Kontinuierliche Instream Überwachung von Nährstoffen und Sediment in landwirtschaftlichen Wasserscheiden

Zusammenfassung

Mit der Weiterentwicklung der Technologie und der Anstieg der Endkunden Erwartungen die Notwendigkeit und die Verwendung von höheren zeitlichen Auflösung Daten für Schadstoff-Belastung-Schätzung gestiegen. Dieses Protokoll beschreibt ein Verfahren zur kontinuierlichen in Situ Überwachung der Wasserqualität um höhere zeitliche Auflösung Daten für fundierte Wasser Ressourcen Management-Entscheidungen zu erhalten.

Zusammenfassung

Schadstoffkonzentrationen und Lasten in Einzugsgebieten unterschiedlich mit Zeit und Raum. Genaue und aktuelle Informationen über das Ausmaß von Schadstoffen in Wasser-Ressourcen ist eine Voraussetzung für das Verständnis der Fahrer von der Schadstofffrachten und Entscheidungen informiert Wasser Ressourcen Management. Die häufig verwendete "greifen Probenahme" Methode bietet die Konzentrationen von Schadstoffen zum Zeitpunkt der Probenahme (d. h. eine Snapshot-Konzentration) und kann unter- oder overpredict die Schadstoffkonzentrationen und Lasten. Kontinuierliche Überwachung der Nährstoffe und Sediment erhielt vor kurzem mehr Aufmerksamkeit aufgrund der Fortschritte in computing, sensing Technologie und Speichergeräte. Dieses Protokoll zeigt den Einsatz von Sensoren, Sonden und Instrumentierung, in Situ Nitrat, Ammonium, Trübung, pH-Wert, Leitfähigkeit, Temperatur und gelösten Sauerstoff (DO) kontinuierlich zu überwachen und zu berechnen, die Lasten aus zwei Bächen (Gräben) in zwei landwirtschaftliche Wasserscheiden. Mit der richtigen Kalibrierung, Wartung und Betrieb von Sensoren und Sonden erhalten Sie Daten zur guten Wasserqualität durch Überwindung der schwierige Bedingungen wie Ablagerungen und Schmutz Anhaftungen. Die Methode kann auch verwendet in Einzugsgebieten in verschiedenen Größen und zeichnet sich durch Landwirtschaft, bewaldeten und/oder urban Land.

Einleitung

Überwachung der Wasserqualität gibt Auskunft über die Konzentrationen von Schadstoffen auf verschiedenen räumlichen Ebenen, abhängig von der Größe des Gebiets beitragen, die von einem Grundstück oder ein Feld um eine Wasserscheide reichen können. Diese Kontrolle erfolgt über einen Zeitraum von Zeit, wie ein einzelnes Ereignis, einen Tag, eine Saison oder ein Jahr. Die Informationen aus der Überwachung der Wasserqualität, vor allem in Bezug auf Nährstoffe (z. B. Stickstoff und Phosphor) und Sediment, kann verwendet werden, um: 1) verstehen hydrologische Prozesse, Transport und Umwandlung von Schadstoffen in Strömen, wie landwirtschaftliche Entwässerungsgräben;....

Protokoll

1. Standortwahl

1. Wasserscheide Auswahl
   1. Wählen Sie basierend auf das Ausmaß der Verschmutzung Problem, Priorität der Wasserscheide, Nähe zur Forschungseinrichtung, Zugriff auf die Website Watershed(s) und Daten Ziele.
2. Stream Probenahme Standorten
   1. Wählen Sie Stream Probenahme Speicherorte basierend auf der Studie Zweck.
      Hinweis: Optimale Probenahme Standorten sind gut gemischt in einem Querschnitt, sicher und leicht zugänglich, physikalisch stabil (d.h. konstantem Querschnitt und einer Bank unterstützt Bahnhof Gerätegehäuse) und Vertreter ^{12 ,<....}

Ergebnisse

In der Aryal und Reba (2017) Publikation wurde dieses Protokoll verwendet, um den Transport und die Umwandlung der Nährstoffe und Sediment in zwei kleinen landwirtschaftlichen Wasserscheiden⁶zu studieren. Weitere Ergebnisse aus diesem Protokoll werden nachfolgend beschrieben.

Niederschlag-Abfluss-Wasser-Qualität-Beziehungen:

Die Stärke einer kontin.......

