עיצוב ובנייה של מתקן מחקר ניגר עירוני

Summary

מאמר זה מתאר את העיצוב, בנייה, ותפקוד של מתקן 1,000 מ ^'2 המכיל 24 חלקות 33.6 מ ² שדות בודדים מצוידות למדידת נפחי נגר סך הכל עם זמן ואוסף של subsamples נגר במרווחים שנבחרו לכימות של מרכיבים כימיים במים ניגר מ מדשאות בית מדומה.

Abstract

ככל שעולה האוכלוסייה העירונית, כך גם האזור של נוף עירוני שלחין. שימוש במים בקיץ באזורים עירוניים יכול להיות שימוש במי שורת 2-3x בסיס החורף בשל גידול בביקוש להשקיה נוף. שיטות השקיה פסולות ואירועי גשמים גדולים יכולים לגרום לניגר מנופים עירוניים שבו יש פוטנציאל לביצוע חומרים מזינים ומשקעים לנחלים מקומיים ואגמים שבו הם יכולים לתרום לאאוטריפיקציה. מתקן 1,000 מ ^'2 נבנה אשר מורכב מ24 חלקות בודדות 33.6 מ ² שדה, כל אחד מצויד למדידת נפחי נגר סך הכל עם זמן ואוסף של subsamples נגר במרווחים שנבחרו לכימות של מרכיבים כימיים במים ניגר מנופים עירוניים מדומים. כרכים נגר מן הניסויים הראשונים והשני היו מקדם השתנות (CV) ערכים של 38.2 ו28.7%, בהתאמה. ערכי קורות חיים לpH נגר, EC, וריכוז Na עבור שני הניסויים היו כולם תחת 10%. Concentrations של DOC, TDN, DON, PO ₄ -P, K ^+, Mg ^{2 +,} וCa ^{2 +} היו לי ערכי קורות חיים פחות מ 50% בשני הניסויים. בסך הכל, התוצאות של בדיקות שבוצעו לאחר התקנת טפש במתקן מצויינים אחידות טובה בין מגרשים לכרכים נגר ומרכיבים כימיים. גודל מגרש הגדול מספיק כדי לכלול הרבה של ההשתנות הטבעית ולכן מספק סימולציה טובה יותר של מערכות אקולוגיות בנוף אורבאנית.

Introduction

ארבעת המטרופולינים, המאוכלסים ביותר צומחים במהירות הרבה ביותר נמצאים בדרום ארה"ב באקלים סוב טרופי ^1. בנוסף, אחוז השינוי הגדול ביותר בארץ עירונית בין 1982 ו -1997 התרחש בדרום ארה"ב ^1. עם אזורים עירוניים הגדילו מגיע ביקוש במקביל למים מתוקים, הרבה מהם משמש לשימוש חיצוני במהלך חודשי קיץ ^2. עם הבנייה חדשה, מערכות השקיה לתכנות קרקע ב- מותקנות לעתים קרובות. למרבה הצער, מערכות אלה לעתים קרובות מתוכנתים לספק השקיה לגינון עירוני בתדירות גבוהה יותר ו / או בהיקפים העולים על דרישות evapotranspiration של הנוף ^2. כתוצאה מכך נפח משמעותי של נגר מגינון עירוני למים שקיבלו, אשר תורם למה שזכה לכינוי הנחל עירוני תסמונת ^3. סימפטומים של תסמונת הזרם העירונית כוללים העלאת תדר של זרימה יבשתית וזרימה מכרסמת, עלו nitrogen, זרחן (P), רעלים, וטמפרטורה בנוסף לשינויים במורפולוגיה ערוץ, ביולוגיה של מים מתוקים, ומערכת אקולוגית (N) מעבד ^3.

הפסדים של N וP ממערכות אקולוגיות חקלאיות נחקרו רבים ונמצאו כתלוי בעיקר בארבעה גורמים: מקור תזונתי, קצב יישום, עיתוי יישום, ומיקום תזונתי ^4. נתונים שפורסמו פחות בעוד קיימים כיום בתנועה באתר הנחה של חומרים מזינים מנופים עירוניים, המנהלים האלה יכולים להיות מיושמים ישירות לתרבות turfgrass, בין אם במדשאות בית, חוות טפש, פארקים, או שטחים ירוקים אחרים. בנוסף, שיטות השקיה פסולות שיש בי לגרום לניגר מהנוף יכולות להחמיר הפסדים אלה.

