siklus hidrologi

SIKLUS HIDROLOGI

Sekitar 396.000 kilometer kubik air masuk ke udara setiap tahun. Bagian yang terbesar sekitar 333.000 kilometer kubik – naik dari samudera. Tetapi sebanyak 62.000 kilometer kubik ditarik dari darat, menguap dari danau, sungai dan tanah lembab dan yang terpenting, dikeringkan dari permukaan daun tetumbuhan hidup. Proses ini disebut evapotranspirasi (evaporasi dan transpirasi). Dari air yang naik ke atmosfir, sebagian besar 296.000 kilometer kubik langsung jatuh kembali ke samudera.
Sebanyak 38.000 kilometer kubik lainnya jatuh ke tanah, tetapi mengalir ke sungai besar dan kecil dan dikembalikan ke samudera dalam hari, atau paling lambat dalam beberapa pekan. Sisanya yang sebanyak 62.000 kilometer kubik meresap ke dalam tanah dan tersedia untuk ikut ambil bagian dalam proses kehidupan tetumbuhan dan binatang.
Seluruh siklus air di bumi ini disebut siklus hidrologi. Siklus ini berimbang antara segala yang naik dan segala yang turun ke bumi, sebaliknya tidak berlaku untuk setiap daerah.


Ilmu Hidrologi, secara praktis dimulai tahun 1608, sejak Pierre Parrault melakukan pengukuran curah hujan dan run off selama 3 tahun di DAS Seine, di susul Edme Mariotte (1620) dan Edmund Halley (1656).
Secara umum HIDROLOGI adalah ilmu yang mempelajari masalah keberadaan air di bumi (siklus air) dan hidrologi memberikan alternatip bagi pengembangan sumberdaya air bagi pertanian dan industri.
Pada dasarnya analisis hidrologi mempunyai asumsi bahwa siklus hidrologi pada daerah pengamatan adalah suatu sistem, di mana terdapat input dan output system. Sistem dalam analisis hidrologi disebut water balance, keseimbangan air, neraca air (memperhitungkan inflow dan outflow). Keseimbangan air dalam siklus hidrologi tergantung pada daerah yang diamati sesuai dengan inflow dan outflow.
Siklus hidrologi merupakan konsep dasar tentang keseimbangan air secara global dan juga menunjukkan semua hal yang berhubungan dengan air. Siklus hidrologi tidak akan dapat berlangsung jika atmosfer tidak mempunyai kemampuan dalam menampung dan mengangkut uap air, karena itu keberadaan atmosfer sangat penting dalam proses distribusi air ke seluruh permukaan bumi.
Siklus hidrologi meliputi beberapa tahap utama, yaitu :
1. Penguapan air dari permukaan bumi baik yang berasal dari permukaan air, tanah, atau dari jaringan tumbuhan;
2. Kondensasi uap air pada lapisan troposfer, sehingga terbentuk awan;
3. Perpindahan awan mengikuti arah angin;
4. Presipitasi dalam bentuk cair (hujan) atau padat (salju dan kristal es) yang mengembalikan air dari atmosfer ke permukaan bumi;
5. Mengalirnya air mengikuti gaya gravitasi (dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah) baik dalam bentuk aliran permukaan maupun aliran bawah/tanah.
Selama berlangsungnya tahap-tahap utama dalam siklus hidrologi tersebut, proses penguapan dapat berlangsung terus. Selama air mengalir pada permukaan bumi, sebagian air menguap ke atmosfer sebelum sampai ke lautan. Sebagian air asal presipitasi merembes ke dalam tanah akan diserap tumbuhan kemudian diuapkan ke atmosfer melalui proses transpirasi [penguapan air oleh tanaman melalui celah mulut daun (stomata)].
Dalam perjalanan air menuju ke laut, tidak semua butiran air yang mengalir akan tiba di laut. Sebagian air hujan yang tiba ke permukaan tanah akah masuk ke dalam tanah sebagai infiltrasi dan kembali segera ke sungai-sungai. Meskipun demikian, sebagian besar akan tersimpan sebagai air tanah (groundwater) yang akan keluar sedikit demi sedikit dalam jangka waktu yang lama ke permukaan tanah di daerah yang lebih rendah. Dengan demikian, sungai akan mengumpulkan 3 jenis limpasan, yakni limpasan permukaan (surface runoff), aliran intra (interflow) dan limpasan air tanah (groundwater runoff).
Air presipitasi (hujan ) yang jatuh ke daratan yang tidak diuapkan kembali ke atmosfer, akan mengalir ke lautan, baik melalui aliran permukaan (sungai) maupun melalui aliran air di bawah permukaan (air tanah).
Evaporasi merupakan proses penguapan air yang berasal dari permukaan air atau tanah yang mengandung air. Sumber energi utama untuk eveporasi adalah radiasi matahari. Oleh sebab itu laju evaporasi tertinggi tercapai pada waktu tengah hari (solar moon).
Uap air yang dihasilkan melalui proses evapotranspirasi dari berbagai sumber di permukaan bumi akan bergerak ke lapisan atas troposfer menjadi awan. Awan yang terbentuk sebagai hasil dari kondensasi uap air akan terbawa oleh angin sehingga tersebar ke permukaan bumi. Jika butiran air atau kristal es tersebut mencapai ukuran besar, maka butiran air atau kristal es tersebut akan jatuh ke permukaan bumi. Proses jatuhnya butiran air atau kristal es ini disebut presipitasi.
Kondisi hidrologi suatu daerah ditentukan oleh faktor cuaca dan fisik, yang meliputi topografi, geologi dan tanaman. Disamping itu, aktivitas manusia akan mempengaruhi lingkungan alaminya, bahkan dapat merubah kesatimbangan dari siklus hidrologi, sebagai contoh penebangan hutan yang dapat menimbulkan banjir pada musim hujan dan kebakaran hutan pada musim kemarau, jumlah CO2
(karbon dioksida) di atmosfer menjadi naik.


Sirkulasi air yang berpola siklus itu tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi, dan transpirasi.Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut. 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:
(1) 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. Ketika air dipanaskan oleh sinar matahari, permukaan molekul-molekul air memiliki cukup energi untuk melepaskan ikatan molekul air tersebut dan kemudian terlepas dan mengembang sebagai uap air yang tidak terlihat di atmosfir. Sekitar 95.000 mil kubik air menguap ke angkasa setiap tahunnya. Hampir 80.000 mil kubik menguapnya dari lautan. Hanya 15.000 mil kubik berasal dari daratan, danau, sungai, dan lahan yang basah, dan yang paling penting juga berasal dari tranpirasi oleh daun tanaman yang hidup. Proses semuanya itu disebut Evapotranspirasi.
(2) 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.
(3) Air Permukaan - Air bergerak diatas 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.

Hubungan aliran sungai dan air tanah
Pada lembah sungai yang cukup dalam sehingga muka freatik terpotong maka banyak mata air dan rembesan disepanjang alur sungai, untuk daerah yang airtanahnya dalam, keadaan ini tidak terjadi.
Memperhatikan kontinyuitas aliran dan kedudukan muka freatik ada
3 macam tipe aliran yaitu :
a) Efemeral,
b) Intermitten dan
c) Perenial.
Akibat siklus hidrologi, air hujan yang tidak sanggup lagi ditampung oleh tanah akan mengakibatkan run off. Proses yang berpengaruh terhadap pengubahan hujan menjadi runoff.
* Infiltrasi & Perlokasi
* Evapotranspirasi
* Penampungan air/aliran
* Perjalanan aliran atau pemindahan aliran