struktur fisik perairan limnology · menurut welch (1952), danau adalah suatu badan air yang...
TRANSCRIPT
30%
70%
Air Laut
Air Tawar
Es
97%
1%
2%
Sangat Penting
Bagi Manusia
1. Merupakan sumber yang murah dan mudah
didapat untuk keperluan manusia
2. Merupakan “Bottle Neck” dalam siklus
Hidrologi, artinya volumenya sangat kecil
jika dibandingkan dengan total volume air
yang terlibat dalam siklus hidrologi
3. Merupakan wadah yang murah dan mudah
untuk sistem pembuangan limbah
Arus
Arus membuat kehidupan Lentik dan Lotik menjadi sangat
berbeda.
Tekanan Oksigen
Umumnya tidak merata dan terjadi stratifikasi thermal maupun
kimiawi.
Perairan
Daratan
Sistem terbuka
Mengalir
Alami
Sungai
Permanen Intermiten Episodik
Buatan
Kanal
Tergenang
Alami
Dangkal
Rawa
Darat Pasut
Dalam
Danau
Tektonik Vulkanik
Buatan
Waduk
Lapangan Irigasi Sebaguna
Sistem tertutup
Kolam
Lautan
Estuarin Pesisir
KOLAM
Kolam merupakan perairan buatan yang luasnya terbatas dan
sengaja dibuat manusia agar mudah dikelola dalam hal pengaturan
air, jenis hewan budidaya, dan target produksi (Susanto 1992)
Lahan yang dibuat untuk menampung air dalam jumlah tertentu
sehingga dapat dipergunakan untuk pemeliharaan ikan dan atau
hewan air lainnya (Puspita et al. 2005)
Forel (1982) mengatakan bahwa kolam adalah danau yang dangkal
Tambak adalah lahan basah buatan berbentuk kolam, berisi air
payau atau air laut di daerah pesisir yang digunakan untuk
membudidayakan hewan-hewan air payau (terutama ikan dan udang)
(Wibowo et al. 1996)
Karakteristik Fisik Rawa Danau Waduk
Tebing/pinggiran badan air landai curam Curam
Kedalaman (m) < 10 > 100 10-100
Daerah tangkap hujan (Catchment area) Sempit Paling sempit Terluas
Fluktuasi permukaan air tahunan (m) 2-5 1-2 5-25
Daerah “derodon” (drawn-down area) Sangat luas Sempit Terluas
Garis pantai Panjang Pendek Terpanjang
Teluk Kurang Sedikat Banyak
Masa simpan air (water retention time) Lama Paling lama Singkat
Pengeluaran air Air atas Air atas Air bawah
Perairan Lentik terdiri dari perairan alami (rawa,
danau) dan perairan buatan (waduk).
Zona Hyporheic/resapan
Zona air tanah
DaratanDaratan
Bedrock
Bedrock
Riparian/
riripan
Tinggi air normal
Tinggi air semu
Dasar perairan
Bantaran/
sempadanBantaran/
sempadanTebing TebingBadan Perairan
Riparian/
riripan
Menurut Welch (1952), danau adalah suatu badan air yang
memiliki tepian gundul (tidak bervegetasi) yang disapu oleh
gelombang. Bagi Welch, keberadaan tumbuhan air tingkat tinggi
dianggap penting
Menurut Kusnadi (2010), danau adalah sebuah cekungan di
muka bumi dimana jumlah air yang masuk lebih besar dari air
yang keluar.
Forel (1982) mengatakan bahwa danau adalah kolam yang
dalam.
Goldman dan Horne (1983) mengatakan bahwa pada danau
terjadi percampuran air yang di dominasi oleh angin, sedangkan
pada kolam percampuran konveksi lebih mendominasi.
