大颗粒土壤(如砾石土、碎石土、粗砂、建筑回填土等)因其孔隙大、持水能力低、水分分布不均，常规土壤湿度检测方法(如TDR、FDR探头)往往精度显著下降甚至失效。针对此类介质，需采用专门适配或修正的方法。

　　适用检测方法对比

　　1. 烘干法(Gravimetric Method)——基准方法

　　原理：取样 → 称湿重 → 105°C 烘干至恒重 → 计算质量含水量

　　优点：

　　不受颗粒大小影响，准确

　　国际标准(ISO 11274, GB/T 50123)

　　缺点：

　　破坏性、耗时(24–48 小时)

　　难以反映动态变化

　　采样建议：

　　使用大体积环刀或挖坑取样(≥1000 cm³)，减少局部变异影响

　　快速密封防蒸发

　　推荐用于校准其他仪器或关键点验证。

　　2. 中子仪(Neutron Probe)——深层大颗粒土壤首选

　　原理：快中子被氢原子慢化，计数率 ∝ 水分含量

　　优点：

　　不受颗粒大小、电导率影响

　　可测 0.3–2 m 深度，适合边坡、路基、尾矿库

　　测量体积大(直径 ～30 cm)，代表性好

　　缺点：

　　含放射源(²⁴¹Am/Be)，需许可与防护

　　近地表(<15 cm)精度低

　　设备昂贵，操作复杂

　　适用场景：水利工程、矿山堆场、铁路路基监测

　　在高砾石含量(>50%)场地，中子仪仍是金标准。

　　3. 宇宙射线中子法(CRNS, Cosmic-Ray Neutron Sensing)

　　原理：地表宇宙射线与氢相互作用，反演 ～30 cm 深、公顷尺度平均含水量

　　优点：

　　非接触、大范围(有效半径 130–240 m)

　　对大颗粒、低含水量敏感

　　无需埋设，适合裸露碎石地表

　　缺点：

　　无法提供剖面信息

　　受大气压力、植被、有机质干扰

　　设备成本高(>50 万元)

　　典型应用：干旱区生态水文、矿山复垦区、戈壁土壤监测

　　适合区域尺度、低植被覆盖的大颗粒土壤长期监测。

　　4. 改进型TDR/FDR传感器(需特殊安装)

　　常规问题：探针与大颗粒间存在空气间隙 → 介电常数测量偏低

　　改进措施：

　　使用长探针(>15 cm)或柔性探头，增加接触面积

　　嵌入细砂或膨润土耦合层，改善传感器-土壤接触

　　现场标定：用烘干法建立本地 θ–ε(介电常数)关系

　　推荐传感器：

　　Campbell Scientific CS659(长针型)

　　Sentek EnviroSCAN(多深度，可配合回填细土)

　　若砾石含量 <30%，经标定后 TDR 仍可用;>50% 则误差显著。

　　5. 时域反射仪(TDR)+ 大体积探头

　　定制大型平行棒探头(间距 5–10 cm)，适应大孔隙

　　需配合原位灌浆或压实回填确保接触

　　多用于科研试验场

　　6. 遥感与无人机热红外(辅助手段)

　　热红外成像：干区温度高于湿区，可识别大尺度干湿格局

　　局限：仅表层(<5 mm)，受太阳辐射、风速影响大

　　适用：快速筛查(如边坡渗漏、灌溉均匀性)

       来源：网络