Slide 1

HIDROLOGI

HIDROLOGIHidrologi adalah ilmu yang berkaitan dengan air bumi, terjadinya peredaran dan persebarannya, sifat-sifat kimia dan fisiknya, dan reaksi dengan lingkungannya, termasuk hubungannya dengan makhluk-makhluk hidup (Internatinal Glossary of Hidrology, 1974). Ilmu hidrologi mempelajari sirkulasi air. Hidrologi adalah ilmu untuk mempelajari; presipitasi, evaporasi dan transpirasi, aliran permukaan, dan air tanah.

SIKLUS HIDROLOGIPada prinsipnya, jumlah air di alam ini tetap dan mengikuti suatu aliran yang dinamakan siklus hidrologi. Siklus Hidrologi adalah suatu proses yang berkaitan, di mana air diangkut dari lautan ke atmosfer (udara), ke darat dan kembali lagi ke laut.

NERACA AIRHubungan antara aliran ke dalam (inflow) dan aliran keluar (outflow) di suatu daerah untuk suatu perioda tertentu disebut neraca air atau keseimbangan air (water balance). (Koyotoka Mori dkk., 2006, Hidrologi Untuk Pengairan)Bentuk persamaan neraca air : Perolehan (inflow) = Kehilangan (outflow)Qi + Qg + P - S = Qo + SQ + EoQin Qout = S

PARAMETER NERACA AIRQi=direct run-offQg=base inflowP=presipitasiS=perubahan dalam cadanganQo=outflow SQ=perembesanEo=evaporasit1 = muka air setelah kehilangant2 = muka air sebelum kehilangan

DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS)Daerah Aliran Sungai (DAS) / Daerah Tangkapan Air (DTA) merupakan unit hidrologi dasar. Daerah aliran sungai merupakan dasar pengelolaan untuk sumber daya air. Gabungan beberapa DAS menjadi Satuan Wilayah Sungai.

DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS)Daerah aliran sungai adalah suatu kesatuan wilayah tata air yang terbentuk secara alamiah, dimana semua air hujan yang jatuh ke daerah ini akan mengalir melalui sungai dan anak sungai yang bersangkutan. Suatu daerah tertentu yang bentuk dan sifat alamnya sedemikian rupa, sehingga merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya yang melalui daerah tersebut dalam fungsinya untuk menampung air yang berasal dari air hujan dan sumber-sumber air lainnya yang penyimpanannya dan pengalirannya dihimpun dan ditata berdasarkan hukum-hukum alam sekelilingnya demi keseimbangan daerah tersebut; daerah sekitar sungai meliputi punggung bukit atau gunung merupakan tempat sumber air dan semua curahan air hujan yang mengalir ke sungai, sampai daerah dataran dan muara sungai (Kamus Istilah Penataan Ruang dan Pengembangan Wilayah Ditjen Tata Ruang dan Pengembangan Wilayah, 2002).

ILUSTRASI BATAS DAS DAN BATAS ADMINISTRATIF KABUPATEN/KOTAAir tidak dibatasi oleh batas administrasi namun oleh batas aliran sungainya (DAS) atau catchment area.

DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS)Defenisi dari UU Sumber Daya Air adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, dengan batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. Reimold (1998) menyatakan definisi Daerah Aliran Sungai adalah keseluruhan area geografis dimana air permukaan, sedimen, material, di drain kepada outlet utama yaitu sungai, danau, muara, ataupun laut.

FAKTOR PEMBENTUK SUB-SISTEMFaktor-faktor yang membentuk sub-sistem dan bertindak sebagai operator di dalam mengubah komponen-komponen struktur sistem yaitu sistem sungai atau jaringan DAS.

Faktor-faktor tersebut yaitu :Faktor Meteorologi : Intensitas, Durasi, Distribusi.Karakteristik DASTata Guna Lahan

LUAS DAN BENTUK DASLuas daerah aliran dapat diperkirakan dengan mengukur daerah tersebut pada peta topografi. DAS dapat dibedakan berdasarkan bentuk atau pola dimana bentuk ini akan menentukan pola hidrologi dan luas yang ada. Bentuk DAS mempengaruhi waktu konsentrasi air hujan yang mengalir menuju outlet. Semakin bulat bentuk DAS berarti semakin singkat waktu konsentrasi yang diperlukan, sehingga semakin tinggi fluktuasi banjir yang terjadi. Sebaliknya semakin lonjong bentuk DAS, waktu konsentrasi yang diperlukan semakin lama sehingga fluktuasi banjir semakin rendah.

