Araştırma koruma etkileri değerlendirme Projesi (CEAP) üzerinden finansman nedeniyle mümkün. Biz özellikle üreticilerden site erişim izni üyeleri USDA-ARS-Delta su yönetimi araştırma birimi ve örnek analysis Ecotoxicology araştırma tesisi, Arkansas State Üniversitesi personeli tarafından araştırma yardım için müteşekkir olan. Bu araştırmanın bir parçası ARS Participation Program, bilim ve eğitim (ORISE) için ABD Enerji Bakanlığı ve ABD Tarım Bakanlığı arasında bir kurumlararası anlaşma ile Oak Ridge Enstitüsü tarafından yönetilen bir randevuya tarafından desteklenmiştir. ORISE DOE sözleşme numarası DE-AC05-06OR23100 altında ORAU tarafından yönetilir. Bu yazıda ifade tüm görüş ve yazarın bulunmaktadır ilkeleri ve USDA, ARS, DOE veya ORAU/ORISE yansıtmak değildir.

<ol>
	<li>Pellerin, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+Tools+for+Continuous+Nutrient+Monitoring+Networks:+Sensors+Advancing+Science+and+Water+Resources+Protection.">Emerging Tools for Continuous Nutrient Monitoring Networks: Sensors Advancing Science and Water Resources Protection.</a> J Am Water Resour Assoc. 52 (4), 993-1008 (2016).</li><li>Rozemeijer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+and+Evaluation+of+a+New+Passive+Sampler+for+Measuring+Average+Solute+Concentrations+in+a+Catchment+Scale+Water+Quality+Monitoring+Study.">Application and Evaluation of a New Passive Sampler for Measuring Average Solute Concentrations in a Catchment Scale Water Quality Monitoring Study.</a> Environ Sci Tech. 44 (4), 1353-1359 (2010).</li><li>Cassidy, R., Jordan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limitations+of+instantaneous+water+quality+sampling+in+surface-water+catchments:+Comparison+with+near-continuous+phosphorus+time-series+data.">Limitations of instantaneous water quality sampling in surface-water catchments: Comparison with near-continuous phosphorus time-series data.</a> J. Hydrol. 405 (1-2), 182-193 (2011).</li><li>Facchi, A., Gandolfi, C., Whelan, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+river+water+quality+sampling+methodologies+under+highly+variable+load+conditions.">A comparison of river water quality sampling methodologies under highly variable load conditions.</a> Chemosphere. 66 (4), 746-756 (2007).</li><li>Hamilton, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Global hydrological monitoring industry trends. , (2012).</li><li>Aryal, N., Reba, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+and+transformation+of+nutrients+and+sediment+in+two+agricultural+watersheds+in+Northeast+Arkansas.">Transport and transformation of nutrients and sediment in two agricultural watersheds in Northeast Arkansas.</a> Agric Ecosyst Environ. 236, 30-42 (2017).</li><li>National Research Council (U.S.). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Confronting the nation's water problems: The role of research. , (2004).</li><li>LMRRA (Lower Mississippi River Resource Assessment). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Final Assessment in Response to Section 402 of WRDA 2000 Public Review Draft. , (2015).</li><li>MWNTF (Mississippi River/Gulf of Mexico Watershed Nutrient Task Force). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> New Goal Framework. , (2008).</li><li>Reba, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+statewide+network+for+monitoring+agricultural+water+quality+and+water+quantity+in+Arkansas.">A statewide network for monitoring agricultural water quality and water quantity in Arkansas.</a> J. Soil Water Conserv. 68 (2), 45a-49a (2013).</li><li>Duncan, D., Harvey, F., Walker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Australian Water Quality Centre. , (2007).</li><li>Hamilton, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The 5 essential elements of a hydrological monitoring program. , (2012).</li><li>Wagner, R. J., Boulger, R. W., Oblinger, C. J., Smith, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> , (2006).</li><li>World Metorological Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Manual on Stream Gauging Volume I-Fieldwork. , (2010).</li><li>American Public Health Association, American Water Works Association, &amp; Water Environment Federation. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard methods for the examination of water &amp; wastewater. , (2005).</li><li>ASTM (American Society of Testing and Materials) D3977-97. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard test methods for determining sediment concentration in water samples. , (1997).</li><li>O'Connor, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+temporal+and+spatial+distribution+of+dissolved+oxygen+in+streams.">The temporal and spatial distribution of dissolved oxygen in streams.</a> Water Resour Res. 3 (1), 65-79 (1967).</li><li>Dabney, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cover+crop+impacts+on+watershed+hydrology.">Cover crop impacts on watershed hydrology.</a> J Soil Water Conserv. 53 (3), 207-213 (1998).</li><li>Udawatta, R. P., Motavalli, P. P., Garrett, H. E., Krstansky, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrogen+losses+in+runoff+from+three+adjacent+agricultural+watersheds+with+claypan+soils.">Nitrogen losses in runoff from three adjacent agricultural watersheds with claypan soils.</a> Agric Ecosyst Environ. 117 (1), 39-48 (2006).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Genel olarak, besin ve tortu sürekli izleme kapmak örnekleme yöntemi kullanılarak izleme üzerinde çeşitli avantajları vardır. Hidroloji ve su kalite süreçleri çok kısa bir sürede üzerinde yağış tarafından etkilenir. Kullanıcılar besin ve karmaşık sorunları çalışmaya tortu yüksek zamansal çözünürlük verileri elde edebilirsiniz. İletkenlik, pH, sıcaklık ve, gibi diğer su kalite parametreleri aynı anda ve nitrat, amonyum ve bulanıklık izleme gelince aynı maliyetle elde edilebilir. Da...

