馬蓉
徑流小區(qū)土壤含水量觀測是徑流小區(qū)日常觀測的一項重要內(nèi)容。我站所轄甘家溝徑流場、寺溝徑流場自2013年列入全國水土流失動態(tài)監(jiān)測與公告項目后,一直采用烘干法測試重量含水量。2016年4月,長委監(jiān)測中心站在開展年度汛前檢查工作時提出徑流小區(qū)土壤含水量測試要采用TDR法。此后,我站先后購進(jìn)由美國光譜公司開發(fā)生產(chǎn)的HIELDSCOUTTDR100、TDR300各一臺用于甘家溝徑流場、寺溝徑流場進(jìn)行土壤體積含水量測定,TDR法測定的是徑流小區(qū)土壤體積含水量,與傳統(tǒng)烘干法相比,其最大的特點(diǎn)是測定速度快,探針(深7.5cm)插入待測土壤內(nèi)體積含水量可以即刻在顯示屏上讀取。而烘干法測定的是土壤重量含水量,取樣、烘干、稱重、計算需要耗時近10h。
建立TDR法土壤體積含水量與烘干法土壤重量含水量相關(guān)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)土壤體積含水量與重量含水量之間的快速轉(zhuǎn)換,減輕一線監(jiān)測人員的工作量,實(shí)現(xiàn)不同利用目的對土壤體積含水量、重量含水量指標(biāo)的需要是該項課題的主要目標(biāo)。
自2017年1月1日開始,兩徑流場在徑流小區(qū)土壤含水量日常觀測(每月1日、15日)及事件觀測(徑流小區(qū)產(chǎn)流后土壤含水量加測)中分別對徑流小區(qū)進(jìn)行TDR體積含水量和重量含水量測試。
TDR體積含水量測試在徑流小區(qū)中部進(jìn)行,選一測試點(diǎn),在以測試點(diǎn)為圓心、TDR探針(間距3.1cm)為直徑的圓周,以圓心角120度為間隔插入土壤讀數(shù),取三次讀數(shù)的算術(shù)平均值作為測試點(diǎn)TDR體積含水量值。
烘干法重量含水量在以TDR法測點(diǎn)為中心,直徑為6cm的圓周內(nèi)深7.5cm處用鋁盒取土樣三個,經(jīng)烘干、稱重、計算,以三個土樣的算術(shù)平均值作為測點(diǎn)烘干法重量含水量。
甘家溝徑流小區(qū)自2017年1月至2017年10月15日,對150個測點(diǎn)分別進(jìn)行了兩種不同測試;寺溝徑流場徑流小區(qū)自2017年1月1日至2017年11月1日對124個測點(diǎn)分別進(jìn)行兩種不同測試。
現(xiàn)以表格形式提供一部分樣本監(jiān)測數(shù)據(jù)。
在microsoftexcel功能散點(diǎn)相關(guān)界面,以TDR法體積含水量為法重量含水量為X軸,以烘干法重量含水量為y軸,依次輸入所有(即274)個樣本測試點(diǎn)結(jié)果形成附圖。從散點(diǎn)分布形態(tài)看有對數(shù)曲線相關(guān)形態(tài),在形態(tài)曲線欄內(nèi),鍵入對數(shù)曲線,得到附圖相關(guān)曲線,與之對應(yīng)的相關(guān)方程式為:
y=6.1809Ln(X)-2.633
TDR法體積含水量(%)
驗(yàn)證:2017年12月1日,甘家溝徑流場測試結(jié)果與相關(guān)方程式計算結(jié)果對比情況如下:
驗(yàn)證:2017年12月1日,寺溝徑流場測試結(jié)果與相關(guān)方程式計算結(jié)果對比情況如下:
結(jié)論:由相關(guān)曲線方程推算的徑流小區(qū)烘干法重量含水量與實(shí)測值比較,差值在+1.6%—-1.5%之間。