Name: Ändern der Ufererosion Hazard Index (behi) Protokoll für Rapid Assessment von stream Erosion in Northeastern Ohio (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-02-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min
Description: Erfahren Sie das modifizierte BEHI-Protokoll zur schnellen Bewertung von Ufererosion in Nordost-Ohio. Diese Methode ermöglicht Bürgerwissenschaftlern eine effiziente Einschätzung von Erosionsrisiken an Flussufern.

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Die Autoren möchten den Cleveland Metroparks, einschließlich J. Grieser, J. Markowitz, B. Garman und unterstützenden Mitarbeitern, danken; Case Western Reserve Universität, Dr. J. Burns; und GLISTEN, das Great Lakes Innovative Stewardship through Education Network.

1. stream Identification <ol><li> Identifizieren Sie eine einheitliche Sektion Bank auf der einen Seite des Flusses. Differenzieren Sie diesen Abschnitt durch eine drastisch unterschiedliche Neigung der Bank, verschiedene Bank Material oder einer Unterbrechung der Vegetation. Dieser Abschnitt der stream sollte sichtbar von den Abschnitten auf beiden Seiten sein. Es ist keine minimale oder maximale Länge der Bank. Die Trennung von extrem langen Abschnitte in kleinere Segmente wird die Bewertung zu vereinfachen. </li></ol> 2. Pre-Screening behi Questionnaire (Abbildung 1) <ol><li> Beantworten Sie die folgenden Fragen über die einheitliche stream Abschnitt mit Ja / Nein-Antworten von Abbildung 1. <ol><li> Beantworten Sie die Frage &quot;tut die einheitliche Abschnitt Bank Ausstellung weniger als oder gleich 50% igen Schutz im Zehenbereich der Bank?&quot; Der Fuß ist an der Basis der Bank, wo er das Wasser während der Basisstrom Bedingungen erfüllt befindet; im Durchschnitt die unteren sechs bis acht Zoll der Bank. ProtReflexion umfasst Embedded Felsbrocken, eingebettete großen Totholz und verwurzelt Vegetation. Bedrock zählt als Zehenschutz; aber leicht zerbrechlichen Fundament nicht Zehenschutz. </li><li> Beantworten Sie die Frage &quot;tut, 50% oder mehr der Bank weisen einen Hinterschnitt von 0,5 Meter oder mehr?&quot; Ein Unterschnitt Bank ist ein stream die Erosion unter der Bodenoberfläche unterzogen wurde. </li><li> Beantworten Sie die Frage &quot;tut, 50% oder mehr der Bank weisen Schichtung?&quot; Die Schichtung ist eine klar definierte horizontale Bruch in Geologie. Eine Schicht der Schichtung muß eines erodierbaren Material (Sand, Kies oder Matrix) bestehen. </li><li> Beantworten Sie die Frage &quot;ist 50% oder mehr der Bank über ein Bankhöhe von drei Metern oder mehr mit 50% oder mehr Boden Exposition?&quot; </li><li> Beantworten Sie die Frage &quot;tut, 50% oder mehr der Bank weisen Wurzeln fehlen Bank Material (Boden)?&quot; </li><li> Beantworten Sie die Frage &quot;ist 50% oder mehr der Bank frei von Vegetation verwurzelt? &amp; #8221; </li></ol></li><li> Wenn es zwei oder mehr &quot;JA&quot; Antworten in der Abbildung 1 Fragebogens führen behi Beurteilung der Bank, da es eine signifikante Wahrscheinlichkeit, dass stream Erosion auftritt oder auftreten. </li><li> Wenn es weniger als zwei &quot;JA&quot; Antworten in der Abbildung 1 Fragebogen, nicht mit der Bewertung zu beginnen behi weil die Bank erfährt wenig bis gar keine Erosion (dh sehr gering bis gering behi Stern). </li></ol> 3. behi Bewertung Datenblatt (Abbildung 3) <ol><li> Notieren Sie das Datum, das Wetter, und das Personal in den Räumen auf der behi Bewertung Datenblatt zur Verfügung gestellt. </li><li> Notieren Sie die Nummer der Bank geprüft. Zum Beispiel 1 ist die erste Bank als Beurteilung an diesem Tag, 2 ist die zweite Bank als die Bewertung, 3, 4, 5 ... und so weiter. </li><li> Nehmen GPS-Koordinaten an der am weitesten stromaufwärts (in dem das Wasser fließt) und am meisten stromabwärts (in denen das Wasser is fließt) Punkte der