小型蒸渗仪系统FR102

蒸渗仪系统是研究水分平衡、物质平衡、土壤溶质运移的全新工具，按照其构造可分为自动称重蒸渗仪系统和非称重蒸渗仪系统。
一、自动称重蒸渗仪系统
可实现4种不同标准规格设计，不同的研究内容需要不同的结构、测量设备、处理方法和数据采集工具。因此，这些蒸渗仪分别对应于水文、气象、土壤科学及农艺方面研究。尽管土柱表面积应根据土壤的结构和质地来确定，蒸渗仪的高度应该根据土壤水与地下水分界线来确定，但是我们将土柱表面积标准化为1m2，,蒸渗仪高度分别定义为1m与2m。高精度称重系统分辨率为0.01mm以及其它技术的改善，可实现精确的水平衡测量。测量间隔可设为几秒钟来确定欧洲实际的蒸散量和标准蒸散量。蒸渗仪底部截面形成一个张力区，张力区通过传输到蒸渗仪中的土壤张力来获取田间水通量。

1、水文蒸渗测量系统
水文地理学的任务是确定区域地下水再生数量、区域降雨量及蒸发量，这些参数可通过水文蒸渗测量系统直接获得。

优势
?土层表面的降雨量及蒸发量可被直接测定
?可获得与田间排灌水有关的水势
?可精确测量降雨量及蒸发量，分辨率可达0.01mm
?可精确测量排水量及渗透量，分辨率可达0.01mm
?可获知土壤蓄水量的具体变化情况
?可通过其确定水量平衡模型

局限性
?不适于斜坡或林地
?结冰前应当清除蒸渗仪与周围土壤缝隙内的雪来保证称重系统的精确性
?不适于农机耕作
?蒸渗测量系统底部距地下水至少2.5米
?可称重的水箱、补水装置、数据采集器机箱、泵控制器及电源系统都放在维护井中

输入参数:进入土壤表层的降雨、露水、霜及降雪等水量。
输出参数:蒸腾蒸发量，草准蒸散量，排水/渗漏等。
组成
?蒸渗仪柱体FR5010
?数据记录器FR220
?精确称重装置FR1020
?2个土壤水分传感器FDR-2
?水势控制器FR1022
?6个SIC取样管FR5014
?60公升水箱带称重单元FR1021
u45AH电源及充电器机箱等
u蒸渗筒套筒FR5011

田间水势联用
安装在大田土层90cm深处的水份传感器给出泵工作的阈值，蒸渗仪中的水份传感器监测蒸渗仪的内部水份。蒸渗仪的重量和达到内外水势一致时的排水量可精确测量，且测量的时间间隔可以很小。
蒸渗仪规格
?表面积：1m2
?不锈钢柱高：1m
?外径：1.65m
?总高度：1.35m
?水通量分辨率：0.01mm
?取样杯表面积：3600cm2


2、气象蒸渗测量系统
与水文蒸渗测量系统类似，但需在其基础上增加测定水和能量平衡相关气象数据的气象站。
此型号的蒸渗测量系统需要在水文型的蒸渗仪站基础上配置辐射仪、相对湿度传感器，一个用于观测地面以上2米高处的风速传感器，5cm、50cm及2m处的大气温度传感器以及4个RS200雨量桶。
应用
测定水分平衡需要测量实际的和潜在的蒸发，但测量这些参数的有效方法只能提供近似的结果。
使用气象－蒸渗测量系统，我们可提供一套准确的根据实际土壤表层和土壤水分情况测定ET、ET0值（草坪植被）的系统，而且也能得到精确的排水和土壤水分贮藏的变化。

优势
?水分和能量平衡的测定需要直接，精确的测量实际的土壤水分蒸发蒸腾损失总量
?降水和蒸发直接由土壤表层测得
?由于水势与大田情况相关，可按照实际情况测定排水
?精确测量欧洲气候条件下各时区的蒸发量
?准确测量降雨与蒸发量，精度为0.01mm
?准确测量排水及淋洗量，精度为0.01mm
?准确测量土壤水储量变化
?验证水分平衡模型
局限性
?不适合斜地或林地
?结冰前，需要清除蒸渗仪与周边土壤缝隙间的积雪保证称重系统的精度
?不适于农机耕作
?距地下水位至少2.5米

输入参数:降雨，露水，霜，雪的水分平衡，真实反映土壤表层及植被的情况。
输出参数:蒸发蒸腾量，ET0（有草坪覆盖），排水/淋洗量等。
组成
?水文型蒸渗仪站结合气象站
气象站包括：
?RH传感器,在97%rH点校准
?Th2温度传感器分别位于-20cm,-10cm,-5cm,+5cm,+50cm,+200cm处
?FR3010辐射仪
?SL2-1雨量计
?4个RS200
?FR3120风速传感器
?安装支架包括传感器安装装置

蒸渗仪规格
?表面积：1m2
?不锈钢柱高：1m，外径：1.65m
?总高度：1.35m
?水通量分辨率：0.01mm
?取样杯表面积：3600cm2

3、土壤科学蒸渗测量系统

与水文蒸渗测量系统类似，在2米的土柱上不同深度层面安装土壤水分传感器和土壤溶液取样器。
应用
?准确测定土壤水分水平分布特性和水通量，同时还可对孔隙水和排水取样
?能测量30cm，60cm，120cm和180cm深度（其它深度也可以）的土壤水势、水分和温度
?硅碳化杯SiC20用于孔隙水取样
?195cm深度的6个SiC杯除用于测定田间水势的变化外，还可测量排水量
?准确测定土壤水分水平分布特性和水通量，同时还可对孔隙水和排水取样
?能测量30cm，60cm，120cm和180cm深度（其它深度也可以）的土壤水势、水分和温度

