石玉和

（遼寧省阜新水文局，遼寧阜新 123000）

自動測墑儀在阜新地區(qū)的應用

石玉和

（遼寧省阜新水文局，遼寧阜新 123000）

阜新地區(qū)地處中溫帶半干旱的季風氣候區(qū)，及時掌握農(nóng)作物播種期和生長期的土壤墑情變化，對農(nóng)作物的適時播種、抗旱等起到至關重要的作用。隨著社會進步、科學發(fā)展，勞動力得到很大程度的解放。移動測墑儀是一種便攜式自動測量墑情儀器，通過與人工觀測值進行對比分析，誤差滿足需要，則可建設固定自動測墑站點（原理一樣），對土壤墑情進行實時監(jiān)測，掌握田間土壤墑情變化情況，為防汛抗旱提供科學的可靠依據(jù)。

自動測墑；人工觀測；固定站點；對比分析；應用

0 前 言

阜新地區(qū)位于遼寧西部，十年九旱，掌握土壤墑情變化情況，對防汛抗旱具有重要指導意義。

移動測墑儀是一種便攜式自動測量墑情儀器。操作簡單，方便易行，性能穩(wěn)定。人工站配備此儀器，將大大提高勞動效率和質量（不必稱重、烘干等）。

各站將率定的公式植入儀器后，給監(jiān)測土壤墑情帶來許多方便，并且能消除人工操作的一些偶然誤差。若建設固定自動測墑監(jiān)測站，則徹底解決人工觀測的問題。

固定墑情監(jiān)測站工作原理：

1）能量補給：利用太陽能發(fā)電板，鏈接12V蓄電池提供穩(wěn)定的能量。

2）探測部分：將探測部分的探頭水平方向，分別埋設在地面以下10cm、20cm、30cm處。測得數(shù)據(jù)被接受模塊所接收。

3）發(fā)射接收：利用移動信號以手機短信的形式將接收的數(shù)據(jù)，每隔固定時間（可自行設置）發(fā)射一次信號。在中心站設有接收裝置，對數(shù)據(jù)變化情況實時掌握。為防汛抗旱提供科學的依據(jù)。

2011年引進北京繪圖公司了移動測墑儀，對不同類型的土壤站點進行公式系數(shù)率定。下面是部分站點的率定公式為：

將公式進行編號，然后依次植入自動測墑儀內。當測量不同站點的土壤含水率時候，調取相應的公式進行測量。對出現(xiàn)旱情時，加密測次提供了許多方便之處，同時也減少了人工觀測所出現(xiàn)的偶然誤差。

2012年進行自動測墑儀與人工觀測墑情對比分析，以便用來代替人工的落后觀測方法，或建設固定測墑自動監(jiān)測站，對土壤墑情進行實時監(jiān)測。

1 對比觀測方法

對田間不同類型的土壤（如黏土、沙壤土、粉沙土），進行不同深度的同時墑情對比監(jiān)測。具體步驟如下：

1）選定人工固定監(jiān)測站，在平整的田間挖出40cm垂直于地面的土坑。

2）打開自動測墑儀，調取與本站相應的公式。

3）將自動測墑儀的探針水平方向分別插入深度為10cm、20cm、30cm的土層進行土壤含水率的測量，每層測量3次，并做好記錄。

4）自動測墑儀測量完成立刻進行人工采樣，每層深度採3個樣本，然后進行電子天平稱重、烘干等一系列操作，并通過計算得出土壤含水率的測量結果［1］。

5）用以上方法每站每旬監(jiān)測一次，5—9月每站監(jiān)測15次。

2 數(shù)據(jù)整理分析

土壤含水率的大小受多種因素的綜合影響，如：土壤類別、觀測時前期降水量、與降雨相隔時間、期間日照強度、風力風速、不同的作物生長期等等。本次對比分析，根據(jù)阜新地區(qū)地理、地形、氣候的特點不同，共選取阜蒙縣三個站點（紫都臺、八家子、腰衙門）均為山丘區(qū)、彰武縣兩個站點（后新秋、馮家）均為平原區(qū)［2］。

