高德注册监测在自然洪水管理中的作用

时间:2020-02-13 作者:河南《高德娱乐》 热度:
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高德娱乐-Q554258报导:洪水是一个自然过程,但它危及生命,造成重大经济损失。此外,随着气候变化和城市化进程的加快,洪水风险预计将会增加,因此,分配资金和制定洪水管理战略的责任重大。在接下来的文章中,OTT Hydromet的Nigel Grimsley解释了这些计划(包括设计和实现)的成功如何依赖于它们所依赖的监视数据的准确性和可靠性。
 
英国的气候预测表明,降雨量将在冬季增加,在夏季减少,个别降雨事件的强度可能会增加,特别是在冬季。这种范式预示着洪水风险的增加。
 
环境署主席艾玛·霍华德·博伊德强调了采取行动应对洪水风险的紧迫性,她说,按照目前的趋势,到2100年全球气温可能上升2至4摄氏度,一些社区甚至可能因为洪水的风险而需要搬迁。她就该机构的洪水战略发起了一次咨询,她说:“我们不可能通过建造无限大的防洪工事来消除气候变化,从而赢得一场治水战争。”迈克•蔡尔兹作为回应,“地球之友”的科学主管,说:“聪明的适应性和弹性建筑——包括自然洪水管理措施如植树固然重要,但是首先必须把重点放在削减排放,这样我们可以避免最严重的气候混乱的后果。”
 
从历史上看,洪泛区被开发用于农业和城市发展,这增加了人民、财产和其他基础设施遭受洪水的风险。因此,洪水风险管理的重点是保护受影响地区的社区和工业。然而,洪水风险现在是在一个更大的流域范围内处理的,这样在一个流域的一部分的举措就不会对下游产生负面影响。基于流域的洪水在欧盟指令2007/60 / EC,近年来,那些负责洪水管理越来越多地寻找解决方案,采用技术与自然水文和形态过程,功能和特点来管理洪水的来源和途径。这些技术被称为自然洪水管理(NFM),包括自然特征的恢复、增强和改变,但不包括有效破坏这些自然过程的传统防洪工程。
 
NFM力求在环境管理的方式上创造效率和可持续性,它认识到,当土地和水在流域规模上一起管理时,就有可能产生具有多重效益的整个流域的改善。
 
几乎所有的NFM技术都旨在减缓水的流动,虽然它们紧密相连,但可以大致分为渗透、输送和储存。
 
渗透
 
土地利用的改变,如把耕地转为草地或限制山坡种植,可以改善入渗和增加保水。此外,直接钻井、免耕技术和横坡耕作也有类似的效果。这些土地利用技术旨在减少增加径流的土壤压实。畜牧业的做法,如降低载畜率和缩短放牧季节,也会有所帮助。现场排水系统的设计可以增加储存和降低不透水性,这也可以通过低地面压力的车辆来实现。种植灌木和树木也有助于渗透和保持土壤水分,从而使土壤有更大的吸收能力。植物还有助于土壤颗粒的结合,从而减少水土流失,而水土流失是造成溪流和河流肥力损失和泥沙淤积的原因。
 
交通工具
 
沟渠和沼泽地可以被堵塞以减少运输,河流的轮廓可以恢复以减缓水流。在过去,泥炭地和沼泽被抽干以增加种植面积,但这损害了泥炭地,降低了它们保持水分和储存碳的能力。因此,泥炭地的恢复依赖于恢复水分水平的技术。抽水和排水系统可以改进,土地所有者可以建立战略定位的树篱、防护林带和缓冲带,以减少水的输送。
 
