मिट्टी के पानी की मात्रा का निर्धारण कई राज्य और संघीय एजेंसियों के लिए एक महत्वपूर्ण मिशन आवश्यकता है। यह प्रोटोकॉल सीटू सेंसर में दफन का उपयोग करके मिट्टी के पानी की मात्रा को मापने के लिए बहु-एजेंसी प्रयासों को संश्लेषित करता है।
मिट्टी की नमी सीधे परिचालन जल विज्ञान, खाद्य सुरक्षा, पारिस्थितिकी तंत्र सेवाओं और जलवायु प्रणाली को प्रभावित करती है। हालांकि, असंगत डेटा संग्रह, खराब मानकीकरण और आमतौर पर कम रिकॉर्ड अवधि के कारण मिट्टी की नमी डेटा को अपनाने की गति धीमी रही है। मिट्टी की नमी, या मात्रात्मक रूप से वॉल्यूमेट्रिक मिट्टी के पानी की सामग्री (एसडब्ल्यूसी), दफन, सीटू सेंसर का उपयोग करके मापा जाता है जो विद्युत चुम्बकीय प्रतिक्रिया से एसडब्ल्यूसी का अनुमान लगाता है। यह संकेत स्थानीय साइट स्थितियों जैसे मिट्टी की सामग्री और खनिज विज्ञान, मिट्टी की लवणता या थोक विद्युत चालकता और मिट्टी के तापमान के साथ काफी भिन्न हो सकता है; सेंसर तकनीक के आधार पर इनमें से प्रत्येक के अलग-अलग प्रभाव हो सकते हैं।
इसके अलावा, खराब मिट्टी संपर्क और सेंसर क्षरण समय के साथ इन रीडिंग की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं। अधिक पारंपरिक पर्यावरण सेंसर के विपरीत, एसडब्ल्यूसी डेटा के लिए कोई स्वीकृत मानक, रखरखाव प्रथाएं या गुणवत्ता नियंत्रण नहीं हैं। जैसे, एसडब्ल्यूसी कई पर्यावरण निगरानी नेटवर्क को लागू करने के लिए एक चुनौतीपूर्ण माप है। यहां, हम सीटू एसडब्ल्यूसी सेंसर के लिए अभ्यास का एक समुदाय-आधारित मानक स्थापित करने का प्रयास करते हैं ताकि भविष्य के अनुसंधान और अनुप्रयोगों को साइट चयन, सेंसर स्थापना, डेटा व्याख्या और निगरानी स्टेशनों के दीर्घकालिक रखरखाव पर लगातार मार्गदर्शन मिल सके।
वीडियोग्राफी सीटू एसडब्ल्यूसी सेंसर की स्थापना के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं और सिफारिशों की बहु-एजेंसी सहमति पर केंद्रित है। यह पेपर उच्च गुणवत्ता और दीर्घकालिक एसडब्ल्यूसी डेटा संग्रह के लिए आवश्यक विभिन्न चरणों के साथ इस प्रोटोकॉल का अवलोकन प्रस्तुत करता है। यह प्रोटोकॉल वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के लिए उपयोगी होगा जो एक स्टेशन या पूरे नेटवर्क को तैनात करने की उम्मीद करते हैं।
मिट्टी की नमी को हाल ही में ग्लोबल ऑब्जर्वेशन क्लाइमेट सिस्टम1 में एक आवश्यक जलवायु चर के रूप में मान्यता दी गई थी। मिट्टी की नमी, या मात्रात्मक रूप से वॉल्यूमेट्रिक मिट्टी के पानी की मात्रा (एसडब्ल्यूसी), पृथ्वी की सतह और वायुमंडल के बीच अव्यक्त और समझदार गर्मी में आने वाले विकिरण के प्रवाह को विभाजित करने और अपवाह और घुसपैठ के बीच वर्षा को विभाजित करने में एक प्रमुख भूमिकानिभाती है। हालांकि, बिंदु, क्षेत्र और वाटरशेड पैमानों पर मिट्टी की नमी की स्थानिक परिवर्तनशीलता अनुसंधान या प्रबंधन लक्ष्यों को पूरा करने के लिए आवश्यक उचित पैमाने पर एसडब्ल्यूसी को मापने की हमारी क्षमता को जटिल बनातीहै। एसडब्ल्यूसी की मात्रा निर्धारित करने के नए तरीके, जिसमें सीटू सेंसर, समीपस्थ डिटेक्टरों और रिमोट सेंसिंग के ग्राउंड-आधारित नेटवर्क शामिल हैं, एक अभूतपूर्व रिज़ॉल्यूशन4 पर एसडब्ल्यूसी की भिन्नता को मैप करने के लिए अद्वितीय अवसर प्रदान करते हैं। सीटू में एसडब्ल्यूसी सेंसर सबसे अस्थायी रूप से निरंतर और गहराई-विशिष्ट डेटा रिकॉर्ड प्रदान करते हैं, लेकिन मिट्टी के गुणों, स्थलाकृति औरवनस्पति कवर में निहित छोटे संवेदन वॉल्यूम और स्थानीय पैमाने पर परिवर्तनशीलता के अधीन भी हैं।
इसके अलावा, सीटू एसडब्ल्यूसी सेंसर की स्थापना, अंशांकन, सत्यापन, रखरखाव और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए मानकों या व्यापक रूप से स्वीकृत तरीकों की कमी है। मिट्टी की नमी स्वाभाविक रूप से मापने के लिए एक चुनौतीपूर्ण पैरामीटर है और गुणवत्ता-आश्वासन 6 के लिए सबसे कठिन चर हो सकताहै। जबकि एसडब्ल्यूसी डेटा संग्रह के लिए सामान्य प्रोटोकॉल अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी7, पृथ्वी अवलोकन उपग्रह ों पर समिति8, संघीय एजेंसी रिपोर्ट9, और अमेरिकन एसोसिएशन ऑफ स्टेट क्लाइमेटोलॉजिस्ट10 द्वारा तैयार किए गए हैं, लेकिन सीटू में दफन से एसडब्ल्यूसी डेटा की स्थापना, रखरखाव, गुणवत्ता नियंत्रण और सत्यापन पर सीमित विशिष्ट मार्गदर्शन है। जांच। इसने एसडब्ल्यूसी माप जोड़ने के लिए राज्य मेसोनेट जैसे परिचालन निगरानी नेटवर्क के लिए ऐसी प्रौद्योगिकियों को अपनाने को चुनौतीपूर्ण बना दिया है। इसी तरह, परिचालन जल विज्ञानियों के लिए भी चुनौतीपूर्ण है, उदाहरण के लिए, नदी पूर्वानुमान केंद्रों पर, इन आंकड़ों को उनके वर्कफ़्लो में शामिल करना। इस वीडियोग्राफी और साथ के पेपर का उद्देश्य इस तरह के मार्गदर्शन प्रदान करना और सीटू एसडब्ल्यूसी जांच में दफन के लिए एक सामंजस्यपूर्ण स्थापना प्रोटोकॉल का दस्तावेजीकरण करना है।
सीटू मिट्टी की नमी की निगरानी के लिए एक स्थान का चयन करना
