Opis
Tradycyjne problemy przy wyznaczaniu krzywej retencji wodnej
Pomiar potencjału wodnego gleby w celu wyznaczenia krzywej retencji wodnej (pF) zawsze był skomplikowany. Nawet dla ekspertów w tej dziedzinie wymagał dużego nakładu pracy. Dodatkowo zawsze istniały ograniczenia – jak brak pomiarów w pewnych zakresach – co wpływało na wynik końcowy. Niektóre metody wymagały miesięcy pracy aby uzyskać tylko częściową krzywą. A uzyskanie pełnej krzywej pF nie było możliwe… aż do czasu pojawienia się systemu HYPROP 2.
Po prostu: dokładny – szybki – automatyczny
Podobnie jak większość naukowców, którzy wykonali setki pomiarów w celu uzyskania krzywej retencji wodnej, chcieliśmy stworzyć instrument, który dawałby dokładniejsze pomiary w sposób maksymalnie zautomatyzowany. W typowych zastosowaniach wykreślenie krzywej pF za pomocą systemu HYPROP 2 (w zakresie do ok. pF 3) zajmuje tylko 2 dni (zależnie od rodzaju gleby) w porównaniu nawet do kliku miesięcy przy innych metodach.
Użycie systemu HYPROP 2 w połączeniu z miernikiem WP4C, mierzącym siłę ssącą w zakresie gleb suchych, pozwala uzyskać pełną krzywą pF, z wysoką rozdzielczością, w całym zakresie wilgotności. Żadne inne urządzenie, na tym poziomie szczegółowości, nie jest w stanie tego dokonać.
Dodatkowo, również automatycznie, system HYPROP 2 mierzy przewodność hydrauliczną gleby w nienasyconym. W połączeniu z systemem KSAT pozwala to na wygenerowanie krzywej przewodności hydraulicznej dla dowolnego rodzaju gleby.
W rezultacie użycie systemu HYPROP 2 pozwala oszczędzić czas i uniknąć niepotrzebnych kłopotów i zmartwień.
Uznana metoda pomiaru
Technika ewaporacyjna (zgodnie z Wind/Schindler) jest prostą i szybką metodą określania krzywej retencji wodnej (pF) w próbkach gleby znajdujących się w pierścieniach o objętości 250 ml. Przewodność hydrauliczna w stanie nienasyconym jest określana poprzez pomiar siły ssącej gleby za pomocą miniaturowych tensjometrów elektronicznych znajdujących się na dwóch poziomach wewnątrz próbki, a następnie korelowana jest z siłą ssącą lub wilgotnością gleby.
Durner i Petersom odkryli pewną procedurę korelacji pozwalającą skojarzyć funkcje własności hydraulicznych gleby (SHYPFIT 2.0, Petersom i Durner, 2006b). Dane są dopasowywane do jednego z wybranych standardowych modeli, np. van Genuchten/Mualem, bimodal van Genuchten/Mualem lub Brookes i Corey. Parametry modelu można ustawiać przed, w trakcie i po wykonaniu procedury pomiarowej. Następnie wyniki są weryfikowane a wartości dla stanu suchego i nasycenia są obliczane zgodnie z wybranym modelem.
Zaletą tej metody jest to, że własności hydrauliczne są określane w trakcie naturalnego procesu osuszania gleby.
Inną istotną zaletą systemu HYPROP 2 jest prostota obsługi i modułowa budowa. Do rozpoczęcia pracy początkującemu użytkownikowi wystarczy zestaw startowy HYPROP 2 i waga (można użyć dowolnej wagi z wyjściem RS232 i zakresem pomiarowym min. 2000 gramów – waga dostarczana przez użytkownika musi być fabrycznie zintegrowana z systemem HYPROP 2 w serwisie producenta). Zestaw startowy można rozszerzyć maksymalnie do zestawu 20-próbkowego.
Wraz z procedurami korelacyjnymi użytkownik dostaje bardzo praktyczne narzędzie pozwalające uzyskać nadzwyczaj dokładne rezultaty pomiarów własności hydraulicznych gleby przy niewielkim nakładzie finansowym i stosunkowo krótkim czasie pomiarów.
Unikalne cechy systemu HYPROP 2©:
- Niewielkie gabaryty, modułowa konstrukcja systemu;
- Kompletna krzywa retencji wodnej w czasie max. 10 dni (zależnie od rodzaju gleby);
- Nowoczesne rozwiązanie;
- Zastosowanie standardowych pierścieni na próbki o pojemności 250 ml;
- Eksport danych w formacie CSV i w formie graficznej;
Zalety systemu HYPROP 2:
- Prosta obsługa;
- Zastosowanie standardowych pierścieni na próbki bez konieczności ich perforacji;
- Instalacja trzonu tensjometru od dołu próbki;
- Niskie koszty finansowe i niska pracochłonność przy obsłudze systemu;
- System odpowiedni do zastosowań mobilnych;
- Wysoka jakość pomiarów krzywej retencji wodnej (pF) zwłaszcza w zakresie zbliżonym do stanu nasycenia;
- Ciągła kontrola funkcji hydraulicznych poprzez liczne pomiary;
- Funkcje matematyczne są dokładnie dostosowane;
- Jednoczesny pomiar krzywej retencji wodnej i przewodności hydraulicznej;
- Możliwość zastosowania w każdym rodzaju gleby (pod warunkiem, że można w niej zainstalować tensjometr);
- Brak specjalnych wymagań odnośnie warunków otoczenia. Jedynie warunki odparowania powinny pozostawać w przybliżeniu niezmienne w trakcie procesu pomiarowego;
- Do systemu można podłączyć dowolną wagę z portem szeregowym RS232;
- Możliwość rozszerzenia systemu w dowolnym momencie – maksymalnie możliwość pomiaru do 20 próbek gleby przy użyciu jednej wagi;
Ograniczenia:
- Zakres pomiarowy ograniczony jest przez zakres pomiarowy tensjometrów;
- Słaba rozdzielczość pomiaru przewodności hydraulicznej w stanie bliskim nasycenia (szczególnie w glebach piaszczystych);
Wykonywanie pomiarów
Po umieszczeniu próbki na wadze program automatycznie rozpoczyna procedurę ważenia. Jeśli badanych jest więcej niż jedna próbka, kolejne próbki są kładzione jedna po drugiej, na przykład w cyklach dwa razy dziennie. Program automatycznie rozpoznaje każdą próbkę i zapamiętuje masę dla konkretnej próbki. Jednocześnie można przeprowadzać pomiary na maksymalnie 20 próbkach.
Niezależnie od masy mierzona jest również siła ssąca gleby znajdującej się w pierścieniu. Przetwornik ciśnienia i cała elektronika wbudowane są w każdy pojedynczy zespół pomiarowy (próbkę) i każdy zespół pomiarowy połączony jest poprzez złącze TensioLINK z komputerem dla ciągłej rejestracji zmian siły ssącej gleby.
Zespół pomiarowy | |
Zakres pomiarowy tensjometrów | +20 hPa … – 1200 hPa / – 2500 hPa |
Rozdzielczość | 0,01 hPa |
Dokładność | 1,5 hPa (0 hPa … 820 hPa) |
Materiał / Wymiary bez pierścienia na próbkę | POM, h=63 mm, 80 mm |
Interfejs | RS485, tensioLINK |
Waga | |
Zakres pomiarowy | 0 … 2,2 kg |
Dokładność | 0,1 g |
Rozdzielczość | 0,01 g |
Interfejs | RS232 |