Oleh :
Reskiyanto Fauzi Duwingik
471415009
Dosen Pengampu :
Intan Noviantari Manyoe, S.Si.,M.T
NIP 19821112 200812 2 002
Program Studi Teknik Geologi
Jurusan Ilmu dan teknologi kebumian
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Unversitas Negeri Gorontalo
Gorontalo
2017
HIDROLOGI DAS
Pada
permukaan bumi dapat dibagi kedalam beberapa DAS. Air yang mengalir ke daerah
muara yang sama merupakan satu sistem DAS.
Pada
bagian berikut, kita membahas beberapa dari banyak fitur yang menggambarkan
daerah aliran sungai, dan bagaimana air bergerak melalui daerah aliran sungai.
Kami membedakan antara fitur terres-trial yang terkait dengan area yang tidak
tertutup oleh air dari fitur perairan, seperti sungai dan danau, yang secara
permanen tergenang. Kami juga memeriksa lahan basah, dimana transisi antara
keduanya di antara fitur.
A. Fitur
Landscape
Fitur lanskap umum
a. Kontur
topografi - Garis dengan ketinggian sama
b. Kemiringan
- Perubahan elevasi per satuan jarak
c. Aspek
- Arah permukaan yang menghadap
d. Streamlines
- Garis tegak lurus terhadap kontur topografi
e. Celah
cekung, cekungan - Zona arus konvergensi
f. Lereng
konveks, pegunungan - Zona arus divergen
g. Panjang
DAS - Jarak dari outlet ke titik paling jauh
h. Lereng
DAS - Ketinggian perubahan dibagi jarak
i. Ketinggian
Maksimum - Titik tertinggi pada daerah aliran sungai
j. Area-Elevation
Relationship - Plot elevasi vs jumlah
k. dari
tanah di kelas ketinggian
a.
Karakteristik topografi
Fitur topografi
adalah sifat permukaan terestrial bumi yang dapat digunakan untuk menggambarkan
karakteristik daerah aliran sungai. Topografi menentukan kemiringan dan aspek
permukaan tanah. Lereng curam mendominasi daerah pegunungan, perbukitan
memiliki lereng sedang, dan lereng terlihat di dataran dan dataran tinggi. Suhu
yang lebih dingin dan tanah basah biasanya ditemukan pada aspek utara dan timur
yang menghadap ke utara, dan pada aspek selatan dan timur di lintang selatan.
Selain lereng
dan aspek, vegetasi, penggunaan lahan juga mempengaruhi limpasan air. Air bisa
diaplikasikan dari sumber alam, seperti curah hujan, atau dari pencairan salju.
Air juga bisa diaplikasikan secara artifisial, seperti irigasi pertanian dan
perumahan atau pembuangan industri dan kota.
Air yang
mengalir melintasi permukaan terestrial biasanya berselang, jika tidak maka
akan terletak pada saluran tertentu. Aliran ini disebut sheet atau overland
flow. Kecepatan aliran biasanya lambat, tapi bisa cepat di lereng curam atau di
mana tanah atau batu terbuka.
Garis kontur
digunakan untuk menandai titik ketinggian yang sama. Garis melintang tegak lurus
terhadap garis kontur, dan mengarah ke arah menurun. Garis kontur ditutup
(membentuk garis kontinu) di sekitar puncak dan dalam depresi. Garis kontur
adalah cembung jika arus arus divergen (memisahkan), dan cekung jika konvergen.
Sistem Informasi Geografis, GIS, biasanya digunakan untuk menggambarkan fitur
topografi permukaan planet kita. Permukaan disimpan secara digital pada
berbagai resolusi, dan kemudian digunakan untuk mewakili elevasi dan lokasi
fitur fisik. Fitur lainnya juga bisa diinventarisasi, seperti vegetasi,
penggunaan lahan, dan tipe tanah.
b.
Karakteristik bawah
permukaan
Selain fitur
permukaan, fitur bawah permukaan juga penting dari perspektif lanskap, atau
daerah aliran sungai. Permukaan tanah atau bawah permukaan air penting karena
berbagai alasan - ia menopang sungai dan sungai kita pada saat cuaca kering,
sumur memberi kita persediaan air minum tambahan, dan air untuk pabrik dan
lapangan kita. Daerah tanpa air tanah lebih bergantung pada keacakan dan
ketidakpastian yang terkait dengan presipitasi, dan lebih rentan terhadap
kekeringan.
Permukaan air
tanah adalah elevasi permukaan air yang ditemukan di sumur. Daerah di bawah
permukaan air disebut zona jenuh dimana semua pori diisi dengan air. Daerah di
atas meja air, namun masih di bawah permukaan, disebut zona vadose, atau
unsaturated. Kedua zona tak jenuh dan jenuh adalah kunci untuk memahami mengapa
dan di mana air bergerak di bawah permukaan.
Air tanah
dipegang terutama di ruang pori-pori sedimen tak terkonsolidasi jenuh.
Porositas adalah volume air per satuan volume media. Batu padat, seperti
granit, mungkin memiliki porositas yang sangat kecil, sementara pasir dan tanah
liat mungkin memiliki porositas yang jauh lebih besar. Porositas total adalah
jumlah porositas yang saling berhubungan, ditambah porositas terisolasi, atau
mati. Sementara beberapa batuan, seperti basal, mungkin memiliki porositas
total yang besar, air mungkin tidak mudah bergerak melalui bebatuan ini karena
pori-pori tidak saling berhubungan. Selain itu, pasir dan tanah liat mungkin
memiliki porositas yang serupa, namun air tidak mengalir dengan mudah melalui
tanah liat karena pori-pori tersebut sangat banyak.
Umumnya, lapisan
berpasir adalah akuifer dan lapisan tanah liat kaya diklasifikasikan sebagai
aquitards atau aquicludes. Arus air di permukaan bawah tidak seragam - akuifer
adalah unit geologis yang mentransmisikan air dengan cepat ke sumur, sedangkan
aquitard adalah unit geologi yang menghambat pergerakan air. Unit akifer dan
akustik adalah badan mappable batuan atau sedimen yang mentransmisikan sejumlah
air yang cukup atau memiliki konduktivitas hidrolik yang secara signifikan
lebih rendah dari pada akuifer yang berdekatan.
