Kentsel Akış Araştırma Tesisi Tasarımı ve İnşaat
Summary
Bu kağıt den akan su kimyasal bileşenlerin ölçümü için seçilen aralıklarla zaman ve akış alt örnek toplanması ile toplam akış hacimleri ölçmek için donanımlı 24 ayrı 33,6 m 2 alan araziler içeren 1.000 m 2 tesisin tasarımı, inşaatı ve işlevini açıklar simüle ev çimler.
Abstract
Kentsel nüfus arttıkça, bu nedenle sulanan kentsel peyzajın alanı yok. Kentsel alanlarda yaz su kullanımı nedeniyle peyzaj sulama için artan talep 2-3x kış taban çizgisi su kullanımı olabilir. Yanlış sulama uygulamaları ve büyük yağış olaylar, otrofikasyonuna lokal akarsu ve göllere besin ve tortuların taşımak için potansiyeli vardır kent manzaraları ikinci turda neden olabilir. A 1.000 m 2 tesisin 24 ayrı 33,6 m 2 alan araziler, simüle kentsel peyzajın gelen akan su kimyasal bileşenlerin ölçümü için seçilen aralıklarla zaman ve akış alt örnek toplanması ile toplam akış hacimleri ölçmek için donanımlı her oluşan hangi inşa edilmiştir. Birinci ve ikinci denemelerde gelen yüzey akış hacimleri sırasıyla 38.2 ve% 28.7 değerleri değişkenlik (CV) katsayısı vardı. Her iki çalışmada için akış pH, EC ve Na konsantrasyonu CV değerleri 10% 'in altında idi. ConcentratioDOC ns, TDN, DON, PO 4-P, K +, Mg +2 ve Ca 2 + de denemeler% 50 daha CV değerleri daha az oldu. Genel olarak, tesiste çim montaj sonrasında gerçekleştirilen test sonuçları akış hacmi ve kimyasal bileşenleri için araziler arasında tam bir benzerlik göstermektedir. Büyük arsa büyüklüğü doğal değişkenlik çok dahil etmek yeterlidir ve bu nedenle kentsel peyzaj ekosistemlerin daha iyi simülasyon sağlar.
Introduction
En hızlı büyüyen, yüksek nüfuslu metropollerde dört subtropikal iklimlerde 1 güney ABD'de bulunan. Ayrıca, 1982 ve 1997 yılları arasında kentsel arazi büyük yüzde değişim güney ABD'de 1 oluştu. Artan kentsel alanları ile yaz aylarında 2 sırasında dış mekan kullanımı için kullanılan çok hangi içme suyu için eş zamanlı talep geliyor. Yeni inşaat, programlanabilir içinde çekilmiş sulama sistemleri genellikle yüklenir. Ne yazık ki, bu sistemler genellikle daha sık ve / veya peyzaj 2 buharlaşma taleplerini aşan hacimlerde kentsel peyzaj sulama sunmak için programlanmıştır. Bu kentsel akışı sendromu 3 adlandırılır ne katkıda alıcı sulara kentsel peyzaj gelen yüzeysel akışın önemli bir hacmi sonuçlanır. Kentsel akışı sendromu belirtileri, yüzeysel akış ve eroziv akış sıklaştırdı nitroge artmadırN (N), fosfor (P) kanalı morfolojisi, tatlı su biyoloji ilgili değişimlere ek olarak, toksik maddeler, ve sıcaklık ve ekosistem 3 işler.
Tarımsal ekosistemlerin gelen N ve P kayıplar kapsamlı okudu ve dört faktörlere bağlıdır olduğu tespit edilmiştir: besin kaynağı, uygulama oranı, uygulama zamanlaması ve besin yerleştirme 4. Az yayımlanmış verileri şu anda kentsel peyzajın besinlerin site dışı hareketi varsa da, bu ilkeleri doğrudan, çim kültüre uygulanan ev çimler, çim çiftlikleri, parklar veya diğer yeşil alanlarda olsun edilebilir. Ayrıca, manzara ikinci turda neden yanlış sulama uygulamaları bu kayıpları derinleşebilir.
