Om du någonsin har sett ett fält täckt av det som ser ut som ett lager av vit jord, du kanske inte vet att den "jorden" faktiskt är salt. Över tid, salt kan byggas upp och skapa en skorpa ovanpå jorden, vilket gör det svårt för vatten att tränga in och odla grödor. Om saltuppbyggnad ovanpå och i marken fortsätter i år eller decennier, jorden blir oanvändbar.

Detta är en fråga särskilt i torra klimat där bönder använder bevattning för att vattna sina grödor, som USA, Australien, Mellanöstern, Indien, och Pakistan. Med dålig dränering i dessa områden, salt byggs upp i jorden, vilket leder till minskning av grödorna.

Med hjälp av ett femårigt $ 500, 000 Faculty Early Career Development Program (CAREER) -pris från National Science Foundation (NSF), Biträdande professor Ryan Bailey vid Institutionen för samhälls- och miljöteknik undersöker ursprunget till sådant uppbyggnadsinducerande salt. Han tror att det kan komma från regnbyar och översvämningar som händer långt uppströms flodområdena, sjöar, och reservoarer som används för att bevattna grödor.

Använda ett område längs Arkansas River Basin i sydöstra Colorado som en testplats, där bevattning har skett i mer än 100 år, Bailey planerar att mäta vattenflöde och saltkoncentration av nederbörd och avrinning innan, under, och efter stormhändelser.

"Vi försöker ta reda på hur mycket salt som lämnar vattendelningsområdet och gör det i vattnet som så småningom avleds för bevattning längs floddalen, sa Bailey.

Om nederbörden är en betydande saltkälla, det finns en god chans att mycket av det hamnar i grödorna som bevattnas med Arkansas River -vatten. När Baileys team har en bättre förståelse för hur salt rör sig genom Arkansas River Basin -systemet, de kommer att använda denna information för att förbättra en allmänt använd vattenmodell för hydrologi och näringstransport som kallas för mark- och vattenbedömningsverktyg (SWAT). SWAT -förbättringen kommer att innehålla en modell som simulerar saltrörelser från åskväder för alla andra avrinningsområden i världen.

"SWAT används över hela världen för att förstå gödningsmedelsmetoder och för näringshantering, men vi försöker också använda den för salthantering med några ändringar, "sa Bailey." Det är redan en modell som används mycket - vi kommer bara att utöka applikationen. "

Saltvetenskap för studenter

Samtidigt som vattenförvaltare gynnas globalt med tilläggen till SWAT, Bailey hoppas också kunna inspirera potentiella framtida vattenförvaltare genom att undervisa lokala medel- och gymnasieelever i hydrologi och vattenkvalitetsbegrepp. Samarbetar med vetenskapslärare från lokala Fort Collins -skolor, liksom med College of Natural Sciences Education and Outreach Center, Bailey kommer att utveckla en läroplan och verktygssatser för att genomföra programmet hösten 2020. Året därpå, Bailey kommer att ta med läroplanen och verktygslådorna till skolor inom Arkansas River Basin.

"Vi vill göra det roligt, och har många praktiska aktiviteter för studenter, "sa Bailey." Jag skulle gärna vilja att programmet uppmuntrade studenter att tänka mer på STEM -karriärer. "

De hydrologiska experiment eleverna kommer att genomföra med att besöka lokala floder och sjöar för att mäta saltkoncentrationen av vatten. Läroplanen för uppsökande program kommer att uppfylla vetenskapskriterier för Colorado Academic Standards, uppmuntra lärare att fortsätta undervisa i materialet i framtiden.

"Jag är upprymd över att vår forskargrupp erkändes av NSF, "sa Bailey." Och när jag ser tillbaka på upplevelsen, Jag tror att en av höjdpunkterna kommer att ha varit att arbeta med dessa mellanstadieelever. "