Dinamika Hidrosfer

Unsur-Unsur Utama Siklus Hidrologi

Hidrosfer merupakan daerah perairan yang mengikuti bentuk bumi yang bulat. Hidrosfer berasal dari kata hidros yang berarti ’air’ dan sphere yang berarti ’daerah’ atau ‘bulatan’. Daerah perairan ini meliputi samudra, laut, danau, sungai, gletser, air tanah, dan uap air yang terdapat di atmosfer. Hidrosfer menempati sebagian besar muka bumi karena 75% muka bumi tertutup oleh air.  Jumlah air yang tetap dan selalu bergerak dalam satu lingkaran peredaran membentuk suatu siklus yang dinamakan siklus hidrologi, siklus air, atau daur hidrologi.

Penguapan air yang terjadi di permukaan bumi terutama samudra dan laut disebabkan oleh panas matahari. Uap air yang terbentuk akan bergerak naik ke udara yang segera diikuti penurunan suhu. Setelah sampai pada ketinggian tertentu, uap air yang mengalami kondensasi (pengembunan) dan berubahlah menjadi embun atau awan, dan akhirnya embun berubah menjadi hujan atau salju.

Ada tiga macam siklus hidrologi, yaitu:

a.       siklus kecil, terjadi jika air laut menguap, mengalami kondensasi menjadi awan dan hujan, lalu jatuh ke laut;

b.      siklus sedang, terjadi dari air laut menguap, mengalami kondensasi dan terbawa angin, membentuk awan di atas daratan, jatuh sebagai hujan, lalu masuk ke tanah, selokan, sungai, dan ke laut lagi;

c.       siklus besar, terjadi dari air laut yang menguap, menjadi gas kemudian membentuk kristal-kristal es di atas laut, dibawa angin ke daratan (pegunungan tinggi), jatuh sebagai salju, membentuk gletser (lapisan es yang mencair), masuk ke sungai, lalu kembali ke laut.

Dengan memahami konsep daur hidrologi secara luas, pengertian istilah daur dapat digunakan sebagai konsep kerja untuk analisis dari berbagai permasalahan, misalnya dalam perencanaan dan evaluasi pengelolaan DAS (Daerah Aliran Sungai).

Di dalam daur hidrologi, masukan berupa curah hujan akan didistribusikan melalui beberapa cara, yaitu air lolos (througfall), aliran batang (stemflow), dan air hujan yang langsung ke permukaan tanah. Sedangkan air larian dan air infiltrasi akan mengalir ke sungai sebagai debit aliran dan sebagian lagi menjadi air tanah.

Siklus hidrologi besar terjadi di dalam DAS, dalam mempelajari DAS, daerah aliran sungai biasanya dibagi menjadi daerah hulu, tengah, dan hilir. Secara biogeofisik daerah hulu mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: merupakan daerah konservasi, kemiringan lereng besar (>15%), bukan merupakan daerah banjir. Jenis penggunaan lahan merupakan hutan, mempunyai bentuk lembah sungai V. Daerah hilir DAS mempunyai ciriciri sebagai berikut: merupakan daerah budi daya, kemiringan lereng kecil (<8%), dan beberapa tempat merupakan daerah banjir. Jenis penggunaan lahan didominasi tanaman pertanian, mempunyai bentuk lembah sungai U dan pengaturan pemakaian air ditentukan oleh bangunan irigasi. Daerah aliran sungai yang tengah merupakan daerah transisi dari kedua karakteristik DAS yang berbeda tersebut di atas.

Ekosistem DAS hulu merupakan bagian yang penting karena mempunyai fungsi perlindungan terhadap seluruh bagian DAS. Perlindungan ini, antara lain, dari segi fungsi tata air. Erosi yang terjadi di daerah hulu akibat praktik bercocok tanam yang tidak mengikuti kaidahkaidah konservasi tanah dan air atau akibat pembuatan jalan yang tidak direncanakan dengan baik tidak hanya berdampak di daerah erosi tersebut berlangsung, tetapi juga akan menimbulkan dampak di daerah hilir dalam bentuk penurunan kapasitas tampung waduk sehingga terjadi pendangkalan sungai dan saluran irigasi yang meningkatkan risiko banjir.

