Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Bir drenaj kontrol yapısında akış izleme için V-çentik savak denklemlerinin parametrelendirilmesi

1.5K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/67971

⸱

25 Nisan 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1National Laboratory for Agriculture and the Environment, USDA-ARS, 2Department of Agricultural and Biosystems Engineering, Iowa State University, 3Natural Resource Ecology and Management, Iowa State University

Bu makalede

Özet

Bu protokol, (1) bir laboratuvar kalibrasyon prosedürü ve (2) yazarlar tarafından geliştirilen çevrimiçi bir araç olan "Savak Akış Denklemi Katsayıları Hesaplayıcısı" kullanılarak bir drenaj kontrol yapısı içinde bir V-çentikli savak için savak akış denklemi katsayılarını elde etme yöntemlerini açıklar. Bu yöntemler, V-çentik ve üst üste binme akışları içinde yer alan akışlar için geçerlidir.

Özet

Drenaj deşarjının (birim zamandaki akış hızı veya su hacmi) doğru tahmini, yüzey suyuna verilen besin yüklerinin hesaplanması ve tarla kenarı koruma uygulamalarının performansının değerlendirilmesi için çok önemlidir. Drenaj akış hızlarının belirlenmesi, bir drenaj kontrol yapısındaki kafanın izlenmesini ve yapıya monte edilen savak için uygun bir denklemin uygulanmasını gerektirir. Kontrol yapılarındaki savaklar için kalibre edilmiş denklemler geliştiren önceki çalışmalar, aynı tip savak ve kontrol yapısı boyutu için farklı denklemler (yani farklı savak akış denklemi katsayıları) üretmiştir. Bu çalışma, bir drenaj kontrol yapısı içinde deneysel su akış hızı ve basma yüksekliği ölçümlerinin kurulması ve bir V-çentikli savak içinde yer alan akışlar için bir savak denklemi geliştirilmesi için prosedürleri açıklamaktadır. Ek olarak, su seviyesi V-çentikli savağın tepesini aştığında, üst üste basma akışları için bir savak denklemi elde etme prosedürü ana hatlarıyla belirtilmiştir. Bu süreç, bir V-çentikli savak için laboratuvarda geliştirilen savak denkleminin ve yazarlar tarafından geliştirilen çevrimiçi bir araç olan "Savak Akış Denklemi Katsayıları Hesaplayıcısı"nın kullanılmasını içerir. Çevrimiçi araç ayrıca, kullanıcıların sahaya özgü akış hızına sahip olmadığı durumlarda bile, çeşitli boyutlardaki Ağrı Drenaj suyu kontrol yapılarında hem V çentik içeren hem de aşırı akışlar için savak akış denklemi katsayıları oluşturabilir. kafa ilişkisi.

Giriş

Yeraltı drenaj suyundan (doymuş tamponlar, biyoreaktörler ve drenaj suyu yönetimi) besin kaybını azaltan alan kenarı koruma uygulamalarının performansını değerlendirirken, drenaj deşarjını ve besin konsantrasyonlarını doğru bir şekilde belirlemek önemlidir. Besin konsantrasyonlarını (örneğin nitrat) doğru bir şekilde belirlemek için, su örneklerinden1 elde edilen laboratuvar yöntemleri veya besin maddelerinin sürekli izlenmesi için sensörler 2,3 gibi standart yöntemler kolayca kullanılabilir. Öte yandan, tarla kenarı koruma uygulamalarında drenaj akış hızlarının belirlenmesi, nitrat konsantrasyonunda olduğu kadar basit değildir ve genellikle bir drenaj suyu seviyesi kontrol yapısınınkullanılmasını içerir 4,5. Bir drenaj suyu seviyesi kontrol yapısı, yukarı akış su başlığını kontrol etmek ve savaklar kullanarak deşarj akış hızlarını izlemek gibi ikili bir amaç ile alan kenarı koruma uygulamasında kullanılır. Drenaj akış hızlarını belirlerken göz önünde bulundurulması gereken önemli bileşenler arasında drenaj kontrol yapısının boyutu, yapıda kullanılan savak tipi, yapı içindeki akış koşulları, kafaların doğru ölçümü ve kafaları tahliye akış hızlarına dönüştürmek için uygun savak denklemlerinin kullanılması yer alır. Bu yapılar genellikle yapay olarak "kiremitli" drene edilmiş arazilerle sınırlı olsa da, drene edilmiş tarım arazileri ABD'de21 milyon hektarı aşıyor 6 ve akarsulara ve nehirlere besin yüklerini etkiliyor7.

