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农田FDR 频域反射法

Frequency Domain Reflectometry in Farmland

以数十至数百 MHz 的振荡信号测量探针周围介质的介电常数 ε，再通过 Topp 类关系式反演体积含水率 θv。土壤介电常数中水的 ε≈80、空气 ε≈1、固相 ε≈3~5，故含水率主导介电响应。…

测量原理

以数十至数百 MHz 的振荡信号测量探针周围介质的介电常数 ε，再通过 Topp 类关系式反演体积含水率 θv。土壤介电常数中水的 ε≈80、空气 ε≈1、固相 ε≈3~5，故含水率主导介电响应。

农田FDR 频域反射法的信号链路与响应形态（示意）。

典型规格

量程 0~100%（实际 0~60%）；精度 ±1~3%（土壤标定后）/±5%（通用标定）；采样体积约 0.2~1 L

成熟度

Established

应用领域

土壤 · Soil

优点成本低、功耗低、体积小、可长期埋设、响应快。农田墒情监测支撑灌溉决策与旱情评估。

局限对土壤电导率（盐分）敏感；受容重与温度影响；通用标定在黏重土与有机质土误差显著。回填扰动、滴灌湿润锋、农机破坏。

原状土埋设，分层布点，土壤专标定（见专题《墒情站》）。探针须与土壤完全接触，避免空隙；优先垂直插入原状土；多点布设以克服异质性。

工程要点土壤领域：土壤属强空间异质性介质，单点代表性有限；安装必须保证与土壤紧密接触、无空隙，并做土壤特异性标定。

单位体积土壤中水分所占的体积比例，是墒情监测的核心量。

土壤表观电导率（ECa）或孔隙水电导率（ECp），反映土壤盐分水平。

边坡土体的体积含水率，反映入渗与饱和度变化。

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