美國Onset產(chǎn)品在漁業(yè)協(xié)會(huì )管理產(chǎn)科學(xué)實(shí)驗室研究站的應用
美國漁業(yè)協(xié)會(huì )管理簡(jiǎn)介永久安裝的水下環(huán)氧樹(shù)脂的評價(jià)在山澗的溫度傳感器丹尼爾·伊薩克*和多納L.霍蘭美國林務(wù)局，洛磯山研究站，博伊西水產(chǎn)科學(xué)實(shí)驗室，322東前街，401室，美國愛(ài)達荷州博伊西83702抽象流溫度制度是根本的重要性在水生生態(tài)系統的模式和流程的了解，和價(jià)格低廉的數字傳感器提供準確和repeatedmeasurements溫度。大多數溫度測量山澗只在夏季，因為流訪(fǎng)問(wèn)和關(guān)注相關(guān)的后勤方面的限制每年，大洪水將破壞傳感器裝置。
我們評估6個(gè)水下環(huán)氧樹(shù)脂，以確定是否傳感器可以附加大石頭已經(jīng)在流提供持久安裝和溫度測量是否會(huì )偏向通過(guò)巖石的熱傳導。只有一個(gè)六個(gè)測試環(huán)氧樹(shù)脂保稅傳感器堅決巖石表面在實(shí)驗室試驗。在隨后的現場(chǎng)試驗，9個(gè)11個(gè)傳感器附著(zhù)在巖石與此環(huán)氧樹(shù)脂成功抵御了4個(gè)以上，平均洪水在2010年，愛(ài)達荷州和內華達州的溪流。每天最大的比較，最低，平均溫度之間的搖滾式建議溫度控制在10巖石傳感器和傳感器不懷偏見(jiàn)的測量由附著(zhù)于巖石。我們也評估通過(guò)拆除太陽(yáng)能陽(yáng)光直射對傳感器的影響盾牌由一些傳感器，并指出快速和統計學(xué)意義在日常手段增加（+0.21◦）和最大值（0.54◦C），但不是最低（-0.01◦C）使用水下環(huán)氧樹(shù)脂永久在山澗的溫度傳感器的安裝是一個(gè)可行的技術(shù)，如果選擇適當的環(huán)氧樹(shù)脂，傳感器被屏蔽避免陽(yáng)光直射，大到足以抵御洪水的巖石被使用。此外，使用環(huán)氧樹(shù)脂裝置迅速（約20分鐘），公司在一定范圍內巖石表面的附件流溫度（​​5-20​​◦C）是可能的。熱制度是基本的了解水產(chǎn)品生態(tài)鑒于大多數水生變溫動(dòng)物酶活生物體。越來(lái)越多的證據表明，顯著(zhù)從歷史熱條件出發(fā)正在進(jìn)行中應對氣候變暖（哈里等人2006年。伊薩克等。2010B;Kaushal等人。2010;Rieman和伊薩克2010）。2010年9月16日，接受2010年11月12日，現在相當數量的流溫度數據定期收集廉價(jià)的數字式溫度傳感器，山澗中的大多數數據收集夏季后，每年融雪洪水已消退和后勤訪(fǎng)問(wèn)山澗是最簡(jiǎn)單的。這提供了一個(gè)狹隘觀(guān)點(diǎn)的流熱政權和門(mén)柱生態(tài)相關(guān)信息，如春天的到來(lái)之日起，每年熱量單位，積累和日益增長(cháng)的長(cháng)度賽季（2007年Neuheimer和塔格特古代和奈曼旗2009年）。此外，它是低效兩次，每次訪(fǎng)問(wèn)外地網(wǎng)站今年（先安裝一個(gè)傳感器，傳感器檢索第二），尤其是當許多現代的溫度傳感器電池和記憶能力，常持續數年。每年流溫度數據的采集已限制在山澗，因為它需要勞力密集的儀器能夠承受較大的永久用地每年洪水與融雪徑流。通常情況下，鋼電纜或其他突兀的結構是用來(lái)存放溫度儀器的損失率仍然在流，但常常傳感器高。一個(gè)理想的安裝方法，將需要最小的努力和材料，基本上做到萬(wàn)無(wú)一失，并提供耐用裝置，抵御洪水和相關(guān)的床負荷運行。此外，這將是可取的，如果安裝相對無(wú)害化，使傳感器不被竊取或破壞在漫長(cháng)的部署。在這里，我們對評估報告水下環(huán)氧樹(shù)脂直接連接溫度傳感器在山澗的大石塊。溫度數據記錄器 |土壤濕度傳感器 |氣象站專(zhuān)用記錄器 |溫濕度數據記錄儀 |溫度/光度數據記錄器 |環(huán)境記錄儀 |外部傳感器 |狀態(tài)記錄儀 |HOBO應用軟件 |通信連接器 |電導率測量記錄儀 |溶氧記錄儀 |雨量計/雨量記錄器 |深度數據記錄器 |溫度/帶警報(防水)記錄器
我們的研究有兩個(gè)主要目標：（1），以確定是否傳感器附著(zhù)在巖石與環(huán)氧樹(shù)脂每年可以承受的洪水和（2）確定無(wú)論附著(zhù)巖石偏頗的溫度測量的從熱傳導通過(guò)巖石。作為一個(gè)次要的目標，我們還測試了是否太陽(yáng)能盾的缺乏影響溫度測量。

