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        HT—SMAA—V型移動測墑儀測定土壤含水率分析

        2013-10-24 12:08:36李貴陽
        黑龍江水利科技 2013年2期
        關(guān)鍵詞:測量

        李貴陽

        ( 遼寧省水文水資源勘測局 沈陽分局,沈陽110043)

        0 引 言

        干旱是指長時期降水偏少,造成空氣干燥、土壤缺水,使農(nóng)作物和牧草體內(nèi)水分虧缺,影響農(nóng)作物播種和牧草返青,影響農(nóng)作物和牧草正常生長發(fā)育,導(dǎo)致農(nóng)牧業(yè)減產(chǎn)以及河流干涸、人畜飲水困難的一種氣象災(zāi)害。

        按干旱成因分為大氣干旱和土壤干旱: 大氣干旱是指空氣溫度高,相對濕度低,導(dǎo)致作物體內(nèi)水分平衡被破壞而發(fā)生凋萎的一種干旱現(xiàn)象; 土壤干旱是指土壤水分不能滿足農(nóng)作物生長發(fā)育需要的一種干旱現(xiàn)象。久晴不雨或降水持續(xù)偏少導(dǎo)致大氣干旱,長期大氣干旱是土壤干旱的主要原因。世界氣象組織認為有以下6 種干旱類型: ①氣象干旱: 根據(jù)不足降水量,以特定歷時降水的絕對值表示。②氣候干旱:根據(jù)不足降水量,不是以特定數(shù)量,是以與平均值或正常值的比率表示。③大氣干旱:不僅涉及降水量,而且涉及溫度、濕度、風速、氣壓等氣候因素。④農(nóng)業(yè)干旱:主要涉及土壤含水率和植物生態(tài),或許是某種特定作物的性態(tài)。⑤水文干旱: 主要考慮河道流量的減少,湖泊或水庫庫容的減少和地下水位的下降。⑥用水管理干旱: 其特性是由于用水管理的實際操作或設(shè)施的破壞引起的缺水。

        1 水文土壤水分測定方法

        1.1 常規(guī)方法

        水文土壤含水率的常規(guī)方法為烘干稱重法,取地表下10 cm、20 cm、30 cm壤土若干,放入標準鋁盒中稱重,后放入烘干箱中烘干10 h,取出稱重,兩次稱重差值即為土壤含水量,進而算出土壤含水率。

        1.2 HT -SMAA -V 便攜式土壤水分采集儀測量方法

        HT-SMAA-V 便攜式土壤水分采集儀測量土壤方法是通過測量傳感器電壓,由固定公式計算土壤含水率[1]。只需要探頭接觸土壤即可快速測出土壤含水率,簡單高效。

        2 HT-SMAA-V 便攜式土壤水分采集儀公式率定對比試驗

        2.1 電壓測量

        1) 將傳感器置于空氣中,測得電壓為0.00 V。

        2) 將傳感器置于水中( 傳感器探針完全沒入水中) 測得電壓為2.50 V。

        2.2 率定實驗( 以劉二堡站為例)

        2.2.1 測定飽和含水率

        取浸泡好的土樣,放入小塑料盆中( 所有實驗稱重均使用同一小塑料盆) ,用電子天平稱重,完整記錄電子天平顯示的讀數(shù)。

        將移動測墑儀傳感器垂直緩慢插入環(huán)刀內(nèi),直到傳感器探針完全沒入土中。測量土壤含水率,顯示的數(shù)據(jù)即為傳感器電壓。

        每測量一個土樣取出傳感器,都要注意探針黏附的泥土要放回環(huán)刀內(nèi)[2]。

        2.2.2 測量田持

        飽和含水率測量完畢,將環(huán)刀取出懸置,待環(huán)刀外壁干燥、底部網(wǎng)蓋不再滴水時( 懸置約60 min) ,放入小塑料盆稱重,插入傳感器測量電壓。拔出傳感器時,探針黏附的泥土放回環(huán)刀。

        2.2.3 測量土樣不同含水率時的傳感器電壓

        田持測量完畢,將環(huán)刀懸置一定時間,當土樣表面不黏手時,將環(huán)刀內(nèi)土樣取出,放入不銹鋼托盤攤開晾曬。感覺土樣內(nèi)水分有一定下降后,裝回環(huán)刀,測量電壓和重量并做記錄。此步驟要求做10 次,加上飽和、田持共得到12 組數(shù)據(jù)[3]。

        2.2.4 低含水率測點界定

        當12 組數(shù)據(jù)記錄完畢,傳感器測得土樣電壓<0.5 V時,可停止實驗。若電壓略>0.5 V,需再將土樣晾曬測量,取得低含水率對應(yīng)的電壓值。

        2.2.5 烘干

        將環(huán)刀內(nèi)土樣放入不銹鋼托盤攤開,放入烘干箱,把烘箱溫度調(diào)成120°烘干,烘干時間為12 h。放涼后將干土和濾紙倒入小塑料盆稱重( 塑料盆+干土+濾紙) 。

        3 計算公式繪制曲線圖

        土壤含水率與傳感器電壓關(guān)系曲線,見圖1。

        圖1 劉二堡站土壤含水率與傳感器電壓關(guān)系曲線

        4 結(jié) 論

        由圖1 可見,土壤實際含水率基本都在關(guān)系曲線上,HT-SMAA-V 型便攜式土壤水分采集儀是一種先進的便攜式土壤水分測定儀器,能夠?qū)Ω黝愅寥篮投喾N介質(zhì)的水分進行快速、精確、穩(wěn)定的測量。用快速測墑儀測定土壤濕度,可減輕水文工作人員的工作量,提高工作效率和質(zhì)量。

        [1]王偉,齊長永. 土壤水分傳感器的研制[J]. 傳感器技術(shù),1991(02) :21 -24.

        [2]王貴彥,史秀捧,張建恒,等.TDR 法、中子法、重量法測定土壤含水量的比較研究[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2000,23(03) :23 -26.

        [3]張立彬. 土壤含水量和土壤緊實度對土壤圓錐指數(shù)值影響的試驗研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,1993,9(02) :41 -44.

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