Tipe-Tipe Danau
Berdasarkan
Pembentukanannya
Tektonik
Tektonik Vulkanik
Vulkanik
Paparan Banjir
Oksbow
Morain/
gletser
Karakteristik Fisik Danau
Daerah tangkap hujan (Catchment area) Paling sempit
Daerah “derodon” (drawn-down area) Sempit
Garis pantai Pendek
Teluk Sedikat
Masa simpan air (water retention time) Paling lama
Pengeluaran air Air atas
Klasifikasi Danau Berdasarkan Ukuran
Klasifikasi Danau Berdasarkan Kedalaman
Klasifikasi Luas (km2) Volume (juta m3)
Besar 10.000 – 1.000.000 10.000 – 1.000.000
Medium 100 – 10.000 100 – 10.000
Kecil 1 – 100 1 – 100
Sangat Kecil <1 <1
No Kategori Kedalaman (m)
1 Sangat Dangkal <10
2 Dangkal 10 – 50
3 Medium 50 – 100
4 Dalam 100 – 200
5 Sangat Dalam >200
Waduk merupakan perairan menggenang akibat pembendungan
secara sengaja beberapa sungai untuk kepentingan tertentu.
Berdasarkan pada tipe sungai yang dibendung dan fungsinya,
dikenal tiga tipe waduk, yaitu waduk irigasi, waduk lapangan
dan waduk serbaguna.
Waduk irigasi berasal dari pembendungan sungai intermiten, memiliki
luas antara 10 – 500 Ha dan difungsikan untuk kebutuhan irigasi.
Waduk lapangan berasal dari pembendungan sungai episodik dengan
luas kurang dari 10 ha, dan difungsikan untuk kebutuhan sehari-hari
masyarakat di sekitar waduk, seperti pembuatan telaga di wonosari.
Waduk serbaguna berasal dari pembendungan sungai yang permanen
dengan luas lebih dari 500 ha, dan digunakan untuk PLTA, Irigasi, Air
minum, dll
Zona mengalir
(riverine) Zona
transisi Zona Tergenang
(Lakustrin)
Rawa adalah lahan genangan air pada cekungan dangkal
yang terbentuk secara alami atau buatan di daratan baik
yang berair tawar, payau maupun asin yang terjadi terus-
menerus atau musiman akibat drainase yang terhambat atau
air yang tidak bergerak (static) (Wibowo dan Suyatno 1997),
serta mempunyai ciri-ciri khusus secara fisika, kimiawi dan
biologis (Wikipedia 2011), ditandai dengan luas penutupan
vegetasi ≥ 10% (Wibowo et al. 1996), baik berhutan ataupun
ditumbuhi tanaman semak (Davis et al. 1995)
Tebing Kedalaman Sumber airPenetrasi Cahaya
Tumbuhan air Dasar
Berdasarkan karakter fisik perairannya, rawa dibagi kedalam beberapa kelompok, yaitu:
“Swamp”
“Marsh”
“Bog”
Rawa Lebak
“Fed”
“Swamp” adalah istilah umum untuk rawa, wilayah cekungan lahan, atau area yang secara permanen selalu jenuh air, permukaan air tanahnya dangkal, atau tergenang air dangkal hampir sepanjang waktu dalam setahun.
Air umumnya tidak bergerak, atau tidak mengalir (stagnant), dan bagian dasar tanah berupa lumpur.
Dalam kondisi alami, swamp ditumbuhi oleh berbagai vegetasi dari jenis semak-semak sampai pohon-pohonan, dan di daerah tropika biasanya berupa hutan rawa.
“Bog” atau rawa gambut adalah rawa yang tergenang air dangkal, dimana permukaan tanahnya tertutup lapisan vegetasi yang melapuk, khususnya lumut spaghnum sebagai vegetasi dominan, yang menghasilkan lapisan gambut (ber-reaksi) masam.
Ada dua macam bog, yaitu "blanket bog”, dan "raised bog”.
Blanket bog adalah rawa yang terbentuk karena kondisi curah hujan tinggi, membentuk deposit gambut tersusun dari lumut spaghnum, menutupi tanah seperti selimut pada permukaan lahan yang relatif rata.