Su kalitesi izleme kirletici bir arsa veya bir alan için bir dönüm noktası arasında olabilir katkıda bulunan alanının boyutuna bağlı olarak farklı ölçeklerde kayma, konsantrasyonları hakkında bilgiler sağlar. Bu izleme, tek bir olay, bir gün, bir mevsim veya bir yıl gibi bir süre içinde yer alır. Su kalitesi, esas olarak besin (Örneğin, azot ve fosfor) ve tortu, ilgili izleme topladı bilgi-ebilmek var olmak kullanılmış-e: 1) hidrolojik süreçler ve taşıma ve dönüştürme akarsu, kirleticilerin anlamak Tarım drenaj hendekleri gibi; 2) bir dönüm noktası için besin ve sediment yükü azaltmak için ve su kalitesini artırmak için uygulanan yönetim uygulamalarını verimliliğini değerlendirmek; 3) su aşağı için tortu ve besin teslim değerlendirmek; ve 4) besin ve hidrolojik anlamak ve kirletici ulaşım ve dinamikleri zamansal ve mekansal ölçekler aralığında belirlemek kalite süreçleri su tortu modellenmesi geliştirmek.
Bu bilgileri sucul ekosistem restorasyon, sürdürülebilir planlama ve yönetimi ile su kaynakları1için önemlidir.
En sık kullanılan yöntem için besin ve tortu bir dönüm noktası izleme kapmak örnektir. Kapmak örnekleme doğru bir şekilde örnekleme2zamanda bir anlık konsantrasyon temsil eder. Sık örnekleme yapılırsa da kirletici konsantrasyonu zamanla bir varyasyon tasvir. Ancak, sık sık örnekleme yoğun ve pahalı, sık sık pratik2yapma zamanı. Ayrıca, altında kapmak örnekleme olabilir- veya örnekleme zaman2,3,4dışında gerçek kirletici konsantrasyonu gözünde çok büyütüyorsun. Sonuç olarak, böyle konsantrasyonları kullanılarak hesaplanan yük doğru olmayabilir.
Alternatif olarak, sürekli izlenmesi doğru ve zamanında bilgi su kalitesi gibi bir dakika, bir saat veya bir gün önceden belirlenen zaman aralığında sağlar. Kullanıcıların gereksinimlerine göre uygun zaman aralıkları seçebilirsiniz. Sürekli izlenmesi araştırmacılar, planlamacıları ve yöneticileri örnek toplama en iyi duruma getirmek sağlar; geliştirmek ve monitör zaman entegre ölçümleri, toplam en fazla günlük gibi yükler (TMDLs); su vücut eğlence kullanımını değerlendirmek; temel akış koşulları değerlendirmek; ve dağınık şekilde ve geçici kirleticiler sebep-sonuç ilişkileri belirlemek ve yönetim planı5,6geliştirmek için varyasyon değerlendirmek. Sürekli besin ve tortu izlemenin son zamanlarda artan ilgi gelişmeler nedeniyle bilgi işlem ve sensör teknolojisi, depolama aygıtları geliştirilmiş kapasitesi ve daha karmaşık işlemlerin çalışmaya artan veri gereksinimleri aldı 1 , 5 , 7. 700'den fazla su uzmanları küresel bir anketin, çok parametreli sondes kullanımı 2012 2002'den %61 %26 arttı ve 20225tarafından % 66'ya ulaşması bekleniyor. Aynı ankete katılanların % 72'verilerine karşılamak için kendi izleme ağ genişlemesi ihtiyacını5ihtiyacı belirtti. Merkezi izleme ağ sayısı ve 2012 yılında istasyonu izlenen değişkenlerin sayısını % 53 ve % 64, sırasıyla, 20225tarafından artırması bekleniyor.
