BAB 1PENDAHULUANA. Latar belakangSalah satu planet dalam tata surya yang mempunyai kandungan air yang cukup banyak adalah bumi. Lapisan air yang menyelimuti bumi disebut hidrosfer. Hidrosfer merupkan lapisan yang terdapat dibagian luar bumi terdiri ata air laut, sungai, danau, air dalam tanah, dan resapan-respan. Presentase air paling banyak terdapat dilautan, yakni sekitar 97,5%, dalam bentuk es 75%, dan dalam bentuk uap di udara sekitar 0,001%.Air merupakan salah satu unsur yang vital dalam kehidupan. Air dapat ditemukan disemua tempat dipermukaan bumi ini. Air merupakan sumber daya abiotik yang keberadaannya tidak dapat dipisahkan dari kehidupan sehari-hari. Hampir semua kegiatan hidup manusia bersinggungan langsung dengan air. Misalnya, air digunakan untuk keperluan minum, memasak, mencuci, dan lain-lain. Dari contoh-contoh itu bisa kita jadikan titik tolak untuk menyimpulkan seberapa penting peran air bagi kehidupan yang ada dibumi.Namun pada kenyataannya, dewasa ini penggunaan air terus meningkat. Laju pertumbuhan penduduk yang meningkat menyebabkan penggunaan air juga turut meningkat. Akibatnya, kelangkaan air bersih pun terjadi. Apalagi disaat musim kemarau seperti sekarang ini, banyak sekali deretan orang yang mengantre untuk mendapatkan air bersih. Kelangkaan air bersih ini merupakan salah satu masalah yang harus segera ditanggulangi.Fenomena tersebut mendorong kami untuk menyusun makalah ini. Dengan harapan para pembaca nantinya dapat mengerti bagaimana peran penting air bagi kehidupan yang selanjutnya dapat menumbuhkan kesadaran untuk menjaga ketersediaan air bersih bagi generasi mendatang.

BAB IIPEMBAHASAN

A. SIKLUS HIDROLOGISiklus Hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Pemanasan airsamudera 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 bumibeberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologiterus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda: 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. 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. 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.

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi 1Penjelasan gambar siklus Hidrologi :Terjadi penguapan yang bersumber dari matahari, penguapan (evaporasi) terjadi dari air laut, air sungai, permukaan tanah maupun penguapan dari permukaan tanaman (transpirasi). Uap air tersebut akan naik dan terbawa oleh angin. Pada ketinggian tertentu uap air tersebut akan berubah menjadi awan yang kemudian berubah menjadi awan penyebab hujan. Jika kondisi alam memungkinkan maka akan terjadi presipitasi baik itu berupa hujan, hujan salju dan sebagainya. Sebagian kecil air akan diuapkan kembali sebelum sampai ke permukaan bumi. Air yang jatuh di permukaan tanah sebagian akan mengalir sebagai overland flow yang kemudian menjadi surface run-off, sedangkan yang lainnya akan meresap ke dalam tanah (infiltrasi) dan menguap. Apabila kondisi tanah memungkinkan sebagian air terinfiltrasi akan mengalir secara horisontal sebagai interflow, sebagian lagi akan tinggal di dalam massa tanah sebagai soil moisture content dan sisanya akan mengalir secara vertikal yang kemudian menjadi air tanah. Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sisten Daerah Aliran Sungai (DAS).Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya.

B. Pengertian Istilah Dalam Siklus Hidrologi :Evaporasi (Penguapan)Ketika air dipanaskan oleh sinar matahari, permukaan molekul-molekul air memiliki cukupenergi untuk melepaskan ikatan molekul air tersebut dan kemudian terlepas dan mengembangsebagai uap air yang tidak terlihat di atmosfir. Sekitar 95.000 mil kubik air menguap ke angkasasetiap tahunnya. Hampir 80.000 mil kubik menguapnya dari lautan. Hanya 15.000 mil kubikberasal dari daratan, danau, sungai, dan lahan yang basah, dan yang paling penting juga berasaldari tranpirasi oleh daun tanaman yang hidup. Proses semuanya itu disebut Evapotranspirasi.

