摘 要：

為降低土壤墒情監測成本，提高農業灌溉效率，結合土壤水分特性和農業灌溉特點，借鑒張力計結構及測量原理，研發了電阻式“矽藻土-過濾器”型低成本土壤墒情傳感器；并通過理論分析及試驗研究，得到探頭結構的優化配比，用幹密度為0.5 g/cm3的矽藻土和孔隙度為2μm的過濾器，可提高測量精度。在此基礎上，設計完成了一體化土壤剖面墒情監測儀，無外置組件，集成度高，便于安裝維護。同時引入低功耗數據自動回傳技術，采用锂電池供電，可保證監測儀在野外連續穩定運行3～5 a。結合物聯網傳輸技術及雲平台組成的土壤墒情自動監測系統，可實現廣闊面積土壤墒情的自動采集、無線組網及遠程實時監控等功能。系統在甘肅、甯夏、青海三地進行了實地應用，監測數據表明系統運行效果良好。

關鍵詞：

土壤墒情;張力計;矽藻土-過濾器;自動量測;無線組網;土壤水;物聯網;

作者簡介：

呂華芳(1980—),女，高級工程師，碩士，主要從事水文水資源方面研究。

基金：

國家自然科學基金項目(51809147);

清華大學-甯夏銀川水聯網數字治水聯合研究院聯合開放研究基金(sklhse-2021-Iow02);

引用：

呂華芳, 楊漢波, 伍鑫源, 等. “矽藻土-過濾器” 型土壤墒情傳感器研制及應用[ J]. 水利水電技術(中英文), 2022, 53(1): 207- 218.

LV Huafang, YANG Hanbo, WU Xinyuan, et al. Development and application of diatomite filter-soil moisture sensor [ J ] . Water Resources and Hydropower Engineering, 2022, 53(1): 207- 218.

我國是一個水資源相對緊缺的國家，水資源時空分布嚴重不均，同時水資源利用效率低，缺水與浪費水并存。農業是我國的用水大戶，尤其是幹旱、半幹旱地區，年降水量在250 mm以下，農業基本靠灌溉。我國農業灌溉水的利用效率僅為40%～50%,低于發達國家的70%～80%,因此水資源高效利用的核心是農業水資源高效利用。土壤墒情是作物水分及農田旱澇的重要指标，是農田灌溉管理、區域水文條件研究和流域水分平衡計算的重要參量,因此，土壤墒情的準确監測是提高農業灌溉水利用效率的基礎。由于土壤空間變異性比較大，需要土壤墒情傳感器的大面積布設，從而實現高效智能灌溉，在很大程度上依賴于高效、低成本的土壤水分傳感技術。

傳統的測定土壤含水率的方式包括手測法和烘幹法等。現代測量方法有很多，包括中子儀法、電阻法、張力計法、介電法等。基于介電法原理的傳感技術主要包括時域反射TDR法、時域傳輸TDT法、頻域分解FD法、駐波比SWR法等，TDR型土壤水分傳感器性能穩定、耗電小，但電路複雜，成本較高，且在鹽堿地或高有機質含量土壤應用時需要特殊标定；TDT型土壤水分傳感器電路采用單程傳輸，成本較低，但測量原理決定了探頭不易做成末端開路的雙針或多針結構，不能即插即用；FD型土壤水分傳感器測試頻率較低，降低了大規模生産的成本，但低頻率下不同質地土壤的介電特性會出現很大的離散性，因此受土壤質地、鹽度等因素的影響較大；SWR型土壤水分傳感器成本更低，受土壤質地影響較小，但探頭之間一緻性較差。雖然各種類型的介電法傳感器各具優缺點，但因測量快速、無放射性、非破壞性等突出優點仍被廣泛應用。介電法傳感器根據使用條件和安裝方式，又分為接觸式測量傳感器與非接觸測量傳感器，接觸式傳感器一般采用針式探頭結構，按照監測深度分層埋設，再接入數據采集器、供電及數據無線傳輸設備，安裝複雜，費時費力，且可移植性差；非接觸傳感器一般采用環式探頭結構，其工作于預先埋設的PVC管中，相比接觸式測量傳感器，具有施工方便、不破壞土壤結構、易維護等優點，因而适用性更強。國内外非接觸的主流儀器産品，如德國IMKO公司的TRIME-PICO-BT型便攜式土壤剖面水分速測儀、Sentek公司的EnviroSCAN型土壤水分擴線系統、東方生态的智墒系列産品等，性能均得到認可。但由于非接觸式傳感器探頭周圍檢測區域比較複雜，增加了産品設計的難度，因此價格均比較高昂，很難在農業灌溉中得到大面積推廣應用。綜上，研究設計一種性價比較高，且易于安裝維護，可在農業灌溉中大面積推廣應用的土壤墒情傳感器，具有非常重要的現實意義。