रुचि के किसी भी क्षेत्र (एओआई) के भीतर मिट्टी स्थलाकृति, पारिस्थितिकी, भूविज्ञान और जलवायु11,12 के बीच समय के साथ एक अद्वितीय और युग्मित प्रतिक्रिया के माध्यम से बनती है। परिदृश्य में एसडब्ल्यूसी की परिवर्तनशीलता साइट चयन को किसी भी मिट्टी की नमी अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण पहलू बनाती है। कुछ शोध लक्ष्यों के लिए, एक साइट को परिदृश्य या पारिस्थितिकी तंत्र पर एक विशेष सुविधा या माइक्रोसाइट का प्रतिनिधित्व करने के लिए चुना जा सकता है। नेटवर्क की निगरानी के प्रयोजनों के लिए, साइट को एक बड़े परिदृश्य घटक का स्थानिक रूप से प्रतिनिधि होना चाहिए। लक्ष्य एक ऐसा स्थान खोजना है जो एओआई का सबसे अच्छा स्थानिक प्रतिनिधित्व प्रदान करता है। क्षेत्र में, अधिक व्यावहारिक विचारों तक पहुंचा जाना चाहिए, जैसे कि अन्य मौसम संबंधी उपकरण, पहुंच या अनुमति की आवश्यकताएं। हालांकि, एओआई के भीतर प्रमुख मिट्टी मानचित्र इकाई आमतौर पर एक बड़े क्षेत्र13 की पर्यावरणीय परिस्थितियों का एक अच्छा स्थानिक प्रतिनिधित्व है। प्रमुख मृदा मानचित्र इकाई को वेब मृदा सर्वेक्षण (https://websoilsurvey.sc.egov.usda.gov/) का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है; इस मिट्टी के मानचित्र इकाई को उथले गड्ढे या परीक्षण छेद के साथ भी सत्यापित किया जाना चाहिए।
एक विशिष्ट निगरानी स्टेशन सेंसर की जरूरतों और सहायक माप की संख्या के आधार पर 5-50 मीटर2 पर कब्जा कर सकता है। चित्र 1 में 3 मीटर टॉवर के साथ एक विशिष्ट निगरानी स्टेशन को दर्शाया गया है जिसमें हवा की गति और दिशा के लिए एक एनीमोमीटर, एक हवा का तापमान और सापेक्ष आर्द्रता सेंसर, सौर विकिरण के लिए एक पाइरानोमीटर और एक नेशनल इलेक्ट्रिकल मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन (एनईएमए) मौसम प्रतिरोधी और वाटरटाइट एनक्लोजर (एनईएमए रेटिंग 4) है। एनईएमए संलग्नक में डेटा नियंत्रण मंच (डीसीपी), सेलुलर मॉडेम, सौर पैनल चार्ज नियामक, बैटरी और अन्य संबंधित हार्डवेयर हैं ( सामग्री की तालिका देखें; सिस्टम घटक)। टॉवर संचार एंटीना, सौर पैनल और लाइटनिंग रॉड के लिए एक मंच भी प्रदान करता है। एक तरल वर्षा (पीपीटी) गेज भी आमतौर पर शामिल होता है, जिसे पीपीटी कैप्चर पर हवा के प्रभाव को कम करने के लिए टॉवर से दूर और सबसे कम ऊंचाई पर रखा जाना चाहिए। एसडब्ल्यूसी सेंसर को पर्याप्त दूरी (3-4 मीटर) और ऊपर की ओर स्थापित किया जाना चाहिए ताकि वर्षा या ओवरलैंड प्रवाह पर टॉवर से कोई संभावित हस्तक्षेप न हो। किसी भी संबंधित केबल को सतह से कम से कम 5 सेमी नीचे नाली में दफनाया जाना चाहिए।
चित्र 1: एक विशिष्ट निगरानी स्टेशन। यूएसडीए स्कैन मानक गहराई (5, 10, 20, 50, और 100 सेमी), हवा के तापमान, सापेक्ष आर्द्रता, सौर विकिरण, हवा की गति और दिशा, वर्षा और बैरोमेट्रिक दबाव पर मिट्टी के पानी की मात्रा और तापमान पर प्रति घंटा जानकारी एकत्र करता है। संयुक्त राज्य भर में 200 से अधिक SCAN साइटें हैं। संक्षिप्तीकरण: SCAN = मृदा जलवायु विश्लेषण नेटवर्क; एनईएमए = नेशनल इलेक्ट्रिकल मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
माप गहराई, अभिविन्यास, और सेंसर की संख्या
सीटू में एसडब्ल्यूसी सेंसर आमतौर पर मिट्टी में विशिष्ट गहराई का प्रतिनिधित्व करने के लिए क्षैतिज रूप से स्थापित होते हैं (चित्रा 2)। संघीय रूप से वित्त पोषित, मृदा जलवायु नेटवर्क (SCAN)14, स्नो टेलीमेट्री नेटवर्क (SNOTEL)15, और अमेरिकी जलवायु संदर्भ नेटवर्क (USCRN)16 जैसे राष्ट्रीय नेटवर्क 5, 10 , 20, 50 और 100 सेमी पर SWC को मापते हैं। विभिन्न कारणों से SCAN विकास के दौरान आम सहमति से इन गहराई तक पहुंचा गया था। 5 सेमी गहराई रिमोट सेंसिंग क्षमताओं से मेल खातीहै 17; 10 और 20 सेमी गहराई मिट्टी के तापमान के लिए ऐतिहासिक माप हैं18; 50 और 100 सेमी गहराई पूर्ण जड़ क्षेत्र मिट्टी के पानी का भंडारण।
प्रोब्स लंबवत, क्षैतिज रूप से, या झुके हुए / कोण से उन्मुख हो सकते हैं (चित्रा 3)। क्षैतिज स्थापना असतत गहराई पर एक समान मिट्टी के तापमान माप को प्राप्त करने के लिए सबसे आम है। जबकि सेंसर एक असतत गहराई पर केंद्रित हो सकता है, एसडब्ल्यूसी माप टिन (यानी, इलेक्ट्रोड) के चारों ओर एक मात्रा है, जो नमी के स्तर, माप आवृत्ति और स्थापना की ज्यामिति (क्षैतिज, ऊर्ध्वाधर, या कोण) के साथ भिन्न हो सकता है। क्षैतिज स्थापना के लिए, सेंसिंग वॉल्यूम गहराई के ऊपर और नीचे नमी को एकीकृत करता है, और सेंसिंग वॉल्यूम का 95% आमतौर पर टिन19 के 3 सेमी के भीतर होता है। ऊर्ध्वाधर या कोण वाले प्रतिष्ठान टिन के साथ एसडब्ल्यूसी को एकीकृत करते हैं, इसलिए ऊर्ध्वाधर स्थापना सेंसर गहराई20 की पूरी लंबाई के साथ भंडारण का प्रतिनिधित्व कर सकती है। कुछ सेंसर अपने टिन के साथ समान रूप से माप नहीं करते हैं। उदाहरण के लिए, ट्रांसमिशन लाइन ऑसिलेटर प्रोब हेड के पास नमी के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं जहां विद्युत चुम्बकीय पल्स उत्पन्नहोते हैं। ऊर्ध्वाधर प्रतिष्ठान गहरी जांच के लिए अधिक उपयुक्त हैं जहां तापमान और नमी ग्रेडिएंट कम हो जाते हैं।
