CN114544909A - 非均质非饱和土壤蒸发过程示踪实验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土壤蒸发实验技术领域，提供一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置及方法，所述装置包括：柱体，设置为第一端开口、第二端封闭的筒体结构；透水板，设有多个透水孔，透水板设置于柱体内且与柱体的第二端之间形成空腔；隔板，设置于空腔，且隔板的第一端与透水板相连接，第二端与柱体的第二端相连接，以将空腔分隔为相互独立的两个腔室；多孔板，设置于柱体内，且用于将透水板与柱体的第一端之间的空间分隔为两个容纳空间，两个容纳空间与两个腔室一一对应地连通，且两个容纳空间分别用于放置不同的土壤。隔水片，可拆卸地设置于柱体内，并用于封堵和打开多孔板。所述装置能够为蒸发实验提供与实际相符的初始条件以及蒸发条件。
Description
技术领域
本发明涉及土壤蒸发实验技术领域，尤其涉及一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪实验装置及方法。
背景技术
现有技术中的土壤蒸发过程示踪实验装置，通常包括底部密闭的柱体，在柱体内填充土壤。在需要进行实验时，先在柱体内加水至饱和，然后对水分蒸发过程中水分在土壤中的转移踪迹进行研究，在实验过程中，柱体底部始终为饱和状态。
而在实际农田灌溉时，在土壤饱和时产生的蒸发所占比例不大，对于灌区，更多的是土壤灌溉入渗达到田间持水量后进行蒸发。所以，现有技术中的土壤蒸发过程示踪实验装置不能提供与实际相符的初始条件。同时，土壤的灌溉水在排到田间持水量后，与地下水之间的水力联系不是毛管上升主导的，而是土壤的土水势主导的，地下水并不会源源不断地提供土壤蒸发所需的水，因此，在实验过程中柱体底部始终为饱和状态也与实际情况不符。所以，现有技术中的土壤蒸发过程示踪实验装置也不能提供与实际相符的蒸发条件。
因此，现有技术中的土壤蒸发过程示踪实验装置并不能为蒸发实验提供与实际相符的初始条件以及蒸发条件的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪实验装置及方法，用以解决现有技术中的土壤蒸发过程示踪实验装置无法提供与实际相符的初始条件及蒸发条件的缺陷，实现对土壤蒸发过程中水分在不同的土壤间的转移进行更准确地实验示踪的效果。
本发明提供的一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，包括：
柱体，设置为第一端开口、第二端封闭的筒体结构，所述柱体设有用于观察所述柱体内部的透明结构；
透水板，设有多个透水孔，所述透水板设置于所述柱体内，且与所述柱体的第二端之间形成空腔；
隔板，设置于所述空腔，且所述隔板的第一端与所述透水板相连接，第二端与所述柱体的第二端相连接，以将所述空腔分隔为相互独立的两个腔室，两个所述腔室的侧壁均设有可供液体出入的贯通孔；
多孔板，设置于所述柱体内，且所述多孔板的第一端与所述透水板相连接，第二端向所述柱体的开口延伸，所述多孔板用于将所述透水板与所述柱体的第一端之间的空间分隔为两个容纳空间，两个所述容纳空间与两个所述腔室一一对应地连通，且两个所述容纳空间分别用于放置不同的土壤；
隔水片，可拆卸地设置于所述柱体内，并用于封堵和打开所述多孔板。
根据本发明提供的一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，还包括用于调节温度的恒温箱、用于吸收水汽的除湿装置以及用于检测温度值和湿度值的温湿度仪；
所述柱体、所述除湿装置和所述温湿度仪均设置于所述恒温箱内。
根据本发明提供的一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，还包括用于检测所述柱体的重量的称重装置，所述称重装置支撑于所述柱体的底部。
根据本发明提供的一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，还包括与所述透明结构相对设置的摄像装置。
根据本发明提供的一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，还包括与所述贯通孔相连通，用于向所述腔室供水的供水装置。
根据本发明提供的一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，还包括用于打开和关闭所述贯通孔的启闭结构。