Savaklar kullanılarak akış hızlarının belirlenmesi yaygın bir uygulamadır ve açık kanallardaki akışlar için standart prosedürler ve kalibrasyon denklemlerimevcuttur 8. Bununla birlikte, yalnızca sınırlı sayıda çalışma, bir drenaj kontrol yapısındakisavaklar için kalibrasyon denklemleri geliştirmiştir 5,9,10,11,12,13,14,15,16,17. Chun ve Cooke10, çeşitli boyutlardaki kontrol yapıları için dikdörtgen savaklar için kalibrasyon denklemlerinin geliştirilmesine öncülük etti. Chun ve Cooke10'u takiben, Christianson ve ark.9, 15 cm (6 inç) ve 25 cm (10 inç) kontrol yapılarında 45° V-çentikli savak için tek bir kalibrasyon denklemi geliştirdi. Shokrana ve Ghane14, Christianson ve ark.9'dan 25 cm'lik (10 inç) bir yapıda 45° V-çentikli bir savak için, savak yapının tabanının yaklaşık 30 cm yukarısına yerleştirildiğinde farklı bir akış denklemi sağladı. Yazarlar, iki kalibrasyon denklemindeki farkı, akış hızlarını ölçmek için kalibre edilmiş bir tartım cihazının kullanılmasına bağladılar, bu da akış hızlarını, basma yüksekliklerini ve kontrol yapılarında V-çentiği içinde yer alan akışlar için savaklar için kalibrasyon denklemlerini elde etmek için birleşik bir prosedürün eksik olduğunu öne sürdü.

Son çalışmamızda11, Ağrı Drenaj kontrol yapılarındaki 45° V-çentikli savaklar için boyutlarına (15 cm [6 inç], 20 cm [8 inç] ve 30 cm [12 inç]) göre kalibrasyon denklemleri geliştirdik. V-çentik içinde yer alan akışlar için kalibrasyon denklemi, kafa (h) ve akış hızı (Q, denklem 1)5,9,11,13,14 arasında basit bir güç ilişkisi iken, aşırı yükleme akışları, bir V-çentik savağı ve bir dikdörtgen savak (denklem 2)11 için denklemleri birleştirdiği için daha karmaşık olan (yani daha fazla terime sahip) bir bileşik savak denkleminin kullanılmasını gerektirir.

figure-introduction-1(1)

burada, Q = akış hızı, h = basma yüksekliği ve a ve b = değerleri savağın şekline, kontrol yapısının boyutuna, akış koşullarına ve Q ve h birimlerine bağlı olan savak katsayıları.

figure-introduction-2(2)

burada, Q = akış hızı, h = toplam basma yüksekliği, h1 = V-çentikli savağın tepesinin üzerindeki kafa (yani, V-çentikli savağın üzerindeki dikdörtgen savakta eğilmiş), W = V-çentikli savağın tepesinin üzerindeki dikdörtgen savak bölümünün genişliği, Wv = V-çentikli savağın üst genişliği, a ve b = V-çentikli savak için savak katsayıları ve a1 ve b1 = V-çentikli savağın üzerindeki dikdörtgen bölüm için savak katsayıları.

