現(xiàn)場監(jiān)測（標(biāo)定）土壤含水量測定方法

1、測點布設(shè):

土壤含水量測定的取樣地點，以土壤墑情傳感器為圓心呈三角型平面均勻布點，每一個土壤墑情傳感器周圍測點的數(shù)目應(yīng)不少于3個，測點間的距離不小于一米，取土點必須經(jīng)過嚴(yán)格選定，要避開微地形，洼地、道路等，并距離土壤墑情傳感器一米到二米的范圍內(nèi)為宜。取土后應(yīng)及時用原土填平。

2、測定次數(shù)及測定深度:

測定次數(shù)以掌握土壤含水量在時間上變化為原則，－般根據(jù)測試目的、測試地點的土質(zhì)、植被及土壤保水能力確定觀測的次數(shù)，按不同情況要求如下： 視天氣變化情況和測試目的要求而定，－般在雨后或融雪前后；氣溫穩(wěn)定到達(dá)零度以上，每隔10天、15天或一個月一次，一直到土壤凍結(jié)，停止觀測，每次取樣時間在清晨。 暴雨前后應(yīng)進(jìn)行加測。 測定深度，根據(jù)土壤墑情傳感器的測點深度確定士層測定深度，為10、20、40mm，一般重復(fù)測定2～4次，上層土壤重復(fù)次數(shù)較下層土壤多些。

3、測定方法： 測定方法以士鉆法為基本測法

4、儀器設(shè)備：

⑴ 土鉆；專用取土鉆

⑵ 鋁盒：小型的直徑約40mm，高約20mm；大型的直徑約55mm，高約28mm；

⑶ 分析天平：感量為0.001g或0.01g；

⑷ 小型電熱恒溫烘箱；

⑸ 干燥器：內(nèi)盛變色硅膠或無水氯化鈣。

5、測定步驟：

在室內(nèi)將烘干檫凈的空鋁盒在分析天平上稱重，準(zhǔn)確至0.01g。記錄重量后編號備用。

在野外土壤水分觀測點用土鉆鉆取有代表性的新鮮土樣，刮去土鉆中的上部浮土，將土鉆中部所需深度處的土壤約20g，捏碎后迅速裝入已知準(zhǔn)確質(zhì)量的大型鋁盒內(nèi)，蓋緊，裝入木箱或其他容器，帶回室內(nèi)，將鋁盒外表擦拭干凈，立即稱重，盡早測定水分。

每個觀測點新鮮土樣水分的測定應(yīng)做三份平行測定。

在室內(nèi)將盛有新鮮土樣的大型鋁盒在分析天平上稱重，準(zhǔn)確至0.01g。稱量出鋁盒加濕土的質(zhì)量W濕。揭開盒蓋，放在盒底下，置于已預(yù)熱至105±2℃的烘烤箱中烘烤12h。取出，蓋好，立即稱重。即鋁盒加烘干土的重量W干（在干燥器中冷卻至室溫約需30min)，

6、結(jié)果計算：

重量含水量％=(W濕-W干)/( W干-W)×99%

式中：W濕=濕土＋鋁盒重g， W干=干士＋鋁盒重g ，W=鋁盒重g 。

體積含水量％＝重量含水量％×土壤容重（g/cm3）

7、采集點與監(jiān)測點平均含水量的計算應(yīng)采用下列方法：

當(dāng)一個采集深度有2次或以上采樣時，采用算術(shù)平均方法計算，平均值為該采集深度土壤含水量。

   當(dāng)一個監(jiān)測站選擇在2~3個監(jiān)測點時，將其各監(jiān)測點相同深度采集點的土壤含水量采用算術(shù)平均方法計算，其平均值為該采集點深度的土壤含水量。

土鉆法測定土壤含水量的誤差主要在于采樣的代表性、天平的精確度以及在烘干過程中有機(jī)質(zhì)氧化分解而損失的重量，同時粘粒仍能吸附部分水，因此，土鉆法測定士壤含水量時，必須注意采樣的代表性，為此可以增加采樣的重復(fù)次數(shù)來彌補(bǔ)其代表性的不足。另外，測定含水量很高的粘質(zhì)土壤時對土壤可以多烘烤3～4h．前后兩次稱重的誤差不大于0.05g，即為恒定的重量。

土壤容重的測定方法

土壤容重是指單位容積原狀土壤干土的質(zhì)量，通常以克/厘米3表示;孔隙度是指單位容積土壤中孔隙所占的百分率,即土壤固體顆粒間孔隙的百分率.

