Name: Watershed תכנון במסגרת ניתוח תרחיש כמותי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-24T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 44 s
Description: למד תכנון הערכת אגני ניקוז באמצעות ניתוח תרחישים כמותיים. שיטה זו מאפשרת לחוקרים ומנהלי משאבים לנבא השפעות מצטברות של שימושי קרקע ולתמוך בפיתוח בר-קיימא.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מודים העוזרים שדה ומעבדה הרב שהיו מעורבים בהיבטים שונים של עבודה זו, במיוחד דונה הרטמן, אהרון מקסוול, אריק מילר, ואליסון אנדרסון. המימון למחקר זה סופק על ידי הגיאולוגי האמריקני באמצעות תמיכה מן המשרד להגנת הסביבה בארה&quot;ב (EPA) אזור III. מחקר זה פותח באופן חלקי תחת המדע כדי להשיג מספר הסכם סיוע אחוות תוצאות FP-91,766,601-0 המוענקת על ידי המשרד לאיכות הסביבה בארה&quot;ב. למרות שהמחקר המתואר במאמר זה כבר במימון המשרד לאיכות הסביבה בארה&quot;ב, זה לא היה נתון סקר העמיתים ומדיניות הנדרש של הסוכנות, ולכן לא בהכרח משקף את הדעות של הסוכנות, ולא סבה רשמית ואין להסיק קשר כזה.

