danau

Bahan Ajar Hidrologi Dasar (GEF 1301

Limnologi-Danau

6.1. PendahuluanForel (dalam Welch, 1952 dan Martopo, 1981) mengemukakan batasan danau

(lake) sebagai berikut : Danau adalah tubuh perairan yang tergenang menempati suatuledokan dan terpisah dari laut. Pada umumnya danau terjadi di daratan dengantopografi berupa ledokan, cekungan (basin), permukan airtanah disekitar danaumendekati permukaan tanah atau sampai permukaan tanah sehingga ada aliranairtanah masuk danau. Ada danau yang berada diatas zone vadose atau zone tidakjenuh air, danau ini tidak mendapat suplai air dari aliran airtanah. Suplai air dari airhujan, runoff dari sungai-sungai yang bermuara di danau dan hasil pencairan es.Danau, pond maupun rawa merupakan genangan air dipermukaan tanah dalam suatuledokan, kaitan dengan daur hidrlogi genangan air tersebut merupakan suatusimpanan air permukaan (surface storage), cadangan air tersebut dapat dimanfaatkanuntuk berbagai kebutuhan air. Secara teknis penanggulangan banjir, ledokan tersebutberfungsi sebagai retarding basin yaitu menyimpan kelebihan surface runoff danmelepas perlahan ke alur sungai.

Istilah danau, pond dan rawa (swamp) sering dijumpai pada pelajaran limnologi,kriteria yang tegas untuk membedakan danau dengan pond belum jelas. Genangan airdi ledokan (basin) disebut danau bila:

1. air cukup dalam sehingga terbutuk strata suhu air secara vertical.2. vegetasi air yang mengapung tidak cukup menutupi seluruh permukaan air

dan hanya berada dipinggiran danau.3. sudah menunjukkan adanya gelombang yang mampu membentuk barren

atau wave-swept shore.6.2. Terjadinya DanauDanau dapat terjadi akibat adanya faktor sebagai berikut :

1. Glasiasi2. Aliran

BAB VI.DANAU


Limnologi-Danau

3. Groundwater4. Ombak dan arus pantai5. Aktivitas angin6. Masa yang bergerak7. Diastrifisme8. Aktivitas vulkanis9. Aktivitas manusia

1. GlasiasiDanau dapat terjadi karena proses erosi dan pengendapan, dan ada juga

kombinasi antara kedua proses itu. Proses erosi, akibat adanya abrasi glasial,membentuk basis-basis di lereng atau di Iembah pegunungan yang akan terisi oleh airbila terjadi pencairan es, maka terjadilah danau. Pengendapan moraine yangmembendung aliran glasial membentuk basin yang kemudian terisi oleh air, baik hasilpencairan es ataupun air hujan memberi penyediaan air pada danau ini.

Danau glasial didapatkan di negara Finlandia (lebih dari 10.000 buah),Norwegia, juga Amerika Utara (Ontario, Hocina).2. Aliran

Pembentukan danau juga melalui proses erosi dan pengendapan. Denganadanya perpindahan suatu aliran yang memotong suatu meander, maka akan adasaluran yang tertinggal, yang kemudian menjadi sebuah danau yang disebut danauOxbow. Cepatnya sedimentasi di dataran banjir sungai induk menutupi muara anaksungai, sehingga terbentuk danau yang disebut danau Lateral. Di delta-delta, air darisaluran induk terus menerus membentuk aliran cabang, sehingga terjadi sedimentasi,yaitu sedimen delta yang mengelilingi depresi, dan kemudian menjadi danau, disebutdanau delta. Karena banyaknya material yang dibawa anak sungai yang mengendap didalam saluran induk, menjadi penghalang sehingga air menggenang, maka terbentukdanau yang disebut danau sungai, danau seperti ini tampak jelas di Sungai Missisipi, diatas Sungai Chipewa.3. Airtanah

Air di dalam tanah juga mempunyai peranan yang penting dalam pembentukanbasin di permukaan. Pelarutan dan pengangkutan oleh airtanah yang banyakmembawa karbonat, kapur, akan mengakibatkan terbentuknya gua-gua dan saluran dibawah tanah. Bila gua tersebut bertambah leas, maka bagian atapnya akan runtuh,sehingga terbentuk depresi di permukaan. Apabila permukaan airtanah daerah


