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8.6: Calhas - Geociências


Fora do limite da terminologia oficial, os sedimentologistas costumam referir-se a flumologia- presumivelmente significando a ciência e a arte de adquirir conhecimento e compreensão dos processos sedimentares físicos pela passagem de água e sedimentos por canais abertos de laboratório, chamados calhas. Estarei me referindo a experimentos com calhas frequentemente nos próximos capítulos.

Os dicionários definem as calhas como canais artificiais para transportar água. Porém, isso não é restritivo o suficiente para nossos propósitos: calhas projetadas para usos não científicos geralmente são bastante íngremes e de estrutura tosca. No contexto dos estudos científicos e de engenharia, posso definir uma calha como um canal de laboratório pelo qual o líquido é passado para estudar os processos e fenômenos hidráulicos em condições controladas.

As calhas são construídas em ambientes internos e externos. Uma das calhas mais famosas - entre os geólogos, pelo menos - foi G.K. A calha de Gilbert, ao ar livre no campus da Universidade da Califórnia em Berkeley. Por volta da virada do século XX, Gilbert fez um estudo pioneiro dos modos e processos de transporte de sedimentos por correntes, que permanece até hoje como uma valiosa fonte de dados e ideias. Mas os engenheiros hidráulicos já usavam calhas há décadas antes disso.

As calhas são feitas de madeira, metal, vidro ou plástico. Cada material tem suas vantagens e desvantagens. A seção transversal é geralmente, mas nem sempre, retangular. As larguras geralmente variam de vários centímetros a alguns metros, e os comprimentos variam de alguns metros a bem mais de cem metros. A maior calha com recirculação do mundo está na Universidade de Tsukuba, no Japão; tem 160 m de comprimento e 4 m de largura e pode recircular água e sedimentos. Estou certo de que qualquer observador objetivo a consideraria uma estrutura impressionante. (Certamente que sim, quando fui mostrado pela primeira vez.) Não tenho certeza de onde fica a maior calha inclinada.

A tecnologia de construção de todas as calhas, exceto as maiores, é direta, e os problemas foram, em sua maioria, resolvidos há muito tempo. Em calhas com recirculação de sedimentos, a decisão de projeto mais crítica gira em torno do tipo de bomba usada e / ou o arranjo para extrair sedimentos do fluxo e entregá-los à cabeceira do canal.

As calhas são apenas um tipo de equipamento hidráulico de grande escala usado para estudar o movimento de sedimentos. As calhas, transportando fluxo de superfície livre impulsionado pela gravidade unidirecional, são distintas de dutos e conduítes fechados, também amplamente utilizado para estudos hidráulicos, que possuem fluxo acionado por gradiente de pressão sem uma superfície livre. Dutos fechados podem ser usados ​​para fluxo unidirecional, oscilatório ou combinado. Também amplamente utilizados são simples tanques ou bacias arranjado principalmente para fluxos oscilatórios sob ondas de gravidade superficial.

Vantagens de calhas:

  • o transporte de sedimentos é relativamente fácil de assistir e medir
  • processos particulares podem ser isolados para estudo

Desvantagens de calhas:

  • fluxo e sedimentação podem ser simplificados demais
  • a escala física do fluxo e movimento de sedimentos é geralmente muito pequena

A inclinação da calha pode ser fixa ou ajustável; a maioria das calhas, exceto as maiores, são inclinação. Mas quando você está trabalhando com transporte de sedimentos, sua calha realmente não precisa estar inclinada, porque o próprio fluxo redistribui o sedimento para produzir um leito de sedimentos com declive igual ao declive de energia à medida que um fluxo uniforme é estabelecido. Se você preparar um leito de sedimento plano e uniforme e, em seguida, estabelecer um fluxo sobre ele, se a encosta da calha for muito íngreme, haverá erosão perto da extremidade a montante e deposição perto da extremidade a jusante até que um fluxo uniforme seja alcançado sobre um leito de sedimentos que afunila rio acima (Figura ( PageIndex {1} ) A). Por outro lado, se você começar com um declive muito suave, o resultado é um leito que se afunila rio abaixo (Figura ( PageIndex {1} ) B). Você apenas tem que se certificar de que a inclinação da calha com a qual você começa está próxima o suficiente para um fluxo uniforme para que você tenha um leito cheio de sedimentos em toda a calha assim que o fluxo parar de se ajustar à uniformidade.