הפסדי חומר מזין ניתן לשנות עוד יותר על ידי איכות מים להשקיה. אזורים בדרום המערב ארצות הברית לעתים קרובות לנצל יותר מלוחים או מים sodic להשקיה של מדשאות בבית ונופים עירוניים ^5,6. ההרכב הכימי שלהמים להשקיה עשויים לשנות באופן משמעותי את הכימיה אדמה גורמים לשחרור של פחמן, חנקן, סידן, וקטיונים אחרים למים נגר. מחקר שנערך לאחרונה הראה כי יחס קליטת נתרן מוגבר (SAR) של המים לחילוץ עלה באופן משמעותי את הסכומים של פחמן (C) וחנקן (N) דלף מקטעי רחוב Augustinegrass, קטעי ryegrass, וחומרים אורגניים אחרים ^7. יתר על כן, הפסדי אדמה ניתן להפיק מים C, N, וP מקרקעות turfgrass פנאי היו בקורלציה משמעותית עם מרכיבים כימיים במי השקיה ^6.

Washbusch et al. למד נגר עירוני במדיסון, ויסקונסין, וגילה שמדשאות היו התורמים הגדולים ביותר של זרחן בסך הכל ^8. בנוסף, הם גם מצאו כי 25% מP הכולל ב" Dirt רחוב "מקורו מעלים ודשא קצוץ. בסביבה כפרית טיפוסית, פסולת עלים נופלת על האדמה ולאחר מכן מתפרקת חומרים מזינים משחררים לאט בחזרה ליםסביבת נפט. עם זאת, בסביבה עירונית, כמויות משמעותיות של עלים עשירים בחומרים מזינים ודשא קצוץ עלולות ליפול או לקבל שטפו או פוצצו על hardscapes כגון חניונים, מדרכות, וכבישים, לאחר מכן עושים את דרכם אל תוך הרחובות שבם הם תורמים ל" לכלוך ברחוב " , רבים מהם מקבל שטף ישירות לתוך נתיבי מים שקיבלו.

קרקעות נוף עירוניות הן לעתים קרובות מופרעת ודחוסים מאוד במהלך הבנייה, אשר יכולה גם להגדיל את הכמויות של נגר בשל שיעורי חדירה מופחתים ^9. Kelling ופיטרסון דיווחו כי שני כולל נגר ריכוזי חומרי ההזנה בניגרות ממדשאות בית נפח והם גדלו ממדשאות שנדחסו או שיש לי קשה פרופילי קרקע מופרעים בשל פעילות הבנייה קודמת ^10. Edmondson et al. לעומת זאת, מצא כי קרקעות עירוניות היו פחות דחוסים בהשוואה למקיף קרקעות חקלאיות באזור העירוני ופרברי של Leicאסתר, ¹¹ בריטניה. הם ייחסו זאת למכונות חקלאיות כבדות המשמשות, אבל הם גם ציינו כי היו לי מדשאות צפיפות בצובר אדמה גדולה מאדמה מתחת לעצים ושיחים שיוחסה לכיסוח דשא ורמיסה אנושית גדולה יותר.

נראה כי במצבים רבים, תסמונות זרם עירוניות ופרבריות מושפעות באופן משמעותי על ידי נגר ונקודת מקור פולטים ^3,12. בעוד ניתן להשפיע נקודת מקורות באמצעות היתרים ומחזור, יש צורך במחקר נוסף כדי לפתח ולבדוק נהלי ניהול הטובים ביותר להקמת מדשאת הבית וניהול כדי למזער את ההפסדים מזינים לניגר. מאמצי המחקר האחרונים בנושא זה פעמים רבות במרכז לאורך אזורי חוף שבם יש קרקעות תוכן חול גבוהות, בשל חששות הקשורים להשפעות של שטיפה וניגר הפסדים של חומרים מזינים למימיי חופים. עם זאת, בעת עבודה עם קרקעות מאוד חוליים, חייב להיות אחד מדרונות תלולים ושיעורי משקעים גבוהים כדי להיות מסוגל generaטה כל נגר ^13,14. בניגוד לכך, רב של הקרקעות בארצות הברית המרכזית בסדר מרקם ויש לי שיעורי חדירה נמוכים שיגרמו לכמויות משמעותיות של נגר מאירועי גשמים אפילו קטנים. לכן, זה היה רצוי לתכנן ולבנות מתקן נגר על אדמה ומדרון אופייני לאלה שעלולות להתרחש בנופי מגורים ילידים.

