本發明涉及一種對稻田土壤水地下水轉化過程自動監測的蒸滲儀，尤其是用于精確獲取稻田土壤水地下水轉化量及其連續變化過程的蒸滲儀，屬于農業科技領域。
背景技術：
：：技術需要：水稻是我國主要糧食作物之一，水稻灌溉用水量巨大，占到全國用水量的65％以上。目前，水資源缺乏對農業生產的約束日益突出，傳統的稻田灌溉模式由于水分浪費現象嚴重已逐漸被人們摒棄。20世紀80年代以來，我國水稻節水灌溉技術取得了長足進步并得到大面積推廣。節水灌溉模式的水分調控措施使得稻田出現連續的干濕交替過程，加之我國稻作區主要分布在南方，區域內地下水埋深普遍較小，當節水灌溉稻田土壤處于飽和狀態時，多余的土壤水入滲進入地下水，當土壤水分低于田間持水率時，淺埋深條件下的地下水通過毛管上升補給根系土壤水消耗，使得節水灌溉稻田土壤水與地下水界面的水分交換頻繁。已有研究多關注節水灌溉模式對于稻田土壤水入滲的影響，尚未關注節水灌溉稻田地下水補給過程，節水灌溉稻田土壤水地下水轉化特征及其影響機制尚不明確，制約了我國稻田水管理模式的進一步優化。因此，亟待研發一種可以有效測量稻田土壤水地下水轉化過程的裝置支撐相關研究工作的開展。現有技術：國內外學者通過蒸滲儀試驗在旱地開展了一系列的農田土壤水地下水轉化過程的研究工作，明確了旱地農田土壤水地下水轉化機制及其對于作物需水過程的調節作用。r.talebnejad,a.r.sepaskhah；effectofdifferentsalinegroundwaterdepthsandirrigationwatersalinitiesonyieldandwateruseofquinoainlysimeter，agriculturalwatermanagement；m.a.kahlown,m.ashraf,zia-ul-haq；effectofshallowgroundwatertableoncropwaterrequirementsandcropyields，agriculturalwatermanagement；zahrajalili，shallowsalinegroundwaterusebyblackcumin(nigellasatival.)inthepresenceofsurfacewaterinasemi-aridregionhoushangghamarnia,agriculturalwatermanagement。劉戰東，劉祖貴，俞建河，南紀琴，秦安振，肖俊夫，地下水埋深對玉米生長發育及水分利用的影響，排灌機械工程學報。現有技術的缺陷：但是在這些試驗中僅僅給出了裝置的工作原理，并未給出裝置的具體設計數據。尤其已有裝置都是針對旱田。適用于稻田裝置的研究工作未見報道。由于節水灌溉稻田存在連續的干濕循環，使得稻田土壤水地下水轉化過程較旱地更為頻繁與劇烈，按照已有裝置的人工監測手段無法完整體現監測周期內稻田土壤水-地下水轉化過程。同時水稻需水的特點加之生育季節內降雨量較大，使得稻田水分補給頻次較高，稻田滲漏量遠大于旱地；此外，稻作區地下水位較高，使得稻田地下水補給量較大，已有裝置完全無法滿足稻田土壤水-地下水轉化量監測的要求。稻田水分轉化過程顯著影響了蒸滲過程中的氣壓、水量平衡，將現有技術中的蒸滲儀直接或者簡單改裝后無法滿足稻田土壤水地下水轉化過程觀測的要求。試驗方法的空白制約了節水灌溉稻田土壤水地下水轉化過程及其影響機制的深入研究。因此，亟待針對稻田水分轉化特征提出一種稻田土壤水地下水轉化過程自動監測的蒸滲儀，為相關研究工作提供技術支撐。技術實現要素：本發明目的是提供一種對稻田土壤水地下水轉化過程自動監測的蒸滲儀，精確獲取稻田土壤水地下水轉化量及其連續變化過程。一種對稻田土壤水地下水轉化過程自動監測的蒸滲儀；包括：蒸滲儀小區，觀測池，氣壓調節管，透水管，閥門，過濾器，定位水箱，定位水箱導軌，閥門，翻斗水量計，補水箱，補水口，通氣管，水位計。