Hidrologi _ SMAN 6 Madiun

1. SIKLUS HIDROLOGI

1.   

a.          Hidrologi menurut Seyhan yaitu ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang air dibumi, tentang terjadinya sirkulasi dan distribusinya, sifat Khemis dan phisik serta reaksinya terhadap lingkungan serta pengaruhnya terhadap kehidupan. b.     Ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk air dibumi, yang mencakup tentang kejadian, peredaran dan distribusinya, sifat fisik dan kimianya, serta reaksinya terhadap lingkungan dan hubungannya dengan kehidupan ( Federal Council For Science And Technologi, USA. 1959 ).

Pengertian Hidrologi

      Cabang-cabang Hidrologi :

1.      Hidrometeorologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara unsur-unsur meteorologi dengan siklus hidrologi, dengan tekanan pada hubungan timbal baliknya. 2.      Potamologi adalah ilmu yang mempelajari air yang mengalir dipermukaan tanah , baik melalui saluran  maupun yang tidak melalui saluran. 3.      Geohidrologi adalah ilmu yang mempelajari keberadaan, distribusi, dan gerakan air dibawah permukaan tanah. 4.      Limnologi adalah ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk air yang berada didalam danau. 5.      Oseanografi adalah ilmu yang mempelajari tentang diskripsi hidrologi di laut dan lautan. 6.      Kriologi adalah ilmu yang mempelajari tentang air yang berupa air beku (salju).

              

2.    Identifikasi unsur-unsur utama siklus hidrologi

                        Siklus hidrologi merupakan perputaran air di permukaan bumi yang diawali dari penguapan akibat pemanasan sinar matahari, hujan dan akhirnya terjadi alian air di permukaan bumi menuju ke laut.

                 Siklus air tersebut disebabkan oleh adanya proses-proses yang mengikuti gejala-gejala meteorologis dan klimatologis yang meliputi :

a.    Evaporasi , yaitu penguapan dari benda-benda abiotik ( laut, sungai, danau, rawa dll ). Penguapan terbesar berasal dari laut (80%).

b.   Transpirasi, yaitu penguapan dari makluk hidup, seperti dari tumbuh-tumbuhan melalui stomata atau mulut daun.

c.    Evapotranspirasi, yaitu gabungan dari evaporasi dan transpirasi.

d.   Kondensasi, yaitu proses perubahan wujud uap air menjadi titik-titik air akibat pendinginan.

e.    Adveksi, yaitu gerakan udara mendatar yang membawa uap air menuju ke tempat lain.

f.     Presipitasi, yaitu segala bentuk curahan air ( hujan ) dari atmosfer ke bumi yang meliputi hujan air, hujan es, dan hujan salju.

g.     Run off ( aliran air di permukaan bumi ), yaitu pergerakan air melalui sungai dan anak-anak sungai.

h.    Infiltrasi, yaitu perembesan atau pergerakan air ke dalam tanah melalui pori-pori tanah.

 

Gambar 5.1: Siklus air Sumber: Lab. Geo. PPPG Universitas Negeri Malang

3.   Macam-macam siklus hidrologi

Siklus hidrologi / siklus air / daur hidrologi dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu :

a.   

KONDENSASI                                           HUJAN                      PENGUAPAN                      SAMUDERA

Siklus air kecil (pendek), yaitu gerakan air melalui penguapan air laut, mengalami kondensasi menjadi awan dan turun hujan di atas laut.

b.   Siklus air sedang, yaitu gerakan air melalui penguapan, kondensasi dan dibawa angin ke daratan, membentuk awan, turun hujan, lalu masuk ke tanah, selokan, sungai dan kembali ke laut.

c.   

Gambar 5.2.  : Siklus air kecil

Siklus air besar (panjang), yaitu gerakan air melalui penguapan, kondensasi, dibawa angin ke tempat yang lebih tinggi lagi terjadi sublimasi, terbentuk kristal es, dibawa angin ke daratan jatuh sebagai salju, terbentuk gletsyer masuk ke sungai, dan kembali ke laut.

