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土壤水分计量技术的研究进展

郑涵 王海峰

郑涵,王海峰. 土壤水分计量技术的研究进展[J]. 计量科学与技术,2022, 66(11): 31-36, 40 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0169
引用本文: 郑涵,王海峰. 土壤水分计量技术的研究进展[J]. 计量科学与技术,2022, 66(11): 31-36, 40 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0169
ZHENG Han, WANG Haifeng. Research Progress of Soil Moisture Measurement Technology[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(11): 31-36, 40. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0169
Citation: ZHENG Han, WANG Haifeng. Research Progress of Soil Moisture Measurement Technology[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(11): 31-36, 40. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0169

土壤水分计量技术的研究进展

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0169
基金项目: 国家重点研发计划项目(2021YFF0602604);国家市场监督管理总局科技计划项目(2021MK150)。
详细信息
    作者简介:

    郑涵(2000-),中国计量科学研究院在读研究生,研究方向:原油水分计量,邮箱:zhenghan@nim.ac.cn

    通讯作者:

    王海峰(1978-),中国计量科学研究院副研究员,研究方向:水分和有机元素计量,邮箱:wanghf@nim.ac.cn

Research Progress of Soil Moisture Measurement Technology

  • 摘要: 土壤水分的准确测定是农业灌溉、水文、环境保护和碳计量等领域的迫切需求。土壤水分测量技术种类繁多、发展迅速,除了经典的干燥失重法外,还包括时域反射法、频域反射法、中子探针法、张力法、电石法、石膏块法、电磁感应法、γ射线法、湿度法、热流法和遥感技术等。干燥失重法是土壤水分测量的参考方法,可用于校准其他水分测量方法,以保障量值准确可靠。校准方式有出厂校准、田间校准和实验室校准。土壤水分的测定,需要根据实际情况选用合适的测量方法和校准方法,才能得到准确可靠的测量结果。本文介绍了土壤水分测量方法和校准方法的原理及特点,并对土壤水分计量技术的发展趋势进行了展望。
  • 图  1  TDR探针实物图

    Figure  1.  Physical view of TDR probe

    图  2  实验室校准装置示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of the laboratory calibration device

    表  1  土壤含水量方法对比

    Table  1.   Comparison of soil moisture measurement methods

    方法优点缺点
    干燥失重法准确、成本低、操作
    简单
    工作量大、时效性差、对样品有损伤、受有机质影响
    TDR时间分辨率高、测量范围广、速度快无需标定、不受土壤质地、温度和盐分影响设备电路复杂、价格昂贵;在盐碱土中导电性随土壤湿度增加、有反射损失、精度低
    FDR准确度高、重复性
    好、响应时间短、
    测量范围大、可测
    束缚水含量
    需单独校准、不适用盐渍土、需按时维护、受土壤空隙中空气影响
    中子探针法测量快速测量半径小、有辐射、价格昂贵、受高盐和高有机质影响
    张力法数据连续、无需电源、操作方便必须建立标准曲线、测量范围小、响应时间长
    电石法速度快、可靠性高塑性粘土和坚硬泥土精度差、在土壤中易发生化学反应
    石膏块法价格低廉,维护少、可重复测量不能自动测量、响应时间长、单独校准、不适用于粗质和高盐土
    电磁感应法操作简单、测量范围和深度大土壤中物质存在相互作用无法测定
    γ射线法不破坏土壤、响应时间短价格高、操作复杂、有辐射
    湿度法设备简单、价格低需校准、传感元件会
    老化
    热流法不受矿物和有机物的体积影响只适用于已知体积的非膨胀土、测量深度小
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出版历程
  • 录用日期:  2022-09-19
  • 网络出版日期:  2022-12-01
  • 刊出日期:  2023-01-17

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