電阻法測定土壤水分具有快速、低成本等特點，但受土壤本身的幹擾，測試精度低和穩定性差,如能采用非接觸式電阻法的測量方式，則可提升測量性能，降低觀測成本。在農業灌溉中，田間持水量與毛管斷裂含水量之間的土壤水分可自由移動，不斷供給作物生長的需要，為有效含水量範圍,在精準灌溉中保證作物根區土壤含水率在有效含水量範圍是實現作物水分高效利用的關鍵環節,而張力計法是測定該範圍土壤吸力最直觀、最便捷、應用最廣泛的一種方法。本文結合土壤水分特性和農業灌溉特點，借鑒張力計的結構及測量原理，通過市場調研和試驗分析，采用價格低廉且物理化學性能穩定的矽藻土和不鏽鋼粉末等核心材料，研發了電阻式“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器。該傳感器首先建立了一個與土壤吸力保持實時平衡的穩定測量環境，再通過矽藻土電阻随含水率的變化特征，得到對應土壤含水率的實時值，可有效避免受外界幹擾，在提高測量穩定性和精度的同時，大大降低成本。在此基礎上，設計完成了“一體化土壤剖面墒情監測儀”,采用自主設計的一體化塔式結構及锂電池供電，提高了儀器的便攜性和集成度，易于安裝維護；同時引入低功耗、高性能的數據自動回傳技術，從而保證監測儀在野外可連續穩定運行3～5a; 并利用LORA短距離傳輸技術、遠程無線傳輸技術和雲平台，實現了廣闊面積土壤墒情自動監測、無線組網和實時監控等功能，為農業等相關領域中土壤墒情大面積自動組網監測，提供了一種有效的解決方案。

1.1 傳感器構建

如圖1所示，張力計一般由陶土頭、集氣管和負壓表三部分組成：陶土頭為多孔透水材料，集氣管是收集儀器内真空之用，負壓表用來讀取集氣管中的負壓值。張力計的測量原理是：當張力計插入到土壤中後，集氣管中的自由水經過陶土壁與土壤水建立水力聯系，通過負壓表的讀數來反映土壤吸力大小。借鑒張力計的結構和測量原理，構建如圖2所示的土壤墒情傳感器，由傳感器外殼，裝入外殼的導電芯、測量電極和采集電路組成。傳感器外殼設計為一種類陶土透水特性的，且具有更高強度和耐腐蝕性的細孔徑材料；導電芯為一種具有類土壤基質特性，且吸水後導電特性變化更為顯著的電解材料。如此，當傳感器插入土壤中後，導電芯中的水分與土壤水通過傳感器外殼進行水分交換，當導電芯與土壤的基質勢達到平衡時，即傳感器外殼内外吸力相同時，導電芯中的水分含量達到一個穩定值，由于導電芯水分含量的變化，會導緻其導電特性的顯著變化，因此通過采集導電芯的電信号，可以獲取土壤一定吸力下的土壤含水率。

圖1 張力計結構示意

圖2 傳感器結構示意

1.2 關鍵材料選型

矽藻土的化學成分主要是SiO2,堆密度0.34 ～ 0.65 g/cm3,吸水率是自身體積的2～4倍，具有孔隙度大、吸收性強、化學性質穩定、耐熱等特點，市場上在售的矽藻土按SiO2含量分為兩類，高純度矽藻土和一般純度矽藻土，前者又根據粒徑分為不同的目數。矽藻土的粒徑及裝填密度均會影響其持水特性，選取3種具有代表性的矽藻土作為試驗樣品，分别為一般純度的普通矽藻土、混合目數高純度矽藻土、150目粗粒高純度矽藻土，利用土壤非飽和導水率測量儀HYPROP2(可測定土壤水分特征曲線和土壤的非飽和導水率，土壤水勢測量範圍為0～-250 kPa)開展矽藻土與大田土樣持水特性的對比試驗，其中3種矽藻土均采用穩定沉降幹密度，大田土樣采用1.45 g/cm3的幹密度。