Bank. Ständer so nahe an die Bank möglich, die Genauigkeit zu gewährleisten. </li><li> Nehmen Sie Bilder an den beiden vor- und nachgelagerten Punkte auf der Bank. Erfassen Sie die Hauptmerkmale der Bank in den Bildern. Nehmen Sie zusätzliche Bilder, um Funktionen auf der Bank oder in den Kanal (dh., Schichtung, große Totholz Marmeladen, etc.) zu erfassen. Notieren Sie die Bildnummern als Referenz. </li><li> Notieren Sie sich die Seite des Baches zu beurteile (linken Ufer oder rechtes Ufer). Bestimmen Sie den linken Ufer und rechten Ufer, wenn vor nachgeschalteten; links und rechts beziehungsweise. </li><li> Messen Sie die Bank die Höhe in Fuß, von der Spitze der Bank an die Spitze der Bank. Bestimmen Sie die Spitze der Bank von der ersten definierbarer Pause in Hanglage, in der Regel parallel zur Wasserdurchfluss liegt. </li><li> Messen Sie die Bank Länge an der Spitze, in den Füßen, zwischen den am weitesten stromaufwärts und stromabwärts die meisten Punkte auf der Bank. </li><li> Schreiben Sie die Zahl der Fragen, die mit &quot;Ja&quot; in die beantwortet wurdenersten &quot;Pre-Screening behi Fragebogen&quot; in Schritt 2. </li><li> Notieren Sie den Abstand, um die Infrastruktur und die Art der Infrastruktur (dh., Brücken, Durchlässe, Straßen, Versorgungsunternehmen, Häuser etc.). </li><li> Kreis eine der folgenden qualitativen Indikatoren, die vorhanden sind: unbewachsene Mittelkanal Bar / geflochtenen Kanal ausgesetzt Baumwurzeln auf beiden Seiten, lehnte Bäumen auf beiden Seiten, ausgesetzt Infrastruktur, hinter einem Damm, Absacken streambanks, headcuts, thront Nebenflüsse, fehlgeschlagen &quot;Best Management Practices&quot; (BMP), wie Deckwerk Wände, Gabionenkörbe oder Durchlässe. </li><li> Beachten Sie die Zusammensetzung des Bankmaterial. Notieren Sie die vorherrschenden Materialien entlang der Bank, die unter Abschnitt Auswertung ist gefunden. HINWEIS: Streambanks kann eine Mischung aus Materialien sein. Zum Beispiel kann eine Bank haben &quot;Schiefer an der Zehe und schluffigen Sand mit Spur Schotter oben&quot;. &quot;Lehmiger Sand&quot; zeigt noch mehr Sand als Schlamm und &quot;trace Kies&quot; zeigt an,eine kleine Menge an Kies. &quot;Sandy Schluff&quot; zeigt mehr als Schluff Sand. </li><li> Achten Bank wesentlichen Anpassungen auf der Grundlage der Erosionsfähigkeit des Materials. <ol><li> Subtrahieren Sie bis zu 10 Punkte für Material, das eine hohe Rate der Erosionsfähigkeit haben muss (dh., Kopfsteinpflaster). Fügen Sie bis zu 10 Punkte für äußerst erodierbaren Materialien (dh., Sand). Eine Mischung aus Material (dh., Sand mit etwas Kies oder schluffiger Sand mit Spuren Kies) ist häufiger bei Strom Systemen so eine durchschnittliche Punktzahl besser geeignet wäre (Abbildung 4). Dies ist nicht zwingend Verstellung. Siehe Abbildung 4 Im Abschnitt Ergebnisse. </li></ol></li><li> Bestimmen Sie das Verhältnis der durchschnittlichen Wurzeltiefe von Pflanzen auf das Studium Bankhöhe, ausgedrückt in Prozent, um die Haftung der Bank Material durch die Vegetation (Abbildung 5) zu schätzen. <ol><li> Visuell schätzen die Wurzeltiefe vertikal von oben von der Bank an den Zehen der Bank. Für example, wenn Wurzeln werden in der oberen Hälfte der Bank wächst, die Wurzeltiefe würde 50% betragen. Wenn es Wurzeln wachsen aus der Spitze der Bank an der Spitze würde die Wurzeltiefe 100% betragen. </li><li> Nehmen Sie einen durchschnittlichen Prozentsatz der Wurzeltiefe entlang der gesamten Abschnitt evaluiert. Denke nicht, Wurzeln, die frei von Bankmaterial (dh., Hängende Wurzeln). </li><li> Schätzen Sie einen Prozentsatz bezogen auf die gesamte Bank, dann mit dem &quot;behi Score-Tabelle&quot;, um das Ergebnis für diesen Prozentsatz im Datenblatt notieren. Siehe Abbildung 5 im Abschnitt Ergebnisse. </li></ol></li><li> Bestimmen Sie die Wurzeldichte, indem sie eine visuelle Beurteilung