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相似文献
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1.
[目的]对ECH2O EC-5土壤水分传感器测定科尔沁沙地土壤含水率的可靠性进行验证。[方法]以烘干法测定数据为基准值,采用回归分析方法建立ECH2O EC-5水分传感器测定沙地土壤含水率的校正方程,并用独立的样本进行验证。[结果]ECH2O EC-5水分传感器测定值与烘干法测定值之间具有很好的线性回归关系(R2=0.96),呈显著正相关(p0.01);验证结果显示,ECH2O EC-5土壤水分传感器测定值经回归方程校正后与基准值之间的均方根误差(RMSE)、相对均方根误差(RRMSE)分别为0.38%和6.29%。[结论]ECH2O EC-5土壤水分传感器测定的沙地土壤水分值准确度较高,具有很高的可靠性。  相似文献   

2.
干旱荒漠区EC-5土壤水分传感器的校准和应用   总被引:3,自引:0,他引:3  
应用EC-5土壤水分传感器在沿黄干旱荒漠绿洲地区的风沙土和粘土两种土壤类型中对不同土层深度的土壤含水率进行测定,同时以烘干称重法测定数据为标准值,采用回归分析方法建立EC-5在两种土壤中测定含水率的校准模型。结果表明,风沙土的校准模型为线性函数,且与埋设土壤深度有关,QS=0.71393S+0.01543D+1.71354(R2=0.920,P<0.05),D为土层深度(cm),S为传感器输出值(%);粘土的校准模型则为非线性的,lnQN=1.112S0.316(R2=0.949,P<0.05)。通过模拟回代结果显示,模拟值与标准值间均具有显著的相关性。在EC-5的应用验证阶段,校准值能够反映该地区风沙土和粘土土壤含水率的年变化特征,校准值与传感器输出值之间呈极显著相关关系(P<0.01),说明EC-5土壤水分传感器的校准模型稳定可靠,应用效果良好。  相似文献   

3.
为了验证探地雷达探测黏性土壤含水率的精确性,利用探地雷达早期信号振幅包络法平均值方法(average amplitude envelope, AEA)对降雨前后野外农田表层(0.3 m)土壤含水率进行探测,并利用TDR探测土壤含水率以作对比。研究结果显示,土壤水分含量与黏粒含量具有一定相关性。在大面积范围内(1 000 m长测线),TDR2次探测土壤平均含水率分别为14.16、16.91 cm~3/cm~3;AEA方法 2次探测土壤平均含水率分别为14.62、17.88 cm~3/cm~3,与TDR实测含水率差值分别为0.46、0.97 cm~3/cm~3,2种方法探测所得含水率具有极显著的相关性(P0.01),相关系数分别为0.825、0.814。小范围内(40 m×40 m)降雨前后TDR 2次探测黏性土壤含水率分别为14.11、16.77 cm~3/cm~3。AEA 2次探测土壤平均含水率分别为14.86 cm、17.46 cm~3/cm~3,比TDR实测含水率分别大0.74、0.69 cm~3/cm~3。AEA与TDR探测所得含水率相关系数分别为0.701、0.827(P0.01),研究结果表明利用探地雷达AEA方法能够获得与TDR实测精度相近的黏性土壤含水率。利用常规探地雷达共中心点法及共偏移距方法对研究区黏性土壤含水率探测结果显示,这2种方法均不能有效地探测黏性土壤含水率。  相似文献   

4.
东北黑土区TDR测定农田土壤含水量的室内标定   总被引:1,自引:0,他引:1  
土壤水分标定是利用TDR监测农田土壤水分过程中的必要环节.以东北黑土区农田土壤剖面深度上的4种典型介质(黑土层、母质层、过渡层、砂砾层)为试验对象,利用“由湿到干”的土柱试验方法,用烘干法对TDR进行室内标定研究.结果表明:1)TDR内置土壤标定曲线测定的含水量明显低于烘干法测量的含水量.在TDR法土壤含水量标定时,指数关系比线性关系具有更高的标定精度.2)单一介质的TDR法土壤含水量标定曲线对自身介质的标定精度高(最大绝对误差3.2%).3)混合介质的TDR法土壤含水量标定曲线的标定精度较高(最大绝对误差6.6%),可用于不同介质TDR法土壤含水量标定.本研究结果可用于研究区及类似区域修订TDR法含水量测定结果.  相似文献   

