Hudsonfloden är inte en vanlig flod. Snarare, det är en mynning, där saltvatten från havet blandas med sötvatten i 153 miles, från New Yorks hamn till Troy, NY. Under 1950-talet Hudson var ett öppet avlopp, med industrier som släpper ut giftiga kemikalier, målar, tungmetaller och annat avfall i vattnet. Fisk var förorenad med PCB (polyklorerade bifenyler) som dumpades från General Electrics fabriker i övre Hudson, och mer än ett sekel av muddring och fyllning ödelade dess ekosystem.

Idag är floden tillräckligt ren för fiske, båtliv och till och med simning, främst på grund av miljöaktivisters arbete och lagar om rent vatten som antogs på 1960- och 1970 -talen. Men det återstår fortfarande arbete för att förbättra flodmynningens vattenkvalitet. Vid kraftiga regn, kombinerade avlopps- och dagvattensystem dumpar avloppsvatten och andra föroreningar i floden på 150 platser i åtta samhällen. Efter sex år av muddring av General Electric, en del PCB och andra föroreningar finns fortfarande kvar i flodens sediment. Och den ökande utvecklingen längs vattnet förstör livsmiljöer. Dessutom, effekterna av klimatförändringar – stigande havsnivåer, stormsvallvåg, översvämningar och torka - utgör nya risker för infrastrukturen, ekosystem och mänskliga samhällen i Hudson.

För att möta dessa utmaningar, forskare från Columbia Universitys Earth Institute gick samman med Partners Restoring the Hudson för att skapa Hudson River Comprehensive Restoration Plan. Släpptes i augusti, planen granskar mynningens nuvarande tillstånd, identifierar potentiella platser för restaurering, rekommenderar projekt för att förbättra floden, och tittar på frågor som måste åtgärdas för att förbereda Hudson för att möta effekterna av klimatförändringar. Rapporten kommer att hjälpa till att vägleda ansträngningarna för de befintliga handlingsplanerna för New York State Hudson River Estuary Program och det federala New York-New Jersey Harbor &Estuary Program.

Kartläggning av livsmiljöer och mänsklig inblandning

För rapporten, Columbia Universitys Center for International Earth Science Information Network (CIESIN) bedömde flodmynningens nuvarande förhållanden. I den första fasen, CIESIN samlade in över 200 uppsättningar data om Hudsons livsmiljöer och infrastruktur.

Linda Pistolesi, en specialist på geografisk information inom Geospatial Applications Division på CIESIN, samordnade bedömningen och insamlingen av uppgifter, identifiera så många befintliga datamängder som skulle vara användbart för att skapa en fysisk habitatmodell. Modellen är en karta över fördelningen av fysiska naturtyper över hela mynningen, från en meter över till 20 meter under havsytan, som innehåller information om sediment och sluttningar.

"Jag tror inte att det någonsin har funnits en redan existerande habitatmodell som är så här, ", sa Pistolesi. "Detta var den första riktigt heltäckande modellen. Och det var tänkt att fungera som grunden för vårt nästa steg, som skulle producera den ekologiska bedömningen. "

För denna nästa fas, teamet identifierade datamängder som representerade effekter och hot över hela mynningsområdet, såsom sjösättning av båtar, dammar, hårda strukturer på strandlinjen, dagvattentömningspunkter, och mer. Baserat på platsen för hoten, teamet använde sedan den fysiska livsmiljömodellen för att avgöra vilka livsmiljöer som hade påverkats och med hur många effekter.

Att hantera påverkan från storm och avloppsvatten

Andrew Juhl, en akvatisk ekolog och oceanograf vid Columbias Lamont-Doherty Earth Observatory och i Earth and Environmental Sciences Department, ombads att leda ett team för att analysera tidigare och nuvarande dagvatten- och avloppsvattenpåverkan på Hudson, och att ge rekommendationer för att minimera dessa effekter.

"Den primära källan till dålig mikrobiell vattenkvalitet i Hudson är avloppsförorening, sa Juhl, som har testat vattenkvaliteten med Riverkeeper, en organisation vars uppdrag är att skydda Hudson. "Vi har dokumenterat det i cirka 10 år och har blivit den mest omfattande informationskällan, som är tillgänglig för allmänheten, om mikrobiella vattenkvalitetsförhållanden i Hudson mellan Albany och NYC." Gruppen testar vattenkvaliteten på 75 angivna platser varje månad, under sex månader om året, för att avgöra om förhållandena förbättras på lång sikt. Juhl sa, "Vad vi försöker förstå är, vi har detta kvasi-naturliga system, som är floden. Då regelbundet, vi dumpar en enorm mängd avloppsvatten i den, som innehåller alla möjliga bakterier som inte hör hemma där. Vad händer då? Vart går dom? Vad är deras öde?"