Os canais variam em seus arranjos para recirculação de água e sedimentos. Logicamente, existem quatro combinações possíveis de recirculação; veja a Figura ( PageIndex {2} ).

Água não, sedimento não (Figura ( PageIndex {2} ) A). Este arranjo é incomum, pois é limitado pelo abastecimento de água. Apenas laboratórios localizados perto de represas em grandes rios podem pagar grandes descargas de água por meio de calhas sem recirculação. Além disso, a temperatura da água não pode ser controlada de forma independente. E se você não pegar o sedimento, você perde.

Água não, sedimento sim (Figura ( PageIndex {2} ) B). Os mesmos comentários se aplicam ao caso anterior, exceto que você não perde o sedimento.

Água sim, sedimento não (Figura ( PageIndex {2} ) C). Esse arranjo é mais comum. Suas vantagens são que a descarga de sedimentos é imposta de forma independente sobre o fluxo. Mas pode ser um desafio técnico separar todos os sedimentos da água e, em seguida, alimentar novos sedimentos na extremidade montante.

Água sim, sedimento sim (Figura ( PageIndex {2} ) D). Esse arranjo é mais simples e comum. Aqui, o fluxo estabelece sua própria descarga de sedimentos; você não pode impor descarga de sedimentos no sistema. Desde que o sedimento não seja muito grosso, este é o arranjo mais fácil tecnologicamente. Mas é difícil arranjar cascalhos.

Existem dois arranjos diferentes para calhas de recirculação de água:

Queda de calhas (Figura ( PageIndex {3} ) A). Em algumas calhas, que chamarei de calhas de transbordamento, há uma queda livre na extremidade a jusante do canal em uma caixa traseira separada, da qual a água (e em muitos casos também o sedimento) é bombeada para a cabeceira do canal. Em tais calhas, a profundidade do fluxo em fluxo uniforme é fixada pela descarga de água imposta e rugosidade do leito. Você pode definir ou ajustar a inclinação apenas mexendo em um açude ou portão de algum tipo na extremidade a jusante do canal, para alterar a profundidade da água e, portanto, a velocidade média.

Calhas de circuito fechado (Figura ( PageIndex {3} ) B). Em outras calhas, que chamarei de calhas de circuito fechado, não há sobreposição na extremidade a jusante; o fluxo passa continuamente para a caixa de cauda, ​​para ser bombeado de volta para a cabeceira do canal. Em calhas de circuito fechado, a profundidade do fluxo é fixada pelo volume de água no sistema. Você impõe a descarga de água e a profundidade do fluxo e, portanto, a velocidade média, que por sua vez determina todos os aspectos do transporte de sedimentos, bem como a inclinação.

Tanto as calhas de transbordo como as calhas de circuito fechado são amplamente utilizadas. Cada um tem vantagens e desvantagens. Eles são usados ​​para propósitos ligeiramente diferentes, que irei abordar de passagem em capítulos posteriores.

Você verá, no Capítulo 13, em sedimentos de tamanhos mistos, que as diferenças entre calhas de alimentação de sedimentos e calhas de recirculação de sedimentos têm implicações significativas (Parker e Wilcock, 1993). Em uma calha de alimentação de sedimentos, a descarga de sedimentos é imposta ao fluxo e o fluxo deve ser ajustado para realizar o transporte necessário de todas as frações de tamanho na mistura de alimentação. Em calhas com recirculação de sedimentos, não existe tal restrição: o fluxo é livre para ajustar seu comportamento de transporte de sedimentos sem qualquer restrição externa imposta, exceto para descarga de água e material do leito.

Referências citadas, capítulo 8

Parker, G. e Wilcock, P.R., 1993, Sediment feed and recirculating flumes: A fundamental diferença: Journal of Hydraulic Engineering, v. 119, p. 1192-1204.


8.6: Calhas - Geociências

Todos os artigos publicados pela MDPI são disponibilizados imediatamente em todo o mundo sob uma licença de acesso aberto. Nenhuma permissão especial é necessária para reutilizar todo ou parte do artigo publicado pela MDPI, incluindo figuras e tabelas. Para artigos publicados sob uma licença Creative Common CC BY de acesso aberto, qualquer parte do artigo pode ser reutilizada sem permissão, desde que o artigo original seja claramente citado.