<ol><li>Allan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Landscapes+and+riverscapes%3A+the+influence+of+land+use+on+stream+ecosystems%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Ecol.+Evol.+Syst%22%5BJournal%5D)">Landscapes and riverscapes: the influence of land use on stream ecosystems.</a> Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst. 35, 257-284 (2004).</li>
<li>Merovich, G. T., Petty, J. T., Strager, M. P., Fulton, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hierarchical+classification+of+stream+condition%3A+a+house-neighborhood+framework+for+establishing+conservartion+priorities+in+complex+riverscapes%5BTitle%5D)+AND+%22Freshwater+Science%22%5BJournal%5D)">Hierarchical classification of stream condition: a house-neighborhood framework for establishing conservartion priorities in complex riverscapes.</a> Freshwater Science. 32, 874-891 (2013).</li>
<li>Merriam, E. R., Petty, J. T., Strager, M. P., Maxwell, A. E., Ziemkiewicz, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scenario+analysis+predicts+context-dependent+stream+response+to+land+use+change+in+a+heavily+mined+central+Appalachian+watershed%5BTitle%5D)+AND+%22Freshwater+Science%22%5BJournal%5D)">Scenario analysis predicts context-dependent stream response to land use change in a heavily mined central Appalachian watershed.</a> Freshwater Science. 32, 1246-1259 (2013).</li>
<li>Petty, J. T., Fulton, J. B., Strager, M. P., Merovich, G. T., Stiles, J. M., Ziemkiewicz, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Landscape+indicators+and+thresholds+of+stream+ecological+impairment+in+an+intensively+mined+Appalachian+watershed%5BTitle%5D)+AND+%22J.+N.+Am.+Benthol.+Soc%22%5BJournal%5D)">Landscape indicators and thresholds of stream ecological impairment in an intensively mined Appalachian watershed.</a> J. N. Am. Benthol. Soc. 29, 1292-1309 (2010).</li>
<li>Seitz, N. E., Westbrook, C. J., Noble, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bringing+science+into+river+systems+cumulative+effects+assessment+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Impact+Asses%22%5BJournal%5D)">Bringing science into river systems cumulative effects assessment practice.</a> Environ. Impact Asses. 31, 172-179 (2011).</li>
<li>Duinker, P. N., Greig, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+importance+of+cumulative+effects+assessment+in+Canada%3A+ailments+and+ideas+for+redeployment%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Manage%22%5BJournal%5D)">The importance of cumulative effects assessment in Canada: ailments and ideas for redeployment.</a> Environ. Manage. 37, 153-161 (2006).</li>
<li>Merriam, E. R., Petty, J. T., Strager, M. P., Maxwell, A. E., Ziemkiewicz, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Landscape-based+cumulative+effects+models+for+predicting+stream+response+to+mountaintop+mining+in+multistressor+Appalachian+watersheds%5BTitle%5D)+AND+%22Freshwater+Science%22%5BJournal%5D)">Landscape-based cumulative effects models for predicting stream response to mountaintop mining in multistressor Appalachian watersheds.</a> Freshwater Science. 34, 1006-1019 (2015).</li>
<li>Duinker, P. N., Greig, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scenario+analysis+in+environmental+impact+assessment%3A+improving+explorations+of+the+future%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Impact+Asses%22%5BJournal%5D)">Scenario analysis in environmental impact assessment: improving explorations of the future.</a> Environ. Impact Asses. 27, 206-219 (2007).</li>
<li>Kepner, W. G., Ramsey, M. M., Brown, E. S., Jarchow, M. E., Dickinson, K. J. M., Mark, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrologic+futures%3A+using+scenario+analysis+to+evaluate+impacts+of+forecasted+land+use+change+on+hydrologic+services%5BTitle%5D)+AND+%22Ecosphere%22%5BJournal%5D)">Hydrologic futures: using scenario analysis to evaluate impacts of forecasted land use change on hydrologic services.</a> Ecosphere. 3, 1-25 (2012).</li>
<li>Gergel, S. E., Turner, M. G., Miller, J. R., Melack, J. M., Stanley, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Landscape+indicators+of+human+impacts+to+riverine+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Aquat.+Sci%22%5BJournal%5D)">Landscape indicators of human impacts to riverine systems.</a> Aquat. Sci. 64, 118-128 (2002).</li>
<li>McKay, L., Bondelid, T., Dewald, T., Johnston, J., Moore, R., Rea, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMcKay%2C+L+%22NHDPlus+Version+2%3A+User+Guide%22">NHDPlus Version 2: User Guide</a>. , (2012).</li>
<li>Strager, M. P., Petty, J. T., Strager, J. M., Barker-Fulton, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+spatially+explicit+framework+for+quantifying+downstream+hydrologic+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Manag%22%5BJournal%5D)">A spatially explicit framework for quantifying downstream hydrologic conditions.</a> J. Environ. Manag. 90, 1854-1861 (2009).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22WVDEP+%28Virginia+Department+of+Environmental+Protection%29.+Standard+operating+proceedures%22">WVDEP (Virginia Department of Environmental Protection). Standard operating proceedures</a>. , West Virgina Department of Environmental Protection. Charleston, West Virginia. (2009).</li>
<li>EPA-60014-79-020. USEPA. Methods for chemical analysis of water and wastes. , Environmental Monitoring Systems Support Laboratory, Office of Research and Development, US Environmental Protection Agency. Cincinnati, Ohio. (1983).</li>
<li>Merriam, E. R., Petty, J. T., Merovich, G. T., Fulton, J. B., Strager, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Additive+effects+of+mining+and+residential+development+on+stream+conditions+in+a+central+Appalachian+watershed%5BTitle%5D)+AND+%22J.+N.+Am.+Benthol.+Soc%22%5BJournal%5D)">Additive effects of mining and residential development on stream conditions in a central Appalachian watershed.</a> J. N. Am. Benthol. Soc. 30, 399-418 (2011).</li>
<li>Bisson, P. A., Nielsen, J. L., Palmason, R. A., Grove, L. E. A system of naming habitat types in streams, with examples of habitat utilization by salmonids during low streamflow. Acquisition and utilization of aquatic habitat inventory information. Proceedings of a symposium held 28-30 October, 1981. Armentrout, N. D. , Western Division of the American Fisheries Society. Bathesda, Maryland. 62-73 (1982).</li>
