Hidrologi

BAB I

PENDAHULUAN

1.    Latar Belakang

Air sangat penting bagi seluruh kehidupan di muka bumi. 70% komponen yang ada di permukaan bumi terdiri dari air. Kesuburan tanah sangat berpengaruh besar dan sangat penting peranannya bagi dunia pertanian, banyak faktor yang dapat menunjang tanah agar menjadi subur salah satunya adalah siklus hidrologi.

Siklus hidrologi berasal dari 2 kata yaitu siklus dan hidrologi. Siklus merupakan suatu proses atau kejadian – kejadian yang secara garis besar terus berulang, sedangkan hidrologi merupakan suatu ilmu yang mengkaji distribusi dan pergerakkan air di permukaan bumi dan atmosfernya.

Siklus hidrologi terjadi secara berulang dan terus – menerus melalui berbagai proses fisika seperti, evaporasi, kondensasi, presipitasi, transpirasi, perkolasi, dan perembesan serta aliran sungai. Asal – usul munculnya air di permukaan bumi pun masih belum bisa dipastikan namun berbagai teori telah dikemukakan.

1.      2.  Tujuan

Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari segala macam hal yang berhubungan dengan air baik itu di permukaan bumi, di dalam tanah, maupun di atmosfer bumi. Dengan mempelajari hidrologi diharapkan kita bisa bagaimana cara menjaga lingkungan hidup terutama lingkungan perairan untuk kelangsungan makhluk hidup.

BAB II

PEMBAHASAN

            Hidrologi adalah bidang pengetahuan yang mempelajari kejadian-kejadian serta penyebab air alamiah di bumi. Faktor hidrologi yang berpengaruh pada wilayah hulu adalah curah hujan (presipitasi). Curah hujan pada suatu daerah merupakan salah satu faktor yang menentukan besarnya debit banjir yang terjadi pada daerah yang menerimanya (Soemarto,1999). Analisis hidrologi dilakukan guna mendapatkan karakteristik hidrologi dan meteorologi Daerah Aliran Sungai.

2.      1. Curah Hujan

Curah hujan adalah sebuah presipitasi berwujud cairan, berbeda dengan presipitasi non-cair seperti salju, batu es dan slit. Hujan memerlukan keberadaan lapisan atmosfer tebal agar dapat menemui suhu di atas titik leleh es di dekat dan di atas permukaan Bumi. Di Bumi, hujan adalah proses kondensasi uap air di atmosfer menjadi butir air yang cukup berat untuk jatuh dan biasanya tiba di daratan. Dua proses yang mungkin terjadi bersamaan dapat mendorong udara semakin jenuh menjelang hujan, yaitu pendinginan udara atau penambahan uap air ke udara. Virga adalah presipitasi yang jatuh ke Bumi namun menguap sebelum mencapai daratan; inilah satu cara penjenuhan udara. Presipitasi terbentuk melalui tabrakan antara butir air atau kristal es dengan awan. Butir hujan memiliki ukuran yang beragam mulai dari pepat, mirip panekuk (butir besar), hingga bola kecil (butir kecil).

2.      2. Penentuan Luas DAS ( Daerah Aliran Sungai )

            Yang dimaksud dengan Daerah Aliran Sungai adalah semua bagian aliran air di sekitar sungai yang mengalir menuju alur sungai, aliran air tersebut tidak hanya berupa air permukaan yang mengalir di dalam alur sungai, tetapi termasuk juga aliran air dipunggung bukit yang mengalir menuju alur sungai sehingga daerah tersebut dinamakan daerah aliran sungai (Soemarto, 1999).

BAB III
PEMBAHASAN

3.      1. Pengertian Hidrologi

Hidrologi (berasal dari Bahasa Yunani: Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia, “ilmu air”) adalah cabang ilmu Geografi yang mempelajari pergerakan, distribusi, dan kualitas air di seluruh Bumi, termasuk siklus hidrologi dan sumber daya air. Orang yang ahli dalam bidang hidrologi disebut hidrolog, bekerja dalam bidang ilmu bumi dan ilmu lingkungan, serta teknik sipil dan teknik lingkungan.

