HIDROLOGI DASAR

Definisi/Pengertian

Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang terjadinya, pergerakan dan distribusi air di bumi, baik di atas, pada maupun di bawah permukaan bumi, tentang sifat fisik, kimia air serta reaksinya terhadap lingkungan dan hubungannya dengan kehidupan. Secara umum dapat dikatakan bahwa Hidrologi adalah ilmu yang menyangkut masalah kuantitas dan kualitas air di bumi.Hidrologi dapat dibedakan atas 2 bagian, yaitu;

1. Hidrologi pemeliharaan

Menyangkut pemasangan alat-alat ukur berikut penentuan jaringan stasiun pengamatannya, pengumpulan data hidrologi (termasuk kegiatan pengamatan elemen-elemen hidrologi), pengolahan data mentah dan publikasi data.

2. Hidrologi Terapan

Merupakan ilmu yang langsung berhubungan dengan penggunaan hukum-hukum yang berlaku menurut ilmu-ilmu murni pada kejadian praktis dalam kehidupan. Sebagai contoh kajian hidrologi terapan adalah analisis hidrologi untuk pengendalian banjir dan mengatasi kebutuhan air.

B. Ilmu-ilmu bantu dalam kajian hidrologi

Karena kompleknya kajian hidrologi khususnya berkaitan dengan sistem sirkulasi air serta luasnya ruang lingkup kehidupan, maka dalam melakukan analisis hidrologi diperlukan bantuan dari disiplin ilmu lain seperti:

1.   Meteorologi

mempelajari fenomena fisik dari atmosfer yang memberikan konsep tentang  temperatur udara, ttekanan udara, kelembaban udara, kelengasan udara, hujan.

2.   Klimatologi

membahas segala sesuatu yang berhubungan dengan cuaca termasuk interpretasi statistik data-data cuaca jangka panjang untuk mendapatkan harga rata-rata, trend, gambaran lokal  dari cuaca dengan perhitungan-perhitungan radiasi matahari, angin, hujan, temperatur rata-rata bulanan, penguapan, dan sebagainya.

3.   Biogeografi

untuk mengetahui ciri-ciri fisik dari permukaan bumi dalam hubungannya dengan kehidupan dan sebaran vegetasi, yang besar pengaruhnya terhadap distribusi air hasil presipitasi setelah mencapai permukaan tanah.

4.   Geologi dan Ilmu Tanah

mempelajari komposisi dari kerak bumi yang berperan pada distribusi air permukaan, air bawah permukaan, dan air tanah dalam.

5.   Hidrolika

adalah ilmu yang mempelajari gerakan air beraturan dalam sistem sederhana.

6.   Statistik

adalah ilmu yang mempelajari tentang teknik-teknik memproses data numerik menjadi informasi yang berguna dalam penelitian ilmiah, pengambilan keputusan, dan sebaginya.

C. Sistem Sirkulasi air (Sistem hidrologis)

Realita fisik suatu sistem hidrologis sesungguhnya sangat komplek  untuk dijelaskan dan dianalisis secara tepat sebagaimana adanya, maka untuk memudahkan pemahaman dibutuhkan upaya untuk menyederhanakan melalui suatu model. Derajat penyederhanaan tergantung banyaknya informasi yang dapat disediakan, biasanya perolehan informasi dapat dilakukan dengan:

1. interpretasi peta, foto udara, citra satelit mengenai wilayah tinjau

2. inventarisasi sifat-sifat fisik melalui survei lapangan.

3. mengolah data dan memetakan informasi yang telah diperoleh, sehingga hasilnya dapat digunakan untuk berbagai tujuan.

Secara skematik sistem hidrologis menggambarkan keterkaitan antara input, proses, dan output dalam suatu wilayah.  curah hujan dipandang sebagai input yang memberikan masukan air ke dalam wilayah, sedangkan wilayah dengan berbagai komponennya membentuk suatu sistem yang berfungsi sebagai prosesor hingga menghasilkan keluaran dalam bentuk debit aliran. Untuk pengembangan lebih lanjut konsep tentang sistem hidrologis sering digunakan untuk perhitungan  analisis neraca air (water balance equation) yang dirumuskan dalam bentuk formulasi sebagai berikut:      

 Q     = P –   EP    ±    S

Keterangan:

Q   = Debit sungai

P    = Curah hujan

EP  = Evaporasi

S    = Simpanan air

BATU METAMORFOSIS

Batuan Metamorf

Batuan yang terjadi karena adanya proses ubahan batuan asal (batuan beku, sediment maupun metamorf) oleh proses metamorfisme.