<li>Wentworth, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+scale+of+grade+and+class+terms+for+clastic+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Geol%22%5BJournal%5D)">A scale of grade and class terms for clastic sediments.</a> J. Geol. 30, 377-392 (1922).</li>
<li>Petty, J. T., Freund, J., Lamothe, P., Mazik, P. Quantifying instream habitat in the upper Shavers Fork basin at multiple spatial scales. Proceedings of the Annual Conference of the Southeastern Association of Fisheries and Wildlife Agencies. 55, 81-94 (2001).</li>
<li>Barbour, M. T., Gerritsen, J., Snyder, B. D., Stribling, J. B. EPA/841-B-99-022. Rapid bioassessment protocols for use in streams and wadeable rivers: periphyton, benthic macroinvertebrates, and fish. 2nd edition. , US Environmental Protection Agency. Washington, DC. (1999).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22An+introduction+to+the+aquatic+insects+of+North+America.+4th+edition%22">An introduction to the aquatic insects of North America. 4th edition</a>. Merritt, R. W., Cummins, K. W. , Kendall/Hunt Publishing Co. Dubuque, Iowa. (2008).</li>
<li>A language and environment for statistical computing. , R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria, http://www.R-project.org. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.R-project.org">http://www.R-project.org</a> (2014).</li>
<li>Crawley, M. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCrawley%2C+MJ+%22Statistics%3A+an+introduction+using+R%22">Statistics: an introduction using R</a>. , Wiley and Sons. Chichester, UK. (2005).</li>
<li>Zeileis, A., Hothorn, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnostic+Checking+in+Regression+Relationships%5BTitle%5D)+AND+%22R+News%22%5BJournal%5D)">Diagnostic Checking in Regression Relationships.</a> R News. 2, 7-10 (2002).</li>
<li>Maxwell, A. E., Strager, M. P., Yuill, C., Petty, J. T., Merriam, E. R., Mazzarella, C. Disturbance mapping and landscape modeling of mountaintop mining using ArcGIS. Proceedings of the ESRI International User Conference. , San Diego, California. (2011).</li>
<li>Gerritsen, J., Burton, J., Barbour, M. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGerritsen%2C+J+%22A+stream+condition+index+for+West+Virginia+wadeable+streams%22">A stream condition index for West Virginia wadeable streams</a>. , Tetra Tech, Inc. Owings Mills, Maryland. (2000).</li>
<li>Pond, G. J., Passmore, M. E., Borsuk, F. A., Reynolds, L., Rose, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Downstream+effects+of+mountaintop+coal+mining%3A+comparing+biological+conditions+using+family-+and+genus-level+macroinvertebrate+bioassessment+tools%5BTitle%5D)+AND+%22J.+N.+Am.+Benthol.+Soc%22%5BJournal%5D)">Downstream effects of mountaintop coal mining: comparing biological conditions using family- and genus-level macroinvertebrate bioassessment tools.</a> J. N. Am. Benthol. Soc. 27, 717-737 (2008).</li>
<li>Luo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecological+forecasting+and+data+assimilation+in+a+data-rich+era%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol.+Appl%22%5BJournal%5D)">Ecological forecasting and data assimilation in a data-rich era.</a> Ecol. Appl. 21, 1429-1442 (2011).</li>
<li>Petty, J. T., Strager, M. P., Merriam, E. R., Ziemkiewicz, P. F. Scenario analysis and the Watershed Futures Planner: predicting future aquatic condiditons in an intensively mined Appalachian watershed. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPetty%2C+JT+%22Environmental+Considerations+in+Energy+Productions%22">Environmental Considerations in Energy Productions</a>. Craynon, J. R. , Society for Mining, Metallurgy, and Exploration. Englewood, CO. 5-19 (2013).</li>
<li>Daraio, J. A., Bales, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+land+use+and+climate+change+on+stream+temperature+I%3A+daily+flow+and+stream+temperature+projections%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Water+Resour.+As%22%5BJournal%5D)">Effects of land use and climate change on stream temperature I: daily flow and stream temperature projections.</a> J. Am. Water Resour. As. 50, 1155-1176 (2014).</li>
<li>Mantyka-Pringle, C. S., Martin, T. G., Moffatt, D. B., Linke, S., Rhodes, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+and+predicting+the+combined+effects+of+climate+change+and+land-use+change+on+freshwater+macroinvertebrates+and+fish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Ecol%22%5BJournal%5D)">Understanding and predicting the combined effects of climate change and land-use change on freshwater macroinvertebrates and fish.</a> J. Appl. Ecol. 51, 572-581 (2014).</li>
<li>Piggott, J. J., Townsend, C. R., Matthaei, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Climate+warming+and+agricultural+stressors+interact+to+determine+stream+macroinvertebrate+community+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Glob.+Change+Biol%22%5BJournal%5D)">Climate warming and agricultural stressors interact to determine stream macroinvertebrate community dynamics.</a> Glob. Change Biol. 21, 1897-1906 (2015).</li>
<li>Elith, J., Leathwick, J. R., Hastie, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+working+guide+to+boosted+regression+trees%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Anim.+Ecol%22%5BJournal%5D)">A working guide to boosted regression trees.</a> J. Anim. Ecol. 77, 802-813 (2008).</li>
<li>Mattson, K. M., Angermeier, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrating+human+impacts+and+ecological+integrity+into+a+risk-based+protocol+for+conservation+planning%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Manage%22%5BJournal%5D)">Integrating human impacts and ecological integrity into a risk-based protocol for conservation planning.</a> Environ. Manage. 39, 125-138 (2007).</li>
<li>EPA 841-B-11-002. USEPA. Identifying and protecting healthy watersheds. Concepts, assessments, and management approaches. (US, U. S. E. P. A. , US Environment Protection Agency, Office of Water, Office of Wetlands, Oceans, and Watersheds. Washington, DC. (2012).</li>
<li>Merriam, E. R., Petty, J. T., Strager, M. P., Maxwell, A. E., Ziemkiewicz, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+contaminant+mixtures+in+multi-stressor+Appalachian+riverscapes%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Toxicol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Complex contaminant mixtures in multi-stressor Appalachian riverscapes.</a> Environ. Toxicol. Chem. , (2015).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

