Hidrologi Hutan Tentang Aliran Air Permukaan

Makalah Individu

Hidrologi Hutan

Aliran Air Permukaan

Oleh;

Muh. Kaseng

M111 10 907

Fakultas Kehutanan

Universitas Hasanuddin

Makassar

2014

 

 

 

 

 

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Jumlah air di bumi sangat besar, kira-kira 1,36 milyar km3. Dari jumlah tersebut sekitar 97,2% merupakan air yang berada di laut, 2,15% berupa es dan salju, sedang sisanya yang 0,65% merupakan air yang terdapat di danau, sungai, atmosfer dan air tanah. Meskipun persentase dari bagian yang terakhir ini sangat kecil, tetapi jumlahnya sangat besar.

Air merupakan komponen yang sangat penting bagi kehidupan di muka bumi. Dengan meningkatnya kebutuhan akan air, para ilmiawan memberikan perhatian yang sangat besar terhadap kelangsungan perubahan air di atmosfer, laut dan daratan. Sirkulasi suplai air di bumi yang tidak putusnya disebut siklus hidrologi. Siklus ini merupakan pancaran sistem energi matahari atmosfer merupakan rantai yang menghubungkan lautan dan daratan. Air dari laut, secara tetap mengalami evaporasi menjadi uap air yang berada di atmosfer. Angin akan mengangkut uap air ini. Kadang pada jarak yang sangat jauh. Uap air ini akan berkumpul membentuk awan. Apabila awan sudah jenuh, maka akan berubah menjadi hujan.

Hujan yang jatuh di laut mengakhiri siklus ini dan akan mulai dengan siklus yang baru. Hujan yang jatuh di daratan akan melalui jalan yang lebih panjang untuk mencapai laut. Apa yang terjadi apabila hujan jatuh di daratan ? Sebagian air hujan akan meresap ke dalam tanah dan sebagian lagi akan mengalir di permukaan ke darah yang lebih rendah, dan kemudian akan berkumpul di danau atau sungai dan akhirnya mengalir ke laut. Bila curah hujan lebih besar daripada kemampuan tanah untuk menyerap air, maka kelebihan air tersebut akan mengalir dipermukaan menuju ke danau atau sungai. Air yang meresap ke dalam tanah (infiltrasi) atau yang mengalir di permukaan (run off) akan menemukan jalannya untuk kembali ke atmosfer, karena adanya evaporasi dari tanah, danau dan sungai. Air yang meresap ke dalam tanah juga akan diserap oleh tumbuhan dan akan kembali menguap melalui daunnya kembali ke atmosfer. Proses ini disebut transpirasi.

Apabila hujan jatuh di daerah beriklim dingin, airnya tidak langsung meresap ke dalam tanah atau mengalir sebagai run off, atau menguap. Air tersebut akan menjadi salju atau es, yang merupakan cadangan air yang cukup besar di daratan. Apabila salju atau es ini mencair, dapat menyebabkan naiknya muka air laut dan menggenangi daerah pantai. Meskipun jumlah uap air di bumi waktu tertentu sangat sedikit dibandingkan dengan jumlah total suplai air di bumi, tetapi jumlah absolut dalam siklus yang melalui atmosfer setiap tahunnya sangat besar, kira-kira 380.000 km3, jumlah yang cukup untuk menutupi permukaan bumi sampai kedalaman sekitar satu meter. Karena jumlah total dari uap air di atmosfer kira-kira tetap sama, maka curah hujan tahunan rata-rata di permukaan bumi harus sama dengan jumlah air yang menguap. Tetapi untuk semua daratan, jumlah curah hujan lebih banyak daripada penguapan, sebaliknya di laut, jumlah penguapan lebih banyak daripada curah hujannya. Karena muka air laut tidak mengalami penurunan, maka curah hujan di daratan sebanding dengan penguapan di laut.

B. Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan makah ini adalah :

1.            Agar mahasiswa mengetahui arti dari run off

2.            Agar dapat memahami bagaimana  proses aliran air permukaan

3.            Agar mahasiswa mengetahui factor-faktor run off

4.            Sebagai tugas yang telah diberikan dosen hidrologi hutan

5.            Sebagai salah satu syarat agar mendapat nilai yang baik mata kuliah hidrologi hutan.

II. ALIRAN AIR PERMUKAAAN ( RUN OFF )

Hujan yang jatuh di laut mengakhiri siklus ini dan akan mulai dengan siklus yang baru. Hujan yang jatuh di daratan akan melalui jalan yang lebih panjang untuk mencapai laut.

Setiap tetes air hujan yang jatuh ke tanah merupakan pukulan-pukulan kecil ke tanah. Pukulan air ini memecahkan tanah yang lunak sampai batu yang keras. Partikel pecahan ini kemudian mengalir menjadi lumpur, dan lumpur ini menutupi pori-pori tanah sehingga menghalangi air hujan yang akan meresap ke dalam tanah. Dengan demikian maka semakin banyak air yang mengalir di permukaan tanah.

Aliran permukaan ini kemudian membawa serta batu-batu dan bongkahan lainnya, yang akan semakin memperkuat gerusan pada tanah. Goresan akibat gerusan air dan partikel lainnya ke tanah akan semakin membesar. Goresan ini kemudian menjadi alur-alur kecil, kemudian membentuk parit kecil, dan akhirnya berkumpul menjadi anak sungai. Anak-anak sungai ini kemudian berkumpul menjadi satu membentuk sungai.

Apa yang terjadi apabila hujan jatuh di daratan ? Sebagian air hujan akan meresap ke dalam tanah dan sebagian lagi akan mengalir di permukaan ke darah yang lebih rendah, dan kemudian akan berkumpul di danau atau sungai dan akhirnya mengalir ke laut. Bila curah hujan lebih besar daripada kemampuan tanah untuk menyerap air, maka kelebihan air tersebut akan mengalir dipermukaan menuju ke danau atau sungai. Air yang meresap ke dalam tanah (infiltrasi) atau yang mengalir di permukaan (run off) akan menemukan jalannya untuk kembali ke atmosfer, karena adanya evaporasi dari tanah, danau dan sungai.

Run off adalah bagian curahan hujan (curah hujan dikurangi evapotranspirasi dan kehilangan air lainnya) yang mengalir dalam air sungai karena gaya gravitasi; airnya berasal dari permukaan maupun dari subpermukaan (sub surface). Runoff dapat dinyatakan sebagai tebal runoff, debit aliran (river discharge) dan volume runoff.

Potensi Air Larian 

Faktor-faktor yang mempengaruhi air  larian dapat dikelompokkan menjadi  factor faktor yang berhubungan  dengan  iklim,  terutama  curah  hujan  dan  berhubungan dengan  karakteristik daerah  lahan  sungai. 

Nilai koefisiensi air  larian C juga menentukan bagian curah hujan yang akan mengalur sebagai air  larian. Nilai yang kecil menunjukkan bahwa  sebagian  terbesar air ditampung untuk waktu tertentu.  Daerah  dengan  nilai  C  besar  menunjukkan  bahwa  hampir  semua  air  hujan  akan menjadi air larian. Daerah bervegetasi 

umumnya mempunyai nilai C kecil, sedang pada daerah pembangunan  dengan  sebagian  besar  tanah  beraspal  atau  bentuk  permukaan  tanah  yang kedap air (impembus) lainnya mempunyai nilai C besar. Koefisien air larian atau 

sering singkat C adalah bilangan yang menunjukkan perbandingan antara besamya air larian terhadap besarnya curah hujan. Misalnya C untuk hutan adalah 0,10 artinya 10% dari total curah hujan akan menjadi air larian. Koefisien air larian dapat dijabarkan: 

Beberapa Keadaan terkait tentang Run off

1. Periode Tidak Hujan (Kemarau)

a. Input dari hujan = nol
b. Air tanah mengalir masuk alur sebagai aliran dasar, maka freatik turun terus
c. Evapotranspirasi menambah defisiensi lengas tanah
d. Hidrograf aliran berupa kurva deplesi.

