Un protocollo per Condurre Pioggia di simulazione per studiare deflusso del suolo

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di simulare le precipitazioni, avendo una dimensione, un'intensità e un'uniformità standard delle gocce in tutta l'area target per studiare il deflusso del suolo. Ciò si ottiene regolando prima i controlli del simulatore di pioggia per ottenere la pressione e la portata approssimative per l'ugello selezionato. Il secondo passo consiste nel calibrare il simulatore di precipitazioni per ottenere l'esatta portata per l'ugello selezionato e una distribuzione uniforme delle gocce di pioggia nell'area target.

Successivamente, le scatole di terreno adeguatamente imballate vengono posizionate nell'area target su una piattaforma regolata su una pendenza uniforme. Il passaggio finale consiste nel condurre una simulazione delle precipitazioni e raccogliere il deflusso del suolo per l'analisi. In definitiva, la simulazione delle precipitazioni viene utilizzata per studiare gli effetti delle proprietà del suolo, degli ammendanti del suolo, degli antecedenti, dell'umidità del suolo, della topografia e dell'intensità delle precipitazioni sul deflusso del suolo in condizioni standard che approssimano le precipitazioni naturali.

Questo video mostra un protocollo di simulazione della pioggia che è stato utilizzato in tutto il mondo per valutare in modo coerente il deflusso dai suoli. Quindi la dimostrazione di questo metodo è importante perché il funzionamento e la calibrazione del simulatore di precipitazioni comportano molti passaggi. Inoltre, ci sono molte variabili che possono influenzare i risultati.

Peter dimostrerà la procedura per imballare le scatole di terra. Peter è uno studente dell'Università del Maryland Eastern Shore e ha lavorato nel mio laboratorio negli ultimi quattro anni. Inizia il protocollo procurandoti scatole di dimensioni identiche.

Queste scatole sono lunghe 100 centimetri, larghe 20 centimetri e profonde 7,5 centimetri e hanno nove fori di drenaggio da cinque millimetri. Hanno anche un labbro di cinque centimetri e una grondaia di raccolta a un'estremità. Per ogni scatola, foderare il fondo con una garza a quattro strati per trattenere il terreno e consentire il flusso dell'acqua.

Una volta che una scatola è foderata, pesa la scatola e la garza e registra la misurazione per un uso successivo. Successivamente, procurati del terreno preparato per riempire le scatole. Lavora con la prima scatola e raccogli abbastanza terra da riempire a metà la scatola.

Una volta levigato di circa 3,5 centimetri, stendere il terreno in modo uniforme e compattarlo con un mattone piatto. Il terreno non deve compattarsi sotto la pressione del mattone. Quindi, aggiungi altri due centimetri di terra.

Quindi livellarlo con un misuratore di livellamento a una profondità compatta di cinque centimetri. L'altezza del labbro della scatola. Pesare la scatola del terriccio imballato per determinare la quantità di terreno che è stata aggiunta alla scatola.

Si utilizza lo stesso peso di terra per riempire le scatole rimanenti. Imballare ogni scatola a una profondità di cinque centimetri e una densità uniforme. Aspirare la grondaia per rimuovere lo sporco che si è versato nella grondaia.

Durante il processo di imballaggio, il simulatore di precipitazioni è costituito da un telaio per sostenere diverse scatole di terreno sotto un ugello. Iniziare a farlo funzionare chiudendo la valvola a sfera a leva singola prima che l'alimentazione idrica principale al simulatore sia pressurizzata. Ruotare la vite di fermo sulla parte superiore della valvola di regolazione della pressione in senso antiorario per ridurre la pressione.

Quindi aprire la successiva valvola di controllo del flusso in linea, tornare completamente alla valvola a sfera monocomando e aprirla completamente. A questo punto, regolare la valvola di regolazione della pressione ruotandola in senso orario a circa otto PSI. Controllare la pressione sul manometro vicino alla parte superiore del simulatore di precipitazioni.

Quindi, chiudere parzialmente la valvola di controllo del flusso in linea mentre si monitorano il flussometro e il manometro. Fermarsi quando il flussometro legge la portata approssimativa dell'ugello in uso qui, 1.5 galloni al minuto, e il manometro legge il PSI approssimativo per l'ugello sei PSI. In questo caso, chiudere la valvola a sfera monocomando per arrestare il flusso senza modificare le impostazioni di portata e pressione.

Procurati sei scatole di terreno vuote da utilizzare per determinare l'uniformità delle precipitazioni. Preparali coprendo i fori di scarico con del nastro adesivo per evitare che l'acqua fuoriesca. Posizionare le scatole vuote su un telaio piano in modo che siano equidistanti e nessuna sia direttamente sotto l'ugello.

Segna le posizioni delle caselle e usa sempre le stesse posizioni. Utilizzare un tubo in PVC lungo 10 piedi e con un diametro di due pollici per deviare il flusso dall'ugello. Il tubo dovrebbe avere un gomito a 45 gradi attaccato alla sua estremità.