Uzaktan kumandalı ayarlanabilir sürgülü vanalar kullanarak bir kontrol yapısındaki su seviyelerini izlemek ve otomatik olarak ayarlamak için sensörlere sahip akıllı bir drenaj sisteminin benimsenmesi, ABD'deki alan kenarı koruma uygulamalarında artmaktadır. Başlangıçta sadece basit bir güç fonksiyonu kullanmak üzere tasarlanmış olan bu sistemlerin çoğu, üst üste binme akışları için bileşik savak denklemini (denklem 2) barındıramaz ve üst üste basma akışları için her bir drenaj kontrol yapısı için denklem (1) ile gösterilen formda benzersiz akış denklemlerinin geliştirilmesini talep eder. Ek olarak, akış hızlarının ve besin kayıplarının ölçülmesi ve izlenmesinde yer alan kullanıcılar, daha fazla parametre gereksinimi nedeniyle akışları aşmak için denklem (2)'yi kullanmayı hantal bulabilir. Bu zorlukların üstesinden gelmek için "Savak Akış Denklemi Katsayıları Hesaplayıcı" aracını geliştirdik. Bu çevrimiçi araç (şu adreste mevcuttur: https://www.ars.usda.gov/midwest-area/ames/nlae/docs/tools-available-from-nlae/), 45° V çentikli bir savak için standart boyutlardaki drenaj kontrol yapıları (Tablo 1) için savak akış denklemi katsayıları sağlar. Daha da önemlisi, araç, üst üste basma akışı için savak akış denklemi katsayılarını hesaplar ve kullanıcı tarafından sağlanan kontrol yapısının boyutuna ve boyutlarına bağlı olarak denklem (1)'de gösterildiği gibi yalnızca iki parametreden oluşur. Sahaya özgü akış hızını ölçmek için uygun ekipman mevcut olduğunda vs. kafa ilişkileri, araç ayrıca kullanıcı girdisi olarak V-çentikli savak içinde yer alan akışlar için bir kalibrasyon denklemini kabul eder ve üst üste basma akışları için savak akış denklemi katsayılarını hesaplar. Bu nedenle, bu protokol, bir drenaj kontrol yapısında akış ölçümü kurulumunu ve sahaya özgü bir kalibrasyon denkleminin geliştirilmesi için evrensel bir yöntemi tanımlar. Daha sonra, V-çentik ve üst üste binme akışları içinde yer alan akışlar için savak akış denklemi katsayılarını hesaplamak için "Savak Akış Denklemi Katsayıları Hesaplayıcısı" aracının kullanımı açıklanmaktadır. Son olarak, aletten elde edilen savak denklemlerini kullanarak drenaj akış hızlarının doğru bir şekilde tahmin edilmesini kolaylaştıracak bir drenaj kontrol yapısındaki akışların izlenmesi ve bakımı açıklanmaktadır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Bu çalışmada kullanılan sarf malzeme ve ekipmanların detayları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.

1. Bir drenaj kontrol yapısında laboratuvar kalibrasyonu ile V-çentik içinde yer alan akışlar için savak akış denklemi katsayılarının elde edilmesi

