Актуальность исследования определяется востребованностью физически обоснованных математических моделей капиллярно-пористой среды (например, почвы или дисперсного грунта) в отношении такого свойства этой среды, как водоудерживающая способность. Научная проблема заключается в наличии пробелов в отношении обоснования этого свойства с учетом гистерезиса в рамках физических концепций. Цель исследования - физическое обоснование и математическое формулирование закономерностей межфазного абиотического взаимодействия в капиллярно-пористой среде с участием воды как жидкости. Указанная цель достигается путем решения задач выявления причин и физической интерпретации феномена гистерезиса водоудерживающей способности капиллярно-пористой среды, а также математического описания этого феномена. В исследовании используется метод математического моделирования. Предложено функциональное описание водоудерживающей способности в гистерезисной развертке на основе представления о физической природе взаимодействия влаги с твердой фазой капиллярно-пористой среды. Показаны недостатки функции, предложенной Ван Генухтеном, и раскрыты причины, порождающие эти недостатки. Основным результатом является формулирование трех физически обоснованных аналогов данной функции. Они представляют собой усовершенствованные версии моделей Брукса-Кори, Косуги и Хаверкампа с соавторами. Усовершенствование достигнуто с помощью использования в данных моделях дополнительного аддитивного параметра, учитывающего «давление входа воздуха» (для ветвей иссушения) и «давление входа воды» (для ветвей увлажнения). В рамках вычислительного эксперимента выполнен сравнительный анализ функции Ван Генухтена, оригинальных моделей Косуги и Хаверкампа с соавторами, а также усовершенствованных версий этих моделей. Для проведения сравнения использованы независимые данные о гистерезисе водоудерживающей способности 17 объектов (почв, дисперсных грунтов) из авторитетных литературных источников. Достоверность результатов оценена с применением критерия Вильямса-Клута. Из полученных результатов вытекает вывод о преимуществе предлагаемых физически обоснованных математических моделей над функцией Ван Генухтена.