Aquifer dan
aquifer tertekan adalah bagian informal yang ditandai oleh sifat yang sangat
berbeda dari bagian unit lainnya. Konduktivitas hidrolik, warna, kimia, atau
litologi mungkin merupakan ciri pembentukan suatu zona. Banyak formasi geologi
dapat diidentifikasi di bawah permukaan sebagai lapisan yang berbeda dengan
ketebalan yang terukur, biasanya pada arah vertikal. Sistem akuifer mungkin
mengandung satu atau lebih akuifer yang mentransmisikan air tanah secara
regional. Unit penentu yang memiliki efek lokal namun tidak regional mungkin
ada dalam sistem akuifer. Sistem penentu terdiri dari satu atau lebih unit yang
meyakinkan yang menghambat aliran air tanah regional
Ringkasan
fitur umum bawah permukaan
Ø Aquifer
- Formasi geologis yang mentransmisikan jumlah air yang cukup banyak ke sumur
Ø Aquitard
atau Confining Layer - Formasi geologis yang menolak pergerakan air di antara
dua akuifer.
Ø Aquiclude
- Formasi geologis dimana aliran fluida yang dapat diabaikan dimungkinkan
Ø Aquifer
murni - Akuifer dengan meja air, biasanya unit hidrogeologis paling atas di
zona jenuh.
Ø Water
Table - Permukaan yang didefinisikan di mana tekanan fluida pori sama dengan
tekanan atmosfir. Setara dengan elevasi air di sumur yang menembus akuifer
positif.
Ø Saturated
Zone - Daerah pori-pori jenuh di bawah air yang jernih.
Ø Unsaturated,
atau Vadose, Zone - Daerah antara permukaan tanah dan meja air dimana pori-pori
sangat jenuh dengan air.
Ø Unconfined
Aquifer - Akuifer di mana kepala total tidak naik di atas bagian atas unit.
Ø Confined
Aquifer - Akifer di mana total kepala naik di atas bagian atas unit.
Ø Porositas
- Volume void per satuan volume akuifer.
Ø Porositas
Efektif - Volume rongga interkoneksi yang berkontribusi terhadap aliran fluida,
per satuan volume akuifer.
Ø Porositas
Terisolasi - Volume rongga mati atau rongga terisolasi yang tidak berkontribusi
terhadap aliran fluida, per satuan volume akuifer.
Ø Porositas
Ganda - Sebuah akuifer dengan dua jenis porositas, seperti pori-pori kecil dan
mikroskopis dengan sekumpulan void yang lebih besar, seperti fraktur dan
makropores.
Ø Macroporosity
Visible pori-pori, seperti fraktur, void atau vugs
Ø Porositas
mikroporositas, atau matriks - Pori-pori terlalu kecil untuk dilihat, seperti
rongga antara butiran mineral atau platelet tanah liat.
B. Fitur
Perairan
a. Sungai
dan Arus Sungai
Sifat pemetaan
anak sungai berguna untuk menggambarkan bagaimana sistem ini berperilaku.
Aliran arus rendah memiliki debit kecil dan cepat merespon curah hujan,
sementara arus berurutan memiliki debit rata-rata lebih besar, dan merespons
dengan lebih lambat.
Panjang arus
adalah jarak dari sumbernya ke pengaruh dengan aliran lain atau badan air.
Panjang arus berkelok-kelok jauh lebih panjang daripada arus lurus, dan lebih
sulit ditentukan karena sulit mengukur setiap kurva arus. Kita dapat mengatakan
bahwa tortuosity dari sebuah aliran, τ = L / Lm, adalah rasio jarak lurus yang
diukur, Lm dengan panjang sebenarnya dari arus, L. Aliran dengan tortuosity dua
berarti bahwa sungai sebenarnya dua kali selama jarak dari hulu ke mulutnya.
Profil aliran
adalah sebidang elevasi sungai sebagai fungsi dari jarak arus dari sumbernya.
Kemiringan plot profil aliran setara dengan kemiringan sungai. Profil aliran
berguna untuk menggambarkan kekuatan aliran, yang merupakan produk dari debit
dan kemiringan.
b.
Danau dan Inland Seas
Badan air ini
umumnya memiliki kecepatan air yang tidak berarti dan kurangnya bayangan di
permukaan air. Penyebab utama pergerakan air adalah energi angin, yang
menyebabkan pencampuran pada lapisan permukaan, serta sirkulasi air dan seiches
danau.
Danau dan kolam
adalah badan air yang terdiri dari air tawar, sedangkan Inland Seas (dan danau
garam) memiliki salinitas yang cukup besar. Danau dan inland seas terbentuk
melalui proses geologi alami, seperti glaciation, longsor, dan tektonik atau
geologi, sedangkan waduk dan kolam biasanya dibangun oleh manusia, atau oleh
hewan pemelihara bendungan lainnya seperti berang-berang.
Karena kecepatan
air yang lambat dan kurangnya naungan permukaan air, radiasi matahari cenderung
memanaskan air di permukaan dekat di zona fotik. Saat air hangat, air menjadi
lebih apung daripada air dingin yang mendasari, sehingga menghasilkan
stratifikasi.
Stratifikasi
kolom air biasanya terbesar di musim panas, dan pecah pada musim gugur saat
permukaan air mendingin. Jika badan air ditutupi dengan es, maka periode
tambahan stratifikasi musim dingin dapat terjadi, yang menghasilkan dua periode
dalam tahun dimana tubuh air diperkuat (tidak rata).
Pelepasan dari
danau dan inland seas biasanya berasal
dari epilimnion, yang biasanya lebih hangat di musim panas dan dingin di musim
dingin. Pengosongan dari kolam dan waduk tergantung pada struktur outlet. Jika
pelepasannya berasal dari struktur lapisan atas di permukaan air, maka aliran
keluar akan meniru pelepasan alami. Di sisi lain, struktur asupan debit yang
berada lebih dalam di kolom air akan lebih dingin dari pada buangan alami
selama musim panas. Rembesan air tanah melalui bendungan atau dasar danau
merupakan mekanisme lain bagi badan air ini untuk mempengaruhi persediaan air
regional.
Pelepasan dari
inland seas biasanya tidak ada, sehingga tidak ada pengaliran. Setiap air yang
masuk ke badan air ini hilang dari penguapan, berkonsentrasi pada garam yang
terkandung di dalam aliran. Inland seas sering berada di daerah gurun dimana
curah hujannya jauh lebih kecil daripada evaportranspirasi. Badan air ini
sangat rentan karena pengalihan perairan di perairan untuk irigasi pertanian
seringkali memiliki efek samping yang dramatis.
