Siklus Hidrologi

BAB 14

DAUR AIR DAN PERISTIWA ALAM

Mata Pelajaran         :           Ilmu Pengetahuan Alam

Kelas                          :           V (lima) SD

Semester                   :           II (dua)

Sub Bab                    :           Daur Air

A.  Pengertian Air

Secara alamiah air merupakan kekayaan alam yang dapat diperbaharui dan mempunyai daya regenerasi yaitu selalu mengalami sirkulasi dan mengikuti daur. Daur hidrologi diberi batasan sebagai tahapan-tahapan yang dilalui air dari atmosfer, penguapan dari tanah atau laut, kondensasi untuk membentuk awan, presipitasi akumulasi di dalam tanah maupun tubuh air dan menguap kembali.

Menurut Undang-undang tentang sumber daya air pada pasal 1, yang dimaksud dengan air adalah semua air yang terdapat pada, di atas, ataupun di bawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini air permukaan, air tanah, air hujan, dan air laut yang berada di darat.

Air memiliki karakteristik yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia lain, karakteristik tersebut antara lain :

1.   Pada kisaran suhu yang sesuai bagi kehidupan, yakni 0^o C (320 F) – 100^o C, air berwujud cair.

2.   Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpan panas yang sangat baik.

3.   Air memerlukan panas yang tinggi pada proses penguapan. Penguapan adalah proses perubahan air menjadi uap air.

4.   Air merupakan pelarut yang baik.

5.   Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi.

Air kita perlukan untuk proses hidup dalam tubuh kita, tumbuhan dan juga hewan. Sebagian besar tubuh kita, tumbuhan dan hewan terdiri atas air. Air juga kita perlukan untuk berbagai keperluan rumah tangga, pengairan pertanian, industri, rekreasi dan lain-lain.

Dengan tidak tersedianya air dan sanitasi yang baik, biasanya golongan masyarakat yang berpenghasilan rendah adalah yang paling menderita, karena bukan saja disebabkan oleh kurang adanya pengertian bagaiamana caranya untuk mengurangi pengaruh negatif yang disebabkan untuk tempat tinggal yang tidak memenuhi syarat akibat pengaruh yang melemahkan dari kondisi hidup yang kurang sehat, sehingga mempengaruhi produktivitas dari mereka yang tidak mampu membiayai penyediaan sarana air bersih tersebut.

Sumber air bermacam-macam, ada empat sumber air yang paling banyak ditemukan, yakni air permukaan, air tanah, mata air, dan air hujan.

1.  Air Permukaan

Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, dan sebagainya. Air permukaan dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama, yaitu : (1). Perairan tergenang, dan (2). Badan air mengalir.

2. Air Tanah

Air tanah merupakan air yang berada di bawah permukaan air tanah. Air tanah merupakan sumber utama, tapi bukan satu-satunya sumber air minum. Maka kelayakan air tanah tersebut menjadi persoalan utama. Air tanah adalah air yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kuantitas / kualitasnya sama dengan keadaan air dalam (Totok Sutrisno, 2004).

Menurut direktorat penyehatan air Ditjen PPM dan PLP departemen Kesehatan Republik Indonesia (1997), mata air / air tanah adalah air yang berada di dalam tanah untuk memperolehnya dengan cara menggali / dibor atau secara alamiah keluar ke permukaan tanah (mata air).

Pada dasarnya air tanah dapat berasal dari air hujan, baik melalui proses infiltrasi secara langsung maupun tidak langsung dari air sungai, danau rawa, dan genangan air lainnya. Pada saat infiltrasi ke dalam tanah, air permukaan mengalami kontak dengan mineral-mineral yang terdapat di dalam tanah dan melarutkannya, sehingga kualitas air mengalami perubahan karena terjadi reaksi kimia. Kadar oksigen yang masuk ke dalam tanah menurun, digantikan oleh karbondioksida yang berasal dari proses biologis, yaitu dekomposisi bahan organik yang terlarut dalam air tanah.

3. Mata air

Adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya kepermukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kuantitas / kualitasnya sama dengan keadaan air dalam. Menurut direktorat penyehatan air Ditjen PPM dan PLP Departemen Kesehatan Republik Indonesia (1997:6) mata air / air tanah adalah air yang berada di dalam tanah untuk memperolehnya dengan cara menggali / dibor atau secara alamiah keluar ke permukaan tanah (mata air).

4.  Air Hujan

Hujan terjadi karena penguapan, terutama air pemukaan laut yang naik ke atmosfer dan mengalami pendinginan kemudian jatuh ke permukaan bumi. Proses penguapan tersebut terus berlangsung., misalnya pada saat butiran hujan jatuh ke permukaan bumi, sebagian akan menguap sebelum mencapai permukaan bumi.