Demikian juga penebangan hutan secara terus-menerus di daerah hulu akan menimbulkan peningkatan laju erosi di daerah tengah dan hilir. Dengan demikian, kondisi hidrologis DAS yang baik sangat dipengaruhi oleh pemanfaatan dan konservasi lahan di wilayah DAS tersebut. Siklus air terjadi karena adanya proses-proses yang mengikuti gejala meteorologis dan klimatologis, antara lain, sebagai berikut.

a.         Transpirasi, adalah proses pelepasan uap air dari tumbuh-tumbuhan melalui stomata atau mulut daun.

b.         Evaporasi, adalah penguapan benda-benda abiotik dan merupakan proses perubahan wujud air menjadi gas. Penguapan di bumi 80% berasal dari penguapan air laut.

c.         Evapotranspirasi, adalah proses gabungan antara evaporasi dan transpirasi.

d.         Kondensasi, merupakan proses perubahan wujud uap air menjadi air akibat pendinginan.

e.         Presipitasi, merupakan segala bentuk hujan dari atmosfer ke bumi yang meliputi hujan air, hujan es, dan hujan salju.

f.           Run off (aliran permukaan), merupakan pergerakan aliran air di permukaan tanah melalui sungai dan anak sungai.

g.         Adveksi, adalah transportasi air pada gerakan horizontal seperti transportasi panas dan uap air oleh gerakan udara mendatar dari satu lokasi ke lokasi yang lain.

h.         Infiltrasi, yaitu perembesan atau pergerakan air ke dalam tanah melalui pori tanah.

2.      Jenis-Jenis Perairan di Muka Bumi

a.      Sungai

Sungai adalah air tawar yang mengalir dari sumbernya di daratan menuju dan bermuara di laut, danau, atau sungai lain yang lebih besar. Aliran sungai merupakan aliran yang bersumber dari tiga jenis limpasan, yaitu: limpasan yang berasal dari anak-anak sungai dan limpasan dari air tanah.

Ada berbagai bentuk atau tipe sungai, yaitu:

1.    sungai consequent longitudinal, merupakan sungai yang mempunyai aliran yang sejajar dengan antiklinal;

2.    sungai consequent lateral, merupakan sungai yang mempunyai arah aliran menuruni lereng-lereng asli yang ada di permukaan bumi seperti done, blockmountain, atau dataran yang baru terangkat;

3.    sungai superimposed, merupakan sungai yang mengalir pada lapisan sedimen datar yang menutupi lapisan batuan di bawahnya;

4.    sungai subsequent, merupakan sungai yang terjadi jika di daerah sungai consequent lateral terjadi erosi mundur sampai ke puncak lerengnya, sehingga sungai tersebut akan mengadakan erosi ke samping dan memperluas lembahnya, akibatnya akan timbul aliran baru yang mengikuti arah strike (arah patahan);

5.    sungai resequent, yakni sungai yang mengalir menuruni dip slope (kemiringan patahan) dari formasi-formasi daerah tersebut dan searah dengan sungai consequent lateral dan sering merupakan anak sungai subsequent;

6.    sungai antecedent, merupakan sungai yang arah alirannya tetap karena dapat mengimbangi pengangkatan yang terjadi pada proses yang lambat;

7.    sungai obsequent, yakni sungai yang mengalir menuruni permukaan patahan, jadi berlawanan dengan dip dari formasi-formasi patahan;

8.    sungai insequent, yakni sungai yang terjadi tanpa ditentukan oleh sebabsebab yang nyata; sungai ini mengalir dengan arah tidak tertentu sehingga terjadi pola aliran dendrites;

9.    sungai reverse, merupakan sungai yang mengubah arah alirannya karena sungai ini tidak dapat mempertahankan arah alirannya melawan suatu pengangkatan;

10.                        sungai compound, merupakan sungai yang membawa air dari daerah yang berlawanan geomorfologinya;

11.                        sungai composit, merupakan sungai yang mengalir dari daerah yang berlainan struktur geologinya;

12.                        sungai anaclinal, merupakan sungai yang mengalir pada permukaan, yang secara lambat terangkat dan arah pengangkatan tersebut berlawanan dengan arah arus sungai.