אנו מספקים מסגרת להערכה וניהול השפעות מצטברות של פעילויות מרובות וקרקעית היקוות השפיעה בכבדות. הגישה המתוארת במסמך זה כתובות זוהתה בעבר מגבלות הקשורות לניהול מערכות ימיות היקוות השפיעה בכבדות 5-6. השינוי הבולט ביותר, עיצוב הערכת פרשת מים הממוקד (כלומר, דגימה יחד דחק פרט בשילוב גרזנים) מפיק מידע מתאים גם לכימות השפעות מצטברות מורכבות בקני מידת מרחבים רלוונטיים (כלומר, בקנה מידת קו פרשת מים) באמצעות טכניקות מודלים וניתנות לפרשנות ו ישימה בקלות 3, 7<...

שינוי אנתרופוגניים של נופים טבעיים הוא בין האיומים הנוכחיים הגדולים למערכות אקולוגיות מימיות ברחבי העולם 1. באזורים רבים, השפלה המשיך בקצב הנוכחי תגרום נזק בלתי הפיך למקורות מים, ובסופו של דבר מגביל את יכולתם לספק שירותי המערכת האקולוגית יקר וחסר תחליף. לפיכך, יש צורך קריטי עבור כלים ומתודולוגיות מסוגלים לנהל מערכות מימיות בתוך היקוות פיתוח 2-3. הדבר חשוב במיוחד בהתחשב בעובדה מנהלית לעתים קרובות הם המוטל עם שימור משאבים מימיים לנוכח לחצים כלכליים ופוליטיים להמשיך בפעילות פיתוח. ניהול מערכות מימיות בתוך האזורים הפעילים בפיתוח דורש יכולת לחזות השפעות אפשריות של אותה פעילות פיתוח מוצעת במסגרת נוף טבעי קיים טרום אנתרופוגניים מייחסים 3, 4. אחד אתגרים גדולים כדי aquatמשאב ic ניהול בתוך היקוות מושפלת בכבדות הוא היכולת לכמת ולנהל מורכבות (כלומר, כתוסף או אינטראקטיביות) השפעות מצטברות של לחצים שימושיים קרקע מרובות בקני מידת מרחבים רלוונטיים 2, 5. למרות אתגרים נוכחיים, לעומת זאת, ערכות השפעות מצטברות שמתבצעות שולבו והנחיות רגולטוריות ברחבי העולם 5-6. הערכות פרשת מים ממוקדות שנועדו לדגום המגוון הרחב של תנאים ביחס ללחצים שימושיים קרקע רבים יכולים לייצר נתונים מסוגלים דוגמנות השפעות מצטברות מורכבות 7. יתר על כן, שילוב מודלים כאלה בתוך מסגרת ניתוח תרחיש [הצופה שינויים אקולוגיים תחת מגוון של פיתוח מציאותי או מוצע או ניהול פרשת מים (שיקום קל) תרחישים] יש הפוטנציאל לשפר את ניהול משאבי מים מאוד בתוך אגנים 3 השפיעו בכבדות, 5, 8 -9. השינוי הבולט ביותר, ניתוח תרחיש מספקמסגרת להוספת אובייקטיביות ושקיפות החלטות ניהוליות על ידי שילוב מידע מדעי (יחסים אקולוגיים מודלים סטטיסטיים), מטרות רגולציה, ואת בעלי העניין צריכה למסגרת אחת קבלת החלטות 3, 9. אנו מציגים מתודולוגיה להערכה וניהול השפעות מצטברות של פעילויות מרובות שימוש בקרקע במסגרת ניתוח תרחיש. אנחנו ראשונים מתארים כיצד לכוון לאתרים כראוי להוספה באמצעות הערכת פרשת המים המבוססת על לחצים שימוש בקרקע ידועים. אנו מתארים טכניקות שדה ומעבדה לקבלת נתונים על ההשפעות האקולוגיות של פעילויות שימושיות קרקע מרובות. נתאר בקצרה טכניקות מודלים לייצור דגמי השפעות מצטברות מבוסס נוף. לבסוף, אנו דנים כיצד לשלב מודלים השפעות מצטברות בתוך מסגרת ניתוח תרחיש להדגים את התועלת של מתודולוגיה זו בסיוע להחלטות רגולטוריות (למשל, המתיר ומנוחהנאום) בתוך מים ממוקשים באופן אינטנסיבי בווירג&#39;יניה המערבית.