Limnologi-Danau

tersebut dapat mencapai permukaan, maka basin tersebut akan terisi air terjadilahdanau. Banyak danau di florida terjadinya demikian, sedangkan danau di daerah karstmisalnya Tennesse dan Ketucky.4. Ombak dan Arus Pantai

Adanya kombinasi kerja antara angin dan ombak terjadilah tanggul-tanggulpasir dan kerikil di sepanjang pantai, lautan, ataupun danau yang besar kadang-kadang akan membentuk suatu danau dan langoon. Danau seperti ini banyak terdapatdi sepanjang pantai Ontario, dan juga di sepanjang pantai Atlantik, mulai dari baratdaya New York sampai Panama.5. Aktivitas Angin

Kegiatan ini nampak jelas di daerah arid dan semi arid di mana sedikitgangguan air. Angin mengangkut pasir dari tempat satu ke tempat yang lain sampaibeberapa jauhnya kemudian mengendap membentuk bukit-bukit atau igir-igir yangmembentuk suatu basin. Pada daerah arid, basin tersebut terisi air pada musim hujanbahkan dipadang pasir akan tetap kering. Tetapi basin yang terletak di antara dune didaerah humid akan selalu terisi oleh air, sehingga terbentuklah suatu danau. Contohdanau-danau yang terjadi di sebelah barat laut Indiana sebelah selatan danauMichigan.6. Masa yang Bergerak

Adanya mud-flow dan land-slide dapat menghalang atau membendung suatualiran, sehingga air menggenang dan terbentuk danau. Ini terjadi di pegununganEropa, Asia, dan Amerika Utara. Contoh danau Cristobal di Colorado yang terbentukkarena mud-flow.7. Diastrofisme

Adanya retakan dan lipatan selalu diiringi perpotongan dan perpindahan batuansepanjang patahan. Karena adanya gerakan sepanjang bagian patahan menyebabkanadanya bagian lembah yang menurun sehingga terbentuk suatu basin yang apabilaterisi oleh air maka terjadi danau. Ada gempa bumi yang menyebabkan perpindahanatau perubahan di permukaan bumi yang menghasilkan depresi yang kemudian terisioleh air dan terjadi danau. Danau Reeffood di sebelah barat Tennesse terbentuk akibatadanya gempa bumi (Tahun 1811-1812).8. Aktivitas Vulkanis

Lava yang keluar dari dalam bumi ke permukaan dan mengalir dapatmengisi/menghalangi lembah sungai, sehingga terbentuk danau. Contoh danau dilereng barat Siera - Nevada. Adanya runtuhan pada puncak gunungapi akibat letusan,


Limnologi-Danau

menyebabkan terbentuknya cekungan pada puncak gunung tersebut yang terisi airmerupakan danau yang disebut danau kawah dan juga dapat terjadi pada depresi-depresi lava flow.9. Aktivitas Manusia

Manusia membendung suatu aliran sehingga air tergenang dan terbentuklahdanau buatan. Adapun tujuan dan maksudnya untuk memperoleh tenaga air, bagipersediaan untuk keperluan sehari-hari, keperluan irigasi, serta untuk mencegah banjir.

6.3. Klasifikasi dan Tipe Danau1. Klasifikasi danauKlasifikasi danau dapat didasarkan atas :

a. Berdasarkan atas cara terjadinya (genetik)b. Berdasarkan atas aliran airnyac. Berdasarkan atas lokasinyad. Berdasarkan atas banyaknya kandungan karbondioksida.

a. Berdasarkan atas cara terjadinya danau tektonik danau di daerah yang dilalui glestser

danau Iembah glasial, danau lembah melayang, danau dalam tikunganlidah, danau maar, danau dalam ujung pulung, danau di dalam alur, danaudi daerah morine dasar danau bendung alam

danau runtuhan gunung, danau runtuhanlava, (tempat lava membendungsungai), danau bendung gletser, danau ambang travertin, danau runtuhangunung.

danau tanggul alam dari sungai danau gunungapi

maar (danau kepundan) danau karst

danau doline, danau polje danau di pedalaman benua (danau akhir)


Limnologi-Danau

b. Berdasarkan aliran airnya Danau aliran (running water lake), yaitu danau yang mendapatkan air dari

sungai (inflow), tetapi danau itu juga memberikan air pada sungai dibawahnya.Jadi disini ada jalan keluarnya (outlet).

