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Hydro-geomorphological assessment of culvert vulnerability to flood-induced soil erosion using an ensemble modeling approach
Environmental Modelling & Software ( IF 4.8 ) Pub Date : 2024-10-09 , DOI: 10.1016/j.envsoft.2024.106243 Sourav Mukherjee, Sudhanshu Panda, Devendra M. Amatya, Mariana Dobre, John L. Campbell, Roger Lew, Peter Caldwell, Kelly Elder, Johnny M. Grace, Sherri L. Johnson
Environmental Modelling & Software ( IF 4.8 ) Pub Date : 2024-10-09 , DOI: 10.1016/j.envsoft.2024.106243 Sourav Mukherjee, Sudhanshu Panda, Devendra M. Amatya, Mariana Dobre, John L. Campbell, Roger Lew, Peter Caldwell, Kelly Elder, Johnny M. Grace, Sherri L. Johnson
Intense precipitation events pose growing threats to forest infrastructure causing flooding, and soil erosion and deposition, creating bottlenecks at road-stream crossing structures (RSCS). We describe a hillslope-scale ensemble hydro-geomorphological vulnerability assessment integrating geospatial Streambank Erosion Vulnerability Assessment (SBEVA), Modified Revised Soil Loss Equation (MRUSLE), and process-based Water Erosion Prediction Project (WEPP) model into an ensemble hydro-geomorphologic vulnerability index (EHVI) for USDA Forest Service (USFS) managed 194 road-culverts at the Hubbard Brook Experimental Forest (HBR-EF) in New Hampshire, USA. The results revealed that five and one culvert with diameters of 0.46m and 0.61m, respectively, have extreme EHVI values between 4 and 5, and fifteen and three culverts with diameters of 0.46m and 0.61m, respectively, have severe EHVI values between 3 and 4, some of which were previously identified as hydrologically vulnerable (undersized) to floods. This knowledge will inform USFS efforts to improve the resilience of the RSCS and protect aquatic habitats.
中文翻译:
使用集成建模方法对涵洞对洪水引起的土壤侵蚀脆弱性进行水文地貌评估
强降水事件对森林基础设施构成越来越大的威胁,导致洪水、土壤侵蚀和沉积,从而在道路溪流交叉结构 (RSCS) 上造成瓶颈。我们描述了一种山坡尺度的集成水文地貌脆弱性评估,将地理空间河岸侵蚀脆弱性评估 (SBEVA)、修正的土壤流失方程 (MRUSLE) 和基于过程的水侵蚀预测项目 (WEPP) 模型集成到美国农业部林务局 (USFS) 管理的全球水文地貌脆弱性指数 (EHVI) 哈伯德布鲁克实验森林 (HBR-EF) 的 194 个路涵洞美国新罕布什尔州哈伯德布鲁克实验森林 (HBR-EF) 的。结果显示,直径分别为 0.46m 和 0.61m 的 5 个涵洞和 1 个涵洞的极端 EHVI 值在 4 到 5 之间,直径分别为 0.46m 和 0.61m 的 15 个和 3 个涵洞的严重 EHVI 值在 3 到 4 之间,其中一些涵洞以前被确定为水文易受洪水影响(尺寸过小)。这些知识将为 USFS 提高 RSCS 的复原力和保护水生栖息地的工作提供信息。
更新日期:2024-10-09
中文翻译:
使用集成建模方法对涵洞对洪水引起的土壤侵蚀脆弱性进行水文地貌评估
强降水事件对森林基础设施构成越来越大的威胁,导致洪水、土壤侵蚀和沉积,从而在道路溪流交叉结构 (RSCS) 上造成瓶颈。我们描述了一种山坡尺度的集成水文地貌脆弱性评估,将地理空间河岸侵蚀脆弱性评估 (SBEVA)、修正的土壤流失方程 (MRUSLE) 和基于过程的水侵蚀预测项目 (WEPP) 模型集成到美国农业部林务局 (USFS) 管理的全球水文地貌脆弱性指数 (EHVI) 哈伯德布鲁克实验森林 (HBR-EF) 的 194 个路涵洞美国新罕布什尔州哈伯德布鲁克实验森林 (HBR-EF) 的。结果显示,直径分别为 0.46m 和 0.61m 的 5 个涵洞和 1 个涵洞的极端 EHVI 值在 4 到 5 之间,直径分别为 0.46m 和 0.61m 的 15 个和 3 个涵洞的严重 EHVI 值在 3 到 4 之间,其中一些涵洞以前被确定为水文易受洪水影响(尺寸过小)。这些知识将为 USFS 提高 RSCS 的复原力和保护水生栖息地的工作提供信息。