Os artigos de destaque representam a pesquisa mais avançada com potencial significativo de alto impacto no campo. Artigos de destaque são submetidos a convite individual ou recomendação dos editores científicos e passam por revisão por pares antes da publicação.

O artigo pode ser um artigo de pesquisa original, um estudo de pesquisa substancial que frequentemente envolve várias técnicas ou abordagens ou um artigo de revisão abrangente com atualizações concisas e precisas sobre os últimos avanços no campo que revisa sistematicamente os avanços mais interessantes na área científica literatura. Este tipo de papel fornece uma perspectiva sobre as futuras direções de pesquisa ou possíveis aplicações.

Os artigos do Editor’s Choice são baseados nas recomendações dos editores científicos de periódicos MDPI de todo o mundo. Os editores selecionam um pequeno número de artigos publicados recentemente na revista que eles acreditam ser particularmente interessantes para os autores ou importantes neste campo. O objetivo é fornecer um instantâneo de alguns dos trabalhos mais interessantes publicados nas várias áreas de pesquisa da revista.


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Flume para Mac 2.8.6.5

Flume traz o mundo do Instagram para o seu desktop com lindas fotografias de ponta a ponta, mensagens diretas, suporte para upload e muito mais.

Características
  • Faça upload de fotos, vídeos e postagens de carrossel diretamente para o Instagram, com suporte para formatos originais ou quadrados, locais marcados e legendas. *
  • Alterne sem esforço entre várias contas do Instagram. *
  • Inicie conversas com outros usuários, crie grupos e compartilhe suas fotos ou vídeos favoritos juntos.
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  • Visualize fotos e vídeos em sua proporção de aspecto original e em resolução máxima.
  • Mergulhe mais fundo e aumente fotos e vídeos com o suporte QuickLook.
  • Visualize o conteúdo popular com base nos usuários que você está seguindo e também em sua localização atual.
  • Veja as últimas atividades (novos gostos, comentários e amigos que aderiram ao Instagram) e responda às últimas notificações (novos pedidos de seguidores).
  • Passe o dedo com o trackpad ou o Magic Mouse e folheie o feed.
  • Pesquise usuários, hashtags, locais e salve-os para acesso rápido.
  • Visualize fotos e vídeos marcados em um local, com uma hashtag ou com outros usuários.
  • Leia comentários e legendas escritos em um idioma que você não entende, com suporte para tradução.
  • 100% navegável pelo teclado e 100% VoiceOver / acessibilidade com suporte.

Observação: Os recursos marcados com * exigem a compra do Flume Pro.


Flume | Red Rocks Amphitheatre | 06/08/19

Após um hiato de um ano e meio, o produtor australiano Flume iniciou sua turnê mundial de 2019, fazendo uma parada no Colorado’s Anfiteatro Red Rocks noite passada.

Como sua única parada de show em sua turnê de verão fora de tocar em festivais como Lollapalooza e Outside Lands, a primeira noite de Red Rocks de Flume levou o produtor a brincar e experimentar suas novas colaborações de hip-hop com JPEGMAFIA e slowthai.

O produtor Collin McKenna do Colorado abriu a música de terça à noite às 18h55, antes de slowthai e JPEGMAFIA tocarem os sets de abertura de 30 minutos para algum hip-hop alternativo.

Flume subiu ao palco às 21h45, acendendo-se com ondas eletrônicas contundentes enquanto sacava uma lata rosa de tinta spray, soletrando “Oi, aqui é Flume” segurando-a para a multidão gritando. Uma batida melódica começou, quando Flume deu as boas-vindas ao colaborador slowthai no palco em sua cueca para uma colaboração de hip hop eletrônico em seu mais novo lançamento de mixtape, Olá, este é o Flume (mixtape).

Flume começou com seu popular "Say It" e "Never Be Like You", com a vocalista Vera Blue cantando a letra no lugar de Kai e Tove Lo da gravação original. Uma batida eletrônica nervosa e não estruturada surgiu em torno das rochas montanhosas enquanto Flume dançava no palco e JPEGMAFIA voltava ao palco para outro encontro de R & ampB com colaboração eletrônica.

