Bulan ini, Bendungan Bloede akan dipindahkan dari Sungai Patapsco Bawah dekat Ilchester, Maryland.
Pemulihan ini adalah eksperimen alami satu-satunya yang akan membantu menguji bagaimana drone yang relatif murah dapat membantu para ilmuwan seperti saya memahami integritas aliran dan sungai.
Kolaborator saya termasuk mahasiswa dan peneliti dari University of Maryland Baltimore County, Survei Geologi Maryland, Departemen Sumber Daya Alam Maryland, Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional dan Survei Geologi AS.
Jika pendekatan kami berhasil, ini akan memungkinkan kami melacak pergerakan sedimen secara lebih lengkap dan akurat daripada sebelumnya, dengan sebagian kecil dari biaya.
Apa yang akan berubah?
Selesai pada tahun 1907 dan beroperasi selama 30 tahun, Bendungan Bloede berisi pembangkit listrik tenaga air pertama yang terendam di AS Pada ketinggian 26, 5 kaki, itu merupakan salah satu pemindahan bendungan terbesar di Pesisir Timur.
Mengapa menghapus bendungan? Negara bagian, agen-agen federal dan American Rivers nirlaba berharap dapat menghilangkan bahaya keselamatan publik yang terlantar.
Membuang bendungan juga akan melengkapi pemulihan dari pemindahan bendungan sebelumnya di hulu dan memperluas habitat yang terhubung untuk ikan dan makhluk air lainnya. Patapsco pernah menjadi tuan rumah aliran air tawar besar shad, alewife dan belut Amerika, yang diblokir oleh bendungan. Tangga ikan telah terbukti tidak efektif dalam menghubungkan bagian hulu sungai dengan muara hilir dan Teluk Chesapeake.
Bendungan Bloede pada bulan Maret. Tangga ikan yang sudah usang ada di latar depan. (Matthew Baker / UMBC) Meskipun peran penting dalam pembuatan AS awal, Lembah Patapsco telah menderita bagian dari tantangan lingkungan. Pengiriman kolonial terpaksa pindah ke Baltimore setelah pelabuhan asli di Elkridge Landing tercekik oleh sedimen dari pemberat pengiriman, penambangan tepi sungai dan pembukaan hutan di hulu. Dulunya merupakan saluran 10 kaki yang dikelilingi oleh rawa-rawa air asin, hari ini situs tersebut segar dan kedalaman saluran kurang dari dua kaki.
Banjir berkala juga mendatangkan malapetaka di ngarai yang sempit, kadang-kadang dengan hasil bencana. Dalam beberapa tahun terakhir, banjir bandang tepat di hulu di Kota Ellicott telah menghancurkan saluran pembuangan utama yang membentang di sepanjang dasar lembah dan menata kembali sejumlah besar pasir, kayu, dan batu di saluran hilir.
Saat ini, bendungan menyimpan sekitar 2, 6 juta kaki kubik lumpur dan pasir bertingkat kurang dari delapan mil dari Chesapeake Bay tidewater. Ketika bendungan dilepas, kami ingin tahu seberapa banyak sedimen ini akan bergerak dan seberapa cepat.
Mengapa pergerakan sedimen?
Memahami pergerakan sedimen sangat penting untuk pengelolaan sungai di setiap wilayah hukum DAS Chesapeake.
Sedimen membantu menyeimbangkan aliran air untuk mempertahankan bentuk saluran dan habitat yang stabil untuk tanaman air, invertebrata dan ikan. Sedimen sungai diperlukan untuk membantu garis pantai muara memerangi kenaikan permukaan laut. Namun, sedimen halus juga bisa menjadi polutan, atau membawa nutrisi dan logam berat ke, muara hilir.
Gambar udara dari saluran Sungai Patapsco menunjukkan kerikil, kerikil dan endapan pasir. (Matthew Baker / UMBC) Walaupun mudah untuk mengamati bukti erosi sedimen dari tepian sungai atau lereng bukit, seringkali tidak jelas di mana dan berapa banyak sedimen yang disimpan dan disimpan. Pengelolaan penyimpanan sedimen, khususnya di belakang bendungan, dapat menjadi sesuatu yang kontroversial.
