Sel kuul eemaldatakse Bloede'i tamm Alam-Patapsco jõest Marylandi Ilchesteri lähedal.
Restaureerimine on ainulaadne looduskatse, mis aitab testida, kuidas suhteliselt odavad droonid võivad aidata minusugustel teadlastel ojade ja jõgede terviklikkust mõista.
Minu kaastöötajate hulka kuuluvad üliõpilased ja teadlased Marylandi Ülikooli Baltimore'i maakonnast, Marylandi geoloogiakeskusest, Marylandi loodusvarade osakonnast, Riiklikust ookeani- ja atmosfäärivalitsusest ning USA geoloogiakeskusest.
Kui meie lähenemisviis töötab, võimaldab see setete liikumist murdosa kuludest jälgida täpsemini ja täpsemini kui kunagi varem.
Mis muutub
1907. aastal valminud ja 30 aastat tegutsenud Bloede tamm sisaldas USA-s esimest sukeldatud hüdroelektrijaama. 26, 5 jalga kõrge see on üks suurimaid tammide eemaldamise kohti idapoolsetel merelaevadel.
Miks tamm eemaldada? Osariik, föderaalagentuurid ja mittetulundusühing American Rivers loodavad kõrvaldada hüljatud avaliku turvalisuse ohu.
Tammi väljatõmbamine täiendab ka taastamist eelnevate tammide eemaldamise järel ülesvoolu ja laiendab kalade ja muude vee-olendite ühendatud elupaiku. Kunagi korraldas Patapsco paisude poolt blokeeritud suured mageveevarjud, alewife ja ameerika angerjad. Kalatrepp on osutunud ebatõhusaks jõe ülesvoolu lõikude ühendamisel jõesuudme ja Chesapeake lahega.
Bloede tamm märtsis. Esiplaanil on vananenud kalatrepp. (Matthew Baker / UMBC) Hoolimata silmapaistvast rollist USA varases tootmises, on Patapsco org kannatanud oma osa keskkonnaprobleemidest. Koloniaallaevandus oli sunnitud ümber asuma Baltimore'i pärast seda, kui algses sadamas Elkridge Landingis oli läbilõigatud ballasti, jõekalda kaevandamise ja ülesvoolu metsa puhastamise setted. Kunagi 10-suu kanal, mis oli ümbritsetud soolase sooga, on tänapäeval sait värske ja kanal vähem kui kaks jalga sügav.
Perioodilised üleujutused on ka kitsas kurus laastanud, aeg-ajalt katastroofiliste tulemustega. Viimastel aastatel on Ellicott Citys otse ülesvoolu tekkinud üleujutused rebenenud oru põhjas kulgevast kanalisatsioonitorustikust ja korraldanud järgnevas kanalis suures koguses liiva, puitu ja kivimit.
Täna hoiab tamm umbes 2, 6 miljonit kuupjalga kihistunud muda ja liiva vähem kui kaheksa miili kaugusel Chesapeake Bay loodeveest. Kui tamm on eemaldatud, tahame teada, kui palju see sete liigub ja kui kiiresti.
Miks setete liikumine?
Chesapeake lahe akvatooriumi kõikides jurisdiktsioonides on sette liikumisest aru saamine kriitilise tähtsusega.
Sete aitab tasakaalustada veevoolu, säilitades kanali kuju ja veetaimede, selgrootute ja kalade stabiilseid elupaiku. Jõesetted on vajalikud, et aidata suudmealade rannikualadel võidelda merepinna tõusuga. Peened setted võivad siiski olla ka saasteained või toitaineid ja raskmetalle suunata allavoolu suudmealadele.
Patapsco jõe kanali õhupilt, kus on näha kruusa, munakivide ja liiva ladestusi. (Matthew Baker / UMBC) Kuigi jõe kallastelt või nõlvadelt on sette erosiooni tõendeid lihtne jälgida, on sageli ebaselge, kus ja kui palju seda setet ladustatakse ja ladustatakse. Sette ladustamise korraldamine, eriti tammide taga, võib olla mõneti vaieldav.
Pärast mitmete muude tammi eemaldamise uurimist eeldame, et tammi taha lõksus olevad setted evakueeruvad kiiresti ja jaotuvad mitme aasta jooksul allavoolu.
Siiski on veel palju, mida me ei tea. Tugevatele tormidele järgnenud üleujutused võivad liikuda tohutul hulgal setteid, muutes oru põhja vaid mõne tunniga. Kas sellised tormid ladustavad sette mujale kurgu või rannikuäärsesse lammikusse või toimetavad selle lahte?
Uued muudatuste jälgimise viisid
Logistiliselt on raske täpselt mõõta suuri ja potentsiaalselt kiireid kanalimuutusi.
Tüüpilises väliuuringus mõõdavad tehnikud kindlates kohtades vee sügavust, vooluhulka, põhja aluspinda ja muud teavet. Kuigi ojakanalid võivad nii ruumis kui ka ajas tohutult erineda, suudame meie, teadlased, harva sellist muutlikkust oma mõõtmistes esindada. Selle asemel kogume õigel ajal isoleeritud pilte. See jätab meile vähem aru dünaamilisest sette liikumisest, üleujutuslainete põhjustatud laastamisest või veeelustiku toetamiseks vajalike tingimuste mitmekesisusest.
Tammist üles ja allavoolu asuvad mõõtejaamad mõõdavad veevoolu ja määravad hõljuva materjali, näiteks peeneteraliste savide ja savide, kuid mitte kanali põhja liikuvate jämedamate liivade ja kruusade järgi. Kaheksa miili ulatuses jaotunud 30 ristlõikega uuringud annavad teavet selle kohta, kuidas kanali kuju ja koostis varieeruvad, kui üks ületab kanali, kuid suhteliselt vähe tuhandete jalgade kohta iga transekti vahel.
Veelgi enam, pärast suurt üleujutust peavad teadlased läbi viima uued ristlõikeuuringud, kulutades riskantsetes tingimustes aeg-ajalt kuni kuu.
Meie meeskond üritab oma mõõtmisi täiendada, juurutades väikesi väliseid droone, mis pildistavad kogu oru põhja. Fotode kordamine enne eemaldamist, selle ajal ja pärast eemaldamist aitab meil jälgida settevoolu asukohta, kui see liigub allavoolu. Need võimaldavad ka jõel uusi vaatenurki.
3D-vaade Patapsco jõe kanali punktipilvele. (Matthew Baker / UMBC) Tuginedes ainult kattuvatele fotodele, mis on kogutud nii enne kui ka pärast tammi eemaldamist, loome kanali põhja ja veesügavuse 3D-arvutimudelid - mitte ainult vaadeldava ristlõike juures, vaid iga paari tolli kaugusel kanalist. Ehkki see tehnoloogia töötab kõige paremini madalas vees, peaksid meie mudelid võimaldama meil kanalite muutuse koguse ja asukoha hinnangulisi täiustusi, kui setted liiguvad allavoolu.
Uue lähenemisviisi abil kogub meie meeskond mõne päevaga kõigi kaheksa miili fotokomplekti ja edasine töö toimub lauaarvutis. See tähendab, et arhiivitud piltide abil saab mõõtmisi igal ajal korrata või uuesti teha.
Kuigi meil on kindlasti uudishimulik jälgida, kuidas see suur sete liigub, huvitab meid eriti see, kui hästi me seda suudame hõivata. Kui see töötab, muudab see tehnoloogia tõenäoliselt viisi, kuidas teadlased mõõtmisi koguvad ja jõgesid jälgivad.
See artikkel avaldati algselt lehel The Conversation.
Matthew E. Baker, Baltimore'i maakonna Marylandi ülikooli geograafia ja keskkonnasüsteemide professor
