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蒸滲儀系統(tǒng)是研究水分平衡、物質(zhì)平衡、土壤溶質(zhì)運(yùn)移的全新工具，按照其構(gòu)造可分為自動(dòng)稱重蒸滲儀系統(tǒng)和非稱重蒸滲儀系統(tǒng)。

一、自動(dòng)稱重蒸滲儀系統(tǒng)

可實(shí)現(xiàn)4種不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格設(shè)計(jì)，不同的研究?jī)?nèi)容需要不同的結(jié)構(gòu)、測(cè)量設(shè)備、處理方法和數(shù)據(jù)采集工具。因此，這些蒸滲儀分別對(duì)應(yīng)于水文、氣象、土壤科學(xué)及農(nóng)藝方面研究。盡管土柱表面積應(yīng)根據(jù)土壤的結(jié)構(gòu)和質(zhì)地來(lái)確定，蒸滲儀的高度應(yīng)該根據(jù)土壤水與地下水分界線來(lái)確定，但是我們將土柱表面積標(biāo)準(zhǔn)化為1m2，，蒸滲儀高度分別定義為1m與2m。高精度稱重系統(tǒng)分辨率為0.01mm以及其它技術(shù)的改善，可實(shí)現(xiàn)精確的水平衡測(cè)量。測(cè)量間隔可設(shè)為幾秒鐘來(lái)確定歐洲實(shí)際的蒸散量和標(biāo)準(zhǔn)蒸散量。蒸滲儀底部截面形成一個(gè)張力區(qū)，張力區(qū)通過(guò)傳輸?shù)秸魸B儀中的土壤張力來(lái)獲取田間水通量。

1、 水文蒸滲測(cè)量系統(tǒng)

水文地理學(xué)的任務(wù)是確定區(qū)域地下水再生數(shù)量、區(qū)域降雨量及蒸發(fā)量，這些參數(shù)可通過(guò)水文蒸滲測(cè)量系統(tǒng)直接獲得。

優(yōu)勢(shì)

? 土層表面的降雨量及蒸發(fā)量可被直接測(cè)定

? 可獲得與田間排灌水有關(guān)的水勢(shì)

? 可精確測(cè)量降雨量及蒸發(fā)量，分辨率可達(dá)0.01mm

? 可精確測(cè)量排水量及滲透量，分辨率可達(dá)0.01mm

? 可獲知土壤蓄水量的具體變化情況

? 可通過(guò)其確定水量平衡模型

局限性

? 不適于斜坡或林地

? 結(jié)冰前應(yīng)當(dāng)清除蒸滲儀與周圍土壤縫隙內(nèi)的雪來(lái)保證稱重系統(tǒng)的精確性

? 不適于農(nóng)機(jī)耕作

? 蒸滲測(cè)量系統(tǒng)底部距地下水至少2.5米

? 可稱重的水箱、補(bǔ)水裝置、數(shù)據(jù)采集器機(jī)箱、泵控制器及電源系統(tǒng)都放在維護(hù)井中

輸入?yún)?shù): 進(jìn)入土壤表層的降雨、露水、霜及降雪等水量。

輸出參數(shù): 蒸騰蒸發(fā)量，草**準(zhǔn)蒸散量，排水/滲漏等。

組成

? 蒸滲儀柱體FR5010

? 數(shù)據(jù)記錄器 FR220

? 精確稱重裝置 FR1020

? 2個(gè)土壤水分傳感器FDR-2

? 水勢(shì)控制器 FR1022

? 6個(gè)SIC取樣管FR5014

? 60公升水箱帶稱重單元 FR1021

u 45AH電源及充電器機(jī)箱等

u 蒸滲筒套筒 FR5011

田間水勢(shì)聯(lián)用

安裝在大田土層90cm深處的水份傳感器給出泵工作的閾值，蒸滲儀中的水份傳感器監(jiān)測(cè)蒸滲儀的內(nèi)部水份。蒸滲儀的重量和達(dá)到內(nèi)外水勢(shì)一致時(shí)的排水量可精確測(cè)量，且測(cè)量的時(shí)間間隔可以很小。