其中，上述的蒸滲儀小區底部布置有透水管，在透水管遠離觀測池的一端連接氣壓調節管至田表，用以調節蒸滲儀小區透水管處的氣壓。上述的蒸滲儀小區規格為60cm*60cm*100cm(長*寬*深)。上述的氣壓調節管頂部設置限流閥，氣壓調節管截面面積與透水管透水面積之比為1:6。上述的透水管通過閥門和過濾器后與布設在觀測池中的馬氏瓶系統相連；上述的馬氏瓶系統包括定位水箱、補水箱通過管道相連，并在管道上設置閥門；上述的定位水箱包括：溢流孔，頂蓋；溢流孔下接翻斗水量計；上述的補水箱包括補水口、通氣管、水位計。上述的裝置工作原理為：根據連通器原理，定位水箱溢流口的高程與稻田地下水位保持一致。調節補水箱通氣管底端的高程與定位水箱溢流口一致。根據馬氏瓶的工作原理，當稻田水體蒸發后，地下水位下降導致定位水箱水位下降后，補水箱將向定位水箱補水，同時水流通過透水管向蒸滲儀小區補水，當定位水箱和蒸滲儀小區地下水位上升至定位水箱溢流口高程后，停止補水過程。當降雨或稻田灌溉后，蒸滲儀小區地下水位升高，當超出定位水箱溢流孔后，多余水量直接溢出并流出至翻斗水量計，此部分水量即為稻田滲漏水量。當稻田地下水位降至設定值以下時，根據馬氏瓶的工作原理，補水箱通過定位水箱向蒸滲儀小區補水，補水量即為稻田地下水補給量，由布置在補水箱內的水位計測量補水前后的水位差值計算得出補水量。蒸滲儀小區排水通過布置在觀測池底部的直流潛水泵抽排至測量區以外。裝置的工作步驟如下：1)關閉閥門a和閥門b；2)將補水箱加滿水并完全密封后，打開閥門a；3)此時補水箱向定位水箱補水直至系統達到平衡狀態；4)打開閥門b，進入測量狀態；5)當補水箱水量不足，補水后重復上述過程重新進入測量狀態。本發明有如下效果：(1)本發明提供一種能夠精確測量稻田土壤水地下水轉化量的蒸滲儀；(2)本發明的蒸滲儀能夠自動補水和自動排水；(3)本發明的蒸滲儀地下水補給量測量精度能夠達到0.07mm；(4)本發明的蒸滲儀滲漏水量測量精度能夠達到0.01mm；(5)本發明的蒸滲儀水量補充和排水變動跟隨時間小于5分鐘。附圖說明圖1為本發明的整體結構示意圖；圖2為本發明蒸滲儀定位水箱導軌的示意圖；圖3為本發明蒸滲儀定位水箱頂蓋的示意圖。本發明的組成包括：1蒸滲儀小區，2觀測池，11氣壓調節管，12透水管，22閥門a，23過濾器，24定位水箱，25閥門b，26翻斗水量計，27定位水箱導軌，3補水箱，31補水口，32通氣管，33水位計。具體實施方式實施例一如圖1所示，一種對稻田土壤水地下水轉化過程自動監測的蒸滲儀；包括：蒸滲儀小區1，觀測池2，氣壓調節管11，透水管12，閥門a22，過濾器23，定位水箱24，閥門b25，翻斗水量計26，定位水箱導軌27，補水箱3，補水口31，通氣管32，水位計33。其中，上述的蒸滲儀小區1底部布置有透水管12，在透水管12遠離觀測池2的一端連接氣壓調節管11至田表，用以調節蒸滲儀小區1透水管12處的氣壓。上述的氣壓調節管11頂部設置限流閥，氣壓調節管11截面面積與透水管12透水面積之比為1:6。上述的透水管12通過閥門a22和過濾器23后與布設在觀測池2中的馬氏瓶系統相連；上述的馬氏瓶系統包括定位水箱24、補水箱3通過管道相連，并在管道上設置閥門b25；上述的定位水箱24包括：溢流孔241，頂蓋242；溢流孔241下接翻斗水量計26；上述的補水箱3包括補水口31、通氣管32、水位計33。從定位水箱24底部到定位水箱24溢流口241的下沿高度為整個定位水箱24高度的3/4；即定位水箱24充水到溢流狀態時其水位到水箱深度的2/3位置。上述的定位水箱24的頂蓋為圓形直徑為16cm，與定位水箱直徑一致；頂蓋上開有24個直徑1cm的圓孔，分為內圈圓孔和外圈圓孔，內圈圓孔圓心均勻分布在直徑10.5cm的圓上，外圈圓孔圓心分布在直徑13.5cm的圓上。為防止動物或雜物進入定位水箱24，其上覆蓋厚度為1cm，孔隙率為85％的土工膜；試驗發現該規格的土工膜可以有效調整定位水箱24中的通氣狀況，避免由于通氣不足造成水位跟隨性差。