辽河中下游土壤含水率的监测及分析

王冬梅

农田水利

辽河中下游土壤含水率的监测及分析

王冬梅

（辽宁省盘锦水文局，辽宁盘锦124010）

监测土壤含水率主要采用土壤水分传感器法和土壤烘干法，通过台安实验站的实验资料对上述两种监测方法进行对比分析，阐述其优缺点，分析各自出现的误差及误差产生的原因。为更好地监测土壤含水率提供了理论依据。关键词：土壤含水率；烘干法；土壤水分传感器法；误差

1 概述

辽河中下游平原地区位于辽东丘陵与辽西丘陵之间，铁岭―彰武之南，直至辽东湾，为一长期沉降区。辽河下游平原地势低平，海拔一般在50m以下，沈阳以北较高，辽河三角洲近海部分仅2～10m。该区域属温带大陆性季风气候，冬季寒冷干燥，夏季暖热多雨。雨热同期，日照充足。冬季春季多大风，辽河下游耕地100多万hm2，盛产小麦、大豆、玉米、水稻等粮食作物，是中国主要的粮食产区。近年来由于干旱频发，各地区先后增设土壤含水率的监测点数。根据土壤含水率的监测结果，可以调节灌溉制度，使灌溉既能满足土壤水向根系活动层及时供应，又不产生深层渗漏造成灌溉水的浪费，达到节水增粮的效果。

2 土壤含水率的监测方法

2.1 土壤含水率

土壤含水率是农业生产中一重要参数，其主要监测方法有烘干法、土壤水分传感器法、r射线法、时域反射法、频域反射法、光学法等。

2.2 主要监测方法

2.2.1 烘干法

烘干法是利用土壤中所含的水分在105℃~110℃条件下能汽化，变成水蒸汽而脱离土壤的原理。采用的仪器设备有：烘箱、铝盒、取土钻、台秤等。方法是将铝盒擦净，烘干冷却、称重，将田间取土样15～20g装入已知重量的铝盒中，在室内称重，记录土样的湿质量mt，烘干，然后测定烘干土样，记录土样的干质量ms，根据公式θm=（mt-ms）/ms×100%计算出土壤含水率。其优点是：简单、直观，可以随时更换监测点，发现所取土样外观有问题（如：出现草根、石头等杂质）可以更换土样。其缺点是：①取土样后会干扰田间土壤水的连续性，取样后在田间留下的取样孔，会切断作物的某些根并影响土地水分的运动。②代表性差，田间取样的不同地点样本变化较大，这主要是由于土壤水在田间分布不均匀所造成的。③使用烘干法受取样点地段、人为操作等诸多因素影响，同时测量的时间消耗较长，测量起来比较麻烦。

2.2.2 土壤水分传感器

土壤水分传感器是测量单位土壤总容积中水分所占比例的仪器。有些土壤水分传感器能同时测量土壤的水分、温度及盐分含量3个参数，是目前国际上最流行的土壤水分测量方法。其优点是：快速、方便、不扰动土壤，可以随时监测土壤含水率，精度不受限于测量时间。同时与该仪器配备的计算软件能够快速将测量结果绘制成曲线，方便观察土壤水分的变化过程。其缺点是：在传感设备的运行过程中，很多因素对测量精度和可靠性影响较大：①安装方式导致的土壤扰动对测量精度的影响；②当目标土壤有变化（农业耕作等），由于传感器未移动并且周边土壤未变化，导致目标被测土壤和实际土壤产生差别引起的误差；③传感器件长期和土壤接触产生的相互作用对精度的影响；④在碱性土质中，会影响其监测精度。

3 误差及其产生原因

3.1 误差

本项目2015年在台安实验站对烘干法和土壤水分传感器法进行对比实验，在对比实验中，烘干法采用每个图层深度单点取7次重复土样，尽量减少人为因素影响。去掉最大最小两次监测数据，利用剩余5次监测的数据计算其平均数作为最后结果，该实验结真实。台安实验站2015年4月份部分实验结果如表1。

表1 台安实验站不同方法监测土壤含水率单位：%

续表1

从表1数据可以看出土壤水分传感器所测得的土壤含水率误差均在6%以内，最大误差2015年4月7日土壤10cm深，误差5.63%，83%的数据误差均在5%之内，50%的数据误差在3%之内。

3.2 产生误差的原因

使用烘干法测量土壤含水率时，受土壤水分的变化及其取样点地段、人为操作等诸多因素影响，人工取样的下钻地点每次都在变化，没有固定的地点，人工取土掌握深度不准。建议增加单点取样的重复次数，减小观测误差。

使用土壤水分传感器测量土壤含水率时，产生测量误差的因素主要有：①当探针插入土壤时的晃动、土壤松散程度等，对测量结果都会产生影响；②测量过程中，对振荡电路的交流电压输出要求不变，但土壤具有一定的电容，在实际测量时都会带来一定误差；③测量时间久了，探针表面会出现老化现象，造成探针表面腐蚀，影响电气参数变化；④传感设备在运行过程中，户外温度变化对电池能量转换效能影响设备输出的可靠性，土壤温度和盐分变化会对测量精度有一定影响。

4 结语

监测判断土壤含水率的饱和程度，用以调整农业生产的灌溉，及时预判是否会产生山体滑坡。通过这些信息为该区域农业生产的结构凋整、宏观决策和组织工作提供有力的科学依据。

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In the middle and lower reaches of liaohe soil moisture content monitoring and analysis

WANG Dong-mei
（Liaoning province Panjin city Hydrolofic Office，Panjin 124010，China）

Current monitoring soil moisture content mainly USES the method of soil moisture sensor and soil drying method，this paper through the experiment of taian lab data of these two kinds of monitoring methods，this paper compares and analyzes its advantages and disadvantages，analysis the cause of error and error from their own.To better provides a theoretical basis for monitoring soil moisture content.

soil moisture content；drying method；soil moisture sensors method；error

S27

B

1672-9900（2016）04-0042-02

2016-05-23

王冬梅（1969-），女（汉族），辽宁辽中人，高级工程师，主要从事水文资料整编、水资源评价及水资源论证等相关业务研究，（Tel）15942722109。