BENTUK DASPararel (memanjang) : anak sungai utama saling sejajar atau hampir sejajar, bermuara pada sungai-sungai utama dengan sudut lancip atau langsung bermuara ke laut. DAS ini mempunyai dua jalur sub-DAS yang bersatu.

BENTUK DASRadial (melebar) : sungai yang mengalir ke segala arah dari satu titik. Anak sungainya memusat di satu titik secara radial sehingga menyerupai bentuk kipas atau lingkaran. DAS atau sub-DAS radial memiliki banjir yang relatif besar tetapi relatif tidak lama.

JARINGAN SUNGAIJaringan sungai dapat mempengaruhi besarnya debit aliran sungai yang dialirkan oleh anak-anak sungainya. Parameter ini dapat diukur secara kuantitatif dari awal percabangan yaitu perbandingan antara jumlah alur sungai orde tertentu dengan orde sungai satu tingkat di atasnya. Nilai ini menunjukkan bahwa semakin tinggi nisbah percabangan berarti sungai tersebut memiliki banyak anak-anak sungai dan fluktuasi debit yang terjadi semakin besar.

ORDE SUNGAIOrde sungai adalah posisi percabangan alur sungai di dalam urutannya terhadap induk sungai pada suatu DAS. Semakin banyak jumlah orde sungai, semakin luas dan panjang alur sungainya. Orde sungai dapat ditetapkan dengan metode Horton, Strahler, Shreve, dan Scheidegger. Namun umumnya metode Strahler lebih mudah untuk diterapkan dibandingkan metode yang lainnya.

METODE STRAHLER

Alur sungai paling hulu yang tidak mempunyai cabang disebut dengan orde pertama (orde 1), pertemuan antara orde pertama disebut orde kedua (orde2), demikian seterusnya sampai pada sungai utama ditandai dengan nomor orde yang paling besar.

KERAPATAN ALIRAN SUNGAIKerapatan aliran sungai adalah suatu angka indeks yang menunjukkan banyaknya anak sungai di dalam suatu DAS.Kerapatan aliran sungai menggambarkan kapasitas penyimpanan air permukaan dalam cekungan-cekungan seperti danau, rawa dan badan sungai yang mengalir di suatu DAS. Kerapatan aliran sungai dapat dihitung dari rasio total panjang jaringan sungai terhadap luas DAS yang bersangkutan. Semakin tinggi tingkat kerapatan aliran sungai, berarti semakin banyak air yang dapat tertampung di badan-badan sungai.

INDEKS KERAPATAN ALIRAN SUNGAI

dimana :Dd=indeks kerapatan aliran sungai (km/km)L=jumlah panjang sungai termasuk panjang anak-anak sungai (km)A=luas DAS (km)

KLASIFIKASI KERAPATAN ALIRAN SUNGAIIndeks kerapatan aliran sungai diklasifikasikan sebagai berikut: Dd : < 0.25 km/km : rendah Dd : 0.25 - 10 km/km : sedang Dd : 10 - 25 km/km : tinggi Dd : > 25 km/km : sangat tinggi

Berdasarkan indeks tersebut dapat dikatakan bahwa indeks kerapatan sungai menjadi kecil pada kondisi geologi yang permeable, tetapi menjadi besar untuk daerah yang curah hujannya tinggi.

KLASIFIKASI KERAPATAN ALIRAN SUNGAI

Kerapatan Aliran Sungai Tinggi

Kerapatan Aliran Sungai Rendah

KLASIFIKASI KERAPATAN ALIRAN SUNGAIJika nilai kerapatan aliran sungai: < 0,62 km/km, maka DAS akan sering mengalami penggenangan. > 3,10 km/km, maka DAS akan sering mengalami kekeringan

ILUSTRASI PERUBAHAN RUN-OFF AKIBAT PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN

TATA GUNA LAHANPerubahan tata guna lahan berpengaruh terhadap ketersediaan dan kebutuhan air. Ketika suatu kawasan hutan berubah menjadi pemukiman maka kebutuhan air meningkat karena dipakai untuk penduduk tersebut, namun ketersediaan air berkurang. Ketika lahan berubah maka terjadi peningkatan debit aliran permukaan. Akibatnnya di bagian hilir mendapatkan debit yang berlebih dan dampaknya terjadi banjir.