चित्रा 2: सीटू एसडब्ल्यूसी सेंसर की स्थापना। (ए, बी) एक शून्य-गहराई संदर्भ जिग और (सी) एक शून्य-गहराई बोर्ड या (डी) संदर्भ के लिए एक शून्य-गहराई फावड़ा हैंडल का उपयोग करके चुनी गई गहराई पर क्षैतिज सेंसर प्लेसमेंट। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्र 3: लंबवत, क्षैतिज या झुकाव पर जांच का अभिविन्यास। (A) तिरछा और ऊर्ध्वाधर सम्मिलन और (B) क्षैतिज-ऊर्ध्वाधर सम्मिलन और क्षैतिज-क्षैतिज सम्मिलन केंद्र गहराई तीन-टिन वाले SWC सेंसर की गहराई। संक्षिप्त नाम: एसडब्ल्यूसी = मिट्टी के पानी की मात्रा। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
50 सेमी से कम गहराई तक स्थापना अपेक्षाकृत सहज है, जबकि गहरे सेंसर थोड़ा अधिक प्रयास करते हैं। रूट ज़ोन एसडब्ल्यूसी या प्रोफाइल मिट्टी के पानी के भंडारण को आमतौर पर 1 या 2 मीटर तक माप की आवश्यकता होती है। जैसा कि इस प्रोटोकॉल में दिखाया गया है, 0-50 सेमी की स्थापनाओं को एक खुदाई गड्ढे या ऑगर-होल में पूरा किया जाता है, जिसमें अबाधित मिट्टी में क्षैतिज रूप से स्थापित जांच होती है, जिससे सतह की गड़बड़ी कम हो जाती है। गहरे सेंसर (जैसे, 100 सेमी) के लिए, स्कैन और यूएससीआरएन दोनों एक विस्तार पोल (चित्रा 4) का उपयोग करके अलग-अलग, हाथ से बने छेदों में सेंसर को लंबवत रूप से स्थापित करते हैं।
एसडब्ल्यूसी की विविधता को देखते हुए, विशेष रूप से सतह के पास, और सेंसर की छोटी माप मात्रा, तीन प्रतियों के माप एसडब्ल्यूसी के बेहतर सांख्यिकीय प्रतिनिधित्व की अनुमति देते हैं। हालांकि, अधिकांश नेटवर्क (जैसे, SCAN और SNOTEL) के लिए सीटू सेंसर की एक प्रोफ़ाइल विशिष्ट है। यूएससीआरएन प्रत्येक गहराई16 पर तीन प्रतियों को मापने के लिए 3-4 मीटर की दूरी पर तीन प्रोफाइल का उपयोग करता है। इसके अलावा, माप में अतिरेक वित्तीय संसाधन उपलब्ध होने पर स्टेशन रिकॉर्ड में लचीलापन और निरंतरता जोड़ता है।
चित्र 4: सेंसर की स्थापना। (A) उथले सेंसर आमतौर पर खुदाई किए गए मिट्टी के गड्ढे की साइड की दीवार में क्षैतिज रूप से स्थापित किए जाते हैं। गहरे सेंसर के लिए, (बी) एक हैंड ऑगर का उपयोग शून्य-गहराई संदर्भ (जैसे, खाई में फैली लकड़ी) का उपयोग करके गहराई तक छेद खोदने के लिए किया जाता है और सेंसर को (सी) स्थापना के दौरान सेंसर और केबल को सुरक्षित करने के लिए संशोधित पीवीसी पाइप के एक खंड का उपयोग करके छेद के तल में लंबवत रूप से धकेल दिया जाता है या (डी) एक इंस्टॉलेशन टूल। मिट्टी की परतों को ऊपरी मिट्टी (ए क्षितिज) और उप-मृदा क्षितिज के रूप में जाना जाता है, जिसमें स्थानांतरित मिट्टी (बीटी) और कार्बोनेट संचय (बीके) होता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
सीटू एसडब्ल्यूसी सेंसर प्रकार में
व्यावसायिक रूप से उपलब्धसेंसर मिट्टी के साथ सीधे संपर्क में टिन के साथ प्रसारित विद्युत चुम्बकीय संकेत के लिए मापी गई प्रतिक्रिया से एसडब्ल्यूसी का अनुमान लगाते हैं। दफन सेंसर प्रसारित विद्युत चुम्बकीय संकेत के प्रकार और प्रतिक्रिया को मापने की विधि के आधार पर पांच वर्गों में आते हैं: धारिता, प्रतिबाधा, समय-डोमेन रिफ्लेक्टोमेट्री, समय-डोमेन ट्रांसमिसोमेट्री, और ट्रांसमिशन लाइन दोलन (पूरक तालिका एस 1, प्रत्येक निर्माता की जानकारी के लिंक के साथ)। ये प्रौद्योगिकियां ऑपरेटिंग आवृत्ति और निर्माता द्वारा समूहीकृत होती हैं। लंबे टिन मिट्टी की एक बड़ी मात्रा को एकीकृत करते हैं; हालांकि, उन्हें सम्मिलित करना अधिक कठिन हो सकता है और मिट्टी और उच्च थोक विद्युत चालकता (बीईसी) के साथ मिट्टी में सिग्नल हानि के अधीन हैं। निर्माता 0.02-0.03 मीटर 3 एम –3की एसडब्ल्यूसी माप त्रुटियों की रिपोर्ट करते हैं, जबकि उपयोगकर्ता आमतौर पर इन्हें काफी बड़ापाते हैं। विद्युत चुम्बकीय सेंसर के उचित अंशांकन और मानकीकरण प्रदर्शन में सुधार करता है; हालांकि, ये मिट्टी-विशिष्ट अंशांकन इस प्रोटोकॉल के दायरे से परे हैं, जो स्थापना पर केंद्रित है।
सेंसर चयन को वांछित आउटपुट, माप विधि, ऑपरेटिंग आवृत्ति और अन्य मापों के साथ संगतता पर विचार करना चाहिए। 2010 से पहले, अधिकांश एसडब्ल्यूसी सेंसर एनालॉग थे और डीसीपी को अंतर वोल्टेज, प्रतिरोध या पल्स गिनती के माप करने की आवश्यकता होती थी, जिसके लिए प्रत्येक सेंसर के लिए अधिक महंगे घटकों और व्यक्तिगत चैनलों (या मल्टीप्लेक्सर्स) की आवश्यकता होती थी। अब, 1,200 बॉड (एसडीआई -12) संचार प्रोटोकॉल (http://www.sdi-12.org/) पर सीरियल डेटा इंटरफ़ेस स्मार्ट सेंसर को आंतरिक माप एल्गोरिदम को लागू करने और फिर एकल संचार केबल के साथ डिजिटल डेटा संचारित करने की अनुमति देता है। प्रत्येक सेंसर को लीवर नट या टर्मिनल ब्लॉक कनेक्टर्स (चित्रा 5) से जुड़े एक सामान्य तार का उपयोग करके अनुक्रम (यानी, डेज़ी श्रृंखला) में एक साथ वायर किया जा सकता है, जिसमें प्रत्येक सेंसर में एक अद्वितीय एसडीआई -12 पता (0-9, ए-जेड और ए-जेड) होता है। एसडीआई -12 सेंसर का सामान्य संचार तार एक बिजली और ग्राउंड तार के साथ एक एकल सर्किट बनाता है। मल्टीप्लेक्सर्स या डीसीपी में किसी भी माप की आवश्यकता नहीं है; इसके बजाय, डीसीपी बस डिजिटल कमांड और टेक्स्ट की लाइनें भेजता है और प्राप्त करता है। कई एसडीआई -12 एसडब्ल्यूसी सेंसर में मिट्टी का तापमान, सापेक्ष पारगम्यता (ε), और बीईसी माप भी शामिल हैं। इस तरह के माप सेंसर निदान और मिट्टी-विशिष्ट अंशांकन के लिए उपयोगी हैं। इस बिंदु पर, उपयोगकर्ता ने एक साइट का चयन किया है, सेंसर प्रकार, संख्या और गहराई निर्धारित की है, और सभी आवश्यक हार्डवेयर और फ़ील्ड टूल (सामग्री की तालिका) प्राप्त किए हैं। इस प्रकार, वे स्थापना प्रोटोकॉल पर आगे बढ़ सकते हैं।