<table><tbody><tr><td>ערכת דגימה הפוכה רפויה</td><td>Wildco</td><td>3-425-N56</td><td></td></tr><tr><td>HDPE צנצנות מרובעות US</td><td>Plastic Corp</td><td>66188</td><td>32 אונקיות; לאחסון דגימות חסרי חוליות קבועות ומורכבות</td></tr><tr><td>אתיל אלכוהול 190 הוכחה</td><td>PHARMCO-AAPER</td><td>111000190</td><td>לקיבוע ואחסון דגימות חסרי חוליות</td></tr><tr><td>5 אינץ' על 20 אינץ'. רשת תת-דגימה של מקרו-חסרי חוליות</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>לא ניתן לרכוש פריט זה ויש לייצר אותו בבית</td></tr><tr><td>סטריאומיקרוסקופ Stemi 2000 עם מעמד C LED</td><td>ZEISS</td><td>000000-1106-133</td><td>למיון וזיהוי מקרו-חסרי חוליות</td></tr><tr><td>Thermo Scientific Nalgene מחזיקי מסננים לשימוש חוזר עם מקלט</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>09-740-23A</td><td></td></tr><tr><td>Immobilon-NC ממברנת העברה</td><td>Millipore</td><td>HATF04700</td><td>ללא טריטון, תוספי תאית מעורבים, 0.45&nbsp; &#956; מ', 47&nbsp; מ"מ, דיסק</td></tr><tr><td>Actron משאבת ואקום ערכת דימום בלם</td><td>חלקי חילוף לרכב מתקדמים</td><td>CP7835</td><td></td></tr><tr><td>תמיסת חומצה חנקתית</td><td>HACH</td><td>254049</td><td>1:1, 500&nbsp; מ"ל</td></tr><tr><td>בקבוקי פה רחב NDPE מלבני</td><td>תומס סיינטיפיק</td><td>1229Z38</td><td>250 מ"ל; לאיסוף דגימות מים</td></tr><tr><td>650 תצוגה מרובת פרמטרים, זיכרון סטנדרטי</td><td>Fondriest Environmental</td><td>650-01</td><td></td></tr><tr><td>600XL Sonde עם חיישן טמפרטורה/מוליכות</td> חבילת חיץ כיול <td>pH 065862</td><td></td><td></td>סביבתי</tr><tr><td></td><td>Fondriest Environmental</td><td>603824</td><td>2 ליטר כל אחד מתקן מוליכות pH 4, 7 ו-10</td></tr><tr><td></td><td>Fondriest Environmental</td><td>065270</td><td>1 ליטר, 1,000 ומיקרו; S</td></tr><tr><td>Flo-Mate 2000</td><td>TTT Environmental</td><td>2000-11</td><td></td></tr><tr><td>Keson אנגלית / מטרי סליל פתוח פיברגלס סרט</td><td>יערות ספקים</td><td>40025</td><td>300'/100 m</td></tr><tr><td>ArcGIS 10.3.1</td><td>ESRI</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

watershed תכנון במסגרת ניתוח תרחיש כמותי

Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework

יש צורך קריטי עבור כלים ומתודולוגיות מסוגלים לנהל מערכות מימיות בתוך היקוות השפיעה בכבדות. מאמצים נוכחיים לעתים קרובות נופלים כתוצאת מאי יכולת לכמת ולחזות השפעות מצטברות מורכבות של תרחישי שימוש בקרקע נוכחיים ועתידיים בקני מידת מרחבים רלוונטיים. המטרה של כתב היד הזה היא לספק שיטות לניהול הערכת פרשת מים ממוקד המאפשרת מנהלי משאבים לייצר מודלי השפעות מצטברות מבוסס נוף לשימוש בתוך מסגרת ניהול ניתוח תרחיש. אתרים נבחרים ראשון להוספה באמצעות הערכת פרשת מים על ידי זיהוי אתרים שנכללים יחד הדרגתי עצמאי ושילובים של לחצים ידועים. שדה וטכניקות מעבדה משמשות לאחר מכן כדי להשיג מידע על, פיזי, כימי השפעות ביולוגיות של פעילויות שימושיות קרקע מרובות. ניתוח רגרסיה לינארית מרובה לאחר מכן נעשה שימוש כדי לייצר מודלי השפעות מצטברות מבוסס נוף לניבוי אקווהתנאי טיק. לבסוף, שיטות לשילוב דגמי השפעות מצטברים בתוך מסגרת ניתוח תרחישים עבור מנחים את הניהול והחלטות רגולטוריות (למשל, מתיר והפחתה) בתוך היקוות פעילה בפיתוח נדונות הדגימו 2-אגני משנה בתוך אזור כריית ההר של האפלאצ&#39;ים מרכזי. גישת הערכת וניהול פרשת מים בתנאי שימוש מאפשרת למנהלי משאבים שתקל על פעילותם כלכלית ופיתוח תוך שמירה על משאבי מים והפקת הזדמנות להטבות אקולוגיות נטו באמצעות תיקון ממוקד.

