HT—SMAA—V型移动测墒仪测定土壤含水率分析

李贵阳

( 辽宁省水文水资源勘测局 沈阳分局，沈阳110043)

0 引 言

干旱是指长时期降水偏少，造成空气干燥、土壤缺水，使农作物和牧草体内水分亏缺，影响农作物播种和牧草返青，影响农作物和牧草正常生长发育，导致农牧业减产以及河流干涸、人畜饮水困难的一种气象灾害。

按干旱成因分为大气干旱和土壤干旱: 大气干旱是指空气温度高，相对湿度低，导致作物体内水分平衡被破坏而发生凋萎的一种干旱现象; 土壤干旱是指土壤水分不能满足农作物生长发育需要的一种干旱现象。久晴不雨或降水持续偏少导致大气干旱，长期大气干旱是土壤干旱的主要原因。世界气象组织认为有以下6 种干旱类型: ①气象干旱: 根据不足降水量，以特定历时降水的绝对值表示。②气候干旱:根据不足降水量，不是以特定数量，是以与平均值或正常值的比率表示。③大气干旱:不仅涉及降水量，而且涉及温度、湿度、风速、气压等气候因素。④农业干旱:主要涉及土壤含水率和植物生态，或许是某种特定作物的性态。⑤水文干旱: 主要考虑河道流量的减少，湖泊或水库库容的减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实际操作或设施的破坏引起的缺水。

1 水文土壤水分测定方法

1.1 常规方法

水文土壤含水率的常规方法为烘干称重法，取地表下10 cm、20 cm、30 cm壤土若干，放入标准铝盒中称重，后放入烘干箱中烘干10 h，取出称重，两次称重差值即为土壤含水量，进而算出土壤含水率。

1.2 HT －SMAA －V 便携式土壤水分采集仪测量方法

HT－SMAA－V 便携式土壤水分采集仪测量土壤方法是通过测量传感器电压，由固定公式计算土壤含水率［1］。只需要探头接触土壤即可快速测出土壤含水率，简单高效。

2 HT－SMAA－V 便携式土壤水分采集仪公式率定对比试验

2.1 电压测量

1) 将传感器置于空气中，测得电压为0.00 V。

2) 将传感器置于水中( 传感器探针完全没入水中) 测得电压为2.50 V。

2.2 率定实验( 以刘二堡站为例)

2.2.1 测定饱和含水率

取浸泡好的土样，放入小塑料盆中( 所有实验称重均使用同一小塑料盆) ，用电子天平称重，完整记录电子天平显示的读数。

将移动测墒仪传感器垂直缓慢插入环刀内，直到传感器探针完全没入土中。测量土壤含水率，显示的数据即为传感器电压。

每测量一个土样取出传感器，都要注意探针黏附的泥土要放回环刀内［2］。

2.2.2 测量田持

饱和含水率测量完毕，将环刀取出悬置，待环刀外壁干燥、底部网盖不再滴水时( 悬置约60 min) ，放入小塑料盆称重，插入传感器测量电压。拔出传感器时，探针黏附的泥土放回环刀。

2.2.3 测量土样不同含水率时的传感器电压

田持测量完毕，将环刀悬置一定时间，当土样表面不黏手时，将环刀内土样取出，放入不锈钢托盘摊开晾晒。感觉土样内水分有一定下降后，装回环刀，测量电压和重量并做记录。此步骤要求做10 次，加上饱和、田持共得到12 组数据［3］。

2.2.4 低含水率测点界定

当12 组数据记录完毕，传感器测得土样电压＜0.5 V时，可停止实验。若电压略＞0.5 V，需再将土样晾晒测量，取得低含水率对应的电压值。

2.2.5 烘干

将环刀内土样放入不锈钢托盘摊开，放入烘干箱，把烘箱温度调成120°烘干，烘干时间为12 h。放凉后将干土和滤纸倒入小塑料盆称重( 塑料盆+干土+滤纸) 。

3 计算公式绘制曲线图

土壤含水率与传感器电压关系曲线，见图1。

图1 刘二堡站土壤含水率与传感器电压关系曲线

4 结 论

由图1 可见，土壤实际含水率基本都在关系曲线上，HT－SMAA－V 型便携式土壤水分采集仪是一种先进的便携式土壤水分测定仪器，能够对各类土壤和多种介质的水分进行快速、精确、稳定的测量。用快速测墒仪测定土壤湿度，可减轻水文工作人员的工作量，提高工作效率和质量。

［1］王伟，齐长永. 土壤水分传感器的研制［J］. 传感器技术，1991(02) :21 －24.

［2］王贵彦，史秀捧，张建恒，等.TDR 法、中子法、重量法测定土壤含水量的比较研究［J］. 河北农业大学学报，2000，23(03) :23 －26.

［3］张立彬. 土壤含水量和土壤紧实度对土壤圆锥指数值影响的试验研究［J］. 农业工程学报，1993，9(02) :41 －44.