  1. Bir kalibrasyon deneyi için drenaj kontrol yapısının kurulması
    1. Kontrol yapısının giriş bölümünü pompa tertibatına (bir pompa, bir akış ölçer ve gerekli borular, bağlantı parçaları ve valflerden oluşan) ve çıkış bölümünü drenaj borusuna bağlayın (bkz. Şekil 1). Varsa, kontrol yapısındaki ek çıkışları kapattığınızdan emin olun.
    2. V çentikli savağın üst genişliğini (Wv, Şekil 2A) ve derinliğini (D, Şekil 2B) ölçün.
    3. Durdurma loglarının (kontrol yapısında su seviyesi derinliğini korumak için kullanılan levhalar, Şekil 3B) ve V-çentik savağının drenaj kontrol yapısına oturduğu raylar (Şekil 3A) arasındaki mesafeyi (genişlik, W) ölçün.
    4. Durdurma günlüklerini parçalar arasına teker teker yerleştirin. Durdurma günlüğünün altından sızıntı olmaması için alt durdurma günlüğünün kontrol yapısının altına sıkıca oturduğundan emin olun.
    5. İstenen yüksekliğe ulaşılana kadar kontrol yapısındaki mevcut stoplog'ların üzerine ek stoplog'ları istifleyin. Durdurma loglarının sıkı bir şekilde ayarlandığından ve stoploglar ile raylar arasında sızıntı olmadığından emin olun.
      NOT: Stoplogların toplam yüksekliği, giriş borusunun açıklığından daha büyük olmalı ve doymuş tampon, biyoreaktör veya kontrollü drenaj sistemindeki su tablasının tasarım derinliğine karşılık gelmelidir. Kalibrasyon deneyi için laboratuvardaki kurulum, doğru akış hızı tahminleri için sahadaki akış koşullarını en iyi şekilde temsil etmelidir.
    6. Savak plakasını üst stoplogun üzerine sıkıca yerleştirin.
    7. Kontrol yapısının (D1) iç yüksekliğini ve kontrol yapısının üst kısmı ile V çentik savağının (D2) üst kısmı arasındaki mesafeyi, sıfır işareti bandın kenarı ile aynı hizada olan bir ölçüm bandı kullanarak ölçün (bkz. Şekil 4A).
    8. Kontrol yapısının (D3) altından V çentik tepesinin yüksekliğini şu şekilde hesaplayın: D3 = D1- D2- D, burada D, adım 1.1.2'den elde edilen V çentiğinin derinliğidir.
      NOT: Durdurma günlüklerinin etrafındaki lastik conta olarak kullanılan durdurma çubuklarının yüksekliklerinin toplamı, durdurma kütüklerinin birleşik yüksekliğini artırdığından, V çentik tepesinin yüksekliğini kontrol yapısının altından hesaplamayın.
    9. Manometre tüpünü/söndürme kuyusunu (kontrol yapısındaki su seviyesini belirlemek için kullanılır) kontrol yapısına sıkıca bağlayın. Kontrol yapısının dış duvarına, manometrenin yanına, kontrol yapısının iç tabanının tabanına karşılık gelen "sıfır" değeri ile bir mezura yapıştırın (bkz. Şekil 4B).
  2. Akış hızlarının ve basma yüksekliğinin ölçülmesi
    1. Pompayı çalıştırın ve suyun giriş haznesini doldurmasına ve ardından savaktan akmasına izin verin.
    2. Pompa tertibatındaki valfi ayarlayarak ve akış ölçerdeki ekranı izleyerek yaklaşık 1-1.5 L.s-1 (15-25 gpm) bir akış hızı seçin.
    3. Akışın stabilize olması için yeterli zaman tanıyın, genellikle en az 3 dakika. Karşılık gelen kafa en az 6 cm (>2.4 inç) olmalıdır, böylece akış borusu savak plakasına8 yapışmaz. Basma yüksekliği 6 cm'den (2.4 inç) azsa akış hızını artırın (Şekil 5A).
    4. Akış stabil hale geldiğinde, akış ölçerdeki ekrandan akış hızı okumasını kaydedin. 8 dakika içinde 10-2 ardışık okuma yapın ve ortalama akış hızını (Q) hesaplayın (Şekil 5B).
    5. Dinlendirme kuyusu/manometre tüpündeki suyun yüksekliğini ölçün. Söndürme kuyusu/manometre borusundaki su seviyesi dalgalanıyorsa, en az 30 s'lik bir süre boyunca yüksek ve düşük su seviyeleri için okumaları alın ve yapının tabanının üzerindeki su yüksekliği için ortalama değeri elde edin (D4) (Şekil 5C).
    6. Kafayı (h) şu şekilde hesaplayın: h = D4- D3.
    7. Akış hızını yaklaşık 1-1.3 LS-1 (15-20 gpm) artırın ve akış hızının stabilize olmasını bekleyin.
    8. Adım 1.2.3-1.2.6'da açıklandığı gibi akış hızını ve karşılık gelen basma yüksekliğini elde edin.
    9. Su seviyesi V çentiğinin tepesine ulaşana kadar akış hızını en az 5 kez daha artırın ve akış hızındaki her artış için 1.2.3-1.2.6 prosedürlerini tekrarlayın.
  3. V-çentik içinde yer alan akışlar için savak kalibrasyon denkleminin geliştirilmesi
    1. Bir Excel elektronik tablosunda, V çentikli savak aracılığıyla basma yüksekliğinin (h, cm) ve karşılık gelen akış hızlarının (Q, LS-1) değerlerini girin.
      NOT: 20 cm (8 inç) kontrol yapısında ölçülen akış hızlarından ve basma yüksekliklerinden oluşan bir Excel elektronik tablosu, Ek Dosya 1 olarak sağlanır.
    2. Ölçülen akış hızlarını (Q, Y ekseni) ölçülen basma yüksekliğine (h, X ekseni) karşı çizin ve denklem (1)'deki gibi bir güç fonksiyonu uydurun. Hesap tablosunda veri aralığını seçin, sonra Ekle > Grafikleri > Dağılım'ı tıklayın. Grafikteki veri noktalarına sağ tıklayın, ardından Grafikte Güç > Görüntüleme Denklemi > Trend Çizgisi Ekle'ye tıklayın > Grafikte R-kare değerini görüntüleyin.
    3. Güç fonksiyonunun uyum durumunu hem görsel olarak hem de R2 değerini kullanarak kontrol edin (Şekil 6). Bu, kontrol yapısı için V-çentiği içinde yer alan akış için savak denklemidir.

