Method Article
تم استخدام جهاز محاكاة سقوط الأمطار لتطبيق معدل ثابت من الأمطار موحدة لصناديق معبأة في التربة دراسة مصير ونقل اليوريا، مصدر الملوثات البيئية غير المحددة. تحت التربة وكمية الأمطار شروط موحدة، سابقة محتوى رطوبة التربة التي تمارس سيطرة قوية على فقدان اليوريا في الجريان السطحي.
الأمطار هو القوة الدافعة لنقل الملوثات البيئية من التربة الزراعية إلى المسطحات المائية السطحية عن طريق الجريان السطحي. كان الهدف من هذه الدراسة لوصف آثار سابقة محتوى رطوبة التربة عن مصير ونقل سطح تطبيق اليوريا التجارية، وهو شكل شائع من النيتروجين (N) والأسمدة، وبعد هطول الأمطار الحدث الذي يحدث خلال 24 ساعة بعد استخدام الأسمدة. على الرغم من أن يفترض أن تحلل اليوريا بسهولة إلى الأمونيوم وبالتالي لا تتوفر في كثير من الأحيان للنقل، وتشير الدراسات الحديثة أن اليوريا يمكن أن ينتقل من التربة الزراعية إلى المياه الساحلية حيث تورط في ازدهار الطحالب الضارة. تم استخدام جهاز محاكاة سقوط الأمطار لتطبيق معدل ثابت من الأمطار موحدة عبر صناديق معبأة التربة التي تم prewetted لمختلف محتويات رطوبة التربة. من خلال التحكم في مياه الأمطار والتربة الخصائص الفيزيائية، وكانت آثار رطوبة التربة سابقة على فقدان اليوريا عزلةتيد. رطوبة التربة معارضها وقت أقصر من بدء هطول الأمطار لبدء جولة الاعادة، وزيادة إجمالي حجم الجريان السطحي، وتركيزات أعلى اليوريا في الجريان السطحي، وزيادة شحنات كتلة اليوريا في الجريان السطحي. كما تبرهن هذه النتائج على أهمية السيطرة على سابقة رطوبة التربة في دراسات مصممة لعزل المتغيرات الأخرى، مثل التربة الفيزيائية أو الخصائص الكيميائية، والانحدار، وغطاء التربة، والإدارة، أو خصائص الأمطار. لأنها مصممة لتقديم محاكاة سقوط الأمطار قطرات المطر مشابهة من حيث الحجم والسرعة كما الأمطار الطبيعية، يمكن أن الدراسات التي أجريت في إطار بروتوكول موحد تسفر البيانات القيمة التي، بدورها، يمكن استخدامها لتطوير نماذج للتنبؤ مصير وانتقال الملوثات في الجريان السطحي.
الآثار البيئية للزراعة هي مصدر قلق عالمي ويتزايد بسرعة، خاصة في ظل عدم اليقين للتغير العالمي. الأمطار هو القوة الدافعة لنقل الملوثات البيئية من التربة الزراعية إلى المسطحات المائية السطحية عن طريق الجريان السطحي. وتركز مجموعة كبيرة من البحوث على فهم أفضل للتفاعلات بين هطول الأمطار وظروف التربة لأنها تحدد المصادر غير المحددة من الرواسب والمغذيات، والخسائر المبيدات من التربة الزراعية. كان الهدف من هذه الدراسة لوصف آثار سابقة محتوى رطوبة التربة عن مصير ونقل سطح تطبيق اليوريا التجارية، وهو شكل شائع من النيتروجين (N) والأسمدة، وبعد هطول الأمطار الحدث الذي يحدث خلال 24 ساعة بعد استخدام الأسمدة.
هناك عدد قليل من الدراسات عن مصير ونقل اليوريا في التربة، وذلك لأن اليوريا وتحلل بسرعة الى الأمونيوم التالية استخدام الأسمدة والerefore لا تتوفر في كثير من الأحيان للنقل. ومع ذلك، تشير الدراسات الأخيرة أن تحول اليوريا يمكن أن ينتقل من التربة الزراعية إلى المياه الساحلية والتحولات نحو قضية السكان من الكائنات الحية التي تنتج السموم الضارة 1،2. وقد أظهرت كل من التجارب المختبرية والميدانية أنه عندما كانت تزرع domoic المشطورة AUSTRALIS الزائفة nitzschia المنتجة للحمض (P. و استراليا) في اليوريا المخصب مياه البحر، أنتجت كمية حمض domoic كان أكبر مما كانت عليه عندما نمت على نترات الأمونيوم أو المخصب- مياه البحر 3. تستخدم هذه الدراسة الأمطار محاكاة للتحقيق في العمليات التي تتحكم في احتمال حدوث خسائر اليوريا-N في الجريان السطحي التالية استخدام الأسمدة التجارية.
