materi 1 pendahuluan rev hidrologi

Download Materi 1 Pendahuluan Rev hidrologi

Post on 25-Nov-2015

89 views

Category:

Documents

9 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

hidrologi geografi

TRANSCRIPT

  • BAHAN AJAR DAN EVALUASI MATERI I PENDAHULUAN

    (Minggu ke 1-2)

    MK. HIDROLOGI DASAR

    Oleh:

    Sudarmadji Suyono

    Pramono Hadi Tjahyo Nugroho Adji

    Kata kunci: potamologi, geohidrologi, limnologi, hidrometeorologi, kriologi, siklus hidrologi, infiltrasi, perkolasi, soil moisture, airtanah, run-off, evaporasi, transpirasi, simpanan air lengas tanah,

    simpanan air intersepsi, simpanan air run-off, simpanan air airtanah

    PROGRAM STUDI GEOGRAFI DAN ILMU LINGKUNGAN JURUSAN GEOGRAFI LINGKUNGAN

    FAKULTAS GEOGRAFI UGM 2014

  • 2

    MATERI I

    PENDAHULUAN

    1.1. Pengantar Air merupakan salah satu sumberdaya alam yang sangat berharga. Tanpa

    air tidak mungkin ada kehidupan di muka bumi ini. Disamping mempunyai manfaat secara biologis, air juga mempunyai energi berupa daya angkut dan daya pukul. Energi air dapat dimanfaatkan untuk menunjang kehidupan manusia, bahkan kadangkala air dapat juga menjadi tenaga perusak. Tetes air dan aliran air dapat menyebabkan kerusakan tanah melalui proses erosi, pencucian unsur hara dan sedimentasi tubuh perairan. Hujan dan aliran air yang berlebihan dapat menimbulkan banjir di suatu ruang tertentu (sepanjang alur sungai, dataran banjir/aluvial). Banjir merupakan proses alami yang dapat menimbulkan dampak negatif bagi kehidupan dan dilaporkan sudah terjadi sejak jaman dahulu. Dewasa ini, intensitas dan kerugian akibat banjir dirasakan makin meningkat. Mekanisme dan faktor penyebab banjir dapat dikaji dengan ilmu hidrologi secara keruangan dengan pendekatan geografis/spasial.

    Air didefinisikan sebagai suatu sumberdaya karena mempunyai nilai kemanfaatan sesuai dengan keberadaannya untuk memenuhi kebutuhan yang ditentukan oleh pemanfaat. Air digunakan untuk memenuhi kebutuhan manusia seperti kebutuhan air untuk domestik, pertanian, industri, pembangkit tenaga listrik, transportasi dan keamanan. Air merupakan sumberdaya alam yang terbarukan namun keberadaannya terbatas karena keberadaan dan karakteristiknya sangat ditentukan oleh kondisi lingkungan. Air bergerak tanpa mengenal batas administrasi (batas kecamatan ,kabupaten, propinsi bahkan negara). Ilmu yang mempelajari air adalah hidrologi. Menurut Linsley et. al. (1975) hidrologi adalah cabang dari ilmu geografi fisik yang berurusan dengan air dimuka bumi yang sebatas pada lapisan kehidupan dengan sorotan khusus pada sifat, fenomena dan distribusi air di daratan. Hidrologi dikategorikan secara khusus mempelajari kejadian air di daratan/bumi, deskripsi pengaruh sifat daratan terhadap air, pengaruh fisik air terhadap daratan dan mempelajari hubungan air dengan kehidupan.

    Ruang Lingkup kajian hidrologi : 1. Pengukuran, pencatatan dan publikasi data air 2. Deskripsi tantang sifat, fenomena dan distribusi air menurut ruang maupun

    waktu 3. Analisis data air untuk membangun teori-teori yang ada dalam hidrologi 4. Aplikasi teori-teori hidrologi untuk memecahkan masalah-masalah praktis

    yang berkaitan dengan air seperti banjir, kekeringan, dan penyediaan air.

