[发明专利]一种利用宇宙射线缪子监测土壤含水量的方法

权利要求书

1.一种利用宇宙射线缪子监测土壤含水量的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤a、建立土壤水分分布模型；

步骤b、将主探测器置于地下，并采用蒙特卡洛模拟软件模拟宇宙射线缪子在土壤中的输运过程，得到不同土壤含水量情况下地下主探测器计数的理论值；

步骤c、建立土壤含水量与地下主探测器计数的对应关系；

步骤d、将副探测器置于土壤表面上作为参考探测器，用于监测地表的缪子通量；

步骤e、处理主探测器、副探测器的实测数据，利用建立好的土壤含水量与地下主探测器计数的对应关系反演出土壤水含量。

2.如权利要求1所述的一种利用宇宙射线缪子监测土壤含水量的方法，其特征在于，步骤a中，土壤水分布模型将土壤水层简化为雨水易渗透层和饱和水层，其中，雨水易渗透层深度小于80cm，饱和水层深度大于80cm。

3.如权利要求1所述的一种利用宇宙射线缪子监测土壤含水量的方法，其特征在于，步骤b中的宇宙射线缪子由宇宙射线生成器CRY生成，蒙特卡洛软件选用FLUKA。

4.如权利要求1所述的一种利用宇宙射线缪子监测土壤含水量的方法，其特征在于，步骤b中，置于地下的主探测器为圆柱形，半径10cm，高度1m，横向水平放置于土壤表面的下方，且主探测器的上表面距离土壤表面的高度为80cm；副探测器与主探测器完全相同。

5.如权利要求1所述的一种利用宇宙射线缪子监测土壤含水量的方法，其特征在于，所述主探测器、副探测器均为缪子探测器。

6.如权利要求1所述的一种利用宇宙射线缪子监测土壤含水量的方法，其特征在于，步骤c中，土壤水含量与探测器通量的对应关系为：

P(θ)＝b-a×θ；

其中，拟合参数ɑ＝2.04979×10^-6,b＝4.11×10^-3，P为归一化的地下主探测器计数值，θ为雨水易渗透层的土壤水含量拟合相关系数为0.99。

7.如权利要求1所述的一种利用宇宙射线缪子监测土壤含水量的方法，其特征在于，在只考虑测量统计误差的情况下，土壤水含量测量精度f和探测时间t的关系，

其中，Φ为海平面缪子通量均值100Hz/m²，s为模拟中缪子源面积，t为模拟探测时长。