Sebagian akan tertahan tanaman-tanaman dan oleh matahari diuapkan kembali ke atmosfer. Air hujan yang sampai di permukaan bumi, akan mengisi cekungan, kubangan di permukaan bumi dan sebagian akan mengalir pada permukaan bumi (Benyamin, 1997).

B.  Siklus Air

Daur hidrologi sering juga dipakai istilah water cycle atau siklus air. Suatu sirkulasi air yang meliputi gerakan mulai dari laut ke atmosfer, dari atmosfer ke tanah, dan kembali ke laut lagi atau dengan arti lain siklus hidrologi merupakan rangkaian proses berpindahnya air permukaan bumi dari suatu tempat ke tempat lainnya hingga kembali ke tempat asalnya.

Air naik ke udara dari permukaan laut atau dari daratan melalui evaporasi. Air di atmosfer dalam bentuk uap air atau awan bergerak dalam massa yang besar di atas benua dan dipanaskan oleh radiasi tanah. Panas membuat uap air lebih naik lagi sehingga cukup tinggi/dingin untuk terjadi kondensasi. Uap air berubah jadi embun dan seterusnya jadi hujan atau salju. Curahan (precipitation) turun ke bawah, ke daratan atau langsung ke laut. Air yang tiba di daratan kemudian mengalir di atas permukaan sebagai sungai, terus kembali ke laut. Air yang tiba di daratan kemudian mengalir di atas permukaan sebagai sungai, terus kembali ke laut melengkapi siklus air.

Dalam perjalanannya dari atmosfer ke luar, air mengalami banyak interupsi. Sebagian dari air hujan yang turun dari awan menguap sebelum tiba di permukaan bumi, sebagian lagi jatuh di atas daun tumbuh-tumbuhan (intercception) dan menguap dari permukaan daun-daun. Air yang tiba di tanah dapat mengalir terus ke laut, namun ada juga yang meresap dulu ke dalam tanah (infiltration) dan sampai ke lapisan batuan sebagai air tanah.

Sebagian dari air tanah dihisap oleh tumbuh-tumbuhan melalui daun-daunan lalu menguapkan airnya ke udara (transpiration). Air yang mengalir di atas permukaan menuju sungai kemungkinan tertahan di kolam, selokan, dan sebagainya (surface detention), ada juga yang sementara tersimpan di danau, tetapi kemudian menguap atau sebaliknya, sebagian air mengalir di atas permukaan tanah melalui parit, sungai, hingga menuju ke laut ( surface run off ), sebagian lagi infiltrasi ke dasar danau-danau dan bergabung di dalam tanah sebagai air tanah yang pada akhirnya ke luar sebagai mata air.

1.    Siklus Pendek

Siklus pendek adalah proses peredaran atau daur ulang air dengan urutan sebagai berikut :

1. Penguapan air laut karena pemanasan matahari di permukaan laut
2. Air laut mengalami perubahan bentuk menjadi gas
3. Terjadi kondensasi
4. Pembentukan awan
5. Turun hujan
6. Hujan jatuh di permukaan air laut

Siklus pendek menghasilkan hujan di atas permukaan air laut.

2.    Siklus Sedang

Siklus sedang adalah proses peredaran atau daur ulang air dengan urutan sebagai berikut :

1. Penguapan air laut
2. Kondensasi
3. Angin menggerakkan uap air menuju daratan
4. Pembentukan awan
5. Turun hujan di daerah daratan
6. Air hujan akan mengalir kembali ke laut melalui sungai

Siklus sedang menghasilkan hujan yang turun di daratan.

3.    Siklus Panjang

Siklus panjang adalah proses peredaran atau daur ulang air dengan urutan sebagai berikut :

1. Penguapan
2. Sublimasi
3. Terbentuk awan yang mengandung kristal es
4. Angin menggerakan kristal es ke daratan
5. Turun hujan es ( hujan salju)
6. Pembentukan gletser
7. Gletser yang mencair membentuk aliran sungai
8. Air sungai mengalir menuju daratan.

Siklus panjang (besar) menghasilkan hujan es atau hujan salju.

  

Keterangan :

ü  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, es.

ü  Infiltrasi / perkolasi ke dalam tanah - Air 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.

ü  Air Permukaan - 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.

ü  Evaporasi : penguapan dari badan air secara langsung.

ü  Transpirasi : penguapan air yang terkandung dalam tumbuhan.

ü  Respirasi : penguapan air dari tubuh hewan dan manusia.

ü  Evapotranspirasi : perpaduan evaporasi dan transpirasi.

ü  Kondensasi : proses perubahan wujud uap air menjadi titik-titik air sebagai hasil pendinginan.