चित्रा 5: डेटा संग्रह मंच पर एक इनपुट के लिए सामान्य शक्ति, जमीन और संचार तारों को जोड़ने के लिए उपयोग किए जाने वाले वायर स्प्लिस कनेक्टर और टर्मिनल ब्लॉक। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
मिट्टी की नमी की स्थिति कई अलग-अलग पर्यावरणीय कारकों का परिणाम है, जिसमें मिट्टी हाइड्रोलिक और भौतिक गुणों के साथ वर्षा, वनस्पति, सौर विकिरण और सापेक्ष आर्द्रता शामिल है। ये अलग-अलग स्थानिक और लौकिक पैमानों पर अंतरिक्ष और समय के साथ बातचीत करते हैं। पानी, ऊर्जा और कार्बन चक्रों को मॉडल और पूर्वानुमानित करने के लिए, एसडब्ल्यूसी स्थिति को समझना आवश्यक है। स्वचालित माप प्रौद्योगिकियों के सबसे आम प्रकारों में से एक एक विद्युत चुम्बकीय एसडब्ल्यूसी सेंसर है जिसमें टिन होते हैं जो अबाधित मिट्टी में सीटू में डाले जाते हैं। यह प्रोटोकॉल इन सामान्य प्रकार के दफन सेंसर स्थापित करने की प्रक्रिया के लिए मार्गदर्शन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सटीकता, प्रदर्शन और लागत आमतौर पर सेंसर की ऑपरेटिंग आवृत्ति के आनुपातिक होते हैं; कम आवृत्ति वाले सेंसर की लागत कम होती है लेकिन मिट्टी और पर्यावरणीय कारकों से अधिक भ्रमितहोते हैं। मिट्टी- या साइट-विशिष्ट अंशांकन कम आवृत्ति सेंसर की सटीकता में सुधार कर सकता है। माप विधि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (ईएमएफ) की अंतर्निहित भौतिकी के कारण सेंसर प्रदर्शन को भी प्रभावित करती है।
दो प्रमुख विद्युत चुम्बकीय भौतिक कानून विद्युत चुम्बकीय संवेदन को नियंत्रित करते हैं। एक गॉस का नियम है, जो बताता है कि सेंसर का प्रचारित ईएमएफ माध्यम के ε और बीईसी दोनों पर कैसे निर्भर है। हालांकि, एसडब्ल्यूसी के साथ पारगम्यता बढ़ जाती है, इसलिए बीईसी भी होता है। इसलिए, गॉस के नियम पर निर्भर सेंसर एसडब्ल्यूसी, बीईसी और बीईसी पर तापमान प्रभाव के साथ-साथ लवणता से किसी भी हस्तक्षेप से प्रभावित होते हैं। कैपेसिटेंस सेंसिंग विधियां गॉस के नियम का पालन करती हैं और इस प्रकारइन प्रभावों के लिए अधिक प्रवण होती हैं। इसके अतिरिक्त, गॉस का नियम एक ज्यामितीय कारक पर धारिता की निर्भरता का वर्णन करता है, जो मिट्टी में ईएमएफ के आकार के साथ बदलता है। अनुसंधान से पता चला है कि ईएमएफ आकार मिट्टी की संरचना और सेंसर टिन के आसपास पानी की सामग्री की छोटे पैमाने पर स्थानिक परिवर्तनशीलता के साथ बदलता है। अधिकांश मिट्टी में पानी की मात्रा और मिट्टी की संरचना की छोटे पैमाने पर स्थानिक परिवर्तनशीलता बड़ी होती है, जिसके परिणामस्वरूप ज्यामितीय कारक परिवर्तन और परिणामस्वरूप धारिता परिवर्तन होते हैं जिनका थोक औसत मिट्टी के पानी की मात्रा में परिवर्तन से कोई लेना-देना नहीं होता है। ये कारक धारिता सेंसर सटीकता को कम करते हैं और डेटा परिवर्तनशीलता 46,47,48 बढ़ाते हैं। प्रतिबाधा और ट्रांसमिशन लाइन दोलन विधियां गॉस के नियम पर भी निर्भर करती हैं, जबकि समय डोमेन रिफ्लेक्टोमेट्री और टाइम डोमेन ट्रांसमिसोमेट्री विधियां मैक्सवेल के समीकरणों पर निर्भर करती हैं, जिनमें ज्यामितीय कारक शामिल नहीं है और बीईसी पर निर्भर नहीं हैं। जबकि कोई सेंसर समस्या-मुक्त नहीं है, समय डोमेन विधियां धारिता- या प्रतिबाधा-आधारित विधियों की तुलना में काफी अधिक सटीक और कम पक्षपाती होती हैं।
प्रक्रिया में कई महत्वपूर्ण कदम हैं। विरल नेटवर्क के लिए, एसडब्ल्यूसी के सबसे उपयुक्त स्थानिक प्रतिनिधित्व के लिए उचित साइट चयन और सेंसर स्थान की आवश्यकता होती है। साइट चयन बाहरी कारकों से अधिक प्रभावित हो सकता है, जैसे कि भूमि पहुंच, या अन्य वायुमंडलीय निगरानी आवश्यकताएं जहां मिट्टी की नमी सहायक माप है। मेसो-स्केल मौसम संबंधी साइटें किसी भी माइक्रोस्केल प्रभाव को कम करने के लिए व्यापक और खुली, अच्छी तरह से घास की सतहों पर स्थित हैं। ऐसे स्थान एसडब्ल्यूसी निगरानी के लिए कम आदर्श हो सकते हैं। यदि लागू हो, तो वायरलेस सेंसर प्रौद्योगिकियोंको 49,50,51,52,53 माना जाना चाहिए ताकि एसडब्ल्यूसी निगरानी मौजूदा पर्यावरण निगरानी स्टेशन से दूर और प्रतिनिधि मिट्टी में हो सके। सक्रिय कृषि संचालन और सिंचाई उपकरणों के आसपास काम करना चुनौतीपूर्ण है। अधिकांश नेटवर्क (जैसे, स्कैन और यूएसडीए-एआरएस) खेतों के किनारे रहते हैं ताकि जुताई की गतिविधियों से बचा जा सके जैसे कि हल या हार्वेस्टर जो केबलों को काट सकते हैं और सेंसर का पता लगा सकते हैं। किसी भी सीटू सेंसर और केबल को पर्याप्त रूप से दफन करने की आवश्यकता होती है और ऑन-फार्म संचालन के साथ अनुमान लगाने से बचने के लिए कम-पर्याप्त सतह प्रोफ़ाइल होनी चाहिए। वायरलेस सिस्टम53 और हटाने योग्य बोरहोल सेंसर47 अधिक उपयुक्त हो सकते हैं। बड़े पैमाने पर, मिट्टी की नमी आधारितसिंचाई का उपयोग करके भूजल संरक्षण एसडब्ल्यूसी सेंसर के लिए एक बढ़ता हुआ क्षेत्र है; यह प्रोटोकॉल अबाधित मिट्टी में स्थानिक रूप से प्रतिनिधि दीर्घकालिक एसडब्ल्यूसी डेटा से संबंधित है।
