土壤墒情自动监测站

土壤中水分的多少有两种表示方法：一种是以土壤含水量表示，分重量含水量和容积含水量两种，二者之间的关系由土壤容重来换算。另一种是以土壤水势表示，土壤水势的负值是土壤水吸力。

土壤含水量有三个重要指标。一个是土壤饱和含水量，表明该土壤最多能含多少水，此时土壤水势为0。

第二是田间持水量，是土壤饱和含水量减去重力水后土壤所能保持的水分。重力水基本上不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-0.3巴。

第三是萎蔫系数，是植物萎蔫时土壤仍能保持的水分。这部分水也不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-15巴。

田间持水量与萎蔫系数之间的水称为土壤有效水是植物可以吸收利用的部分。当然，一般在田间持水量的60%时，即土壤水势-1巴左右就采取措施进行灌溉。

土壤水势可细分为重力势、基模势和溶质势。

土壤水分重力势以土壤水面与土表面相平时为0。水面高于土表面时为正值（此时也称为压力势）。水面低于土表面时为负值（土壤水吸力为正值）。

土壤基模势指土壤中矿质颗粒表面和有机质颗粒表面对水所产生的张力。它的值永远是负值，即总是将土壤表面的水分向土体内吸进来。

土壤水分溶质势与土壤溶液中所含溶质数量有关，溶质越多，溶质势越小（即越负）。点水源入渗时，水沿湿度梯度从高水势处向低水势处流动，逐渐形成一个干湿交界分明的椭球体形状，称为湿润球，球面各处土壤水势相等。该球面称为入渗锋，在水头固定不变时，入渗锋的前进速度随着时间的延长而减慢。

大部分植物养分都是溶于水后随水移动运输到植物根系被吸收的。无论根系以质流、扩散、截获哪种方式吸收植物养分都在土壤溶液中进行。

土壤水存在于土壤孔隙中，尤其是中小孔隙中，大孔隙常被空气所占据。穿插于土壤孔隙中的植物根系从含水土壤孔隙中吸取水分，用于蒸腾。土壤中的水气界面存在湿度梯度，温度升高，梯度加大，因此水会变成水蒸汽蒸发逸出土表。蒸腾和蒸发的水加起来叫做蒸散，是土壤水进入大气的两条途径。

表层的土壤水受到重力会向下渗漏，在地表有足够水量补充的情况下，土壤水可以一直入渗到地下水位，继而可能进入江、河、湖、海等地表水。

墒，指土壤的湿度。墒情，指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示：土壤含水量=水分重/烘干土重×100%。也可以土壤含水量相当于田间持水量的百分比，或相对于饱和水量的百分比等相对含水量表示。

土壤水是植物吸收水分的主要来源（水培植物除外），另外植物也可以直接吸收少量落在叶片上的水分。土壤水的主要来源是降水和灌溉水，参与岩石圈-生物圈-大气圈-圈-水圈的水分大循环。

广泛应用于农业、林业、地质等方面土壤温度测量及研究。

TDR（Time Domain Reflector）时域反射是一种快速检测土壤水分的常见原理，其原理是在一条不匹配的传输线上的波形会发生反射。传输线上任何一点的波形都是原有波形和反射波形的叠加。TDR原理的设备响应时间约10-20秒，适合移动测量和定点监测。测定结果受盐度影响很小，TDR缺点是电路比较复杂，设备较昂贵。常见的TDR土壤水分测试仪，比如美国SPECTRUM 型号TDR100。

FDR (FrequencyDomainReflectometry)频域反射是利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数 (ε) ,从而得到土壤容积含水量 (θv)。介绍了FDR系统的测量原理、系统安装、测量方法及其在土壤水分连续动态监测中的应用 ,并对实际测量结果进行了校正 ,可以作为FDR校正的参考。在半干旱区皇甫川流域的应用实践表明 ,FDR具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点 ,是一种值得推荐的土壤水分测定仪器。常见的FDR土壤水分测试仪，比如德国STEPS 型号MST3000。2100433B

01、本机体积小，软件操作简单，性能可靠，记录间隔可根据要求从1分至24小时任意设置。

02、全程跟踪记录被测土壤中的温度数据，记录时间长，具有断电数据自动存储保护功能。

03、整机功耗小，整机功耗不大于2W。

04、软件功能强大，数据查看方便，随时可以将记录仪中的数据导出到计算机中，并可以存储为EXCEL表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进一步进行数据处理。

