Изменение индекса (Behi) Протокол эрозия берегов опасности для быстрой оценки состояния Streambank эрозии в Северо-Восточной Огайо
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
Streambank эрозия естественный процесс; Однако чрезмерное эрозия может способствовать значительное количество загрязнения из точечного источника в виде взвешенных наносов 2. Увеличение взвешенные наносы влияет на качество воды, физических и биологических функций потока 3. Влияние человека может сильно повлиять на streambank эрозии, а также значительно увеличить наносов 4, особенно в городских системах, где есть увеличение стока ливневых вод и водонепроницаемых поверхностей 5. Более высокие наносов может негативно повлиять на качество воды и экосистемы потоков 6. Водораздел практики управления во всей Кливленд пытается найти и инвентарь источник оценить риск потенциального streambank эрозии для оказания помощи в эффективных стратегий управления, а также в потоке, прибрежные и восстановления среды обитания.
Дэвид Rosgen, с природным гидрологии, разработанный эрозии банкаИндекс опасности (Behi), которая оценивает восприимчивость streambank эрозии потока достигают на основе комбинации нескольких переменных размываемости 7. Behi использует различные индикаторы для ранжирования тяжести и вероятности streambank эрозии, в том числе банковского материала, стратификации, корень глубины и плотности, угла крена, высота bankfull к высоте банка, а количество присутствующей защиты поверхности. Оценка Behi назначает численное значение, которое соответствует общему рейтингу Behi (очень низкое, низкое, среднее, высокое, очень высокое, или экстремальные), для конкретного streambank. Этот протокол был эффективен при оценке потенциального streambank эрозии 8-10 и может быть использован в сочетании с другими оценки качества воды и среды обитания. Streambanks проявляющие высокую оценку Behi было показано, что соответствует менее разнообразны и менее стабильные макробеспозвоночных общины, состоящие в основном из оппортунистических видов 11. Хотя оригинальной Behi метод, который яš полезно, это может быть очень много времени, трудно непрофессионалов, и лишь в отдельных геоморфологических регионах, специально предназначенные для аллювиальных условиях потока 12.
Изменения к настоящему Протоколу, были необходимы для того, чтобы решить эти ограничения. "Pre-скрининг вопросник" (Рисунок 1) была разработана для выявления и устранения streambanks, которые могут занять место очень низкая или слишком низко, таким образом, сосредоточив внимание на оценку на более высоких областях эрозии и уменьшения количества времени и ресурсов, необходимых для выполнения Behi Оценка на весь поток. Вопросник также обращается геологические различия между аллювиальных и не аллювиальных условиях потока видели на северо-востоке штата Огайо, например, чрезвычайно разрушаемого сланцевого скале 13, которые не будут оцениваться как разрушаемого материала на основе оригинального протокола Behi. Устранение Исследование банк-соотношение высота метрики в том числе на стадии bankfull, которые могут бытьОчень трудно определить, позволили для более быстрого оценки streambank и непрофессионалы, чтобы завершить оценку с вводного инструктажа. Это устранение Исследовательской Банк-соотношение высота была основана на модифицированной методике Behi разработанной Джо Ратбун в Мичиган Департамента качества окружающей среды 14. Для устранения необходимости в дополнительных расчетах в области, все остальные показатели выражены в процентах для углом крена, кроме, и стратификации и банковских материальных корректировок. Плотность корневых первоначально выражали в виде процента от почвы, состоящей из корней, где корни расширенных. Это было умножено на глубине корневой для учета всей высоте банка; Однако мы заменили это с простой оценки плотности корней во всем банке. Результат корректировки были внесены в исходной системе Behi счет в целях учета ликвидации Исследование банка соотношение высота метрики и расчетных процентах. Как описано в исходной BehiПротокол измеренные показатели были преобразованы в рейтинге рисков 1-10 (10 является самым высоким уровнем риска). Рейтинги риска от 1 до 10 соответствуют рисковать рейтинги очень низкая, низкая, средней, высокой и очень высокой, и экстремального потенциального эрозии. Были созданы эти отношения на основе каталога полевых наблюдений 10. В модифицированном протоколе Behi, оценки для изучения банка соотношение высота метрики были вычтены из исходной системы Behi выигрыше с учетом новых общие баллы и рейтинги риска (Рисунок 2). Эти изменения устранения ограничений исходной протокола Behi в северо-восточной Огайо и помощь в поддержании согласованности и снижение уклон пользователя.
Модифицированный протокол Behi была использована для оценки несколько наиболее приоритетные потоки в пределах Кливленд. Оригинальный оценка Behi был выполняться обученным персоналом Кливленд Metropark, на длине потока, чтобы подтвердить эффективность изменений в идентификаторыфикации streambanks с более высокими темпы эрозии. Модифицированный протокол Behi используется специалистов, добровольцев, сотрудников и студентов для оценки streambank эрозии на протяжении всех Кливленд.
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).
