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Article de méthode

Conception et construction d'une installation de recherche de ruissellement urbain

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DOI :

10.3791/51540

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8 août 2014

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1Soil and Crop Sciences Department, Texas A&M University, 2The Scotts Miracle-Gro Company

Dans cet article

Résumé

Cet article décrit la conception, la construction, et la fonction d'une installation de 1000 m 2 contenant 24 individuels parcelles 33,6 m 2 de terrain équipés pour mesurer le volume total des eaux de ruissellement avec le temps et la collection de sous-échantillons de ruissellement à des intervalles choisis pour la quantification des constituants chimiques dans l'eau de ruissellement provenant les pelouses résidentielles simulées.

Résumé

Comme la population urbaine augmente, plus la zone de paysage urbain irriguée. utilisation de l'eau d'été dans les zones urbaines peut être utilisé de l'eau de la ligne de base d'hiver 2-3x en raison de la demande accrue pour l'irrigation du paysage. Pratiques d'irrigation inappropriées et les grands événements de précipitations peuvent entraîner des eaux de ruissellement des paysages urbains qui a le potentiel de mener à des nutriments et des sédiments dans les ruisseaux et les lacs locaux où ils peuvent contribuer à l'eutrophisation. A 1000 m 2 installation a été construite qui se compose de 24 individuels 33,6 m 2 parcelles, chacune équipée pour mesurer le volume total des eaux de ruissellement avec le temps et la collection de sous-échantillons de ruissellement à des intervalles choisis pour la quantification des constituants chimiques dans l'eau de ruissellement des paysages urbains simulées. volumes de ruissellement provenant des premier et deuxième procès avaient coefficient de variabilité (CV) des valeurs de 38,2 et 28,7%, respectivement. valeurs de CV pour les eaux de ruissellement pH, CE, et la concentration de Na pour les deux essais étaient tous moins de 10%. Concentrations de DOC, TDN, DON, PO 4 P, K +, Mg 2 +, Ca 2 + et avaient des valeurs de CV de moins de 50% dans les deux essais. Dans l'ensemble, les résultats de tests effectués après l'installation de gazon à l'installation ont indiqué une bonne homogénéité entre les parcelles pour les volumes de ruissellement et des constituants chimiques. La grande taille de la parcelle est suffisante pour couvrir une grande partie de la variabilité naturelle et offre donc une meilleure simulation des écosystèmes du paysage urbain.

Introduction

Quatre des régions métropolitaines à forte population à la croissance la plus rapide se trouvent dans le sud des États-Unis dans les climats subtropicaux 1. En outre, le plus grand changement pour cent dans les régions urbanisées entre 1982 et 1997 a eu lieu dans le sud de Etats-Unis 1. Avec les zones urbaines a augmenté vient une demande concomitante de l'eau potable, dont une grande partie est utilisée pour une utilisation en extérieur pendant les mois d'été 2. Grâce à la nouvelle construction, programmables dans le sol des systèmes d'irrigation sont souvent installés. Malheureusement, ces systèmes sont souvent programmés pour fournir l'irrigation à l'aménagement paysager urbain plus fréquemment et / ou des volumes qui dépassent les exigences du évapotranspiration du paysage 2. Cela se traduit par un volume important des eaux de ruissellement de l'aménagement paysager en milieu urbain dans les eaux réceptrices, ce qui contribue à ce qu'on a appelé le syndrome du flux urbain 3. Les symptômes du syndrome de cours d'eau urbain comprennent la fréquence de l'écoulement de surface et écoulement érosif, la hausse des nitrogen (N), le phosphore (P), des substances toxiques, et la température en plus des changements de la morphologie, biologie d'eau douce et des écosystèmes traite 3.

Les pertes de N et P dans les écosystèmes agricoles ont été largement étudiées et jugées dépend principalement de quatre facteurs: la source de nutriments, taux d'application, le calendrier d'application, et de placement des éléments nutritifs 4. Bien que peu de données publiées existent actuellement sur le mouvement hors du site de nutriments de paysages urbains, ces principes peuvent être appliqués directement à la culture du gazon, que ce soit dans les pelouses résidentielles, les gazonnières, des parcs ou d'autres espaces verts. En outre, les pratiques d'irrigation inappropriées qui résultent de l'écoulement du paysage peuvent exacerber ces pertes.