Transpirasi (penguapan dari tanaman)Uap air juga dikeluarkan dari daun-daun tanaman melalui sebuah proses yang dinamakantranspirasi. Setiap hari tanaman yang tumbuh secara aktif melepaskan uap air 5 sampai 10 kalisebanyak air yang dapat ditahan.

Kondensasi (pengembunan)Ketika uap air mengembang, mendingin dan kemudian berkondensasi, biasanya pada partikel-partikel debu kecil di udara. Ketika kondensasi terjadi dapat berubah menjadi cair kembali ataulangsung berubah menjadi padat (es, salju, hujan batu (hail)). Partikel-partikel air ini kemudianberkumpul dan membentuk awan.PresipitasiPresipitasi pada pembentukan hujan, salju dan hujan batu (hail) yang berasal dari kumpulanawan. Awan-awan tersebut bergerak mengelilingi dunia, yang diatur oleh arus udara. Sebagaicontoh, ketika awan-awan tersebut bergerak menuju pegunungan, awan-awan tersebut menjadidingin, dan kemudian segera menjadi jenuh air yang kemudian air tersebut jatuh sebagai hujan,salju, dan hujan batu (hail), tergantung pada suhu udara sekitarnya. Perkolasi / InfiltrasiBeberapa presipitasi dan salju cair bergerak ke lapisan bawah tanah, mengalir secara infiltrasiatau perkolasi melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan sehingga mencapai muka airtanah (water table) yang kemudian menjadi air bawah tanah..

C. Siklus Hidrologi di BumiDaur hidrologi sering juga dipakai istilah water cycle atau siklus air. Suatu sirkulasi air yangmeliputi gerakan mulai dari laut ke atmosfer, dari atmosfer ke tanah, dan kembali ke laut lagiatau dengan arti lain siklus hidrologi merupakan rangkaian proses berpindahnya air permukaanbumi dari suatu tempat ke tempat lainnya hingga kembali ke tempat asalnya.Air naik ke udara dari permukaan laut atau dari daratan melalui evaporasi. Air di atmosfer dalambentuk uap air atau awan bergerak dalam massa yang besar di atas benua dan dipanaskan olehradiasi tanah. Panas membuat uap air lebih naik lagi sehingga cukup tinggi/dingin untuk terjadikondensasi.Uap air berubah jadi embun dan seterusnya jadi hujan atau salju. Curahan (precipitation) turunke bawah, ke daratan atau langsung ke laut. Air yang tiba di daratan kemudian mengalir di ataspermukaan sebagai sungai, terus kembali ke laut. Air yang tiba di daratan kemudian mengalir diatas permukaan sebagai sungai, terus kembali ke laut melengkapi siklus air.Dalam perjalanannya dari atmosfer ke luar, air mengalami banyak interupsi. Sebagian dari airhujan yang turun dari awan menguap sebelum tiba di permukaan bumi, sebagian lagi jatuh diatas daun tumbuh-tumbuhan (intercception) dan menguap dari permukaan daun-daun. Air yangtiba di tanah dapat mengalir terus ke laut, namun ada juga yang meresap dulu ke dalam tanah (infiltration) dan sampai ke lapisan batuan sebagai air tanah.Sebagian dari air tanah dihisap oleh tumbuh-tumbuhan melalui daun-daunan lalu menguapkanairnya ke udara (transpiration). Air yang mengalir di atas permukaan menuju sungai kemungkinan tertahan di kolam, selokan, dan sebagainya (surface detention), ada juga yang sementara tersimpan di danau, tetapi kemudian menguap atau sebaliknya, sebagian air mengalirdi atas permukaan tanah melalui parit, sungai, hingga menuju ke laut ( surface run off ), sebagianlagi infiltrasi ke dasar danau-danau dan bergabung di dalam tanah sebagai air tanah yang pada akhirnya ke luar sebagai mata air.

D. HujanHujan terjadi karena penguapan air, terutama air dari permukaan laut, yang naik ke atmosfer, dan mendingin, menyuling dan jatuh sebagian di atas laut dan sebagian diatas daratan.

