Summary

Modificación del índice (BEHI) Protocolo de riesgo de erosión Banco de Evaluación Rápida de Streambank Erosión en el noreste de Ohio

Published: February 13, 2015
doi:

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

Erosión Streambank es un proceso natural; Sin embargo erosión excesiva puede contribuir con una cantidad significativa de la contaminación de fuentes no puntuales en forma de sedimentos en suspensión 2. El aumento de sedimentos en suspensión afecta a la calidad del agua, físicas y funciones biológicas de una corriente 3. Las influencias humanas pueden afectar en gran medida la erosión streambank, y aumentar significativamente la carga de sedimentos 4, particularmente en los sistemas urbanos donde hay un aumento de la escorrentía de aguas pluviales y las superficies impermeables 5. Mayores cargas de sedimentos pueden afectar negativamente a la calidad del agua y los ecosistemas de los arroyos 6. Las prácticas de manejo de cuencas en todo el Metroparks Cleveland intentan localizar e inventariar la fuente y evaluar el riesgo de erosión potencial streambank para ayudar en las estrategias de gestión eficaces, así como en la corriente, de ribera, y la restauración del hábitat.

David Rosgen, con Forestales Hidrología, desarrolló la erosión de las orillasÍndice de Peligro (BEHI), que evalúa la susceptibilidad de erosión streambank en una corriente alcance basa en una combinación de varias variables erosionabilidad 7. BEHI usa una variedad de indicadores para clasificar la gravedad y la probabilidad de erosión streambank, incluyendo el material de banco, la estratificación, la profundidad de las raíces y la densidad, ángulo de inclinación, la altura de cauce lleno relación altura banco, y la cantidad de protección de la superficie actual. La evaluación BEHI asigna un valor numérico que corresponde a una calificación BEHI global (muy bajo, bajo, moderado, alto, muy alto o extremo), para un streambank particular. Este protocolo ha sido eficaz en la evaluación de la erosión potencial streambank 10/08 y se puede utilizar en conjunción con otras evaluaciones de la calidad del agua y hábitat. Prados que exhiben una alta calificación BEHI se ha demostrado que corresponden a menos diversos y menos estables comunidades de macroinvertebrados, que consiste principalmente de especies oportunistas 11. Aunque el método i originales BEHIEs útil, puede ser extremadamente lento, difícil para los no profesionales, y se limita a las regiones geomorfológicas específicas, específicamente adaptada a las condiciones del flujo aluviales 12.

Las modificaciones de este protocolo eran necesarias para hacer frente a estas limitaciones. A "Pre-Screening Cuestionario" (Figura 1) fue desarrollado para identificar y eliminar de los arroyos que pueden clasificar bajo o muy bajo, centrándose así la evaluación de áreas de erosión más altos, y la disminución de la cantidad de tiempo y los recursos necesarios para llevar a cabo una BEHI evaluación en un flujo entero. El cuestionario también se ocupa de las diferencias geológicas entre las condiciones del flujo aluviales y no aluviales visto en el noreste de Ohio, como el lecho de roca de esquisto muy erosionable 13, que no se evaluó como un material erosionable basado en el protocolo BEHI originales. Eliminación de la métrica Ratio Estudio del Banco de altura incluyendo el nivel de cauce lleno, que puede sermuy difícil de determinar, hizo posible una evaluación streambank más rápido y para los no profesionales para completar la evaluación con la formación introductoria. Esta eliminación de la Relación de Banco-Altura del estudio se basa en un procedimiento BEHI modificado desarrollado por Joe Rathbun en el Departamento de Calidad Ambiental de 14 de Michigan. Para eliminar la necesidad de cálculos adicionales en el campo, todos los demás indicadores se expresan como porcentajes excepción de ángulo de inclinación y la estratificación y ajustes significativos bancarias. Densidad de las raíces se expresó inicialmente como el porcentaje de suelo compuesto de raíces que se extendían las raíces. Esto se multiplica por la profundidad de la raíz para dar cuenta de toda la altura de banco; Sin embargo hemos reemplazado esto con una simple estimación de la densidad de raíces en todo el banco. Se hicieron ajustes para anotar el sistema de puntuación BEHI original para dar cuenta de la eliminación de la métrica Ratio Estudio del Banco en altura y porcentajes estimados. Como se describe en la BEHI originalesprotocolo de las métricas medidas se convirtieron en una calificación de riesgo de 1 a 10 (siendo el 10 el más alto nivel de riesgo). Las calificaciones de riesgo del 1 al 10 corresponden a arriesgar calificaciones de muy bajo, bajo, moderado, alto, muy alto, y la extrema erosión potencial. Estas relaciones se establecieron sobre la base de un catálogo de las observaciones de campo 10. En el protocolo BEHI modificado, las puntuaciones para el Estudio del Banco en altura Ratio métrica se restaron de el sistema de puntuación BEHI originales para reflejar los nuevos puntajes totales y las calificaciones de riesgo (Figura 2). Estas modificaciones frente a las limitaciones del protocolo BEHI original, en el noreste de Ohio y asistencia para poder mantener la consistencia y reducir el sesgo de usuario.

El protocolo BEHI modificado se utilizó para evaluar varios flujos de alta prioridad dentro de los Metroparks de Cleveland. La evaluación original BEHI se realizó por personal capacitado Cleveland Metropark, en una longitud de flujo para confirmar la eficacia de las modificaciones en identificar de prados con mayores tasas de erosión. El protocolo BEHI modificado es utilizado por profesionales, voluntarios, personal y estudiantes para evaluar la erosión a lo largo de las márgenes del arroyo Metroparks de Cleveland.

Protocol

1. Identificación Streambank Identificar una sección uniforme de banco en un lado de la corriente. Diferenciar esta sección por una pendiente drásticamente diferente del banco, diferente material de banco, o una ruptura en la vegetación. Esta sección de streambank deberá presentar una apariencia diferente de las secciones de cada lado. No hay una longitud máxima de banco o mínimo. La separación de secciones muy largas en segmentos más pequeños simplificará la evaluación. <p class="jove…

Representative Results

Orillas de los arroyos que no pasaron el Cuestionario Pre-Screening y no fueron evaluados con el protocolo BEHI modificado, clasifican bajo o muy bajo cuando se evaluó con el protocolo BEHI originales (Figura 10). Esto apoya el uso de la Pre-Screening cuestionario como una manera de identificar rápidamente los prados que están experimentando moderado a tasas extremas de la erosión. Vea la Figura 10 a continuación. En general, las oril…

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…

Declarações

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.

Referências

  1. Rosgen, D. L. A Stream Channel Assessment Methodology. Proceedings of 7th Federal Interagency Sedimentation Conference. , 26 (2001).
  2. . . Upper Esopus Creek Management Plan. 1-3, (2007).
  3. Karr, J. R., Dudley, D. R. Ecological perspective on water quality goals. Environmental Management. 5 (1), 55-68 (1981).
  4. Trimble, S. W. Contribution of Stream Channel Erosion to Sediment Yield from an Urbanizing Watershed. Science. 278 (1), 1442-1444 (1997).
  5. 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).
  6. 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).
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  10. 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).
  11. Rosgen, D. L., Frantila, D., Silvey, H. L. River Stability: Field Guide. Wildland Hydrology. , (2008).
  12. Prosser, C. S. The Huron and Cleveland Shales of Northern Ohio. The Journal of Geology. 21 (4), 323-362 (1913).
  13. 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).

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Citar este artigo
Newton, S. E., Drenten, D. M. Modifying the Bank Erosion Hazard Index (BEHI) Protocol for Rapid Assessment of Streambank Erosion in Northeastern Ohio. J. Vis. Exp. (96), e52330, doi:10.3791/52330 (2015).

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