Mapping soil water content on agricultural fields using electromagnetic induction
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2008
Major/Subject
Vesitalous ja vesirakennus
Mcode
Yhd-12
Degree programme
Language
en
Pages
Series
Abstract
Menetelmä maankosteuden määrittämiseksi erottelutarkasti olisi arvokas työkalu monilla insinööri- ja ympäristötieteiden aloilla. Sähkömagneettinen induktio tarjoaa mielenkiintoisen mahdollisuuden maankosteuden määrittämiseksi suhteellisen vähäisellä työpanoksella. EM38-sähkönjohtavuusmittaria (Geonics, Kanada) käytettiin maaperän sähkönjohtavuuden mittaamiseen Sveitsin Ossingenissa kahtena eri ajankohtana 2,9 hehtaarin kokoisella peltoviljelmällä, jolla maalajit vaihtelevat suuresti ja jonka suolaantuminen on vähäistä (maanesteen sähkönjohtavuus < 100 mS/m). Günzelin (1994) kehittämää mallia käytettiin maankosteuden laskemiseksi EM38-mittauksista kahdella eri lähestymistavalla. Ensimmäinen lähestymistapa oli arvioida tarvittavat maaperäparametrit (kationinvaihtokapasiteetti, kuivatiheys) mittakaavassa 1:5000 saatavilla olevista maaperäkartoista. Toinen lähestymistapa oli käyttää kokeneen maaperätutkijan paikallista, yhdeksään tutkimuspellolta otettuun maaperänäytteeseen perustuvaa arviota kyseisille parametreille. Lasketut maankosteuden arvot interpoloitiin erottelutarkoiksi maankosteuskartoiksi Kriging-menetelmällä. Todelliset maankosteuden arvot mitattiin maaperänäytteistä, ja niissä havaittiin suurta alueellista vaihtelua. Ajallinen maankosteuden vaihtelu kahden eri mittauksen välillä oli vähäistä. Mitattuja arvoja verrattiin laskettuihin arvoihin, ja vastaavuuden havaittiin olevan huomattavasti parempi silloin, kun laskelmissa käytettiin paikallisesti mitattuja maaperäparametreja. Maankosteuden alueellinen vaihtelu kartoitettiin, mutta vastaavuus mitattujen ja laskettujen maankosteuden absoluuttisten arvojen välillä ei ollut tyydyttävää. Yhteys mitattujen maankosteuksien ja maaperän sähkönjohtavuuden välillä mallinnettiin lineaarisen regression avulla kaikille maaperänäytteille. Lämpökorjatun maaperän sähkönjohtavuuden ja kuivatiheyden havaittiin olevan ainoat merkitykselliset (t-testin p-arvo < 0,05) selittävät muuttujat. Sovitettu selitysaste regressiolle oli 0,97. Käytetty menetelmä on erittäin potentiaalinen vaihtoehto maankosteuden kartoittamiseksi erottelutarkasti ja vähäisellä työpanoksella. Maaperäparametrit tulee arvioida ammattitaidolla ja hyvällä paikallistuntemuksella riittävän tarkkuuden saavuttamiseksi. Günzelin mallin johtamisessa havaittiin mahdollinen väärä oletus savipartikkelien osallistumisessa maaperän kokonaissähkönjohtavuuteen, ja mallin havaittiin olevan epäkelpo maankosteuden laskemiseen vähän suolaantuneissa maaperissä. Näihin laskelmiin tarvittaisiin kokonaan uusi maaperän sähkönjohtavuusmalli.Description
Supervisor
Vakkilainen, PerttiThesis advisor
Pätzold, StefanStamm, Christian
Keywords
soil water content, maankosteus, EM38, EM38, soil electrical conductivity, maaperän sähkönjohtavuus