soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and...

11
Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain re¯ectometry and ground-penetrating radar J.A. Huisman a, * , C. Sperl b , W. Bouten a , J.M. Verstraten a a Netherlands Centre for Geo-ecological Research ICG), Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics IBED), Physical Geography and Soil Science, Nieuwe Achtergracht 166, 1018 WV Amsterdam, The Netherlands b Lehrstuhl fu Èr Bodenkunde, TU Mu Ènchen, Am Hochanger 2, D-85350 Freising-Weihenstephan, Germany Received 14 June 2000; revised 5 November 2000; accepted 30 January 2001 Abstract Accurate measurements of soil water content with an appropriate support are important in many research ®elds. Ground- penetrating radar GPR) is an interesting measurement technique for mapping soil water content at an intermediate scale in between point and remote sensing measurements. To measure soil water content with GPR, we used the velocity of the ground wave, which is the signal traveling directly from source to receiving antenna through the upper centimeters of the soil. To evaluate GPR performance, we aggregated time domain re¯ectometry TDR) and gravimetric soil water content measurements to the support of GPR measurements. The results showed that the calibration equations between GPR measurements and aggregated gravimetrical soil water content were similar to those obtained for TDR measurements, suggesting that available TDR calibrations e.g. Topp's equation) can be used for GPR. Furthermore, we found that the accuracy of GPR to measure soil water content is comparable with the accuracy of TDR, although it depended on the type of data acquisition used for the determination of the ground wave velocity. q 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. Keywords: Ground-penetrating radar; Time domain re¯ectometry; Soil moisture 1. Introduction Soil water content is an important variable in hydrological processes at a wide range of scales. At a global scale, soil water content is important because of its interactions with the Earth's climate system. For example, soil water content controls the partitioning of radiation in sensible and latent heat, and couples the soil compartment to the atmosphere in the hydro- logical cycle by evapotranspiration Famiglietti et al., 1999). At an intermediate catchment) scale, the antecedent soil water content determined by soil type, slope, rainfall distribution etc.) in¯uences the partitioning of precipitation into in®ltration and runoff and, therefore, exerts a strong control on soil erosion and ¯ooding Grayson and Western, 1998). At an even smaller scale, local patterns of soil water in®l- tration and preferential ¯ow of water in the soil can lead to an accelerated breakthrough of solutes, such as some pesticides and heavy metals, and can, therefore, affect groundwater quality Ritsema, 1999). In order to cope with these phenomena and to further study the in¯uence of soil water content, there is a need for soil water content measurements at a range of scales. Available techniques to measure soil water content either provide measurements at a small point) Journal of Hydrology 245 2001) 48±58 www.elsevier.com/locate/jhydrol 0022-1694/01/$ - see front matter q 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved. PII: S0022-169401)00336-5 * Corresponding author. Tel: 131-20-5257450; fax: 131-20- 5257431. E-mail address: [email protected] J.A. Huisman).

Upload: ja-huisman

Post on 01-Nov-2016

214 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

���� ���� ������ ��� ������ �� �������� ��� � ���� ������ ������ ��������� ��� ���������������� ���

���� ��� ������� �� ������ �� ������� ��!� "� ������

���������� ������ � � �� ��� � ����� ������� ������ �������� � � �� ������� �� �� ���� ������� ������� ������� �� ��� �� ��

! �� !������� ����"� #����������� $%%� $&$' () #������� *�� ����������+������� ��,� � ��-���� *. /�,������ #� 0 ������� 1� ��'232& 4�������(������� ���� �������

#���$�� %& ���� '((() �$� �� * +�$���� '((() ������ ,( ������ '((%

��������

����� ��� ������ �� ��� ���� ������ ���- �� ��������� ����� �� �������� �� ���� � ��- .��� � /�����

���������� ��� 0/1#2 � �� ����� ���� ��� ������ ��-��3�� �� ������� ��� ���� ������ �� �� ����������� ��� ��

������� ����� ��� ����� �� ��� ��� ������ � 4� ��� �� ��� ���� ������ ���- /1#� �� � �� �-� $������ �� �-� �����

��$�� �-�- � �-� ����� ��$����� ������ ��� ��� �� ���$��� ������� �-���- �-� ���� �������� �� �-� ���� 4�

�$������ /1# ��������� �� ��������� ���� ������ ��������� 045#2 ��� ��$����� ��� ���� ������ ��� ������

�� �-� ����� �� /1# ��� ������ � 4-� � ��� -���� �-�� �-� ��������� �3������ ������� /1# ��� ������ ���

��������� ��$������� ��� ���� ������ ��� ����� �� �-� � �������� �� 45# ��� ������ � ���� ���� �-�� �$�������

45# ��������� 0���� 4���6 �3������2 �� �� � �� �� /1#� 7��-����� �� ����� �-�� �-� ���� �� /1# �� ��� �� ���

���� ������ � �������� ���- �-� ���� �� 45#� ���-���- �� �������� �� �-� ���� �� ���� �3�� ����� � �� �� �-�

������������ �� �-� ����� ��$� $������� � '((% 8� �$�� ����� �"� ��� ��-� � �$���

