[发明专利]一种土壤剖面水分动态原位监测系统与测量方法有效
申请号: | 201110454141.7 | 申请日: | 2011-12-30 |
公开(公告)号: | CN102565304A | 公开(公告)日: | 2012-07-11 |
发明(设计)人: | 张振华;牛文全;杨润亚;李陆生;潘英华 | 申请(专利权)人: | 张振华 |
主分类号: | G01N33/24 | 分类号: | G01N33/24 |
代理公司: | 烟台信合专利代理有限公司 37102 | 代理人: | 迟元香 |
地址: | 264025 山东省烟台市芝*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 土壤 剖面 水分 动态 原位 监测 系统 测量方法 | ||
1. 一种土壤剖面水分动态原位监测系统,其特征在于,包括:
供气源(1),用来提供稳定气流;
探管(2),下端封闭,上端开口并用橡皮塞(6)密封,主体埋设于土壤内,在土壤以上保留10-15cm,边壁设置有均匀分布的通气孔(7),探管(2)与供气源(1)经通气软管(4)相连接,接受来自于供气源(1)的气流经通气孔(7)渗透到周围土壤中,用于土壤导气特性参数的测量;
气流流量计(3),与所述的供气源(1)相连,用来测量通过气体的流量;
气压测量计(8),与所述探管(2)通过通气软管(4)连接,用来测量探管(2)内气体的压力。
2.如权利要求1所述的一种土壤剖面水分动态原位监测系统,其特征在于,所述的供气源(1)为带有储气罐压力可调的压缩机,或其它能提供稳定压力和流量气流的供气设备。
3.如权利要求1所述的一种土壤剖面水分动态原位监测系统,其特征在于,所述的探管(2)的开孔率介于5%~25%,外表包覆高分子疏水性导气膜(9),探管(2)上端的橡皮塞(6)与三通(5)相连通,并通过三通(5)的两个支路经通气软管(4)分别与气流流量计(3)和气压测量计(8)相连接,探管(2)材质为硬质塑料或其他硬质材料,管径介于3~10cm。
4.如权利要求1或2所述的一种土壤剖面水分动态原位监测系统,其特征在于,所述气流流量计(3)与探管(2)和供气源(1)之间,三者通过通气软管(4)相串联。
5.采用上述权利要求1-4任意一项的监测系统进行土壤剖面水分动态原位的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将探管埋设于土壤中,探管在土壤以上保留10-15cm,探管与土壤接触紧密无缝隙;
(2)测量探管所在区域土壤的平均含水率;
(3)利用供气源给探管通气,测量不同稳定供气压力△P下经通气孔向外渗透的稳定气流流量 ,据此计算比值作为导气特征参数;
(4)在多种水分条件下重复步骤(2)(3),得到导气特征参数与土壤含水率θ的定量关系:θ=f();
(5)利用θ=f(),通过对导气特征参数的观测来实现原位定量计算土壤剖面内含水量的动态变化。
6.如权利要求5所述的土壤剖面水分动态原位测量方法,其特征在于,所述的导气特征参数与土壤含水率θ的定量关系θ=f(),一般为指数函数或者幂函数形式,其中a、b、c、d为与土壤因素、探管规格、开孔状况等因素有关的常数,e为自然对数的底数。
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