Diskussion

Insgesamt hat die kontinuierliche Überwachung von Nährstoffen und Sediment mehrere Vorteile gegenüber monitoring mittels Greifer-Sampling-Methode. Hydrologische und Wasser Qualitätsprozesse sind in einer sehr kurzen Zeitspanne von Regenfällen betroffen. Benutzer erhalten hohe zeitliche Auflösung Daten über Nährstoffe und Sediment, komplexe Probleme zu studieren. Andere Wasser Qualitätsparameter, wie Leitfähigkeit, pH-Wert, Temperatur und, erhalten Sie gleichzeitig und zu den gleichen Kosten für die Überwachung, Nitrat, A.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Die Multiparametersonde	Hach Hydrolab	DS5X	misst Temperatur, pH-Wert, Leitfähigkeit, gelösten Sauerstoff, Nitrat, Ammonium, Trübung
Strömungsmodul und der Sensor der Flächengeschwindigkeit	Teledyne Isco	2150	misst die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit und -tiefe und berechnet die Durchflussrate und den Gesamtdurchfluss auf der Grundlage der bereitgestellten Querschnittsfläche des Grabens. Die gespeicherten Daten können direkt auf den Computer heruntergeladen werden.
Der automatische tragbare Wasserschöpfer	Teledyne Isco ISCO	6712	nimmt automatisch Wasserproben im eingestellten Intervall oder in Verbindung mit dem Durchflussmodul und dem Sensor
Druckmessumformer	In-situ	Rugged Troll 100	misst Druck, Füllstand und Temperatur im Wasser. Gespeicherte Daten können direkt auf den Computer heruntergeladen werden
Tragbarer Durchflussmesser	Flo-mate (Hach)	Marsh-McBirney 2000	Für die manuelle Entladungsmessung
Batterie, 12 V, wiederaufladbar	UPG	UB 1270	Zur Stromversorgung
der Sonde Batterie, 12 V, wiederaufladbare	Interstate-Batterien	SRM 27	Blei-Säure-Batterie zur Stromversorgung des Autosamplers
Solarpanel	Alt E	ALT20-12P	Zum Aufladen der Batterie vor Ort
C-8-Batterien
Kalibrierstandards	Hach oder Fisher Scientific	mehrere	Standards für pH (4,7,10), Leitfähigkeit (1412 uS/cm), Nitrat (5 und 50 mg/L), Ammonium (5 und 50 mg/L) und Trübung (50,100,200 NTU)
Standard für hohe Nitrate	Hach	013810HY	50 mg/L
Standard für niedrige Nitrate	Hach	013800HY	5 mg/L
Hoher Ammoniumstandard	Hach	002588HY	50 mg/L
Niedriger Ammoniumstandard	Hach	002587HY	5 mg/L
Trübungsstandard	Fisher scientific	R8819050-500G	50 NTU
Trübungsstandard	Fisher scientific	88-061-6	100 NTU
Trübungsstandard	Fisher scientific	R8819200500 C	200 NTU
Kaliumchlorid-Salzpellets	Hach	005376HY	zur Aufrechterhaltung des Elektrolyten für die pH-Elektrode
Kaliumchlorid-Standard	Fisher scientific	5890-16	1412 us/cm
Pufferlösung, pH 4	Fisher scientific	SB99-1	für die Kalibrierung von pH-Sensoren
Pufferlösung, pH 7	Fisher scientific	SB108-1	für die Kalibrierung von pH-Sensoren
Pufferlösung, pH 10	Fisher scientific	SB116-1	für die Kalibrierung von pH-Sensoren
Silikondichtstoff	Hach	00298HY	Zum Abdichten der Sensorbatterieabdeckung wasserdicht
Allzweckreiniger	Sunshine Makers Inc	Einfache grüne
Tücher	Kimberly-Clark
L-Halterung
Telsbar Post	Unistrut Service Company		Sensoren und Sonden im Strom sichern
Stahldraht			Stützsonde und PT-Sensor
Karabiner			Stoßsonde und PT-Sensor
Inbusschlüssel
Kupferdrahtgeflecht	B Gone		Nagetier- und Vogelbekämpfung Kupfernetzrolle
Klebeband	Agri Drain Corporation		Fliesenklebeband, funktioniert bei nassem und kaltem Wetter

Das Vogel