 

Gambar 5.3.  : Siklus air sedang                     Gambar 5.4.  : Siklus air panjang

	Uji Pemahaman :             Dari macam-macam siklus air tsb, siklus mana yang sering terjadi di daerah tempat tinggalmu ? Berikan alasan !

 

2. IDENTIFIKASI BERBAGAI JENIS PERAIRAN

1.      AIR   TANAH

      Air tanah adalah air yang  terdapat atau tersimpan di dalam tanah. Air tanah mempunyai permukaan yang sama yang keadaan permukaannya sangat tergantung pada musim. Pada musim penghujan dangkal atau dekat bahkan sama dengan permukaan bumi dan pada musim kemarau dalam atau jauh dengan permukaan bumi. Hal ini bisa diamati pada permukaan air sumur.

      Air tanah berasal dari :

a.       Atmosfer yang disebut dengan air hujan  /  air vados atau meteoric water.

b.      Dalam bumi, dapat berupa :

1). Connate water yaitu air tanah yang tersimpan dalam batuan sedimen

2). Juvenil water yaitu air tanah yang naik dari magma melalui mata air panas.

      Air hujan yang jatuh ke tanah akan meresap ke dalam tanah (air infiltrasi) menjadi air tanah. Besar kecilnya daya serap air hujan oleh tanah di pengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

a.      Kemiringan lereng.

Permukaan tanah yang datar akan memiliki kemampuan meresapkan air lebih besar dibandingkan dengan permukaan tanah yang miring. Air hujan yang jatuh pada tanah yang miring akan mengalir ke daerah yang lebih rendah.

b.     Tingkat porositas tanah atau batuan.

Tingkat porositas tanah atau batuan merupakan banyak sedikitnya pori-pori tanah atau batuan yang dapat meresapkan air. Tanah yang gempur mudah meresapkan air, tanah liat yang padat sulit meresapkan air.

c.      Tingkat kelembaban tanah.

Tanah yang kering mempunyai kekuatan untuk meresapkan air lebih besar dibandingkan tanah yang lembab. Bahkan tanah yang jenuh dengan air tidak mampu lagi meresapkan air.

d.      Penutupan lahan oleh vegetasi.

Lahan yang tertutup oleh vegetasi memiliki kemampuan untuk meresapkan air hujan lebih tinggi dibandingkan dengan lahan yang terbuka.

Macam-macam air tanah di lihat dari kedalamannya :

a.     Air Tanah Permukaan ( Air Tanah Freatik )

Yaitu air tanah yang berasal dari air hujan yang meresap ke dalam tanah dan berkumpul diatas lapisan impermiabel (tidak tembus air)

b.     Air Tanah Dalam ( Air Tanah Artesis / Ground Water )

Yaitu air tanah yang terletak diantara dua lapisan impermiabel, dibawah air tanah permukaan. Air ini dapat dimanfaatkan melalui sumur artesis.

2.      SUNGAI

Sungai adalah  bagian permukaan bumi yang merupakan tempat mengalirkan air dari mata air sampai ke muara, yang bagian kanan kirinya dibatasi oleh tanggul-tanggul baik alami maupun buatan.

Jenis-jenis sungai :

1.      Berdasarkan Alirannya atau debet airnya terdiri :

1. Sungai Perennial / permanen

Yaitu sungai yang alirannya tetap sepanjang tahun. Faktor yang menyebabkan adalah :

1). Hujan turun sepanjang tahun di daerah hulu

2). Hutan / vegetasi lebat di daerah hulu.

3). Mata airnya berasal dari salju abadi

Apabila sungai ini alirannya berkurang / sedikit pada musim kemarau disebut sungai periodik.

2. Sungai Intermitten ( Musiman / episodik )

Yaitu sungai yang hanya mengalir pada musim penghujan saja dan kering pada musim kemarau

3. Sungai Ephemeral ( Tidak Permanen )

Yaitu sungai yang hanya mengalir saat terjadi hujan saja atau beberapa saat setelah hujan berhenti.