कुछ मिट्टी को दूसरों की तुलना में मापना अधिक कठिन होता है। चट्टानी, बजरी, या बहुत शुष्क मिट्टी में, बिना किसी नुकसान के टिन डालना असंभव हो सकता है। एक विकल्प मिट्टी के गड्ढे की खुदाई करना और बैकफिलिंग करते समय सेंसर लगाना है, जो मूल बीडी को कॉम्पैक्ट करने की कोशिश करता है। रॉकी मिट्टी में बहुत कम संरचना होती है, जो संभवतः कई गीला और सुखाने के चक्रों के बाद ठीक हो जाएगी; हालांकि, इस तरह की गड़बड़ी साइट के मिट्टी के जल विज्ञान का वास्तव में प्रतिनिधि कभी नहीं हो सकती है। वैकल्पिक रूप से, यदि ऑगर छेद के तल में सेंसर स्थापित किए जाते हैं, तो हटाई गई मिट्टी को पत्थरों को हटाने के लिए छलनी किया जा सकता है और सेंसर टिन को समायोजित करने के लिए छेद में गहराई से फिर से पैक किया जा सकता है। सेंसर को तब लंबवत रूप से स्थापित किया जा सकता है, और ऑगर छेद को शेष गैर-छलनी मिट्टी के साथ फिर से भर दिया जाता है, जिसमें मिट्टी के रूप में लगातार संघनन जोड़ा जाता है।
वन मिट्टी में जड़ें जांच सम्मिलन के लिए समान चुनौतियां पैदा करती हैं, हालांकि कुछ स्थितियों में जड़ों को काटा जा सकता है। वन मिट्टी में अक्सर खनिज मिट्टी के शीर्ष पर कार्बनिक (ओ) क्षितिज होते हैं, जिसमें बहुत कम बीडी और उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र हो सकता है, जिसमें बड़ी मात्रा में बाध्य पानी होता है जिसके परिणामस्वरूप उच्च एसडब्ल्यूसी55 पर बहुत गैर-रेखीय सेंसर प्रतिक्रियाएं होती हैं। इसके अलावा, व्यवसायी शून्य-डेटम को या तो ओ-क्षितिज के शीर्ष या खनिज मिट्टी-नोटिंग के रूप में सेट करता है जो मेटाडेटा में है। मिट्टी से भरपूर मिट्टी और उच्च सिकुड़ने/सूजन क्षमता वाली विशाल मिट्टी गीली होने पर विद्युत चुम्बकीय संकेतों के लिए बेहद प्रवाहकीय हो सकती है और सूखने पर दरार पड़ सकती है। ऐसी मिट्टी को कच्चे माप56,57 से उचित एसडब्ल्यूसी प्राप्त करने के लिए अतिरिक्त सुधार की आवश्यकता हो सकती है। उथली मिट्टी में, आदर्श अधिकतम गहराई तक पहुंचने से पहले चट्टान या प्रतिबंधात्मक मिट्टी क्षितिज (जैसे, कैलिच या हार्डपैन) का सामना करना पड़ सकता है। स्थान बदलना या बस गहरे सेंसर (ओं) को स्थापित नहीं करना आवश्यक हो सकता है। अत्यधिक सूखी या गीली मिट्टी चुनौतीपूर्ण हो सकती है, और मौसमी चरम सीमाओं के बाहर स्थापना तिथियों का चयन करना भी बेहतर होता है। सूखी मिट्टी बहुत मजबूत हो सकती है, और क्षति के बिना सेंसर डालना असंभव साबित हो सकता है। यदि आवश्यक हो, तो गड्ढे के चेहरे को नरम करने के लिए पानी से भरे जा सकते हैं, हालांकि मिट्टी को प्राकृतिक अवस्था में लौटने में कुछ समय लग सकता है। गीली मिट्टी गड्ढे के चेहरे का समर्थन करने के लिए बहुत कमजोर हो सकती है या खाई पानी से भर सकती है। गीली मिट्टी को ओवर-कॉम्पैक्ट करना भी आसान है।
सेंसर आउटपुट में पारगम्यता शामिल होनी चाहिए, न कि केवल एसडब्ल्यूसी, ताकि बाद में सुधार या मिट्टी-विशिष्ट अंशांकन किया जा सके। उच्च-आवृत्ति सेंसर उच्च बीईसी मिट्टी में अधिक उपयुक्त होते हैं, जबकि छोटे टिन अधिक कॉम्पैक्ट मिट्टी में स्थापित करना आसान हो सकता है। शायद सबसे महत्वपूर्ण कदम, हालांकि, मिट्टी का संपर्क है; खराब संपर्क किसी भी विद्युत चुम्बकीय सेंसर से सिग्नल को नीचा दिखाता है। अंत में, खुदाई को बैकफिल करना तुच्छ लगता है, लेकिन यह सेंसर के क्षेत्र में अधिमान्य प्रवाह को कम करने, केबलों को संरक्षित रखने और जानवरों को क्षेत्र को परेशान करने से हतोत्साहित करने के लिए महत्वपूर्ण है। एक मिट्टी- या साइट-विशिष्ट अंशांकन सेंसर सटीकता में सुधार कर सकता है लेकिन इस प्रोटोकॉल में संभव से अधिक विवरण की आवश्यकता होती है। अलग-अलग एसडब्ल्यूसी स्तरों पर समायोजित या पुन: पैक की गई क्षेत्र मिट्टी प्रतिक्रिया की रैखिकता की जांच करने के लिए आदर्श हैं और कुछ सेंसरप्रकारों 21 के लिए साइट-विशिष्ट अंशांकन के रूप में काम कर सकती हैं। सेंसर प्रतिक्रिया58 की जांच करने के लिए ढांकता हुआ तरल पदार्थ भी प्रभावी मीडिया हो सकता है। तापमान-नियंत्रित जल स्नान का उपयोग मिट्टी के तापमान अंशांकन में सुधार के लिए किया जा सकताहै। यह प्रोटोकॉल सीटू एसडब्ल्यूसी सेंसर स्थापना के लिए एक मानक संचालन प्रक्रिया की स्थापना की दिशा में पहला कदम है, क्योंकि कोई मौजूदा विधि नहीं है, न ही एसडब्ल्यूसी सेंसर60,61 के लिए अंशांकन की कोई स्वीकृत विधि है।