Beberapa badan
air secara permanen bertingkat. Laut Mati, yang terletak di antara Yordania dan
Palestina, telah ada selama ribuan tahun karena akumulasi
air yang lebih
berat dan kaya garam di bagian tubuh air yang lebih dalam. Saat arus hulu air
tawar dialihkan oleh Israel, lapisan atas menghilang, mengakibatkan pencampuran
dan pelepasan CO2 dan H2S yang besar yang telah terperangkap di lapisan yang
lebih dalam.
Sebuah bencana
serupa terjadi di Camaroon pada tahun 1983 ketika sebuah awan CO2 yang
mematikan dilepaskan dari sebuah danau yang membalikkan badan (terabaikan)
ketika sejumlah besar air dingin mengalir ke danau saat terjadi hujan.
Fitur
aliran umum
Ø Order
Arus - Arus terkecil diberikan pesanan (1). Aliran yang lebih besar diberi
pesanan (2), dll.
Ø Panjang
Aliran - Jarak arus dari koneksinya ke sumbernya.
Ø Stream
Profil - Kemiringan arus sepanjang arus
Ø Densitas
Drainase - Jumlah semua panjang arus dibagi dengan luas total
Ø Densitas
Order Arus - Jumlah panjang arus di setiap urutan arus dibagi dengan jumlah
semua panjang
Ø Spring
Magnitude - Mata air terbesar diberi magnitude (1). Aliran yang lebih kecil diberi
pesanan (2), dll.
Ø Fitur
longitudinal - Kolam renang, Riffes, Steps, Glides Latitudinal features - Point
Bars, Cut Banks
Ø Thalveg
- saluran utama
Ø Dataran
Banjir - Aliran overbank
Ø Teras
- Terbengkalai dataran rendah
Fraktal:
Scaling Geometrik Self-Similar
Ø Garis
pantai - panjang batas laut-darat meningkat saat panjang penguasa menurun
Ø Densitas
Sungai - jumlah dan panjang saluran air meningkat seiring skala peta menjadi
lebih baik
Ø Fisika
Tanah - penskalaan partikel menggeser kurva karakteristik kelembaban tanah ke
bentuk yang sama
Ø Pengukuran
Geofisika - Resistivitas massal bukan hanya produk resistivitas dan porositas
Ø Media
Fraktur - Fraktur kerapatan berubah seiring skala perubahan pengukuran
Ø Misalkan
L1 = λ L2 - dimana L1, L2 adalah model dan skala panjang asli, dan λ adalah
faktor penskalaan
Fitur
umum danau
Ø Zona
Photic - Zona dekat permukaan danau dengan sinar matahari yang cukup untuk
fotosintesis.
Ø Thermocline
- Titik perputaran pada kurva suhu, memisahkan air campuran dengan baik di
dekat permukaan dari air yang kurang bercampur pada kedalaman.
Ø Stratifikasi
- Pemisahan kolom air ke lapisan yang berbeda.
Ø Epilimnion
- Zona air campuran baik di dekat permukaan danau di atas termoklin
Ø Hypolimnion
- Zona campuran air yang kurang baik di bawah termoklin
Ø Metalimnion
- Zona air yang cukup dicampur di dekat termoklin
Ø Seiche
- Osilasi acak dari permukaan air karena angin, perubahan tekanan barometrik,
atau gempa bumi
Ø Zona
Littoral - Zona air dangkal di sepanjang garis pantai. Zona dimana vegetasi
makrofitik berakar kemungkinan besar
Ø Open
Water Zone - Air yang lebih dalam dari garis pantai. Tanaman bebas kemungkinan
besar.
c.
Samudra, Laut, dan
Estuari
Lingkungan laut
terdiri dari fitur perairan yang saling berhubungan yang didominasi oleh adanya
air asin. Kami sebelumnya mengelompokkan inland seas dengan danau karena tidak
terhubung langsung dengan lingkungan laut. Lingkungan laut mendominasi Planet
Bumi, yang menutupi sebagian besar permukaannya.
Samudra utama
meliputi Pasifik, Atlantik, India, dan Arktik, dengan banyak badan air laut
yang tak terhitung jumlahnya, seperti Laut Karibia, Laut Tengah, Laut Baltik,
dan Bering. Sementara samudera dan lautan ini saling berhubungan, sirkulasi dan
kimia air mereka mungkin berbeda satu sama lain.
d.
Rawa/ Lahan basah
Rawa memiliki
banyak atribut hidrologi unik. Salah satu atribut yang sangat penting adalah
posisi mereka sebagai zona transisi antara ekosistem perairan dan terestrial.
Rawa memiliki aspek lingkungan perairan dan terestrial karena posisi ini.
Di satu sisi,
sebagian besar lingkungan air tawar dan laut, seperti danau, sungai, muara
sungai, dan lautan, ditandai memiliki air permanen. Di sisi lain, lingkungan
terestrial umumnya ditandai memiliki kondisi lebih kering, dengan zona tak
jenuh (vadose) hadir untuk sebagian besar siklus tahunan. Rawa dengan demikian
menempati zona yang merupakan transisi antara lingkungan yang dominan basah dan
kering.
Fitur tambahan
penting dari rawa adalah genangan dangkal mereka. Batas atas zona kejenuhan di
dalam rawa meluas dari kuasifl ooded (yaitu air yang menutupi permukaan) sampai
kuasi kering (yaitu, muka airtanah di dalam zona akar). Lingkungan hidrologi
dangkal ini menciptakan kondisi biogeokimia unik yang membedakannya dari
lingkungan air tawar, laut, dan terestrial. Di habitat air tawar dan laut,
permukaan air terletak di atas permukaan tanah, sementara di lingkungan
terestrial terletak beberapa jarak di bawah zona akar sebagai muka air tanah
atau zona kejenuhan.
Rawa cenderung
terbentuk di mana air permukaan dan air tanah terakumulasi dalam depresi
topografi (seperti di dataran rendah, lubang, dan di balik bukit pasir,
tanggul, dan morain glasial, wastafel kapur, pocosins, dan Carolina Bays), di
mana pembuangan air tanah di lereng ( seperti di sepanjang tepi sungai, danau, dan
samudra), dan di atas substrat permeabilitas rendah dimana penyaringan dibatasi
(Novitzki, 1989).
Rawa adalah unit
lanskap hidrologi fundamental (Winter, 2001) yang umumnya terbentuk di
daerah-daerah, atau di lereng dangkal, di mana air abadi berada pada atau di
dekat permukaan tanah, baik di atas atau di bawahnya. Rawa dapat terbentuk pada
awalnya dalam depresi, namun dapat memodifikasi lingkungan mereka saat mereka
dewasa. Lahan gambut dapat berkembang dengan substansial mengubah lansekap asli
(Daniel, 1981).