Ancak, sürekli su kalitesi ve miktarı tarım havza izleme zor. Büyük yağış olayları tortu ve macrophytes yüksek tortu yük ve enkaz birikimi sensörler ve sondes katkıda bulunmak, silsin. Aşırı azot ve fosfor tarım alanlarına uygulanan ikinci tur makroskopik ve mikroskopik canlılar büyüme için ve özellikle yaz aylarında instream sensörleri ve sondes, kirlenme için ideal koşulları oluşturur. Kirlenme ve tortu birikimi sensörler başarısız, drift ve güvenilir olmayan veriler üretmek neden olabilir. Havza özelliklere göre (Örneğin, boyut, toprak, yamaç, vb. etkilenmiş gibi bu zorluklara rağmen ince zamansal çözünürlük (dakika başına düşük) olarak veri akış süreçleri ve nokta kaynak kirlenme, eğitim için gereklidir ) ve zamanlama ve yağış7yoğunluğunu. Dikkatli alan gözlem, sık sık kalibrasyon ve uygun temizlik ve bakım iyi kalitede veri sensörleri ve daha hassas zaman çözünürlükte bile sondes emin olabilirsiniz.
Burada, in situ sürekli iki tarım havza çok parametreli su kalite sondes, alan-hız ve basınç detektörler sensörleri ve autosamplers kullanarak izleme için bir yöntem tartışmak; alan bakım ve Kalibrasyon; ve veri işleme. Protokol içinde sürekli su kalitesi izleme yapılabilir bir yol gösterir. Protokol genellikle sürekli su kalitesi ve miktarı herhangi bir türünü veya boyutunu dönüm noktası izleme için geçerlidir.
Protokol kuzeydoğu Arkansas küçük hendek Havzası (HUC 080202040803, 53.4 km2 alan) ve alt St. Francis Havzası (HUC 080202030801, 23.4 km2 alan) gerçekleştirilmiştir. Bu iki havza Mississippi Nehri'nin kolları drenaj. Mississippi Nehri'nin kolları izlemek için bir ihtiyaç daha düşük Mississippi Nehri koruma Komitesi ve Körfez Meksika hipoksi görev gücü tarafından bir dönüm noktası yönetim planı geliştirmeye ve yönetiminden ilerlemesini kaydetmek için tespit edildi 8 , 9. Ayrıca, ABD Tarım Bakanlığı-doğal kaynakları koruma hizmeti (USDA-URM'leri), tarafından odak havzaların potansiyeli ve besin ve sediment kirliliği azaltmak için temel olarak bu havzaların karakterizedir su kalite10iyileştirilmesi. Alan kenar izleme bu havzaların eyalet çapında Mississippi Nehri Havzası sağlıklı bir dönüm noktası girişimi (MRBI) ağ11bir parçası olarak yürütülmektedir. Havza (Yani, site konumları, dönüm noktası özellikleri, vb) daha fazla bilgi Aryal ve Reba (2017)6temin edilmektedir. Kısacası, bırakıp giden küçük nehir havzası ağırlıklı olarak silt bereketli topraklar ve pamuk ve soya büyük bitkileri alt St. Francis Havzası ağırlıklı olarak Sharkey kil toprak ve pirinç ve soya büyük bitkileri vardır Oysa vardır. Her dönüm noktası in situ sürekli su miktarı ve kalitesi (Yani, deşarj sıcaklık, pH,, bulanıklık, iletkenlik, nitrat ve amonyum) izleme gerçekleştirildiği için bu iletişim kuralını kullanan mainstream üç istasyonları kirletici yükler ve hidrolojik süreçler kayma ve temporal değişkenlik anlıyorum. Ayrıca, haftalık su örnekleri toplanmış ve askıya alınan tortu co için analizncentration.

