時(shí)域反射儀（Time Domain Reflectometry）可用于室內(nèi)和田間快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)測(cè)定土壤含水量,是目前應(yīng)用最廣泛的土壤含水量測(cè)定方法之一。適宜的土壤含水量標(biāo)定曲線（即土壤表觀介電常數(shù)和土壤含水量之間的關(guān)系）是TDR準(zhǔn)確測(cè)定土壤含水量的關(guān)鍵。目前文獻(xiàn)中存在大量的土壤含水量標(biāo)定曲線,但尚未有研究對(duì)這些標(biāo)定曲線進(jìn)行系統(tǒng)的驗(yàn)證和分析評(píng)價(jià)。因此,它們的準(zhǔn)確性和適用范圍尚不明晰,嚴(yán)重影響到與土壤含水量測(cè)定相關(guān)的研究。通過(guò)查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),收集整理了一系列土壤含水量標(biāo)定曲線的經(jīng)驗(yàn)公式（19個(gè)）和半經(jīng)驗(yàn)半物理模型（5個(gè)）,并利用大量的文獻(xiàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。同時(shí)運(yùn)用均方根差（RMSE）,平均誤差（AD）,納什效率系數(shù)（NSE）等三個(gè)指標(biāo)對(duì)比分析和評(píng)價(jià)這些標(biāo)定曲線的準(zhǔn)確性和可靠性。研究結(jié)果表明:經(jīng)驗(yàn)公式中Topp、Roth（1992）2、Jacobosen、Yoshikawa2、Alharathi模型和半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭蠱alicki1公式及其修訂模型綜合性能較好。研究成果可為利用TDR準(zhǔn)確測(cè)定土壤含水量及土壤含水量標(biāo)定曲線的選擇提供參考和指導(dǎo)。 

【文章來(lái)源】：冰川凍土. 2020,42(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

半經(jīng)驗(yàn)半物理模型土壤含水量擬合曲線Fig.3Calibrationcurvesofsoilwatercontentforsemi-empiricalformulas

04（11）該式提供了一種通過(guò)測(cè)定濕潤(rùn)土壤的混合介電常數(shù)從而確定含水量的簡(jiǎn)單方法。（6）Yoshikawa模型通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室條件下死、活苔蘚有機(jī)土壤的含水量的多次測(cè)定，Yoshikawa［29］對(duì)TDR測(cè)定結(jié)果的校正，得到死水苔蘚有機(jī)土壤關(guān)系式（R2=0.997）：θ=-0.6286+0.4337Ka-0.0549(Ka)2+0.0033(Ka)3（12）活水苔蘚有機(jī)土壤（R2=0.995）的含水量由下式計(jì)算：θ=-0.1625+0.1108Ka-0.0021(Ka)2+0.0433(Ka)3（13）圖1TDR原理圖Fig.1TDRprinciples-relationshipofTDRprobeparts（top）toTDRcabletesterrecordedwaveformfeatures（bottom）y軸和x軸的分別代表電磁波波形經(jīng)歷的單位電壓和時(shí)間；L代表探針長(zhǎng)；tt/2代表單程時(shí)間；t1代表電磁波脈沖從手柄處發(fā)出的時(shí)間；t2代表電磁波脈沖到達(dá)底端并返回來(lái)的時(shí)間。Cable為連接雙針TDR探針（2-rodTDRsensor）及擴(kuò)展板或TDR的同軸電纜Theunitsarevoltageandtimefory-andx-axis，respectively.L-rodlength，tt/2-onewaytraveltime，t1-thetimewhenthesteppulseentertheprobehandle，andt2-timewhenpulsereachestherodendandisreflectedback267

在20℃時(shí)，水的介電常數(shù)是80，土壤固體的介電常數(shù)約2～5，空氣的介電常數(shù)為1[9]。因?yàn)樗慕殡姵?shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣或土壤固體顆粒的介電常數(shù)，所以土壤的表觀/有效介電常數(shù)主要受土壤含水量的影響[7]。因此，根據(jù)表觀介電常數(shù)可以對(duì)土壤含水量進(jìn)行估計(jì)。據(jù)此建立的θ～Ka或Ka～θ關(guān)系可以用于計(jì)算土壤含水量。本研究將主要介紹文獻(xiàn)中的經(jīng)驗(yàn)公式/模型、半經(jīng)驗(yàn)公式/模型。1.2 土壤含水量測(cè)定的經(jīng)驗(yàn)/半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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