Storm and Wastewater-teamet inkorporerade denna vattenkvalitetsinformation i sin granskning av historiska och aktuella förhållanden. De noterade att mynningens vattenkvalitet har förbättrats dramatiskt sedan århundradet före 1970 -talet, när orenat avloppsvatten spydde ut i floden, men förklarade att problemen kvarstår. Till exempel, nivåerna av fekala bakterier (från avloppsvatten) stiger fortfarande ibland efter det regnar, speciellt runt Albany eller i bifloder, på grund av dagvattenutsläpp och kombinerade avloppsspill.

Teamet lade upp sex mål och åtföljande åtgärder för att nå sitt mål att uppnå och bibehålla en konsekvent hög vattenkvalitet i hela Hudson Rivers mynning till 2040. Därifrån, utmaningen blir att ersätta eller härda storm- och avloppsinfrastrukturen för att hantera stigande havsnivåer.

Estuary Education

Margie Turrin, utbildningskoordinator vid Lamont-Doherty Earth Observatory, ledde en grupp fokuserad på flodmynningsutbildning för rapporten. "Om du inte förstår det, du kan inte hjälpa att skydda den, " hon förklarade.

Utbildningsgruppen identifierade befintliga utbildningsmöjligheter i Hudson River som finns tillgängliga via skolor, naturcenter, miljöorganisationer och andra. Teamet fastställde sedan mål för:varje K-12-elev i Hudsonflodens vattendelare för att få pedagogiska erfarenheter om floden och dess bifloder; gymnasium, studenter på högskole- och forskarnivå och medborgarforskare att få möjlighet att forska om floden; varje samhälle vid vattnet ska ha allmänhetens tillgång till floden; planens material ska göras tillgängligt för alla invånare för utbildningsändamål; och utveckling av teknisk och annan information för yrkesverksamma och beslutsfattare.

"Jag tror att den viktigaste biten är att alla har en möjlighet att utveckla en relation med floden, " sa Turrin. "Vi skulle vilja se att alla elever som befinner sig inom vattendelaren får möjlighet att uppleva Hudsonfloden på en personlig nivå genom utbildning."

Turrin färdigställde också ett omfattande dokument inklusive de vetenskapliga data som låg bakom den ursprungliga rapporten. Detta kan användas för att identifiera framtida behov och mål för floden – t.ex. för en gemenskap som vill vidta åtgärder för att förbättra sin havsfront. "All den där bakgrundsberättelsen finns där och den data finns där och har sammanställts till en plats där den kan dras till, " Hon sa.

Planförslag för älven

Juhl kallade rapporten en stor milstolpe, och berömde den för att ha satt upp omfattande och tydliga mål för Hudson River-systemet. "Det hjälper att fokusera uppmärksamheten ... på vad de riktigt viktiga sakerna är som måste göras, " sa han. "Vi hoppas verkligen att detta kommer att användas av forsknings- och förvaltningsgemenskaperna, och lagstiftare när det gäller tilldelning av medel. Nu är det upp till allmänheten, och forsknings- och ledningsgemenskapen att hålla fast vid dessa mål."

Engagemang för målen för Hudson River Comprehensive Restoration Plan kan testas snart. Army Corps of Engineers, en av Partners Restoring the Hudson, fick i uppdrag att studera vad som kunde göras för att hantera stormflod och havsnivåhöjning. Den har föreslagit sex olika planer. En plan kräver "ingen åtgärd". En annan förlitar sig på strandlinjebaserade översvämningsväggar och vallar, inklusive stränder, sanddyner och parker vid vattnet, som skulle skydda samhällen från både stormflod och översvämningar, samtidigt som floderna får flöda naturligt. Men de övriga fyra förslagen innebär någon form av hård konstruktion av vattenbarriärer över hamninloppen som skulle blockera det naturliga flödet av vattnet in och ut ur mynningen.

Pistolesi är oroad över att de hårda byggplanerna "potentiellt kan skada flodmynningens ekosystem och kanske till och med få några oavsiktliga konsekvenser, som att översvämma uppströms om barriärportarna stängs för att försvara sig mot stormflod — vatten som försöker strömma nedströms skulle också stoppas av barriärerna."

Armékåren säger att de kommer att minska alternativen till ett eller två i höst. Sålänge, det finns en pågående offentlig kommentarsperiod fram till den 20 september.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.