Pore structure
છિદ્રોની રચના એ એક સામાન્ય શબ્દ છે જેનો ઉપયોગ છિદ્રાળુ માધ્યમની છિદ્રાળુતા, છિદ્રોના કદ, છિદ્રોના કદનું વિતરણ અને છિદ્રોના આકારવિજ્ઞાન (જેમ કે છિદ્રોના આકાર, સપાટીની કઠોરતા અને છિદ્રોની ચેનલોની ટોર્ટ્યુસિટી) ને દર્શાવવા માટે થાય છે. છિદ્રો એ સપાટીના અભેદ્ય છિદ્રાળુ મેટ્રિક્સના મુખ છે જે વાયુઓ, પ્રવાહી અથવા તો વિદેશી સૂક્ષ્મ કણો પણ તેમાં રહી શકે છે. છિદ્રાળુ માળખું અને છિદ્રાળુ માધ્યમોમાં પ્રવાહી પ્રવાહ ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. માઇક્રોનોસ્કેલ છિદ્ર ત્રિજ્યા, જટિલ જોડાણ અને નોંધપાત્ર વિજાતીયતા સાથે, છિદ્ર માળખાની જટિલતા આ પ્રવાહીની હાઇડ્રોલિક વાહકતા અને જાળવણી ક્ષમતાને અસર કરે છે. આંતરિક પારગમ્યતા એ મુખ્યત્વે છિદ્રોના માળખાથી પ્રભાવિત લક્ષણ છે, અને પ્રવાહીના પ્રવાહ અને વિતરણને સંચાલિત કરતા મૂળભૂત ભૌતિક પરિબળો અનાજની સપાટીથી જથ્થાના ગુણોત્તર અને અનાજના આકાર છે. છિદ્રની જગ્યા ચેનલોના નેટવર્કથી બનેલી છે, જેના દ્વારા પ્રવાહી વહી શકે છે તે વિચાર ખાસ કરીને મદદરૂપ છે. છિદ્રોના મુખ એ તુલનાત્મક રીતે પાતળા વિભાગો છે જે છિદ્રોના શરીર તરીકે ઓળખાતા પ્રમાણમાં મોટા ભાગોને વિભાજિત કરે છે. અન્ય શારીરિક સામ્યતામાં છિદ્રોના વિશાળ વિસ્તાર માટે "પેટ" અથવા "કમર" અને સંકોચક ભાગ માટે "ગરદન" અથવા "ગળા" નો સમાવેશ થાય છે. છિદ્ર પદાર્થો એ પરિમાણો સાથે આંતરગ્રાન્યુલર અંતરાય છે જે સામાન્ય રીતે આસપાસના કણો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે નાના હોય છે, જેમ કે રેતી જેવા માધ્યમમાં જ્યાં ટેક્સચરલ છિદ્રોની જગ્યા પ્રબળ હોય છે. બીજી બાજુ, કૃમિ છિદ્રને એક છિદ્ર તરીકે ગણી શકાય જો તેનો વ્યાસ તેની લંબાઈ પર વ્યવહારીક રીતે સ્થિર હોય. આવા છિદ્રોની ત્રણ પ્રકારની સીમાઓમાંથી એક હોઈ શકે છેઃ (1) સંકોચન, જે છિદ્રોની જગ્યાના સ્થાનિક રીતે સાંકડા ભાગમાં એક સમતલ છે; (2) અન્ય છિદ્રો સાથે આંતરછેદ (જેમ કે કૃમિ છિદ્ર અથવા તિરાડ); અથવા (3) ઘન સાથે આંતરછેદ. છિદ્રાળુ માધ્યમમાં ખાલી જગ્યાના પ્રમાણને છિદ્રાળુતા કહેવામાં આવે છે. તે છિદ્રો અથવા ખાલી જગ્યાઓના જથ્થાને એકંદર જથ્થા દ્વારા વિભાજિત કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે. તેને ટકાવારી તરીકે અથવા 0 અને 1 વચ્ચેના દશાંશ અપૂર્ણાંક તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. મોટાભાગના ખડકોની છિદ્રાળુતા 1 ટકાથી 40 ટકાથી ઓછી હોય છે. છિદ્રાળુતા ભૂઉષ્મીય પ્રણાલીઓ, તેલ અને વાયુ ક્ષેત્રો અને જળભૃતમાં પ્રવાહી સંગ્રહને પ્રભાવિત કરે છે, જેનાથી તે સ્પષ્ટ થાય છે કે તે ભૂસ્તરશાસ્ત્રમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે. ભૂગર્ભીય રચનાઓમાં પ્રવાહીની હિલચાલ અને પરિવહન, તેમજ ખડકના જથ્થાબંધ ગુણધર્મો અને ચોક્કસ ખનિજોની લાક્ષણિકતાઓ વચ્ચેની કડી, છિદ્રાળુ માળખાના કદ અને જોડાણ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. છિદ્રાળુતા માપવા છિદ્રાળુતાઓની ગણતરી કરવા માટે નમૂનાઓનું કુલ કદ અને છિદ્રાળુ જગ્યાનું કદ માપવામાં આવ્યું હતું. છિદ્રોના કદને માપવા માટે હીલિયમ પાયરોમીટરનો ઉપયોગ છિદ્રોના કદની ગણતરી કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો અને તે બોયલના નિયમ પર આધારિત હતો. (P1V1 = P2V2) અને હિલીયમ ગેસ, જે સરળતાથી નાના છિદ્રોમાંથી પસાર થાય છે અને નિષ્ક્રિય હોય છે, નમૂનાના નક્કર અપૂર્ણાંકને ઓળખવા માટે. જાણીતા વોલ્યુમ સાથેનું નમૂનાનું ચેમ્બર એ છે જ્યાં કોર મૂકવામાં આવે છે. જાણીતા વોલ્યુમ સાથે સંદર્ભ ચેમ્બર પર દબાણ લાગુ કરવામાં આવે છે. બે ઓરડાઓ વચ્ચેના જોડાણને કારણે હિલીયમ ગેસ હવે સંદર્ભ ચેમ્બરમાંથી નમૂના ચેમ્બરમાં જઈ શકે છે. નમૂનાના ઘનના જથ્થાની ગણતરી પ્રારંભિક અને અંતિમ દબાણ વચ્ચેના ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. હીલિયમ પાયકોનોમીટર દ્વારા ગણતરી કરાયેલ છિદ્રનું કદ એ કુલ કદ અને ઘન કદ વચ્ચેનો તફાવત છે. છિદ્રોના કદ અને છિદ્રોના કદનું વિતરણ છિદ્રોના કદ સામાન્ય રીતે, છિદ્રોના શરીર અથવા ગરદનની અસરકારક ત્રિજ્યાનો ઉપયોગ છિદ્રોના કદને વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે થાય છે. ઘન પદાર્થોમાં છિદ્રોની સ્થિતિ, આકાર અને જોડાણ તેમના અસંખ્ય લક્ષણોમાંથી માત્ર થોડા જ છે અને કલ્પના કરવા માટે છિદ્રનું સૌથી સીધું પાસું સંભવતઃ તેનું કદ અથવા એક અવકાશી પરિમાણમાં તેની હદ છે. છિદ્રોના આકાર જેવા અન્ય પરિબળોની તુલનામાં, એવી દલીલ કરી શકાય છે કે છિદ્રોના કદની ઘન પદાર્થોની લાક્ષણિકતાઓ પર સૌથી મોટી અથવા વ્યાપક અસર પડે છે. તેથી, વિવિધ છિદ્રાળુ પદાર્થોનું વર્ણન કરવા અને તેની તુલના કરવા માટે છિદ્રોના કદ અથવા છિદ્રોના કદના વિતરણનો ઉપયોગ કરવો ચોક્કસપણે અનુકૂળ અને મૂલ્યવાન છે. ત્રણ મુખ્ય છિદ્રોના કદની શ્રેણીઓ (ઇન્ટરનેશનલ યુનિયન ઓફ પ્યોર એન્ડ એપ્લાઇડ કેમિસ્ટ્રી દ્વારા ભલામણ કરાયેલ છિદ્રોના કદનું વર્તમાન વર્ગીકરણ) નીચે મુજબ છેઃ છિદ્રોના કદનું વિતરણ માટીના લાક્ષણિક જથ્થામાં દરેક છિદ્રોના કદનું સાપેક્ષ વિપુલતા છિદ્રોના કદનું વિતરણ દ્વારા રજૂ થાય છે. તે ફંક્શન f (r) દ્વારા રજૂ થાય છે, જેનું મૂલ્ય તમામ છિદ્રોના કુલ કદના પ્રમાણમાં હોય છે, જેની અસરકારક