5��" �� /��������������� ���) 4��� ������ ���������) ���� ��� ���

� ���� ������

���� ���� ������ � �� �������� $������ ��

-��������� ��� � �� � ���� ���� �� ��� � ��

� ������ ���� ��� ���� ������ � �������� ���� �

�� �� ��������� ���- �-� 8��-6 ������ � ���� 7�

�9������ ��� ���� ������ ����� �-� �����������

�� �������� �� �� ���� ��� ������ -���� ��� �����

�-� ��� ��������� �� �-� ���� �-�� �� �-� -����

������ ��� �� �$������ ������� 07���������� �� ����

%:::2� �� �� ����������� 0��-����2 ���� �-�

��������� ��� ���� ������ 0��������� �� ���

����� ����� ������� �� �������� ���2 ������� �-�

����������� �� ����������� ���� ��.������� ��� �����

���� �-������ �9�� � ���� ����� �� ��� �� ���

��� ������� 0/�� �� ��� �� ���� %::;2� �� ��

�$�� ����� ���� ���� ������ �� ��� ���� ��.��

������ ��� ���������� ��� �� ���� �� �-� ��� ��

���� �� �� �������� ���<�-���- �� ����� � �- �

��� �� ����� ��� -��$� ����� � ��� ��� �-������

����� ��������� 3������ 0#�� ���� %:::2� =� ���

�� ��� ���- �-� � �-������� ��� �� ���-� ���� �-�

������� �� ��� ���� ������� �-�� � � ���� �� ���

���� ������ ��� ������ �� � ���� �� ��� �

�$������� ��-��3�� �� ��� �� ��� ���� ������

���-� ��$��� ��� ������ �� � ���� 0�����2

������ �� �������� '&* 0'((%2 &;>*;������ �$�����?�����?@-����

((''�%A:&?(%?B � �� ���� ����� � '((% 8� �$�� ����� �"� ��� ��-� � �$���

1==� �((''�%A:&0(%2((,,A�*

� ��� ������� ���-�� 4��� �,%�'(�*'*C&*() ��9� �,%�'(�

*'*C&,%�

������ ���6 �-�� ���D����$���� 0���� ��� ���2�

Page 2: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

����� 0��� ������ $�����2 � �� �-� ��- ����

����� �� ������� �� �� ����� 4��� 5�����

#��������� 045#� 4��� �� ���� %:;(2 ��� �����

���� ��� ������ 01��������� ��� ���� %::C2 ����

-�$� � ������� ����� 0���� (�(%>% ��,2� �-�-

��<� �-�� � ������� � ���� �� ��� �� ����� ���

��� � � �- � .����� ��� 0���� +� �� �� ����

%:::2� ����$�� �-� ���� ����� ��� �� � ����

�-�� ���� ��� ������ �� ������ �� � �������

���� � ������ �� ��� ���� ������ �� � ���� ���

0�� ��� �� ���� %::;2� +����� ���� 0�-����� ��

���� %:;(2 �� -�$� � ���� ����� 0�� �-� ��� ��

(�%>(�* �,2 ��� �-� ������� �� �������� �� �������

���� ��� ��������9���� � ���� � �-� ��$���������

� ������ � -���� � ������ �� ��� ���� ������

������ �-� ����� �� �-� ������ ���� ��� ���

���� �� ���� � ���� ��� ��-��3�� �� ����

� ������ �� ��� ���� ������ �$� ���� ���

0�������2 � ����� �� ���� � ������� �� �$�

�����$� �������� 0��< �� �� ���� %::A)

7���������� �� ���� %:::2� ����$�� ���� �����

��� ��� � �� ���������� ��������� ����

��� ���� ������ ���� �-������ �-� ������ $����

������ �� ��� ���� ������ ���-�� �-� ��� �����

���� 0������ ��� %( �� %((( � ��������� �� �-�

���� �� ����� �� ���2 -���� �� ����� ���� ����

�� ������ �� ������� �����E����� �� ������� �� ��

�����

=� �� �� ������� �-�� �-�� � � ��� �� �����

������� ������� � �� .��� 0�����2 ��� ������

��� ���� � ������ ��� ����� �� ���� �-�- ��$�

� � �� ���.����� ���� � �-� ��� �� �-�- �-� ����

�� ������� � ��� ��� ���� �-� ��� �� ������

����� � 0�� ��� ��� ��F -�� %:::2� G������ ��

������ - � H-���� �� �-� ��� �� ����� �6 � ���-��

�-� �������� ������< �� ������ ����������

0���$����< ��� 1��� ��� %::;) �� ��� ��� ��F -��

%:::2� ����-� �� ������� � �� ��� ��������� �� ���

��-��3�� �� ��� �� ��� ���� ������� /�����

���������� ��� 0/1#2 � ��� �� �-� ���� ���

��-��3�� �� ��� �� ��� ���� ������ �� �� �����

������� ��� ���- ����� ������ ��� (�* �� ,( �,

��������� �� �-� ��� ��.������� 05� ���

#������ %::&) �-��E� �� ���� %::A) $�� G$������

�� ���� %::C) ����� �� ���� %::;2� 4-� ������$� �$�

-���� �� /1# ���� �-� �������� ������ �� ���

��� ���� ������ �� ���� ��� 0�� �� *(( � *(( � �

���2� 7��-����� /1# ��� �� �������$���� @� � �

45# ��� ����� �� ���� �-�- ��<� �-�� ��

������$� ������ �� ���� �-� ������ ����� �� ���

���� ������ �� �������� ��� �

4-� /1# ��-��3�� � ���������� 3���� ������

4-� � ������ ������ �� � ��� ������� �����

�� �-� ���- ����� �������� ����� ���- �����

���� �-� �� ��� ������� ���� �-� ���� ��� �� �������

���$��� �-� ����� ��� ������ �� �-� ���� ���

�� ���� ���� � �� ������� ������� ���� � ���

�� ��� ����� ����� ������ ��< �� �-� ����

0������ %:C,2� 7��� % -�� �� ���� ����������

���- �� � �������� ��� 0� %� � '2� ��$��� �� �-� ����- �� �� � �� �� � ������ �-� �������$��� � % �� �-�����- �� �-� ������� � <���� 0$�� G$������ ��

���� %::C2� 7� �9������ ����� �� ��� 0%::;2 � �� �-�

$������ �� ������ ��$� �� �������� ��� ������

��$���� 4-�� ���� �� � ��������� �3������ �������

��� ���� ������ �� /1#���� ��� ��� �������$���

�� � ������ .�� ���� ����� 4-�� ����� � ����

�������� ������� /1# ��� 45# ���������

�3������ � ��� �-� �� ����� ��������� �� �-� ������

��� �� ��3���� ���� �� �-�- 45# ��� /1#

������ ��� � ������ ���- �-� ������������ �� �-�

E�� ��� �� �� �-� /1#� I������������ �-� �����- ��

����� �� ��� 0%::;2 ����� �� � �� �� ��� ��� ����

������ ���-��� �9��� �$� ����� �� �������� �-�

����- �� �-� ��� �������� 5� ��� #����� 0%::&2

���� ��� �-�� ���-��� <�������� �� ��� ����-� �

�� �-� �� ��� �� ��� 0����� �������2 ��� ��������

�-� ����� ��$� ��� �� �� �-� �� � ���� ��� ��$�

�� ������� ��� ���� ������� 4-� ����� ��$� �

�-� ����� ��$����� ������ ��� ��� �� ���$���

������� �-���- �-� ���� �������� �� �-� ��� ���

�-����� �� � �-� ���� ��$� �� �-�- �-� ����������

78#8 0����� �� ��8 9 7 ����� � 0�� � �� 1:2 �1&&$� :';2' &:

7��� %� 0���� ����� %:::2� 1��������� ���- �� ������������

��$� �� � ��� ���- ��� ���� �� ���� ���� ������� �������$���

0� % ��� � '2�

Page 3: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

�� ���� �� �� <���� � ���� 0�� � �� 5�� %::A)