蒸滲儀規(guī)格

? 表面積：1m2

? 不銹鋼柱高：1m

? 外徑：1.65m

? 總高度：1.35m

? 水通量分辨率：0.01mm

? 取樣杯表面積：3600cm2

2、 氣象蒸滲測(cè)量系統(tǒng)

與水文—蒸滲測(cè)量系統(tǒng)類似，但需在其基礎(chǔ)上增加測(cè)定水和能量平衡相關(guān)氣象數(shù)據(jù)的氣象站。

此型號(hào)的蒸滲測(cè)量系統(tǒng)需要在水文型的蒸滲儀站基礎(chǔ)上配置輻射儀、相對(duì)濕度傳感器，一個(gè)用于觀測(cè)地面以上2米高處的風(fēng)速傳感器，5cm、50cm及2m處的大氣溫度傳感器以及4個(gè)RS200雨量桶。

應(yīng)用

測(cè)定水分平衡需要測(cè)量實(shí)際的和潛在的蒸發(fā)，但測(cè)量這些參數(shù)的有效方法只能提供近似的結(jié)果。

使用氣象－蒸滲測(cè)量系統(tǒng)，我們可提供一套準(zhǔn)確的根據(jù)實(shí)際土壤表層和土壤水分情況測(cè)定ET、ET0值（草坪植被）的系統(tǒng)，而且也能得到精確的排水和土壤水分貯藏的變化。

優(yōu)勢(shì)

? 水分和能量平衡的測(cè)定需要直接，精確的測(cè)量實(shí)際的土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量

? 降水和蒸發(fā)直接由土壤表層測(cè)得

? 由于水勢(shì)與大田情況相關(guān)，可按照實(shí)際情況測(cè)定排水

? 精確測(cè)量歐洲氣候條件下各時(shí)區(qū)的蒸發(fā)量

? 準(zhǔn)確測(cè)量降雨與蒸發(fā)量，精度為0.01mm

? 準(zhǔn)確測(cè)量排水及淋洗量，精度為0.01mm

? 準(zhǔn)確測(cè)量土壤水儲(chǔ)量變化

? 驗(yàn)證水分平衡模型

局限性

? 不適合斜地或林地

? 結(jié)冰前，需要清除蒸滲儀與周邊土壤縫 隙間的積雪保證稱重系統(tǒng)的精度

? 不適于農(nóng)機(jī)耕作

? 距地下水位至少2.5米

輸入?yún)?shù): 降雨，露水，霜，雪的水分平衡，真實(shí)反映土壤表層及植被的情況。

輸出參數(shù): 蒸發(fā)蒸騰量，ET0（有草坪覆蓋），排水/淋洗量等。

組成

? 水文型蒸滲儀站結(jié)合氣象站

氣象站包括：

? RH傳感器，在97%rH點(diǎn)校準(zhǔn)

? Th2溫度傳感器分別位于-20 cm， -10 cm， -5 cm， +5 cm， + 50 cm， +200 cm處

? FR3010輻射儀

? SL2-1雨量計(jì)

? 4 個(gè) RS200

? FR3120風(fēng)速傳感器

? 安裝支架包括傳感器安裝裝置

蒸滲儀規(guī)格

? 表面積：1m2

? 不銹鋼柱高：1m，外徑：1.65m

? 總高度：1.35m

? 水通量分辨率：0.01mm

? 取樣杯表面積：3600cm2

3、 土壤科學(xué)蒸滲測(cè)量系統(tǒng)

