文/蔡曉清

土壤由固相、液相和氣相組成。液相和氣相呈此消彼長狀態(tài)，液相減少，土壤呈現(xiàn)相對干旱狀態(tài)，液相增加，土壤呈現(xiàn)相對濕潤或澇漬現(xiàn)象。土壤干旱或澇漬都將對農(nóng)作物生長發(fā)育產(chǎn)生重要影響；丘陵或山林土壤含水量過大將會引發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災害，這些災害均會造成人民生命財產(chǎn)巨大損失。

實時監(jiān)測土壤含水量，為農(nóng)業(yè)抗旱、智能灌溉以及科學研究提供必需的數(shù)據(jù)支撐；也可在滑坡、泥石流發(fā)生之前發(fā)出預警，減少或避免自然災害所導致的生命財產(chǎn)損失，為自然災害預警和水土保持工作提供有力的科學支撐。圣世信通墑情監(jiān)測系統(tǒng)以SSXT-SQ-02一體化多深度多參數(shù)土壤墑情監(jiān)測儀為主力監(jiān)測設備致力于提供一體化多深度多參數(shù)在線持續(xù)監(jiān)測，為全國旱情監(jiān)測建設助力。

圣世信通墑情測站土壤水分過程曲線圖

目標客戶

圣世信通研發(fā)的SSXT-SQ-02一體化多深度多參數(shù)土壤墑情監(jiān)測儀，集成了多組土壤水分傳感器、多組溫度傳感器、雨量傳感器、圖像采集傳感器、供電系統(tǒng)和采集終端，切實做到了一體化多深度多參數(shù)在線持續(xù)監(jiān)測。

該產(chǎn)品主要目標客戶為水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、環(huán)保、國土等部門和科研單位，實時在線監(jiān)測土壤墑情變化情況，結(jié)合測站降雨量和測站植被生長狀況，為國家和地方相關(guān)部門防汛抗旱、農(nóng)業(yè)預產(chǎn)、林木選型栽培、地質(zhì)災害預警以及農(nóng)業(yè)科學研究等工作提供重要的技術(shù)和可靠的數(shù)據(jù)。

北京市灌溉水利用系數(shù)測算項目溫棚墑情站

監(jiān)測平臺組成

圣世信通墑情監(jiān)測系統(tǒng)由4部分組成：

①采集層：由SSXT-SQ-02一體化多深度多參數(shù)土壤墑情監(jiān)測儀組成（土壤水分傳感器、土壤溫度傳感器、雨量采集器、圖像采集器）；

②傳輸層：由GPRS/GSM/CDMA/衛(wèi)星等組成；

③存儲層：由云服務中心、數(shù)據(jù)服務器等組成；

④應用層：由數(shù)據(jù)應用WEB平臺、APP客戶端、指揮中心組成。

儀器先進性

SSXT-SQ-02一體化多深度多參數(shù)土壤墑情監(jiān)測儀與行業(yè)中其他土壤墑情監(jiān)測產(chǎn)品相比，具有極大的科技優(yōu)勢和操作優(yōu)勢以及運行維護優(yōu)勢。該監(jiān)測儀為高集成度、多監(jiān)測要素的創(chuàng)新型一體化墑情監(jiān)測產(chǎn)品，實現(xiàn)測站土壤水分、土壤溫度、地表空氣溫度、降雨量和測站環(huán)境圖像的實時采集和上報。

其中，水分傳感器、溫度傳感器、電池、采集終端、數(shù)據(jù)傳輸終端全部集成在φ63mm、長95cm的全密封PVC壁管中，太陽能板、高清攝像頭、翻斗式雨量計采用一體化線纜，通過八針航空接口，同一體化多深度墑情監(jiān)測儀集成一起，形成全新的一體化多深度多要素土壤墑情監(jiān)測儀。其先進性包括：

①業(yè)界領(lǐng)先的產(chǎn)品設計（工業(yè)和電子工程）：集成多層土壤水分傳感器、溫度傳感器、雨量傳感器、圖像傳感器、遙測終端、定位系統(tǒng)、供電系統(tǒng)于一體；

