旱情實驗站研究方法

楊玉和 王恂 于紅偉

摘要通過對土壤墑情旱情實驗站建站模式、設備配置、研究方向及總體目標的探討，采用移植地區有代表性的土壤，進行墑情自動監測，及時準確地分析旱情發展趨勢，掌握土壤墑情動態變化規律，以指導農業生產發展。

關鍵詞旱情；實驗站；建立；設備配置

中圖分類號P336；P337文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2010）24-0015-02

ResearchMethodofDroughtExperimentalStation

YANG Yu-he 1WANG Xun 2YU Hong-wei 1

（1 Fuxin Branch, Hydrology and Water Resource Surveyof Liaoning，Fuxin Liaoning 123000；

2 yingkou Branch, Hydrology and Water Resource Surveyof Liaoning）

Abstract The construction model，equipment configuration，research direction and general target of experimental station for soil moisture and drought situation were analyzed，soil moisture was automatic monitored and developing trend of soil drought was analyzed by using representative soil oftransplantation region.Dynamic variation rule of soil moisture was mastered to direct agriculture production and development.

Key wordsdrought situation；experimental station；construction；equipment configuration

阜新市位于遼寧省的西北部，地理位置是東經121°01′~122°56′，北緯41°41′~42°56′。全市總面積10 355 km²，占全省面積的7%。阜新由于其地理位置和氣侯特點，降水量偏少，水資源匱乏，時空分布極不均勻，旱災發生較為頻繁，農諺有“十年九旱”的說法。阜新地區多年平均降雨量為480.0 mm，1999—2001年連續3年發生干旱，特別是2000年遭受了建國以來最嚴重的特大干旱。近幾年均發生階段性的春旱和伏旱，2006年伏旱更為嚴重，7、8月2個月共計降雨為113 mm，為多年平均2月降雨量251 mm的45%。2009年7月30日至8月16日，埠新全市無有效降雨，比多年同期偏少48.9 mm，為1950年以來有資料記載的60年水文資料中同期最少，是在典型時間段（伏期）阜新地區發生了嚴重干旱，局部地區發生了特大干旱，給農業生產帶來巨大損失。

為進一步研究遼西北地區土壤、墑情、氣候、雨情、水情、旱情等變化規律，為抗旱減災提供全方位的信息支持，更好地服務于農業生產。遼寧省水文水資源勘測局經過實地勘測與調查并結合多年氣象資料于2007年5月1日設立彰武旱情實驗站（圖1）。

1實驗站的建立

1.1實驗站土壤類型的選擇

阜新地區土壤總面積為951 606.2 hm²（不包括水域、城鄉居民點占地、工礦及交通用地），占全市土地總面積的91.89%。依據土壤成土母質、發育條件和土壤特性，阜新地區土壤可分8個土類，19個亞類，62個土屬，79個土種。土壤類型主要有棕壤（棕壤性土、棕壤、潮棕壤3個亞類）、褐土（褐土性土、褐土、碳酸鹽褐土、淋溶褐土、潮褐土5個亞類）、草甸土（草甸土、碳酸鹽草甸土、鹽化草甸土、堿化草甸土4個亞類）、風沙土（固定風沙土、半固定風沙土、流動風沙土3個亞類），此外還有鹽土、堿土、沼澤土、水稻土等類型。該實驗站選取阜新地區有代表性的4種土壤，即褐土、草甸土、棕壤土、風沙土。將這4種具有代表性的土壤進行移植。①褐土。質地為輕壤或中壤，結構多呈團粒、片狀、塊狀，占阜新地區土壤面積的51%，樣本移植于彰武縣哈爾套鎮。②草甸土。質地為輕壤或中壤，結構多呈塊狀，占阜新地區土壤面積的24%，樣本移植于阜蒙縣十家子鎮。③棕壤土。質地為輕壤，結構多呈粒狀或塊狀，占阜新地區土壤面積的11%，樣本移植于彰武縣五峰鎮。④風沙土。質地為輕壤或砂壤，結構多呈塊狀，占阜新地區土壤面積的13%，樣本移植于彰武縣彰武鎮。

1.2樣本移植

土壤類型及被移植地塊選擇后，采用分層取土的方法，移植6 m3（2.0 m×2.0 m×1.5 m）的土樣，15 cm一層，分別裝入袋中，并編好號，例如第1層第1袋，編號為1-1，以此類推，共計10層。

