灌溉试验测定方法与仪器设备

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•分类
U型水银负压计、机械指针式张力计、电信号张力计。
1、水柱型
2、水银柱型
3、负压表型
水柱型:测点处土壤水基质势 m z
水银柱型: m z 13.6z HG
负压表型: m wp z
张力计测头的埋没方式:直插式、斜插式和暗埋式三种
•安装
①安装张力计测头时,先在孔中注入泥浆,以保证陶土头与 周围土体之间的紧密接触。
明仪器的电路正常,若其在此范围内的数值比小于或大于0.7 ,可能是电路的高压部分变坏或已腐蚀;也可能是供电滤波 器开始变老或破裂,上述状况必须排除后方可使用。
键盘布局:
CPN CORP
Model DR
湿密度 干密度 水分 单位 时间 标定 记录 调出 打印
启动 清除 跳步 输入 项目 标准数 格式
田间测定
钻孔埋导管
下载数据
•安装软件:
•Microsoft ActiveSync :通讯软件,实现采集器与PC的连接。 •pilot-control:采集器中控制测定的软件、数据下载软件。
•田间测定
把探头与采集器连接起来,轻 压弹性铝条把探头放入测管中 的所测部位,分层测定。
打开采集器显示屏的开关,点 击屏幕右上角的Start,出现主 菜单,然后点击Trime-pilotcontrol进入测定界面。
组成:
•T3管状探头:圆柱式探头外包PVC 塑料外壳,四个弹性铝条为TDR波 导体 •P3表层探头:三柱插针式
•FM水分表:可离线式读出探头水 分测量值
•探管:由TECANAT塑料制成
n 长度:最大3米 n 内径:42毫米 n 外径:44.3毫米
读数表(存储器、采集器)
•操作步骤:
选点钻孔埋管
安装软件
②各联结处要保证接牢,以防漏气。
③采用暗埋式时,调试完了之后要填土,填土要仔细,切勿 将联结处拉断。
•调试
①往水银槽内注入水银,约占水银槽容积的2/3,并调节观测 板水平。
②无气水制作:将当地的水煮沸约3分钟之后注入容器中(如 医用盐水瓶)加盖密封,冷却后即可使用,随制随用。 ③注水除气处理:注水除气处理是张力计调试的关键步骤。
而获得不正确数值,使用CPN-503中子仪时,它的低电池状 态标志为“L”并以1秒钟的速率闪烁,遇此情况需充电后再测 定。
仪器电路的检查可通过标准计Rs 数的标准差来检查,一般标
准计数读10次,取10次的平均数( Rs )及平均数的平方根
( Rs ),若10次读数有7次的读数值在平均数加减平均数的
平方根范围内,即在( Rs + Rs)-(Rs - Rs)范围内,说
测定原理:
利用中子热化原理,快中子源发出的中子在遇到氢原 子后,失去部分动能转化成慢中子,仪器根据测出的慢中子 数量计算出被测物含水量。
组成:
•探头:由快中子源(50毫居里镅-241/铍源)、一个慢中子 检测器及探头屏蔽匣
•计数器、液晶显示器:监测被测物散射的慢中子通道
操作步骤:
测定导管的安装
中子仪检查 标定 田间测定
•土钻直径1.75 inches (44.45 mm),探管 内径2.00 inches (50.8mm) 外径:60mm •重复性:±0.24%Vol. •测量范围: 0 - 60%Vol.