E. Distribusi Hujan Hujan merupakan unsur iklim yang paling penting di Indonesia karena keragamannnya sangat tinggi baik menurut waktu maupun menurut tempat. Oleh karena itu kajian tentang iklim lebih banyak diarahkan pada hujan. Berdasarkan pola hujan, wilayah Indonesia dapat dibagi menjadi tiga (Boerema, 1938), yaitu pola Monsoon, pola ekuatorial dan pola lokal.Pola Moonson dicirikan oleh bentuk pola hujan yang bersifat unimodal (satu puncak musim hujan yaitu sekitar Desember). Selama enam bulan curah hujan relatif tinggi (biasanya disebut musim hujan) dan enam bulan berikutnya rendah (bisanya disebut musim kemarau). Secara umum musim kemarau berlangsung dari April sampai September dan musim hujan dari Oktober sampai Maret.Pola equatorial dicirikan oleh pola hujan dengan bentuk bimodal, yaitu dua puncak hujan yang biasanya terjadi sekitar bulan Maret dan Oktober saat matahari berada dekat equator. Pola lokal dicirikan oleh bentuk pola hujan unimodal (satu puncak hujan) tapi bentuknya berlawanan dengan pola hujan pada tipe moonson.Curah hujan diukur dalam satuan milimeter (mm). Pengukuran curah hujan dilakukan melalui alat yang disebut penakar curah hujan dan diukur setiap jam 07 pagi waktu setempat.

F. Pengukur Curah HujanPresipitasi/hujan adalah suatu endapan dalam bentuk padat/cair hasil dari proses kondensasi uap air di udara yang jatuh kepermukaan bumi Satuan ukur untuk presipitasi adalah Inch, millimetres (volume/area), atau kg/m2 (mass/area) untuk precipitation bentuk cair. 1 mm hujan artinya adalah ketinggian air hujan dalam radius 1 m2 adalah setinggi 1 mm, apabila air hujan tersebut tidak mengalir, meresap atau menguap. Pengukuran curah hujan harian sedapat mungkin dibaca/dilaporkan dalam skala ukur 0.2 mm (apabila memungkinkan menggunakan resolusi 0.1 mm). Prinsip kerja alat pengukur curah hujan antara lain : pengukur curah hujan biasa (observariaum) curah hujan yang jatuh diukur tiap hari dalam kurun waktu 24 jam yang dilaksanakan setiap pukul 00.00 GMT, pengukur curah hujan otomatis melakukan pengukuran curah hujan selama 24 jam dengan merekam jejak hujan menggunakan pias yang terpasang dalam jam alat otomatis tersebutdan dilakukan penggantian pias setiap harinya pada pukul 00.00 GMT, sedangkan pengukuran curah hujan digital dimana curah hujan langsung terkirim kemonitor komputer berupa data sinyal yang telah diubah kedalam bentuk satuan curah hujan.

