Application of spectral analysis of daily water level and spring discharge hydrographs data for comparing physical characteristics of karstic aquifers

Rahnemaei, Mehrdad; Zare, Mohammad; Nematollahi, A. R.; Sedghi, Hossein

doi:10.1016/j.jhydrol.2005.01.011

Cited by 47 publications

(18 citation statements)

References 14 publications

(16 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Pada masa beberapa tahun terakhir, analisis kurva resesi juga dilakukan untuk menentukan tingkat karstifikasi akuifer karst berdasarkan koefisien resesi sub rezim debit alirannya (Malik 2007;Malik andVojtkova 2010, 2012) dan berdasarkan analisis seluruh komponen hidrograf (Rashed, 2012). Selain itu analisis deret waktu di akuifer karst juga telah dilakukan (Padilla and Pulido-Bosch 1995;Eisenlohr et al 1997;Larocque et al 1998;Rahnemaei et al 2005;Panagopoulos and Lambrakis 2006;Valdes et al 2006;Fiorillo and Doglioni 2010;Zhang et al 2013, Adji andBahtiar 2016). …”

Section: Rumusan Masalahunclassified

Model Tingkat Perkembangan Pelorongan Akuifer Karst Untuk Identifikasi Kapasitas Penyerapan Karbon Sebagai Antisipasi Bencana Pemanasan Iklim Global

Adji¹,

Haryono²

2018

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

Penelitian ini dilakukan pada dua mataair yang terletak pada dua akuifer karst, yatuMataair Kakap yang terletak di kawasan karst Gunungsewu dan MataairSumbersemen yang terletak di kawasan karst Rembang. Penelitian tahun ke-1 inimempunyai tujuan untuk (1) mendefinisikan sifat akuifer dalam melepaskankomponen-komponen alirannya, mengetahui (2) bagaimana sifat temporal persediaanaliran dasarnya, dan (3) bagaimana hubungannya dengan kejadian hujan secara timeseriesdi daerah tangkapannya. Penelitian ini menggunakan metode survai yangbersifat induktif. Untuk mengetahui karakteristik akuifer dalam melepaskankomponen alirannya, dua alat pencatat fluktuasi muka air SBT dipasang di MataairKakap dan mataair Sumbersemen. Pengukuran debit aliran dilakukan untukmemperoleh kurva hubungan debit dan tinggi muka air. Kemudian, dilakukanpemisahan aliran dasar dengan cara digital filtering untuk menghitung besarnyaaliran dasar setelah sebelumnya dihitung nilai konstanta resesi aliran diffuse, fissure,dan conduitnya. Sementara itu, untuk mengetahui hubungan hujan dan aliran duabuah penakar hujan otomatis dipasang di dua lokasi tersebut. Analisis yangdilakukan adalah cross-correlation, phase functions, dan cross-amplitude untukaliran diffuse, fissure, dan conduit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa MataairKakap mempunyai tiga tipe aliran yaitu diffuse, fissure, dan conduit. Terkait alirandasar/diffuse/base flow, mataair ini melepaskan komponen diffuse lebih lambat daripada akuifer karst di Mataair Sumbersemen. Saat musim hujan, Mataair Kakapmerespon aliran conduit dari daerah tangkapan dengan cepat, meskipun masih lebihlambat dibanding yang dijumpai di Mataaair Sumbersemen. Dari beberapa haltersebut dapat disimpulkan bahwa selain memiliki aliran diffuse yang dominansepanjang tahun (aliran dasar bulanan hampir mencapai nilai 80%), akuifer diMataair Kakap telah memiliki jaringan lorong conduit yang berkembang secaralanjut (aliran dasar saat periode banjir kurang dari 40%). Mataair Sumbersemenhanya memiliki satu tipe aliran dominan yang diimbuh dari akuifer yaitu tipe alirandiffuse (lambat). Saat musim hujan, respon sangat cepat terhadap hujan kemungkinanberasal dari aliran permukaan (bukan dari simpanan conduit). Hal ini dibuktinyadengan sangat kecilnya aliran dasar saat periode banjir dengan nilai Tp (time to peak)dan Tb (time to baseflow) yang sangat singkat. Selain itu, simpanan aliran dasar yangsangat tinggi sepanjang tahun (99%), menunjukkan bahwa kemungkinan aliran dasarberasal dari airtanah dalam dan bukan semata-mata dari lorong diffuse. Tlag di MataairSumbersemen dengan nilai -4 jam menunjukkan waktu yang lebih singkat cepatdibandingkan Mataair Kakap yang memiliki Tlag 5 jam. Tlag Mataair Sumbersemenyang negatif (-4) menunjukkan bahwa curah hujan memiliki hubungan yangberbanding terbalik dengan debit aliran. Hal ini mengindikasikan bahwa tidak adahubungan antara debit di Mataair Sumbersemen dan hujan yang jatuh di lokasipenakar hujan. Hal ini mendukung fakta bahwa simpanan aliran dasar di MataairSumbersemen berasal dari airtanah dalam.

