Cara Mudah Menggunakan Eksposi Bawah Air untuk Instalasi Data Logger Pemantauan Suhu Tahunan di Aliran Sungai

Material dan Metode

Bahan-bahan berikut diperlukan untuk membuat pemantauan suhu air sungai tahunan situs (lihat Lampiran A untuk nomor komponen ): (a) epoksi bawah air, (b) tabung PVC, (c) sensor suhu TidbiT V2, (d) pengikat kabel 4 inci , (e) pita, (f) sarung tangan karet, (g) kotak melihat plastik transparan, (h) sikat kawat, dan(i) label logam (gambar. 2).

gambar. 2. Peralatan yang diperlukan untuk memasang situs pemantauan suhu aliran tahunan meliputi: (a) FX-764 dua bagian epoksi dari Fox Industries, (b) pelindung surya tabung PVC, (c) sensor suhu, (d) pengikat kabel, (e) pita tukang ledeng, (f) sarung tangan karet, (g) kotak pengamatan plastik, (h) sikat kawat, dan (i) tanda logam kehutanan.

GPS, lembar data, dan kamera digital juga berguna untuksitus referensi geografis dan pengarsipan foto untuk membantu upaya relokasi dan data di masa mendatang pengambilan.

Isaak dan Horan (2011) menilai banyak epoxies bawah air di laboratorium dan lapanganuji coba untuk mengidentifikasi satu dengan properti terbaik untuk digunakan dalam protokol ini. FX-764Hydro-Ester ® Splash Zone Epoxy diproduksi oleh Fox Industries (Baltimore, MD,http://www.foxind.com/) dipilih dalam uji coba ini karena kekuatan perekatnyajauh lebih unggul dari epoxies lain, dan memiliki konsistensi seperti dempul yang membuatnya mudah digunakandi lapangan. 

Berbagai miniatur sensor suhu tersedia yang dapat digunakandengan protokol ini (Dunham dkk. 2005; USEPA In Press). Sensor pilihan kamiadalah TidbiT ® v2 yang diproduksi oleh Onset Computer Corporation (Bourne, MA, http: //www.onsetcomp.com/) karena ukurannya yang kecil, keakuratan (+ 0,2˚C), penyimpangan tahunan yang rendahrate (0,1˚C / tahun), memori besar dan masa pakai baterai lama (5+ tahun), casing tahan air, dankemudahan pengambilan data dengan antar jemput data portabel atau komputer lapangan

Persiapan Lapangan

Akurasi sensor harus dinilai di berbagai suhu dan dibandingkanhingga pengukuran suhu dari instrumen yang lebih akurat (misalnya, NIST (NationalInstitute of Standards and Technology) termometer bersertifikat) sebelum penempatan di lapangan. Pemeriksaan akurasi sederhana dapat dilakukan dengan menempatkan beberapa sensor dalam wadah, mov-Memasukkan wadah ke dalam dan ke luar lemari es selama beberapa hari, dan kemudian memeriksadata untuk anomali.

Langkah ini juga akan mengidentifikasi sensor yang tidak berfungsi selama urutan peluncuran / unduhan atau mengalami kegagalan baterai. Sensor yang tidak berfungsi dapat dikembalikan ke produsen untuk diganti. Selama penerapan di lapangan, sensor suhu harus dinaungi dari sinar matahari untuk menghindarinya pengukuran bias yang disebabkan oleh sinar matahari yang menabrak sensor (gambar. 3; Isaak dan Horan 2011)

Gambar. 3. Pengukuran suhu streaming dari empat sensor di situs yang sama selama 8 hari pada bulan Juli 2010. Semua sensor memiliki pelindung matahari selama 4 hari pertama. Pelindung matahari dilepas dari salah satu sensor pada hari ke-5 (panah hitam) dan lonjakan suhu menjadi jelas pada saat sinar matahari menghantam sensor (direproduksi dari Isaak dan Horan 2011).

Berbagai bahan dapat digunakan untuk membuat pelindung matahari, kecuali tabung PVC adalah pilihan yang baik karena biayanya yang rendah dan rumah pelindung yang mereka sediakan. Itu jenis tabung terbaik memiliki dua bagian; busing berulir yang membentuk alas dan tutup sekrup (gambar. 2)

gambar. 2. Peralatan yang diperlukan untuk memasang situs pemantauan suhu aliran tahunan meliputi: (a) FX-764 dua bagian epoksi dari Fox Industries, (b) pelindung surya tabung PVC, (c) sensor suhu, (d) pengikat kabel, (e) pita tukang ledeng, (f) sarung tangan karet, (g) kotak pengamatan plastik, (h) sikat kawat, dan (i) tanda logam kehutanan.