����� %:::2�

4-� ����� ��$� �� �� ������.�� �� � ���� �����

#������� ��� #������� 0��##2 ��� ������

07�� � ' ��� ,2� ��## �3�� ����� �� � � �� ���� �

��� �-� �� ���� ������� �-� �������� ����� � �-���

��� ������� ����� �� � .9�� �� ������ 4-� ����

���- �� �-� ����� ��$� ������� ��� ��� ���$�

� ��� �� � ����� ������� ������� ��$�� ���� ���

������� �������� �-�� ����� ������.����� �� �-�

����� ��$�� ����$�� �-� �3�� ����� ���� �� �

��## ��� ������ � ���� ���� �� �3������� �-�

������ � �������� �� ��� ���� ������

�������� =� � �� � �� ���� �� �������� �-� �����

��$� $������ ��� � ��� ��� ������ ���- � .9��

������� �������� 0������ 4�� ����� � ) �4�2�

��$���� �-�� �-� ����� ��$� -� ���� ������.�� ��

� ��## ��� ������� =� �-� �4� �����- � ���

��� �����-� �-� �������� �� �� ����� �� ��� �

�-�- ����� ��$��� �-� �������� �� 3��<�� ���

���� ��� 0J�-���� ��� /���� %:::2�

4-� ��� �� �-� ������ 0%2 �� � � �-� ���� ��

/1# �� ��� �� ��� ���� ������ �� � ��� �-� �����

��$� $������� ��� 0'2 �� ��.� �� � ���� ��� ��

��� �-�� 45# ��������� �3������ �� �� � $���� ��

/1#� 4-������ �� ������� 45#� /1# ��� ��$��

���� ��� ���� ������ ��� ������ �� �-� ����

%( � �� �-� ��� �� '* �� ��� �� %, �������� ��� �

4-� 45# ��� ��$����� ���� ������ ��� ������

��� ��������� �� �-� ����� �� /1#� � ������ ��

��������� �3������ ��� ���� � � ���� ��

��� ���� ������ ��� ������ ���- 45# ��� /1#�

78#8 0����� �� ��8 9 7 ����� � 0�� � �� 1:2 �1&&$� :';2'*(

7��� '� 0���� ����� %:::2� �-����� ��##���� ������� 4-�

����� ��$� �� �� ������.�� � � ��$� ���- � ����� ��$� ���

������ ��� �-� ����� �� �-� <>� �����

7��� ,� ��##���� ������ ����� �� 1����� ���- �-� ''* !�E ��������� � � �-� ����� ��$� $������ �� �� �%�

Page 4: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

� ��������� �� ����� �

!�� ������ ��� ���� ��� �� '* ��� ������

������� 0��� !�� %::: �� �������� %:::2 �� %,

�������� ��� � ��� ������ �� �-� +��-����� � 4-�

�������� ��� ������ �� �$��� ��� ��� ���

���� �� �-� ��� ���� 4���� % �����E� ��9����

������� � ��9���� �� � ������ �� �-� ����

4�9����� 0I�5�� %:C*2� ����� ����� �������

�� ���< ��� ��� 0 52 ��� �-� ����� �� $� �� ��

��- ���� 4�9���� ������� ��� �������� ���- �

����� �E� ����� � �� ��� ��$����� ����� ��

��� ������ �������� ��� �� �� ����� � � ����-�

�������� �� �-� ����� �� ����-� �� �-� ����� ����

���$�� �� ����� ������ 4-� ��9��� �� � ����

��� ��� 0K�����@<�E���2 �� ���� 0J��� ���2� 4-�

� � ���� ��� �� ��9��� �� � � �-� ���� ��

/1# �� ��� �� ��� ���� ������ ���� � -��- ���

������ ��� �-� � ������ -��- ������$��� ������

��������� �-� ����� ��$� ���� �-������ ����� �-� � �

�� /1# �� �-� � ���-�� ��9��� �

�� ��- �� �-� '* ��� ������ ������� � �-�

�������$��� �� � * � ' � (�% �, ���� �� � �������

�� /1# � ��� � ��##��� ������ ����� �-� �����-

�9� �� �-� ���� 0 �� 7��� &2� =� �-� ����� �� -�$�

0��-� ��������2 � ���� �-�� �-� ���� �E� ���

���� ���- �-� ����� �� �� /1# ��� ������ �

����$�� ���� ����� �� ���� 0%:::2 ��� ������

0%:::2 �� �-� H����- �� �������6 �� �-� ����� ��$�

���� � �-�� �-� ����� ��� ���� �� ������ 4-���

���� �� ���� �� ��� �� ������� � ���� ���

����� /1# ����� �� �-� ��������� �� � ��� � ��

� �� � 1�� �8KKG� %((( /1# � ��� ���- � '(( "

��� ����� 0��� � ��� �������� !� � ����� G+�

������2 ��� ��� �� �� �������� �������� ���-

���� ��3����� �� ''* ��� &*( !�E 0�� ��2 ���

��3���� ��������- �-�� �� ����� �3��� �� �-�

���� ��3���� 05�$� ��� ������ %:;:2� 4-�

��� ���� ��� ������� ���- �-� 1�� �8KKG��3�� ����� ������ ������� �� �-� ����������

4-� ��� ������ ���- �-� ''* !�E �������� ���

���� ���- ������� �������� ���� ��� ��� (�& ��

*�( � ���- ������� �� (�% �� � ���� ������ ��

%(( � � � ������� ��� �� ,(( � ��� A& ��< ��

��� 0��� (�, �� *�( � ���- ������� �� (�% � ���

%(( � ������� ��� �� � � �� �-� &*( !�E �������2�

�� � �� ������ 0$� ��� &�'� �������� ������.

�������� K�� �-�� /�����2 �� ������ /1# ����

��� ���� �������� � H�����6�.��� �� ���$� ����

��3���� �������� ����� �� �-� ��� �3�������� �

���� ��� �$������ .��� �� ���$� ��� � ��� ��

�������� ���� ����� 0�/�2 �� ���� � �-� ������

���� �� �-� �� ��� ����� ��$� �� ���� �������

�������� �

4-� �$���� �������$��� �� ��- �� �-�

* � ' � (�% �, ���� �� �� � � ������� �� ��������

��� %* ������� ������ 45# ��� ������

0�� ����� �� 7��� &2 ������� ���- � 4�<����9 ����

�� �� 04�<����9� ��$����� G����� I��2 ��� $����

���� �� ������ %( � ���� �-�����������

78#8 0����� �� ��8 9 7 ����� � 0�� � �� 1:2 �1&&$� :';2' *%

4���� %

4�9���� �� � �� �-� %, ��� ������ �� �-� ���� 4�9������ L����� L���� ��� L���� �� �9�� �� � � ����-� �������� �� �-� ����� ��

����-� �� �-� ����� ���� ���$�� �� ����� ������ G! � �-� ����� ����� ������ �9�� �� �� � ����� ����� �� <� �� �������� 5 �

�-� �� ���< ��� ��� �� <� �� ��, ��� � � �-� ����� �� ��� ������ ������� �� ���

J������ 4�9���� �� L���� L���� L���� G! 5 �

!������� J���� ��� ;;�( C�: &�% '�( %�A: '

