HIDROLOGI (Bagian I)

Pengantar:
Inilah potongan lain dari DAS Brantas bagian hulu yang menerobos tumpukan leleran lava beku. Gambar ini hanya sekedar visualisasi dari judul di atas. Hidrologi yang terurai di bawah ini nanti mengupas banyak tentang satu kajian dari matapelajaran Geografi untuk SMA kelas X semester 2 (dua) dengan alokasi waktu 7 x 45 menit. Hidrologi masuk pada Standar Kompetensi: 3. Menganalisis unsur-unsur geosfer, Kompetensi Dasar: Menganalisis hidrosfer dan dampaknya terhadap kehidupan di muka Bumi dengan Materi Pembelajaran Hidrosfer yang meliputi siklus hidrologi, perairan darat, dan perairan laut. Uraian tentang Hidrologi di bawah ini merupakan tulisan Drs. Didik Taryana, M.Si., dosen jurusan Geografi UM yang diberikan kepada peserta Diklat MGMP Geografi SMA Se-Jawa Timur tahun 2006 di Malang. Mengingat panjangnya uraian ini, maka tulisan tersebut dibagi menjadi tiga posting-an. Adapun uraian dari Hidrologi (Bagian I) sebagai berikut:

A. Pendahuluan

1. Latar Belakang

Departemen Pendidikan Nasional secara terus menerus dan terstruktur telah mengembang- kan program peningkatan mutu pendidikan melalui berbagai pendekatan seperti peningkatan sarana dan prasarana pendidikan, pengembangan dan peningkatan kualitas tenaga kependidikan, pengembangan manajemen kependidikan, peningkatan kualitas belajar mengajar dan peningkatan kurikulum pendidikan. Program di atas muara akhirnya adalah peningkatan mutu lulusan sehingga bermutu secara akademis dan berkompeten secara sosial dan tehnis sehingga mampu bersaing global.

Dalam rangka peningkatan mutu pendidikan tersebut salah satunya adalah penyediaan bahan ajar yang sesuai dengan kurikulum berbasis kompetensi. Bahan ajar Hidrologi ini merupakan salah satu usaha penyediaan sumber belajar yang disesuaikan dengan kurikulum tersebut di atas.

Hidrologi merupakan cabang dari geografi yang mengkaji tentang hidrosfer yang merupakan pengetahuan dasar yang harus dikuasai oleh siswa sekolah menengah atas baik jurusan IPA maupun IPS. Berdasarkan kurikulum Tahun 2004 kedua jurusan tersebut akan mendapatkan materi Geografi dan kompetensi yang diharapkan adalah agar siswa mampu memprediksi potensi sumberdaya air pada suatu wilayah dan pemanfaatanya dalam kehidupannya.

Buku-buku hidrologi yang ada dalam buku paket yang digunakan oleh para guru sampai saat ini dirasakan masih bersifat teoritis dan belum mengarah pada kompetensi. Oleh karena itu, bahan ajar ini disusun dengan maksud untuk menjembatani kurikulum 1994 dengan kurikulum 2004 (KBK) untuk pembelajaran Hidrologi.

2. Tujuan

Bahan ajar ini disusun dengan tujuan agar :

a. memberi materi Hidrologi yang sesuai dengan kurikulum berbasis Kompetensi.

b. Menambah wawasan bagi instruktur dalam pengembangan silabus sub pokok bahasan hidrologi sesuai dengan KBK.

c. Peningkatan kemampuan bagi instruktur dalam pengembangan jenis tagihan dan penilaian berbasis kompetensi.

3. Ruang Lingkup

a. Konsep Hidrologi

b. Siklus Air(Hidrologi)

c. Air di Atmosfer

d. Air di Permukaan

e. Air Tanah

f. Air di Danau, dan Kualitas Air.

B. Materi

1. Konsep Hidrologi

Pengertian hidrologi adalah suatu ilmu yang menjelaskan tentang kehadiran dan gerakan air di alam kita ini. Lingkupnya meliputi berbagai bentuk air yang menyangkut perubahan antara keadaan cair, padat dan gas dalam atmosfir baik diatas maupun dibawah permukaan tanah termasuk juga air laut. Definisi 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. Adapun rumusan definisi hidrologi yang disepakati dan hingga sekarang berlaku, hidrologi ialah 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 ).

Pada kenyataannya keberadaaan air dibumi sangatlah beraneka menurut ruang dan waktu, sehingga untuk kepentingan-kepentingan praktis , hidrologi masih dibagi menjadi beberapa cabang. Adapun cabang-cabang hidrologi tersebut antara lain :

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).

Aplikasi (Latihan ):

a. Siswa ditugaskan untuk menggambar sebaran kajian hidrologi di permukaan bumi!

b. Siswa ditugaskan untuk mengkaji dan menelaah cabang-cabang hidrologi!