方法眾多的溫度傳感器是市面上，但珍聞版本-2溫度，數據Logger2（UTBI001珍聞爆發(fā)的計算機公司，Pocasset，第2版;在這些試驗中使用，因為被選定為馬薩諸塞州）其緊湊的尺寸（直徑35毫米，23克），耐用，防水高密度塑料制成的外殼。這些傳感器也是不錯的選擇，因為相對長(cháng)期部署大容量的存儲器和電池壽命（長(cháng)達5年）和在現場(chǎng)數據與水下的數據檢索能力班車(chē)（U型大田-1HOBOWaterproof的班車(chē)，Onset計算機公司，Pocasset，馬薩諸塞州）。制造商的規格描述的測量精度為±0.2◦C珍聞第2版，這是我們觀(guān)察到的精度在266中常見(jiàn)的溫度傳感器的校準試驗環(huán)境（◦C的平均95％的傳感器在0.17溫度）。

在最初的實(shí)驗室試驗中，6個(gè)水下環(huán)氧樹(shù)脂在田間試驗可能納入評估：
（1）AquaMend高分子系統，
（2）AquaStik從杜邦公司，
（3）waterweld從JB焊縫公司，
（4）粘先生的水下從高級粘附膠公司，
（5）哈工大-500稀土從喜利得，
（6）FX-764飛濺從�？怂构�業(yè)區環(huán)氧樹(shù)脂。每個(gè)環(huán)氧膠四個(gè)的珍聞傳感器（兩個(gè)傳感器在冷[5◦]和溫水洗澡[20◦]）獲得的卵石大小的巖石表面（30平方厘米）當地的溪流。等待后2天（超過(guò)指定的時(shí)間廠(chǎng)家設置為環(huán)氧樹(shù)脂），嘗試從巖石撬傳感器的手趕走他們用鑿子。只有兩個(gè)產(chǎn)品（粘先生和FX-764）從巖石表面有足夠的難以去除他們被視為可行的候選人，隨后的實(shí)地試驗。

評估是否傳感器連接的第一個(gè)目標與環(huán)氧樹(shù)脂的巖石可以承受大的洪水，我們四（4個(gè)傳感器每巖石的大石頭，連接16個(gè)傳感器兩個(gè)傳感器每環(huán)氧樹(shù)脂）在習俗河，陡峭的流在愛(ài)達荷州中部的森林集水排水。傳感器附件發(fā)生在2010年2月的低流量在流溫度約500◦C。為傳感器選擇的巖石附件為大相對其他的巖石組成河床和選擇他們認為不動(dòng)在洪水。傳感器被連接到下游側巖石，這使得大量的巖石作為盾牌對床負荷運行，并在隨后的洪水碎片。這些巖石的另一個(gè)選擇標準是，他們有相對平整，垂直，下游附件表面在水足夠深，以確保整個(gè)淹沒(méi)一年。更多關(guān)于巖石的選擇標準和具體的細節隨訪(fǎng)重視與環(huán)氧樹(shù)脂傳感器的步驟描述在同伴的用戶(hù)指南可供下載通過(guò)博伊西水產(chǎn)科學(xué)實(shí)驗室流溫度的網(wǎng)站（伊薩克等。2010A）。我們兩個(gè)星期后，的習俗小河裝置，配備三個(gè)小，高梯度北部三個(gè)額外的巖石內華達州與單傳感器的FX-764飛濺的流區環(huán)氧樹(shù)脂。在總，因此，19個(gè)傳感器（8先生置頂11FX-764）被安裝在冬季流量低。所有溫度傳感器被設定為18或24溫度記錄每一天，每一個(gè)傳感器配備了太陽(yáng)能盾牌包括連接到頂部的一個(gè)靈活的氯丁橡膠瓣傳感器與塑料扎帶。

評估的第二個(gè)目標，就是否熱通過(guò)附著(zhù)巖石的傳導偏壓溫度測量，我們比較來(lái)自習俗小河傳感器的數據3-7-D與傳感器通過(guò)在七月下旬期間控制數據暫停開(kāi)放管的短節（用于太陽(yáng)能盾）巖石的河床上舉行。提供了較大的評估可能的熱傳導效果，六個(gè)樣本大小為在中部六愛(ài)達荷州山澗額外巖在低流量與配備單身傳感器FX-764在2010年7月下旬在水的溫度范圍從10◦C至20◦C�？刂芼atawere也是在這些網(wǎng)站收集以上。

