Полевой метод определения коэффициента диффузии газов в почве (часть 2)
13.03.2013

Таким образом, эксперимент заключается в анализе динамики убыли содержания газа в центральной (загрузочной) скважине и прибыли в боковых (контрольных). Анализ удобно проводить с помощью описанного выше портативного газоанализатора типа ПГА-7.
Комбинируя закон Фика (XIV.5), с формулой для расчета плотности потока вещества как массы (m), прошедшей через площадь поперечного сечения (S) за интервал времени (Δt), а также учитывая зависимость фронта диффузии (S) от расстояния (z) в процессе радиального массопереноса (S = 27πzh, h - высота скважины), получаем:

Полевой метод определения коэффициента диффузии газов в почве (часть 2)

Разделяя переменные и интегрируя XIV.14, находим формулу для расчета D (Смагин, Смирнов, 1996):
Полевой метод определения коэффициента диффузии газов в почве (часть 2)

где с1, cK1,12 - концентрации газа в центральной (с) и контрольной (сK) скважинах в моменты времени t1 и t2, R0; R - радиус скважин и расстояние между центральной и контрольной скважинами. Учитывая, что масса газа (m) равна разности концентраций (убыли в центральной или прибыли в контрольных |с1-с2|) умноженной на объем газовой фазы, который представляет собою сумму объемов скважины и пор аэрации той части почвы, через которую диффундирует газ, получаем окончательную формулу для расчета величины D:
Полевой метод определения коэффициента диффузии газов в почве (часть 2)

Методика определения и расчеты
Подготовить вертикальные скважины с помощью почвенного бура, установить заглушки и закачать в центральную (загрузочную) скважину исследуемый газ (например, СO2). Перед этим тщательно замерить радиус (R0) и высоту скважин (h). Рекомендуется учесть массу грунта, отобранного при бурении скважин (mвл) и взять пробы на влажность (W), чтобы синхронно определить необходимый для расчета D и εa параметр плотности почвы.
Величину плотности твердой фазы почвы определить в лаборатории пикнометрическим методом или взять из литературной информации по данной территории. Произвести замеры исходного содержания газа в скважинах, для чего отобрать шприцем газ через штуцеры верхних заглушек и ввести в газоанализатор (ПГА-7). Через 1-1.5 часа вновь отобрать пробы. Контролировать динамику газа в скважинах в течение 5-6 часов. По полученным данным рассчитать величину D, используя формулу (XIV.16). В качестве примера приведем результаты определения эффективного коэффициента диффузии СO2 в дерново-подзолистой почве под лесом (УОПЭЦ «Чашниково»):
Полевой метод определения коэффициента диффузии газов в почве (часть 2)


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *