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        • 技術文章

          常規土壤水分傳感器監測方法

          2019-01-08 16:20:10  來源:中地泓科

          常規土壤水分傳感器監測方法
           

          土壤水分監測方式

          土壤水分監測是通過一定的方式獲得土壤水分數據,以此作為與水資源管理有關的重要數據。目前土壤水分監測的主要方式有:以建立固定的墑情監測站點的方式,例如通過埋設不同深度土壤水分傳感器的方法,實時地測量土壤水分的變化情況:以移動的方式,通過一定的測量手段,從土壤中獲得水分信息:通過衛星遙感、航空遙測、雷達等方式,間接的獲得土壤水分信息。

           

           

          土壤水分測定方法及評價

          土壤水分的測量方法有多種方法,一是直接測量土壤的重金屬含水量和容積含水量,如烘干稱重法、中子儀法、測量土壤傳導性等,另一類是測量土壤的基質勢,如張力儀法、電阻塊法、干濕計法等,以下介紹部分常規的測定方法。

           

           

          1 烘干法

          *基本的直接測定土壤含水率方法,又稱重量測定法,烘干法簡單直觀,但是采樣會干擾田間土壤水分的連續性,在田間會留下的取樣孔,會切斷作物的某些根系并影響土壤水分運動,且不能連續觀測某處的土壤含水率。

           

          2 瓶筒法

          利用容器測量土壤水分的一種方法:瓶筒法不需要烘干土樣,所需儀器簡單,可快速測量,其測量時間通常只是常規烘干法的1/24;主要缺點是測量精度不太穩定原因是土樣中空氣的程度不易掌握。

           

          3 中子儀法

          土壤中水是引起快中子轉化為慢中子的主要因素,即土壤含水量越大,慢中子探測的慢中子流的密度就越大。優點是方便、快速、不擾動土壤,可在同一地點進行多次測量,測量水分的范圍寬,不受滯后影響,還可與自動記錄系統和計算機連接。但率定工作曲線確定具有一定的難度,深度分辨不夠準確,對表層土壤水分的測定精度低。

           

          4 張力儀法

          該法研究起步較早,主要通過測量土壤基質勢來間接獲得土壤含水量。該法結構及原理都比較可簡單,可以在線實時測量,而且可以確定水在土壤內的流動方向和滲透深度。其缺點是測量范圍很大程度上收土質的影響,同時該法存在滯后和回環,影響其測量速度。

           

          5 γ射線透射法

          γ射線透射法是一種間接測定法,其利用放射源(銫-137)放射出γ線,用探頭接收γ射線透過土體后的能量,與土壤水分含量換算得到。γ射線透射法與中子儀法具有許多相同的優點,且比中子儀的垂直分辨率高,但是γ射線的率定工作曲線確定具有一定的難度,同時也危害人體健康。

           

           

          6 近紅外反射法

          根據水在特定紅外波段上大量吸收紅外輻射的原理進行工作。當紅外輻射從土壤中反射或透射時,輻射的衰減情況就可以反射土壤中水的含量。近紅外反射法優點是與土壤非接觸:但受土壤表面粗糙程度影響大,同時受土壤表面水分孔隙充滿狀況的影響,而且它能測量土壤表層含水量,如果要測量土壤深層含水量,就必須對土壤進行開槽測量。

           

          7 介電法

          利用土壤的介電特性來測量土壤含水量是一種行之有效的、快速的、簡便的、可靠方法。土壤的介電特性迅速應用于土壤含水量的測量技術中,而且具體實現方法千差萬別。目前,較常用的是技術先進的時域反射儀法TDR和經濟型的頻域反射儀法FDR以及中國農業大學王一鳴等人研制的基于駐波率(SWR)原理的土壤水分快速測量儀。


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          劉博文
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