土壤学报

作者：胡优，司炳成，李敏，何海龙，何冬，任姮烨，刘吕刚

单位：胡优，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100;江西省水利科学院, 南昌 330029；,司炳成，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100;萨斯喀彻温大学土壤科学系, 加拿大萨斯卡通市 S7N5A8；,李敏，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100；limin2016@nwafu.edu.cn,何海龙，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100；,何冬，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100；,任姮烨，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100；,刘吕刚，江西省水利科学院, 南昌 330029；,

关键词：土壤热导率;土壤含水率;加热光纤法;热脉冲探针;分布式温度传感技术

基金：国家重点研发计划项目（2021YFD1900700）、国家自然科学基金项目（42307392）和江西省水利科学院开放基金项目（2021SKSH07）

土壤水热参数是研究土壤水热传输的基本物理参数。当前热脉冲探针法（HPP）可同步测定土壤水热参数，但该方法仅限于在点尺度下测定。与其具有相同理论基础的加热光纤法（SPHP-DTS），可将测定尺度增大至田间千米尺度，但其测定精度尚未得到有效验证。为了探知SPHP-DTS法的误差，本研究进行了SPHP-DTS法与HPP法测定土壤水热参数的对比试验。结果表明，以HPP为标准，加热光纤法测定热导率的精度RMSE为0.13 W·m–1.·℃–1。SPHP-DTS法测定的热导率显著高于HPP法，主要原因在于加热光纤时产生的温度效应。通过热导率法测定土壤含水率时，在热导率测定误差的影响下，SPHP-DTS法的测定精度明显低于HPP法。SPHP-DTS法测定土壤水热参数的其他误差来源包括光纤与土壤之间多个界面的接触热阻、光纤的温度敏感性、噪音干扰以及温度梯度驱动下的水分迁移。本研究可为SPHP-DTS法提升土壤水热参数测定精度提供理论参考。

来源：2024年第4期

《土壤学报》期刊编辑部

查看土壤学报杂志2024年第4期