•探头测量有效区域:4“(101.6mm)高, 直径10”(254mm)圆组柱体的平均含水量。 •可存储10000个数据 •自动记录测量时间和日期 •超大液晶屏显示
θv =a+bR 为了提高精确度,可分土壤层次标定。每层得出一条标 定直线关系。
•田间土壤含水量的测定
1)中子探头高度的调整
根据要求确定测定深度,如田间各土壤剖面的 测深一致只需做一次调整,如各剖面测深不一, 则必须测前临时调整。
如测定管的管口距地面的高度一致时,则当中子 坐于测管之上时,中子探头与地面的距离OS即为 确定值(如不是确定值可具体量出),在电缆上 确定一点B使之与电缆基部A 的距离AB=OS。B相 当于探头处在地面高度时的电缆刻度。
灌溉试验测定方法与仪器设备
研讨内容
• 土壤水分物理性质 • 作物生理指标的测定 • 叶面积的测定 • 气象要素的测定—自动气象站
பைடு நூலகம்
一、土壤水分物理性质的测定
• 土壤含水量 • 土壤容重 • 田间持水量 • 凋萎含水量
(一)土壤含水量的测定
土壤含水量是进行灌溉试验必测的项目,它是计算作物 需水量或耗水量以及确定灌水时间和灌水量的重要指标。土 壤含水量可用重量含水率(或称土壤绝对含水率)表示,也 可用容积(体积)含水率和土壤相对含水率表示。
4301/4302中子仪 (美国产)
3、张力计法
张力计是测定土壤吸力的一种仪器。张力计又叫土壤湿度计、 负压计等。
•原理
当陶土头插入被测土壤后,管中的纯自由水便通过多孔陶 土壁与土壤水建立水力联系。由于仪器中自由水的势值总是 高于非饱和土壤水的势值,因而管中的水很快流向土壤,并 在管中形成负压。随之,该负压值便由与管相连通的压力计 表示出来。当仪器内外的势值达到平衡时,由压力计表示的 负压就能测得土壤水(陶土头处)的吸力值。
操作步骤:
仪器准备 取土
称重 烘干 称重 计算
•仪器设备准备
检查天平、烘箱是否工作正常?土盒编号称空盒重,填好 不同处理取样地点、取土层次及其土盒编号。
•取土
选代表性点、确定测定深度、分层次取土。
•称重
取好土后迅速带回室内称重(盒+湿土重)。
•烘干
把盒盖打开,依顺序排好放入烘箱中。将烘箱的温度调 在105 ℃ ~110℃ ,烘8小时左右。
负压计在使用前要检查,连通管各部分应密封良好,充满无 气水后,管中气泡应排出干净。 缺点:测定范围较窄(0-0.8bar)。
2500S电子张力计 (法国)
Soilspec电子张力计 (澳大利亚)
电信号张力计(美国)
4、TDR法
时域反射仪(TDR)是80年代发展起来的快速准确测定 土壤容积含水量的仪器,它可以定点定位地、周期反复地测定 土壤容积含水量的变化。由于它具有许多优点,如无核辐射, 与称重法测定土壤含水量相比,它极其快速,与土壤类型没有 关系,又不大受温度和压力的影响,因此,它已成为土壤水分 测定的一项重要的新工具,得到了国际上的公认。TDR的另一 个用途是通过测定土壤电导率而测出总盐量。
土壤容重是计算田间灌水量、作物耗水量不可缺少的参数 之一。
• 创建新的测量文件 点击NEW新建文件名,然后选择储 存位置 IPAQ File Store。然后点击Ok。
•创建测量地点的名称 点击Meas.下的New创建测量地点的
名称。点击Del是删除测量地点文件。 然后点击Meas.出现下面的界面。
•测定 点击Meas.出现右面的界面,然后点击Start开始测定,等
待11秒后出现测定结果。 然后点击OK储存数据。
然后把探头放在下一 层次再按上面的步骤 进行测定。
• 数据的下载 通过连线把采集器与计算机连接起来。然后点击PC-Pilot-
Control。
CMP管式土壤水分测试仪(美国)
•探头:圆柱式
•读数表:可随时读出探头水分测量值, 并存储和下载数据。
•探管:由PVC塑料制成,成本低。
2)各层土壤含水量的换算
把探头下放在适当深度,并按启动START键,就可以取
得数据。在此之前,必须选定单位、时间和标定曲线。各层土
壤的慢中子计数一般取两次读数的平均值(
R
)再求出其与平
s
均标准计数( Ri )的比值(R),根据θv =a+b Ri 或θv=a+bR
求出相应的θ 。 v
CPN503DR中子仪
组成:
•主机:电源、电磁波发生器、内存板、显示器和操作控制板 等组成的部分。此外读数LCD显示(256×128),可灵活调整 参数,自带RS232口和多工口 。
•土壤湿度传感器: 波导探头:分表层型 和可埋型(包括带涂 层)
可埋式探针的埋设: TDR探针在土壤剖面中可垂直放置、水平安放或任意放置,
土壤容积含水率=土壤重量含水率×土壤容重
