馬蓉
徑流小區(qū)土壤含水量觀(guān)測(cè)是徑流小區(qū)日常觀(guān)測(cè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。我站所轄甘家溝徑流場(chǎng)、寺溝徑流場(chǎng)自2013年列入全國(guó)水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與公告項(xiàng)目后,一直采用烘干法測(cè)試重量含水量。2016年4月,長(zhǎng)委監(jiān)測(cè)中心站在開(kāi)展年度汛前檢查工作時(shí)提出徑流小區(qū)土壤含水量測(cè)試要采用TDR法。此后,我站先后購(gòu)進(jìn)由美國(guó)光譜公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的HIELDSCOUTTDR100、TDR300各一臺(tái)用于甘家溝徑流場(chǎng)、寺溝徑流場(chǎng)進(jìn)行土壤體積含水量測(cè)定,TDR法測(cè)定的是徑流小區(qū)土壤體積含水量,與傳統(tǒng)烘干法相比,其最大的特點(diǎn)是測(cè)定速度快,探針(深7.5cm)插入待測(cè)土壤內(nèi)體積含水量可以即刻在顯示屏上讀取。而烘干法測(cè)定的是土壤重量含水量,取樣、烘干、稱(chēng)重、計(jì)算需要耗時(shí)近10h。
建立TDR法土壤體積含水量與烘干法土壤重量含水量相關(guān)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)土壤體積含水量與重量含水量之間的快速轉(zhuǎn)換,減輕一線(xiàn)監(jiān)測(cè)人員的工作量,實(shí)現(xiàn)不同利用目的對(duì)土壤體積含水量、重量含水量指標(biāo)的需要是該項(xiàng)課題的主要目標(biāo)。
自2017年1月1日開(kāi)始,兩徑流場(chǎng)在徑流小區(qū)土壤含水量日常觀(guān)測(cè)(每月1日、15日)及事件觀(guān)測(cè)(徑流小區(qū)產(chǎn)流后土壤含水量加測(cè))中分別對(duì)徑流小區(qū)進(jìn)行TDR體積含水量和重量含水量測(cè)試。
TDR體積含水量測(cè)試在徑流小區(qū)中部進(jìn)行,選一測(cè)試點(diǎn),在以測(cè)試點(diǎn)為圓心、TDR探針(間距3.1cm)為直徑的圓周,以圓心角120度為間隔插入土壤讀數(shù),取三次讀數(shù)的算術(shù)平均值作為測(cè)試點(diǎn)TDR體積含水量值。
烘干法重量含水量在以TDR法測(cè)點(diǎn)為中心,直徑為6cm的圓周內(nèi)深7.5cm處用鋁盒取土樣三個(gè),經(jīng)烘干、稱(chēng)重、計(jì)算,以三個(gè)土樣的算術(shù)平均值作為測(cè)點(diǎn)烘干法重量含水量。
甘家溝徑流小區(qū)自2017年1月至2017年10月15日,對(duì)150個(gè)測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)行了兩種不同測(cè)試;寺溝徑流場(chǎng)徑流小區(qū)自2017年1月1日至2017年11月1日對(duì)124個(gè)測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)行兩種不同測(cè)試。
現(xiàn)以表格形式提供一部分樣本監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
在microsoftexcel功能散點(diǎn)相關(guān)界面,以TDR法體積含水量為法重量含水量為X軸,以烘干法重量含水量為y軸,依次輸入所有(即274)個(gè)樣本測(cè)試點(diǎn)結(jié)果形成附圖。從散點(diǎn)分布形態(tài)看有對(duì)數(shù)曲線(xiàn)相關(guān)形態(tài),在形態(tài)曲線(xiàn)欄內(nèi),鍵入對(duì)數(shù)曲線(xiàn),得到附圖相關(guān)曲線(xiàn),與之對(duì)應(yīng)的相關(guān)方程式為:
y=6.1809Ln(X)-2.633
TDR法體積含水量(%)
驗(yàn)證:2017年12月1日,甘家溝徑流場(chǎng)測(cè)試結(jié)果與相關(guān)方程式計(jì)算結(jié)果對(duì)比情況如下:
驗(yàn)證:2017年12月1日,寺溝徑流場(chǎng)測(cè)試結(jié)果與相關(guān)方程式計(jì)算結(jié)果對(duì)比情況如下:
結(jié)論:由相關(guān)曲線(xiàn)方程推算的徑流小區(qū)烘干法重量含水量與實(shí)測(cè)值比較,差值在+1.6%—-1.5%之間。