Model spesifik yang dijelaskan dalam Lampiran A cocok untuk sen-sors seperti TidbiT dan harganya sekitar $ 2. Terlepas dari tabung yang dipilih, alasnya harus. Memiliki bibir yang lebar agar epoksi dapat terbentuk karena tidak akan menempel langsung ke PVC.

Untuk menyiapkan tabung PVC untuk digunakan sebagai pelindung surya, bor beberapa lubang berukuran 3/8 inci melalui sisi tutup untuk memfasilitasi sirkulasi air. Lubang harus ditempatkan tinggi di sisi tutup untuk menghindari tumpang tindih dengan benang busing setelah tutupnya disekrup ke pangkalan. Juga bor satu lubang di muka tutup dekat lubang samping untuk vide lokasi di mana sensor dapat diamankan dengan pengikat kabel (gambar. 4).

Gambar. 4. Sensor suhu yang diikat ke dalam tutup pelindung surya tabung PVC (a), unit pelindung surya dengan cetakan epoksi sekeliling alas dan siap dipasang (b), perakitan dipasang di atas batu (c), dan atas dilepas setelah pemasangan (d). Lubang adalah dibor melalui sisi perisai untuk membuatnya mengapung secara netral dan untuk memfasilitasi sirkulasi air. Pita tukang ledeng dibungkus di sekitar utas alas untuk memastikan melepas tutup dengan mudah setelah pemasangan yang diperpanjang.

Pita tukang ledeng harus dililitkan di sekitar benang alas untuk memastikan melepas tutup dengan mudah setelah penyebaran yang diperpanjang. Jika sensor akan ditempatkan di sungai di mana lalu lintas manusia berada Umumnya, tabung PVC bisa dicat dengan warna netral untuk mengurangi visibilitasnya.

Pemasangan Sensor

Dimana sensor dikerahkan sebagai bagian dari desain pengambilan sampel skala luas berada di luar cakupan laporan ini, tetapi dibahas di tempat lain (Dunham dkk. 2007; Isaak dan lainnya 2009; Isaak 2011b; Stevens dan Olsen 1999; Zimmerman 2006). Di sini, kami fokus hanya pada instalasi sensor di lokasi individu. Proses instalasi memiliki sembilan langkah dan harus dilakukan selama periode aliran rendah.

Langkah 1.

Cari penopang jembatan batu atau semen yang memiliki hilir datar  permukaan yang terlindung selama banjir dari substrat yang bergerak dan puing (gambar. 5).

Gambar.5. Contoh batuan besar (a dan b) dan tiang jembatan semen (c dan d) yang menyediakan lokasi pemasangan sensor yang baik. Setiap lokasi memiliki permukaan perlekatan hilir yang datar yang terlindung selama banjir dari pergerakan beban lapisan dan puing-puing. Panah arahkan ke pelindung matahari yang berisi sensor; lingkaran menyoroti tag logam kehutanan yang digunakan untuk monumen situs.

Iden- menentukan situs lampiran yang baik adalah bagian terpenting untuk berhasil membuat

situs pemantauan tahunan, jadi pilihlah situs dengan hati-hati. Jika menggunakan batu sebagai tempat pemasangan, pilih salah satu yang menonjol satu kaki atau lebih di atas permukaan air aliran rendah untuk memastikannya bebatuan lain tidak akan meluncur di atasnya dan melepaskan sensor saat banjir. Jangan bergerak batu ke sungai untuk berfungsi sebagai situs lampiran. Jika Anda bisa memindahkan batu, itu benar terlalu kecil dan banjir berikutnya akan menyebabkan hilangnya sensor.

Periksa sisi hilir dari situs lampiran potensial untuk kantong rela- air yang sangat tenang. Situs terbaik biasanya memiliki substrat kecil seperti kerikil atau kerikil yang keluar dari aliran utama saat banjir surut. Jika ada batu besar dan kerikil di sisi hilir dari lokasi pemasangan, substrat yang sama besar juga cenderung pindah ke sana lagi selama banjir berikutnya dan dapat menghilangkan sensor. Situs tersebut harus terlindung dari jalur aliran utama tetapi memiliki aliran yang tercampur dengan baik dan arus eddy. Kedalaman air juga harus cukup untuk merendam sensor selama aliran terendah tahun dan selama tahun-tahun kekeringan ekstrim.