存储
 
河流可以与恢复的洪泛区重新连接,河流的重新配置,漏水的大坝,河道工程和河岸的改善都有助于提高储存能力。在城市地区,可以采用透水表面和地下储存,在所有地区都可以建立湿地和蓄水池。如上所述,重新润湿泥炭地和沼泽有助于增加储存能力。
NFM的许多效果可以通过海狸的重新引入来实现,它们建造水坝来减少峰值流量,形成水池并使水坝上方的土壤饱和。大坝还有助于清除污染物,如磷酸盐。河狸不吃鱼,夏天喜欢吃水生植物,夏天喜欢吃草和灌木,冬天喜欢吃木本植物。目前,河狸正被引入一些地区进行试验,以确定它们在实施NFM中的价值。海狸提供的主要好处之一是它们能够快速修复和重建在极端天气中被破坏的水坝。然而,虽然海狸的潜在好处是众所周知的,一些团体已经表达了对其广泛引进前景的担忧。例如,由于排水渠道堵塞,农民和土地所有者可能会发现涝渍土地面积增加。此外,大坝对鲑鱼和海鳟等洄游鱼类构成了威胁。
 
海狸原产于英国,曾经广泛分布,但在17世纪,它们被猎杀至灭绝。然而,其他非本地物种,如信号小龙虾,会对防洪产生不利影响,因为它们会挖洞进入河岸,造成侵蚀、河岸崩塌和泥沙污染。与本地的白爪小龙虾相比,小龙虾体型更大,生长速度更快,繁殖速度更快,能够承受更大范围的环境。信号小龙虾也是贪婪的食肉动物,以鱼、青蛙、无脊椎动物和植物为食,因此会造成严重的生态负面影响。
 
NFM的好处
 
NFM为较小的洪水事件提供保护,减少洪峰洪水并延迟下游洪峰的到来。然而,这并不能减少极端洪水事件的风险。因此,有效的洪水管理策略倾向于将NFM与硬工程措施相结合。然而,NFM通常提供更广泛的其他好处。
 
新的林地和湿地的创建产生了具有更大蓄洪能力的生物多样性栖息地。它们也使更多的物种能够在栖息地之间迁移。减少水土流失、径流和沉积的NFM措施也有助于改善水质,从而改善生境。特别是,这些措施降低了流域内养分和沉积物的负荷量;这两个问题会对水质和舒适度产生巨大影响。
 
土地利用和土地管理措施有助于减少表土和养分的流失。这提高了农业生产力,降低了肥料的成本。此外,为NFM措施提供了广泛的赠款,例如创建绿色空间和洪泛区,以使它们对农民和土地所有者具有更大的经济吸引力。
 
许多NFM措施有助于应对气候变化。例如,湿地和林地可以有效地储存碳并将二氧化碳从大气中去除。减少地表流失和土壤侵蚀的措施,如等高耕作,也可以减少土壤的碳损失。
 
监控NFM
 
鉴于上面概述的NFM潜在好处的范围很广,要监测的参数的数量和类型可能也同样不同。如果要评估已实施措施的影响,基线数据是必不可少的,但这并不总是可以交付的。例如,在一个五年的项目之前可能只能收集一个季度的数据。但是,可以从其他方面保护基线数据。在所有情况下,数据当然应该准确、可靠、相关和可比。
 
监控数据应用于NFMs的设计。例如,对整个流域的生态、地貌、水文和气象的详细了解将有助于确保选择正确的措施。应与所有利益攸关方合作选择这些措施,不断监测应使人们能够看到NFM措施的效果。利益相关者通常包括资助者、项目合作伙伴、当地社区、土地所有者、监管机构和地方当局。
 
由于NFM措施是为了使整个流域受益而设计的,因此监测也必须覆盖整个流域。然而,这可能是一个很大的领域,因此将涉及财政问题,特别是对劳力密集的工作。因此,有必要对监测任务进行优先排序,并在成本效益高的地方部署远程自动技术。
显然,如果要有效地测量NFM的效益,就应该在多个地点连续监测诸如降雨、地下水水位、河流水位和地表水质量等关键参数。因此,很幸运的是,所有这些测量都可以通过仪器连续24/7地进行,这些仪器可以留在遥远的地方进行监测,而不需要经常去校准、维修或更换电源。作为商业奥特Hydromet都集中在这一功能的发展多年,发展传感器,足够的操作在潜在的积极的环境中,数据记录器与巨大的能力但非常低功耗要求,和先进的通信技术,使字段数据可以立即被所有利益相关者。
 
