自動(dòng)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)分析與設(shè)備維護(hù)市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

自動(dòng)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)分析與設(shè)備維護(hù)

安徽省氣象科學(xué)研究所10/10/第1頁(yè)內(nèi)容提要

自動(dòng)土壤水分基本情況存在主要問題自動(dòng)土壤水分站維護(hù)第2頁(yè)一.自動(dòng)土壤水分基本情況全省當(dāng)前共有85個(gè)自動(dòng)土壤水分站分3批建設(shè)（30，52，3）濉溪、鳳臺(tái)、南陵第3頁(yè)國(guó)家氣象局按照對(duì)比觀察和自動(dòng)觀察各層數(shù)據(jù)總平均絕對(duì)誤差≤5%業(yè)務(wù)化檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各自動(dòng)站進(jìn)行組織驗(yàn)收，符合要求自動(dòng)土壤水分站則經(jīng)過驗(yàn)收，可停頓對(duì)比觀察，另外考慮到資料在業(yè)務(wù)中應(yīng)用效果，還要求單層平均絕對(duì)誤差要求控制在6%以內(nèi)(≤6%)。自動(dòng)站對(duì)比觀察與驗(yàn)收情況各自動(dòng)站經(jīng)過1年對(duì)比觀察，陸續(xù)經(jīng)過了國(guó)家局驗(yàn)收，截止當(dāng)前已經(jīng)過驗(yàn)收81個(gè)，僅4個(gè)仍在對(duì)比觀察中。第4頁(yè)對(duì)比觀察與驗(yàn)收情況第5頁(yè)第6頁(yè)部分臺(tái)站保留了人工取土觀察在業(yè)務(wù)應(yīng)用中對(duì)人工站依賴業(yè)務(wù)上使用情況第7頁(yè)5月8日監(jiān)測(cè)土壤墑情（左：自動(dòng)站；右：人工）對(duì)比業(yè)務(wù)上使用情況第8頁(yè)7月12日～7月14日累計(jì)降水量和降水前后土壤貯水量改變對(duì)比僅個(gè)別站累計(jì)降水量與土壤貯水量增加量間相對(duì)誤差在10%以內(nèi)，自動(dòng)土壤水分儀在反應(yīng)土壤貯水量改變方面還不能滿足定量分析需求業(yè)務(wù)上使用情況第9頁(yè)質(zhì)量分析匯報(bào)即使大多數(shù)自動(dòng)土壤水分站已經(jīng)過國(guó)家局驗(yàn)收，但多數(shù)臺(tái)站數(shù)據(jù)穩(wěn)定性不夠，出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，波動(dòng)大等問題。應(yīng)觀網(wǎng)處要求，并確保土壤水分自動(dòng)站正常運(yùn)行及土壤墑情業(yè)務(wù)材料質(zhì)量，我所從2月開始制作每個(gè)月自動(dòng)土壤水分站觀察數(shù)據(jù)分析匯報(bào)，主要總結(jié)各自動(dòng)站存在主要問題，至今已公布8期。從近幾個(gè)月分析結(jié)果來看，每個(gè)月都有近30個(gè)自動(dòng)站數(shù)據(jù)總體很好，儀器運(yùn)行較為穩(wěn)定，基本上能滿足農(nóng)氣業(yè)務(wù)上應(yīng)用，其它自動(dòng)站均存在不一樣程度問題。其中利辛（58117）、廬江（58327）、無(wú)為（58329）、含山（58330）、東至（58419）、黃山區(qū)（58426）、休寧（58534）、亳州南（I1804）、阜陽(yáng)東（I2211）、太和西（I2507）、定遠(yuǎn)（I3781）、霍邱東（I4281）、肥西（I4956）、樅陽(yáng)（I7151）、銅陵（I7752）、肥東（58323）、石臺(tái)（58428）、太湖（I6501）等十多個(gè)自動(dòng)站今年以來數(shù)據(jù)一直運(yùn)行較為穩(wěn)定。第10頁(yè)二.