北東オハイオ州のStreambank浸食を迅速に評価するための河岸侵食の危険指数（BEHI）プロトコルの変更

クリーブランド・メトロパークス（Cleveland Metro Parks）は、オハイオ州北東部の河川岸浸食を迅速に評価するための、岸浸食危険指数（BHI）プロトコルの修正方法を提示します。セクション1：はじめに。河川岸の浸食は自然なプロセスですが、過度な浸食は、懸濁物質による重大な非点汚染源の原因となることがあります。コロラド州のワイルドランド・ハイドロロジー（Wildland Hydrology）に所属する著名な水文学者、デビッド・ロスキン（David Roskin）博士は、多様な指標を用いて河川岸浸食の深刻度と感受性をランク付けするBHI（Bank Erosion Hazard Index：岸浸食危険指数）を開発しました。元のBHI法は有用である一方、時間がかかり、非専門家には困難で、コロラド州南部の特定の沖積環境に限定されるという課題がありました。

オハイオ州北東部にまたがる23,000エーカーの公園システムであるクリーブランド・メトロパークスでは、土地管理と復元活動を支援するため、河岸侵食の発生源となる体積とその速度の特定を試みています。Roskinsのプロトコルに対する修正により、beehiveの手順をオハイオ州北東部の水路の地形学的設定に適応させました。さらに、市民科学のボランティアがbehiプロトコルを完遂できるように、さらなる変更が加えられました。

導入トレーニングでは、元のBEHI手順に関する詳細情報のバンクのみを評価します。『Watershed Assessment of River Stability and Sediment Supply』をご参照ください。セクション2では、BEHIプロトコルに対するRaskinの修正に関する変更について説明しています。まず、非常に低いまたは低いランクに分類される可能性が高い河岸を特定し、除外するための事前スクリーニングアンケートから開始します。

これにより、浸食の激しい箇所に重点を置くことができ、河川全体のbehi評価に要する時間とリソースを削減することが可能になります。この質問票では、オハイオ州の浸食されやすいシェール（頁岩）など、元のbeehiveプロトコルでは浸食性材料として評価されなかった非沖積の境界条件に対処することで、オハイオ州北東部とコロラド州南部の地質学的相違を考慮しています。また、決定が非常に困難なはずである満水水位を含む、河岸高比率の指標を排除したことで、河岸評価の迅速化を実現し、非専門家であっても現場での追加計算なしに正確に評価を完了できるようになりました。

バンク角度の層別化およびバンク材質の調整を除き、その他のすべての指標はパーセンテージで表示されるよう変更されました。また、これらの変更を反映させるためにスコアが調整されました。セクション3では、Roskinのオリジナルプロトコルと同様に修正されたBHI事前スクリーニング質問票を用いており、修正BHIはバンクの均一なセクションを特定することから始まります。

この区間は、勾配の変化、植生の途切れ、または河岸材料の違いによって区別されます。河岸の長さについて最小限または最大限の制限はありません。極端に長い区間は、より小さなセグメントに分割することができます。

しかしながら、これは必須ではありません。修正版behiプロトコルを完了するには、河川の区間において、以下の事前スクリーニング基準のうち2つ以上を満たしている必要があります。もし2つ以上を満たしていない場合は、浸食がほとんどまたは全く発生していないため、behiプロトコルを進めないでください。

堤防の均一な区間において、脚部に50%以下の保護が施されていますか？脚部は堤防の底部で水面と接する部分を指します。平均して、堤防保護の底部6〜8インチには、埋設された巨石、埋設された大型木質残骸、および根付いた植生が含まれています。

基盤岩はtoe protection（末端保護）としてカウントされます。ただし、基盤岩の破片を容易に砕くことができる場合は、toe protectionとはみなされません。バンクの50%以上に、0.5フィート以上の undercut（洗掘）が見られますか？

アンダーカットされた堤防は、重力やせん断応力により堤防崩壊のリスクが高くなります。堤防の50%以上に層理が見られますか。層理とは、地質学における明確に定義された水平な帯のことであり、複数の層を持つ堤防内に優先的な侵食ゾーンを生じさせる可能性があります。断面の半分以上で、堤防の高さが10 feet以上であり、かつ50%以上の土壌が露出していますか。

これは多くの場合、河岸緩衝帯が失われたことで流路の深化（インサイジング）が進んでいることを示しています。河岸の50%以上で、水中に吊り下がった根を上回るほど、河岸材を欠いた根が見られる場合、それは活発な侵食が起きていることを示唆しているでしょうか？また、河岸の50%以上に根を張った植生がない状態でしょうか？

BHI評価が必要な場合、事前審査アンケートの結果に基づき、根を張った植生が侵食力から河岸材料を保護するのに役立ちます。データシートで「はい」と回答した質問に注目してください。セクション4、修正BHIデータシート記録。

関与した人員の日付、天候、および一般地域の情報を記録します。バンク番号は、バンクの近くで評価された状態に任意に割り当てられた参照番号です。上流点と下流点でGPS座標を測定します。

堤防と流路の特徴がわかるように、両方の場所の写真を撮影します。「堤防（Bank）」とは、河川の両岸を指します。左右の判定は、下流方向を向いた状態で評価してください。

堤防の高さは、堤脚から堤頂までの測定値です。堤頂は、最初に定義可能な屈曲点と傾斜によって決定されます。堤防の長さは、評価対象となる最上流点と最下流点との間の測定値です。

最寄りのインフラまでの距離とサークルタイプを記録します。定性的な指標がある場合は、河岸材料の組成を記録してください。河岸は、さまざまな材料が混在していることがあります。

