3上的另一支第二导气管4通过导气软管连通测筒7上 的第三导气管11，测筒7上另一支第四导气管12通过软管连通气压测量计8 ;第一导气管 5和第二导气管4穿过密封在储气筒3上的第一橡皮塞6与储气筒3相通，第三导气管11 和第四导气管12穿过密封在测筒7上的第二橡皮塞13与测筒7相通，形成测量装置。
[0012] 采用上述测量装置的土壤导气率计算模型为： 利用打气筒向测筒供气，当气压测量计测定的测筒内空气相对压强达到某一预定值 Λ P(pa)时，停止供气；停止供气同时开始计时，并观测气压测量计所测测筒内空气压强的 变化，按照先疏后密的原则记录测筒内空气压强P (t)变化过程对应的累积时间t，当P (t) 接近外界大气压时，停止观测；以时间t为因变量，以测筒内空气的相对压强(测筒内空气 压强减去大气压即P(t)-Patni)的自然对数值Ln (P(t)-PatJ为自变量，确定二者的数量关 系，并以二者确定的直线斜率作为被测土壤的空气传导特征参数s ;已知低渗透性参照样 品的导气率为Kal，设被测土壤的导气率为Ka2，设低渗透性参照样品所对应的供气空间体积 为 '，被测土壤对应的供气空间体积为，根据瞬态导气率传输理论可得：
式（1) (2)中的各有关参数的含义同前； 由式（1)可得：
[0013] 利用上述装置及土壤导气率计算模型进行测算，测算方法如下： 将风干的被测土壤9按照预定的容重均匀填装于内径为D (m)的测筒，填装的深度记 为L2 (m);将直径为D (m)、高度为Q (m)、导气率为Kal (m2)的低渗透性参照样品10放置于测 筒内被测土壤9之上，在测筒内壁涂抹石蜡或者凡士林，防止测筒与低渗透性参照样品之 间漏气，按照图1所示连接测量装置；利用打气筒(或者其他供气源）向测筒供气，当气压测 量计测定的测筒内空气相对压强达到某一预定值Λ P(pa)时停止供气；停止供气同时开始 计时，并观测气压测量计所测测筒内空气压强的变化，按照先疏后密的原则记录测筒内空 气压强P (t)变化过程对应的累积时间t，当P (t)接近外界大气压时，停止观测；以时间t 为因变量，以测筒内空气的相对压强的自然对数值In (P(t)-PaJ为自变量，确定二者的 数量关系，并以二者确定的直线斜率作为被测土壤的空气传导特征参数s ;将得到的空气 传导特征参数s代入公式
即可计算土壤的导气率Ka2(m2)，公式中V
是储气筒和测筒内空间所占的容积m3, A表示直径为D的低渗透性参照样品的横截面积m2; 为空气粘滞系数，与所处环境温度T有关： .代 表周围的大气压力，變·:。
【主权项】
1. 一种土壤导气率瞬态测算方法，采用如下装置，装置包括供气源（I)，供气源（I)通 过导气软管连通储气筒（3)上的第一导气管（5)，储气筒（3)上的另一支第二导气管（4)通 过导气软管连通测筒（7)上的第三导气管（11)，测筒（7)上另一支第四导气管（12)通过软 管连通气压测量计（8);所述的第一导气管（5)和第二导气管（4)穿过密封在储气筒（3)上 的第一橡皮塞（6)与储气筒（3)相通，第三导气管（11)和第四导气管（12)穿过密封在测筒 (7)上的第二橡皮塞（13)与测筒（7)相通；其特征在于，测算方法包括以下步骤： 1) 将风干的被测土壤（9)按照预定的容重均匀填装于内径为D (m)的测筒（7)，填装的 深度记为L2(Hl); 2) 将直径为D (m)、高度为L1 (m)、导气率为Kal (m2)的低渗透性参照样品（10)放置于测 筒（7)内被测土壤（9)之上，在测筒（7)内壁涂抹石蜡或者凡士林，防止测筒（7)与低渗透 性参照样品（10)之间漏气； 3) 利用供气源（1)向测筒（7)供气，当气压测量计（8)测定的测筒（7)内空气相对压强 (测筒内空气压强减去外界大气压）达到某一预定值Λ P (pa)时停止供气； 4) 停止供气同时开始计时，并观测气压测量计（8)所测测筒（7)压强的变化，按照先疏 后密的原则记录测筒内空气压强P(t)变化过程对应的累积时间t，当测筒（7)内空气的压 强接近大气压时，停止观测； 5) 以时间t为因变量，以测筒（7)内空气的相对压强(测筒内空气压强减去外界大气压 即P (t)-Patni)的自然对数值In (P(t)-PaJ为自变量，确定二者的数量关系，并以二者确定 的直线斜率作为被测土壤（9)的空气传导特征参数 S ; 6) 将得到的空气传导特征参数s代入公式：即可计算土壤的导气 率 Ka2(m2); 公式中V是储气筒和测筒内空间所占的容积m3，A表示直径为D的测筒的横截面积m2; 为空气粘滞系数，与所处环境温度T有关，：：代 表周围的大气压力謂_出山、L2iKal的含义同步骤1)、2)、3)。2. 根据权利要求1所述的一种土壤导气率瞬态测算方法，其特征在于，所述的计算土 壤导气率采用的土壤导气率计算模型为： 利用供气源向测筒供气，当气压测量计测定的测筒内空气相对压强(测筒内空气压强 减去外界大气压）达到某一预定值Λ P (pa)时，停止供气；停止供气同时开始计时，并观测 气压测量计所测测筒内空气压强的变化，按照先疏后密的原则记录测筒内空气压强P(t) 变化过程对应的累积时间t，当测筒内空气压强接近外界大气压时，停止观测；以时间t为 因变量，以测筒内空气的相对压强(测筒内空气压强减去外界大气压即P(t)-P atni)的自然对 数值Ln (P(t)-PaJ为自变量，确定二者的数量关系，并以二者确定的直线斜率作为被测土 壤的空气传导特征参数s ;已知低渗透性参照样品的导气率为Kal，设被测土壤的导气率为 Ka2，设低渗透性参照样品所对应的供气空间体积为V1，被测土壤对应的供气空间体积为V 2， 根据瞬态导气率传输理论可得：式（I) (2)中的各有关参数的含义同前； 由式（1)可得：
【专利摘要】本发明公开了一种土壤导气率瞬态测算方法，其通过引入已知导气率的低渗透性参照样品，在同样的供气压力下能够有效降低气体的流量，从而有效提高了野外土壤导气率的测量效率；根据土壤空气传导基本理论，依据体积守恒原理得到基于低渗透性参照样品导气率的土壤导气率计算模型，为本方法的应用奠定了坚实的理论基础。
【IPC分类】G01N7/10, G01N15/08
【公开号】CN105352870
【申请号】CN201510798333
【发明人】张振华, 杨润亚
【申请人】张振华
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月19日