एक शहरी अपवाह अनुसंधान सुविधा का डिजाइन और निर्माण
Summary
इस पत्र से अपवाह पानी में रासायनिक घटकों की मात्रा का ठहराव के लिए चयनित अंतराल पर समय और अपवाह subsamples के संग्रह के साथ कुल अपवाह संस्करणों को मापने के लिए सुसज्जित 24 व्यक्ति 33.6 मी 2 क्षेत्र भूखंडों युक्त एक 1,000 मीटर 2 सुविधा के डिजाइन, निर्माण, और समारोह का वर्णन नकली होम लॉन.
Abstract
शहरी जनसंख्या बढ़ जाती है, इसलिए सिंचित शहरी परिदृश्य का क्षेत्र है. शहरी क्षेत्रों में गर्मी में पानी के उपयोग के कारण परिदृश्य सिंचाई के लिए वृद्धि की मांग को 2-3x सर्दियों बेस लाइन पानी का उपयोग किया जा सकता है. अनुचित सिंचाई पद्धतियों और बड़े वर्षा घटनाओं वे eutrophication के लिए योगदान कर सकते हैं जहां स्थानीय नदियों और झीलों में पोषक तत्वों और अवसादों ले जाने की क्षमता है, जो शहरी परिदृश्य से अपवाह में परिणाम कर सकते हैं. 1,000 मीटर 2 सुविधा 24 व्यक्ति 33.6 मी 2 क्षेत्र भूखंडों, नकली शहरी परिदृश्य से अपवाह पानी में रासायनिक घटकों की मात्रा का ठहराव के लिए चयनित अंतराल पर समय और अपवाह subsamples के संग्रह के साथ कुल अपवाह संस्करणों को मापने के लिए सुसज्जित प्रत्येक के होते हैं जो निर्माण किया गया था. पहले और दूसरे परीक्षणों से अपवाह मात्रा में क्रमश: 38.2 और 28.7% के मूल्यों परिवर्तनशीलता (सीवी) के गुणांक था. दोनों परीक्षणों के लिए अपवाह पीएच, चुनाव आयोग, और ना एकाग्रता के लिए CV मूल्यों सभी 10% के नीचे थे. Concentratioडॉक्टर के एनएस, TDN, डॉन, पीओ 4 -P, + K, 2 मिलीग्राम +, और सीए 2 + दोनों परीक्षणों में 50% से सीवी मूल्यों कम था. कुल मिलाकर, सुविधा पर वतन स्थापना के बाद प्रदर्शन के परीक्षण के परिणामों के अपवाह की मात्रा और रासायनिक घटकों के लिए भूखंडों के बीच अच्छा एकरूपता संकेत दिया. बड़े प्लॉट का आकार प्राकृतिक परिवर्तनशीलता के ज्यादा शामिल करने के लिए पर्याप्त है और इसलिए शहरी परिदृश्य पारिस्थितिकी प्रणालियों के बेहतर अनुकरण प्रदान करता है.
Introduction
सबसे तेजी से बढ़ रही है, अत्यधिक आबादी वाले महानगरीय क्षेत्रों में से चार उपोष्णकटिबंधीय जलवायु 1 में दक्षिणी अमेरिका में स्थित हैं. इसके अलावा, 1982 और 1997 के बीच शहरी भूमि में सबसे बड़ा प्रतिशत परिवर्तन दक्षिणी अमरीका 1 में हुई. वृद्धि हुई शहरी क्षेत्रों के साथ गर्मियों के महीनों 2 के दौरान बाहरी उपयोग के लिए प्रयोग किया जाता है जिनमें से बहुत पीने के पानी के लिए एक सहवर्ती मांग आता है. नए निर्माण के साथ, प्रोग्राम में जमीन सिंचाई प्रणालियों अक्सर स्थापित कर रहे हैं. दुर्भाग्य से, इन प्रणालियों अक्सर अधिक बार और / या परिदृश्य 2 की evapotranspiration मांगों को पार करने वाले संस्करणों में शहरी भूदृश्य को सिंचाई देने के लिए प्रोग्राम किया जाता है. यह शहरी धारा सिंड्रोम 3 में कहा गया है क्या करने के लिए योगदान देता है, जो पानी प्राप्त करने के लिए शहरी भूनिर्माण से अपवाह की एक महत्वपूर्ण मात्रा में यह परिणाम है. शहरी धारा सिंड्रोम के लक्षण, थलचर प्रवाह और कटाव का प्रवाह की आवृत्ति में वृद्धि हुई Nitroge बढ़ शामिलN (एन), फास्फोरस (पी) चैनल आकृति विज्ञान, मीठे पानी के जीव विज्ञान में परिवर्तन के अलावा, विषैले पदार्थ, और तापमान, और पारिस्थितिकी तंत्र 3 प्रक्रियाओं.
