تعديل مؤشر (الباهي) بروتوكول البنك تآكل المخاطر للتقييم السريع للStreambank تآكل في شمال شرق أوهايو

تقدم منتزهات كليفلاند مترو بكل فخر بروتوكول تعديل مؤشر مخاطر تآكل الضفاف للتقييم السريع لتآكل ضفاف الجداول في شمال شرق أوهايو. القسم الأول، مقدمة: يعد تآكل ضفاف الجداول عملية طبيعية، ومع ذلك، يمكن أن يتسبب التآكل المفرط في تلوث كبير من مصادر غير نقطية ناتج عن الرواسب العالقة. قام عالم الهيدرولوجيا المرموق، الدكتور ديفيد روسكين من مؤسسة wildland hydrology في كولورادو، بتطوير مؤشر مخاطر تآكل الضفاف (BHI)، والذي يستخدم مجموعة متنوعة من المؤشرات لتصنيف شدة وقابلية تآكل ضفاف الجداول. وبالرغم من فائدة طريقة BHI الأصلية، إلا أنها قد تستغرق وقتاً طويلاً، وتكون صعبة على غير المتخصصين، كما أنها تقتصر على بيئات غرينية محددة في جنوب كولورادو.

تحاول مؤسسة متنزهات كليفلاند مترو (Cleveland Metro Parks)، وهي منظومة متنزهات تمتد على مساحة 23,000 فدان في شمال شرق أوهايو، تحديد مصدر حجم ومعدل تآكل ضفاف الجداول المائية للمساعدة في جهود إدارة الأراضي واستعادتها. وقد تم إدخال تعديلات على بروتوكول روسكينز (roskins protocol) لتكييف إجراءات "خلية النحل" (beehive) مع الإعدادات الجيومورفولوجية للمجاري المائية في شمال شرق أوهايو. كما أُجريت تعديلات إضافية لتمكين متطوعي العلوم المواطنية من إتمام بروتوكول "behi".

من خلال التدريب التمهيدي، نقوم فقط بتقييم الضفاف التي تتوفر عنها معلومات إضافية حول إجراء behi الأصلي. يُرجى الرجوع إلى كتاب Watershed Assessment of River Stability and Sediment Supply. تتضمن التغييرات في القسم الثاني تعديلات raskin على بروتوكول behi، والتي تبدأ باستبيان فحص مسبق لتحديد واستبعاد ضفاف الجداول التي من المرجح أن تُصنف بأنها منخفضة جداً أو منخفضة. حسناً.

يوجه هذا التركيز نحو المناطق الأكثر عرضة للتآكل، ويقلل من مقدار الوقت والموارد المطلوبة لإجراء تقييم behi لمجرى مائي بأكمله. ويأخذ الاستبيان في الاعتبار الاختلافات الجيولوجية بين شمال شرق أوهايو وجنوب كولورادو من خلال معالجة الظروف الحدودية غير الغرينية، مثل صخر الشيل (Shale) القابل للتآكل في أوهايو، والذي لم يكن ليُقيم كمادة قابلة للتآكل بناءً على بروتوكول beehive الأصلي. كما أدى استبعاد مقياس نسبة ارتفاع ضفة الدراسة، بما في ذلك مرحلة ملء الضفة التي قد يكون من الصعب جداً تحديدها، إلى تسريع عملية تقييم ضفة المجرى المائي وتمكين غير المتخصصين من إكمال التقييم بدقة لاستبعاد الحسابات الإضافية في الميدان.

تم تعديل جميع المقاييس الأخرى ليتم التعبير عنها كنسب مئوية باستثناء تقسيم زاوية الميل وتعديلات مواد الضفة. كما تم تغيير الدرجات لمراعاة هذه التعديلات. يتضمن القسم الثالث استبيان فحص BHI المسبق المعدل بشكل مشابه إلى البروتوكول الأصلي لـ Roskins، حيث يبدأ BHI المعدل بتحديد قسم موحد من الضفة.