نظرا لتباين الأمطار الطبيعية، وقد استخدمت أجهزة محاكاة سقوط الأمطار لتطبيق معدلات هطول الأمطار على الأسطح موحدة الأرض أو صناديق معبأة التربة لتقييم الجريان السطحي تحت ظروف خاضعة للرقابة. واستخدمت أجهزة محاكاة سقوط الأمطار في البداية لدراسة التربةتآكل 4. ومع ذلك، على مر السنين كانت قد استخدمت لقياس المكونات الأخرى في الجريان السطحي والعصارة من التربة 5-7. كما تم إجراء دراسات ميدانية باستخدام الأمطار الطبيعية لتقييم الخسائر من مكونات التربة في الجريان السطحي. الاتجاهات بين بيانات الأمطار ومحاكاة الأمطار الطبيعية تتبع نمطا مماثلا، مشيرا إلى الاتساق في العمليات. وبالتالي محاكاة سقوط الأمطار يمكن استخدامها في دراسات التنبؤ احتمال حدوث ما يحدث تحت الأمطار الطبيعية 8.
وقد وضعت مجموعة متنوعة من أجهزة محاكاة سقوط الأمطار، وعادة ما تستخدم الرشاشات فوهة لتطبيق المياه بمعدلات المطلوب والمدد. من حيث الحجم، وتتراوح محاكاة سقوط الأمطار من بسيطة، صغيرة، infiltrometer المحمولة مع 6 في منطقة قطرها الأمطار 9 إلى مجمع كنتاكي محاكاة سقوط الأمطار، الذي يغطي مؤامرة 14.75 قدم × 72 قدم (4.5 متر x 22 م) 10. عيب واحد في الجسم من البحوث التي EMPمحاكاة سقوط الأمطار loyed هو أنه لا يوجد تصميم موحد واحد أو بروتوكول لإجراء المحاكاة هطول الأمطار 11. في الواقع، في "ورشة العمل الدولية هطول الأمطار محاكي" 2011 في جامعة ترير، ألمانيا، مجتمع تعاوني من العلماء من 11 دولة تشارك خلصت إلى أن هناك حاجة لتوحيد محاكاة سقوط الأمطار والمحاكاة من أجل ضمان إمكانية المقارنة بين النتائج وتشجيع المزيد من التطورات التقنية للتغلب على القيود المادية والقيود 12. تسعى هذه الدراسة لمعالجة هذه الحاجة جزئيا من خلال تقديم وصفا مفصلا لبروتوكول موحد لإجراء عمليات المحاكاة باستخدام جهاز محاكاة الأمطار التي اعتمدت بالفعل على نطاق واسع لاستخدامها في أمريكا الشمالية.
هذه التجربة هي جزء من دراسة أكبر تهدف لتقييم مصدر لليوريا في مصبات الأنهار على خليج تشيسابيك حيث من المعروف أن الطحالب السامة تحدث سنويا. على الاهداف المحددة وكان (ه) من التجربة لتحديد أثر سابقة محتوى رطوبة التربة على الخسائر اليوريا في الجريان السطحي. تم prewetted صناديق معبأة التربة مكررة بشكل موحد على واحدة من ست محتويات الرطوبة المختلفة التي تمثل 50، 60، 70، 80، 90، و 100٪ من السعة الحقلية. وكان اليوريا سطح تطبيقها في شكل التحبيب بمعدل 150 كجم N / هكتار. في غضون 24 ساعة وتعرض مربعات لهطول الأمطار موحدة من 40 دقيقة مدة بمعدل 3.17 سم / ساعة، أي ما يعادل هطول الحدث الطبيعية التي تحدث عادة على أساس سنوي على الشاطئ الشرقي للخليج تشيسابيك في ميريلاند. تم جمع عينات من الجريان السطحي في 2 فترات دقيقة وتصفيتها على الفور باستخدام فلتر الزجاج (0.45 ميكرون)، وتخزينها في 4 درجات مئوية حتى تم تحليل أنهم في غضون 24 ساعة من جمعها. تم تحديد تركيزات اليوريا-N عن طريق تحليل تدفق الحقن قياس الألوان 13. وقد تم تحليل البيانات باستخدام SAS v.9.1 14، واعتبرت النتائج ذات دلالة إحصائية عند P ≤ 0.05.