上述的定位水箱24高度為20cm。上述裝置的工作原理為：根據連通器原理，按照預設的小區地下水位，調整定位水箱導軌27使得定位水箱24溢流口241的高程。調節補水箱3通氣管32底端的高程與定位水箱24溢流口241一致。根據馬氏瓶的工作原理，當稻田水體蒸發后，地下水位下降導致定位水箱24水位下降后，補水箱3將向定位水箱24補水，同時水流通過透水管12向蒸滲儀小區補水，當定位水箱24和蒸滲儀小區1地下水位上升至定位水箱24溢流口241高程后，停止補水過程。當降雨或稻田灌溉后，蒸滲儀小區1地下水位升高，當超出定位水箱24溢流孔241后，多余水量直接溢出并流出至翻斗水量計243，此部分水量即為稻田滲漏水量。當稻田地下水位降至設定值以下時，根據馬氏瓶的工作原理，補水箱3通過定位水箱24向蒸滲儀小區1補水，補水量即為稻田地下水補給量，由布置在補水箱內的水位計測量補水前后的水位差值計算得出補水量。蒸滲儀小區排水通過布置在觀測池底部的直流潛水泵抽排至測量區以外。裝置的工作步驟如下：1)關閉閥門a22和閥門b25；2)將補水箱3加滿水并完全密封后，打開閥門a22；3)此時補水箱3向定位水箱24補水直至系統達到平衡狀態；4)打開閥門b25，進入測量狀態；5)當補水箱3水量不足，重復上述過程補水后重新進入測量狀態。實施例二如圖1所示，一種對稻田土壤水地下水轉化過程自動監測的蒸滲儀；包括：蒸滲儀小區1，觀測池2，氣壓調節管11，透水管12，閥門a22，過濾器23，定位水箱24，閥門b25，翻斗水量計26，定位水箱導軌27，補水箱3，補水口31，通氣管32，水位計33。其中，上述的蒸滲儀小區1底部布置有透水管12，在透水管12遠離觀測池2的一端連接氣壓調節管11至田表，用以調節蒸滲儀小區1透水管12處的氣壓。上述的氣壓調節管11頂部設置限流閥，氣壓調節管11截面面積與透水管12透水面積之比為1:6。上述的透水管12通過閥門a22和過濾器23后與布設在觀測池2中的馬氏瓶系統相連；上述的馬氏瓶系統包括定位水箱24、補水箱3通過管道相連，并在管道上設置閥門b25；上述的定位水箱24包括：溢流孔241，頂蓋242；溢流孔241下接翻斗水量計26；上述的補水箱3包括補水口31、通氣管32、水位計33。從定位水箱24底部到定位水箱24溢流口241的下沿高度為整個定位水箱24高度的3/4；即定位水箱24充水到溢流狀態時其水位到水箱深度的2/3位置。上述的定位水箱24的頂蓋為圓形直徑為16cm，與定位水箱直徑一致；頂蓋上開有24個直徑1cm的圓孔，分為內圈圓孔和外圈圓孔，內圈圓孔圓心均勻分布在直徑10.5cm的圓上，外圈圓孔圓心分布在直徑13.5cm的圓上。為防止動物或雜物進入定位水箱24，其上覆蓋厚度為1cm，孔隙率為85％的土工膜；試驗發現該規格的土工膜可以有效調整定位水箱24中的通氣狀況，避免由于通氣不足造成水位跟隨性差。上述的定位水箱24高度為20cm。上述的補水箱為圓柱形，直徑16cm，水箱高度80cm。上述裝置的工作原理為：根據連通器原理，定位水箱24溢流口241的高程通過調整定位水箱導軌27改變定位水箱24的高程與稻田地下水位保持一致。調節補水箱3通氣管32底端的高程與定位水箱24溢流口241一致。根據馬氏瓶的工作原理，當稻田水體蒸發一段時間，地下水位下降導致定位水箱24水位下降，補水箱3將向定位水箱24補水，同時水流通過透水管12向蒸滲儀小區補水，總補水量通過補水箱3上的水位計測得為3.2cm，根據補水箱3的截面積為200.96cm，計算可得總補水量為643ml，當定位水箱24和蒸滲儀小區1地下水位上升至定位水箱24溢流口241高程后，停止補水過程。當降雨或稻田灌溉后，蒸滲儀小區1地下水位升高，當超出定位水箱24溢流孔241后，多余水量直接溢出并流出至翻斗水量計243測得水量為763ml，此部分水量即為稻田滲漏水量。當前第1頁12當前第1頁12