根据本发明提供的一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，所述多孔板的数量设置为两个，所述隔水片可拆装地设置于两个所述多孔板之间。
根据本发明提供的一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，所述柱体的内壁上设有供所述多孔板和所述隔水片伸入并滑动的滑槽；
所述透水板上设有供所述多孔板和所述隔水片伸入的卡槽；
所述滑槽和所述卡槽内均设有密封构件。
根据本发明提供的一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，还包括用于过滤土壤颗粒的过滤件，所述过滤件铺设于所述透水板靠近所述容纳空间的一侧。
根据本发明还提供一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪方法，包括：
利用所述隔水片封堵所述多孔板，并向两个所述容纳空间内分别填入不同的土壤；
分别向两个所述腔室内通入不同颜色的溶液，直至各所述溶液的液面超过对应所述土壤的表面；
排放两个所述腔室内的溶液，直至两个所述容纳空间的所述土壤的水分均处于田间持水量；
向两个所述腔室内再通入对应的所述溶液，且所述溶液的液面低于所述透水板；
抽出所述隔水片，开始蒸发实验。
本发明提供的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，通过设置两个容纳空间能够容纳不同的土壤，通过在容纳空间的底部设置空腔，可向空腔内通入溶液，从而由下至上地对容纳空间内的土壤进行饱和。
在土壤饱和后，可以通过空腔将土壤内的水排出，直至土壤内的水分处于田间持水量状态，以便于提供与实际相符的初始条件。并且，在土壤内的水分处于田间持水量之后，可再向空腔内通入一定的溶液，且使溶液液面低于透水板，如此既能够防止土壤内的水汽从下部逸出，又能够避免溶液向土壤补充水分，从而保证在实验过程中土壤的下部保持田间持水量而不是饱和，以便于提供与实际相符的蒸发条件。
本发明提供的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，先将土壤饱和，再排水至田间持水量后进行蒸发，更接近于农田灌溉排水后，蒸发过程中土壤表面蒸发，下部保持田间持水量而不是饱和，土壤水运动由入渗主导转变为蒸发主导后的实际情况。如此设置，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置能够更为准确地反应土壤内的水分蒸发后，水分在不同的土壤之间如何进行转移。
进一步地，本发明提供的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪方法，基于非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置实施，因此，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪方法同时包含了非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置的所有上述优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一些实施例中的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置的结构示意图；
图2是本发明提供的一些实施例中的柱体的外部结构示意图；
图3是本发明提供的一些实施例中的柱体的内部结构示意图；
图4是本发明提供的一些实施例中的多孔板与隔水片的安装状态示意图。
附图标记：
1、柱体；2、透水板；3、隔板；4、腔室；5、多孔板；6、容纳空间；7、隔水片；8、恒温箱；9、变色硅胶；10、温湿度仪；11、称重装置；12、摄像装置；13、滑槽；14、卡槽；15、连接管；16、贯通孔；17、电脑；18、层板；19、容器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图4描述本发明的实施例提供的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置。
具体来说，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，包括：柱体1、透水板2、隔板3、多孔板5及隔水片7。
其中，柱体1设置为第一端开口、第二端封闭的筒体结构。柱体1设有用于观察柱体1内部的透明结构。例如，柱体1可以由有机玻璃制成。即，柱体1整体设置为透明结构。
