文/蔡曉清

土壤由固相、液相和氣相組成。液相和氣相呈此消彼長(zhǎng)狀態(tài)，液相減少，土壤呈現(xiàn)相對(duì)干旱狀態(tài)，液相增加，土壤呈現(xiàn)相對(duì)濕潤(rùn)或澇漬現(xiàn)象。土壤干旱或澇漬都將對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生重要影響；丘陵或山林土壤含水量過(guò)大將會(huì)引發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，這些災(zāi)害均會(huì)造成人民生命財(cái)產(chǎn)巨大損失。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤含水量，為農(nóng)業(yè)抗旱、智能灌溉以及科學(xué)研究提供必需的數(shù)據(jù)支撐；也可在滑坡、泥石流發(fā)生之前發(fā)出預(yù)警，減少或避免自然災(zāi)害所導(dǎo)致的生命財(cái)產(chǎn)損失，為自然災(zāi)害預(yù)警和水土保持工作提供有力的科學(xué)支撐。圣世信通墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以SSXT-SQ-02一體化多深度多參數(shù)土壤墑情監(jiān)測(cè)儀為主力監(jiān)測(cè)設(shè)備致力于提供一體化多深度多參數(shù)在線持續(xù)監(jiān)測(cè)，為全國(guó)旱情監(jiān)測(cè)建設(shè)助力。

圣世信通墑情測(cè)站土壤水分過(guò)程曲線圖

目標(biāo)客戶

圣世信通研發(fā)的SSXT-SQ-02一體化多深度多參數(shù)土壤墑情監(jiān)測(cè)儀，集成了多組土壤水分傳感器、多組溫度傳感器、雨量傳感器、圖像采集傳感器、供電系統(tǒng)和采集終端，切實(shí)做到了一體化多深度多參數(shù)在線持續(xù)監(jiān)測(cè)。

該產(chǎn)品主要目標(biāo)客戶為水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、環(huán)保、國(guó)土等部門和科研單位，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)土壤墑情變化情況，結(jié)合測(cè)站降雨量和測(cè)站植被生長(zhǎng)狀況，為國(guó)家和地方相關(guān)部門防汛抗旱、農(nóng)業(yè)預(yù)產(chǎn)、林木選型栽培、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警以及農(nóng)業(yè)科學(xué)研究等工作提供重要的技術(shù)和可靠的數(shù)據(jù)。

北京市灌溉水利用系數(shù)測(cè)算項(xiàng)目溫棚墑情站

監(jiān)測(cè)平臺(tái)組成

圣世信通墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由4部分組成：

①采集層：由SSXT-SQ-02一體化多深度多參數(shù)土壤墑情監(jiān)測(cè)儀組成（土壤水分傳感器、土壤溫度傳感器、雨量采集器、圖像采集器）；

②傳輸層：由GPRS/GSM/CDMA/衛(wèi)星等組成；

③存儲(chǔ)層：由云服務(wù)中心、數(shù)據(jù)服務(wù)器等組成；

④應(yīng)用層：由數(shù)據(jù)應(yīng)用WEB平臺(tái)、APP客戶端、指揮中心組成。

儀器先進(jìn)性

SSXT-SQ-02一體化多深度多參數(shù)土壤墑情監(jiān)測(cè)儀與行業(yè)中其他土壤墑情監(jiān)測(cè)產(chǎn)品相比，具有極大的科技優(yōu)勢(shì)和操作優(yōu)勢(shì)以及運(yùn)行維護(hù)優(yōu)勢(shì)。該監(jiān)測(cè)儀為高集成度、多監(jiān)測(cè)要素的創(chuàng)新型一體化墑情監(jiān)測(cè)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)測(cè)站土壤水分、土壤溫度、地表空氣溫度、降雨量和測(cè)站環(huán)境圖像的實(shí)時(shí)采集和上報(bào)。

其中，水分傳感器、溫度傳感器、電池、采集終端、數(shù)據(jù)傳輸終端全部集成在φ63mm、長(zhǎng)95cm的全密封PVC壁管中，太陽(yáng)能板、高清攝像頭、翻斗式雨量計(jì)采用一體化線纜，通過(guò)八針航空接口，同一體化多深度墑情監(jiān)測(cè)儀集成一起，形成全新的一體化多深度多要素土壤墑情監(jiān)測(cè)儀。其先進(jìn)性包括：

①業(yè)界領(lǐng)先的產(chǎn)品設(shè)計(jì)（工業(yè)和電子工程）：集成多層土壤水分傳感器、溫度傳感器、雨量傳感器、圖像傳感器、遙測(cè)終端、定位系統(tǒng)、供電系統(tǒng)于一體；