补充:蒸渗仪土柱和田间测点对应安装了传感器和取样器，结合了蒸渗仪和田间测量的优势；因此这个系统适合土壤科学及与土壤水相关过程的长期定位研究、观测。
优势
?在实际情况下、在可选的任意深度
?量化水分和物质移动情况
?原位测量土壤水分-pF曲线
?观测排水及毛管水规律
?在蒸渗仪和大田测点平行观测土壤水势、土壤水分及温度的剖面变化
?采用由张力计控制的连续真空泵系统取样土壤溶液
u测量排水精度达0.001mm

局限性
?不适合坡地和林地
?结冰前需要清除蒸渗仪与土壤之间的积雪
?不适于农机耕作
?距离地下水的距离至少在2.5米以上

系统配置
?蒸渗仪柱体FR5010
?数据记录器FR220
?精确称重装置FR1020
?8个土壤水分传感器FDR-2
?水势控制器FR1022
?6个SIC取样管FR5014
?60公升水箱带称重单元FR1021
?45AH电源及充电器机箱等
?蒸渗筒套筒FR5011
?SiC20土壤溶液取样杯FR5013
?土壤溶液取样控制器FR1023
?SF1000采样瓶
蒸渗仪规格
?表面积：1m2
?不锈钢柱高：2m，外径：1.65m
?总高度：2.35m
?水通量分辨率：0.01mm
?取样杯表面积：3600cm2
?张力计：T8

4、农艺研究蒸渗测量系统

应用
可长期监测传统耕作条件下田间土壤水分及养分状况
可高精度测量排水输出量及总量
柱形蒸渗仪高1米，也可按研究需要选择2米。植物生长消耗的水分通过平行安装在蒸渗仪底部的6个吸盘来补给
主根区、90cm以下土层及190cm土层的土水势可被测量
排水量可通过100ml翻斗计量器测定。此外排水量的2.5%可作为水样定时取出

优点
可量化试验条件下的水分和物质流动过程
可测量排水总量
高精度监测排水过程

局限性
不适用于坡地或森林
无称量单元，因此不可直接监测蒸发量及降水量
蒸渗测量系统底部距地下水至少2.5米

系统配置
蒸渗仪柱体FR5010
数据记录器 FR220
精确称重装置 FR1020
6个土壤水分传感器FDR-2
水势控制器 FR1022
6个SIC取样管FR5014
60公升水箱带称重单元 FR1021
45AH电源及充电器机箱等
蒸渗筒套筒 FR5011

蒸渗仪规格：
表面积：1m2
不锈钢柱高：1m 或 2m
外径：1.65m
总高度：1.35m 或 2.65m
渗滤液通量分辨率：0.01mm

　　采用不带有圆形切割工具的开挖方法，此方法可防止蒸渗仪钢柱附近结构已遭到破坏的土壤坍塌、流动。
优点：
高精度的测量系统有利于高精度水分动态平衡监测
通过蒸渗仪底板转移田间水分张力可测量实际的水分通量。
不锈钢柱及混凝土底座便于田间长期使用
不带有圆形切割刀具的开挖工具可以避免土壤扰动及钢柱附近土壤的流动
开挖ZL设计，通过吊车起重臂转动实现开挖
X、Y、Z定位ZL技术，最小化蒸渗仪与土壤之间孔隙

二、蒸渗仪的应用：
1、海拔1830米的山脉蒸渗站
在奥地利阿尔卑斯山建设山脉蒸渗站的目的是获取阿尔卑斯地区水分和养分状况的详细资料，因此更让人理解饮用水供应对这些地区的重要性。

蒸渗站组成
可称重的蒸渗测量系统
土壤溶液取样器
观察室用来监测土壤剖面情况
气象站

2、2-土柱蒸渗仪站
澳大利亚Wagna大学的Johann Fank教授研究组采用了该系统，系统包括：
精确的可称重的蒸渗柱，地上部分可进行传统机耕作
蒸渗仪底部装有张力计
土壤溶液取样向下直至地下水与土壤水的分界线
蒸渗仪边缘直至土壤表面
测量蒸渗仪内部及田间周围未受干扰的土壤
获取不同深度的土壤溶液

3、8-土柱蒸渗站
巴伐利亚国家水管理局Michael Gierig教授采用该蒸渗仪站：
2002年4月，位于慕尼黑南40公里处的这个8-土柱蒸渗系统在Wielenbach站投入使用。8个蒸渗仪规格为1米直径，2米深。
这套设备的目的是在实际条件下测量污染区域的污染物如何渗透到地下水中的的，此调查涉及的污染物范围较为广泛，包括重金属（如砷、铅、铬、镉、铊）和多环芳烃等。
这项计划里UMS提供了蒸渗站的设计方案，土木建设和仪器设备。并在河漫滩安装蒸渗仪来研究水通量及溶质的运移。

4、48-土柱蒸渗仪站
GSF研究所（Neuherberg）SaschaReth博士采用了该蒸渗仪站：
包括48个蒸渗仪，每个蒸渗仪上部土壤表面积1m2,深度2m
精确的称重系统，精度达100g，用来测定固体介质的水分平衡和变化
16个蒸渗仪装有放射性标记物质
一些蒸渗仪顶部安装有气体罩用来测定挥发性物质
淋洗液的收集和分析