    Hidrologi bukanlah ilmu yang berdiri sendiri, tetapi berhubungan dengan bidang ilmu lain seperti meteorologi, klimatologi, geologi, geomorfologi, agronomi , kehutanan, ilmu tanah, hidraulika, statistik , matematika, kimia air, dan geografi fisik.

  • 3

    Seiring dengan pertumbuhan penduduk dan pembangunan, kebutuhan air semakin meningkat dan kondisi lingkungan dirasa semakin menurun sehingga keberadaan air semakin terancam, sehingga diperlukan ilmu pengelolaan sumberdaya air (water resources management) yang menekankan pada kajian tentang efisiensi dan optimalisasi penggunaan air serta cara-cara konservasi untuk kelestarian air melalui arahan pemanfaatan, penataan, pengawasan, pengendalian, pemulihan, dan pemantauan.

    Menurut the International Association of Scientific Hydrology (Linsley et. al, 1975) hidrologi dapat dibagi menjadi lima cabang yaitu:

    1. Potamologi (potamology), khusus mempelajari aliran air permukaan dalam alur/sungai (suface stream)

    2. Linologi (limnology), khusus mempelajari air permukan yang relatif diam seperti air danau.

    3. Geohidrologi (geohydrology), khusus mempelajari air dibawah permukaan tanah pada zone jenuh air

    4. Kriologi (crylogy), khusus mempelajari es dan salju. 5. Hidrometeorologi (hydrometeorology), khusus mempelajari masalah-

    masalah yang ada antara meteologi dan hidrologi. Mengingat kajian air tidak hanya dari aspek kuantitas dan distribusinya,

    aspek kualitas air juga menentukan peruntukan air. Oleh karena itu ilmu kualitas air (water quality) diperlukan dalam kajian hidrologi. 1.2. Daur Hidrologi Air merupakan zat yang dapat berwujud padat, cair, dan gas dengan senyawa kimia H2O. Wujud air dapat berubah-ubah tergantung kondisi cuaca. Ada 3 wujud air, yaitu: 1) wujud padat (solid state) sebagai kristal es, 2) wujud cair (liquid state) sebagai air, dan 3) wujud gas (gaseous state) sebagai uap air. Dalam setiap proses perubahan bentuk, terjadi pelepasan panas atau penyerapan panas seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 1.1.

    Gambar 1.1. Tiga Wujud Air dan Prosesnya

  • 4

    Selanjutnya, daur hidrologi menjelaskan peredaran air di muka bumi. Peredaran air dan keberadaan air didaratan dijelaskan pada Gambar 1.2. Hujan dari atmosfer jatuh ke darat pada berbagai kondisi penutupan lahan, jatuh di hutan, lahan terbuka, sawah, daerah perdesaan dan perkotaan; jatuh di berbagai kondisi topografi dan tipe tanah yang berbeda. Kondisi lahan dimana air hujan jatuh akan menentukan besaran hujan yang terinfiltrasi dan bagian hujan yang akan menjadi limpasan (overlandflow). Air hujan yang terinfiltrasi akan menjadi simpanan/timbunan air dibawah permukaan tanah (subsurface water storage) sebagai lengas tanah (soil moisture) dan airtanah (groundwater).

    Sebagian air hujan tersimpan di permukaan tanah sebagai simpanan air permukaan (surface storage) seperti air danau, air rawa, air waduk; ada sebagian air hujan tersimpan sementara ditajuk daun sebagai simpanan intersepsi (interception storage) yang segera kembali ke atmosfer melalui proses evaporasi. Air kembali ke atmosfer melalui evaporasi dan transpirasi. Air di daratan ini ada yang mengalir dalam alur-alur sungai sebagai runoff dan berakhir di laut. Sumber air runoff berasal dari overland flow dan aliran air yang berasal dari aliran dari bawah permukaan (subsurface flow) yang terdiri dari interflow dan baseflow.