ü  Presipitasi : segala bentuk curahan atau hujan dari atmosfer ke bumi yang meliputi hujan air, hujan es, hujan salju.

ü  Infiltrasi : air yang jatuh ke permukaan tanah dan meresap ke dalam tanah.

ü  Perkolasi : air yang meresap terus sampai ke kedalaman tertentu hingga mencapai  air tanah atau groundwater.

ü  Run off : air yang mengalir di atas permukaan tanah melalui parit,  sungai, hingga menuju ke laut.

C.  Kelayakan Air

Kelayakan air dapat diukur secara kualitas dan kuantitas. Kualitas air adalah sifat air dan kandungan makhluk hidup, zat, energi, atau komponen lain dalam air.

Menurut Kusnaedi (2004), syarat-syarat sumber mata air yang bisa digunakan sebagai air bersih adalah sebagai berikut :

1.    Kekeruhan

Air yang berkualitas harus memenuhi persyaratan fisik seperti berikut jernih atau tidak keruh. Air yang keruh disebabkan oleh adanya butiran-butiran koloid dari bahan tanah liat. Semakin banyak kandungan tanah liat maka air semakin keruh. Derajat kekeruhan dinyatakan dengan satuan unit.

2.    Tidak berwarna

Air untuk keperluan rumah tangga harus jernih. Air yang berwarna berarti mengandung bahan-bahan lain yang berbahaya bagi kesehatan.

3.    Rasanya tawar

Secara fisika, air bisa dirasakan oleh lidah. Air yang terasa asam, manis, pahit, atau asin menunjukan bahwa kualitas air tersebut tidak baik. Rasa asin disebabkan adanya garam-garam tertentu yang larut dalam air, sedangkan rasa asam diakibatkan adanya asam organik maupun asam anorganik.

4.    Tidak berbau

Air yang baik memiliki ciri tidak berbau bila dicium dari jauh maupun dari dekat. Air yang berbau busuk mengandung bahan-bahan organik yang sedang mengalami dekomoposisi (penguraian) oleh mikroorganisme air.

5.    Temperaturnya normal

Air yang baik harus memiliki temperatur sama dengan temperatur udara (20^o- 26^o C). Air yang secara mencolok mempunyai temperatur di atas atau di bawah temperatur udara berarti mengandung zat-zat tertentu yang mengeluarkan atau menyerap energi dalam air.

6.    Tidak mengandung zat padatan

Bahan padat adalah bahan yang tertinggal sebagai residu pada penguapan dan pengeringan pada suhu 103^o -105^oC (Totok Sutrisno, 2004).

Disarikan oleh :

Iman Subekti, S.Pd., M.Pd.

Dosen PGSD – FKIP Universitas Kristen Petra Surabaya.

Sebagai bahan Ujian Akhir Semester Mata Kuliah Media Pembelajaran SD.

Video perubahan wujud zat

Download videonya disini

PERMUKAAN TANAH

  Susunan dan Jenis Tanah

Menurut susunannya, lapisan tanah terdiri atas lapisan tanah atas, lapisan tanah bawah, dan bahan induk tanah. Tanah lapisan paling atas umumnya sangat subur. Hal ini karena lapisan tanah atas bercampur dengan humus.Tanah yang kaya dengan humus berwarna lebih hitam dibandingkan jenis tanah yang lain. Sementara itu,tanah lapisan bawah kurang subur dan mempunyai warna lebih terang.Tanah lapisan bawah mengandung sedikit humus.

Humus berasal dari pembusukan hewan atau tumbuhan yang telah mati. Proses pembusukan ini dibantu oleh hewan-hewan yang hidup di tanah, misalnya cacing tanah. Cacing tanah ini memakan sampah-sampah yang ada di permukaan tanah. Pembusukan itu menghasilkan bahan-bahan organik. Sampah-sampah yang tidak dimakan oleh hewan-hewan ini, akan diuraikan oleh jamur.

Lapisan tanah yang terakhir atau paling bawah yaitu bahan induk tanah. Bahan induk tanah merupakan lapisan tanah yang terdiri atas bahan-bahan asli hasil pelapukan batuan. Lapisan ini disebut lapisan tanah asli karena tidak tercampur dengan hasil pelapukan dari batuan lain. Biasanya lapisan tanah ini warnanya sama dengan warna batuan asalnya.

Dilihat dari ukuran, bentuk, dan warnanya butiran tanah berbeda-beda. Ada yang butirannya terasa kasar pada jari-jari tangan dan ada yang halus. Ada yang warnanya gelap dan ada yang agak terang. Tanah yang kita tempati sekarang ini terdiri atas berbagai macam bahan padat. Bahan padat ini berasal dari serpihan-serpihan batuan hasil pelapukan. Bahan padat lainnya berasal dari sisa-sisa makhluk hidup atau sampah yang telah membusuk dan hancur.

