课题基金 / 基金详情

改进热探针方法测量野外土壤水分含量及热特性

批准号：
41071154
项目类别：
面上项目
资助金额：
45.0 万元
负责人：
刘刚
依托单位：
中国农业大学
学科分类：
基础土壤学
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
项目参与者：
邸佳颖、赵晓金、董瑜皎、林清火
关键词：
土壤质地温度剖面水分含量太阳辐射热探针方法

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
加热探针方法包括双针方法，也包括单针方法。传统的单针方法可以用来测量得到土壤热导率。双针方法可以测量得到土壤比热、热导率、水分含量、蒸发量、雪的密度。目前无论是单针还是双针方法都具有很大局限性：单针方法只能测量得到土壤热导率；而双针方法在野外应用过程中，容易导致探针弯曲变形，从而导致探针间距变化，进而增加测量误差。 本研究拟通过室内外实验、理论模型和计算机模拟解决以下问题：.（1）双针方法探针间距在野外的标定。.（2）探针内部填充物以及土壤颗粒形态结构对测量得到的比热，热导率的影响。.（3）地表太阳辐射，土壤温度剖面对加热探针结果的影响以及消除该影响的方法。.（4）将双针方法推广到能应用于测量得到冻土比热，热导率，和冰含量。. (5) 探索将单针方法应用到能够用于测量得到土壤比热，和土壤水分含量。
英文摘要
资助三年期间，相关热脉冲探针的研究工作已经转化为以第一作者身份发表的5篇SCI论文。其中四篇发表在美国土壤协会会刊.SSSAJ上,另有一篇发表在Can.J.Soil Sci上。有关探针间距标定的相关研究成果还转化为申请国内专利一项。此外，还完成两篇英文文章正在审阅中。一篇涉及野外实地标定探针间距的实验检验，一篇关于土壤颗粒大小，密度，粒径形态对接触热阻的影响。.我们的研究揭示了：（1）单针热脉冲探针同样能够用于同时测量得到土壤的比热和热导率。（ 2）从理论上证明了由于接触热阻的存在，双针热脉冲方法对土壤等材料比热测量会高估，并给出了相应误差分析。（3）用实验和计算机模拟研究了双针方法应用于冻土热特性的误差来源.（4）提出了解决双针热脉冲探针由于变形导致的探针间距的实地标定的问题。从理论上给出了探针间距标定的公式并在实验室验证了该方法。（5）给出了当探针埋藏在土壤-大气界面附近时，由于偏离无限大固体近似而导致的误差，并从理论，实验以及有限元模拟论证了可以用绝热边界条件近似土壤-大气界面。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Probe Body and Thermal Contact Conductivity Affect Error of Heat Pulse Method Based on Infinite Line Source Approximation
DOI： 10.2136/sssaj2011.0228n
发表时间： 2012-03
期刊： Soil Science Society of America Journal
影响因子： 2.9
作者： [Gang Liu;B. Si;Ai X. Jiang;Baoguo Li;T. Ren;K. Hu]
通讯作者： Gang Liu;B. Si;Ai X. Jiang;Baoguo Li;T. Ren;K. Hu
Soil ice content measurement using a heat pulse probe method
使用热脉冲探针法测量土壤冰含量
DOI： 10.1139/cjss09120
发表时间： 2011-06
期刊： Canadian Journal of Soil Science
影响因子： 1.7
作者： [Liu Gang, Si Bingcheng]
通讯作者： Si Bingcheng
An Adiabatic Boundary Condition Solution for Improved Accuracy of Heat-Pulse Measurement Analysis Near the Soil–Atmosphere Interface
DOI： 10.2136/sssaj2012.0187n
发表时间： 2013-03
期刊： Soil Science Society of America Journal
影响因子： 2.9
作者： [Gang Liu;Lijuan Zhao;M. Wen;Xupei Chang;K. Hu]
通讯作者： Gang Liu;Lijuan Zhao;M. Wen;Xupei Chang;K. Hu
A Self-Calibrated Dual Probe Heat Pulse Sensor for In Situ Calibrating the Probe Spacing
用于现场校准探头间距的自校准双探头热脉冲传感器
DOI： 10.2136/sssaj2012.0434n
发表时间： 2013-03-01
期刊： SOIL SCIENCE SOCIETY OF AMERICA JOURNAL
影响因子： 2.9
作者： [Liu, Gang, Wen, Minmin, Horton, Robert]
通讯作者： Horton, Robert
奶牛步态时空运动稳定机理及早期跛行识别方法研究
  • 批准号：
    --
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    54万元
  • 批准年份：
    2022
  • 负责人：
    刘刚
  • 依托单位：
    中国农业大学
基于热脉冲探针方法的表层土壤和大气边界层热量交换研究
  • 批准号：
    42077008
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    58.0万元
  • 批准年份：
    2020
  • 负责人：
    刘刚
  • 依托单位：
    中国农业大学
土壤重金属溶出伏安检测中腐殖质干扰机理及抑制方法研究
  • 批准号：
    32071898
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    58.0万元
  • 批准年份：
    2020
  • 负责人：
    刘刚
  • 依托单位：
    中国农业大学
利用能原位矫正探针间距的TDR-热脉冲多功能探头测量土壤热特性，液态水和冰含量
  • 批准号：
    41771257
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    63.0万元
  • 批准年份：
    2017
  • 负责人：
    刘刚
  • 依托单位：
    中国农业大学
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