يمكن تمييز هذا المقطع من خلال تغير في المنحدر، أو انقطاع في الغطاء النباتي، أو اختلاف في مادة الضفة. لا يوجد حد أدنى أو أقصى لطول الضفة، حيث يمكن تقسيم المقاطع الطويلة للغاية إلى أجزاء أصغر.

ومع ذلك، فإن هذا ليس ضرورياً. فمن أجل إكمال بروتوكول behi المعدل، يجب أن يُظهر قسم المجرى معيارين أو أكثر من معايير الفرز المسبق التالية. وإذا كان الضفة لا تظهر معيارين أو أكثر، فلا تتابع تنفيذ بروتوكول behi نظراً لعدم حدوث تعرية أو حدوثها بنسبة ضئيلة.

هل يظهر القسم المنتظم من الضفة حماية بنسبة 50% أو أقل عند قاعدة الضفة؟ تقع قاعدة الضفة عند أسفل الضفة حيث تلتقي بالمياه. وفي المتوسط، تشمل حمايات الضفة في الست إلى ثماني بوصات السفلية الجلاميد المدمجة، والحطام الخشبي الكبير المدمج، والنباتات ذات الجذور.

تعتبر الصخور الأساسية بمثابة حماية لقاعدة الضفة. ومع ذلك، إذا كان بإمكانك تكسير قطع الصخور الأساسية بسهولة، فإن هذا لا يُحتسب كحماية للقاعدة. هل يظهر في 50% أو أكثر من الضفة تآكل سفلي (نخر) بمقدار نصف قدم أو أكثر؟

تتعرض الضفاف المقعرة لخطر أكبر من الانهيار نتيجة لقوى الجاذبية وإجهادات القص؛ فهل تظهر التطبق في 50% أو أكثر من الضفة؟ التطبق هو شريط أفقي محدد بوضوح في الجيولوجيا قد يسبب مناطق تآكل تفضيلية داخل الضفاف التي تحتوي على أكثر من طبقة واحدة. هل يتجاوز ارتفاع الضفة في أكثر من نصف المقطع 10 feet مع وجود تعرض للتربة بنسبة 50% أو أكثر؟

غالبًا ما يشير هذا إلى قناة متآكلة مع فقدان للمنطقة العازلة على ضفاف النهر. هل تظهر الجذور في 50% أو أكثر من الضفة خالية من مواد الضفة، بحيث تزيد الجذور المتدلية في المجرى المائي عن غيرها، مما قد يدل على وجود تعرية نشطة؟ هل 50% أو أكثر من الضفة خالية من النباتات ذات الجذور؟

تساعد النباتات ذات الجذور في حماية مواد الضفة من قوى التآكل بناءً على نتائج استبيان الفحص المسبق في حال كانت هناك حاجة لتقييم BHI. لاحظ الأسئلة التي تم الإجابة عليها بنعم في ورقة البيانات. القسم الرابع، سجل ورقة بيانات BHI المعدلة.

تاريخ وموظفي العمل المعنيين، ومعلومات الطقس والمنطقة العامة. رقم الضفة هو رقم مرجعي يتم تعيينه عشوائيًا لتقييم حالة الضفة بالقرب منها. يتم أخذ إحداثيات GPS عند النقاط الموجودة في المنبع والمصب.

التقط صوراً لكلا الموقعين توضح معالم الضفة والقناة. تشير الضفة إلى جانب المجرى المائي. يتم تحديد الجانبين الأيسر والأيمن أثناء التقييم عند مواجهة اتجاه تدفق المياه نحو المصب.

يُعد ارتفاع الضفة قياساً من أسفل الضفة (منطقة التلامس) إلى قمتها. ويمكن تحديد القمة من خلال أول انكسار وميل محددين. أما طول الضفة فهو القياس بين أقصى نقطة في اتجاه المنبع وأقصى نقطة في اتجاه المصب ضمن المنطقة الخاضعة للتقييم.

سجل المسافة إلى أقرب بنية تحتية ونوع الدائرة. وفي حال وجود أي مؤشرات نوعية، سجل تكوين مواد الضفة. يمكن أن تكون ضفاف الجداول مزيجاً من المواد.

