مستجمعات المياه التخطيط ضمن إطار التحليل الكمي السيناريو

العام لهذه المنهجية هو تزويد الباحثين ومديري الموارد بإطار عمل للوصول إلى النظم المائية وإدارتها ضمن مستجمعات المياه النامية بنشاط المتأثرة بأنشطة استخدام الأراضي المتعددة. سيفيد نهج تخطيط تقييم مستجمعات المياه الموصوف في هذا الفيديو الباحثين ومديري الموارد المائية من خلال تمكين التوصيف والتنبؤ بالتأثيرات التراكمية المرتبطة بأنشطة استخدام الأراضي المتعددة. وتتمثل إحدى المزايا الرئيسية لهذه التقنية في أنها تتضمن إطارا للتحليل التراكمي في إطار لتحليل سيناريوهات الفضاء للجغرافي الجغرافي.

يسمح ذلك للمديرين بالوصول بشكل تفاعلي إلى نتائج القرارات التنظيمية ، مثل التصاريح والتخفيف. فعلى سبيل المثال، يتيح النهج المقدم تيسير النشاط الاقتصادي والإنمائي على حد سواء، مع تحقيق تلك الفوائد للنظم الإيكولوجية المائية من خلال المعالجة المستهدفة لعوامل الضغوطات الأخرى. في التحضير ، حدد المقاييس القائمة على المناظر الطبيعية لأنشطة استخدام الأراضي المهيمنة داخل مستجمعات المياه المستهدفة ، مثل سمات الغطاء الأرضي في قاعدة البيانات الوطنية للغطاء الأرضي.

ثم ، في نظم المعلومات الجغرافية ، افتح ملف مستجمعات NHD للمنطقة المستهدفة. قبل البدء في التلخيص، تأكد من أن كل مستجمعات المياه لها معرف فريد. للبدء ، قم بتخصيص بيانات استخدام الأراضي المتجهة لكل مستجمعات مضلعات.

استخدم أداة تقاطع الجدولة لحساب سمات المناظر الطبيعية لكل مستجمعات المياه. حدد طبقة مستجمعات المياه كميزة منطقة الإدخال ، والمعرف الفريد كحقل المنطقة ، وبيانات استخدام الأراضي المتجهة كميزة فئة الإدخال. بعد ذلك ، قم بتخصيص بيانات استخدام الأراضي النقطية لكل مستجمع.

استخدم أداة جدولة المنطقة لحساب السمات لكل مستجمعات المياه. حدد طبقة مستجمعات المياه كبيانات منطقة المعالم، والمعرف الفريد كحقل المنطقة، ومجموعة بيانات الغطاء الأرضي كبيانات نقطية للإدخال. الآن ، انضم إلى سمات استخدام الأراضي المجدولة إلى طبقة مستجمعات المياه.

انقر بزر الماوس الأيمن على طبقة مستجمعات المياه في جدول المحتويات. في مربع الحوار، حدد الصلات والروابط ثم انضم. حدد إخراج المتجه المجدولة كجدول المراد ضمه ثم حدد المعرف الفريد لمستجمعات المياه كحقل الذي سيستند إليه الارتباط.

كرر هذه الخطوة للانضمام إلى إخراج البيانات النقطية المجدولة. بعد ذلك، قم بتجميع جميع سمات المناظر الطبيعية وحقل المنطقة لكل مستجمعات المياه باستخدام برنامج نصي تلقائي. تحسب هذه الخطوة إجمالي مساحات حوض المنبع وسمات المناظر الطبيعية ويمكن إنجازها لمستجمعات NHD بمقياس واحد إلى 100,000 باستخدام أداة تخصيص وتراكم سمات مستجمعات المياه.

حدد مستجمعات NHD كمواقع دراسة بناء على سمات المناظر الطبيعية الخاصة بها. أولا ، قم بإنشاء قطعة أرض مبعثرة لجميع مستجمعات NHD فيما يتعلق بقيمها المتراكمة لأنشطة استخدام الأراضي الرئيسية. حدد ما يقرب من 40 مستجمعات المياه كمواقع للدراسة داخل كل مستجمعات مياه من ثمانية أرقام من رموز الوحدة الهيدرولوجية.

يجب أن تمثل هذه المواقع النطاق الكامل للتأثيرات من أنشطة استخدام الأراضي المهيمنة الموجودة داخل مستجمعات المياه المستهدفة. حدد المواقع داخل تدرجات الإجهاد المستقلة ، وهي مواقع تتأثر بنشاط استخدام الأراضي الفردي. أيضا ، حدد المواقع التي تحتوي على مجموعات من الإجهاد والتي تتأثر بأنشطة استخدام الأراضي المتعددة.