जबकि एसडब्ल्यूसी निगरानी इस प्रोटोकॉल का केंद्र रहा है, विधि की सीमाएं हैं, और एसडब्ल्यूसी अकेले मिट्टी के पानी की स्थिति की पूरी तस्वीर नहीं दे सकता है। कई पारिस्थितिकी तंत्र प्रक्रियाओं को मिट्टी के पानी की क्षमता द्वारा भी विनियमित किया जाता है, जिसे आमतौर पर सीटू62 में कम मापा जाता है। मिट्टी की जल क्षमता, हाल ही में एस लुओ, एन लू, सी झांग और डब्ल्यू लिकोस 63 द्वारा समीक्षा की गई, पानी की ऊर्जा स्थिति है; ऐसे सेंसर मिट्टी के गुणों से कम प्रभावित हो सकते हैं और एसडब्ल्यूसी सेंसर 64 के लिए गुणवत्ता नियंत्रण प्रदानकर सकते हैं। इसके अलावा, थोक क्षेत्र एसडब्ल्यूसी में बजरी, चट्टानें, जड़ें और शून्य स्थान (जैसे, अधिमान्य प्रवाह पथ) शामिल हैं। सीटू में एसडब्ल्यूसी सेंसर को आम तौर पर चट्टानों और जड़ों के आसपास पुनर्स्थापित किया जाता है, और सीमित माप मात्रा, जो टिन के चारों ओर केंद्रित होती है, थोक क्षेत्र एसडब्ल्यूसी के असतत लेकिन महत्वपूर्ण पहलुओं को याद कर सकती है।
यह प्रोटोकॉल उम्मीद है कि सूखे की निगरानी, जल आपूर्ति पूर्वानुमान, वाटरशेड प्रबंधन, कृषि प्रबंधन और फसल नियोजन सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अधिक सामंजस्यपूर्ण और समान एसडब्ल्यूसी डेटा का नेतृत्व करेगा। रिमोट सेंसिंग प्लेटफार्मों4 के आगमन ने विश्व स्तर पर एसडब्ल्यूसी का अनुमान लगाने की क्षमता को बहुत बढ़ा दिया है, लेकिन इन उत्पादों को जमीनी सत्यापन की आवश्यकता है, जो अभी भी केवल सीटू नेटवर्क65 द्वारा उचित रूप से एकत्र किया गया है। कंप्यूटर प्रगति ने हाइपर-रिज़ॉल्यूशन एसडब्ल्यूसी मॉडलिंग66 को विकसित करने की अनुमति दी है, जिससे उच्च-रिज़ॉल्यूशन और उप-दैनिक एसडब्ल्यूसी स्थिति का उत्पादन होता है, लेकिन इन उत्पादों को अनिश्चितता की गणना के लिए कुछ आधार प्रदान करने के लिए एसडब्ल्यूसी के सीटू अनुमानों की भी आवश्यकता होती है। अक्सर, जब एक नया उत्पाद पेश किया जाता है तो पूछा जाने वाला पहला सवाल “अनिश्चितता क्या है?” एसडब्ल्यूसी उत्पादों के लिए, सत्यापन के लिए प्राथमिक तुलना सीटू नेटवर्क डेटा67 में है।
राष्ट्रीय समन्वित मृदा नमी निगरानी नेटवर्क (NCSMMN) से जुड़े हालिया नेटवर्क विस्तार हुए हैं, जिसमें यूएस आर्मी कोर ऑफ इंजीनियर्स अपर मिसौरी नदी बेसिन मिट्टी नमी परियोजना और एनओएए-समर्थित दक्षिण पूर्व अमेरिकी नेटवर्क बिल्डअप शामिल हैं, जो सभी पानी के खतरे की भविष्यवाणी, निगरानी और संसाधन प्रबंधन निर्णय समर्थन में सुधार करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए एसडब्ल्यूसी अनुमानों की निश्चितता और सटीकता केवल डेटा अखंडता में विश्वास प्रदान करने के लिए पूरी तरह से प्रोटोकॉल और प्रक्रियाओं के साथ पूरा किया जा सकता है। NCSMMN एक संघीय नेतृत्व वाला, बहु-संस्थान प्रयास है जिसका उद्देश्य मिट्टी की नमी माप, व्याख्या और अनुप्रयोग के आसपास अभ्यास के समुदाय का निर्माण करके सहायता, मार्गदर्शन और समर्थन प्रदान करना है- “लोगों का नेटवर्क” जो डेटा प्रदाताओं, शोधकर्ताओं और जनताको जोड़ता है। यह प्रोटोकॉल NCSMMN प्रयासों का एक उत्पाद है। एक डेटा गुणवत्ता नियंत्रण वर्कफ़्लो आ रहा है।
The authors have nothing to disclose.
लेखक एनओएए-एनआईडीआईएस, राष्ट्रीय समन्वित मृदा नमी निगरानी नेटवर्क (एनसीएसएमएमएन), और यूएसजीएस अगली पीढ़ी के जल अवलोकन प्रणाली (एनजीडब्ल्यूओएस) कार्यक्रम से वित्तीय सहायता स्वीकार करते हैं। हम इस प्रोटोकॉल पर इनपुट के लिए बी बेकर, जे बोल्टन, एस कॉनेली, पी गोबल, टी ओचसनर, एस क्विरिंग, एम स्वोबोडा और एम वोलोज़िन सहित एनसीएसएमएमएन कार्यकारी समिति के सदस्यों को धन्यवाद देते हैं। हम मसौदा प्रोटोकॉल की प्रारंभिक समीक्षा के लिए एम वीवर (यूएसजीएस) को धन्यवाद देते हैं।
System components, essential | This system is the typcial micro-station used in the TxSON soil moisture network. The TxSON meteorlogical station is listed under optional components. https://acsess.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.2136/vzj2019.04.0034 | ||
Battery, sealed rechargable 12 V 12 AH | Campbell Scientific | BP12 | 7 amp-hour (AH) minimum |
Charging regulator | Campbell Scientific | CH200 | Charge regulator, needed for any unregulated solar panel |
Conduit, schedule 40 PVC, 1 to 2" diameter | Any home supply store | Diameter sized appropriate to number of sensors and cable thickness. Length dependent on height of enclosure | |
Data aquistion software | Campbell Scientific | PC400 | Free versions with limited programability, for more basic applications, manual downloads and simple sensor configurations |
Data control platform | Campbell Scientific | CR300 | Any SDI-12 compatible DCP is sufficint. Many also have integrated cellular modems available |
Enclosure (NEMA), 10 x 12 inch, -DC 2 conduits for cables, -MM tripod mast mount | Campbell Scientific | ENC10/12-DC-MM | Two bottom conduits are required for above and below ground instruments |
