Siklus Hidrologi

Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi.

Pemanasan air laut oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut yang berjalan secara terus menerus. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet).

A.    Unsur-Unsur Siklus Hidrologi

Perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:

• Evaporasi / transpirasi - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya. 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, dan es.
• Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah adalah air yang 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 adalah 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.

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 terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sistem Daerah Aliran Sungai (DAS). Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempat.

Istilah Dalam Hidrologi

1.      Precipitation adalah proses mengembunnya uap air menjadi hujan dan jatuh menuju bumi.

2.      Evaporation adalah proses menguapnya air dari daratan dan lautan menuju atmosfir bumi.

3.      Tanspiration proses menguapnya air dari tanaman

4.      Infiltration atau percolation dalah proses masuknya air ke dalam tanah yang menyusup melalui pori-pori tanah.

5.      Surface stream flow adalah aliran air di permukaan bumi dari daratan ke sungai kemudioan akhirnya ke laut.

6.      Interflow adalah Aliran air yang masuk ke dalam atanah tapi kemuadian segera kembali keluar menuju sungai.

7.      Groundwater adalah air yang tersimpan di dalam tanah atau diantara lapisan-lapisan tanah

8.      Ocean adalah tempat berkumpulnya air di permukaan bumi

B.     Macam-Macam dan Tahapan Proses Siklus Hidrologi

a.      Siklus Pendek / Siklus Kecil

·            Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

·            Terjadi kondensasi dan pembentukan awan

·            Turun hujan di permukaan laut

b.      Siklus Sedang

·         Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

·         Terjadi kondensasi

·         Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat

·         Pembentukan awan

·         Turun hujan di permukaan daratan

·         Air mengalir di sungai menuju laut kembali

c.       Siklus Panjang / Siklus Besar

·         Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari

·         Uap air mengalami sublimasi

·         Pembentukan awan yang mengandung kristal es

·         Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat

·         Pembentukan awan

·         Turun salju

·         Pembentukan gletser

·         Gletser mencair membentuk aliran sungai

·         Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut

C.    SUMBER-SUMBER AIR

a.      Air Hujan

Air hujan adalah uap air yang sudah terkondensasi dan jatuh ke bumi. Air hujan jatuh ke bumi tidak selalu berupa zat cair tapi mungkin juga sebagai zat padat.

Kualitas air hujan tergantung dari besar dan lamanya curah hujan sedangkan kualitas air hujan adalah dapat dilihat dari keadaannya apakah belum tercemar (terkontaminasi) karena air hujan merupakan air murni (H2O), tapi air hujan yang turun kebumi biasanya mengandung bakteri, virus, jamur, debu atau kotoran-kotoran lainnya yang ada diudara serta terbawa air hujan pada waktu awal terjadinya hujan.

Kandungan air hujan :

·         Kesadahan (hardness) : 19 mg/l sbg CaCO3

·         Calcium : 16 mg/l sbg CaCO3

·         Magnesium : 3 mg/l sbg MgCO3

·         Sodium : 6 mg/l sbg Na

·         Amonium : 0,8 mg/l sbg N

·         Bicarbonat : 12 mg/l sbg CaCO3

·         Keasaman : 4 mg/l sbg CaCO3

·         Chlorida : 9 mg/l sbg Cl

·         Sulfat : 10 mg/l sbg SO4

·         Nitrat : 0,1 mg/l sbg N

·         pH ` : 6,8

b.      Air Permukaan

Air permukaan adalah air yang terdapat dipermukaan bumi baik dalam bentuk cair maupun padat. Air yang termasuk golongan air permukaan antara lain air laut, air danau, air kolam, air rawa, air sungai, dan sebagainya. Disini hanya dijelaskan air permukaan yang sering digunakan sebagai sumber air baku untuk sistem penyediaan air minum yaitu air sungai dan air danau/dam.

1.      Sungai

Sungai adalah perairan yang airnya mengalir secara terus menerus pada arah tertentu, berasal dari air tanah, air hujan, dan atau air permukaan yang akhirnya bermuara ke laut atau perairan terbuka yang luas. Sungai mati, perairan lebak, kanal dan saluran irigasi yang dibuat manusia termasuk ke dalam kategori sungai.

Ada bermacam-macam jenis sungai. Berdasarkan sumber airnya sungai dibedakan menjadi tiga macam yaitu: sungai hujan, sungai gletser dan sungai campuran.