2.      Berdasarkan asal airnya :

a.       Sungai hujan, yaitu sungai yang asal airnya berasal dari air hujan atau dari mata air. Sebagian besar sungai di Indonesia merupakan sungai hujan.

b.      Sungai gletser, yaitu sungai yang airnya berasal dari es / gletser yang mencair. Jenis sungai ini di Indonesia dijumpai pada lereng puncak gunung Jaya Wijaya.

c.       Sungai campuran, yaitu sungai yang airnya disamping dari air hujan juga dari gletser. Contohnya adalah sungai Mamberamo di Papua.

3.      Berdasarkan Bentuk Asal Daerah Yang  Dilalui / Arah Alirannya :

a.   Sungai Konsekuen yaitu sungai yang alirannya sesuai dengan kemiringan batuan.

b.   Sungai Subsekuen yaitu sungai yang mengalir tegak lurus terhadap sungai konsekuen (kemiringan batuan)

c.   Sungai Obsekuen yaitu sungai yang mengalir berlawanan arah dengan kemiringan batuan / berlawanan dengan aliran sungai konsekuen. Merupakan cabang sungai subsekuen.

d.   Sungai Resekuen yaitu sungi yang alirannya searah dengan sungai konsekuen tetapi terbentuk kemudian setelah pengangkatan. Merupakan Cabang dari subsekuen.

e.       Sungai Insekuen yaitu sungai yang alirannya tidak teratur ( tidak mengikuti kemiringan lereng ). Mengalir pada daerah yang lapuk dan tererosi.

 

Gambar 5. 5.  :

Sungai–sungai berdasarkan asal daerah yang dilalui.

Sumber : Dokumentasi Mitreka, 2007

4.  Berdasarkan formasi Geologi dibedakan menjadi :

a.  Sungai Anteseden adalah sungai yang tetap mempertahankan arah alirannya walaupun daerah yang dilalui telah mengalami pengangkatan.

b.  Sungai Seperimpose adalah sungai yang mengalir didaerah unkonformitas. Arah aliran sungai mengikuti kemiringan batuan termuda, walaupun dasar sungai dapat menoreh lapisan miring batuan dibawahnya.

c.  Sungai Antiklinal adalah sungai yang alirannya berbalik arah karena daerah yang dilalui mengalami pengangkatan.

d.   Sungai Compound adalah Sungai yang mengalir melalui berbagai stadia geomorfologi, misalnya daerah pegunungan berstadia muda, daerah berstadia dewasa, dan daerah berstadia tua.

d. 

e.  Sungai Komposit adalah sungai yang mengalir melalui berbagai struktur geologi seperti patahan, lipatan, dataran dan dome.

f.   Sungai Reversed adalah sungai yang terpaksa mengubah arah alirannya karena tidak mampu menerobos daerah yang dilaluinya yang mengalami pengangkatan.

f.     Sungai Resurrected adalah sungai yang sudah beberapa lama terputus karena tertutup endapan, kemudian terbuka kembali setelah endapan tersebut mengalami penurunan.

POLA ALIRAN SUNGAI

1).   Pola Aliran Denritik,  yaitu pola aliran sungai yang tidak teratur. Pola ini berkembang pada daerah yang relatif datar.

2).   Pola Aliran Rectangular, yaitu pola aliran sungai yang membentuk sudut 90^o pada daerah pertemuan anak sungai dan induk sungai. Terdapat pada daerah patahan.

3).   Pola Aliran Menyebar ( Radial Sentrifugal ), yaitu pola aliran yang menyebar meninggalkan puncak sebuah dome atau bukit.

4).   Pola Aliran Memusat ( Radial Sentripetal ), yaitu pola aliran sungai yang menuju daerah yang berupa sebuah cekungan atau basin.

5).   Pola Aliran Trellis, yaitu pola aliran yang membentuk sirip daun. Pola ini berkembang pada daerah lipatan.

6).   Pola Aliran Pinate, yaitu pola aliran yang membentuk sudut lancip. Pola ini dijumpai pada lereng dengan kemiringan yang curam.

7).   Pola Aliran Anular, yaitu pola aliran yang merupakan perkembangan lebih lanjut dari pola menyebar yang mana sungai subsekuen, resekuen dan obsekuen mengalir menuju ke sungai konsekuen.