e_content "> جهاز محاكاة سقوط الأمطار المحمولة التي استخدمت في هذه الدراسة يلبي مواصفات التصميم 15 والبروتوكول الذي تم تطويره من قبل الفوسفور المشروع الوطني 16. في الولايات المتحدة وكندا، وهذا التصميم محاكاة وبروتوكول اعتمد على نطاق واسع كطريقة قياسية ل استخدام في تحديد كل من المذاب وفقدان الفسفور محددة الجسيمات في الجريان السطحي. على الرغم من أن تم تحليل عينات الجريان السطحي لليوريا بدلا من الفوسفور، وطريقة لتطبيق موحد ومتسق لهطول الأمطار معبأة صناديق التربة هي نفسها التي يتم وصفها لفترة وجيزة في الفوسفور الوطنية الأمطار مشروع بروتوكول المحاكاة.1. جمع وإعداد التربة
2. التعبئة صناديق التربة
3. تصاعد صناديق التربة في هطول الأمطار محاكي
4. اختيار مصدر مياه الري
5. اختيار فوهة الحجم إلى استخدام
6. الأمطار محاكي تشغيل
7. معايرة فوهة وهطول الأمطار التوحيد
8. إجراء محاكاة هطول الأمطار
وكان أحد الأسباب لإجراء التجربة الحالية لاستكشاف العوامل التي ربما ساهمت في النتائج السيئة من التجربة السابقة حيث كان يجري مقارنة خسارة اليوريا في الجريان السطحي عبر عدة أشكال من الأسمدة والأسمدة التي تحتوي على اليوريا. طبقت كل العلاجات إلى التربة التي كانت مشبعة وسمح لاستنزاف لقدرة الحقل. النتائج لمدة خمس مكررات للمعاملة اليوريا التحبيب تراوحت تركيزات 1-12 ملغم / لتر اليوريا-N في الجريان السطحي. وكان هذا النظام من التباين بين حجم مكررات غير مقبول تحت ظروف خاضعة للرقابة ومرتبك نتائج التجربة. اقترح وجود علاقة إيجابية قوية بين إجمالي حجم الجريان السطحي واليوريا-N التركيز في الجريان السطحي أن الظروف المادية، مثل التعبئة والتغليف أو ظروف الرطوبة سابقة متغير نظرا لمختلف تصريف وتجفيف الظروف، والعوامل المسببة.
من أجل التحقيق في قضية لمثل هذا التباين الشديد في اور تركيزات عصام في الجريان السطحي، كانت معبأة كافة مربعات في التجربة الحالية بعناية مع أوزان متساوية من التربة مختلطة موحد الطمي الطميية كما هو مبين في الشكلين 1 و 2 للحد من التباين في الظروف المادية. لتحقيق 50، 60، 70، 80، 90، و 100٪ من السعة الحقلية تقريبي على النحو الذي يحدده ترطيب، ثم فرن تجفيف كمية صغيرة من التربة منخول، ووزن الماء اللازم لترطيب التربة لرطوبة التربة سابقة من المقابلة 14 ، تم احتساب 17، 19، 22، 25، و 27٪، إضافة إلى صناديق، وسمح لتتوازن O / N. يتبع محاكاة سقوط الأمطار البروتوكول المحدد المذكورة أعلاه ومبين في الأرقام 3-5. تم استخدام 17 طائرة WSQ كامل 3/8 سمو فوهة (الجدول 1) لتسليم كثافة هطول الأمطار من 3.2 سم / ساعة على مدى فترة 40 دقيقة وهو ما يعادل هطول الأمطار الحدث الطبيعي الذي يحدث عادة على أساس سنوي على الشاطئ الشرقي من خليج تشيسابيك في ميريلاند.
