Исследование диэлектрических свойств влажных засоленных почвогрунтов при положительных и отрицательных температурах

• Автор: Клещенко, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 198 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Диэлектрические свойства влажных почвогрунтов и
растворов солей
1.1 Характеристика почвогрунтов как объектов исследований.
Классификация почвенной влаги
1.2 Диэлектрические свойства воды и водных растворов
1.3 Модели для описания диэлектрической проницаемости
гетерогенных систем
1.4 Влияние связанной воды, засоленности и температуры на величину диэлектрической проницаемости почвогрунтов
1.5 Выводы к главе
Глава 2 Метод и аппаратура исследований
2.1 Методы и аппаратура для измерения диэлектрической
проницаемости в диапазоне СВЧ. Описание экспериментальной установки
2.2 Интерпретация результатов измерений
2.3 Приборные погрешности и тестовые измерения
2.4 Выводы к главе
Глава 3 Экспериментальные исследования диэлектрических
свойств увлажнённых почвогрунтов
3.1 Методика лабораторных измерений диэлектрических свойств
почвогрунтов
3.2 Модельное описание диэлектрических свойств влажных
почвофунтов
3.3 Результаты измерений диэлектрических свойств незаселённых почвогрунтов при различных температурах

3.4 Результаты измерений диэлектрических свойств засоленных
почвогрунтов при различных температурах
3.5 Выводы к главе
Глава 4 Модель диэлектрической проницаемости почвогрунтов
4.1 Незасолённые почвогрунты. Рефракционная модель с учётом
связанной воды
4.2 Засоленные почвогрунты. Рефракционная модель с учётом связанной воды и засоленности
4.3 Выводы к главе
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Данная диссертационная работа является экспериментальным исследованием диэлектрических свойств модельных грунтов в дециметровом диапазоне радиоволн. Исследования велись в диапазоне температур от -30СС до +25°С. Основной целью работы является изучение совместного влияния связанной воды, заселённости и температуры на формирование величины комплексной диэлектрической проницаемости влажных почвогрун-тов. На основе полученных экспериментальных данных предложена физическая модель комплексной диэлектрической проницаемости почвы, учитывающая присутствие в почве как связанной воды, так н растворимых солей.
Актуальность. Актуальность данной темы обусловлена необходимостью получения информации о состоянии земной поверхности, которая используется в ряде народнохозяйственных и экологических задач. Оперативность получения такой информации может быть достигнута путём применения методов дистанционного зондирования земных покровов оптическими и радиофизическими методами. Данные методы основаны на процессах взаимодействия электромагнитных волн видимого, инфракрасного и сверхвысокочастотного диапазонов с материальными средами [1—8]. В конечном счёте, эти методы сводятся к измерению и последующей интерпретации сигналов, излучённых и рассеянных природными объектами с различными физикохимическими свойствами. Измеряемые в радиодиапазоне излучательные и рассеивающие характеристики природных объектов в значительной степени определяются величиной диэлектрической проницаемости последних.
В настоящее время активно совершенствуются аппаратные средства орбитальных систем дистанционного зондирования радиоволнового диапазона. Их положительной особенностью является возможность проведения наблюдений в любое время суток, относительная всепогодность, большая глубина проникновения зондирующего излучения в исследуемый объект. Использование радиолокаторов и радиометров с синтезированной апертурой [9-12] позволило улучшить пространственное разрешение радиолокационных изображений Земли.
На фоне совершенствования аппаратурных средств дистанционного зондирования остаётся проблема обработки и достоверной интерпретации полученных экспериментальных данных. Для решения этой проблемы необ-

єс=*і+^Ї£,г<к~*o)S
І і= 1 /«
1 + Л
(1.29)
где К и а — относительный объём и КДП 7-ой компоненты смеси, гь —КДП материала матрицы (во всех предыдущих формулах эта величина обозначалась Через £]).
13). Модель Бургера-Эйкена:
1-(1 -ъ/фу
' l + (A-l)V ’
(1.30)
где А зависит от формы частиц и равен для шаровых, цилиндрических и вытянутых в виде пластин частиц соответственно
3s, . 5s, +е, . £, + 2s,
А=-------------- —, А = -ггі £т, А~—-
2s, + е,
3(s, + s

Формулы для статистических смесей:
1). Модель Клаузиуса-Мосотти-Лорентца-Лоренца:
І£^і=у v.£lzL
єс + 2 tt ' Є, + 2 '
(1.31)
Здесь и далее т - число компонентов смеси, s, - диэлектрическая проницаемость 7-ой компоненты, Vi - относительный объём 7-ой компоненты.
2). Модель Винера (О. Wiener). Она отличается от (1.31) наличием регулируемого параметра р* 2.
£с ~1 = у у ii ~1 Єс + Р ‘ Єі+ Р
(1.32)
3). Модель Оделевского для двухкомпонентной статистической сме-