透水板2设有多个透水孔。透水板2设置于柱体1内，并且透水板2与柱体1的第二端之间设有间隔，以在透水板2与柱体1的第二端之间形成空腔。
隔板3设置于空腔，且隔板3的第一端与透水板2相连接，第二端与柱体1的第二端相连接，以将空腔分隔为相互独立的两个腔室4。两个腔室4的侧壁分别有可供液体出入的贯通孔16。具体而言，贯通孔设置在柱体1的侧壁上。
多孔板5设置于柱体1内，且多孔板5的第一端与透水板2相连接，第二端向柱体1的开口延伸。多孔板5用于将透水板2与柱体1的第一端之间的空间分隔为两个容纳空间6，两个容纳空间6与两个腔室4一一对应地连通。参考图3所示，容纳空间和对应的腔室通过透水板的透水孔相连通。两个容纳空间6分别用于放置不同的土壤。需要说明的是，所述不同的土壤包括但不限于孔隙不同、质地不同、结构不同和矿物成分不同的土壤。
隔水片7可拆卸地设置于柱体1内，并用于封堵和打开多孔板。例如，隔水片7可插入和抽出地设置在柱体1内。在填充两种不同的土壤时，隔水片7能够避免在填充过程中两种土壤产生混合。同时，在填充土壤、对土壤进行饱和及对土壤进行排水时，隔水片7设置在柱体1内并封堵多孔板5，以避免两个容纳空间6内的液体在蒸发实验开始前就混溶。当蒸发实验开始时，可以从柱体1内抽出隔水片7，以便于两个容纳空间6内的水分能够经过多孔板进行运移。
本发明提供的实施例中的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，通过设置两个容纳空间6能够容纳不同的土壤，通过在容纳空间6的底部设置空腔，可向空腔内通入溶液，从而由下至上地对容纳空间6内的土壤进行饱和。
在土壤饱和后，可以通过空腔将土壤内的水排出，直至土壤内的水分处于田间持水量状态，以便于提供与实际相符的初始条件。并且，在土壤内的水分处于田间持水量之后，再向空腔内通入一定的溶液，且溶液液面低于透水板2，如此既能够防止土壤内的水汽从下部逸出，又能够避免溶液向土壤补充水分，从而保证在实验过程中土壤的下部保持田间持水量而不是饱和，以便于提供与实际相符的蒸发条件。
本发明的实施例中提供的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，先将土壤饱和，再排水至田间持水量后进行蒸发，更接近于农田灌溉排水后，蒸发过程中土壤表面蒸发，下部保持田间持水量而不是饱和，土壤水运动由入渗主导转变为蒸发主导后的实际情况。如此设置，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置能够更为准确地反应土壤内的水分在蒸发过程中在不同的土壤之间如何进行运移。
在本发明提供的一些实施例中，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置还包括用于调节温度的恒温箱8、用于吸收水汽的除湿装置和用于检测温湿度数值的温湿度仪10。
柱体1、除湿装置和温湿度仪10均设置于恒温箱8内。
通过将柱体1设置在恒温箱8内，能够提供恒定的蒸发环境。例如，恒温箱8的温度设置为35℃。例如，恒温箱8的型号为LHS-250SC。
除湿装置能够吸收控制恒温箱8内的水汽，以保证实验过程中湿度不超过设定湿度值。
例如，除湿装置可以包括容器19和设置在容器19内的变色硅胶9。例如，容器19可以是筛网。进一步地，恒温箱8内可以设置层板18，除湿装置设置在层板18，层板18和除湿装置均设置在柱体1的上方。除湿装置可以设置在柱体1上方20cm，并控制蒸发湿度小于或等于15％相对湿度。
温湿度仪10可以采集恒温箱8内的温度值和湿度值。例如，温湿度仪10可以采用HOBO UX100-003温湿度数据采集记录器。
在本发明提供的一些实施例中，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置还包括用于检测柱体1的重量的称重装置11。称重装置11支撑于柱体1的底部。
通过称重装置11能够对柱体1进行称重，便于记录柱体内水分损失量。
进一步地，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置包括电脑17，温湿度仪10和称重装置11均与电脑17相连接，以便于将数据实时上传至电脑17进行实验条件控制和后续的处理和分析。
可选地，称重装置11可以设置为电子天平，例如，可以采用METTLER TOLEDO公司的产品型号为ME3002T的电子天平。电脑17可以配备METTLER TOLEDO公司的EasyDirectBalance数据管理软件。通过电子天平对柱体1进行连续称重，记录水分损失并通过电脑17定时记录数据，保证实验数据的准确性和连续性，减小误差。
