Nama : Mhargareta Putri NIM : 03011381823127 Kelas : Teknik sipil A 2018 RANGKUMAN MATERI HIDROLOGI TEKNIK A. Pendahuluan Hidrologi adalah suatu ilmu yang menjelaskan tentang kehadiran dan gerakan air di alam kita ini. Ini meliputi berbagai bentuk air,yang menyangkut perubahanperubahannya antara keadaan cair, padat dann gas dalam atmosfir,di atas dan di bawah permukaan tanah .Didalamnya tercakup pula air laut yang mengaktipkan penghidupan di bumi ini . Hidrologi juga bisa diartikan ilmu pengetahuan yang mempelajari masalah ketersediaan, keberadaan serta pergerakan air di alam ini baik di udara,darat,laut ,maupun air dalam tanah.Air yang dimaksud meliputi berbagai bentuk air yang menyangkut perubahan-perubahan antara keadaan cair,padat,dan gas dalam atmosfir ,diatas maupun dibawah permukaan tanah.Selain itu juga termasuk air laut yang merupakan sumber serta penyimpanan air yang terpenting bagi kehidupan di bumi ini. Umumnya seorang rekayasawan di bidang hidrologi berhubungan dengan penciptaan dan penyelenggaraan bangunan teknik untuk mengendalikan penggunaan air dan khususnya menyangkut pengaturan sungai besar dan kecil dan pembentukan waduk dan saluran pengairan. Oleh karena itu mereka harus mengetahui tentang penggunaan ilmu hidrologi dalam artian yang luas,karena bagian bagiannya banyak yang berasal dari matematika, alam, statistik, meteorologi, oceanografi, geografi, geologi, geomorfologi, hidrolika dan ilmu pengetahuan lainnya yang berhubugan dengan itu. B. Pembahasan 1. Siklus Hidrologi Besarnya jumlah air yang ada di muka planet bumi ini (diatmosfir,di atas permukaan tanah dan dibawah permukaan tanah) adalah sebanyak 1.400 x 106 km3 atau kurang lebihs sejumlah 1,3-1,4 milyard km3 air yang diantaranya 97,5 % air laut, 1,75 % berbentuk es dan 0,73% berada didaratan sebagai air sungai,air danau,air tanah dan sebagainya. Hanya 0,001 % berbentuk uap di udara.Air di bumi ini selalu bergerak dari satu tempat ketempat lain dan dari bentuk satu ke bentuk lain.Peredaran air di bumi disebut siklus atau daur hidrologi .Siklus hidrologi merupakan air laut menguap ke atas, kemudian jatuh ke tanah sebgaai hujan atau bentuk presipitasi (preciptation) lainnya,dimana akhirnya mengalir ke laur yang prosesnya berulang terus sepanjang waktu sehingga dikatakan sebagai siklus. Pada dasarnya urutan siklus hidrologi yang terjadi sebenarnya tidak sesederhana itu.Pertama,daur itu mungkin pada berbagai tahapan membuat jalan pintas,misalnya curahan dapat terjadi langsung di lautan,danau atau jalan air. Kedua,tidak ada keseragaman waktu yang terpakai oleh daur itu.Pada waktu ada kekeringan mungkin daur itu ternyata terhenti sama sekali,dan selama banjir tampak berlangsung terus. Ketiga,kehebatan dan kekerapan daur itu bergantung pada geografi dan iklim, karena yang menyebabkannya bekerja adalah penyinaran matahari yang berbeda beda,bergantung pada garis lintang dan musim sepanjang tahun. Keempat,berbagai bagian daur dapat menjadi sangat kompleks,sehingga kita hanya dapat mengamati bagian akhirnya saja dari suatu hujan yang jatuh diatas permukaan tanah dan kemudian mencari jalannya untuk kembali ke laut. Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa air laut menguap karena adanya panas dari sinar matahari (radiation), yang dapat membentuk awan (karena air menjadi uap),karena tertiup angin,maka bergerak di atas daratann.Sampai pada daratan tinggi yang dingin,uap air tersebut akan menjadi air,yang berwujud sebagai hujan atau salju dimana jatuh ke permukaan tanah (precipitation). Dengan turunnya hujan dan salju, maka akan terjadi limpasan permukaan (surface run off) yang mengalir di atas permukaan tanah ,kemudian masuk ke dalam sungai atau langsung ke laut. Beberapa diantaranya (selain mengalir diatas tanah).Juga masuk ke dalam tanag (percolation).Sampai ke daerah jenuh air (saturated zone) yang terletak dibawah permukaan air tanah (phreatic).Air dalam tanah didaerah jenuh air,perlahan Berdasarkan penjelasan diatas berkembanglah ilmu hidrologi yang mempelajari tentang : 1. 2. 3. 4. Presipitasi (Precipitation) Evaporasi dan Transpirasi (Evaporation) Aliran Permukaan (Surface stream flow) dan Air Tanah (ground water) 2. Air Tanah Curah hujan yang masuk kedalam tanah dan meresap ke lapisan yang dibawahnya disebut air tanah.Banyaknya air yang dapat tertampung di bawah permukaan bergantung pada kesarangan lapisan dibawah tanah.Lapisan pembawa air,disebut akuifer atau penghantar ,dapat terdiri dari bahan lepas seperti pasir dan kerikil atau bahan yang mengeras seperti batu pasir dan batu gamping. Air tanah adalah air yang bergerak dalam tanah yang terdapat di dalam ruangruang antara butirbutir tanah yang membentuk itu dan didalam retak-retak dari batuan.Yang terdahulu disebuat air lapisan dan yang terakhir disebut air celah (fissure water).Mengingat sistem pergerakan air celah tidak diketahui,maka disini terutama akan membicarakan mengenai air lapisan. Air tanah juga bisa dimaksud dengan semua air yang terdapat dalam ruang batuan dasar atau regolith. Jumlahnya kurang dari 1% dari air di bumi, tetapi 40 kali lebih besar dibandingkan dengan air bersih di permukaan(sungai dan danau). Kebanyakan airtanah berasal dari hujan (disebut juga air meteoric atau vadose). Air hujan yang merembes ke dalam tanah menjadi bagian dari airtanah, perlahan-lahan mengalir ke laut, atau mengalir langsung dalam tanah atau dipermukaan dan bergabung dengan aliran sungai. Banyaknya air yang merembes ketanah bergantung pada selain ruang dan waktu, juga dipengaruhi kecuraman lereng, kondisi material permukaan tanah dan jenis serta banyaknya vegetasi dan tentunya curah hujan. Meskipun curah hujan besar tetapi lerengnya curam, ditutupi material impermiabel, persentasi air mengalir dipermukaan (run off) lebih banyak dari pada merembes ke bawah. Sedangkan pada curah hujan sedang, pada lereng landai dan permukaan permeabel, persentasi air yang merembes lebih banyak. Sebagian air yang merembes tidak bergerak jauh karena tertahan oleh daya tarik molekuler sebagai lapisan pada butiran-butiran tanah. Sebagian lagi menguap ke atmosfir dan sisanya merupakan cadangan bagi tumbuhan selama belum ada hujan. Air yang tidak tertahan dekat permukaan menerobos ke bawah sampai zona dimana seluruh ruang terbuka pada sedimen atau batuan terisi air (jenuh air). Air dalam zona saturasi (zone of saturation) ini dinamakan airtanah(ground water). Batas atas zona ini disebut muka airtanah(water table). Lapisan tanah sedimen atau batuan diatasnya yang tidak jenuh air disebut zona aerasi(zone of aeration), Muka airtanah umumnya tidak horisontal seperti permukaan laut atau danau, tetapi lebih kurang mengikuti permukaan topografi diatasnya. Di bawah bukit lebih tinggi dan menurun ke arah lembah. Perbedaan elevasi antara bagian-bagian muka airtanah disebut hydraulic head. Di daerah rawa-rawa, muka airtanah sama dengan permukaan, sedangkan aliran sungai dan danau permukaannya lebih rendah. Muka airtanah yang tidak mengikuti hukum fisika ini disebabkan oleh aliran airtanah