<table><tbody><tr><td>Multiparameter sonde</td><td>Hach Hydrolab</td><td>DS5X</td><td>measures temperature, pH, conductivity, dissolved oxygen, nitrate, ammonium, turbidity</td></tr><tr><td>Area velocity flow module and sensor</td><td>Teledyne Isco</td><td>2150</td><td>measures average stream velocity and flow depth, and calculates flow rate and total flow based on provided cross-section area of the ditch. Stored data can be downloaded directly to computer.</td></tr><tr><td>Automatic portable water sampler</td><td>Teledyne Isco</td><td>ISCO 6712</td><td>automatically samples water in the set interval or in conjunction with flow module and sensor</td></tr><tr><td>Pressure Transducer</td><td>In-situ</td><td>Rugged Troll 100</td><td>measures presure, level and temperature in the water. Stored data can be directly downloaded to the computer</td></tr><tr><td>Portable flow meter</td><td>Flo-mate (Hach)</td><td>Marsh-McBirney 2000</td><td>For manual discharge measurement</td></tr><tr><td>Battery, 12 v, rechargeable</td><td>UPG</td><td>UB 1270</td><td>To power sonde</td></tr><tr><td>Battery, 12 v, rechargeable</td><td>Interstate Batteries</td><td>SRM 27</td><td>Lead acid battery to power autosampler</td></tr><tr><td>Solar panel</td><td>Alt E</td><td>ALT20-12P</td><td>To recharge battery at the site</td></tr><tr><td>C-8 batteries</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Calibration standards</td><td>Hach or Fisher Scientific</td><td>mulitple</td><td>Standards of pH (4,7,10), conductivity (1412 uS/cm), nitrate (5 and 50 mg/L), ammonium (5 and 50 mg/L), and turbidity (50,100,200 NTU)</td></tr><tr><td>High nitrate standard</td><td>Hach</td><td>013810HY</td><td>50 mg/L</td></tr><tr><td>Low nitrate standard</td><td>Hach</td><td>013800HY</td><td>5 mg/L</td></tr><tr><td>High ammonium standard</td><td>Hach</td><td>002588HY</td><td>50 mg/L</td></tr><tr><td>Low ammonium standard</td><td>Hach</td><td>002587HY</td><td>5 mg/L</td></tr><tr><td>Turbidity standard</td><td>Fisher scientific</td><td>R8819050-500G</td><td>50 NTU</td></tr><tr><td>Turbidity standard</td><td>Fisher scientific</td><td>88-061-6</td><td>100 NTU</td></tr><tr><td>Turbidity standard</td><td>Fisher scientific</td><td>R8819200500 C</td><td>200 NTU</td></tr><tr><td>Potassium chloride salt pellets</td><td>Hach</td><td>005376HY</td><td>to maintain electrolyte for pH electrode</td></tr><tr><td>Potassium chloride standard</td><td>Fisher scientific</td><td>5890-16</td><td>1412 us/cm</td></tr><tr><td>Buffer solution, pH 4</td><td>Fisher scientific</td><td>SB99-1</td><td>for pH sensor calibration</td></tr><tr><td>Buffer solution, pH 7</td><td>Fisher scientific</td><td>SB108-1</td><td>for pH sensor calibration</td></tr><tr><td>Buffer solution, pH 10</td><td>Fisher scientific</td><td>SB116-1</td><td>for pH sensor calibration</td></tr><tr><td>Silicon sealant</td><td>Hach</td><td>00298HY</td><td>For sealing sensor battery cover water tight</td></tr><tr><td>All purpose cleaner</td><td>Sunshine Makers Inc</td><td>Simple green</td><td></td></tr><tr><td>Wipes</td><td>Kimberly-Clark</td><td></td><td></td></tr><tr><td>L-bracket</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Telsbar post</td><td>Unistrut Service Company</td><td></td><td>Secure sensors and sondes in the stream</td></tr><tr><td>Steel wire</td><td></td><td></td><td>supend sonde and PT sensor</td></tr><tr><td>Carabiner</td><td></td><td></td><td>supend sonde and PT sensor</td></tr><tr><td>Allen wrench</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Copper wire mesh</td><td>Bird B Gone</td><td></td><td>Rodent and bird control copper mesh roll</td></tr><tr><td>Adhesive Tape</td><td>Agri Drain Corporation</td><td></td><td>Tile tape, works in wet and cold weather</td></tr></tbody></table>