الطبقة = "jove_content"> ويلخص مجموع كميات الجريان السطحي، والأحمال، وتدفق تركيزات المرجحة الناتجة في الجدول 2. كانت هناك علاقة إيجابية ذات دلالة إحصائية بين إجمالي حجم الجريان السطحي والرطوبة حالة سابقة (الشكل 6). كان أكثر رطوبة التربة أقل قدرة على تخزين المياه وانخفاض معدلات التسرب مما يؤدي إلى زيادة كميات الجريان السطحي. كان هناك علاقة سلبية ذات دلالة إحصائية بين وقت لجريان المياه وحالة الرطوبة سابقة (الشكل 7). المياه تسللوا الى التربة أكثر جفافا لفترة أطول من الوقت قبل أن تصبح الرطب بالقرب من السطح، مما تسبب في جريان تحدث. وليس من المستغرب، وجود علاقة إيجابية بين إجمالي حمل اليوريا-N في الجريان السطحي وإجمالي حجم الجريان السطحي (الشكل 8). ومن المعروف جيدا في الدراسات الهيدرولوجية التي تتدفق حجم وعادة ما يكون مؤشرا قويا على الحمل الكلي. كيف سوف تتصرف تركيز ردا على جريان الحدث هو أقل قابلية للتنبؤ. تدفق concentratio الموزونتم حساب ن طريق جمع الأحمال لكل مجموعة جريان 2 دقيقة وقسمة إجمالي حجم الجريان السطحي. وهو ما يعادل التركيز في مجموعة واحدة من الجريان السطحي في نهاية فترة هطول الأمطار 40 دقيقة. في هذه الدراسة، كان هناك علاقة إيجابية ذات دلالة إحصائية بين تدفق تركيز المرجح في حالة الجريان السطحي ورطوبة سابقة (الشكل 9). نظرا للعلاقات خطية إيجابية بين حجم الجريان السطحي ورطوبة التربة وتدفق سابقة تركيز الموزون وحالة الرطوبة سابقة، وجود علاقة إيجابية ذات دلالة إحصائية بين إجمالي حمل اليوريا-N وكان من المتوقع حالة الرطوبة سابقة. ومع ذلك، وصفت هذه العلاقة كبيرة أفضل من خلال معادلة الأسي (الشكل 10).
من أجل تصور اليوريا-N الخسارة في جولة الاعادة مع مرور الوقت، الفردية تركيزات 2 دقيقة والأحمال المتراكمة في تكرار واحد من مربع التربة يمثل كل كونديت الرطوبة سابقةوقد تآمر أيون خلال 40 دقيقة فاصل زمني هطول الأمطار (الشكل 11). على الرغم من أن التركيزات في الجريان السطحي يمكن أن تختلف إلى حد ما بطريقة متقطعة مع مرور الوقت (على سبيل المثال في حالة الرطوبة 90٪)، وتركيزات عالية وعموما يبدأ الانخفاض مع مرور الوقت. الأحمال المتراكمة على مر الزمن هي وظائف أكثر سلاسة، وأنها توضيح العلاقات المهمة التي نوقشت سابقا. الوقت لجريان أطول، وتركيزات اليوريا-N في الجريان السطحي أقل، والأحمال التراكمي أقل للتربة أكثر جفافا. على الرغم من اليوريا hydrolyzes بسرعة في التربة، وعندما يحدث سقوط الأمطار في غضون ساعات من التطبيق السطح، فإن الكثير من N لا تزال موجودة في شكل اليوريا ويخضع للخسارة في الجريان السطحي. اليوريا هو جزيء محايد وليس الممتص منها بقوة على سطوح حبيبات التربة. كما تتسرب المياه في التربة أكثر جفافا خلال الجزء الأول من الحدث هطول الأمطار أنه يحمل اليوريا الذائبة في التربة أسفل وبعيدا عن منطقة جريان المياه السطحية. متى يبدأ الجريان السطحي، وهناك أقل من اليوريا العلاقات العامةESENT وتركيزات في الجريان السطحي أقل. من الناحية العملية، واليوريا سوف دائما تقريبا يتم تطبيقها في ظل ظروف أكثر جفافا كما المعدات الزراعية لا يمكن أن تعبر التربة التي هي في السعة الحقلية.