圣世信通墑情監(jiān)測系統(tǒng)框架圖

圣世信通墑情、氣象、灌溉監(jiān)測體系圖

②抗惡劣環(huán)境：防老化材質(zhì)，全密封結(jié)構(gòu)，防護等級IP68，可長期、穩(wěn)定、準確地在高寒、高溫、高濕地區(qū)運行；

③云智能：具備物聯(lián)網(wǎng)接入和云存儲、計算、分析功能；

④準、穩(wěn)、久：采用FDR頻域感應原理，感應體積是其他款式監(jiān)測設備的60倍，安裝不需要挖取剖面，不用擾動土壤，高標準的材質(zhì)、工藝和結(jié)構(gòu)設計，傳感器與土壤不接觸，不受土壤腐蝕作用，使得該產(chǎn)品能準確、穩(wěn)定、長期監(jiān)測土壤墑情數(shù)據(jù)；

⑤簡潔方便：產(chǎn)品一體化設計，外觀簡潔美觀，安裝時省去接線和調(diào)試工序，且地塊單點可測多個土壤深度墑情數(shù)據(jù)，安裝30分鐘內(nèi)完成；

⑥節(jié)能環(huán)保：傳感器采用環(huán)保材料設計加工而成，長期使用不受腐蝕，不污染環(huán)境，一體化設計，可整體移走，不會在土壤中殘留任何非土壤物質(zhì)。該產(chǎn)品功耗極低，在不提供任何外界供電設備的情況下，單次充電可持續(xù)穩(wěn)定工作2個月以上；

⑦智能采集：可根據(jù)土壤含水量的變化速度，自動調(diào)整土壤墑情監(jiān)測頻率，形成完整、準確的土壤墑情數(shù)據(jù)變化過程曲線圖。

實施案例

圣世信通墑情監(jiān)測系統(tǒng)廣泛應用于國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)二期旱情監(jiān)測項目中，為國家抗旱工作和農(nóng)業(yè)預產(chǎn)估算提供了準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。高精度監(jiān)測保證了旱情等級的準確劃分，實現(xiàn)了旱情監(jiān)測從定性到定量的突破和轉(zhuǎn)變。

產(chǎn)品廣泛使用在林業(yè)和水土保持領(lǐng)域。通過實時監(jiān)測各層土壤的含水量變化情況，可判斷林木的根系深度和活動區(qū)域，亦可選擇適合該地區(qū)土壤類型和氣候環(huán)境的林木。同時結(jié)合各層土壤屬性以及各層土壤的水分變化情況，可提前進行滑坡、泥石流等自然災害預報，減少或避免因自然災害產(chǎn)生的生命財產(chǎn)損失。

各地灌溉水利用系數(shù)測算項目中也廣泛使用了圣世信通墑情監(jiān)測系統(tǒng)。通過實時監(jiān)測灌溉水量或降雨量與土壤含水量變化的關(guān)系，以及結(jié)合農(nóng)作物的不同生長周期不同的需水量，研究、計算出最佳的灌溉水量和灌溉時間點，保證在節(jié)約用水的情況下讓農(nóng)作物發(fā)揮最大的生長潛能，實現(xiàn)最小耗能下的最大產(chǎn)出值，走可持續(xù)發(fā)展道路。

同時，部分科研單位將SSXTSQ-02一體化多深度土壤墑情監(jiān)測儀、SSXT-QX-01一體化氣象站及SSXT.JF-01.C機井灌溉系統(tǒng)巧妙結(jié)合起來，通過測量土壤實際含水量，得出土壤達到農(nóng)作物適合的含水量所需要灌溉的用水量或降雨量。結(jié)合現(xiàn)有氣象監(jiān)測手段和媒介，預測未來一定時間內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)彭曼公式，求出未來該區(qū)域的潛在蒸發(fā)量；參考不同植物不同生長期的需水量，求出未來時間段該地塊所需要補充的水量；機井灌溉控制系統(tǒng)通過土壤墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)和氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的綜合分析計算，進行按需、精準的實時灌溉。