Изменение индекса (Behi) Протокол эрозия берегов опасности для быстрой оценки состояния Streambank эрозии в Северо-Восточной Огайо

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.

1. Идентификация Streambank

1. Определить единую секцию банка на одной стороне потока. Дифференцировать этот раздел принципиально другим склоне банка, другой банковский материала или перерыва в растительности. Этот раздел должен быть streambank заметно отличается от участков с обеих сторон. Существует не минимальная или максимальная длина банка. Разделение очень длинных участков на более мелкие сегменты упростит оценку.

2. Предварительный отбор Behi анкету (Рисунок 1)

1. Ответьте на следующие вопросы о единой секции streambank с да / нет ответов на рисунке 1.
   1. Ответ на вопрос "делает единую секцию банка показывают менее чем или равной защиты 50% при носке банка?" Палец находится на базе банка, в котором он отвечает воду во время базовом режиме потока; В среднем нижняя шести до восьми дюймов банка. Protотражения включает в себя встроенные валуны, встроенные большое древесные остатки, уходящее корнями растительности. Коренная считается защиты ног; Однако, легкоразбиваемых основой не защита ног.
   2. Ответ на вопрос "делает 50% или более от банка выставке поднутрение 0,5 футов или больше?" Подрезать банк streambank, которая подверглась эрозии под поверхностью земли.
   3. Ответ на вопрос "делает 50% или более от банка выставочная стратификации?" Стратификация четко определены горизонтальный разрыв в геологии. Один слой стратификации должен состоять из разрушаемого материала (песок, гравий, или матрицы).
   4. Ответ на вопрос "не 50% или более от банка имеют высоту берегу десяти футов или больше с 50% или более воздействия почвы?"
   5. Ответ на вопрос "делает 50% или более банковских корней выставочных не хватает банковский материала (почвы)?"
   6. Ответ на вопрос "составляет 50% или более от банка пустоту корни растительности? & #8221;
2. Если есть два или более "ДА" ответы в анкете Рисунок 1, выполнить оценку Behi банка, поскольку есть значительная вероятность того, что streambank эрозия происходит или будет происходить.
3. Если есть менее чем за два "ДА" ответы в анкете Рисунок 1, не приступайте к оценке Behi, потому что банк мало переживает ни к эрозии (то есть, очень низкого до низкого рейтинга Behi).

3. Лист Behi Оценка данных (Рисунок 3)