Kajian ilmu hidrologi meliputi hidrometeorologi(air yang berada di udara dan berwujud gas), potamologi(aliran permukaan), limnologi (air permukaan yang relatif tenang seperti danau; waduk) geohidrologi(air tanah), dan kriologi(air yang berwujud padat seperti es dan salju) dan kualitas air. Penelitian Hidrologi juga memiliki kegunaan lebih lanjut bagi teknik lingkungan, kebijakan lingkungan, serta perencanaan. Hidrologi juga mempelajari perilaku hujan terutama meliputi periode ulang curah hujan karena berkaitan dengan perhitungan banjir serta rencana untuk setiap bangunan teknik sipil antara lain bendung, bendungan dan jembatan.

3.      2. Cabang – cabang Hidrologi

1.Hidrometeorologi.

2.Potamologi.

3.Geohidrologi.

4.Limnologi.

5.Oceanologi.

6.Kriologi.

7.Hidrometri.

8.Siklus, Distribusi.

9.Water Quanlity/ kuantitas air.

10.Geohidrologi

3. Penjelasan Dari Cabang – Cabang Hidrolog

§  Hidrometeorologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara unsur-unsur meteorologi dengan siklus hidrologi. Hidrometeorologi dikaitkan dengan bencana hidrometeorologi, yaitu banjir, kekeringan, tanah longsor, puting beliung, hingga gelombang pasang.

§  Potamologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang air yang terdapat di atas permukaan tanah dan merupakan air yang mengalir. Potamologi umumnya berfokus mengenai erosi fluvial, transportasi, dan sedimentasi, dinamika fluvial dan metamorfosis sungai atau perubahan melalui waktu.

§  Geohidrologi (groundwater hydrology) adalah ilmu yang mempelajari terdapatnya, distribusinya dan gerakan air didalam tanah. Air hujan yang turun ke permukaan tanah/bumi, sebagian akan meresap ke dalam tanah dan akan menjadi air tanah. Keterdapatan air tanah dibawah permukaan bumi sekarang ini, disamping air yang berasal dari peresapan langsung dari permukaan (’air asal luar’), juga air tanah yang memang sudah tersimpan sejak lama di dalam bumi sendiri (’air asal dalam’). Air tanah yang berasal dari peresapan air dari permukaan disebut ’Air Meteorik’ yang merupakan air yang paling banyak terdapat dalam bumi. Sedangkan air yang sejak lama sudah tersimpan di dalam bumi dapat berasal dari yang tersisa atau terbentuk pada saat kristalisasi magma yangg disebut ’Air Juvenil’, juga air tanah dapat berasal dari jebakan air yang terendap dan tersimpan bersama-sama pembentukan batuan sedimen yang disebut ’Air Connate’.

§  Limnologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang air yang terdapat pada suatu depresi yang tergenang pada suatu cekungan atau danau. Limnologi merupakan padanan bagi biologi perairan darat, terutama perairan tawar. Lingkup kajiannya kadang – kadang mencakup juga perairan payau (estuaria). Limnologi mengkaji keseluruhan mengenai kehidupan di perairan darat, sehingga digolongkan sebagai bagian dari ekologi. Dalam bidang perikanan, limnologi dipelajari sebagai dasar bagi budidaya perairan (akuakultur) darat.

§  Oceanologi adalah ilmu yang mempelajari air dilaut. Hal yang dipelajari pada oceanologi yaitu: morfologi,topografi,biologi laut dan lautan

§  Hidrometri adalah ilmu yang mempelajari tentang bagaimana cara pengukuran air, baik dipermukaan, dalam tanah, maupun di atmosfer.Hidrometri merupakan kegiatan untuk mengumpulkan data mengenai sungai, baik yang menyangkut tentang ketinggian muka air maupun debit sungai serta sedimentasi atau unsur aliran lain. Informasi yang terukur mencakup perubahan variasi waktu dan ruang.