تأكد من أن المواقع موزعة جيدا في مستجمعات المياه ومستقلة عن بعضها البعض فيما يتعلق بتصريفها في اتجاه مجرى النهر. تأكد من أن المواقع التي تقع ضمن كل تدرج إجهاد فردي ومجمع لها أيضا مناطق حوض متوسطة مماثلة. في الميدان ، حدد مدى أخذ العينات على أنه 40 ضعف عرض القناة النشطة مع الحد الأقصى والحد الأدنى للطول 300 و 150 مترا.

ابدأ بجمع عينات المياه. اختر خاصية المياه المتحركة لموقع أخذ العينات بأكمله. أولا ، احصل على مقاييس فورية للأكسجين المذاب ، والتوصيل المحدد ، ودرجة الحرارة ، ودرجة الحموضة ، باستخدام أجهزة استشعار محمولة باليد.

بعد ذلك ، اجمع عينة تمت تصفيتها أولا ، اشطف معدات الترشيح بالماء منزوع الأيونات. بعد ذلك ، قم بتصفية 250 مل من الماء لتحليل المعادن الذائبة وقم بتثبيت العينة على درجة حموضة أقل من اثنين للتأكد من بقاء المعادن مذابة في المحلول.

بعد ذلك ، اجمع 250 مل من الماء غير المصفى عن طريق غمر زجاجة عينة بالكامل في عمود الماء. اضغط برفق على الزجاجة لمحو أي هواء متبقي وضع الغطاء في نفس الوقت على زجاجة العينة. إذا لزم الأمر ، قم بتثبيت العينة على درجة حموضة أقل من اثنين لقتل النشاط البيولوجي الذي قد يؤثر على التحليلات.

حدد التحليلات بناء على أنشطة استخدام الأراضي المحلية. اجمع عنصر تحكم سلبي مرة واحدة خلال كل حدث أخذ عينات باتباع جميع بروتوكولات أخذ عينات المياه للحصول على عينات من المياه منزوعة الأيونات. هذا لضمان عدم وجود تلوث متبادل بين مواقع أخذ العينات.

قم بتخزين جميع عينات المياه عند أربع درجات مئوية. الإجراء التالي هو قياس التفريغ في كل موقع عينة. للقيام بذلك ، قم أولا بتقسيم عرض التيار الخشبي إلى زيادات متساوية الحجم باستخدام قضيب قياس العمق ، وقم بقياس العمق على أنه المسافة من قاع التيار إلى سطح الماء ، ثم باستخدام مقياس التيار ، قم بقياس سرعة الماء عند 60٪ من عمق الماء.

الآن ، احسب التفريغ كمجموع جميع نواتج السرعة والعمق والعرض في كل قسم. لأخذ عينات من اللافقاريات الكلية في كل موقع ، خذ عينات ركلة من أربع حلقات منفصلة موزعة على طول وصول أخذ العينات. في كل موقع ، ضع شبكة الركلة بشكل عمودي على تدفق التيار وسيرا على الأقدام ، قم بإزعاج مساحة 50 سم مربع مباشرة في المنبع لجمع المادة في شبكة الركلة.

بمجرد جمع العينات الأربع ، قم بدمجها واحتفظ بها على الفور مع 95٪ من الإيثانول. الإجراء التالي هو قياس جودة الموائل المادية وتعقيدها في جميع أنحاء الوصول إلى التيار عن طريق أخذ القياسات في نقاط متباعدة بشكل متساو على طول استيقاظ الماو ، وهو الموقع داخل قناة التيار مع أسرع تدفق. أخيرا ، عد جميع قطع الحطام الخشبي الكبير داخل القناة النشطة.

أخذ عينة فرعية من الكائنات الحية الموجودة في كل عينة من اللافقاريات الكبيرة التي تم الحصول عليها في موقع الاختبار. ضع العينة المركبة بأكملها في صينية فرز شبكية بحجم 100 بوصة مربعة وقم بتعيين رقم من واحد إلى 100 بشكل عشوائي لكل بوصة مربعة من الشبكة. قم بإزالة الكائنات الحية والحطام من موقع شبكي محدد عشوائيا وباستخدام مجهر ستيريو ، عد وتحديد جميع الكائنات الحية.

استمر في عد وتحديد الكائنات الحية من مواقع الشبكة المختارة عشوائيا حتى يتراوح العدد الإجمالي للأفراد الذين تم فرزهم بين 160 و 240. حدد الكائن الحي للجنس باستخدام مفتاح اللافقاريات الكبيرة. بعد ذلك ، قم بتجميع بيانات وفرة مستوى الجنس في مقاييس المجتمع لاستخدامها كمتغيرات استجابة للنمذجة الإحصائية.

تشمل هذه المتغيرات الثراء الكلي ونسبة EPT. بعد استخدام البيانات لبناء نماذج إحصائية تتنبأ بالظروف الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية ، استخدم برنامج نظم المعلومات الجغرافية لتصور التنبؤات. أولا ، انضم إلى التنبؤات إلى مستجمعات NHD.