2. V-çentik ve üst üste binme akışları içinde yer alan akışlar için savak katsayılarını elde etmek için "Savak Akış Denklemi Katsayısı Hesaplayıcısı"nın kullanılması

NOT: Aşağıdaki adımlar, https://www.ars.usda.gov/midwest-area/ames/nlae/docs/tools-available-from-nlae/'da bulunan "Savak Akış Denklemi Katsayısı Hesaplayıcı" aracının kullanılmasını gerektirir.

  1. Kendi kalibrasyon denklemini kullanarak üst üste binme akışları için savak akış denklemi katsayıları
    1. https://www.ars.usda.gov/midwest-area/ames/nlae/docs/tools-available-from-nlae/ bağlantısını açın ve web sayfasındaki "Savak Akış Denklemi Katsayıları Hesaplayıcısı"na tıklayın. Bu adım, aracı yeni bir tarayıcıda açacaktır (Ek Şekil 1).
    2. Radyo düğmelerini kullanarak Metrik (SI) ve ABD Geleneksel birimleri arasında birimi seçin (Ek Şekil 2).
    3. Kontrol yapısının boyutu bölümünde, kullanıcı kendi savak denklemi katsayılarını sağladığı için seçimi varsayılan değer olan 6 inç (15 cm) olarak bırakın.
    4. "Kendi kalibrasyon denkleminiz var mı?" sorusuna yanıt olarak Evet'e tıklayın ve V-çentiğinde yer alan akışlar için denkleme karşılık gelen a ve b parametrelerinin değerlerini girin, Q = ahb ve adım 1.3.2'den elde edilen (Ek Şekil 2).
    5. Aracın Girişler bölümüne savak özelliklerinin değerlerini girin. Girişler, izler arasındaki genişliği (W), V-çentiğinin derinliğini (D) ve V-üst genişliğini (W-v) içerir. Semboller için sağdaki şekle bakın (Ek Şekil 2).
    6. V-çentik savak denklemi için katsayılar tablosundan üst üste basma akışları için katsayıların değerlerini, Q = ah b'yi ve aracın Sonuçlar bölümünden basma yüksekliğine karşı akış hızı grafiğini alın (Ek Şekil 2).
  2. Aracı kullanarak V-çentik ve üst üste binme akışları içinde yer alan akışlar için savak akış denklemi katsayıları
    1. Aleti bölüm 2.1.1'de açıklandığı gibi açın. ve radyo düğmelerini kullanarak üniteyi ve kontrol yapısının boyutunu seçin (Ek Şekil 3).
    2. "Kendi kalibrasyon denkleminiz var mı?" sorusuna yanıt olarak Hayır'a tıklayın.
    3. Bölüm 2.1.5'te açıklandığı gibi savak özelliklerinin değerlerini girin.
    4. Tablodan V çentikli savak ve üst üste basma akışlarına ilişkin katsayıların değerlerini ve akış hızı ile ilgili grafiği alın. aletin Sonuçlar bölümünden V çentik tepesine göre akış derinliği (Ek Şekil 3).

