从部分饱和土壤的水动力特性推导土壤特有的动电势电学参数
地球物理
2012-09-28 v1
摘要
非饱和土壤中的水流运动会产生可测量的电势差，这些电势差与流向、体积通量以及土壤本身的性质有关。实验室和现场数据表明，这些所谓的动电势可能比仅考虑相对渗透率和电导率对自电位 (SP) 数据影响的理论预测大几个数量级。最近的工作通过考虑孔隙空间中的体积过剩电荷如何随水饱和度的倒数缩放，部分改善了预测结果。我们提出了一种新的理论方法，利用通量平均过剩电荷而非体积过剩电荷来预测动电势。我们利用持水曲线或相对渗透率函数，展示了对于典型土壤性质，这种有效过剩电荷如何随水饱和度变化。我们发现不同土壤类型之间存在巨大差异，而基于相对渗透率函数的预测与现场数据吻合最好。新的关系式比先前的工作更好地解释了实验室数据，并使我们能够预测砂壤土降雨事件后记录的动电势幅值，而先前的模型预测值小了三个数量级。我们建议，非饱和介质中的强信号可用于获取关于通量（包括与膜流相关的非常小的通量）的信息，也可用于约束相对渗透率函数、持水曲线和相对电导率函数。
引用
@article{arxiv.1209.6335,
title = {Derivation of soil-specific streaming potential electrical parameters from hydrodynamic characteristics of partially saturated soils},
author = {Damien Jougnot and Niklas Linde and A. Revil and Claude Doussan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.6335},
year = {2012}
}