Theoretical analysis and numerical simulations for unsteady stormwater storage into granular sub-base

doi:10.1201/b10553-123

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“…Ecosystem integrity and trophic state also link to nitrogen (N) and phosphorus (P;e.g., Dodds & Smith, ) through abiotic and biotic processes. In streams and rivers, these both nutrients can be removed from the water column through sedimentation (Bouwman et al, ; Gabriele, Welti, & Hein, ), adsorption to organic and inorganic particles (Peterson et al, ), complexation (Reddy, Kadlec, Flaig, & Gale, ), and other chemical reactions in both aerobic and anaerobic conditions (González‐Sanchis, Comín, Murillo, & García‐Navarro, ; Small et al, ). N and P can also be stored in organic matter through biotic uptake by bacteria or algae (Mulholland et al, ; Tromboni, Dodds, Neres‐Lima, Zandonà, & Moulton, ).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Nutrient uptake in a simplified stream channel: Experimental manipulation of hydraulic residence time and transient storage

et al. 2018

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Stream restoration efforts have aimed at increasing hydraulic residence time (HRT) and transient storage (TS) to enhance nutrient uptake, but there have been few controlled studies quantifying HRT and TS influences on nutrient uptake dynamics. We assessed the effects of HRT and TS on ammonium (NH4+) and phosphate (PO43−) uptake through controlled experiments in an artificial channel draining a pristine tropical stream. We experimentally dammed the channel with artificial weirs, to progressively increase HRT, and performed NH4+ and PO43− additions to estimate uptake each time a weir was added. We also ran consecutive additions of NH4+ and PO43− with no weirs, to evaluate short‐term changes in uptake metrics. Also, NH4+ was injected alone to assess potential nitrification. We observed that NH4+ and PO43− uptake rates were much greater in the very first addition, probably due to luxury uptake. The weirs increased mean HRT (from 8.5 to 12 min) and depth (from 6.5 to 8.9 cm) and decreased mean water velocity (0.40–0.28 m s−1). Surprisingly, damming decreased the relative size of transient storage zone (storage zone area/channel area, As/A from 0.72 to 0.55), indicating that greater depth increased A, but not As. Greater HRT increased uptake rates and velocities of both nutrients (p < 0.05). The NH4+ conversion to NO3− was estimated at 18% of NH4+ consumption, indicating that joint additions to measure NH4+ and NO3− uptake would not be feasible in this system. Our results suggest that increases in HRT can lead to a greater short‐term retention of nutrients, with implications for stream management and restoration initiatives.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Nutrient uptake in a simplified stream channel: Experimental manipulation of hydraulic residence time and transient storage

et al. 2018

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“…Em condições aeróbias pode ocorrer a co-precipitação do SRP com óxidos e hidróxidos metálicos (Al e Fe) em meio ácido (GONZÁLEZ-SANCHIS et al, 2010;SMALL et al, 2016), enquanto que em condições básicas, a co-precipitação de SRP pode ocorrer com a calcita (CaCO 3 ).…”

Section: Mecanismos De Retenção De Nutrientesunclassified

Dinâmica da retenção de nitrogênio e fósforo em riachos tropicais do bioma Cerrado (SP)

Finkler¹

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Dedico esse trabalho a minha querida família, Levino, Lúcia e Priscila por toda a educação, consciência e pensamento crítico compartilhados nesses anos de convivência. AGRADECIMENTOSNeste momento tenho a oportunidade de expressar meus sinceros agradecimentos a cada pessoa que direta ou indiretamente contribui para a realização desse ciclo que agora se encerra. Com certeza não é uma das tarefas mais gratas de realizá-las, pois o sentimento de esquecer-se de algo ou alguém está presente. No entanto, reconheço que esta pesquisa não foi concebida sozinho, mas sim como fruto de um esforço coletivo. Assim como este documento, a energia que carrega esse item será eterna. As seguintes palavras carregam doses de gratidão.A todos cientistas pela geração do conhecimento anterior a este estudo e que, agora, me amparam na infinita busca do ser humano pelo conhecimento, pela evolução e pela verdade.Ao Prof. Dr. Davi Gasparini Fernandes Cunha pelos inúmeros exemplos em que demonstrou ser um excelente ser humano e profissional. Ainda agradeço a confiança e a força depositadas em mim para que este processo se concretizasse. Certamente, os sentimentos de reconhecimento e gratidão serão eternos. Os serviços ecossistêmicos se traduzem em benefícios diretos e indiretos obtidos pelos seres humanos do ambiente natural graças ao papel imprescindível dos ecossistemas para o seu bem-estar, saúde e desenvolvimento socioeconômico. Considerando o serviço ecossistêmico de purificação da água, a retenção de nitrogênio e fósforo pelos ecossistemas aquáticos depende de uma combinação de mecanismos físicos, químicos e biológicos que transformam o nutriente no sentido longitudinal de um curso de água. A retenção é majoritariamente estudada em ambientes temperados, mas ainda pouco se sabe sobre como as características ambientais de sistemas tropicais podem afetá-la. O objetivo principal dessa pesquisa foi estimar a retenção de macronutrientes em riachos localizados no bioma Cerrado (SP). Avaliaram-se, além das características físicas e químicas, as taxas de retenção de nitrato, amônio e fosfato em trechos de quatro riachos caracterizados por gradientes de concentrações ambientais para testar hipóteses vinculadas ao nível de enriquecimento por nutrientes e ao papel de riachos tropicais sobre a retenção ecossistêmica. No período de janeiro a outubro de 2017, foram realizados pulsos de nutrientes, segundo o método Tracer Additions for Spiraling Curve Characterization, para modelagem e quantificação de métricas de retenção desses nutrientes (distância, taxa e velocidade de retenção em condições ambientais), além do comportamento cinético de cada adição. Os riachos foram hierarquizados conforme o nível de enriquecimento por fosfato, variável utilizada como discriminante de tal enriquecimento em função de sua significativa variação inter-riachos. Com relação às métricas de retenção, foram encontradas diferenças espaciais significativas entre riachos, enquanto que não foram observadas diferenças temporais entre coletas. Em geral, riachos não enriquecidos...

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Theoretical analysis and numerical simulations for unsteady stormwater storage into granular sub-base

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Nutrient uptake in a simplified stream channel: Experimental manipulation of hydraulic residence time and transient storage

Nutrient uptake in a simplified stream channel: Experimental manipulation of hydraulic residence time and transient storage

Dinâmica da retenção de nitrogênio e fósforo em riachos tropicais do bioma Cerrado (SP)

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