Rawa biasanya
ditemukan di lingkungan energi rendah, sebagian karena permukaan tanah relatif
di daerah ini (Orme, 1990). Karena rawa terletak pada lanskap yang relatif
longgar, luas permukaannya mengembang dan berkontraksi saat air berubah. Perubahan
besar di daerah ini menghasilkan kemampuan untuk menyimpan sejumlah besar air.
Oleh karena itu, rawa berperan sebagai moderator variabilitas hidrologi -
menyimpan flora flora pada saat cuaca basah pada khususnya. Selain itu,
kedalaman dangkal dan lereng rendah, konsisten dengan lingkungan energi rendah,
penting untuk menjebak nutrisi dan sedimen.
C. Sumber
Aliran Arus
Hidrograf aliran menghubungkan
debit atau tahap air sebagai fungsi waktu. Tahap arus adalah elevasi air di
saluran, yang biasanya meningkat saat debit meningkat. Hubungan antara tahap
arus dan debit disebut kurva rating. Sebuah gage staf adalah skala yang
ditempatkan di sungai untuk mengukur tingkat arus. Pelepasan debit diperkirakan
dengan mengukur tahap arus dan kemudian mengkonsultasikan kurva rating.
Antara badai, sungai biasanya
menurun perlahan seiring berjalannya waktu, meningkat sebagai respons terhadap
curah hujan. Angkat hidrograf yang meningkat sesuai dengan periode waktu dari
saat arus berhenti menurun sampai mencapai puncaknya. Debit puncak, atau
tingkat puncak, sesuai dengan waktu ketika sungai mencapai tingkat tertinggi.
Cabang hidrograf yang jatuh sesuai dengan periode setelah puncak dan
berlangsung sampai badai berikutnya.
Waktu untuk puncak adalah panjang
waktu antara puncak curah hujan dan debit puncak. Waktu konsentrasi adalah
waktu yang dibutuhkan aliran untuk melakukan perjalanan dari titik paling jauh
ke daerah aliran sungai. Waktu ke puncak pendek di daerah perkotaan dengan
permukaan dan kanal tahan lama yang telah dimodifikasi untuk meningkatkan
kecepatan aliran. Waktu ke puncak lebih lama di daerah berhutan dengan sedikit
permukaan dan saluran yang tidak rata dengan banyak rintangan yang memperlambat
aliran air.
Gambar Komponen
Hidrograf
Gambar Komponen aliran
di lereng bukit.
Ahli hidrologi membagi aliran
sungai menjadi tiga jenis aliran, aliran badai (stormflow), aliran balik
(Interflow), dan aliran dasar (baseflow). Aliran badai mengacu pada aliran
sungai yang terjadi dengan cepat sebagai respons terhadap kejadian presipitasi.
Aliran balik adalah proses yang lebih lambat yang mungkin memakan waktu
berjam-jam atau berhari-hari, sementara aliran dasar biasanya memakan waktu
berhari-hari untuk merespons curah hujan. Jika arus sungai mengalir sebelum
hujan (situasi khas), aliran badai adalah aliran yang terjadi disamping aliran
dasar yang akan terjadi jika hujan tidak turun. Ada banyak cara untuk
memisahkan aliran sungai ke aliran badai, aliran balik, dan aliran dasar.
Sumber air di sungai dan anak
sungai telah menjadi sumber kontroversi sejak awal sejarah - banyak ilmuwan dan
filsuf terbesar berdebat mengenai masalah ini. Hari ini kita tahu bahwa
beberapa air di sungai berasal dari aliran darat melintasi permukaan yang tidak
rata. Hal ini terutama terjadi pada lanskap yang diubah oleh manusia, seperti
di kota-kota dan daerah pertanian.
Ada lebih sedikit permukaan tahan
di hutan dan daerah lain yang kurang terpengaruh oleh manusia. Arus aliran di
daerah-daerah ini didominasi oleh debit air tanah sebagai eksklusi dari sumber
bawah permukaan. Air masuk ke dalam tanah, mengisi akuifer yang kemudian
memasok aliran ke sungai.
Salah satu cara untuk menjelaskan
limpasan (runoff) adalah konsep daerah yang berkontribusi. Wilayah kontribusi,
atau daerah sumber variabel, model mengasumsikan bahwa hanya area tertentu di
daerah aliran sungai yang berkontribusi terhadap aliran sungai. Ini termasuk
daerah jenuh, seperti danau dan kolam, saluran sungai, rawa, dan area genangan
air lainnya, serta area dimana tanah jenuh di permukaan.
Pendekatan area sumber variabel
mengasumsikan bahwa semua curah hujan terjadi di beberapa daerah, sementara
curah hujan tidak terjadi di daerah lain karena tanah sudah jenuh di daerah ini
dan membentang dari permukaan. Limpasan yang diamati hanya berasal dari area
yang berkontribusi ini.
Ringkasan proses
hidrologi DAS.
Ø Presipitasi
- Atmosfer air jatuh di permukaan bumi.
Ø Intersepsi
- presipitasi yang tertangkap oleh permukaan tanaman sebelum mencapai tanah.
Ø Throughfall
- Precipitation tidak tertangkap oleh vegetasi dan mencapai permukaan tanah.
Ø Stem
flow - intersepsi yang mencapai permukaan tanah.
Ø Penyaringan
- Air melewati permukaan bumi ke permukaan bawah.
Ø Percolasi
- Air bergerak melalui zona tak jenuh.
Ø Deep
Percolation - Air bergerak melewati zona akar di zona tak jenuh.
Ø Isi
ulang - Air bergerak melintasi meja air dari zona tak jenuh ke zona jenuh
Ø Exfltration
atau Groundwater Discharge - Air bergerak dari permukaan bawah ke permukaan di
permukaan bumi.
Beberapa curah hujan langsung
mendarat di permukaan anak sungai, sungai, rawa, dan danau, dan jelas menjadi
arus badai (stormflow) segera. Ini biasanya sebagian kecil dari arus badai,
bagaimanapun, karena air permukaan biasanya menutupi sebagian kecil dari
bentang alam. Ini tidak benar di rawa, bagaimanapun, seperti Okefenokee, di
mana area yang luas ditutupi oleh air.
b. Presipitasi
pada Area Saturated (Jenuh)
Beberapa bagian bentang alam
cenderung lebih basah daripada yang lain karena air terus mengalir ke
daerah-daerah di antara badai atau karena tanah jenuh berada di dekat
permukaan. Bukit lereng cekungan, daerah rendah di sekitar anak sungai dan
sungai, rawa, dan margin rawa adalah contoh dari daerah-daerah ini.