1. Запишите дату, прогноз погоды, и персонал в специально отведенных местах на листе Behi оценки данных.
2. Запишите номер банка оценивается. Например, один первый банк быть оценки в тот же день, 2 является вторым банком быть оценки, 3, 4, 5 ... и так далее.
3. Возьмем GPS-координаты в самый вверх (где вода течет из) и наиболее вниз (где вода яы течет к) точек банка. Стенд так близко к берегу, как можно обеспечить точность.
4. Сфотографируйте на обоих вверх и вниз по течению пунктов на берегу. Захват основные черты банка в фотографии. Принять дополнительные фотографии, чтобы захватить возможности на берегу или в канале (т.е.., Стратификация, крупных древесных остатков пробки и т.д.). Запишите эти номера изображения для справки.
5. Запишите сторону потока оценивается (левый берег или правый берег). Определить левый берег и правый берег, когда вниз по течению; слева и справа соответственно.
6. Измерьте высоту банка, в ногах, от ног банка к началу банка. Определить верхнюю часть банка по первой определимых перерыва в склон, как правило, лежа параллельно с потоком воды.
7. Измерьте длину банка на носок, в ногах, между самыми вверх и самой дальней точек на берегу.
8. Написать числа вопросов, которые были даны ответы с "да" вПервоначальный "Предварительный отбор Behi анкету" в шаге 2.
9. Обратите внимание на расстояние до инфраструктуры и тип инфраструктуры (т.е.., Мосты, водопропускные трубы, дороги, коммунальное хозяйство, дома и т.д.).
10. Круг любой из следующих качественных показателей, которые присутствуют: Unvegetated бар / плетеный канала в середине канала, обнаженные корни деревьев с обеих сторон, опираясь деревьев с обеих сторон, подвергается инфраструктуры, вниз по течению от плотины, спада streambanks, headcuts, расположенный притоков, не удалось "Лучшие практики управления» (BMP), такие как облицовка стен, габионных корзин или водоводов.
11. Обратите внимание на состав банковского материала. Запишите преобладающие материалы, найденные вдоль берега разделе, который находится под оценки.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Streambanks может быть сочетание материалов. Например, банк может иметь «сланцевой на носок, и илистый песок с трассы гравия выше". "Илистый песок" указывает на более песок, чем ил и "след гравия" указываетнебольшое количество гравия. "Супесями" указывает на более ил, чем песок.
12. Сделать банковские корректировки материала на основе размываемости материала.
    1. Вычтите до 10 точек для материала, который не имеющих высокую скорость размываемости (т.е.., Булыжник). Добавьте до 10 баллов за чрезвычайно разрушаемого материала (т.е.., Песок). Смесь материала (т.е.., Песок с некоторым гравия или илистых песках с трассы гравия) чаще встречается в потоке системам, так Средняя оценка будет более подходящим (Рисунок 4). Это не обязательно настройка. Рисунок 4 в результатах разделе.
13. Определить отношение средней глубины корневой части растений к высоте исследования банковского, выраженное в процентах, чтобы оценить сцепление банковский материала растительности (рисунок 5).
    1. Визуально оценить глубину корневой вертикально сверху банка на носок банка. Для exampле, если корни растут в верхней половине банка, глубина корневой бы 50%. Если корни растущих из верхней части банка до ног, глубина корневой бы 100%.
    2. Возьмем средний процент глубины корневой вдоль всей секции под оценки. Не считайте корни, которые являются недействительными банковского материала (т.е.., Висит корни).
    3. Оцените процент на основе всего банка, а затем использовать "Behi-line Chart", чтобы записать саундтрек к этой доли на листе данных. Смотрите рисунок 5 в результатах разделе.
14. Определить корень плотность, делая визуальную оценку суммы банковских состоит из корневой материала, выраженное в процентах.
    1. Не считайте корни, которые являются недействительными банковского материала. Маленькие, волокнистые корни могут быть очень плотным и обеспечить большую задержку почвы по сравнению с более крупными системами корней деревьев (рис 6A и 6B). Оцените процент на основеВесь банк, а затем использовать "Behi-line Chart", чтобы записать саундтрек к этой доли на листе данных. Смотрите рисунок 6 в результатах разделе.
15. Измерьте угол от нижней банка на ватерлинии при базовой потока в верхней части банка (Рисунок 7). Очень подрезать банк может иметь угол до 120 градусов.
    1. Поместите измерительную палку под углом 90 градусов к ватерлинии, чтобы оценить угол крена или использовать инклинометр если таковые имеются. Возьмите среднее значение угла крена по всему сечению под оценки. Например, если в разделе в основном под углом 90 градусов с небольшим разделе, который имеет выточки 110 градусов, записанные степени будет приблизительно 100 градусов.
    2. Оцените процент на основе всего банка, а затем использовать "Behi-line Chart", чтобы записать саундтрек к этой доли на листе данных. Смотрите Рисунок 7 в результатах Sотражения.
16. Определить защиту поверхности подарок, количество streambank покрытой и охраняются древесных отходов, корни растительности, внедренным валунов, облицовки, скальную породу, или других встроенных материалов, которые защищают streambank от эрозии (рисунок 8).
    1. Визуально оценить процент streambank не подвергается эрозионных сил. Оцените процент на основе всего банка, а затем использовать "Behi-line Chart", чтобы записать саундтрек к этой доли на листе данных. На рисунке 8 в результатах разделе.
17. Визуально определить количество слоистых слоев. Расслоение относится к четко определенной горизонтальной перерыва в геологии, который имеет потенциал, чтобы вызвать и повышения зон льготного эрозии (рисунок 9).
    1. Запись, как много слоев стратификации присутствуют. Смотрите Рисунок 9 в результатах разделе.
    </ Li>
18. Внесите изменения стратификации, если усиление эрозии происходит из-за стратифицированных слоев.
    1. Добавить до 5 баллов для одного слоя стратификации (два различных геологических слоев). Добавьте до 10 точек для нескольких слоев стратификации (три разные геологические слои). Настроить только для стратификации, если, по крайней мере, один слой материала эродируемо (песок, гравий, или матрица).
    2. Рассмотрим, где слоистые слои по отношению к воде, т.е.., Слоистые слои, которые 50 футов над базовой потока может не иметь эрозивный эффект. Расслаиваются слой вблизи носком банка могут иметь чрезвычайно эрозионное воздействие. Средняя оценка может быть необходимо, особенно при рассмотрении, как разрушаемый материалы и где стратифицированной слой по отношению к воде. Это не обязательно настройка.
19. Добавить все баллы вместе, чтобы определить общую оценку изменены Behi (низкий / низкий: 4 - 15.5, средняя: 15,75211; 23,5, высокая: 23.75 - 31.5, очень высока: 31.75 - 36.5, или экстрим:> 36,5) для streambank оценены. Запишите общий балл и рейтинг в специально отведенных местах на листе данных.
20. Обратите внимание на специфике streambank. Например, streambank находится на внешней стороне меандра изгиб, большой древесных отходов вареньем, с неуместным водопропускных труб, или сильного нефтяного запаха. Обратите внимание, любой разрушения инфраструктуры здесь.

