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DOI: https://doi.org/10.7451/CBE.2023.65.1.17
Description:

Information on soil water status and dynamics is needed for agricultural management, as well as engineering and environmental investigations. Water status and dynamics in the vadose zone are primarily influenced by two fundamental properties: soil water content (SWC) and soil hydraulic properties (SHP). The application of ground penetrating radar (GPR) for monitoring and estimating these properties has received wider attention and has significantly advanced in recent years. While SWC estimation using GPR has been well-reviewed over the years, SHP estimation has not received the same attention. Notably, there has been increasing research on SHP estimation using GPR in the last decade. This paper reviews the recent studies and advances in applying GPR to study soil water dynamics and SHP estimation. We compared the progress and advantages of the three techniques (Borehole, Surface, and Off-ground), identified key issues affecting their application, and noted future research opportunities. By synthesizing these studies, this review paper aims to draw attention to evolving methodologies in GPR applications for monitoring soil water dynamics and SHP estimation as good indicators of soil hydraulic resistance and how these opportunities can be harnessed to improve soil water management.

Keywords: Coupled inversion, full waveform inversion (FWI), ground penetrating radar, infiltration, soil hydraulic conductivity, soil water dynamics.
Résumé:

Les informations sur l'état et la dynamique de l'eau dans le sol sont nécessaires à la gestion de la production agricole, ainsi qu'aux études techniques et environnementales. L'état et la dynamique de l'eau dans la zone vadose sont principalement influencés par deux propriétés fondamentales : la teneur en eau du sol (TES [SWC]) et les propriétés hydrauliques du sol (PHS [SHP]). L'utilisation du radar à pénétration de sol ou géoradar [GPR] pour la surveillance et l'estimation de ces propriétés a fait l'objet d'une plus grande attention et a considérablement progressé ces dernières années. Alors que l'estimation de la TES à l'aide du GPR a été bien étudiée au fil des ans, l'estimation des PHS n'a pas reçu la même attention. Toutefois, les recherches liées à l’utilisation du GPR pour l'estimation des PHS se sont multipliées particulièrement au cours de la dernière décennie. Cet article passe en revue les études récentes et les avancées dans l'utilisation du GPR à l'étude de la dynamique de l'eau du sol et à l'estimation des PHS. Nous avons comparé les progrès et les avantages des trois techniques (forage, surface et hors-sol), identifié les problèmes clés affectant leur utilisation et constaté les avenues futures de recherche. En synthétisant ces études, cet article vise à attirer l'attention sur l'évolution des méthodologies d’utilisation du GPR pour la surveillance de la dynamique de l'eau du sol et l'estimation des PHS en tant que bons indicateurs de la résistance hydraulique du sol ainsi que sur les manières dont ces possibilités peuvent être exploitées pour améliorer la gestion de l'eau du sol.

Mots-clés:

Inversion couplée; inversion de la forme d'onde complète [FWI]; radar à pénétration de sol; infiltration; conductivité hydraulique du sol; dynamique de l'eau dans le sol

Citation: Dahunsi, J., S. Pathirana, M. Cheema, M. Krishnapillai and L. Galagedara 2023. Advances in Ground Penetrating Radar application for estimating soil hydraulic properties: A mini review. Canadian Biosystems Engineering/Le génie des biosystèmes au Canada 65: 1.17-1.27.
Volume: 65
Issue: 1
Pages 1.17 - 1.27
Contributor: R. Sri Ranjan
Date: August 29, 2024
Technical field: Soil and Water Systems Engineering
Conference name:
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Other information:
Type: Text.Article
Format: PDF
Publication type: Journal
Source:
Relation:
Coverage: Canada
Language 1: en
Language 2: fr
Rights: Canadian Society for Bioengineering / Société Canadienne de Génie Agroalimentaire et de Bioingénierie
Notes:
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