Selama hujan, tanah di daerah ini
bisa menjadi sangat jenuh, dan tingkat penyaringannya bisa turun menjadi nol.
Bila ini terjadi, terjadi overland flow pada area jenuh ini. Proses
pembangkitan runoff ini juga disebut konsep area sumber variabel, karena daerah
saturated ini berkembang selama badai hujan atau selama musim hujan karena
daerah yang lebih luas menjadi jenuh.
Jika tingkat curah hujan melebihi
tanah dalam laju filtrasi (tingkat di mana tanah menyerap air), maka air
tergenang di permukaan tanah. Jika permukaan tanah melandai, aliran air yang
tertumpuk menurun ke arah sistem saluran. Ini disebut aliran darat (overland
flow), aliran lembaran (sheet flow), atau limpasan permukaan (surface runoff).
Hal ini juga disebut aliran Hortonian setelah B. Hortton, ahli hidrologi yang
pertama kali menjelaskan proses ini pada tahun 1930an.
Contoh yang paling jelas dari
aliran Hortonian ada di jalanan dan tempat parkir. Di Georgia, aliran Hortonian
juga umum terjadi pada lahan yang dibajak dan tanah kosong, tapi jarang terjadi
di hutan kecuali jika hujan turun dengan deras, seperti saat angin topan.
Bahkan kemudian, bagaimanapun, limpasan hutan lebih mungkin terjadi karena
kejenuhan tanah yang mendasarinya, dan bukan karena tingkat penyaringan yang
rendah di permukaan tanah. Perbedaan antara tingkat curah hujan dan tingkat filtrasi
adalah jumlah hujan yang terjadi pada bentang alam.
Potensi tingkat filtrasi cenderung
menurun seiring berjalannya waktu. Saat curah hujan dimulai, tanah yang relatif
kering di dekat permukaan tanah menyerap air lebih cepat daripada yang bisa
dibawa gravitasi saja. Serapan ini (juga disebut imbibisi) air adalah hasil
dari kekuatan kapiler (seperti bagaimana tisu menyerap air) di tanah.
Karena kandungan kelembaban tanah
menjadi seragam dengan kedalaman di dekat permukaan, laju filtrasi menjadi sama
dengan konduktivitas hidrolik tanah (permeabilitas tanah) untuk kadar air
tersebut. Seperti terjadi penyaringan, biasanya ada perbedaan kelembaban yang
tajam antara tanah yang baru dibasahi dan tanah kering di bawahnya. Ini jeda
yang tajam dalam isi kelembaban disebut pembasahan depan, dan bergerak ke bawah
selama badai.
Karena perubahan potensi tingkat
penyaringan selama curah hujan, terjadinya limpasan permukaan tidak hanya
bergantung pada intensitas curah hujan, tetapi juga pada waktu intensitas.
Misalnya, tingkat curah hujan sepuluh cm / jam jauh lebih mungkin menyebabkan
limpasan permukaan jika terjadi setelah dua hari hujan ringan daripada jika
terjadi pada awal badai.
c. Interflow
(Aliran lateral)
Interflow adalah aliran lateral,
dangkal, bawah permukaan yang terjadi pada bukit-bukit dengan lapisan tanah
permeabel dangkal yang menutupi lapisan permeabilitas rendah. Interflow dapat
terjadi baik sebagai saturated (pori-pori tanah diisi dengan air) atau
unsaturated (pori-pori tanah hanya sebagian dipenuhi dengan air). Interflow
dimulai di lapisan tanah begitu pembasahan melewati lapisan tanah dan mencapai
permukaan lapisan di bawahnya.
Arus interflow tidak mencapai
saluran arus secepat aliran permukaan, namun interaksi Interflow cukup cepat
untuk menghasilkan sebagian respon aliran badai (stormflow). Di beberapa daerah
berhutan, dominasi interflow menyiratkan respons stormflow. Interflow terus
berlanjut di antara badai, mengangkut air tanah dari bagian lanscape yang lebih
tinggi ke bagian bawah lanscape. Interflow adalah proses yang menciptakan area
sumber variabel (area jenuh (saturated) di dekat arus sungai).
Interflow tidak terjadi di semua
lanskap. Interflow umumnya terjadi bila lapisan tanah tipis dan bila lerengnya
relatif besar. Cakrawala Bt dapat menyebabkan interflow karena permeabilitas
rendah.
d. Baseflow
(Arus dasar)
Aliran sungai antara badai berasal
dari debit air tanah (air yang tersimpan di akuifer bawah tanah), saluran air
(drainase bukit-bukit), dan mengalirkan air yang tersimpan di danau dan lahan
basah. Baseflow (arus dasar) tidak konstan. Stabil tapi perlahan berkurang
antara kejadian curah hujan saat air mengalir dari daerah aliran sungai
(seperti bagaimana bak mandi mengalir lebih lambat karena menguap). Baseflow
merupakan penentu penting kondisi habitat di sungai dan sungai.
Bila aliran lebih rendah, ada
sedikit pengenceran masukan polutan sehingga menghasilkan konsentrasi
kontaminan yang lebih tinggi selama periode aliran rendah. Juga, ada sedikit
penyangga (redaman) terhadap pemanasan matahari dan atmosfer air. Dengan
demikian, suhu aliran bisa menjadi masalah bagi ikan selama periode rendah
musim panas. Karakteristik air tanah dari cekungan sangat mengontrol kuantitas,
kualitas, dan suhu aliran dasar.
D. Mengukur
Aliran Sungai
Arus air di saluran, Q :
Dimana ‘͞v’ adalah kecepatan arus rata-rata dan ‘A’ adalah luas penampang melintang tegak lurus terhadap arus.
Pelepasan arus dapat diukur secara
langsung dengan menggunakan pengukuran medan kecepatan air di dalam saluran.
Karena kecepatan air bisa sangat bervariasi dalam suatu saluran, beberapa
pengukuran kecepatan air dibutuhkan pada titik-titik yang berbeda dalam
saluran.
Pelepasan arus dihitung dengan
menggunakan jumlah pelepasan di bagian tertentu dalam saluran:
dimana ‘Qi’ adalah aliran di setiap bagiannya.