與水文蒸滲測(cè)量系統(tǒng)類似，在2米的土柱上不同深度層面安裝土壤水分傳感器和土壤溶液取樣器。

應(yīng)用

? 準(zhǔn)確測(cè)定土壤水分水平分布特性和水通量，同時(shí)還可對(duì)孔隙水和排水取樣

? 能測(cè)量30cm，60cm，120cm和180cm深度（其它深度也可以）的土壤水勢(shì)、水分和溫度

? 硅碳化杯SiC20用于孔隙水取樣

? 195 cm深度的6個(gè)SiC杯除用于測(cè)定田間水勢(shì)的變化外，還可測(cè)量排水量

? 準(zhǔn)確測(cè)定土壤水分水平分布特性和水通量，同時(shí)還可對(duì)孔隙水和排水取樣

? 能測(cè)量30cm，60cm，120cm和180cm深度（其它深度也可以）的土壤水勢(shì)、水分和溫度

補(bǔ)充 : 蒸滲儀土柱和田間測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)安裝了傳感器和取樣器，結(jié)合了蒸滲儀和田間測(cè)量的優(yōu)勢(shì)；因此這個(gè)系統(tǒng)適合土壤科學(xué)及與土壤水相關(guān)過(guò)程的長(zhǎng)期定位研究、觀測(cè)。

優(yōu)勢(shì)

? 在實(shí)際情況下、在可選的任意深度

? 量化水分和物質(zhì)移動(dòng)情況

? 原位測(cè)量土壤水分-pF曲線

? 觀測(cè)排水及毛管水規(guī)律

? 在蒸滲儀和大田測(cè)點(diǎn)平行觀測(cè)土壤水勢(shì)、土壤水分及溫度的剖面變化

? 采用由張力計(jì)控制的連續(xù)真空泵系統(tǒng)取樣土壤溶液

u 測(cè)量排水精度達(dá)0.001mm

局限性

? 不適合坡地和林地

? 結(jié)冰前需要清除蒸滲儀與土壤之間的積雪

? 不適于農(nóng)機(jī)耕作

? 距離地下水的距離至少在2.5米以上

系統(tǒng)配置

? 蒸滲儀柱體FR5010

? 數(shù)據(jù)記錄器 FR220

? 精確稱重裝置 FR1020

? 8個(gè)土壤水分傳感器FDR-2

? 水勢(shì)控制器 FR1022

? 6個(gè)SIC取樣管FR5014

? 60公升水箱帶稱重單元 FR1021

? 45AH電源及充電器機(jī)箱等

? 蒸滲筒套筒 FR5011

? SiC20土壤溶液取樣杯 FR5013

? 土壤溶液取樣控制器 FR1023

? SF1000采樣瓶

蒸滲儀規(guī)格

? 表面積：1m2

? 不銹鋼柱高：2m，外徑：1.65m

? 總高度：2.35m

? 水通量分辨率：0.01mm

? 取樣杯表面積：3600cm2

? 張力計(jì)：T8

4、 農(nóng)藝研究蒸滲測(cè)量系統(tǒng)

應(yīng)用

可長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)傳統(tǒng)耕作條件下田間土壤水分及養(yǎng)分狀況

可高精度測(cè)量排水輸出量及總量

柱形蒸滲儀高1米，也可按研究需要選擇2米。植物生長(zhǎng)消耗的水分通過(guò)平行安裝在蒸滲儀底部的6個(gè)吸盤來(lái)補(bǔ)給

主根區(qū)、90cm以下土層及190cm土層的土水勢(shì)可被測(cè)量

排水量可通過(guò)100ml翻斗計(jì)量器測(cè)定。此外排水量的2.5%可作為水樣定時(shí)取出

優(yōu)點(diǎn)