Raised bog adalah akumulasi gambut masam yang tebal, disebut “hochmoor", yang dapat mencapai ketebalan 5 meter, dan membentuk lapisan (gambut) berbentuk lensa pada suatu cekungan dangkal
“Fed” atau rawa berkapur adalah rawa yang
tanahnya jenuh air, ditumbuhi rumputan rawa sejenis
“reeds”, “sedges”, dan “rushes”, tetapi air tanahnya
ber-reaksi alkalis, biasanya mengandung kapur
(CaCO3), atau netral.
Umumnya membentuk lapisan gambut subur yang
ber-reaksi netral, yang disebut “laagveen” atau
“lowmoor”
Rawa lebak, rawa yang airnya berasal dari luapan
banjir besar (tahunan) yang secara periodik
menggenangi wilayah ini selama musim hujan.
Selama musim hujan, rawa lebak selalu digenangi air
kemudian secara berangsur-angsur air banjir akan
surut sejalan dengan perubahan musim hujan ke musim
kemarau tahun berikutnya
Berdasarkan lamanya genangan dan tingginya genangan, lahan rawa lebak umumnya dibagi menjadi tiga tipe (tipologi), yaitu : Lebak Pematang, Lebak Tengahan, dan Lebak Dalam
Lebak Pematang, disebut juga sebagai Lebak Dangkal adalah lahan lebak yang tinggi genangan airnya kurang dari 50 cm selama kurang dari 3 bulan. Lahan ini umumnya mempunyai kesuburan tanah yang lebih baik, karena adanya proses penambahan unsur hara dari luapan air sungai yang membawa lumpur dari daerah hulu
Lebak Tengahan, adalah lahan lebak yang tinggi genangan airnya 50-100 cm selama 3-6 bulan. Pada lokasi tertentu dimana sirkulasi air sangat jelek, maka akan terjadi pemasaman air akibat dari hasil pembusukan bahan organik yang dikenal sebagai air bacam atau air bangai, yang ditandai oleh air yang berwarna coklat kehitaman, berbau busuk yang menyengat, pH air sekitar 2,5
Lebak Dalam adalah lahan lebak yang tinggi genangan airnya lebih dari 100 cm selama lebih dari 6 bulan. Pada musim kemarau dengan kondisi iklim yang normal, umumnya lahan masih digenangi air dan ini ditumbuhi oleh beragam gulma terutama dari jenis rumput Paspalidium yang tumbuh subur pada kondisi lahan berair. Sehingga wilayah ini merupakan reservoir air dan sumber bibit ikan perairan bebas
“Marsh” atau rawa pasang surut adalah rawa yang genangan airnya
bersifat tidak permanen, namun mengalami genangan banjir dari
sungai atau air pasang dari laut secara periodik, debu dan liat
sebagai muatan sedimen sungai seringkali diendapkan.
Tanahnya selalu jenuh air, dengan genangan relatif dangkal.
Biasanya ditumbuhi berbagai tumbuhan akuatik berupa “reeds” (sejenis
gelagah, buluh atau rumputan tinggi, seperti Phragmites sp.), “sedges”
(sejenis rumput rawa berbatang padat, tidak berbuluh, seperti famili
Cyperaceae), dan “rushes” (sejenis rumput rawa, seperti purun, atau
“mendong”).
Marsh dibedakan menjadi "rawa pantai" (coastal marsh, atau saltwater
marsh), dan "rawa pedalaman" (inland marsh, atau fresh water marsh)
Perbedaan kepadatan (berat jenis) air yang disebabkan
perbedaan suhu dapat menghasilkan STRATIFIKASI (lapisan massa
air) yang akan mempengaruhi POLA SIRKULASI AIR.