在本发明提供的一些实施例中，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置还包括与透明结构相对设置的摄像装置12。
通过设置摄像装置12能够记录柱体1干燥前沿和蒸发过程中水分在不同的土壤之间的交换过程。
可选地，摄像装置12可以设置为延时摄影照相机，并且还可以设置用于支撑摄像装置12的支架。
在本发明提供的一些实施例中，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置还包括与贯通孔相连通，用于向腔室4供水的供水装置。
通过设置供水装置能够向腔室4内充入液体。
例如，供水装置可以设置为马氏瓶。
在本发明提供的一些实施例中，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置还包括用于打开和关闭贯通孔的启闭结构。在需要向腔室4内充入液体或者从腔室4内排放液体时，可以将启闭结构打开，在实验过程中可以将启闭结构进行关闭。
例如，贯通孔处连接有连接管。例如，连接管15设置为胶管，启闭结构可以设置为止水夹。当然，连接管15也可以设置为硬质管道，启闭结构可以设置为安装在硬质管道上的开关阀，开关阀包括但不限于截止阀和球阀。
在本发明提供的一些实施例中，多孔板5的数量设置为两个，隔水片可拆装地设置在两个多孔板5之间。在插入隔水片7的时候，两个多孔板5相互之间不连通，在抽出隔水片7的时候，两个多孔板相互之间紧密接触，水分得以运移。
将隔水片插入到两个多孔板之间，并向容纳空间填入土壤时，左侧的多孔板5中的孔隙会被左侧的土壤填充，右侧的多孔板5中的孔隙会被右侧的土壤填充，且在饱和与排水的过程中，多孔板的孔隙中的土壤会和多孔板对应侧的土壤保持一致，这样，多孔板孔隙中的土壤就相当于两侧不同的土壤的交界面。实验结束后将多孔板抽出后，可以清晰的看到不同的土壤在交界面的水分交换情况。
在本发明提供的一些实施例中，柱体1的内壁上设有供多孔板5和隔水片7伸入并滑动的滑槽13。可选地，滑槽可以由弹性构件，例如相对设置的两个弹性板构成。弹性板包括但不限于塑料板。如此，可以使得滑槽13会在隔水片抽出时自动收紧，使得两个多孔板5相互之间紧密接触，水分得以通过多孔板5上的孔隙运移。透水板2上设有供多孔板5和隔水片7伸入的卡槽14。滑槽13和卡槽14内均设有密封构件。
通过设置滑槽13和卡槽14，既能够使多孔板5和隔水片7稳固地设置于柱体1之内，又能够方便地将多孔板5和隔水片7安装于柱体1内或从柱体1内抽出。
而通过在滑槽13和卡槽14内设置密封构件，能够避免实验开始前，两个容纳空间6内的溶液从多孔板5与滑槽13或卡槽14之间的缝隙产生混溶问题。
可选地，密封构件设置为硅胶条。
在本发明提供的一些实施例中，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置还包括用于过滤土壤颗粒的过滤件。过滤件铺设于透水板2靠近容纳空间6的一侧。通过设置过滤件能够防止容纳空间6内的土壤颗粒进入到腔室4内。
例如，过滤件可以设置为滤纸。
基于上述各个实施例中的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，其各个部件可以进行结合。
例如，本发明提供的一些实施例中，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置包括柱体1、透水板2、隔板3、多孔板5、隔水片7、用于调节温度的恒温箱8、用于吸收水汽的除湿装置、用于检测温湿度数值的温湿度仪10、用于检测柱体1的重量的称重装置11、与透明结构相对设置的摄像装置12、与贯通孔相连通以用于向腔室4供水的供水装置、用于打开和关闭贯通孔的启闭结构及铺设于透水板2靠近容纳空间6的一侧的过滤件。
柱体1设置为第一端开口、第二端封闭的筒体结构，柱体1设有用于观察柱体1内部的透明结构。
透水板2设有多个透水孔。透水板2设置于柱体1内，且透水板2与柱体1的第二端之间设有间隔，以在透水板2与柱体1的第二端之间形成空腔。
隔板3设置于空腔。且隔板3的第一端与透水板2相连接，第二端与柱体1的第二端相连接，以将空腔分隔为相互独立的两个腔室4。两个腔室4的侧壁分别设有可供液体出入的贯通孔。
多孔板5设置于柱体1内，且多孔板5的第一端与透水板2相连接，第二端向柱体1的开口延伸。多孔板5用于将透水板2与柱体1的第一端之间的空间分隔为两个容纳空间6，两个容纳空间6与两个腔室4一一对应地连通，且两个容纳空间6分别用于放置不同的土壤。
隔水片7可拆卸地设置于柱体1内，并用于封堵和打开多孔板5。