Sentindo a multidão, Flume tocou uma nova música para a multidão, girando e girando na melodia do ar e do espaço antes de atingi-la com uma batida forte e pesada com uma batida eletrônica profunda. Outro remix de hip hop atingiu a multidão como imagens psicodélicas de armas e formas abstratas projetadas atrás de Flume soldando uma placa no palco que dizia “Red Rocks”.

Flume provocou a multidão enquanto se deitava de costas no palco em um terno branco para iniciar "Insane", uma voz robótica masculina narrando a letra de abertura "nossas pedras são vermelhas e tão grandes" e quatro homens em ternos pretos rodeados ao seu redor , antes de pular e começar um remix otimista de Lorde “Tennis Court”.

JPEGMAFIA voltou ao palco para uma intensa canção lírica de hip-hop, e acompanhando o baixo pesado, Flume fez a transição para uma performance ameaçadora de objetos quebrando no palco. Um monstro diabólico se transformou atrás de Flume quando objetos foram esmagados no palco e uma cena de assassinato de sangue apareceu na multidão de uma visão aérea antes de ser varrida.

Pegando a multidão de volta ao ritmo da casa disco, a multidão voltou a dançar e Vera Blue fez sua aparição de volta ao palco para uma batida leve lírica. A multidão aplaudiu enquanto os dois dançavam, e Flume liderou uma tomada eletrônica espacial enquanto Blue deixava o palco. Flume pegou o piano e cantou sobre as pessoas tirando vantagem de você quando outra colaboração de hip-hop começou.

Provocando a multidão com um curto reaparecimento de "Say It", Flume entrou em seu sempre mais popular Disclosure original "You & amp Me", convidando Vera Blue, slowthai e JPEGMAFIA ao palco para uma festa dançante para encerrar a noite.

Após cerca de seis minutos, Flume voltou para um encore de três músicas, incluindo seu remix de Chet Faker de “Drop The Game” com imagens de flores desabrochando projetadas na tela para a multidão esgotada.

Flume retorna ao Red Rocks Amphitheatre hoje à noite para terminar suas duas noites esgotadas e o último show nos Estados Unidos antes de seguir para Hangang Park, Coreia do Sul em 15 de agosto e Centerpoint Studio, Sukhumvit 105 na Tailândia em 21 de agosto. Para uma lista completa das datas dos shows, visite o site do Flume.


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Flume Mac

Instagram ist einer der größten Erfolgsfälle in der Welt der sozialen Netzwerke. Ver Facebook auf sein Potenzial aufmerksam wurde und eine ehemals ansprechende Plattform zum Austausch von Fotos erwarb, ist es zu einem der meistgenutzten sozialen Netzwerke weltweit geworden. Und um seine Funktionen bequem von unserem Mac-Desktop aus verwalten zu können, ohne auf die offizielle Appoder Web-Version zurückgreifen zu müssen, können wir Flume herunterladen.

Ein Instagram-Client, der sich durch sein Design auszeichnet

Dieser Instagram-Client alternativo para MacOS wird mit einer Reihe interessanter Funktionen sowie einer gut gestalteten Schnittstelle geliefert. Es ist eine Alternative zum offiziellen Instagram-Desktop-Client, die sich durch ihre Benutzerfreundlichkeit auszeichnet.

Dies sind seine Hauptfunktionen und Features, die von der App angeboten werden:

  • Fotos auf Ihrem Profil teilen.Mehrere Profile auf einmal verwalten.
  • Statistiken über die Leistung Ihrer Publikationen lesen.
  • DMs versenden.
  • Ihre Aktivität überprüfen.
  • Auf Bilder und Inhalte ausgerichtetes Design.
  • Betrachten Sie die Bilder em ihrer Originalgröße.
  • Erweiterte Funktion und verbesserte Suche.
  • Erforschen Sie Inhalte und erhalten Sie Vorschläge.
  • Konfigurieren Sie Mausgesten.
  • Publikationen em Ihre Sprache übersetzen.

Natürlich erfordern einige dieser Funktionen ein kostenpflichtiges Abonnement, aber es könnte sich lohnen, einen solchen vollständigen Instagram-Client zu verwenden.