傳感器附著(zhù)在巖石流多樣在濕潤的寬度從2至15米，斜坡從從國家獲得0.2％至7.1％（坡度值水文數據集加：的。COM/nhdplus的/）。傳感器連接的巖石在這些網(wǎng)站不同的大小從0.4到1.3貨幣供應M2和每天太陽(yáng)照射范圍從最�。ㄐ×饕黄�茂密的河岸樹(shù)冠）超過(guò)8Ĥ陽(yáng)光直射在暑假期間。以評估是否缺乏太陽(yáng)能盾影響溫度測量，我們刪除盾牌三個(gè)巖石習俗河附近的一個(gè)復制傳感器田間試驗結束，而控制流溫度數據被收集。溫度測量，通過(guò)計算總結每日最高，最低，平均溫度為每個(gè)傳感器上時(shí)，控制數據收集的這些天在一個(gè)網(wǎng)站。這些日常值平均獲得跨天一個(gè)單一的最高，最低，平均溫度值一個(gè)在現場(chǎng)的傳感器。對于四個(gè)巖石與習俗小河復制傳感器，每天匯總值計算整個(gè)復制之前的后續平均平均確定網(wǎng)站的價(jià)值，使每個(gè)巖石構成只有一個(gè)在分析單一觀(guān)察。一個(gè)網(wǎng)站的控制值從巖石值減去我們測試是否在橫跨10個(gè)最小值，最大值和手段，平均差異巖石是零計算95％可信區間（CI）各地的差異。為了測試太陽(yáng)能屏蔽效應，配對ttests被用來(lái)研究不同溫度指標之前和之后的太陽(yáng)盾去除傳感器之間。對于這個(gè)測試，控制數據從連接到傳感器相同的巖石，保留的時(shí)間，其太陽(yáng)能盾審判。

結果與討論兩天后的16個(gè)傳感器安裝onMores溪在2010年2月，網(wǎng)站進(jìn)行重新檢查初始附件成功。當時(shí)，七個(gè)八個(gè)附加的傳感器粘先生從巖石表面很容易被刪除另一方面，這epoxywas下跌進(jìn)一步審議。所有FX-764連接的傳感器強烈保稅巖石表面和隨后暴露留在地方后來(lái)在春季洪水。從附近的美國地質(zhì)記錄調查計表明，洪峰流量以下的5月和六月分別比流量高出12-15倍，在傳感器的時(shí)間安裝和最高流量為70-110％，高于基于以前的50年計平均洪峰流量數據。在7月中旬平息后的流量，網(wǎng)站被重新審視和11月9日（82％）傳感器連接FX-764以前的冬天成功搬遷和功能齊全的，在他們的磐石附著(zhù)點(diǎn)。在其中一個(gè)傳感器失去了一個(gè)實(shí)例，在附件巖低調，可能無(wú)法阻止來(lái)自全國各地的旅游基板在高流量動(dòng)員巖石的表面。由于這些基板下降了背面巖石，傳感器可能受到影響，并趕出巖石表面。在傳感器的損失，床的第二個(gè)實(shí)例通過(guò)大量的重組通道顯著(zhù)推移質(zhì)輸沙和傳感器的巖石不能搬遷。流溫度測量傳感器附著(zhù)在巖石相差0.03◦C或更低的測量與控制傳感器和這些差異無(wú)統計學(xué)意義，指出獨聯(lián)體包含零（見(jiàn)表1）。顯著(zhù)差異，觀(guān)察，但是，在我們的評估太陽(yáng)能屏蔽效應。這兩個(gè)平均氣溫（平均差異橫跨三個(gè)巖石=+0.21◦C，t-統計量=15.0，p=0.04）和最高氣溫（平均差異=0.54◦C，T-統計量=39.1，P均<0.01）顯著(zhù)增加后拆除太陽(yáng)能盾牌。最小流溫度沒(méi)有改變（平均差異=-0.01◦C，t-統計=0.33，P=0.46）。太陽(yáng)能效果明顯，在圖之前和之后的一個(gè)太陽(yáng)能去除溫度的痕跡盾，作為加強接觸傳感器加熱開(kāi)始每一天陽(yáng)光直射的Onset率上的傳感器（圖1）。圖1還說(shuō)明溫度強重疊在這個(gè)網(wǎng)站（兩個(gè)控件之間的傳感器測量和兩個(gè)巖石傳感器），這是在其他模式的特點(diǎn)網(wǎng)站。粘度計 | 管鉗 | 壓力計 | 測厚儀 | 轉速表 | 電力計 | 測振儀 | 氣體分析儀 | 聲級計 | 萬(wàn)用表 | 輻照計 | 一氧化碳檢測器 | 電能質(zhì)量分析儀從這些現場(chǎng)試驗結果的基礎上，我們有信心足夠的FX-764環(huán)氧樹(shù)脂，它被用來(lái)安裝約后來(lái)在2010年的一部分300個(gè)額外的溫度傳感器橫跨太平洋的流區域監測網(wǎng)絡(luò )西北地區。這些后續安裝允許我們申請在廣泛流環(huán)境的環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)并進(jìn)一步完善巖石附加傳感器的方法（伊薩克等。2010A）。
這額外的經(jīng)驗使我們得出結論選擇適當的巖石，是最重要的加強以建立一個(gè)持久的傳感器安裝。最好的巖是那些不僅保持在洪水期間動(dòng)，但也以上的低流量水面寬和突出提供一個(gè)有效的屏蔽對移動(dòng)的巖石和碎片。這些簡(jiǎn)單的標準的應用將阻止使用在我們的現場(chǎng)試驗，并可能包括一些巖石上述觀(guān)察人士增加傳感器的回頭率。多見(jiàn)于適合巖石傳感器附件比其他的一些河道;然而，找到合適的巖石是在山上的規范，而不是異常流，我們取樣。一旦位于一個(gè)合適的巖石，它需要約20分鐘為一個(gè)經(jīng)驗豐富的技師來(lái)安裝傳感器。附加的傳感器是無(wú)害的，這應有助于由于盜竊或破壞而導致的損失降到最低。FX-764環(huán)氧樹(shù)脂保稅強烈的巖石表面橫跨流范圍我們遇到的溫度，但沒(méi)有變得更加流暢，隨著(zhù)氣溫的易碎接近20◦C。有興趣在溫暖的水域中的應用建議運行額外的測試表1。與毗鄰于2010年7月的巖石的巖石和控制傳感器連接到傳感器測量流溫度之間的差異屬性。從巖石的溫度值減去控制溫度值計算差異。

