Ruang Untuk Air : Tiada Kehidupan tanpa Air

Ruang Untuk Air

1.1 Tiada Kehidupan tanpa Air

Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan dan menutupi hampir 71% permukaan bumi. Air dapat berubah wujud, dapat berupa zat cair (l), dapat beru[a benda padat (es), dan dapat pula berupa gas (g). Air merupakan material yang membuat kehidupan dapat terjadi dibumi. Manusia, tumbuhan dan binatang mutlak membutuhkan air. Organisme hidup yang tersusun dari sel sedikitnya mengandung 60% air dan aktifitas metaboliknya mengambil tempat di larutan air. Ketersediaan air dari segi kualitas maupun kuantitas mutlak diperlukan.
Air merupakan sumber daya alam yang terbarukan dan dinamis. Artinya sumber utama air yang berupa hujan akan selalu datang sesuai dengan waktu atau musimnya sepanjang tahun sehingga ketersediaan air bersifat kontinyu. Namun pada kondisi tertentu air dapat bersifat tak terbarukan. Misalnya pada kondisi geologi tertentu dimana proses perjalanan air tanah membutuhkan waktu ribuan tahun. Pada kondisi ini jika pengambilan air tanah secara berlebihan, air akan habis. Hal ini dapat berdampak pada kehidupan di muka bumi.



1.2 Proses Perjalanan Air dan Siklus Hidrologi

Salah satu sifat air adalah selalu mengalir dari tempat yang lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah, sehingga secara alami air akan mengalir dari hulu ke hilir. Air tidak hanya mengalir diatas permukaan tanah namun juga mengalir di dalam tanah. Di muka bumi air dapat berupa air tawar (fresh water) dan dapat pula berupa air asin (air laut). Di dalam lingkungan alam, proses, perubahan wujud, gerakan aliran air dan jenis air mengikuti suatu siklus keseimbangan yang dikenal sebagai siklus hidrologi. Proses perjalanan air secara umum dilukiskan dalam gambar 1.1.
Proses Perjalanan Air dan Siklus Hidrologi


Gambar 1.1. Proses Perjalanan Air dalam Siklus Hidrologi (Mays, 2001; Maidment, 1993; Grigg, 1996; Viessman & Lewis, 2003; Kodoatie & Sjarief, 2007 dengan modifikasi)