ארבעים 1: 24,000 catchments NHD נבחר כאתרי מחקר בתוך נהר פחם, וירג&#39;יניה המערבית (איור 2). אתרי לימוד נבחרו span השפעה נעה בין כריית שטח (שטח קרקע% 24), פיתוח מבני מגורים [צפיפות מבנה (no./km 2)], ו כרייה תת קרקעית [מערכת חיסול פריק זיהום לאומי צפיפות היתר (NPDES) (לא. / ק&quot;מ 2)] כך שכל פעילות שימושי קרקע גדולה התרחשה הן בבידוד בשילוב במידת האפשר (איור 3). בכל אתר, נתונים על ...

יש צורך קריטי עבור כלים ומתודולוגיות מסוגלים לנהל מערכות מימיות לנוכח תנאים עתידים לא בטוחים. אנו מספקים שיטות לניהול הערכת פרשת מים ממוקד המאפשרת מנהלי משאבים לייצר מודלי השפעות מצטברות מבוסס נוף לשימוש בתוך מסגרת ניהול ניתוח תרחיש.

Watershed תכנון במסגרת ניתוח תרחיש כמותי

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems within heavily impacted watersheds. Current efforts often fall ...

המטרה הכללית של מתודולוגיה זו היא לספק לחוקרים ולמנהלי משאבים מסגרת לגישה ולניהול מערכות מימיים בתוך אגני ניקוז הנמצאים בפיתוח פעיל ומושפעים מפעילויות שימוש רב-גוניות בקרקע. גישת תכנון הערכת אגן הניקוז המתוארת בסרטון זה תועיל לחוקרים ולמנהלי משאבים מימיים בכך שתאפשר אפיון וחיזוי של השפעות מצטברות הקשורות למספר פעילויות שימוש בקרקע. יתרון מרכזי של טכניקה זו הוא שהיא משלבת מסגרת ניתוח מצטבר בתוך מסגרת ניתוח תרחישי מרחב GI.דבר זה מאפשר למנהלים לגשת באופן אינטראקטיבי לתוצאות של החלטות רגולטוריות, כגון מתן היתרים ומיתון. לדוגמה, הגישה המוצגת מאפשרת להקל הן על פעילות כלכלית והן על פעילות פיתוח, תוך יצירת תועלת למערכות אקולוגיות מימיות באמצעות שיקום ממוקד של גורמי עקה אחרים. כהכנה, בחרו מדדים מבוססי נוף של פעילויות שימוש דומיננטיות בקרקע בתוך אגן הניקוז המיועד, כגון מאפייני כיסוי קרקע מתוך ה-National Land Cover Database.לאחר מכן, פתח ב-GIS את קובץ תחומי הניקוז (catchment) של ה-NHD עבור האזור המיועד. לפני תחילת הסיכום, ודא שלכל תחומי ניקוז יש מזהה ייחודי. כדי להתחיל, הקצה נתוני שימוץ קרקע וקטוריים לכל פוליגון של תחומי ניקוז.השתמש בכלי tabulate intersection כדי לחשב מאפייני נוף עבור כל ת这个问题אגון. בחר בשכבת אגני הניקוז (catchments) כמאפיין אזור הקלט (input zone feature), במזהה הייחודי כשדה האזור (zone field), ובנתוני שימושי קרקע וקטוריים כמאפיין מחלקה לקלט (input class feature). לאחר מכן, הקצה את נתוני שימושי הקרקע של הרסטר לכל אגן ניקוז.השתמש בכלי Tabulate Area כדי לחשב את המאפיינים עבור כל אגן ניקוז. בחר בשכבת אגן הניקוז כנתוני אזור התכונה (feature zone data), במזהה הייחודי כשדה האזור (zone field), ובסט נתוני כיסוי הקרקע כראסטר הקלט. כעת, בצע הצמדה (join) של מאפייני שימושי הקרקע שחושבו לשכבת אגן הניקוז.לחץ לחיצה ימנית על שכבת תחומי הניקוז (catchment layer) בתוכן העניינים. בתיבת הדו-שיח, בחר ב-"joins and relates" ולאחר מכן ב-"join". בחר את פלט הווקטור המטובל (tabulated vector output) כטבלה לחיבור, ולאחר מכן בחר את המזהה הייחודי של תחומי הניקוז (catchment unique identifier) כשדה שעליו יתבסס החיבור.חזור על שלב זה כדי לחבר את פלט הרסטר המטבולי. לאחר מכן, צבור את כל מאפייני הנוף ושדה השטח עבור כל תפסית באמצעות סקריפט אוטומטי. שלב זה מחשב את השטחים הכוללים של אגני הניקוז במעלה הזרם ואת מאפייני הנוף, וניתן לבצעו עבור תפסיות NHD בקנה מידה של 1 עד 100,000 באמצעות כלי הקצאת ומצברת המאפיינים של התפסית.בחרו אגני ניקוז של NHD כאתרי מחקר על בסיס מאפייני הנוף שלהם. ראשית, צרו תרשים פיזור של כל אגני הניקוז של ה-NHD ביחס לערכים המצטברים של פעילויות שימושי קרקע עיקריות. בחרו כ-40 אגני ניקוז כאתרי מחקר בתוך כל אגן ניקוז בעל קוד יחידה הידרולוגית בן שמונה ספרות.אתרים אלו צריכים לייצג את מלוא טווח ההשפעות של פעילויות שימושי הקרקע הדומיננטיות הנמצאות בתוך אגן הניקוז המיועד. בחרו אתרים בתוך מדרגי גורמי לחץ (stressor gradients) עצמאיים, שהם אתרים המושפעים מפעילות בודדת של שימוש בקרקע. כמו כן, בחרו אתרים עם שילובים של גורמי לחץ המושפעים ממספר פעילויות שימוש בקרקע.וודאו שהאתרים מפוזרים היטב באגן הניקוז ושהם בלתי תלויים זה בזה ביחס לניקוז במורד הזרם. וודאו שלאתרים הנמצאים בתוך כל מדרג של גורמי לחץ בודדים או משולבים יש גם שטחי אגן ממוצעים דומים. בשטח, הגדירו את קטע הדגימה כפי 40 ממרוח הערוץ הפעיל, באורך מקסימלי של 300 מטרים ומקסימלי של 150 מטרים.התחילו באיסוף דגימות מים. בחרו מים זורמים המאפיינים את כל אתר הדגימה. ראשית, קבלו מדידות רגעיות של חמצן מומס, מוליכות סגולית, טמפרטורה ו-pH, באמצעות חיישנים ידניים.בשלב הבא, אספו דגימה מסוננת. ראשית, שטפו את ציוד הסינון במים דה-יוניים. לאחר מכן, סננו 250 milliliters של מים לצורך ניתוח של מתכות מומסות, וקבעו את ה-pH של הדגימה לערך נמוך משתיים כדי להבטיח שהמתכות יישארו מומסות בתמיסה.בשלב הבא, אספו 250 milliliters של מים לא מסוננים על ידי טבילה מלאה של בקבוק דגימה בעמוד המים. לחצו בעדינות על הבקבוק כדי להוציא את שאריות האוויר ובמקביל סגרו את בקבוק הדגימה עם הפקק. במידת הצורך, קבעו את הדגימה ל-pH נמוך משניים כדי להשבית פעילות ביולוגית שעלולה להשפיע על האנליטים.בחרו את האנליטים בהתאם לפעילויות שימושי הקרקע המקומיים. אספו ביקורת שלילית פעם אחת במהלך כל אירוע דגימה, תוך ביצוע כל פרוטוקולי דגימת המים כדי להשיג דגימות של מים דה-יוניים. זאת כדי להבטיח שאין זיהום צולב בין אתרי הדגימה.