§  Siklus, Distribusi adalah Siklus air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer bumi kembali ke atmosfer melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi, dan transpirasi

§  Water Quanlity/ kuantitas air adalah air di muka bumi yang secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya. Tempat terbesar adalah di laut. Komposisi sebagian besar yang ada di bumi adalah air asin (95,96%), sedangkan sisanya adalah air tawar (4,40%). Hal yang menyebabkan jumlah air yang ada di bumi selalu tetap, dikarenakan adanya siklus hidrologi

§  Geohidrologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang terdapatnya gerakan air di bawah permukaan tanah. Keterdapatan air tanah dibawah permukaan bumi sekarang ini, disamping air yang berasal dari peresapan langsung dari permukaan (’air asal luar’), juga air tanah yang memang sudah tersimpan sejak lama di dalam bumi sendiri (’air asal dalam’). Air tanah yang berasal dari peresapan air dari permukaan disebut ’Air Meteorik’ yang merupakan air yang paling banyak terdapat dalam bumi. Sedangkan air yang sejak lama sudah tersimpan di dalam bumi dapat berasal dari yang tersisa atau terbentuk pada saat kristalisasi magma yangg disebut ’Air Juvenil’, juga air tanah dapat berasal dari jebakan air yang terendap dan tersimpan bersama-sama pembentukan batuan sedimen yang disebut ’Air Connate’.

3.      4. Asal usul air dibumi

Air meliputi sekitar 70% permukaan Bumi.

Asal usul air di Bumi, atau alasan mengapa ada lebih banyak air di Bumi daripada di planet lain di Tata Surya, masih belum dipastikan. Ada beberapa teori yang telah diajukan untuk menjelaskan bagaimana samudra di Bumi terbentuk sebagai berikut:

1.      Pendinginan Bumi purba hingga ke titik ketika komponen volatil yang terlepas ke atmosfer mencapai tekanan tertentu yang memungkinkan penstabilan dan pemertahanan air.

2.      Komet, objek trans-Neptunus, atau meteorit (protoplanet) yang kaya akan air menubruk Bumi. Pengukuran rasio isotophidrogendeuterium dan protium menunjukkan peran asteroid karena kemiripannya dengan persentase ketidakmurnian dalam kondrityang kaya akan karbon di samudra Bumi, sementara pengukuran terhadap konsentrasi isotop di komet dan objek trans-Neptunus tidak terlalu mirip dengan yang di Bumi.

3.      Secara biokimia melalui mineralisasi dan fotosintesis.Mineralisasi adalah suatu proses pengendapan mineral bijih (metal) dari media yang membawanya akibat perubahan lingkungan kimia dan fisik sekitarnya.

4.      Perembesan air yang disimpan di mineralhidrat di bebatuan Bumi secara perlahan.

5.      Fotolisis: radiasi dapat mengurai ikatan kimia di permukaan. Fotolisis merupakan proses reaksi kimia yaitu berupa pelisisan senyawa kimia dengan bantuan sinar atau foton. Terdapat berbagai proses reaksi kimia yang melibatkan fotolisis seperti: Fotosintesis. Pada proses fotosintesis, cahaya akan diserap melalui klorofil

Air di muka bumi bukan terjadi secara instan, melainkan memerlukan proses yang cukup lama. Karena banyak ilmuan yang yakin bahwa bumi pada awalnya adalah tandus dan kering. Sekitar 4,1 miliar tahun hingga 3,8 milyar tahun yang lalu, merupakan periode di mana bumi dihujani komet, asteroid, dan protoplanet. Komet dan asteroid yang tertutup lapisan es diperkirakan telah membawa air ke bumi yang kemudian menjadi lautan dan samudra. Komet dan asteroid tersebut ketika menabrak bumi itu ternyata pecah saat memasuki lapisan atmosfer bumi dan kemudian menjadi partikel-partiklel uap air yang megambang di udara (awan), kemudian turun sebagai hujan. Proses ini berlangsung lebih dari 3,8 milyar tahun yang lalu.

