Hızlandırılmış çok kullanarak açık derinlik toplar infiltrasyon izleme toplanan ile dizi anten yere işleyen Radar

Bu deneyin genel amacı, dizi anten yere nüfuz eden radar kullanarak tarla toprağındaki sızma cephesini izlemektir. Bu yöntem, yağış sırasında suyun toprağa nasıl sızdığını anlamak gibi vadoz bölgesi hidrolojisi alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin ana avantajı, zaman atlamalı çoklu ofset toplamanın, sızma gibi dinamik yeraltı işlemleri sırasında minimum çabayla sorunsuz bir şekilde toplanabilmesidir.

Prosedürü gösteren Nobuhito Nagai ve Yukio Tobe olacak. Anten dizisi bu deneyin merkezinde yer alır. Bu muhafazanın içinde bu deney için 21 anteni bulunmaktadır.

Bu şematik ek ayrıntılar sağlar. 10 verici ve 11 alıcı papyonlu mono çekme anteni, bir adım frekanslı sürekli dalga formu radar ünitesi tarafından kontrol edilmektedir. Dizi, 110 verici alıcı çiftinin tümü arasında geçiş yapabilir.

Sızma testi için bir yer belirleyin. Yüzeyin çıplak, düz ve yaklaşık üç metreye üç metre olduğundan emin olun. 2,5 metre uzunluğunda gözenekli tüpler elde edin.

Tüp gözenekliliği, suyun zemine salınmasına izin verir. Arsa üzerinde bir sulama sızma sistemi inşa etmek için tüpleri kullanın. Bu sistemin tüpleri paraleldir ve 15 santimetre ile ayrılmıştır.

Tüpleri bir ucundan bir su kaynağına bağlı valf ayarlı bir su girişi ile bağlayın. Ve diğer ucunu prize bağlayın. Ardından, anten dizisinden biraz daha büyük olan ince bir ahşap panel alın ve bunu gözenekli tüplerin üzerine yerleştirin.

Panel düz olmalı ve tüpleri örtmelidir. Panelin yanına toprak nemi sensörlerini monte etmek için devam edin. Bu çubuk tipi sensör, çeşitli derinliklerdeki nemi ölçer.

İlk olarak, sensörün erişim borusunu ahşap panelin yanındaki zemine monte edin. Ardından çubuk tipi sensörleri erişim tüpüne yerleştirin. Anten dizisini sızma sistemi merkezli ahşap panele yerleştirerek başlayın.

Diziyi koaksiyel kablolarla denetleyiciye bağlayın ve denetleyiciyi bir bilgisayara bağlayın. Tüm verici alıcı kombinasyonlarında tam bir tarama yapmak için anten sırasını ayarlayın ve veri toplamaya başlayın. Bu noktada, su kaynağına gidin ve akışı ve sızmayı başlatın.

Önceden belirlenmiş bir miktar enjekte edildiğinde suyu durdurun. Ardından, radar dizisiyle veri toplamayı durdurun. Verileri topladıktan sonra, bir hız tahmini bulmak için analiz edin.

Bu, anten dizisinden zaman atlamalı radargramın bir örneğidir. Veriler deneyin 60 dakikası boyunca alınmıştır. Siyah çizgilerle sınırlanan her bölge, bir verici ve 11 alıcı tarafından toplanan verilere karşılık gelir.

Vericinin konumu kırmızı üçgen ile gösterilir. Üçüncü eksen boyunca, iletimden yansıyan sinyalin alınmasına kadar geçen toplam süredir. Farklı renkler sinyal genliğini gösterir.

Bu verileri kullanarak ortak orta nokta veri küpünü oluşturun. Yeni eksen, verici ve alıcı antenlerin ayrılmasıdır. Bu, deney sırasında belirli bir zamanda ortak orta nokta veri küpünün bir kesitidir.

Bu tür her bir çerçeve için ıslatma cephesinden gelen yansımayı belirleyin. t0 ve vr olmak üzere iki parametreyi ayarlayarak hiperbolik eğrileri sığdırmak için bu denklemi kullanın. Beyaz eğri, ıslatma cephesinden gelen yansımanın hareket süresini temsil eder.

Mor eğriler, hava ve yer dalgaları için seyahat süreleridir. Bu, bir sızma deneyi için temsili bir radargramdır. Her bölüm bir verici ile ilişkilendirilmiştir.

Dikey eksen boyunca, vericiden reflektöre ve alıcıya seyahat süresidir. Gri tonlamalı renk haritası, sinyal genliğini gösterir. Bu zaman atlamasında, ortak orta nokta veri bölgelerinden birinden, deney ilerledikçe yüksek genlikli sinyalin sabit bir şekilde aşağı doğru hareket ettiğini gözlemleyin.

Sinyal, su yeraltına nüfuz ederken ıslatma cephesindeki yansımalar tarafından üretilir. Hız analizi için, her dakika alınan ortak orta nokta verilerini kullanın. Bu örnek verilerde, deneyin beş dakikasında, yansıyan dalga için en uygun eğri düz beyaz çizgidir ve hava dalgasınınki kesikli çizgidir.

Zaman geçtikçe, seyahat süresi doğrusal olarak artar. Bunlar, geçen sürenin bir fonksiyonu olarak tahmini ıslanma ön derinliğinin grafikleridir. Üçgenler, tek tip bir ortamın modeli içindir.

Kareler, dizinin altındaki ahşap paneli hesaba katan iki katmanlı bir model içindir. Siyah renkli aralıklar, belirli bir derinlikte ölçülen nem sensörünün ne zaman artmaya başladığını ve ne zaman stabilize olduğunu gösterir. Bu yöntem için ilk olarak, dizi anten yere nüfuz eden radar için bir gösteri sırasında aklımıza geldi.

Zaman atlamalı çoklu ofset verilerini düzeltmek aklımıza geldi. Bu prosedürün en büyük avantajı, daha büyük sistemlere nüfuz eden ortak zeminin aksine, çoklu ofset toplamak için antenleri hareket ettirmemize gerek olmamasıdır. Ölçümü başlattıktan sonra, sadece izleyin ve hiçbir şey yapmayın.

Bu prosedürü denerken, verilerin tekrarlanabilirliğinin sigortalanması için antenleri hareket ettirmemeyi unutmamak önemlidir. Geliştirilmesinden sonra, bu teknik, vadoz zon hidrolojisi alanındaki araştırmacıların tarla topraklarındaki su hareketini keşfetmelerinin önünü açacaktır. Bu videoyu izledikten sonra, sızma cephelerini izlemek için dizi anten yere nüfuz eden radarın nasıl kullanılacağını iyi anlamış olmalısınız.