이 연구는 뉴멕시코 북부에 있는 3개의 서로 다른 관개 계곡에 위치한 농경지에서 지표수-지하수 상호 작용을 특성화하고자 했습니다. 관개 이벤트 깊은 삼투 입력에 대한 얕은 대수층 반응을 특성화합니다.
2. 재료 및 방법
2.1. 연구 장소
이 연구는 뉴멕시코 북부의 리오 그란데 분지 북부에 위치한 3개의 다른 농업 계곡(El Rito, Rio Hondo 및 Alcalde) 각각에 있는 하나의 범람 관개 밭에서 수행되었습니다(그림 1). 이 상대적으로 좁은 계곡은 물이 지역에서 가장 일반적인 관행인 홍수 관개로 적용되는 주요 관개 수로로 전환되는 강을 따라 충적 퇴적물에 퍼져 있습니다.
El Rito 연구 사이트(위도 36.32º, 경도 -106.16º)는 뉴멕시코 주 에스파뇰라에서 북쪽으로 50km 떨어진 뉴멕시코 주 엘 리토 커뮤니티에 있으며 평균 해발 2094m 고도에 있습니다. 기록적인 1933~2005년 동안 연평균 최고기온은 17.7℃, 연평균 최저기온은 1.2℃였다. 연평균 총 강수량은 311mm였다. 토양의 종류는 Oelop loam과 Sedillo loam으로 구분된다. 지하수면까지의 평균 깊이는 2m 이상이며 배수 등급은 배수가 잘 되는 범주에 속하며 경사 값은 0%–5%입니다. 이 연구는 1헥타르의 알팔파(Medicago sativa)와 풀(다양한 종) 경작지에서 수행되었습니다.
Rio Hondo 연구 사이트(위도 36.53º, 길이 -105.56º)는 뉴멕시코 주 타오스에서 북쪽으로 27km 떨어진 뉴멕시코 주 발데즈에 있으며 평균 해발 2300m 고도에 있습니다. 기록적인 1914~2005년 기간 동안 Taos 기후 관측소의 연평균 최고 기온과 최저 기온은 각각 17.4ºC와 -0.7ºC였으며 연평균 총 강수량은 312mm였습니다.
이 사이트에서 연구는 Timothy grass(Phleum pretense), Kentucky bluegrass(Poa pratensis) 및 클로버(Trifolium spp.)로 구성된 3.6ha의 경작지에서 수행되었습니다. 현장토양은 만자노 식양토로 분류된다. 지하수면까지의 평균 깊이는 2m 이상이며 배수 등급은 배수가 잘 되는 범주에 속하며 경사 값은 3%–5%입니다.
Alcalde 연구 사이트(위도 36.09º, 경도 -106.06º)는 뉴멕시코 주립 대학의 지속 가능한 농업 과학 센터(Alcalde Science Center)에 있으며, Española, NM에서 북쪽으로 8km 떨어져 있습니다. Alcalde 과학 센터는 Acequia de Alcalde(주요 관개 도랑)와 Rio Grande 사이의 농업 회랑의 일부이며 고도 1731m에 있습니다.
기록적인 1953~2005년 동안 연평균 최고기온은 20.1℃, 연평균 최저기온은 1.1℃, 연평균 총 강수량은 251mm였다. 이 사이트의 토양 유형은 Werlog 식양토와 Alcalde 점토로 분류됩니다.
지하수면까지의 깊이는 관개 시즌 전 약 2.8m이며 배수 클래스는 배수가 잘 되는 범주에 속하며 경사 값은 0%–3%입니다. 실험은 알팔파와 풀(다양한 spp.) 경작지에서 이루어졌습니다. 처음 두 번의 관개(4월 29일과 5월 23일)는 원래 1.2ha의 논에서 이루어졌습니다.
설치류의 굴파기 때문에 밭 북쪽의 물 분배 문제로 인해 밭은 시즌의 나머지 5번의 관개를 위해 0.8ha로 줄었습니다. 2.2. 현장 데이터 수집 연구 사이트는 토양 수분, 적용된 관개 용수, 유거수 및 지하수 수준 변동을 모니터링하기 위해 아래에 설명된 대로 계측되었습니다. 데이터는 2013년 관개 시즌 동안 수집되었습니다.
또한 토양의 물성(질감 및 용적밀도)을 파악하기 위하여 각 현장에서 토양을 채취하였다. 2.2.1. 토양 수분 및 토양 물리적 특성 토양 센서의 수직 네트워크를 사용하여 각 연구 사이트의 유효 뿌리 영역에서 토양 수분 함량의 변화를 추적했습니다. 모델 Hydra Probe II(Stevens Water Monitoring Systems, Portland, OR, USA)인 4개의 센서 네트워크가 구덩이 벽에 설치되었습니다(그림 2). El Rito 및 Alcalde 사이트에서 센서는 0.1, 0.4, 0.8 및 1m 깊이에 설치되었습니다. Rio Hondo 현장에서 센서는 0.1, 0.3, 0.5 및 0.8m 깊이에 설치되었습니다.
El Rito 및 Alcalde 사이트의 이전 연구에서 얻은 토양 수분 장비는 새로운 토양 수분 스테이션을 보완하는 데 사용되었습니다. 이러한 구형 센서 네트워크는 El Rito의 상부 1m 토양 프로파일(0.1, 0.3, 0.5, 0.8 및 1m 깊이)에 설치된 CS616 토양 수분 함량 프로브(Campbell Scientific, Inc., Logan, UT, USA)로 구성되었습니다. ) 및 Alcalde의 2.6m 토양 프로파일에서 0.1m에서 시작하여 0.5m마다 간격을 둡니다.
본 연구에서는 상부 1.1m의 센서만 사용하였습니다. 각 센서 네트워크는 12V 딥 사이클 배터리로 구동되고 태양광 패널이 장착된 CR1000 데이터 로거에 연결되었습니다. El Rito 및 Alcalde 사이트에는 2개의 토양 수분 스테이션이 사용되었고 Rio Hondo 사이트에는 1개의 토양 수분 스테이션이 사용되었습니다. 토양 체적 수분 함량 데이터는 모든 스테이션에서 매시간 수집되었습니다.