sangat lambat(percolation) Gambar 4, seperti spons yang jenuh air ditekan perlahan-lahan. Apabila tidak ada hujan muka air dibawah bukit akan menurun perlahan-lahan sampai sejajar dengan lembah. Namun hal ini tidak pernah terjadi, karena hujan akan mengisi(recharge) lagi. Daerah dimana air hujan merembes ke bawah sampai zona saturasi dinamakan daerah rembesan(Permeability and Seepage). Semua macam tanah terdiri dari butir-butir dengan ruangan-ruangan yang disebut pori (voids) antara butir-butir tersebut. Pori-pori ini saling berhubungan dengan yang lain sehingga air dapat mengalir melalui ruangan pori tersebut. Proses ini disebut rembesan (seepage) dan kemampuan tanah untuk untuk dapat dirembesi air disebut daya rembesan (permeability). Sebenarnya bukan hanya tanah yang mempunyai daya rembesan, banyak bahan bangunan lain seperti beton dan batu juga mengandung pori-pori sehingga dapat dirembesi oleh air (Wesley 1977). Rembesan air dalam tanah hampir selalu berjalan secara “linear”, yaitu jalan atau garis yang ditempuh air merupakan garis dengan bentuk yang teratur (smooth curva). Dalam hal ini kecepatan merembes adalah menurut suatu hukum yang disebut hukum Darcy (Darcy’s law). Prinsip hukum ini adalah jika ada selisih ketinggian air yang disebut “hydraulic head” maka air akan mengalir dari tinggi ke rendah. Perbandingan beda tinggi air dengan jarak rembesan disebut gradien hidraulik (hydraulic gradient). Menurut hukum Darcy kecepatan aliran air dalam tanah sebanding dengan gradien hidrolik. Pergerakan pada aair tanah dapat dijelaskan oleh hukum darcy pada hukum darcy dijelaskan bahwa jika permukaan air tanah bebas itu mempunyai gradien,maka air tanah akan bergerak ke arah itu. Gradien ini disebut gradien hidrolik .Jadi dari peta permukaan air tanah yang memuat kontur permukaan air,dapat dilihat gradien hidrolik arah pergerakan air tanah itu.Arah pergerakan air tanah itu fdiperlihatkan ooleh garis alirannya . Menurut hukum Darcy,kecepatan semu aliran v adalah sebanding dengan gradien hidrolik I. v=k.I Kandungan air tanah suatu aderah dapat dipengaruhi oleh : 1. 2. 3. 4. 5. Iklim/Musim (banyaknya hujan dan evapotranspirasi) Kondisi penutup lahan (Land Cover) Kondisi geomorfologi Kondisi geologi (macam batuan) Aktivitas Manusia 3. Evaporasi Evaporasi merupakan faktor penting dalam studi tentang pengembagan sumber daya air.Evaporasi sangat mempengaruhi debit sungai,besarnya kapasitas waduk,besarnya kapasitas pompa untuk irigasi,penggunaan konsumtif untuk tanaman dan lain- lain. Di daerah beriklim sedaang dan lembab, kehilangan air ewat evaporasi air bebas dapat mencapai 60 cm per tahun dan kira—kira 45 cm per tahun lewat evaporasi permukaan tanah. Di daerah beriklim kering umumnya seperti Irak dan Saudi Arabia angka tersebut dapat menjadi 200 cm dan 10 cm.Perbedaan itu disebabkan oleh karena tidak adanya curah hujan dalam waktu lama. Faktor – faktor utama yang berpengaruh terhadap evaporasi adalah (Ward, 1977) : a. Radiasi matahari b. Temperatur udara dan permukaan c. Kelembaban d. Angin e. Tekanan Barometer Berikut adalah pembahasan dari masing – masing faktor lingkungan yang mempengaruhi evaporasi. a. Radiasi matahari (%) Pada setiap perubahan bentuk zat; dari es menjadi air (pencairan), dari zat cair menjadi gas (penguapan) dan dari es lengsung menjadi uap air (penyubliman) diperlukan panas laten (laten heat). Panas laten untuk penguapan berasal dari radiasi matahari dan tanah. Radiasi matahari merupakan sumber utama panas dan memengaruhi jumlah