圣世信通墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架圖

圣世信通墑情、氣象、灌溉監(jiān)測(cè)體系圖

②抗惡劣環(huán)境：防老化材質(zhì)，全密封結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級(jí)IP68，可長(zhǎng)期、穩(wěn)定、準(zhǔn)確地在高寒、高溫、高濕地區(qū)運(yùn)行；

③云智能：具備物聯(lián)網(wǎng)接入和云存儲(chǔ)、計(jì)算、分析功能；

④準(zhǔn)、穩(wěn)、久：采用FDR頻域感應(yīng)原理，感應(yīng)體積是其他款式監(jiān)測(cè)設(shè)備的60倍，安裝不需要挖取剖面，不用擾動(dòng)土壤，高標(biāo)準(zhǔn)的材質(zhì)、工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳感器與土壤不接觸，不受土壤腐蝕作用，使得該產(chǎn)品能準(zhǔn)確、穩(wěn)定、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)土壤墑情數(shù)據(jù)；

⑤簡(jiǎn)潔方便：產(chǎn)品一體化設(shè)計(jì)，外觀簡(jiǎn)潔美觀，安裝時(shí)省去接線和調(diào)試工序，且地塊單點(diǎn)可測(cè)多個(gè)土壤深度墑情數(shù)據(jù)，安裝30分鐘內(nèi)完成；

⑥節(jié)能環(huán)保：傳感器采用環(huán)保材料設(shè)計(jì)加工而成，長(zhǎng)期使用不受腐蝕，不污染環(huán)境，一體化設(shè)計(jì)，可整體移走，不會(huì)在土壤中殘留任何非土壤物質(zhì)。該產(chǎn)品功耗極低，在不提供任何外界供電設(shè)備的情況下，單次充電可持續(xù)穩(wěn)定工作2個(gè)月以上；

⑦智能采集：可根據(jù)土壤含水量的變化速度，自動(dòng)調(diào)整土壤墑情監(jiān)測(cè)頻率，形成完整、準(zhǔn)確的土壤墑情數(shù)據(jù)變化過(guò)程曲線圖。

實(shí)施案例

圣世信通墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)二期旱情監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，為國(guó)家抗旱工作和農(nóng)業(yè)預(yù)產(chǎn)估算提供了準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。高精度監(jiān)測(cè)保證了旱情等級(jí)的準(zhǔn)確劃分，實(shí)現(xiàn)了旱情監(jiān)測(cè)從定性到定量的突破和轉(zhuǎn)變。

產(chǎn)品廣泛使用在林業(yè)和水土保持領(lǐng)域。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各層土壤的含水量變化情況，可判斷林木的根系深度和活動(dòng)區(qū)域，亦可選擇適合該地區(qū)土壤類型和氣候環(huán)境的林木。同時(shí)結(jié)合各層土壤屬性以及各層土壤的水分變化情況，可提前進(jìn)行滑坡、泥石流等自然災(zāi)害預(yù)報(bào)，減少或避免因自然災(zāi)害產(chǎn)生的生命財(cái)產(chǎn)損失。

各地灌溉水利用系數(shù)測(cè)算項(xiàng)目中也廣泛使用了圣世信通墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)灌溉水量或降雨量與土壤含水量變化的關(guān)系，以及結(jié)合農(nóng)作物的不同生長(zhǎng)周期不同的需水量，研究、計(jì)算出最佳的灌溉水量和灌溉時(shí)間點(diǎn)，保證在節(jié)約用水的情況下讓農(nóng)作物發(fā)揮最大的生長(zhǎng)潛能，實(shí)現(xiàn)最小耗能下的最大產(chǎn)出值，走可持續(xù)發(fā)展道路。

同時(shí)，部分科研單位將SSXTSQ-02一體化多深度土壤墑情監(jiān)測(cè)儀、SSXT-QX-01一體化氣象站及SSXT.JF-01.C機(jī)井灌溉系統(tǒng)巧妙結(jié)合起來(lái)，通過(guò)測(cè)量土壤實(shí)際含水量，得出土壤達(dá)到農(nóng)作物適合的含水量所需要灌溉的用水量或降雨量。結(jié)合現(xiàn)有氣象監(jiān)測(cè)手段和媒介，預(yù)測(cè)未來(lái)一定時(shí)間內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)彭曼公式，求出未來(lái)該區(qū)域的潛在蒸發(fā)量；參考不同植物不同生長(zhǎng)期的需水量，求出未來(lái)時(shí)間段該地塊所需要補(bǔ)充的水量；機(jī)井灌溉控制系統(tǒng)通過(guò)土壤墑情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合分析計(jì)算，進(jìn)行按需、精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)灌溉。