农业流域营养盐和泥沙的连续河道监测

该程序的总体目标是在选定的时间间隔内以高时间分辨率准确测量农业流域的水质。这种方法可以帮助回答水资源领域中关于污染物负荷的空间和时间变化、其驱动因素以及水文和水质过程的关键问题。该协议的主要优点是用户可以获得营养物质和沉积物的高时间分辨率数据，以研究复杂的环境问题。

准确及时的水质信息是做出明智的水资源管理决策的先决条件，因为非点源污染受流域特征和降雨时间和强度的影响。虽然这种方法可以提供对农业流域的见解，但它也可以应用于其他类型和大小的流域，例如城市、森林和受矿山影响的流域。首先，用软刷、垫子和肥皂或通用清洁液彻底清洁探测仪传感器表面。

用去离子水冲洗传感器。拆下并清洁浊度传感器刮水器和传感器清洁刷。然后从 pH 传感器的 PTFE 参比液络部拧下盖子。

丢弃电解质溶液。向传感器中添加氯化钾盐颗粒，并用新鲜的电解质溶液填充传感器。拧上参比液络部的盖子，形成气密密封，然后冲洗掉置换的电解液。

用钢丝和鞭子将探测仪悬挂在工作台面上方 20 至 30 厘米处。将探测仪连接到控制计算机。启动软件并选择要校准的探测仪。

在 Parameter Setup（参数设置）选项卡下，设置用于每次校准的标准品数量。在校准每个传感器之前，用去离子水彻底冲洗传感器，并用实验室湿巾擦干传感器。要开始校准电导率传感器，首先要确保椭圆形传感器表面完全干燥。

在 Calibration 选项卡下，选择 Specific Conductance 和 Micro Siemens per Centimeter。将干燥传感器设置为零。然后将传感器浸入适当的校准标准中。

读数稳定后，将传感器设置为每厘米 1， 412 微西门子。用去离子水冲洗校准的传感器。接下来，将 pH 传感器浸入 pH 7 标准溶液中。

选择 pH 选项卡，等待读数稳定，然后将传感器设置为 7.0。彻底冲洗并擦干传感器，然后用 pH 10 溶液重复该过程。冲洗 pH 传感器并检查 pH 4 标准溶液中的读数，以验证校准曲线是否为线性。

然后用去离子水冲洗传感器上残留的标准溶液。接下来，在探测仪校准杯中装满温度稳定的空气饱和去离子水，然后将杯子安装到探测仪上。倒置探空仪以确保温度和溶解氧传感器被水覆盖。

选择饱和度百分比中的 LDO，等待读数稳定，然后将气压设置为以毫米汞柱为单位的当地压力。接下来，对准探测仪并取下校准杯。将新鲜的去离子水放入校准杯中，确保没有气泡形成，然后将校准杯安装到探测仪上。

选择 NTU 中的浊度。读数稳定后，将第一个校准点的浊度设置为 0.6 NTU。对三个浊度标准品重复此过程，以设置剩余的校准点，然后冲洗传感器并干燥。

接下来，用 50 毫克/升的硝酸盐标准溶液将校准杯装满四分之三，然后将杯子安装到探空仪上。倒置探测仪，以便覆盖温度和硝酸盐传感器。选择硝酸盐，以毫克/升氮为单位。

读数稳定后，以电压记录温度。将第一个校准点设置为 46.2。用去离子水彻底冲洗传感器，然后用实验室湿巾擦干传感器。

使用 5 毫克/升硝酸盐标准溶液对第二个校准点重复该过程。验证电压差在 50 到 65 毫伏之间，并且温差不超过 5 华氏度。以相同的方式校准铵传感器。

校准完成后，重新安装干净的雨刮器和刷子。在软件中选择 SelfClean，然后旋转一次校准刮水器和刷子。同步探测仪时钟并删除最旧的探测仪日志文件。

创建一个新的日志文件并选择要测量的所需参数。填写监控时长和间隔，然后保存日志文件。在安装探空仪之前，请检查探空仪电池并在必要时更换。

用全天候胶带包裹探空仪表面。并用铜带或铜网覆盖传感器防护罩，以简化清洁并减少微生物生长。要开始安装，请在要监测的溪流的底部插入一个可伸缩的方形安装管。

使用钢板和 L 形支架将面速度传感器牢固地安装在管子上，使传感器尖端沿着流线面向上游。如果没有速度传感器的区域，请在伸缩柱内安装一个压力传感器，使传感器尖端刚好接触河床。将压力传感器设置为每 15 分钟测量一次水深。

使用压力传感器读数和便携式流量计测量生成一系列流量的级排放曲线。接下来，使用套圈和旋锏将探测仪安装在伸缩柱的下游侧，探测仪的底部至少高于河床 1 到 10 厘米。确保探测仪始终浸入水中。

如有必要，将探测仪连接到外部电源。然后，将自动进样器放置在防风雨外壳中，安装在河岸顶部稳定、水平的地面上。然后，将过滤管固定在伸缩柱上游侧的水下。

使用软管将过滤器管连接到自动进样器。设置所需的采样间隔并启动自动进样器。以适合水流条件的间隔清洁和校准探测仪。

定期下载采集的数据，收集水样，并用干净、干燥的 10 升罐替换收集罐。将样品运送到冰上实验室进行进一步分析。检查数据中是否存在间隙、漂移或不稳定的测量值，表明需要维护。

记录的水质数据，与当地气象站的降雨数据进行比较。每次降雨事件都导致流量增加。两个主要峰值内的多个局部排放峰值归因于降雨的空间变化，以及水稻和大豆田的排水模式导致了流量。

浑浊度也随排放而增加。在水位线流量增加期间观察到最高浑浊度。在最初的冲洗过程中，硝酸盐浓度增加，表明最近施用的可溶性氮已经从田间冲走。

在初始冲洗期间还观察到铵态氮的小幅增加。观察到电导率和流量之间存在反比关系，表明硝酸盐和铵不是水电导率的主要贡献者。电导率降低归因于雨水稀释。

污染物负荷随时间变化，初夏和深秋的负荷最高。9 月和 10 月的低污染物负荷归因于整体低流量。11 月和 12 月最近受干扰的田地上的高降雨量反映在更高和更可变的污染物负荷上。

污染物负荷也随着水向下游移动而变化。探空仪和周围传感器中的生物污垢和沉积物积累确实是农业流域面临的最大挑战，这主要是由于沉积物负荷和营养水平高。尤其是在大型降水事件之后。

使用外部电池正确定位传感器和探测仪，用铜网包裹探测仪，经常下载数据，在现场经常清洁探测仪和传感器表面，以及在实验室定期校准探测仪，这些对于获得高水质数据都很重要。探空仪断电或探空仪上的生物污垢和沉积物堆积可能会影响数据质量。尝试此过程时，制定并遵循质量保证项目计划非常重要。

不要忘记，野外工作可能会有安全问题，例如洪水、蛇、恶劣天气和闪电。注意制定安全、健康和福利计划，确定安全问题和应急准备。这些应该被设计并遵循。

一旦掌握，该程序就可以产生良好的原位连续水质数据，这些数据是农业和其他流域做出水资源管理决策所需的。