Langkah 2.

Temukan lokasi kerja yang nyaman di dekat situs lampiran untuk mengatur dan siapkan bahan-bahan yang dibutuhkan untuk sebuah instalasi. Jika sensor Anda memiliki lampu indikator, periksa apakah itu berkedip dan sensor siap untuk mengumpulkan data. Catat nomor serinya dari sensor dan nomor tag kehutanan logam pada lembar data. Kencangkan sensor ke tutup tabung PVC menggunakan pengikat kabel dan kencangkan tutup ke alas (gambar. 4).

Gambar. 4. Sensor suhu yang diikat ke dalam tutup pelindung surya tabung PVC (a), unit pelindung surya dengan cetakan epoksi sekeliling alas dan siap dipasang (b), perakitan dipasang di atas batu (c), dan atas dilepas setelah pemasangan (d). Lubang adalah dibor melalui sisi perisai untuk membuatnya mengapung secara netral dan untuk memfasilitasi sirkulasi air. Pita tukang ledeng dibungkus di sekitar utas alas untuk memastikan melepas tutup dengan mudah setelah pemasangan yang diperpanjang.

Langkah 3.

Kenakan sarung tangan karet dan gunakan sikat kawat untuk menggosok permukaan lampiran sampai ke batu gundul atau semen. Bersihkan area yang lebih besar dari tabung PVC untuk menyediakan a berbagai lokasi situs mikro untuk dipilih saat melakukan pemasangan akhir. Pilih lokasi yang di bawah permukaan air aliran rendah, tetapi beberapa inci di atas streambed untuk meminimalkan kemungkinan bahwa sensor akan tertimbun oleh substrat selama proses berikutnya banjir. Jika sensor terkubur, rekaman suhu mungkin bias dengan interaksi dengan aliran hiporheik yang secara termal berbeda dari suhu di aliran yang mengalir bebas. Sebaiknya buang data dari sensor yang telah ada seluruhnya terkubur untuk menghindari potensi bias ini.

Langkah 4.

Tempatkan batu bulat yang mudah dijangkau dari lokasi pemasangan sehingga bisa dijangkau bersandar pada permukaan tabung pelindung surya setelah pemasangan.

Langkah 5.

Basahi jari-jari yang bersarung tangan di sungai dan keluarkan jumlah yang sama dari putih dan epoksi hitam dari setiap wadah (bola berdiameter sekitar seperempat). Campur epoksi komponen bersama-sama sampai warna abu-abu seragam tercapai (membutuhkan setidaknya 1 menit; Gambar. 6).

Gambar. 6. Mempersiapkan epoksi Fox untuk digunakan melibatkan pencampuran jumlah yang sama dari dua komponen bersama-sama selama kurang lebih 1 menit sampai warna seragam seluruhnya. Jari-jari harus dibasahi sebelum dan selama pencampuran untuk meminimalkan epoksi menempel pada sarung tangan.

Jika epoksi menjadi lengket saat mengaduk, basahi kembali jari dan lanjutkan mengaduk. Massa akhir epoksi harus seukuran bola golf. Gulung epoksi di antaranya tangan Anda menjadi bentuk tabung dan aplikasikan di sekitar dasar tabung PVC. Bentuk epoksi di atas bibir, tetapi juga meninggalkan banyak epoksi di bagian bawah untuk adhesi ke at- permukaan tachment (gambar. 4 dan gambar. 7).

Gambar. 4. Sensor suhu yang diikat ke dalam tutup pelindung surya tabung PVC (a), unit pelindung surya dengan cetakan epoksi sekeliling alas dan siap dipasang (b), perakitan dipasang di atas batu (c), dan atas dilepas setelah pemasangan (d). Lubang adalah dibor melalui sisi perisai untuk membuatnya mengapung secara netral dan untuk memfasilitasi sirkulasi air. Pita tukang ledeng dibungkus di sekitar utas alas untuk memastikan melepas tutup dengan mudah setelah pemasangan yang diperpanjang.
Gambar. 7. Memeriksa sensor suhu dengan kotak tampilan plastik setelah pemasangan awal (a). Inspeksi harus mengungkapkan tidak ada celah pada titik kontak antara epoksi dan permukaan batuan (b). Sebuah batu bulat datar disandarkan ke pelindung matahari untuk menahannya di tempatnya saat epoksi mengeras selama 24 jam pertama (c dan d). Batuan tidak boleh dipasang untuk menopang pelindung matahari dari bawah atau dari bawah dapat merusak segel dengan permukaan lampiran.