Evaluasi Aplikasi :

Siswa dinyatakan berhasil menguasai materi apabila dapat menggambarkan sebaran kajian hidrologi di muka bumi dan memberi penjelasan tentang cabang- cabang hidrologi.

Lembar Kerja :

Siswa membuat kliping yang bersumber dari majalah, koran yang memuat tentang hujan dan penguapan, air tanah, air sungai, air danau, air laut dan salju.

Tindak lanjut :

Siswa dapat tuntas pembelajarannya dengan ditugasi untuk mencatat dan mengamati lingkungan sekitar rumahnya ada berapa macam kajian hidrologi !

2. Siklus Air

Jumlah air yang terdapat dibumi kira-kira 1,3-1,4 milyard km kubik, dengan perincian 97,5% air laut, 1,75% berbentuk es dan 0,73% berada didaratan sebagai air sungai, air danau, air tanah, air salju dan sebagainya, sedangkan air yang berbentuk uap air diudara hanya 0,001%.

Keberadaan air dibumi tersebut selalu mengalami perputaran/sirkulasi membentuk suatu siklus yang disebut siklus hidrologi.

Radiasi matahari ke bumi menimbulkan panas yang pada gilirannya berakibat terjadinya penguapan dari tubuh-tubuh air seperti sungai, danau, alut dan lautan serta dari permukaan tanah (evaporasi) dan penguapandari tumbuh-tumbuhan (transpirasi). Uap air dari penguapan tersebut naik ke atmosfir. Pada ketinggian tertentu berubah menjadi awan, dan untuk selanjutnya apabila kondisi kejenuhan sudah memungkinkan akan terjadi hujan (Presipitasi) yang dapat berupa air hujan maupun salju. sebagian kecil air hujan ini akan diuapkan kembali ke admosfir sebelum mencapai permukaan tanah, dan selebihnya menjadi hujan yang jatuh kebumi.

Air hujan yang jatuh kebumi, sebelum menjadi aliran terkumpul pada suatu tempat sebagai surface detention. Setelah kondisi memungkinkan akumulasi air tersebut mengalir diatas permukaan tanah sebagai overland flow, yang kemudian setelah masuk kesaluran akan mengalir sebagai runoff. Sebagian dari air itu akan meresap kedalam tanah (infiltrasi). Air yang jatuh di dedaunan sebagian dihisap oleh daun (intersepsi), sebagian menetes kepermukaan tanah (throughfall), dan sebagian mengalir ke kebawah /tanah menyusuri batang pohon (stempflow).

Condensation

Air hujan yang terinfiltrasi kedalam tanah, setelah mencapai horizon tanah, sebagian mengalir secara lateral menyusuri perlapisan horizon tanah (interflow/subsurface flow). Sebagian yang lain akan tinggal didalam massa tanah sebagai moisture content, dan sisanya mengalir ke bawah secara vertikal (percolation), yang selanjutnya air ini menjadi air tanah (groundwater). Air tanah ini juga bergerak perlahan mengikuti topografi batuan induk tanah (groundwater discharge). Secara sistematis perputaran air dibumi ini dapat digambarkan seperti siklus hidrologi dibawah ini :

E : evaporation (penguapan)

P : precititation (hujan)

T : transpiration

I : interception

F : infiltration

Tf : throughfall

Sf : stempflow

OV : over landflow

RO : runoff

Fp : percolation

Qss : subsurface discharge/sub surface flow

Qgs : groundwater discharge

Aplikasi/Latihan :

a. siswa ditugaskan untuk menelaah dan mengkaji siklus air !

b. siswa membentuk beberapa kelompok mendiskusikan tentang terjadinya banjir berdasarkan siklus air !

c. Siswa ditugaskan menganalisis sumber suply air tanah berdasarkan siklus air

Evaluasi Aplikasi :

a. Siswa dinyatakan memiliki kompetensi apabila dapat menjelaskan tentang siklus hidrologi

b. Masing-masing kelompok menyajikan hasil diskusi tentang faktor-faktor penyebab terjadinya banjir.

c. Siswa dinyatakan menguasai materi apabila dapat menyebutkan sumber suply dari air tanah

Lembar Kerja :

a. Apa yang dimaksud dengan presipitasi ?

b. Apa yang dimaksud dengan infiltrasi ?

c. Apa yang dimaksud dengan evaporasi ?

d. Jelaskan tentang terjadinya run off ?

Tindak Lanjut :

Siswa diajar di out door untuk mengamati kondisi lingkungan sekitar yang ada kaitannya dengan siklus air.

3. Air Di Atmosfir

a. Hujan

Jumlah hujan merupakan ketebalan air hujan yang jatuh yang dinyatakan dalam satuan mm atau cm. sedangkan intensitas hujan adalah jumlah curah hujan adalah suatu satuan waktu , misalnya mm per detik, mm permenit, mm perjam, mm perhari, cm perhari dan sebagainya. Pada umumnya intensitas hujan merupakan jumlah curah hujan dalam jangka waktu pendek.