 1.      Pola Aliran Sungai

Ada berbagai pola aliran sungai sebagai berikut.

a.       Paralel, adalah pola aliran yang lurus atau hampir lurus ke tempat yang lebih rendah, terdapat pada suatu daerah yang luas dan miring sekali sehingga gradien dari sungai itu besar.

b.      Rectangular, merupakan pola aliran siku-siku di mana pola aliran ini terdapat daerah yang mempunyai struktur patahan, atau hanya joint (retakan).

c.       Angulate, merupakan pola aliran yang hampir membentuk sudut 90o, tetapi sungai-sungai masih terlihat mengikuti garis-garis patahan.

d.      Radial centrifugal, merupakan pola aliran pada kerucut gunung berapi atau dome sampai stadium muda dengan pola aliran menuruni lerenglereng pegunungan.

e.       Radial centripetal, merupakan pola aliran pada suatu kawah atau crater dan suatu kaldera dari gunung berapi atau depresi lainnya, yang pola alirannya menuju ke pusat depresi tersebut.

f.        Trellis, merupakan pola aliran yang berbentuk, seperti tralis dengan bentukan antiklin dan sinklin yang pararel.

g.       Annular, merupakan variasi dari radial pattern, yang terdapat pada suatu dome atau kaldera yang sudah mencapai stadium dewasa dan sudah timbul sungai consequent, subsequent, resequent, dan obsequent.

h.       Dendritic, adalah pola aliran yang mirip cabang atau akar tanaman, terdapat pada daerah yang batu-batuannya homogen, dan lerenglerengnya tidak begitu terjal, sehingga sungai-sungainya tidak cukup mempunyai kekuatan untuk menempuh jalan yang lurus dan pendek.

2.      Meander Sungai

Meander atau bentuk kelokankelokan aliran sungai, sering didapati pada aliran sungai di daerah dataran rendah. Meander terjadi karena adanya reaksi antara aliran sungai dan batu-batuan yang homogen dan kurang resisten terhadap erosi. Terdapat dua sisi pada lengkungan meander. Undercut adalah berpindahnyaaliran air yang disebabkan oleh sedimentasi pada bagian lengkung meander sehingga aliran air di luar lebih cepat daripada arus air pada sisi dalamnya. Kondisi ini menyebabkan sisi luar lengkung tererosi dan hasil erosinya terendap di bagian dalam. Jika berlangsung secara terusmenerus, dapat membentuk setengah lingkaran atau bahkan hampir melingkar penuh.

Batas daratan yang sempit yang memisahkan antara tikungan yang satu dan tikungan lainnya akhirnya terpotong oleh saluran yang baru, dan terbentuklah danau tapal kuda atau danau mati (oxbow lake). Sungai San Juan merupakan salah satu contoh sungai bermeander berelief kasar, karena melakukan erosi pendalaman terhadap batuan dasar sehingga sungai tersebut berkedudukan tepat di dasar lembahnya.

3.      Delta

Delta adalah endapan yang terbentuk di ujung aliran yang sudah dekat muara di laut atau danau. Ada berbagai bentuk dan ukuran delta. Berbagai faktor yang menyebabkan terjadinya delta, antara lain, musim, kecepatan aliran sungai, dan jenis batuan.