Stratifikasi Danau adalah:
- Epilimnion. Lapisan atas, suhu air relatif hangat, tidak lebihsampai kedalaman 6m, konsentrasi DO tinggi
- Thermocline. Perubahan suhu relatif cepat, kandunganoksigen berkurang seiring penurunan kedalaman, terpisahantara lapisan atas dan bawahnya
- Hypolimnion. Perairan dalam, kandungan
oksigen sangat rendah, suhu air relatif dingin
Stratifikasi Thermal Danau Daerah
Moderat/4 musim
Musim Panas: Periode stagnasi
Air di bagian atas menjadi lebih panas daripada air bagian
bawah, sehingga air tidak bercampur. Terdapat 3 lapisan massa
air, yaitu:
Epilimnion (suhu hangat)
Thermoklin (suhu menurun drastis dengan bertambahnya
kedalaman)
Hipolimnion (suhu dingin)
Lapisan thermoklin berada di bawah
jangkauan penetrasi cahaya matahari
efektif, sehingga pasokan O2 ke
hipolimnion terputus karena terhalang
oleh STRATIFIKASI
Musim Gugur: Periode pengembalian (turn over)
Suhu epilimnion turun sehingga sama
dengan suhu hypolimnion
Terjadi sirkulasi massa air dan O2 dapat
mencapai kedalaman hipolimnion
Musim Dingin: Periode membeku
Suhu permukaan kurang dari 4°C, air mengembang dan menjadi lebih
dingin sehingga tetap berada di permukaan dan membeku
Terjadi stratifikasi musim dingin.
O2 tidak berkurang karena kegiatan bakteri & respirasi rendah. Selain
itu O2 lebih banyak larut dalam air pada suhu rendah
Bila salju menutupi es maka akan
menghalangi fotosintesis yang dapat
menyebabkan kekurangan O2 di seluruh
danau dan mengakibatkan kematian ikan
di musim dingin
Musim Semi: Periode pengembalian (turn over)
Suhu mulai hangat dan es mencair sehingga
air permukaan menjadi lebih berat dan
tenggelam
Bila suhu permukaan naik sampai 4°C, danau
tersirkulasi dan O2 dapat tercampur.
Stratifikasi suhu dan DO
Waduk Jatiluhur
(Sidauruk et al. 2006)
Pembagian Zona di Perairan Tawar
1. Zona Litorial
Merupakan daerah tepi yang kebanyakan berupa perairan
dangkal dengan penetrasi cahaya sampai ke dasar.
Pada zona ini merupakan tempat tumbuh berbagai macam
tumbuhan yang akarnya menempel pada dasar perairan
dengan daun yang mengapung, contoh: Elodea, Chara. Selain
itu juga banyak terdapat jenis plankton dan ganggang.
Pada Zona litorial tersebar berbagai jenis hewan misal
udang, serangga, siput, katak ikan.
2. Zona Limnetik
Merupakan daerah perairan terbuka yang pada kedalaman
tertentu masih dapat ditembus sinar matahari sampai
kedalaman penetrasi cahaya efektif (intensitas 1%), sehingga
proses fotosintesis masih dapat terjadi.
Merupakan daerah tingkat kompensasi cahaya atau daerah
dengan kondisi kegiatan fotosintesa seimbang dengan
respirasi.
Pada zona limnetik banyak terdapat fitoplankton, ganggang
biru-hijau, zooplankton, nekton dan terkadang neuston.
Zona ini tidak dijumpai pada perairan dangkal
3. Zona Profundal
Merupakan daerah yang kurang mendapat cahaya
matahari sehingga kegiatan fotosintesis tidak dapat terjadi.
Pada zona proundal biasa hidup dekomposer dan pemakan
dentritus. Beberapa bentos dan plankton secara teratur naik
ke zona limnetik pada waktu malam hari dan turun ke dasar
pada siang hari
Zona ini merupakan pensuplai nutrisi atau bahan organik
yang telah di daur ulang oleh arus atau organisme yang
pindah zona dan sangat penting bagi komunitas yang ada
di zona lainnya.
Zona ini tidak dijumpai pada perairan dangkal
Fotik
Afotik
Kompensasi
Litoral
Limnetik
Profundal
Epilimnion
Thermocline
Hipolimnion