continuous instream monitoring of nutrients and sediment in agricultural watersheds

Kirletici konsantrasyonu ve havza içinde yük önemli ölçüde zaman ve mekan ile değişebilir. Su kaynaklarında kirleticilerin büyüklüğü hakkında doğru ve zamanında bilgi kirletici yükler sürücüleri anlamak için ve bilinçli su kaynak yönetimi kararları için bir önkoşuldur. Yaygın olarak kullanılan "örnekleme yakala" yöntemi (Yani, bir anlık konsantrasyon) örnekleme zamanında kirleticiler konsantrasyonları sağlar ve altında olabilir- veya kirletici konsantrasyonu ve yükleri overpredict. Sürekli besin ve tortu izlemenin son gelişmeler nedeniyle daha fazla dikkat aldı bilgisayar, teknoloji ve depolama aygıtları algılama. Bu iletişim kuralı, sensörler, sondes ve araçları situ içinde nitrat, amonyum, bulanıklık, pH, iletkenlik, sıcaklık ve çözünmüş oksijen () sürekli olarak izlemek ve iki akarsu (hendek) üzerinden yükler hesaplamak için kullanımını gösterir iki tarım havza. Uygun kalibrasyon, bakım ve işletme sensörler ve sondes ile iyi bir su kalitesi veri kirlenme ve enkaz birikmesi gibi zorlu koşullar üstesinden tarafından elde edilebilir. Bu yöntem da irili ufaklı havza içinde kullanılan ve tarım, ormanlık ve/veya kentsel arazi tarafından karakterize.

Aryal ve Reba (2017) yayında taşıma ve dönüştürme besin ve tortu iki küçük tarım havza6çalışmaya bu protokolün kullanılmış olduğunu. Bu iletişim kuralı gelen ek sonuçlar aşağıda açıklanmıştır.
Yağış-akış su kalite ilişkileri:
Sürekli izlenmesi gücü 15dk veri (şekil 2A) kullanarak...

Watch this Scientific Journal Video about Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds at JoVE.com

Tarımsal Havzalarda Besin Maddeleri ve Tortuların Sürekli Akış İçi İzlemesi | Çevre | Video

Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

Teknoloji ve son kullanıcı beklentileri artış ilerlemesi ile ihtiyaç ve kirletici yükü tahmini için daha yüksek zamansal çözünürlük veri kullanımı artmıştır. Bu iletişim kuralı sürekli situ su kalitesi izleme kaynak yönetim kararları bilinçli su için daha yüksek zamansal çözünürlük verileri elde etmek için bir yöntem açıklanır.

Besin ve tortu tarım havza içinde sürekli Instream izleme

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in ...

continuous-instream-monitoring-nutrients-sediment-agricultural

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Environment

Ecology

Biodiversity and Conservation

SCIENTISTS IN ACTION

11.1K Görüntüleme.  Oak Ridge Institute of Science and Education (ORISE). Teknoloji ve son kullanıcı beklentileri artış ilerlemesi ile ihtiyaç ve kirletici yükü tahmini için daha yüksek zamansal çözünürlük veri kullanımı artmıştır. Bu iletişim kuralı sürekli situ su kalitesi izleme kaynak yönetim kararları bilinçli su için daha yüksek zamansal çözünürlük verileri elde etmek için bir yöntem açıklanır.

Video: Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems within heavily impacted watersheds. Current efforts often fall short as a result of an inability to quantify and predict complex cumulative effects of current and future land use scenarios at relevant spatial scales. The goal of this manuscript is to provide methods for conducting a targeted watershed assessment that enables resource managers to produce landscape-based cumulative effects models for use within a scenario analysis management framework. Sites are first selected for inclusion within the watershed assessment by identifying sites that fall along independent gradients and combinations of known stressors. Field and laboratory techniques are then used to obtain data on the physical, chemical, and biological effects of multiple land use activities. Multiple linear regression analysis is then used to produce landscape-based cumulative effects models for predicting aquatic conditions. Lastly, methods for incorporating cumulative effects models within a scenario analysis framework for guiding management and regulatory decisions (e.g., permitting and mitigation) within actively developing watersheds are discussed and demonstrated for 2 sub-watersheds within the mountaintop mining region of central Appalachia. The watershed assessment and management approach provided herein enables resource managers to facilitate economic and development activity while protecting aquatic resources and producing opportunity for net ecological benefits through targeted remediation.

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems in the face of uncertain future conditions. We provide methods for conducting a targeted watershed assessment that enables resource managers to produce landscape-based cumulative effects models for use within a scenario analysis management framework.

Bir Kantitatif Senaryo Analizi Çerçevesinde Planlama Havza

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems within heavily impacted watersheds. Current efforts often fall ...