試驗結果如圖3所示，1号曲線為幹密度0.50 g/cm3的一般純度的普通矽藻土，2号曲線為幹密度0.40 g/cm3的混合目數高純度矽藻土，3号曲線為幹密度0.30 g/cm3的150目粗粒高純度矽藻土，4号曲線為幹密度1.45 g/cm3的大田土樣。在20 kPa以下吸力範圍，2号樣品含水率對吸力的變化不夠靈敏；在20kPa以上吸力範圍，3号樣品含水率對吸力的變化不夠靈敏，均不利于測量。且如前所述，田間持水量與毛管斷裂含水量之間為有效含水量範圍，對應的土壤吸力範圍大約為30～70 kPa, 在這部分吸力範圍1号樣品具有跟自然土壤非常接近的變化規律，且在20 kPa下吸力範圍内，含水率對吸力的變化響應非常靈敏，更易于測量，因此采用1号幹密度為0.50 g/cm3的一般純度的普通矽藻土(下文簡稱矽藻土)作為傳感器的導電芯。

圖3 不同土樣的土壤水分特性曲線

在實驗室内，對矽藻土的導電特性進行測試。如圖4所示，配置不同含水率的矽藻土，用萬用表測定插入其中的兩個電極之間的電阻值，得到如圖5所示的矽藻土體積含水率與電阻值之間的關系曲線，可以看出随着含水率的增加，矽藻土的電阻減小，二者相關性良好，符合設計預期。

圖4 矽藻土導電特性測定試驗

圖5 矽藻土含水率與電阻關系曲線

一般張力計所用的陶土頭孔徑為0.9～1.3 μm, 用作土壤水勢自動測定儀器(如澳大利亞ICT廠家的STM土壤水勢記錄儀)的陶土頭孔徑為1.7 μm。經文獻檢索和市場調研，找到一種1CR18NI9TI型不鏽鋼粉末，可以加工成最小孔徑為2 μm 的圓筒形金屬材料，不僅具有與陶土頭接近的孔隙度，且抗壓防腐，可塑性強，可以作為傳感器外殼。

1.3 傳感器制作及采集電路設計

如前所述，選用幹密度為0.5 g/cm3矽藻土作為傳感器的導電芯；用1CR18NI9TI型不鏽鋼粉末以2 μm 孔隙度加工成外徑24 mm, 内徑18.6 mm, 高度100 mm的圓柱形材料作為傳感器的外殼(以下稱為過濾器);采用直徑8.5 mm, 高度85 mm的圓杆電極作為檢測元件。除去過濾器用于灌膠和密封部分，矽藻土的有效填充高度為75 mm, 通過計算可以得到需要裝入8 g的矽藻土到過濾器中。

為了避免雜質幹擾，先用純水清洗矽藻土和過濾器；用電子秤稱8 g的幹矽藻土，用純淨水稀釋；将圓筒形過濾器下半部用O型圈密封，與真空泵鍊接，從過濾器上面倒入稀釋後的矽藻土溶液，啟動真空泵快速抽離矽藻土溶液中的水和空氣，從而在過濾器中形成幹密度為0.5 g·cm-3且分布均勻的矽藻土溶質；将直徑10 mm, 高度90 mm的電極插入矽藻土溶質中，采用激光焊接引線，一根引線的一端與電極焊接，另一端與測量電路連接；另一根引線的一端與圓筒形過濾器外殼上端焊接，另一端與測量電路連接，形成測定回路；将過濾器外殼上部密封，完成“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器的制作。

傳感器的測量電路由升降壓芯片、交直流轉換芯片、升壓電路、放大電路以及串聯接入的“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器和精密取樣電阻組成，當傳感器埋入到土壤中後，其内部的導電芯矽藻土通過圓筒形過濾器與土壤中的水分發生交換，矽藻土的導電性能随着濕度的變化會發生顯著變化，與其串聯的取樣電阻上的交流信号相應的将會發生顯著變化，由此可通過檢測取樣電阻的電壓值反映土壤含水率的變化。