Posizionare anche un grande cilindro graduato per raccogliere il flusso dal tubo. Per calibrare l'ugello, posizionare il tubo sopra l'ugello e tenerlo fermo. Aprire la valvola a sfera monocomando e raccogliere lo scarico dal tubo nel cilindro per 10 secondi.

Al termine, mantenere il tubo in posizione e determinare il volume d'acqua nel cilindro, che dovrebbe corrispondere al valore previsto per l'ugello. Con l'ugello calibrato. Rimuovere il tubo in PVC per consentire alla pioggia di bagnare l'area della scatola.

Lasciate cadere l'acqua per 10 minuti. Dopo esattamente 10 minuti, interrompere bruscamente la pioggia posizionando il tubo in PVC da 10 piedi sopra l'ugello fino al flusso. Chiudere quindi la valvola a sfera monocomando per misurare il volume di acqua raccolta in ogni scatola.

Versarlo in un cilindro graduato. Utilizzare questi dati per determinare l'uniformità delle precipitazioni tra le caselle. Se il coefficiente di variazione è maggiore di 0,05, ruotare l'ugello di un quarto di giro e ripetere il processo di calibrazione.

Prima di posizionare le scatole di terreno imballato nel simulatore di precipitazioni, prepararsi ad inclinare il telaio fino alla pendenza desiderata. Innanzitutto, posizionare il telaio ad un'altezza tale da consentire il posizionamento delle bottiglie di raccolta e, se necessario, degli imbuti sotto le grondaie. Successivamente posizionare a bordo almeno un metro di lunghezza lungo la lunghezza di una scatola di terra montata sul telaio.

Posiziona una livella da falegname sul tabellone come riferimento. Durante il processo, inizia a sollevare la parte posteriore del telaio usando mattoni e spessori per ottenere una pendenza del 3%. Fermati quando la parte anteriore della scatola si trova tre centimetri sotto la tavola di livello.

Inoltre, controlla che la parte anteriore e posteriore del telaio siano a livello da un lato all'altro. Posizionare ora sei scatole di terreno imballato nelle posizioni precedentemente contrassegnate sul telaio inclinato per la posizione di simulazione delle bottiglie di raccolta del deflusso sotto i beccucci di scarico. Inoltre, utilizzare graffette per fissare schermi sopra le grondaie per evitare che la pioggia entri direttamente nella grondaia o nella bottiglia di raccolta.

Posizionare il tubo in PVC da 10 piedi sopra l'ugello e avviare il flusso d'acqua. Raccogliere lo scarico per 10 secondi e ricalibrare la portata come prima. Al termine, rimuovere il tubo dall'ugello per avviare la simulazione delle precipitazioni.

Monitorare lo scarico dell'acqua dal beccuccio di scarico di ogni scatola. Nota quando l'acqua di scarico passa da un gocciolamento lento a un flusso continuo. Registrare questo come tempo di inizio del deflusso per raccogliere i campioni di deflusso.

Assegna un assistente a ciascuna casella. Sostituire le bottiglie di raccolta all'ora prescritta all'inizio del deflusso. Terminare un evento di pioggia posizionando il tubo in PVC da 10 piedi sopra l'ugello e chiudendo la valvola a sfera.

Questo grafico del deflusso in litri rispetto all'umidità iniziale del suolo mostra che i terreni più umidi avevano una minore capacità di immagazzinare acqua, insieme a tassi di infiltrazione più bassi con conseguente aumento dei volumi di deflusso. I terreni sono stati preparati con umidità variabile del suolo utilizzando il protocollo del manoscritto. Questi sono stati sottoposti a precipitazioni simulate con un'intensità di 3,2 centimetri all'ora per 40 minuti.

Qui, il tempo di deflusso dell'inizio sull'asse verticale è visto essere correlato negativamente con l'umidità iniziale del suolo, l'acqua si è infiltrata nei terreni più asciutti più a lungo prima di bagnare la superficie del suolo e causare il deflusso. I dati mostrano una correlazione positiva tra urea e concentrazione e contenuto di umidità del suolo antecedente. I terreni più asciutti consentono infiltrazioni che rilasciano urea nel terreno e lontano dalla superficie del suolo.

Quando si verifica un deflusso, è disponibile meno urea N in superficie per il movimento. Al ballottaggio. Questo grafico mostra i carichi cumulativi di urea n in funzione del tempo.

Ogni curva rappresenta una replica di una scatola di terreno con una delle condizioni di umidità antecedenti. Il grafico dimostra ancora una volta che i terreni più asciutti hanno un tempo più lungo per defluire dall'inizio e carichi cumulativi inferiori. Quindi, dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione del funzionamento e della calibrazione di un simulatore di precipitazioni e sapere come controllare variabili come un aceto e il contenuto di umidità che possono influenzare i risultati. Le.