5.
体积置换法直接测量土壤质量含水率及土壤容重   总被引:8,自引:6,他引:2  
土壤含水率直接测量是相关研究和应用的基础,在土壤力学、作物栽培、农田灌溉、生态环境等研究和实践中十分重要。该文提出了一种与传统烘干称质量法相当的体积置换法直接测量土壤质量含水率及土壤容重。该方法在假设一定土壤颗粒密度的前提下,用一定体积的标准取样环刀取得土样后,通过向待测量土体补充水分使土壤达到饱和,用一定体积的水置换土壤中的充气空隙,直到土样达到饱和状态;再通过测量得到的初始/原始土样质量、饱和后土壤的质量以及已知土壤颗粒密度和水密度,计算得到被置换的充气空隙的体积,进而由此计算得到土壤质量含水率和土壤容重。采用3种不同土壤,即陕西杨凌黏黄土、北京粉壤土和江西黏红土,分别预配制成7种不同初始土壤体积含水率,含水率约为:风干土(含水率2%~3%)、5%、10%、15%、25%、30%和饱和含水率,以及3种不同土壤容重:1.25、1.35和1.45g/cm3进行室内试验。用类似的土样,采用传统方法烘干土样8、12、24、48h后,测量确定土壤的质量含水率,通过延长烘干时间测得数据表明,传统方法烘干8h所测得的质量含水率仍有1%~3.2%的含水率误差。最终试验结果表明体积置换方法测得的土壤含水率比传统烘干土样8h所测得的结果大2%~3%,比烘干土样48h所测得的结果大1%左右。体积置换方法测量操作过程简单,耗时较少,节约能源,测量结果具有较高精度。  相似文献   

6.
电介质型水分传感器测定栽培基质含水率的标定模型   总被引:2,自引:1,他引:1  
土壤与基质的理化特性相差较大,土壤水分传感器测定基质含水率时有较大误差,不能直接用于基质含水率测定。为实现栽培基质水分快速检测,在不同配比的基质中采用电介质型EC-5土壤水分传感器进行了适应性测试。试验研究了温度、体积质量和电导率对传感器输出值的影响,采用多项式和线性回归处理方法,建立了基于温度、体积质量影响下的基质含水率标定模型。试验表明,经标定后,EC-5电介质型土壤水分传感器的测定含水率与实际含水率之间有较好的线性关系(R2>0.9791),且最大误差小于13%,因此,EC-5电介质型土壤水分传感器经标定后可作为基质的快速检测设备。  相似文献   

7.
烘干称重法与TDR法观测土壤湿度的比较研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用烘干法、TDR法(路格L99-TWS-2型)测量法两种方法在凉山会东县姜州镇马许村的烟田,对覆膜和未覆膜两种不同地表模式下的土壤湿度进行测定,比较分析了两种测量方法的效果。研究表明:1)在同一地段、同一气候环境、同一地表覆盖情况下,烘干称重法和TDR法测量所测得土壤湿度变化趋势总体是一致的,其中覆膜状态下两种测量方法所测的土壤含水量之间相关系数为0.905 4,未覆膜状态下两种测量方法所测的土壤含水量之间的相关系数为0.880 3;2)在土壤含水量接近田间持水量时,两种测量方法所测得土壤含水量的相关性最大,其中,覆膜和未覆膜状态下两种方法所测的土壤含水量相关系数分别为0.974、0.927。  相似文献   

8.
基于探地雷达波振幅包络平均值确定土壤含水率   总被引:7,自引:3,他引:4  
为了评估探地雷达探测地表土壤含水率的准确性,该研究使用雷达波振幅包络平均值(average envelope amplitude,AEA)方法在室内对含水率为0.05、0.15及0.25 cm3/cm3的砂质土壤进行了探测,并与时域反射仪(time domain reflectometry,TDR)所得土壤含水率进行了对比。结果表明,在实验室内,在0.05、0.15及0.25 cm3/cm3的土壤含水率条件下,使用AEA方法探测所得土壤含水率均比TDR所得含水率大,均方根误差分别为0.026、0.015及0.01 cm3/cm3,这3个含水率条件下,AEA方法探测土壤水分的有效深度分别为0.9、0.6和0.3 m。利用AEA方法在野外进行地表含水率探测,并与TDR和钻孔取样探测的地表含水率进行对比。野外探测结果表明,AEA方法所得含水率与TDR探测所得含水率的均方根误差为0.020 cm3/cm3,与取样实测所得含水率的均方根误差为0.031 cm3/cm3,使用AEA方法能够得到与TDR及钻孔取样精度相近的土壤含水率分布图。研究表明利用探地雷达AEA方法在探测浅部地层土壤含水率是可行的。  相似文献   

