تعديل مؤشر (الباهي) بروتوكول البنك تآكل المخاطر للتقييم السريع للStreambank تآكل في شمال شرق أوهايو
Summary
Streambank erosion potential can be evaluated and ranked using David Rosgen’s Bank Erosion Hazard Index (BEHI), however this protocol has significant limitations. Here we present protocol modifications to address time constraints, allow nonprofessionals to complete accurate assessments, and account for non-alluvial stream conditions in Northeast Ohio.
Abstract
Understanding the source of pollution in a stream is vital to preserving, restoring, and maintaining the stream’s function and habitat it provides. Sediments from highly eroding streambanks are a major source of pollution in a stream system and have the potential to jeopardize habitat, infrastructure, and stream function. Watershed management practices throughout the Cleveland Metroparks attempt to locate and inventory the source and rate the risk of potential streambank erosion to assist in formulating effect stream, riparian, and habitat management recommendations. The Bank Erosion Hazard Index (BEHI), developed by David Rosgen of Wildland Hydrology is a fluvial geomorphic assessment procedure used to evaluate the susceptibility of potential streambank erosion based on a combination of several variables that are sensitive to various processes of erosion. This protocol can be time consuming, difficult for non-professionals, and confined to specific geomorphic regions. To address these constraints and assist in maintaining consistency and reducing user bias, modifications to this protocol include a “Pre-Screening Questionnaire”, elimination of the Study Bank-Height Ratio metric including the bankfull determination, and an adjusted scoring system. This modified protocol was used to assess several high priority streams within the Cleveland Metroparks. The original BEHI protocol was also used to confirm the results of the modified BEHI protocol. After using the modified assessment in the field, and comparing it to the original BEHI method, the two were found to produce comparable BEHI ratings of the streambanks, while significantly reducing the amount of time and resources needed to complete the modified protocol.
Introduction
تآكل Streambank هو عملية طبيعية. ومع تآكل المفرط يمكن أن تسهم كمية كبيرة من التلوث عن مصادر غير ثابتة في شكل الرواسب العالقة 2. زيادة الرواسب العالقة يؤثر على جودة المياه، والمادية، والوظائف البيولوجية للتيار 3. يمكن التأثيرات البشرية تؤثر بشكل كبير تآكل streambank، وزيادة كبيرة في كميات الترسبات 4، لا سيما في النظم الحضرية حيث هناك زيادة في جريان مياه الأمطار والأسطح منيع 5. يمكن الأحمال الرواسب أعلى تؤثر سلبا على نوعية المياه والنظم الإيكولوجية من تيارات 6. ممارسات إدارة مستجمعات المياه في جميع أنحاء كليفلاند Metroparks محاولة لتحديد مكان والمخزون المصدر ومعدل خطر محتمل تآكل streambank للمساعدة في استراتيجيات الإدارة الفعالة، وكذلك في تيار، المشاطئة، واستعادة الموائل.
ديفيد Rosgen، مع البراري الهيدرولوجيا، وضعت تآكل البنكمؤشر الخطر (الباهي)، الذي يقيم قابلية تآكل streambank على تيار تصل على أساس مزيج من 7 عدة متغيرات erodibility. الباهي تستخدم مجموعة متنوعة من المؤشرات لتصنيف شدة واحتمال تآكل streambank، بما في ذلك المواد البنوك، والطبقات، وعمق الجذور وكثافة، زاوية بنك، وارتفاع نسبة ارتفاع bankfull البنك ل، ومقدار الحماية سطح الحاضر. تقييم الباهي يعين القيمة العددية التي تتطابق مع تصنيف الباهي العام (منخفض جدا، منخفض، معتدل، عالية، عالية جدا، أو المدقع)، لstreambank وجه الخصوص. لقد كان هذا البروتوكول فعالة في تقييم المحتملين تآكل streambank 8-10 ويمكن استخدامها جنبا إلى جنب مع التقييمات الأخرى نوعية المياه والسكن. وقد ثبت Streambanks اظهار تصنيف الباهي عالية لتتوافق المجتمعات macroinvertebrate إلى أقل تنوعا وأقل استقرارا، تتكون أساسا من أنواع الانتهازية 11. على الرغم من أن الأصلي الباهي طريقة طليالي مفيدة، يمكن أن يكون وقتا طويلا جدا، من الصعب على غير المتخصصين، وتقتصر على المناطق الجيومورفولوجية محددة، مصممة خصيصا لظروف تيار الغرينية 12.
