A REVIEW OF TECHNIQUES FOR ANALYSING BASEFLOW FROM STREAM HYDROGRAPHSAbstrakMemahami kontribusi air tanah untuk aliran sangat penting ketika berhadapan dengan berbagai airisu-isu manajemen. Analisis hidrograf debit sungai, khususnya memisahkan dan menafsirkan aliran dasar (longerterm yang tertunda aliran dari penyimpanan) dari quickflow (respon jangka pendek untuk curah hujan) adalah strategi mapan memahami besarnya dan dinamika air tanah debit. Banyak metode telah berevolusi dan ini dapat mudah dikategorikan ke dalam tiga pendekatan dasar pemisahan aliran dasar, analisis frekuensi dan analisis resesi.Pemisahan aliran dasar menggunakan catatan waktu-seri aliran sungai untuk mendapatkan tanda tangan aliran dasar. metode pemisahan grafis cenderung berfokus pada pendefinisikan titik dimana aliran dasar memotong naik dan turunnya anggota badan dari respon quickflowMetode penyaringan memproses seluruh aliran hidrograf untuk memperoleh hidrograf aliran dasar. Filter digital rekursif, yang alat rutin dalam analisis sinyal, biasanya digunakan untuk menghilangkan sinyal frekuensi tinggi quickflow untuk memperoleh frekuensi rendah sinyal aliran dasar. Filter seperti sederhana dan kuat tetapi hasilnya sangat sensitif terhadap parameter filter, yang membutuhkan kalibrasi sebelum hasil dapat dianggap numerik valid. Juga, banyak filter tidak memiliki dasar hidrologi.Analisis frekuensi mengambil pendekatan yang berbeda dengan menurunkan hubungan antara besarnya dan frekuensi debit aliran sungai. Dalam aplikasi yang paling umum, kurva durasi aliran (FDC) yang dihasilkan menunjukkan persentase saat itu laju aliran yang diberikan menyamai atau melebihi. Serta bentuk umum dari FDC, berbagai indeks telah dikembangkan untuk mengkarakterisasi aliran dasar. Banyak dari indeks ini sangat intercorrelated dan kerja terbatas telah dilakukan untuk menghubungkan indeks ini untuk proses air tanah.Analisis Resesi berfokus pada kurva resesi yang merupakan bagian tertentu dari hidrograf berikut sungai puncak (dan curah hujan) ketika aliran berkurang. Segmen resesi dipilih dari catatan hidrografi dan dapat individual atau kolektif dianalisis untuk memperoleh pemahaman tentang proses-proses yang mempengaruhi aliran dasar. Metode grafis, seperti korelasi atau pencocokan jalur teknik melibatkan merencanakan beberapa kurva resesi untuk mendapatkan kurva utama resesi mewakili gabungan dari kondisi aliran dasar. Dalam metode analisis, persamaan diterapkan agar sesuai dengan segmen resesi. model penyimpanan-aliran yang dikembangkan untuk mewakili debit dari satu atau lebih penyimpanan alami selama fase resesi. Di bentuk yang paling sederhana, fungsi peluruhan eksponensial klasik seperti yang digunakan untuk mewakili aliran panas, difusi atau radioaktivitas diterapkan. Ini mengasumsikan hubungan linear antara penyimpanan dan keluar yang umumnya tidak berlaku, sehingga lebih kompleks fungsi harus dikembangkan.Analisis aliran dasar, dengan ketersediaan luas metodologi, adalah strategi yang berharga dalam memahami dinamika tanah dibuang ke sungai. Data debit sungai umumnya dikumpulkan dan dibuat tersedia untuk umum, sehingga setuju untuk analisis desktop yang sebelum ada investigasi lapangan rinci. Namun, penting untuk diingat bahwa asumsi bahwa aliran dasar setara dengan debit air tanah tidak selalu berlaku. Air dapat dilepaskan ke aliran atas jangka waktu yang berbeda dari penyimpanan yang berbeda seperti danau yang terhubung atau lahan basah, salju atau bank sungai. Sebagai catatan hidrografi merupakan neraca air bersih, aliran dasar juga dipengaruhi oleh kerugian air dari sungai seperti penguapan langsung, transpirasi dari vegetasi riparian, atau rembesan ke akuifer di sepanjang pencapaian tertentu. Penggunaan atau pengelolaan air kegiatan seperti sungairegulasi, ekstraksi air langsung, atau memompa air tanah di dekatnya dapat secara signifikan mengubah komponen aliran dasar. Oleh karena itu, pertimbangan cermat dari keseluruhan anggaran pengelolaan air dan rezim untuk sungai diperlukan.

