土壤凍融過程如何影響土壤水分觀測系統的數據?

　　【BK-GTS10】，博科儀器品質護航，客戶至上服務貼心。土壤凍融過程是一種復雜的自然現象，它對土壤水分觀測系統的數據有著顯著的影響。

　　在凍結過程中，隨著溫度的降低，土壤中的水分會逐漸結冰。首先，這會導致土壤體積膨脹。這種體積變化會改變土壤的孔隙結構，原本連通的孔隙可能會被冰晶堵塞。對于土壤水分觀測系統而言，當孔隙被堵塞時，水分在土壤中的傳導性發生變化。一些基于時域反射原理(TDR)的水分觀測儀器，其測量原理是基于電磁波在土壤中的傳播速度來確定水分含量。而冰晶的存在會改變電磁波的傳播路徑和速度，使得儀器所測得的數據出現偏差。例如，可能會高估土壤的含水量，因為冰晶的介電常數與液態水不同，儀器在測量時無法準確區分兩者。

　　同時，在凍結過程中，土壤中的水分會發生遷移。由于溫度梯度的存在，水分會從溫度較高的區域向溫度較低的區域移動。這就使得土壤不同層次的含水量分布發生改變。如果土壤水分觀測系統的傳感器布局沒有考慮到這種水分遷移的特點，可能會出現局部數據與實際情況不符的問題。比如，在靠近地表的傳感器可能會檢測到水分減少，而在凍土層下方的傳感器可能會檢測到水分異常增加，這種變化并非是正常的土壤水分動態變化，而是凍融過程中水分重新分布的結果。

　　當土壤開始融解時，情況變得更加復雜。融化的冰水會重新填充到土壤孔隙中，但這個過程并非是均勻的。由于凍結過程中土壤結構的破壞，融水可能會在局部形成積水，或者沿著一些大的孔隙快速下滲。這會導致土壤水分觀測系統在短時間內監測到水分含量的劇烈波動。而且，融水在土壤中的重新分布可能會激活土壤中的微生物和化學過程，進一步影響土壤的物理性質，如土壤顆粒的團聚狀態等，這也間接影響了儀器對土壤水分的測量準確性。

　　為了準確獲取土壤凍融過程中的水分數據，需要對觀測系統進行優化。例如，增加傳感器的密度和測量頻率，特別是在凍融過渡時期;同時，結合溫度傳感器，對土壤溫度和水分數據進行綜合分析，以便更好地理解和修正凍融過程對土壤水分觀測數據的影響。

　　一、【BK-GTS10】簡介

　　土壤水分觀測系統是用于監測土壤剖面溫度、土壤剖面濕度、土壤剖面電導率的在線監測設備，集土壤溫度、水分、電導率可廣泛應用于智慧大棚、智慧果園、智慧灌溉等農業工程領域。

　　二、【BK-GTS10】參數

　　太陽能板功率：8W

　　太陽能板標準工作電壓：DC5V

　　內置鋰電池容量：5000mAh

　　傳感器啟動時間：60S

　　傳感器供電電壓：DC12V

　　傳感器供電電流：22mA

　　傳感器功耗：0.26W

　　通訊方式：485 Modbus RTU協議

　　測量參數：可同時測量10層

　　測量原理：通過測量土壤介電常數建立數學模型，設計螺旋式測量電j測量土壤體積含水率數據。

　　三、【BK-GTS10】特點

　　單個土壤管式傳感器可以同時測量多個深度的土壤參數，監測深度可定制(小于1M)。

　　傳感器采用低功耗設計，功耗低至0.26W，適用于野外長期無人監測。

　　傳感器每層都可以獨l測量溫度、濕度、電導率參數。

　　傳感器外殼采用進口PC材質，強度高、耐腐蝕、對環境無w染。

　　傳感器防水等級達到IP67，應對長期室外監測。

　　傳感器測量一定區域內的平均濕度，彌補了單點測量具有局限性的問題。

　　傳感器采用自主設計的螺旋式測量電j，改善傳感器與土壤之間的接觸，盡量避免空氣間隙造成的測量誤差。