Разработка радиоволнового метода определения гидрофизических свойств почв

• Автор: Ивченко, Олеся Анатольевна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Глава 1. Гидрофизические и диэлектрические свойства почв. Дистанционное изучение почв

1.1. СОСТАВ ПОЧВЫ

1.2. ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

1.2.1. СВОЙСТВА ПОЧВЕННОЙ ВЛАГИ

1.2.2. ВЛАГОПРОВОДНОСТЬ. ИНФИЛЬТРАЦИЯ

1.2.3. КАПИЛЛЯРНО-СОРБЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ

1.3. ИСПАРЕНИЕ ПОЧВЕННОЙ ВЛАГИ

1.4. МОДЕЛИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЧВ И ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

1.5. ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЧВОГРУНТОВ И РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ПОЧВ

1.5.1. ЯРКОСТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА И КОЭФФИЦИЕНТ ИЗЛУЧЕНИЯ

1.5.2. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ НЕРОВНОСТЕЙ

1.5.3. ДИСТАНЦИОННЫЕ РАДИОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ПОЧВ
1.6. ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
Глава 2. Методика проведения эксперимента
2.1. ОПИСАНИЕ ИССЛЕДУЕМЫХ ОБРАЗЦОВ ПОЧВОГРУНТОВ
2.2. ИЗМЕРЕНИЕ ОГХ

2.3. ИЗМЕРЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ГИГРОСКОПИЧНОСТИ
2.4. ИЗМЕРЕНИЕ НАИМЕНЬШЕЙ ВЛАГОЕМКОСТИ
2.5. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ
2.6. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ РАДИОМЕТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ И ИССЛЕДУЕМЫХ УЧАСТКОВ
2.7.КАЛИБРОВКА РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА И РАСЧЕТ РАДИОЯРКО-СТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ИССЛЕДУЕМЫХ УЧАСТКОВ
2.8. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ ИССЛЕДУЕМЫХ УЧАСТКОВ
2.9. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ РАДИОЯРКОСТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
2.10 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ УСТАНОВОК И МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОЧВ
2.11. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДП ПОЧВ ПО МОДУЛЯМ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАЖЕНИЯ И ПРОХОЖДЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЛОЯ. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ДП
Глава 3. Исследование связи диэлектрических и гидрологических характеристик почв
3.1. СВЯЗИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И АГРОГИДРОЛОГИЧЕСКИХ КОНСТАНТ С
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИМ СОСТАВОМ И СОДЕРЖАНИЕМ ГУМУСА
3.2. ЗАВИСИМОСТЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ ОТ ЕЕ КОЛИЧЕСТВА
3.3. СВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ РЕФРАКЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ С АГРОФИЗИЧЕСКИМИ КОНСТАНТАМИ
3.4. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ОГХ
ВЫВОДЫ
Глава 4. Исследование свойств почв радиометрическим методом

4.1. ГРАДИЕНТЫ ВЛАЖНОСТИ И ИХ ДИНАМИКА В ПРОЦЕССЕ ИСПАРЕНИЯ И ИНФИЛЬТРАЦИИ В РАЗНЫХ ТИПАХ ПОЧВ
4.1.1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГРАДИЕНТОВ ВЛАЖНОСТИ ПРОФИЛЕЙ ПОЧВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ГУМУСА
4.1.2. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГРАДИЕНТОВ ВЛАЖНОСТЕЙ ПОЧВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ГУМУСА
4.2. ОЦЕНКА ВЛАГОПРОВОДНОСТИ И ИСПАРЕНИЯ МНОГОЧАСТОТНЫМ РАДИОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
4.3. ОЦЕНКА ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ ПО МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ И МИКРОВОЛНОВЫМ РАДИОМЕТРИЧЕСКИМ ДАННЫМ
ВЫВОДЫ
Заключение
Список литературы

где 5 - содержание фракции физического песка, g - содержание фракции физической глины (по классификации и БОЛ), е = (1,01 + 0,44р „4 - 0,062, рт - плотность твердых частиц почвы, р - плотность почвы, - рассчитывается по модели Дебая
с учетом эффективной проводимости а являющейся эмпирической функцией структуры почвы.
где - объемная влажность почвы, XV - объемная доля свободной воды, IV^ -объемная доля связанной воды. Поскольку надежных данных о еу» связанной воды нет, влияние связанной воды учитывается через показатель степени р, зависящий от гранулометрического состава почв.
Частотная зависимость КДП свободной воды определяется по модифицированной модели Дебая:
(1.4.4)
vjrn сое, рт]Уу где со - частота электромагнитного поля, т, во - время релаксации и статиче-ская диэлектрическая проницаемость, £0=8,854-10' Ф/м - диэлектрическая постоянная, £„0=4,9 - высокочастотная диэлектрическая проницаемость.
аэф = -1,645+1,939 -р-0,02013 -8+0,01594 •£.
Показатель степени а выбран равным 0,65 для лучшего совпадения экспериментальных и расчетных данных. В этой модели не учитывается частотная дисперсия КДП связанной воды, что приводит к расхождению расчетных и измеренных данных.
Предложенная и развитая в [22] спектроскопическая модель КДП влажной почвы была названа обобщенной рефракционной диэлектрической моделью смеси. Согласно [22] КДП ег = е'-^е” и комплексный показатель преломления влажных почв иг =п'-]п" (КПП), как функции объемной влажности ¥ могут быть представлены в форме рефракционной диэлектрической модели смеси:
е =п2*-к2,, е, =п2,-к2,, (1.4.5)