الشكل 1. التخطيطي معبأة مربع جريان التربة. حزمت صندوق معدني (100 سم x 20 سم x 7.5 سم) مع 5 سم الشفة على نهاية قدما في التربة على عمق 5 سم. يتم جمع جريان المياه التي تسرب على مدى 5 سم الشفة في مزراب المرفقة التي محمية ضد الأمطار السقوط مباشرة في البالوعة. تسعة ثقوب قطرها 5 ملم تسمح للماء أن يخترق التربة لاستنزاف من الصناديق ومنع البرك. A الحلمة تعلق بالقرب من الحافة إلى الأمام من أسفل الحضيض يسمح مياه الجريان السطحي لتصب في مداخل والزجاجات جمع positioned تحت الحلمة.
الشكل 2. مواد التعبئة مربع. ما يقرب من 4 طبقات من القماش القطني في أسفل مربع منع فقدان التربة ولكن تسمح لاستنزاف المياه بحرية. ومقياس التسوية تتكون من زجاج الاكريليك تقع بين اثنين من ألواح خشبية واسعة كما هو مربع (20 سم) وعمق (2.5 سم)، والفرق بين الجانبين من مربع (7.5 سم) والجزء العلوي من الحضيض (5 سم). بواسطة يستريح المجلس على الشفة من مربع يتم استخدام زجاج الاكريليك في التربة الصف الى عمق الحضيض.
الرقم 3. بوsitioning المنصة. ضع منصة بحيث عند صناديق معبأة التربة في موقف، وأنهم جميعا لديهم نفس المنحدر. لهذه الدراسة، كان المنحدر المطلوب 3٪. في حين عقد على مستوى مجلس الإدارة، ضع منصة بحيث المنحدر إلى أسفل، نهاية مزراب من مربع هو 3 سم تحت نهاية upslope. منصة ينبغي أن يكون مستوى في الاتجاه المنحدر الصليب.
الشكل 4. الأمطار الضوابط محاكاة تبدأ من مصدر المياه وتتقدم من خلال نظام السباكة إلى فوهة (1) واحد صمام الكرة ذراع: هذا هو صمام منع تسرب سريعة. رافعة تمشيا مع الأنابيب على؛ رافعة في 90 زاوية درجة عبر الأنابيب هو خارج. استخدام هذا الصمام لتحويل تدفق وخارجها من دون إزعاج الصمامات التي تتحكم في الضغط ومعدل التدفق. فتح بالكامل وإغلاق بالكامل. Dس لا تحاول استخدام هذا صمام للتحكم في معدل التدفق. (2) تصفية الرواسب: التحقق بشكل دوري واستبدال فلتر عنصر حسب الحاجة لمنع انسداد مع الرواسب. (3) صمام منظم الضغط: هذا صمام يتحكم في الضغط في خط من هذه النقطة إلى الأمام. الكثير من الضغط قد كسر المواسير والخراطيم أو اتصالات. (4) صمام التحكم في التدفق في خط (صمام بوابة): ويستخدم هذا الصمام لضبط تدفق إلى فوهة من أجل تحقيق معدل التدفق المطلوب والضغط فوهة. (5) تدفق متر: تدابير معدل تدفق تقريبية. (6) قياس الضغط: تدابير الضغط التقريبية في فوهة.
الرقم 5. صناديق وضعه على منصة لمحاكاة سقوط الأمطار. ضع 5 أو 6 خانات في المناصب ملحوظ لكل حدث محاكاة سقوط الأمطار. تجنب المواقع مربعمباشرة تحت فوهة لمنع نازف مباشرة على سطح مربع.
الرقم 6. ويرتبط إجمالي حجم الجريان السطحي بإيجابية مع سابقة محتوى رطوبة التربة (R 2 = 0.64).
الرقم 7. ويرتبط الوقت لجريان سلبا مع سابقة محتوى رطوبة التربة (R 2 = 0.48). سطح التربة الرطبة التشبع بسرعة. هطول الأمطار التي تتجاوز التوصيل الهيدروليكي للتربة المشبعة يولد الجريان السطحي.
FO: محتوى العرض = "5IN" FO: SRC = "/ files/ftp_upload/51664/51664fig8highres.jpg" سرك = "/ files/ftp_upload/51664/51664fig8.jpg" />
الرقم 8. ويرتبط مجموع الحمل اليوريا-N بإيجابية مع حجم الجريان السطحي (R 2 = 0.81). الاختلافات في حجم الجريان السطحي تطغى الاختلافات في تركيز اليوريا-N في الجريان السطحي.
