高志涛 田 昊 赵燕东

(1.北京林业大学工学院， 北京 100083； 2.北京林业大学城乡生态环境北京实验室， 北京 100083)

土壤剖面水分线性尺度测量方法

高志涛1,2田 昊1,2赵燕东1,2

(1.北京林业大学工学院， 北京 100083； 2.北京林业大学城乡生态环境北京实验室， 北京 100083)

针对现有土壤水分点尺度下测量的局限性，提出了一种线性尺度下的土壤剖面水分测量方法，并设计了一种基于驻波比法的土壤剖面水分信息测量传感系统。借助HFSS高频电磁场仿真软件与网络矢量分析仪对传感器环形探头的电场强度分布情况与阻抗特性进行了分析研究，确定了环形探头适应性与敏感区域。以2种不同质地的土壤作为试验样本，对土壤水分传感器的输出与对应的测量值进行了多项式拟合，决定系数均达到了0.99以上，传感器的稳态与动态性能均能满足土壤剖面水分的测量要求。通过多层水分土柱穿层试验与对比试验表明，该系统能够满足线性尺度下土壤剖面水分的实时测量需求，具有较高的测量精度与稳定性。设计的土壤剖面水分线性测量系统的各项指标均达到实际应用的需求，具有较高的应用推广价值。

土壤水分； 线性尺度； 实时测量系统

引言

土壤含水率对植物生长与农作物产量起到关键性作用[1]。在水资源匮乏地区，实时检测植物根区水分的垂直分布状态，能为制定最优的灌溉策略提供基本的数据支持。

目前，常规的土壤剖面水分检测多采用介电型传感器分层埋设定点测量的方式[2-3]。……