der Höhe der Bankwurzelmaterial, ausgedrückt als Prozentsatz. <ol><li> Denke nicht, Wurzeln, die Leere der Bank wesentlich sind. Klein, faserigen Wurzeln sehr dicht sein und eine größere Bodenrückhalte Vergleich zu den größeren Wurzelsysteme der Bäume (6A und 6B). Schätzen Sie einen Prozentsatz, basierend aufdie gesamte Bank, dann mit dem &quot;behi Score-Tabelle&quot;, um das Ergebnis für diesen Prozentsatz im Datenblatt notieren. Siehe Abbildung 6 in Abschnitt Ergebnisse. </li></ol></li><li> Messen Sie den Winkel von der unteren Bank an der Wasserlinie im Basisstrom an die Spitze der Bank (Abbildung 7). Eine extrem Hinterschneidung Bank kann einen Winkel bis zu 120 Grad. <ol><li> Legen Sie einen Maßstab in einem 90 Grad Winkel zur Wasserlinie, um den Neigungswinkel-Abschätzung oder verwenden Sie einen Neigungsmesser, falls vorhanden. Nehmen eines Mittelwerts der Querneigungswinkel über den gesamten Bereich unter Auswertung. Wenn beispielsweise der Querschnitt ist meist 90 Grad mit einem kleinen Abschnitt, der 110 Grad Hinterschneidung hat, das aufgezeichnete Maß würde ungefähr 100 Grad betragen. </li><li> Schätzen Sie einen Prozentsatz bezogen auf die gesamte Bank, dann mit dem &quot;behi Score-Tabelle&quot;, um das Ergebnis für diesen Prozentsatz im Datenblatt notieren. Siehe Abbildung 7 Ergebnisse SReflexion. </li></ol></li><li> Bestimmen Sie den Oberflächenschutz vorhanden ist, die Menge der stream bedeckt und von Totholz, verwurzelt Vegetation eingebetteten Felsbrocken, Deckwerk, Grundgestein, oder andere Materialien, die die eingebetteten stream vor Erosion zu schützen (Abbildung 8) geschützt. <ol><li> Visuell schätzen den Anteil der stream nicht erosiven Kräften ausgesetzt. Schätzen Sie einen Prozentsatz bezogen auf die gesamte Bank, dann mit dem &quot;behi Score-Tabelle&quot;, um das Ergebnis für diesen Prozentsatz im Datenblatt notieren. Siehe Abbildung 8 im Abschnitt Ergebnisse. </li></ol></li><li> Visuell bestimmen die Anzahl der geschichteten Schichten. Schichtung bezieht sich auf eine klar definierte horizontale Pause in der Geologie, die das Potenzial zu verursachen und zu verbessern Zonen Präferenzerosion (Abbildung 9). <ol><li> Nehmen Sie, wie viele Ebenen der Schichtung sind vorhanden. Siehe Abbildung 9 in Abschnitt Ergebnisse. </li></ol> &lt;/ Li&gt; <li> Stellen Schichtung Anpassungen, wenn eine verstärkte Erosion wird durch die geschichteten Lagen auftreten. <ol><li> Sie können bis zu 5 Punkten für eine einzelne Schicht der Schichtung (zwei verschiedene geologische Schichten). Fügen Sie bis zu 10 Punkte für mehrere Ebenen der Schichtung (drei verschiedene geologische Schichten). Nur zur Stratifizierung einzustellen, wenn wenigstens eine Schicht aus einem Material ist erodierbaren (Sand, Kies oder Matrix). </li><li> Prüfen, wo die geschichteten Lagen sind in Bezug auf das Wasser, dh., Geschichtetes Schichten, die 50 Fuß über dem Basisstrom nicht eine erosive Wirkung. Eine geschichtete Schicht in der Nähe der Spitze der Bank kann eine extrem erodierende Wirkung. Einen Durchschnittswert kann notwendig sein, insbesondere wenn man bedenkt, wie erodierbaren Materialien sind und wobei die geschichtete Schicht im Verhältnis zu dem Wasser ist. Dies ist nicht zwingend Verstellung. </li></ol></li><li> In aller Noten zusammen, um die Gesamt geändert behi Bewertung bestimmen (sehr niedrig / niedrig: 4-15,5, moderate: 15,75211; 23,5, hoch: 23,75 bis 31,5, sehr hoch: 31,75 bis 36,5 oder extremer:&gt; 36,5) für die stream bewertet. Notieren Sie die Gesamtpunktzahl und die Bewertung in den Räumen auf dem Datenblatt. </li><li> Beachten Sie die stream Besonderheiten. Zum Beispiel ist stream auf der Außenseite einer Biegung Biegung einer großen Totholz Marmelade, einer deplatziert Düker oder starke Petroleumgeruch. Beachten Sie jede unzulänglichen Infrastruktur hier. </li></ol>

