土壤含水率的测量方法多种多样,包括称重法、张力计法、电阻法、中子法、γ-射线法、驻波比法和光学测量法等。
首先,称重法或烘干法是最直接的方法,通过取土样,精确称重湿土,然后在105℃烘箱中烘干至恒重,计算出土壤含水量。其公式为:土壤含水量=(烘干前土样质量-烘干后土样质量)/(烘干后土样质量-烘干空铝盒质量)*100%。
张力计法,又称负压计法,通过测量陶土头插入土壤后的吸力值,结合土壤水特征曲线,确定土壤含水率。当陶土头与土壤水达到水势平衡时,读取的数值即为土壤的基质势值。
电阻法则是利用土壤含水量与其导电性能的关联,通过测量电极间的电阻来估算。通过将电极嵌入多孔介质,减少电极与土壤的接触电阻,提高测量准确性。
中子法利用中子仪,通过测量中子在土壤中的散射和衰减,计算出土壤含水量,适合于深层土壤的测量。
γ-射线法则是利用放射性同位素发射的γ-射线,其衰减度与土壤湿容重成正比,以此来推算含水量。
驻波比法和光学测量法都依赖于土壤的介电常数,通过测量土壤的电磁特性来推算含水量。驻波比法基于土壤固相、水和空气的介电常数比例,而光学测量法则利用光的反射、透射与含水率的关系。
最后,时域反射法(TDR)利用电磁波在土壤中的传输时间差,通过测量导线的入射和反射时间,计算出土壤介电常数,进而得出含水量。这些方法各有优缺点,适用于不同类型的土壤和环境条件。
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