基于双线性理论的黏质土介电谱与含水量频域测量研究

• 作者: 赵钟声 许景辉 王一琛 王雷 邵明烨
• 来源期刊: 土壤学报
• 关键词: 双线性 黏质土 介电谱 土壤含水量
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Research Articles
• 页码范围: 685-693
• 页数: 9页
• 分类号: S152.7|TP183
• 语种: 中文
• DOI: 10.11766/trxb201912230443

摘要

黏粒含量较多的黏质土(黏土类、黏壤土类)介电极化复杂,含水量测量混合介电模型研究较少.通过双线性介电测量理论对黏质土4种不同质地土壤分别配置0、5％、10％、15％、20％、25％、30％体积含水量,在0.001～3 GHz频段进行介电谱测量.分析发现,介电值(复介电常数实部、视在介电常数)在300.4～2952 MHz内较为稳定;不同体积含水量下对应的介电值显著不同;1050～1503 MHz为黏质土含水量频域测量理想频段,1503 MHz为最佳频率点.在最佳频率点上,构建了2个黏质土含水量频域测量经验模型.对黏质土土样和验证样本进行分析,复介电实部模型计算值与含水量实测值对比,其R2均大于0.9600,RMSE均小于0.0190,RPD均大于5.000.对黏质土土样分析,视在介电模型计算值与含水量实测值对比,两者R2=0.9669,RMSE=0.0176,RPD=5.515,与Topp模型、Roth模型和Malicki模型相比,视在介电模型计算值与含水量实测值相关性更优.验证样本视在介电模型计算值与含水量实测值对比,两者R2=0.9537,RMSE=0.0208,RPD=4.602.研究表明,双线性理论对黏质土含水量介电法测量有较好适应性,本文构建的2个经验模型对黏质土特性土壤含水量有较高测量精度.