德国UGT环境仪器技术公司是世界上最著名的蒸渗仪设计生产厂商，与德国环境研究中心（UFZ）等单位合作，研发设计了一系列专利蒸渗仪技术，如无损伤性原位土柱提取技术（专利号：Patent-No.: 10 048 089; 10 2005 062 896; EP 07 712 322）、 PE-HD一体式蒸渗仪技术（专利号：Europe-Patent: 1153293）、蒸渗仪土柱体回取技术（Patent-No.: 102006010158）、蒸渗仪土壤温度、土壤水分平衡技术（专利号：Patent-No.: 10 2010 020 339）、湿地地下水观测蒸渗仪技术（专利号：Patent-No.: 19907462）、侧渗观测蒸渗仪（专利号：Patent-No.: 10353485）等。通过中德科技合作，UGT公司在我国先后设计安装了北京密云水库流域蒸渗仪监测站、山东烟台龙口蒸渗仪监测站、甘肃泾河流域蒸渗仪监测站等。

1. 技术特点

1.1 无损伤原位土柱（monolith）提取技术（Patent-No.: 10 048 089; 10 2005 062 896; EP 07 712 322）

利用蒸渗仪技术监测水分和溶质运移（如水循环及碳氮循环等），很重要的一条就是要挖取原位垂直土柱体，如何能够尽量减少对原位土柱体的扰动及周边土壤和植被的扰动，并且保证所取土柱体为原位垂直土柱体，关系到蒸渗仪能否精确模拟监测土壤水分和溶质运移的实际状况。往往采用人力挖掘结合压力法，不仅费时耗力造成土壤水分的散失，还造成对原位土柱体的严重干扰甚至破坏了土壤的原有结构、严重破坏周边的土壤植被、不能保证土柱体垂直提取等问题。UGT利用特制的三脚架起重安装垂直定位系统和外层旋转挖掘技术，可以使蒸渗柱体在与原位土柱体紧密接触而又没有破坏性扰动压力的情况下，自然垂直提取原位土柱体，还可以极大地减轻和避免对周边土壤植被的破坏性扰动，甚至一个人就可以操作完成，做到对原位土柱体基本无扰动、对周边土壤植被无破坏性扰动、保障垂直原位土柱、快速土柱体提取（这本身也减轻了土柱体挖掘过程中土壤水分的散失等扰动），原位土柱体提取后，可以保持土壤剖面的结构层次，以便于对土壤剖面的研究。

1.2 PE-HD一体式蒸渗仪技术（Europe-Patent: 1153293）

利用特制PE-HD硬塑材料，专利注塑模工艺制成一体式的单座、双座或四座蒸渗仪室，蒸渗仪维护室及单个、两个或四个蒸渗仪柱体可直接安装在蒸渗仪室内组成一个完整的蒸渗仪站，便于安装、运输，极大地缩短了安装时间从而减少了因原位土柱体露置地面时间太长造成的损害作用，坚固的一体化设计甚至可以使蒸渗仪监测站成为可移动式的（例如不同时间安装于不同位置），硬塑材料坚固、环保，防水抗压防老化腐蚀，不会因安装时间长而与土壤发生化学反应。

1.3 土壤温度、土壤水分平衡技术（Patent-No.: 10 2010 020 339）

作为一个与周边土壤环境隔离的模拟监测设备，保持蒸渗仪内部的土壤剖面温度和土壤水分含量与周边土壤环境的一致性极为重要。UGT研究设计的土壤水分、土壤温度平衡技术可以根据周边土壤环境的水分和温度变化，调控蒸渗仪土壤柱体的温度和水分，以使其与周边土壤环境保持一致，从而有效降低因蒸渗仪底面与地下水补给等的隔离造成的边界效应。

1.4 蒸渗仪土柱体回取技术（Patent-No.: 102006010158）

该技术可以将野外安装多年后的蒸渗仪土柱体无损伤地取出来并加以切割，以研究不同层次土壤（包括根系等）的解剖结构及其“质”和“量”。（下图左为0-20cm蒸渗仪土柱体，右为20-40cm蒸渗仪土柱体）

2. 几种UGT蒸渗仪专用类型

2.1 侧渗观测蒸渗仪（专利号：Patent-No.: 10353485）

侧渗蒸渗仪用于研究监测土壤水分与溶质的侧向运移情况，如沼泽水分干枯与再灌后的土壤水分与溶质侧向运移。蒸渗仪为大型矩体结构，侧渗距离（蒸渗仪长度）为4m，高度1.5m，承重系统测量范围为8000kg，精度为±100g，地下水位可在5cm至145cm之间人为调控， 沿蒸渗仪侧面不同高度可安装土壤水分取样探头、张力计、氧化还原电位传感器、CO2传感器等。

