Un système de classification des cours d'eau développé par des chercheurs du laboratoire national d'Oak Ridge du ministère de l'Énergie peut aider à évaluer les changements physiques des cours d'eau et des rivières des États-Unis dus aux influences humaines et aider à une gestion plus efficace des ressources en eau.

Le nouveau cadre, Publié dans PLOS UN , est conçu pour incorporer des caractéristiques physiques de l'habitat importantes pour l'écologie des cours d'eau, y compris la taille, pente, Température, hydrologie, confinement de la vallée et substrat, en une carte composite de la diversité des cours d'eau. Un premier focus sur l'Est des États-Unis estimé sur 5, 000 types de flux, dont la plupart sont rares et jusqu'à un tiers sont affectés par les impacts humains.

L'équipe dirigée par l'ORNL a utilisé des ensembles de données géospatiales, des informations de télédétection et une analyse prédictive pour cartographier environ un million de tronçons de cours d'eau à travers l'est des États-Unis. le projet est le premier effort important pour produire un inventaire géospatial des types de cours d'eau à cette portée.

L'oeuvre, financé par le Water Power Technologies Office du DOE, vise à fournir à l'industrie, les régulateurs et les parties prenantes ayant des connaissances scientifiques sur le développement et la gestion efficace des systèmes hydroélectriques et l'atténuation des impacts environnementaux de la production d'énergie.

Jusqu'à maintenant, la classification des cours d'eau a été largement régionale, se sont concentrés sur les évaluations de segments de cours d'eau discrets plutôt que sur toute la longueur des réseaux fluviaux de branchement. Le nouveau système de classification est conçu pour capturer un paysage connecté, où l'utilisation de l'eau en amont influence les habitats en aval soutenant divers écosystèmes.

"Ce genre de vision holistique des environnements de flux, en particulier la diversité des flux, sur une vaste zone spatiale n'est pas disponible et est essentiel pour améliorer notre compréhension des conditions naturelles et modifiées des cours d'eau, ", a déclaré le coauteur principal Ryan McManamay de la division des sciences de l'environnement de l'ORNL et de l'Urban Dynamics Institute.

Dans leur étude de l'Est des États-Unis, les chercheurs ont identifié des types de cours d'eau communs et rares et la mesure dans laquelle ils ont été affectés par les activités humaines, comme l'urbanisation, l'agriculture et la production d'énergie.

Les combinaisons des caractéristiques physiques ont donné environ 1, 521 types de flux au total. Sur 1,5 million de kilomètres de cours d'eau au total, 95 pour cent de la longueur du cours d'eau comprenait moins de 30 pour cent de types. La découverte suggère que la plupart des types de cours d'eau dans l'est des États-Unis sont rares.

Les chercheurs ont comparé des ensembles de données sur la couverture terrestre avec des typologies de cours d'eau pour examiner les changements provoqués par l'homme dans les environnements naturels des cours d'eau. Présentation des barrages, réservoirs, l'agriculture et les structures urbaines dans les paysages fluviaux peuvent altérer les caractéristiques physiques des cours d'eau avec des impacts négatifs sur les ressources en eau et les écosystèmes aquatiques. Selon les coauteurs, près de 70 pour cent des cours d'eau dans l'est des États-Unis « sont soit mis en fourrière, réglementé, très fragmenté, ou ont des perturbations importantes du paysage. » Trente-deux pour cent des types de cours d'eau ont eu au moins 95 pour cent de leurs longueurs affectées d'une manière ou d'une autre, signifiant 492 sur 1, 521 classes n'ont aucune représentation naturelle dans le paysage. En d'autres termes, un tiers de la diversité des cours d'eau de la région a été perdu. Les résultats ont également montré des types de cours d'eau rares, en particulier les grands systèmes fluviaux, sont plus susceptibles d'être affectés par l'activité humaine.

L'équipe note que le cadre de classification des cours d'eau peut être utilisé pour hiérarchiser les zones à conserver ou à restaurer, tout en aidant à la planification des mesures d'atténuation. A titre d'étude de cas, les chercheurs ont identifié rare, types de cours d'eau très altérés et ciblés environ 30, 000 km de cours d'eau à travers l'est des États-Unis, ou 1, 463 km par état, pour les projets de restauration. L'étude a également montré comment les classes de flux peuvent être utilisées pour identifier les propriétés partagées entre les flux, afin de trouver des cours d'eau de référence ou des études de cas pour orienter les décisions de gestion de l'eau.

Une vue complète de la diversité physique des flux offre des applications pratiques pour les industries, les services publics et leurs parties prenantes. La classification des cours d'eau soutient la gestion de l'eau en informant les réglementations environnementales, stratégies d'atténuation et développement futur.

"Notre système est flexible, " a déclaré McManamay, "Et peut être combiné avec d'autres ensembles de données à haute résolution pour répondre à une gamme de questions générales sur les habitats des cours d'eau et les impacts anthropiques sur la physique et la biodiversité."