Les pertes de nutriments peuvent encore être modifiés par la qualité de l'eau d'irrigation. Les zones du sud-ouest des États-Unis utilisent souvent plus d'eau saline ou sodique pour l'irrigation des pelouses résidentielles et les paysages urbains 5,6. La composition chimique del'eau d'irrigation peut modifier de manière significative la chimie du sol causant une fuite de carbone, d'azote, de calcium et d'autres cations à l'eau de ruissellement. Des travaux récents ont montré que l'augmentation des taux d'absorption du sodium (SAR) de l'eau extraction augmenté de manière significative les quantités de carbone (C) et d'azote (N) lessivé de coupures Saint Augustinegrass, des coupures de ray-grass, et d'autres matières organiques 7. En outre, le sol extractible de l'eau C, N, P et pertes de sols de gazon de loisirs étaient significativement corrélés avec les constituants chimiques de l'eau d'irrigation 6.

Washbusch et al. étudié le ruissellement urbain à Madison, WI et a constaté que les pelouses ont été les principaux contributeurs de phosphore total 8. En outre, ils ont également constaté que 25% de phosphore total dans "Dirt Street" provient des feuilles et de l'herbe coupée. Dans un cadre rural typique, les feuilles mortes tombent sur le sol, puis se décompose nutriments libérant lentement vers le senvironnement d'huile. Cependant, en milieu urbain, d'importantes quantités de feuilles riches en éléments nutritifs et les tontes de gazon peuvent tomber ou se laver ou soufflé sur hardscapes tels que les allées, les trottoirs et les routes, ce qui par la suite leur chemin dans les rues où ils contribuent à la «saleté de la rue" , beaucoup de qui obtient lavé directement dans les cours d'eau récepteurs.

Sols du paysage urbain sont souvent perturbés et très compacté pendant la construction, qui peut également augmenter le montant de ruissellement en raison de taux d'infiltration réduits 9. Kelling et Peterson ont indiqué que tant le volume de ruissellement total et les concentrations en nutriments dans les eaux de ruissellement provenant des pelouses résidentielles sont passées de pelouses qui sont compactés ou avoir sévèrement les profils de sols perturbés en raison des activités de construction antérieures 10. Edmondson et al. d'autre part, a constaté que les sols urbains sont moins compactés par rapport à entourant les sols agricoles dans la région urbaine et suburbaine de Leicester, Royaume-Uni 11. Ils ont attribué cela à la machinerie agricole lourde utilisée, mais ils ont également noté que les pelouses ont une densité apparente du sol plus grande que le sol sous les arbres et les arbustes qui a été attribué à la tonte du gazon et une plus grande piétinement humain.

Il semblerait que dans de nombreuses situations, les syndromes de cours d'eau urbains et suburbains sont affectés de manière significative par les eaux de ruissellement et les rejets de source ponctuelle 3,12. Alors que des sources ponctuelles peuvent être manipulés au moyen de permis et de recyclage, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour développer et tester les procédures de gestion optimales pour l'établissement et la gestion la maison pelouse pour minimiser les pertes de nutriments dans les eaux de ruissellement. Efforts de recherche antérieurs dans ce domaine ont souvent été centrée sur les zones côtières où il ya de fortes contenu sols de sable, en raison de préoccupations liées aux effets de lessivage et le ruissellement des pertes de nutriments dans les eaux côtières. Toutefois, lorsque vous travaillez avec des sols très sableux, il faut avoir des pentes abruptes et des taux de précipitations élevées pour être en mesure de genresTe tout ruissellement 13,14. En revanche, la plupart des sols dans le centre des Etats-Unis sont de texture fine et ont faibles taux d'infiltration qui se traduisent par d'importantes quantités d'eau de ruissellement de même les petits événements de précipitations. Ainsi, il a été souhaité de concevoir et de construire une installation de ruissellement sur le sol natal et de la pente typique de ceux qui peuvent se produire sur des terrains résidentiels.

Cet article décrit la conception, la construction et le fonctionnement d'une installation de 1000 m 2 contenant 24 individuels 33,6 m 2 parcelles de terrain pour mesurer les volumes de ruissellement totaux relativement petites résolutions temporelles et la collecte simultanée de sous-échantillons d'eau de ruissellement à volumique choisi ou intervalles de temps de mesure et de quantification des constituants chimiques de l'eau de ruissellement.