show abstract

Section: Rumusan Masalahunclassified

Model Tingkat Perkembangan Pelorongan Akuifer Karst Untuk Identifikasi Kapasitas Penyerapan Karbon Sebagai Antisipasi Bencana Pemanasan Iklim Global

Adji¹,

Haryono²

2018

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Hingga saat ini penelitian menggunakan analisis deret waktu di akuifer karst juga telah banyak dilakukan (Padilla and Pulido-Bosch 1995;Eisenlohr et al 1997;Larocque et al 1998;Rahnemaei et al 2005;Panagopoulos and Lambrakis 2006;Valdes et al 2006;Fiorillo and Doglioni 2010;Liu et al 2011;and Zhang et al 2013).…”

Section: Korelasi Hujan Dan Debit Mataair Atau Sbt Karstunclassified

Distribusi Spasial Respon Debit Mataair dan Sungai Bawah Tanah Terhadap Hujan Untuk Prediksi Kapasitas Penyimpanan Air oleh Akuifer Karst di Sebagian Wilayah Karst di Pulau Jawa

Adji¹

2017

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

Tingkat perkembangan akuifer karst salah satunya dapat dibedakan denganmenganalisis pola korelasi antara recharge yang berupa curah hujan dengandischarge yang berupa debit pada mataair atau sungai bawah tanah secaratemporal. Penelitian ini dilakukan di beberapa mataair dan sungai bawah tanah yangada di kawasan karst Gunungsewu, Kabupaten Gunung Kidul, DIY, kawasan karstRembang, Jateng, dan kawasan karst Tuban, Kabupaten Tuban, Jawa Timur.Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola korelasi antara recharge yang berupacurah hujan dengan discharge pada beberapa mataair dan sungai bawah tanahpada tiga kawasan karst tersebut dengan pengambilan data primer danmemanfaatkan data hidrograf aliran dan data hujan yang tersedia. Penelitian inimenggunakan metode survai yang bersifat induktif, yaitu dengan memasang alatpencatat tinggi muka air pada dua mataair karst yani mataair Petoyan dan MataairSumber Semen pada kurun waktu 10 bulan dengan maksud untuk memperoleh datahidrograf banjir pada awal, tengah, dan akhir musim hujan. Selain itu, data sekunderdari beberapa hidrograf sungai bawah tanah dan mataair karst juga akan digunakanyakni data-data di Gua Toto, Gua Seropan, Mataair Beton, Gua Gilap, GuaNgreneng, Gua Bribin, dan Mataair Ngerong. Selanjutnya, pola korelasi antara hujandan debit aliran akan dilakukan pada lokasi-lokasi tersebut di atas untuk kemudiandigunakan untuk mengkarakterisasi tingkat kapasitas penyimpanan akuiferkarstnya. Manfaat penelitian ini selain untuk mengetahui tingkat perkembanganakuifer karst di daerah penelitian, juga dapat digunakan sebagai acuan berapa lamaakuifer dapat menyimpan air dan bagaimana detail proses pelepasannya ke mataairatau sungai bawah tanah, sehingga bisa digunakan untuk rekomendasi pemenuhankebutuhan air, terutama pada saat musim kemarau. Berdasarkan hasil crosscorrelation dapat diketahui masing-masing obyek kajian memiliki jeda waktu respondebit terhadap imbuhan curah hujan yang berbeda-beda. Korelasi yang perludiperhatikan adalah korelasi pada time lag postif. Hal tersebut didasarkan oleh hasilkorelasi bivariate sebelumnya yang juga menunjukan korelasi positif. Fungsikorelasi silang curah hujan dan debit mataair karst menunjukkan hubungan k (timelag) kearah positif yang menunjukkan bahwa curah hujan mempengaruhi lajualiran debit mataair. Hasil analisis juga menunjukkan hasil time lag respon kenaikandebit mataair dan SBT terhadap curah hujan yang bervariasi untuk ke-6 obyekkajian. Hasil menunjukkan bahwa terdapat perbedaan dan kesamaan nilai time laguntuk beberapa objek kajian. Nilai time lag pada 3 obyek kajian, yaitu Gua Bribin,Ngreneng, dan Gilap mengalami perbedaan yang signifikan apabila dibandingkandengan nilai time lag hasil metode cross correlation. Perbedaan tersebut karenaperbedaan sifat obyek kajian yang berupa sungai bawah tanah dengan batasantangkapan ai

