Uniplanar multirod TDR probe for soil water content measurement over a larger spatial scale

This study developed a uniplanar multirod time domain reflectometry (TDR) probe and evaluated it in laboratory experiments for soil water measurement over a larger spatial scale. The sampling volume of the probe was determined by simulating the electric potential distribution around the probe rods by using the HYDRUS-2D software package and verified by comparison with the measured dielectric constant in saturated sand. The performance of the probe was evaluated by comparing its dielectric measurements in wet sand over a wide range of water content during evaporative drying with that measured by CS640 probes. Additionally, the dependency of visible light reflection on the water content of the sand was evaluated. The results revealed that the average effective thickness of the probe's sampling volume was 5-6 cm on both sides of the plane of the probe rods. The probe accurately measured the soil water content over a 0.88 m2 spatial area. The visible light reflectance of the variably saturated sand surface and the corresponding water content of the sand follow a soil water retention function-type relationship. The usage of the multirod TDR measurement system at a larger spatial scale carries practical implications, especially in increasing the accuracy of remote sensing data. Cette etude a mis au point une sonde TDR uniplanaire a plusieurs tiges et l'a evaluee lors d'experiences en laboratoire pour mesurer l'eau du sol sur une plus grande echelle spatiale. Le volume d'echantillonnage de la sonde a ete determine en simulant la distribution du potentiel electrique autour des tiges de la sonde a l'aide du progiciel HYDRUS 2D et verifie par rapport a la constante dielectrique mesuree dans le sable sature. Les performances de la sonde ont ete evaluees en comparant ses mesures dielectriques dans le sable humide sur une large gamme de teneurs en eau pendant le sechage par evaporation avec celles mesurees par les sondes CS640. En outre, on a evalue la dependance de la reflexion de la lumiere visible sur la teneur en eau du sable. Les resultats ont montre que l'epaisseur effective moyenne du volume d'echantillonnage de la sonde etait de 5 a 6 cm de part et d'autre du plan des barres de sonde. La sonde a mesure avec precision la teneur en eau du sol sur une surface spatiale de 0,88 m2. La reflectance de la lumiere visible de la surface de sable saturee de facon variable et la teneur en eau correspondante du sable suivent une relation de type fonction de retention de l'eau-du sol. L'utilisation du systeme de TDR a plusieurs tiges a une plus grande echelle spatiale a des implications pratiques, notamment en ce qui concerne l'augmentation de la precision des donnees de teledetection.