Hati-hati agar epoksi tidak menutupi benang tempat itu bisa merekatkan tutupnya ke alas. Sisihkan sedikit epoksi ekstra untuk dipasang tag metal forestry pada Langkah 8.

Langkah 6.

Pegang tabung PVC dengan epoksi di bawah air sehingga udara akan keluar perakitan. Pelajari situs lampiran yang telah dibersihkan untuk memilih situs mikro terbaik, lalu dorong dan perlahan putar perakitan ke situs lampiran. Majelis mungkin (atau mungkin tidak) menahan diri ke permukaan lampiran pada titik ini, jadi sandarkan batu bulat perlahan dari Langkah 4 ke permukaan pelindung matahari untuk menahannya di tempatnya saat epoksi mengeras selama yang pertama 24 jam (Gambar. 7).

Gambar. 7. Memeriksa sensor suhu dengan kotak tampilan plastik setelah pemasangan awal (a). Inspeksi harus mengungkapkan tidak ada celah pada titik kontak antara epoksi dan permukaan batuan (b). Sebuah batu bulat datar disandarkan ke pelindung matahari untuk menahannya di tempatnya saat epoksi mengeras selama 24 jam pertama (c dan d). Batuan tidak boleh dipasang untuk menopang pelindung matahari dari bawah atau dari bawah dapat merusak segel dengan permukaan lampiran.

Penting: berbatu bersandar pada perakitan meskipun awalnya tahan sendiri atau mungkin jatuh sebelum epoksi mengeras. Cobble harus bersandar langsung ke Tabung PVC memberikan tekanan stabil yang tidak menimbulkan torsi. Jangan coba-coba dukung pelindung matahari dari bawah dengan kerikil atau dapat merusak segel pada kontak titik antara epoksi dan permukaan lampiran.

Langkah 7.

Gunakan kotak tampilan plastik untuk memeriksa titik kontak antara epoksi dan permukaan lampiran (Gambar. 7).

Gambar. 7. Memeriksa sensor suhu dengan kotak tampilan plastik setelah pemasangan awal (a). Inspeksi harus mengungkapkan tidak ada celah pada titik kontak antara epoksi dan permukaan batuan (b). Sebuah batu bulat datar disandarkan ke pelindung matahari untuk menahannya di tempatnya saat epoksi mengeras selama 24 jam pertama (c dan d). Batuan tidak boleh dipasang untuk menopang pelindung matahari dari bawah atau dari bawah dapat merusak segel dengan permukaan lampiran.

Harus ada segel yang kokoh dan tidak ada celah. Jika ada adalah celah, dorong dengan lembut dan putar pelindung matahari ke permukaan lagi dan sesuaikan cobble bersandar padanya. Gunakan jari-jari Anda untuk membentuk epoksi berlebih pada sambungan- permukaan permukaan untuk memperluas bidang kontak. Jika perlu, campur dan gunakan epoksi tambahan di sekitar epoksi yang ada.

Langkah 8.

Gunakan sedikit epoksi untuk menempelkan tag metal forestry di atas PVC tabung dan permukaan air (Gambar. 5).

Gambar.5. Contoh batuan besar (a dan b) dan tiang jembatan semen (c dan d) yang menyediakan lokasi pemasangan sensor yang baik. Setiap lokasi memiliki permukaan perlekatan hilir yang datar yang terlindung selama banjir dari pergerakan beban lapisan dan puing-puing. Panah arahkan ke pelindung matahari yang berisi sensor; lingkaran menyoroti tag logam kehutanan yang digunakan untuk monumen situs.

Tag memudahkan untuk merelokasi sensor selama kunjungan situs berikutnya dan nomor pada tag memberikan pengenal situs unik. Pengenal ini sangat berguna untuk organisasi database karena sensor yang berbeda dapat digunakan di situs seiring waktu.

Langkah 9.

Geo-referensi lokasi situs menggunakan GPS dan ambil beberapa foto digital dari situs lampiran dan sekitarnya untuk membantu upaya relokasi di masa depan. Mengisi keluar lembar data (contoh disediakan di Lampiran B) dan menjelaskan tambahan di- tribut tentang lokasi (misalnya, “sensor yang dipasang pada batu persegi panjang dengan diameter 1m di sepanjang sisi kiri saluran ”). Setelah kembali ke kantor, buat dan pelihara digital arsip foto situs.