其測量過程如圖6所示，先将3.3 V锂電池供電電源經升降壓芯片tps63030變直流5 V電壓，其一路為交直流轉換芯片AD736供電；另一路通過升壓電路dcdc0509s變成直流9 V電壓後，經過交直流轉換芯片8038變成交流1.5 V電壓；再通過放大電路OP07,串聯接入“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器和精密取樣電阻，之所以進行直流-交流的轉換，是因為直流測量時不僅功耗大，系統穩定時間長，且當土壤濕度大時電極易腐蝕，改成交流信号後，這些問題得到有效的解決；然而，交流信号不利于數據卡直接讀取，所以又将取樣電阻的交流電壓信号通過交直流轉換芯片AD736變成直流電壓信号後進行檢測。

圖6 測量電路工作流程

1.4 傳感器合理性測試及模數關系率定

為評估傳感器的合理性，在直徑200 mm, 高120 mm的土罐中，按設計容重均勻裝滿自然土樣，同時插入進口主流TDR傳感器和所研制的“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器。然後，将土罐置于盛水容器中，容器中的水面盡量接近土罐上沿，土樣通過土罐底端的細孔慢慢吸水。靜置1 d後，土樣基本達到飽和狀态後将系統靜置在空氣中進行蒸發，同時啟動數據采集器，同步采集2種傳感器的輸出數據，其中主流TDR傳感器采集的是其測量的土壤體積含水率的實時值，“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器采集的是其輸出的電壓值。當土壤蒸發到接近毛管斷裂含水量時，重新飽和土樣後再進行蒸發，如此反複測量4次後，得到研制傳感器輸出電壓值與主流TDR傳感器測量值的對應關系。如圖7所示，除穩定過程(1)外，其他過程(2)—(4)重合度很好，表明所研制的“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器設計方案合理，可以進行土壤體積含水率的測定。

圖7 性能測試結果

利用所研制的“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器測定實際的土壤體積含水率，需要進行傳感器輸出電壓和土壤體積含水率對應關系的率定工作。采用疏勒河流域昌馬灌區高效節水示範園區土樣，灌區土壤以透水性中等的黏壤土和沙壤土為主，播種前平均土壤密度為 1. 46 g/cm3,田間持水率 25. 7%。土樣自然風幹過篩後，按照1. 46 g/cm3的土壤幹密度均勻裝入直徑200 mm, 高120 mm的土罐中，利用烘幹法測定土樣準确的初始質量含水率θ0,用孔徑略小于“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器直徑的土鑽，在土罐的中心鑽孔，稱重得到掏孔後罐中土樣的質量MT(g);插入研制的“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器與土樣緊密結合，稱重得到系統初始總質量(土罐 土樣 傳感器)M0(g)。然後，将土罐置于盛水容器中，容器中的水面盡量接近土罐上沿，土樣通過土罐底端的細孔慢慢吸水，靜置1 d後，土樣基本達到飽和狀态；将系統靜置在空氣中進行蒸發；同時啟動數據采集器采集傳感器的輸出電壓；通過對系統實時稱重記作M(g),可得到蒸發過程中的土壤體積含水率

式中，θ0為測定土樣初始質量含水率；MT為掏孔後罐中土樣質量(g);M為系統實時質量(g);M0為系統初始總質量(g)。

經過多次測試後，得到如圖8所示的對應關系，可以看出傳感器的輸出電壓與土壤體積含水率有良好的相關性，其決定系數R2達到了0.997 6;且在最為關注的有效含水量範圍，即田間持水量(25.7%)與毛管斷裂含水量(15%左右)之間，傳感器具有較高的靈敏性。

圖8 率定關系曲線

在實驗室内，通過稱重計算配置不同體積含水率的土樣，再将所研制的傳感器插入到土樣中進行測定，測得的數據如表1所列，儀器測量數據與稱重法測定數據的平均相對誤差為2.06%。

在實際的節水灌溉技術中，需要對不同深度的土壤含水率進行監測，且由于土壤的空間變異性比較大，需要多點布設才能到達精準測量；因此基于“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器，進行了一體化土壤剖面墒情監測儀的研制及監測系統的無線組網設計。

2.1 一體化土壤剖面墒情監測儀

監測儀高1 137 mm, 重2.7 kg; 采用自主設計的一體化塔式結構及锂電池供電，集成度高，便于安裝維護；同時引入低功耗、高性能的數據自動回傳技術，從而保證儀器在野外可連續穩定運行3～5 a。

