SIKLUS HIDROLOGI

Gambar: siklus hidrologi

Bagan: Alur hidrologi

TERKUMPUL PADACEKUNGAN (AIRTANAH, SUNGAI,

LAUT)

INFILTRASI

PRESIPITASI

KONDENSASI

EVAPORASI/EVAPOTRANSPIRAS

Siklus hidrologi adalah konsep dasar tentang keseimbangan air secara

global dan juga menunjukkan semua hal yang berhubungan dengan air. Siklus

hidrologi merupakan sirkulasi yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi

dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi.

Sehingga ini lebih dikenal dengan siklus hidrologi yang tertutup (closed system

diagram of the global hydrological cycle).

Proses siklus hidrologi berlangsung terus-menerus yang membuat air

menjadi sumber daya alam yang terbaharui. Jumlah air di bumi sangat banyak

baik dalam bentuk cairan, gas /uap, maupun padat /es. Proses siklus hidrologi

melalui lima cara yang berbeda yaitu :

a. Evaporasi/Transpirasi

Air yang ada di sungai, di daratan, di tanaman dan terutama di laut kemudian

akan menguap ke angkasa (atmosfer). Vegetasi mengalami fotosintesis pada saat

siang hari dan mengalami transpirasi. Peristiwa berkumpulnya uap air di udara

hasil evaporasi dan transpirasi disebut evapotranspirasi. Evapotranspirasi

dikontrol oleh kondisi atmosfer di muka bumi. Evaporasi membutuhkan

perbedaan tekanan di udara. Potensi evapotranspirasi adalah kemampuan atmosfer

memindahkan air dari permukaan ke udara, dengan asumsi tidak ada batasan

kapasitas.

b. Kondensasi

Proses kondensasi (pengembunan) yaitu ketika uap air mengembang biasanya

bergabung dengan partikel-partikel debu kecil di udara. Partikel-partikel ini akan

berkumpul dan membentuk 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.

c. Presipitasi

Pada saat air hujan jatuh ke bumi,sebagian air jatuh langsung ke permukaan

bumi dan ada juga yang terhambat oleh vegetasi (Intersepsi). Intersepsi memiliki

3 macam, yaitu :

Interception loss adalah air yang jatuh ke vegetasi tetapi belum sampai

mencapai tanah sudah menguap.

Through fall adalah air hujan yang tidak langsung jatuh ke bumi, tetapi

terhambat oleh dedaunan terlebih dahulu.

Stem flow adalah air hujan yang jatuh ke vegetasi dan mengalir melalui

batang vegetasi tersebut.

d. 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 hujan yang terhambat vegetasi sebagian ada yang menguap lagi atau

mengalami evaporasi ada juga yang kemudian jatuh ke permukaan tanah (through

fall). Air hasil through fall ini sebagian berinfiltrasi (menembus permukaan

tanah), sebagian lagi menjadi aliran air di atas permukaan (over land flow)

kemudian terkumpul pada saluran. Aliran air ini disebut surface run off.

Didalam tanah, ada zona aerasi yaitu zona transisi dimana air didistribusikan

ke bawah (infiltrasi) atau ke atas (air kapiler). Semakin besar infiltrasi, tanah akan

semakin lembab dan setiap tanah memiliki perbedaan kapasitas penyimpanan dan

pori-pori tanah yang berbeda-beda. Air yang jatuh di permukaan sebagian ada

yang mengalami infiltrasi atau diserap oleh tanah.

Kapasitas infiltrasi tergantung dari :

tekstur tanah

vegetasi

kemiringan lereng

Hasil infiltrasi sebagian besar menjadi aliran air bawah permukaan

(interflow/sub surface flow/through flow). Dan sebagian lagi akan mebasahi tanah.

Air yang menjadi bagian dari tanah dan berada dalam pori-pori tanah disebut

water soil.

e. Depression storage

Apabila kapasitas kebasahan tanah/soil moisture ini terlampaui, maka

kelebihan airnya akan berperkolasi (mengalir vertikal) mencapai air tanah. Aliran

air tanah (ground water flow) akan menjadi sesuai dengan hukum-hukum fisika.

Air yang mengalir itu pada suatu situasi dan kondisi tertentu akan mencapai

danau, sungai, laut menjadi depression storage (simpanan air yang disebabkan

oleh kubangan/ cekungan), saluran dan sebagainya, mencari tempat lebih rendah.

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.

Macam-macam dan tahapan siklus hidrologi :

A. Siklus / tahapan Pendek

1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

2. Terjadi kondensasi dan pembentukan awan

3. Turun hujan di permukaan laut

B. Siklus / tahapan Sedang

1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

2. Terjadi kondensasi

3. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat

4. Turun hujan di permukaan daratan

5. Air mengalir di sungai menuju laut kembali

C. Siklus / tahapan panjang

1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

2. Terjadi kondensasi

3. Pembentukan awan yang mengandung kristal es

4. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat

5. Turun salju

6. Pembentukan gletser

7. Gletser mencair membentuk aliran sungai

8. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut

JENIS-JENIS LAPISAN AKIFER

Berdasarkan pada kondisi fisik batuan dalam kaitannya dalam kemampuan

batuan untuk menyimpan airtanah, maka terdapat beberapa istilah sebagai berikut

(Fetter, 1994) :

1. Akuifer (aquifer), yaitu suatu tubuh batuan, tanah atau regolith yang berfungsi

sebagai reservoar dan mempunyai harga porositas serta permeabilitas yang

baik sehingga mampu menyimpan dan meluluskan airtanah dalam jumlah

cukup besar dan cukup suplesi. Contoh : batupasir dan batugamping.