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Protocole

1 Sélection du site

  1. Localiser une zone de taille appropriée de sol non perturbé ayant un 3-4% de pente uniforme.
  2. Mener une enquête topographique et de délimiter une zone d'environ 10 mx 100 m, dont une de 3,7 ± 0,5% de pente moyenne.
  3. Diviser le 10 mx 100 m zone en trois blocs, chacun d'environ 10 mx 33,3 m (Figure 1).
  4. Subdiviser chaque bloc en 8 parcelles, chacune 4,1 m de largeur par 8,2 m de long.
  5. Identifier et documenter la série de sols présents dans la zone d'étude. Remarque: cet endroit a eu une série Booneville de loam sableux fin, mais d'autres séries et textures du sol peuvent être utilisés.

2. un mur de soutènement

  1. Couper 30 cm de large par 30 cm tranchée profonde à l'extrémité inférieure des parcelles.
  2. Couper à 20 cm de large par 1,2 m de profondeur tranchée de 10 cm du bord de la parcelle de fournir une arête verticale lisse qui s'étend dans le sous-sol argileux.
  3. Construire et installer forme provisoire en boiss dans la tranchée pour la maintenir ouverte.
  4. Retirer le sol à côté du côté aval de la forme à une profondeur de 76 cm sous la surface du sol à l'extrémité inférieure des parcelles. Assurer une pente minimale de 0,5% en dehors des parcelles pour une distance d'environ 30 m pour assurer un drainage adéquat.
  5. Retirez les formes temporaires et construire un mur de soutènement en béton armé d'acier.
    1. Construire des formes en bois pour l'extérieur de la paroi et utiliser le sol non remanié ci-dessous les zones de tracé que le mur intérieur.
    2. Assurez-vous que le mur s'étend dans le sous-sol non perturbé pour aider à prévenir l'évolution future.
    3. Assembler les deux sections de la fuite de la tranchée pour chaque parcelle avec embouts à chaque extrémité et un drain de vidange par le bas à l'extrémité inférieure. Sceller tous les joints avec du silicone puis visser les joints ensemble selon les recommandations du fabricant.
    4. Coller et visser un diamètre de 10 cm en PVC 90 ° ell et 60 cm de longueur de tuyau d'évacuation à la sortie. Placer le drain monté dans leforme concrète et le fixer de sorte que le bord supérieur est de niveau dans les deux directions et 1,27 cm sous la surface du sol au bas de la parcelle (Figure 2). Couvrir le drain avec un couvercle en plastique temporaire pour empêcher les béton humide.
    5. Verser 4,000 lb test de béton prêt dans les formulaires en utilisant des quantités appropriées de vibration pour éliminer les vides.
      1. Lorsque les formes sont pleines, la truelle à la surface supérieure pour former une surface lisse avec des bords arrondis. Couvercles de plastique temporaires sur les drains doivent être retirés pour permettre la préparation de surface final.
      2. S'assurer que la surface du béton fini est de niveau avec la surface du sol au fond de la parcelle et a une pente de 1,27 cm à l'égout.
      3. Veiller à ce que, sur le côté de la descente de la fuite, le béton a une pente de 1,27 cm de distance de la fuite pour empêcher l'eau de remonter dans les drains.
  6. Forme et versez acier renforcé dalles de béton (1,2 m de large, 1,8 m de long et 15 cm d'épaisseur) below chaque sortie de drain. Pads doivent avoir 0,5% de pente loin du mur et le haut de la garniture doit être de 30 cm au-dessous du fond de l'orifice d'évacuation.
  7. Fournir une prise électrique étanche (110/120 V) sur le côté de la paroi de retenue au-dessus de chaque plot dans la préparation de l'instrumentation.