    Daur hidrologi oleh beberapa pakar dapat digambarkan dalam suatu diagram alir dengan versi yang berbeda-beda tergantung dari tujuan dan tekanan pembahasannya. Nagle dan Spencer (1997) menggambarkan daur hidrologi dari suatu daerah aliran sungai (DAS) (Gambar 1.3.). Daur hidrologi ditampilkan dengan model yang sederhana oleh van de Griend (1979) seperti ditunjukkan pada Gambar 1.4. Chorley (1969) juga mengilustrasikan daur hidrologi dari suatu DAS dengan penampilan yang agak berbeda (Gambar 1.5.).

    Gambar 1.2. Blok diagram daur hidrologi (Todd,1980)

  • 5

    Memperhatikan Gambar 1.4., di daratan atau lebih khusus disuatu DAS, simpanan atau timbunan air dapat berupa:

    a. Simpanan intersepsi, yaitu air yang menempel melekat ditajukan daun, batang pohon atau semak. Simpanan intersepsi dipengaruhi oleh: jenis dan kerapatan vegetasi, umur, dan kondisi cuaca. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada suatu tegakan hutan, intersepsi selama musim hujan sangat bervariasi tergantung dari karakteristik hujan dan angin. Intersepsi hutan pinus berkisar antara 24% sampai 32% dari total hujan (Fakultas Kehutanan UGM, 1976). Sementara itu, intersepsi hutan tropis mempunyai nilai kurang lebih 40% dari total hujan (Asdak, 1995.).

    Gambar 1.3. Diagram alir daur hidrologi DAS (Nagle, 1997)

    b. Simpanan permukaan, yaitu air yang tersimpanan dipermukaan tanah dalam

    ledok-ledok (surface depression), berupa air danau, air rawa, dan air waduk. Besar kecilnya simpanan air ini tergantung pada karakteristik bentang lahan (landscape) dan topografi daerahnya. Bentang lahan dataran aluvial sering dijumpai rawa-rawa, oxbow lake dan laguna di daerah pantai. Pada daerah gunung api sering terjadi danau kawah, dan pada daerah perbukitan dan pegunungan sering dijumpai waduk buatan atau danau alam yang terbentuk karena aliran sungai terbendung oleh longsoran.

    c. Simpanan lengas tanah, yaitu air yang tersimpan dalam pori-pori tanah pada zona tidak jenuh air. Besar kecilnya simpanan air ini tergantung dari tekstur dan struktur tanah, tebal lapisan tanah dan topografi. Lengas tanah ini tersimpan pada zone aerasi yaitu zone yang tidak 100% jenuh air.

  • 6

    d. Simpanan airtanah (groundwater storage), yaitu air yang tersimpan di zone jenuh air dibawah permukaan tanah. Besar kecilnya simpanan airtanah tergantung dari karaktersitik geologi, geomorfologi dan hujan. Lapisan batuan yang mampu menyimpan dan melepas air dalam jumlah besar dan ekonomis dikenal sebagai akuifer (aquifer).

    Gambar 1.4. Diagram alir daur hidrologi

    1.3. Neraca Air Neraca air merupakan penaksiran secara kuantitatif dari komponen-komponen daur hidrologi dalam format persamaan neraca air yaitu berupa neraca masukan (input) air dengan keluran air (output). Prinsip dalam neraca air adalah selama periode waktu tertentu, masukan air total pada suatu ruang tertentu harus sama dengan keluaran total ditambah perubahan simpanan atau cadangan air. Neraca air dari berbagai ruang menurut Seyhan (1977) adalah sebagai berikut:

    a) Neraca air bumi b) Neraca air DAS c) Neraca air dalam akuifer d) Neraca air dalam tanah e) Neraca air danau

  • 7

    Gambar 1.5. Diagram alir daur hidrologi DAS (Chorley, 1969)

    1.3.1 Neraca Air Bumi Gambar 1.6. menunjukkan komponen neraca air bumi, arah aliran air serta

    jumla