Menurut perkiraan ilmuwan, terbentuknya air di bumi terjadi sekitar 2 miliar tahun lalu ketika bumi mulai mengalami proses pendinginan. Sebelumnya bumi berbentuk gas yang kemudian memadat menjadi bentuk cair lalu mulai mengeras dan mendingin. Proses pendinginan secara bertahap telah menyelimuti bumi dengan lapisan awan yang padat, yang mengandung sebagian besar air di planet ini. Untuk jangka waktu yang lama, permukaan bumi masih sangat panas sehingga tetesan air yang jatuh akan segera kembali menjadi uap air. Hal ini membuat tingkat kepadatan awan semakin tinggi sehingga tidak ada sinar matahari yang mampu menembus sampai permukaan bumi. Segera setelah bumi mendingin, hujan mulai turun. Hujan ini adalah hujan yang pertama dan terjadi secara terus-menerus dari siang ke malam, hari ke bulan, bulan ke tahun dan tahun ke abad. Air ini kemudian mengisi basin dan tempat-tempat yang rendah di permukaan bumi hingga akhirnya menjadi lautan.

3.      5. Siklus Hidrologi

Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasiair yang tidak pernah berhenti dari atmosferke bumi dan kembali ke atmosfer melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dantranspirasi.Siklus hidrologi diberi batasan sebagai suksesi tahapan-tahapan yang dilalui air dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke atmosfer : evaporasi dari tanah atau laut maupun air pedalaman, kondensasi untuk membentuk awan, presipitasi, akumulasi di dalam tanah maupun dalam tubuh air, dan evaporasi-kembali.

Pemanasan air laut oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara terus menerus. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis ataukabut.Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:

§  Evaporasi / transpirasi – Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es.

§  Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah – Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

§  Air Permukaan – Air bergerak di atas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.

Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sistem Daerah Aliran Sungai (DAS). Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya. Tempat terbesar terjadi di laut.

Presipitasi dalam segala bentuk (salju, hujan batu es, hujan, dan lain-lain), jatuh ke atas vegetasi, batuan gundul, permukaan tanah, permukaan air dan saluran-saluran sungai (presipitasi saluran). Air yang jatuh pada vegetasi mungkin diintersepsi (yang kemudian berevaporasi dan/atau mencapai permukaan tanah dengan menetes saja maupun sebagai aliran batang) selama suatu waktu atau secara langsung jatuh pada tanah (through fall = air tembus) khususnya pada kasus hujan dengan intensitas yang tinggi dan lama. Sebagian presipitasi berevaporasi selama perjalanannya dari atmosfer dan sebagian pada permukaan tanah. Sebagian dari presipitasi yang membasahi permukaan tanah berinfiltrasi ke dalam tanah dan bergerak menurun sebagai perkolasi ke dalam mintakat (zone) jenuh di bawah muka air tanah. Air ini secara perlahan berpindah melalui akifer ke saluran-saluran sungai. Beberapa air yang berinfiltrasi bergerak menuju dasar sungai tanpa mencapai muka air tanah sebagai aliran bawah permukaan. Air yang berinfiltrasi juga memberikan kehidupan pada vegetasi sebagai lengas tanah. Beberapa dari lengas ini diambil oleh vegetasi dan transpirasi berlangsung dari stomata daun.

Setelah bagian presipitasi yang pertama yang membasahi permukaan tanah dan berinfiltrasi, suatu selaput air yang tipis dibentuk pada permukaan tanah yang disebut dengan detensi permukaan (lapis air). Selanjutnya, detensi permukaan menjadi lebih tebal (lebih dalam) dan aliran air mulai dalam bentuk laminer. Dengan bertambahnya kecepatan aliran, aliran air menjadi turbulen (deras). Air yang mengalir ini disebut limpasan permukaan. Selama perjalanannya menuju dasar sungai, bagian dari limpasan permukaan disimpan pada depresi permukaan dan disebut cadangan depresi. Akhirnya, limpasan permukaan mencapai saluran sungai dan menambah debit sungai.

