现场监测（标定）土壤含水量测定方法

1、测点布设:

土壤含水量测定的取样地点，以土壤墒情传感器为圆心呈三角型平面均匀布点，每一个土壤墒情传感器周围测点的数目应不少于3个，测点间的距离不小于一米，取土点必须经过严格选定，要避开微地形，洼地、道路等，并距离土壤墒情传感器一米到二米的范围内为宜。取土后应及时用原土填平。

2、测定次数及测定深度:

测定次数以掌握土壤含水量在时间上变化为原则，－般根据测试目的、测试地点的土质、植被及土壤保水能力确定观测的次数，按不同情况要求如下： 视天气变化情况和测试目的要求而定，－般在雨后或融雪前后；气温稳定到达零度以上，每隔10天、15天或一个月一次，一直到土壤冻结，停止观测，每次取样时间最好在清晨。 暴雨前后应进行加测。 测定深度，根据土壤墒情传感器的测点深度确定士层测定深度，为10、20、40mm，一般重复测定2～4次，上层土壤重复次数较下层土壤多些。

3、测定方法： 测定方法以士钻法为基本测法

4、仪器设备：

⑴ 土钻；专用取土钻

⑵ 铝盒：小型的直径约40mm，高约20mm；大型的直径约55mm，高约28mm；

⑶ 分析天平：感量为0.001g或0.01g；

⑷ 小型电热恒温烘箱；

⑸ 干燥器：内盛变色硅胶或无水氯化钙。

5、测定步骤：

在室内将烘干檫净的空铝盒在分析天平上称重，准确至0.01g。记录重量后编号备用。

在野外土壤水分观测点用土钻钻取有代表性的新鲜土样，刮去土钻中的上部浮土，将土钻中部所需深度处的土壤约20g，捏碎后迅速装入已知准确质量的大型铝盒内，盖紧，装入木箱或其他容器，带回室内，将铝盒外表擦拭干净，立即称重，尽早测定水分。

每个观测点新鲜土样水分的测定应做三份平行测定。

在室内将盛有新鲜土样的大型铝盒在分析天平上称重，准确至0.01g。称量出铝盒加湿土的质量W湿。揭开盒盖，放在盒底下，置于已预热至105±2℃的烘烤箱中烘烤12h。取出，盖好，立即称重。即铝盒加烘干土的重量W干（在干燥器中冷却至室温约需30min)，

6、结果计算：

重量含水量％=(W湿-W干)/( W干-W)×100%

式中：W湿=湿土＋铝盒重g， W干=干士＋铝盒重g ，W=铝盒重g 。

体积含水量％＝重量含水量％×土壤容重（g/cm3）

7、采集点与监测点平均含水量的计算应采用下列方法：

当一个采集深度有2次或以上采样时，采用算术平均方法计算，平均值为该采集深度土壤含水量。

   当一个监测站选择在2~3个监测点时，将其各监测点相同深度采集点的土壤含水量采用算术平均方法计算，其平均值为该采集点深度的土壤含水量。

土钻法测定土壤含水量的误差主要在于采样的代表性、天平的精确度以及在烘干过程中有机质氧化分解而损失的重量，同时粘粒仍能吸附部分水，因此，土钻法测定士壤含水量时，必须注意采样的代表性，为此可以增加采样的重复次数来弥补其代表性的不足。另外，测定含水量很高的粘质土壤时对土壤可以多烘烤3～4h．前后两次称重的误差不大于0.05g，即为恒定的重量。

土壤容重的测定方法

土壤容重是指单位容积原状土壤干土的质量，通常以克/厘米3表示;孔隙度是指单位容积土壤中孔隙所占的百分率,即土壤固体颗粒间孔隙的百分率.

土壤总孔隙度包括毛管孔隙及非毛管孔隙 ，土壤容重大小反映土壤结构、透气性、透水性能以及保水能力的高低，一般耕作层土壤容重1~1.3克/厘米3，土层越深则容重越大，可达1.4~1.6克/厘米3，土壤容重越小说明土壤结构、透气透水性能越好。测定土壤容重的方法很多，着重介绍环刀法： 

    1、仪器：环刀（容积为100厘米3）、天平（感量0.1克和0.01克）、烘箱、环刀托、削小刀、小铁铲、铝盒、钢丝锯、干燥器等。 

2、操作步骤：在土壤墒情传感器监测点附近，先在田间选择挖掘土壤剖面的位置，然后挖掘土壤剖面，观察面向阳。挖出的土放在土坑两边。挖的深度一般是1米，如只测定耕作层土壤容重，则不必挖土壤剖面。用修土刀修平土壤剖面，并记录剖面的形态特征，按壤墒情传感器测量深度10、20、40厘米剖面层次分层采样，每层重复3个。 

将环刀托放在已知重量的环刀上，环刀内壁稍涂上凡士林，将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满样品为止。若土层坚实，可用手锄慢慢敲打，环刀压如时要平稳，用力一致。

用修土刀切开环刃周围的土样，取出已装上的环刀，细心削去环刀两端多余的土，并擦净外面的土。同时在同层采样处用铝盒采样，测定自然含水量。把装有样品的环刀两端立即加盖，以免水分蒸发。随即称重（精确到0.01克），并记录。

    将装有样品的铝盒烘干称重（精确到0.01克），测定土壤含水量。或者直接从环刀筒中取出样品测定土壤含水量。

3、结果计算：环刀容积按下式计算： 

 V=лr2h  

式中：V——环刀容积（厘米3）；

 r—环刀内半径（厘米）； h—环刀高度（厘米）； л—圆周率（3.1416）。

    按下式计算土壤容重：

 rs=G×100／V×(100+W) 

式中：rs——土壤容重（克/厘米3）；

 G——环刀内湿样重（克）；

 V——环刀容积（厘米3）；

 W——样品含水量（%）。

 此法允许平行绝对误差<0.03克/厘米3，取算术平均值。

附录2：传感器现场监测（标定）含水量的计算方法

1、校准前要求：

传感器中所有电路，在校准前需通电实验，确保各部分电路工作正常，读取的数据在合理范围内。

2、校准方法：

三个层自上而下分别称为1层、2层、3层。

1）、将传感器置于空气中，人员离开1米之外，启动上位机程序（或串口调试助手），读取三个传感器头的频率值：fk1、fk2、fk3，记录备用。

2）、将传感器置于水中，人员离开1米之外，启动上位机程序（或串口调试助手），读取三个传感器头的频率值：fs1、fs2、fs3，记录备用。

3）、上述6个频率值，是在工厂内标定的数据，与传感器产品随货同行，供客户计算使用。当在不同地点或因长时间参数漂移，上述6个参数需要重新测量标记。

3、计算方法：

1）、传感器安装完毕等待规定时间后，读取测量数据，分别是fx1，fx2，fx3。

2）、分别计算三层传感器的归一化频率值：

  X1=(fk1-fx1)/(fk1-fs1)

  X2=(fk2-fx2)/(fk2-fs2)

  X3=(fk3-fx3)/(fk3-fs3)

3）、按下面的含水量计算公式分别计算所测土层对应的含水量：

Y=2.7529X3-2.3744X2+0.61764X-0.00064

其中X分别依次用X1，X2，X3代入，得出Y1，Y2，Y3即为1层、2层、3层实际含水量。

传感器出厂检测表

传感器编号：