Drying of a Natural Soil Under Evaporative Conditions: A Comparison of Different Magnetic Resonance Methods


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Soils are highly complex and heterogeneous porous materials, and thus measuring water distribution non-invasively with high accuracy and adequate spatial resolution still remains challenging. The first few centimeters of a soil surface control the vapor flux to the atmosphere justifying the need for high spatial resolution measurements of moisture content. The objective of this study was to compare and assess the feasibility of various high-resolution magnetic resonance (MR) methods to characterize an unsaturated porous system. We employed (1) a spin-echo, (2) three types of single-point imaging and (3) a unilateral three-magnet array to monitor T1 and T2,app relaxation time spectra and the effective moisture saturation (ΘMR) of a silt loam under progressing desaturation with focus on an emerging unsaturated surface layer, which is predicted by theory. During the first stage of drying where evaporation occurred at the soil surface, all methods showed homogeneously distributed moisture. A decreasing ΘMR and a shift in the T1 and T2,app relaxation time spectra to shorter values indicated the commencement of stage 2 evaporation coincided with an increasing unsaturated layer. At low water contents, the most suitable method to determine the extent of a desaturated surface zone with high accuracy was found to be single--point ramped imaging with T1 enhancement. As a simple and low-cost device the unilateral three-magnet array was feasible to monitor the drying process until the dry surface layer developed.

Об авторах

Steffen Merz

Agrosphere (IBG-3), Institute of Bio-and Geosciences, Forschungszentrum Jülich GmbH

Автор, ответственный за переписку.
Email: s.merz@fz-juelich.de
Германия, Jülich, 52425

Andreas Pohlmeier

Agrosphere (IBG-3), Institute of Bio-and Geosciences, Forschungszentrum Jülich GmbH

Email: s.merz@fz-juelich.de
Германия, Jülich, 52425

Bruce Balcom

Department of Physics, MRI Research Centre

Email: s.merz@fz-juelich.de
Канада, 8 Bailey Drive, Fredericton, NB, E3B 5A3

Razieh Enjilela

Department of Physics, MRI Research Centre

Email: s.merz@fz-juelich.de
Канада, 8 Bailey Drive, Fredericton, NB, E3B 5A3

Harry Vereecken

Agrosphere (IBG-3), Institute of Bio-and Geosciences, Forschungszentrum Jülich GmbH

Email: s.merz@fz-juelich.de
Германия, Jülich, 52425

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Springer-Verlag Wien, 2015

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».