Besin kayıpları daha sulama suyu kalitesi ile değiştirilebilir. Güneybatı ABD alanlar sık sık ev çimler ve kentsel peyzajın 5,6 sulanması için daha fazla tuzlu veya sodyumlu su kullanmak. Kimyasal bileşimiSulama suyu akış önemli ölçüde su, karbon, nitrojen, kalsiyum ve diğer katyonların bir salınmasına neden toprak kimyası değiştirebilir. Son çalışmalar, ekstre su emme oranı artmış sodyum (SAR), önemli ölçüde St Augustinegrass kırpıntılarının çimi kırpıntılarının ve diğer organik maddelerin 7'den ayrıştırılan karbon (C) ve azotun (N) miktarlarını arttığını göstermiştir. Ayrıca, eğlence çim topraklardan su ile çıkarılabilir toprak, C, N, P kayıpları önemli sulama suyu kimyasal bileşenlerin 6 ile ilişkili bulunmuştur.
Washbusch ve diğ. Madison, WI kentsel sularının okudu ve çimenler toplam fosfor 8 büyük katkıda olduğunu bulundu. Buna ek olarak, aynı zamanda "Sokak Dirt" toplam P% 25 yaprak ve çim kupürleri kökenli bulundu. Tipik bir kırsal ortamda, yaprak çöp zemin üzerine düşer ve daha sonra s geri yavaşça serbest besinleri ayrışıryağ ortamı. Onlar "sokak kir" katkıda Ancak, nerede kentsel ortamlarda, besin açısından zengin yaprakları ve çim kupürleri önemli miktarlarda düşebilir veya yıkanmış ya da sonradan sokağa onların yol yapım otobanlarda, kaldırımlar ve yollar gibi hardscapes üzerine üflenir olsun hangi çok alıcı su yollarına doğrudan yıkanmış olur.
Kentsel peyzaj topraklar sık sık rahatsız ve aynı zamanda azalan sızma oranlarında 9 akıştak miktarda artırabilir inşaat sırasında yüksek oranda sıkıştırılmış vardır. Kelling ve Peterson, toplam akış hacmi ve ev çimler ikinci turda besin konsantrasyonları hem sıkıştırılmış veya ciddi bir önceki inşaat faaliyetleri 10 nedeniyle bozulmuş toprak profilleri var çimler arttığını bildirdi. Edmondson ve diğ. Diğer yandan, kent topraklar Leic kentsel ve banliyö bölgesinde tarımsal topraklarda çevre ile karşılaştırıldığında daha az sıkıştırılmış olduğu bulunduester, UK 11. Onlar kullanılan ağır makineler için bu atfedilen, ama onlar da çimenler çim biçme ve daha yüksek insan çiğnenmesinden atfedilen ağaçlar ve çalılar altında toprak daha büyük bir toprak kütle yoğunluğuna sahip olduğunu kaydetti.
Birçok durumda, kentsel ve banliyö akışı sendromlar önemli ölçüde akış ve nokta-kaynak 3,12 boşaltan etkilenen görünür. Nokta-kaynaklar izni ve geri dönüşüm yoluyla manipüle edilebilir olsa da, ek araştırma geliştirme ve ikinci tur besin kaybını en aza indirmek için ev çim tesisi ve yönetimi için en iyi yönetim prosedürleri test için gereklidir. Bu konuda geçtiğimiz araştırma çabaları nedeniyle genellikle kıyı sularına besin kayıplarını liç ve akış etkilerine ilişkin kaygılar nedeniyle yüksek kum içeriği topraklar vardır kıyı alanları, birlikte merkezli edilmiştir. Çok kumlu topraklarda çalışırken Ancak, bir cins edebilmek için dik yamaçlar ve yüksek yağış oranları olmalıdırHerhangi sularının 13,14 te. Buna karşılık, merkezi Amerika Birleşik Devletleri'nde toprakların birçok dokulu ince ve hatta küçük yağış olaylardan runoff önemli kalemlerinden kaynaklanan düşük infiltrasyon fiyat bilgisi. Böylece, yerli toprak ve konut manzara oluşabilir ki bu tipik yamacında bir akış tesisi tasarım ve inşa etmek için arzu ediliyordu.