1.3樣本回填

按編號將土樣分層回填，每層回填完后，壓實用水澆注，以夯實土壤，應嚴格控制每層厚度為15 cm。按此方法，然后再回填一層，直到移植土壤全部回填到事先挖好的坑中[1-2]。

2墑情自動監測站設備配置

一是遙測終端。遙測終端要求選用可接多種傳感器和多種通信設備，能夠滿足系統的工作體制，具有現場和遠程編程功能，且技術成熟的產品；二是通信設備。按照系統的數據傳輸通信網絡結構，通信設備選用能滿足GPRS通信和GSM通信的GPRS/GSM通信模塊；三是傳感器。每種土壤均配置3個土壤水分傳感器，分別監測10、20、30 cm處土壤含水率；四是避雷器。遙測終端的傳感器信號端口配置信號避雷器；五是太陽能浮充蓄電池電源。墑情自動監測站采用太陽能板浮充免維護蓄電池的供電方式及標稱12 V的供電電壓。電源容量按保證在45 d連續陰雨天的情況下能維持正常供電，并能在10～20 d內將電池充足標準配置。配置具有自動控制功能的充電控制器，可防止太陽能板過充和蓄電池過放。墑情自動監測站供電電源配置為：1塊20 W太陽能板、1個6.6A充電控制器、1個65Ah的免維護鉛酸電池。

3試驗數據對比分析

以實驗場內2008年M10數據為代表進行數據對比分析，結果見表1、圖2。

通過對褐土不同儀器墑情監測，進行分析結果為：M 10 cm實驗場遙測與實驗場人工平均絕對誤差為1.61，最大誤差為8.7，最小誤差為0.3；實驗場遙測與樣本地人工平均絕對誤差為0.66，最大誤差為-3.9，最小誤差為0.4；人工實驗場與移動測墑儀實驗場平均絕對誤差為6.4，最大誤差為9.3，最小誤差為2.6；人工實驗場與人工樣本地平均絕對誤差為-0.96，最大誤差為5.6，最小誤差為-0.4。通過分析可以看出，褐土中實驗場內遙測與人工、遙測與樣本地、實驗場與樣本地之間的數據存在一定的關系，線性關系系數接近于1.0，數據誤差較小，可信度較高[3-5]。

4實驗站總體目標

實驗站未來5年擬實現的總體目標任務如下：一是通過建站以來的對比觀測分析，研究墑情遙測系統是否及時、準確提供墑情信息，為抗旱決策支持提供及時穩定的數據和依據，從而為抗旱服務，為水資源開發利用服務。這部分工作已基本完成。二是準確及時監測土壤墑情信息，掌握土壤墑情和農作物生長動態，通過采集影響土壤水平衡的環境數據，結合作物的各生長期的需水量，摸索規律，實現旱情綜合分析、評價與預測。三是建立土壤墑情預報系統。在長、中、短期氣象預報、預測的基礎上，采用降雨產流預報理論和包氣帶水分運移規律建立預報模型。四是建立抗旱決策支持系統。在掌握雨情、墑情、水情、工情和農情的基礎上，開展試點地區干旱預案研究，主要包括4個部分：各種典型干旱模式的選擇、分析，干旱程度評價方法，干旱反應應對策略，旱后效果評估[6-7]。

綜上所述，通過近幾年的研究、分析，可以認為該墑情實驗站建站模式采用此方法是可行的，值得推廣應用，該建站模式能夠對土壤墑情自動監測，及時掌握土壤墑情動態變化規律，對指導農業生產發展具有十分重要的意義，同時也為各級領導及時準確地了解旱情的演變趨勢，指導防旱、抗旱工作提供重要依據，有利于當地農業生產安排，促進農民增收，推進社會主義新農村建設。

5參考文獻

[1] 劉文光.水文分析與計算[M].北京：水利電力出版社，1989.

[2] 水利電力部水利司.水文測驗手冊[M].北京：水利電力出版社，1975.

[3] 水利部長江水利委員水文局.水利水電工程水文計算規范[S].北京：中國水利水電出版社，2002.

[4] 詹道江，葉守澤.工程水文學[M].北京：中國水利水電出版社，2000.

[5] 中華人民共和國水利部.水文資料整編規范SL247-1999[S].北京：中國水利水電出版社，2002.

[6] 尚艷麗，候元，李軍，等.水文資料整編工作相關問題分析[J].地下水，2010，32（3）：137-138.

[7] 王成，馮銳.合理性分析在水文資料整編中的重要作用[J].內蒙古農業科技，2010（3）：95.

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