Gambar 2.2 Alat Pengukur Curah Hujan

G. Faktor yang mempengaruhi curah hujanSebagai salah satu kawasan tropis yang unik dinamika atmosfernya dimana banyak dipengaruhi oleh kehadiran angin pasat, angin monsunal, iklim maritim dan pengaruh berbagai kondisi lokal, maka cuaca dan iklim di Indonesia diduga memiliki karakteristik khusus yang hingga kini mekanisme proses pembentukannya belum diketahui banyak orang. Secara umum curah hujan di wilayah Indonesia didominasi oleh adanya pengaruh beberapa fenomena, antara lain sistem Monsun Asia-Australia, El-Nino, sirkulasi Timur-Barat (Walker Circulation) dan sirkulasi Utara-Selatan (Hadley Circulation) serta beberapa sirkulasi karena pengaruh local (McBride, 2002 dalam Hermawan, E.2007). Variabilitas curah hujan di Indonesia sangatlah kompleks dan merupakan suatu bagian chaotic dari variabilitas monsun (Ferranti 1997 dalam Aldrian 2003). Monsun dan pergerakan ITCZ (Intertropical Convergence Zone) berkaitan dengan variasi curah hujan tahunan dan semi tahunan di Indonesia (Aldrian, 2003), sedangkan fenomena El-Nino dan Dipole Mode berkaitan dengan variasi curah hujan antar-tahunan di Indonesia. Indonesia dikenal sebagai satu kawasan benua maritim karena sebagian besar wilayahnya didominasi oleh lautan dan diapit oleh dua Samudera yaitu Samudera Hindia dan Samudera Pasifik. Oleh karena itu elemen (unsur) iklimnya terutama curah hujan memungkinkan dipengaruhi oleh keadaan suhu permukaan laut (SPL) di sekitarnya. Salah satu fenomena yang dicirikan oleh adanya suatu perubahan SPL yang kemudian mempengaruhi curah hujan di Indonesia adalah fenomena yang terjadi di Samudera Hindia yang dikenal dengan istilah Dipole Mode (DM) yang tidak lain merupakan fenomena couple antara atmosfer dan laut yang ditandai dengan perbedaan anomali dua kutub Suhu Permukaan Laut ( SPL) di Samudera Hindia tropis bagian timur (perairan Indonesia di sekitar Sumatera dan Jawa) dan Samudera Hindia tropis bagian tengah sampai barat (perairan pantai timur Benua Afrika). Pada saat anomali SPL di Samudera Hindia tropis bagian barat lebih besar daripada di bagian timurnya, maka terjadi peningkatan curah hujan dari normalnya di pantai timur Afrika dan Samudera Hindia bagian barat. Sedangkan di Indonesia mengalami penurunan curah hujan dari normalnya yang menyebabkan kekeringan, kejadian ini biasa dikenal dengan istilah Dipole Mode Positif (DM +). Fenomena yang berlawanan dengan kondisi ini dikenal sebagai DM (-) (Ashok et al., 2001 Hermawan, E.2007). Hasil kajian yang dilakukan Saji. et al (2001 Hermawan, E.2007) menunjukkan adanya hubungan antara fenomena DM dengan curah hujan yang terjadi di atas Sumatera bagian Selatan sebesar -0,81. Selain itu, Banu (2003 Hermawan, E.2007) juga telah mengkaji adanya pengaruh DM terhadap curah hujan di BMI (Benua Maritim Indonesia) dan Gusmira (2005 Hermawan, E.2007) yang mengkaji dampak DM terhadap angin zonal dan curah hujan di Sumatera Barat. Seperti halnya di Sumatera Barat, analisis keterkaitan kejadian DM terhadap perilaku curah hujan yang tersebar di beberapa stasiun penakar curah hujan yang ada di Sumatera Barat dan Sumatera Selatan. Dengan menggunakan lebih banyak data stasiun untuk kedua kawasan tersebut, diharapkan dapat dianalisis keadaan curah hujan di kawasan tersebut yang mewakili curah hujan sebenarnya terutama yang terjadi pada saat kejadian DM.Untuk memprediksi kecenderungan yang akan terjadi pada periode mendatang adalah melihat tiga kemungkinan kejadian yaitu kondisi normal, ada El Nino atau kah muncul La Nina. Ada dua cara yang dapat dilakukan, pertama melihat prediksi anomali suhu muka laut (Sea Surface Temperatur Anomaly (SSTA)) Osilasi Selatan pada dasarnya adalah peristiwa atmosfer berskala besar yang didefenisikan sebagai fluktuasi tekanan udara di atas Samudera Pasifik dan Samudera Hindia. Bila tekanan udara di Samudera Pasifik tinggi maka tekanan udara di daerah Samudera Hindia dari Afrika sampai Australia akan rendah dan begitu pula sebaliknya. Keadaan ini berhubungan dengan suhu yang rendah di kedua daerah tersebut. Gejala ini diamati oleh Walker (1904) melalui pengamatan terhadap perilaku parameter atmosfer dan menemukan suatu gelombang tekanan berperiode panjang diantara India dan Australia dengan kawasan Amerika Selatan. Karena mempunyai gerak yang berosilasi maka Walker (1904) menyebutnya dengan Osilasi Selatan. Peristiwa Osilasi Selatan ini terjadi karena adanya pertukaran massa udara antara belahan bumi utara dan selatan di daerah tropik dan subtropik.H.PERHITUNGAN CURAH HUJAN WILAYAHData curah hujan dan debit merupakan data yang sangat penting dalam perencanaan waduk. Analisis data hujan dimaksudkan untuk mendapatkan besaran curah hujan. Perlunya menghitung curah hujan wilayah adalah untuk penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air dan rancangan pengendalian banjir (Sosrodarsono & Takeda, 1977). Metode yang digunakan dalam perhitungan curah hujan rata-rata wilayah daerah aliran sungai (DAS) ada tiga metode, yaitu metode rata-rata aritmatik (aljabar), metode poligon Thiessen dan metode Isohyet (Loebis, 1987).

