一种模拟水田环境的稻田蒸散测定装置的制作方法

本实用新型涉及农田蒸散试验设备技术领域，尤其涉及一种模拟水田环境的稻田蒸散测定装置。

背景技术：

水稻是位列主要粮食作物之首，近十几年来我国南方水稻种植区季节性干旱频发对水稻生产威胁很大。现代农业需发展节水灌溉、精细化灌溉，农田蒸散量及其精确测定是精细化灌溉基础。

随着现代电子技术和观测仪器设备发展，“超声波”等新一代水深传感器其精度高、自动化程度高，可通过水深水位差可直接测定稻田蒸散量。

但是，不同水田环境田块大小、水深等较复杂，如何简洁、快速度获取不同水田环境的蒸散量，测定逐日甚至逐小时蒸散变化是目前亟需解决的问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种模拟水田环境的稻田蒸散测定装置，该装置适用于不同的水田环境，通过实时获取蒸散桶中稻田水层深度等数据，处理计算自动得到稻田蒸散量。同时该装置成本低、数据可靠性高。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型提供一种模拟水田环境的稻田蒸散测定装置，该装置包括蒸散桶和蒸散测定系统，所述蒸散桶埋设于水田中，蒸散桶内包括土壤层和水层；

所述蒸散测定系统包括水深传感器和第一采集器，水深传感器与第一采集器通讯连接，所述水深传感器置于所述蒸散桶的内部。

根据本实用新型，所述蒸散桶包括三种尺寸：标准尺寸、小尺寸和大尺寸；

所述标准尺寸为120cm×120cm×100cm，适用于低岗丘陵区水田环境的测定；

所述小尺寸为80cm×80cm×100cm，适用于山区水田环境的测定；

所述大尺寸为200cm×200cm×100cm，适用于平原区水田环境的测定。

根据本实用新型，所述蒸散测定系统还包括灌溉流量传感器、雨量传感器和第二数据采集器，灌溉流量传感器、雨量传感器均与第二数据采集器电连接；

所述灌溉流量传感器和雨量传感器置于所述蒸散桶的外部。

根据本实用新型，所述稻田蒸散测定装置还包括数据传输模块和数据接收与处理模块，所述第一采集器和第二采集器将采集到的数据通过数据传输模块传输至数据接收与处理模块，数据接收与处理模块通过对接收到的数据进行处理得到稻田蒸散量。

根据本实用新型，所述水深传感器的外部设置有水深传感器保护套管，所述水深传感器保护套管的底部密封，顶部开口并加盖防虫罩；

所述水深传感器保护套管内的底部设置有底座，所述底座用于固定并架空所述水深传感器；

所述水深传感器保护套管的顶部下端设置有第一开孔，所述第一开孔处外部用过滤网包裹；

所述第一开孔上方、顶部下方设置有第二开孔，所述第二开孔用于将所述水深传感器的电线穿过。

根据本实用新型，所述蒸散桶和水深传感器保护套管采用PVC材料。

根据本实用新型，所述水深传感器保护套管为圆筒形，且直径15～20cm、长70～90cm。

根据本实用新型，所述数据传输模块为无线传输。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供的稻田蒸散测定装置，通过实时获取蒸散桶中稻田水层深度及降水量、灌溉量等数据，经处理计算自动得到稻田蒸散量。

2、本实用新型提供的稻田蒸散测定装置，可安装多组蒸散桶和水深传感器，且蒸散桶可设置为不同规则的尺寸，以满足模拟不同水田环境要求，测量不同水田水深环境群体蒸散量。

3、本实用新型提供的稻田蒸散测定装置，蒸散桶结构简单，采用的PVC材料等基本配件均可市面直接购买，成本低，组装方便，适合零散生产，也可以在扩大应用后批量生产。

附图说明

图1为本实用新型中蒸散桶的示意图；

图2为本实用新型中水深传感器保护套管示意图；

图3为本实用新型的整体示意图。

【附图标记说明】

1：蒸散桶；2：水深传感器；5：第一数据采集器；6：水深传感器保护套管；11：土壤层；12：水层；61：防虫罩；62：过滤网；63：底座；64：小圆孔。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