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</ol>

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Die wichtigsten Schritte für eine genaue Fertigstellung des modifizierten BEHI-Protokolls sind: korrekte Identifizierung eines einheitlichen Abschnitts des zu bewertenden Flussufers, wenn die Länge des Flussufers zu viel Variabilität aufweist, ist es am besten, kleinere Segmente zu trennen und zu bewerten, um die Erosionsfähigkeit des Flussufers genau zu erfassen; den Vorab-Screening-Fragebogen auszufüllen, um zu bestätigen, dass eine BEHI-Bewertung an diesem Flussufer durchgeführt werden sollte; wenn Unsicherheit darübe...

Stream Erosion ist ein natürlicher Prozess, aber übermäßige Erosion kann eine erhebliche Menge an nicht-Punktquellen in Form von Schwebstoffen 2 beitragen. Erhöhte Schwebstoffe betrifft die Wasserqualität, physikalischen und biologischen Funktionen eines Stromes 3 erhalten. Menschliche Einflüsse kann großen Einfluss auf stream Erosion und Sedimentfrachten deutlich erhöhen 4, vor allem in städtischen Systemen, bei denen es zu einem Anstieg in Regenwasserabfluss und versiegelten Flächen 5. Höhere Sedimentfrachten kann sich negativ auf die Wasserqualität und die Ökosysteme der Ströme 6. Watershed Management-Praktiken in den Cleveland Metro versuchen zu finden und Bestands die Quelle und bewerten das Risiko möglicher stream Erosion in effektiver Managementstrategien im Strom, Ufer und Lebensraumwiederherstellung zu unterstützen, als auch. David Rösgen, mit Wildland Hydrologie, entwickelte die UfererosionGefahrenindex (behi), der die Anfälligkeit von stream Erosion an einem Strom auswertet REACH auf einer Kombination mehrerer Erodierbarkeit Variablen 7 basiert. Behi verwendet eine Vielzahl von Indikatoren, um die Schwere und Wahrscheinlichkeit von stream Erosion einschließlich Bankmaterial, Schichtung, Wurzeltiefe und Dichte, Querneigung, die bankfull Höhe auf Bank Höhe-Verhältnis, und die Menge an Oberflächenschutz vorhanden Rang. Die behi Beurteilung weist einen Zahlenwert, die zu einer Gesamt behi Rating (sehr niedrig, niedrig, mittel, hoch, sehr hoch, oder extreme) entspricht, für einen bestimmten stream. Dieses Protokoll wurde wirksam bei der Beurteilung potenzieller stream Erosion 8-10 und kann in Verbindung mit anderen Wasserqualität und Lebensraumbewertung verwendet werden. Streambanks das eine hohe behi Bewertung wurde gezeigt, dass weniger vielfältig und weniger stabil Makrozoobenthos entsprechen, im Wesentlichen bestehend aus opportunistischen Art 11. Obwohl die ursprüngliche behi Verfahren is nützlich, kann es sehr zeitaufwändig, schwierig für Nicht-Profis, und auf bestimmte geomorphologischen Regionen beschränkt, die speziell für alluviale Strom Bedingungen 12 zugeschnitten sein. Änderungen an diesem Protokoll wurden, um diese Beschränkungen Adresse notwendig. Ein &quot;Pre-Screening Questionnaire&quot; (Abbildung 1) wurde entwickelt, um zu identifizieren und zu beseitigen streambanks die wahrscheinlich Rang sehr niedrig oder niedrig sind, damit die sich die Beurteilung auf höhere Erosionsflächen und Verringerung der Menge an Zeit und Ressourcen erforderlich, um eine behi führen Bewertung auf einer ganzen Strom. Der Fragebogen geht auch geologischen Unterschiede zwischen angeschwemmten und nichtSchuttStrom Bedingungen in Northeastern Ohio gesehen, wie extrem erodierbaren Schiefergestein 13, die nicht als erodierbares Material, basierend auf dem ursprünglichen behi Protokolls beurteilt werden würde. Abschaffung der Studienbank Höhe Verhältnis metrischen einschließlich der bankfull Bühne, die sein können,sehr schwer zu bestimmen, erlaubt eine schnellere streamBewertung und für Nichtfachleute, die Beurteilung mit einführenden Ausbildung abzuschließen. Diese Eliminierung der Studie Bank Höhe Verhältnis wurde auf einem von Joe Rathbun an der Michigan Department of Environmental Quality 14 entwickelt modifizierte behi Verfahren. Um die Notwendigkeit für zusätzliche Berechnungen auf dem Gebiet zu beseitigen, werden alle anderen Messgrößen in Prozent mit Ausnahme der Bankwinkel und Schichtung und Bank wesentlichen Anpassungen zum Ausdruck gebracht. Wurzeldichte wurde zunächst als Prozent des Bodens von Wurzeln, wo die Wurzeln ausgereicht ausgedrückt. Dies wurde durch die Wurzeltiefe multipliziert, um für die gesamte Bank Höhe ausmachen; aber wir ersetzen diese durch eine einfache Abschätzung der Dichte der Wurzeln in der gesamten Bank. Ergebnis Anpassungen zur ursprünglichen behi Scoring-System, um die Beseitigung der Studie Bank Höhe Verhältnis metrischen und geschätzten Prozentsätze vorgenommen. Wie in der ursprünglichen behi beschriebenProtokoll die gemessenen Kennzahlen wurden auf eine Risikobewertung von 1-10 (10 die höchste Risikostufe) umgewandelt. Die Risiko-Ratings von 1 bis 10 entsprechen, um die Bewertungen der sehr niedrig, niedrig, mittel, hoch, sehr hoch, und extreme Potenzial Erosion zu riskieren. Diese Beziehungen wurden auf der Grundlage eines Katalogs von Feldbeobachtungen 10 etabliert. In der modifizierten behi Protokoll wurden Noten für die Studie Bank Höhe Verhältnis Metrik von der ursprünglichen behi Punktesystem abgezogen, um neue Gesamtwerte und Risikobewertungen (Abbildung 2) zu reflektieren. Diese Änderungen richten die Grenzen des ursprünglichen behi Protokoll in Northeastern Ohio und in die Konsistenz und die Verringerung der Benutzer Bias unterstützt. Die modifizierte behi Protokoll wurde verwendet, um mehrere Ströme mit hoher Priorität innerhalb der Cleveland Metro bewerten. Die ursprüngliche behi Einschätzung wurde durch geschultes Personal Cleveland Metropark auf einer Länge von Strom durchgeführt, um die Wirksamkeit der Änderungen in Identi bestätigenfying streambanks mit höheren Raten von Erosion. Die modifizierte behi Protokoll wird von Fachleuten, Freiwilligen, Mitarbeitern und Studenten verwendet werden, um stream Erosion in den Cleveland Metro bewerten.

