仪器设备测量与烘干法测量及对照.doc

仪器设备测量与烘干法测量的对照基本概念 土壤质量含水量m ：土壤中水分的质量WW和干土的质量WS之比，即： 土壤容积含水量V ：土壤中水分所占有的体积VW和土壤的总体积V0之比，即： 干容重b ：干土质量WS与土壤体积V0之比，即： 饱和含水量S ： 在降雨或充分灌溉后，土壤颗粒间所有孔隙都充满水时的含水量。土壤田间持水量FC 饱和土壤大孔隙中的水在重力作用下排水23天后，重力排水过程停止，此时的土壤容积含水量。 土壤相对含水量 土壤含水量与田间持水量之比，即： V / FC实验目的 由于使用仪器测量出的是土壤的容积含水量，而传统的烘干法测量的是土壤的质量 含水量，两者存在着以下关系，其中b是土壤的容重。 但由于土壤变异性非常大，因此容重b必须通过科学实验进行测量。由此验证两种测量方法所得的结果是否一致，找出仪器法与烘干法测量结果的相关关系，对土壤墒情监测有重要的意义。 试验原理 用烘干法测量土壤水分传感器埋设点附近的土壤质量含水量。即用土钻采集土样，放入105110的烘箱中烘干24小时，称取烘干前后的质量，根据公式计算出土壤质量含水量。 用环刀测量土壤的容重，计算出土壤的容积含水量并做记录。 同时记录下仪器采集的土壤容积含水量，每间隔10天采样一次，如果遇到降雨，每3天测量一次，通过34个月的长期监测，然后对所记录的数据进行分析处理。 试验器材 取土钻 1个环刀 1个带盖的铝盒 若干电子秤（感量0.01g） 1台烘箱 1台 试验步骤土壤水分的测量步骤 1. 选取采样点： 要求在土壤水分传感器埋设点周围10米范围内选取3-5个点，采样点应在地块平坦、土壤较均匀，远离沟壑或明显比周围土壤潮湿或干燥的地点。 2. 采集土样： 在选好的采样点用取土钻分别在表层以下10cm、20cm、50cm深的土层取土，装入铝盒中，编号并做记录。 3. 烘干土样： 将采集好的土样带到实验室中，先用电子秤称重并做记录，然后放入105-110的烘箱中烘干24小时，取出后称重并做记录。 4. 计算烘干法测量结果： 根据公式： 计算出由烘干法所得的土壤质量含水量。对3个点的结果求平均值，作为该深度的土壤质量含水量。 式中， WS干土重；W湿土重； m土壤质量含水量 5. 仪器测量：记录下采集土样时仪器测量的各个深度的土壤容积含水量。仪器的读数一定要在用土钻采集土样的时间同步。6. 每间隔10天重复15的操作步骤，如果遇到降雨每3天一次，试验需进行34个月，应确保记录的数据有一定的变化范围（15%40%左右）和梯度（36%左右），如果不满足要求需延长试验时间，继续观测收集数据。试验步骤土壤容重的测量步骤 1. 用环刀在具有代表性的位置采集土样，倒入铝盒中，采集3个点。 2. 将用环刀采集的土样带到实验室中，放入105110 的烘箱中烘干24小时，取出后称重做记录。 据公式计算出土壤容重： 容重干土质量 / 环刀体积 再根据公式将土壤质量含水量转换为容积含水量： 土壤容积含水量土壤质量含水量容重数据处理 1. 将试验所记录的数据填入下表格并计算相关项目； 2. 通过对比上表中烘干法测量的容积含水量和仪器测量的容积含水量两项的数据，可对烘干法与仪器测量进行对比。 3.将同一深度的三个点的烘干法测得的容积含水量平均值与自动采集数据进行对照。误差采用绝对误差值,即：误差烘干法值自动采集值将实验的测量数据和计算结果填入下表：数据处理 1. 将试验所记录的数据填入下表格并计算相关项目； 2. 通过对比上表中烘干法测量的容积含水量和仪器测量的容积含水量两项的数据，可对烘干法与仪器测量进行对比。3. 对仪器测量标定方程的校正：在上表中每层分别选取10个以上从干到湿，具有一点梯度的数据，以仪器测量的容积含水量做为自变量X，烘干法测量的容积含水量作为因变量Y，通过回归分析，拟合成线性方程： Yb1Xb0求出回归系数b0， b1。式中仪器测量的容积含水量X由原标定方程X a3V3+a2V2a1Va0得出，所以以上公式又可以表示为： Y b1Xb0 b1（a3V3+a2V2a1Va0）b0 a3 b1V3+a2 b1V2a1 b1Va0 b1b0 即： Ya3V3+a2V2a1Va0其中a0b0 ，a1a1 b1，a2a2 b1 ，a3a3 b1 则此方程为修正后的仪器测量的标定方程。对10cm、20cm、50cm三个不同深度分别按照此方法进行。举 例以四川省清泉乡站的对照测量数据为例。下表所记录的是由四川省清泉站所提供的该站2006年5月9月的20cm深处的测量与对照数据： 仪器测量与烘干法测量的对比仪器法与烘干法的线性关系用以下公式作为校正方程式中X为校正前仪器的测量值，Y为校正后的测量值校正后的测量结果 特别注意： 1、由于田间土壤的变异性非常大，所以烘干法取土样时必须在埋设传感器的周围较均匀有代表性的位置取3个点以上，分别进行烘干计算，然后求平均值，否则结果是不可信的。 2、每次用烘干法测定的时候，都必须在取土样的附近用环刀取土，测量土壤的容重，因为田间土壤的容重是不均匀且在变化的，如果仅仅取经验值将烘干法测得质量含水量转换为容积含水量，会有较大的偏差。 3、做对照实验，必须保证数据有一定的