可量化試驗(yàn)條件下的水分和物質(zhì)流動(dòng)過(guò)程

可測(cè)量排水總量

高精度監(jiān)測(cè)排水過(guò)程

局限性

不適用于坡地或森林

無(wú)稱量單元，因此不可直接監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量及降水量

蒸滲測(cè)量系統(tǒng)底部距地下水至少2.5米

系統(tǒng)配置

蒸滲儀柱體FR5010

數(shù)據(jù)記錄器 FR220

精確稱重裝置 FR1020

6個(gè)土壤水分傳感器FDR-2

水勢(shì)控制器 FR1022

6個(gè)SIC取樣管FR5014

60公升水箱帶稱重單元 FR1021

45AH電源及充電器機(jī)箱等

蒸滲筒套筒 FR5011

蒸滲儀規(guī)格：

表面積：1m2

不銹鋼柱高：1m 或 2m

外徑：1.65m

總高度：1.35m 或 2.65m

滲濾液通量分辨率：0.01mm

　　采用不帶有圓形切割工具的開挖方法，此方法可防止蒸滲儀鋼柱附近結(jié)構(gòu)已遭到破壞的土壤坍塌、流動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)：

高精度的測(cè)量系統(tǒng)有利于高精度水分動(dòng)態(tài)平衡監(jiān)測(cè)

通過(guò)蒸滲儀底板轉(zhuǎn)移田間水分張力可測(cè)量實(shí)際的水分通量。

不銹鋼柱及混凝土底座便于田間長(zhǎng)期使用

不帶有圓形切割刀具的開挖工具可以避免土壤擾動(dòng)及鋼柱附近土壤的流動(dòng)

開挖**設(shè)計(jì)，通過(guò)吊車起重臂轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開挖

X、Y、Z定位**技術(shù)，*小化蒸滲儀與土壤之間孔隙

二、蒸滲儀的應(yīng)用：

1、海拔1830米的山脈蒸滲站

在奧地利阿爾卑斯山建設(shè)山脈蒸滲站的目的是獲取阿爾卑斯地區(qū)水分和養(yǎng)分狀況的詳細(xì)資料，因此更讓人理解飲用水供應(yīng)對(duì)這些地區(qū)的重要性。

蒸滲站組成

可稱重的蒸滲測(cè)量系統(tǒng)

土壤溶液取樣器

觀察室用來(lái)監(jiān)測(cè)土壤剖面情況

氣象站

2、2-土柱蒸滲儀站

澳大利亞Wagna大學(xué)的Johann Fank教授研究組采用了該系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：

精確的可稱重的蒸滲柱，地上部分可進(jìn)行傳統(tǒng)機(jī)耕作

蒸滲儀底部裝有張力計(jì)

土壤溶液取樣向下直至地下水與土壤水的分界線

蒸滲儀邊緣直至土壤表面

測(cè)量蒸滲儀內(nèi)部及田間周圍未受干擾的土壤

獲取不同深度的土壤溶液

3、8-土柱蒸滲站

巴伐利亞國(guó)家水管理局Michael Gierig教授采用該蒸滲儀站：

2002年4月，位于慕尼黑南40公里處的這個(gè)8-土柱蒸滲系統(tǒng)在Wielenbach站投入使用。8個(gè)蒸滲儀規(guī)格為1米直徑，2米深。

這套設(shè)備的目的是在實(shí)際條件下測(cè)量污染區(qū)域的污染物如何滲透到地下水中的的，此調(diào)查涉及的污染物范圍較為廣泛，包括重金屬（如砷、鉛、鉻、鎘、鉈）和多環(huán)芳烴等。

這項(xiàng)計(jì)劃里UMS提供了蒸滲站的設(shè)計(jì)方案，土木建設(shè)和儀器設(shè)備。并在河漫灘安裝蒸滲儀來(lái)研究水通量及溶質(zhì)的運(yùn)移。

4、48-土柱蒸滲儀站

GSF研究所（Neuherberg）SaschaReth博士采用了該蒸滲儀站：

包括48個(gè)蒸滲儀，每個(gè)蒸滲儀上部土壤表面積1m2，深度2m

精確的稱重系統(tǒng)，精度達(dá)100g，用來(lái)測(cè)定固體介質(zhì)的水分平衡和變化

16個(gè)蒸滲儀裝有放射性標(biāo)記物質(zhì)

一些蒸滲儀頂部安裝有氣體罩用來(lái)測(cè)定揮發(fā)性物質(zhì)

淋洗液的收集和分析