Jika Anda memasang sensor dengan epoksi untuk pertama kalinya, pertimbangkan untuk melakukan beberapa praktik instalasi yang bagus dalam kondisi terkontrol di laboratorium atau kantor. Mungkin juga berguna untuk mengunjungi kembali beberapa penginstalan pertama segera setelah penginstalan awal (yaitu, hari atau minggu berikutnya) untuk mendapatkan kepercayaan dalam teknik tersebut. Epoksi membutuhkan waktu sekitar 24 jam untuk mengatur dan ikatan yang kuat pada permukaan lampiran akan membuatnya sulit lepaskan rakitan tabung PVC pada saat itu. Jika perakitan tidak terpasang dengan kuat atau terjatuh dari permukaan, cukup pulihkan sensor dan ulangi langkah 1 – 9 menggunakan yang baru Tabung PVC. Lampiran C adalah ringkasan satu halaman dari sembilan langkah ini dan berguna sebagai a panduan referensi lapangan. Untuk menonton video pelatihan pemasangan sensor epoksi, lihat ini Video YouTube http://www.youtube.com/watch?v=vaYaycwfmXs&feature=youtu.be.

Pengambilan Data dan Pemeliharaan Situs

Situs pemantauan harus dikunjungi secara berkala untuk memelihara instalasi sensor dan mengambil data suhu. Kami mencoba mengunjungi kembali setiap situs tahun setelah didirikan untuk memastikan bahwa instalasi selamat dari banjir tahunan dan sensor berfungsi tepat. Setelah situs berhasil dibuat, kunjungan di masa mendatang dapat dilakukan setiap tahun atau lebih jarang, tergantung pada preferensi pengguna dan kapasitas penerapan sensor (yaitu, masa pakai baterai dan penyimpanan data). Untuk mengambil data, cukup lepaskan sensor dari Tabung PVC dengan membuka tutupnya, memotong pengikat kabel yang menahan sensor di tutupnya, dan mentransfer data ke pesawat ulang-alik atau komputer lapangan (Lampiran D menjelaskan cara memuat TidbiT v2 menggunakan antar-jemput data).

Pada saat ini, juga berguna untuk mengukur aliran suhu dengan termometer bersertifikat NIST untuk berfungsi sebagai titik kalibrasi untuk menilai potensi penyimpangan jangka panjang dalam pengukuran sensor. Untuk memulai kembali upaya pengumpulan data, cukup ikat sensor kembali ke tutup tabung PVC dan kencangkan ke alasnya. Jika masa pakai sensor telah habis, gantilah dengan yang baru di solar yang sama tabung pelindung.

Jika situs tidak berhasil dibuat dan sensor hilang, coba tentukan penyebabnya. Apakah situs dirusak, apakah banjir besar mengubah saluran secara signifikan, atau apakah sensor terlepas dari permukaan attachment karena pemasangan yang buruk? Jawaban atas pertanyaan tersebut dapat menginformasikan bagaimana, atau apakah, pemasangan sensor lain mencoba di situs.

Hasil Dari Instalasi Sensor Sebelumnya

Bekerja sama dengan US Forest Service PIBO (PacFish / Infish Biological Opini) program pemantauan aliran, kami menggunakan protokol epoksi untuk menetapkan 563 tahunan situs pemantauan suhu di sungai dan sungai di seluruh wilayah Pegunungan Rocky dari 2010 – 2012 (gambar. 8; Isaak 2012).

Gambar. 8. Situs pemantauan suhu tahunan didirikan di sungai dan sungai di seluruh wilayah Pegunungan Rocky menggunakan protokol epoksi oleh RMRS dan personel PIBO dari 2010 – 2012. Detail tentang situs ini dan tempat lain pemantauan tahunan yang terjadi dapat dilihat secara online menggunakan alat GoogleMap dinamis (situs web: www.fs.fed.us/rm/ boise / AWAE / projects / stream_temperature.shtml).

Pemasangan terjadi di lingkungan yang beragam yang berkisar dari sungai kecil dan curam hingga sistem yang lebih besar seperti Salmon, Snake, Green, dan sungai Yellowstone. Sensor berhasil dipasang di berbagai aliran suhu (2 – 20 ° C), tetapi epoksi menjadi kurang kental dan lebih mampu menuju ujung atas kisaran suhu ini. Di aliran hangat, pengguna harus mempertimbangkan melakukan instalasi selama jam-jam pagi atau sore yang lebih sejuk untuk memastikannya epoksi mulai mengeras dengan benar. Setelah pengalaman diperoleh dengan protokol, itu diperlukan sekitar 20 menit untuk memasang sensor suhu setelah menemukan setelan- situs lampiran yang bisa.

