天坛公园为什么要安装土壤水分测定仪如何准确的测量土壤含水量

2021-04-10 17:48:37 admin 5

天坛公园什么需要安装土壤水分测定仪
天坛公园内部分古树根部采用防践踏金属结构网进行覆盖,标准尺寸3.0*3.0米,内部为等体积正方形网格化结构,此结构具有良好的渗水、渗肥、通光,透气效果,同时具有良好的承重功能,既不影响游客在树荫下乘凉的感受,又能对古树根部土壤及植被起到良好的保护作用。由于采用金属材质,虽然在树荫下,但是否会产生吸热,且热量是否会向古树根系底部传导,土壤温度是否有所升高,温度的升高是否会导致土壤湿度的变化,进而影响古数的正常生长,尚没有监测手段及数据予以科学支撑。基于此背景,同时最大限度的减少因实验设备的安装导致人文景观的影响,委托研发全“地埋式物联网土壤墒情监测仪”,开展相关数据收集工作,进行科学研究。

土壤水分测定仪实施方案

1、选取X个已覆盖防践踏金属结构网的古树作为测量组,选取Y个未覆盖防践踏金属结构网的古树作为对照组。

2、在测量组和对照组的古树根部下方同一深度土壤剖面内埋设土壤水分测定仪土壤温度二合一传感器及测量主机。

3、为避免埋设传感器及测量主机过程中,对古树根系造成破坏,最大限度的保护古树的生长不受影响,选择地下30cm深度土壤剖面作为实验层。

4土壤水分测定仪的具体实施:

1)以单棵古树根部为中心,在距离中心位置1.5米处的东南,西南,东北,西北四个方向点位地下30cm土壤剖面埋设土壤水分测定仪和土壤温度传感器二合一,单棵古树总计使用4支传感器,土壤温度测量范围:-30-70℃,准确度±0.3℃,土壤湿度测量范围:0-100%,准确度±4%。其他古树采取同样措施。

2)在其中一只传感器埋设点位附近埋设测量主机,4支传感器线缆采用硬质PVC管保护方式同时接入测量主机。

3)测量主机内除无线传输天线露出地面20mm左右外,其他部分均位于土壤内,地上无裸露,最大限度实现视觉无感知。

4)测量主机,传感器,线缆插头及所有连接附件必须完全防水,内置大容量锂电池,采用间断式供电模式,低功耗工作,保障在每2小数测量并传输一次数据的情况下,能够连续工作6个月以上。

5)数据采集及分析:以古树编号作为对应设备名称,以方位作为传感器代号,每2小数测量一次数据,并通过4G网络上传至远端服务器,登录电脑端或移动端可视化物联网平台查看实时数据,历史数据,历史曲线,导出历史数据。

6)研究总结:通过以上方案实施最终得出实验结论,明确覆盖防践踏金属结构网是否会对古树生长产生影响。

地埋式物联网土壤水分测定仪

注:下图加上“保密”字样

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此图仅为初期研发测试示意图

该监测仪由五部分组成:

全防水密封主机箱。

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插针式频域法土壤温湿度二合一传感器

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数据采集主控板:包含电源管理模块,数据处理模块,存储模块,时钟模块,采集模块

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4G物联网无线传输模块。

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高能量锂电池。

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技术特点:

采用完全地埋式设计,地表无裸露,最大限度减少对人文景观的影响。

采用插针式频域法土壤水分测定仪和土壤温度传感器二合一,测量精度高。

采用全密封式防水主控箱,耐腐蚀,长期埋入地下,不受自然降水,人工灌溉影响。

采用低功耗设计,优秀的电源管理模组及控制程序,保证在纯电池供电模式下,连续工作6个月以上。

采用GPRS/4G网络将数据上传至云服务器,通过远端B/S架构管理平台、手机app、微信小程序查看或导出数据。

采用本地存储与云存储两种模式,即使断网也能保证数据的本地存储不丢失。

具有多平台推送功能,可对接第三方平台。

技术参数:

参数名称

测量范围

分辨率

准确度

土壤温度

-30-100

0.1

±0.3

土壤湿度

0-100%

0.1%

±3%

内控辅助验证设备:为了保证现场设备测量准确性,在设备安装过程中,采用便携式土壤水分测定仪对土壤温度进行验证,采集土壤样品,采用实验室标准烘干法,对土壤湿度予以验证,发现准确度偏离范围时,采用本地和远程校验方式对设备予以校正。

便携式土壤水分测定仪

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实施方案效果示意图:

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