最近的数据管理的发展导致了发展的物联网数据管理解决方案,比如Hydromet云,,通过网站和应用程序,提供后端基础设施接收,解码过程,显示和存储测量数据,从几乎任何远程Hydromet监测站或传感器通过一个基于云的数据托管平台。因此,警报可以自动发出,这有助于与硬工程防洪措施的整合。Hydromet Cloud还提供了对当前和历史测量数据的访问,使涉众能够在一个屏幕上查看整个流域的状态。
 
19世纪50年代的监控课
 
芬斯河在彼得伯勒南部被主要的农业用地所环绕,最初包括许多浅湖,其中惠特莱西米尔湖是最大的,夏季占地约750公顷,冬季占地约两倍。这片平原由内内河灌溉,非常浅,是最后一批被抽干的“大麦尔斯”,因此被改造成可耕种的土地。
 
在威廉·威尔斯的领导下,一群当地的地主资助并安排了排水工程,包括开发一种新发明的蒸汽动力离心泵,这种泵每分钟可以将100多吨的水提升2到3英尺。新建了一条主要的排水管把水引入洗脸池。由于意识到泥炭地可能会受到排水的影响,Wells建议埋设一个测量桩,将其固定在牛津粘土基岩上,并在土壤表面切断。1851年,原来的木柱被一根铸铁柱取代,据信这根柱子来自伦敦水晶宫。
 
通过安装一个测量柱,威尔斯显示了非凡的远见。随着排水的进行,地面下沉了很多;在头12年里增加了1.44米,在头40年里增加了3米。今天,大约4米的柱子显示在地面上,记录了自1852年以来的地面沉降。荷美驿站的地面现在比海平面低2.75米,这是英国最低的陆地点。
 
由于引流,出现了几种并发症。首先,随着大面积湿地的消失,对当地生态和生物多样性产生了巨大的影响。此外,随着地面下沉,将水抽到主要排水沟变得不那么可持续。
 
霍梅沼泽现在是国家自然保护区,由自然英格兰管理,附近的伍德沃尔顿沼泽也是。它们都是大沼泽项目的一部分,这是一个令人兴奋的栖息地恢复项目,包括几个合作伙伴,包括当地野生动物信托,自然英格兰和环境局。在伍德沃尔顿,由于气候变化而发生的更频繁的极端天气事件导致洪水涌入保护区。在过去,这是NFM的一个很好的例子,因为保护区为过剩的洪水提供了缓冲。然而,负责大沼泽监测和研究的官员亨利·斯坦尼尔说:“洪水含有越来越高的营养物质和淤泥,这可能会损害保护区的生态,所以有必要对该地区采取全面的、防患未然的策略。”
 
亨利称赞威廉•威尔斯的远见卓识,他说:“作为一名自然资源保护主义者,我经常被要求在生态恢复开始后,而不是在损害发生期间甚至是在损害发生之前,建立监测系统。因此,在野生动物信托基金会,我们正以Wells为榜样,建立一个监测水井的网络,这样我们就可以监测未来土地管理变化的影响。
 
“例如,我们正在建立一个赠款资助的项目,以确定最适合该地区的作物;现在和将来,我们将与OTT合作开发一种监测策略,将监测与测量营养物相结合,如表层水中的磷酸盐和硝酸盐。”
 
总结
监测为衡量倡议和缓解措施的效果提供了机会。它还能确定趋势,以便在挑战变成问题和问题变成灾难之前及时采取措施。
 
监测是NFM的一个重要组成部分,它有助于定义适当的措施,衡量它们的成功程度,让利益相关者了解情况,识别错误,在必要时发出警报,告知适应性管理并帮助指导未来的研究。

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