מאמר זה מתאר את העיצוב, הבנייה ותפקוד של מתקן 1,000 מ ^'2 המכיל 24 33.6 מ ² חלקות שדה בודדות למדידת נפחי נגר סך הכל ברזולוציות זמן קטנות יחסית ואיסוף בו זמני של subsamples מי ניגר בנפח שנבחר או מרווחי זמן למדידה וכימות של מרכיבים כימיים של מי ניגר.

Protocol

.1 לבחירת אתרים

1. אתר שטח מתאים בגודל של אדמה באין מפריע שיש מדרון 3-4% אחיד.
2. לערוך סקר טופוגרפי ולהתוות על שטח של כ 10 mx 100 מ 'שיש מדרון 3.7 ± 0.5% בממוצע.
3. מחלקים את אזור 100 מ '10 mx לשלושה בלוקים, כל כ 10 mx 33.3 מ' (איור 1).
4. לחלק כל בלוק ל8 חלקות שדה, כל 4.1 מ 'רוחב על ידי ארוך 8.2 מ'.
5. לזהות ולתעד את סדרת האדמה הנוכחית באזור המחקר. הערה: היה לי מיקום זה סדרת Booneville סנדי טיט בסדר, אבל סדרת אדמה אחרת ומרקמים ניתן להשתמש.

.2 קיר תמך בנייה

1. חותך 30 סנטימטר רחב על ידי תעלה עמוקה 30 סנטימטר בקצה הנמוך של המגרשים.
2. חותך 20 סנטימטר רחב על ידי תעלה עמוקה 1.2 מ 10 סנטימטר מקצה העלילה לספק קצה אנכי חלק המשתרע לתוך תשתית החימר.
3. לבנות ולהתקין צורת עץ זמניתים בתעלה להחזיק אותו פתוח.
4. הסר אדמה בסמוך לצד הירידה של הטופס עד לעומק של 76 סנטימטר מתחת לפני שטח האדמה בקצה הנמוך של המגרשים. להבטיח את מדרון מינימום של .0.5% מהמגרשים למרחק של כ 30 מ 'כדי לספק ניקוז הולם.
5. הסר את הצורות זמניות ולבנות קיר תמך בטון פלדה מחוזקת.
   1. לבנות צורות מעץ לצד החיצוני של הקיר ולהשתמש בקרקע באין מפריע מתחת לאזורי העלילה כקיר הפנימי.
   2. הקפד שהחומה משתרעת לתוך תשתית באין מפריע כדי לסייע במניעת תנועה בעתיד.
   3. להרכיב שני חלקים של תעלת ניקוז לכל חלקה עם כובעי סוף בכל קצה וניקוז פריקה תחתון בקצה הנמוך. לאטום כל המפרקים עם סיליקון ולאחר מכן להבריג יחד המפרקים לפי המלצות יצרן.
   4. דבק והבורג בקוטר 10 סנטימטר PVC 90 ° ell ו60 אורך סנטימטר של צינור הזרמה לפורקן. הנח לטמיון התאסף בצורה קונקרטית ולצרף אותו כך שהקצה העליון היא ברמה בשני כיוונים ו1.27 סנטימטר מתחת לפני שטח האדמה בקצה הנמוך של העלילה (איור 2). כסה לטמיון עם כיסוי פלסטיק זמני כדי לשמור את בטון רטוב.
   5. יוצקים 4,000 בטון מוכן מבחן קילו לצורות באמצעות כמויות מתאימות של רטט כדי להסיר חללים.
      1. כאשר טפסים מלאים, כף המשטח העליון ליצירת גימור חלק עם קצוות מעוגלים. כיסויי פלסטיק זמניים על הנקזים יש להסיר כדי לאפשר הכנת שטח סופית.
      2. ודא שמשטח הבטון המוגמר הוא רמה עם פני השטח האדמה בתחתית העלילה ויש מדרון 1.27 סנטימטר לטמיון.
      3. ודא ש, בצד הירידה של הניקוז, יש בטון מדרון 1.27 ס"מ מהניקוז כדי למנוע ממי גיבוי לביוב.
6. ב טופס ופלדה לשפוך חיזקו כריות בטון (1.2 מ 'רוחב, 1.8 מ' אורך, ו15 ס"מ עובי)elow כל יצוא טמיון. רפידות חייבים להיות מדרון% 0.5 מהקיר והחלק העליון של הכרית חייב להיות 30 סנטימטר מתחת לתחתית שקע הניקוז.
7. לספק שקע עמיד חשמלי (110/120 V) בצד של הקיר תמך מעל כל משטח כהכנה למכשור.