कृषि पारिस्थितिकी प्रणालियों से एन और पी की हानि बड़े पैमाने पर अध्ययन किया और चार कारकों पर मुख्य रूप से निर्भर होना पाया गया है: पोषक स्रोत, आवेदन दर, आवेदन समय, और पोषक नियुक्ति 4. कम प्रकाशित आंकड़ों वर्तमान में शहरी परिदृश्य से पोषक तत्वों की बंद साइट आंदोलन पर मौजूद हैं, इन प्रिंसिपलों सीधे, Turfgrass संस्कृति के लिए लागू होम लॉन, वतन खेतों, पार्क, या अन्य हरी रिक्त स्थान में है कि क्या किया जा सकता है. साथ ही, परिदृश्य से अपवाह में परिणाम जो अनुचित सिंचाई प्रथाओं इन घाटा बढ़ा सकते हैं.
पोषक तत्व नुकसान आगे सिंचाई जल की गुणवत्ता से बदला जा सकता है. दक्षिण पश्चिम अमेरिका में क्षेत्रों में अक्सर घर के लॉन और शहरी परिदृश्य 5,6 की सिंचाई के लिए अधिक खारा या sodic पानी का उपयोग. की रासायनिक संरचनासिंचाई पानी काफी अपवाह पानी के लिए कार्बन, नाइट्रोजन, कैल्शियम, और अन्य फैटायनों की रिहाई के कारण मृदा रसायन को बदल सकता है. हाल ही में काम निकालने पानी के बढ़े सोडियम अवशोषण अनुपात (एसएआर) काफी सेंट Augustinegrass कतरनों, ryegrass कतरनों, और अन्य कार्बनिक पदार्थों 7 से leached कार्बन (सी) और नाइट्रोजन (एन) की मात्रा में वृद्धि हुई है कि पता चला है. इसके अलावा, मनोरंजन Turfgrass मिट्टी से पानी निष्कर्षण मिट्टी सी, एन, पी और घाटा काफी सिंचाई पानी रासायनिक घटक 6 के साथ जोड़ा गया.
Washbusch एट अल. मैडिसन, WI में शहरी अपवाह का अध्ययन किया और लॉन कुल फास्फोरस 8 का सबसे बड़ा योगदानकर्ता थे. इसके अलावा, वे भी "स्ट्रीट गंदगी" में कुल पी के 25% के पत्ते और घास की कतरनों से उत्पन्न पाया. एक ठेठ ग्रामीण परिवेश में, पत्ता कूड़े जमीन पर गिर जाता है और फिर एस वापस करने के लिए धीरे धीरे रिहा पोषक तत्वों मिटतातेल पर्यावरण. वे करने के लिए "सड़क गंदगी" योगदान जहां हालांकि, शहरी वातावरण में, पोषक तत्वों से भरपूर पत्ते और घास की कतरनों के महत्वपूर्ण मात्रा पर गिर सकता है या धोया या इस तरह के बाद सड़कों में अपनी राह बना driveways, राह चलते बगल, और रोडवेज के रूप में hardscapes पर उड़ा ले , जो की बहुत प्राप्त जलमार्ग में सीधे धोया जाता है.
शहरी परिदृश्य मिट्टी अक्सर परेशान और भी कम होने के कारण घुसपैठ दरों से 9 तक की अपवाह की मात्रा बढ़ा सकते हैं जो निर्माण के दौरान अत्यधिक जमा कर रहे हैं. Kelling और पीटरसन कुल अपवाह की मात्रा और घर के लॉन से अपवाह में पोषक सांद्रता दोनों जमा कर रहे हैं या गंभीर रूप से पिछले निर्माण गतिविधियों में 10 की वजह से परेशान मिट्टी प्रोफाइल है कि लॉन से बढ़ रहे हैं कि सूचना दी. Edmondson एट अल. दूसरी ओर, शहरी मिट्टी Leic के शहरी और उपनगरीय क्षेत्र में कृषि मिट्टी आसपास के की तुलना में कम जमा हुआ पाया गया किएस्टर, ब्रिटेन 11. उन्होंने इसका इस्तेमाल भारी कृषि मशीनरी के लिए इस ठहराया, लेकिन उन्होंने यह भी लॉन घास कटाई और अधिक से अधिक मानव कुचलना के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था जो पेड़ों और झाड़ियों के तहत मिट्टी की तुलना में एक अधिक से अधिक मिट्टी थोक घनत्व था कि उल्लेख किया.