Proses Metamorfisme

Batuan mengalami penambahan tekanan (P) atau temperature (T) atau kenaikan P dan T secara bersamaaan sehingga mengalami perubahan susunan mineraloginya (susunan kimianya tetap) yang berlangsung dari fase padat ke fase padat tanpa mengalami fase cair.

Tipe-Tipe Metamorfisme :

1. Thermal/kontak                                  T mengalami kenaikan
2. Dinamo/dislokasi/kataklastik              P mengalami kenaikan
3. Regional                                             P & T naik secara bersamaan

Klasifikasi dan Penamaan jenis batuan metamorf

Secara umum batuan metamorf dibagi dalam dua kelompok yang didasarkan atas strukturnya, yaitu:

1. Foliasi/Banded: mempunyai kenampakan seperti perlapisan akibat adanya penjajaran mineral
2. Non-Foliasi: tidak mempunyai kenampakan seperti perlapisan akibat adanya penjajaran mineral

Tabel 1. Kondisi foliasi dan non foliasi pada batuan metamorf

FOLIASI	NON FOLIASI
Komposisi mineralnya bermacam-macam,/kompleks	Komposisi mineralnya sederhana, hanya terdiri dari beberapa mineral seperti calcite atau kuarsa.
Banyak mineral baru yang terbentuk akibat perubahan T dan/atau P.	mineral baru yang terbentuk akibat perubahan T dan/atau P.
Teksturnya berlapis, foliasi, liniasi, banded. Mineral mempunyai orientasi yang relatif sama.	Teksturnya granular dan equi- dimensional. Mineral tidak mempunyai orientasi.
Banyak batuan dengan komposisi yang beragam	Batuan dalam jumlah terbatas dengan mineral sederhana. Contohnya: kuarsa - Quartzite batugamping - Marble lanau - Hornfels

Tekstur

Tekstur pada batuan metamorf diantaranya :

a. Kristaloblastik

   Tekstur yang terjadi pada saat tumbuhnya mineral dalam suasana padat (tekstur batuan asalnya tidak tampak lagi).

1. Lepidoblastik

Tekstur yang didominasi mineral-mineral pipih yang memperlihatkan orientasi sejajar (biotit, muskovit).

2. Nematoblastik

Mineral-mineral berbentuk jarum yang memperlihatkan orientasi sejajar (amphibol, piroksen)

3. Granoblastik

Mineral berbentuk butiran dengan sisi kristal yang bergerigi (kuarsa, kalsit)

4. Porfiroblastik

Suatu kristal besar (fenokris) tertanam dalam massa dasar yang lebih halus.

5. Idioblastik

Bentuk mineral-mineral penyusunnya euhedral.

6. Xenoblastik

Bentuk mineral-mineral penyusunnya anhedral.

b. Palimpsest (tekstur sisa)

1. Blastoporfiritik

Suatu tekstur sisa dari batuan asal yang bertekstur porfiritik

2. Blastoopitik

    Suatu tekstur sisa dari batuan asal yang bertekstur opitik.

Komposisi Mineral

1. Mineral stress

Mineral yang terbentuk dan stabil dalam kondisi P & T. Mineral dapat berbentuk pipih, tabular atau prismatic.

Contoh : Mika, termolit, aktinolit, hornblende

2. Mineral anti stress

Mineral yang terbentuk bukan dalam kondisi P dan biasanya berbentuk equidimensional.

Contoh : Kuarsa, kalsit, feldspar

BATUAN SEDIMEN

Batuan yang terbentuk akibat lithifikasi dari hancuran batuan induk, maupun hasil denudasi atau hasil reaksi kimia maupun hasil kegiatan organism.

 

Lithifikasi batuan meliputi proses kompaksi autigenik dan diagenesa (proses terubahnya material-material lepas menjadi batuan yang kompak).

Secara lateral penyebaran batuan sedimen mencapai 70 % dari batuan yang ada dipermukaan akan tetapi batuan sedimen hanya 5 % dari batuan yang ada di bumi.

