Perkiraan Jumlah Air di Bumi
Lokasi | Volume (ribuan km3) | Persen (%) |
Danau air tawar | 125 | 0,009 |
Sungai | 1,25 | 0,0001 |
Lengas tanah | 65 | 0,005 |
Airtanah | 8250 | 0,61 |
Danau air asin dan inland sea | 105 | 0,008 |
Atmosfer | 13 | 0,001 |
Kutub, salju | 29200 | 2,1 |
Laut & lautan | 1320000 | 97,25 |
Jumlah | 1360000 | 100 |
SIKLUS HIDROLOGI
· Air yang terdapat di bumi mengikuti siklus (daur) hidrologi
· Air menguap dari laut-> membentuk awan-> hujan> jatuh di atas tanah-> aliran permukaan-> sungai-> laut dst.
· Yang jatuh di atas tanah sebagian meresap ke dalam tanah (infiltrasi, perkolasi)-> membentuk airtanah -> mata air-> sungai ->laut, dst.
· Dalam siklus hidrologi, ada sebagian air yang dpt dimanfaatkan, ada sebagian yang tidak dpt dimanfaatkan.
· Pada siklus hidrologi terdapat di dalamnya proses hidrologi
SIKLUS HIDROLOGI
· Hydrological Cycle
· Hydrological cycle and
hydrological process
hydrological process
Proses-Proses Hidrologi
· Evaporasi dan Evapotranspirasi
· Presipitasi, intersepsi
· Infiltrasi dan Perkolasi
· Runoff
· Groundwater Storage
· Groundwaterflow
Evaporasi dan Evapotranspirasi
· Evaporasi : penguapan dari permukaan air bebas
· Transpirasi: penguapan melalui vegetasi (tumbuhan)
· Evapotraspirasi (evaporasi + Transpirasi)
· Dipengaruhi terutama oleh: temperatur udara, kelembapan udara, arah dan kecepatan angin
Hujan (Presipitasi)
· Hujan merupakan salah satu unsur iklim
· Hujan merupakan salah satu input dalam sistem hidrologi
· Hujan berpengaruh terhadap aktivitas manusia
· Aktivitas manusia dapat juga berpengaruh terhadap hujan
PRESIPITASI Ã Adalah istilah umum untuk semua bentuk hasil kondensasi uap air yang terkandung di atmosfer
Faktor utama terjadinya presipitasi
1) Massa uap air
2) Inti-inti kondensasi (seperti partikel-partikel debu, kristal, garam dan lain-lain)
3) Pendinginan udara karena pengangkatan udara (pengangkatan udara dapat terjadi secara siklonik, orografik, dan konvektif)
SYARAT TERJADINYA HUJAN
· Diperlukan persediaan uap air yg cukup di udara
· Udara tsb harus mengalami pendinginan di bawah titik embun
· Uap air harus menyatu membentuk titik-titik embun atau butir-butir es
· Partikel-partikel (butir-butir) air atau es harus mencapai ukuran tertentu supaya dapat jatuh sebagai hujan
Tipe Presipitasi (Berdasarkan Genesisnya)
• Presipitasi siklonik (cyclonic precipitation)
• Presipitasi konvektiv (convective precipitation)
• Presipitasi orografik (orographic precipitation)
Presipitasi siklonik (cyclonic precipitation)
à Terjadi karena naiknya udara dan dipusatkan ke arah tekanan rendah. Berdasarkan cara pendinginannya dibedakan menjadi non-frontal cyclonic dan frontal cyclonic
Presipitasi konvektiv (convective precipitation):
à Terjadi karena udara panas naik ke lapisan udara yang lebih tinggi dan dingin
Presipitasi orografik (orographic precipitation)
à Terjadi akibat naiknya udara yang disebabkan oleh rintangan pegunungan
Presipitasi menurut bentuknya:
· Drizzle : presipitasi yang terdiri dari butir-butir air yang berdiameter kurang dari 0,02 milimeter dan intensitasnya kurang dari 0,4 mm per jam.
· Rain (hujan): bentuk presipitasi dengan ukuran butir air lebih dari 0,02 mm.
· Glaze : presipitasi yang berupa es yang terbentuk dari hujan atau drizzle yang membeku akibat kontak dengan obyek dingin.
· Sleet : terbentuk apabila butir-butir hujan sewaktu jatuh mengalami pembekuan akibat udara yang dingin (32°F)
· Snow : presipitasi dalam bentuk kristal es
· Hail : presipitasi dalam bentuk bola-bola es, diamter lebih dari 0,2 inci.
Variasi Presipitasi
à Dipengaruhi oleh: Letak garis lintang, Ketinggian tempat, Jarak sumber uap air, Posisi daerah terhadap kontinen, Arah angin, Posisi daerah terhadap pegunungan, Suhu relatif daratan dan lautan.