• Sungai Hujan, adalah sungai yang airnya berasal dari air hujan atau sumber mata air. Contohnya adalah sungai-sungai yang ada di pulau Jawa dan Nusa Tenggara.
• Sungai Gletser, adalah sungai yang airnya berasal dari pencairan es. Contoh sungai yang airnya benar-benar murni berasal dari pencairan es saja (ansich) boleh dikatakan tidak ada, namun pada bagian hulu sungai Gangga di India (yang berhulu di Peg. Himalaya) dan hulu sungai Phein di Jerman (yang berhulu di Pegunungan Alpen) dapat dikatakan sebagai contoh jenis sungai ini.
• Sungai Campuran, adalah sungai yang airnya berasal dari pencairan es ( gletser ), dari hujan, dan dari sumber mata air. Contoh sungai jenis ini adalah sungai Digul dan sungai Mamberamo di Papua ( Irian Jaya).

2.      Danau

Danau adalah genangan air yang luas dengan tinggi dan luas permukaan air berfluktuasi kecil, yang kedalamannya dangkal atau sangat dalam, mempunyai atau tidak mempunyai sungai yang mengalir ke dalam atau ke luar perairan, terbentuk secara alami dan terisoiasi dari laut. Situ dan telaga termasuk kedalam kategori danau.

Berdasarkan terbentuknya, dapat dibedakan atas beberapa jenis yaitu sebagai berikut :

·         Danau Tektonik yaitu danau yang terbentuk tenaga endogen yang bersumber dari gerakan tektonik. Misalnya Danau Tondano dan Danau Towuti di Sulawesi.

·         Danau Vulkanik, yaitu danau bekas kawah kawah gunung api. Misalnya Danau Kawah Gunung Kelud, Gunung Batur, Gunung Galunggung dan lain sebagainya.

·         Danau Vulkano-tektonik yaitu danau yang terbentuk karena proses vulkanik dan tektonik. Hal ini diakibatkan kerena patahan atau depresi pada bagian permukaan bumi pasca letusan.

·         Danau Pelarutan (solusional) yaitu danau yang terbentuk pada bentuk lahan negative atau berada dibawah rata-rata permukaan bumi akibat pelarutan.

·         Danau Tapal Kuda (oxbow lake) terbentuk akibat proses pemotongan meander secara alami dan ditinggalkan alirannya sehingga disebut kali mati.

3.      Waduk

Waduk adalah genangan air yang terbentuk karena pembendungan aliran sungai oleh manusia.

4.      Rawa

Rawa adalah perairan yang cukup luas yang terdapat di dataran rendah dengan sumber air dari air hujan, air laut dan atau berhubungan atau tidak berhubungan dengan sungai, relatif tidak dalam, berdasar lumpur dan atau tumbuhan membusuk, banyak terdapat vegetasi baik yang mengapung dan mencuat maupun tenggelam.

Berdasarkan proses terbentuknya, rawa dibedakan dalam beberapa jenis:

·         Rawa Pantai, rawa ini slalu dipengaruhi oleh pasang-surut air laut

·         Rawa Pinggiran, rawa pinggiran sepanjang aliran sungai terjadi akibat sering meluapnya air sungai tersebut

·         Rawa Abadi, rawa yang airnya terjebak dalam sebuah cekungan dan tidak memiliki pelepasan ke lau. Air rawa ini asam dan berwarna kemerah-merahan.

5.      Gletser

            Gletser menurut Katili (dalam Tanudidjaja) adalah masa es berbutir yang terbentuk dari penimbunan salju dan bergerak menuju ke bawah akibat gravitasi bumi, sambil menguap ataupun meleleh.salju berasal dari uap air yang membeku di daerah dingin pada lintang tinggi dan daerah lintang sedang pada musim dingin (winter). Timbunan es di daerah lereng pegunungan tersebut akan menuruni lereng-lereng yang disebut gletser.

c.       Air Tanah

Air tanah adalah air hujan atau air permukaaan yang meresap kedalam tanah dan bergabung membentuk lapisan air tanah yang disebut “aquifer”

Air tanah bersumber dari air hujan yang masuk ke dalam tanah melalui pori-pori tanah atau air yang tersimpan sejak lama didalam tanah yang berupa air tanah dangkal, air tanah dalam,dan mata air.

1.      Air tanah dangkal

Bila air hujan atau air permukaan ini hanya meresap sampai muka air tanah yang berada diatas lapisan rapat air. Air tanah dangkal ini umumnya mempunyai kedalaman kurang dari 50 meter, dan lokasinya seringkali ditemui berdekatan dengan sumber air permukaan.

2.      Air tanah dalam

Air tanah dalam adalah air tanah yang terletak diantara 2 (dua) lapisan kedap air. Biasanya air tanah ini terletak cukup jauh dibawah permukaan tanah yaitu lebih dari 100 meter.

3.      Mata Air

Mata air adalah air didalam tanah mengalir pada lapisan tanah berpasir atau berkerikil, dan atau mengalir melalui celah diantara dua lapisan batu.

Bila aliran air ini terhalang lapisan kedap air (tanah liat, tanah padat, batu atau cadas) maka air ini akan mengalir ke permukaan tanah. Tempat keluarnya air dipermukaan tanah ini disebut mata air.