3. Drenaj kontrol yapılarında akış izleme ve bakım

  1. Bir drenaj kontrol yapısındaki su seviyelerinin doğrulanması
    NOT: Sensörlerden elde edilen akış seviyelerinin doğru olduğundan emin olmak, düzenli saha ziyaretleri yoluyla sensör okumalarının manuel ölçümlerle karşılaştırılmasıyla elde edilen akış hızlarının doğru tahmini için çok önemlidir.
    1. Bir mezura kullanarak, su seviyesinin, sensörün oda içindeki konumuna yakın giriş odasındaki kontrol yapısının tepesinden olan mesafesini ölçün.
    2. Ölçümü yapmak için, mezurayı su seviyesinin menisküsüne değene kadar kontrol yapısına indirin. Bu ölçümü 1-3 kez yapın ve mesafeyi kaydedin.
    3. Sensör okumasının kaydını almak için kontrol paneli kutusunu açın ve su seviyesi okumasına karşılık gelen sayıyı kaydedin (Şekil 7).
      NOT: Kontrol panelinin ayarlarına bağlı olarak, ekran drenaj kontrol yapısının üstünden veya altından su seviyesi ölçümünü görüntüleyebilir.
    4. Manuel ölçümü, kontrol yapısının altından bir su derinliği değerine karşılık gelen sensör okuması ile karşılaştırmak için, manuel ölçümünüzü kontrol yapısının iç yüksekliğinden çıkarın ve sensör okumasıyla karşılaştırın.
    5. Ölçülen ve sensör değerleri arasında bir tutarsızlık varsa, kontrol yapısındaki tortuların/kalıntıların varlığı, savak yönetiminden kaynaklanan savak yüksekliğindeki hesaba katılmamış değişiklikler, sensörlerin yerinden çıkması ve sensörlerin arızalanması dahil olmak üzere hata kaynaklarını kontrol edin ve buna göre düzeltin.
  2. Akış hızlarının zaman serilerinin elde edilmesi
    NOT: Doymuş bir tampon sahasından (BC-2)18 örnek verilerden oluşan bir elektronik tablo ve araçtan savak denklem katsayılarını kullanarak akış hızlarının zaman serisini elde etme prosedürü bölüm 2.2.1-2.2.4'te açıklanmıştır ve Ek Dosya 2'de sunulmuştur.
    1. Drenaj sistemi ile ilişkili ilgili veri kaydediciden veya sunucudan akış seviyesi verilerinin zaman serisini indirin.
    2. Zaman serisi akış düzeyi verilerini kullanarak basma yüksekliğini hesaplayın.
    3. Akış koşulunu, yani V-çentiği (h ≤ D) veya aşırı doldurma akışı (h > D) içinde yer alan akışı, her zaman kaydı için kafa (h) ile V-çentik derinliği (D) olarak belirleyin.
    4. "Savak Akış Denklemi Katsayısı Hesaplayıcısı" aracından elde edilen savak akış denklemi katsayıları ile savak denklemini (1) kullanarak akış durumu için drenaj akış hızını hesaplayın (bölüm 2.1. veya 2.2.'de açıklandığı gibi).
    5. Akıllı bir drenaj sistemi ile donatılmış bir alan kenarı koruma uygulamasında, akış hızlarının zaman serisini doğrudan ilgili web sitesinin kontrol panelinden alın (Şekil 8).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Paslanmaz çelik 45° V çentikli savağın kalibrasyonu, V-çentik11 içinde yer alan akışlar için 15 cm (6 inç), 20 cm (8 inç) ve 30 cm (12 inç) Tarım Drenaj kontrol yapılarında gerçekleştirildi. Protokolde açıklandığı gibi, V-çentiği içinde yer alan akışlar için ölçülen verilere bir güç fonksiyonunun (denklem 1) uydurulmasıyla elde edilen akış hızlarının ve basma yüklerinin ölçülen değerleri ve savak denklemleri Şekil 9A-C'de