<table><tbody><tr><td>200-Rollen-Maßband</td><td></td><td></td><td>Das Maßband kann zur Messung der Querneigungslänge und -höhe verwendet werden</td></tr> Der <tr><td>Neigungsmesser</td><td></td><td></td><td>Das Neigungsmessgerät kann zur Messung des Querwinkels verwendet werden.</td></tr><tr><td>GPS</td><td></td><td></td><td>GPS wird verwendet, um Punkte entlang des Baches zu erfassen, stellen Sie sicher, dass Sie zu Kartierungszwecken ein GPS verwenden, das genaue Messungen durchführt.</td></tr><tr><td>Kamera</td><td></td><td></td><td>Die Kamera wird verwendet, um Fotos von den zu bewertenden Ufern und allen wichtigen Flussmerkmalen aufzunehmen.</td></tr></tbody></table>

Ändern der ufererosion hazard index (behi) protokoll für rapid assessment von stream erosion in northeastern ohio

Modifying the Bank Erosion Hazard Index (BEHI) Protocol for Rapid Assessment of Streambank Erosion in Northeastern Ohio

Das Verständnis der Quelle der Verschmutzung in einem Bach ist entscheidend für die Erhaltung, Wiederherstellung und Erhaltung der Funktion und des Lebensraums, den er bietet. Sedimente von stark erodierenden Flussufern sind eine Hauptquelle für die Verschmutzung eines Flusssystems und haben das Potenzial, Lebensraum, Infrastruktur und Flussfunktion zu gefährden. Die Managementpraktiken für Wassereinzugsgebiete in den Cleveland Metroparks versuchen, die Quelle zu lokalisieren und zu inventarisieren und das Risiko potenzieller Ufererosion zu bewerten, um bei der Formulierung von Empfehlungen für das Management von Flüssen, Ufern und Lebensräumen zu helfen. Der Bank Erosion Hazard Index (BEHI), entwickelt von David Rosgen von Wildland Hydrology, ist ein fluviales geomorphisches Bewertungsverfahren, das verwendet wird, um die Anfälligkeit für potenzielle Ufererosion zu bewerten, basierend auf einer Kombination mehrerer Variablen, die empfindlich auf verschiedene Erosionsprozesse reagieren. Dieses Protokoll kann zeitaufwändig sein, für Laien schwierig und auf bestimmte geomorphe Regionen beschränkt sein. Um diese Einschränkungen zu beheben und die Konsistenz zu wahren und die Verzerrung der Benutzer zu reduzieren, umfassen Änderungen an diesem Protokoll einen "Pre-Screening-Fragebogen", die Eliminierung der Metrik des Studienbank-Height-Verhältnisses einschließlich der Bankfull-Bestimmung und ein angepasstes Scoring-System. Dieses modifizierte Protokoll wurde verwendet, um mehrere Bäche mit hoher Priorität innerhalb der Cleveland Metroparks zu bewerten. Das ursprüngliche BEHI-Protokoll wurde auch verwendet, um die Ergebnisse des modifizierten BEHI-Protokolls zu bestätigen. Nach der Anwendung der modifizierten Bewertung in der Praxis und dem Vergleich mit der ursprünglichen BEHI-Methode wurde festgestellt, dass die beiden vergleichbare BEHI-Bewertungen der Flussufer lieferten und gleichzeitig den Zeit- und Ressourcenaufwand, der für die Fertigstellung des modifizierten Protokolls erforderlich war, erheblich reduzierten.

Streambanks, die nicht bestanden hat die Pre-Screening-Fragebogen und wurden mit dem modifizierten behi Protokoll beurteilt, auf Platz niedrig oder sehr niedrig, wenn sie mit dem ursprünglichen behi Protokoll (Abbildung 10) bewertet. Dies unterstützt die Verwendung von Pre-Screening-Fragebogen als eine Möglichkeit, schnell streambanks, bei denen sind mäßige bis extreme Erosionsraten zu identifizieren. Siehe Abbildung 10 unten. Im allgemein...

Das Erosionspotenzial von Flussufern kann mit dem Bank Erosion Hazard Index (BEHI) von David Rosgen bewertet und eingestuft werden, dieses Protokoll weist jedoch erhebliche Einschränkungen auf. Hier stellen wir Protokolländerungen vor, um Zeitbeschränkungen zu berücksichtigen, Laien genaue Bewertungen zu ermöglichen und die Bedingungen für nicht-alluviale Fließgewässer im Nordosten von Ohio zu berücksichtigen.

Ändern der Ufererosion Hazard Index (behi) Protokoll für Rapid Assessment von stream Erosion in Northeastern Ohio

Understanding the source of pollution in a stream is vital to preserving, restoring, and maintaining the stream&#8217;s function and habitat it provides. ...

