Using the double-ring infiltrometer to evaluate key unsaturated and saturated hydrological properties
Author
Petkov, Pavel Ivanov
Term
4. term
Publication year
2021
Submitted on
2021-06-10
Pages
60
Abstract
This master’s thesis explores how a standard double-ring infiltrometer can be used to estimate key soil hydraulic properties under both unsaturated and saturated conditions. Motivated by practical needs in agriculture, groundwater protection, and geotechnical practice, the work reviews existing in situ infiltration methods and introduces a new Two-ring Two-run protocol with two stages: an unsaturated run to estimate Philip sorptivity and a saturated run to determine the saturated hydraulic conductivity. The approach links measured infiltration to Campbell-model soil-water retention and conductivity functions by splitting the Philip model and relating sorptivity to pore-size distribution, and it is extended by applying the full two-term Philip equation. The protocol is tested in the field through an initial trial and a campaign at six sites with contrasting soils (including Thomas Mans Vej, Gistrup, and St. Restrup), with moisture sensors used at some sites to provide time-resolved water content data. HYDRUS-1D is employed for sensitivity analyses of van Genuchten parameters and saturated conductivity and for inverse modeling, and estimates are compared to literature- and pedotransfer-based values for Danish and American soils. The thesis emphasizes feasibility, assumptions, and limitations of the method; specific numerical results and comparisons appear in later chapters not included in this excerpt.
Denne masterafhandling undersøger, hvordan en standard dobbelt-ring infiltrometer kan bruges til at bestemme centrale hydrologiske jordegenskaber i både umættede og mættede forhold. Ud fra et praktisk behov i landbrug, grundvandsbeskyttelse og geoteknik gennemgås eksisterende in situ-metoder, hvorefter der udvikles en ny Two-ring Two-run-protokol med to infiltrationstrin: et umættet trin til at estimere Philip-sorptivitet og et mættet trin til at bestemme mættet hydraulisk ledningsevne. Metoden kobler den observerede infiltration til Campbell-modellens retention- og ledningsevnekurver via antagelser om opdeling af Philip-modellen og sammenhæng mellem sorptivitet og jordens porefordeling, og den udbygges med en anvendelse af den fulde to-leddede Philip-ligning. Protokollen afprøves i feltet med indledende test og efterfølgende målinger på seks lokaliteter med forskellige jordtyper (bl.a. Thomas Mans Vej, Gistrup og St. Restrup), hvor fugtighedssensorer i nogle forsøg giver tidslige vandindholdsdata. Endvidere anvendes HYDRUS-1D til følsomhedsanalyser af van Genuchten-parametre og mættet ledningsevne samt til invers modellering, og resultater sammenlignes med litteratur- og pedotransferbaserede værdier for danske og amerikanske jorde. Afhandlingen fokuserer på metodens gennemførlighed, antagelser og begrænsninger; konkrete resultater og sammenligninger præsenteres i de efterfølgende kapitler, som ikke er omfattet af dette uddrag.
[This apstract has been generated with the help of AI directly from the project full text]