J��� ��� J��� ':�' &;�& ''�& C�, %�'* %

5�� J���� ��� ;(�% %*�: &�( &�* %�,; *

/�����$�� ���� ���� %(�; C*�: %,�& %�: %�&: %

�-��$��� J��� &A�A &*�* C�; &�% %�&A %

K����� �� - ���� ���� %;�& C'�: ;�C '�& %�&% %

!���-��� J���� ��� ;A�, :�' &�* '�' %�&A %

8-� J��� ,;�( &*�A %A�, '�; %�*A %

8� ���� J���� ��� ;'�% %A�C %�% A�A %�%; %

1����� J���� ��� ;,�C %,�C ,�A *�: %�&& &

K�����@< J���� ��� ;C�% %(�& '�* &�% %�*% ,

K�����@<�E��� ���� :;�, %�% (�C (�' %�A' '

"���-��E�� J���� ��� ;*�% %'�: '�% A�C %�%& '

Page 5: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

�� ���� �� �����$��� 0%::,2� 4-� 4�<����9 %*('

��� ���� � ��$� ��<�� �-�� -� � ��3���� ����

% !�E �� (�'>% /�E� ��������� �� �-� �������

������� �� �-� ���� 4-� ����� �� �-� � 45#

��� ������ � ��������� �� �-� �����-� ������

�-�<�� ��� �������� �� �-� ���� ��� � =� � � ��

�� �-����������� 0��� ������� (�((' � ���

��� ����� (�(%; �2� �-� ����� � ����9�������

�3��� �� � ������ �� ���� �� �-� �����- ��� �-�

�������� �� �-� ���� ��� 0(�(, ��,2� ���� �

�� � ����� 0�:(L2 � �������� ���-�� �-� $�����07��M �� ���� %::;2�

7������� �� ���< %( $����� ��$����� ����� ��

(�%( �������- ��� (�(* ��������� ������ ����

��� 0 ����� �� (�%:A ��,2 �� ������� ������

������� 07��� &2 �� '& ��� ������ ������� 0��

��� ������� �� ���� ���< �$�� ����� � ������

�� � ����� �� '&C ��$����� ����� 2� 4-� ��$��

���� ���� ������ ��� �-� �� 5 �� �-� � �����

��� ��������� �� ��� ���� �-� ����-� �� ����

&; - �� ����� �� C(��� 4-� � ��� ��� ��������� ��� ������ �-� �$���� ��$����� ��� ���� ������ ��

��- �������� =� ��- �� �-� '&C ����� �� �� � ���<

45# ��� ������ �� ������ � ������ 45# ������

���� �3�������

4-�� �� �$��� �����-� ����� ��������

��� ���� ������� � � ���- �������$���� ��� �� �-� ���� �� -�� � �-� �����-������� ���������

�3������ �� ��<����- �� ��� 0%::%2�

� � =% � ='��� �%�

�-�� =% ��� =' �� ��������� ������� � ��� ��� �-�

3��� ��� �� �������$��� 0�� � ����� �����$�

����92 �� ���-� /1# � 45#� 4-� 45# �����$�

����9� �45#� �� �������� ��� �-� ��$�� ���� ��

�-� ��� �� ��� �-� �����- �� �-� ���� + ������ ���

�45# � ��� '+

�'�

�-�� � � �-� ������������ ��$� $������ �� ��

0, � %(; � �%2 ��� �� �� �������� ���- �-� ��$������ ����� � �� ����� �� �����$��� ��� �����

0%::(2� 7� /1# �-� �����$� ����9 �� ���������

� ��� ��� ���-�� � ���## �� ��������� �� ������

� ���� ������� ���- �-� ��$�� ���� �� �-� �����

��$� �� � ������� ������ �� ������� ��������

0 �� 7��� ,2� 4-� ���� ����� �� �-� ������ �� �����

����� �� �-� ������ �� ��������� ������� �� ���

����� ��$� �� -�� �������� � �-��� �-� ����

����� �������� �� �-� ����� ��$� ����������� ���-

���� ��� ������� ��������� =� �-� �4�� �-� ����

��$� ����9� ��4�� �� �������� ��� �-� ��$�� ����

�� �-� �� ��$� ��� �-� ����� ��$� �� � ���.

������� �������� <�

��4� � ���/� � ����� <

<� �,�

�-�� �/� ��� ��� �� �-� ��$�� ���� �� �-� �����

��$� ��� �-� �� ��$�� � ����$���� 4-� ��$�� ����

�� �� ��������� �������� � ����������������

���- � ���� ��<��� ������-� ����� �$������� ��

�� �� � /1# ���� ��� ��� ��<��� 0 �� ����

!������9 ��� �-����� %:::2� �� � �� �������� ���- �-� ��## ����� � ��� �-� ������ ��<���

�� ��$�� ���� �� �-� �4�� 4-� ��� ������ �� �-�

�4� ��� �9����� ��� �-� ��## ��� �������

��� �3������� �� �� ��� �� ��� �-� ���������

� ������ ���- �-� ���� ������.����� �� �-� �����

��$� �� � ����� ����

4� 3������� �-� ���� �� �-� ��������� �������

��� ���� ������ ��� �����$� ����9� �� � �� �-�

��� ���� 3��� �� 0#!�82 ������� �� �$��

���� ������� � �� � ��� ���� ������ ������� ���-� ��������� 83� 0%2� � � �

#!�8 �

�������������������������%

���� � �� ��'

������ �&�

78#8 0����� �� ��8 9 7 ����� � 0�� � �� 1:2 �1&&$� :';2'*'

7��� &� �������� ������� �� 45#� /1# ��� ��$����� �����

���-�� �-� * � ' � (�% �, �����

Page 6: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

�-�� � � �-� ����� �� �� �$����� � ����$�� ��

� � �� �� ���� �-� �� ���� �� �� �$�� ��������

�� ���� ���� � �� 0�2 �$�.����� ��� �� �$����

�����E����� ��� 0�2 ��������� ��������� �� � �����

���� �� �-� ��� ��� ���.���� � 4-������ �� .����

���� ��� �� �-� �$������� ���� 0A(L2 ���- 83� 0%2� 4-�

$��������� �� 0�� � ���� �� �-� �������� &(L ��

�-� ����2 �� � �� �� ������ � ����� � ������ �� �-�

���� �� �-� ��� ���� ������ ��� ������ �

����� �9�� �� �� �-� #!�8� 4-� ����� ��������

�� ��������� ��� $��������� �� �� ������� %(((

���� �� ���� �-� ������� �� ������� �� �� �-�

� ��� �

� ������� �� ���������

38$8 #�������� � � *�� ����������

7���� * �� ��� �-� ������ ��������� �3������

������� �45# ��� � 0�� � �� 4���� '2� ��� � �� ������� �$��� �$��� �� �� �� ��� ������ � ��-