土壤總孔隙度包括毛管孔隙及非毛管孔隙 ，土壤容重大小反映土壤結(jié)構(gòu)、透氣性、透水性能以及保水能力的高低，一般耕作層土壤容重1~1.3克/厘米3，土層越深則容重越大，可達(dá)1.4~1.6克/厘米3，土壤容重越小說明土壤結(jié)構(gòu)、透氣透水性能越好。測定土壤容重的方法很多，著重介紹環(huán)刀法： 

    1、儀器：環(huán)刀（容積為100厘米3）、天平（感量0.1克和0.01克）、烘箱、環(huán)刀托、削小刀、小鐵鏟、鋁盒、鋼絲鋸、干燥器等。 

2、操作步驟：在土壤墑情傳感器監(jiān)測點附近，先在田間選擇挖掘土壤剖面的位置，然后挖掘土壤剖面，觀察面向陽。挖出的土放在土坑兩邊。挖的深度一般是1米，如只測定耕作層土壤容重，則不必挖土壤剖面。用修土刀修平土壤剖面，并記錄剖面的形態(tài)特征，按壤墑情傳感器測量深度10、20、40厘米剖面層次分層采樣，每層重復(fù)3個。 

將環(huán)刀托放在已知重量的環(huán)刀上，環(huán)刀內(nèi)壁稍涂上凡士林，將環(huán)刀刃口向下垂直壓入土中，直至環(huán)刀筒中充滿樣品為止。若土層堅實，可用手鋤慢慢敲打，環(huán)刀壓如時要平穩(wěn)，用力一致。

用修土刀切開環(huán)刃周圍的土樣，取出已裝上的環(huán)刀，細(xì)心削去環(huán)刀兩端多余的土，并擦凈外面的土。同時在同層采樣處用鋁盒采樣，測定自然含水量。把裝有樣品的環(huán)刀兩端立即加蓋，以免水分蒸發(fā)。隨即稱重（精確到0.01克），并記錄。

    將裝有樣品的鋁盒烘干稱重（精確到0.01克），測定土壤含水量。或者直接從環(huán)刀筒中取出樣品測定土壤含水量。

3、結(jié)果計算：環(huán)刀容積按下式計算： 

 V=лr2h  

式中：V——環(huán)刀容積（厘米3）；

 r—環(huán)刀內(nèi)半徑（厘米）； h—環(huán)刀高度（厘米）； л—圓周率（3.1416）。

    按下式計算土壤容重：

 rs=G×100／V×(100+W) 

式中：rs——土壤容重（克/厘米3）；

 G——環(huán)刀內(nèi)濕樣重（克）；

 V——環(huán)刀容積（厘米3）；

 W——樣品含水量（%）。

 此法允許平行誤差<0.03克/厘米3，取算術(shù)平均值。

附錄2：傳感器現(xiàn)場監(jiān)測（標(biāo)定）含水量的計算方法

1、校準(zhǔn)前要求：

傳感器中所有電路，在校準(zhǔn)前需通電實驗，確保各部分電路工作正常，讀取的數(shù)據(jù)在合理范圍內(nèi)。

2、校準(zhǔn)方法：

三個層自上而下分別稱為1層、2層、3層。

1）、將傳感器置于空氣中，人員離開1米之外，啟動上位機(jī)程序（或串口調(diào)試助手），讀取三個傳感器頭的頻率值：fk1、fk2、fk3，記錄備用。

2）、將傳感器置于水中，人員離開1米之外，啟動上位機(jī)程序（或串口調(diào)試助手），讀取三個傳感器頭的頻率值：fs1、fs2、fs3，記錄備用。

3）、上述6個頻率值，是在工廠內(nèi)標(biāo)定的數(shù)據(jù)，與傳感器產(chǎn)品隨貨同行，供客戶計算使用。當(dāng)在不同地點或因長時間參數(shù)漂移，上述6個參數(shù)需要重新測量標(biāo)記。

3、計算方法：

1）、傳感器安裝完畢等待規(guī)定時間后，讀取測量數(shù)據(jù)，分別是fx1，fx2，fx3。

2）、分別計算三層傳感器的歸一化頻率值：

  X1=(fk1-fx1)/(fk1-fs1)

  X2=(fk2-fx2)/(fk2-fs2)

  X3=(fk3-fx3)/(fk3-fs3)

3）、按下面的含水量計算公式分別計算所測土層對應(yīng)的含水量：

Y=2.7529X3-2.3744X2+0.61764X-0.00064

其中X分別依次用X1，X2，X3代入，得出Y1，Y2，Y3即為1層、2層、3層實際含水量。

傳感器出廠檢測表

傳感器編號：