1. Metode rata-rata aritmatik (aljabar)Metode ini paling sederhana, pengukuran yang dilakukan di beberapa stasiun dalam waktu yang bersamaan dijumlahkan dan kemudian dibagi jumlah stasiun. Stasiun hujan yang digunakan dalam hitungan adalah yang berada dalam DAS, tetapi stasiun di luar DAS tangkapan yang masih berdekatan juga bisa diperhitungkan.Metode rata-rata aljabar memberikan hasil yang baik apabila : Stasiun hujan tersebar secara merata di DAS. Distribusi hujan relatif merata pada seluruh DAS.(Triatmodjo, 2008).

2. Metode ThiessenMetode ini memperhitungkan bobot dari masing-masing stasiun yang mewakili luasan di sekitarnya. Pada suatu luasan di dalam DAS dianggap bahwa hujan adalah sama dengan yang terjadi pada stasiun yang terdekat, sehingga hujan yang tercatat pada suatu stasiun mewakili luasan tersebut. Metode ini digunakan apabila penyebaran stasiun hujan di daerah yang ditinjau tidak merata, pada metode ini stasium hujan minimal yang digunakan untuk perhitungan adalah tiga stasiun hujan. Hitungan curah hujan rata-rata dilakukan dengan memperhitungkan daerah pengaruh dari tiap stasiun. Metode poligon Thiessen banyak digunakan untuk menghitung hujan rata-rata kawasan. Poligon Thiessen adalah tetap untuk suatu jaringan stasiun hujan tertentu. Apabila terdapat perubahan jaringan stasiun hujan seperti pemindahan ataupenambahan stasiun, maka harus dibuat lagi poligon yang baru. (Triatmodjo, 2008).

3. Metode IsohyetIsohyet adalah garis yang menghubungkan titik-titik dengan kedalaman hujan yang sama. Pada metode Isohyet, dianggap bahwa hujan pada suatu daerah di antara dua garis Isohyet adalah merata dan sama dengan nilai rata-rata dari kedua garis Isohyet tersebut. Metode Isohyet merupakan cara paling teliti untuk menghitung kedalaman hujanrata-rata di suatu daerah, pada metode ini stasiun hujan harus banyak dan tersebar merata, metode Isohyet membutuhkan pekerjaan dan perhatian yang lebih banyakdibanding dua metode lainnya.(Triatmodjo, 2008).Dalam perhitungan tugas akhir ini stasiun hujan di daerah yang ditinjau tidak merata dan jumlah stasiun hujan yang dipakai sebanyak tiga buah stasiun hujan, sehingga metode yang digunakan adalah metode Thiessen.

4. Polygon ThiessenCara ini diperoleh dengan membuat poligon yang memotong tegak lurus pada tengah-tengah garis penghubung dua stasion hujan. Dengan demikian tiap stasiun penakar Rn akan terletak pada suatu wilayah poligon tertutup An. Dengan menghitung perbandingan luas poligon untuk setiap stasiun yang besarnya = An/A dimana A = luas basin atau daerah penampungan dan apabila besaran ini diperbanyak dengan harga curah hujan Rnt maka di dapat Rnt x (An + A) ini menyatakan curah hujan berimbang.

Curah hujan rata-rata diperoleh dengan cara menjumlahkan curah hujan berimbang ini untuk semua luas yang terletak didalam batas daerah penampungan.

Gambar 2.3. Poligon Thiessen (Suripin, 2004).