土壤水分自动监测与人工测试数据对比分析 Contrastive Analysis of Automatic Monitoring and Manual Test Data of Soil Moisture.pdfVIP

第 5 期 水 利 信 息 化 NO.5 2013 年 10 月 Water Resources Informatization Oct.,2013 土壤水分自动监测与人工测试数据对比分析 1 1 2 2 1 1 智永明 ，邵 军 ，张松明 ，王 伟 ，邓英春 ，张永兵 （1. 水利部南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012 ； 2. 安徽阜阳水文水资源局，安徽 阜阳 236000 ） 摘　要：通过直接安装于田间的土壤水分在线监测系统，经过现场率定后所测的数据与人工取土烘干法所测的 数据进行比测，研究土壤水分传感器针对不同土壤的现场率定方法，建立典型土壤的率定曲线，提高土壤水分 自动监测的数据准确性和现场使用维护的便利性，以替代目前人工抄报数据的方式。3 个野外监测站的对比分析 说明，土壤水分传感器使用时的现场率定技术已取得突破，可解决土壤水分自动监测系统 “数据测得准”技术 问题，进行工程应用，为抗旱决策提供完整、及时、准确的墒情数据。 关键词：土壤水分；自动监测；监测数据；传感器；人工数据；烘干法；现场率定；日雨量 中图分类号：S157　　　　　文献标识码：A　　　　　　文章编号：1674-9405(2013)05-0033-07 0 引言 式土壤水分传感器，并将测得的土壤水分数据实时 （每小时上传 1 次）上传至后台管理服务器，实现土 土壤水分是分析判断农业旱情、实施节水灌 壤水分的在线实时监测。土壤水分在线监测系统由在 溉、进行水文预报最直接和必要的指标。人工采集 线式土壤水分传感器（可测 10 ，20 ，40 cm 土层）、 取土测量水分的方法，既费时费工，数据差异性也 数据采集器箱（含土壤水分采集器、GPRS 通信模 较大，且时效性不强，信息准确性不高，数据采集 块、太阳能电池控制器、蓄电池等）、供电系统（太 点数量少，不能满足目前防汛抗旱管理工作的需 阳能电池板等）、后台服务器、墒情管理软件、通信 要。因此，在我国建设土壤水分在线监测系统是防 网络等设备组成。系统为 4 层架构，传感器应用层由 汛抗旱决策支持系统的关键组成部分。 插管式土壤水分传感器构成，包含铜环式传感器、通 国家防汛抗旱指挥系统一期工程中，在安徽、 信模块、塑料固定支架、PVC 套管结构件，主要实 河北、吉林、黑龙江、重庆 5 个省市进行抗旱管理 现各层土壤水分数据的获取；数据采集层由采集器箱 系统建设试点工作，其中墒情自动测报系统是旱情 构成，将传感器获取的土壤水分数据采集到土壤水分 分中心建设的关键。这些试点建成的自动监测站， 采集器；信息传输层采用 GPRS 无线网络，将现场处 从监测精度和可靠性等方面比较，部分自动监测站 理好的数据通过网络传送到中心接收站；信息应用层 的监测效果较差。为提高土壤水分监测仪器的准确 由接收硬件设备及相应软件组成，实现远程信息接 性、可靠性和灵敏性，建立土壤水分监测仪器准入 收、处理、存储、应用等功能。 制度是十分必要的 [1] 。为此，国家防汛抗旱总指挥办 针对防汛抗旱指挥系统一期工程中存在的问 公室（简称国家防办）会同水利部水文局组织制订 题，水利部南京水利水文自动化研究所和安徽阜阳 了《土壤水分监测仪器通用技术条件》（试行），在实