على سبيل المثال، قد تحتوي الضفة على صخر زيتي عند القاعدة، ورمل طميي مع آثار من الحصى في الأعلى؛ حيث يشير الرمل الطميي إلى وجود رمل أكثر من الطمي، وتشير "الآثار" إلى وجود كمية صغيرة من الحصى. عند تصنيف أنواع المواد، استخدم المعايير التالية. يمكن إجراء تعديلات على مواد الضفة لمراعاة الاختلافات في التآكل.

يمكن إضافة أو طرح ما يصل إلى 10 نقاط بناءً على قدرة المواد على التآكل. وغالباً ما يوجد في أنظمة الجداول خليط من المواد مثل الرمل مع بعض الحصى أو الرمل الغريني مع آثار من الحصى، لذا سيكون التعديل المتوسط أكثر ملاءمة. هذا التعديل ليس إلزامياً.

يُعد عمق الجذور الضفافية نسبة مئوية تمثل متوسط عمق جذور النباتات مقارنة بارتفاع ضفة الدراسة. قم بتقدير عمق الجذور بصرياً بشكل رأسي من أعلى الضفة وصولاً إلى أسفلها (toe). على سبيل المثال، إذا كانت الجذور تنمو في الجزء العلوي من الضفة، يكون عمق الجذور 35%. لا تضع في الاعتبار الجذور المتدلية الخالية من مواد الضفة.

قم بتقدير النسبة المئوية بناءً على الضفة بأكملها. ثم استخدم مخطط درجات BHI لتسجيل الدرجة في ورقة البيانات. كثافة الجذور هي تقييم بصري لكمية المادة الجذرية المكونة للضفة معبراً عنها بنسبة مئوية.

لا تُحتسب الجذور المتدلية الخالية من مواد الضفة. يمكن أن تكون الجذور الليفية الصغيرة كثيفة للغاية وتوفر تثبيتاً أكبر للتربة مقارنة بأنظمة الجذور الوتدية الكبيرة. قم بتقدير النسبة المئوية بناءً على الضفة بأكملها.

ثم ارجع إلى مخطط درجات BHI وسجل البيانات. زاوية المنحدر هي الزاوية من قاعدة المنحدر إلى قمته. ويُقدر أن زوايا المنحدرات الأكثر حدة تنطوي على مخاطر أعلى لحدوث انهيار كتلي بسبب قوى الجاذبية.

تأكد من أن الإجهادات تمثل متوسط زاوية الضفة على طول القسم بأكمله قيد التقييم. على سبيل المثال، إذا كان القسم في معظمه بزاوية 90 درجة مع وجود جزء صغير به تقويض بزاوية 110 درجات، فإن الدرجة المسجلة ستكون 100 درجة تقريباً. قم بتقدير الزاوية بناءً على الضفة بأكملها باستخدام جدول الدرجات لتحديد القيمة المسجلة.

تمثل حماية السطح مقدار ضفة المجرى المائية المغطاة والمحمية بالبقايا الخشبية، والغطاء النباتي المتجذر، والصخور المدمجة، والصخور الأساسية. ويتم قياس ذلك كنسبة مئوية من ضفة المجرى غير المعرضة لقوى التعرية. قم بتقدير النسبة المئوية بناءً على الضفة بأكملها.

بعد ذلك، استخدم مخطط الدرجات لتسجيل تصنيف الطبقات. يمكن إجراء تعديلات في حالة حدوث تآكل متزايد بسبب الطبقات المصنفة. يمكن إضافة ما يصل إلى خمس نقاط لطبقة واحدة، أو ما يصل إلى 10 نقاط لطبقات متعددة من التصنيف.

قم بالتعديل وفقاً للطبقية فقط إذا كانت طبقة واحدة على الأقل من المواد قابلة للتآكل، مثل الرمل أو الحصى. ضع في الاعتبار موقع الطبقات الطبقية بالنسبة للمياه؛ فقد لا يكون للطبقات الطبقية التي تقع فوق مستوى المياه بشكل ملحوظ تأثير تعروي.

