Este mes, la presa Bloede se eliminará del río Lower Patapsco cerca de Ilchester, Maryland.

La restauración es un experimento natural único en su tipo que ayudará a probar cómo los drones relativamente económicos pueden ayudar a los científicos como yo a comprender la integridad de los arroyos y ríos.

Mis colaboradores incluyen estudiantes e investigadores de la Universidad de Maryland Baltimore County, Servicio geológico de Maryland, Departamento de Recursos Naturales de Maryland, Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y Servicio Geológico de EE. UU.

Si nuestro enfoque funciona, nos permitirá rastrear el movimiento de sedimentos de manera más completa y precisa que nunca, a una fracción del gasto.

Que va a cambiar

Terminado en 1907 y operativo durante 30 años, la presa Bloede contenía la primera planta hidroeléctrica sumergida en los EE. UU. A 26.5 pies de altura, representa una de las mayores remociones de presas en la costa este.

¿Por qué quitar la presa? El estado, Las agencias federales y la organización sin fines de lucro American Rivers esperan eliminar un peligro de seguridad pública abandonado.

La eliminación de la presa también complementará la restauración de la extracción anterior de presas río arriba y ampliará el hábitat conectado para peces y otras criaturas acuáticas. El Patapsco una vez albergó importantes corrientes de agua dulce de sábalo, Alewife y anguila americana, que fueron bloqueados por la presa. Una escalera para peces ha demostrado ser ineficaz para conectar las secciones río arriba del río con el estuario río abajo y la bahía de Chesapeake.

A pesar de un papel destacado en la fabricación temprana de EE. UU., el Valle de Patapsco ha sufrido su parte de desafíos ambientales. El transporte marítimo colonial se vio obligado a trasladarse a Baltimore después de que el puerto original de Elkridge Landing fuera ahogado por sedimentos del lastre del transporte marítimo. minería de ribera de río y tala de bosques río arriba. Una vez que un canal de 10 pies rodeado por un pantano de agua salada, hoy el sitio está fresco y el canal tiene menos de dos pies de profundidad.

Las inundaciones periódicas también han causado estragos en el estrecho desfiladero, ocasionalmente con resultados catastróficos. En los años pasados, Las inundaciones repentinas aguas arriba en la ciudad de Ellicott han roto la tubería principal de alcantarillado que corre a lo largo del fondo del valle y han reorganizado grandes cantidades de arena. madera y roca en el canal de aguas abajo.

Hoy dia, la presa almacena aproximadamente 2.6 millones de pies cúbicos de limo estratificado y arena a menos de ocho millas de la marea de la Bahía de Chesapeake. Cuando se quita la presa, queremos saber cuánto sedimento se va a mover y qué tan rápido.

¿Por qué el movimiento de sedimentos?

Comprender el movimiento de sedimentos es fundamental para la gestión de los ríos en todas las jurisdicciones de la cuenca de la Bahía de Chesapeake.

El sedimento ayuda a equilibrar el flujo de agua para mantener la forma del canal y hábitats estables para las plantas acuáticas. invertebrados y peces. El sedimento del río es necesario para ayudar a las costas de los estuarios a combatir el aumento del nivel del mar. Sin embargo, el sedimento fino también puede ser un contaminante en, o llevar nutrientes y metales pesados ​​a, estuarios río abajo.

Aunque es fácil observar evidencia de erosión de sedimentos de riberas de ríos o laderas, A menudo no está claro dónde y cuánto de ese sedimento se vuelve a depositar y se almacena. Gestión del almacenamiento de sedimentos, particularmente detrás de las presas, puede ser algo controvertido.

Después de estudiar varias otras remociones de presas, esperamos que el sedimento atrapado detrás de la presa se evacue rápidamente y se redistribuya río abajo durante un período de varios años.

Sin embargo, todavía hay mucho que no sabemos. Las inundaciones que siguen a tormentas intensas pueden mover grandes cantidades de sedimentos, alterando el fondo del valle en solo horas. ¿Volverán tales tormentas a depositar sedimentos en otras partes del desfiladero o en la llanura de inundación costera? o entregarlo a la bahía?

Nuevas formas de realizar un seguimiento de los cambios

Es logísticamente difícil medir con precisión cambios de canal grandes y potencialmente rápidos.

En una encuesta de campo típica, los técnicos miden la profundidad del agua, fluir, sustrato inferior y otra información en ubicaciones específicas. Aunque los canales de transmisión pueden variar enormemente en el espacio y en el tiempo, los científicos rara vez somos capaces de representar tal variabilidad en nuestras mediciones. En lugar de, recopilamos instantáneas aisladas en el tiempo. Eso nos deja con menos comprensión del movimiento dinámico de sedimentos, la devastación provocada por las inundaciones o la diversidad de condiciones necesarias para sustentar la vida acuática.

Las estaciones de medición ubicadas aguas arriba y aguas abajo de la presa miden el flujo de agua y estiman el material suspendido como limos finos y arcillas. pero no arenas y gravas más gruesas que se mueven a lo largo del fondo del canal. Las encuestas de 30 secciones transversales distribuidas en ocho millas brindan información sobre cómo la forma y la composición del canal varían a medida que se cruza el canal. pero relativamente poco sobre los miles de pies entre cada transecto.

Y lo que es más, después de una gran inundación, los científicos deben realizar nuevos estudios transversales, tardando hasta un mes en ocasionalmente en condiciones de riesgo.

Nuestro equipo está intentando aumentar nuestras mediciones mediante la implementación de pequeños drones listos para usar que fotografían todo el fondo del valle. Repite fotografías antes, durante y después de la remoción puede ayudarnos a rastrear la ubicación de una columna de sedimentos a medida que se mueve río abajo. También permiten nuevas perspectivas del río.

Confiando únicamente en las fotos superpuestas recopiladas antes y después de la remoción de la presa, Crearemos modelos informáticos en 3D del fondo del canal y la profundidad del agua, no solo en las secciones transversales encuestadas, pero cada pocos centímetros a lo largo del canal. Aunque esta tecnología funciona mejor en aguas poco profundas, Nuestros modelos deberían permitirnos mejorar enormemente las estimaciones tanto de la cantidad como de la ubicación del cambio de canal a medida que los sedimentos se mueven río abajo.

Con el nuevo enfoque, nuestro equipo recopila un conjunto de fotos de las ocho millas en solo unos días, y el trabajo adicional ocurre dentro de una computadora de escritorio. Eso significa que las mediciones se pueden repetir o realizar de nuevo en cualquier momento utilizando imágenes archivadas.

Aunque ciertamente tenemos curiosidad por ver cómo se mueve esta cantidad de sedimentos, estamos especialmente interesados ​​en lo bien que podemos capturarlo. Si funciona, Esta tecnología probablemente cambiará la forma en que los científicos recolectan mediciones y monitorean los ríos.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.