Bu kağıt nispeten küçük zamansal çözünürlükte ve seçilen hacimsel veya ölçüm ve miktar tayini için zamansal aralıklarla gelen sular alt örneklere eş zamanlı koleksiyonu toplam akış hacimleri ölçmek için 24 ayrı 33.6 m 2 alan araziler içeren 1.000 m 2 tesisin tasarımı, inşaat ve işlevini açıklar akan su kimyasal bileşenlerin.
Protocol
Representative Results
Discussion
Su üzerine, içine akar ve topraklar üzerinden büyük ölçüde topografya, bitki örtüsü ve toprak fiziksel özellikleri etkilenir. Yüksek kil içeriği ile aşırı sıkıştırılmış toprak ve topraklar düşük sızma oranları ve akıştak artan miktarlarda sergileyecek. Bu doğanın bir tesis inşa nedenle, her çaba üniforma yamaçları ile yerli toprakları kullanmak ve inşaat sırasında deneysel alanlarda trafik her türlü sıkıştırmayı en aza indirmek için yapılmalıdır. Buna ek olarak, inş…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar minnetle Bu tesis için Scotts Miracle-Gro Şirket mali destek için minnettarım. Biz sulama kontrol sağlayan yardım için Toro Co de müteşekkiriz. Bu projenin erken aşamalarında geç Dr Chris Steigler tarafından vizyon ve planlama da minnetle kabul edilmektedir. Yazarlar ayrıca numune hazırlama ve analiz ona teknik yardım için Bayan N. Stanley teşekkür etmek istiyorum.
Materials
| Flow meter | Teledyne Isco | Model 4230 | Bubbling flow meter that measures and records water flow through flume |
| Portable Sampler | Teledyne Isco | Model 6712 | Works in conjunction with the flow meter to collect water samples at predetermined intervals. |
| Flow Link Software to collect data | Teledyne Isco | Ver 5.0 | Allows communication between flow meter and computer |
| Pre-sloped trench drain | Zurn Industries, LLC | Z-886 | |
| Irrigation Controller | Toro Company | VP Satellite | Controls irrigation to each plot individually |
| Electric Valves | Hunter | 2.5 cm PGV | Opens or closes water flow to individual plots based on signal from irrigation controller |
| Spray nozzles | RainBird | HE-Van 12 | Sprays irrigation water in predetermined pattern and rate |
| Irrigation heads | Hunter | Pro Spray 4 | 4 inch pop up spray heads |
| 6 inch slotted drain pipe | Advanced Drainage Systems | 6410100 | single wall corregated HDPE – slotted |
| 6 inch plain drain pipe | Advanced Drainage Systems | 6400100 | single wall corregated HDPE – plain |
| Filter Paper | Whatman GF/F | 1825-047 | 47mm diameter, binder-free, glass microfiber filter |
| pH Meter | Fisher | Accumet XL20 | |
| Combination pH probe | Fisher | 13-620-130 | |
| Automatic Temperature Compensating Probe | Fisher | 13-602-19 | |
| Electrical conductivity probe | Fisher | 13-620-100 | Cell constant of 1.0 |
| TOC-VCSH with total nitrogen unit TMN-1 | Shimadzu Corp | TOC-VCSH with TMN-1 | dissolved C and N analyzer |
| Smartchem 200 | Unity Scientific | 200 | Discrete Analyzer for P measurement |
| ICS 1000 | Dionex | ICS 1000 | Ion Chromatography for Ca, Mg, K and Na measurment |
| Portable Soil Moisture Meter | Spectrum | FieldScout TDR 300 | 7.5 cm long probes |
| Totallizing Water Meters | Badger | 3/4 inch water meters | standard homeowner water meters |
References
- Fulton, W., Pendall, R., Nguyen, M., Harrison, A. Who sprawls most? How growth patterns differ across the U.S. The Brookings Institution Survey Series. http://www.brookings.edu/~/media/research/files/reports/2001/7/metropolitanpolicy%20fulton/fulton. , (2001).
