一种用于石质山区土壤电阻率和土壤含水率的标定方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水土保持技术领域，涉及一种用于石质山区土壤电阻率和土壤含水率的标定方法。
【背景技术】
[0002]现有技术在研究土壤水分时空变化时，某些测定方法，如土钻，时域反射仪等仅能保障“点”土壤水分的时间连续，而对于反映空间变异的“面”上土壤水分连续测定则无能为力。不能开展时空连续测定，而且测定深度有限。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于石质山区土壤电阻率和土壤含水率的标定方法，给出山地坡面连续空间土壤水分分布及其随时间的变化规律。
[0004]本发明所采用的技术方案是，一种用于石质山区土壤电阻率和土壤含水率的标定方法，具体按照以下步骤进行:
[0005]标定的技术方法:
[0006]在坡面电阻率测定的固定样线位置10cm处挖土壤剖面6?9个，调查土壤厚度，按O?10、10?20、20?40、40?60、60?80、80?10cm的机械层次用容积为10cm3环刀采集原状土用于测定土壤容重、孔隙度、毛管持水量，用长、宽、高为20cmX20cmX20cm的方形环刀取样测定石砾含量，每个环刀设置3个重复；同时按从土层Ocm到下层10cm取土总重60kg，风干过筛；将过筛后的细土分层平铺于体积均为0.5X0.5X0.4m3的三个有机玻璃箱子内，同时每个箱子均用塑料薄膜包裹封严，初步称重箱子的重量，将各层土壤平均分配至三个箱子中，编号称重，分别用于土壤电阻率和水分、石砾、容重的关系标定；
[0007]采用多电极电阻仪法、初级转换电阻率成像系统，包括24个电极和两条多接口的缆线，测定土壤电阻率；电阻率测定均按0.1m间距插入12根电极测定；
[0008]土壤电阻率和土壤含水量关系的控水校正:将过筛后的细土用电子天平称重，测定电阻率，然后将土壤洒水至饱和，称重并测定饱和时含水量；以后每隔3天对箱内土壤进行称重，同时测定土壤电阻率，直至箱子土壤完全干透为止；在这个子实验中无石砾含量，容重保持不变；
[0009]土壤电阻率和石砾体积含量的关系校正:将过筛后的细土装入箱子，测定电阻率；然后分别在箱子中随机放置体积总量为箱子总量5%、10%、15%、20%、30%、40%的石石乐，石砾直径为1.5cm ;分别测定不同体积石砾含量下的土壤电阻率；实验中，土壤含水率和容重不变；
[0010]土壤电阻率和土壤容重的关系校正:将过筛后的细土装入箱子，测定电阻率；然后分别将土壤压至原体积的4/5、7/10、3/5后，分别测定电阻率值；随着箱内土壤体积减小，容重增大，孔隙度减小，土壤的电阻率也发生变化；实验中，土壤的质量含水率和石砾总量不变；
[0011]通过室内模拟实验标定，获取仅有以土壤含水率和土壤电阻率的标定关系方程式:Θ = ?.(Ω)，从而通过土壤电阻率获取坡面连续空间的土壤水分含量；通过分析软件可以得到土壤水分的时空分布及变化图。
[0012]本发明的有益效果是通过多电极电阻仪测定山地坡面的土壤电阻率较便捷，滚动前进可调查几百米的横截面的电阻率，能很好反映电阻值的横向与垂直变化，对横向结构和纵向结构均有较高的灵敏度，有较好的横向和纵向数据覆盖范围，从而可以连续测定土壤电阻的空间变化。而土壤电阻值的变化与土壤含水率关系显著，通过准确标定石质山区土壤电阻值与含水率的关系，从而达到通过研究土壤电阻值时空变化进而掌握坡面连续空间土壤水分分布和变化。
【附图说明】
[0013]图1是土壤电阻率与土壤体积含水率的关系图。
[0014]图2是土壤电阻率与土壤石砾体积含量的关系图。
[0015]图3是土壤电阻率与土壤容重(土壤体积)的关系图。
[0016]图4是土壤电阻率与总孔隙度的关系图。
[0017]图5是土壤电阻率与体积含水率的关系图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0019]一种用于石质山区土壤电阻率和土壤含水率的标定方法，具体按照以下步骤进行:
[0020]标定的技术方法:
[0021]在坡面电阻率测定的固定样线位置10cm处挖土壤剖面6?9个，调查土壤厚度，按机械层次(O?10、10?20、20?40、40?60、60?80、80?100cm)用容积为10cm3环刀采集原状土用于测定土壤容重、孔隙度、毛管持水量，用长、宽、高为20cmX20cmX20cm的方形环刀取样测定石砾含量，每个环刀设置3个重复；同时按从土层Ocm到下层10cm取土总重60kg，带回实验室风干过筛；将过筛后的细土分层平铺于体积均为0.5X0.5X0.4m3的三个有机玻璃箱子内，同时每个箱子均用塑料薄膜包裹封严，以防止漏水以及称重过程中土壤渗漏，初步称重箱子(带有薄膜)的重量，将各层土壤平均分配至三个箱子中，编号称重，分别用于土壤电阻率和水分、石砾、容重的关系标定；
[0022]采用多电极电阻仪法、初级转换电阻率成像系统(Syscal Jun1r SwitchSystem)，包括24个电极和两条多接口的缆线，测定土壤电阻率；电阻率测定均按0.1m间距插入12根电极测定；
[0023]土壤电阻率和土壤含水量关系的控水校正:将过筛后的细土用电子天平称重，测定电阻率，然后将土壤洒水至饱和，称重并测定饱和时含水量；以后每隔3天对箱内土壤进行称重，同时测定土壤电阻率，直至箱子土壤完全干透为止；在这个子实验中无石砾含量，容重保持不变。
[0024]土壤电阻率和石砾体积含量的关系校正:将过筛后的细土装入箱子，测定电阻率；然后分别在箱子中随机放置体积总量为箱子总量5%、10%、15%、20%、30%、40%的石石乐(石砾直径为1.5cm)。分别测定不同体积石砾含量下的土壤电阻率。在这个子实验中，土壤含水率和容重(孔隙度)不变。
[0025]土壤电阻率和土壤容重的关系校正:将过筛后的细土装入箱子，测定电阻率；然后分别将土壤压至原体积的4/5、7/10、3/5后，分别测定电阻率值。随着箱内土壤体积减小，容重增大，孔隙度减小，土壤的电阻率也发生变化。在这个子实验中，土壤的质量含水