الرقم 9. ويرتبط تركيز تدفق المرجحة من اليوريا-N بإيجابية مع سابقة محتوى رطوبة التربة (R 2 = 0.66). التربة أكثر جفافا تسمح التسلل التي الترشيح اليوريا-N في التربة وبعيدا عن سطح التربة. عندما لا يحدث الجريان السطحي، وأقل اليوريا-N تتوفر على السطح للحركة في الجريان السطحي.
5IN "FO: SRC =" / files/ftp_upload/51664/51664fig10highres.jpg "سرك =" / files/ftp_upload/51664/51664fig10.jpg "/>
الرقم 10. ويرتبط مجموع الحمل اليوريا-N بإيجابية مع سابقة محتوى رطوبة التربة (R 2 = 0.74). العلاقات الإيجابية بين إجمالي حجم الجريان السطحي وسابقة محتوى رطوبة التربة وبين تدفق المرجحة تركيز اليوريا-N ومحتوى الرطوبة سابقة تتضافر لتؤدي في علاقة الأسي (ذ = 0.2043 البريد 0.0405x).
الرقم 11. اليوريا-N التركيز والعلاقات الحمل التراكمي مع مرور الوقت لتكرار واحد من كل التربة سابقة بطاقة Conten الرطوبة ر. على الرغم من اليوريا-N تركيز ليست دائما على نحو سلس وظيفة من خلال الوقت، والعلاقات الهامة السابقة ناقش لاي يمكن تصور.
فوهة الحجم | كثافة | الضغط الأمثل | تدفق | 10 ثانية التدفق |
سم / ساعة | رطل | جالون في الدقيقة | مل | |
17 WSQ جيت كامل 3/8 سمو | 3.2 | 6.0 | 1.5 | 940 |
3.3 | 6.0 | 1.8 | 1،140 | |
30 ث جت كامل 1/2 سمو | 6.0 | 5.0 | 2.2 | 1،250 |
50 ث جت كامل 1/2 سمو | 7.0 | 4.1 | 3.7 | 2،300 |
الجدول 1. يتم عرض حجم فوهة المخطط. أحجام الخرطوم التي تم تحديدها للاستخدام مع هذا محاكاة سقوط الأمطار وكثافة سقوط الأمطار المرتبطة بها والضغط والمعلمات التدفق. اختيار حجم فوهة يعتمد على المطلوبهطول الأمطار كثافة. كثافة الأمطار ومدة تتوافق مع هطول حالة وجود فترة معينة لعودة موقع الدراسة المحددة. تم استخدام حجم فوهة 17 WSQ لهذه الدراسة. هطول الأمطار من 40 دقيقة في مدة وكثافة 3.2 سم / ساعة ما يعادل هطول الحدث الطبيعية التي تحدث عادة على أساس سنوي على الشاطئ الشرقي للخليج تشيسابيك في ميريلاند.
رطوبة التربة | مجموع الجريان السطحي | تدفق المرجحة | مجموع الحمل |
٪ | حجم (L) | تركيز | (اليوريا ملغ -N) |
(ملغ L-N اليوريا -1) | |||
27 † | 2.96 | 4.99 | 13.66 |
27 | 2.87 | 4.37 | 12.55 |
25 | 2.52 | 3.57 | 8.62 |
25 | 1.81 | 4.21 | |
22 | 2.52 | 2.18 | 5.50 |
22 | 2.47 | 1.54 | 3.81 |
19 | 1.99 | 1.72 | 3.41 |
19 | 2.35 | 3.70 | 8.68 |
17 | 1.91 | 3.22 | |
17 | 1.66 | 0.90 | 1.50 |
14 | 1.51 | 0.78 | 1.18 |
† أرقام مكررة تمثل اثنين من مكررات لكل مستوى الرطوبة |
تمثل أرقام الجدول 2. سابقة محتوى رطوبة التربة، السعة الإجمالية الجريان السطحي، وتدفق المرجحة اليوريا-N التركيز ومجموع الحمل اليوريا-N بعد محاكاة سقوط الأمطار. مكررة اثنين مكررات لكل مستوى الرطوبة
يتم إنشاء الجريان السطحي بشكل رئيسي من قبل اثنين من آليات، وتسلل جريان المياه الزائدة وجريان المياه الزائدة التشبع 18 ويتأثر خواص التربة، ورطوبة التربة سابقة، والتضاريس، وشدة هطول الأمطار. محاكاة سقوط الأمطار يمكن أن تستخدم لإصلاح هطول الأمطار المتغير الشدة ودراسة واحد أو أكثر من المتغيرات المتبقية. ويمكن أيضا أن تسيطر عليها كثافة هطول الأمطار ومدتها على نطاق محدود للدراسة عن طريق تغيير حجم الفوهة. الخطوات الأكثر أهمية لإجراء دراسات محاكاة سقوط الأمطار على صناديق معبأة التربة هي: 1) ضمان التعبئة موحد للصناديق التربة؛ 2) السيطرة سابقة محتوى رطوبة التربة؛ 3) معايرة معدل التدفق لفوهة اختيارها بحيث حجم انخفاض هطول الأمطار وسرعة تقارب الطبيعية؛ و4) ضبط الموقف فوهة لضمان سقوط الأمطار موحدة عبر جميع صناديق التربة.