STRUKTUR

Struktur batuan sedimen (struktur primer) umumnya tidak banyak yang dapat diamati di laboratorium karena umumnya mempunyai skala yang cukup besar. Struktur batuan sedimen diantaranya :

1.     Struktur perlapisan

Merupakan struktur utama batuan sedimen klastik yang menunjukkan adanya bidang-bidang perlapisan sebagai hasil proses pengendapan. Faktor-faktor yang menyebabkan adanya struktur perlapisan :

a.     Perbedaan warna

b.    Perbedaan ukuran butir

c.     Perubahan struktur sediment

d.     Perbedaan komposisi mineral

e.     Perbedaan kekompakan

f.     Perubahan macam batuan

2.    Cross-bedding 

3.    Graded bedding

4.    Ripple marks

5.    Mud cracks

KLASIFIKASI

Dalam klasifikasinya batuan sedimen mengacu pada proses pembentukannya, apakah termasuk dalam sediment klastik ataupun sedimen non klastik.

Klasifikasi batuan sediment klastik umumnya lebih sederhana karena penamaannya dapat didasarkan pada ukuran butirnya.

Sedangkan untuk batuan non klastik masih harus dilihat komposisinya secara menyeluruh.

Tabel 1. Skala wenthworth

Wentworth Size Scale
Boulder	>256 mm	Conglomerate
Cobble	64-256 mm
Pebble	2-64 mm
Sand	1/16-2 mm	Sandstone
Silt	1/256-1/16 mm	Siltstone
Clay	<1/256 mm	Shale

 

1.        Derajat pemilahan (sortasi)

Merupakan gambaran tingkat keseragaman dari butiran pembentuk batuan sediment. Semakin seragam kemas semakin baik.

a.     Pemilahan baik (well sorted)

b.     Pemilahan sedang (moderately sorted)

c.     Pemilahan buruk (poorly sorted)

2.        Derajat Pembundaran (Roundness)

a.     Menyudut (angular)

b.     Menyudut tanggung (sub-angular)

c.     Membulat tanggung (sub rounded)

d.     Membulat (rounded)

e.     Membulat baik (well rounded)

3.        Kemas

Menunjukkan hubungan kerapatan antara butiran penyusun dalam batuan.

a.     Kemas terbuka  : kerapatan antar butiran kecil/renggang, butiran tidak saling bersentuhan/mengambang dlm massa dasar.

b.     Kemas tertutup : kerapatan antar butiran besar/rapat

Tabel 2. Klasifikasi batuan sediment berdasarkan proses pembentukannya

Sedimentary Rock Identification Chart
TEXTURE	GRAIN SIZE	COMPOSITION	ROCK NAME
Clastic	>2 mm	rock fragments, quartz, feldspar	Conglomerate
	1/16 - 2 mm	quartz, feldspar	Sandstone
	<1/16 mm	quartz, clay minerals	Mudstone
	>1/16 mm	feldspar, quartz	Arkose
Chemical		calcite	Limestone
		silica (quartz)	Chert
		gypsum	Rock Gypsum
		halite	Rock Salt
Biologic		organic material, plant fragments	Bituminous Coal
		calcite, shell and skeletal fragments	Coquina
		calcite with some fossils	Fossiliferous Limestone

Tabel 3. Penamaan batuan klastik

Name of Rock	Fragment Type
Breccia	Coarse Fragments of Angular Gravel and Rocks
Conglomerate	Coarse Fragments of Rounded Gravel and Rocks
Sandstone	Sand Sized Particles that are 90 % Quartz
Arkose	Sandstone composed of 25 % Feldspar Grains
Shale	Clay Particles
Siltstone	Silt Particles
Mudstone	Mixture of Clay and Silt
Limestone	Mixture of Shells, Coral, and Other Marine Skeletons

Tabel 4. Deskripsi Batuan Sedimen

SEDIMEN KLASTIK		SEDIMEN NONKLASTIK
1. Ciri	·         Perlapisan ·         Fosil tidak utuh ·         Fragmen butiran	·         Monomineralik ·         Fosil utuh
2. Struktur	·         Masif ·         Perlapisan ·         Laminasi (perlapisan < 1mm) ·         Crossbedding ·         Graded bedding	·         Masif ·         Fosiliferous
3. Tekstur	·         Ukuran butir ·         Sortasi ·         Roundness	·         Amorf ·         Kristalin
4. Komposisi	·         Fragmen ·         Matrik ·         Semen	·         Monomineralik
5. Contoh	·         Batupasir ·         Lanau ·         lempungPerlapisan ·         Fosil tidak utuh  .    Fragmen butiran	·         Rijang ·         Batubara ·         Batugamping terumbu ·         Batugamping merah ·         Batugamping kristalin