多孔板5的数量设置为两个。两个所述多孔板5之间在插入可抽出的隔水片7的时候相互之间不连通，在抽出隔水片7的时候相互之间紧密接触，水分得以通过多孔板5上的孔隙运移。柱体1的内壁上设有供多孔板5和隔水片7伸入并滑动的滑槽13，滑槽13会在隔水片7抽出时自动收紧，使得两个多孔板5相互之间紧密接触，水分得以通过多孔板5上的孔隙运移。透水板2上设有供多孔板5和隔水片7伸入的卡槽14。卡槽14和滑槽13内均设有密封构件。
如此设置，采用底部的两个贯通孔16进排水并结合隔板3的方式，使两种不同颜色的溶液在透水板2下不会混溶，有效避免了在溶液饱和土壤前就混合。使用滑槽13配合多孔板5及隔水片7，解决了填土过程中两种土壤提前混合，以及避免了蒸发实验开始前在饱和土壤和排水至田间持水量过程中两种用于标记不同的土壤的溶液的提前混合。设置密封构件，避免了试验过程中的漏水。利用多孔板5既可以在实验过程中保持不同的土壤的水力联系，实验结束抽出两侧的多孔板5还可以可视化在不同深度处不同的土壤界面上的水分移动方向。
并且，本实施例中的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，可将土壤先饱和再排水至田间持水量后进行蒸发实验，更接近于农田灌溉排水后，蒸发过程中土壤表面蒸发，下部保持田间持水量而不是饱和，土壤水运动由入渗主导转变为蒸发主导后的实际情况。
本发明的实施例中还提供一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪方法。
具体来说，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪方法基于如上所述的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置实施。非均质非饱和土壤蒸发过程示踪方法包括：
利用隔水片7封堵多孔板5，并向两个容纳空间6内分别填入不同的土壤。
具体地，可以在柱体1的内壁和多孔板5上均匀地涂抹凡士林，避免边壁效应，使得侧壁上可见的土壤水分运移状况与土壤内部的土壤水分运移状况一致，并将隔水片7置入柱体1内，使隔水片7与多孔板5贴合以封堵多孔板5。再在两个容纳空间6内分别填充不同的土壤，并利用压实器进行压实。
填入土壤后，分别向两个腔室4内通入不同颜色的溶液，直至各溶液的液面超过对应土壤的表面。
具体地，例如，可以使用制备好的亮蓝溶液和罗丹明B溶液，并利用亮蓝溶液饱和第一个容纳空间6内的土壤，例如，第一个容纳空间6内的土壤设置为大孔隙土壤。利用罗丹明B溶液饱和第二个容纳空间6内的土壤，例如，第二个容纳空间6内的土壤设置为小孔隙土壤。在两个贯通孔分别连接马氏瓶，利用马氏瓶向腔室4内通入溶液。隔板3能够防止两种溶液在饱和土壤前就混溶。随着溶液不断通入，腔室4内的溶液自下而上地对容纳空间6的土壤进行饱和。为了确保土壤完全饱和，需在土壤的表面形成几毫米薄水层。考虑到亮蓝和罗丹明B的运移速度比水要慢一些，为了达到良好的标记效果，需等到亮蓝的锋面和罗丹明B的锋面达到被其饱和的土壤表面后再停止饱和，否则接近土壤表面的土壤可能只被水饱和了却没有被亮蓝溶液或罗丹明B溶液饱和。在此处需要说明的是，若是需要研究含盐土壤中水分的转移过程，则只需将上述的颜料溶液设置为相应的颜料-盐溶液，例如亮蓝-盐溶液(亮蓝1g/l，NaCl 1mol/l)以及罗丹明B-盐溶液(罗丹明B1g/l，NaCl 1mol/l)。
亮蓝的锋面和罗丹明B的锋面均达到被其饱和的土壤表面后，排放两个腔室4的溶液，直至两个容纳空间6的土壤均保持为田间持水量。
具体地，断开贯通孔与马氏瓶的连接，从贯通孔向外排放溶液，土壤内部分水分也经过腔室4而排出，使得两个容纳空间6内的土壤均排水至田间持水量。
排放至田间持水量之后，向两个腔室4内再通入对应的溶液，且溶液的液面低于透水板2。
具体地，两个贯通孔再分别连接马氏瓶，利用马氏瓶向腔室4充入一定溶液，溶液的液面高度低于透水板2，以防止土壤中的水汽向下逸出。
通入溶液完毕后，抽出隔水片7，开始蒸发实验。
具体地，将柱体1置入到恒温箱8内，并在恒温箱8设置除湿装置、称重装置11、摄像装置12及温湿度仪10。抽出隔水片7，并记录此时的时刻为实验开始时刻，称取柱体1初始重量，记录柱体1内水位，称重数据和温湿度数据实时传输至电脑17，在实验过程中对示踪剂示踪大小孔隙水分动态变化及土壤干燥前沿进行实时拍照或录像。
通过上述的方法能够分析在蒸发过程中，亮蓝标记的大孔隙土壤中的水分和罗丹明B标记的小孔隙中的水分在非均质土壤中如何运移。
可选地，为保证实验的准确性，应设置多组柱体1，并设置加入示踪剂饱和但不进行蒸发的对照。