Çevre

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. Yet the in situ study of DOM is difficult as the molecular complexity of the DOM pool cannot be easily reproduced for experimental purposes. Nutrient additions to streams however, have been shown to repeatedly alter the in situ and ambient DOM pool. Here we demonstrate an easily replicable field-based method for manipulating the ambient pool of DOM at the ecosystem scale. During nutrient pulse experiments changes in the concentration of both dissolved organic carbon and dissolved organic nitrogen can be examined across a wide-range of nutrient concentrations. This method allows researchers to examine the controls on the DOM pool and make inferences regarding the role and function that certain fractions of the DOM pool play within ecosystems. We advocate the use of this method as a technique to help develop a deeper understanding of DOM biogeochemistry and how it interacts with nutrients. With further development this method may help elucidate the dynamics of DOM in other ecosystems.

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Dissolved organic matter provides an important source of energy and nutrients to stream ecosystems. Here we demonstrate a field-based method to manipulate the ambient pool of dissolved organic matter in situ through easily replicable nutrient pulses.

Sayesinde Organik Madde biyojeokimya Çözünmüş Anlamak<em&gt; In Situ</em&gt; Akış Ekosistemlerde Besin manipülasyonları

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. ...

Vegetated Treatment Systems for Removing Contaminants Associated with Surface Water Toxicity in Agriculture and Urban Runoff

Urban stormwater and agriculture irrigation runoff contain a complex mixture of contaminants that are often toxic to adjacent receiving waters. Runoff may be treated with simple systems designed to promote sorption of contaminants to vegetation and soils and promote infiltration. Two example systems are described: a bioswale treatment system for urban stormwater treatment, and a vegetated drainage ditch for treating agriculture irrigation runoff. Both have similar attributes that reduce contaminant loading in runoff: vegetation that results in sorption of the contaminants to the soil and plant surfaces, and water infiltration. These systems may also include the integration of granulated activated carbon as a polishing step to remove residual contaminants. Implementation of these systems in agriculture and urban watersheds requires system monitoring to verify treatment efficacy. This includes chemical monitoring for specific contaminants responsible for toxicity. The current paper emphasizes monitoring of current use pesticides since these are responsible for surface water toxicity to aquatic invertebrates.

This article summarizes the design attributes and the effectiveness of treatment systems that treat urban stormwater and agriculture irrigation runoff to remove pesticides and other contaminants associated with aquatic toxicity.

Tarım ve Kentsel Akışta Yüzeysel Su Zehirlenmesiyle İlişkili Kirleticilerin Ortadan Kaldırılması İçin Vejetaryan Arıtma Sistemleri

Urban stormwater and agriculture irrigation runoff contain a complex mixture of contaminants that are often toxic to adjacent receiving waters. Runoff may ...

Capturing Flow-weighted Water and Suspended Particulates from Agricultural Canals During Drainage Events

The purpose of this study is to describe the methods used to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canals during drainage discharge events. Farm canals can be enriched by nutrients such as phosphorus (P) that are susceptible to transport. Phosphorus in the form of suspended particulates can significantly contribute to the overall P loads in drainage water. A settling tank experiment was conducted to capture suspended particulates during discrete drainage events. Farm canal discharge water was collected in a series of two 200 L settling tanks over the entire duration of the drainage event, so as to represent a composite subsample of the water being discharged. Imhoff settling cones are ultimately used to settle out the suspended particulates. This is achieved by siphoning water from the settling tanks via the cones. The particulates are then collected for physico-chemical analyses.

Nutrients present in particulate form can contribute significantly to the overall loads in agricultural drainage waters. This study describes a novel method to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canal drainage over the entire duration of the drainage event.

Su akışı ağırlıklı ve tarım kanallar üzerinden askıya alınan parçacıklar drenaj olaylar sırasında yakalama

The purpose of this study is to describe the methods used to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canals during drainage ...

Continuous Hydrologic and Water Quality Monitoring of Vernal Ponds

Vernal ponds, also referred to as vernal pools, provide critical ecosystem services and habitat for a variety of threatened and endangered species. However, they are vulnerable parts of the landscapes that are often poorly understood and understudied. Land use and management practices, as well as climate change are thought to be a contribution to the global amphibian decline. However, more research is needed to understand the extent of these impacts. Here, we present methodology for characterizing a vernal pond's morphology and detail a monitoring station that can be used to collect water quantity and quality data over the duration of a vernal pond's hydroperiod. We provide methodology for how to conduct field surveys to characterize the morphology and develop stage-storage curves for a vernal pond. Additionally, we provide methodology for monitoring the water level, temperature, pH, oxidation-reduction potential, dissolved oxygen, and electrical conductivity of water in a vernal pond, as well as monitoring rainfall data. This information can be used to better quantify the ecosystem services that vernal ponds provide and the impacts of anthropogenic activities on their ability to provide these services.