Streambanks, что не прошли предварительный отбор анкету и не были оценены с требованиями протокола Behi, занимает низкий или очень низкий при оценке с оригинальным протоколом Behi (Рисунок 10). Это поддерживает использование предварительной проверки вопросника, таким образом, чтобы быстро определить streambanks, которые испытывают умеренный к экстремальным темпы эрозии. Смотрите Рисунок 10 ниже.

В общем, streambanks начисленных были размещены в том же итоговом рейтинге Behi использованием как оригинал и модифицированный протокол Behi. Шестнадцать из восемнадцати, или 89% от streambanks начисленных с протоколами Behi получил тот же итоговый рейтинг Behi (Рисунок 10). Streambank 5 забил 23,0 используя модифицированный протокол Behi, что на 0,5 пункта ниже среза между умеренным и высоким рейтингом Behi (таблица 1). Использование оригинального протокола Behi, банк забил 31,25, высокий рейтинг Behi; Однако, оценка была в пределах 1,25 точек отсечки между умеренным и высоким рейтингом Behi (таблица 2). Это небольшая разница в итоговом рейтинге Behi можно отнести к пороговому значению, маржи в пределах рейтингах Behi. Рекомендуется, что окончательные численные оценки считаются, при оценке общего состояния здоровья потока наблюдать небольшие изменения в кулуарах рейтингах Behi (IE., Высокой, средней по сравнению с низкими, высокими). См Столы 1 и 2 ниже.

Streambank 18 (Рисунок 11), Закаленный сланцевого стены, были в разной рейтинг Behi между двумя протоколами, потому что он не смог оценить с оригинальным протоколом Behi как основой автоматически получает очень низкую оценку Behi; Однако, это streambank удалось Предварительная проверка анкету в связи с отсутствием нынешних защиты ног (эродируемо сланцевого не считается защиты головы в нашей модификации Behi), высоту берегу десяти футов или больше с 50% или более воздействия почвы, и более 50% банка было пустот корневых растительности (Рисунок 11); Поэтому, оценка с помощью модифицированного протокола Behi было необходимо. Финальный рейтинг Behi, с использованием модифицированного протокола Behi была крайняя, из-за крутой угол крена, разрушаемый материала, отсутствие прибрежных корневой системы, проходящей в носке, и небольшое количество присутствующего защиты поверхности. Смотрите Рисунок 11 ниже.

Рисунок 1. Предварительный отбор анкету.

Рисунок 2. Score Chart.

0 / 52330fig3.jpg "/>
Рисунок 3. Behi оценочный лист данных.

Рисунок 4. Банк Материал Metric. Корректировки могут быть сделаны на основе размываемости материала. Смесь материала, как показано на рисунке, часто встречается в потоке систем, так средний балл бы более целесообразно.

Рисунок 5. прибрежной Корень Глубина метрики. Отношение средней глубины корневой части растений к высоте исследования банковского, выраженное в процентах. Для этого банка, корни растут на глубину примерно 30% от всего банка.

0fig6.jpg "/>
Рисунок 6. Корень Плотность Metric. Маленький, волокнистые корни, как показано в (А) может быть очень плотным и обеспечить большую задержку почвы по сравнению с крупными, стержневой корневой системы, показанной в (B). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенное фигура.

Рисунок 7. Угол крена Metric. Угол банк угол с нижней банка на ватерлинии при базовой потока в верхней части банка. Чрезвычайно выточки банк, как показано на рисунке может иметь угол 120 градусов или более.

Рисунок 8.

Рисунок 9. Расслоение Metric. Четко определены слой расслоения с ледниковой до на носок и гравия слоем песка выше.

Рисунок 10. Сравнение Карта. Сагамор Creek карта рейтинги Behi, сравнивая измененную и оригинальный протокол. Streambanks, что не прошли предварительный отбор анкету и не были оценены с модифицированным Behi прotocol, занимает низкий или очень низкий при оценке с оригинальным протоколом Behi, как показано на зеленый выше. Шестнадцать из восемнадцати streambanks начисленных с оригинальным протоколом Behi был тот же самый окончательный рейтинг Behi при оценке с требованиями протокола Behi.

. Рисунок 11. Shale Wall выветривания сланцев стену, которая не может быть оценена с оригинальным протоколом Behi, потому что основой автоматически получает очень низкую оценку Behi; Однако, после завершения модифицированный протокол Behi это streambank занимает крайнее.

Таблица 1. Модифицированная Behi протокол набора данных. Набор данных из оценки Сагамор Крик Behi, используя модифицированный протокол.
Таблица 2. Оригинал Behi протокол набора данных. Набор данных от оценки Сагамор Крик Behi, используя оригинальный протокол.