Setelah mempelajari beberapa pemindahan bendungan lainnya, kami berharap sedimen yang terperangkap di belakang bendungan dapat dengan cepat mengungsi dan mendistribusikan kembali ke hilir selama beberapa tahun.
Namun, masih banyak yang kita tidak tahu. Banjir setelah badai hebat dapat menggerakkan sedimen dalam jumlah besar, mengubah dasar lembah hanya dalam beberapa jam. Akankah badai seperti itu mengendapkan kembali endapan di tempat lain di jurang atau dataran banjir pantai, atau mengirimkannya ke teluk?
Cara baru untuk melacak perubahan
Secara logistik sulit untuk secara akurat mengukur perubahan saluran yang besar dan berpotensi cepat.
Dalam survei lapangan yang khas, teknisi mengukur kedalaman air, aliran, substrat dasar dan informasi lainnya di lokasi tertentu. Meskipun saluran streaming dapat sangat bervariasi di ruang angkasa dan juga melalui waktu, kami para ilmuwan jarang dapat mewakili variabilitas seperti itu dalam pengukuran kami. Sebagai gantinya, kami mengumpulkan snapshot yang terisolasi dalam waktu. Itu membuat kita kurang memahami pergerakan sedimen dinamis, kehancuran yang ditimbulkan oleh gelombang banjir atau keragaman kondisi yang diperlukan untuk mendukung kehidupan air.
Stasiun pengukur yang terletak di hulu dan hilir bendungan mengukur aliran air dan memperkirakan material yang tersuspensi seperti lumpur halus dan lempung, tetapi bukan pasir kasar dan kerikil yang bergerak di sepanjang dasar saluran. Survei dari 30 bagian melintang yang didistribusikan lebih dari delapan mil memberikan informasi tentang bagaimana bentuk dan komposisi saluran bervariasi ketika seseorang melintasi saluran, tetapi relatif sedikit tentang ribuan kaki di antara setiap transek.
Terlebih lagi, setelah banjir besar, para ilmuwan harus melakukan survei cross-sectional baru, yang memakan waktu hingga sebulan dalam kondisi yang berisiko.
Tim kami berusaha untuk menambah pengukuran kami dengan mengerahkan drone kecil yang siap memotret seluruh lembah. Ulangi foto sebelum, selama, dan setelah penghapusan dapat membantu kami melacak lokasi endapan bulu saat bergerak ke hilir. Mereka juga memungkinkan perspektif baru sungai.
Tampilan 3D awan titik saluran Sungai Patapsco. (Matthew Baker / UMBC) Bergantung hanya pada foto yang tumpang tindih yang dikumpulkan sebelum dan sesudah penghilangan bendungan, kami akan membuat model komputer 3D dari dasar saluran dan kedalaman air - tidak hanya pada penampang yang disurvei, tetapi setiap beberapa inci di sepanjang saluran. Meskipun teknologi ini bekerja paling baik di perairan dangkal, model kami harus memungkinkan kami untuk sangat meningkatkan perkiraan jumlah dan lokasi perubahan saluran saat sedimen bergerak ke hilir.
Dengan pendekatan baru, tim kami mengumpulkan satu set foto dari delapan mil hanya dalam beberapa hari, dan pekerjaan lebih lanjut terjadi dalam komputer desktop. Itu berarti pengukuran dapat diulang atau dilakukan lagi kapan saja menggunakan gambar yang diarsipkan.
Meskipun kami tentu penasaran untuk melihat seberapa banyak sedimen ini bergerak, kami terutama tertarik pada seberapa baik kami dapat menangkapnya. Jika berhasil, teknologi ini kemungkinan akan mengubah cara para ilmuwan mengumpulkan pengukuran dan memonitor sungai.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation.
Matthew E. Baker, Profesor Sistem Geografi dan Lingkungan, Universitas Maryland, Kabupaten Baltimore
