Erfassung von Wasser fließen gewichtet und Schwebestaub aus landwirtschaftlichen Kanäle bei Drainage-Veranstaltungen

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, eine neuartige Methode zur Erfassung von in situ zusammengesetzten strömungsgewichteten Abflusswässern und Schwebstoffen während Entwässerungsereignissen für deren physikalisch-chemische Charakterisierung bereitzustellen. Diese Methode wird dazu beitragen, den grundlegendsten Schritt auf dem Gebiet der Umwelthydrologie zu bewältigen, nämlich die Entnahme einer Wasserprobe, die ein Strömungsereignis in seiner Gesamtheit vollständig darstellt. Die Hauptvorteile dieser Technik bestehen darin, dass sie automatisiert ist und eine Mischprobe liefert, die für typisches Austragsmaterial, das bei Strömungsereignissen vorhanden ist, sehr repräsentativ ist.

Diese Methode kann Aufschluss über die Wasserqualitätsparameter bei routinemäßigen Entwässerungsereignissen sowie bei Sturmereignissen geben, bei denen große Wassermengen über mehrere Tage abgelassen werden. Die Entwicklung von Überwachungsmethoden, die durchflussgewichtete Mischwasserproben erfassen, könnte dazu beitragen, Fehler zu vermeiden, die mit komplexen, hochintensiven Regenereignissen verbunden sind. Das Verfahren wird von dem wissenschaftlichen Mitarbeiter, Dr. Timothy Lang, zusammen mit den Feldtechnikern Pablo und Johnny demonstriert.

Nachdem Sie eine Studienfarm identifiziert haben, installieren Sie einen Datenlogger in der Nähe der Pumpstation, der einen Autosampler auslöst, um zusammengesetzte Durchflussproben auf einer Durchflussproportionalbasis zu sammeln. Verwenden Sie die Druckmessumformer, die in den Zu- und Abflusskanälen neben der Pumpstation installiert sind, um die Füllstände der Hofkanäle zu überwachen, und verwenden Sie die an den Pumpenköpfen installierten Näherungsschalter, um die Pumpendrehzahl zu überwachen. Um die Entwässerung zu berechnen, verwenden Sie für jede Pumpe einen Datenlogger und eine Pumpenkalibrierungsgleichung

Um den in der Pumpstation befindlichen automatischen In-situ-Probenehmer so zu programmieren, dass er täglich zusammengesetzte Wasserproben erfasst, drücken Sie zunächst die Programmeingabetaste. Drücken Sie dann auf Programm, Flow-based Sampling, Sample every one pulses, 30 Composite Samples und Sample Volume of 130 Milliliter. Drücken Sie die Eingabetaste für die Kalibrierung des Probenvolumens und die Eingabetaste für die Startzeit.

Drücken Sie dann auf Programmsequenz abgeschlossen. Lagern Sie die durchflussgewichteten Mischproben dann bis zu ihrer Analyse in einem Kühlschrank vor Ort bei vier Grad Celsius. Um Schwebstoffe aufzufangen, positionieren Sie zwei 200-Liter-PVC-Absetztanks einige Meter vom Datenlogger entfernt, um das Abflusswasser aus den Landwirtschaftskanälen über die Dauer der Entwässerungsperiode zu sammeln.

Um den Datenlogger so zu programmieren, dass er die Partikelproben sammelt, drücken Sie alle zwei Minuten auf Programm, Zeitbasierte Probenahme und Probenahme. Wählen Sie für zusammengesetzte Proben 200 und dann Nein für Kalibrierung des Probenvolumens und geben Sie die Startzeit ein. Drücken Sie dann auf Sequence Complete und drücken Sie die Sampling-Taste.

Alle zwei Minuten werden zwei Liter durchflussgewichtetes Drainagewasser in den Absetzbecken gesammelt. Wenn sich die Partikel in den Tanks abzusetzen beginnen, verwenden Sie einen Schlauch, um das überschüssige Wasser abzusaugen und die Partikel in Fünf-Gallonen-Eimer zu überführen, um sie zurück ins Labor zu transportieren, wo sie 24 Stunden lang bei vier Grad Celsius äquilibriert werden. Wenn sich die Partikel abgesetzt haben, saugen Sie das überschüssige Wasser ab und leiten Sie die Partikel in Imhoff-Absetzkegel um.

Nach einer Stunde das überschüssige Wasser ein letztes Mal absaugen und die abgesetzten Partikel in vorgewogene 500-Milliliter-Schraubgläser umfüllen. Achten Sie darauf, das Wasser unter der Oberfläche und von den Seiten des Kegels entfernt zu sammeln, um die Anzahl der angesaugten Partikel zu reduzieren. In diesem repräsentativen Experiment wurden Schwebstoffe aus drei landwirtschaftlichen Kanälen innerhalb des landwirtschaftlichen Gebiets Everglade wie nachgewiesen gesammelt und als hochgradig organisch eingestuft, eine geringe Schüttdichte aufweisend und nährstoffreich wie Phosphor – Eigenschaften, die sehr repräsentativ für das Wasser und die Sedimente sind, die typischerweise für die Bodentypen des landwirtschaftlichen Gebiets Everglades und die umliegenden Landnutzungspraktiken zu finden sind.

Wenn Sie dieses Verfahren versuchen, ist es wichtig, daran zu denken, dass sich die Partikel vollständig absetzen können, bevor Sie überschüssiges Wasser entfernen. Nach diesem Verfahren können andere Methoden wie die Phosphorfraktionierung nach der Methode von Hedley et al. verwendet werden, um zu bewerten, wie viel labiler im Vergleich zu widerspenstigem Phosphor in den Partikeln vorhanden ist.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie ein zusammengesetztes durchflussgewichtetes Abflusswasser im Gegensatz zu einer Stichprobenahme sammeln. Durch einen Kühlschrank vor Ort ist es möglich, die Wasserproben bei vier Grad Celsius zu konservieren. Ein weiterer Vorteil dieser Methode zur Entnahme von Wasserproben besteht darin, dass sie automatisiert ist und zur Erfassung von Abflussereignissen im Zusammenhang mit Stürmen und Hurrikanen verwendet werden kann, die bis zu einigen Tagen andauern können.