【地方标准】 土壤水分自动观测站建设规范

DB64/T1981—2024
土壤水分自动观测站建设规范
宁夏回族自治区地方标准
发布日期：2024-02-04
实施日期：2024-05-04

前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由宁夏回族自治区气象局提出、归口并组织实施。本文件起草单位：宁夏回族自治区大气探测技术保障中心。本文件主要起草人：沈元德、张红英、胡斌、孙嘉楠、刘晓磊、肖建辉、荀家宝、李成阳。

1 范围
本文件规定了土壤水分自动观测站建设的总体要求、选址要求、建设要求、技术功能要求、维护要求等。本文件适用于土壤水分自动观测站的新建和改建。

2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 28418—2012 土壤水分（情）监测仪器基本技术条件
GB/T 33705—2017 土壤水分观测频域反射法
QX/T 30—2021 自动气象站雷电防护技术规范
QX/T 567—2020 自动土壤水分观测仪

3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 土壤体积含水量 (volumetric soil water content)：土壤中水的体积与其总体积的比值。用百分数表示。
3.2 土壤容重 (soil bulk density)：单位体积原状土烘干后的重量。以g/cm³示。
3.3 下垫面 (underlying surface)：与大气下层直接接触的地球表面。
3.4 中心站 (center station)：接受土壤水分自动观测站数据并进行分析和集中管理的设备设施。
3.5 土壤水分常数 (soil moisture constants)：土壤水分的形态和性质发生明显变化时土壤含水量的特征值。
3.6 土壤水分传感器 (soil moisture sensor)：能感应土壤水分的量值，并按一定规律转换成可用的输出信号的器件或装置。

4 总体要求
4.1 所选站址下垫面应为自然土壤，并具有地域代表性。
4.2 建设站址具备土壤水分自动观测站运行必要的通信、供电条件。
4.3 设备技术性能应符合GB/T 28418—2012、GB/T 33705—2017、QX/T 567—2020的要求。
4.4 观测站雷电防护装置要求应符合QX/T 30—2021的要求。

5 选址要求
5.1 应选择在地势平坦的地块，山区地块应避免选取沟底、山坡和积水洼地等地块。
5.2 土壤水分传感器安装点的土壤下垫面状况应与本区域观测地段一致。
5.3 选址距离沟槽或供水渠道最短直线距离应大于10m，距离建筑物、道路（公路和铁路）、水塘应大于20m，应远离河流、水库等水体。
5.4 拟选站点需进行人工取土测定土壤水分常数，包括土壤容重、田间持水量和凋萎湿度等。将拟选址均分为4个区域，在各区域分别取样，取样垂直深度100cm，用烘干法计算各点土壤含水量和4个区域均值，要求各点误差绝对值不大于5%，否则应重新选址。
5.5 宜优先选择具备220V交流电源供电条件，供电前端应安装稳压电源以保护设备；不具备交流电源供电条件时，宜选择太阳能方式供电。
5.6 选址时应收集经度、纬度、海拔高度等地理信息。
5.7 应远离高压线等电磁干扰源。

6 建设要求
6.1 场地要求
6.1.1 宜为3m（东西向）X 4m（南北向）的矩形平整场地。为防护设备安全，四周宜设置围栏，围栏高度以不低于1.2m、不高于1.5m为宜。
6.1.2 应设有雷电防护接地装置，其工频接地电阻不大于4 $Omega$。
6.2 设备安装
6.2.1 仪器设施的布置应遵从互不影响、便于观测、便于维护操作的原则。
6.2.2 数据采集箱安装在观测站北面，土壤水分传感器安装在南面，两者处于南北一条线上。
6.2.3 数据采集箱安装于太阳能板下方，机箱高度以适宜现场维护操作为准，采集器立柱应位于观测站东西方向中心线上。土壤水分传感器埋设位置距离数据采集箱应不小于1m。仪器西观测场边缘护栏应不小于1m。
6.2.4 土壤水分传感器安装时，0cm线应与地平面平齐。
6.2.5 采用太阳能供电的土壤水分自动观测站，太阳能板应朝南。土壤水分传感器一般宜设置10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、80cm、100cm，共8层，可根据需求调整观测层数。
6.2.6 各类线缆应使用屏蔽线缆，线缆的架设应使用线管或线槽进行地下掩埋敷设，不准架空。
6.3 标志标识
应在观测站显著位置标识站名、建站时间和归口单位等基本信息。

7 技术功能要求
7.1 采集控制系统
采集控制系统应具有如下功能：数据自动采集、存储、运算及预处理、补登遗漏数据、质量监控和自动上传；工作状态、电源状态、传感器状态、通信状态自诊断；时钟管理；终端命令响应，对采集器进行更新程序、设置参数、测试调试等控制操作；观测层数调整；具备RS232/485接口。
7.2 采样和算法要求
具体要求如下：
采样频率每分钟1次；
获取10分钟平均值；
获取正点瞬时值（小时正点前10分钟平均值）；
获取小时平均值（前1小时内6个10分钟平均值做算术平均）。
7.3 组网与通信
组网与通信应具有如下功能：
中心站与所有土壤水分自动观测站双向通信；数据实时传至中心站，遗漏数据补传；中心站对所有土壤水分自动观测站的远程控制；中心站对所有土壤水分自动观测站通信状态和设备状态的实时监控。
7.4 中心站软件
中心站软件应具有如下功能：
多种界面监控、报警；
数据上传时间间隔设置；
时钟校准。

8 维护要求
8.1 日常维护
应按下列要求操作：