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Protokol (adım 1), bir Agri Drenaj drenaj kontrol yapısında 45° V-çentikli bir savak için bir kalibrasyon denklemi geliştirmek için bir yöntemi açıklar. Bununla birlikte, yöntem, herhangi bir drenaj kontrol yapısında dikdörtgen bir savak, bir trapez savak veya çeşitli açılara sahip bir V-çentik savak gibi farklı savak türleri için kalibrasyon denklemleri geliştirmek için uyarlanabilir. Kalibrasyon prosedürü sırasında, özellikle kontrol yapısı içindeki su seviyesinin daha türbülanslı olma...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Bu yazıda ifade edilen tüm görüşler yazarlara aittir ve USDA, DOE veya ORAU/ORISE'nin politikalarını ve görüşlerini yansıtmayabilir. Bu makalede adı geçen ticaret, firma veya ürün adlarının herhangi bir şekilde kullanımı yalnızca açıklama amaçlıdır ve ABD Tarım Bakanlığı tarafından tavsiye edildiği veya onaylandığı anlamına gelmez. USDA, fırsat eşitliği sağlayıcısı ve işverenidir.

Teşekkürler

Yazarlar, bu makalede kullanılan fotoğrafların çekilmesinde Shane Svoboda'nın yardımını kabul eder. Bu çalışma kısmen, ABD Enerji Bakanlığı (DOE) ve ABD Tarım Bakanlığı (USDA) arasındaki kurumlar arası bir anlaşma yoluyla Oak Ridge Bilim ve Eğitim Enstitüsü (ORISE) tarafından yönetilen Tarımsal Araştırma Servisi (ARS) Araştırma Katılım Programına atanarak desteklenmiştir. ORISE, DOE sözleşme numarası DE-SC0014664 altında ORAU tarafından yönetilmektedir. Bu araştırma, Uzun Vadeli Tarımsal Ekosistem Araştırma (LTAR) Ağı'nın bir katkısıydı. LTAR, Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı, Tarımsal Araştırma Servisi tarafından desteklenmektedir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Akış ölçerBanjo CorpMFM300Elektromanyetik debimetre, 0,88 ila 42,3 LS'-1 (14 ila 670 gpm) arasındaki akış hızları için ± %2-3 doğruluk ve -12 ila 54 & derece çalışma sıcaklığı aralığı; C
Boru ve bağlantı parçalarıN/AN/ABoru uzunluğu ve bağlantı parçaları gerektiği gibi olmalı, ancak üreticinin tavsiyesine göre akış ölçerin yukarı ve aşağı akışı için minimum düz boru gereksinimlerini karşılamalıdır.
PompaABD Motorları15706017-100Model 15411 60 HP 3 Fazlı VFD tahrikli ve nbsp;
StoplogsAgri Drain700320 (5 inç stoplog), 700321 (7 inç stoplog), 700333 (7 inç alt contalı alt stoplog)inç, 7 inç ve 7 inç yükseklikte üç tip PVC stoplog alt contalı alt stoplog
Şerit MetreStanley PowerLock33-1585m/16' şerit metre
V-çentikli savakAğrı Drenaj701132Paslanmaz çelik 45 derece; (3 mm kalınlık, V çentik derinliği 17.145 cm) PVC taşıyıcılı çentikli savak (13 mm kalınlık)
Su Seviyesi Drenaj Kontrol YapısıAğrı Drenajı3CINLINE06X08PVCNominal boyutu 20,32 cm (8 inç) olan 3 odacıklı hat içi su seviyesi kontrol yapısı ve ilk kapıda bulunan V-çentik savağı (Stoploglar satın almaya dahildir)
5