Penampang saluran rinci sering
digabungkan dengan profil kecepatan terperinci untuk memberikan perkiraan yang
lebih akurat:
dimana ‘Ai’ adalah aliran dalam segmen arus individu, dan ‘vi’,’ Wi’, dan ‘Di’
adalah kecepatan, lebar, dan kedalaman masing-masing segmen.
Kecepatan tidak konstan dengan
kedalaman di saluran, dengan kecepatan maksimum yang terjadi pada atau di dekat
permukaan, dan kecepatan nol atau sangat rendah di sepanjang sisi bawah dan
samping. Sebagai aturan praktis, kecepatan rata-rata umumnya diasumsikan berada
pada kedalaman sekitar 60% jarak dari permukaan ke bagian bawah saluran. Untuk
sungai dalam, beberapa ukuran kecepatan yang diambil pada kedalaman yang
berbeda dapat digunakan untuk memberikan rata-rata yang lebih baik.
a. Kurva
Rating
Aliran debit juga tidak konstan
pada waktunya. Pelepasan yang meningkat menyebabkan peningkatan level air, atau
tahapan di dalam saluran. Untuk memperhitungkan variasi temporal dalam debit,
pengukuran saluran harus diperoleh pada tahap yang berbeda. Hubungan antara
tahap arus dan debit aliran disebut kurva rating.
Kurva rating digunakan untuk
menghubungkan tahap arus, h, ke debit
aliran, Q. Zona arus adalah tinggi
air, biasanya diukur dengan menggunakan gage staf, yang hanya merupakan skala
vertikal yang melekat secara permanen pada titik di dalam air sehingga level
air dapat dengan mudah ditentukan. Hubungan antara tahap-debit biasanya
berbentuk:
Dimana ‘ho’ adalah elevasi referensi ketika Q → 0. Staf gage harus ditempatkan di kolam hulu dari
nickpoint/titik temu (riffes, atau air terjun) untuk memastikan bahwa kondisi
selalu subkritis, yaitu bahwa kepala kecepatan dapat diabaikan.
b. Persamaan
Manning
Persamaan Manning biasanya
digunakan untuk memprediksi kecepatan arus rata-rata, ¯ v:
dimana c = 1 dalam satuan metrik dan c
= 1,49 dalam satuan bahasa Inggris, n
adalah koefisien Manning, R = (A / P)
adalah radius hidrolik, dengan A
adalah daerah penampang melintang dan P
adalah perimeter dibasahi ketika sungai
bertemu dengan lapisan, dan S =( Δh / Δx) adalah kemiringan aliran,
dengan Δh menjadi perubahan pada
total puncak/ hulu dan Δx menjadi
jarak hilir.
Kemiringan aliran umumnya diambil
sebagai rata-rata dalam jangkauan yang panjang, yaitu menggunakan interval
kontur pada peta topografi.
Radius hidrolik kira-kira sama
dengan kedalaman air, R ≈ D, di saluran empat persegi panjang
karena A = W . D dan P = W + 2D
≈ W dengan D «W, sehingga:
Contoh Nilai Koefisien Manning ‘n’ untuk berbagai kondisi kanal.
Kondisi Channel
|
n
|
||
Channel
|
Lurus/
Straight
|
bagian
bawah yang halus, penampang melintang seragam, tidak ada vegetasi
|
0,020
|
dasar berpasir
/ kerikil, penampang melintang, vegetasi yang tersebar
|
0.025
|
||
Sangat lurus/ Mostly
Straight
|
penampang
tidak beraturan, batuan yang tersebar, tanaman melimpah
|
0,030
|
|
Berliku/ Winding
|
Kolam
dan kawanan dangkal, batuan atau vegetasi yang cukup
|
0,040
|
|
v. berbatu,
penampang tidak beraturan, banyak kolam dan kawanan dangkal dan / atau v.
reedy
|
0.050
|
||
Kolam/ Pools
|
v. reedy,
lamban, vegetasi saluran lebat
|
0.100
|
|
Dataran banjir
|
Lahan terbuka,
rumput pendek, terdapat semak-semak atau pohon besar yang sangat jarang
|
0,035
|
|
Semak-semak
dan pepohonan kecil yg jarang
|
0,060
|
||
Pohon besar
dan beberapa pohon di bawahnya, beberapa rerumputan
|
0.100
|
c. Kontrol
Struktur
Cara yang paling akurat untuk
mengukur air adalah dengan membangun struktur yang memungkinkan kita untuk
secara tepat menentukan aliran. Ada dua kategori umum struktur kontrol, weir
dan flek. Meski tidak dimaksudkan untuk tujuan ini, bahkan gorong-gorong pun
bisa digunakan untuk mengukur aliran sungai, meski tidak seakurat bendungan
atau hujan.
Jenis struktur kontrol saluran.
Weir:
• Cekungan yang masih ada terletak
di hulu bendung
• Perekam level air digunakan untuk
mengukur stadium di stillingbasin
• Struktur outlet meliputi bentuk
empat persegi panjang, segitiga (v-notch), dan Cipolletti (trapesium)
• puncak weir yang umumnya luas
(flat lip) dan curam
• arusnya adalah arus hulu
subskritis puncak, arus hilir superkritis
• weir mengumpulkan sedimen dengan
lambat di cekungan, puing-puing di puncak
Flumes:
• tidak ada cekungan yang masih
ada, hanya tekak yang sempit
• dekat bagian reguler
• melewati sedimen dengan mudah
• puing-puing kayu bisa menjadi
masalah
Gorong-gorong:
• Empat kombinasi persamaan aliran,
melayang vs. hulu terbuka, melayang vs hilir terbuka
• Gorong-gorong harus berbentuk
biasa, bulat atau persegi panjang, tanpa puing-puing
Weir. Weir
atau bendungan adalah struktur yang dibangun ke saluran arus untuk memberikan
perkiraan debit arus yang lebih baik. Ada dua tipe umum dari weir;
sharp-crested, yang memiliki pisau bendung tegak vertikal yang mengaliri air;
dan broad-crested, yang memiliki permukaan luas yang mengaliri air.
Weir mungkin tidak memberikan
perkiraan yang akurat dalam beberapa situasi. Salah satu sumber kesalahan
terjadi saat pisau bendung tersumbat oleh puing-puing es atau flora, seperti
daun dan dahan. Sumber kesalahan lainnya muncul saat kolam bendungan dipenuhi
dengan sedimen, menghasilkan perkiraan yang tidak akurat dari total head.