Danau tanpa jalan keluar (lake without outlet), yaitu danau yang mendapatkanair dari sungai tetapi tidak mempunyai jalan keluar. Jadi pengurangan air danauhanya karena pengupan.

c. Berdasarkan IokasinyaMula-mula dikembangkan oleh Forel kemudian diteruskan oleh Whipple Danau kutub (polar lake), temperatur permukaan tak lebih tinggi dari 4C.

Orde I air dasar 4C sepanjang tahun, mungkin ada suatu periode sirkulasidalam musim panas, biasanya tidak ada.

Orde II temperatur air dasar berubah-ubah tetapi tidak jauh dari 4C Orde III temperatur air dasar permukaan sirkulasi kurang lebih kontinue,

kecuali di waktu beku. Danau tropik (tropical lake), temperatur permukaan selalu 4C.

Orde I. Temperatur air dasar mendekati 4C sepanjang tahun, suatuperiode sirkulasi dalam musim dingin.

Orde II. Temperatur air dasar berubah-ubah tapi tidak jauh dari 4C suatuperiode sirkulasi dalam musim dingin.

Orde III. Temperatur air dasar sama dengan permukaan sirkulasi kontinuesepanjang tahun.

d. Berdasarkan kandungan karbondioksida ini diutarakan oleh Bridge dan Judae(1911). Danau air halus (soft water lake). Air mengandung sedikit kalsium dan

magnesium di dalam larutan di mana rata-rata kandungan CO3 nya tidak lebihdari 55 cc per liter.

Danau klas tengah (medium class lake). Kandungan CO2 cukup banyak yaitu5-22 cc per liter.

Danau air keras (hard water lake). Kandungan CO2 lebih keras dari 22 cc perliter. Dalam klas ini kandungan CO2 dapat mencapai sampai mendekati 50 ccper liter.


Limnologi-Danau

Tipe-tipe Khusus Danau1. Danau garam (saline lake)

Terutama pada danau yang tidak mempunyai outlet, air banyak mengandungmaterial-material mineral yang akan berkumpul, akibatnya air akan banyakmengandung garam-garam, yang apabila titik jenuh telah tercapai maka garam-garamtersebut akan mengendap.

Tipe garam tergantung dari komposisi kimia dari batuan daerah sekitarcekungan dari danau dan pada sumber yang timbul pada cekungan itu sendiri. Padasuatu tempat mungkin garam alkali yang banyak dan di tempat lain garam borax yangberlilmpah-limpah.2. Danau Alkali (alkali lake)

Danau yang banyak mengandung alkali karbonat biasa disebut danau alkali.Terdapat di beberapa tempat di dunia, seperti Mesir, Hongaria, Venecuela. Danau inikecil dibanding dengan danau Saline Di Amerika Serikat danau ini terjadi di bagianbarat dari Great Basin. Conoht Mono lake di utara central California.3. Danau playa (playa lake) Terdapat di daerah padang pasir, air yang mengisi danauadalah air musiman. Setelah pengisian itu berhenti maka air danau iatu akan susut,dan akhirnya menguap seluruhnya, dan didasarnya terdapat endapan garam alkaliyang berwarna putih. Danau semacam ini merupakan kenampakan khusus di Greatbasin.

6.4. Gerakan AirGerakan air yang dibicarakan di bawah ini terutama pada danau yang mempunyaiinflow ataupun outflow relatif kecil, dimana gerakan air terjadi karena pengaruhaktifitas angin. Pada dasarnya bentuk-bentuk gerakan air tersebut adalah sebagaiberikut :a. Ombakb. Arusc. Sciches

a. OmbakOmbak ini terjadi karena aktivitas angin, yang terjadi dalam berbagai bentuk tubuhair, dan besarnya pada : berbagai keadaan setempat, misalnya untuk areal airyang terbuka tergantung pada : arah angin, lamanya angin bertiup, kecepatanangin, bentuk pantainya, dalamnya air. Pada great lake ombakterjadi dalam


Limnologi-Danau

ukuran dan kekuatan yang besar sedang pada danau yang kecil ombaknya sangatkecil.

Stevenson (Cornish, 1934) menghitung tinggi maximum gelombang (ombakpada suatu tubuh air yaitu dengan rumus :

h-1/3 FDimana : h = tinggi maximum gelombang (m)

F = panjang gelombang (km).Bila panjang gelombang kurang dari 10 km harus ada koreksi walaupun

keci. Gelombang yang menuju arah ke depan karena getarannya sering disebutdengan wave of translation. Limnologi-Danau

b. ArusDalam danau arus dapat dibagi menjadi 3 yaitu :1. arus vertikal2. arus horizontal3. arus batik (under flow)

Arus vertikalSebenarnya arus vertikal merupakan arus yang jarang terjadi, tetapi untuk

danau yang besar mungkin terjadi. Arus ini timbul karena pengaruh temperatur yangtidak normal, morfologi dan hidrostatis setempat atau umumnya terjadi di tempat yangdalam.