.3 התקנה של מכשור

1. חותך צינורות פריקות מיושרים עם קיר הבטון.
2. התקן מתעל H הארוך 1.2 מ 'מייד מתחת ליצוא הטמיון.
   1. לעגן המתעל לקיר בעזרת עוגנים מתאימים בטון וברגים להיות בטוחים שהמתעל היא רמה מצד לצד.
   2. תמיכה מול מתעל עם דוכן נירוסטה מתכוונן ולהשתמש בהתאמות לרמת היחידה שני צד לצד ומלפנים לאחור. לאטום את החיבורים בין השטפים והבטון עם אמבטיה ואיטום ריצוף.
3. להתקין מד זרימה על כל משטח. אתר את מד הזרימה לקראת סוף המתעל כדי למזער אתאורכו של הצינור דרוש.
4. התקן סמפלר נייד על כל משטח. אתר את דגם לפי צורך כדי למזער את הכמות הדרושה של צינורות כדי להגיע לצינור הדגימה. הערה: ייתכן שיהיה צורך לשים את הדוגם על סטנד למניעת שקעים שעשויות לשמור על מים בצינור הדגימה.
5. עיצוב, לפברק, ולהתקין נירוסטה משתרעת על פני הקיר והשטפים כדי למנוע הכניסה למשקעים לביוב התעלה או פתיתים.

.4 מגרש פינת הכנה

1. למלא ולסתום כל חללים קטנים בצד במעלה המדרון של הקיר באמצעות שכבת קרקע עליונה ילידים מאזורי שדה סמוכים.
2. השתמש במרחק הליכה קטן מאחורי trencher לחתוך תעלה רחבה 10 סנטימטר, 30 סנטימטר עמוק על 3 הצדדים הנותרים של כל המגרשים.
   1. הכנס 40 סנטימטר רצועות רחבות של פלסטיק שקוף עבה 0.10 מ"מ אנכי בתעלות כדי למנוע תנועה לרוחב של מים בין חלקות.
   2. להתקין צינור השקיה וראשים. להתקין שישה ראשים על 4.1 מ ^'2ריווח בכל עלילה.
   3. למילוי וקל לסתום את כל התעלות ביד. תלולית האדמה לתוך 5 ס"מ על ידי שולי כביש רחבים 30 סנטימטר מעל אזור התעלה כדי למנוע תנועה לרוחב של מים על פני השטח בין חלקות.
   4. התאם ראשי השקיה לחלק העליון של גובה הקרקע באזורי שולי הכביש.
3. לבנות תעלת הסחה כדי למנוע מים במעלה מדרון מלקבל על החלקות
   1. השתמש בלהב תיבה לחתוך ערוץ בצורת V כ 20 סנטימטר עמוק במרכז ו -2 מ 'לרוחב. הערה: המרכז של הערוץ צריך להיות כ 1.25 מ 'מעל הצד הגבוה של מגרש בשטח וצריך להרחיב מעבר לצד העליון של כל המגרשים.
   2. לחתוך תעלה משופעת בחלקו התחתון של הערוץ. הערה: כדי להבטיח ניקוז טוב, בתחתית התעלה צריכה להיות 30 סנטימטר מתחת לתחתית הערוץ בנקודה הגבוהה בנקודה מעל כל בלוק המרכז ויש לי מדרון מינימום של .0.5% הולכים לכל קצה של כל בלוק. תחתית תעלה חייבת להיות מוחלקת יד וסקרה לפי צורךכדי להבטיח מדרון אחיד.
   3. הוסף 5 סנטימטר של חצץ אפונה 6-9 מ"מ כדי לרחוץ את החלק התחתון של התעלות.
   4. מקום בשורת ניקוז בקוטר מחורר 15 סנטימטר על פני השטח חצץ ולמלא את התעלה עם יותר חצץ מ"מ 6-9.
   5. תעלות Cut לפי צורך בקצוות ובין בלוקים של חלקות למים ניקוז דרך למקומות מתחת לקיר תמך לפרוק. השתמש בשורת 15 סנטימטר קוטר רגיל גלית ניקוז ולגבות את התעלות הללו באדמה שנחפרה. לכסות את אזור התעלה וערוץ עם שכבת סלע שור בקוטר 5-15 סנטימטר גדול.

