[01823988]土壤水分多维监测系统在坡耕地水分运移监测中的应用

课题来源与背景：“土壤水分多维监测系统在坡耕地水分运移监测中的应用”为水利部“948”项目（编号：201519）。坡耕地是我国耕地资源的重要组成部分,直接关系国家粮食安全、生态安全和防洪安全。坡耕地水资源和环境保护是国家科技发展战略的重点领域及优先主题,也是近期我国水利水保的核心工作之一。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》明确提出要加强生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建,以及水和矿产资源领域中的水资源优化配置与综合开发利用;《水利发展规划（2011-2015年）》将“水资源利用效率和效益大幅提高”列为“十二五”期间水利发展的八大目标之一,该目标要求节水型社会取得显著进展,水资源高效利用与有效保护体系基本建立。通过应用土壤水分多维监测系统对坡耕地土壤水分运动规律进行研究,提高坡耕地滞洪蓄水能力和水分利用效率,构建坡耕地水土资源优化配置保育模式,从而实现水资源的时空高效利用。国内土壤水分观测寿命短、精度低,自动化水平低。因此,快速、准确、连续的土壤水分和溶质动态监测系统成为当前坡耕地水分生产力提升研究和非点源污染物迁移规律研究的迫切需要。 主要研究内容：经过对各类土壤水分观测系统设备调研和论证,引进由美国CSI公司研制开发的土壤水分多维观测系统（型号：TDR100）10套,该系统由数据采集单元、时域反射计、同轴多路器、同轴电缆、SDM电缆、土壤水分探头等部分组成,具体包括：①数据采集单元：CR1000数据采集器,产地为美国CSI公司;②TDR100主机：TDR100时域反射计,产地为美国CSI公司;③SDMX50（SP）同轴多路器、COAXTDR同轴电缆、SDMCBL SDM电缆,产地为美国CSI公司④土壤水分探头：TDR水分探头,产地为美国CSI公司;⑤采集分析软件：LoggerNet,产地为美国CSI公司;⑥供电和辅助部件：蓄电池和恒温箱,太阳能专用控制器,太阳能供电系统,GPRS无线通讯模块,3米不锈钢支架CM110等,产地为北京天诺基业公司。 技术创新：本项目引进土壤水分多维监测系统国内首次应用于红壤坡耕地,并且,国内首次将多套土壤水分监测设备集成于一个系统,通过引进该监测系统,实现长期、实时动态、无人值守、远程操控、立体化监测区域土壤水分电导率;研究红壤坡耕地水盐三维空间分布特征和时间变化过程,揭示水、盐迁移路径和时间动态变化规律;本系统的监测,可以研究阐明红壤坡耕地降雨-径流-入渗的水分动态平衡和溶质迁移规律。该项目从研究内容和研究方法上都具有一定的创新性。