赛莱默(Xylem)技术在主要河流水系研究中的应用

一所研究中心与赛莱默旗下品牌YSI合作开展一个项目,监测整条密西西比河的水质。借助赛莱默的解决方案,The National Great Rivers Research and Education Center(美国国家大河研究与教育中心,简称NGRREC)将针对全球较大的河流建立一个全球性的实时水质监测平台网络。

数千年来,人类文明的发展始终与大河紧密相连。随着时间车轮的滚动,人类已经改变了这些生态系统,时至今日,产生的影响也从未停息。为保护主要河流的生态和沿岸经济体,须通过研究才能了解这些生态系统正在发生哪些变化和背后的原因。

NGRREC研究对象包括主要河流水系、流域(供水区)以及这些河流与水生动物之间的关系。该中心地处战略要地,实地观测站坐落于伊利诺伊州,也是密西西比河、密苏里河和伊利诺伊河的交汇之处。NGRREC成立于2002年,由伊利诺伊州自然历史调查局(Illinois Natural History Survey)、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)和刘易斯与克拉克社区学院(Lewis and Clark Community College)共同创办。

水质监测平台网络

NGRREC的合作伙伴在密西西比河上进行水质离散采样已有20多年之久。由于这些样品是在比较大的水域范围里定期采集的,短时间里发生的变化(如一周内的洪水脉冲)并未捕获。

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该中心希望找到一种更全面的方法来收集数据和发现密西西比河各个方面的变化。这将帮助决策者进行政策改革、完善可持续的河流管理并加深对大河的了解。为此,该中心推出一个新项目:大河生态观测网(The Great Rivers Ecological Observation Network,简称GREON)。

GREON项目旨在建立对全球大河进行实时水质监测的平台网络。该网络有利于科学家对不同的河流进行对比,解决养分负荷、沉积物负荷和气候变化等紧迫问题。

YSI开发PISCES平台

NGRREC与YSI联合设计并推出了能够实时并持续收集水质和浮游植物数据的监测浮标。2013年5月,第一个浮标在密西西比河上游水系投入使用。该浮标系统名为PISCES平台(Pontoon for In-situ Characterization of Environmental Systems,环境系统原位表征浮筒)。

PISCES平台配备了一个YSI EXO2水质监测仪,紫外线硝酸盐传感器、气象传感器和数据记录仪。平台的测试工作在与密西西比河相连的河槽里进行,便于提供精确可靠的数据。之后的两年里,NGRREC购买并部署了总共7个完备的PISCES平台。

其中三个平台置于密西西比河的主河道上、两个位于与河相连的河槽处,另外两个位于该流域的水库上。这些持续工作的监测站帮助填补了离散采样的数据缺口。

侧重养分监测

该浮式平台的可移动性使研究团队更加主动和灵活,如果需要解决具体的研究问题,可以将平台移动到其他位置上。这一项目计划将平台的部署扩大到全球各条大河上。

随着美国地质调查局(U.S. Geological Survey)推出庞大的大型河流和支流传感器网络,GREON项目如今不需要动用尽可能多的资源来对密西西比河的主河道进行一般监测。GREON使命略有改变,更多地关注该网络的养分监测部分。这为NGRREC的缺氧研究工作提供了支持,缺氧现象发生时,水柱中的溶解氧浓度下降到水生动物无法继续维持生存的水平。

通过在线数据库共享数据

NGRREC的另一个合作项目Great Lakes to Gulf Virtual Observatory(从五大湖到海湾虚拟监测站)进一步扩大了GREON项目。这是一款交互式的地理空间应用程序,分享密西西比河及其支流的水资源信息。该应用让用户能够在一个普通的地图界面上,查看来自多个公开来源的数据和地理空间图层。

该数据库支持美国环境保护署(EPA)缺氧问题工作组的工作,以及各州相关机构在养分减少战略中所开展的活动,为用户查看养分和水质数据提供了便利。

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