存在主要問題1、數(shù)據(jù)隨時(shí)間變幅極小，對(duì)降水響應(yīng)不顯著（傳感器敏感性差）。2、數(shù)據(jù)在無(wú)降水時(shí)出現(xiàn)驟升現(xiàn)象；或降水停頓后突然大幅度下降（傳感器敏感性過高）。3、數(shù)據(jù)存在顯著異常波動(dòng),波動(dòng)幅度較大。4、個(gè)別或多數(shù)土層數(shù)據(jù)顯著偏高或長(zhǎng)時(shí)間維持在過飽和狀態(tài)（數(shù)據(jù)偏大超100%）。5、個(gè)別土層數(shù)據(jù)顯著偏小偏旱，顯著降水后深層土壤仍處于干旱狀態(tài)或表層土壤水分達(dá)不到飽和狀態(tài)（數(shù)據(jù)偏小或?yàn)樨?fù)值）。6、因?yàn)橥翆痈闪?，個(gè)別站點(diǎn)表層數(shù)據(jù)依舊存在顯著日波動(dòng)。7、無(wú)降水情況下，不止一個(gè)自動(dòng)站出現(xiàn)20cm土壤墑情顯著較10cm小，與理論上不符，需深入了解情況。8、另外有些自動(dòng)站，尤其是本省南部一些自動(dòng)站輕易出現(xiàn)土壤過飽和，存在數(shù)據(jù)相對(duì)濕度100%以上，甚至120%，130%，可能也是符合實(shí)際情況，需考慮自動(dòng)站當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。第11頁(yè)數(shù)據(jù)隨時(shí)間變幅極小，對(duì)降水響應(yīng)不顯著（傳感器敏感性差）第12頁(yè)數(shù)據(jù)隨時(shí)間變幅極小，對(duì)降水響應(yīng)不顯著（傳感器敏感性差）第13頁(yè)數(shù)據(jù)在無(wú)降水時(shí)出現(xiàn)驟升驟降現(xiàn)象；或降水停頓后突然大幅度下降（傳感器敏感性過高）第14頁(yè)數(shù)據(jù)在無(wú)降水時(shí)出現(xiàn)驟升驟降現(xiàn)象；或降水停頓后突然大幅度下降（傳感器敏感性過高）第15頁(yè)數(shù)據(jù)存在顯著異常波動(dòng),波動(dòng)幅度較大第16頁(yè)個(gè)別或多數(shù)土層數(shù)據(jù)顯著偏高或長(zhǎng)時(shí)間維持在過飽和狀態(tài)（數(shù)據(jù)偏大超100%）第17頁(yè)180%個(gè)別或多數(shù)土層數(shù)據(jù)顯著偏高或長(zhǎng)時(shí)間維持在過飽和狀態(tài)（數(shù)據(jù)偏大超100%）第18頁(yè)個(gè)別土層數(shù)據(jù)顯著偏小偏旱，顯著降水后深層土壤仍處于干旱狀態(tài)或表層土壤水分達(dá)不到飽和狀態(tài)（數(shù)據(jù)偏小或?yàn)樨?fù)值）第19頁(yè)個(gè)別土層數(shù)據(jù)顯著偏小偏旱，顯著降水后深層土壤仍處于干旱狀態(tài)或表層土壤水分達(dá)不到飽和狀態(tài)（數(shù)據(jù)偏小或?yàn)樨?fù)值）第20頁(yè)因?yàn)橥翆痈闪?，個(gè)別站點(diǎn)表層數(shù)據(jù)依舊存在顯著日波動(dòng)第21頁(yè)第22頁(yè)無(wú)降水情況下，不止一個(gè)自動(dòng)站出現(xiàn)20cm土壤墑情顯著較10cm小，與理論上不符，需深入了解情況10cm20cm第23頁(yè)另外有些自動(dòng)站，尤其是本省南部一些自動(dòng)站輕易出現(xiàn)土壤過飽和，存在數(shù)據(jù)相對(duì)濕度100%以上，甚至120%，130%，可能也是符合實(shí)際情況，需考慮自動(dòng)站當(dāng)?shù)貙?shí)際情況第24頁(yè)因?yàn)樽詣?dòng)土壤水分觀察儀特殊性，需要我們?cè)趦x器維護(hù)上投入更大力度，經(jīng)過遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)改變（GStar-I自動(dòng)土壤水分觀察系統(tǒng)）并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘察，確保自動(dòng)土壤水分觀察儀正常穩(wěn)定運(yùn)行三.