例えば、堤防の底部に頁岩があり、その上のシルト質砂に微量の礫が含まれている場合、シルト質砂はシルトよりも砂が多く含まれていることを示しています。「微量（trace）」の礫は、少量の礫が含まれていることを示します。物質の種類を分類する際は、以下の基準を使用してください。侵食性の違いを考慮して、堤防材料の調整を行うことができます。

材料の侵食性の能力に基づき、最大10ポイントを加算または減算することができます。砂に少量の礫が含まれる混合物や、微量の礫を含むシルト質砂のような材料の混合物は河川系でより頻繁に見られるため、平均的な調整を行うことがより適切です。なお、この調整は必須ではありません。

河岸の根の深さは、植物の平均的な根の深さと調査対象の堤防高さの比率をパーセンテージで表したものです。堤防の上端から下端（toe）までの垂直方向の根の深さを視覚的に推定します。例えば、根が堤防の上部にのみ生育している場合、根の深さは35%となります。堤防の土壌がない状態で垂れ下がっている根は考慮しないでください。

バンク全体に基づいた割合を推定します。次に、BHIスコアチャートを使用して、データシートにスコアを記録します。根密度とは、根の物質で構成されるバンクの量を割合として的に評価したものです。

バンク材が付着していない、宙に浮いた根は考慮しないでください。細い繊維状の根は非常に密度が高くなることがあり、大きな主根系に比べてより高い土壌保持力を提供します。バンク全体に基づいた割合を推定してください。

次に、BHIスコアチャートを参照してデータを記録します。バンク角は、つま先からバンクの頂点までの角度です。バンク角が急であるほど、重力によって大規模な崩壊が発生するリスクが高まると推定されます。

評価対象となる全セクションにわたるバンク角の平均を算出し、ストレスを決定してください。例えば、セクションの大部分が90度で、一部に110度のアンダーカットがある場合、記録される角度は約100度となります。スコアチャートを用いて、バンク全体に基づいた角度を推定し、記録値を決定してください。

地表保護とは、流木、根付いた植生、埋没物、および基盤岩によって覆われ、保護されている河岸の量を指します。これは、侵食力にさらされていない河岸の割合として測定されます。河岸全体に基づいた割合を推定してください。

次に、スコアチャートを使用して層状化の値を記録します。層状層によって浸食が進んでいる場合は、調整を行うことができます。単一の層については最大5点、複数の層状化がある場合は最大10点まで加算できます。

砂や礫などの浸食可能な材料が少なくとも1層存在する場合のみ、成層構造による調整を行ってください。成層した層が水面に対してどの位置にあるかを検討してください。水面よりも大幅に高い位置にある成層した層は、浸食効果を持たない可能性があります。

toe付近の層状構造は、極めて強い侵食効果を持つ場合があります。これは必須の調整ではありません。すべてのスコアを合計し、総合的なB.High定格を決定します。

非常に低い、低い、中程度、高い、非常に高い、または極端な記録。合計スコアと評価は、注記の記録、ストリームバンク、およびストリームバンクが曲路の外側に位置しているなどの銀行固有の状況に基づきます。大型木質残渣の集積、インフラへの被害、強い石油系モーターオイルまたは水面の油膜。

セクション5 代表的な結果。事前スクリーニング質問票を通過し、本研究の改変BHIで評価されなかった河川堤防をRoganのオリジナルプロトコルで評価したところ、「低」または「非常に低」と判定されました。両方のプロトコルで評価した18箇所の河川堤防のうち、16箇所で最終評価が一致しました。

この特定のバンクは、改訂プロトコルを用いた場合、中程度と高いBHI評価の境界値より0.5低い23.0というスコアでした。元のプロトコルを用いた場合、このバンクのスコアは31.25であり、高いBHI評価となりました。しかし、そのスコアは中程度と高い評価の境界値から1.25の範囲内にありました。

最終評価におけるわずかな差は、スコアリングシステム内のカットオフ値によるものと考えられます。BHI評価が異なったもう一方の堤岸は風化した頁岩の壁であり、基盤岩は自動的に非常に低いBHIスコアとなるため、元のBHIプロトコルでは評価できませんでした。しかし、この河岸は根脚保護（toe protection）が欠如していたため、事前スクリーニング質問票で不合格となりました。

堤防の高さが10フィートを超え、土壌の露出が50%以上であり、さらに堤防の50%以上に根を張った植生が見られませんでした。そのため、修正BHIプロトコルを用いた評価が必要となりました。修正BHIプロトコルによる最終判定は「極めて高い（extreme）」であり、これは急峻な堤防の角度、極めて侵食されやすい物質、河岸緩衝帯における根系の欠如、および地表面の保護がわずかであることに裏付けられています。

河川の総合的な健全性を評価する際は、スコアの範囲を最も適切に要約するものとして、最終的な数値スコアを検討することが推奨されます。各評価が示す内容。セクション6。

結論として、改良されたビーハイブ（beehive）プロトコルは、河川管理戦略の策定を支援するための河川岸の浸食の格付けおよび優先順位付けに有効です。しかし、バンクフル高（bank full height）の指標を削除したため、本モデルを年間の河川岸浸食率の予測に使用することはできません。修正を加えて年間の河川岸浸食率を算出したい場合は、堆積物の非点汚染影響に関する河岸評価を実施する必要があります。

我々は、Rogan博士による元の河岸浸食ハザード指数プロトコルを効果的に転用し、オハイオ州北東部の地形学的景観における有用な情報を得ました。