自动测墒仪在阜新地区的应用

石玉和

（辽宁省阜新水文局，辽宁阜新 123000）

自动测墒仪在阜新地区的应用

石玉和

（辽宁省阜新水文局，辽宁阜新 123000）

阜新地区地处中温带半干旱的季风气候区，及时掌握农作物播种期和生长期的土壤墒情变化，对农作物的适时播种、抗旱等起到至关重要的作用。随着社会进步、科学发展，劳动力得到很大程度的解放。移动测墒仪是一种便携式自动测量墒情仪器，通过与人工观测值进行对比分析，误差满足需要，则可建设固定自动测墒站点（原理一样），对土壤墒情进行实时监测，掌握田间土壤墒情变化情况，为防汛抗旱提供科学的可靠依据。

自动测墒；人工观测；固定站点；对比分析；应用

0 前 言

阜新地区位于辽宁西部，十年九旱，掌握土壤墒情变化情况，对防汛抗旱具有重要指导意义。

移动测墒仪是一种便携式自动测量墒情仪器。操作简单，方便易行，性能稳定。人工站配备此仪器，将大大提高劳动效率和质量（不必称重、烘干等）。

各站将率定的公式植入仪器后，给监测土壤墒情带来许多方便，并且能消除人工操作的一些偶然误差。若建设固定自动测墒监测站，则彻底解决人工观测的问题。

固定墒情监测站工作原理：

1）能量补给：利用太阳能发电板，链接12V蓄电池提供稳定的能量。

2）探测部分：将探测部分的探头水平方向，分别埋设在地面以下10cm、20cm、30cm处。测得数据被接受模块所接收。

3）发射接收：利用移动信号以手机短信的形式将接收的数据，每隔固定时间（可自行设置）发射一次信号。在中心站设有接收装置，对数据变化情况实时掌握。为防汛抗旱提供科学的依据。

2011年引进北京绘图公司了移动测墒仪，对不同类型的土壤站点进行公式系数率定。下面是部分站点的率定公式为：

将公式进行编号，然后依次植入自动测墒仪内。当测量不同站点的土壤含水率时候，调取相应的公式进行测量。对出现旱情时，加密测次提供了许多方便之处，同时也减少了人工观测所出现的偶然误差。

2012年进行自动测墒仪与人工观测墒情对比分析，以便用来代替人工的落后观测方法，或建设固定测墒自动监测站，对土壤墒情进行实时监测。

1 对比观测方法

对田间不同类型的土壤（如黏土、沙壤土、粉沙土），进行不同深度的同时墒情对比监测。具体步骤如下：

1）选定人工固定监测站，在平整的田间挖出40cm垂直于地面的土坑。

2）打开自动测墒仪，调取与本站相应的公式。

3）将自动测墒仪的探针水平方向分别插入深度为10cm、20cm、30cm的土层进行土壤含水率的测量，每层测量3次，并做好记录。

4）自动测墒仪测量完成立刻进行人工采样，每层深度採3个样本，然后进行电子天平称重、烘干等一系列操作，并通过计算得出土壤含水率的测量结果［1］。

5）用以上方法每站每旬监测一次，5—9月每站监测15次。

2 数据整理分析

土壤含水率的大小受多种因素的综合影响，如：土壤类别、观测时前期降水量、与降雨相隔时间、期间日照强度、风力风速、不同的作物生长期等等。本次对比分析，根据阜新地区地理、地形、气候的特点不同，共选取阜蒙县三个站点（紫都台、八家子、腰衙门）均为山丘区、彰武县两个站点（后新秋、冯家）均为平原区［2］。

仅以八家子和冯家为例，分析情况见表1、表2，分析对比图见图1、图2。

分析公式为：

分析公式为：

3 误差产生的原因

误差产生的原因有以下2点：

1）人为采样误差：如称重不准确、烘干不彻底、采样深度偏差等。

2）自动测墒仪操作问题：如探针没全部插到底、插入方向不水平、深度不准确等。

4 分析结果

从分析图表可以看出，八家子站除了10cm、30cm深度，7月25日误差较大外，其余测次不同深度的误差均＜20%，对比效果较为理想；冯家站测次不同深度误差均＜20%，对比效果更好些。其余测站对比情况如下：后新秋所有测次不同深度误差均在20%以内；紫都台10cm5月21、7月17误差较大，20cm5月21误差较大，其余测次各个深度误差均在20%以内；腰衙门30cm7月25误差较大，其余测次各个深度误差均在20%以内。

表1 八家子自动测墒仪与人工墒情对比试验记录表

图1 八家子站10cm、20cm、30cm人工值与仪测值对比图

图2 冯家站10cm、20cm、30cm人工值与仪测值对比图

表2 冯家自动测墒仪与人工墒情对比试验记录表

通过对比分析，可以看出自动测墒仪与人工测量数值之间，误差能够满足《土壤墒情监测规范》的需要。由此可见用人工测墒仪测量土壤墒情是可行的，同时也是必要的。2013年，阜新地区已经建设自动测墒站点16处。经过一年的实际运行，效果良好。

采用自动测墒仪测量，将在很大程度上解放人力资源，省时省力减少操作环节，还会使监测到的数据精度提高，减少人为因素的影响。

建设自动固定墒情监测站，不需要人为干涉，从而消灭了人为因素产生的误差，并能够及时准确的掌握本地区墒情的变化情况［3］。为地方增产增收提供科学依据，对经济社会的可持续发展发挥应有的作用。

［1］魏邦记.黑龙江省节水灌溉发展研究［J］.黑龙江水利科技，2009，37（06）：27－30.

［2］李孝军，李玉涛.自动土壤水分观测准确性研究［J］.山东气象，2011（04）：66－69.

［3］陈海波，冶林茂，李树岩，邓伟，田宏伟，申占营.FDR土壤水分自动监测仪的标定与检验［J］.微计算机信息，2009（31）：111－113.

Application of Automatic Soil Moisture Measure Instrument in Fuxin Area

SHI Yu-he
（Liaoning Province Fuxin Hydrology Bureau，Fuxin 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，辽宁阜新人，高级工程师，从事水文情报预报、水资源勘测、评价、论证等工作。