4.      Identifikasi Berbagai Proses Pelapukan/Pengikisan Sungai

Erosi (pengikisan), pengangkutan (transportasi), dan penimbunan atau pengendapan (sedimentasi) yang terjadi secara alami ketika air mengalir. Kemiringan daerah aliran sungai, volume air sungai, dan kecepatan aliran air merupakan faktor yang memengaruhinya. Aktivitas pengikisan akan semakin meningkat jika kemiringan aliran air sungai makin besar, sedangkan di daerah datar yang kecepatan airnya lambat penimbunan atau pengendapan material akan semakin intensif.

5.      Lembah Sungai

Lembah sungai merupakan hasil pengikisan air yang mempunyai bentuk permukaan yang lebih rendah daripada bagian lainnya. Pertumbuhan suatu lembah sungai dapat berjalan melalui tiga proses, yakni: pendalaman, pelebaran, dan pemanjangan.

1.      Pendalaman lembah sungai

Perbedaan ketinggian yang besar menyebabkan proses erosi di daerah hulu sungai. Kekuatan aliran erosi bekerja dengan cara menumbuk dan menggerus dasar sungai. Cara kerja ini disebut sebagai pengikisan hidrolik. Pengikisan dan pendalaman saluran juga dipercepat oleh terjadinya pengikisan mekanik. Pengikisan mekanik ini dipercepat oleh serpihan batuan yang terbawa oleh aliran yang deras. Selain itu, terjadi pula pengikisan kimiawi yaitu proses pelarutan dan reaksi asam terhadap dasar dan tepi saluran sungai.

2.      Pelebaran lembah sungai

Lambatnya kecepatan arus air di daerah datar menyebabkan proses erosi ke samping (lateral) sehingga erosi lateral lebih pada melebarnya lembah sungai. Erosi lateral juga dibarengi dengan proses agradasi atau penambahan endapan yang berasal dari materi longsoran (mass wasting) dari lereng atasnya. Kondisi ini dapat mempercepat terjadinya pelebaran lembah sungai.

3.      Pemanjangan lembah sungai

Penurunan permukaan laut yang menyebabkan daratan bertambah maju, pertumbuhan delta yang menambah luas daratan merupakan penyebab terjadinya pemanjangan lembah. Perkembangan lembah sungai dapat dijadikan sebagai penunjuk umur lembah tersebut, umur ini adalah umur relatif berdasarkan kenampakan bentuk lembah dalam beberapa tingkatan. Stadium awal ditandai dengan daya kikis vertikal yang masih besar disebabkan oleh gradien sungai yang masih besar. Dataran asli baru yang disebabkan oleh pengangkatan dasar laut dan sedimentasi gunung berapi terbentuk pada stadium ini. Di beberapa tempat terdapat permukaan sungai dengan lembah yang kecil-kecil. Dapat dikatakan bahwa pada stadium ini daerah sekelilingnya masih merupakan bentuk antaraliran dan erosi baru.

Stadium muda pembentukan lembah dimulai dengan beberapa tandatanda, antara lain:

1.      daya kikis vertikal yang kuat akibat gradien yang masih besar menyebabkan penampang lintang dari lembah berbentuk huruf V;

2.      daya angkut aliran air sungai paling besar;

3.      lebar bagian bawah lembah dan lebar saluran sungai sama besar;

4.      dasar lembah belum merata.

Stadium dewasa lembah sungai mempunyai ciri:

1.      gradien sungai lebih kecil daripada gradien pada stadium muda;

2.      terjadinya erosi lateral, dan tidak lagi terjadi erosi vertikal praktis

3.      lembah sungai berbentuk U, dengan kedalaman yang lebih kecil daripada ukuran lebarnya;

4.      terdapat dataran banjir (flood plain) pada lembah sungai dan terbentuknya kelokan (meander) pada flood plain sungai;

5.      pada bagian akhir stadium dewasa sungai sudah mengalami pendataran dasar sungai akibat sedimentasi.