2. Akitar (aquitar), yaitu batuan atau regolith dengan harga permeabilitas kecil

tetapi masih mengandung airtanah dalam jumlah yang cukup dan dapat

berperan sebagai media trasmisi air yang berasal dari satu akuifer ke akuifer

lainnya. Contoh : batulanau, batulempung pasiran.

3. Akiklud (aquiclude), yaitu batuan atau regolith yang termasuk katagori kedap

air (impermeabel), tetapi masih mampu menyimpan air dalam jumlah yang

tidak banyak dan tidak mampu untuk meluluskannya. Contoh : batulempung.

4. Akifug (aquifug), yaitu batuan atau regolith yang sama sekali kedap air serta

tidak dapat mengandung air dan mempunyai harga permeabilitas nol.

Contoh : granit yang kompak keras.

Berdasarkan posisi stratigrafinya, variasi posisi dari akuifer, akitar, akifug dan

akiklud ditunjang pula dengan sifat-sifat fisik lainnya maka dapat ditentukan

berbagai jenis akuifer (Kruseman, 1994), yaitu :

a. Akuifer Bebas ( Unconfined aquifer )

Akuifer ini hanya sebagian yang terisi air dan terletak pada suatu dasar yang

kedap. Pada akuifer demikian, permukaan air didalam sumur merupakan

permukaan bebas atau permukaan phreatic. Untuk mudahnya, dianggap tubuh

batuan ini tidak mempunyai rumbai-rumbai kapiler (Capillary fringe), dimana

sebenarnya tebal tubuh air tanah bervaria si dari satu titik ketitik lainnya.

b. Akuifer tertekan (Confined Aquifer)

Akuifer tertekan sepenuhnya jenuh dengan air, bagian atas dan bawahnya

dibatasi oleh lapisan yang kedap air (Praktis mempunyai harga k = 0).

Permukaan air (Pizometrik) terletak di atas lapisan kedap air bagian atas. Di

dalam akuifer ini disebut air artesis (artesian water).

c. Akuifer Semi tertekan (semi confined aquifer)

Akuifer ini biasa disebut akuifer setengah tertekan yaitu akuifer yang

sepenuhnya jenuh air yang pada bagian atasnya dibatasi oleh lapisan setengah

kedap air (semi permiabel) dan terletak pada dasar yang kedap air. Untuk

lapisan setengah kedap air biasanya berupa lapisan batuan yang mempunyai

harga kelulusan lebih rendah daripada akuifer.

d. Akuifer Setengah Bebas (Semi Unconfined aquifer)

Akuifer jenis ini mempunyai lapisan penutup dengan nilai kelulusan

sedemikian besar akan tetapi masih lebih kecil dari kelulusan akuifer di

bawahnya.

Gambar 3.4 Berbagai jenis akuifer (Kruseman,1994)

Faktor-faktor yang memengaruhi Run off

Menurut Arsyad (1982 dalam Haridjaja dkk.1991) proses terjadinya aliran

permukaan adalah curah hujan yang jatuh di atas permukaan tanah pada suatu

wilayah pertama-tama akan masuk kedalam tanah sebagai air infiltrasi setelah

ditahan oleh tajuk pohon sebagai air intersepsi. Infiltrasi akan berlangsung terus

selama air masih berada di bawah kapasitas lapang. Apabila hujan terus

berlangsung, dan kapasitas lapang telah terpenuhi, maka kelebihan air hujan

tersebut akan tetap terinfiltrasi yang selanjutnya akan menjadi air perkolasi dan

sebagian digunakan untuk mengisi cekungan atau depresi permukaan tanah

sebagai simpanan permukaan (depression storage), selanjutnya setelah simpanan

depresi terpenuhi, kelebihan air tersebut akan menjadi genangan air yang disebut

tambatan permukaan (detention storage). Sebelum menjadi aliran permukaan

(over land flow), kelebihan air hujan diatas sebagian menguap atau terevaporasi

walaupun jumlahnya sangat sedikit.

Setelah proses hidrologi diatas tercapai dan air hujan masih berlebih, baik

hujan masih berlangsung atau tidak, maka aliran permukaan akan terjadi.

Selanjutnya aliran permukaan ini akan menuju saluran-saluran dan akhirnya

menuju sungai sebelum mencapai danau atau laut. Hasil aliran permukaan suatu

DAS biasanya disajikan dalam bentuk grafik yang menggambarkan fenomena

aliran tinggi muka air, debit, kecepatan dan waktunya yang disebut hidrograf.

(Soemarto, 1987).

Aliran permukaan sangat dipengaruhi oleh faktor iklim dan faktor DAS.

Curah hujan adalah faktor yang sangat mempengaruhi nilai direct run off karena

semakin besar curah hujan, maka nilai run off juga semakin besar karena kapasitas

infiltrasi terbatas atau mencapai jenuh.

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad, S. 1982. Pengawetan Tanah dan Air. Jurusan Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor

Anonim. http://mayong.staff.ugm.ac.id/site/?page_id=106 diakses tanggal 14 September 2012

Anonim. http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycle.html diakses tanggal 14 September 2012

Shaw, M. Elizabeth. 1994. Hydrology In Practice, Third Edition. Chapman and Hall

Rahayu S, Widodo RH, van Noordwijk M, Suryadi I dan Verbist B. 2009. Monitoring air di daerah aliran sungai. Bogor: Indonesia.