5TM传感器在冻土水热研究中的适用性评价

摘要

通过测量土壤的介电常数来获得土壤体积含水量的方法一直以来被研究者们广泛使用.之前已有很多研究者对于TDR测量土壤体积含水量的方法进行了大量研究,但是,针对近年来广泛使用的5TM土壤水分传感器的研究却很少.一方面,对于5TM土壤水分传感器在各类土中的测量精度几乎没有研究;另一方面,对负温条件下5TM土壤水分探头的适用性研究也不够明确.本研究基于5TM土壤水分传感器,针对我国青藏高原红黏土、粉土、矿物微硅粉3种典型介质,首先对常温下3种介质的介电常数与体积含水量的经验关系展开了研究,重新修正了Topp式(1980),确定了Ledieu关系式中的a、b值,并提出了另外一种对数型的经验公式,通过对各经验公式适用性的比较,发现修正后的Topp形经验公式对于各类介质适用性最好;其次,通过与NMR法所测得的介质冻结过程中未冻水含量的变化进行比较,得到了饱和红黏土冻结过程中的介电常数与体积含水量间的经验公式,并分析评估了5TM土壤水分探头在冻土水热研究中的适用性.