יש לאחסן את כל דגימות המים בטמפרטורה של ארבע מעלות צלזיוס. הפרוצדורה הבאה היא מדידת ספיקת המים בכל אחד מאתרי הדגימה. לשם כך, יש לחלק תחילה את רוחב הנחל (בנקודות שניתן להגיע אליהן בהליכה) למקטעים שווים באמצעות מוט מדידת עומק, למדוד את העומק כמרחק מקרקעית הנחל לפני השטח של המים, ולאחר מכן, באמצעות מד זרימה, למדוד את מהירות המים בעומק של 60% מעומק המים.כעת, חשבו את הספיקה כסכום של כל המכפלות של המהירות, העומק והרוחב בכל חתך. כדי לדגום את המאקרו-אינוורטברטים (בעלי חסרי חוליות מאקרוסקופיים) בכל אתר, קחו דגימות בעיטה (kick samples) מארבעה רפילס (riffles) נפרדים המפוזרים לאורך כל מקטע הדגימה. בכל מיקום, הניחו את רשת הדגימה בניצב לזרם הנחל, ובעזרת הרגל, השפיעו על שטח של 50 סמ"ר מיד במעלה הזרם כדי לאסוף חומר בתוך רשת הדגימה.לאחר איסוף ארבעת הדגימות, יש לאחד אותן ולשמרן באופן מיידי ב-95% ethanol. הפרוצדורה הבאה היא מדידת איכות ומורכבות בית הגידול הפיזי לאורך קטע הנחל, על ידי ביצוע מדידות בנקודות במרווחים שווים לאורך ה-thalweg, שהוא המיקום בערוץ הנחל שבו הזרימה היא המהירה ביותר. לבסוף, יש לספור את כל חלקי העץ הגדולים (large woody debris) בתוך הערוץ הפעיל.בצעו דגימה משנית של האורגניזמים הכלולים בכל דגימת מאקרו-אינוורטברטים שהושגה באתר הבדיקה. העבירו את כל הדגימה המרוכבת למגש מיון משובץ של 100 אינץ' רבוע, והקצו באופן אקראי לכל אינץ' רבוע ברשת מספר בין 1 ל-100. הסירו אורגניזמים ושאריות ממיקום רשתי שנבחר באופן אקראי, ובאמצעות מיקרוסקופ סטריאו, ספרו וזהו את כל האורגניזמים.המשיכו לספור ולזהות אורגניזמים ממיקומי רשת שנבחרו באופן אקראי, עד שמספר הפרטים הממוינים הכולל יהיה בין 160 ל-240. זהו את האורגניזם לרמת הסוג באמצעות מפתח לזיהוי מאקרו-אינוורטברטים. לאחר מכן, רכזו את נתוני השכיחות ברמת הסוג למדדי קהילה שישמשו כמשתני תגובה למודלים סטטיסטיים.משתנים אלו כוללים עשירות כוללת ואחוז EPT. לאחר שימוש בנתונים לבניית מודלים סטטיסטיים המנבאים את התנאים הפיזיים, הכימיים והביולוגיים, השתמש בתוכנת ה-GIS כדי להציג את התחזיות באופן ויזואלי. ראשית, חבר את התחזיות לאגני הניקוז של ה-NHD.לחץ קליק ימני על שכבת ה-catchments בלוח התוכן, בחר ב-joins and relates ולאחר מכן ב-join. בחר את model predictions כטבלה לחיבור ובחר את המזהה הייחודי של ה-catchment כשדה שעליו יתבסס החיבור. לאחר מכן, לחץ קליק ימני על שכבת ה-catchments ובחר ב-properties.בתיבת הדוialog של מאפייני השכבה, לחצו על לשונית הסימבולוגיה (symbology) ובחרו ב-quantities. בחרו בערך החזוי הרלוונטי כשדה הערכים ולחצו על apply. במידת הצורך, השתמשו באפשרות classify כדי לשנות ידנית את ערכי הטווח כך שיתאימו לקריטריונים אקולוגיים מוכרים.כעת, בצעו ניתוח תרחישים. עדכנו את סט נתוני הנוף הנוכחי על ידי עריכה ישירה של טבלת התכונות של שכבות תחומי הניקוז באמצעות פונקציית מחשבון השדות. לדוגמה, שנו תחומי ניקוז שהיו בעבר מיוערים לכיסוי קרקע של אתרי כרייה.משתמשים יכולים גם לערוך מספר מעייות (catchments) כדי לכמת השפעות סבירות של פעילויות מרובות המתרחשות במערכות מרחביות רחבות. אפשרות עריכה נוספת שאינה מוצגת כאן היא עריכת מערכי נתוני נוף מקוריים בפורמט וקטורי או רסטרי. כעת, באמצעות הפרוצדורות שכבר הוצגו, הקצו מחדש וצברו מחדש את מאפייני שימושי הקרקע המעודכנים עבור כל מעייות ה-NHD.חזאי את התנאים בתוך הנחל כפונקציה של מערך נתוני הנוף המעודכן והצג חזותית את התנאים החזויים. נבחרו אגני נבירה של NHD בקנה מידה של 41 עד 24,000 כאתרי מחקר בתוך ה-Coal River, West Virginia. אתרי המחקר נבחרו כדי להקיף מגוון של השפעות, כולל כרייה עילית, פיתוח מגורים וכריה תת-קרקעית.לאחר איסוף הנתונים ובניית המודלים הסטטיסטיים, נותחו שתי תתי-אגני ניקוז בעלי כרייה שטחית דומה עבור תרחישים שונים של פיתוח שימושי קרקע והפחתת נזקים. מה שמבדיל את נחל Drawdy Creek מנחל Laurel Fork הוא ש-Drawdy Creek מושפע ממבני מגורים ומכרייה תת-קרקעית. ניתוח התרחישים העלה כי Laurel Fork יכול לספוג עלייה של 21% בכיסוי קרקע של כרייה שטחית או 22 מבני מגורים לפני שתתרחש פגיעה ביולוגית.בטרם תתרחש פגיעה כימית, נחל Laurel Creek יוכל לספוג עלייה של 14% בשטחי כרייה פתוחה או שמונה מכרות תת-קרקעיים. לעומת זאת, התחזית עבור זרימת נחל Drawdy Creek היא שתחרוג הן מהקריטריונים הכימיים והן מהקריטריונים הביולוגיים, ולפיכך נבחנו תרחישי הפחתה. לא מיתון מלא של השפעות הפיתוח למגורים ולא מיתון מלא של כרייה תת-קרקעית היו מספיקים כדי לעמוד בקריטריונים הביולוגיים או הכימיים.במקום זאת, נחזה כי כדי להביא את זרימת הניקוז של Drawdy Creek לעמידה בקריטריונים ביולוגיים וכימיים, יהיה צורך לצמצם את השפעות הפיתוח למגורים והכרייה התת-קרקעית ב-94% ו-75% בהתאמה, כפי שסומן באמצעות הקווים המקווקווים. גישה זו נותנת מענה למגבלות שזוהו בעבר בהקשר של ניהול מערכות מימיות ואגני ניקוז הנמצאים בפיתוח פעיל. ראוי לציין כי הערכת אגן הניקוז הממוקדת מייצרת נתונים המסוגלים לכמת השפעות מצטברות מורכבות בקני מידה מרחביים רלוונטיים, והיא משלבת מודלים עם יכולות GIS קיימות כדי ליצור מסגרת לניתוח תרחישים שהיא קלה לפירוש וליישום.יהיה חשוב עבורנו לשלב מתודולוגיה זו במסגרת של ניהול אדפטיבי, שבה נגדיר תחזיות ולאחר מכן נבחן פעילויות ניהול לאורך זמן, ובמיוחד בהמשך, נבקש לשלב את השפעות שינויי האקלים ולהטמיע השפעות אלו במודלי התרשאיות העתידיים שלנו. מסגרת זו ישימה על אזורים ואגני ניקוז המושפעים מכל מספר של פעילויות שימוש קרקעי, וניתן להשתמש בה לשימור משאבים מימי אל מול לחצים סוציו-כלכליים ופוליטיים להמשך פעילויות פיתוח.