Understanding the ecosystem services and processes provided by vernal ponds and the impacts of anthropogenic activities on their ability to provide these services requires intensive hydrologic monitoring. This sampling protocol using in-situ monitoring equipment was developed to understand the impact of anthropogenic activities on water levels and quality.

Sürekli hidrolojik ve su kalitesi Vernal havuz izleme

Vernal ponds, also referred to as vernal pools, provide critical ecosystem services and habitat for a variety of threatened and endangered species. ...

Measuring Phosphorus Release in Laboratory Microcosms for Water Quality Assessment

Phosphorus (P) is a critical limiting nutrient in agroecosystems requiring careful management to reduce transport risk to aquatic environments. Routine laboratory measures of P bioavailability are based on chemical extractions performed on dried samples under oxidizing conditions. While useful, these tests are limited with respect to characterizing P release under prolonged water saturation. Labile orthophosphate bound to oxidized iron and other metals can rapidly desorb to solution in reducing environments, increasing P mobilization risk to surface runoff and groundwater. To better quantify P desorption potential and mobility during extended saturation, a laboratory microcosm method was developed based on repeated sampling of porewater and overlying floodwater over time. The method is useful for quantifying P release potential from soils and sediments varying in physicochemical properties and can improve site-specific P mitigation efforts by better characterizing P release risk in hydrologically active areas. Advantages of the method include its ability to simulate in situ dynamics, simplicity, low cost, and flexibility.

Accurate quantification of phosphorus (P) desorption potential in saturated soils and sediments is important for P modeling and transport mitigation efforts. To better account for in situ soil-water redox dynamics and P mobilization under prolonged saturation, a simple approach was developed based on repeated sampling of laboratory microcosms.

Su kalite değerlendirmesi için laboratuar Microcosms fosfor serbest ölçme

Phosphorus (P) is a critical limiting nutrient in agroecosystems requiring careful management to reduce transport risk to aquatic environments. Routine ...

Monitoring Pedogenic Inorganic Carbon Accumulation Due to Weathering of Amended Silicate Minerals in Agricultural Soils.

The present study aims to demonstrate a systematic procedure for monitoring inorganic carbon induced by enhanced weathering of comminuted rocks in agricultural soils. To this end, the core soil samples taken at different depth (including 0-15 cm, 15-30 cm, and 30-60 cm profiles) are collected from an agriculture field, the topsoil of which has already been enriched with an alkaline earth metal silicate containing mineral (such as wollastonite). After transporting to the laboratory, the soil samples are air-dried and sieved. Then, the inorganic carbon content of the samples is determined by a volumetric method called calcimetry. The representative results presented herein showed five folded increments of inorganic carbon content in the soils amended with the Ca-silicate compared to control soils. This compositional change was accompanied by more than 1 unit of pH increase in the amended soils, implying high dissolution of the silicate. Mineralogical and morphological analyses, as well as elemental composition, further corroborate the increase in the inorganic carbon content of silicate-amended soils. The sampling and analysis methods presented in this study can be adopted by researchers and professionals looking to trace pedogenic inorganic carbon changes in soils and subsoils, including those amended with other suitable silicate rocks such as basalt and olivine. These methods can also be exploited as tools for verifying soil inorganic carbon sequestration by private and governmental entities to certify and award carbon credits.

The verification method described here is adaptable for monitoring pedogenic inorganic carbon sequestration in various agricultural soils amended with alkaline earth metal silicate-containing rocks, such as wollastonite, basalt, and olivine. This type of validation is essential for carbon credit programs, which can benefit farmers that sequester carbon in their fields.

TarımSal Topraklarda Değiştirilen Silikat Minerallerinin Yıprağa MaruzLenmesi Nedeniyle Pedojenik inorganik Karbon Birikiminin İzlenmesi.

The present study aims to demonstrate a systematic procedure for monitoring inorganic carbon induced by enhanced weathering of comminuted rocks in ...

