أو أكثر من أربعة عقود ، من المعروف أن سرعة الموجة الراديوية ومحتوى التربة المائي مرتبطان بقوة. من خلال قياس سرعة الموجة الراديوية ، يمكن الحصول على قياس غير مباشر للمحتوى المائي للتربة. مثل هذه القياسات لديها القدرة على تحسين الري الزراعي.
يقوم رادار الاختراق الأرضي (GPR) بتخطيط باطن الأرض باستخدام موجات الراديو. في الأيام الأولى من GPR ، لم تكن العوامل التي تتحكم في سرعة الموجة مفهومة جيدًا. أسس العمل الرائد في أواخر السبعينيات العلاقة التجريبية بين محتوى الماء وسرعة GPR. في الواقع ، تم استخدام استخدام مقياس انعكاس المجال الزمني (TDR) ، وهو قريب قريب من GPR ، على نطاق واسع لدراسة عينات التربة الخاضعة للرقابة وإقامة العلاقة.
منذ ذلك الوقت ، أصبحت أجهزة TDR طريقة منتظمة لقياس المحتوى المائي للتربة. توجد الآن العديد من الاختلافات في نهج TDR ، والطريقة مقبولة بشكل عام. تقنية TDR محدودة لأنها تتطلب إدخال مسبار في التربة ؛ يتم قياس محتوى الماء على مساحة محدودة ، لذلك لا يتم استخدام الطريقة بسهولة لتغطية مساحات كبيرة. من ناحية أخرى ، تعتبر الطريقة رائعة لمراقبة محتوى الماء مقابل الوقت في موضع محلي.
لطالما قدمت GPR إمكانية توفير وسيلة قوية للتغطية السريعة للمنطقة لأن التقنية لا تتطلب اتصالًا مباشرًا بالتربة. يمكن تحريك جهاز GPR على السطح بسرعة ويمكن رسم خرائط لمساحات كبيرة. لسنوات عديدة ، كان تطوير GPR لاستكمال قياسات TDR المنفصلة هدفًا.
العديد من الأساليب القائمة على GPR ممكنة ولكن جميعها شهدت نجاحًا محدودًا. يمكن أن يعمل كل نهج بشكل فعال للحصول على محتوى مائي عند مشاركة باحث ماهر أو مشغل GPR. لسوء الحظ ، لم يتحقق قط الحصول على النتيجة المرجوة باستخدام جهاز GPR قابل للنشر بسهولة مع تحليل البيانات الآلي لقيمة محتوى الماء.
كانت إحدى الطرق الأكثر فعالية لاستخدام GPR لتقدير محتوى الماء هي استخدام سبر انعكاس وانكسار بزاوية واسعة (WARR). كانت هذه القياسات معقدة في الحصول على البيانات البطيئة وكانت مقتصرة على مناطق صغيرة فقط. علاوة على ذلك ، مطلوب عامل ذو خبرة لإجراء القياس وتحليل البيانات.
لقد قدمنا مؤخرًا ملف آلة الحرب وهي أداة GPR جديدة جديدة. يتيح هذا النظام الجديد التنميط السريع مع الاستحواذ المستمر تقريبًا على سبر WARR. فتحت النتيجة الباب لعمل خرائط رطوبة التربة لمساحة كبيرة.
كانت Forschungszentrum Jülich ، وهي جامعة في ألمانيا ، رائدة في استخدام GPR للعديد من تطبيقات التربة والمياه الجوفية. يتمتع يوليش بقدرة واسعة على دراسة المشكلات الزراعية ويقوم بتطوير العديد من الأساليب الجيوفيزيائية التطبيقية الجديدة والمتقدمة. تتيح مواقع الاختبار التي يتم التحكم فيها جيدًا اختبار التكنولوجيا لمجموعة متنوعة من مجالات المشكلات. توفر بعض دراسات الفاصل الزمني الفريدة فهمًا معززًا بشكل كبير لكيفية تغير ظروف المياه الجوفية خلال موسم النمو.
يقوم الدكتور جان فان دير كروك وفريقه البحثي حاليًا بدور رائد في استخدام آلة WARR لرسم خرائط محتوى الماء في التربة. يوضح البحث الذي أجرته مانويلا كوفمان ، المرشحة للحصول على درجة الدكتوراه ، جدوى التكنولوجيا الجديدة. يظهر نظام نموذج أولي تم نشره في يوليش في الشكل 1. يتم سحب وحدة تكوين ماكينة WARR هذه خلف مركبة ATV ويتم تطويرها للسماح بالتوصيف المستمر لمناطق حجم الحقل لرسم خريطة الاختلافات في محتوى الماء في التربة على أساس منتظم.
أنتج ملف تعريف عبر حقل اختبار مضبوط النتائج الأولية الموضحة في الشكل 2. تم استخدام تحليل البيانات الآلي واليدوي لتقدير محتوى الماء من سرعة الموجة الراديوية ومقارنتها بعدد محدود من نتائج قياس WARR المنفصلة أحادية القناة. سيكون تطوير أداة تحليل بيانات مؤتمتة موثوقة هو المفتاح للنشر الناجح لهذه التكنولوجيا الجديدة.