本发明的实施例中提供的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪方法基于非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置实施，自然也就具有了非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置的优点，此处不再赘述。
除此之外，非均质非饱和土壤蒸发过程示踪方法可以通过实验室常用的分析方法准确测量，相比其它观测土壤蒸发使用的CT扫描，中子扫描成像技术等方式具有结果简单、操作方便、较强的适用性，且成本较低、效果显著。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，其特征在于，包括：
柱体，设置为第一端开口、第二端封闭的筒体结构，所述柱体设有用于观察所述柱体内部的透明结构；
透水板，设有多个透水孔，所述透水板设置于所述柱体内，且与所述柱体的第二端之间形成空腔；
隔板，设置于所述空腔，且所述隔板的第一端与所述透水板相连接，第二端与所述柱体的第二端相连接，以将所述空腔分隔为相互独立的两个腔室，两个所述腔室的侧壁分别设有可供液体出入的贯通孔；
多孔板，设置于所述柱体内，且所述多孔板的第一端与所述透水板相连接，第二端向所述柱体的开口延伸，所述多孔板用于将所述透水板与所述柱体的第一端之间的空间分隔为两个容纳空间，两个所述容纳空间与两个所述腔室一一对应地连通，且两个所述容纳空间分别用于放置不同的土壤；
隔水片，可拆卸地设置于所述柱体内，并用于封堵和打开所述多孔板。
2.根据权利要求1所述的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，其特征在于，还包括用于调节温度的恒温箱、用于吸收水汽的除湿装置以及用于检测温度值与湿度值的温湿度仪；
所述柱体、所述除湿装置和所述温湿度仪均设置于所述恒温箱内。
3.根据权利要求1所述的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，其特征在于，还包括用于检测所述柱体的重量的称重装置，所述称重装置支撑于所述柱体的底部。
4.根据权利要求1所述的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，其特征在于，还包括与所述透明结构相对设置的摄像装置。
5.根据权利要求1所述的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，其特征在于，还包括与所述贯通孔相连通，用于向所述腔室供水的供水装置。
6.根据权利要求1所述的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，其特征在于，还包括用于打开和关闭所述贯通孔的启闭结构。
7.根据权利要求1所述的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，其特征在于，所述多孔板的数量设置为两个，所述隔水片可拆装地设置于两个所述多孔板之间。
8.根据权利要求1所述的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，其特征在于，所述柱体的内壁上设有供所述多孔板和所述隔水片伸入并滑动的滑槽；
所述透水板上设有供所述多孔板和所述隔水片伸入的卡槽；
所述滑槽和所述卡槽内均设有密封构件。
9.根据权利要求1所述的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置，其特征在于，还包括用于过滤土壤颗粒的过滤件，所述过滤件铺设于所述透水板靠近所述容纳空间的一侧。
10.一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪方法，其特征在于，基于如权利要求1-9任一项所述的非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置实施，所述方法包括:
利用所述隔水片封堵所述多孔板，并向两个所述容纳空间内分别填入不同的土壤；
分别向两个所述腔室内通入不同颜色的溶液，直至各所述溶液的液面超过对应所述土壤的表面；
排放两个所述腔室内的溶液，直至两个所述容纳空间的所述土壤的水分均处于田间持水量；
向两个所述腔室内再通入对应的所述溶液，且所述溶液的液面低于所述透水板；
抽出所述隔水片，开始蒸发实验。
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