欒城關鍵帶觀測平臺主要性能及指標

傳感器的布設

選擇井壁南側?120°?范圍的區域作為監測區。井壁內共預留有?74?層傳感器安裝孔，每行有?4?個孔位，4?個孔位水平間距?0.3?m，每行安裝孔相較于上一層水平偏移?0.3?m，傳感器安裝層間距隨深度變化。在?0—2.0?m?深度范圍內層間距為?0.2?m，在?2.0—4.0?m?深度范圍內層間距為?0.4?m，在?4.0—10.0 m?深度范圍內層間距為?0.6?m，在?10.0—44.0?m?深度范圍內層間距為?1?m，在?44.0—47.2?m?深度范圍內層間距為?0.2?m。

為保證日后長期試驗的傳感器安裝需求，觀測豎井內設置了傳感器預留孔，未來可安裝多種傳感器并可以反復拆裝。選用?DN100?不銹鋼管作為儀器安裝孔的套管，DN100?不銹鋼管外徑?114?mm、壁厚?4?mm、內徑為?106?mm。在井壁上開孔并焊接不銹鋼管，不銹鋼管端頭裝有法蘭盤，法蘭盤上安裝防水接頭，從而可將傳感器引線接出。

監測指標及初步結果

欒城關鍵帶觀測平臺的基礎監測項目為土壤溫度、含水量、電導率、基質勢等農田關鍵帶基礎變量。該平臺布設有預留孔，可為上述基礎監測項目以外的變量監測（如氧氣濃度、氧化還原電位等）提供平臺。該平臺共布設?74?層監測，監測深度同預留孔的深度。同時，井壁安裝?17?層工作平臺，用于開展儀器維護和土壤溶液提取。豎井內部安裝電梯，用于日常監測工作和儀器檢修。

欒城關鍵帶觀測平臺建設過程中對厚包氣帶進行了分層采樣，分析了土壤容重、含水量，以及土壤溶液的陰、陽離子濃度等指標。首次獲得了從地表到含水層的整個厚包氣帶詳細土壤理化性質數據。

初步分析結果顯示，太行山前平原包氣帶巖性結構受沉積作用影響，砂性土層和黏性土層交替出現，控制著土壤水分的含量和水分向下運動的速率。前期研究證實，在灌溉農田條件下，根區以下土壤總水勢梯度持續向下，土壤水分含量接近甚至略高于田間持水量，水分存在著持續向下運動的動力條件。高濃度硝酸根離子鋒面已運移至地表以下?24?m?深處，據此可粗略估算太行山前平原自農業大量施用化肥以來，水分自地表垂直入滲后的平均垂向運移速率約為?0.6 m/a，該結果略低于此前根據?9 m?深觀測豎井估算的結果（0.9 m/a），這可能與深層包氣帶黏性土層增多及存在較復雜的反硝化作用有關。農業面源污染物在厚包氣帶內的遷移速率和轉化過程受土壤巖性結構組成、外部輸入的水量及其動力條件和復雜的微生物地球化學過程控制，其復雜過程和機理有待于多學科領域的科學家利用欒城關鍵帶觀測平臺進一步深入研究、闡明。