قد يكون للطبقات المورقة بالقرب من إصبع المنحدر تأثير تعريئي شديد. هذا التعديل ليس إلزامياً. اجمع كافة الدرجات معاً لتحديد التقييم العام لـ B.High.

سجل منخفض جداً، أو منخفض، أو متوسط، أو مرتفع، أو مرتفع جداً، أو شديد. الدرجة الكلية والتقييم في سجل الملاحظات يكونان خاصين بالمجرى والضفة، مثلما تكون ضفة المجرى على الجانب الخارجي من انحناء متموج. تراكمات الحطام الخشبي الكبيرة، أو أضرار في البنية التحتية، أو وجود غشاء زيتي بترولي أو مائي قوي على السطح.

القسم الخامس: النتائج التمثيلية. صنفت ضفاف الجداول التي اجتازت استبيان الفرز المسبق ولم يتم تقييمها باستخدام مؤشر BHI المعدل لدينا بأنها منخفضة أو منخفضة جداً عند تقييمها وفقاً لبروتوكول Rogan الأصلي. وقد حصلت 16 من أصل 18 ضفة جدول تم تقييمها بكلا البروتوكولين على نفس التصنيف النهائي.

سجل هذا البنك تحديداً 23.0 باستخدام البروتوكول المعدل، وهي قيمة أقل بـ 0.5 من الحد الفاصل بين تصنيف BHI المتوسط والمرتفع. وباستخدام البروتوكول الأصلي، سجل البنك 31.25، وهو تصنيف BHI مرتفع. ومع ذلك، كانت الدرجة ضمن نطاق 1.25 من الحد الفاصل بين التصنيفين المتوسط والمرتفع.

يمكن إرجاع الاختلاف الطفيف في التقييم النهائي إلى هوامش القطع ضمن نظام التسجيل. أما الضفة الأخرى التي سجلت تقييماً مختلفاً لمؤشر BHI فكانت عبارة عن جدار من الشيل المتجوّي الذي تعذر تقييمه باستخدام بروتوكول BHI الأصلي، حيث تحصل الصخور الأساسية تلقائياً على درجة منخفضة جداً في مؤشر BHI. ومع ذلك، رسبت ضفة المجرى المائي هذه في استبيان الفحص المسبق بسبب غياب حماية قاعدة الضفة.

بلغ ارتفاع ضفة النهر أكثر من 10 feet مع تعرض التربة بنسبة تزيد عن 50%، وكانت أكثر من 50% من الضفة خالية من النباتات ذات الجذور. بناءً على ذلك، كان من الضروري إجراء تقييم باستخدام بروتوكول BHI المعدل. وقد كانت النتيجة النهائية باستخدام البروتوكول المعدل هي "شديدة"، وهو ما يدعمه زاوية الضفة الحادة، والمواد شديدة القابلية للتآكل، وغياب النظام الجذري للمناطق الضفافية، والكمية الضئيلة من الحماية السطحية الموجودة.

عند تقييم الصحة العامة للمجرى المائي، يوصى بأخذ الدرجات الرقمية النهائية بعين الاعتبار لكونها أفضل ما يلخص نطاق الدرجات. يمثل كل تقييم. القسم السادس.

في الختام، يُعد بروتوكول خلية النحل المعدل فعالاً في تصنيف وتحديد أولويات تآكل ضفاف الجداول المائية للمساعدة في صياغة استراتيجيات إدارة الجداول. ومع ذلك، وبسبب إزالة مقياس ارتفاع الضفة عند الامتلاء، لا يمكن استخدام نموذجنا للتنبؤ بمعدلات تآكل ضفاف الجداول السنوية. لذا، يجب إجراء تقييم للضفاف وفق نموذج عواقب الرواسب غير النقطية في حال الرغبة في الحصول على معدلات تآكل ضفاف الجداول السنوية من خلال إجراء تعديلات.

لقد قمنا بإعادة توظيف بروتوكول مؤشر مخاطر تآكل الضفاف الأصلي للدكتور Rogan بفعالية لاستخلاص معلومات قيمة ضمن التضاريس الجيومورفولوجية لشمال شرق أوهايو.