5.2.4 不同容重对测量结果的影响分析

为了分析容重对评价指标的影响，我们采用与上面类似的方法，也就是对3种不同容重的砂质粘壤土中测得的体积含水量与信号传播时间数据分别用一次、二次、三次多项式单独和合并进行回归分析，并计算每种回归模型的相关系数与均方根误差。图5-12～图5-15给出了对每种土壤使用三次多项式进行回归分析得到的模型，表5-12～表5-14列出了所有情况下的相关系数与均方根误差。

图5-12 容重为1.178的砂质粘壤土体积含水量测量数据回归模型

图5-13 容重为1.277的砂质粘壤土体积含水量测量数据回归模型

图5-14 容重为1.346的砂质粘壤土体积含水量测量数据回归模型

图5-15 三种不同容重的砂质粘壤土体积含水量测量数据的合并回归模型

表5-12 使用一次多项式对不同容重土壤的含水量进行回归分析的结果

表5-13 使用二次多项式对不同容重土壤的含水量进行回归分析的结果(https://www.daowen.com)

表5-14 使用三次多项式对不同容重土壤的含水量进行回归分析的结果

通过对至表5-12～表5-14中所示的结果进行分析，可以得出以下结论：

（1）对不同容重的砂质粘壤土中测得的数据分别单独进行回归分析，它们各自得到的回归模型的评价指标近似相等。

（2）对所用不同容重的砂质粘壤土中测得的数据合并进行回归分析，得到的回归模型比单独进行回归分析得到的模型评价指标稍差，但差别不大。

综上所述，我们使用P-TDR土壤参数测试仪对五种不同质地的土壤进行了体积含水量的测试，这五种土壤来自不同的地区，粘粒含量从7%～50%，有机质含量从0.9g/kg到13.9g/kg，覆盖了较大范围的土壤类型。对用称重法得到的土壤体积含水量和用P-TDR测试得到的信号传播时间的关系，使用不同的多项式方程分别对每种不同的土壤和几种土壤的组合进行了回归分析，对得到的回归模型进行了详尽的对比评价。根据研究的结果，可以得到以下结论：

（1）被测土壤的质地对P-TDR土壤水分测量的结果有一定的影响，但性质相近的某些土壤可以归为同一类型，它们之间的土质差异对测量结果的影响可以忽略。

（2）通常粘粒含量很少的砂质土壤可以合为一类，它们的体积含水量与信号传播时间的关系近似为二次函数关系，使用二次多项式回归模型即可以得到不超过0.02m³/m³的均方根误差。

（3）粘粒含量低于50%的壤土或壤粘土可以合为一类，它们的体积含水量与信号传播时间的关系近似为线性关系，使用线性回归模型就可以得到不超过0.02m³/m³的均方根误差。

（4）粘粒含量超过50%的粘土，需要单独进行标定，其体积含水量与信号传播时间的关系使用三次多项式进行回归分析能得到较好的结果。

（5）上述三类土壤如果使用三次方程对P-TDR土壤参数测试仪进行标定，其测得的土壤体积含水量均方根误差都可达到0.02m³/m³以下。这样根据粘粒含量对土壤进行分类后，使用P-TDR进行土壤含水量的实际测量时，不需要对特定的土壤作额外的标定。

（6）同类型的土壤，其容重对P-TDR土壤参数测试仪的测量结果影响不大，因此使用P-TDR实测土壤体积含水量时，在允许的误差范围内可忽略土壤容重的影响。