土壌流出を研究する降雨シミュレーションを行うためのプロトコル

この手順の全体的な目標は、降雨量をシミュレートし、ターゲット領域全体の標準的な降下サイズ、強度、および均一性を持ち、土壌流出を調査することです。これは、最初に降雨シミュレータの制御を調整して、選択したノズルのおおよその圧力と流量を達成することによって達成されます。2番目のステップは、降雨シミュレータをキャリブレーションして、選択したノズルの正確な流量とターゲット領域全体の雨滴の均一な分布を達成することです。

次に、適切に梱包された土の箱を、均一な傾斜に調整されたプラットフォーム上のターゲットエリアに配置します。最後のステップは、降雨シミュレーションを実施し、分析のために土壌流出を収集することです。最終的に、降雨シミュレーションは、自然降雨量に近似する標準条件下で、土壌特性、土壌改良、先行、土壌水分、地形、および降雨強度が土壌流出に及ぼす影響を研究するために使用されます。

このビデオでは、土壌からの流出を一貫して評価するために世界中で使用されている雨シミュレーション プロトコルを紹介しています。したがって、降雨シミュレータの操作とキャリブレーションには多くの手順が含まれるため、この方法のデモンストレーションは重要です。また、結果に影響を与える可能性のある多くの変数があります。

ピーターは、土の箱を詰める手順を実演します。ピーターはメリーランド大学イースタンショア校の学生で、過去4年間私の研究室で働いています。プロトコルは、同じ寸法の箱を調達することから始めます。

このボックスは、長さ100センチ、幅20センチ、深さ7.5センチで、5mmの排水穴が9つあります。また、5センチのリップと一端にコレクションガターが付いています。各ボックスについて、底に4層のチーズクロスを敷き詰めて、土壌を保持し、水が流れるようにします。

箱を裏打ちしたら、箱とチーズクロスの重さを量り、後で使用するために測定値を記録します。次に、箱を埋めるために準備された土を手に入れます。最初のボックスで作業し、ボックスを半分満たすのに十分な土をすくい取ります。

約3.5センチ平らにしたら、土を均等に広げ、平らなレンガで詰めます。土はレンガの圧力で圧縮してはいけません。次に、さらに2センチの土を追加します。

次に、レベリングゲージで5センチメートルの詰め込まれた深さまで水平にします。ボックスリップの高さ。梱包された土の箱の重さを量り、箱に追加された土の量を決定します。

残りのボックスを埋めるために、同じ重量の土を使用します。各箱を5センチメートルの深さと均一な密度に詰めます。側溝にこぼれた土を取り除くために、側溝を掃除機で吸

パッキングプロセス中、レインフォールシミュレータは、ノズルの下にいくつかの土壌ボックスを支えるためのフレームで構成されています。シミュレータへの主給水が加圧される前に、シングルレバーボールバルブを閉じることにより、操作を開始します。圧力調整器バルブの上部にある止めネジを反時計回りに回して圧力を下げます。

次に、次のラインフローコントロールバルブを開き、シングルレバーボールバルブに完全に戻り、完全に開きます。次に、圧力調整バルブを時計回りに回して約8PSIまで回して調整します。雨量シミュレーターで上部近くのゲージで圧力を確認します。

次に、流量計と圧力計を監視しながら、インライン流量制御バルブを部分的に閉じます。流量計がここで使用しているノズルのおおよその流量を毎分1.5ガロン読み取り、圧力計がノズルのおおよそのPSIを読み取り、6PSIを停止します。この場合、シングルレバーのボールバルブを閉じて、流量と圧力の設定を変更せずに流れを停止します。

降雨の均一性を判断するために使用するために、6つの空の土箱を入手します。水漏れを防ぐために、排水口をダクトテープで覆って準備します。空のボックスを水平フレームに配置して、等間隔に配置され、ノズルの真下に何もないようにします。

ボックスの位置をマークし、常に同じ位置を使用してください。ノズルから流れをそらすために10フィートの長さ、直径2インチのPVCパイプを利用します。パイプの端には45度のエルボが取り付けられている必要があります。

また、パイプからの流れをキャッチするために、大きなメスシリンダーを配置します。ノズルを校正するには、パイプをノズルの上に置き、そこに保持します。シングルレバーボールバルブを開き、シリンダー内のパイプから排出物を10秒間収集します。

完了したら、パイプを所定の位置に保持し、シリンダー内の水量を決定します。これは、ノズルの期待値と一致するはずです。ノズルを校正した状態。PVCパイプを取り外して、降雨がボックスエリアを濡らすようにします。

水を10分間落とします。ちょうど10分後、10フィートのPVCパイプをノズルの上から流れに位置させて、降雨を突然停止します。次に、シングルレバーボールバルブを閉じて、各ボックスに集められた水の量を測定します。

メスシリンダーに注ぎます。このデータを使用して、ボックス全体の降雨量の均一性を判断します。変動係数が0.05より大きい場合は、ノズルを4分の1回転させ、キャリブレーションプロセスを繰り返します。

降雨シミュレータに詰められた土の箱を置く前に、フレームを希望の斜面に傾ける準備をしてください。まず、フレームを高さに配置して、コレクションボトルを配置し、必要に応じてボックスの側溝の下に漏斗を配置します。次に、フレームに取り付けられた土の箱の長さに沿って、長さが少なくとも1メートルの船に載

参照用に大工のレベルをボードに置きます。プロセス中に、レンガとシムを使用してフレームの背面を持ち上げ始め、3%の傾斜を実現します。ボックスの前面が水平ボードから3センチ下にあるときに停止します。

また、フレームの前面と背面が左右に水平になっていることを確認してください。次に、排水口の下のシミュレーション位置流出収集ボトルの傾斜フレーム上の前にマークされた位置に6つの梱包された土壌ボックスを配置します。さらに、雨が雨どいや収集ボトルに直接入るのを防ぐために、ペーパークリップを使用して側溝にシールドを取り付けます。

10フィートのPVCパイプをノズルの上に置き、水の流れを開始します。放電を10秒間収集し、以前と同様に流量を再調整します。完了したら、ノズルの上からパイプを取り外して、降雨シミュレーションを開始します。

各ボックスの排水口から排出される水を監視します。排水水がゆっくりとした滴りから連続的な流れに変わるときに注意してください。これを流出サンプルを収集するための流出開始時間として記録します。

各ボックスに 1 人のアシスタントを割り当てます。ランオフ開始時に所定の時間に収集ボトルを交換してください。10フィートのPVCパイプをノズルの上に配置し、ボールバルブを閉じることにより、降雨イベントを終了します。

この流出量(リットル単位)と土壌初期水分量のプロットは、湿った土壌ほど水を貯める能力が低く、浸透率が低く、流出量が多いことを示しています。土壌は、原稿プロトコルを使用して、さまざまな土壌水分で調製されました。これらは、40分間、時速3.2センチメートルの強度でシミュレートされた降雨にさらされました。

ここで、縦軸上の流出開始までの時間は、土壌表面を濡らして流出を引き起こす前に、乾燥した土壌に浸透する最初の土壌水分水と負の相関があることがわかります。データは、尿素と濃度および先行する土壌水分含有量との間に正の相関関係があることを示しています。乾燥した土壌は、尿素nを土壌に浸透させ、土壌表面から遠ざける浸透を可能にします。

流出が発生すると、表面で移動に利用できる尿素Nが少なくなります。決選投票で。このプロットは、累積尿素n負荷を時間の関数として示しています。

各曲線は、先行する水分条件の 1 つを持つ土壌ボックスの 1 つの複製を表します。このプロットは、乾燥した土壌ほど開始から流出する時間が長く、累積負荷が低いことを再び示しています。したがって、このビデオを見た後、降雨シミュレータの操作とキャリブレーションについて十分に理解し、結果に影響を与える可能性のあるアセトや水分含有量などの変数を制御する方法を知っているはずです。ザ。