في نهاية عملية المعايرة، ويتحقق مرة واحدة في السيرة الذاتية لأقل من 0.05 لتوحيد هطول الأمطار في جميع التربةصناديق، وينبغي تكرار المعايرة 10 دقيقة عدة مرات للتأكد من أن كثافة هطول الأمطار في جميع أنحاء أشواط متناسقة. ويمكن أيضا أن تحسب السيرة الذاتية للتوحيد عبر أشواط. إذا كانت السيرة الذاتية للتوحيد عبر أشواط هو أقل من ذلك لتوحيد هطول الأمطار في جميع المربعات، والنظر في تجميع العلاجات تكرار داخل أشواط الفردية للحد من التباين في العلاجات. خلاف ذلك، للحد من الخطأ المرتبط موقف مربع وعبر أشواط، بطريقة عشوائية على حد سواء العلاجات ويعيد وفقا لموقف مربع، اتخاذ خطوات للحد من وضع العلاج في موقف أكثر من مرة.
وباستخدام هذا التصميم محاكاة سقوط الأمطار وبروتوكول قياسي لمعايرة بشكل صحيح محاكاة تحسين مقارنات بين النتائج عبر الدراسات التي أجراها باحثون مختلفة. البيانات المستمدة بهذه الطريقة يمكن استخدامها للتنبؤ ما يحدث تحت الأمطار الطبيعية، وفهم أفضل للعمليات والعوامل التي تتحكم في الخسائر التي تلحق بالبيئة من أيمصادر npoint من الملوثات. يمكن أن تسفر مثل هذه الدراسات بيانات قيمة لاستخدامها في وضع نماذج للتنبؤ مصير وانتقال الملوثات الكيميائية في الرواسب والجريان السطحي في ظل ظروف الأمطار الطبيعية.
الكتاب تعلن أي المصالح المالية المتنافسة.
وقد تم تمويل هذا العمل في جزء من لسعة منحت منحة لبناء جامعة ميريلاند شرق شور (UMES) من قبل المعهد الوطني للأغذية والزراعة. فإن الكتاب أود أن أشكر دون ماهان (UMES) لمساعدته في إعداد محاكاة سقوط الأمطار وإجراء المحاكاة في هطول الأمطار. وشكره أيضا إلى جانيس دونوهو (UMES) لأداء التحاليل المخبرية والجامعيين الطلاب (UMES) لمساعدتهم في إجراء تجربة محاكاة سقوط الأمطار وتجهيز العينات.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Rainfall Simulator | Joern's Inc. | TLALOC 3000 | Size 1.5 m x 2.0 m (size optional) |
Rainfall Simulator | Joern's Inc. | TLALOC 4000 | Size 2.0 m x 2.0 m (size optional) |
Rainfall Nozzle | Spraying Systems Inc. | 3/8HH-SS17WSQ | Size 17 nozzle |
Rainfall Nozzle | Spraying Systems Inc. | 3/8HH-SS24WSQ | Size 24 nozzle |
Rainfall Nozzle | Spraying Systems Inc. | 1/2HH-SS30WSQ | Size 30 nozzle |
Rainfall Nozzle | Spraying Systems Inc. | 3/8HH-SS50WSQ | Size 50 nozzle |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved