Density-dependent calibration of multisensor capacitance probes in coarse soil

Abstract

. 2015. Density-dependent calibration of multisensor capacitance probes in coarse soil. Can. J. Soil Sci. 95: 331Á336. Coarse-textured reconstructed soils are utilized extensively in the reclamation of mining waste. Accurate and continuous sensing of soil water content is required to understand soil water dynamics and evaluate the hydraulic characteristics of these soils. The EnviroSCAN (Sentek Pty. Ltd, Australia) is a semi-permanent multisensor capacitance probe (MCP) capable of continuous measurement of volumetric water content (u v ) and has been used to monitor reclamation soil cover performance. Calibration of these probes is required to improve the accuracy of field measurements. In this study, field and laboratory measurements were undertaken over a range of water contents and bulk densities to refine the relationship between u v and scaled frequency (SF) measured by the MCP. The manufacturer's calibration equation tended to underestimate u v under wet conditions (u v 0.35 cm 3 cm Á3). Our experimental data showed that bulk density (r b ) did affect the MCP calibration and consequently a new calibration equation that includes the effect of r b is developed using laboratory measurements and validated using field measurements. This equation provided the highest degree of correlation and the smallest standard deviation of prediction to measured values of u v for laboratory and field measurements, respectively. This calibration improves the application of the EnviroSCAN for coarse-textured soils such as those utilized in this study.Key words: Bulk density, multisensor capacitance probe, coarse soil Zettl, J. D., Huang, M., Barbour, S. L. et Si, B. C. 2015. É talonnage des sondes a`capteurs capacitifs multiples d'apre`s la densite´dans les sols a`texture grossie`re. Can. J. Soil Sci. 95: 331Á336. On recourt abondamment aux sols artificiels a`texture grossie`re pour restaurer les ste´riles des ope´rations minie`res. Afin de bien comprendre la dynamique de l'eau dans le sol et d'e´valuer les proprie´te´s hydrauliques du sol, il faut de´terminer avec pre´cision et de manie`re constante la concentration d'eau dans le sol. EnviroSCAN (Sentek Pty. Ltd, Australie) est une sonde semi-permanente a`nombreux capteurs capacitifs, capable de mesurer de fac¸on continue la volume´trie de l'eau (u v ). On y recourt pour ve´rifier la performance de la couverture des sols restaure´s. La sonde doit toutefois eˆtre e´talonne´e afin que les mesures prises sur le terrain soient plus pre´cises. Dans cette e´tude, les auteurs ont effectue´des releve´s sur le terrain et en laboratoire avec une teneur en eau et une masse volumique variables en vue d'e´tablir avec plus de pre´cision les liens entre u v et la fre´quence e´chelonne´e que mesure la sonde. L'e´quation d'e´talonnage fournie par le fabricant a tendance a`sous-estimer u v en conditions humides (u v 0,35 cm 3 par cm 3 ). Les donne´es expe´rimentales des auteurs indiquent que la masse volumique (r b ) affecte l'e´talonnage de la sonde. C'est pourquoi ils ont mis au point une no...