evaporasi di atas permukaan bumi, yang tergantung letak pada garis lintang dan musim. Radiasi matahari di suatu lokasi bervariasi sepanjang tahun, yang tergantung pada letak lokasi (garis lintang) dan deklinasi matahari. Pada bulan Desember kedudukan matahari berada paling jauh di selatan, sementara pada bulan Juni kedudukan matahari berada palng jauh di utara. daerah yang berada di belahan bumi selatan menerima radiasi maksimum matahari pada bulan Desember, sementara radiasi terkecil pada bulan Juni, begitu pula sebaliknya. Radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi juga dipengaruhi oleh penutupan awan. Penutupan oleh awan dinyatakan dalam persentase dari lama penyinaran matahari nyata terhadap lama penyinaran matahari yang mungkin terjadi. b. Temperatur udara (℃) Temperatur (suhu) udara pada permukaan evaporasi sangat berpengaruh terhadap evaporasi. Semakin tinggi suhu semakin besar kemampuan udara untuk menyerap uap air. Selain itu semakin tinggi suhu, energi kinetik molekul air meningkat sehingga molekul air semakin banyak yang berpindah ke lapis udara di atasnya dalam bentuk uap air. Oleh karena itu di daerah beriklim tropis jumlah evaporasi lebih tinggi, di banding dengan daerah di kutub (daerah beriklim dingin). Untuk variasi harian dan bulanan suhu udara di Indonesia relatif kecil. c. Tekanan udara (mb) Tekanan udara adalah tenaga yang bekerja untuk menggerakkan massa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Diukur dengan menggunakan barometer. Satuan tekanan udara adalah milibar (mb). Tekanan udara akan berbanding terbalik dengan ketinggian suatu tempat sehingga semakin tinggi tempat dari permukaan laut semakin rendah tekanan udarannya. Kondisi ini disebabkansemakin tinggi tempat akan semakin berkurang udara yang menekannya. d. Kelembaban udara (%) Pada saat terjadi penguapan, tekanan udara pada lapisan udara tepat di atas permukaan air lebih rendah di banding tekanan pada permukaan air. Perbedaan tekanan tersebut menyebabkan terjadinya penguapan. Pada waktu penguapan terjadi, uap air bergabung dengan udara di atas permukaan air, sehingga udara mengandung uap air. Udara lembab merupakan campuran dari udara kering dan uap air. Apabila jumlah uap air yang masuk ke udara semakin banyak, tekanan uapnya juga semakin tinggi. Akibatnya perbedaan tekanan uap semakin kecil, yang menyebabkan berkurangnya laju penguapan. Apabila udara di atas permukaan air sudah jenuh uap air tekanan udara telah mencapai tekanan uap jenuh, di mana pada saat itu penguapan terhenti. Kelembaban udara dinyatakan dengan kelembaban relatif (RH). e. Kecepatan angin (m/s) Penguapan yang terjadi menyebabkan udara di atas permukaan evaporasi menjadi lebih lembab, sampai akhirnya udara menjadi jenuh terhadap uap air dan proses evaporasi terhenti. Agar proses penguapan dapat berjalan terus lapisan udara yang telah jenuh tersebut harus diganti dengan udara kering. Penggantian tersebut dapat terjadi apabila ada angin. Oleh karena itu kecepatan angin merupakan faktor penting dalam evaporasi. Di daerah terbuka dan banyak angin, penguapan akan lebih besar daripada di daerah yang terlindung dan udara diam. Daftar Pustaka Ir.Cd. Soemarto, B.I.E.Dipi.H.1987.Hidrologi Teknik.Surabaya:Usaha Nasional Takeda,Kensaku dan Ir.Suryon Sosrodarsono.Hidrologi untuk Pengairan.Jakarta : PT Pradnya Paramita E.M. Wilson.1993.Hidrologi Teknik.Bandung : ITB Hamzah S, Muhammad.2000.Hidrologi Pantai dan Kebutuhan Air Masyarakat Pesisir. Jurnal Fisika “FUSI”ISSN ,9,1412-0249.