Arus horizontalArus ini sangat umum terjadi di danau dan dipengaruhi oleh angin dan juga

shoreline atau basinnya. Untuk danau yang besar 5% dari angin yang menimbulkan,tapi untuk danau yang kecil 5%. Di samping secara tak langsung dipengaruhi olehletak lintang dan pada 450 2% angin yang mempengaruhinya. Hubungan gerak airdengan gerak angin (Whipple, 1927).

Tabel 6.1 Hubunqan kecepatan anqin denqan rata-rata qerak air


Limnologi-Danau

Tabel 6.2 Hubungan kedalaman air prosentase kecepatan angin terhadap airpermukaan

Perlu dicatat bahwa arus dipengaruhi oleh inflow/outflow dan walaupun tak adaangin akan tetap menimbulkan arus karena inflow/outflow tersebut.

Arus BalikArus ini ditimbulkan oleh air yang tertimbun pada expased shore yang

diakibatkan oleh angin dan karena adanya kelebihan air maka akan dikembalikanmelalui dasarnya.

Pada musim panas strato temperatur pada danau akan nampak nyata, padalapisan atas atau epilmnion biasanya sama arah arus dengan arah angin karenatemperatur masih sama dengan temperatur udara.

Pada lapisan dibawahnya yaitu thermocline region akan terjadi arus batikdimana batas antara kedua lapisan strato dikenal dengan shearing plane. Untuklapisan terbawah hypolimnion tak terjadi arus, walaupun kadang-kadang tak dapatdihindarkan timbulnya sirkulasi air. Ilustrasi distribusi temperatur danau disajikan padaGambar 6.1


Limnologi-Danau








Limnologi-Danau








Limnologi-Danau

Gambar 6.1. Contoh distribusi vertikal temperatur air danauSeiches

Di danau dan sepanjang pantai gerakan dari permukaan air yang terjadi disebutseiches. Forel (1895) merupakan orang yang pertama yang meneliti masalahmengenai ini.

Hal-hal yang mempengaruhi terjadinya seiches ialah :1. Angin yang bertiup akan mempengaruhi bentuk pantainya.2. Perubahan dari tekanan barometer pada bagian dari danau.3. Gempa bumf.4. Land slide5. Hujan yang sangat deras.


Limnologi-Danau





Limnologi-Danau





Limnologi-Danau

Untuk menghitung oksidasi periode suatu seiches dalam suatu basin, dimanalake basin mempunyai dasar yang teratur. Forel menggunakan rumus :

=dimana :t = waktu 1/2 osilasi (detik)g = gravitasi (9,809 m/dt2)h = kedalaman air (emter)I = panjang sumbu seiches (meter)

Morfometri danau penting diketahui, karena berpengaruhi pada potensi airdanau, variasi suhu air danau gerak air danau (arus, gelombang dan seiches) dankehidupan air danau.

6.5. Ekosistem DanauEkosistem adalah tatanan yang utuh menyeluruh dari makluk hidup dengan

unsur lingkungan hidup yang sating mempengaruhi dan tergantung dalam suatukesatuan perikehidupan. Danau merupakan suatu kesatua perikehidupan terdiri dariunsur abiotik (air, tanah, batuan) dan biotik (hewan dan tumbuhan).

Kondisi dan perkembangan danau dalam dipengaruhi oleh kehidupan danaujuga dipengaruhi oleh lingkungan daerah tangkapan danau (catchment area of lake).Danau dapat terisi, pengisian danau disebabkan oleh :

material yang tertiup angin sedimen yang di bawa oleh aliran sungai yang bermuara di danau aktivitas ombak yang menyebabkan pengikisan pantai tumbuh-tumbuhan air yang mati binatang air yang matiProses geomorfologis, hidrologis dan ekologis yang berlangsung di danau

menyebabkan perkembangan danau, bila perkembangan danau teratur terjadi suksesidanau seperti dalam Gambar 6.2.


Limnologi-Danau

Gambar 6.2. Suksesi danau


Limnologi-Danau



Limnologi-Danau


danau

Documents