�� ������� ���- � ��� ������ �������� 4-�

#!�8 �� �-� 45# ��������� �3������ �

(�('&, �, ��, 0�$���� #!�8 �� %((( $���������

�� 2� �-�- � �� � �� �-� �$���� #!�8 �� �-�

��������� �� ���� � �-�� �� ��.���� ���� ��

������� � ������ �-� ��� ��� ���.���� � ��-

�-� ��������� �3������ ��� �� ���� �� ���-��

�-� ���� ����� �� ��-� 0���� ���� �� ���

�-@N������ %::&2�

4-� ��������� �3������ � ������ ��� �-� �����

������ �� �-� 45# ��� ������ ��� �-� ��$��

������ ���� ������ �� ��- �� �-� '*

��� ������ ������� � -��� �� 7��� A� =� � ���

�-�� ���������� ��� ��� ������ ����� �-� ���������

�3������ 04���� '2� 4-� �$���� #!�8 �� �-�

��������� ��� ���� ������ � �������� ��

(�(,(* �, ��, �� �-� $��������� �� � �-�- � -��-�

�-�� �-� #!�8 �� �-� ��������� �� ��� �� �-�

��������� �� �-� � �������� �� �-� ��� ��� ���.�

���� � /�������� �-� #!�8 �� ��������� 45#

��� ������ �� �� ������� �� �$��� ��

��� � 0�2 ��������� �� ���������� �� �45# ���

� � 0 2 ��� ������ �� �� �45#� 0�2 ��� ������

�� �� � � ��� 052 ����� �� �� � � �45# ��������

-��� 4-� �� �� �� 7��� A ��� ��� �-� ������

�� �� �-� ���� 0%* 45# ��� ������ ��� %(

��$����� ����� 2 ��� ���� � �-�� �� ����� ��

�� �� ������� �-�� �-� �� � �� � �� ����

������ �� �� 5� �-� ����� ��� G� �� ��

�-� � ������ ���� � ����� -�� �� ������ 45#

��������� ��� �� �� ���� ����� �� �������� ���

������� �������� �������$��� �� �-� ���������

78#8 0����� �� ��8 9 7 ����� � 0�� � �� 1:2 �1&&$� :';2' *,

7��� *� ������� ��������� �3������ ������� $������� ����

������ ��� �����$� ����9 �45# 0'&C ����� 2�

4���� '

#��� ��� ������� ������� ��� ���� ������ �� �����$� ����9� !��� ��� ������ ��$������ 0�� �����-� � 2 �� %((( ������� ������

���������� �� $��������� ��� ��������� �� � � � �-� �E� �� �-� ��������� ��

=% =' #!�8 0���������2 #!�8 0$���������2 �

45# 0�������2 �(�%'A, 0(�((*%2 (�%(&: 0(�((%:2 (�(',: 0(�((%%2 (�('&, 0(�((%;2 %*(

45# 0���������2 �(�%*%( 0(�(%A'2 (�%(;' 0(�((A,2 (�('A: 0(�((*,2 (�(,(* 0(�((C%2 %*

/1# 0��##� ''* !�E2 �(�%C,' 0(�('(%2 (�%%&C 0(�((A;2 (�('&% 0(�((&'2 (�(';% 0(�((A*2 %*

/1# 0��##� &*( !�E2 �(�%*A& 0(�(''C2 (�%(;; 0(�((CA2 (�('AA 0(�(('A2 (�(,(; 0(�((&;2 %*

/1# 0�4�� ''* !�E2� �(�%&:: 0(�(%:*2 (�%(;' 0(�((A,2 (�(,,; 0(�((**2 (�(,CA 0(�((;*2 %*

� �4�� ������ ��� ����� � �

Page 7: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

0���� J����� �� ���� %:;A) !���<� �� ���� %::A2� =� �-�

����� �-� �������� �� 5�

� � =, � =&�45# � =* 5 �*���$� � ����.��� ���� � �� #!�8 �� (�('%( �, ��,

����� ���������� ��� � ���� � �� (�('A' �, ��,

���� ���������� 04���� ,2� =� ���� � �� ��$���

����� � �- � J����� �� ��� 0%:;A2� �-� ������� 0=,2

�� �� ��������� �3������ ��� ��� ����.����� ��$����

��� E��� ��� ���� �-������ ������� ��� �-� ����

������� 8 ������ �� L ���� L ���� L��� ��� �����

����� ������ ��� �� � �$������� 0��� ����� �� ��-

��� ������ �������2� ��� �-� ���� ��� �� �-� � ����

���� ��� ��� ����.����� ����$� �-� � �������� ��

��� ���� �������

3818 #������� � �� "���� � ����� ����������

"��� ��� �(#�� �����������

7���� , -�� � ������ ��## ��� ������

��� ��� ���- �-� ''* !�E ��������� ��- �-� ��

��$� ��� �-� ����� ��$� �� �� ��� �� �����E��

��� �� �-�� ����� ��$� ��� ���- ���� ��� �������

��������� 4-� ����� ��$� $������ �

(�%'A; � � �%� �-�- �� ���� ���- � �����$�

����9 �� '�,C 0��� � �������$��� �� *�A(2� 7� �����

� ��� �-� ��������� �����$� ����9 �� �-� 45#

��� ������ �� '�'A ��� �-� ��������� ��$��

���� ��� ���� ������ �� (�(%( �, ��,� 7� �-�

��## ��� ������� �-� ���� �� �������

�������� �� �-�- �-� ����� ��$� �� �� ����

��E�� �� ��� %�' �� *�( ��

4-� ��������� �3������ ������� ��������� ���

���� ������ ��� ���## 0''* !�E ��������2 �

-��� �� 7��� C ��� �-� � ��� �� ''* ���

&*( !�E �� �����E�� �� 4���� '� 4-� ��������

������� 7�� � A ��� C ��� �-� ��������� �3������

78#8 0����� �� ��8 9 7 ����� � 0�� � �� 1:2 �1&&$� :';2'*&

7��� A� ��������� ��������� �3������ ������� �$���� $�������

���� ������ ��� �$���� �����$� ����9 �45# �� '* ��� ������

������� �

4���� ,

#��� ��� ������� ������� ��� ���� ������ �� �����$� ����9 ��� �� 5� !��� ��� ������ ��$������ 0�� �����-� � 2 �� %(((

