在農(nóng)業(yè)及水土保持等研究領域內(nèi),測量土壤含水量是比較常見和常規(guī)的測量要素。幾十年來各國的科學家都在嘗試用不同的辦法去測量土壤中含水量,從最開始也是最原始的烘干法到中子儀法,再到現(xiàn)在普遍使用的頻域反射和時域反射測量方法等。今天我們就分析一下各種土壤水分測量方法的優(yōu)缺點。
烘干法
目前國際上傳統(tǒng)測量土壤含水量的方法。稱為標準方法,其他測量方法都用它來標定。
優(yōu)點:烘干法對設備要求不嚴,就樣品本身而言測量結果可靠。
缺點:費時、費力,深層取樣困難,取樣會破壞土壤,長期水分定點監(jiān)測受到限制。
中子儀法
其原理是射線直接穿過土體的時候能量會衰減,衰減量是土壤含水量的函數(shù),通過射線探測器計數(shù),經(jīng)過校準后得出土壤含水量。
優(yōu)點:中子散射法測量結果準確,是測量土壤水分的第二標準方法。
缺點:這種方法最大的缺點之一是需要田間校準。且儀器設備昂貴,一次性投入較大。中子儀還存在潛在的輻射。這種方法很難做到長期大面積動態(tài)監(jiān)測。
頻域反射法
簡稱FDR,頻域反射法是利用電磁脈沖原理,根據(jù)電磁波在土壤中傳播頻率來測定土壤的介電常數(shù),從而得到土壤體積含水量。
優(yōu)點:具有快速、準確、連續(xù)測量等優(yōu)點。不破壞土壤結構,功耗低,能夠自動檢測土壤水分及其變化。
缺點:頻域反射法易受到土壤類型(鹽度、黏度、容重)的限制。有時需要進行樣本測試,重新標定。
時域反射法
簡稱TDR,通過發(fā)送的高頻脈沖波在土壤中傳播,電磁波在土壤介質(zhì)中的傳播速度與介電常數(shù)的平方根成反比。
優(yōu)點:響應速度快、測量準確,可連續(xù)自動測量土壤水分及其變化,可應對高含鹽量的土壤。
缺點:與FDR相比,TDR設備較為昂貴,變送器功耗大,對容重特殊的土壤也需要進行重新標定
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