ત્રિજ્યા r પર કેન્દ્રિત અનંત શ્રેણીની અંદર હોય છે. અને f (r) માં ટેક્સચરલ અને માળખાકીય ઘટકો હોવાનું વિચારી શકાય છે. છિદ્રોના કદના વિતરણને માપવું મર્ક્યુરી ઇન્ટ્રુઝન પોરોસિમેટ્રી અને ગેસ એડસોર્પ્શન એ સામગ્રી અને પાવર સ્રોતોના છિદ્રોના કદના વિતરણને નક્કી કરવા માટેની સામાન્ય તકનીકો છે. તેમના ઉકળતા તાપમાને નાઇટ્રોજન અથવા આર્ગોન શોષણ આઇસોથર્મનો ઉપયોગ કરીને ગેસ શોષણ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને છિદ્રોના કદના વિતરણનો અભ્યાસ કરતી વખતે, પરમાણુ સ્તરથી થોડા સો એનએમ સુધી છિદ્રનું કદ નક્કી કરવું શક્ય છે. દબાણ સંવેદકની ચોક્કસ મર્યાદાઓ અને શીતકની તાપમાન સ્થિરતા વાસ્તવિક વાતાવરણમાં મહત્તમ અવલોકન કરાયેલ છિદ્રોના કદમાં 100 એનએમ કરતા થોડું વધારે પરિણમે છે. મર્ક્યુરી પોરોસિમેટ્રી છિદ્રોના કદના વિતરણને નિર્ધારિત કરે છે અને ભીના ન હોય તેવા પારો પર દબાણ લાગુ કરીને સંકળાયેલ આક્રમણની માત્રાને માપે છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને છિદ્રોના કદનો સહેલાઈથી અંદાજ લગાવી શકાય છે અને તે થોડા એન. એમ. થી 1000 મીટર સુધીની શ્રેણી ધરાવે છે. દબાણનો સામનો કરવા માટે સામગ્રી પૂરતી મજબૂત હોવી જોઈએ કારણ કે પારાના ઘૂસણ માટે 10 એન. એમ. કરતા નાના છિદ્રો માટે 140 એમપીએ દબાણની જરૂર પડે છે. વધુમાં, તે ઇંકબોટલ ગરદનના છિદ્રોના કદને નિર્ધારિત કરવા માટે વિચારનો ઉપયોગ કરે છે. છિદ્રોના કદ અને છિદ્રોના કદના વિતરણનો સંબંધ અવ્યવસ્થિત રીતે બાંધવામાં આવેલી છિદ્રાળુ પ્રણાલીમાં છિદ્રોના કદ અને છિદ્રોના કદના વિતરણ વચ્ચેનો સંબંધ મોનોટોન હોવાની અપેક્ષા રાખવામાં આવે છેઃ મોટા છિદ્રો મોટા કણો સાથે જોડાયેલા હોય છે. છિદ્રોના કદ અને કણોના કદ વચ્ચેનો સંબંધ મોટાભાગની જમીનની અનિયમિત પ્રકૃતિ દ્વારા જટિલ બને છે. મોટા છિદ્રો માટી સહિત મોટા અને નાના બંને કણોમાં મળી શકે છે, જે એકત્રીકરણને પ્રોત્સાહન આપે છે અને તેથી મોટા આંતરવર્ગીકૃત છિદ્રોના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે. અવ્યવસ્થિત રીતે સંરચિત માધ્યમોમાં છિદ્રોના કદના વિતરણના પેટા વિભાગો વધુ જટિલ વિભાવનાઓ સાથે જમીનની વધુ ચોક્કસ લાક્ષણિકતાઓ વ્યક્ત કરી શકે છે, જેમ કે માટીના પાણીની જાળવણીનું હિસ્ટ્રેસીસ. છિદ્રોની આકારવિજ્ઞાન છિદ્રોની આકારવિજ્ઞાન એ પ્રવાહી અને વાયુયુક્ત તબક્કાઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી છિદ્રોની ચેનલોનો આકાર, સપાટીની કઠોરતા અને ટોર્ટ્યુસિટી છે. છિદ્ર ચેનલોની ટોર્ટ્યુસિટી એ એક અનન્ય ભૌમિતિક જથ્થો છે જેનો ઉપયોગ માત્ર છિદ્રાળુ પ્રણાલીની પરિવહન લાક્ષણિકતાઓને