Air pada sungai mungkin berevaporasi secara langsung ke atmosfer atau mengalir kembali ke dalam laut dan selanjutnya berevaporasi. Kemudian, air ini nampak kembali pada permukaan bumi sebagai presipitasi. Tangkapan daerah aliran sungai terhadap presipitasi merupakan keluaran dari saling-tindak semua proses ini. Limpasan nampak pada sistem yang sangat kompleks setelah pelintasan presipitasi melalui beberapa langkah penyimpanan dan transfer. Kompleksitas ini meningkat dengan keragaman areal vegetasi, formasi-formasi geologi, kondisi tanah dan di samping ini juga keragaman-keragaman areal waktu dari faktor-faktor iklim.

3.      6. Macam – Macam Siklus Hidrologi

Secara umum siklus hidrologi dapat dibedakan menjadi 3, yaitu:

1.      Siklus pendek

Air laut menguap dimana penguapan terjadi dipermukaan laut, terjadi kondensasi, kemudian menjadi butir-butir air yang membentuk awan dan akhirnya terjadi hujan yang jatuh ke lautdan akan kembali berulang.

2.      Siklus sedang

Penguapan terjadi dipermukaan laut, kemudian terjadi proses kondensasi uap air di atmosfer yang selanjutnya dibawa angin, kemudian terbentuk awan diatas daratan, terjadi hujan didaratan, selanjutnya air hujan meresap ke dalam tanah lalu kembali ke laut melalui sungai-sungai atau saluran-saluran air.

3.      Siklus panjang

Penguapan terjadi dipermukaan laut, terjadi kandensasi, uap air terbawa angin dan membentuk awan di atas daratan hingga ke pegunungan tinggi, kemudian jatuh sebagai saljuBongkah-bongkah es mengendap di puncak gunung dan karena gaya beratnya meluncur ke tempat yang lebih rendah, mencair terbentuk gletser lalu mengalir melalui sungai-sungai kembali ke laut.

BAB IV

KESIMPULAN

Hidrologi merupakan ilmu yang mempelajari segala macam seluk – beluk tentang air serta siklusnya yang terjadi di udara dan di permukaan bumi. Hidrologi memiliki berbagai cabang – cabang yang masing – masing mempunyai pengertian dan proses kerja yang berbeda namun tetap berhubungan dengan air. Cabang – cabang tersebut seperti: hidrometeorologi, potamologi, geohidrologi, limnologi, oceanologi, kriologi, hidrometri, siklus distribusi, kuantitas air dan Geohidrologi.

Selain itu, air juga memiliki sejarahnya di bumi dan keikutsertaannya dalam membentuk laut dan samudera. Beberapa teori telah di ajukan sepertiyang pertama adanya peristiwa pendinginan permukaan bumi pada zaman purba hingga pada titik dimana komponen-komponen volatile yang dilepaskan dalam bentuk gas yang tertahan di atmosfer. Kedua adalah adanya kemungkinan objek – objek trans – neptunus yang menabrak bumi seperti peristiwa komet dan asteroid. Yang ketiga adanya proses biokimiawi melalui mineralisasi dan fotosintesis. Dan yang keempat yaitu adanya proses bocornya bebatuan bumi yang memiliki kandungan hydro-mineral.

Kemudian dengan adanya energi dari matahari maka terbentuklah suatu proses atau siklus air (siklus hidrologi) yang terjadi secara kontinu. Siklus hidrologi mempunyai berbagai macam tipe. Ada yang berupa siklus pendek, sedang dan panjang namun secara hakiki ketiganya memiliki sistem kerja yang sama.