3 Installation de l'instrumentation

  1. Couper les tuyaux d'évacuation au ras du mur de béton.
  2. Installez une longueur de 1,2 m H canal immédiatement en dessous de la sortie de vidange.
    1. Ancrer le canal au mur avec vis et ancrages en béton appropriés en étant sûr que le canal est au niveau d'un côté à l'autre.
    2. Soutenir l'avant du canal avec un pied réglable en acier inoxydable et d'utiliser les réglages de l'unité de niveau à la fois côté à l'autre et d'avant en arrière. Sceller les joints entre les canaux et le béton avec baignoire et carreaux d'étanchéité.
  3. Installer un débitmètre sur chaque pad. Localiser le débitmètre à proximité de l'extrémité du canal pour minimiser l'longueur de tube nécessaire.
  4. Installez un échantillonneur portable sur chaque pad. Localiser l'échantillonneur en fonction des besoins afin de minimiser la quantité nécessaire de tubulure pour atteindre le tube d'échantillonnage. Remarque: Il peut être nécessaire de mettre l'échantillonneur sur un pied pour éviter les dépressions qui peuvent retenir l'eau dans le tube d'échantillonnage.
  5. Concevoir, fabriquer, installer et acier inoxydable couvre-dessus le mur et les canaux pour empêcher l'entrée de précipitations dans les tranchées drainantes ou canaux.

4 Surface Préparation

  1. Remplir les vides et tassez mineurs sur le côté amont de la paroi à l'aide de terre végétale originaire de zones de terrain adjacentes.
  2. Utilisez une petite promenade derrière trancheuse pour couper un 10 cm de large tranchée, 30 cm de profondeur sur les trois autres côtés de toutes les parcelles.
    1. Insérez 40 cm de larges bandes de 0,10 mm épais plastique transparent verticalement dans les tranchées pour empêcher le mouvement latéral de l'eau entre les parcelles.
    2. Installez tuyau d'irrigation et la tête. Installez six têtes sur 4,1 m 2espacement pour chaque parcelle.
    3. Remblayer et tasser légèrement toutes les tranchées à la main. Monticule le sol dans un 5 cm de haut par 30 cm de large berme sur la zone des tranchées pour empêcher le mouvement latéral de l'eau de surface entre les parcelles.
    4. Ajuster la tête d'irrigation au sommet de la hauteur du sol dans les zones de berme.
  3. Construire un fossé de dérivation pour empêcher l'eau en amont de pénétrer sur les parcelles
    1. Utilisez une lame de boîte de couper un canal d'environ 20 cm de profondeur dans le centre et 2 m de diamètre en forme de V. Remarque: Le centre de la chaîne devrait être d'environ 1,25 m au-dessus de la partie haute de la zone de tracé et devrait s'étendre sur toute la partie supérieure de toutes les parcelles.
    2. Couper une tranchée dans le fond en pente du canal. Remarque: Pour assurer un bon drainage, le fond de la tranchée doit être de 30 cm au-dessous du fond du canal au point haut dans le point central au-dessus de chaque bloc et avoir une pente minimale de 0,5% passe à chaque extrémité de chaque bloc. fonds de tranchées doivent être lissées main et interrogés dans le nécessairepour assurer pente uniforme.
    3. Ajouter 5 cm de lave 6-9 mm gravier au fond des tranchées.
    4. Placez un diamètre fendue ligne de fuite de 15 cm sur la surface de gravier et de remplir la tranchée avec plus de 6-9 mm de gravier.
    5. tranchées coupées selon les besoins au niveau des extrémités et entre les blocs de parcelles à l'eau de drainage de la route de s'acquitter inférieures du mur de soutènement. Utilisez 15 tuyau de vidange cm de diamètre plaine ondulée et remblayer ces tranchées avec le sol excavé. Couvrir la tranchée et le canal zone avec une couche de 5-15 cm de diamètre grand taureau roche.