Pada tahun 2012, kami mengunjungi kembali 49 situs yang didirikan dengan tabung PVC satu tahun sebelumnya tingkat retensi dokumen. Dalam aliran gradien rendah (<3%), 100% sensor (13 dari 13) berhasil dipertahankan; sedangkan 78% sensor (28 dari 36) dipertahankan lebih curam aliran (gambar. 9).

gambar. 9. Tingkat retensi satu tahun dari sensor yang dipasang dengan Tabung PVC menggunakan epoksi bawah air. Angka dalam kolom adalah jumlah situs sensor yang dikunjungi kembali.

Kami juga mengunjungi kembali kumpulan situs yang lebih besar yang didirikan pada tahun 2010 menggunakan yang pertama versi protokol ini (Isaak dan Horan 2011) yang mengirimkan sensor langsung ke bebatuan tanpa menggunakan tabung PVC.

Keberhasilan retensi satu tahun di 130 situs ini setelah Banjir pencairan salju yang luar biasa besar pada tahun 2011 mencapai 88% di aliran dengan kemiringan rendah dan 70% di sungai yang lebih curam (gambar. 10a).

Gambar. 10a & Gambar. 10b. Tingkat retensi satu tahun (a) dan 2 tahun (b) sebesar sensor terpapar langsung ke batu besar. Angka dalam kolom adalah jumlah situs sensor yang dikunjungi kembali.

Tiga puluh sembilan dari situs ini dikunjungi kembali pada tahun 2012 untuk ditentukan tingkat retensi tahun kedua, yang sedikit lebih tinggi masing-masing sebesar 90% dan 84% (gambar. 10b).

Peningkatan ini mungkin disebabkan oleh banjir salju yang lebih kecil pada tahun 2012 dan kemungkinan pemasangan yang sukses di tahun pertama tetap sama di tahun kedua. Meskipun pemasangan langsung sensor tanpa tabung pelindung PVC dimungkinkan, kami tidak lagi merekomendasikan metode ini karena sensor sering rusak dan data lapangan upaya pengambilan lebih sulit. Data suhu aliran yang diambil selama kunjungan ulang situs menunjukkan perkiraan tahunan siklus kondisi termal (gambar. 11).

Gambar. 11. Contoh profil suhu aliran tahunan dari dua aliran Idaho yang dikumpulkan menggunakan file teknik epoksi. Profil yang diwakili oleh garis hitam berasal dari aliran elevasi tinggi dimana suhu udara berada di bawah nol selama beberapa bulan selama musim dingin.

Diskusi

Protokol epoksi yang dijelaskan di sini menyediakan sarana es- menentukan lokasi suhu tahunan di banyak aliran dan sungai. Meskipun protokolnya pada awalnya dikembangkan untuk digunakan di aliran pegunungan yang curam di mana bebatuan besar menyediakannya banyak situs lampiran, kami juga menemukan banyak situs lampiran yang sesuai di gradien yang lebih rendah sungai di mana batu besar digunakan untuk menstabilkan dasar jalan dan tepi sungai atau semen struktur ada sebagai bagian dari jembatan dan struktur pengalihan air (gambar. 12).

Gambar. 12. Situs tempat epoksi bawah air digunakan untuk membangun situs pemantauan suhu tahunan di tempat rendah aliran gradien dan sungai di mana batuan besar lebih jarang ditemukan. Permukaan lampiran termasuk batuan besar yang digunakan untuk menstabilkan tanggul dan landasan jalan yang erosi (a), dasar gorong-gorong batu (b), dinding sayap di sepanjang jembatan (c), dan penyangga jembatan semen (d).

Beberapa sensor pasti hilang dalam lingkungan dinamis seperti aliran, tetapi kami yakin kerugian ini adalah cukup kecil dengan protokol ini. Selain itu, sering kali manfaat pemantauan tahunan melebihi biaya untuk pemantauan musiman karena lebih sedikit kunjungan situs yang dibutuhkan dan lebih banyak lagi data dikumpulkan.

Protokol epoksi juga memungkinkan pengembangan pemantauan jangka panjang. mencetak catatan (yaitu, beberapa dekade) karena tabung PVC menyediakan tempat yang nyaman housing untuk sensor pengganti saat sensor lama kedaluwarsa dan lokasi mudah dipindahkan dari benda besar yang digunakan untuk pemasangan sensor. Meskipun kami fokus di sini pada suhu- Dalam pemantauan, protokol mungkin juga diperluas untuk memfasilitasi pemantauan lainnya parameter kualitas air (misalnya, pH, kekeruhan, konduktivitas, nitrat, oksigen terlarut) jika sensor miniatur dikembangkan untuk atribut ini (misalnya, Bhamjee dan Lindsay 2011; Porter dan lainnya 2009).