9.
利用热脉冲技术测量土壤表层含水率   总被引:1,自引:1,他引:0  
准确测定表层土壤水分对陆地-大气间水热交换研究具有重要意义。由于对土壤结构影响轻微,热脉冲技术在原位监测含水率方面具有较大优越性,但目前田间应用集中在5 cm以下土层。该研究利用多针热脉冲传感器测定土壤容积热容量,然后基于热脉冲含水率法和热脉冲含水率变化法分别得到了3、9、21和39 mm的土壤含水率。结果表明,与烘干法含水率比较,热脉冲含水率变化法含水率在4个深度的均方根误差分别为0.022、0.006、0.004和0.006 m3/m3,均小于相应深度上热脉冲含水率法含水率的均方根误差。另外,热脉冲含水率变化法也降低了4个热脉冲传感器测定含水率的变异性。因此,热脉冲技术能够监测表层的土壤水分动态,表层土壤含水率的均方根误差在0.022 m3/m3以内。  相似文献   

10.
结合野外积水入渗试验,利用时域反射仪和中子仪进行了积水入渗条件下土壤水分动态变化的观测,并把时域反射仪和中子仪测定的土壤含水率与烘干法进行了对比;分析了入渗过程中土壤水分动态变化规律及入渗后土壤水分再分布规律。  相似文献   

11.
Time‐domain reflectometry (TDR) is being used increasingly for measuring the moisture content of porous media. However, successful application for measuring water in soil has been limited to non‐deformable soils, and it would be a valuable extension of the technique if it could be used for soils that shrink on drying. We have recently investigated its application to soils rich in clay and organic matter and peats. Here we propose a method for determining moisture content in deformable soils based on the relation between the dielectric constant, K, and the volumetric moisture content, Θ, measured by TDR. Parallel TDR probes with a length of 15 cm and a spacing of 2 cm were placed horizontally in soil cores with a diameter of 20 cm and height of 10 cm taken from a forest. The soil is very porous with large proportions of both silt and clay. The sample weight and travel time of the electromagnetic wave guided by parallel TDR probes were simultaneously measured as a function of time, from saturation to oven‐dryness during which the core samples shrank considerably. Vertical and horizontal components of shrinkage were also measured to take the air‐exposed region of TDR probe into account in the determination of K. The effect of deformation on volumetric moisture content was formulated for two different expressions, namely actual volumetric moisture content (AVMC) and fictitious (uncorrected) volumetric moisture content (FVMC). The effects of air‐exposure and expressions of volumetric moisture content on the relation between K andΘ were examined by fitting the observations with a third‐order polynomial. Neglecting the travel time in the air‐exposed part or use of the FVMC underestimated the Θ for a given K. The difference was more pronounced between AVMC and FVMC than between two different dielectric constants, i.e. accounting for air‐exposure, Kac, and not accounting for air‐exposure, Kau. When the existing empirical models were compared with the fitted results, most underestimated the relation based on the AVMC. This indicates that published empirical models do not reflect the effect of deformation on the determination of Θ in our forest soil. Correct use of the Θ expression has more impact on determining moisture content of a deformable soil than the accommodation of travel time through the air‐exposed region of TDR probe.  相似文献   

12.
透射式探地雷达探测土壤含水率   总被引:2,自引:1,他引:1  
探地雷达可以进行土壤含水率的快速探测,但普通反射式雷达容易受反射层位难确定的影响造成探测误差。该研究使用透射式探地雷达对不饱和含水壤土及砂土所构建的物理模型进行透射式探测,通过起跳时间对比标定的方法,精确计算了介质中雷达波波速和土壤的相对介电常数。最后通过统计分析,发现以Topp模型公式形式为基础的三次多项式具有最高拟合优度,并修正了Topp公式中的参数后,分别建立起非饱和壤土和砂土体积含水率与介电常数的经验公式及其适用范围。最后,通过试验对比验证了该方法对砂土含水率的测量相对误差为13.20%,较时域反射TDR(time domain reflectometry)方法低14.34%,壤土为9.48%,较TDR方法低15.79%,测量精度明显高于TDR方法。因此该方法可替代TDR方法用于特定条件下土壤含水率的准确检测。  相似文献   