TATA GUNA LAHANAkibat perubahan tata guna lahan maka kapasitas resapan hilang sehingga bencana kekeringan meningkat di musim kemarau. Debit puncak naik dari 5 sampai dengan 35 kali karena air yang meresap ke dalam tanah sedikit mengakibatkan aliran air di permukaan (run-off) menjadi besar, sehingga berakibat debit menjadi besar dan terjadi erosi yang berakibat sedimentasi Ketika debit meningkat, aliran sungai dengan debit yang besar akan membawa sedimen yang besar pula sehingga di terminal akhir perjalanan air di sungai yaitu muara terjadi pendangkalan.

PRESIPITASI (HUJAN)Presipitasi adalah peristiwa klimatik yang bersifat alamiah yaitu perubahan bentuk uap air di atmosfer menjadi curah hujan sebagai akibat proses kondensasi. Mekanisme berlangsungnya hujan melibatkan tiga faktor utama :Kenaikan massa uap air ke tempat yang lebih tinggi sampai saatnya atmosfer menjadi jenuh.Terjadinya kondensasi atas partikel-partikel uap air di atmosfer.Partikel uap air tersebut bertambah besar sejalan dengan waktu, selanjutnya jatuh ke bumi dan permukaan laut (sebagai hujan) karena faktor gravitasi.

JENIS-JENIS PRESIPITASIPresipitasi dalam bentuk cair adalah hujan (rain) dan drizzle, yang dibedakan hanya dari ukuran butir airnya saja. Drizzle berukuran diameter < 0.5 mm.Presipitasi dalam bentuk padat yaitu : Snow ,kristal es yang tumbuh sejalan dengan pertumbuhan awan. Pada suhu > -5 oC, kristal es biasanya berkelompok membentuk snowflake.Snow pelletsatau graupel, butiran es berbentuk bundar, konikal maupun bulat tipis berwarna putih dengan diameter 2 5 mm. Biasanya terjadi dalam hujan ringan ketika suhu di dekat permukaan mendekati 0 oC.

FAKTOR- FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PRESIPITASIKelembaban Udara

Energi Matahari

Angin

Suhu Udara

KELEMBABAN UDARAMassa uap yang terdapat dalam 1 m3 udara (g) atau kerapatan uap disebut kelembaban mutlak (absolute).

Kelembaban relative adalah perbandingan antara massa uap dalam suatu satuan volume dan massa uap yang jenuh dalam satuan volume itu pada suhu yang sama.

KELEMBABAN UDARAKemampuan udara untuk menampung uap adalah berbeda beda menurut suhu.

Sejalan dengan meningkatnya suhu udara, meningkat pula kapasitas udara dalam menampung uap air.

Ketika udara bertambah dingin, gumpalan awan menjadi bertambah besar dan pada gilirannya akan jatuh sebagai air hujan.

ENERGI MATAHARIEnergi matahari mendorong terjadinya daur hidrologi melalui proses radiasi. Penyebaran kembali energi matahari dilakukan melalui proses konduksi dan konveksi.Konduksi adalah suatu proses transportasi udara antara dua lapisan ( udara ) yang berdekatan apabila suhu kedua lapisan tersebut berbeda.Konveksi adalah pindah panas yang timbul oleh adanya gerakan massa udara atau air dengan arah gerakan vertical.

ENERGI MATAHARIKonveksi merupakan hasil ketidakmantapan masa udara atau air. Dikarenakan oleh energi potensial dalam panas tak tampak ( latent heat ) yang sedang dikonversikan kedalam gulungan massa udara. Besarnya laju konversi ketika energi terlepaskan akan menentukan keadaan meteorology (hujan dan angin). Umumnya gulungan massa udara yang lebih besar akan menghasilkan curah hujan yang lebih singkat.

ANGINAngin adalah gerakan massa udara, yaitu gerakan atmosfer atau udara nisbi terhadap permukaan bumi. Parameter tentang angin yang biasanya dikaji adalah arah dan kecepatan angin. Kecepatan angin penting karena dapat menentukan besarnya kehilangan air melalui proses evapotranspirasi dan mempengaruhi kejadian-kejadian hujan. Angin yang melewati sumber penguapan akan membawa uap air, semakin jauh daerah dari sumber air potensi terjadinya hujan semakin sedikit.