2. Periode Hujan Awal

a. Awal musim hujan, mulai ada hujan
b. Sebagian hujan menjadi intersepsi
c. Sebagian menjadi simpanan depresi
d. Surface Runoff hampir tidak ada, air hujan digunakan untuk membasahi tanah (Lengas tanah meningkat).
e. Hidrograf aliran agak bergeser ke atas karena ada sebagian hujan yang jatuh langsung di alur sungai
f. Muka freatik masih turun terus karena aliran dasar masih berlangsung dan air infiltrasi belum mencapai muka freatik.

3. Periode Hujan

a. Intersepsi mencapai kapasitas maksimum, stemflow dan througfall terjadi
b. Simpanan depresi maksimum
c. Surface runoff mulai terjadi, sehingga aliran sungai naik.
d. Soil Moisture Deficiency berkurang
e. Air Infiltrasi dan perkolasi belum mencapai muka freatik (air tanah belum naik).

4. Saat Hujan Berhenti

a. Di permukaan tanah masih ada air dan mengalir
b. Infiltrasi terus berlangsung
c. Stream runoff berasal dari channel storage
d. Channel storage berkurang dan habis
e. Stream runoff dari groundwater

5. Saat tak ada Hujan

a. Lengas tanah pada kapasitas lapang
b. Input air tak ada, lengas tanah berkurang
c. Air perlokasi mencapai muka freatik air tanah mendapat recharge
d. Kurva deplesi terus berlangsung, stream runoff menyusut.
e. Air tanah naik

Air Yang Mengalir Di Permukaan

Diantara proses geologi, air yang mengalir merupakan proses yang sangat penting bagi manusia. Manusia tergantung pada sungai sebagai sumber energi, transportasi dan irigasi; dan dataran sungai yang subur merupakan tempat yang paling baik untuk tempat tinggal manusia sejak dulu kala. Sebagai agen yang dominan untuk merubah bentang alam, aliran air telah membentuk lingkungan fisik manusia.

Meskipun manusia sangat tergantung pada air yang mengalir, tetapi tidak pernah mengetahui sumber air tersebut. Hal ini berlangsung sampai pada abad ke 16 ketika manusia menyadari bahwa air berasal dari aliran permukaan dan airtanah, yang keduanya bersumber dari air hujan dan salju. Air permukaan yang mengalir akan terkumpul pada torehan-torehan kecil, yang akhirnya sampai ke sungai. Ada dua istilah yang sering digunakan untuk aliran air permukaan yang terkumpul ini, yaitu stream dan river. Walaupun keduanya mempunyai pengertian yang sama, stream digunakan untuk sungai dalam segala ukuran, dari torehan kecil sampai yang berukuran seperti Amazone, sedangkan river digunakan untuk sungai utama yang mempunyai banyak cabang.

Aliran Air Sungai (streamflow)

Air yang mengalir menuju ke laut sangat dipengaruhi oleh gravitasi. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai laut tergantung pada kecepatan aliran, yang merupakan jarak yang ditempuh oleh aliran air dalam satuan waktu tertentu. Ada sungai yang mempunyai kecepatan aliran hanya 0,8 km/jam dan adapula yang sangat cepat sampai 30 km/jam. Kecepatan biasanya diukur pada beberapa lokasi memotong saluran sungai yang kemudian dirata-ratakan. Pada saluran yang tegak lurus, kecepatan terbesar terdapat di tengah saluran sedikit dibawah permukaan, dimana terdapat tahanan yang terkecil. Tetapi pada sungai yang berkelok, kecepatan maksimum terdapat pada bagian luar kelokan.
Kemampuan sungai untuk mengerosi dan mentransport material berhubungan langsung dengan kecepatan aliran, jadi kecepatan merupakan ciri yang paling penting. Variasi kecepatan aliran akan berhubungan langsung dengan perubahan material sedimen yang ditransport oleh air. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan aliran yang tentunya juga mengontrol jumlah erosi oleh sungai. Faktor-faktor tersebut adalah :