- White, R. H., et al. How much water is ‘enough’? Using PET to develop water budgets for residential landscapes. Proc. Texas Sec. Amer. Water Works Assoc. 7, 7 (2004).
- Walsh, C. J., Roy, A. H., Feminella, J. W., Cottingham, P. D., Groffman, P. M., Morgan, R. P. The urban stream syndrome: current knowledge and the search for a cure. J. North Am. Benthol. Soc. 24, 706-723 (2005).
- . 4R Plant Nutrition: A Manual for Improving the Management of Plant Nutrition. International Plant Nutrition Institute. , (2012).
- Miyomoto, S., Chacon, A. Soil salinity of urban turf area irrigated with saline water II. Soil factors. Landsc. Urban Plan. 77, 28-38 (2006).
- Steele, M. K., Aitkenhead-Peterson, J. A. Urban soils of Texas: Relating irrigation sodicity to water-extractable carbon and nutrients. Soil Sci. Soc. Am. J. 76, 972-982 (2012).
- Steele, M. K., Aitkenhead-Peterson, J. A. Salt impacts on organic carbon and nitrogen leaching from senesced vegetation. Biogeochem. 112, 245-259 (2013).
- Washbusch, R. J., Selbig, W. R., Bannerman, R. T. Sources of phosphorus in stormwater and street dirt from two urban residential basins. National Conference on Tools for Urban Water Resource Management and Protection Proceedings. , (2000).
- Pitt, R., Chen, S., Clark, S. E., Swenson, J., Ong, C. K. Compaction’s impacts on urban storm-water infiltration. J. Irrigation Drainage Eng. 134, 652-658 (2008).
- Kelling, K. A., Peterson, A. E. Urban lawn infiltration rates and fertilizer runoff losses under simulated rainfall. Soil Sci. Soc. Am. J. 39, 349-352 (1975).
- Edmondson, J. L., Davies, Z. G., McCormack, S. A., Gaston, K. J., Leake, J. R. Are soils in urban ecosystems compacted? A citywide analysis. Biol. Lett. 7, 771-774 (2011).
- Cunningham, M. A., et al. The suburban stream syndrome: Evaluating land use and stream impairments in the suburbs. Phys. Geogr. 30, 269-284 (2009).
- Erickson, J. E., Cisar, J. L., Volin, J. C., Snyder, G. H. Comparing nitrogen runoff and leaching between newly established St. Augustinegrass turf and an alternative residential landscape. Crop Sci. 41, 1889-1895 (2001).
- Morton, T. G., Gold, A. J., Sullivan, W. M. Influence of overwatering and fertilization on nitrogen losses from home lawns. J. Environ. Qual. 17, 124-130 (1988).
- O’Dell, J. W. Method 415.1 Organic carbon, total (combustion or oxidation). Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes. , 415.1-415.3 (1983).
- O’Dell, J. W. Determination of phosphorus by semi automated colorimetry. Environmental monitoring systems laboratory, Office of research and development. U.S. Environmental Protection Agency. , (1993).
- O’Dell, J. W. Determination of nitrate nitrogen by semi automated colorimetry. Revision 2.0 Edited by JW O’Dell, Environmental monitoring systems laboratory. Office of research and development, U.S. Environmental Protection Agency. , (1993).
- O’Dell, J. W. Determination of ammonia nitrogen by semi automated colorimetry. Revision 2.0 Edited by JW O’Dell, Environmental monitoring systems laboratory. Office of research and development, U.S. Environmental Protection Agency. , (1993).
- Gobel, P., Dierkes, C., Coldewey, W. G. Storm water runoff concentration matrix for urban areas. J. Contam. Hydrol. 91, 26-42 (2007).
- Vietor, D. M., Provin, T. L., White, R. H., Munster, C. L. Runoff losses of phosphorus and nitrogen imported in sod or composted manure for turf establishment. J. Env. Qual. 33, 358-366 (2004).