05、单台记录仪可以接入最多10路土壤温湿度传感器探头，探头可测量土壤中的温度、湿度分布情况。

06、记录仪可脱开计算机独立工作，当需要查看当前环境数据时可通过通讯接口由计算机读取记录仪内的数据。

07、一台记录仪，可以同时测量多个点的温度及土壤湿度。

08、数据通讯接口：RS232和USB双接口

09、具有看门狗电路，自动复位功能，保证系统稳定运行

10、数据储存容量：4M

该仪器是符合《土壤墒情监测规范SL000-2005中华人民共和国水利行业标准》，根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求监测土壤温度等，配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期、巡测和召测数据及分析数据等功能。系统进行不间断监测，对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析，为开展排涝抗旱工作提供信息依据。

土壤水分传感器采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：频域反射原理（TDR），该技术最早应用于美国，即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。TDR土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，此原理是国际上最流行的土壤水分传感器测量方法。

一、产品特色：

该仪器是符合《土壤墒情监测规范SL000-2005中华人民共和国水利行业标准》，根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求监测土壤温度等，配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期、巡测和召测数据及分析数据等功能。系统进行不间断监测，对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析，为开展排涝抗旱工作提供信息依据。

土壤水分传感器采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：频域反射原理（FDR），该技术最早应用于美国，即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。FDR土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，此原理是目前国际上最流行的土壤水分传感器测量方法。

二、应用范围：

广泛应用于农业、林业、地质等方面土壤温度测量及研究。

三、产品特点:

01、本机体积小，软件操作简单，性能可靠，记录间隔可根据要求从1分至24小时任意设置。

02、全程跟踪记录被测土壤中的温度数据，记录时间长，具有断电数据自动存储保护功能。

03、整机功耗小，整机功耗不大于2W。

04、软件功能强大，数据查看方便，随时可以将记录仪中的数据导出到计算机中，并可以存储为EXCEL表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进一步进行数据处理。

05、单台记录仪可以接入最多8路土壤温湿度传感器探头，探头可测量土壤中的温度、湿度分布情况。

06、记录仪可脱开计算机独立工作，当需要查看当前环境数据时可通过通讯接口由计算机读取记录仪内的数据。

07、一台记录仪，可以同时测量多个点的温度及土壤湿度。

08、数据通讯接口：RS232和USB双接口

09、具有看门狗电路，自动复位功能，保证系统稳定运行

10、数据储存容量：4M

四、技术参数:

土壤墒情仪器自动采集各作物的土壤水分，并将结果通过GPRS传输到省中心服务器，中心数据按照统一的格式将土壤墒情数据存储，监控与预警中心按用户的请求，从数据中心调用相应的数据反馈给用户，即墒情监测数据、旱灾预警数据、走势分析数据、报表分析数据、短信发布、信息发布、图形预警信息。

功能亮点一：实现省级土壤墒情监测数据的监管

不同渠道获得的信息可以在一个共同的平台上进行管理、分析，且各市、县土壤墒情管理部门可在统一的土壤墒情监控与预警信息平台下实现信息互通，进行具有针对性的分析研究。

功能亮点二：建立完善的信息发布

1．行业信息发布：农业相关的行业资讯、国家政策、法律法规，以及省、市、县相关的新闻资讯，形成与土壤墒情的数据库，从而为省、市、县提供相关的依据，建立一个信息交流平台。

2．供求信息发布：与种植户、农户建立信息交互的一个平台。可为作物提供供求发布的信息通道，进行信息共享与宣传推广。

功能亮点三：建设及时的旱情预警与短信通知

土壤墒情监控与预警信息平台提供预警信息的发布及短信通知，各市、县，各区域可将旱灾预警信息通过短信的方式发送到指定的区域监管部门，也可将预警信息发送到其下属部门与上属部门或指定的农户。预警信息包括灾害名称、影响区域、灾害程度及解决对策。

功能亮点四：图形预警与灾情渲染

平台将灾情按严重程度分为不同颜色，并在省级行政图中以点的形式表示，只要一打开平台的行政区域图，即可直观显示省内各区域的受灾情况如何。2100433B