僅以八家子和馮家為例，分析情況見表1、表2，分析對比圖見圖1、圖2。

分析公式為：

分析公式為：

3 誤差產(chǎn)生的原因

誤差產(chǎn)生的原因有以下2點：

1）人為采樣誤差：如稱重不準確、烘干不徹底、采樣深度偏差等。

2）自動測墑儀操作問題：如探針沒全部插到底、插入方向不水平、深度不準確等。

4 分析結果

從分析圖表可以看出，八家子站除了10cm、30cm深度，7月25日誤差較大外，其余測次不同深度的誤差均＜20%，對比效果較為理想；馮家站測次不同深度誤差均＜20%，對比效果更好些。其余測站對比情況如下：后新秋所有測次不同深度誤差均在20%以內；紫都臺10cm5月21、7月17誤差較大，20cm5月21誤差較大，其余測次各個深度誤差均在20%以內；腰衙門30cm7月25誤差較大，其余測次各個深度誤差均在20%以內。

表1 八家子自動測墑儀與人工墑情對比試驗記錄表

圖1 八家子站10cm、20cm、30cm人工值與儀測值對比圖

圖2 馮家站10cm、20cm、30cm人工值與儀測值對比圖

表2 馮家自動測墑儀與人工墑情對比試驗記錄表

通過對比分析，可以看出自動測墑儀與人工測量數(shù)值之間，誤差能夠滿足《土壤墑情監(jiān)測規(guī)范》的需要。由此可見用人工測墑儀測量土壤墑情是可行的，同時也是必要的。2013年，阜新地區(qū)已經(jīng)建設自動測墑站點16處。經(jīng)過一年的實際運行，效果良好。

采用自動測墑儀測量，將在很大程度上解放人力資源，省時省力減少操作環(huán)節(jié)，還會使監(jiān)測到的數(shù)據(jù)精度提高，減少人為因素的影響。

建設自動固定墑情監(jiān)測站，不需要人為干涉，從而消滅了人為因素產(chǎn)生的誤差，并能夠及時準確的掌握本地區(qū)墑情的變化情況［3］。為地方增產(chǎn)增收提供科學依據(jù)，對經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮應有的作用。

［1］魏邦記.黑龍江省節(jié)水灌溉發(fā)展研究［J］.黑龍江水利科技，2009，37（06）：27－30.

［2］李孝軍，李玉濤.自動土壤水分觀測準確性研究［J］.山東氣象，2011（04）：66－69.

［3］陳海波，冶林茂，李樹巖，鄧偉，田宏偉，申占營.FDR土壤水分自動監(jiān)測儀的標定與檢驗［J］.微計算機信息，2009（31）：111－113.

Application of Automatic Soil Moisture Measure Instrument in Fuxin Area

SHI Yu-he
（Liaoning Province Fuxin Hydrology Bureau，F(xiàn)uxin 123000，China）

Fuxin area is located in the semi-arid temperate monsoon climate zone. To grasp the change of soil moisture at the crops sowing period and the growth period plays a vital role in crop drought resistance and timely sowing. With the social advance and science development，production force is liberated greatly. Mobile soil moisture measure instrument is a portable automaticmeasuring moisture instrument. Through the coMParison with the artificial observations，the error satisfies the need，it can be fixed automatically measuring moisture as site station to conduct real-time monitoring of soil moisture，check soil moisture change and provide a reliable scientific basis for flood control and drought relief.

automaticmeasuring moisture；artificial observation；fixed site；comparison and analysis；application

S237

B

1007－7596（2014）08－0023－04

2014－03－15

石玉和（1966－），男，遼寧阜新人，高級工程師，從事水文情報預報、水資源勘測、評價、論證等工作。