������� ������ ���������� �� $��������� ��� ��������� �� � � � �-� �E� �� �-� ��������� ��

=& =* #!�8 0���������2 #!�8 0$���������2 �

45# 0�������2 (�%(%, 0(�((%,2 � (�(;(& 0(�((''2 (�('(; 0(�(((;2 (�('%( 0(�((%C2 %*(

45# 0���������2 (�%(A% 0(�((A*2 � (�%(%( 0(�(%':2 (�('%: 0(�((,,2 (�('A' 0(�((*'2 %*

/1# 0��##� ''* !�E2 (�%(;C 0(�((,:2 � (�%(CA 0(�((;A2 (�('%* 0(�(('C2 (�('&% 0(�((&A2 %*

/1# 0��##� &*( !�E2 (�%(*: 0(�((*%2 � (�%('C 0(�(%(C2 (�('%A 0(�((%;2 (�('*( 0(�((,&2 %*

/1# 0�4�� ''* !�E2� (�%(%A 0(�((&A2 � (�(:(' 0(�(%(&2 (�(,': 0(�((**2 (�(,A% 0(�((;:2 %*

� �4�� ������ ��� ����� � �

7��� C� ���������� �3������ ������� $������� ���� ������ ���

�����$� ����9 ���## �������� ���- ''* !�E �������� 0'& ����

���� ���� � ��� ������� ���� ��� �� ������ ���- �-� ''* !�E

�������� ��� �� ���� 2�

Page 8: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

�� ����� �� 4���� ' ���� � � �� � ��������

������� /1# ��� 45# ��� ������ �� ���� �-�

�������� �������� ��3����� �� ���- ���-�� �

������ �� �-� � ��� �� ����� �� ��� 0%::;2 �� ��

�� �-� $������ �� ������ ��$� � �� ��� ��� .�� �

������ �������� ������� /1# ��� 45# ������

���� �3������ �� �� �� ����� ��$� $������� 4-�

#!�8 �� �-� ��� ���� ������ � �������� ���-

���## �� (�(';% �, ��,� �� �-� � � �� �-�

''* !�E ��������� ��� (�(,(; �, ��, �� �-� � �

�� �-� &*( !�E ��������� 4-� � �������� ���-

�-� ���� �� 45#� �-�- �� (�(,(* �, ��,�

4-� #!�8 �� /1# �� ����� �� (�('*( �, ��,

�� �������� �� 5 �� �-� ���������� �-�- � �

����� ������� �� �-�� �� 45# 04���� ,2� /��������

�-�� � �� �9������ �������� ������� /1# ���

45#� � -��� �� 7��� ;� 4-� ���� � �-�� �-� �����

��$� $������ ���3������ ��� ��� �-� ���� %( �

�� �-� ��� 0�����- �� 45# ����O2� �����$��� ��������

���� �� �-� ������� ��3���� � ��� �-� �������$��� � 07�� � ; ��� :�2� 4-� ��� �� ������� �-�

���������� � ������� �-�� �-� ����- �� ������� ��

�-� ����� ��$� � ������� ���������� �� �-� ��$��

�����- 0� � ��� ����� ������ ��� (�%(>(�C( � ��

�-� ����2� ��� �� ���� @� � � ���� ������� � -����

������ �������$��� ��.�� �� �-� ��� ��� �� ��

��� ������ ������� �

� ���- 45#� �� � ���� ����$� �� ������ �-� ��

�� �-� ��� ���� ������ ��� ������ ���- /1# ��

�$��� ��� � 0�2 �� �� ���## 0���� ����������

��� �� /1# ��$� ���� ������������ �� ��##

��� ������ ��� ����� � 2� 0 2 ��������� �� �����

������ ��� ��� ������ �� �� � 0 ��� � �� 45#

�� ����� � 2� 0�2 ����� �� �� � � ���## ��������

-�� ��� 052 �� ���- ������� ��������� ����� ��

� 0* � ' � (�% �,2 ��� �-� ����� 0������.���2 �����

�� /1#� 4-� �������� ������� �-� ��������� ��

45# ��� /1# ���� � �-�� �-� ����� �� -����

�� �������� �� ���- ���-�� � ����$�� �-� -����

-�$� ��� �� � �� ������� ���� � �� ���� �-�� �-�

�������$��� �� 45# ��� /1# �� ������ ������

07��� ;2� �-�- ��� ��� �� �� �-� � �� � ��� �-�

����� ��� �-� #!�8 �� /1# �� �� �-������ ��

��� � ����� �� �9������� �� 0�2 �� �� ���## �

052 �� ���- �� ����� $����� � 4-� � ��� ���

�� �� �� ��� ������ ������� �� �-� ����� ���

��� �������$� � ��� �� �� �9����� ��� 7��� :�

7���� :� ����� ��## ��� ������ ���� ��

���� ��� ������� �� ��� ��� ������ ������� ���

������� �-�� �-� /1# ��� ������ �� -��-��

��������� �� ��� �������$���� �-��� �� -��-�

�������$���� �-� �������� ������� ��� ��##

��� ������ �� ���� ��� ������� ���� �� �

�� ���� �9��������� �� �-� ���� �� �-�� �-�

�� ���- ������� �-� ����� ��� � ���� �����

�� �-� ��## ��� ������ ���� �� 0�� �9�����

��� �� �-� ��� �-�� �-� ����� ��$� �� ��� �� ���

�� ���� ������� �������� �� ��� ��� � � �� �-�

� � �� �-� ����2� 7��� :� ����� ��## ��� ���

���� ���� ���- �������� ������� ��3����� � ��� ��

�-� ��� �������� ���� ������ �-� ��$������ ���� �

���- ���� ��� �������$���� 4-� �������� �������

7��� :� ��� � ���� � �-�� �-� ���� � �� �������

������ -��� �� 7��� :� � ������ �� �� �� �� ���� �

�� �� �� ���##� ��� ��� �� �-� ���� ��� �� ���-

�� ����� $������ 4-� ���� ��� �� �� ���## ��

�� ���� ���� �-�� �-� ���������� �� $������ ��

���� �-� ������������ �� ���## � �� ������ =� ��

� ��� � �� ���� $������ �� ��� �-�- � �� ������� �� �-� � � �� �-� H������� ����6 ����� � � �� ��

�����E� �-� ��## ��� ������ � �-�� �-� �� ��

�����$� ����9 ����## �� �� �������� ���������

����## � %

'����##���9 � ���##�����

� %

'