Menurut butiran-butiran penyusunnya, tanah terdiri atas batu, kerikil, pasir, lumpur, tanah liat, serta debu. Batu kerikil merupakan penyusun tanah yang terbesar ukurannya. Butiran pasir berukuran lebih kecil daripada kerikil. Butiran lumpur lebih kecil daripada pasir dan bercampur dengan air. Butiran tanah liat lebih kecil daripada butiran lumpur. Butiran tanah yang paling kecil adalah debu. Butiran debu ini sangat halus dan ringan sehingga mudah diterbangkan angin. Penyusun tanah sangat erat kaitannya dengan daya peresapan air. Tanah yang mengandung banyak debu atau butiran-butiran tanah liat sukar dilalui air. Sebaliknya, tanah yang mengandung banyak pasir mudah dilalui air.

Bahan-bahan pembentuk tanah dapat berbeda-beda dari satu tempat dengan tempat lainnya. Demikian juga dengan jenis-jenis tanah. Jenis tanah juga dapat berbeda di setiap tempat. Hal ini tergantung pada jenis batuan yang mengalami pelapukan di tempat itu. Jenis tanah dapat dibedakan menjadi tanah berhumus, tanah berpasir, tanah liat, dan tanah berkapur.

a. Tanah Berhumus

Tanah humus berada di lapisan atas, berwarna gelap dan bersifat gembur. Tanah humus terbentuk dari pembusukkan tumbuhan. Tanah humus banyak terdapat di hutan tropis.  Tanah berhumus merupakan tanah yang paling subur.

b. Tanah Berpasir

Tanah berpasir mudah dilalui air atau bersifat porous dan mengandung sedikit bahan organik. Tanah ini terbentuk dari pelapukan batuan. Pada umumnya, tanah berpasir tidak begitu subur karena mengandung sedikit humus tetapi jenis tanah ini cocok digunakan sebagai bahan bangunan. Namun, ada tanah berpasir yang subur, misalnya tanah berpasir di sekitar gunung berapi. Hal ini karena adanya abu vulkanik yang mengandung banyak unsur hara. 

c. Tanah Liat

Tanah liat atau lempung sangat sulit dilalui air. Tanah lempung terdiri  atas butiran liat yang halus sehingga bersifat liat. Tanah ini sangat lengket dan mudah dibentuk ketika basah. Oleh karena itu, tanah liat sering digunakan sebagai bahan dasar pembuatan batu bata dan gerabah.

d. Tanah Berkapur

Tanah ini terbentuk dari pelapukan bebatuan. Tanah jenis ini sangat mudah dilalui air dan mengandung sedikit sekali humus. Oleh karena itu, tanah berkapur tidak begitu subur. Tanah ini cocok untuk ditanami pohon jati.

e.  Tanah Gambut

Tanah gambut terbentuk di daerah rawa-rawa. Tanah ini bersifat asam, berwarna gelap, serta bertekstur basah dan lunak. Tanah gambut kurang subur sehingga kurang cocok untuk pertanian.

f.  Tanah Vulkanik

Tanah vulkanik banyak terdapat di lereng gunung. Tanah ini terbentuk dari material abu yang tertinggal setelah terjadi letusan gunung berapi. Tanah vulkanik bersifat sangat subur sehingga sangat baik untuk pertanian.

g.  Tanah Podzolik

Tanah podzolik mudah ditemukan di daerah pegunungan yang bercurah hujan tinggi dan beriklim sedang. Tanah ini terbentuk dari pelapukan batuan yang banyak mengandung kuarsa sehingga tanah podzolik berwarna kecoklatan. Tanah podzolik kurang subur sehingga  kurang cocok untuk pertanian.

h.  Tanah Aluvial

Tanah aluvial disebut juga tanah endapan karena terbentuk dari endapan lumpur yang terbawa oleh air hujan ke dataran rendah. Tanah aluvial bersifat sangat subur sehingga cocok untuk pertanian.

i.  Tanah Laterit

Tanah laterit berada di lapisan bawah. Tanah ini berwarna kemerah-merahan dan tidak subur karena tidak mengandung humus.

Jenis tanah yang berbeda menyebabkan tanah mempunyai manfaat yang berbeda-beda pula. Tanah yang subur baik untuk bercocok tanam. Kerikil dan pasir dimanfaatkan sebagai bahan bangunan. Tanah liat digunakan sebagai bahan pembuatan gerabah, batu bata, genting, dan benda kerajinan lain. Jenis-jenis tanah penting kita ketahui terutama jika akan bercocok tanam. Jenis tanah menentukan tingkat penyerapan air, kandungan mineral tanah, dan kemampuan akar tumbuhan menembus tanah.