यह कई परिस्थितियों में, शहरी और उपनगरीय धारा सिंड्रोम काफी अपवाह और बिंदु स्रोत 3,12 निर्वहन से प्रभावित कर रहे हैं कि प्रतीत होता. बिंदु सूत्रों परमिट और रीसाइक्लिंग के माध्यम से चालाकी से किया जा सकता है, अतिरिक्त अनुसंधान का विकास और अपवाह के लिए पोषक तत्व घाटे को कम करने के लिए घर के लॉन स्थापना और प्रबंधन के लिए सबसे अच्छा प्रबंधन प्रक्रियाओं का परीक्षण करने की जरूरत है. इस संबंध में विगत अनुसंधान प्रयासों अक्सर वजह से तटीय जल में पोषक तत्वों का नुकसान leaching और अपवाह के प्रभावों से संबंधित चिंताओं को उच्च रेत सामग्री मिट्टी वहाँ हैं जहाँ तटीय क्षेत्रों, साथ केन्द्रित किया गया है. बहुत रेतीली मिट्टी के साथ काम हालांकि, जब एक पीढ़ी के लिए सक्षम होने के लिए खड़ी ढलान और उच्च वर्षा दर चाहिएकिसी भी अपवाह 13,14 ते. इसके विपरीत, केंद्रीय संयुक्त राज्य अमेरिका में मिट्टी के कई बनावट ठीक हैं और यहां तक कि छोटे वर्षा घटनाओं से अपवाह के महत्वपूर्ण मात्रा में होने वाली कम घुसपैठ दर है. इस प्रकार, यह देशी मिट्टी और आवासीय परिदृश्य पर हो सकता है कि उन लोगों की विशिष्ट ढलान पर एक अपवाह सुविधा के लिए डिजाइन और निर्माण के लिए वांछित था.
इस पत्र में अपेक्षाकृत छोटे अस्थायी प्रस्तावों और चयनित बड़ा या माप और मात्रा का ठहराव के लिए अस्थायी अंतराल पर अपवाह पानी subsamples के एक साथ संग्रह में कुल अपवाह संस्करणों को मापने के लिए 24 व्यक्ति 33.6 मी 2 क्षेत्र भूखंडों युक्त एक 1,000 मीटर 2 सुविधा के डिजाइन, निर्माण और समारोह का वर्णन अपवाह पानी के रासायनिक घटकों की.
Protocol
Representative Results
Discussion
जल में, पर प्रवाह, और मिट्टी के माध्यम से बहुत स्थलाकृति, वनस्पति कवर, और मिट्टी भौतिक गुणों से प्रभावित है. उच्च मिट्टी सामग्री के साथ जरूरत से ज्यादा जमा मिट्टी और मिट्टी कम घुसपैठ दरों और अपवाह की वृद?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों आभार इस सुविधा के लिए Scotts चमत्कार Gro कंपनी से वित्तीय सहायता स्वीकार करते हैं. हम सिंचाई नियंत्रक प्रदान करने के साथ सहायता के लिए टोरो कंपनी के लिए भी सराहना कर रहे हैं. इस परियोजना के प्रारंभिक दौर में देर डॉ क्रिस Steigler द्वारा दृष्टि और योजना भी आभार स्वीकार किया है. लेखकों को भी नमूना तैयार करने और विश्लेषण के साथ उसे तकनीकी सहायता के लिए सुश्री एन स्टेनली को धन्यवाद देना चाहूंगा.
Materials
| Flow meter | Teledyne Isco | Model 4230 | Bubbling flow meter that measures and records water flow through flume |
| Portable Sampler | Teledyne Isco | Model 6712 | Works in conjunction with the flow meter to collect water samples at predetermined intervals. |
| Flow Link Software to collect data | Teledyne Isco | Ver 5.0 | Allows communication between flow meter and computer |
| Pre-sloped trench drain | Zurn Industries, LLC | Z-886 | |
| Irrigation Controller | Toro Company | VP Satellite | Controls irrigation to each plot individually |
| Electric Valves | Hunter | 2.5 cm PGV | Opens or closes water flow to individual plots based on signal from irrigation controller |
| Spray nozzles | RainBird | HE-Van 12 | Sprays irrigation water in predetermined pattern and rate |
| Irrigation heads | Hunter | Pro Spray 4 | 4 inch pop up spray heads |
| 6 inch slotted drain pipe | Advanced Drainage Systems | 6410100 | single wall corregated HDPE – slotted |
| 6 inch plain drain pipe | Advanced Drainage Systems | 6400100 | single wall corregated HDPE – plain |
| Filter Paper | Whatman GF/F | 1825-047 | 47mm diameter, binder-free, glass microfiber filter |
| pH Meter | Fisher | Accumet XL20 | |
| Combination pH probe | Fisher | 13-620-130 | |
| Automatic Temperature Compensating Probe | Fisher | 13-602-19 | |
| Electrical conductivity probe | Fisher | 13-620-100 | Cell constant of 1.0 |
| TOC-VCSH with total nitrogen unit TMN-1 | Shimadzu Corp | TOC-VCSH with TMN-1 | dissolved C and N analyzer |
| Smartchem 200 | Unity Scientific | 200 | Discrete Analyzer for P measurement |
| ICS 1000 | Dionex | ICS 1000 | Ion Chromatography for Ca, Mg, K and Na measurment |
| Portable Soil Moisture Meter | Spectrum | FieldScout TDR 300 | 7.5 cm long probes |
| Totallizing Water Meters | Badger | 3/4 inch water meters | standard homeowner water meters |
References
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