SoilScope控制型蒸渗系统可以取原状土柱,土柱面积1平方米,高度可定制。采用“直接称重”方式,称重传感器精度达到了1/10000,使蒸渗仪的蒸散分辨率达到了0.01mm(1平米面积蒸渗仪),可以直接精准测量潜水蒸发量。

原状取土

自动记录分层水分、水势的瞬时值,在与大田水势梯度一致的情况下,得到罐体内的土壤水动力学参数,水位变化量、渗漏量。

多数科研人员只会使用称重数据计算蒸散量,分层水分数据的使用目前并不多,而且很多科研人员获取了大量的水分数据并不知道该如何使用,我们今天就以利用水分数据计算土壤储水量动态为例,给大家做一些解析。

土壤水分传感器分别埋设在蒸渗柱体的20cm、40cm、60cm、80cm、100cm、130cm、180cm,我们首先选择无降雨、灌溉时间段(监测期:6月4日—6月13日)的数据,排除水分增加对数据分析的干扰。采用无底部渗漏简化法(土壤水分守恒原理)计算土壤储水量动态。

首先需要做以下基本假设:

  • 选择蒸渗仪底部无渗漏时间段数据,下边界水流通量为 0

  • 一维垂向土壤水分运动,忽略水平方向水分交换

  • 传感器监测的土层含水量可代表整层土壤的平均体积含水率

  • 单层土壤储水量(单位:mm):

土层区间

土层厚度 (cm)

对应监测深度

0-20cm

20

20cm

20-40cm

20

40cm

40-60cm

20

60cm

60-80cm

20

80cm

80-100cm

20

100cm

100-130cm

30

130cm

130-180cm

50

180cm

  • 全剖面总储水量:

  • 无渗漏条件下,土壤耗水量(蒸腾量)= 储水量减少量绝对值

计算结果:

各土层平均储水量与占比

监测期6月4日—6月13日,期间无降雨和灌溉,未监测到渗漏。土壤水分主要储存在130-180cm 深层土层,贡献了 30.62% 的总储水量,是核心蓄水层。0-60cm 浅层土层合计储水量占比仅 30.12%,土壤水分主要集中在 60cm 以下的深层土体

土层区间

平均储水量 (mm)

平均储水量占比 (%)

0-20cm

52.73

9.12%

20-40cm

60.74

10.51%

40-60cm

60.65

10.49%

60-80cm

67.00

11.59%

80-100cm

68.84

11.91%

100-130cm

91.03

15.75%

130-180cm

177.00

30.62%

土壤总储水量动态变化

  •  总储水量整体呈持续下降趋势,符合无降雨、无灌溉的干燥期蒸腾消耗特征

  • 日尺度波动明显,白天高温时段储水量下降速率更快,夜间下降速率放缓

分层土壤储水量动态变化

  • 130-180cm 深层土层储水量最高,且整体波动最小,是土壤水分的稳定储存库

  • 0-60cm 浅层土层储水量下降幅度更大,是作物蒸腾的主要供水层,昼夜波动更明显

每日土壤耗水量(蒸腾量)

  • 日耗水量整体波动较大,峰值出现在监测期中期,与当日高温、强辐射的气象条件匹配

  • 无降雨、无灌溉的干燥期,日耗水量完全由作物蒸腾和土壤蒸发贡献

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利用蒸渗仪分层土壤水分数据计算土壤储水量动态

2026-08-07 10:42

应用案例