Abstrato

Avaliar a influência da pressão de impacto exercida sobre a massa rochosa circundante por fluxos potenciais de detritos é um dos desafios em um projeto de construção de túnel em montanha. Este artigo propõe um modelo matemático eficaz para a avaliação da pressão de impacto exercida por fluxos de detritos sobre obstáculos. As características do novo modelo são analisadas e o método de determinação dos parâmetros para o novo modelo é deduzido. Além disso, um novo método para análise de confiabilidade dinâmica do maciço rochoso ao redor dos túneis é proposto e é constituído em três etapas principais. Em primeiro lugar, ao inserir a pressão de impacto dos fluxos de detritos gerados pelo novo modelo mencionado acima, o FLAC3D é usado como o mecanismo de análise dinâmica para obter a distribuição de tensão variável no tempo da massa rochosa circundante durante o impacto do fluxo de detritos. Em segundo lugar, os contornos do fator de segurança (FOS) da massa rochosa circundante são gerados com base nos estados dos elementos usando o critério de tensão máxima de tração e o critério de rendimento de Mohr-Coulomb. Terceiro, usando os contornos variáveis ​​no tempo do FOS, uma probabilidade de falha e um índice de confiabilidade são obtidos de uma perspectiva de confiabilidade. Um estudo de caso mostra o processo de análise completo e confirma a eficácia da metodologia acima. Em suma, este artigo fornece novas ideias, novos métodos e um exemplo de referência para avaliar a influência do impacto dinâmico exercido por fluxos de detritos na massa rochosa ao redor dos túneis.


2. Materiais e métodos

2.1 Projeto experimental

Variáveis ​​independentes Fatores Níveis codificados
−1 0 1
Troca hiporreica - formas de leito (B) Nome do nível B0 B3 B6
Número de formas de leito 0 3 6
Diversidade bacteriana - diluição de sedimentos (S) Nome do nível S6 S3 S1
Razão de diluição de sedimento: areia 1:10 6 1:10 3 1:10

(1) A diversidade bacteriana no sedimento (S) foi obtida diluindo o sedimento do rio com areia comercial em diferentes proporções, com base no método de diluição para extinção. Nesse método, as espécies menos abundantes são “removidas” por diluições graduais, e essa perda na riqueza de espécies resulta em menor diversidade. 33 O nível de baixa diluição (S1) teve uma diluição de sedimento de 1:10 e era esperado que tivesse o maior nível de diversidade bacteriana, o nível médio (S3) foi diluído em 1:10 3 razão, e o nível de diluição elevado (S6) correspondente à diversidade bacteriana esperada mais baixa, foi definido como 1:10 6 diluição. A diversidade bacteriana nos níveis S1, S3 e S6 foi investigada por meio de sequências Illumina do gene taxonômico 16S rRNA (detalhes no Capítulo 2.7).

(2) A troca hiporréica (B) foi regulada pela formação de formas de leito estacionárias de formato triangular no sedimento da calha. As formas de leito causam o chamado efeito de “bombeamento”, induzindo um fluxo advectivo através do leito poroso por diferenças de pressão entre os lados a montante e a jusante da forma de leito. 20 Portanto, antecipamos que uma quantidade maior de formas de leito levaria a um maior fluxo de troca total, ou seja, o volume de água trocado entre os sedimentos e as águas superficiais por dia. 21 Consequentemente, o aumento da transferência de solutos para a zona hiporréica leva a um maior contato de solutos com as comunidades bacterianas e, portanto, a um maior potencial de degradação de micropoluentes em geral. Nosso objetivo foi criar três níveis contrastantes de troca hiporreica por número mínimo, médio e máximo de formas de leito viáveis ​​dentro do cenário atual. A troca mínima era esperada para sedimentos planos (B0), seguida por um nível médio (3 formas de leito, B3) e um nível alto (6 formas de leito, B6). A quantidade de sedimento era idêntica em todas as calhas e a forma das formas de leito individuais era a mesma nas calhas B3 e B6. A forma triangular foi determinada pela praticidade dentro do ambiente, visando formas uniformes através dos canais e induzindo a troca hiporreica em vez de imitar as formas comumente encontradas no campo. As diferenças na troca hiporreica entre os níveis B0, B3 e B6 foram investigadas por meio de um teste de diluição do marcador de sal (realizado no final do experimento) a partir do qual o fluxo de troca, os volumes de troca e os tempos médios de residência foram calculados (detalhes no Capítulo 2.8).

