När en kemikalie spills ut i miljön, det är viktigt att veta hur snabbt utsläppet sprider sig. Om en bonde bevattnar en gröda, personen kommer att behöva veta hur snabbt vattnet ska röra sig genom jorden och absorberas av rötterna. I båda fallen, en god förståelse för vattenporstrukturen är nödvändig.

En ny metod för att mäta porstruktur och vattenflöde beskrivs i en studie publicerad i tidskriften Vattenresursforskning . Med det, forskare borde kunna bestämma mer exakt hur snabbt vatten, föroreningar, näringsämnen och andra vätskor rör sig genom jorden – och vart de tar vägen.

Den matematiska modellen validerades av forskare vid University of California, Davis, California State University, Northridge och University of North Carolina vid Chapel Hill.

"Detta kommer att öppna en helt ny riktning som kommer att hjälpa oss att använda våra resurser mer effektivt och bättre förstå flödet av vatten, föroreningar och näringsämnen, " sa motsvarande författare och UC Davis biträdande professor Majdi Abou Najm, som utvecklade modellen när han var vid American University of Beirut.

Inte en storlek som passar alla

En av de viktigaste ekvationerna inom hydrologi, Darcys lag, har länge använts för att beskriva flödet av vätskor genom ett poröst medium, som stenar och jord. Men den ekvationen antar en uppskattning av porstorlek som passar alla, när verkligheten är mer komplicerad.

"Vår modell hittar en mellanväg mellan verkligheten, som har ett oändligt antal porstorlekar, och den nuvarande modellen, som representerar dem med en genomsnittlig porstorlek, sa Abou Najm.

Billigt och tillgängligt

Den nya modellen, som testades på fyra sandar för studien, har den extra fördelen att den är relativt billig och tillgänglig att använda i en mängd olika miljöer. Studien sa att de flesta metoder för mätning av porstorlek kräver insamling av prover av begränsad storlek för laboratorieanalys. Denna nya metod ger en enkel, billigt tillvägagångssätt för att mäta olika porstorlekar direkt i fältet med hjälp av föremål som kan köpas i en typisk livsmedelsbutik, som soppförtjockningsmedel eller livsmedelstillsatser.