Pada kenyataannya bertambahnya curah hujan tidak sebanding dengan bertambahnya waktu jika waktu ditentukan lebih lama, maka penambahan curah hujan akan semakin kecil dibandingkan dengan penambahan waktu, karena kejadian hujan tidak selalu tetap namun kadang-kadang curah hujan itu kurang atau bahkan berhenti.

Curah hujan yang jatuh kebumi kadang-kadang sangat deras, sedang atau bahkan hanya gerimis. Tingkat kederasan hujan ini disebut derajat hujan. masing-masing drajat hujan akan menimbulkan efek pada tanah yang beraneka macam pula. Klasifikasi derajat hujan dapat ditentukan berdasarkan intensitas hujannya.

Tabel 1.1 Intensitas Hujan dan Derajat Hujan

Derajat	Intensitas Hujan mm/mnt mm/jam mm/hari	Kondisi
Sangat lemah Lemah Normal Deras Sangat deras	<0,02 <1 <5 0,02- 1-5 5-20 0,05 0,05 5-10 20-50 0,025 0,025-1 10-20 50-100 >1 >20 >100	Tanah agak basah atau terbasahi sedikit tanah menjadi basah semua namun sulit dibuat puddle dan bunyi curah hujan kedengaran Air tergenang diseluruh permukaan tanah dan bunyi keras hujan kedengaran dari genangan Hujan seperti ditumpahkan, saluran meluap.

Curah hujan yang jatuh pada suatu wilayah jarang sekali merata, apabila pada wilayah yang cukup luas bergunung-gunung, maka hujan yang merata sulit sekali terjadi, sehingga satu titik pengamatan hujan tidak dapat mewakili curah hujan di seluruh wilayah tersebut. Adapun beberapa faktor yang berpengaruh terhadap distribusi hujan wilayah :

1. Letak lintang

2. Ketinggian tempat diatas muka laut

3. Posisi dan luas daerah

4. Jarak dari pantai

5. Topografi

6. Asal dan arah angin

7. Temperatur laut

b. Evaporasi

Sebelum menguraikan tentang evaporasi secara mendalam sebaiknya dikemukakan terlebih dahulu beberapa pengertian yang terkait dengan evaporasi, yaitu sebagai berikut :

Evaporasi adalah proses pertukaran molekul air menjadi molekul uap di atmosfir atau peristiwa berubahnya air atau es menjadi uap air diudara. Penguapan ini terjadi pada tiap keadaan suhu, sampai udara diatas permukaan menjadi jenuh oleh uap air.

Transpirasi adalah proses hilangnya air didalam tumbuhan akibat penguapan melalui stomata daun.

Evapotranspirasi yaitu penguapan yang terjadi pada permukaan air, tanah, dan tumbuhan pada suatu daerah aliran sungai.

Potensial evaporasi yaitu jumlah penguapan persatuan luas dan waktu yang terjadi pada atmosfir saat itu, apabila tersedia cukup air atau lebih.

Potensial evapotranspirasi adalah jumlah air yang digunakan tumbuhan dan permukaan tanah dalam keadaan jenuh pada kondisi iklim saat itu dengan syarat air yang tersedia cukup atau lebih.

Actual evapotranspirasi adalah jumlah air yang diuapkan tumbuhan dan permukaan tanah yang benar-benar terjadi pada saat itu

Proses evaporasi sebenarnya terjadi dari dua peristiwa yang berkelanjutan, yaitu :

1. Interface Evaporation yaitu transformasi dari air menjadi uap air dipermukaan. Hal ini tergantung pada tenaga yang tersimpan.

2. Vertical vapotransfer yaitu pemindahan udara yang kenyang uap air dari interface ke atmosfir.

Besar kecilmya penguapan air dari muka air bebas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

• Kelembaban
• Tekanan udara
• Kedalaman dan luas permukaan air
• Kualitas air
• Kecepatan angin
• Topografi yang terkait dengan temperatur
• Iklim
• Lama penyinaran
• temperatur

Aplikasi/Latihan :

- sediakan tabung yang ukurannya sama dengan ombograf (rain gauge).

- Letakkan tabung tersebut di tempat terbuka pada saat akan terjadi hujan.

- Catatlah waktu terjadi hujan !

- Ukurlah air yang tertampung pada tabung tersebut !

- Hitunglah curah hujan dan intensitas hujan!

Evaluasi Aplikasi :

Siswa dinyatakan tuntas dan kompetensi apabila dapat mengukur dan menghitung curah hujan dan intensitas hujan.

Lembar Kerja :

1. Apa yang dimaksud dengan intensitas hujan?
2. Apa yang dimaksud dengan evaporasi?
3. Sebutkan faktor yang mempengaruhi distribusi hujan?
4. Sebutkan faktor yang mempengaruhi besar kecilnya evaporasi!

Tindak Lanjut :

- siswa mengukur besarnya evaporasi dengan menggunakan pan evaporasi!