土壤電阻率估算及影響因素研究.pdf

1、土壤電阻率是土壤電導(dǎo)學(xué)研究的一個(gè)重要內(nèi)容,其大小是雷電發(fā)生的重要條件,它的變化將直接改變接地裝置的接地電阻,從而影響防雷設(shè)施的雷電防護(hù)的效果。通過(guò)對(duì)表層土壤(0—20cm)電阻率分布狀況及其影響因素的研究可以進(jìn)一步加深雷電放電機(jī)理的認(rèn)識(shí),進(jìn)而為防雷減災(zāi)、電力通訊等工作提供理論依據(jù)。
　　 本文對(duì)草地、林地和農(nóng)田三種覆蓋類(lèi)型的土壤電阻率、土壤溫度及土壤容重進(jìn)行野外測(cè)定,并對(duì)采集的土壤樣品進(jìn)行室內(nèi)理化性質(zhì)分析。首先研究了不同覆蓋類(lèi)型

2、、不同層次土壤電阻率的變化規(guī)律；然后對(duì)不同覆蓋類(lèi)型下影響土壤電阻率的土壤物理、化學(xué)、電化學(xué)性質(zhì)的分布特征及其對(duì)土壤電阻率的影響作用進(jìn)行探討；利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法和多元逐步回歸法相結(jié)合,共同確定影響土壤電阻率的主導(dǎo)因子；最后運(yùn)用偏最小二乘回歸法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)不同覆蓋類(lèi)型土壤電阻率進(jìn)行估算。主要結(jié)論如下:
　　 0-20cm土層中,不同土地覆蓋類(lèi)型土壤電阻率有顯著差異,大小為:草地>林地>農(nóng)田；10-20cm土層土壤電阻率總體

3、高于0-10cm。土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)與土壤電阻率的倒數(shù)回歸模型精度最高；土壤電化學(xué)性質(zhì)與土壤電阻率的對(duì)數(shù)回歸建模型精度最高。土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、HCO3-與土壤電阻率顯著相關(guān),土壤容重、土壤含水量、土壤溫度、陽(yáng)離子交換量(CEC)、可溶性鹽總量、pH、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、SO42-與土壤電阻率相關(guān)性達(dá)到極顯著水平,土壤全鐵、Cl-與電阻率則相關(guān)不顯著。與土壤電阻率的關(guān)聯(lián)度大小排序?yàn)?土壤含水量>土壤溫度>可溶性鹽總量>C

4、EC>Na+>Mg2+>Ca2+>K+>pH>SO42->容重>有機(jī)質(zhì)>HCO3->Cl->全氮>全鐵；影響土壤電阻率的主導(dǎo)因子是土壤含水量、土壤溫度、可溶性鹽總量、CEC。其中,影響草地土壤電阻率的主導(dǎo)因子是含水量、土壤溫度、SO42-、CEC和pH；影響林地土壤電阻率的主導(dǎo)因子是含水量、SO42-、容重、Ca2+和Na+；影響農(nóng)田土壤電阻率的主導(dǎo)因子是含水量、土壤溫度、CEC、Na+、可溶性鹽總量。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與偏最小二乘回歸模

5、型對(duì)土壤電阻率估算皆有較好效果,土壤電阻率估算值和實(shí)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)及平均相對(duì)誤差分別為0.953、0.872和7.6％、28.93％；草地、林地、農(nóng)田的土壤電阻率偏最小二乘回歸模型平均相對(duì)誤差分別為17.74％、20.79％、13.43％,估算值和實(shí)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)分別為0.932、0.89、0.955；與偏最小二乘回歸法比較,草地、林地、農(nóng)田的土壤電阻率BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型平均相對(duì)誤差分別為:2.1％、13.54％、5.91％,估算值和實(shí)測(cè)