.5 נטיעות וניגרו אירוע ראשוני

1. יד לגרוף את החלקות כדי להבטיח מנבטה חלקה עם שיפוע אחיד בהכנה להתקנת טפש.
2. למדוד ולתעד את השיפוע של כל חלקה באמצעות ציוד סקר סטנדרטי על ידי לקיחת מדידות גובה במרחקים של 0, 1.5, 3.0, 4.6, 6.1, ו7.6 מ 'מהקיר לאורך קו האמצע של כל חלקה.
3. מדוד את depה של שכבת קרקע עליונה ב4 מקומות בכל חלקה על ידי הוספת בדיקה קרקע בקוטר 2.54 סנטימטר לתוך האדמה עד שתשתית חימר מרקם הוא נתקל.
4. טפש הצמח גדל על אדמת מרקם דומה. הערה: למתקן זה, בוגר 'ראלי' סנט Augustinegrass (secundatum Stenotaphrum [. וולט] Kuntze) היה בשימוש. עם זאת, ניתן להשתמש בעשבים אחרים המבוססים על מיקום, מזג אוויר, ושיקולי עיצוב ניסיוני. כל החלקות ניתן sodded בזמן זה או כמו במקרה הנוכחי, 12 מגרשים (4 מגרשים בכל בלוק) ניטעו ב 08 אוגוסט 2012, עם 12 המגרשים שנותרו נטועים יום 12 בספטמבר 2012.
5. צור ניגר אירוע
   1. קח את הקריאות ראשוניות של מוני מים ולמדוד את תכולת הלחות בקרקע של כל המגרשים.
      1. הסר את המכסים מקופסות שסתום הממוקמים בראש של כל חלקה ולהקליט את קריאת מד מים הראשונית לכל אחד מ24 החלקות.
      2. באמצעות בדיקה לחות שנערכה ניידת יד, למדוד ולתעד את מו האדמהתוכן isture של כל חלקה. שים לב: לאפיון הראשוני, 4 מדידות נלקחו לעלילה (מדידה 1 בכל רבע של כל חלקה) באמצעות 7.5 סנטימטר בדיקות ארוכות. עם זאת, מספר המדידות, האורך של בדיקות, והסוג של מכשיר המשמש עשויים להיות מגוון המבוססים על יעדי מחקר הספציפיים.
   2. זרימת תכנית מטר ודוגמים כדי למדוד את הזרימה ולאסוף דגימות בהתאם לצורך. הערה: 750 מ"ל דגימות נאספו לאחר כל 20 L של זרימה אבל כרכי מדגם אחרים ומרווחים עשוי לשמש כמתאים.
   3. הפעל את מערכת ההשקיה לזמן שנקבע מראש כדי להחיל מים מספיקים כדי לגרום לניגר. הערה: 20-21 מ"מ של ממטרים מוטלים בשיעור של 4.04 סנטימטר / שעה הייתה מספיקה למתקן זה, עם זאת, סכום זה עשוי להשתנות בהתאם לתנאים ספציפיים באתר.
   4. רשום את קריאות מד מים המסתיימות לכל אחד מ24 החלקות. לאסוף דגימות מים להשקיה מראשי התרסיס במהלך פעולה. נגר לייבל והתחבורהדגימות למעבדה לצורך הניתוח.

