Протокол по проведению Rainfall моделирование по изучению почвы стока

Общая цель этой процедуры заключается в моделировании осадков, имеющих стандартный размер, интенсивность и равномерность капель по всей целевой области для изучения стока почвы. Это достигается путем предварительной настройки элементов управления симулятором осадков для достижения приблизительного давления и расхода для выбранной форсунки. Вторым шагом является калибровка имитатора осадков для достижения точного расхода для выбранной форсунки и равномерного распределения капель дождя по целевой области.

Затем правильно упакованные ящики с грунтом располагаются в целевой зоне на платформе, отрегулированной под равномерный уклон. Заключительным этапом является проведение моделирования осадков и сбор стока почвы для анализа. В конечном счете, моделирование осадков используется для изучения влияния свойств почвы, почвенных поправок, антецедента, влажности почвы, топографии и интенсивности осадков на сток почвы в стандартных условиях, которые приближаются к естественному количеству осадков.

В этом видео показан протокол моделирования дождя, который используется во всем мире для последовательной оценки стока из почвы. Таким образом, демонстрация этого метода важна, потому что работа и калибровка симулятора осадков включают в себя множество этапов. Кроме того, есть много переменных, которые могут повлиять на результаты.

Питер продемонстрирует процедуру упаковки ящиков с грунтом. Питер учится в Университете штата Мэриленд на Восточном побережье, и он работает в моей лаборатории последние четыре года. Начните протокол с приобретения коробок идентичных размеров.

Эти ящики имеют длину 100 сантиметров, ширину 20 сантиметров и глубину 7,5 сантиметров, а также девять пятимиллиметровых дренажных отверстий. Они также имеют пятисантиметровую губу и коллекторный желоб на одном конце. Для каждого ящика выстелите дно четырехслойной марлей, чтобы сохранить почву и позволить воде течь.

После того, как коробка будет выстланена, взвесьте коробку и марлю и запишите измерение для последующего использования. Далее приобретаем подготовленный грунт для заполнения ящиков. Поработайте с первым ящиком и зачерпните достаточно почвы, чтобы заполнить ящик наполовину.

Когда разровняется около 3,5 сантиметров, равномерно распределите почву и утрамбуйте ее плоским кирпичом. Почва не должна уплотняться под давлением кирпича. Далее добавляем еще два сантиметра почвы.

Затем выровняйте его с помощью выравнивающего калибра на утрамбованную глубину до пяти сантиметров. Высота кромки коробки. Взвесьте упакованный ящик с грунтом, чтобы определить, сколько грунта было добавлено в ящик.

Вы используете тот же вес почвы для заполнения остальных ящиков. Упакуйте каждую коробку на глубину до пяти сантиметров и равномерной плотности. Пропылесосьте водосточный желоб, чтобы удалить грязь, которая пролилась в водосточный желоб.

В процессе упаковки имитатор осадков состоит из рамы для поддержки нескольких ящиков с грунтом под форсункой. Начните работу с закрытия однорычажного шарового крана до того, как основная подача воды в симулятор достигнет давления. Поверните установочный винт в верхней части клапана регулятора давления против часовой стрелки, чтобы снизить давление.

Затем откройте следующий в линии клапан регулирования потока, полностью вернитесь к однорычажному шаровому крану и откройте его полностью. Теперь отрегулируйте клапан регулятора давления, повернув его по часовой стрелке примерно до восьми фунтов на квадратный дюйм. Проверьте давление на манометре в верхней части симулятора осадков.

Затем частично закройте встроенный клапан регулирования расхода, контролируя расходомер и манометр. Остановитесь, когда расходомер покажет приблизительный расход используемого здесь сопла, 1,5 галлона в минуту, а манометр покажет приблизительное значение PSI для форсунки шесть фунтов на квадратный дюйм. В этом случае закройте однорычажный шаровой кран для остановки потока без изменения настроек расхода и давления.

Приобретите шесть пустых ящиков для грунта для определения равномерности осадков. Подготовьте их, закрыв дренажные отверстия клейкой лентой, чтобы вода не вытекала наружу. Поместите пустые коробки на ровную раму, чтобы они были равномерно расположены друг от друга, и ни одна из них не находилась непосредственно под соплом.

Отметьте позиции коробок и всегда используйте одни и те же позиции. Используйте трубу из ПВХ длиной 10 футов и диаметром два дюйма, чтобы отвести поток от сопла. К концу трубы должен быть прикреплен колено под углом 45 градусов.

Также расположите большой градуированный цилиндр так, чтобы он улавливал поток из трубы. Чтобы откалибровать сопло, расположите трубку над соплом и удерживайте ее там. Откройте однорычажный шаровой кран и соберите нагнетание из трубы в цилиндре в течение 10 секунд.

Когда закончите, держите трубу на месте и определите объем воды в цилиндре, который должен соответствовать ожидаемому значению для форсунки. С откалиброванным соплом. Снимите трубу из ПВХ, чтобы дождевые осадки намочили область коробки.

Дайте воде опуститься на 10 минут. Ровно через 10 минут резко остановите дождь, расположив 10-футовую трубу из ПВХ над соплом к потоку. Затем закройте однорычажный шаровой кран, чтобы измерить объем воды, собранной в каждой коробке.

Перелейте его в градуированный цилиндр. Используйте эти данные для определения равномерности осадков в коробках. Если коэффициент вариации больше 0,05, поверните сопло на четверть оборота и повторите процесс калибровки.

Перед тем как разместить упакованные грунтовые ящики в имитаторе осадков, подготовьтесь к наклону рамы к нужному склону. Во-первых, расположите раму на высоте, чтобы можно было разместить бутылки для сбора и, при необходимости, воронки под водосточными желобами ящиков. Далее разместите на борту не менее метра в длину по длине грунтовый ящик, установленный на раме.

Разместите на доске столярный уровень для справки. Во время процесса начните поднимать заднюю часть рамы с помощью кирпича и прокладок, чтобы добиться уклона в 3%. Остановитесь, когда лицевая сторона коробки окажется на три сантиметра ниже уровня доски.

Также проверьте, чтобы передняя и задняя часть рамы были ровными из стороны в сторону. Теперь поместите шесть упакованных ящиков для грунта в ранее отмеченных местах на наклонной раме для моделирования положения сбора стока под дренажными желобами. Кроме того, используйте скрепки для крепления щитков над водосточными желобами, чтобы предотвратить попадание дождя непосредственно в желоб или бутылку для сбора.

Поместите 10-футовую трубу из ПВХ над форсункой и начните подачу воды. Собирайте расход в течение 10 секунд и повторно калибруйте расход, как и раньше. Когда закончите, снимите трубу над форсункой, чтобы начать моделирование осадка.

Следите за стоком воды из сливного носика каждого бокса. Обратите внимание, когда стекающая вода превращается из медленного капельного в непрерывный поток. Запишите это время в качестве времени начала стока для сбора проб стока.

Назначьте по одному помощнику на каждый ящик. Меняйте флаконы для сбора в заданное время в начале стока. Чтобы остановить дождь, поместите 10-футовую трубу из ПВХ над форсункой и закройте шаровой кран.

Этот график стока в литрах в зависимости от начальной влажности почвы показывает, что более влажные почвы имели меньшую способность хранить воду, наряду с более низкой скоростью инфильтрации, что приводило к большим объемам стока. Почвы были подготовлены с различной влажностью почвы с использованием рукописного протокола. Они подвергались имитации осадков с интенсивностью 3,2 сантиметра в час в течение 40 минут.

Здесь видно, что время начала стока по вертикальной оси отрицательно коррелирует с начальной влажностью почвы, которая просачивается в более сухие почвы дольше до увлажнения поверхности почвы и вызова стока. Данные показывают положительную корреляцию между концентрацией мочевины и предшествующим содержанием влаги в почве. Более сухие почвы допускают инфильтрацию, которая выводит мочевину в почву и удаляет ее от поверхности почвы.

Когда сток все же происходит, на поверхности остается меньше мочевины N для движения. Во втором туре. На этом графике показано кумулятивное количество мочевины n в зависимости от времени.

Каждая кривая представляет собой одну из реплик почвенного ящика с одним из предшествующих условий влажности. График в очередной раз демонстрирует, что более сухие почвы имеют более длительное время для зарождения и меньшие кумулятивные нагрузки. Таким образом, после просмотра этого видео вы должны хорошо понимать работу и калибровку симулятора осадков, а также знать, как контролировать такие переменные, как ацет и содержание влаги, которые могут повлиять на результаты. Тем.