Weirs Sharp-Crested. Sebuah sharp-crested dilapisi sehingga air yang
dilewati melewati tepian vertikal dan knife-edge, sehingga meminimalkan
resistensi dengan pisau bendung.
Persamaan Sharp-crested
† Abaikan efek
kontraksi sepanjang tepi pisau bendungan. h
adalah elevasi permukaan air di cekungan yang masih ada, A adalah area pembukaan, W
adalah lebar bendung, α adalah sudut
weir.
Sebuah bendungan yang ditempatkan
di sungai atau anak sungai dengan lubang di bawah permukaan air hulu dapat
digunakan untuk menentukan aliran. Dalam kasus ini, sebuah persamaan orde tipis
melingkar digunakan:
dimana Q adalah laju aliran ft/s,
Cd adalah koefisien debit tak berdimensi, dengan kisaran 0,5 < Cd <1 dan
Cd = 0,6 yang umum digunakan, A = πr2 adalah area penampang oritor, r adalah
outlet radius, g = 9,807 m / s2 adalah konstanta gravitasi, dan h adalah
tinggi air di atas pusat orifice.
Untuk aliran di bagian atas bendung,
persamaan yang sesuai adalah:
dimana A adalah luas penampang
melintang tegak lurus terhadap aliran. Untuk bukaan persegi panjang, daerahnya
adalah A = Wh, sehingga:
dan untuk bukaan segitiga
(V-notch):
Karena
Broad-Crested Weirs.
Bendungan broad-crested terdiri dari struktur aliran keluar yang mengalirkan
air untuk beberapa jarak sebelum jatuh di atas tepi hilir. Persamaan total
puncak dapat ditulis sebagai:
Dimana h adalah total head, D
adalah kedalaman aliran, v adalah kecepatan arus, dan g adalah konstanta
gravitasi, dan di mana kepala tekanan terabaikan. Konservasi massa untuk
kondisi arus tenang mensyaratkan bahwa:
dimana Q adalah debit aliran dan W
adalah lebar arus. Sehingga menghasilkan persamaan:
Energi minimum terjadi ketika
turunan dari total head dengan memperhatikan kedalaman adalah nol:
atau:
Hasil substitusi:
dan
Inspeksi persamaan ini menunjukkan
bahwa kecepatan puncak hanya satu setengah dari elevasi puncak:
maka:
Untuk bendungan broad crested dan
persegi, ini menjadi
atau
dimana
Flumes.
Flumes memberikan metode alternatif untuk memperkirakan debit. Flumes tidak
memerlukan kolam penampungan hulu, dan memungkinkan sedimen melewati lapisan
yang tidak terganggu. Es, daun dan kotoran lainnya masih bisa mempengaruhi
pembacaan.
Tipe H yang dikembangkan oleh
Departemen Pertanian A.S. berguna untuk mengukur debit di aliran sedimen.
Sebuah tetesan kecil dibutuhkan di hilir aliran tipe-H, yang bisa sulit dicapai
di saluran tingkat.
Desain populer lainnya adalah
aliran Parshall, yang menggunakan penyempitan lebar dan kedalaman saluran untuk
memaksa arus menjadi arus turun superkritis. Tidak ada penurunan yang
dibutuhkan di bagian hilir struktur, yang memungkinkan penggunaannya di saluran
tingkat.
Culverts/ Gorong-gorong.Seringkali
kita menemukan gorong-gorong gorong-gorong di saluran yang dibangun untuk
mengalirkan air di bawah jalan. Gorong-gorong sering berbentuk bulat atau
persegi panjang, menyediakan bagian reguler untuk mengukur debit.
Ada empat kombinasi dari dua
kondisi umum, hulu terbentang atau terbuka, hilir dilipat atau terbuka. Mungkin
kondisi paling sederhana terjadi ketika kondisi hulu dan hilir dilewati.
Kondisi ini sepenuhnya terendam yang konsisten dengan aliran melalui pipa. Dalam
hal ini, kecepatan diperkirakan menggunakan perbedaan elevasi antara tingkat
hulu dan hilir, seiring dengan panjang dan diameter gorong-gorong.
Kondisi lain yang dapat dianalisis
terjadi bila kondisi subkritis (yaitu terbentang) hadir di hulu, dan kondisi
superkritis (yaitu, terbuka) ada di ujung hilir gorong-gorong. Persamaan
bendungan jambul luas bisa digunakan dalam kasus ini.
Bila kondisi hulu terbuka, maka
kondisi aliran saluran ada, yang bisa ditentukan dengan menggunakan persamaan
Manning. Informasi yang diperlukan mencakup kekasaran gumpalan, radius
hidrolik, dan kemiringan.
E. Perubahan
Hidrologi
Sistem hidrologi dapat terganggu
baik secara alami atau buatan - dengan mengubah tingkat dan besaran aliran,
serta pengangkutan bahan oleh aliran tersebut. Gangguan alam, seperti gunung
berapi dan gempa bumi, dapat mengubah topografi bentang alam, serta mengubah
karakteristik tanah dan saluran, sehingga sangat mempengaruhi hidrologi DAS.
Manusia juga menyebabkan gangguan
sistem hidrologi. Amerika Serikat bagian Tenggara telah mendapat keuntungan
dari pertumbuhan ekonomi dan populasi yang tak terkendali dalam setengah abad
terakhir. Namun kesuksesan berlanjut terancam oleh iklim ekstrem, termasuk
kekeringan parah dan angin topan. Mencoba untuk mempertahankan pertumbuhan
regional dalam menghadapi ketidakpastian iklim ini merupakan tantangan besar
bagi pengelola sumber daya air.
a. Pemanfaatan/Pengolahan Lahan
Sewaktu kita mengeksploitasi Bumi
kita demi keuntungan kita sendiri, kita terus-menerus mengubah sistem
hidrologi, entah sengaja atau tidak sengaja. Daerah perkotaan meningkatkan
permukaan yang tidak rata, dan sistem pengangkutan air hujan mengarahkan air
ini ke sungai dan anak sungai di dekatnya. Kawasan pertanian dapat mengubah
permukaan tanah, mmengekspos mineral pada tanah dan menyebabkan aliran overland
dan transportasi sedimen meningkat.
Pembangunan jalan dan pemanenan
hutan juga dapat menurunkan tingkat filtrasi, sehingga mengubah waktu dan
kualitas alami aliran sungai. Penggembalaan dapat mengubah jenis vegetasi dan
sifat tanah, serta mengganggu saluran bank dan tempat tidur, yang mengakibatkan
aliran stormwater meningkat dan kualitas air yang buruk.