O modelo de superfície de resposta explora os efeitos não lineares da diversidade bacteriana (S) e da troca hiporreica (B) nas meias-vidas de dissipação (DT50s) ajustando as respostas a uma equação quadrática (eqn (1)):

DT50 = β 0 + β 1 S + β 2 B + β 3 SB + β 4 S 2 + β 5 B 2 + ε (1)

O projeto de face composta central usado aqui é um projeto fatorial que consiste em 20 canais (Fig. 1a): oito canais com as combinações de variáveis ​​fatoriais, oito canais com combinações axiais e quatro réplicas dos experimentos de ponto central para validar o modelo de superfície de resposta. Projetos de compostos centrais são comumente usados ​​para modelos de superfície de resposta porque são fáceis de expandir (por exemplo, para incluir mais variáveis) e flexíveis em termos de escolha dos valores de cada variável nos pontos axiais e centrais.

Figura 1 (a) Número de calhas por combinação de tratamento (S e B) no projeto experimental (b) esquema de configuração da calha mostrando os três níveis da variável de forma de leito (c) o cronograma do experimento indicando os dias de amostragem durante a fase de atenuação , bem como os tempos de injeção dos micropoluentes e das soluções nutritivas (N1, N2, N3).

2.2 Preparação das misturas de sedimentos

S1 S3 S6 Sedimento Erpe Areia
a n.a .: não aplicável.
Base de areia 21,3 kg de areia 23,7 kg de areia 23,7 kg de areia n / D. n / D.
Inóculo 2 L de sedimento Erpe Inóculo 1 (2 mL de sedimento Erpe em 2 L de água desionizada) Inóculo 2 (2 mL de inóculo 1 em 2 L de água desionizada) n / D. n / D.
TC [%] 0.007 ± 0.002 0.004 ± 0.003 0.003 ± 0.001 0.840 ± 0.066 0 ± 0
Cascalho fino [%] 5 5 5 6 5
Areia grossa [%] 6 5 5 13 5
Areia média [%] 82 83 83 68 83
Areia fina [%] 6 6 6 12 6
& lt0,063 mm [%] & lt1 & lt1 & lt1 & lt1 & lt1
K f a 10 ° C [m s −1 ] 3.14 × 10 −4 ± 4% 3.37 × 10 −4 ± 14% 3.37 × 10 −4 ± 14% n / D. n / D.
Porosidade [%] 35 35 35 n / D. n / D.

2.3 Configuração do canal e período de pré-incubação

2.4 Injeção de micropoluentes e fase de atenuação

2.5 Condições de limite e parâmetros abióticos

O pH da água de superfície foi medido duas vezes. Do dia −4 ao dia 45, o pH médio nas calhas aumentou de 8,1 (± 0,1) para 8,5 (± 0,3) (Fig. S4 †). Embora não tenha havido diferenças significativas entre os tratamentos no dia −4 e no dia 45, o tratamento de diluição do sedimento influenciou significativamente o pH (ANOVA p & lt 0,05). O tratamento S1 (8,2 ± 0,3) teve um pH significativamente mais baixo do que S3 (8,7 ± 0,1) e S6 (8,6 ± 0,2 teste post hoc de Tukey, p & lt 0,05). O oxigênio dissolvido (Pro 20 DO Instrument, YSI Incorporated, Yellow Springs, OH, EUA) na água de superfície foi medido 4 vezes durante a fase de atenuação. O médio2 a saturação em todas as calhas variou de 101 a 110% entre os dias 28 e 86 (Fig. S5 †). O médio2 a saturação nos dias 28, 36, 44 e 86 foi significativamente influenciada pelo tratamento de diluição do sedimento (ANOVA p & lt 0,05). Os tratamentos S1 mostraram O significativamente mais baixo2 saturação (103% ± 0,8) do que S3 (105% ± 1,7) e S6 (106% ± 1,9 teste post hoc de Tukey, p & lt 0,05).