�� ���

�� ��

� �� ���

�' � ����' ��A�

7�� 83� 0A2 �� �� �� ��� �-�� ����## ���� � ���-

78#8 0����� �� ��8 9 7 ����� � 0�� � �� 1:2 �1&&$� :';2' **

7��� ;� ������ �� �� �45# ��� ���## 0''* !�E2�

Page 9: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

���� $������ �� ��� �-����� ���� � ���- ���##�

7� �9������ �� �� � ��� �-�� �� � (�((* � � �%

�-�� ����## � (�(AC �� ���## � ' ��� (�&'( ��

���## � *�

3838 #������� � �� "���� � ����� ����������

"��� ��� �!*#�

4-� � ��� �� �-� �4� �� �� � �� ����� �� 4����

' ��� ,� 4-� ��� � �� �� �-� �4� ��� ������

������ ��� �-� ��## ��� ������ � 4-� �������

�������� �� �-� ������ ��� �������� �� �-�

�����E������� �� �-� ����� ��$�� ��� $���� ���

%�& �� '�: � ���- � ������ �� '�* �� ������ �-� � ���

�������� ���- /1# ����� ���� ���- �-� ���������

�3������ �������� �� 45# �� ��� �� ���� ��� �����

���� 4-� #!�8 �� �-� ��� ���� ������ ��� ���

���� ���- �-� �4� ���� �� ������ ���- �-�

#!�8 �� �-� ��## ��� ������� 1� ���� �9��

��� �� �� �� 0�2 �-� �� ���- ������� �-�

� ���� 0* � ' � (�% �,2 ��� �-� ����� ����� ��

�-� �4� 0��������� �� .9�� ������� ��������2

��� 0 2 �-� ��������� ��$��$�� ���- �-� � ��������

�� �-� ����� ��$� $������ ��� ��� ���� �-�- ��

�� ������� �� 0 %2 �� � ������ ���- �-� �� ��

���� �� �-� �������� ��� 0 '2 �� � ������ ���-

�-� ��<��� �� �-� ��$�� ���� � 4-� �� ������� �� �

�� � �� ��� �� ��## ��� ������ � ��� �-� ����� �

�� �-� � ��� ������ � ��� �� ���$� �� �� ��

����$����� ��� ���� � �-� � �� �$����� ��� ��

�-� H������6 ����� � �

4-� �� ���- ������� �-� � ���� ��� �-� �����

����� � ��$��� �� � � �� �-� �4� ���� � �-�

������ �$������ � � ����� �� �-� -� �� 0.9��2

������� ��������� ����$�� �-� ��� � �� �� �-�

�4� ��� �9����� ��� �-� ��## ��� ������ �

��� �� �-� � ��� ������ �� �� ������ �������

�-�� ����� �� ���-� �� ��� � ��@� ��� ��

��� 4-������ �-� �� �� ��4� 0 % ��� '2

��� �� �� � ��� ���� �� �-� ���� � �� ��

���- � ��� �� �-� ��## ��� ������ ��� �-�

45# ��� ������ � ���- � ��� �� ����� �������

���� �� �-� �4� �� ��� ���� ������ �������� �-�

���� � �-�� �� ���� � �� ���� �� �� ��� ��

�-��$�� �� �$������ �-� �������$��� � ������

��� �$��� H ����� ��� 6�

� �����������

�� �$������� �-� ���� �� /1# ��� 45# ��

��� �� ��� ��� $������� ��� ���� ������� ��

��� �� �� �-� $������ �� �-� ����� ��$� 0�� ������

��� �������� ��3����� 2� �-�- �� �� ���������

��� � ��## ��� ������� ����$�� �� �����

������� �� ��� ���� ������ �$� ���� ��� � ��

78#8 0����� �� ��8 9 7 ����� � 0�� � �� 1:2 �1&&$� :';2'*A

7��� :� 0�2 ������ �� �� ���## 0''* !�E2 ��� ��� �� ���� ��� ������� � 0�2 ������ �� �� ���## 0''* !�E2 ��� ���## 0&*( !�E2