PendahuluanSecara historis, tanah dan air permukaan di Australia telah dirasakan dan dikelola sebagai sumber daya terisolasi. Namun tumbuh pengakuan bahwa sungai dapat menerima tanah dari akuifer yang dasar, dan ini dapat memiliki implikasi yang signifikan untuk kualitas dan kuantitas air sungai. Analisis input tanah ke sungai sangat penting ketika berurusan dengan isu-isu seperti keandalan pasokan air, alokasi air dan perdagangan, desain penampungan air, tenaga air pembangkit listrik, kebutuhan air ekosistem, limbah cairan, dampak kontaminasi atau memprediksi aliran salinitas puncak. Sebuah hidrograf aliran adalah catatan waktu-series kondisi aliran (seperti tingkat air atau aliran) di lokasi pengukuran. hidrograf merupakan agregat dari sumber air yang berbeda yang berkontribusi terhadap aliran air. Komponen-komponen ini dapat dibagi lagi menjadi:(i.) Quickflow - respon langsung ke acara curah hujan termasuk darat aliran (limpasan), pergerakan lateral di tanah profil (interflow) dan curah hujan langsung ke permukaan sungai (pengendapan langsung), dan;(ii.) aliran dasar - debit jangka panjang yang berasal dari lumbung alami.

Kontribusi relatif quickflow dan aliran dasar komponen perubahan melalui aliran record hidrografi.Banjir atau badai hidrograf adalah respon klasik untuk acara curah hujan dan terdiri dari tiga tahap utama (Gambar 1):(i.) kondisi aliran rendah Sebelum di sungai yang terdiri sepenuhnya dari aliran dasar pada akhir periode kering;(ii.) Dengan curah hujan, peningkatan debit sungai dengan masukan dari quickflow didominasi oleh limpasan dan interflow. inisiasi ini ekstremitas bangkit menuju puncak hidrograf banjir. Peningkatan pesat dari tingkat aliran relatif terhadap sekitarnya tingkat air tanah mengurangi atau bahkan dapat membalikkan gradien hidrolik menuju sungai. Hal ini dinyatakan sebagai pengurangan komponen aliran dasar pada tahap ini;(iii.) Komponen quickflow berlalu, diungkapkan oleh dahan jatuh dari hidrograf banjir. Dengan aliran menurun tingkat waktunya dengan respon tertunda dari airtanah naik dari infiltrasi curah hujan, gradien hidrolik terhadap aliran meningkat. Pada saat ini, komponen aliran dasar mulai meningkat. Di beberapa titik di sepanjang jatuh tungkai, quickflow berhenti dan debit sungai lagi sepenuhnya aliran dasar. Seiring waktu, aliran dasar menurun alami sebagai penyimpanan secara bertahap dikeringkan selama periode kering sampai ada curah hujan yang signifikan berikutnya.

Gambar 1: Komponen banjir khas hidrograf

Menganalisis aliran hidrograf untuk memisahkan komponen aliran dasar memberikan informasi mengenai karakteristik dari penyimpanan alami sungai. Tanah debit dari akuifer bebas dangkal umumnya diasumsikan kontributor utama aliran dasar. Untuk ini menjadi proses yang signifikan,

akuifer bebas perlu cukup diisi ulang (biasanya secara musiman), memiliki airtanah dangkal yang lebih tinggi dari permukaan air sungai, dan memiliki penyimpanan air dan transmisi sifat yang memadai untuk mempertahankan aliran ke sungai (Smakhtin 2001). Untuk mendapatkansungai, di mana memenuhi akuifer yang mendasari ini kriteria dan tanah memberikan kontribusi untuk streaming aliran, analisis sungai hidrograf dapat menunjukkan besarnya dan waktu kontribusi ini.Namun, di daerah tangkapan tertentu aliran dasar mungkin tidak didominasi oleh tanah debit dari akuifer bebas dangkal. Penyimpanan lainnya seperti danau yang terhubung atau lahan basah, salju, gletser, gua-gua di medan karst, atau penyimpanan sementara dalam tepi sungai setelah berlalunya peristiwa high-flow (storage bank) juga dapat berkontribusi pada aliran dasar rezim aliran (Griffiths dan Clausen 1997).Komplikasi lain adalah bahwa aliran dasar juga dipengaruhi oleh kerugian air dari sungai. record hidrografi yang pada dasarnya merupakan saldo bersih antara keuntungan dan kerugian untuk dari sungai. Kerugian ini termasuk penguapan langsung dari saluran sungai atau dari permukaan terhubung fitur air seperti danau dan lahan basah, transpirasi dari vegetasi riparian, evapotranspirasi dari infiltrasi sumber air tanah, kebocoran pada akuifer yang mendasari, ataupembasahan bank sungai dan aluvial deposito (Smakhtin 2001). Proses ini sering dikumpulkan ke transmisi kerugian bagi jangkauan sungai. Juga, penggunaan air atau kegiatan pengelolaan secara signifikan dapat mempengaruhi rezim aliran dasar. Banyak aliran memiliki sangat arus dimodifikasi karena perkembangan dan penggunaan sumber daya air. Overextraction dapat berarti bahwa aliran yang alami abadi karena aliran dasar berkepanjangan, bisa menjadi berselang. Sistem diatur besar seperti Sungai Murray memiliki artifisial arus tinggi selama musim panas karena rilis untuk memasok irigasi dan pengguna perkotaan.Kegiatan khusus yang dapat mempengaruhi aliran dasar meliputi: (i.) peraturan di mana aliran dikendalikan oleh infrastruktur seperti bendungan, bendung kunci atau Streaming. Pers dari permukaan penampungan air bagi pengguna hilir dapat membuat sebagian besar debit sungai selama musim kemarau. analisis aliran dasar harus dilakukan dalam mencapai diatur, atau setidaknya daerah tangkapan diatur sebaiknya tidak lebih dari 10% dari daerah tangkapan pengukur debit sungai (Neal et al 2004.);(ii.) memompa langsung air dari sungai untuk keperluan konsumtif seperti irigasi, pasokan perkotaan atau industri;(iii.) pengalihan air buatan ke dalam atau keluar dari sungai sebagai bagian dari skema transfer antar-basin;(iv.) pembuangan langsung ke sungai, seperti dari pabrik pengolahan limbah, outfalls industri atau dewatering tambangkegiatan;(v.) kembali musiman mengalir dari drainase daerah irigasi;(vi.) drainase buatan dari dataran banjir, biasanya untuk pembangunan pertanian atau perkotaan, yang dapat meningkatkan cepatlimpasan dan mengurangi drainase tertunda;(vii.) Perubahan penggunaan lahan, seperti kliring, reaforestasi atau perubahan jenis tanaman, yang secara signifikan dapat mengubahtingkat evapotranspirasi;(viii.) ekstraksi air tanah, cukup untuk menurunkan airtanah dan mengurangi atau membalikkan gradien hidrolik terhadap aliran.Pertimbangan cermat dari keseluruhan anggaran pengelolaan air dan rezim untuk sungai diperlukan sebelum asumsi bahwa aliran dasar setara dengan tanah debit dapat dilakukan.