O método para análise de nutrientes (NO3 , NÃO2 , NH4 + , PO4 3− and total dissolved nitrogen) and dissolved organic carbon (DOC) is detailed in the ESI.† There was little variation in surface water nutrient dynamics between the bedform treatments, but nutrient concentrations were highly impacted by the level of sediment dilution (Fig. S6†). This is why at day 0 (injection of micropollutants), nutrient concentrations differed between sediment dilution levels. Generally the depletion of nitrogen and DOC during pre-incubation (day −12 to day 0) was higher and faster in treatments with lower dilution. Accordingly, after addition of nutrient solution N2 at day 10, removal of NH4 + was especially high in the lowest dilution (S1) (see ESI† for detailed discussion on nutrient dynamics).

2.6 Chemical analyses

2.7 Bacterial diversity in sediment dilution treatments

Illumina Miseq amplicon sequencing targeting the 16S rRNA gene using the bacteria specific primer pair 341F and 806R was performed by LGC Genomics GmbH (Berlin, Germany) followed by post processing of the raw data as previously published. 42 Taxonomy was assigned using the Ribosomal Database Project (RDP) classifier. For comparative diversity index analyses, uneven sequencing depth among the samples was adjusted by rarefying each sample to an even sequencing depth. The sequence data were submitted to NCBI's sequence reads archive (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/) under accession no. PRJNA531245.

Fisher-alpha diversity index was calculated at a genus taxonomic level for all the samples and ANOVA was used to compare the diversity between bedform levels (B0, B3, B6) and sediment dilution levels (S1, S3, S6). Calculations were performed in the R software 43 using the vegan 44 and phyloseq 45 packages.

2.8 Salt tracer dilution test

2.9 Dissipation half-lives and response surface model

Fig. 2 Normalized concentrations ( C / C 0) of (a) acesulfame and (b) carbamazepine, plotted per flume, as measured in SU and EAWAG. The average normalized concentration per time point (blue stars) were used to fit the first order dissipation kinetics. The sediment dilution level (S1, S3 or S6) and bedform level (B0, B3, B6) are indicated for each flume. The concentration plots of ACS in flumes corresponding to the high sediment dilution (S6) show a clear lag-phase of 21–28 days (in yellow) in which no dissipation can be observed, followed by a period of degradation. Flumes marked with * could not be fitted to 1 st order kinetics. Note the y -axis is in log-scale.

The DT50s for CBZ and ACS were calculated assuming first order kinetics by fitting the timepoint-averaged measured concentrations to an exponential function (eqn (2a) and (2b)). If no dissipation was observed in the initial timepoints, this period was considered as lag-phase and was excluded from the DT50 calculation.

C x = C 0e − k dis t(2a)
DT50 = −ln(2)/ k dis(2b)

The goodness of fit of the first-order dissipation assumption was assessed with a one-tailed t -test of the kinetic constants ( k dis) to be significantly different from zero. Only DT50s obtained from kinetic constants ( k dis) significantly different from zero ( p ≤ 0.05), n = 20 for ACS and n = 18 for CBZ, were fitted to a quadratic response surface model (RSM eqn (1)), using the rsm package (Lenth RV, 2009) in the R software. 43

The coded levels (−1, 0 and 1) were used for the sediment dilution ( S ) and bedform ( B ) variables (Table 1). The use of the coded variables to fit the RSM is adequate for our specific goal to understand the relative size and effect of the variables, as in the present study we do not aim to predict the DT50s or optimize the attenuation of micropollutants. The model coefficients β x (eqn (1)) were first calculated using ordinary least squares, then tested to be significantly different from zero (two-tailed t -test), and finally an analysis of variance (ANOVA) was used to evaluate the significance of the first ( β 1 and β 2), second order ( β 4 and β 5) and interaction ( β 3) terms. The adjusted- R 2 , F -test and model lack-of-fit were calculated to assess goodness of fit and adequacy of the regression.


5 DATA SET CONTRIBUTORS

Heye R. Bogena is administrative and research lead of the Wüstebach catchment experiment. Michael Stockinger is a former scientist on the project and Andreas Lücke is a lead scientist and coordinates the stable isotope sampling and laboratory analysis. We thank Ferdinand Engels, Rainer Harms, Werner Küpper, Martina Krause, Sirgit Kummer and Holger Wissel for supporting the sampling, stable isotope analysis and regular maintenance of the experimental set-up.


Assista o vídeo: Apresentação do Curso de Geologia da Universidade de São Paulo USP (Outubro 2021).