5. plantation et l'événement de ruissellement initiale

  1. Main râteau les parcelles pour assurer un lit de semence lisse avec une pente uniforme en vue de l'installation de gazon.
  2. Mesurer et documenter la pente de chaque parcelle en utilisant un équipement d'enquête standard en prenant des mesures d'élévation à des distances de 0, 1,5, 3,0, 4,6, 6,1, et 7,6 m du mur le long de la ligne médiane de chaque parcelle.
  3. Mesurer la depe de la couche arable sur 4 sites dans chaque parcelle par l'insertion d'une sonde de sol de diamètre de 2,54 cm dans le sol jusqu'à ce que l'argile texture sous-sol est rencontré.
  4. SOD végétale cultivée sur un sol de texture semblable. Remarque: Pour cette installation, mature 'Raleigh' St. Augustinegrass ([. Walt] Kuntze de Stenotaphrum) a été utilisé. Cependant, d'autres herbes peuvent être utilisés en fonction du lieu, du climat et des considérations de conception expérimentale. Toutes les parcelles peuvent être engazonnées à un moment ou comme dans le cas présent, 12 parcelles (4 parcelles dans chaque bloc) ont été plantés le 08 Août 2012, avec les 12 parcelles plantées le 12 Septembre 2012 restants.
  5. Créer un événement de ruissellement
    1. Prendre des relevés de compteurs d'eau et mesurer la teneur en humidité du sol de toutes les parcelles.
      1. Enlever les couvercles des boîtes à clapets situés à la tête de chaque parcelle et enregistrer la lecture des compteurs d'eau initiale pour chacune des 24 parcelles.
      2. En utilisant une sonde d'humidité à main portable, mesurer et enregistrer la mo des solsisture contenu de chaque parcelle. Remarque: Pour la caractérisation initiale, 4 mesures ont été prises par parcelle (1 mesure dans chaque quadrant de chaque parcelle) à l'aide de 7,5 cm de long sondes. Toutefois, le nombre de mesures, la longueur des sondes, et le type d'instrument utilisé peuvent être modifiées en fonction des objectifs spécifiques de l'étude.
    2. débitmètres de programme et des échantillons afin de mesurer le débit et prélèvent des échantillons comme vous le souhaitez. Note: 750 ml d'échantillons ont été prélevés après chaque écoulement de 20 L, mais d'autres volumes d'échantillon et des intervalles peut être utilisé le cas échéant.
    3. Faire fonctionner le système d'irrigation pour un temps prédéterminé pour appliquer de l'eau suffisante pour provoquer le ruissellement. Remarque: 20-21 mm de précipitations appliqué à un taux de 4,04 cm / h est suffisant pour cette installation, cependant, ce montant peut varier en fonction des conditions spécifiques du site.
    4. Enregistrez la fin des lectures de compteurs d'eau pour chacune des 24 parcelles. Prélever des échantillons d'eau provenant de l'irrigation des têtes de pulvérisation pendant le fonctionnement. Étiquette et le transport ruissellementéchantillons au laboratoire pour analyse.