ניתוח .6 לדוגמא

1. מדוד את המוליכות וחומציות חשמליות של דגימות מים על ידי טבילת בדיקות ישירות לדגימות. לאחר מכן לסנן 50 מ"ל subsample של כל דגימת מים דרך מסנן מיקרופייבר זכוכית 0.7 מיקרומטר בהכנה לניתוח כימי.
2. למדוד פחמן מומס אורגני (DOC) וחנקן מומס כולל (TDN) תוך שימוש בשיטה USEPA 415.1 ^15.
   1. בצע פתרון סטנדרטי 1,000 מ"ג / ל 'על ידי הוספת פתלטים 2.125 גרם מיובשים חומצת אשלגן (1-KOCOC H _{6 4} -2-COOH) לבקבוק מדידה 1 ליטר. להוסיף כ 500 מ"ל מים מזוקקים, מערבולת לפזר כימית ומביאה לעוצמת קול עם מים מזוקקים. פתרון חנות תחת קירור בבקבוק חום.
   2. בצע פתרון סטנדרטי 1,000 מ"ג / ל 'על ידי הוספת 6.0677 נתרן חנקה גרם מיובשת בבקבוק נפח 1 ליטר. הוסף מים מזוקקים כ 500 מ"ל, SWirl לפזר כימי, ומביא לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
   3. הפוך C ביניים ותקני N שיקיפו את מגוון הצפוי של ריכוזים בדגימות שיופעלו על ידי דילול subsamples של הפתרונות סטנדרטיים מצעדים 6.3.1-6.3.2.
   4. יוצקים כ 16 מ"ל של דגימות מים כדי להיות מנותח ל24 מ"ל בקבוקוני מדגם ולכסות כל אחד עם septa וכובע.
   5. מניחים צלוחיות מלאות במגש autosampler שמירת תיעוד של מה מדגם הוא באיזו עמדה. הערה: למטרות אבטחת איכות ריקה, שני תקנים ושני סטנדרטים התייחסות מוסמכים צריכים להיות לרוץ אחרי כל ^ה 12 לא ידועה.
   6. מניחים את מגש autosampler במכונה ולהפעיל את המנתח האוטומטי הבאים הוראות יצרן.
3. למדוד זרחן, חנקת ואמוניה באמצעות שיטות USEPA 365.1, 353.2, ו350.1, בהתאמה, בתוך 48 שעות של אוסף מדגם ^16-18.
   1. הפוךהבא ריאגנטים וסטנדרטים לניתוח זרחן:
      1. הפוך פתרון מניות חומצת 5 N גופרתי על ידי הוספה לאט 70 מ"ל מרוכז חומצה גופרתית ל400 מ"ל מים מזוקקים בבקבוק מדידת 500 מ"ל. לקרר את הפתרון לRT ולדלל את עוצמת קול באמצעות מים מזוקקים.
      2. הפוך פתרון מניות antimonyltartrate אשלגן 0.3%. שוקל 0.5 גרם tartrate אשלגן אנטימון, C הידראט ₈ H ₄ K ₂ O ₁₂ Sb ₂ • 3H ₂ O ולפזר אותו בכ -50 מ"ל מים מזוקקים ב100 מ"ל בקבוק מדידה. לאחר שנמס, לדלל את עוצמת קול עם מים וחנות מזוקקים ב 4 מעלות צלזיוס בבקבוק חום,-פקוק זכוכית.
      3. בצע פתרון 4% מmolybdate אמוניום ידי המסת tetrahydrate 4 גרם molybdate אמוניום, (NH _{4) 6} מו ₇ O ₂₄ • 4H ₂ O, ב100 מ"ל מים מגיב. חנות בחומצה שטפה בקבוק פלסטיק ב 4 ° C..
      4. הפוך 15% w / w פתרון מניות של סולפט dodecyl נתרן (SDS). לפזר 15 גרם של SDS CH ₃ (CH _{2) 11} OSO ₃ Na ב85 מ"ל של מים מזוקקים. הערה: זה עשוי לדרוש ערבוב וחום לפזר באופן מלא עדינים.
      5. הפוך פתרון SDS דילול (מגיב 1) על ידי הוספת 2 מ"ל של 15% מניות פתרון SDS ל98 מ"ל מים מזוקקים. בקבוק פקק ומערבבים על ידי היפוך 5-6x.
      6. הפוך של מגיב צבע (מגיב 2) 100 מ"ל על ידי ערבוב חומרים כימיים מעל כדלקמן: כדי 20 מ"ל של מים מזוקקים להוסיף 50 מ"ל של 5 NH ₂ SO ₄ ומערבבים. הוסף 5 מ"ל של .0.3% פתרון טרטרט אשלגן אנטימון ומערבבים. הוסף 15 מ"ל של 4% פתרון molybdate אמוניום ומערבבים. הוסף 10 מ"ל של 15% w / w SDS פתרון ולערבב. הערה: פתרון זה יכול להיות מאוחסן בחומצה שטף בקבוק ב RT לא יותר משבוע אחד.
      7. תן פתרון חומצה אסקורבית (מגיב 3) על ידי המסת 0.88 גרם של C החומצה אסקורבית ₆ H ₈ O₆ ב50 מ"ל של מים מזוקקים. הוסף 0.5 מ"ל של SDS 15% ולערבל בעדינות. הערה: פתרון זה חייב להיות מוכן טרי מדי יום.
      8. בצע פתרון סטנדרטי P / L 100 מ"ג על ידי הוספת .4393 גרם מיובש KH ₂ PO ₄ לבקבוק מדידה 1 ליטר. להוסיף כ 500 מ"ל מים מזוקקים, מערבולת לפזר כימית ומביאה לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
   2. הפוך את ריאגנטים הבאים וסטנדרטים לניתוח חנקתי
      1. הוסף 25 מ"ל של חומצה זרחתית מרוכזת (H ₃ PO ₄₎ ל150 מ"ל מים מזוקקים בבקבוק מדידת 250 מ"ל. sulfanilamide 10.0 גרם מגניב RT ולהוסיף (4-NH ₂ C ₆ H ₄ SO ₂ NH ₂₎ ולפזר. הוסף 0.5 N- g (1-napthyl) dihydrochloride ethylenediamine (H ₁₀ C ₇ NHCH ₂ CH ₂ NH ₂ • 2HCl) ולפזר. הוסף 2 מ"ל של תמיסת שטיפה מרוכזת (מmanufact המכשירurer) ולדלל את עוצמת קול באמצעות מים מזוקקים. הערה: פתרון עשוי להיות מאוחסן בבקבוק חום של עד מספר שבועות.