Mengacu pada gambar 1.1, proses perjalanan air dijelaskan sebagai berikut :
1. Evaporation (penguapan) adalah proses perubahan air menjadi uap air akibat panas matahari yang terjadi pada sumber air, seperti air laut, sungai, danau, rawa, tambak, waduk, dan lain-lain.
2. Evapotranspiration (penguapan pada tanaman) adalah proses penguapan air yang diambil oleh akar tanaman. Air yang diambil oleh tanaman melalui akarnya kemudian dipakai untuk kebutuhan hidup tanaman tersebut disebut transpirasi, lalu air didalam tanaman juga keluar berupa uap akibat energi panas matahari.
3. Precipitation (hujan/salju) adalah cairan atau zat padat yang berasal dari hasil kondensasi atau pengembunan uap air yang jatuh dari awan sampai ke permukaan bumi. Uap air akibat dari evaporasi dan evapotranspirasi bergerak di atmosfir kemudian akibat perbedaan temperatur dari panas menjadi dingin maka uap air berubah wujud menjadi air (kondensasi). Bila temperatur berada dibawah titik beku, kristal-kristal es dapat terbentuk. Apabila jumlah butir air sudah banyak maka butir air akan turun kebumu secara gravitasi. Turunnya butiran air ini disebut hujan. Bila temperatur udara sampai dibawah 0oC maka butiran air akan menjadi salju.
4. Air hujan di tanaman : air hujan jatuh atau mengalir melalui tanaman. Bila tanaman cukup rapat maka perlu waktu yang relatif lama uuntuk air mencapai tanah. Waktu air mengalir melalui tanaman berbeda-beda disetiap jenis tanaman.
5. Surface Run-Off (aliran permukaan) adalah aliran air yang bergerak diatas muka tanah. Secara gravitasi air mengalir dari daerah yang tinggi ke yang rendah, dari gunung sampai daerah pantai dan akhirnya akan bermuara di laut.
6. Banjir atau genangan : dapat terjadi akibat luapan sungai atau drainase yang tak mampu mengalirkan air. Banjir atau genangan akan mengalir diatas muka tanah menuju daerah yang lebih rendah sebagai salah satu aliran permukaan.
7. Aliran sungai : aliran permukaan biasanya akan memasuki daerah tangkapan air (catchment area). Dalam sistem sungai aliran mengalir mulai dari sistem sungai yang kecil menuju kesistem sungai yang besar dan aikhirnya kemulut sungai atau estuari yaitu tempat bertemunya sungai dengan laut (muara). Aliran sungai merupakan salah satu aliran permukaan.
8. Transpiration : seperti telah diuraikan di nomor dua, air dalm tanah diambil oleh tanaman melalui akar yang dipakai untuk kebutuhan hidup tanaman tersebut.
9. Kapiler adalah celah-celah kecil didalm tanah yang memungkinkan air tanah mengalir karena adanya daya kapiler atau kapilaritas.
Kapilaritas adalah gejala zat cair melalui celah-celah sempit atau pipa rambut. Celah-celah sempit atau pipa rambut ini sering disebut pipa kapiler. Gejala kapilaritas disebabkan adanya gaya adhesi atau kohesi antara zat cair dengan dinding celah itu. Akibatnya, bila pembuluh kaca dimasukkan dalam zat cair, permukannya menjadi tidak sama.
Kapilaritas merupakan peristiwa naik atau turunnya zat cair pada bahan yang terdiri atas beberapa pembuluh halus akibat gaya adhesi atau kohesi, misal naiknya minyak pada sumur.
Contoh kapilaritas dalam kehidpuan sehari-hari
Air yang menetes di ujung kain
Minyak tanah naik melalui sumbu kompor
Air meresap ke atas tembok
Naiknya air melalui akar pada tumbuhan
Menyebarnya tinta di permukaan kertas
10. Infiltration adalah proses meresapnya air permukaan tanah kedalam tanah.
11. Aliran antara (interflow) adalah air di daerah vadose zone yang mengalir menuju jaringan waduk atau danau.
12. Aliran dasar (baseflow) yaitu aliran air tanah yang mengisi sistem  jaringan sungai, waduk, rawa dan danau.
13. Aliran Run-Out yaitu aliran air tanah yang langsung menuju kelaut.
14. Perkolasi yaitu air dari soil moisture (butiran air tanah) di daerah vadose zone yang mengisi aliran air tanah.
15. Kapiler yaitu aliran dari air tanah yang mengisi soilmoisture

Dalam istilah penataan ruang, air dalam proses perjalanannya akan berinteraksi dalam tata ruang yang berupa wujud struktur ruang dan pola ruang. Dalam struktur ruang, air mengalir pada susunan pusat-pusat permukiman dan sistem jaringan infrastruktur. Dalam pola ruang, perjalanan air melalui dan berinteraksi dengan distribusi peruntukan ruang dalam suatu wilayah.
Di daerah tangkapan (recharge area) air tanah, air dari permukaan tanah meresap kedalam tanah mengisi akuifer bebas (unconfined aquifer) maupun akuifer tertekan (confined aquifer). Di daerah pelepasan (discharge area) air tanah keluar dengan berbagai cara seperti mata air dan air sumur.

a. Siklus Tertutup

siklus hidrologi pada gambar 1.1 merupakan konsep dasar tentang keseimbangan air secara global di bumi. Dalam keseimbangan air secara menyeluruh, air tanah dan aliran permukaan merupakan bagian dari beberapa aspek yang menjadikan siklus hidrologi menjadi seimbang sehingga disebut dengan siklus hidrologi yang tertutup (closed sistem diagram of the global hydrological cycle).
Secara diagram siklus hidrologi tertutup ditunjukan pada gambar 1.2.


Gambar 1.2. siklus hidrologi tertutup (Toth, 1990; Chow dkk, 1988)

b. Siklus Terbuka
Pada lokasi tertentu, aliran air permukaan atau air tanah dapat merupakan satu atau lebih sub sistem dan tidak lagi tertutup, karena sistem tertutup itu dipotong pada suatu bagian tertentu dari seluruh sistem aliran permukaan atau air tanah. Transportasi aliran diluar bagian aliran air permukaan merupakan masukan dan keluaran dari sub sistem aliran air permukaan tersebut. Demikian juga transportasi aliran diluar bagian aliran air tanah merupakan masukan dan keluaran dari sub sistem aliran air tanah tersebut.
Gambar 1.3 menunjukan gabungan sub sistem aliran air tanah, aliran permukaan dan hidrologi yang merupakan sub sistem terbuka.




