PRESIPITASI

A. Pengertian Presipitasi

Presipitasi adalah curah hujan atau turunnya air dari atmosfer ke permukaan bumi dan laut dalam bentuk yang berbeda, yaitu curah hujan di daerah tropis dan curah hujan serta salju dan di daerah beriklim sedang. Presipitasi merupakan peristiwa klimatik yang bersifat alamiah yaitu perubahan bentuk dari uap air di atmosfer menjadi curah hujan sebagai akibat proses kondensasi.

Presipitasi adalah faktor utama yang mengendalikan berlangsungnya daur hidrologi dalam suatu wilayah (merupakan elemen utama yang perlu diketahui mendasari pemahaman tentang kelembaban tanah, proses peresapan air tanah, dan debit aliran).

Presipitasi mempunyai banyak karakteristik yang dapat mempengaruhi produk akhir suatu hasil perncanaan pengelolaan daerah aliran sungai (DAS). Besar kecilnya presipitasi, waktu berlangsungnya hujan, dan ukuran serta intensitas hujan yang terjadi, baik secara sendiri-sendiri atau merupakan kombinasi akan mempengaruhi kegiatan pembangunan wilayah.

B. Istilah-istilah terkait dengan presipitasi

1. Tebal hujan (rain depth) merupakan jumlah presipitasi yang terjadi, dinyatakan sebagai tebal lapisan air di atas permukaan tanah. Satuannnya mm atau inch.

2. Durasi hujan (duration of rainfall) adalah lamanya presipitasi berlangsung. Satuannya menit atau jam

3. Intensitas hujan (rainfall intensity) adalah laju presipitasi/ kederasan hujan/intensitas hujan, merupakan kedalaman atau ketinggian air yang jatuh per satuan waktu. Satuannya mm/menit, mm/jam, atau inch/jam.

4. Frekuensi hujan (return periode).adalah banyak kejadian hujan berlangsung, umumnya dinyatakan dengan periode ulang.

C. Mekanisme Hujan

Hujan terjadi karena adanya perpindahan massa air basah ke tempat yang lebih tinggi sebagai respon adanya perbedaan tekanan udara antara dua tempat yang berbeda ketinggiannya. Di tempat tersebut karena adanya akumulasi uap air pada suhu rendah, maka terjadilah proses kondensasi dan pada gilirannya massa air basah tersebut jatuh sebagai hujan. Disamping itu hujan bisa juga terjadi akibat dari pertemuan antara dua massa air basah dan panas. Mekanisme berlangsungnya hujan melibatkan 3 faktor utama, yaitu:

1. Kenaikan massa uap air ke tempat yang lebih tinggi sampai saatnya atmosfer menjadi jenuh.

2.  Terjadi kondensasi atas partikel-partikel uap air kecil di atmosfer.

3. Partikel-partikel uap air tersebut bertambah besar sejalan dengan waktu untuk kemudian jatuh ke permukaan tanah dan permukaan laut (sebagai hujan) karena gravitasi bumi.

D. Pola Hujan

Berdasarkan intensitas dan model dari histogramnya, hujan dapat diklasifikasikan menjadi 4 model hujan, yaitu:

1. Uniform patern, bentuk hujan dengan intensitas merata sepanjang berlangsungnya hujan.

2. Advanced patern, hujan dengan intensitas terpusat di depan (awal hujan berlangsung).

3. Intermediate patern, hujan dengan intensitas terpusat ditengah-tengah berlangsungnya hujan

4. Delayed patern,  hujan dengan intensitas terpusat di belakang (pada akhir  hujan berlangsung).

E. Pengukuran hujan, data hujan dan pengolahannya

1. Pengukuran hujan

Besarnya hujan diukur dengan menggunakan alat penakar curah hujan yang umumnya terdiri atas alat penakar hujan tidak otomatis dan penakar hujan otomatis. Alat penakar hujan tidak otomatis pada dasarnya berupa kontainer atau ember yang telah diketahui diameternya dan dibuat dalam bentuk silinder kearah vertikal untuk memperkecil percikan air hujan. Ketinggian alat ini disarankan berkisar antara 15 – 30 cm dan 50 – 75 cm.

Alat penakar hujan otomatis berupa alat penakar hujan yang mekanisme pencatatannya bersifat otomatis (mencatat sendiri). Dengan cara ini data hujan yang diperoleh selain berupa besarnya curah hujan selama periode waktu tertentu juga dapat diperoleh besarnya intensitas curah hujan dan lama waktu hujan. Penakar hujan yang banyak digunakan adalah Weighing buchet rain gauge dan tipping buchet.      

2. Data hujan

Data hasil pencatatan penakar hujan berupa :

1.  Ketinggian hujan/tebal hujan/jumlah hujan atau rainfall depth  = d
2. Lama terjadinya hujanatau duration of rainfall   = t
3. Kederasan hujan atau rainfall intensity   = i
4. Periode ulang/frekuensi atau return period   = T
5. Luas wilayah  atau area   = A

  

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