      2. ממיסים 85 גרם של אמוניום כלוריד (NH ₄ Cl) ו0.1 tetraacetate גרם ethylenediamine Disodium ₍₁₀ C H ₁₄ N ₂ Na ₂ O ₈ • 2H ₂ O) בכ 900 מ"ל של מים מזוקקים בבקבוק מדידה 1 ליטר. התאם את רמת החומציות ל8.5 על ידי תוספת של אמוניום הידרוקסיד מרוכז (NH ₄ OH) ולדלל את נפח במים מזוקקים.
      3. שים 200 מ"ל של הפתרון מ6.4.2.2 בנפח 1 ליטר ולדלל את נפח במים מזוקקים. התאם את רמת החומציות ל8.5 על ידי תוספת של אמוניום הידרוקסיד מרוכז (NH ₄ OH).
      4. לפזר 7.218 חנקה גרם אשלגן (kno ₃₎ במים מזוקקים ולדלל עד 1 ל הוסף 1 מ"ל כלורופורם (CHCl ₃₎ כחומר משמר.
   3. הפוך את ריאגנטים הבאים וסטנדרטים לanalys אמוניההוא:
      1. לפזר 8 הידרוקסיד גרם נתרן (NaOH) ב125 מ"ל של מים מזוקקים בבקבוק מדידת 250 מ"ל. מגניב RT, להוסיף 20.75 פנול g (C ₆ H ₅ OH) ולפזר. לדלל את נפח עם מים מזוקקים ולאחסן עד 2 שבועות בבקבוק חום בחושך.
      2. הוסף 25 מ"ל של תמיסת אקונומיקה המכילה 5.25% NaOCl תוספת 0.5 מ"ל של מרוכז Probe יש לשטוף את פתרון לבקבוק מדידת 50 מ"ל. לדלל את עוצמת קול עם מים ולערבב מזוקקים.
      3. לפזר dihydrate מלח disodium EDTA 25 g ₍₁₀ C H ₁₄ N ₂ Na ₂ O ₈ • 2H ₂ O) ונתרן הידרוקסידי 2.75 g (NaOH) בכ 450 מ"ל מים מזוקקים בבקבוק מדידת 500 מ"ל. הוסף 3 מ"ל של מרוכז Probe יש לשטוף את הפתרון, לערבב, ומביא לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
      4. לפזר 0.075 dihydrate נתרן נתר פרוסיד, g (Na ₂ Fe (CN) 5NO • 2H ₂ O) מים מזוקקים ב100 מ"ל.dd 0.5 מ"ל מרוכז Probe יש לשטוף את הפתרון, לערבב ולאחסן בבקבוק חום למשך שבוע עד 1.
      5. הפוך פתרון מניות אמוניה / L 1,000 מ"ג על ידי המסת 3.819 כלוריד גרם מיובשת נטול מים אמוניום (NH ₄ Cl) ב500 מ"ל מים מזוקקים ודילול עד 1 ל
   4. דגימות מקום ב4 מ"ל בקבוקוני מדגם ולכסות כל אחד עם septa וכובע.
   5. מניחים צלוחיות מלאות במנתח שמירת תיעוד של מה מדגם הוא באיזו עמדה. הערה: למטרות אבטחת איכות סטנדרטי התייחסות מוסמכת צריכים להיות לרוץ אחרי כל ^-12 לא ידועים.
   6. הפעל את המנתח הבא הוראות יצרנים לאנליטי של בחירה.
4. קטיונים מדוד (נתרן, סידן, מגנזיום, אשלגן) באמצעות כרומטוגרפית יונים.
   1. הכן פתרון מניות 1,000 מ"ג / L של Na על ידי הוספת 2.542 גרם NaCl לבקבוק מדידה 1 ליטר ומביא לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
   2. הכן 1,000 מ"ג / פתרון מניות Lשל K על ידי הוספת 1.9070 גרם KCl לבקבוק מדידה 1 ליטר ומביא לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
   3. הכן פתרון מניות / L 1,000 מ"ג של Mg ידי הוספת MgCl 8.3608 גרם ₂ • 6 שעות ₂ O לבקבוק מדידה 1 ליטר ומביא לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
   4. הכן פתרון מניות 1,000 מ"ג / L של Ca ידי הוספת 3.6674 CaCl גרם • 2H ₂ O לבקבוק מדידה 1 ליטר ומביא לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
   5. הכן פתרון 350 מ"ג / ל 'עבודה של Na על ידי הוספת 35 מ"ל של פתרון מניות לבקבוק מדידת 100 מ"ל ומביא לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
   6. הכן פתרון עובד 25 מ"ג / L של K על ידי הוספת 2.5 מ"ל של פתרון מניות לבקבוק מדידת 100 מ"ל ומביא לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
   7. הכן פתרון עובד 25 מ"ג / L של Mg ידי הוספת 2.5 מ"ל של פתרון מניות לבקבוק מדידת 100 מ"ל ומביא לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
   8. הכן פתרון / L עבודה 75 מ"ג של Ca ידיהוספת 7.5 מ"ל של פתרון מניות לבקבוק מדידת 100 מ"ל ומביא לעוצמת קול עם מים מזוקקים.
   9. דגימות מים ניגר Refilter דרך מסנן מיקרופייבר זכוכית 0.2 מיקרומטר.
   10. מלא בקבוקון מדגם למלא קנה אחד עם מדגם או סטנדרטי וחותם עם septa וכובע.
   11. הנח בקבוקוני מדגם במסלול מנתח שמירה של מקומות דגימה. הערה: למטרות אבטחת איכות סטנדרטי התייחסות ריקה ומוסמכות צריכים לרוץ אחרי כל ^-12 לא ידועים.
   12. הפעל את המנתח האוטומטי הבאים הוראות יצרן.