2.2屋顶绿化蒸渗仪

屋顶绿化蒸渗仪是UGT公司研发生产的一类城市系列蒸渗仪，用于城市屋顶绿化生态观测。屋顶绿化作为城市绿化的重要组成部分，对于减少降雨地面径流、减轻城市下水道压力、改善社区环境、吸收消纳PM2.5等都具有重要意义。屋顶绿化蒸渗仪可用于研究观测屋顶绿化优化方案（如基质和植物的选配）、屋顶绿化对空气污染特别是可吸入颗粒物（如PM2.5、PM10等）的吸收消纳作用、屋顶绿化对于小环境（社区环境）的生态效益等。

2.3 轨道生态观测蒸渗仪

城市化的突出特点之一就是纵横交错的交通道路轨道建设，如何减轻交通道路轨道建设对生态环境的负面影响，完善城市绿化特别是沿交通道路轨道两旁的绿化和生态，在城市化进程中具有极为重要的作用。轨道生态观测蒸渗仪用于监测评估沿道路轨道两旁的最优化水土保持方案措施和植被绿化方案，监测分析城市道路雨水存储、入渗及蒸散，及城市道路污染（如沿道路的遗弃垃圾、车辆本身的机油污染、道路修建与维护污染等）运移等，是城市化生态监测和道路轨道交通生态监测及城市生态建设的重要手段。

2.4 drylab干旱胁迫蒸渗仪观测系统

Drylab蒸渗仪由1个或2个四座蒸渗仪及降雨自动遮蔽系统组成，蒸渗仪除土壤水分、水势、温度等传感器外，还安装有MiniRhizotron根系观测系统及自动浇灌系统。Drylab用于研究节水灌溉、气候变化等，还可选配FluorCam叶绿素荧光成像系统，进一步研究分析植物干旱胁迫生理生态及抗干旱作物筛选等。（下左图为dryLab野外全景图，右图为安装了Minirhizotron维根管根系观测系统及自动浇灌系统的蒸渗仪，树苗为山毛榉）。

UGT蒸渗仪应用案例

UGT研发设计的各种应用类型蒸渗仪广泛应用于农业、林业、水利、环保等各个行业，如根系观测蒸渗仪用于研究植物根系生长动态、土壤生态修复蒸渗仪用于研究分析工业污染物的运移及不同修复措施的效果等。

2005年，UGT公司对1982年德国图林根州安装的蒸渗仪站（由2个称重蒸渗仪组成）进行了全面升级：整个蒸渗仪监测站分连个安装点，每个点由2个称重蒸渗仪和6个非称重蒸渗仪组成，该蒸渗仪站的技术特点要求为：

• UGT非损伤原位土柱体提取技术，以确保土壤结构不受干扰破坏——任何扰动破坏都会影响水和溶质的通量变化
• 蒸渗仪面积2m²、高200cm，以确保足够的植物和根系生长的不受限制
• 4个称重蒸渗仪持续监测重量变化，以测量纪录降雨和蒸散情况，精确度为0.05mm
• 张力调控土壤水取样、重力渗漏水取样，以分析溶质浓度

该蒸渗仪站的目的为：

• 通过监测作物对水分的需求，分析研究最佳灌溉措施和产量优化
• 通过N平衡分析找出氮肥使用阈值，以便优化管理，避免水资源的污染和富营养化，实现欧盟水资源管理框架（EU WFD）的目标

为了研究观测工业污染及不同土壤生态修复措施对污染物与土壤、水、植被的相互作用和修复效，由UGT设计安装的法国Homecourt蒸渗仪站（下图左为24个通用蒸渗仪，右为24个矩形蒸渗仪），其中右图矩形蒸渗仪主要用于不同土壤生态修复措施的效果观测。

2008 UGT设计安装的欧洲最大的蒸渗仪监测站，位于瑞士Rechenholz，由72个蒸渗仪组成，其中12个为称重式蒸渗仪，60个为非称重式；蒸渗仪面积为1m²，高150cm。用于研究监测不同作物种类、不同耕作条件（包括施肥制度）、不同土壤类型条件下的水分平衡与氮平衡关系。蒸渗仪配备有自动液压升降系统，需要对传感器等进行全面维护时，蒸渗仪可以降至地下维护室进行维护检修。