Array pemantauan suhu aliran digunakan untuk semakin banyak tujuan pose (Isaak 2011a; Johnson and others 2005; Trumbo and others 2010; Webb and others 2008) tetapi seringkali hanya dengan tujuan jangka pendek, tujuan khusus studi dalam pikiran. Ada kebutuhan untuk menerapkan array pemantauan yang tahan lama dan ekstensif di seluruh sungai, jaringan sungai, dan wilayah geografis yang lebih luas untuk tujuan pemantauan umum (misalnya, Isaak 2012). Ini array akan analog dengan yang lama ditetapkan untuk suhu udara (Lawrimore dan lainnya 2011; Menne dkk. 2009), akumulasi salju (Mote dkk. 2005), atau aliran keluar (Falcone dan lainnya 2010; Hrachowitz dan lainnya 2010) dan bisa manfaat dari kriteria desain statistik untuk mengoptimalkan efisiensi (Stevens dan Olsen 1999). Relevansi khusus dalam mendesain aliran array adalah model statistik spasial baru untuk jaringan streaming (Peterson dan Ver Hoef 2010; Ver Hoef dan lainnya 2006; Ver Hoef dan others In Press) yang menjelaskan jarak di mana pengukuran dikorelasikan dan sebagian berlebihan.

Dalam salah satu penerapan model ini (Lampiran G dalam Isaak dan lainnya 2010), ditunjukkan bahwa pengukuran suhu berkorelasi pada jarak dari 5 km hingga 50 km. Perkiraan jarak korelasi, dikombinasikan dengan struktur spasial pola suhu di seluruh jaringan, dapat digunakan untuk merancang array pemantauan itu dioptimalkan untuk tujuan tertentu dan memberikan informasi maksimum paling rendah biaya (Courbois dan lain-lain 2008; Zimmerman 2006).

Pertimbangan desain lainnya adalah lamanya waktu pemantauan terjadi pada situs vidual. Mengingat kelangkaan catatan suhu jangka panjang untuk aliran sungai dan sungai (Isaak dan lainnya 2012; Kaushal dan lainnya 2010), upaya yang signifikan perlu diarahkan untuk membangun dan memelihara beberapa situs lebih atau kurang tanpa batas. Dimana pro-pemantauan yang teratur tidak mungkin dilakukan, namun, faktor lain dapat menginformasikan keputusan tentang periode pemantauan. Misalnya, jika tidak ada data, sebagian besar informasi tentang a kondisi termal situs akan diperoleh selama tahun pertama dan pola setelahnya menjadi semakin berlebihan.

Oleh karena itu, periode pemantauan minimum mungkin 2 atau 3 tahun, yang memastikan bahwa siklus musiman penuh dicatat, serta beberapa  variasi antar tahunan terkait dengan variabilitas iklim didorong oleh perbedaan suhu udara- peratures dan debit aliran. Catatan suhu sepanjang ini memfasilitasi jangka pendek analisis sensitivitas berguna untuk memahami variasi spasial dalam perubahan suhu dan dapat berfungsi sebagai proxy untuk tren jangka panjang yang terkait dengan perubahan iklim (Kelleher dan lainnya 2012; Mohseni, dkk 1999; Trumbo dan lainnya 2010). Catatan ini juga memberikan periode kalibrasi yang memadai untuk model yang dijalankan dengan langkah waktu singkat (mis., harian atau periode mingguan) yang berguna untuk studi tentang pertumbuhan ikan, metabolisme aliran, atau melebihi standar kualitas air (Mohseni dan lain-lain 1998; van Vliet dan lain-lain 2011).

 Periode pemantauan yang lebih lama diperlukan untuk studi yang dirancang untuk menggambarkan masa lalu atau tren suhu masa depan (Kaushal dan lainnya 2010; Webb dan Nobilis 2007). Dalam ini studi, porsi yang signifikan dari variabilitas termal antar-tahunan di situs harus disampel untuk memastikan bahwa pengaruh suhu udara dan pelepasan pada suhu aliran diperkirakan secara akurat (mis., Markovic dkk. 2013; Moatar dan Gailhard 2006). Erickson dkk (1999) memperkirakan pemantauan suhu selama 15 tahun diperlukan dalam situasi ini, yang juga ditemukan oleh Isaak dkk (2012) sebagai catatan yang berguna panjang untuk rekonstruksi akurat dari tren sejarah di barat laut Amerika Serikat.