Gambar 5.6.  : POLA-POLA ALIRAN SUNGAI

                Sumber : Dokumentasi Mitreka, 2007

MANFAAT SUNGAI

Sungai mempunyai manfaat bagi kehidupan, yaitu :

a.       Sebagai pensuplai kebutuhan air sehari-hari baik untuk rumah tangga maupun industri

b.      Untuk irigasi

c.       Sarana transportasi air

d.      Tempat budi daya ikan air tawar

e.       Sebagai pembangkit listrik tenaga air (PLTA)

f.        Penghasil bahan bangunan, seperti pasir, batu.

g.       Sebagai tempat obyek wisata.

3.      DANAU

Danau adalah cekungan yang luas di daratan yang terisi air, yang kedalamannya lebih dalam dari pada telaga atau rawa. Pada dasarnya telaga hampir sama dengan danau. Perbedaannya terletak pada ukurannya, yaitu telaga lebih kecil dari danau.

Danau dapat diggolongkan menurut cara terjadinya, yaitu :

a.       Danau tektonik, yaitu danau yang terbentuk karena peristiwa tektonisme.

Misalnya : Danau Towuti,  Danau Poso, dan Danau Tondano di Sulawesi, Danau Matana, Danau Maninjau, Dan Danau Singkarak di Sumatera.

 

b.      Danau Vulkanik, yaitu danau yang terjadi karena peristiwa vulkanisme. Misalnya Danau Batur di Bali, Danau Gunung Kelut di Jawa Timur.

c.       Danau Tektonovulkanik, yaitu danau yang terjadi karena peristiwa tektonisme dan vulkanisme. Misalnya, Danau Toba di sumatera Utara.

d.      Danau Karst, yaitu danau yang terjadi akibat pelarutan batuan kapur oleh air hujan. Misalnya Danau karst di Gunung Kidul Yogyakarta.

e.        

	Gambar 5.9.  : Chaohai  lake in China ( danau karst) Sumber : Lab.Geo. P3G UM Malang		Gambar 5.10.  : Xinluhai lake in China ( danau gletser) Sumber : Lab.Geo. P3G UM Malang

 

f.        Danau Gletser, yaitu danau yang terjadi karena adanya erosi di daerah es. Misalnya Danau Superior di Amerika, Danau Xinluhai di China.

g.       Danau Bendungan, yaitu danau yang terjadi karena aliran sungai yang terbendung, baik secara alami maupun buatan manusia. Misalnya, bendungan-bendungan di Indonesia.

 

			Gambar 5.12. : Qiandao lake in China ( bendungan) Sumber : Lab.Geo. P3G UM Malang
	Gambar 5. 11. :Landslide damming a river Sumber : Lab.Geo. P3G UM Malang

 

                 

                 

                  Manfaat Danau adalah :

a.       Untuk PLTA                            e. Pengatur debit air sungai

b.      Pengairan pertanian                   f.  Sarana olahraga air

c.       Obyek wisata                           g. Sarana transportasi

d.      Tempat perikanan darat

4.      RAWA

Rawa adalah tanah basah yang selalu digenangi air karena kurangnya drainase atau letaknya lebih rendah dari pada daerah sekitarnya. Genangan air dapat berasal dari air hujan, air tanah atau air sungai.

Macam-macam rawa :

a.       Rawa yang airnya tidak mengalami pergantian ( air tidak mengalir )

Ciri-ciri rawa ini adalah : airnya asam, warna airnya kemerahan, tidak terdapat organisme yang hidup, sukar untuk dimanfaatkan.

b.      Rawa yang mengalami pergantian air ( letaknya dekat sungai )

Rawa ini airnya mengalami pergantian karena dipengaruhi oleh pasang surut, sehingga sering disebut rawa pasang surut. Seperti di daerah pantai timur Sumatra dan Kalimantan Selatan.

            Manfaat rawa diantaranya adalah untuk pembiakan udang, untuk usaha perikanan darat atau laut, untuk sawah pasang surut, penghasil kayu bakau.