其外觀設計如圖9所示，監測儀由3個“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器、電路闆、溫濕度傳感器、LORA無線模塊及固定套筒、固定闆、護線管等其他配件組成，并由三根長螺杆将系統密封固定為長1 137 mm、直徑為60 mm的圓柱體塔式結構。上部分的電路闆套筒長535 mm, 從下至上依次固定供電電源、電路闆、溫濕度傳感器、無線傳輸模塊，并以IP68防護等級标準進行密封處理。下部分的監測管件長602 mm, 3個傳感器分别固定在距離底端120 mm、320 mm、520 mm的位置。使用時，将監測部分完全埋入到土壤中，電路闆套筒部分置于地面以上，則3個“矽藻土-過濾器”型土壤墒情傳感器中心處于地面以下20 cm、40 cm、60 cm處，可測定同一土壤剖面對應深度的土壤體積含水量。

圖9 監測儀結構示意(單位： mm)

監測儀電路設計如圖10所示，中央處理器的單片機分别連接溫濕度傳感器、無線傳輸模塊、時鐘電路、電源喚醒觸發電路、AD轉換電路和傳感器工作電源；傳感器工作電源分别連接升壓電路和主工作電源；主工作電源和锂電池電源、時鐘電路和電源喚醒觸發電路串聯成回路；磁力開關連接電源喚醒觸發電路；AD轉換電路連接交直流信号轉換電路，交直流信号轉換電路分别連接3個切換繼電器；3個切換繼電器分别連接3個傳感器和取樣電阻R;3個切換繼電器同時連接交流信号運算放大器；交流信号運算放大器、交流發生器與升壓電路串聯；傳感器工作電源分别與無線傳輸模塊、單片機、AD轉換電路、交直流信号轉換電路連接；系統待機時，主工作電源控制芯片為斷開狀态，時鐘電路和電源喚醒電路帶電工作；溫濕度傳感器用于檢測電路闆工作環境溫濕度是否正常；磁力開關用于滿足手動啟動需求或故障時重啟系統。

圖10 監測儀電路工作原理

測量過程為：(1)通過時鐘電路計時自動觸發或磁力開關手動觸發，系統電路上電；(2)單片機對溫濕度傳感器、AD轉換芯片、無線發送模塊進行初始化，并讀取溫濕度值和電源電壓值；(3)通過單片機指令，打開傳感器工作電源，電源輸出5VDC,通過DCDC(0509 s)升壓電路，輸出±9VDC信号至交流發生器8036,從而産生±1.5 V的交流正弦波，再通過OP07運算放大器(增加驅動能力)連接到3個雙刀繼電器的公共端腳上；(4)單片機輸出指令接通切換繼電器1,則傳感器1及取樣電阻R1導通，采集取樣電阻R1的交流電壓後通過AD736完成交直流轉換；(5)交直流轉換電路AD736輸出的直流電壓信号，經過模數轉換芯片，将對應數字量送至單片機進行計算及存儲；重複步驟(4)—(5),完成對2号、3号過濾器式土壤墒情傳感器的測量；(6)測量完畢後，單片機控制傳感器工作電源關閉，以減少功耗，同時單片機将計算存儲的數據按通信協議格式，經無線模塊發送給網關；(7)網關獲得數據後，再通過無線傳輸模塊，發送校準時間和下次啟動時間數據至監測儀單片機，單片機将時間信号下發到時鐘芯片，設置好下次的啟動時間；(8)單片機發出關機指令給電源喚醒電路切斷主工作電源(降低能耗),至此一個測量循環結束。

2.2 土壤墒情監測系統組網方案

土壤墒情監測系統由監測儀節點、網關、IoT(物聯網，Internet of Things縮寫)雲平台和Web服務器組成。監測儀節點均有唯一的地址編碼，對應唯一的數字地址，通過433 MHz的LORA無線模塊與網關進行短距離無線數據傳輸；網關利用無線通信模塊通過IoT雲平台将采集數據傳輸到Web服務器上；Web服務器可接入多個網關，從而實現廣闊面積土壤墒情自動監測及無線組網功能。

系統網關由太陽能闆、蓄電池，電路闆上的數據采集器、2個433 MHz的LORA無線模塊、GPS模塊、無線通信模塊、機箱及複位開關組成；2個LORA無線模塊實現雙信道，一個主通道，一個備用通道，備用通道在主通道通信失敗時候啟用，保證數據的有效傳輸；網關獲取每個監測儀節點地址，并對其分配相應的通信時間，避免通信沖突；監測節點與網關通信時，監測節點從網關獲取校準時間來保證整個系統時鐘的一緻性；網關GPS模塊用于網關所在位置定位及标識。