watershed-planning-within-a-quantitative-scenario-analysis-framework

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

עבודה זו ממחישה את שילוב של מודל איכות מים עם מרכיב ייעול ניצול אלגוריתמים אבולוציוניים לפתור עבור מיקום אופטימלי (הנמוך ביותר עלות) של שיטות שימור חקלאיות לסדרה מוגדרת של יעדים לשיפור איכות מים. הפתרונים מופקים באמצעות גישה רבה אובייקטיבית, המאפשר לכימות מפורש של פשרות.

אופטימיזציה למרחבי Multiobjective של שיטות שימור חקלאיות באמצעות מודל SWAT ואלגוריתם אבולוציונית

עם התקדמות הטכנולוגיה ועם עליית שתסכים הציפיות, הגבירה הצורך ואת השימוש נתונים ברזולוציה הטמפורלית גבוה יותר עבור מזהמים עומס שערוך. פרוטוקול זה מתאר שיטה לניטור רציף בחיי עיר המים איכות כדי לקבל נתונים ברזולוציה הטמפורלית גבוה יותר עבור מים מושכלת החלטות ניהול משאבים.

Instream רציף ניטור של חומרים מזינים, משקעים ב פרשות מים לחקלאות

חומרים מזינים מתנה בצורת חלקיקים יכול לתרום באופן משמעותי עומסי הכוללת במים חקלאית ניקוז. מחקר זה מתאר שיטה כדי ללכוד חלקיקים מן החווה תעלת ניקוז ומים משוקלל זרימה מעל לכל אורך האירוע ניקוז.

לכידת משוקלל זרימת מים, חלקיקים מן התעלות חקלאית במהלך אירועים ניקוז

נוף תהליכים רכיבים קריטיים היווצרות הקרקע, תפקיד חשוב בקביעת קרקע, מבנה מרחבי של נופים. אנו מציעים גישה חדשה באמצעות רגרסיה stepwise גורמים ראשיים כדי לחזות לחלוקת קרקע ואת פחמן אורגני אדמה מעבר סולמות מרחביים שונים.

השימוש של הרכיבים העיקריים עבור קנה מידה את סימון שבילים מודלים למיפוי פחמן אורגני הפצה אדמה וקרקע

שיטת phenotyping כבידתית זו, טלמטרית, שלם, בעלת תפוקה גבוהה, מאפשרת מדידות ישירות ובו-זמנית בזמן אמת, כמו גם ניתוח של תכונות פיזיולוגיות מרובות הקשורות לתפוקה הכרוכות באינטראקציות דינמיות בין הצמח לסביבת הצמח.

פלטפורמה טלמטרית, כבידתית ל Phenotyping פיזיולוגי בזמן אמת של אינטראקציות צמח-סביבה

פרוטוקול זה מתאר שיטות להשגת מקדמי משוואת זרימת זרם עבור סכר חריץ V בתוך מבנה בקרת ניקוז באמצעות (1) הליך כיול מעבדה ו-(2) כלי מקוון, "מחשבון מקדמי משוואת זרימת זרם", שפותח על ידי המחברים. שיטות אלה חלות על זרימות הכלולות בזרימות חריץ V וזרימות מעל.

פרמטריזציה של משוואות זרם V-notch לניטור זרימה במבנה בקרת ניקוז

מערכות בנויות לטיפול בביצות שימשו במשך עשרות שנים לטיפול בשפכים, אך היישום שלהן לטיפול במים המושפעים מתהליך חולות הנפט הוא חדש יחסית. כדי לחקור את הפוטנציאל הזה, מתוארים תכנון מזוקוסמוס של זרימת פני השטח ושיטות ניסוי. גישה זו נועדה לשפר את ההבנה שלנו לגבי פרמטרי עיצוב מרכזיים ולשפר את יעילות הטיפול.

תכנון ביצות בנוי בקנה מידה מזוקוסמוס לטיפול בשפכים

שיטה לקביעת תכולת חומצות שומן והרכב באצות המבוססות על הפרעה מכאנית של תאים, מיצוי שומנים מבוסס ממס, transesterification, וכימות וזיהוי של חומצות שומן באמצעות גז כרומטוגרפיה מתוארת. תקן פנימי tripentadecanoin משמש כדי לפצות על ההפסדים האפשריים בחילוץ וtransesterification שלם.

ניתוח התוכן של חומצות שומן והרכב בMicroalgae

אנו מספקים טכניקה לשימור פלום עצים שלם והכנתו לתצפית.  אנו יוצרים מנגנון שנקרא כריך פלואם שמאפשר החדרה והתבוננות בפרוקי רגליים, מיקרובים ואורגניזמים אחרים שמאכלסים רקמות פלום.

טכניקת לימוד של פרוקים-רגליים וקהילות חיידקים בתוך רקמות עץ

סימולטור גשמים שימש להחיל שיעור של גשמים אחידים לתיבות אדמה ארוזות במחקר של גורל ההובלה של אוריאה, זיהום סביבתי מקור Nonpoint עקבי. בתנאי קרקע וכמות משקעים אחידים, תוכן לחות קרקע קודם שהפעיל שליטה חזקה על אובדן אוריאה בניגר עילי.

פרוטוקול לעריכת סימולציה גשם לחקר ניגר קרקע

למד תכנון הערכת אגני ניקוז באמצעות ניתוח תרחישים כמותיים. שיטה זו מאפשרת לחוקרים ומנהלי משאבים לנבא השפעות מצטברות של שימושי קרקע ולתמוך בפיתוח בר-קיימא.

Watershed תכנון במסגרת ניתוח תרחיש כמותי

גלה סרטונים נוספים