13.
The study was conducted to evaluate HydraProbe (HyP), Campbell Time Domain Reflectometry (TDR) and Watermarks (WM) moisture sensors for their ability to estimate water content based on calibrated neutron probe (NP) measurements. The three sensors were in-situ tested under natural weather conditions over a 3-yr period in a sandy loam and clay loam soils planted to grass. The HyP, TDR and WM sensors were evaluated for their ability to estimate soil moisture contents by comparing their outputs with those of NP measurements. Results showed that HyP, TDR and WM provided different estimates of soil moisture contents in both soils. Nevertheless, our work suggests that soil moisture sensors including those used in this study can be made suitable for irrigation scheduling without in-situ calibrations by simply setting the upper and lower irrigation trigger limits for each sensor and each soil type. The upper trigger point occurs directly after irrigation event (near field capacity) and the lower trigger point is based on about 50% depletion of available water in the crop rootzone and is occurs prior to irrigation refill. This approach can significantly help irrigators to achieve their irrigation scheduling and productivity goals without consuming any time onsite or soil specific calibrations.  相似文献   

14.
探地雷达测定土壤含水率研究综述   总被引:8,自引:1,他引:7  
准确快速测定土壤含水率,在理论研究与实际应用中都具有重要意义。在综合分析烘干法、中子法、时域反射法和遥感4种土壤含水率测定方法的优缺点基础上,指出探地雷达是一种适合于中尺度的土壤含水率测定的技术。对探地雷达以及探地雷达测定土壤含水率的技术原理与方法进行全面介绍,并以介电常数与土壤含水率的关系模型为主,对国内外这方面的研究工作以及存在的问题进行了总结。最后指出,探地雷达测定土壤含水率是一项非常有前景的技术,但目前国内在这方面的研究工作与国外相比远远不够,今后应加强这方面的研究工作。  相似文献   

15.
新型FDR土壤水盐一体传感器标定研究与应用   总被引:3,自引:0,他引:3  
运用新型频域反射(FDR)技术和分频技术,实现传感器水盐同时测量。因土壤质地、容重等差异,土壤水盐标定是利用FDR监测土壤水盐过程中的必要环节。以东北壤土为试验对象,利用"由湿到干,由小到大"的土壤水盐运动规律,通过土柱试验,用烘干法和土壤溶液电导率法对FDR进行室内标定研究。同时,将时域反射(TDR)式水盐传感器作为对照系,进行稳定性、精准度比较。结果表明:1)经土壤水分标定曲线校正后,FDR式水盐一体传感器具有很高的测量精度,可达±1%~3%;2)在土壤里对同一水盐含量进行百次重复测定,TDR传感器水分平均值为20.07%,相对标准偏差为0.18%;盐分(电导率)平均值为0.29 m S/cm,相对标准偏差为11.06%;新型FDR传感器水分平均值为20.08%,相对标准差为0.21%;盐分(电导率)平均值为0.31m S/cm,相对标准差为8.49%。新型FDR土壤水盐一体传感器可用于农田土壤连续水盐监测,提供稳定、精确的基础数据,结合数据分析软件,指导种植生产。  相似文献   

16.
The transport processes of solutes in two soil columns filled with undistrubed soil material collected from an unsaturated sandy aquifer formation in Belgium subjected to a variable upper boundary condition were identified from breakthrough curves measured by means of time domain reflectometry(TDR),Solute breakthrough was measured with 3 TDR probes inserted into each soil column at three different depths at a 10 minutes time interval.In addition,soil water content and pressure head were measured at 3 different depths.Analyteical solute transport models were used to estimate the solute disperison coefficient and average pore-water velocity from the observed breakthrough curves,the results showed that the analytical solutions were suitable in fitting the observed solute transport,The dispersion coefficient was found to be a function of the soil depth and average proe-water velocity,imposed by the soil water flux.the mobile moistrue content on the other hand was not correlated with the average pore-water velocity and the dispersion coefficient.  相似文献   

17.
室内模拟降雨条件下土壤水分入渗及再分布试验   总被引:7,自引:3,他引:4  
降雨入渗对城市绿化、防洪排涝、农业生产等方面有着重要的意义。采用室内模拟降雨,使用时域反射仪采集相关数据,从土壤含水率变化特征和湿润锋运移特点等方面,研究了在垂向一维条件下不同雨强降雨对水分入渗的影响,探讨在降雨条件下土壤水分的再分布情况,从而确定试验所用砂壤土保水性最优土层范围。结果表明:降雨结束后,土壤水分的再分布主要受土水势控制,随着时间的延长,蒸发作用逐渐占据主导地位;试验所用砂壤土的最佳保水性土层深度为20~35 cm,可为植物的选栽提供参考。  相似文献   

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