土壤鹽漬化是常見的地質(zhì)災害之一，對土壤鹽分狀況及鹽漬化程度的空間分布特征進行了解是有效治理的前提條件。電導率法作為一種快速穩(wěn)定測定土壤鹽分時空分布特性的方法被廣泛應用于土壤鹽漬化研究中。因此本文利用在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）課題“風暴過程中沉積物再懸浮通量原位監(jiān)測，（No.2008AA09Z109）”的資助下研制出的遠程原位自動監(jiān)測系統(tǒng)開展研究工作，旨在對山東濱海鹽漬土水鹽運移過程監(jiān)測技術(shù)進行研究，開發(fā)一套在原位實時自動監(jiān)測鹽漬土水鹽運移過程的系統(tǒng)，為鹽漬土形成機理及治理研究提供支持。 本研究從電導率法在土壤鹽漬化中的改進和應用進展入手，通過總結(jié)不同方法的優(yōu)缺點引出本次研究所開發(fā)的土壤鹽漬化監(jiān)測預警平臺。通過對監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化設計，使其更加適用于濱海鹽漬土水鹽運移過程的監(jiān)測，并通過一系列室內(nèi)外實驗，探討了有效判定土壤鹽漬化程度的方法，驗證數(shù)據(jù)處理技術(shù)的效果并檢驗系統(tǒng)的整體工作情況，為下一步開展原位監(jiān)測奠定了基礎。 首先，對電導率法在土壤鹽漬化中的改進和應用進展進行綜述，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足及現(xiàn)場監(jiān)測的需要，提出應用本套電阻率監(jiān)測系統(tǒng)作為監(jiān)測手段的思路。 其次，在考慮現(xiàn)場條件和電阻率探桿特點的基礎上，本文詳細設計介紹了一套可以實現(xiàn)土壤鹽漬化實時自動監(jiān)測的系統(tǒng)，并針對濱海鹽漬土水鹽運移過程監(jiān)測的實際需求，優(yōu)化設計了本套系統(tǒng)：將一體式的探桿改為插拔式，優(yōu)化了電路板，同時引入自動繪圖功能和遠程控制功能，使監(jiān)測系統(tǒng)更具適用性。 最后，論文主要介紹了在系統(tǒng)設計研發(fā)過程中開展的室內(nèi)外試驗，通過對試驗結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與不同的鹽分條件下含水率與電阻率成良好冪指數(shù)關(guān)系。能夠由此對土壤的鹽漬化水平進行量化，通過對監(jiān)測區(qū)域進行的長期原位觀測發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，監(jiān)測區(qū)域水鹽由下自上運移強烈，容易發(fā)展為表聚型鹽漬土。在降雨過程中，由于雨水淋洗作用，土壤剖面鹽分重新分布。淋洗后表層土壤脫鹽現(xiàn)象及下部區(qū)域鹽峰下移過程明顯，土壤剖面0~10cm處為脫鹽區(qū)域，10~35cm處為鹽峰下移區(qū)域。 本文首次實現(xiàn)了基于電阻率測量的現(xiàn)場鹽漬土遠程自動監(jiān)測系統(tǒng)的設計優(yōu)化與研發(fā)，開發(fā)配套軟件并編寫數(shù)據(jù)處理程序。通過開展室內(nèi)外試驗及對試驗數(shù)據(jù)的分析得出，本系統(tǒng)能實時、自動測量鹽漬土水鹽運移過程中電阻率值的變化，遠程傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而判定鹽漬土水鹽運移的變化。通過大量的室外試驗，驗證了本系統(tǒng)良好的工作性能。本研究豐富了鹽漬土的監(jiān)測技術(shù)，為實現(xiàn)遠程原位自動監(jiān)測鹽漬土演變過程提供了一種可行的監(jiān)測手段，具有廣闊的應用范圍和發(fā)展前景。
【學位單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：S156.4;S151.91
【圖文】：

述了論述不同電導率法的 1.測量原理以及其常用技術(shù) 3.適用范圍及其應用的局限性。電導率（ECw）法：由于植物根系直接接觸土壤溶液中吸收水分、鹽類及營養(yǎng)物質(zhì)，理論上 EC此 ECw是評判土壤鹽漬化程度的最佳指標[2]。過采樣器在原位收集土壤中的土壤溶液，然后分傳感器在原位對 ECw進行測量。目前應用最為廣泛的土壤溶液原位取樣器。它測效果好、安裝簡單、造價低。新材料的應用、更加成熟[9]。該裝置由真空罐、取樣瓶以及陶瓷其原理為將陶瓷吸杯埋入土壤中使其與土壤直以及真空的吸力作用下實現(xiàn)對土壤溶液的原位

則用于土壤溶液的原位直接抽提。采樣器的優(yōu)點是該裝置安裝的相對簡便性，以及其對土壤總的說來采樣器易受吸附效應、溶出效應、過濾效應和排器存在主要問題有 1.土壤溶液通過吸杯時其性質(zhì)可能會受樣器采集范圍有限導致只能采集某點樣品不能消除土壤鹽含有較大空隙及土壤不均勻性強的土壤中其準確性較低。土壤含水率，并且采集過程中需要較長的時間。在不取樣分析的情況下達到迅速而準確測定土壤中的鹽分變感器直接對土壤溶液進行測量就可以達到上述目的。最初的er 研制的細孔陶瓷元件[18]。其原理為當多空陶瓷元件埋入土離子與陶瓷空隙中的離子通過擴散達到平衡，此時陶瓷元件溶液中的濃度近似相等，因此測量陶瓷元件中溶液的電導值的電導率值[19]。原理示意圖如圖 1-2 所示。

關(guān)關(guān)系為土壤表觀電導率的反演提供了理論依據(jù)， ECe、ECw與 ECa都可以通過線性方程進行擬合如方觀電導率測量技術(shù)發(fā)展奠定了基礎[34]。（ECe）=f（ECa） 通過排列在土壤表面的電流電極向土壤供電產(chǎn)生激勵極的電勢來確定土壤的表觀電導率。當四個電極在土稱為“溫納法”，內(nèi)側(cè)的電極為測量電極，外側(cè)的為供列形式土壤表觀電導率都可以通過公式[1-10]計算[35電阻率。ft為溫度系數(shù)見公式[2]。r1，r2， R1， R的距離如圖[1-3]所示。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 潘玉英;付騰飛;趙戰(zhàn)坤;張穎;賈永剛;;海水入侵-地下水位變化-土壤鹽漬化自動監(jiān)測實驗研究[J];土壤通報;2012年03期

2 劉梅先;楊勁松;;土壤鹽分的原位測定方法[J];土壤;2011年05期

本文編號：2807335