6.      Kualitas fisik air sungai dan pemanfaatan sungai

Di Pulau Jawa, terutama di kota-kota besar seperti Jakarta, Bandung, Tangerang, dan Surabaya, kualitas airnya cenderung menurun. Adanya perubahan kadar parameter tertentu seperti kadar pH, kebutuhan oksigen biologi (Biological Oxygen Demand = BOD) dan kebutuhan oksigen kimiawi (Chemical Oxygen Demand = COD) dapat dijadikan petunjuk terhadap penurunan kualitas air sungai. Parameter BOD dan COD sungai-sungai di seluruh provinsi di Pulau Jawa yang telah melampaui batas baku mutu yang ditetapkan. Selain itu, kekeruhan air dan jumlah lumpur yang mencapai 25 ton/tahun pada sungai-sungai di Pulau Jawa dapat menunjukkan adanya erosi tanah di bagian hulu sungai.

Nilai ambang batas pencemaran berhubungan dengan pengaturan terhadap pemanfaatan sungai. Penentuan manfaat sungai dapat ditentukan oleh kualitas air saat itu. Masyarakat pengguna dan para pengusaha yang andil dalam terjadinya pencemaran air diharapkan dapat mengatasi permasalahan kuantitas dan kualitas air.

Program yang dilakukan untuk mengatasi pencemaran air sungai ini adalah program kali bersih (prokasih). Program ini difokuskan untuk menurunkan jumlah beban zat pencemar yang masuk ke sungai.

Peranan penting sungai bagi kehidupan manusia, antara lain:

1.      untuk pengairan, misalnya dengan dibuat waduk;

2.      kaya bahan-bahan bangunan seperti pasir, batu kali, dan kerikil yang dapat dimanfaatkan untuk pembangunan;

3.      sebagai mata pencarian penduduk, seperti pengamjikan pasir dan batubatu; pencarian bijih emas, intan, timah aluvial; dan perikanan;

4.      sumber pembangkit tenaga listrik dengan memanfaatkan air terjun sungai;

5.      kandungan mineral yang terdapat di dalam air sungai dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk meningkatkan kesuburannya karena unsur-unsur tersebut sangat dibutuhkan tanaman;dataran aluvial yang subur merupakan hasil pengendapan air sungai;

6.      bagi kelangsungan suatu industri yang banyak memerlukan air, seperti industri bata dan genting, sungai mempunyai arti yang sangat penting;

7.      untuk lalu lintas atau transportasi air.

b.      Danau

Kumpulan air dalam cekungan tertentu, yang biasanya berbentuk mangkuk disebut dengan danau. Suplai air danau berasal dari curah hujan, sungai-sungai, serta mata air dan air tanah. Danau bersifat permanen atau tetap berair sepanjang tahun. Akan tetapi, jika sumber air pengisi danau berasal dari salah satu saja, danau tersebut bersifat sementara atau periodik, sehingga pada waktu tertentu danau tersebut akan kering.

Menurut terjadinya, danau dapat dibagi menjadi beberapa jenis sebagai berikut.

1.      Danau Vulkanis

Danau vulkanis terbentuk akibat adanya aktivitas vulkanis. Depresi vulkanis timbul pada bekas suatu letusan gunung api. Dasar cekungan yang tertutup oleh material vulkan tidak tertembus oleh air, sehingga jika terjadi hujan, airnya akan tertampung dan membentuk danau vulkanis. Bentuk dan luas yang terjadi dipengaruhi oleh tipe letusan. Pada tipe gunung api maar akan terbentuk danau maar, pada gunung api dengan letusannya kaldera, akan terbentuk sebuah danau kaldera yang luas. Contoh danau vulkanis adalah Danau Singkarak di Sumatra Barat.

2.      Danau Tektonik

Danau tektonik terbentuk karena bentuk-bentuk patahan dan slenk yang ditimbulkan oleh gerak dislokasi (perpindahan lokasi) di permukaan bumi. Slenk yang diapit oleh horst, di sekitarnya dapat membentuk danau kalau mendapat air dalam jumlah yang cukup (air hujan, sungai, mata air). Contoh danau tektonik adalah Great Basin di Amerika Serikat, Danau Nyasa, dan Danau Tanganyika di Afrika Timur.