自動(dòng)土壤水分站維護(hù)第25頁(yè)場(chǎng)地維護(hù)儀器維護(hù)日常維護(hù)注意事項(xiàng)三.

自動(dòng)土壤水分站維護(hù)第26頁(yè)場(chǎng)地維護(hù)在固定地段安裝儀器，是為了研究該地域土壤水分平衡及其時(shí)空改變規(guī)律，所以所設(shè)置土壤濕度觀察地段應(yīng)是長(zhǎng)久固定、無(wú)澆灌狀態(tài)下、能反應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀幌聣|面地段。在作物地段安裝儀器，觀察場(chǎng)內(nèi)要和周圍大田環(huán)境保持一致，場(chǎng)內(nèi)也需種植與農(nóng)田內(nèi)同類型農(nóng)作物，但進(jìn)行農(nóng)田耕作時(shí)需注意避開土壤水分傳感器及通訊電纜，種植作物時(shí)要離開傳感器套管20㎝，作物要進(jìn)行澆灌時(shí)場(chǎng)地內(nèi)外也要保持澆灌量一致有些地域表層土壤尤其是粘土發(fā)生嚴(yán)重干旱時(shí)會(huì)出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象如發(fā)生龜裂，應(yīng)及時(shí)處理，不然傳感器與土壤之間出現(xiàn)較大空隙，儀器觀察數(shù)據(jù)將會(huì)嚴(yán)重偏低，甚至到達(dá)零值第27頁(yè)表層土壤發(fā)生龜裂龜裂處理過程龜裂處理完成傳感器第28頁(yè)儀器維護(hù)每年定時(shí)將傳感器從PVC安裝套管中取出檢驗(yàn)一次，查看管內(nèi)是否有受潮或進(jìn)水情況，如有水滴，需要去除潔凈并進(jìn)行防水處理，檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)將傳感器內(nèi)放置干燥劑進(jìn)行更換，安裝套管內(nèi)受潮或進(jìn)水都會(huì)影響傳感器正常工作。雨季降臨或進(jìn)行農(nóng)田澆灌前應(yīng)仔細(xì)檢驗(yàn)傳感器安裝套管防水情況，并用硅橡膠對(duì)管壁與保護(hù)帽接口處、接線口、螺絲口等處進(jìn)行防水加固處理

每個(gè)月現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)一次采集器箱，查看是否進(jìn)水或沉積灰塵，定時(shí)對(duì)采集板進(jìn)行除塵處理?？諝庵泻幸欢ɑ覊m，因?yàn)殪o電作用易在電路板及電子元件上產(chǎn)生積塵，造成設(shè)備散熱不良，影響性能，甚至?xí)粺龎模缬谢覊m沉積則要及時(shí)去除潔凈；太陽(yáng)能板上灰塵或積雪等雜物應(yīng)及時(shí)去除，不然會(huì)影響電池正常充電第29頁(yè)圖9防水密封處理過程防水密封處理過程去除太陽(yáng)能板灰塵第30頁(yè)日常維護(hù)注意事項(xiàng)每年農(nóng)田耕作時(shí)，土壤水分傳感器周圍半徑0.5米范圍內(nèi)用鏟子做一下翻土，深度20-30cm,將土塊砸碎，按照原土層回填壓實(shí)，壓實(shí)后上面覆1-2cm虛土每當(dāng)降水超出20mm或澆灌停頓