Selain kekurangan air selama musim
kering, pesisir dan dataran tinggi berubah dari sistem tropis mengancam
vitalitas ekonomi di daerah-daerah ini. Tingkat asuransi baru yang mencerminkan
risiko jangka panjang lebih baik adalah mengorbankan kemampuan finansial
pemilik lahan dan bisnis untuk mempertahankan pembangunan. Biaya infrastruktur
untuk mempertahankan pembangunan pesisir sebagian besar ditanggung oleh
pemerintah nasional, namun subsidi ini cenderung kurang menguntungkan di masa
depan.
Persaingan untuk dana pembangunan
pesisir yang langka meningkat seiring Florida dan negara-negara lain kembali
mengalami parit selama kemerosotan ekonomi saat ini.
Pemetaan penggunaan lahan dan
penutupan lahan merupakan bagian integral dari pengelolaan air. Setiap
penggunaan lahan memiliki dampak tersendiri pada sistem perairan. Dampak yang
jelas adalah sejauh mana aliran badai dihasilkan. Mengelola limpasan air hujan
memerlukan pemahaman tentang perilaku hidrologi dari berbagai penggunaan lahan.
b. Penyimpanan,
Pemanfaatan, & Arus Pengembalian
Manusia membutuhkan air untuk gaya
hidup modern mereka. Di kota, air digunakan dalam ruangan untuk minum, mencuci,
mandi, dan membuang sampah. Pertanian menggunakan air untuk irigasi. Perusahaan
listrik membutuhkan air untuk pendinginan termoelektrik. Industri membutuhkan
air untuk manufaktur.
Air bisa berasal dari berbagai
sumber, termasuk air permukaan, sungai dan danau, atau air tanah. Air kota dan
industri umumnya diperlakukan sebelum digunakan, untuk membuat kualitasnya
dapat diterima oleh aplikasi.
Beberapa air digunakan secara
konsumtif. Artinya, air dialihkan dan kemudian terjadi penguapan atau
transpirasi. Air lainnya tidak konsumtif - dikembalikan ke sistem hidrologi. Di
rumah, sebagian besar air dalam ruangan adalah penggunaan non-konsumtif, yaitu,
dikembalikan ke sungai melalui fasilitas pengolahan air limbah regional, atau
ke air tanah setempat melalui sistem pembuangan limbah di tempat (septic).
Karena air terbatas selama musim
kering, kepentingan bersaing dengan preferensi dalam alokasi air. Permintaan
air pertanian meningkat karena metode pertanian modern telah berhasil
mengalahkan hama sejarah seperti Kumbang Bowl, dan karena teknologi irigasi
telah meningkat. Penggunaan air industri telah berubah seiring penurunan
produksi barang-barang bersejarah telah diimbangi oleh penggunaan air di
industri berbasis teknologi. Permintaan air kota meningkat, baik karena
berkembangnya populasi Sunbelt, serta meningkatnya kebutuhan air per kapita
untuk kenyamanan modern. Kebutuhan yang dirasakan untuk melindungi persediaan
air setempat berarti pengguna air lainnya dipandang sebagai pesaing.
c. Modifikasi
Saluran
Penyebab utama degradasi aliran
adalah perubahan saluran dan dataran banjir yang terkait. Meluruskan sungai,
membangun tanggul yang melepaskan sebuah sungai dari dataran tinggi, membangun
gorong-gorong atau jembatan yang secara khusus menyempit saluran arus, semuanya
berkontribusi terhadap modifikasi saluran.
Selain itu, menambahkan sedimen di
luar kapasitas pengangkutan alami menyebabkan agradasi saluran, sambil
menambahkan arus yang menyebabkan aliran bawah sungai akan menyebabkan
degradasi saluran.
Disandingkan dengan pergeseran
demografi dan ekonomi yang cepat ini adalah lanskap ekologis yang kaya di
wilayah ini - mulai dari lahan basah pesisir yang mendukung spesies yang
bermigrasi, ke hutan hujan Blue Ridge yang mendukung beberapa ekosistem
perairan yang paling beragam di planet ini. Meliputi masyarakat pasca-industri
modern di lanskap ini penuh dengan peluang kehilangan-kehilangan. Dengan
mengeruk lahan basah pesisir untuk meningkatkan navigasi dan pengembangan, kami
mempercepat dampak badai pantai. Dengan membangun di dataran tinggi gunung,
kita memperburuk fluktuasi lokal dan hilir. Perubahan kualitas air telah
menghasilkan eutrofikasi budaya - yang mengancam sistem alam dan manusia.
d. Keberlanjutan
Mencoba memasukkan prinsip
keberlanjutan dalam pembangunan daerah adalah (atau harus) upaya utama
pengelolaan sumber daya air. Seperti yang dicatat oleh Magnuson dalam keputusan
pengadilannya yang baru-baru ini (17 Juli 2009), "Terlalu sering, negara
bagian, lokal, dan bahkan aktor pemerintah nasional tidak mempertimbangkan
konsekuensi jangka panjang dari keputusan mereka." Sementara melindungi
ekosistem untuk nilai intrinsiknya adalah Usaha mulia, manfaat tambahan yang
penting adalah layanan yang mereka berikan. Dari banyak air bersih, hingga
nilai rekreasi dan estetika, layanan ini menjadi lebih berharga karena sistem
manusia meningkat dalam kompleksitas dan kecanggihan.
Bagaimana mencapai keberlanjutan
adalah tantangan besar kita. Mengurangi jejak ekologi kita sambil mengurangi
kepekaan terhadap ekstremitas iklim adalah pertanyaan teknik yang masih belum
terpecahkan. Dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan manajemen ini, langkah
pertama adalah mengidentifikasi orang-orang yang paling mampu membingkai dan
menggambarkan masalahnya. Komunitas ilmuwan dan teknis adalah yang terbaik yang
dapat membantu meningkatkan pertumbuhan dari Pertumbuhan 1.0 menjadi
Pertumbuhan 2.0. Namun, ada hambatan dalam komunitas pengelolaan sumber daya,
karena sebagian besar kebutuhan untuk meredakan pemangku kepentingan, serta
ketidakpastian residual tentang bagaimana sistem ekologis berfungsi dan
merespons gangguan. Seperti yang ditunjukkan berkali-kali, hanya kegagalan
total adalah motivasi yang tinggi untuk perubahan.