Analyse de l'échantillon 6

  1. Mesurer la conductivité électrique et le pH des échantillons d'eau de trempage sondes directement dans les échantillons. Ensuite, un sous-échantillon de filtrage de chaque échantillon de 50 ml d'eau à travers un filtre en microfibres de verre de 0,7 um pour préparer une analyse chimique.
  2. Mesurer le carbone organique dissous (COD) et de l'azote total dissous (TDN) en utilisant la méthode EPA 415.1 15.
    1. Faire une solution standard de 1000 mg / L en ajoutant 2,125 g séché phtalate acide de potassium (1-KOCOC 6 H 4-2-COOH) à un 1 L fiole jaugée. Ajouter environ 500 ml d'eau distillée, agiter pour dissoudre le produit chimique et amener au volume avec de l'eau distillée. Conserver la solution au réfrigérateur dans une bouteille brune.
    2. Faire une solution standard de 1000 mg / L en ajoutant 6,0677 séché g de nitrate de sodium à 1 L fiole jaugée. Ajouter environ 500 ml d'eau distillée, swirl pour dissoudre le produit chimique, et compléter au volume avec de l'eau distillée.
    3. Assurez-N normes qui comprennent la gamme prévue des concentrations dans les échantillons à fonctionner en diluant sous-échantillons des solutions standard des étapes 6.3.1-6.3.2 C et intermédiaire.
    4. Verser environ 16 ml des échantillons d'eau à analyser dans un 24 ml des flacons d'échantillon et se recouvrent d'une des cloisons et plafond.
    5. Placez flacons remplis dans le bac du passeur en gardant une trace de ce que l'échantillon est dans quelle position. Remarque: à des fins d'assurance de la qualité d'une vierge, deux normes et deux normes de référence certifiés doivent être exécutés après chaque 12 ème inconnu.
    6. Placez le plateau de l'échantillonneur automatique dans la machine et d'exploiter l'analyseur automatique en suivant les instructions du fabricant.
  3. Mesurer phosphore, nitrate et l'ammoniac en utilisant les méthodes EPA 365.1, 353.2, 350.1 et, respectivement, dans les 48 heures de la collecte de l'échantillon 16-18.
    1. Faire l'réactifs et normes pour l'analyse du phosphore suivant:
      1. Faire un acide solution stock 5 N sulfurique en ajoutant lentement 70 ml d'acide sulfurique concentré à 400 ml d'eau distillée dans une fiole jaugée de 500 ml. Refroidir la solution à la température ambiante et diluer au volume avec de l'eau distillée.
      2. Faire une solution de potassium antimonyltartrate des stocks de 0,3%. Peser 0,5 g de tartrate d'antimoine de potassium, trihydrate C 8 H 4 K 2 O 12 Sb 2 • 3H 2 O et dissoudre dans environ 50 ml d'eau distillée dans 100 ml fiole jaugée. Après il est dissous, diluer au volume avec de l'eau distillée et conserver à 4 ° C dans une bouteille à bouchon de verre brun.
      3. Faire une solution à 4% de molybdate d'ammonium par dissolution de 4 g de molybdate d'ammonium tétrahydraté, (NH 4) 6 Mo 7 O 24 • 4H 2 O, dans 100 ml d'eau réactif. Conserver dans un acide lavé bouteille en plastique à 4 ° C.
      4. Faire un 15% p / p solution stock de dodécylsulfate de sodium (SDS). Dissoudre 15 g de SDS CH 3 (CH 2) 11 OSO 3 Na dans 85 ml d'eau distillée. Remarque: Cela peut nécessiter une agitation douce et de chaleur pour dissoudre complètement.
      5. Faire une solution de dilution de SDS (réactif 1) en ajoutant 2 ml de SDS à 15% solution stock à 98 ml d'eau distillée. ballon de Cap et mélange en inversant 5-6x.
      6. Faire 100 ml de réactif coloré (réactif 2) en mélangeant les réactifs ci-dessus comme suit: Pour 20 ml d'eau distillée ajouter 50 ml de 5 NH 2 SO 4 et mélanger. Ajouter 5 ml de 0,3% d'antimoine solution de tartrate de potassium et mélanger. Ajouter 15 ml de solution de molybdate d'ammonium 4% et mélanger. Ajouter 10 ml de 15% p / p de solution de SDS et de mélange. Remarque: cette solution peut être conservée dans un flacon lavé à l'acide à température ambiante pendant pas plus d'une semaine.
      7. Ajouter une solution d'acide ascorbique (réactif 3) en dissolvant 0,88 g d'acide ascorbique C 6 H 8 O6 à 50 ml d'eau distillée. Ajouter 0,5 ml de SDS à 15% et agiter doucement. Remarque: Cette solution doit être préparée chaque jour.
      8. Faire une solution standard P / L à 100 mg en ajoutant 0,4393 g séché KH 2 PO 4 à un 1 L fiole jaugée. Ajouter environ 500 ml d'eau distillée, agiter pour dissoudre le produit chimique et amener au volume avec de l'eau distillée.
    2. Faire les réactifs et les normes suivantes pour l'analyse du nitrate
      1. Ajouter 25 ml d'acide phosphorique concentré (H 3 PO 4) à 150 ml d'eau distillée dans une fiole jaugée de 250 ml. Laisser refroidir à température ambiante et ajouter 10,0 g de sulfanilamide (4-NH 2 C 6 H 4 SO 2 NH 2) et dissoudre. Ajouter 0,5 g de N-(1-naphtyl) éthylènediamine, dichlorhydrate (C 7 H 10 NHCH 2 CH 2 NH 2 • 2HCl) et dissoudre. Ajouter 2 ml de solution de rinçage concentré (à partir instrument fabricarier) et diluer au volume avec de l'eau distillée. Remarque: la solution peut être conservée dans un flacon en verre brun pendant plusieurs semaines.