Karakteristik presipitasi yang dipelajari oleh ahli hidrologi
• Intensitas : jumlah presipitasi per satuan waktu (satuannya: mm/jam, mm/menit, dll)
• Jumlah hujan : jumlah presipitasi selama presipitasi berlangsung (satuan :mm,cm,inchi)
• Durasi (duration) : periode waktu selama presipitasi berlangsung (satuan : menit, jam)
• Frekuensi (frequency)
• Peluang (probability) dan kala ulang (return periode)
• Penyebaran menurut ruang : distribusi hujan yang jatuh di suatu daerah
Pengukuran Presipitasi
à Tujuan pengukuran adalah untuk mengetahui jumlah, intensitas, durasi dan daerah penyebarannya. Dalam kulian ini yang akan dibahas adalah presipitasi dalam bentuk hujan (rain).
n Alat pengukur hujan disebut penakar hujan (rain gauge), yang terdiri dari :
n Penakar hujan biasa (manual) disebut non recording rain gauge
n Penakar hujan otomatis disebut recording rain-gauge, jenis ini ada dua macam yaitu : siphon type dan tipping bucket type
Penakar hujan biasa (Non recording rain gauge) (Chorley, 1969)
Penakar hujan otomatis (recording rain-gauge) (Seyhan, 1977)
INGAT !!!
à Pengukuran hujan dengan penakar hujan di suatu tempat hanya menggambarkan hujan di tempat itu. Untuk mengetahui keadaan hujan di daerah yang lebih luas diperlukan banyak stasiun penakar hujan
Curah Hujan Rata-Rata Daerah
à Data curah hujan untuk perhitungan hujan rata-rata area diperoleh dari stasiun penakar hujan yang terdapat di daerah penelitian. Selanjutnya, curah hujan rata-rata daerah dapat dihitung dengan cara :
• Arithmatic
• Thiessen Polygon
• Isohyet
Cara arithmatic
P = P1 + P2 + … + Pn
n
• P = curah hujan rata-rata daerah
• P1 = curah hujan stasiun 1
• Pn = curah hujan stasiun ke-n
• n = jumlah stasiun curah hujan yang ada di daerah penelitian
Cara arithmatic merupakan cara yang sederhana, cara ini :
• cocok untuk daerah dengan topgrafi datar
• cocok untuk DAS yang memiliki stasiun dengan jumlah banyak dan curah hujannya terbesar seragam (uniform)
Cara Poligon Thiessen
• memerlukan stasiun hujan yang ada di dalam dan di luar DAS yang dekat
• cara ini tidak memperhatikan topografi (tidak memperhatikan pengaruh ketinggian daerah)
• daerah di dalam poligon, curah hujannya dianggap sama dengan curah hujan yang tercatat pada stasiun dalam poligon
Cara Poligon Thiessen
Cara Poligon Thiessen
P = S Ai Pi
S Ai
Keterangan
P = curah hujan rata-rata yang jatuh di dalam
daerah DAS
Pi = curah hujan pada stasiun ke – i
Ai = luas poligon stasiun ke – i
SAi = luas DAS
Cara Poligon Thiessen
Untuk memudahkan perhitungan dibuat tabel sebagai berikut
Cara Isohyet
• Hujan rata-rata DAS dihitung dengan :
• S(Pi-1 + P1) A1/2
• P = ---------------------
• S Ai
• P = hujan rata-rata DAS
• Ai = isohyet ke i
• A1/2 = luas daerah antara dua isohyet ke 1 dan ke 2 dalam batas DAS
Cara Isohyet
Contoh Peta Isohyet (isohyet DIY bulan Februari)
Surface Runoff (Aliran Permukaan)
· Hujan sebagai input diubah menjadi output yang berupa aliran dengan berbagai proses yang terjadi di dalam DAS
· INPUT --> PROSES Ã OUTPUT
· Runoff (limpasan) terjadi bila hujan yang jatuh di permukaan tanah telah melampaui kapasitas infiltrasi tanah; bila hujan telah mampu memenuhi defisit kelembaban tanah.
· Runoff diekspresikan dalam bentuk hidrograf (hydrograph)
PROSES TERJADINYA RUNOFF
· Hujan yang jatuh di permukaan tanah sebagian hilang sebagai evapotranspirasi, infiltrasi kedalam tanah, sisanya berupa hujan efektif atau hujan lebih (rainfall excess).
· Hujan efektif akan mengalir di permukaan tanah sebagai overlandflow.
· Overlandflow mengalir menuju saluran dan sungai membentuk aliran sungai.
Evapotranspirasi dan Infiltrasi
— Evapotranspirasi: proses perubahan zat cair menjadi uap baik melalui permukaan air, permukaan tanah maupun melalui stomata daun.
— (Evapotranspirasi merupakan proses gabungan evaporasi dan transpirasi)
Infiltrasi dan perkolasi:
— Infiltrasi adalah proses masuknya air kedalam tanah melalui permukaan tanah.
— Pengertian perkolasi sendiri merupakan proses aliran air secara vertical didalam tanah karena gaya gravitasi.
Runoff (limpasan):
— Runoff (limpasan) terjadi bila hujan yang jatuh di permukaan tanah telah melampaui kapasitas infiltrasi tanah; bila hujan telah mampu memenuhi defisit kelembaban tanah.
— Runoff diekspresikan dalam bentuk hidrograf (hydrograph)
SURFACE WATER PATH
Discharge hydrograph:
Hydrograph
Perubahan terhadap evapotranspirasi, runoff dan infiltrasi