Kesimpulan

Ini adalah waktu yang unik dan menarik bagi mereka yang tertarik dengan pemantauan suhu aliran dan pemodelan. Perubahan iklim dan faktor lain yang terkait dengan pembangunan manusia dan pengelolaan lahan menimbulkan ancaman signifikan terhadap integritas termal banyak sungai dan sungai. Kemampuan kami untuk mengukur ancaman tersebut dengan pengukuran suhu yang akurat meningkat secara dramatis pada awal 1990-an dengan munculnya miniatur yang murah sensor suhu. 

Protokol epoksi yang dijelaskan di sini memfasilitasi perluasan monitor melakukan upaya untuk semua musim dalam setahun sehingga pemantauan tahunan dan catatan jangka panjang menjadi umum di aliran. Data tersebut akan memungkinkan penilaian lingkungan yang lebih baik, pemahaman yang lebih kaya tentang rezim termal yang mirip dengan rezim hidrologi (Olden dan Naiman 2010; Poff dan lainnya 1997; Poole dan lain-lain 2004), dan ilmiah baru pertanyaan tentang ekologi termal spesies air (McCullough dan lain-lain2009; Portner dan Peck 2010).

HOBO TidbiT v2 Water Temperature Data Logger

Gambaran
Antarmuka Optik untuk transfer data Hanya 3×4 cm, data logger mungil ini mengukur suhu pada kisaran suhu yang luas. TidbiT v2 menyediakan resolusi 12-bit dan memiliki akurasi ± 0,2 ° C. Ini dirancang untuk lingkungan luar ruangan dan bawah air dan tahan air hingga 300 m (1000 kaki). Antarmuka USB optik memungkinkan pengguna untuk memindahkan data dalam hitungan detik. Harap dicatat, pelindung radiasi matahari diperlukan untuk mendapatkan pengukuran suhu udara yang akurat di bawah sinar matahari (Pelindung Radiasi Surya RS1, diperlukan perakitan; atau Pelindung Radiasi Surya yang telah dirakit sebelumnya M-RSA).

Fitur

  • Data logger suhu terkecil di Onset.
  • Tahan air hingga 300 meter (1.000 kaki).
  • Pembacaan data dalam waktu kurang dari 30 detik melalui antarmuka USB Optik yang cepat.

Spesifikasi

Rentang Operasi Sensor Suhu : * -20 ° hingga 70 ° C (-4 ° hingga 158 ° F) di udara; suhu maksimum maksimum 30 ° C (86 ° F) dalam air *
Akurasi: ± 0,21 ° C dari 0 ° hingga 50 ° C (± 0,38 ° F dari 32 ° hingga 122 ° F) 
Resolusi: 0,02 ° C pada 25 ° C (0,04 ° F pada 77 ° F)
Waktu respons: 5 menit di dalam air; 12 menit di udara bergerak 2 m / detik; 20 menit di udara yang bergerak 1 m / detik (khas untuk 90%)
Stabilitas (melayang): 0,1 ° C (0,18 ° F) per tahun

Jam waktu nyata: ± 1 menit per bulan 0 ° hingga 50 ° C (32 ° hingga 122 ° F)
Baterai: litium 3 Volt,
masa pakai baterai tidak dapat diganti (penggunaan umum): 5 tahun dengan interval logging 1 menit atau lebih
Memori (non-volatile): memori 64K byte (sekitar 42.000 pengukuran suhu 12-bit)
Berat: 19,6 g (0,69 oz)
Dimensi: 3,0 × 4,1 × 1,7 cm (1,2 × 1,6 × 0,68 inci); bail pemasangan Lubang berdiameter 4,6 mm (3/16 in.)
Bahan basah: Kotak epoksi
Kedap air: Sampai 305 m (1000 kaki)
Interval pencatatan:Tarif tetap atau beberapa interval pencatatan, dengan hingga 8 interval dan durasi pencatatan yang ditentukan pengguna; interval penebangan dari 1 detik hingga 18 jam. Lihat manual perangkat lunak HOBOware.
Mode peluncuran: Mulai segera, mulai tertunda
Mode pembongkaran : Bongkar saat logging; stop and offload
Indikasi baterai: Level baterai dapat dilihat di layar status dan secara opsional masuk ke file data. Indikasi baterai rendah di datafile.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *