החודש תוסר סכר בלויד מהנהר התחתון של פאטפסקו ליד אילצ'סטר, מרילנד.
השיקום הוא ניסוי טבעי אחד מסוגו שיעזור לבדוק כיצד מל"טים יחסית זולים יכולים לעזור למדענים כמוני להבין את שלמותם של נחלים ונהרות.
משתפי הפעולה שלי כוללים סטודנטים וחוקרים מאוניברסיטת מרילנד מחוז בולטימור, סקר גיאולוגי במרילנד, המחלקה למשאבי טבע מרילנד, המינהל הלאומי באוקיאנוס האטמוספירה והמחקר הגיאולוגי האמריקני.
אם הגישה שלנו עובדת, היא תאפשר לנו לעקוב אחר תנועת משקעים בצורה יותר מדויקת מאי פעם, בשבריר מההוצאה.
מה ישתנה
סכר בלויד הושלם בשנת 1907 והופעל במשך 30 שנה, והכיל את המפעל ההידרואלקטרי הראשון שקוע בארצות הברית, בגובה 26.5 רגל, והוא מייצג את אחת מסירות הסכר הגדולות ביותר על חוף הים המזרחי.
מדוע להסיר את הסכר? המדינה, סוכנויות פדרליות ונהרות אמריקאיות ללא כוונת רווח מקוות לחסל סכנה לביטחון הציבור.
הוצאת הסכר תשלים גם את השחזור מסילוק הסכר הקודם במעלה הזרם ותרחיב את בית הגידול המחובר לדגים ויצורים מימיים אחרים. הפטפסקו אירח בעבר ריצות גדולות של מים מתוקים של שד, אשת-אייל וצלופח אמריקני, שנחסמו על ידי הסכר. סולם דגים התגלה כבלתי יעיל בחיבור בין חלקי הנהר במעלה הנהר עם שפך הנהר ומפרץ צ'סאפק.
סכר בלויד במרץ. סולם הדגים המיושן נמצא בקדמת הבמה. (מתיו בייקר / UMBC) למרות תפקיד בולט בייצור מוקדם של ארה"ב, עמק Patapsco ספג את חלקו באתגרים הסביבתיים. הספנות הקולוניאלית נאלצה לעבור להתגורר בבולטימור לאחר שהנמל המקורי באלקרידג 'נחיתה נחנק על ידי משקעים משילוח נטל, כריית גדות נהר ומנקודות יער במעלה הזרם. פעם תעלה בגובה 10 מטר מוקפת בביצה של מים מלוחים, היום האתר טרי והערוץ בעומק של פחות משני מטרים.
שיטפונות תקופתיים עוררו גם הם חורבנות בערוץ הצר, לעיתים עם תוצאות קטסטרופליות. בשנים האחרונות שיטפונות הבזק ממש במעלה הנהר בעיר אליקוט קרעו את מרכז הביוב שעובר לאורך קרקעית העמק וארגן מחדש כמויות גדולות של חול, עץ וסלע בערוץ הזרם.
כיום, הסכר אוגר כ -2.6 מיליון רגל מעוקב של אדמה וחול מרובדים פחות משמונה קילומטרים ממזון המים של מפרץ צ'סאפק. כשמסירים את הסכר, אנו רוצים לדעת עד כמה המשקעים הללו הולכים לזוז וכמה מהר.
מדוע תנועת משקעים?
הבנת תנועת משקעים היא קריטית לניהול הנהרות בכל תחומי שיפוט של קו פרשת המים של מפרץ צ'סאפק.
משקעים מסייע באיזון זרימת המים לשמירה על צורת התעלה ובתי גידול יציבים לצמחים מימיים, חסרי חוליות ודגים. משקעי נחל נחוצים כדי לסייע לקווי חוף של נחל הים להילחם בעליית מפלס הים. עם זאת, משקעים עדינים יכולים גם להיות מזהמים בתוך או לשאת חומרים מזינים ומתכות כבדות לשפך במורד הזרם.
תמונה אווירית של ערוץ נהר Patapsco המציג מרבצי חצץ, מרוצפי חול וחול. (מתיו בייקר / UMBC) למרות שקל לראות עדויות לשחיקת משקעים מגדות נהר או גבעות גבעות, לעיתים קרובות לא ברור היכן וכמה מהמשקעים מופקעים ומאוחסנים מחדש. ניהול אחסון משקעים, בעיקר מאחורי סכרים, יכול להיות מעט שנוי במחלוקת.
לאחר בדיקת מספר הסרות אחרות של סכר, אנו מצפים כי משקעים הכלואים מאחורי הסכר יתפנו במהירות ויפיצו מחדש במורד הזרם לאורך תקופה של מספר שנים.
עם זאת, עדיין יש הרבה שאנחנו לא יודעים. שיטפונות בעקבות סערות עזות יכולים להזיז כמויות אדירות של משקעים, ולשנות את קרקעית העמק תוך שעות ספורות. האם סערות כאלה ימצאו מחדש את המשקעים במקום אחר בערוץ או במישור שיטפון החוף, או יעבירו אותו למפרץ?
דרכים חדשות למעקב אחר שינויים
זה קשה מבחינה לוגיסטית למדוד במדויק שינויים גדולים בערוצים פוטנציאליים.
בסקר שדה טיפוסי מודדים טכנאים עומק מים, זרימה, מצע תחתון ומידע אחר במיקומים ספציפיים. אף כי ערוצי זרם יכולים להשתנות בצורה עצומה על פני החלל וגם לאורך זמן, אנו המדענים כמעט ולא מסוגלים לייצג שונות כזו במדידות שלנו. במקום זאת, אנו אוספים תמונות תצלומים מבודדים בזמן. זה משאיר אותנו פחות הבנה של תנועת משקעים דינמית, הרס שחולל על ידי גלי שיטפון או מגוון התנאים הנחוצים לתמיכה בחיים מימיים.
תחנות מדידה הממוקמות במעלה הזרם ובזרם התחתון של הסכר מודדות את זרימת המים ומעריכות חומר תלוי כמו מלטים וחרסות עדינות, אך לא חולות גפיים גסים יותר הנעים בתחתית התעלה. סקרים של 30 חתכים רוחביים שנפרסו על פני שמונה מיילים מספקים מידע על אופן צורת התעלה וההרכב שלהם משתנים ככל שחוצים את התעלה, אך מעטים יחסית על אלפי הרגליים בין כל טרנסקט.
יתרה מזאת, לאחר שיטפון גדול, על המדענים לערוך סקרי חתך חדשים, שנמשכים עד חודש מדי פעם בתנאים מסוכנים.
הצוות שלנו מנסה להוסיף למדידות שלנו על ידי פריסת מל"טים קטנים ומדפים שמצלמים את כל קרקעית העמק. צילומים חוזרים לפני ההסרה, במהלך ואחרי זה יכולים לעזור לנו לעקוב אחר המיקום של שזיף משקע כשהוא נע במורד הזרם. הם מאפשרים גם נקודות מבט חדשות של הנהר.
תצוגה תלת מימדית של ענן נקודה של ערוץ נהר Patapsco. (מתיו בייקר / UMBC) בהסתמך רק על תמונות חופפות שנאספו לפני הסרת הסכר וגם אחרין, ניצור דגמי מחשב תלת ממדיים של תחתית התעלה ועומק המים - לא רק בחתכים הנסקרים, אלא כל כמה סנטימטרים לאורך הערוץ. למרות שטכנולוגיה זו פועלת בצורה הטובה ביותר במים רדודים, הדגמים שלנו צריכים לאפשר לנו לשפר באופן משמעותי את האומדנים הן לגבי כמות והן של מיקום שינוי הערוצים כשמשקעים נעים במורד הזרם.
עם הגישה החדשה, הצוות שלנו אוסף סט צילומים של כל שמונה הקילומטרים בתוך מספר ימים בלבד, ועבודה נוספת מתרחשת בתוך מחשב שולחני. המשמעות היא שניתן לחזור על המדידות או לבצע אותן מחדש בכל עת באמצעות תמונות בארכיון.
למרות שבוודאי אנו סקרנים לראות עד כמה המשקעים נעים, אנו מעוניינים במיוחד באיזו מידה אנו יכולים לתפוס אותה. אם היא תעבוד, ככל הנראה טכנולוגיה זו תשנה את האופן בו מדענים אוספים מדידות ומפקחים על נהרות.
מאמר זה פורסם במקור ב- The Conversation.
מתיו א. בייקר, פרופסור לגיאוגרפיה ומערכות סביבתיות, אוניברסיטת מרילנד, מחוז בולטימור