      2. Dissoudre 85 g de chlorure d'ammonium (NH 4 Cl) et 0,1 g de disodium éthylènediamine tétra-acétate de (C 10 H 14 N 2 O 8 Na 2 • 2H 2 O) à environ 900 ml d'eau distillée dans une fiole jaugée de 1 litre. Ajuster le pH à 8,5 par addition d'hydroxyde d'ammonium concentré (NH 4 OH) et diluer au volume avec de l'eau distillée.
      3. Mettez 200 ml de la solution de 6.4.2.2 dans un 1 L volumétrique et diluer au volume avec de l'eau distillée. Ajuster le pH à 8,5 par addition d'hydroxyde d'ammonium concentré (NH 4 OH).
      4. Dissoudre 7,218 g de nitrate de potassium (KNO 3) dans de l'eau distillée et diluer à 1 L. Ajouter 1 ml de chloroforme (CHCl 3) comme conservateur.
    3. Faire les réactifs et les normes suivantes pour analys d'ammoniacest:
      1. Dissoudre 8 g d'hydroxyde de sodium (NaOH) dans 125 ml d'eau distillée dans une fiole jaugée de 250 ml. Laisser refroidir à température ambiante, ajouter 20,75 g de phénol (C 6 H 5 OH) et dissoudre. Diluer au volume avec de l'eau distillée et de stocker jusqu'à 2 semaines dans une bouteille brune dans l'obscurité.
      2. Ajouter 25 ml de solution de blanchiment contenant NaOCl à 5,25% majoré de 0,5 ml de concentré sonde Solution de rinçage pour une fiole de 50 ml volumétrique. Diluer au volume avec de l'eau distillée et mélanger.
      3. Dissoudre 25 g de sel disodique dihydraté de l'EDTA (C 10 H 14 N 2 O 8 Na 2 • 2H 2 O) et d'hydroxyde de sodium 2,75 g (NaOH) dans environ 450 ml d'eau distillée dans une fiole jaugée de 500 ml. Ajouter 3 ml de concentré sonde Solution de rinçage, mélanger et porter au volume avec de l'eau distillée.
      4. Dissoudre 0,075 g de nitroprussiate de sodium dihydrate (Na 2 Fe (CN) 5NO • 2H 2 O) dans 100 ml d'eau distillée. Ajj 0,5 ml concentrés sonde Solution de rinçage, mélanger et conserver dans un flacon brun jusqu'à 1 semaine.
      5. Faire un / L ammoniac solution stock de 1000 mg par dissolution de 3,819 g séché chlorure d'ammonium anhydre (NH 4 Cl) dans 500 ml d'eau distillée et diluer à 1 L.
    4. Placer les échantillons à 4 ml des flacons d'échantillon et couvrent chacun une des cloisons et plafond.
    5. Placez flacons remplis dans l'analyseur en gardant une trace de ce que l'échantillon est dans quelle position. Remarque: à des fins d'assurance de la qualité d'un étalon de référence certifié doit être exécuté après 12 ème inconnus.
    6. Actionnez l'analyseur suivant les instructions du fabricant pour l'analyte de choix.
  4. cations de Mesure (sodium, calcium, magnésium, et potassium) en utilisant la chromatographie ionique.
    1. Préparer une solution 1,000 mg / L stocks de Na en ajoutant 2.542 g NaCl à 1 L fiole jaugée et compléter au volume avec de l'eau distillée.
    2. Préparer un / L solution stock de 1000 mgde K en ajoutant 1,9070 g de KCl à une fiole jaugée de 1 litre et porter au volume avec de l'eau distillée.
    3. Préparer un / L solution stock de 1000 mg de Mg en ajoutant 8,3608 g de MgCl 2 • 6H 2 O pour un 1 L fiole jaugée et compléter au volume avec de l'eau distillée.
    4. Préparer une solution 1,000 mg / L stocks de Ca en ajoutant 3,6674 g de CaCl • 2H 2 O pour un 1 L fiole jaugée et compléter au volume avec de l'eau distillée.
    5. Préparer une solution de 350 mg / L de travail de Na en ajoutant 35 ml de solution mère à un ballon de 100 ml volumétrique et amener au volume avec de l'eau distillée.
    6. Préparer une solution de travail de 25 mg / L de K en ajoutant 2,5 ml de la solution mère à un ballon de 100 ml volumétrique et amener au volume avec de l'eau distillée.
    7. Préparer une solution de travail de 25 mg / L de Mg en ajoutant 2,5 ml de la solution mère à un ballon de 100 ml volumétrique et amener au volume avec de l'eau distillée.
    8. Préparer une solution / L de travail de 75 mg de Ca parajoutant 7,5 ml de la solution mère à un ballon de 100 ml volumétrique et amener au volume avec de l'eau distillée.
    9. Des échantillons d'eau de ruissellement refiltrer à travers un filtre en microfibres de verre de 0,2 um.
    10. Remplissez le flacon d'échantillon de la ligne de remplissage avec l'échantillon ou de la norme et sceller avec cloisons et plafond.
    11. Placez flacons d'échantillons dans la voie de l'analyseur en gardant des points d'échantillonnage. Remarque: à des fins d'assurance de la qualité d'une norme de référence vierge et certifié doit être exécuté après 12 ème inconnus.
    12. Actionnez l'analyseur automatique en suivant les instructions du fabricant.