本实用新型提供一种模拟水田环境的稻田蒸散测定装置，该装置包括蒸散桶1、蒸散测定系统。如图1、3所示，蒸散桶1埋设于水田中，上端开口，内部包括土壤层11和水层12，土壤层11位于蒸散桶1内部的下部，由与周围水田同样的土壤组成，用于种植水稻；水层12位于土壤层11的上方。蒸散桶1的表面水位、土壤等与水田周边环境保持一致，这样可以更加准确地模拟水田环境，测定的数据也更有价值。

蒸发桶1根据不同水田环境测定蒸散要求设计三种尺寸：标准尺寸、小尺寸和大尺寸，其中标准尺寸的口径为120cm×120cm，适用于低岗丘陵区水田环境的测定；小尺寸的口径为80cm×80cm，适用于山区水田环境的测定；大尺寸的口径为200cm×200cm，适用于平原区水田环境的测定。

蒸散桶1的高度统一为100cm，其中土壤层11约80cm，这样可以满足水稻生长根系需求，且土壤层11较平整，便于水层12的自由流动。

优选地，蒸发桶1由PVC材料(厚度8～12mm)采取热塑料加工而成，边缘设有扶手，便于安装使用。

在蒸发桶1中间种植水稻，按照不同行株距布局；如标准尺寸(120cm×120cm)种植水稻可以栽5行×6株(行株距24cm×20cm)。

蒸散系统包括水深传感器2、灌溉流量传感器、雨量传感器、第一数据采集器5和第二数据采集器。

水深传感器2置于蒸散桶1内，并与第一数据采集器5通过电线连接。灌溉流量传感器、雨量传感器置于蒸散桶1的外侧，与第二数据采集器通过电线连接。

可以想见地，水深传感器2可置于蒸散桶1的正中间，也可置于蒸散桶1的四角中任意一角处。

水深传感器2的外围套有水深传感器保护套管6，如图2所示，水深传感器保护套管6为直径20cm、长80cm圆筒形PVC套管，水深传感器保护套管6底部密封，顶部开口并加盖防虫罩61，在距离底部60-68cm处设有三个方形孔，供水层12的水自由进出水深传感器保护套管6中，通过水深传感器2测定周围水田水深变化。

所述方形孔外部用高密度过滤网62包裹，以保证一般泥土、杂草、杂物不能通过过滤网62进入到水深传感器保护套管62内部。

距水深传感器保护套管6顶端10cm处侧面设有小圆孔64，以便水深传感器2的电线通过。水深传感器保护套管6底部放置5cm高的倒锥形的底座63，底座63用于支撑和固定水深传感器2，同时避免水深传感器保护套管6的底部有进入的泥沙附在水深传感器2上，影响水深传感器2的感应和灵敏度。

工作原理：

根据农田水分平衡原理，稻田蒸散量即E+T＝ΔW+P+I－R－D－H，其中：E-田间蒸发量，T-作物蒸腾量，ΔW-田间水位变化量，P-降水量，R-径流量，I-灌溉量，D-渗漏量，H-地下水上升量。

ΔW由水深传感器直接测量，设定有蒸散为正(ΔW≥0)，ΔW田间水位上升时(即ΔW≤0)默认值归零为0。P、I分别由雨量计传感器和灌溉流量传感器测定；由于在有降水阶段ΔW多为0，因此通常R(径流量)不参与计算；通常在地下水位变化不大、水田保水性好的地区，D(渗漏量)和H(地下水上升)也忽略不计。因此，稻田蒸散量即E+T＝ΔW+P+I。

水深传感器、灌溉流量传感器和雨量传感器将采集到的数据传输至数据采集器中，数据采集器将得到的数据通过数据传输模块传输至数据接收与处理模块，数据接收与处理模块将得到的数据经过处理得到稻田蒸散量。优选地，数据传输模块采用无线传输。

综上，可以根据模拟不同水田环境(即水稻生长环境)，设置不同不同口径和水层深度的蒸散桶，在不同蒸散桶中设置一个或多个水深传感器，通过水深传感器测定水深变化(水位之差)及雨量值、灌溉量参与计算，得到稻田蒸散量值。

需要说明的是：本实用新型的重点通过水深传感器、灌溉流量传感器、雨量传感器、采集器和处理模块之间的连接，通过各个设备的之间的配合能够实现对稻田蒸散量值进行监测，至于数据的传输、处理方式、以及上述过程所采用的程序均是本领域的常规程序，本申请并未对此进行改进。

需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。