תוצאות

מאפייני עלילה
השיפוע הממוצע לכל 24 החלקות היה .3.7% ונע בין נמוך של .3.2% לעלילה 17 לגבוהה של .4.1% לעלילה 2 (טבלה 1). עובי שכבת קרקע עליונה הממוצע היה 36 סנטימטר ונע בין נמוך של 25.0 סנטימטר לעלילה 24 עד גבוהה של 51.5 סנטימטר לעלילה 10 (טבלה 1).

Discussion

מים זורמים על פני, ל, ודרך קרקעות מושפעות במידה רבה על ידי הטופוגרפיה, הכיסוי וגטטיבי, ותכונות פיסיקליות האדמה. קרקעות מוגזמת דחוסים וקרקעות עם תוכן חימר גבוה יציגו שיעורי חדירה מופחתים וכמויות מוגברות של מי נגר. לכן, בעת בניית מתקן מסוג זה, יש לעשות כל מאמץ שנעשה לשימ?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
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
Presloped 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
Irrigation heads	Hunter	Pro Spray 4	4 in pop up spray heads
6 in Slotted Drain Pipe	Advanced Drainage Systems	6410100	Single wall corrugated HDPE - slotted
6 in Plain Drain Pipe	Advanced Drainage Systems	6400100	Single wall corrugated HDPE - plain
Filter Paper	Whatman GF/F	1825-047	47 mm 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 measurement
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