وكانت التعديلات على هذا البروتوكول اللازمة لمعالجة هذه المعوقات. وقد تم تطوير "استبيان فحص ما قبل" (الشكل 1) لتحديد وإزالة streambanks التي من المرجح أن تحتل مرتبة منخفضة جدا أو منخفضة، وبالتالي التركيز التقييم على المناطق تآكل أعلى، وخفض كمية الوقت والموارد المطلوبة لإجراء الباهي التقييم على تيار بأكمله. ويتناول الاستبيان أيضا اختلافات بين الظروف الجيولوجية تيار الغرينية وغير الغرينية ينظر في شمال شرق أوهايو، مثل erodible غاية الصخر حجر الأساس 13، والتي لن يتم تقييمها كمادة erodible على أساس بروتوكول الباهي الأصلي. القضاء على دراسة البنك ارتفاع نسبة متري بما في ذلك مرحلة bankfull، التي يمكن أن تكونمن الصعب جدا تحديد، سمح لتقييم streambank أسرع وغير المهنيين لاستكمال تقييم التدريب التمهيدي. واستند هذا القضاء على دراسة نسبة البنك الطول على إجراء الباهي المعدلة التي وضعتها جو راثبون في ميشيغان وزارة جودة البيئة 14. للقضاء على ضرورة لإجراء العمليات الحسابية إضافية في هذا المجال، وأعرب عن مقاييس أخرى كنسبة مئوية باستثناء زاوية البنك، والتقسيم الطبقي وتعديلات المواد البنك. وأعرب في البداية كثافة الجذر كما في المئة من التربة تتكون من الجذور حيث يتم تمديد الجذور. وقد تضاعف هذا من عمق الجذر لحساب ارتفاع البنك بأكمله؛ ولكن نحن استبدال هذا مع تقدير بسيط من كثافة جذور في البنك بأكمله. وقدمت يسجل تعديلات على نظام الباهي التهديف الأصلي من أجل حساب للقضاء على دراسة البنك ارتفاع نسبة متري والنسب المئوية التقديرية. كما هو موضح في الباهي الأصليتم تحويل بروتوكول المقاييس قياس لتقييم المخاطر من 1-10 (10 يجري على أعلى مستوى من المخاطر). تصنيفات المخاطر 1-10 تتوافق مع خطر تصنيفات منخفضة جدا، وانخفاض، معتدل، عالية، عالية جدا، وتآكل الشديد المحتملين. تم تأسيس هذه العلاقات على أساس كتالوج الملاحظات الميدانية 10. في بروتوكول الباهي تعديل، تم طرح عشرات لدراسة البنك ارتفاع نسبة متري من النظام الباهي التهديف الأصلي لتعكس مجموع الدرجات جديدة وتصنيفات المخاطر (الشكل 2). هذه التعديلات تعالج أوجه القصور في بروتوكول الباهي الأصلي في شمال شرق أوهايو وساعدت في الحفاظ على الاتساق والحد من التحيز المستخدم.
تم استخدام بروتوكول الباهي المعدلة لتقييم عدة تيارات أولوية عالية داخل كليفلاند Metroparks. تم إجراء تقييم الباهي الأصلي تدريب الموظفين كليفلاند متروبرك، على طول مجرى للتأكد من فعالية من التعديلات في هوية منذfying streambanks مع ارتفاع معدلات التعرية. يستخدم بروتوكول الباهي تعديلها من قبل المهنيين والمتطوعين والموظفين، والطلاب لتقييم تآكل streambank في جميع أنحاء كليفلاند Metroparks.
Protocol
Representative Results
Discussion
The most critical steps for accurate completion of the modified BEHI protocol are to: correctly identify a uniform section of streambank to assess, if the streambank length has too much variability it is best to separate and assess smaller segments to accurately capture the erodibility of the streambank; complete the Pre-Screening Questionnaire to confirm that a BEHI assessment should be completed on that streambank, if there is uncertainty in whether a bank passes the Pre-Screening Questionnaire, a BEHI assessment shoul…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge the Cleveland Metroparks, including J. Grieser, J. Markowitz, B. Garman, and supporting staff; Case Western Reserve University, Dr. J. Burns; and GLISTEN, the Great Lakes Innovative Stewardship through Education Network.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| 200' reel tape measure | Any | N/A | Tape measure can be used to measure bank length and height |
| Inclinometer | Any | N/A | Inclinometer may be used to measure bank angle. |
| GPS | Any | N/A | GPS is used to take points along the stream, make sure for mapping purposes to use a GPS that takes accurate readings. |
| Camera | Any | N/A | Camera is used to take photos of the banks under assessment and of any major stream features. |
References
- Rosgen, D. L. A Stream Channel Assessment Methodology. Proceedings of 7th Federal Interagency Sedimentation Conference. , 26 (2001).
- . . Upper Esopus Creek Management Plan. 1-3, (2007).
- Karr, J. R., Dudley, D. R. Ecological perspective on water quality goals. Environmental Management. 5 (1), 55-68 (1981).
- Trimble, S. W. Contribution of Stream Channel Erosion to Sediment Yield from an Urbanizing Watershed. Science. 278 (1), 1442-1444 (1997).
- Lee, J. G., Heaney, J. P. Estimation of Urban Imperviousness and its Impacts on Storm Water Systems. Journal of Water Resources Planning and Management. 129 (5), 419-426 (2003).
- Bilotta, G. S., Brazier, R. E. Understanding the influence of suspended solids on water quality and aquatic biota. Water Research. 42 (12), 2849-2861 (2008).
- Hansen, B., et al. Streambank (RBS) erosion study for the Minnesota River basin. Report prepared for the Minnesota Pollution Control Agency. , (2010).
- Fox, N., Goodman, B., Teel, W. S. Evaluating Conservation Reserve Program Impacts on Smith Creek Erosion Rates in the Shenendoah Valley. Virginia Water Research Symposium. , 103-113 (2004).
- Rosgen, D. L. A Practical Method of Computing Streambank Erosion Rate. , 15 (2001).
- Simpson, A., Turner, I., Brantley, E., Helms, B. Bank erosion hazard index as an indicator of near-bank aquatic habitat and community structure in a southeastern Piedmont stream. Ecological Indicators. 43 (1), 19-28 (2014).
- Rosgen, D. L., Frantila, D., Silvey, H. L. River Stability: Field Guide. Wildland Hydrology. , (2008).
- Prosser, C. S. The Huron and Cleveland Shales of Northern Ohio. The Journal of Geology. 21 (4), 323-362 (1913).
- Rathbun, J. Standard operating procedure: assessing bank erosion potential using Rosgen’s bank erosion hazard index (BEHI). Michigan Department of Environmental Quality, Water Bureau, Nonpoint Source Division. , (2008).
