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10種土壤水分測定方法的原理及優(yōu)缺點點評
土壤水分測量一直受各界的注意,土壤水分的準(zhǔn)確測量在精確灌溉這一方面是很重要的,土壤水分的測定方法從測定的空間尺度上,大致可分為定點測定和大面積測定2種方式,這兩種測量方法又可以分為幾種,前者可分出四種測量方法,這四種測量方法比較的常見,而后者測量方法可以分為地表穿透雷達(dá)(GPR)測定和遙感測定。各類測定方法的原理及優(yōu)缺點如下表:
測定方法 |
基本原理 |
優(yōu)點 |
缺點 |
遙感法 |
不同含水量的土壤反向的電磁波強度不同 |
測量的空間范圍大 |
只能測量地面以下幾厘米的土壤,且須以定點測定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),測定的數(shù)據(jù)精度不高 |
GPR法 |
電磁波在土壤中的傳播速度與土壤的介電常數(shù)呈對應(yīng)關(guān)系 |
測量的空間范圍較大 |
只能測量地面以下幾厘米的土壤,且須以定點測定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),測定的數(shù)據(jù)精度較差 |
烘干法 |
在105℃左右烘干土壤,計算水分含量直接測定土壤含水量, |
成本低,簡單易行,準(zhǔn)確性高 |
費時費力,且破壞測定點的土壤,不利于原位測定,取樣過程會造成蒸發(fā)誤差 |
中子水分儀法 |
通過記錄快中子遇到與其質(zhì)量相近的氫原子變?yōu)槁凶拥臄?shù)量來計算土壤含水量測量值 |
具有代表性,測定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高,儀器價格適中 |
測定的慢中子數(shù)有賴于標(biāo)準(zhǔn)曲線轉(zhuǎn)換成含水量,標(biāo)定過程會帶來誤差,有放射危害 |
時域反射儀法 |
電磁波在土壤介質(zhì)中的傳播速度與土壤的介電常數(shù)呈對應(yīng)關(guān)系 |
快速、準(zhǔn)確,可對原位土壤進(jìn)行連續(xù)自動監(jiān)測 |
測量值需要校正,價格昂貴 |
γ射線法 |
γ射線在穿透土壤時,能量衰減程度與土壤含水量呈對應(yīng)關(guān)系 |
快速、準(zhǔn)確,可對土壤進(jìn)行連續(xù)自動監(jiān)測測量值 |
受土壤干密度影響大,僅適于實驗室測定 |
張力計法 |
負(fù)壓管的負(fù)壓與土壤吸力呈對應(yīng)關(guān)系 |
價格較便宜,操作簡單可對原位土壤長期監(jiān)測 |
受溫度影響大,在土壤含水量低時即失效,負(fù)壓中的水進(jìn)入土壤會帶來誤差 |
露點微伏計法 |
通過電的方法測量熱電偶探頭溫度,探討特定溫度是被測定區(qū)間水勢的直線函數(shù) |
能測定較低土壤水勢,可對原位土壤長期監(jiān)測測量值 |
受溫度變化影響很大,土壤水分很高時測量誤差很大 |
電阻法 |
電阻的變化與周圍土壤水勢有對應(yīng)關(guān)系 |
價格便宜 |
對土壤類型、鹽分濃度和土壤溫度敏感,測量范圍隨電阻塊不同面而異 |
專業(yè)測量儀器(多功能土壤水分記錄儀、多點土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)) |
使用傳感器來進(jìn)行測量土壤水分 |
能夠?qū)崟r的進(jìn)行監(jiān)測土壤水分的變化,并能對測量的結(jié)果進(jìn)行曲線分析 |
測量的結(jié)果受土壤中的鹽度等影響 |
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