SUHU UDARASuhu mempengaruhi besarnya curah hujan, laju evaporasi dan transpirasi.Suhu juga di anggap sebagai salah satu faktor yang dapat memprakirakan dan menjelaskan kejadian dan penyebaran air dimuka bumi.Perbedaan suhu tanah (daratan) dan lautan, semakin tinggi perbedaan suhu antara keduanya potensi penguapanya juga akan semakin tinggi.

TIPE-TIPE PRESIPITASIPRESIPITASI CONVECTIVE

PRESIPITASI CYCLONIC/FRONTAL

PRESIPITASI OROGRAPHIC

PRESIPITASI CONVECTIVEHujan ini disebabkan oleh adanya beda panas yang diterima permukaan tanah dengan panas yang diterima oleh lapisan udara diatas permukaan tanah tersebut.Hujan dengan intensitas tinggi akibat massa udara yang terangkat ke atas oleh pemanasan lahan, atau karena udara dingin yang bergerak di atas laut atau dataran yang panas.Terjadi di daerah yg relatif luas dan bergerak sesuai dengan gerakan angin.

PRESIPITASI CYCLONIC/FRONTALTerjadi krn udara lembab panas terangkat ke atas oleh lapisan udara yg lebih dingin dan lebih rapat Dipengaruhi oleh landai bidang pertemuan udara panas dan udara dingin (warm front / cold front). Daerah penyebaran terbatas dan waktunya pendek

PRESIPITASI OROGRAPHICTerjadi didaerah pegunungan, yaitu ketika massa udara bergerak ketempat yang lebIh tinggi mengikuti bentang lahan pegunungan sampai saatnya terjadi proses kondensasi.

POLA DISTRIBUSI HUJAN DI INDONESIAPOLA MONSOON

POLA EKUATORIAL

POLA LOKAL

POLA MONSOONIndonesia mempunyai 2 musim yaitu musim penghujan dan musim kemarau, biasanya datangnya musim hujan dihubungkan dengan akitivitas angin barat atau istilah ilmiahnya adalah Monsoon. Di Indonesia dikenal 2 macam monsoon, yaitu Monsoon Asia dan Monsoon Australia. Monsoon Asia berhubungan dengan musim hujan (monsoon barat) di mana terjadi hujan maksimum, Monsoon Australia berhubungan dengan musim kemarau (monsoon timur) di mana terjadi hujan minimum.

POLA MONSOONMonsoon timur terjadi pada bulan Juni, Juli dan Agustus, yaitu saat berada di garis balik utara sehingga udara di atas benua Asia mengalami pemanasan yang intensif sehingga Asia mengalami tekanan rendah. Belahan bumi selatan tidak mengalami perubahan intensif, sehingga udara di atas benua Australia mengalami tekanan tinggi. Akibatnya angin bertiup dari tekanan tinggi (Australia) ke tekanan rendah (Asia).Karena jarak lautnya pendek, uap air yg dibawa juga sedikit, sehingga Indonesia mengalami kekeringan.

POLA MONSOONHujan maksimum terjadi pada bulan Desember, Januari dan Februari, di mana matahari berada di garis balik selatan, Udara di Australia mengalami tekanan rendah dan di Benua Asia mengalami tekanan tinggi. Angin bertiup dari Benua Asia ke Benua Australia. Karena jarak di atas laut panjang, maka uap air yang dibawa juga banyak sehingga Indonesia mengalami musim hujan.

CURAH HUJAN POLA MONSOON

POLA EKUATORIALPola hujan dgn bentuk bimodal, yaitu dua puncak hujan dalam setahun, biasanya terjadi sekitar bulan Maret dan Oktober, saat matahari berada dekat equator. Pengaruh angin monsoon pada wilayah ini tidak tegas

POLA LOKALWilayahnya memiliki distribusi hujan bulanan kebalikan dengan pola monsun. Pola lokal dicirikan oleh bentuk pola hujan unimodial (satu puncak hujan), tetapi bentuknya berlawanan dengan tipe hujan monsun.

PEMBAGIAN WILAYAH INDONESIA BERDASARKAN POLA DISTRIBUSI HUJAN