Gambar 1.3. Aliran Permukaan dan Aliran Air Tanah dalam Sistem Terbuka Pada Suatu Lokasi Tertentu (Lewin, 1985 dalam Toth, 1990)

Dengan melihat besaran relatif rata-rata air yang lewat dan respon kecepatan komponen aliran, pada gambar 1.1 dan gambar 1.2 secara diagram diilustrasikan seperti dalam gambar 1.4 berikut ini.

Gambar 1.4. Diagram Siklus Hidrologi (Solomon & Cordery, 1984 dalam Maidment, 1993)

Pada gambar 1.4, air hujan yang turun ke tanah, jumlahnya terdistribusi menjadi intersepsi (lewat vegetasi), hujan disaluran, tampungan depresi, aliran permukaan, dan infiltrasi ke dalam tanah. Besaran air yang terinfiltrasi  adalah distribusi yang paling besar dibandingkan dengan yang lainnya. Infiltrasi ini terjadi di Daerah Aliran Sungai (DAS) sehingga untuk memanen air hujan, faktor DAS menjadi hal yang penting untuk diperhatikan.
Faktor penutup lahan juga mempunyai peran dalam proses infiltrasi. Penutup lahan DAS bervegetasi lebat akan menghambat aliran permukaan sehingga infiltrasi belangsung optimal. Sedangkan penutup lahan yang berupa lapisan kedap air seperti lantai beton atau rumah, akan membuat aliran permukaan menjadi besar sehingga tidak ada air yang dapat terinfiltrasi.
Kecepatan infiltrasi air jauh lebih kecil dibandingkan dengan aliran air permukaan. Kecepatan infiltrasi tergantung dari jenis tanah (lempung, lanau atau pasir) mulai dari 10-13 m/detik sampai 0.001 m/detik. Sedangkan kecepatan run-off bisa mulai dari 0 (diam) hingga mencapai 10 m/detik tergantung dari kemiringan lahan, tinggi aliran, penutup lahan dan material yang terbawa dalam aliran air.


1.3 Siklus Hidrologi dan Tampungan

Siklus hidrologi dapat dipandang dari segi tampungan dan berguna dalam upaya menampung air tawar sebanyak-banyaknya dari air hujan sebagai sumber utama dalam siklus hidrologi. Beberapa tampungan pada siklus hidrologi (brooks dkk, 1991; Dunne & Leopold, 1978; Kodoatie & Sjarief, 2008):
A. Tampungan intersepsi (interception storage).
B.  Tampungan di tanaman (storage in plants).
C.  Tampungan di atas permukaan tanah (surface storage-on soil).
D. Tampungan jaringan sungai (channel storage).
E.  Tampungan di atas permukaan tanah (surface storage-on soils).
F.  Tampungan di zona tak jenuh (vadose zone storage) di atas muka air tanah sampai permukaan tanah.
G. Tampungan air tanah (groundwater storage) di bawah muka air tanah.
H. Tampungan di atmosfir.
I.  Tampungan di gudang-gudang air minum kemasan, gedung-gedung, dll (storage).
Siklus hidrologi dan tampungan tersebut dapat dilihat lebih jelas pada gambar 1.5 dan gambar 1.6



Gambar 1.5. Denah tampungan dalam siklus hidrologi (brooks dkk, 1991; Dunne & Leopold, 1978; Kodoatie & Sjarief, 2008)






Gambar 1.6. Potongan tampungan dalam siklus hidrologi (brooks dkk, 1991; Dunne & Leopold, 1978; Kodoatie & Sjarief, 2008)

Pada perencanaan pengelolaan sumber daya air, fungsi dari mengetahui tampungan air dan perjalanan air secara alami dalam siklus hidrologi adalah untuk menentukan lokasi tampungan dan kapasitas tampungan air tersebut. Hal tersebut juga berguna sebagai referensi penentuan tata guna lahan dalam perencanaan tata ruang air, penataan ruang, pengurusan hutan dan pengelolaan wilayah pesisir (pantai).

Comments

Popular posts from this blog

Prosedur Tanggap Darurat Banjir Di Perusahaan Perkantoran

Mengenal DISTILASI/DESALINASI MULTI STAGE FLASH

Rumus Untuk Menghitung Debit Air