TEKNIK ANALISIS aliran dasarMenganalisis komponen aliran dasar dari hidrograf aliran telah memiliki sejarah panjang pembangunan sejak awal pekerjaan teoritis dan empiris Boussinesq (1904), Maillet (1905) dan Horton (1933). Beberapa ulasan yang berguna telah tertulis termasuk Hall (1968), Nathan dan McMahon (1990), Tallaksen (1995) dan Smakhtin (2001) untuk memetakan pembangunan ini. Banyaknya metode yang telah berevolusi dapat dengan mudah dikategorikan menjadi tiga pendekatan dasar pemisahan aliran dasar, analisis frekuensi dan analisis resesi.

Teknik pemisahan aliran dasar menggunakan catatan waktu-seri aliran sungai untuk mendapatkan tanda tangan aliran dasar. Itu metode pemisahan umum adalah baik grafis yang cenderung berfokus pada mendefinisikan titik dimana aliran dasar memotong naik dan turun kaki dari respon quickflow, atau melibatkan penyaringan di mana pengolahan data seluruh aliran hidrograf berasal hidrograf aliran dasar.Metode Pemisahan grafisMetode grafis biasanya digunakan untuk merencanakan komponen aliran dasar dari hidrograf banjir, termasuk titik di mana aliran dasar yang memotong dahan jatuh (Gambar 2). Aliran sungai setelah titik ini dianggap sepenuhnya aliran dasar, sampai awal respon hidrografi ke acara curah hujan yang signifikan berikutnya. Pendekatan grafis untuk partisi aliran dasar bervariasi dalam kompleksitas dan meliputi:(i.) Sebuah hubungan empiris untuk memperkirakan titik di sepanjang dahan jatuh di mana quickflow telah berhenti dan semua aliran sungai adalah aliran dasar;D = 0.827A0.2 (Persamaan 1) kaya sliding interval.di mana D adalah jumlah hari antara puncak badai dan akhir quickflow, dan A adalah luas daerah tangkapan dalam kilometer persegi (Linsley et al. 1975). Nilai konstanta eksponensial (0.2) dapat bervariasi tergantung pada karakteristik DAS seperti lereng, vegetasi dan geologi.(ii.) Metode debit konstan mengasumsikan bahwa aliran dasar konstan selama hidrograf badai (Linsley et al. 1958).Minimum debit sungai segera sebelum ekstremitas meningkat digunakan sebagai nilai konstan.(iii.) Metode slope konstan menghubungkan awal ekstremitas meningkat dengan titik belok pada ekstremitas receeding. Ini mengasumsikan respon instan aliran dasar ke acara hujan.(iv.) Metode cekung mencoba untuk mewakili penurunan awal diasumsikan dalam aliran dasar selama pendakian ekstremitas oleh memproyeksikan tren menurun hidrografi jelas sebelum acara curah hujan untuk langsung di bawah puncak banjir hidrograf (Linsley et al. 1958). Minima ini kemudian dihubungkan ke titik belok pada ekstremitas receeding dari Badai hidrograf untuk model peningkatan tertunda dalam aliran dasar.(v.) Menggunakan tren tungkai jatuh sebelum dan sesudah badai hidrograf untuk mengatur batas pembatas untuk Komponen aliran dasar (Frohlich et al. 1994).(vi.) Gunakan persamaan Boussinesq sebagai dasar untuk menentukan titik di sepanjang dahan jatuh di mana semua debit sungai adalah aliran dasar (Szilagyi dan Parlange 1998).