Die Cleveland Metro Parks präsentieren stolz die Modifizierung des Bank Erosion Hazard Index-Protokolls zur schnellen Beurteilung der Böschenerosion in Fließgewässern im nordöstlichen Ohio. Abschnitt eins, Einleitung: Die Böschenerosion an Fließgewässern ist ein natürlicher Prozess; übermäßige Erosion kann jedoch eine wesentliche Quelle für punktuelle und nicht punktuelle Verschmutzung durch suspendierte Sedimente darstellen. Der renommierte Hydrologe Dr. David Roskin von Wildland Hydrology in Colorado entwickelte den BHI (Bank Erosion Hazard Index), der eine Vielzahl von Indikatoren nutzt, um die Schwere und Anfälligkeit der Böschenerosion an Fließgewässern einzustufen. Die ursprüngliche BEHI-Methode ist zwar nützlich, kann aber zeitaufwändig sein, für Laien schwierig zu handhaben und ist auf bestimmte alluviale Umgebungen im südlichen Colorado beschränkt.Der Cleveland Metro Parks, ein 23.000 Hektar großes Parksysten im Nordosten von Ohio, versucht, die Volumenquelle und Rate der Ufererosion zu bestimmen, um die Flächenbewirtschaftung und Renaturierungsbemühungen zu unterstützen. Modifikationen des Roskins-Protokolls passen die Beehive-Verfahren an die geomorphologischen Gegebenheiten der Gewässer im Nordosten von Ohio an. Weitere Anpassungen wurden vorgenommen, um es ehrenamtlichen Bürgerwissenschaftlern zu ermöglichen, das Behi-Protokoll durchzuführen.Mit einer Einführungsschulung bewerten wir nur die Böschungen, für die weitere Informationen zur ursprünglichen BEHI-Methode vorliegen. Verweisen Sie auf das Buch „Watershed Assessment of River Stability and Sediment Supply“. Abschnitt zwei enthält Raskins Modifikationen des BEHI-Protokolls, die mit einem Vorscreening-Fragebogen beginnen, um Böschungen zu identifizieren und auszuschließen, die voraussichtlich sehr niedrig oder niedrig eingestuft werden. In Ordnung.Dies lenkt den Fokus auf Bereiche mit stärkerer Erosion und verringert den Zeitaufwand und die Ressourcen, die für eine BEHI-Bewertung eines gesamten Fließgewässers erforderlich sind. Der Fragebogen berücksichtigt die geologischen Unterschiede zwischen Nordost-Ohio und Süd-Colorado, indem er nicht-alluviale Randbedingungen anspricht, wie beispielsweise den erodierbaren Schiefer in Ohio, der auf Grundlage des ursprünglichen BEHIVE-Protokolls nicht als erodierbares Material eingestuft worden wäre. Die Streichung des Metriken „Höhenverhältnis des Untersuchungsuferbereichs“, einschließlich des Hochwasserstadiums, dessen Bestimmung oft sehr schwierig ist, ermöglichte eine schnellere Uferbewertung und erlaubt es Laien, die Beurteilung korrekt durchzuführen, wodurch zusätzliche Berechnungen im Feld entfallen.Alle anderen Metriken wurden so angepasst, dass sie in Prozent angegeben werden, mit Ausnahme der Uferneigungs-Klassifizierung und der Anpassungen des Ufermaterials. Die Bewertungsskala wurde entsprechend der Modifikationen angepasst. Abschnitt drei, ein modifizierter BHI-Vorscreening-Fragebogen, der dem ursprünglichen Protokoll von Roskin ähnelt, beginnt mit der Identifizierung eines einheitlichen Uferabschnitts.Dieser Abschnitt kann sich durch eine Neigungsänderung, einen Bruch in der Vegetation oder ein anderes Ufermaterial unterscheiden. Es gibt keine Mindest- oder Höchstlänge für das Ufer. Sehr lange Abschnitte können in kleinere Segmente unterteilt werden.Dies ist jedoch nicht erforderlich. Um das modifizierte BEHI-Protokoll abzuschließen, muss ein Fließgewässeabschnitt zwei oder mehr der folgenden Vorscreener-Kriterien aufweisen. Wenn das Ufer weniger als zwei dieser Kriterien erfüllt, sollte das BEHI-Protokoll nicht fortgesetzt werden, da kaum oder keine Erosion stattfindet.Weist der gleichmäßige Abschnitt des Ufers eine Schutzbedeckung am Fuß von weniger als oder gleich 50 % auf? Der Fuß befindet sich am unteren Ende des Ufers, wo es auf das Wasser trifft. Im Durchschnitt enthalten die unteren sechs bis acht Zoll der Uferbefestigung eingebettete Felsblöcke, eingebettetes großes Totholz und verwurzelte Vegetation.Felsuntergrund gilt als Zehenschutz. Wenn Sie die Stücke des Felsuntergrunds jedoch leicht zerbrechen können, gilt dies nicht als Zehenschutz. Zeigt mehr als 50 % des Ufers eine Unterhöhlung von einem halben Fuß oder mehr?Unterminierte Böschungen weisen ein höheres Risiko für Böschungsbrüche aufgrund von Schwerkraft und Scherkräften auf, wenn 50 % oder mehr der Böschung eine Schichtung aufweisen. Schichtung