Kaynaklar

  1. American Public Health Association. Standard methods for the examination of water and wastewater. , 24th edition, APHA Press. (2023).
  2. Alahi, M. E. E., Mukhopadhyay, S. C. Detection methods of nitrate in water: A review. Sens Actuators A Phys. 280, 210-221 (2018).
  3. Arenas Amado, A., Schilling, K. E., Jones, C. S., Thomas, N., Weber, L. J. Estimation of tile drainage contribution to streamflow and nutrient loads at the watershed scale based on continuously monitored data. Environ Monit Assess. 189 (9), 426(2017).
  4. Christianson, L., et al. Performance evaluation of four field-scale agricultural drainage denitrification bioreactors in Iowa. Trans ASABE. 55 (6), 2163-2174 (2012).
  5. Jaynes, D. B., Isenhart, T. M. Reconnecting tile drainage to riparian buffer hydrology for enhanced nitrate removal. J Environ Qual. 43 (2), 631-638 (2014).
  6. National Agricultural Statistics Service (NASS). 2022 census of agriculture. , United States Departmet of Agriculture, National Agricultural Statistics Service. Washington, DC. (2024).
  7. Dinnes, D. L., et al. Nitrogen management strategies to reduce nitrate leaching in tile-drained midwestern soils. Agronomy J. 94 (1), 153-171 (2002).
  8. United States Bureau of Reclamation (USBR). Water measurement manual. , 3rd [1997, rev. Reprint 2001], United States Department of the Interior, Bureau of Reclamation. (2001).
  9. Christianson, L. E., et al. Calibration of stainless steel-edged v-notch weir stop logs for water level control structures. App Eng Agric. 35 (5), 745-749 (2019).
  10. Chun, J. A., Cooke, R. A. Technical note: Calibrating agri drain water level control structures using generalized weir and orifice equations. App Eng Agric. 24 (5), 595-602 (2008).
  11. Katuwal, S., et al. Calibration of v-notch and compound weirs for subsurface drainage water level control structures. App Eng Agric. 40 (4), 453-463 (2024).
  12. Maxwell, B. M., Cooke, R. A., Christianson, R. D., Christianson, L. E. Stage-discharge relationships of drawdown plates for denitrifying woodchip bioreactors. App Eng Agric. 37 (6), 1023-1029 (2021).
  13. Partheeban, C. "Demonstrating the Effectiveness of Nitrate-nitrogen Removal of Denitrifying Bioreactors in South Dakota for Improved Drainage Water Management". Electronic Theses and Dissertations. 635, https://openprairie.sdstate.edu/etd/635 (2014).
  14. Shokrana, M. S. B., Ghane, E. An empirical v-notch weir equation and standard procedure to accurately estimate drainage discharge. App Eng Agric. 37 (6), 1097-1105 (2021).
  15. Utt, N., Jaynes, D., Albertsen, J. Demonstrate and evaluate saturated buffers at field scale to reduce nitrates and phosphorus from subsurface field drainage systems. Report No. CIG Final Report to NRCS and FSA. , 215 Agricultural Drainage Management Coalition Member Companies. (2015).
  16. Napierała, M. Application of simple crested weirs to control outflows from tiles drainage. Water. 15 (18), 3248(2023).
  17. El Hattab, M. H., Mijic, A., Vernon, D. Optimised triangular weir design for assessing the full-scale performance of green infrastructure. Water. 11 (4), 773(2019).
  18. Jaynes, D. B., Isenhart, T. M. Performance of saturated riparian buffers in Iowa, USA. J Environ Qual. 48 (2), 289-296 (2019).
  19. Moriasi, D. N., Gitau, M. W., Pai, N., Daggupati, P. Hydrologic and water quality models: Performance measures and evaluation criteria. Trans ASABE. 58 (6), 1763-1785 (2015).
  20. Johnson, G., et al. Effectiveness of saturated buffers on water pollutant reduction from agricultural drainage. J Nat Resour Agric Ecosyst. 1 (1), 49-62 (2023).
  21. Inline water level control structures. , Agri Drain Corporation. Available from: https://www.agridrain.com/shop/c85/manual-water-level-control-structures/p901/inline-water-level-control-structures/ (2024).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Savak Ak DenklemiAk H z zlemeA r AkSavak Denklem Katsay larSu Kontrol Yap sAk l erY kseklik l mDrenaj De arj
Bir drenaj kontrol yapısında akış izleme için V-çentik savak denklemlerinin parametrelendirilmesi
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.