Mounting pole (47 inch) with pedestal legs | Campbell Scientific | CM305-PL | Smaller footprint, not tall enough for weather sensors |
Rain Gage with 8 in. Orifice, 20 ft of cable | Campbell Scientific | TE525WS-L20-PT | Recommend installing rain gage on a separate vertical pole some distance from the instrument stand |
Sensors, 12 cm water content reflectometer, 17ft cable, -VS SDI-12 address varies | Campbell Scientific | CS655-17-PT-VS | See Supplement Table 1 for more options |
Solar panel, 20 W | Campbell Scientific | SP20 | Use higher wattage panels for northern sites and lower for southern sites with higher exposre |
System components, optional | |||
Cellular Antenna, 2 dB multiband omnidirectional | Campbell Scientific | 32262 | Directional antennas can improve signal, if the tower location is known. |
Cellular modem for Verizon/ATT | Campbell Scientific | CELL210/205 | Provider is site-dependent |
Crossarm mount, 4 feet | Campbell Scientific | CM204 | Ideal for mounting 2 m sensors |
Data aquistion software, advanced | Campbell Scientific | Loggernet | More advanced commercial sofware that includes remote communications options and advanced programming |
DIN Rail Perforated Steel | Phoenix Contact | 1207639 | Used to mount terminal blocks inside enclosure |
Galvanized steel water pipe, 1.5 or 2 inch diameter, 10 ft in length | Any home supply store | The most economical option for an instrument mast. Can be cut to length. Replaces the 47 inch mounting pole with legs | |
Instrument tripod, 10 foot stainless-Steel with grounding kit | Campbell Scientific | CM110 | Taller instrument stand for 2 m meteorologic sensors |
Lever nut connectors, five ports (Figure 5) | Digi-Key | 222-415/VE00/1000 | Connect one SDI-12 wire to 4 sensor wires. Alternative to DIN rail. |
Null modem cable | Campbell Scientific | 18663 | Inteface cable between DCP with modem. Not required for integrated cellular modems |
Plug-in bridge – FBS 3-5 | Phoenix Contact | 3030174 | Used to connect the curcuit of multiple terminal blocks. Available at mouser.com |
Secure Set Foam, 10 Post Kit (2 gallon) | Any home supply store | Altnerative to concrete when using a steel pipe mast or for precipation gage pole. Two part foam mixture | |
Sensor, air temperature and relative humidity, 10 ft cable | Campbell Scientific | HygroVUE10-10-PT | Lower accuracy and pression option. Replacable chips are the fastest means to meet annual calibration cycles. |
Sensor, solar radiation pyranometer, digital thermopile | Campbell Scientific | CS320 | Most inexpensive, ISO class C (second class). Better options are available but much more expensive |
Sensor, wind speed anemometer, 10 ft cable | Met One | 014A-10 | More expensive options include wind direction, or sonic sensors with no moving parts |
Solar shield for air temperature and relative humidity sensor | Campbell Scientific | RAD10E | All air temperature sensors require sheilded from the sun |
Terminal blocks (Figure 5), feed-through | Phoenix Contact | 3064085 | The most secure method to connect multiple SDI-12 sensor wires. Available at mouser.com |
Field tools, essential | |||
Freezer bags: quart and gallon sized | Any grocery store | Storage for soil samples collected for characterization | |
Miscellaneous digging tools including hand trowl, flat spade, and pointed spade | Any home supply store | Backup tools to aid excavation' | |
Shovel (Sharpshooter) 16 in. D-handle drain spade | Razorback | Manual tool for excavating soil pit. Any narrow pointed spade will work. | |
Shovel, trenching, 4 in wide steel blade | Any home supply store | Ideal trenching tool for burying cable or conduit | |
Soil auger (<4 in diameter) with T-handle or and extension bar as needed for r test holes | AMS Samplers | 400.06 | Recommended for test holes. The auger type should match soil, but 'regular' performs well in most soils |
Tarp (plastic) or plywood sheet | Any home supply store | Soil management during excavation and trenching | |
Field tools, optional | |||
2,000 lb Mini Excavator | Sunbelt Rentals | 350110 | Rental equipment for mechanical excavation |
Breaker or digging bar | Any home supply store | Useful to break rocks and cut roots during excavation | |