ist eine klar definierte horizontale Schicht in der Geologie, die in Böschungen mit mehr als einer Schicht Zonen bevorzugter Erosion verursachen kann. Hat mehr als die Hälfte des Profils eine Böschungshöhe von 10 Fuß oder mehr mit einer Bodenexponierung von 50 % oder mehr?Häufig deutet dies auf einen kanalisierten Bachlauf mit Verlust der Pufferzone entlang des Ufers hin. Zeigen 50 % oder mehr des Ufers Wurzeln, denen Ufermaterial fehlt, wobei übermäßig viele Wurzeln in den Bach hängen, kann dies auf aktive Erosion hindeuten? Fehlt auf 50 % oder mehr des Ufers vegetation mit Wurzeln?Wurzelnde Vegetation trägt dazu bei, das Ufermaterial vor erosiven Kräften zu schützen, basierend auf den Ergebnissen aus dem Vorscreening-Fragebogen, falls eine BHI-Bewertung erforderlich ist. Notieren Sie die Fragen, die auf dem Datenerfassungsbogen mit „Ja“ beantwortet wurden. Abschnitt vier, aufgezeichnete modifizierte BHI-Datenerfassung. Das Datum, beteiligtes Personal, Wetter- und allgemeine Gebietsinformationen. Die Banknummer ist eine willkürlich vergebene Referenznummer, die dem Uferabschnitt zugewiesen wird, der in der Nähe des Ufers bewertet wurde. Nehmen Sie GPS-Koordinaten an den ober- und unterhalb gelegenen Punkten auf.Fotografieren Sie beide Standorte, wobei die Ufer- und Gerinneformen sichtbar sein sollen. Unter Ufer versteht man die Seiten des Bachs. Die linke und rechte Seite werden bestimmt, wenn man flussabwärts blickt.Die Böschungshöhe ist eine Messung vom Fuß bis zur Oberkante der Böschung. Die Oberkante kann anhand des ersten erkennbaren Knickes und der Neigung bestimmt werden. Die Böschungslänge ist eine Messung zwischen den am weitesten stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Punkten, die bewertet werden.Notieren Sie den Abstand zur nächstgelegenen Infrastruktur und die Art des Kreises. Erfassen Sie alle vorhandenen qualitativen Indikatoren hinsichtlich der Zusammensetzung der Ufermaterialien. Flussufer können aus einer Mischung von Materialien bestehen.Beispielsweise kann ein Uferbereich am Fußbereich Schiefer aufweisen und darüber schluffigen Sand mit Spuren von Kies enthalten; schluffiger Sand weist dabei auf mehr Sand als Schluff und Spuren hin. Kies weist auf eine geringe Menge Kies hin. Bei der Klassifizierung von Materialtypen sind die folgenden Kriterien anzuwenden. Anpassungen des Ufermaterials können vorgenommen werden, um erosive Unterschiede zu berücksichtigen.Abhängig von der Erodierbarkeit der Materialien können bis zu 10 Punkte hinzugefügt oder abgezogen werden. Eine Mischung aus Materialien wie Sand mit etwas Kies oder schluffigem Sand mit Spuren von Kies kommt in Fließgewässersystemen häufiger vor, weshalb eine durchschnittliche Anpassung angemessener wäre. Diese Anpassung ist nicht zwingend erforderlich.Die Wurzeltiefe im Uferbereich ist das Verhältnis der durchschnittlichen Wurzeltiefe der Pflanzen zur untersuchten Böschungshöhe, ausgedrückt in Prozent. Schätzen Sie die Wurzeltiefe visuell vertikal von der Oberkante der Böschung bis zur Sohle. Wenn beispielsweise die Wurzeln im oberen Bereich der Böschung wachsen, beträgt die Wurzeltiefe 35 %. Berücksichtigen Sie keine hängenden Wurzeln, die frei von Böschungsmaterial sind.Schätzen Sie einen Prozentsatz basierend auf der gesamten Böschung. Verwenden Sie dann die BHI-Score-Tabelle, um den Score auf dem Datenerfassungsbogen einzutragen. Die Wurzeldichte ist eine visuelle Einschätzung des Anteils der Böschung, der aus Wurzelmaterial besteht, ausgedrückt als Prozentwert.Betrachten Sie keine hängenden Wurzeln, die frei von Böschungsmaterial sind. Kleine faserige Wurzeln können sehr dicht sein und im Vergleich zu großen Pfahlwurzelsystemen eine höhere Bodenhaltefähigkeit bieten. Schätzen Sie einen Prozentsatz basierend auf der gesamten Böschung.Dann die BHI-Skala heranziehen und die Daten aufzeichnen. Der Böschungswinkel ist der Winkel von der Sohle bis zur Oberkante der Böschung. Steilere Böschungswinkel gelten aufgrund der Schwerkraft als risikoreicher hinsichtlich eines Massenversagens.Stellen Sie sicher, dass die Spannungen einen Durchschnittswert des Neigungswinkels über den gesamten ausgewerteten Abschnitt darstellen. Wenn beispielsweise der Abschnitt größtenteils 90 Grad beträgt, mit einem kleinen Bereich, der einen Unterschnitt von 110 Grad aufweist, läge der aufgezeichnete Winkel bei etwa 100 Grad. Schätzen Sie einen Winkel