RESEARCH PAPER
Influence of the geometry of soil sample on moisture retention curve
 
More details
Hide details
1
Institute of Agrophysics PAS, ul. Doświadczalna 4, 20-290 Lublin, Poland
Publication date: 2020-10-08
 
Acta Agroph. 2001, (53), 81–91
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The structure of mineral soils can be treated as the results of soil particles packing. The elaborated computer packing procedure allowed to reconstruct the structure of granular medium on the basis of porosity and grain size distribution data. The void space of virtual medium has been divided on a set of individual pores by means of tessellation procedure. Each pore has been described by volume and 4 neck radii related to neck capillary pressure of them. It seems evident that the presence of air-water interface at the neck is the necessary condition of any pore drying. At the beginning of MRC measurements all pores are saturated and only the pores at the top of sample fulfil the above condition. Such pore was called an active one. The drainage simulation of a relatively big aggregate composed from polisize particles shows that moisture retention curve depends on sample geometry defined as the ratio of external sample surface area exposed to the atmosphere and its total value. At the early stages of a sample drainage the amount of active pores is relatively small. If the surface area exposed to the atmosphere is smaller the percolation of gas phase inside the sample can be limited and the measured moisture content will be higher. The experimental verification done for a fine glass beds confirms the predicted effect.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Wpływ geometrii próbki na retencję wodną gleby
retencja wodna, ośrodek porowaty, perkolacja
Strukturę gleb mineralnych można rozpatrywać jako wynik upakowania cząstek gleby. Opracowana procedura symulacyjna pozwoliła rekonstruować strukturę ośrodka granularnego na jego podstawie porowatości i rozkładu granulometrycznego. Następnie, przy pomocy metody tesselacji, objętość wirtualnego ośrodka podzielono na zbiór przestrzennych elementów dyskretnych, z których każdy zawierał pojedynczy por. Każdy z nich kwantyfikowano wyliczając jego objętości i wartości 4-ch promieni przewężeń określających ich ciśnienie kapilarne Założono że, osuszanie dowolnego poru jest możliwe wtedy gdy na jego przewężeniu istnieje granica faz powietrze – woda (tzw. por aktywny). W trakcie początkowego stadium osuszania próbki ilość porów aktywnych jest stosunkowo mała – znajdują się one tylko na powierzchni zewnętrznej która ma kontakt ma otoczeniem. Ograniczenie tej powierzchni utrudnia perkolacje fazy gazowej w ośrodku, co oznacza, że dla danego ciśnienia jego wilgotność powinna być większa w porównaniu do próbki "otwartej". Symulacja osuszania stosunkowo dużego układu składającego się z cząstek pelidyspersyjnych pokazuje, że jego retencja wodna zależy od geometrii badanego ośrodka, rozumianej jako stosunek powierzchni poprzez którą ośrodek ma kontakt z atmosferą i całej powierzchni próbki. Pomiary retencji wykonane dla ośrodka składającego się z drobnoziarnistych kulek szklanych (70-100 µm) jakościowo potwierdzają występowanie przewidywanego efektu.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125