건조한 도시 호수의 고해상도 시간 모니터링

개요

템피 타운 호수는 애리조나 주 템피의 도심 근처에 위치한 인공 호수로, 솔트 강을 댐으로 막아서 만든 호수입니다. 주로 낚시와 보트 타기 등의 레크리에이션 용도로 1999년에 건설되었습니다. 이 호수는 애리조나에서 두 번째로 많은 관광객이 찾는 관광 명소로, 조성 이후 15억 달러 이상의 누적 경제 효과를 창출했기 때문에 호수의 생존 가능성을 모니터링하고 유지하는 것이 매우 중요합니다.

2005년부터 장기 수질 모니터링이 실시되고 있습니다. 용존 산소 수치는 일반적으로 5mg/L 이상으로 부영양화되지 않은 것으로 나타났습니다. 또한 호수의 평균 pH는 약 8로 알칼리성인데, 이는 높은 생산성과 탄산염이 부족한 지하 암석 때문인 것으로 보입니다.

도전:

지난 13년 동안 호수의 pH, 용존 산소 함량, 온도, 전도도, 용존 유기 탄소(DOC) 및 질소 함량은 매주 비연속적으로 측정되었습니다. 이러한 측정을 위해서는 호수에서 물을 채취하여 실험실로 가져와 분석해야 했기 때문에 데이터 세트의 시간적 해상도가 제한적이었습니다.

솔루션:

템피 타운 호수에 형광을 통해 용존 유기물을 감지할 수 있는 데이터 손데를 설치하여 이전보다 훨씬 더 높은 빈도로 현장 측정(원점에서 생성된 측정)을 할 수 있도록 자금을 지원받았습니다. 이 프로젝트의 주요 목표는 손드로 측정할 수 있는 파라미터, 특히 유색 용존 유기물(CDOM)이 현장에서 측정하기 어려운 DOC의 대리물로 사용될 수 있는지 확인하는 것이었습니다.

맞춤형 솔린스트 유레카 만타 35+ 워터 프로브 는 템피 타운 호수의 역학을 더 높은 시간적 해상도로 조사하기 위해 조달되었습니다. Manta+ 센드에는 온도, pH, 전도도, 용존 산소, 탁도, CDOM/FDOM, 클로로필 a 센서가 장착되어 있었습니다.

결과:

보정 후, 2018년 6월 25일 템피 타운 호수 북동쪽에 있는 플로팅 부두에서 Manta 35+ 수중 탐사기를 템피 타운 호수로 내려보냈습니다. 3개월 단위로 두 차례에 걸쳐 6개월의 데이터가 수집되었습니다. 당연히 호수 온도는 산소 농도와 마찬가지로 강한 일주기를 보였으며, 산소 농도가 포화 상태에 도달하는 데 필요한 시간으로 인해 산소가 온도에 뒤처지는 것으로 나타났습니다. 더 놀라운 것은 특히 여름철에 CDOM 수치도 주기를 보이는 것으로 나타났습니다(그림 3). 이 일주기 현상은 겨울에는 약해지지만 푸리에 분석에서는 여전히 감지할 수 있었습니다.

만타의 예비 조사 결과에 따르면 템피 타운 호수의 생지화학적 행동에는 고해상도 모니터링이 필요한 패턴이 있는 것으로 나타났습니다.

또한, 온도와 호수에 존재하는 CDOM의 수준 사이에는 상관관계가 있는 것으로 보이며, 이는 일주기 순환을 주도할 수 있습니다. 이 관계를 이해하는 것은 이 프로젝트의 중요한 향후 목표로 남아 있습니다.

앞으로 템피 타운 호수에 대한 강력한 시계열을 확보하면 호수의 생태학에서 중요한 둔화 및 기타 전환에 대한 보다 심층적인 분석을 수행하여 호수를 건강하고 가치 있는 자원으로 유지하기 위한 노력을 지원할 수 있습니다.

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