માપવા માટે જ નહીં, પરંતુ આંતરિક પરકોલેશન માર્ગોની સિનુઓસિટી અને જટિલતાને વ્યક્ત કરવા માટે પણ થાય છે. ટોર્યુસિટી વિદ્યુત વાહકતા, પ્રવાહી પારગમન, પરમાણુ પ્રસરણ અને ભૂવિજ્ઞાનમાં ઉષ્મા સ્થાનાંતરણની પરિવહન વર્તણૂક સાથે ગાઢ રીતે જોડાયેલ છે, જે પેટ્રોફિઝિકલ પરિમાણો જેમ કે પારગમ્યતા, અસરકારક પ્રસરણ, થર્મલ વાહકતા અને રચના પ્રતિકારકતા પરિબળને અસર કરે છે. સપાટીની રફનેસ છિદ્રાળુ માધ્યમ માટે સપાટીની રફનેસની પ્રમાણભૂત વ્યાખ્યા સાપેક્ષ સપાટીની ઊંચાઈની સરખામણીમાં સરેરાશ માપેલા ઊભી સંકલન મૂલ્ય પર આધારિત છે, જેમ કે મૂળ-અર્થ-ચોરસ રફનેસ અથવા અંકગણિત રફનેસ. જો કે, ફ્રેક્ટલ ટોપોલોજી વિચારણાના અભાવને કારણે સાપેક્ષ સપાટીની ઊંચાઈની વ્યાખ્યા વાસ્તવિકતામાં અપૂરતી માનવામાં આવી હતી. "વાસ્તવિક સપાટી વિસ્તાર" અને "ભૌમિતિક સરળ-સપાટી વિસ્તાર" ના ગુણોત્તરનો ઉપયોગ સપાટીની રફનેસની બીજી વ્યાખ્યા તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો. આ વ્યાખ્યા પ્રવાહ સમીકરણોને બદલવા અથવા પ્રવાહી-પ્રવાહી આંતરપૃષ્ઠીય વિસ્તારને માપવા માટે ઘણા સંશોધનોમાં લાગુ કરવામાં આવી છે. ફ્રેક્ટલ ભૂમિતિના મૂળભૂત વિચાર એ છે કે જ્યાં સપાટીની કઠોરતાની ત્રીજી વ્યાખ્યા આવે છે, જેમાં કાં તો છિદ્રોની સપાટી (દ્વિ-પરિમાણીય) અથવા સંપૂર્ણ છિદ્રાળુ માધ્યમ (ત્રિ-પરિમાણીય) માં ફ્રેક્ટલ પરિમાણ ગોઠવણનો ઉપયોગ કરીને ફેરફાર કરવામાં આવે છે, પરિણામે મોટા સપાટીના પરિમાણો અથવા મીડિયા પરિમાણોમાં ઘટાડો થાય છે. હર્સ્ટ રફનેસ એક્સ્પોનન્ટ, સમાન વ્યાખ્યા, પ્રસંગોપાત ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ જથ્થો, જે 0 થી 1 સુધી ફેલાયેલો છે, તે ફ્રેક્ટલ પરિમાણ સાથે જોડાયેલો છે. જથ્થાબંધ ઘનતા ગાળણક્રિયા પારગમ્યતા પોરોમેકાનિક્સ છિદ્રાળુ માધ્યમોમાં છિદ્રાળુ માધ્યમ પ્રતિક્રિયાશીલ પરિવહન મોડેલિંગ પણ જુઓ. રીંછ; (1972) ડાયનેમિક્સ ઓફ ફ્લુઇડ્સ ઇન પોરસ મીડિયા. (એલ્સેવિયર, ન્યૂ યોર્ક) હિલેલ, ડી.; (2004) પર્યાવરણીય માટી ભૌતિકશાસ્ત્રનો પરિચય. (સિડનીઃ એલ્સેવિયર/એકેડેમિક પ્રેસઃ એમ્સ્ટર્ડમ;) લીપર જી. ડબલ્યુ. (1993) માટી વિજ્ઞાનઃ એક પરિચય. (મેલબોર્ન યુનિવર્સિટી પ્રેસઃ કાર્લટન, વિક્ટોરિયા.) બાહ્ય કડીઓ ભૂસ્તરશાસ્ત્ર બઝઃ છિદ્રાળુતા પારગમ્યતાને વ્યાખ્યાયિત કરવી છિદ્રાળુ માધ્યમોની પારગમ્યતાને નિયંત્રિત કરવા માટે છૂટક માધ્યમોની ગોઠવણી વિવિધ પારગમ્યતાની સામગ્રી દ્વારા વિવિધ પ્રવાહ દરોનું ચિત્રમય નિરૂપણ છિદ્રાળુ માધ્યમોમાં પ્રવાહી પ્રવાહની મૂળભૂત બાબતો જળવિજ્ઞાન માટી વિજ્ઞાન છિદ્રાળુ માધ્યમો મૂળ સ્થાને ભૂ-તકનીકી તપાસ