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，使農作物和牧草體內水分虧缺，影響農作物播種和牧草返青，影響農作物和牧草正常生長發育，導致農牧業減產以及河流干涸、人畜飲水困難的一種氣象災害。

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，導致作物體內水分平衡被破壞而發生凋萎的一種干旱現象; 土壤干旱是指土壤水分不能滿足農作物生長發育需要的一種干旱現象。久晴不雨或降水持續偏少導致大氣干旱，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:根據不足降水量，不是以特定數量，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農業干旱:主要涉及土壤含水率和植物生態，或許是某種特定作物的性態。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施的破壞引起的缺水。

1 水文土壤水分測定方法

1.1 常規方法

水文土壤含水率的常規方法為烘干稱重法，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。

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

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刀內［2］。

2.2.2 測量田持

飽和含水率測量完畢，將環刀取出懸置，待環刀外壁干燥、底部網蓋不再滴水時( 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，將環刀懸置一定時間，當土樣表面不黏手時，將環刀內土樣取出，放入不銹鋼托盤攤開晾曬。感覺土樣內水分有一定下降后，裝回環刀，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 組數據［3］。

2.2.4 低含水率測點界定

當12 組數據記錄完畢，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，取得低含水率對應的電壓值。

2.2.5 烘干

將環刀內土樣放入不銹鋼托盤攤開，放入烘干箱，把烘箱溫度調成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系曲線，見圖1。

圖1 劉二堡站土壤含水率與傳感器電壓關系曲線

4 結 論

由圖1 可見，土壤實際含水率基本都在關系曲線上，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，能夠對各類土壤和多種介質的水分進行快速、精確、穩定的測量。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，提高工作效率和質量。

［1］王偉，齊長永. 土壤水分傳感器的研制［J］. 傳感器技術，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］. 河北農業大學學報，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值影響的試驗研究［J］. 農業工程學報，1993，9(02) :41 －44.