溫度屬性（◦三）流網(wǎng)站名稱(chēng)最低平均最高的陽(yáng)光下暴曬峽谷溪0.100.00-0.06高Grimes的小河，巖石1-0.01-0.02-0.08Grimes的小河，巖石20.060.02-0.03小響尾蛇小河0.070.02-0.15中等的習俗小河，巖石10.110.070.16低習俗小河，巖石2-0.11-0.07-0.02高的習俗河，巖石3-0.130.100.31低習俗小河，巖石4-0.030.010.16高沒(méi)有名字的小河0.130.090.03低響尾蛇小河0.020.000.00中等平均differencea0.02（-0.05，0.09）0.02（-0.02，0.06）0.03（-0.07，0.13）aValues​​后的平均差異是95％可信限。圖1。流溫度測量的四個(gè)傳感器在在習俗小河于2010年7月，8-D的田間試驗期間的大石頭。
兩個(gè)傳感器被連接到環(huán)氧樹(shù)脂和兩個(gè)控制傳感器的巖石，巖石旁。第5天（時(shí)間間隔為185），太陽(yáng)盾從兩個(gè)傳感器之一附在巖石（與標有×符號的點(diǎn)線(xiàn)），以評估太陽(yáng)盾的有效性。溫度測量之間的一致性讓人難以辨別個(gè)人的時(shí)間序列。確認環(huán)氧樹(shù)脂的性能。另一個(gè)潛在的警告如何將與其他溫度傳感器FX-764較大的或有不同的材料建造的腸衣。我們懷疑這些應用程序將被證明是成功的，給予體積小巧，大部分的溫度傳感器和傾向環(huán)氧強的化學(xué)鍵形成的巖石，塑料，金屬和其他材料，但再次建議有興趣各方運行自己的測試。更多的問(wèn)題，在某些情況下，粘合強度，使得它難以消除從它們所連接的表面的傳感器。一些wellplaced在基地用鑿子或螺絲刀的打擊然而，環(huán)氧樹(shù)脂，成功置換大多數傳感器。傳感器清除一個(gè)值得關(guān)注的是，如果他們要留在原地其使用壽命期限，但可能是在研究有關(guān)短期的數據要求。

總之，使用水下環(huán)氧附加溫度巖石傳感器提供了可靠，操作方便，和公正的在山澗的全年數據收集手段。當廉價(jià)和精確的傳感器結合，環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)可以促進(jìn)改善區域發(fā)展和江河流域溫度監測網(wǎng)絡(luò )或傳感器部署的應用，生態(tài)主機可以改善我們的熱生態(tài)學(xué)的理解，在魚(yú)人口。
致謝該項目是支持由RockyMountain研究站。這個(gè)手稿的早期草案提高布雷特羅珀和布魯斯Rieman意見(jiàn)。提及商號，并不意味著(zhù)贊同由美國森林服務(wù)。