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Résultats

caractéristiques de tracé
La pente moyenne pour les 24 parcelles a été de 3,7% et varie d'un minimum de 3,2% pour le tracé de 17 à un maximum de 4,1% pour le tracé 2 (Tableau 1). L'épaisseur moyenne de la couche arable est de 36 cm et varie d'un minimum de 25,0 cm pour terrain 24 à un maximum de 51,5 cm pour terrain de 10 (tableau 1).

volumes de ruissellement
volumes de ruissellement du premier procès le 09 Août 2012 Il y avait une ...

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Discussion

Écoulement de l'eau sur, dans et à travers les sols est fortement influencée par la topographie, la couverture végétale, et les propriétés physiques du sol. Sols trop compacts et les sols à forte teneur en argile exposeront les taux d'infiltration accrue et une réduction des quantités d'eau de ruissellement. Par conséquent, lors de la construction d'une installation de cette nature, tous les efforts doivent être déployés pour utiliser les sols indigènes avec des pentes uniformes et de minimiser le compac...

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Déclarations de divulgation

Sauf pour S. Kelly être un employé de The Scotts Miracle-Gro Company, les auteurs déclarent qu'ils n'ont aucun intérêt financier concurrents.

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier le soutien financier de The Scotts Miracle-Gro Company pour cette installation. Nous sommes également reconnaissants à la Toro Co. pour l'assistance à la fourniture du contrôleur de l'irrigation. La vision et la planification par le regretté Dr Chris Steigler dans les premières étapes de ce projet est également appréciée. Les auteurs tiennent aussi à remercier Mme N. Stanley pour son aide technique à la préparation et l'analyse des échantillons.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
DébitmètreTeledyne IscoModèle 4230Débitmètre bouillonnant qui mesure et enregistre le débit d’eau à travers un canal
Échantillonneur portableTeledyne IscoModèle 6712Fonctionne en conjonction avec le débitmètre pour collecter des échantillons d’eau à des intervalles prédéterminés.
Flow Link Logiciel pour collecter des donnéesTeledyne IscoVer 5.0Permet la communication entre le débitmètre et l’ordinateur
Drain de tranchée pré-inclinéZurn Industries, LLCZ-886
Contrôleur d’irrigationToro CompanyVP SatelliteContrôles l’irrigation à chaque parcelle individuellement
Vannes électriquesHunter2,5 cm PGVOuvre ou ferme le débit d’eau vers des parcelles individuelles en fonction du signal du contrôleur d’irrigation
Têtes d’irrigationHunterPro Spray 4Têtes de pulvérisation escamotables de 4
po Tuyau de drainage à fentes de 6 po Systèmesde drainage avancés6410100ondulé à paroi simple HDPE - fendu
de 6 po Systèmesde drainage avancés6400100PEHD ondulé à paroi simple -
papier filtre ordinaireWhatman GF/F1825-047Filtre en microfibre de verre de 47 mm de diamètre, sans liant
PH-mètreFisherAccumet XL20
Sonde de pH combinéeFisher13-620-130
Sonde de compensation de température automatiqueFisher13-602-19
Sonde de conductivité électriqueFisher13-620-100Constante de cellule de 1,0
TOC-VCSH avec unité d’azote total TMN-1Shimadzu CorpTOC-VCSH avecanalyseur de C et N dissous
Smartchem 200Unity Scientific200Analyseur discret pour la mesure
du P ICS 1000DionexICS 1000Chromatographie ionique pour la mesure du Ca, du Mg, du K et du Na
Spectre de l’humidimètre de sol  ;FieldScout TDR 300Sondes de 7,5 cm de long
Compteurs d’eau totalisantsBadgerCompteurs d’eau 3/4 pouceCompteurs d’eau standard pour propriétaire
Tuyau de drainage TMN-1 portable

Références

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