3. DAERAH ALIRAN SUNGAI ( RIVER BASIN )

Pengertian Daerah Aliran Sungai (DAS) Suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. (UU. Sumber Daya Air No.7 Tahun 2004)

 

      Dapat pula diartikan bahwa DAS adalah suatu daerah yang dibatasi oleh igir-igir (ridge) dan didalamnya terdapat satu induk sungai dengan anak –anak sungainya yang mengalir menuju ke laut.

Secara menyeluruh wilayah DAS dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu DAS bagian hulu, Das bagian tengah, dan DAS bagian hilir. Ketiga bagian DAS tersebut masing-masing mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :

1.         Bagian Hulu, ciri-cirinya :

a.       kemiringan lereng yang besar / curam

b.      aliran air deras

c.       erosi berjalan cepat, mengarah ke dasar sungai ( erosi vertikal )

d.      bentuk lembah berbentuk huruf V

e.       sering dijumpai jeram

f.        penggunaan lahan didominasi oleh hutan

2.         Bagian Tengah, ciri-cirinya :

a.       kemiringan lereng sudah berkurang / tidak curam

b.      aliran air sedang

c.       erosi vertikal dan horisontal

d.      bentuk lembah berbentuk huruf U

e.       sudah mulai ada sedimentasi

f.        penggunaan lahan untuk pertanian dan permukiman

3.         Bagian Hilir, ciri-cirinya :

a.       kemiringan sangat kecil dan landai

b.      aliran lambat

c.       erosi kecil, tetapi sedimentasi sangat besar

d.      bentuk lembah berbentuk huruf U dengan tanggul alam di kanan kirinya

e.       banyak dijumpai dataran banjir ( flood plain )

f.        sering dijumpai adanya meander dan oxbow lake

g.       penggunaan lahan berupa pertanian, perikanan, permukiman, dan industri

 

     

PENGELOLAAN DAS

      Pengelolaan DAS saat ini mutlak di perlukan, karena apabila DAS rusak maka akan

membawa dampak yang sangat buruk baik terhadap alam maupun manusia yang ada di wilayah DAS tersebut. Dampak tersebut bisa berupa bencana banjir, tanah longsor, kekeringan, pencemaran air dll. Walaupun pemerintah telah membentuk badan usaha yang menangani pelestarian dan eksploitasi air  melalui Perum Jasa Tirta, namun kita juga harus ikut serta dalam usaha pelestarian DAS.

Adapun tujuan dari pengelolaan DAS adalah :

1.      Mempertahankan fungsi daerah tangkapan hujan, yaitu dengan pelestarian sumber daya air, dan menjaga keseimbangan debit air antara musim penghujan dan kemarau.

2.      Pengendalian erosi dan sedimentasi, yaitu dengan pengendalian daya rusak, peningkatan daya guna / fungsi bangunan prasarana air.

      Upaya untuk pemeliharaan dan pengelolaan DAS sehingga terhindar dari kerusakan atau penurunan kualitasnya disebut konservasi. Salah satu usaha yang dilakukan adalah mengadakan konservasi tanah yang bertujuan untuk mempertahankan produktivitas tanah. Usaha ini dapat dilakukan melalui dua metode yaitu :

1. Metode Vegetatif

Metode ini dilakukan dengan cara reboisasi, penghijauan, dan sistem penanaman yang berselang sesuai dengan garis ketinggian ( kontur )

2. Metode mekanik

Metode dengan cara pembuatan terassering pada lahan miring, pembuatan saluran air, pembuatan tandon air, dan pembuatan tanggul-tanggul pada lereng yang curam.

      PERMASALAHAN YANG DIHADAPI DALAM PENGELOLAAN DAS.

Permasalahan-permasalahan yang dihadapi adalah berkaitan dengan :

Erosi dan sedimentasi, degradasi dasar sungai, ketidak seimbangan suplay dan kebutuhan air, dan pencemaran air.

Permasalahan Erosi Dan Sedimentasi         

Dengan rusaknya DAS maka akan mempercepat proses erosi di daerah lereng gunung yang akan berakibat pada terjadinya sedimentasi         di waduk-waduk, dengan semakin banyaknya sedimentasi di waduk akan menyebabkan penurunan kapasitas waduk yang berakibat turunnya fungsi waduk sebagai pengendali banjir dan penyedia air di musim kemarau.

      Disamping itu dengan rusaknya DAS akan mengakibatkan menurunnya kemampuan tanah dalam menahan air, matinya beberapa mata air, bencana banjir, tanah longsor, dan punahnya beberapa jenis flora dan fauna.

Penyebab kerusakan DAS oleh erosi secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi 2, yaitu :

1). Proses Alam, yaitu kebakaran hutan, dan bencana alam lainnya.

2). Ulah Manusia, seperti penjarahan hutan / lahan, praktek pengolahan lahan yang kurang tepat.

 

Permasalahan Degradasi Dasar Sungai

      Degradasi / penurunan dasar sungai bisa terjadi karena proses erosi vertikal, namun yang paling parah adalah karena adanya penggalian / penambangan pasir sungai yang berlebihan.

Permasalahan Ketidak Seimbangan Suplay Dan Kebutuhan Air.

      Kelangkaan Air Bersih  terutama pada musim kemarau terjadi akibat  rusaknya DAS di bagian hulu dan pencemaran, selain itu juga disebabkan oleh meningkatnya jumlah penduduk dengan beraneka ragam kebutuhan air bersih yang makin lama makin besar.

Permasalahan Pencemaran Air.

      Pencemaran air bisa terjadi di sungai, waduk, bahkan air tanahpun bisa tercemar.

Sumber pencemaran air bisa dari limbah industri, dan limbah domestik ( baik berupa limbah rumah tangga maupun sampah )

 

Gambar 5.16.  : Penambangan pasir.            Gambar 5.17.  : Pencemaran air

Sumber : Dokumentasi Perum Jasa Tirta I Malang

                Fenomena alam yang terdapat dalam suatu DAS adalah :

1. Kipas Aluvial (aluvial fan), yaitu endapan yang berbentuk kipas pada daerah yang mempunyai perbedaan kemiringan lereng  ( pada daerah pertemuan antara lereng dengan daerah yang datar)
2. Meander, yaitu sungai yang berkelok-kelok. Perkembangan lebih lanjut dari meander ini apabila alirannya terputus dan terisi air akan terbentuk danau yang disebut Kali mati ( Oxbow Lake )
3. Dataran banjir (flood plain), yaitu daerah dikanan kiri sungai yang tergenang air pada saat terjadi banjir.
4. Delta, yaitu endapan material hasil erosi sungai yang diendapkan di muara sungai.

4. BANJIR DAN USAHA MENGURANGI RESIKO BANJIR

Banjir adalah meluapnya air sungai ke kanan kiri aliran sungai. Akhir-akhir ini negara kita sering dilanda banjir, baik didaerah kota maupun di luar kota. Bahkan Ibukota Negara kita ( Jakarta ) sering dilanda banjir sampai berhari-hari. Kondisi semacam ini memang sungguh memprihatinkan dan perlu segera di tangani kalau tidak ingin menjadi semakin parah.

           

            Faktor-faktor penyebab terjadinya banjir :

1. curah hujan yang sangat lebat
2. hutan yang gundul
3. daerah peresapan air hujan yang semakin sempit karena banyak bangunan
4. pendangkalan saluran drainase
5. banyak sampah di aliran sungai yang menyebabkan terjadinya penyumbatan aliran.

Dampak Banjir dapat berupa kerugian jiwa dan harta benda, yaitu al :

a.       kerusakan lahan pertanian dan hasil panen

b.      kerusakan bangunan

c.       terhentinya kegiatan ekonomi penduduk

d.      kematian

            Untuk mengurangi resiko banjir, maka usaha-usaha yang dapaat ditempuh al. :

1. melakukan reboisasi dan penghijauan
2. penataan tata ruang yang baik
3. menyediakan tempat peresapan air hujan
4. pengerukan di saluran atau sungai
5. pembuatan saluran drainase yang memadai
6. membuang sampah pada tempatnya.
7. Pembuatan tanggul-tanggul di kanan-kiri sungai
8. Peningkatan kesadaran penduduk dalam upaya memelihara lingkungan hidup melalui pendidikan formal maupun non formal dan melalui media massa.