Проектирование объектов подземного строительства, таких как ирригационные и дренажные системы, требуют проведения инженерных изысканий. Такие изыскания включают в себя изучение гидрологических условий территории, которые определяются гидрофизическими свойствами почв, например, их водоудерживающей способностью. Изменчивостью метеорологических условий обусловлено формирование петли гистерезиса водоудерживающей способности почвы. Измерение всех возможных сканирующих ветвей, заполняющих промежуток между главными ветвями петли гистерезиса, практически невозможно. Предложена математическая модель гистерезиса водоудерживающей способности почвы. Модель основана на физических представлениях о строении и капиллярных свойствах пространства почвенных пор. Параметры модели идентифицируются путем точечной аппроксимации с использованием данных о главных (граничных) ветвях гистерезиса. Оценены сканирующие ветви, начинающиеся с предварительно рассчитанных поворотных точек. Наряду с обеспечением достоверных оценок гидрологических условий территории подземного строительства, использование данной модели позволяет более точно рассчитать нормы орошения сельскохозяйственных культур. Применение прецизионных норм орошения предотвращает гравитационный сток избыточной влаги, существенно уменьшает вымывание удобрений, мелиорантов и средств защиты растений за пределы корнеобитаемого слоя почвы и, как следствие, снижает риск загрязнения грунтовых вод агрохимикатами, что имеет важное эколого-экономическое значение.

Designing of underground constructions, such as irrigation and drainage systems, requires engineering surveys. Such surveys include the study of the hydrological conditions of the territory, which are determined by the hydrophysical properties of soils, such as their water-retention capacity. The formation of a hysteresis loop for the soil water-retention capacity occurs because of the variability of meteorological conditions. It is almost impossible to measure all possible scanning branches that fill the gap between the main branches of the hysteresis loop. A mathematical model of the hysteretic soil water-retention capacity is proposed. The model is based on physical concepts of the structure and capillary properties of the soil pore space. Model parameters are identified by dot fitting using data on the main (boundary) hysteresis branches. Scanning branches starting with pre-calculated reversal points are evaluated. Suggested model has a quite low error to predict the scanning branches of soil water-retention capacity. The use of this model ensures reliable estimates of the hydrological conditions of the territory for underground construction. Also it gives precision irrigation rates which result in reduction of gravitational runoff of excessive moisture, preventing pollution of groundwater with agrochemicals.