Galvanized Cattle Fence Panel, 16 ft x 50 in | Tractor Supply Co. | 350207799 | Recommend cutting fencing panels into 8' sections |
Pick mattock or pulaski | Any home supply store | Great for loosening in hard or rocky soils | |
Post Hole Auger Hydraulic Tow Behind with 18" diameter auger | Sunbelt Rentals | 700033 | Rental equipment for mechanical excavation |
Post hole digger, 48 in handle | Any home supply store | Useful to clear soil in bottom of pit, or for test holes | |
Steel fence T-posts, 6 feet tall and fence post driver, ~14 lb. | Any home supply store | Fencing support and installation | |
Steel rake | Any home supply store | Ideal for smoothing disturbed soil at field area | |
Every Day Carry (EDC), recommendations for any field technician's toolbag | |||
Adjustable wrench with insulated handle | Any home supply store | ||
Assorted UV-resistant zip ties | Any home supply store | Critical for neat wiring | |
Diagonal cutting pliers | Any home supply store | Efficient way to cut light and heavy wires and snip zip ties | |
Digital camera, GPS, and compass | Misc. | Ideally, these are all on your smartphone | |
Digital multimeter | Any home supply store | Key tool for troubleshooting power and connectivity issues in electrical systems | |
Electrical tape | Any home supply store | Non-black tape can be used for labeling | |
Electrician's Puddy for filling entrance holes of enclosures | Any home supply store | Needed to close and seal all conduit ports in the enclosure | |
Hex key sets in both standard and metric sizes | Any home supply store | Required for many sensor mounts | |
Magnetic torpedo level (8 to 12") | Any home supply store | Needed to get instrument stand vertical and leveling any meteorlogical sensors | |
Metric tape measure | Any home supply store | Critical for inserting probes and sampling soils – both use metric depths. | |
Pliers: needle nose, lineman's, and channel-lock | Any home supply store | Lineman's pliers are essential for bailing wire fences. | |
Portable drill, bits, nut drivers | Any home supply store | ||
Ratchet wrench and appropriate socket sizes | Any home supply store | Ratch wrenches can get into tight spaces around sensor mounts where standard box wrenches do not work | |
Safety: first aid kit, water (5 gallons), trash bags, gloves, sunscreen, insect repellent | Any home supply store | ||
Screw drivers: small and large size with insulated handles | Any home supply store | Screws on DCP and terminal blocks are very small. Small flat and phillips heads are required. Larger tools will also come in handy | |
Sharpies, pencils, and notebook | Forestry Supplier | Basic record keeping is essential for metadata | |
Step ladder, 6 ft | Any home supply store | Hard to install 2m sensors without a ladder | |
Utility knife and box cutter | Any home supply store | ||
Vegetation control: hand loppers, weed whacker, saw | Any home supply store | Depending on the environment, vegetation can quickly overwhelm a fenced off areas. | |
Wire strippers (8-20 gage) | Any home supply store | Essential tool for preparing wires for insertion into DCP or terminal blocks. Self-adjusting strippers are the latest rage | |
Annual Maintenance Supplies | |||
Battery cleaner (baking soda) and brush | Any grocery store | ||
Cleaning:compressed air, isopropyl alcohol, tooth brush, pipe cleaners, paper towels | Any grocery store | ||
Desiccant, silica gel bags | Clariant | Desi Pak | Reusable after oven drying at 105 °C for over 24 h. Swap out annually. |
Field calibration device for rain gage | R.M. Young | 52260 | Device that drips water into a rain gage at varying intensity |
Handheld Weather Meter | Kestrel Instruments | 0830 | Direct measurement of air temperature, relative humidity, and wind speed for field verification |
One quart and one gallon freezer bags | Any grocery store | Storage for any gravimetric soil samples | |
Portable soil moisture sensor | Delta-T Devics | SM150T | A variety of sensors exist. See evaluation at https://acsess.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/vzj2.20033 |
Soil core sampler, 2-1/4 in. Diameter | Soilmoisture Equipment Corp. | 0200 | Gravimetric soil moisture and bulk density sampler |