Komponen aliran dasar dari seri waktu debit sungai juga dapat dipisahkan dengan menggunakan pengolahan data atau tata cara penyaringan. Metode ini cenderung tidak memiliki dasar hidrologi tetapi bertujuan untuk menghasilkan suatu tujuan, berulang dan mudah Indeks otomatis yang dapat berhubungan dengan respon aliran dasar dari tangkapan a. Indeks aliran dasar (BFI) atau indeks keandalan, yang merupakan rasio jangka panjang aliran dasar terhadap total debit sungai, umumnya dihasilkan dari analisis ini. Indeks lainnya termasuk volume rata-rata tahunan aliran dasar dan rata-rata jangka panjang aliran dasar harian (Smakhtin 2001). Contoh terus menerus teknik pemisahan hidrografi berdasarkan pengolahan atau penyaringan catatan data yang meliputi:(i.) meningkatkan aliran dasar pada setiap langkah waktu, baik pada tingkat konstan atau bervariasi dengan sebagian kecil dari limpasan (Boughton 1988)(ii.) Teknik minima yang merapikan yang menggunakan minima periode nonoverlapping 5 hari berasal dari hidrograf. (Institut Hidrologi 1980; FREND 1989). aliran dasar hidrograf yang dihasilkan dengan menghubungkan subset poin dipilih dari seri minima ini. Program HYSEP pemisahan hidrograf (http://water.usgs.gov/software/hysep.html) menggunakan varian ini disebut metode lokal minimum (Sloto dan Crouse 1996)(iii.) Metode Interval tetap discretises catatan hidrografi dalam penambahan waktu tetap (Pettyjohn dan Henning 1979). Besarnya interval waktu yang digunakan dihitung dengan menggandakan (dan mengumpulkan) durasi quickflow dihitung secara empiris dari Persamaan 1. Komponen aliran dasar selisih setiap kali diberikan pada debit sungai minimum tercatat dalam kenaikan tersebut.(iv.) Metode slidding interval memberikan sebuah aliran dasar untuk setiap catatan harian di hidrograf berdasarkan debit terendah ditemukan dalam jangka waktu tertentu sebelum dan sesudah hari itu (Pettyjohn dan Henning 1979).(v.) filter digital Rekursif, yang merupakan alat rutin dalam analisis sinyal dan pengolahan, digunakan untuk menghapus highfrequency yang quickflow sinyal untuk menurunkan frekuensi rendah sinyal aliran dasar (Nathan dan McMahon 1990). tabel 1menguraikan beberapa filter digital yang telah diterapkan untuk kelancaran data yang hidrografi. Eckhardt (2005)mengembangkan formulasi umum yang dapat berpindah ke beberapa biasa digunakan filter satu-parameter;

Dimana qb (i) adalah aliran dasar pada waktu langkah i, qb (i-1) adalah aliran dasar pada saat sebelumnya langkah i-1, qi adalah aliran sungai di langkah waktu saya, adalah konstanta resesi dan BFImax adalah nilai maksimum indeks aliran dasar yang dapat diukur.

(vi.) Metode debit sungai partisi menggunakan kedua catatan harian debit sungai dan curah hujan (Shirmohammadi et al.1984). Aliran dasar setara dengan debit sungai pada hari tertentu, jika curah hujan pada hari itu dan beberapa hari yang ditetapkan sebelumnya, adalah kurang dari nilai ambang batas curah hujan yang ditetapkan. Interpolasi linear digunakan untuk memisahkan komponen quickflow selama curah hujan yang tinggi.

Metode Analisis FrekuensiAnalisis frekuensi mengambil pendekatan yang berbeda dalam menggambarkan aliran dasar dengan menurunkan hubungan antara besarnya dan frekuensi pembuangan debit sungai dari catatan

hidrografi. Dalam aplikasi yang paling umum, aliran kurva durasi (FDC) yang dihasilkan. Alih-alih merencanakan sebagai rangkaian waktu, kurva durasi aliran menunjukkan persentase waktubahwa laju aliran yang diberikan menyamai atau melebihi. FDC dibangun dari data aliran periode waktu yang tetap (misalnya harian, bulanan, tahunan) oleh:(i.) Menyortir data aliran dalam rangka penurunan aliran(ii.) Menetapkan unik peringkat nomor m untuk setiap aliran, dimulai dengan 1 untuk arus maksimum n untuk minimumaliran, di mana n adalah jumlah pengukuran aliran.(. iii) Probabilitas P bahwa aliran yang diberikan akan menyamai atau melebihi didefinisikan oleh:

(iv.) Hubungan aliran-probabilitas biasanya disajikan sebagai log normal plot (Fetter 1994)Kurva durasi aliran dapat dibangun untuk seluruh catatan pengukuran aliran, atau untuk jangka waktu tertentu seperti mirip bulan kalender atau musim.FDC memberikan informasi tentang komponen aliran dasar aliran sungai. Metode ini bergantung pada statistik arus diukur, daripada analisis setiap proses hidrologi seperti itu. Median aliran (Q50) adalah debit yang menyamai atau melebihi 50% dari waktu. Bagian dari kurva dengan arus bawah aliran median merupakan kondisi aliran rendah. Aliran dasar ditafsirkan signifikan jika bagian ini dari kurva memiliki kemiringan yang rendah, karena hal ini mencerminkan terus menerus dibuang ke sungai. Sebuah lereng curam untuk ini rendah-arus menunjukkan kontribusi yang relatif kecil dari penyimpanan alami seperti tanah (Gambar 3). Sungai-sungai ini mungkin berhenti mengalir untuk waktu yang relatif lama. Dengan cara ini, bentuk FDC dapat menunjukkan karakteristik hidrogeologi dari sebuah tangkapan (Smakhtin 2001).Berbagai indeks yang digunakan untuk mewakili karakteristik rezim aliran rendah untuk sungai. Rasio debit yang menyamai atau melebihi 90% dari waktu, dengan 50% dari waktu (Q90 / Q50) umumnya digunakan untuk menunjukkan proporsi debit sungai kontribusi dari penyimpanan air tanah (Nathan dan McMahon 1990). Indeks aliran rendah lainnya meliputi:(i.) Satu-atau debit yang melebihi pada persentase waktu tertentu, katakanlah 75, 90 atau 95% misalnya Q75 (7), Q75 (10), n-hari Q95 (10)(ii.) Persentase waktu sungai adalah pada kondisi nol-aliran(iii.) terpanjang periode tercatat hari zero-aliran berturut-turut (Smakhtin 2001)Rendah-aliran Frekuensi Curve (LFFC) menunjukkan proporsi tahun ketika tingkat aliran rendah terlampaui. ini menggambarkan interval pengulangan yang interval rata-rata (dalam tahun) bahwa debit aliran turun di bawah tingkat tertentu, dan dapat juga digunakan untuk mewakili kondisi aliran dasar. Kurva yang dihasilkan dari serangkaian nilai-nilai aliran minimum tahunan diekstrakdari data monitoring sungai. Seperti kurva durasi aliran, berbagai indeks dapat digunakan untuk menunjukkan kondisi aliran dasar termasuk di dalamnya:(i.) Kemiringan LFFC, sebagai besar lereng menunjukkan variabilitas arus yang lebih rendah-(ii.) Breaks dalam kurva dekat nilai modal telah ditafsirkan sebagai mewakili ketika debit sungai secara eksklusif dari penyimpanan air tanah(iii.) Terendah arus rata-rata yang terjadi selama beberapa hari yang ditetapkan berturut-turut (misalnya 3, 7 hari) pada interval pengulangan didefinisikan (misalnya 2, 10 tahun), misalnya 7 hari 10 tahun aliran rendah (7Q10) atau 7 hari 2 tahun aliran rendah (7Q2)(iv.) rata-rata dari seri tahunan 7 hari arus rata-rata minimum, MAM7 atau juga dikenal sebagai aliran cuaca kering(v.) Indeks arus rendah musiman seperti rata-rata 30-hari musim panas arus rendah (Smakhtin 2001)

Metode Analisis ResesiKurva resesi adalah bagian tertentu dari hidrograf banjir setelah puncak (dan curah hujan) di manamengurangi debit sungai (Gambar 1). Kemiringan kurva resesi merata dari waktu ke waktu dari kecuraman awal sebagai quickflow melewati komponen dan aliran dasar menjadi dominan. Sebuah masa resesi berlangsung sampai aliran sungai mulai meningkat lagi karena curah hujan berikutnya. Oleh karena itu, kurva resesi adalah bagian dari hidrograf yang didominasi oleh pelepasanair dari penyimpanan alami, biasanya diasumsikan debit tanah. Segmen resesi dipilih darihidrograf dan dapat secara individual maupun kolektif dianalisis untuk memperoleh pemahaman tentang proses debit yang membentuk aliran dasar. Pendekatan grafis secara tradisional telah diambil tetapi baru-baru analisis telah difokuskan pada mendefinisikan solusi analitis atau model matematika yang memadai dapat sesuai dengan segmen resesi.Setiap segmen resesi sering dianggap sebagai fungsi peluruhan eksponensial klasik seperti yang diterapkan di bidang lain seperti aliran panas, difusi atau radioaktivitas, dan dinyatakan sebagai:

dimana Qt adalah aliran sungai pada waktu t, Q0 adalah aliran aliran awal pada awal segmen resesi, α adalah konstanta juga dikenal sebagai cut-off frekuensi (fc) dan Tc adalah waktu tinggal atau omset waktu dari sistem air tanah didefinisikan sebagai Rasio penyimpanan mengalir.Istilah e -α dalam persamaan ini dapat diganti dengan k, yang disebut faktor resesi konstan atau deplesi, yang biasa digunakan sebagai indikator tingkat aliran dasar (Nathan dan McMahon 1990). Kisaran khas resesi harian konstanta untuk komponen debit sungai, yaitu limpasan (0-2-0.8), interflow (0,7-0,94) dan aliran air tanah (0,93-0,995) melakukan tumpang tindih (Nathan dan McMahon 1990). Namun, konstanta resesi tinggi (misalnya> 0.9) cenderung menunjukkan dominasi aliran dasar di debit sungai. Parameter lain ditafsirkan dari segmen resesi adalah indeks resesi (K) yang merupakan waktu (dalam hari) yang diperlukan untuk aliran dasar surut dengan satu log-siklus yaitu Q0 ke 0.1Q0. Sebuah indeks yang sama disebut periode setengah-aliran atau setengah-hidup,yang merupakan waktu (dalam hari) untuk aliran untuk mengurangi separuh juga dapat dihitung. Untuk aliran dengan aliran dasar yang rendah masukan paruh mungkin di kisaran 7-21 hari, sedangkan debit dari penyimpanan alami besar yang stabil dapat menyebabkan waktu paruh melebihi 120 hari (Smakhtin 2001).Bentuk yang terintegrasi dari fungsi resesi klasik Persamaan 4 adalah;