系統web平台管理軟件中，可對系統的使用用戶進行設置及管理；對網關及傳感器節點進行删除和增加；根據選擇的站點加載對應的網關及土壤墒情傳感器監測數據；可查看站點的網關包括網關内溫度、濕度、信号強弱，以及土壤墒情監測數據的實時數據及曆史數據曲線圖等(見圖11)。

圖11 系統組網方案及網關設計

該成果于2019年分别在甘肅玉門(40°14′43″N,97°1′35″ E)、甯夏中衛(37°25′36.07″N,105°13′46.48″ E)、青海都蘭(36°14′21.92″ N,97°39′37.29″ E)等3個灌溉示範區進行了實際安裝應用。甘肅玉門在寬30 m左右，長300 m左右，均勻相鄰的20塊種植不同經濟作物的田地裡安裝了40個監測儀；甯夏中衛在蘋果地安裝了10個監測儀；青海都蘭在枸杞地安裝了10個監測儀，每個監測儀可測量20 cm、40 cm、60 cm深的3層土壤墒情；每個示範區安裝了一套網關，和監測儀組成了3套土壤墒情監測系統(見圖12)。

如圖13所示，為甘肅玉門站相鄰地塊的兩個監測儀連續2 a以上的土壤墒情監測數據曲線圖，可以看出3層土壤含水量均随着自然降雨或灌溉同步上升，并随着自然蒸發和作物耗水同步下降，符合實際規律；且在西北寒冷地區冬季，仍可穩定工作，性能良好。

圖12 監測系統實際應用

圖13 監測數據曆史曲線

(1) 在傳感器工作原理和架構上進行突破，借鑒張力計的結構和測量原理，研發了電阻式“矽藻土-過濾器”型土壤水分傳感器，采用價格低廉但性能穩定的材料，首先建立了一個與土壤吸力保持實時平衡的穩定測量環境，再通過測定電信号的方式得到土壤含水率的實時值，可有效避免外界幹擾，提高穩定性和測量精度的同時，大大降低成本。

(2) 在“矽藻土-過濾器”型土壤水分傳感器的基礎上，研制的“一體化土壤剖面墒情監測儀”,采用自主設計的塔式外觀結構，無外置組件，提高了系統的集成度和便攜性；采用極低功耗單片機及高速AD芯片，優化開關機及數據采集時間，工作電源具有自動關閉和喚醒功能，從而大大降低功耗，保障在野外長期連續工作3～5 a。基于“一體化土壤剖面墒情監測儀”,利用物聯網短距離傳輸技術、遠程無線傳輸技術和雲平台，構建了土壤墒情監測系統，可實現廣闊面積土壤墒情的自動采集、無線組網、遠程實時監控等功能。

(3) 實地應用證明，該系統性能良好、組網方便、擴展性強，無需現場人工維護，可開展土壤墒情的長期穩定監測；在土壤有關領域(如農業、土壤環境、水資源等)的科學研究和生産應用方面具有廣闊前景和良好效益。

(4) 由于矽藻土的化學物理性質穩定，加上有不鏽鋼粉末制成的金屬過濾器外殼的保護，目前經過兩年多的實地使用，還沒有出現矽藻土老化或真空區破壞的情況；但過濾器并非半透膜，土壤中的鹽分等也會進入矽藻土中，從而影響測量精度，後續研究需要進一步改進測量電路，盡量規避鹽分對測量的影響，并增加土壤溫度和鹽分含量的測量功能。監測儀采用锂電池供電，其野外長期工作的性能，尤其在高寒地區，還需經過長時間實地觀測進一步驗證。

水利水電技術（中英文）

水利部《水利水電技術（中英文）》雜志是中國水利水電行業的綜合性技術期刊（月刊），為全國中文核心期刊，面向國内外公開發行。本刊以介紹我國水資源的開發、利用、治理、配置、節約和保護，以及水利水電工程的勘測、設計、施工、運行管理和科學研究等方面的技術經驗為主，同時也報道國外的先進技術。期刊主要欄目有:水文水資源、水工建築、工程施工、工程基礎、水力學、機電技術、泥沙研究、水環境與水生态、運行管理、試驗研究、工程地質、金屬結構、水利經濟、水利規劃、防汛抗旱、建設管理、新能源、城市水利、農村水利、水土保持、水庫移民、水利現代化、國際水利等。

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