��� ��� �� �-� ��� ��������

Page 10: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

�� � �� ����� � �����.�� �3�� ����� �� �� �� �-�

����� � �� � ����� ��� �3���� ���- � .9�� �������

�������� 0�4�2�

4-� ���� �� 45#� ��## ��� ������ ���

�-� �4� �� ��� �� ��� ���� ������ �� ���������

��� ��������� �3������ ������� ��������� ���

���� ������ ��� �����$� ����9� 4-� ���� ��

��� �� �-� ��������� 45# ��������� �3������

�� �-� ����� �� ������� ���� ������ ��� ����

��$� ����9� �-�- ��$��� �� ���� ����� �� �-� ���

�� �� ��� ���� ������ ��� ������ ���-

������������ ���-�� 0�� �-� � � �� �� �����

����� 45# ��� ������ � �-� ���� ��

�(�(,( �, ��,� ���-���- ���� ��� ����$� ��

�������� ��� ��� �-� ��� ������� 2� 4-� �����

���� �� �-� ����� �� ���� � �-�� �-� �� � �����

������ ����� �� �� �������� ������������

���-�� � �� �� �� �������$���� ��� ��� �� ���

���� ������� 4-� ��������� �3������ �� �� �� �-�

��## ��� ������ ������ ���� ���- �-� 45#

��������� �3������� ��� �-� ���� �� ��� ����

������ ��� ������ ���- ��## ��� ������

�� �(�(,( �, ��,� 4-� �� �� ��� ���� ������

��� ������ ���- ��## ��� ������ �� �����

��������� �� �-� ��������� �� �-� $������ ���������

����� �-�- ������ ������� �-� ���� �� ��� ����

������ ��� ������ �� ��� ��� � 4-� ���� ��

�-� ��� ���� ������ ��� ������ ���- �-� �4�

�� �(�(,C �, ��,� 4-� ���� � �� �� ��� �-�

��## ��� ������ �� �-� �4� �� ������ ������

���� �� �� ���� � �� �� �� �-� $������ ���������

����� 4-������ �� ��� �� ���� �� ���� � �-� ��

�� �-� �4� �� � ��� �$��� H ����� ��� 6 � � /1#

���- �������� ���$� �� �������� ����� ��$�

$�������

/�������� �-� ���� �� ������� ������� 45#

��� /1# ��.� �-�� �$������� 45# ���������

������� ��� ���� ������ ��� �������$���� �- �

� ���� ���. ��������� �3������ � 4���6

�3������� �� �� � �� ������ �� ��� ���� ������

��� ������ ���- /1# �� � ���� ��� �� ��9���

������ ��� ��� �� ����� /1# � �� ��<��� �� ��

�� ��� �� -��$�� ��9��� ���� � �-� -��-

������$��� �� �-� � ��� �������� � ��� �� � ����

����������� �� �-� ����� ��$�� �-�- ��<� �-�

������.����� �� �-� ����� ��$� ��� �-� �� �3����

������������ �� �-� ����� ��$� $������ -�� ��

���� ����� �������-�� /1# ��� � ���� ��� ��-�

��3�� �� ����� ��� ���� ������ ��� ������

�$� ���� ��� �

�������� �������

+�G��J� ���� ����� C*(�%:�;(& .��������

������� �-� ����� ��� 5�<<�� � ��� ��� !� $��

�� /���<� !�4� $�� ��@< ��� J� �� J���� �� �-��<��

�� � � ���� ����� �-� .�����< ������ 4-�

�� ����$� ������ �� �-� �$���� ����$��

�-� 3������ �� �-� �����

����������

������ ��1�� %:C,� #���� ����������� ����- �������� ��� = P

�-������� �� � ���� /���-� � ,; 0,2� **C>*;(�

�-��E�� ��� 4�� �$� ��� ������ ��� ���� 7�� %::A� ���� ����

������ ������������ � ��� � ������� ���������������� ����

���� ����� ������ �� ����� ������ A(� %,%;>%,'A�

5�$� � ��J�� ������ ��1�� %:;:� /��������������� ��� �� -��-

� ������� ������� �� ��� ��� �< �������-�� /���-� ���

1� ������ ,C� *,%>**%�

5�� ��� %::A� 5����������� �� ���� ������ �� �-� �� ���� ���-

�-� ����� ��$� �� ����� ���������� ���� J������!�9����

���� �I��$� ���F�� !�F�-��� �� %%C�

5�� ��� #������ 1�� %::&� #������ ��� ����� �� ��� ��� ��

�-� �� ���� ���- /1#� =�� 7���- ������������ ������� ��

����� ���������� ���� ������� ����� �� /��������

#� ��-� �������� K��-���� G������ ������� ��� %'&%>

%'&;�

7����������� ����� �� ���� %:::� /������� �� ��$� �������� �� ���

��� ��� $��������� ���-�� ����� �� ��� �������� �����

�-� ����-�� /��� 1���� %::C 0�/1:C2 -������� �9��������

���� #� ��� #� ��- ,* 0A2� %;,:>%;*%�

7��M� 1���� K���-�� ����� #�����-� 5�J�� K�-��� <�� #�/�� %::;�

4-� ����� ��� �� ��$�������� ��� ��������$� ���� ������

��������� ���� � ���� #� ��� #� ��- ,& 0%%2� ':C%>

':C:�

/�� ��� #� �� �� ���� ����� %::;� 4���� ���� � �������� ��

��� ���� ������ ��� ����� ��� ������ � ���� ��� ���

�������� �� ���� � ��� �� ������ �� �������� '(C� A;>;'�

�����$���� 4���� %::,� 5� ��� �� ��������� ���� ������ ����

������ ���� �� ����� ��� �-���� ���� ����� ������ ��

����� ������ *C� %&%(>%&%C�

�����$���� 4���� ������ ��� %::(� � ��������������� ,A�

-����� ���� ������ ��������� � ��� �� ��������� ���

���� ������ � ���� #� ��� #� ��- 'A 0%(2� ',%%>',%A�

��<����-� ��+�� ������� ��1�� !��-�� 7�� %::%� ���������

��� ���� ��������� �� ��� ��� ��� �� � ����� .��� ���

���- ���� ������ ���������� ���� #� ��� #� ��- ''

0*2� ;*C>;A&�

���$����<� /� �!�� 1��� ��� 8���� %::;� ������� ���������� ���

��� ��� ��������� /������ ;: 0%>'2� &C>A*�

78#8 0����� �� ��8 9 7 ����� � 0�� � �� 1:2 �1&&$� :';2' *C

Page 11: Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar

��< ��� 4���� �-������ ��� 8������ 8�4�� %::A� #����� �� ���

���������� �� -�������� ��� ��� ���� ���������� �����

������ &% 0&2� *%C>*,(�

���� ��� G���� �-@N������ 1�� %::&� ������ �� �� 45# ������

���� ������� �� ��� ���� ������������� =�� ���� ��� G����

1��� ��� J��� 08� �2� 4���������� ���������� ����������

�� ��� ����� �1 ����� 5��� - =� �� �� 1���� ��� ���� ������

#� ��- ����� 7������ 5����<� ��� '*>,,�

J������ ��� 5� #����� 1�� 5� ���<� 1�� 5���������� ��� %:;A� �

���-�� �� ��� ���� ��� ��� ��� �� ���� ������ ��������

��� ������ �� �������� ;;� ,%:>,';�

J�-����� 7�� /���� ��/�� %:::� ������������� ������ ����

�3�� ����� �� �-�� ����� ��� � /���-� � A& 0,2� C%:>C,%�

!���<�� !���� 1������ #�� #��-� ����� %::A� =���$��� �-� ������

���� �� ������� 45# ��� ��� ��� ������������ ��<��� ����

����� �-� ���� ���� 8������ ������ �� ���� ����� &C�

,*C>,AA�

!������9� �� �� �-����� 5�#�� %:::� 7� �����< ������� ��$��

�� �� ���� �� ���� ��������� /���-� � A& 0*2� %&:'>

%*(%�

+� ��� ����� !������ 1�� �� ������ J���� ���� ��� G���� %:::�

4��� 5����� #��������� ��� ���� ��� ������ �� ����

������ ����� .����� ���� ���� ����� ������ �� �����

������ A,� &:,>*((�

$�� G$������� #���� �������� ��"�� /�-�� � ����� %::C� /����

���������� ��� �� ���������� $������� ��� ���� ������)

� ��� �� �������$� ��� ������ �� ��� ��� � ������ ��

�������� %:C� ,%A>,,;�

1���������� =���� ���� ��J�� %::C� #�������� ��� ���� ������

� ��� ����� �� � �������� ���� � �������� ����������

���� ����� ������ �� ����� ������ A%� %*CA>%*;*�

#�� ���� ����� %:::� ������ � ��� ���������� ��� �� ���� ���

����� �� ��� � ������ �� �������� '%*� %>,�

�-������ 4���� ��< ��� 4���� !K��� ��J�� %:;(� ��$�� �� ���-�

�� �� ��� ��� ��� ������������� ���� #� ��� #� ��-

%A 0A2� :A%>:C:�

����� ��� %:::� 8�� ��� �� ����E�����-�� "������� �� �����

�� ���-���� �� ����� ����F<� � ��� ��� ��� /�����1����

������#���� 4�-�� -�I��$� ���F�!�F�-���!�F�-��� �� %;'�

4���� /���� 5�$� � ��J�� ������ ��1�� %:;(� 8����������� �����

�������� �� ��� ���� ������� ��� ������ �� ��9��� ��� �

�� ��� ���� � ���� #� ��� #� ��- %A 0,2� *C&>*;'�

I�5�� %:C*� ���� 4�9������ � �� � � ��� �� ��� �� �.�����

�� ��<��� ��� ���������� ��� �$�� � ���� �������< &,A�

I�5� 0I����� ����� 5�������� �� ��������2 ���� ��� ��

$����� ��$��� �� -������ 5���� I���

������ K���� �����-�� � 4���� ���� ��� K���� K������� %::;�

������ �� �� ����� ���������� ��� ��� ���� ������ ����

������ � ��� ���� �� � � ���� ����� ������ �� �����

������ A'� %',C>%',:�

�� ���� ����� ��F -�� /�� %:::� G� �-� ������ ����� �� ���

��� ���� ������ �� �������� '%C� '(,>''&�

�� ���� ����� ��F -�� /�� /�� ��� #� �� %::;� /�� ���� ����

-����� ����� �� ��� ��� ��� ������ �� �-� 4�����

��-����� ������ �� �������� '(*� '(>,C�

������� K�/�� %:::� 5�� +��� �� ��������� �� /����� ���

�- 8�� ��E E� 7��-���� �������� J������!�9������� �

I��$� ���F�� !�F�-��� �� %A:�

78#8 0����� �� ��8 9 7 ����� � 0�� � �� 1:2 �1&&$� :';2'*;