dimana St adalah penyimpanan dalam reservoir yang pemakaian ke sungai pada waktu t. Hubungan ini disebut storageoutflow Modellinear dan menyiratkan bahwa resesi akan plot sebagai garis lurus pada skala semi-logaritmik. Namun, semilogaritma plot dari resesi individu umumnya melengkung daripada linear. Hal ini karena lumbung alam lainnya (misalnya Penyimpanan Bank, lahan basah, akuifer lebih dalam terbatas) dapat juga berkontribusi terhadap aliran dasar, dan ini memiliki rezim yang berbeda dari air melepaskan ke sungai dibandingkan dengan air tanah yang tersimpan dalam akuifer dangkal (Sujono et al. 2004). Kurva resesi efektif komposit air dibuang ke sungai dari beberapa lumbung alami. Hal ini bertepatan dengan konsep bahwa tangkapan adalah serangkaian waduk saling berhubungan (seperti curah hujan, salju, akuifer, tanah, biomassa dll), masing-masing memiliki karakteristik yang berbeda dalam hal mengisi ulang, penyimpanan dan pembuangan (Smakhtin 2001).Sebuah plot semi-logaritmik melengkung untuk resesi berarti bahwa hubungan storage-keluar adalah non-linear. Untuk tanah debit dari akuifer bebas dangkal, ada tiga alasan utama untuk ini non-linearitas (Van de Griend et al. 2002):(i.) Sebuah airtanah jatuh terus mengurangi ketebalan efektif akuifer dan mengurangi kemampuan untuk menguras. Penurunan watertables juga dapat dikaitkan dengan proses lain selain aliran debit, seperti evapotranspirasi atau ekstraksi air tanah.

(ii.) Konduktivitas hidrolik cenderung menurun terhadap kedalaman. Hal ini disebabkan peningkatan pemadatan dengan kedalaman di sedimen terkonsolidasi, dan penurunan fracturing dengan kedalaman dalam formasi batuan keras.(iii.) Dengan drainase yang berkepanjangan, semakin rendah saluran aliran agar dapat berjalan kering, hanya menyisakan rangka mencapai tertinggi menerima aliran dasar.Komplikasi lain adalah bahwa perilaku resesi untuk sungai dapat berubah melalui waktu. Hal ini tercermin dalam variasi dalam bentuk segmen resesi ditemukan di sebuah hidrograf aliran. Hal ini disebabkan variabilitas dalam faktor-faktor seperti distribusi areal curah hujan, penyimpanan sisa dalam terhubung badan air permukaan, tangkapan basah, akuifer jenuh ketebalan atau kedalaman penetrasi arus ke dalam akuifer. Baseflows juga dipengaruhi oleh efek musiman seperti variasicurah hujan dan evapotranspirasi. Tingkat evapotranspirasi yang tinggi selama cuaca hangat atau musim tumbuh aktif dapat secara signifikan mengurangi komponen aliran dasar, khususnya di daerah airtanah dangkal.Pendekatan yang berbeda telah digunakan dalam analisis resesi untuk mengatasi ini non-linearitas dan variabilitas dalam resesi:(i.) Aproksimasi plot semi-logaritmik dari kurva resesi tiga garis lurus dengan kemiringan yang berbeda (Barnes 1940). Gradien dari tiga baris yang disimpulkan menjadi konstanta resesi untuk debit sungai utama komponen limpasan, interflow dan aliran air tanah. The plotting dari tiga baris sulit karena Sifat bertahap perubahan kelengkungan dalam resesi.(ii.) Merencanakan rasio aliran (Q0 / Qt) bukan aliran (Qt) pada plot semi-logaritmik (Hino dan Hasebe 1984) untuk memfasilitasi interpretasi yang lebih baik dari resesi.(iii.) Menggunakan plot ganda logaritmik dari debit sungai terhadap waktu (Hewlett dan Hibbert 1963). Setiap perubahan mendadak dalam kemiringan ditafsirkan untuk menandai transisi dari quickflow ke aliran dasar.(iv.) Metode korelasi di mana aliran arus Q diplot pada skala alami melawan arus (Qt) di beberapa tetap interval waktu t sebelumnya (misalnya 2 hari sebelum) untuk masing-masing kurva resesi jelas dalam hidrograf (Langbein 1938). Sebuah garis membungkus jejak ini beberapa resesi ditarik melalui asal untuk mendapatkan master kurva resesi. Dengan menata ulang peluruhan eksponensial (Persamaan 4) resesi konstan k dapat diturunkan dari kemiringan kurva ini resesi master dan jeda waktu selang t.