انقر بزر الماوس الأيمن على طبقة مستجمعات المياه في جدول المحتويات وحدد الصلات والروابط ثم انضم. حدد تنبؤات النموذج كجدول المراد ضمه وحدد معرف مستجمعات المياه الفريد كحقل سيستند إليه الارتباط. بعد ذلك ، انقر بزر الماوس الأيمن على طبقة مستجمعات المياه وحدد الخصائص.

في مربع حوار خصائص الطبقة ، انقر فوق علامة التبويب الترميز وحدد الكميات. حدد القيمة المتوقعة للفائدة كحقل القيمة وانقر فوق تطبيق. إذا لزم الأمر، استخدم خيار التصنيف لتغيير قيم النطاق يدويا لمطابقة المعايير البيئية المعترف بها.

الآن ، قم بإجراء تحليل السيناريو. قم بتحديث مجموعة بيانات المناظر الطبيعية الحالية عن طريق تحرير جدول سمات طبقات مستجمعات المياه مباشرة باستخدام وظيفة حاسبة الحقل. على سبيل المثال ، قم بتغيير مستجمعات الغابات سابقا إلى غطاء أرضي التعدين.

يمكن للمستخدمين أيضا تحرير مستجمعات متعددة لتحديد الآثار المحتملة للأنشطة المتعددة التي تحدث عبر المقاييس المكانية الكبيرة. خيار التحرير الآخر غير المعروض هنا هو تحرير مجموعات بيانات المتجه الأصلي أو المناظر الطبيعية النقطية. الآن ، باستخدام الإجراءات المعروضة بالفعل ، إعادة تخصيص وإعادة تجميع سمات استخدام الأراضي المحدثة لجميع مستجمعات NHD.

التنبؤ بالظروف داخل التيار كدالة لمجموعة بيانات المناظر الطبيعية المحدثة وتصور الظروف المتوقعة. تم اختيار 41 إلى 24,000 مستجمعات NHD على نطاق واسع كمواقع دراسة داخل نهر الفحم ، فيرجينيا الغربية. تم اختيار مواقع الدراسة لتغطي مجموعة من التأثيرات بما في ذلك التعدين السطحي والتنمية السكنية والتعدين تحت الأرض.

بعد جمع البيانات وبناء النماذج الإحصائية ، تم تحليل مستجمعين فرعيين للمياه مع تعدين سطحي مماثل لمختلف سيناريوهات تطوير استخدام الأراضي والتخفيف من حدتها. ما يميز Drawdy Creek عن Laurel Fork هو أن Drawdy Creek يتأثر بالهياكل السكنية والتعدين تحت الأرض. اقترح تحليل السيناريو أن Laurel Fork يمكن أن تستوعب زيادة بنسبة 21٪ في الغطاء الأرضي للتعدين السطحي أو 22 مبنى سكنيا قبل الضعف البيولوجي.

قبل حدوث الضعف الكيميائي ، يمكن أن يستوعب لوريل كريك زيادة بنسبة 14٪ في أراضي التعدين السطحية أو ثمانية مناجم تحت الأرض. في المقابل ، من المتوقع أن يتجاوز تدفق Drawdy Creek كلا من المعايير الكيميائية والبيولوجية ، لذلك تم اختبار سيناريوهات التخفيف. لم يكن التخفيف الكامل من تأثير التنمية السكنية ، ولا التخفيف الكامل من التعدين تحت الأرض كافيا لتلبية المعايير البيولوجية أو الكيميائية.

بدلا من ذلك ، كان من المتوقع أنه لجعل تدفق Drawdy Creek للخارج يفي بالمعايير البيولوجية والكيميائية بنجاح ، يجب التخفيف من التطوير السكني والتعدين تحت الأرض بنسبة 94٪ و 75٪ على التوالي ، كما هو مذكور في الخطوط المتقطعة. يعالج هذا النهج القيود المحددة سابقا المرتبطة بإدارة النظم المائية وتطوير مستجمعات المياه بنشاط. والجدير بالذكر أن تقييم مستجمعات المياه المستهدف ينتج بيانات قادرة على تحديد التأثيرات التراكمية المعقدة على المقاييس المكانية ذات الصلة ويدمج النماذج مع قدرات نظم المعلومات الجغرافية الحالية لإنشاء إطار عمل لتحليل السيناريو سهل التفسير والتنفيذ.

سيكون من المهم بالنسبة لنا وضع هذه المنهجية في إطار إدارة تكيفية حيث نقوم بالتنبؤات ثم نصل إلى أنشطة الإدارة بمرور الوقت ، وخاصة المضي قدما ، نود دمج آثار تغير المناخ ودمج هذه التأثيرات في نماذج السيناريوهات المستقبلية الخاصة بنا. ينطبق هذا الإطار على المناطق ومستجمعات المياه المتأثرة بأي عدد من أنشطة استخدام الأراضي ويمكن استخدامه للحفاظ على الموارد المائية في مواجهة الضغوط الاجتماعية والاقتصادية والسياسية لمواصلة أنشطة التنمية.