土壤相对含水率(%)=土壤含水率/田间持水量
在灌溉试验中土壤水分控制的上、下限常用土壤相对含水率 表示。
土壤含水率的测定一般采用烘干法、中子仪、张力计和TDR 法测定。
1、烘干测定法
仪器设备:
土钻、铝盒(已知重量和编号)、烘箱、 剖面刀和电子天平(或分析天平)
(二)土壤容重的测定
土壤容重,是指土壤在自然结构状态下单位体积土壤的重 量。以克/厘米3或吨/米3表示。
土壤容重数值本身可以做为土壤肥力指标之一。一般讲土 壤容重小,表明土壤比较疏松,孔隙多,保水保肥能力强。反 之,土壤容重大,表明土体紧实,结构性差,孔隙少,耕性、 透水性、通气性不良,保水能力差。
湿密度:D-WET 干密度:D-DRY 水分:WATER
单位:UNIT
时间:TIME
标定:CALIB
记录:LOG
调出:RCL
打印:PRINT
项目:MENU 标准计数:STD 格式:FMT
启动:START 清除:CLEAR 跳步:STEP 输入:ENTER
显示
READY • l
作用
说明探测针准备好操作 左下角的小数点表示电源电压低于正常值 左面字符显示棒状,键盘无作用,表示截 断状态。
•称重
烘干后,则需迅速加盖待冷却后称重 (盒+烘干土重)。
•计算
把所称结果填表,然后按下列公式计算土壤含水量。
土壤含水量=
P1
湿土 盒重
P2 (烘干土重
P2 烘干土重 盒重
盒重) P0 (盒重)
100%
土壤水分测定成果表
烘干法优点: 精确,仪器测定法常用取土烘干法来标定。 缺点:比较费劲,测定速度慢。
•标定
中子水分仪测定的相对计数率(Ri/Rs=R)与土壤含水量 之间的标定关系主要受下列因素的影响:通路管材料和种类、 土壤容重、土壤化学成分。当中子水分仪在不同类型土壤上测 定时就不能使用同一条标定直线,标定中子水分仪已经有3种 方法:样本法、剖面湿润法、双探管-γ 密度计结合法。
中子水分仪的标定关系为:
近年来国内外开发了不同类型的利用TDR原理测定土壤 水分的仪器。
(1)探针型的TDR测定仪
早期有代表性的仪器:TRASE多点土壤水分监测仪
原理:
TDR 是 根 据 探 测 器 发 出 的 电 磁波在土壤中传播的速度依赖于 土壤的介电特性和土壤含水率而 设计的。它通过测定电磁脉冲的 传播速度,求出介电常数Ka,再 根据内部Ka与体积含水率θv之间 的标定曲线求出体积含水率θv。
•标准计数的测定
标准计数是探头屏蔽匣内持常数的高密度氢原子与中子源 放射的快中子碰撞后的慢中子计数,由于碰撞是随机的,因此 标准的慢中子数也是随机的。它是任何情况下进行中子仪测定 的第一步。
CPN-503中子仪的测定方法是将中子仪坐于防护箱盖的 方形槽,打开开关后,在预先选择的时间内显示读数,记下读 数后,重新启动开关就可以重新获得读数,一般读取10次求出 平均值。
•测定导管的安装
选择直立的、薄壁(0.03㎝)的,管径略大于中子源探 头的管材,截成所需的长度,管底密封并略呈锥形以便入土, 管口的密封盖要便于装卸。用专用土钻垂直打孔,导管周围 灌泥浆填实。一般在测坑的对角线上埋设2根导管,管口高于 地面10cm左右。
• 测前中子仪的检查 主要是电池状况及电路的检查。 检查电池状况的目的,主要是避免在低电池状态下工作从
助记符 CT RO PF GC IF CC %V
含意 单位时间(16秒)内的计数值 计数比(计数值/标准数) 每立方英尺土壤中,水的磅数 每立方厘米土壤中,水的克数 每英尺深的土壤中,水的英寸数 每30厘米深的土壤中,水的厘米数 水的百分容积
转换系数 无 无
62.428 1
12.0 30.0 100.0
注意事项:拣出石子、植物的根;取样地点不同造成结果的差异。
2、中子仪测定法
中子法是目前测定土壤含水量较先进的方法之一。此方 法不用取样,不扰动土壤,不受水分物理状态(如冰冻、结 晶水)的影响,铝导管埋好后,可以长期使用,测量速度快。 缺点是不能测定表层土壤水分,精度稍差,0-20cm的土壤水 分最好用烘干法或TDR法,而且由于使用放射性元素需谨慎 操作。
各种放置形式都可以给出探针长度的平均含水量。
注意:探针与土壤必须密切接触。
缺点: 可埋式的探针测定时有时出现读数为0的状况,有可 能因土壤失水收缩,使得土壤与探针接触不良所致。
(2)管式TDR土壤水分测定仪
如德国产的TRIME-IPH管式土壤含水量测试仪。利用 TDR原理,根据探测器发出的电磁波在不同介电常数物质中 的传输时间的不同,计算出被测物含水量。
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