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描述:插針式土壤水分觀測系統(tǒng)是采用傳感器插入式接觸測量的方式獲得土壤指標(biāo),一般插針式的土壤水分觀測屬于TDR(時域反射)以及FDR(頻率反射)方法。插針式土壤水分觀測系統(tǒng)是采用傳感器插入式接觸測量的方式獲得土壤指標(biāo),一般插針式的土壤水分觀測屬于TDR(時域反射)...
1.概述
插針式土壤水分觀測系統(tǒng)是采用傳感器插入式接觸測量的方式獲得土壤指標(biāo),一般插針式的土壤水分觀測屬于TDR(時域反射)以及FDR(頻率反射)方法。
插針式土壤水分觀測系統(tǒng)是采用傳感器插入式接觸測量的方式獲得土壤指標(biāo),一般插針式的土壤水分觀測屬于TDR(時域反射)以及FDR(頻率反射)方法。
首先我們先了解一下土壤水分的幾個量:
土壤中水分形態(tài)為固態(tài)水和氣態(tài)水
田間持水率是指土壤中不受地下水影響的條件下,土壤中懸著毛管水達(dá)到*大量時的土壤含水率.
土壤含水量一般是指土壤優(yōu)良含水量,即100g烘干土中含有若干克水分,也稱土壤含水率.
這些指標(biāo)和土壤的類型息息相關(guān),土壤的大致類型如下:典型土壤水分含量:
土壤類型 | 飽和狀態(tài) | 一般容水量 | 長久調(diào)萎點 | 植物可用水 |
細(xì)砂土 | 15-20 % | 3-6 % | 1-3 % | 2-3 % |
砂壤土 | 20-40 % | 6-14 % | 3-8 % | 3-6 % |
粉砂壤土 | 30-50 % | 12-18 % | 6-10 % | 6-8 % |
粘壤土 | 40-60 % | 15-30 % | 7-16 % | 8-14 % |
粘土 | 40-70 % | 25-45 % | 12-20 % | 13-20 % |
土壤水的運動和存儲:
2.土壤含水量的測量方法:
TDR(時域反射法)
TDR是根據(jù)探測器發(fā)出的電磁波在不同介電常數(shù)物質(zhì)中的傳輸時間的不同,而計算出被測物含水量。電磁波的傳播速度與傳播媒體的介電常數(shù)有密切關(guān)系,而土壤基質(zhì)、水和空氣的介電常數(shù)有很大差異(20℃時,水的介電常數(shù)為80,空氣的介電常數(shù)為1,干燥土壤的介電常數(shù)介于3~7)。故土壤含水量的變化對介電常數(shù)有明顯的影響,由此電磁波的傳播速度,便可確定其含水量。
FDR(頻域反射法)
FDR型土壤水分監(jiān)測儀是一種利用LC電路的振蕩,根據(jù)電磁波在不同介質(zhì)中振蕩頻率的變化來測定介質(zhì)的介電常數(shù)ε,進(jìn)而通過一定的對應(yīng)關(guān)系反演出土壤水分θv的儀器。
3.土壤水分站站點應(yīng)用:
? 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與合理性檢查的重要保障
? 實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理
? 方便各級用戶使用管理
? 不需要固定計算機(jī),不需要安裝特殊軟件
? 節(jié)省現(xiàn)場收集,數(shù)據(jù)管理的人力物力
工作原理導(dǎo)圖:
? 在底層搭建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺
? 在WebGIS(天地圖)平臺基礎(chǔ)上搭建應(yīng)用系統(tǒng)
? 將應(yīng)用系統(tǒng)劃分前后臺,前臺(首頁+中心站頁+地方站頁)用于應(yīng)用展示,后臺用于維護(hù)管理
? 支持PC或者手機(jī)(android瀏覽器,手機(jī)UC瀏覽器)在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方在線瀏覽
土壤水分站管理平臺:
無線傳輸功能:
界面顯示
登陸后的界面:有首頁,數(shù)據(jù),預(yù)警,公告,管理,幫助等選項??梢灾苯硬樵兡骋粫r間,某一站點,樣地的數(shù)據(jù)信息。
進(jìn)入“數(shù)據(jù)"選項,界面左側(cè)為站點。樣地下拉選項,右側(cè)為時間選項,能夠詳細(xì)觀測某時某站點樣地的數(shù)據(jù)列表、折線圖、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等信息,并可導(dǎo)出已選時間、樣地的.csv文件。
數(shù)據(jù)折線圖:
數(shù)據(jù)列表:
土壤水分觀測系統(tǒng) 數(shù)據(jù)管理平臺
數(shù)據(jù)傳輸與管理
界面顯示:
進(jìn)入“預(yù)警"界面,能夠清楚的看到通訊異常的站點、樣地。
“管理"界面,首頁左側(cè)有“用戶管理"“閾值管理"“監(jiān)測站信息"“歷史數(shù)據(jù)"“公告管理"“數(shù)據(jù)上報管理"選項,首頁右側(cè)為所有“系統(tǒng)管理員"和“臺站用戶信息"
在“監(jiān)測站信息"界面,系統(tǒng)管理員可以對站點、樣地信息進(jìn)行修改,查看。
在“公告管理"界面里,系統(tǒng)管理員可以添加公告和查看公告信息
數(shù)據(jù)信息可按照年份,時間段批次上報。系統(tǒng)管理員可以對上報的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查看、刪除等管理。
4.參考文獻(xiàn):
1.半干旱黃土丘陵區(qū)土壤水分生長季動態(tài)分析-徐志堯 , 張欽弟 , 楊磊
2.不同土質(zhì)土壤水分運移規(guī)律研究-王蘇玉
3.基于有效*大含水量的土壤水分監(jiān)測優(yōu)化布設(shè)方法-王珊, 胡振華
4.土壤水分時間穩(wěn)定性研究進(jìn)展-藺鵬飛 , 朱喜 , 何志斌
5.土壤水分波動對高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)CO2和N2O排放的影響-王瑞, 王平 , 高永恒
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