為什么Kfs很痛苦,飽和導(dǎo)水率,或土壤吸收水分的能力,歷來(lái)是科學(xué)家們進(jìn)行的一項(xiàng)復(fù)雜測(cè)量。由于土壤特定alpha估計(jì)中的錯(cuò)誤和三維流動(dòng)緩沖不足,不準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)飽和導(dǎo)水率(Kfs)測(cè)量值很常見(jiàn)。三維流動(dòng)是指水在三維空間滲入土壤;它橫向傳播,也向下傳播。問(wèn)題是,代表飽和水力傳導(dǎo)率Kfs的值是一維值。研究人員在建模中使用Kfs作為他們決策的基礎(chǔ),但要獲得該值,他們必須首先消除三維流動(dòng)的影響。
估計(jì)——一個(gè)冒險(xiǎn)的提議
消除三維流動(dòng)影響的傳統(tǒng)方法是查看alpha值表或土壤宏觀毛細(xì)管長(zhǎng)度。但由于alpha只是對(duì)吸著性效應(yīng)或土壤橫向吸水量的估計(jì),因此不準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)很高。如果研究人員或工程師選擇了錯(cuò)誤的alpha值,他們的估計(jì)可能會(huì)大相徑庭。為了解決這個(gè)問(wèn)題,研究人員有時(shí)會(huì)使用雙環(huán)滲透計(jì)測(cè)量Kfs,這是一種簡(jiǎn)單的方法,其中外環(huán)旨在限制滲透后水的橫向擴(kuò)散并緩沖三維流動(dòng)。然而,雙環(huán)滲透計(jì)并不能地緩沖三維流動(dòng),因此,如果研究人員假設(shè)他們?cè)谥行沫h(huán)中獲得一維流動(dòng),他們可能會(huì)高估他們的場(chǎng)飽和電導(dǎo)率值。這可能是災(zāi)難性的,尤其是在處理滲透性非常低的土壤時(shí)。如果Kfs被高估,研究人員或工程師可能會(huì)錯(cuò)誤地假設(shè)垃圾填埋場(chǎng)覆蓋物(例如)無(wú)效(Ks超過(guò)10-5cms-1),而實(shí)際上,他們高估了Kfs,并且覆蓋物實(shí)際上是合規(guī)的。
該土壤多層水分傳感器通過(guò)自動(dòng)消除估計(jì)/假設(shè)問(wèn)題行之有效的雙頭方法。它在土壤頂部積水,并使用氣壓產(chǎn)生兩個(gè)不同的壓頭。在這兩個(gè)不同的壓頭下測(cè)量滲透避免了估計(jì)alpha因子的需要,使研究人員能夠在不做任何假設(shè)的情況下確定現(xiàn)場(chǎng)飽和導(dǎo)水率。此外,土壤多層水分傳感器使用的水要少得多,因?yàn)樗恍枰耠p環(huán)滲透計(jì)那樣的大外環(huán)。這種自動(dòng)化方法可以節(jié)省時(shí)間并減少水力傳導(dǎo)率評(píng)估中的錯(cuò)誤。下面的理論部分詳細(xì)解釋了為什么這是可能的。
土壤多層水分傳感器:為什么它更準(zhǔn)確
田間飽和導(dǎo)水率Kfs(cm/s)是一種基本的土壤水力特性,它描述了在田間飽和條件下流體(通常是水)通過(guò)孔隙空間或裂縫的難易程度。原位測(cè)定Kfs的最古老和的方法之一涉及測(cè)量從單個(gè)環(huán)(半徑b)內(nèi)推入土壤(d)一小段距離內(nèi)的積水入滲(D)。原始分析使用測(cè)量的穩(wěn)定流速Q(mào)s(cm3/s)并假設(shè)為一維。