(v.) Metode pencocokan Strip melibatkan merencanakan beberapa kurva resesi berasal dari hidrograf pada satu Plot semi-logaritmik dalam rangka peningkatan debit minimum (Toebes dan Strang 1964). Setiap kurva resesi dilapiskan dan disesuaikan horizontal untuk menghasilkan urutan tumpang tindih. Kurva Master resesi diartikan sebagai amplop ke urutan ini, dan resesi konstan k berasal dari kemiringannya (Persamaan 6).(vi.) metode tabulasi dimana data dari beberapa kurva resesi yang digunakan untuk memperoleh kurva utama resesi dan pembuangan rata dihitung untuk periode catatan hidrografi (Johnson dan Dils 1956). Periode Resesi ditabulasikan dan disortir, dan rata-rata debit dihitung untuk setiap timestep. Ini adalah salah dilakukan komputasi (Boughton 1995) atau dengan solusi analitis (Singh 1989).(vii.) Resesi metode perbandingan yang menganalisis rasio arus (Q) ke aliran (Qt) pada beberapa interval waktu yang tetap t sebelumnya (misalnya 2 hari sebelum). Diagram frekuensi kumulatif diplot untuk memperkirakan indeks seperti median Rasio resesi (REC50) sebagai pengganti resesi konstan, k (Smakhtin 2001).(viii.) Parameter Metode rata-rata di mana fungsi resesi (Persamaan 4) dipasang untuk setiap resesisegmen di hidrograf. Konstanta resesi yang berasal kemudian rata-rata (James dan Thompson 1970)(ix.) Transformasi wavelet analisis adalah teknik untuk memecah sinyal menjadi komponen-komponen dan diterapkan dalam bidang-bidang seperti pengolahan citra dan geofisika. Teknik ini

juga dapat digunakan dalam analisis resesi hidrograf dalam hal memisahkan tanda tangan frekuensi rendah dari aliran dasar tersebut. Plot frekuensi terhadap waktu disebut mean-alun peta wavelet digunakan untuk mendapatkan konstanta resesi (Sujono et al. 2004).(x). Menggunakan model penyimpanan keluar atau kombinasi dari model penyimpanan keluar yang berbeda untuk mendapatkan lebih cocok untuk kurva resesi. Klasik Fungsi peluruhan eksponensial (Persamaan 4) merupakan hubungan linear antara penyimpanan dan keluar. Persamaan lainnya telah dikembangkan untuk model debit dari berbagai jenis alami penyimpanan (Tabel 2). Dengan menggabungkan persamaan ini, debit dari berbagai lumbung alam dapat lebih baik dipertanggungjawabkan. Misalnya, pilihan sederhana adalah dengan menambahkan konstan (b) persamaan linear waduk:

Ini memberikan lebih cocok untuk kurva resesi yang stabil dengan debit sungai konstan dari waktu ke waktu. Aliran konstan inimungkin merupakan cairan yang keluar dari penyimpanan air tanah yang besar atau dari es atau salju cadangan. Sebuah model berdasarkan penggabungan dua penyimpanan linear juga telah digunakan untuk menyediakan lebih cocok dengan kurva resesi untuk hutan kecil tangkapan (Moore 1997). Kedua penyimpanan ditafsirkan untuk mewakili waktu tinggal yang berbeda untuk airfootslope dan upslope zona di daerah tangkapan.(xi.) Metode Meyboom menggunakan aliran data hidrograf selama dua tahun atau lebih berturut-turut (Meyboom 1961). Itu aliran dasar diasumsikan seluruhnya tanah dikeluarkan dari akuifer bebas. Resesi tahunan diartikan sebagai penurunan jangka panjang pada musim kemarau setelah fase kenaikan debit sungai selama musim basah. Total potensi air tanah debit (Vtp) ke sungai selama fase resesi lengkap ini berasal

dimana Q0 adalah aliran dasar pada awal resesi dan K adalah indeks resesi, waktu untuk aliran dasar menurun dari Q0 ke 0.1Q0.(iv.) Metode resesi kurva-perpindahan didasarkan pada perpindahan ke atas dari kurva resesi selamacurah hujan (Rorabaugh 1964; Rutledge dan Daniel 1994; Rutledge 1998). Metode ini mengasumsikan bahwa aliran dasar adalah debit air tanah seluruhnya dari akuifer bebas dari ketebalan yang seragam dan sifat hidrolik, dengan aliran sepenuhnya menembus akuifer. Berdasarkan algoritma yang dikembangkan, total resapan untuk air tanah sistem selama acara hujan telah terbukti menjadi sekitar dua kali total debit potensi untuk sungai di saat kritis (Tc) setelah puncak hidrografi. Oleh karena itu, total volume resapan air tanah akibat curah hujanAcara (R) dapat diperkirakan dari aliran hidrograf oleh:

where Q1 is the baseflow at the critical time (Tc) extrapolated from the pre-event recession curve, Q2 is the baseflow at the critical time (Tc) extrapolated from the post-event recession curve, and K is the recession index (Figure 4).

