Wasserstand-Datenlogger helfen einem Flussrenaturierungsprojekt
Die Buzzards Bay Coalition, eine von Mitgliedern getragene, gemeinnützige Organisation mit Sitz in New Bedford, Massachusetts, erstellt eine Machbarkeitsstudie für die Flussrenaturierung am Weweantic River in der nahe gelegenen Stadt Wareham.
Im Juni 2012 erwarb die Koalition ein 10 Hektar großes Grundstück, das den Fluss am Gezeitenkopf überspannt und den Horseshoe Mill Dam enthält. Das Grundstück liegt an einem landschaftlich reizvollen Ort in der Nähe eines wichtigen Autobahnkreuzes und sollte unbedingt erhalten werden, um eine Bebauung zu verhindern, den öffentlichen Zugang zum Fluss zu ermöglichen und den Lebensraum für Wildtiere wiederherzustellen - insbesondere für diadrome Fischarten.
Die Herausforderung
Der Anfang des 19. Jahrhunderts errichtete Horseshoe Mill Dam ist das erste Hindernis für die Fischpassage im Weweantic River, dem größten Nebenfluss der Buzzards Bay und historisch gesehen einer der produktivsten Fischläufe. Der Fluss ist eine der vielversprechendsten und einzigartigsten diadromen Fischressourcen in der Buzzards Bay, da er eine vielfältige Gemeinschaft wandernder Arten beherbergt, darunter Regenbogenstint und wilde östliche Bachforellen in den unteren Zuflüssen, aber auch Alewife und Blueback Hering, Amerikanischer Aal, Weißbarsch, Tomcod, Hog Chokers, Neunauge und Maifisch.
Die Fischpassage ist durch den Horseshoe Mill Dam stark eingeschränkt. Darüber hinaus wird die Ausdehnung einer einzigartigen und wichtigen Pflanzengemeinschaft von Süßwasserfeuchtgebieten im Gezeitenbereich, die eine Reihe von in Massachusetts seltenen Arten umfasst, durch diesen Damm eingeschränkt.
Die Wiederherstellung wird die Durchgängigkeit für Wanderfische auf mehr als drei Meilen Flusslebensraum wiederherstellen und die Anpassung der Lebensräume in den Küstenfeuchtgebieten an den Klimawandel ermöglichen. Die Beseitigung der durch den Damm verursachten Barriere wird weitreichende Vorteile für die Fischerei, seltene Pflanzengemeinschaften und die damit verbundene Tierwelt haben, da die Durchgängigkeit des Flusses wiederhergestellt wird und sich die Lebensräume der Küstenfeuchtgebiete in den geschützten Gebieten oberhalb des Damms an den Anstieg des Meeresspiegels anpassen können.
Zur Festlegung eines Sanierungskonzepts für einen Fluss müssen wichtige Ausgangsdaten gesammelt werden, um die Durchführbarkeitsstudie zu untermauern und Sanierungsalternativen zu bewerten (z. B. Topografie, Bathymetrie, Sedimentanalyse, hydraulische Modellierung usw.). Insbesondere werden detaillierte Daten über den Wasserstand oberhalb des Stausees benötigt, um hydrologische und hydraulische Modelle für das Projekt zu erstellen. "Wir versuchen, die Wasserströme in den Stausee zu bewerten", sagte Sara Quintal, eine Ökologin der Koalition. "Wenn wir mit der Modellierung von Sanierungsalternativen am Damm beginnen, werden die Wasserstandsdaten in das Modell einfließen."
Die Lösung
Zur Beobachtung der Wasserstände wählte das Koalitionsteam zunächst eine Bachkreuzung oberhalb des Stausees als Standort für die kontinuierliche Wasserstandsüberwachung aus, da sich diese in der Nähe des Projektgebiets befand und bereits zuvor ein Pegel des U.S. Geological Survey (USGS) vorhanden war.
Dann setzte das Team einen HOBO® U20 Wasserstandslogger ein, um Wassertemperatur- und -druckdaten in Fünf-Minuten-Intervallen zu sammeln. Das Instrument verfügt über ein versiegeltes, unbelüftetes Design, um den Einsatz des Loggers im Fluss schneller, einfacher und wartungsfreier zu machen. Der Logger verfügt außerdem über eine optische Schnittstelle auf USB-Basis, die eine schnelle Übertragung der erfassten Daten in nassen Umgebungen ermöglicht. Das optische Design macht außerdem die störanfälligen mechanischen Anschlüsse überflüssig, die bei vielen herkömmlichen Wasserstandsmessgeräten zu finden sind.
Um den Logger für den Einsatz vorzubereiten, wurde er über ein USB-Kabel an einen Computer angeschlossen und in wenigen Minuten mit der mitgelieferten HOBOware® Pro Grafik- und Analysesoftware konfiguriert.
Der Logger wurde zunächst an einem Baum im Projektgebiet befestigt und für den barometrischen Druck mit Druckmessungen von einem nahe gelegenen Standort abgeglichen. Sobald der Luftdruck zwischen den beiden Standorten als vergleichbar angesehen wurde, wurde der Logger im Flusskanal in einer PVC-Absetzsäule installiert, die an einem Brückenpfeiler befestigt war, um den Wasserstand kontinuierlich in Fünf-Minuten-Intervallen zu messen.
"Die Fünf-Minuten-Probenahme wurde von der Massachusetts Division of Ecological Restoration auf der Grundlage von Überwachungsmaßnahmen an anderen Standorten festgelegt", so Quintal.
Die Wasserstandsdaten werden regelmäßig mit einem wasserdichten Daten-Shuttle-Gerät ausgelesen. Der Shuttle sorgt für einen sicheren Transport der Daten vom Logger zu einem Computer, wo die Daten mit der HOBOware-Software angezeigt und analysiert werden können. Die Software zeigt die Pegelmessungen in grafischer Form an, um Profile über die Zeit zu zeigen, die Quintal mit den Messwerten der Mitarbeiter vor Ort abgleichen kann. Die Daten können auch in tabellarischer Form angezeigt oder zur weiteren Bearbeitung in eine Tabellenkalkulation exportiert werden.
Die Durchführbarkeitsstudie ist noch nicht abgeschlossen, und es werden noch weitere Ausgangsdaten benötigt, um die möglichen Optionen für die ökologische Wiederherstellung des Horseshoe Mill Damms bewerten zu können.
