SoilScope 土壤生態水文觀測模擬設施升級了第三代蒸滲技術,可實現地下水位調控,超滲產流實時監測,是水文、水資源領域研究“四水”轉換的重要設施,為發展區域水文模型、水資源管理提供支撐數據。
SoilScope設施既可人為設定蒸滲罐體內的水位,得到實時潛水蒸發量,也可自動記錄水位、水勢的瞬時值,在與大田水勢梯度一致的情況下,得到罐體內的土壤水動力學參數,水位變化量、滲漏量,揭開大田“黑箱”中的水文過程。在降雨和灌溉過程中,還可以實時自動記錄產流量。
二、系統設計
2.1 系統組成和功能
SoilScope 生態水文過程觀測模擬設施由土柱、稱重系統、地下水連通單元、產流儀、土壤水溫電導率傳感器、土壤溶液取樣單元、EcoScope蒸滲中心軟件組成,電源、維護井或地下室組成。
罐體內地下水位控制有兩種模式,即自動跟蹤與人為設定。人工設定固定水位,水位平衡系統自動控制水泵,分辨率高達0.001mm;自動跟蹤水位模式,測量精度達到0.2mm。系統能自動測量地表產流量
國內蒸滲透儀系統底部的處理一般采用碎石和細砂作為濾層,使用過程中無法得到底部水勢參數,此外,長年的運行,也會導致底部的微生物環境與罐體外大相徑庭。配置底部邊界層控制功能的SoilScope系統可測量排水量,確保罐體內的土壤水文過程與大田一致,還可實現自動實施排水和補水。
自動溶液取樣單元的自動采樣泵可長期、連續運行。用于精確的孔隙水和滲漏水取樣。是目前國際技術和產品,廣泛用于歐盟蒸滲站。傳統的蒸滲儀系統一般采用人工采樣,耗時耗力,且無法實現定時采樣。
SoilScope系統中的土壤傳感器通過了水文儀器及巖土工程儀器質量監督檢驗測試合格,技術源自德國,是市場的TDR原理土壤水分傳感器,確保在測量土壤水分的過程中,不受土壤溫度、電導率的影響。該傳感器技術在已經使用了近三十年,用戶遍布歐盟、美國、英國、加拿大、亞洲等國家實驗室、大學和科研機構。
中心控制軟件EcoScope 是澳作生態儀器公司自行研發設計、擁有軟件著作權的的專業生態環境采集、計算軟件。用戶可自由選擇同時顯示在屏幕上的測點數據,如瀏覽各柱體的重量、產流量、各層土壤水分、溫度、EC數據;同一界面顯示同一柱體多層、或不同柱體同一層的土壤參數;對比顯示不同柱體的重量、產流量、各層土壤水分、溫度、EC數據;顯示計算的參數如ET、潛水蒸發量。
2.2 系統布設
系統可以按照維護井和土柱井分別放入大田的方式建造如圖1,也可以將多個土柱放入一個地下室,如圖2。用戶可自設定土體剖面監測的深度和層數。


三、應用
SoilScope 采用的技術在歐盟野外臺站廣泛使用,在國內、、教
育部等項目中也廣泛使用,部分應用案例如下:


