Summary

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

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

Streambank侵食が自然なプロセスです。しかし、過度の侵食が浮遊砂2の形での非点源汚染を大幅に貢献することができる。増加浮遊砂は水質、物理的、及びストリーム3の生物学的機能に影響を与えます。人間の影響が大幅にstreambank浸食に影響し、大幅堆積物の負荷4を増やし、特に嵐の水の流出と不浸透性の表面5の増加があり、都市のシステムですることができます。より高い土砂負荷がマイナスの水質とストリーム6の生態系に影響を与えることができる。クリーブランドメトロを通じて流域管理慣行が見つけ、在庫ソースを、ストリーム、水辺、および生息地の復旧においてだけでなく、効果的な経営戦略を支援するために潜在的なstreambank侵食の危険性を評価しようとします。

デビッドRosgenは、原野水文学で、河岸侵食を開発ストリーム上streambank侵食の感受性を評価する危険度指数(BEHI)は、いくつかの侵食変数7の組み合わせに基づいてリーチ。 BEHIはバンク材料、層化、根の深さ及び密度を含む、streambank浸食の重症度および確率をランク付けするために様々な指標を使用して、バンク角、バンク高さ比、及び表面保護の量にbankfull高さ。 BEHIアセスメントは、特定のstreambankのために、全体的なBEHI評価(非常に、低い低い、中程度、高い、非常に高い、または極端)に対応する数値を割り当てます。このプロトコルは、潜在的なstreambank侵食8-10を評価する際に有効であったと他の水質と生息地の評価と併せて使用することができる。高BEHIの評価を示すStreambanksは日和見種11の主になる、より少ない多様かつ安定性の低い底生動物のコミュニティに対応することが示されている。オリジナルBEHI方法Iものの有用だ、それは非常に時間がかかり、非専門家のために困難であり、特定の地形領域に限定、特に沖積ストリーム状態12に合わせて調整することができる。

このプロトコルへの変更は、これらの制約に対処するために必要であった。 「事前スクリーニングアンケート」( 図1)は 、より高い浸食領域に評価を中心に、非常に低いか、または低いランク付けしやすいstreambanksを特定し、排除するために開発され、BEHIを実行するために必要な時間およびリソースの量を減少したストリーム全体で評価。アンケートはまた、オリジナルのBEHIプロトコルに基づいて、浸食性材料として評価されない極端に浸食シェール岩盤13、などの北東オハイオ州で見られる沖積と非沖積ストリーム条件、間の地質の違いに対応しています。ことができますbankfull段階を含む研究銀行·高さの比率の測定基準の撤廃、決定することは非常に困難、より高速streambank評価のためにと非専門家は導入研修との評価を完了するのを許可された。研究銀行·高さの比率のこの除去は、環境品質14のミシガン州省でジョーRATHBUNによって開発された修正されたBEHI手順に基づいていた。フィールドの追加計算の必要性を排除するために、他のすべてのメトリックがバンク角を除いて、百分率、及び成層とバンク材料の調整として表現さ​​れる。根密度は、最初の根が伸長している根からなる土壌のパーセントとして表した。これは、バンク全体の高さを考慮してルート深さを掛けた。しかし、我々は、バンク全体における根の密度の簡単な見積もりでこれを置き換える。スコア調整は研究銀行、高比メトリック推定パーセントの除去を考慮するために、元のBEHIスコアリングシステムに加えられた。オリジナルBEHIで説明したようにプロトコル測定されたメトリックは、1-10のリスク評価(10リスクの最高レベルである)に変換した。 1から10までのリスク評価は非常に、低い低い、中程度、高い、非常に高く、そして極端な潜在的な浸食の評価を危険に対応しています。これらの関係は、野外観察10のカタログに基づいて設立された。修正されたBEHIプロトコルでは、研究銀行·高さの比率のメトリックのスコアは、新たな合計スコアとリスク評価( 図2)を反映するために、元のBEHIスコアリングシステムから差し引いた。これらの変更は、北東部のオハイオ州の元BEHIプロトコルの制限に対処し、一貫性を維持し、ユーザーの偏りを減らすのに支援した。

改変BEHIプロトコルはクリーブランドメトロ内の複数の高優先度のストリームを評価した。オリジナルBEHI評価は同定における修飾の有効性を確認するために、ストリームの長さに、訓練されたクリーブランドメトロパークの担当者によって行われた浸食の高いレートでstreambanksをfying。修正されたBEHIプロトコルはクリーブランドメトロを通じてstreambank浸食を評価するために、専門家、ボランティア、スタッフ、学生によって使用されます。

Protocol

1. Streambank識別ストリームの一方の側に土手の均一な部分を特定します。銀行、異なるバンク材料、または植生の切れ目の劇的異なる傾斜によって、このセクションを差別化。 streambankのこのセクションでは、どちらの側にも切片から目に見えて異なるべきである。銀行の最小または最大長はありません。小さなセグメントに極端に長いセクションの分離は、評価を簡素化します。 </li…

Representative Results

オリジナルBEHIプロトコル( 図10)で評価した場合の事前スクリーニングアンケートに合格しなかったと修正されたBEHIプロトコルで評価されなかったStreambanksは、低いまたは非常に低いランクインしています。これはすぐに浸食の極端な速度に中程度発生しているstreambanksを識別するための方法として、事前スクリーニングアンケートの使用をサポートしています。 ?…

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…

Disclosures

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

  1. Rosgen, D. L. A Stream Channel Assessment Methodology. Proceedings of 7th Federal Interagency Sedimentation Conference. , 26 (2001).
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  3. Karr, J. R., Dudley, D. R. Ecological perspective on water quality goals. Environmental Management. 5 (1), 55-68 (1981).
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  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).
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  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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Cite This Article
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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