1. Kemiringan Sungai

2. Bentuk, ukuran dan kekasaran dari dasar saluran

3. Debit sungai

Faktor yang terutama mengontrol kecepatan aliran sungai adalah gradient atau kemiringan lereng sungai. Gradien sungai dinyatakan dengan perbandingan beda tinggi dengan jarak atau panjang mendatar dari sungai. Gradien sungai sangat bervariasi antara satu sungai dengan yang lainnya. Semakin besar gradien antar satu sungai semakin besar kecepatan alirannya. Jika kedua sungai yang mempunyai karakteristik sama kecuali gradiennya, maka sungai yang mempunyai gradien lebih besar akan mempunyai kecepatan aliran yang lebih besar pula.
Bentuk penampang melintang saluran menentukan jumlah air yang bersentuhan dengan saluran dan ini akan mempengaruhi tahanan gesernya. Saluran yang paling efisien adalah yang mempunyai perimeter yang paling kecil. Meskipun luas penampang dari ketiga saluran tersebut sama, tetapi bentuk saluran yang setengah lingkaran mempunyai persentuhan air dengan saluran paling kecil, sehingga mempunyai tahanan geser yang paling kecil. Jadi apabila faktor lain dari ketiga saluran tersebut sama, maka air akan mengalir lebih cepat dalam saluran setengah lingkaran.
Ukuran dan kekasaran dasar saluran berpengaruh juga terhadap besarnya tahanan saluran. Bila ukuran saluarn bertambah, maka perbandingan perimeter dengan penampang melintang saluran akan berkurang, sehingga efisiensi aliran bertambah besar. Efek dari kekasaran dasar saluran berpengaruh terhadap macam aliran dalam saluran. Bila salurannya halus akan menghasilkan aliran seragam (uniform flows), sedang bila dasar saluran kasar, seperti misalnya banyak bolder, akan menghasilkan aliran turbulen.

Debit (discharge) sungai adalah jumlah air yang mengalir pada jarak tertentu pada satuan waktu tertentu, biasanya diukur dengan meter kubik per detik. Debit sungai biasanya diperoleh dari perkalian antara luas penampang melintang saluran dengan kecepatan alirannya.

Debit sungai selalu berubah-ubah. Hal ini disebabkan oleh curah hujan dan pencairan salju yang tidak selalu tetap. Jika debit sungai berubah, maka faktor-faktor yang berpengaruhpun akan mengalami perubahan. Bila debit bertambah, maka lebar dan kedalaman dari saluran akan bertambah besar atau air mengalir lebih cepat. Dari penelitian yang pernah dilakukan menunjukkan bahwa dengan bertambahnya jumlah air yang mengalir, maka lebar, kedalaman dan kecepatan akan meningkat pula. Jadi untuk mengimbangi peningkatan debitnya, sungai akan mengalami proses pelebaran dan pendalaman saluran sungai.

Proses Yang Dilakukan Oleh Aliran Air Di Sungai

Proses yang dilakukan oleh sungai adalah erosi, transportasi dan pengendapan. Proses tersebut berjalan bersama-sama pada setiap sungai, walaupun di bawah ini akan dibahas satu persatu.

III. KESIMPULAN

Adapun yang dapat ditarik kesimpulan tentang makah ini antara lain : 

 Didalam siklus hidrologi telah diketahui bahwa air hujan yang jatuh diatas permukaan tanah sebagian meresap kedalam tanah dan sebagian lagi mengalir diatas permukaan tanah sebagai aliran permukaan (surface run off)

Faktor-faktor air larian dikelompokan menjadi faktor-faktor yang berhubungan dengan iklim, terutama curah hujan dan yang berhubungan dengan karakteristik lahan seperti jenis tanah,kelerengan dan lain-lain

Koefisien air larian ( C ) = air larian (mm) / curah hujan (mm) 

Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan aliran yang tentunya juga mengontrol jumlah erosi oleh sungai.yaitu: Kemiringan Sungai ,Bentuk, ukuran dan kekasaran dari dasar saluran serta debit sungai.