[发明专利]一种浅地表土壤含水量的测定方法

说明书

本发明公开一种浅地表土壤含水量的测定方法，测定方法包括以下步骤：S1:在浅地表土壤层不同深度处埋金属管,S2:获取探地雷达原始图像；S3：对探地雷达原始图像进行预处理,S4:根据预处理后的探地雷达图像确定电磁波至不同深度钢管处的双程走时,S5：根据电磁波至不同深度处的的双程走时确定电磁波在浅地表层土壤不同深度的的传播速度,S6：根据电磁波在浅地表层土壤不同深度的的传播速度确定不同深度土壤层的介电常数,S7：根据不同深度土壤层的介电常数确定土壤含水量。本发明测定方法相较于传统测定土壤含水量的方法，简便、省时、省力，通过在不同深度处填埋金属管的方法可以更加直接地得到目标深度处土壤层的含水量，尤其适合测定浅地表土壤层的含水量。

技术领域

本发明涉及一种测定方法，具体是一种浅地表土壤含水量的测定方法。

背景技术

土壤中的水分含量是土壤的一项重要的物理特性。通常测定土壤含水量的方法有重量法、电容或电阻率法、张力法和核技术方法等。

重量法虽然被认为是测定土体含水量较准确的方法之一,但它不能进行原位测定,且土壤取样的工作量很大。核技术(中子水分仪、冻土勘测用水分仪等)可以在原位快速的进行土壤水分测试，不需取土样，但仪器中含有的放射性限制了这种方法的广泛使用。TDR(time Demain Reflectometry,时域反射仪)利用电磁波进行土壤水分含量测定，这种方法简便、快速、省时、精确，正在被越来越多的人使用。

探地雷达简称GPR(Ground Penetrating Radar)，是一种有效的浅层地下目标探测技术，它是一种非破坏性探测手段，具有探测速度快、分辨率高、操作方便灵活、探测成本低等诸多优点，而且是大面积测定地基土含水量时空变化的有效测定方法。用探地雷达(GPR)进行土壤含水量的测定，原理上与TDR相似，都是利用土壤含水量的变化引起电导率及介电常数的变化，从而引起电磁波传播特性变化,而通过观测这种电磁场的变化来测量土壤含水量。相比TDR，GPR移动方便、效率更高。

探地雷达发射的电磁波在土壤中遇到金属物质会有明显的反射弧，因此可以通过人工填埋金属管确定待测土壤深度，可以更有效的得到目标土壤层深度处的含水量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浅地表土壤含水量的测定方法，测定方法相较于传统测定土壤含水量的方法，简便、快捷、省时、省力，通过在不同深度处填埋金属管的方法可以更加直接地得到目标深度处土壤层的含水量，尤其适合测定浅地表土壤层的含水量。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种浅地表土壤含水量的测定方法，测定方法包括以下步骤：

S1：在浅地表土壤层不同深度处埋金属管。

S2：获取探地雷达原始图像。

S3：对探地雷达原始图像进行预处理。

S4：根据预处理后的探地雷达图像确定电磁波至不同深度钢管处的双程走时。

S5：根据电磁波至不同深度处的的双程走时确定电磁波在浅地表层土壤不同深度的的传播速度。

S6：根据电磁波在浅地表层土壤不同深度的的传播速度确定不同深度土壤层的介电常数。

S7：根据不同深度土壤层的介电常数确定土壤含水量。

进一步的，所述S1中在浅地表土壤层不同深度处埋金属管包括：选取实验场地；在实验地不同地块下埋金属管。

进一步的，所述S2中获取探地雷达原始图像包括：布设雷达测线；利用天线频率500～900MHz的探地雷达沿测线进行探测，获取探地雷达原始图像。

进一步的，所述S3中对探地雷达原始图像进行预处理包括：对探地雷达原始图像进行去直流漂移、静校正、能量增益、带通滤波、背景消除处理。