In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils

Soil moisture directly affects operational hydrology, food security, ecosystem services, and the climate system. However, the adoption of soil moisture data has been slow due to inconsistent data collection, poor standardization, and typically short record duration. Soil moisture, or quantitatively volumetric soil water content (SWC), is measured using buried, in situ sensors that infer SWC from an electromagnetic response. This signal can vary considerably with local site conditions such as clay content and mineralogy, soil salinity or bulk electrical conductivity, and soil temperature; each of these can have varying impacts depending on the sensor technology.
Furthermore, poor soil contact and sensor degradation can affect the quality of these readings over time. Unlike more traditional environmental sensors, there are no accepted standards, maintenance practices, or quality controls for SWC data. As such, SWC is a challenging measurement for many environmental monitoring networks to implement. Here, we attempt to establish a community-based standard of practice for in situ SWC sensors so that future research and applications have consistent guidance on site selection, sensor installation, data interpretation, and long-term maintenance of monitoring stations.
The videography focuses on a multi-agency consensus of best-practices and recommendations for the installation of in situ SWC sensors. This paper presents an overview of this protocol along with the various steps essential for high-quality and long-term SWC data collection. This protocol will be of use to scientists and engineers hoping to deploy a single station or an entire network.

In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils

The determination of soil water content is a critical mission requirement for many state and federal agencies. This protocol synthesizes multi-agency efforts to measure soil water content using buried in situ sensors.

Yerinde Bozulmamış Topraklarda Toprak Nemi Sensörleri

Soil moisture directly affects operational hydrology, food security, ecosystem services, and the climate system. However, the adoption of soil moisture ...

Besin Yönetimi için Biyojeokimyasal Verilerin Entegre Görselleştirilmesi

Visualization of Productivity Zones Based on Nitrogen Mass Balance Model in Narragansett Bay, Rhode Island

Primary productivity in the coastal regions, linked to eutrophication and hypoxia, provides a critical understanding of ecosystem function. Although primary productivity largely depends on riverine nutrient inputs, estimation of the extent of riverine nutrient influences in the coastal regions is challenging. A nitrogen mass balance model is a practical tool to evaluate coastal ocean productivity to understand biological mechanisms beyond data observations. This study visualizes the biological production zones in Narragansett Bay, Rhode Island, USA, where hypoxia frequently occurs, by applying a nitrogen mass balance model. The Bay is divided into three zones - brown, green, and blue zones - based on primary productivity, which are defined by the mass balance model results. Brown, green, and blue zones represent a high physical process, a high biological process, and a low biological process zone, depending on river flow, nutrient concentrations, and mixing rates. The results of this study can better inform nutrient management in the coastal ocean in response to hypoxia and eutrophication.

Yazar Spotlight: Etkili Besin Yönetimi için Riverine Nitrojen Etkilerini ve Birincil Üretkenliği Anlamak

Here, we aim to visualize the zonation of biological productivity in Narragansett Bay, Rhode Island, based on the nitrogen mass balance model. The results will inform nutrient management in the coastal regions to reduce hypoxia and eutrophication.

Narragansett Körfezi, Rhode Island'da Azot Kütle Dengesi Modeline Dayalı Verimlilik Bölgelerinin Görselleştirilmesi

Primary productivity in the coastal regions, linked to eutrophication and hypoxia, provides a critical understanding of ecosystem function. Although ...

Besin ve tortu tarım havza içinde sürekli Instream izleme

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Bir Kantitatif Senaryo Analizi Çerçevesinde Planlama Havza

Sayesinde Organik Madde biyojeokimya Çözünmüş Anlamak

Tarım ve Kentsel Akışta Yüzeysel Su Zehirlenmesiyle İlişkili Kirleticilerin Ortadan Kaldırılması İçin Vejetaryan Arıtma Sistemleri

Su akışı ağırlıklı ve tarım kanallar üzerinden askıya alınan parçacıklar drenaj olaylar sırasında yakalama

Sürekli hidrolojik ve su kalitesi Vernal havuz izleme

Su kalite değerlendirmesi için laboratuar Microcosms fosfor serbest ölçme

TarımSal Topraklarda Değiştirilen Silikat Minerallerinin Yıprağa MaruzLenmesi Nedeniyle Pedojenik inorganik Karbon Birikiminin İzlenmesi.

Yerinde Bozulmamış Topraklarda Toprak Nemi Sensörleri

Narragansett Körfezi, Rhode Island'da Azot Kütle Dengesi Modeline Dayalı Verimlilik Bölgelerinin Görselleştirilmesi

Narragansett Körfezi, Rhode Island'da Azot Kütle Dengesi Modeline Dayalı Verimlilik Bölgelerinin Görselleştirilmesi