HT—SMAA—V型移動測墑儀測定土壤含水率分析

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(rèn)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(fēng)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(dāng)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(dāng)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(jìn)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(jìn)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.