KesimpulanBerbagai pendekatan telah berevolusi untuk menganalisis catatan hidrografi untuk mendapatkan komponen aliran dasar dan memperoleh pemahaman tentang proses discharge yang mendasari. Pendekatan ini telah dikategorikan menjadi pemisahan aliran dasar, analisis frekuensi dan analisis resesi. Dalam pemisahan aliran dasar, pengembangan awal Metode grafis sebagian besar telah digantikan oleh teknik pengolahan data. Secara khusus, penerapan filter digital rekursif memainkan peran penting. Banyak dari filter ini telah diadopsi dari pemrosesan sinyal dan melibatkan pemisahan tinggi Peristiwa frekuensi. Tantangan utama adalah untuk mengembangkan algoritma yang memiliki dasar hidrologi dan dapat memperoleh parameter hidrogeologi. Filter berdasarkan fisik seperti sedang dikembangkan, berdasarkan beberapa persamaan neraca massa untukaliran dasar dari lereng bukit (Furey dan Gupta 2001 2003). Sebaliknya, analisis frekuensi mengambil pendekatan statistik untuk menggambarkan rezim aliran rendah umum. Ada telah menjadi fokus pada pengembangan berbagai indeks aliran rendah tapi banyak dari ini sangat intercorrelated (Smakhtin 2001). Juga kerja terbatas telah dilakukan untuk menghubungkan indeks ini secara langsung ke proses air tanah. Untuk tujuan ini, beberapa studi telah menggabungkan analisis frekuensi rendah-aliran dengan analisis resesi (Loganathan et al 1986; Gottschalk et al 1997). Seperti dalam pemisahan aliran dasar, pendekatan tradisional untuk analisis resesi telah grafis.Solusi analitis awal diasumsikan peluruhan eksponensial aliran dasar resesi, tercermin dalam hubungan linear antara penyimpanan dan outflow. Namun, perilaku resesi dapat menjadi kompleks, variabel dan non-linear sehingga lebih kompleks penyimpanan outflow model harus dikembangkan. Saat ini sudah ada kesempatan untuk menyesuaikan model penyimpanan outflow yang lebih mencerminkan lumbung alami air sungai. Atas dasar ini, tampak bahwa analisis resesi memegang janji paling untuk menurunkan Pemahaman hidrogeologi dari interpretasi dari hidrograf aliran.Analisis aliran dasar sungai hidrograf dapat memberikan wawasan berharga bagaimana kontribusi air tanah untuk perubahan aliran melalui waktu. Sebuah keuntungan yang berbeda dari pendekatan ini adalah bahwa hal itu menggunakan data aliran sungai yang dikumpulkan secara rutin danditempatkan dalam domain publik. Ini berarti bahwa analisis aliran dasar dapat dengan mudah dilakukan sebagai studi dekstop sebelum ada investigasi lapangan rinci. Dalam hal ketersediaan data, Tabel 3 menguraikan database pemantauan air permukaan yang signifikan di Australia, menyoroti Negara dan Wilayah lembaga yang terlibat dalam pengelolaan air sebagai penjaga data utama. untuklebih baik mengkoordinasikan akses ke database tersebut, Komite Pengarah Eksekutif Australia Sumber Daya Air Informasi telah dibentuk untuk membangun Infrastruktur Australia Air Data (ESCAWRI 2005). Infrastruktur akan dirancang untuk memungkinkan akses ke banyak database

hidrologi dikelola oleh penjaga yang berbeda. Saat ini, Air Sumber Station katalog dikembangkan oleh Badan Meteorologi menyediakan persediaan nasional pengukuran sungai stasiun, serta curah hujan dan penguapan stasiun, di seluruh negeri (BOM 2005).Namun, analisis aliran dasar hanya berlaku untuk mendapatkan aliran, meskipun analisis frekuensi dapat memberikan wawasan dalam kondisi kalah. Analisis aliran dasar dapat memberikan informasi tentang perubahan sementara tetapi tidak distribusi spasial masukan air tanah di sepanjang aliran antara stasiun pengukur. Kondisi aliran dasar umumnya dianggap sepenuhnya debit air tanah, yang mungkin tidak selalu berlaku. Metode ini tidak dapat diterapkan di sungai yang diatur atauhiburan atau ekstraksi signifikan, atau memiliki lumbung alam besar seperti danau atau lahan basah. Anggaran air secara keseluruhan dan manajemen rezim untuk sungai perlu dipertimbangkan ketika mengevaluasi pentingnya air tanah untuk sinyal aliran dasar. Ini mungkin berarti bahwa metode lain seperti pelacak lingkungan (seperti ion utama, isotop stabil atau radon) atau Analisis hidrometri (membandingkan tingkat sungai dengan tingkat air tanah di dekatnya untuk menentukan gradien hidrolik) mungkin perlu digunakan untuk mengkonfirmasi tanah debit sungai.