basierend auf dem gesamten Böschungsverlauf unter Verwendung der Bewertungstabelle ab, um den aufzuzeichnenden Wert zu bestimmen.Der Oberflächenschutz ist der Anteil des Bachufers, der durch verankertes Gehölz, Wurzelvegetation und Felsgestein bedeckt und geschützt ist. Dies wird als Prozentsatz des Ufers gemessen, der nicht erosiven Kräften ausgesetzt ist. Schätzen Sie einen Prozentsatz basierend auf dem gesamten Uferabschnitt. Verwenden Sie dann die Bewertungstabelle, um die Wertstratifizierung zu dokumentieren. Anpassungen können vorgenommen werden, wenn eine stärkere Erosion aufgrund der geschichteten Schichten auftritt. Bis zu fünf Punkte können für eine einzelne Schicht oder bis zu 10 Punkte für mehrere Schichten der Stratifikation hinzugefügt werden.Passt nur dann für Schichtung an, wenn mindestens eine Materialschicht erodierbar ist, beispielsweise Sanderkies. Berücksichtigt, wo sich die geschichteten Schichten in Bezug auf das Wasser befinden. Geschichtete Schichten, die deutlich oberhalb des Wassers liegen, können möglicherweise keine erosive Wirkung entfalten.Geschichtete Schichten nahe der Zehenregion können eine äußerst erosive Wirkung haben. Dies ist keine zwingende Anpassung. Addieren Sie alle Punkte, um die Gesamtbewertung B.High zu bestimmen.Sehr geringer, geringer, mäßiger, hoher, sehr hoher oder extremer Wert. Die Gesamtpunktzahl und die Bewertung in den Notizen erfassen strömungs- und uferspezifische Merkmale, beispielsweise, ob das Ufer auf der Außenseite einer Mäanderkrümmung liegt. Verklemmungen durch großes Totholz, Infrastrukturschäden, starker Benzin- oder Motorenölgeruch oder Wasserspiegelglanz.Abschnitt fünf: repräsentative Ergebnisse. Die Uferbereiche, die den Vorab-Fragebogen bestanden hatten und nicht mit unserem modifizierten BHI bewertet wurden, erhielten bei Anwendung des ursprünglichen Protokolls nach Rogan eine niedrige oder sehr niedrige Bewertung. 16 der 18 Uferbereiche, die mit beiden Protokollen bewertet wurden, erhielten dieselbe endgültige Einstufung.Diese bestimmte Bank erzielte mit dem modifizierten Protokoll eine Punktzahl von 23,0, was 0,5 unterhalb der Schwelle zwischen einer moderaten und hohen BHI-Bewertung liegt. Mit dem ursprünglichen Protokoll erzielte die Bank 31,25, was einer hohen BHI-Bewertung entspricht. Der Wert lag jedoch innerhalb von 1,25 Punkten unterhalb der Schwelle zwischen moderater und hoher Bewertung.Der geringe Unterschied in der endgültigen Bewertung lässt sich auf die Grenzschwellen innerhalb des Bewertungssystems zurückführen. Die andere Böschung mit der abweichenden BHI-Bewertung war eine verwitterte Schieferröhre, die mit dem ursprünglichen BHI-Protokoll nicht beurteilt werden konnte, da Festgestein automatisch eine sehr niedrige BHI-Punktzahl erhält. Diese Böschung fiel jedoch bereits bei der Vorauswahl durch, aufgrund fehlenden Uferkantenschutzes.Ein Böschungsanstieg von mehr als 10 Fuß mit über 50 % sichtbarem Boden und mehr als 50 % der Böschung ohne verwurzelte Vegetation. Daher war eine Bewertung mithilfe des modifizierten BHI-Protokolls erforderlich. Die endgültige Bewertung nach dem modifizierten BHI-Protokoll fiel auf „extrem“, was durch den steilen Böschungswinkel, extrem erodierbares Material, das Fehlen eines Ufergehölz-Wurzelsystems und die geringe Menge an vorhandenem Oberflächenschutz gestützt wird.Bei der Beurteilung der Gesundheit des Fließgewässers wird empfohlen, die endgültigen numerischen Werte heranzuziehen, um die Bandbreite der Ergebnisse am besten zusammenzufassen. Jede Bewertung stellt dar. Abschnitt sechs.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das modifizierte Bienenstock-Protokoll wirksam ist, um die Erosion von Bachufern zu bewerten und zu priorisieren, was bei der Erstellung von Bachpflegestrategien hilft. Aufgrund des Wegfalls des Messwerts für die volle Böschungshöhe kann unser Modell jedoch keine jährlichen Erosionsraten von Bachufern vorhersagen. Sollten jährliche Erosionsraten von Bachufern gewünscht sein, sollte eine Uferbewertung im Hinblick auf die nicht punktuellen Folgen von Sedimentmodellen durch Modifikationen durchgeführt werden.Wir haben den ursprünglichen Protokollansatz von Dr. Rogan zur Erosionsgefahrenbewertung von Ufern erfolgreich umgewidmet, um wertvolle Informationen im geomorphologischen Landschaftsraum von Nordost-Ohio zu gewinnen.

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