show abstract

“…The bivariate time series techniques (in spectral domain) of daily rainfall and discharge of springs in karstic aquifers can be employed to evaluate the lag times of aquifers response to rainfall events. The detailed method was presented by Rahnemaei et al (2005) and the application of the spectral analysis will only be summarized here. On the basis of the dual porosity idea and its role in karstic aquifers, two lag times (t 1 and t 2 ) from two-peak points in squared coherency functions then can be calculated.…”

Section: Criss and Winstonmentioning

confidence: 99%

Rainfall-Driven Spring Hydrograph Modeling in a Karstic Water System, Southwestern China

Shu

Chen

et al. 2010

Water Resour Manage

View full text Add to dashboard Cite

Karstic water systems are usually characterized by high heterogeneity and lack boreholes and points of observation. Thus, a study of the karstic water system using lumped parameters may help distinguish the degree of the flow structure, the influence of any wide conduits, the controlling effect of stored reserves, and other hydrologic factors. A modified Darcian model derived from Criss and Winston (Geophys Res Lett 30 (6): [1314][1315][1316][1317] 2003) was developed in this study and used to model spring discharges in a highly karstified water system in Houzhai, Guizhou Province, China. The modified model successfully reproduced the discharge responses of the Houzhai karstic water system by using two lumped parameters. After analyzing 28 storm events, the authors obtained the parameter values which reflect the lag time to the rainfall input signal and verified the parameter values by spectral analysis results. The sensitivity analysis of the two lumped parameters indicated that the immediate rainfall event is the dominating factor influencing the discharge response.

show abstract

Application of spectral analysis of daily water level and spring discharge hydrographs data for comparing physical characteristics of karstic aquifers

Cited by 47 publications

References 14 publications

Model Tingkat Perkembangan Pelorongan Akuifer Karst Untuk Identifikasi Kapasitas Penyerapan Karbon Sebagai Antisipasi Bencana Pemanasan Iklim Global

Model Tingkat Perkembangan Pelorongan Akuifer Karst Untuk Identifikasi Kapasitas Penyerapan Karbon Sebagai Antisipasi Bencana Pemanasan Iklim Global

Distribusi Spasial Respon Debit Mataair dan Sungai Bawah Tanah Terhadap Hujan Untuk Prediksi Kapasitas Penyimpanan Air oleh Akuifer Karst di Sebagian Wilayah Karst di Pulau Jawa

Rainfall-Driven Spring Hydrograph Modeling in a Karstic Water System, Southwestern China

Contact Info

Product

Resources

About