Revolutionerer overvågning af vandkvaliteten for vores floder og rev

Ny, billigere hjælp kan snart være på vej til at hjælpe med at håndtere en af ​​de største trusler, som Great Barrier Reef står over for.

Denne trussel er forurening fra land, der gør sin vej nedstrøms ved hjælp af de mange floder og vandløb, der løber ud i kystnære farvande langs revet.

Revets størrelse - som strækker sig til 2, 300 kilometer langs Queensland-kysten-gør det ekstremt svært at få en idé om, hvad der sker i realtid.

Nu, i samarbejde med forskere ved Queensland Department of Environment and Science, forskere ved ARC Center of Excellence for Mathematical and Statistical Frontiers (ACEMS) har udviklet statistiske forudsigelsesværktøjer, der kan føre til indsættelse af mange flere billige sensorer i disse floder og vandløb.

"På nuværende tidspunkt, der er mindre end 50 langsigtede flodovervågningsstationer, der giver oplysninger, der informerer programmer vedrørende beskyttelse af Great Barrier Reef. Det betyder, at der er tusinder af kilometer kystområder og vandveje, hvor vi har begrænsede oplysninger, "sagde Dr. Catherine Leigh, en ACEMS Associate Investigator med QUT's School of Mathematical Sciences.

Der er mulighed for at udfylde i en finere skala med billigere sensorer. Imidlertid, på dette tidspunkt, billige sensorer er endnu ikke i stand til at vise de to ting, der er vigtigst for at bestemme vandkvaliteten. Det er direkte mål for sedimenter og næringsstoffer. Sedimenter kan kvæle planter og dyr. Næringsstoffer er vigtige for livet, men en ubalance kan føre til en række problemer. Hvad lavprissensorerne måler er turbiditet og ledningsevne. Uklarhed er et mål for vandets klarhed, og ledningsevne afspejler niveauerne af ioner som salt i vandet.

I forskning, der netop er offentliggjort i PLOS ONE , ACEMS -teamet udviklede statistiske værktøjer til at tage disse turbiditets- og konduktivitetsdata og forudsige niveauer af sedimenter og næringsstoffer i vandet.

"De er virkelig de vigtigste ting, vandbureauer leder efter, både hvad deres værdier er, og hvordan de ændrer sig over tid, "sagde Dr. Leigh.

Sensordata blev leveret af teamet Vandkvalitet og undersøgelser (WQI) med Queensland Department of Environment and Science. Ved at kunne forudsige niveauer af sediment og næringsstoffer, ledere kan se hen imod automatisering af sensorprocessen.

"Lige nu, nogen skal fysisk gå til, hvor overvågningsstationen er, få en prøve, tag det tilbage til et laboratorium og test det. Hvis vi kan automatisere denne proces med sensorerne, vi kan få meget hyppigere forudsigelser om, hvad der sker, "sagde Dr. Sevvandi Kandanaarachchi, en ACEMS Associate Investigator i Institut for Økonometri og Forretningsstatistik ved Monash University.

"Det er vigtigt at forudsige disse mængder, for hvis de pludselig ændrer sig, så er det en indikation på, at noget med systemet skal undersøges. "

Dr. Leigh håber, at projektet vil føre til indsættelse af mange flere billige sensorer. Hun siger også, at de søger at udvikle en app, som landmænd og andre grundejere kan bruge.

"De er ivrige efter at sikre, at de ikke spilder næringsstoffer, at hvad de bruger optages af planterne på jorden og ikke ender i en å, "sagde Dr. Leigh." De er også opsatte på at reducere jorderosion. "

I et arbejde, der blev offentliggjort tidligere på året, ACEMS- og WQI -teams viste, hvordan man opdager anomalier i sensordata. Med andre ord, de havde brug for måder at vise, om en sensor ikke fungerede korrekt.

"Du vil vide, at de data, du indsamler, er gode, før du går og forudsiger noget andet, "sagde Dr. Leigh.

Denne nye forskning vil også hjælpe med at besvare spørgsmål som hvor sensorer skal placeres, hvor mange er nødvendige på bestemte steder, og om de skal flyttes rundt.

"Det store billede er at sikre, at visse ting, der kan skade revet, og vores floder ikke ender i en å. Hvis de gør det, at vi kan handle rettidigt for at finde ud af, hvad der sker og hvorfor, "sagde Dr. Leigh.