3.      Danau Lembah Gletser

Setelah zaman es berakhir, daerah-daerah yang dahulunya dilalui gletser menjadi kering dan diisi oleh air. Danau akan terbentuk jika lembah yang telah terisi air itu tidak berhubungan dengan laut.

4.      Danau Dolina

Danau dolina/dolin merupakan danau yang terdapat di daerah karst dan umumnya berupa danau kecil yang bersifat temporer. Danau ini dapat terbentuk jika di dasar dan tebing dolina terdapat bahan geluh lempung yang tak tembus air, sehingga jika terjadi hujan airnya tidak langsung masuk ke dalam tanah kapur, tetapi akan tertampung di dolina terbentuklah danau dolina. Danau dolina dapat juga terjadi karena adanya air di dalam tanah kapur tinggi.

5.      Danau Terbendung/Danau Buatan

Danau ini terbentuk karena tertahannya aliran air oleh bahan-bahan lepas maupun terikat, misalnya, runtuhan gunung, moraine ujung dari gletser, dan aliran lava yang membendung lembah sungai. Waduk atau dam merupakan danau buatan, hasil bendungan manusia, seperti Waduk Kedung Ombo, Waduk Gadjah Mungkur, dan Waduk Sermo.

6.      Danau karena Erosi Sungai

Contoh: danau tapal kuda (oxbow lake).

Berdasarkan jenis airnya, danau dapat dibedakan atas berikut.

a.       Danau Air Tawar

Sumber air dari danau air tawar adalah air hujan. Danau air tawar banyak terbentuk di daerah-daerah bercurah hujan tinggi atau humid (basah). Danau-danau di Indonesia sebagian besar merupakan danau air tawar.

b.      Danau Air Asin

Danau ini bersifat temporer. Umumnya danau air asin terdapat di daerah semiarid dan arid. Penguapan yang terjadi sangat kuat, dan tidak memiliki aliran keluaran. Danau ini mempunyai kadar garam yang tinggi, sehingga jika danau tersebut kering, akan tertinggal lapisan garam di dasar danau tersebut. Danau dengan kadar garam yang tinggi, misalnya, Great Salt Lake, kadar garamnya sebesar 18,6% dan Laut Mati (Israel), kadar garamnya 32%.

Kondisi Danau di Indonesia

Luas danau di Indonesia lebih kurang seluas 1,85 juta hektare atau 0,52 persen. Namun, sebagian besar belum dimanfaatkan secara maksimal. Beberapa danau di Indonesia sudah tercemar, antara lain, Danau Pluit di Jakarta yang telah tercemar nitrat, fosfat, klorida, dan sulfat yang sangat tinggi.

Beberapa danau dapat hilang karena adanya pembentukan delta-delta dan pelumpuran di danau yang disebabkan adanya erosi, akibat gundulnya hutan di hulu sungai, kemudian terbawa oleh air yang berakibat pada pendangkalan danau dan hilangnya danau; gerakan tektonik yang berupa pengangkatan dasar danau; pengendapan jasad hewan dan tumbuhan yang mati berakibat pada cepatnya pendangkalan danau; penguapan yang kuat, terutama di daerah arid; banyaknya air yang keluar karena banyaknya sungai-sungai yang meninggalkan danau yang menimbulkan erosi dasar pada bibir danau, akibatnya danau dapat menjadi kering dan kehabisan air, atau karena ditimbun oleh manusia.

Proses sedimentasi yang cukup tinggi di Rawa Pening (Jawa Tengah), Danau Sentani (Papua), Danau Tempe (Sulawesi Selatan), Danau Tondano dan Danau Limboto (Sulawesi Utara), dan Danau Singkarak (Sumatra Barat) harus segera ditanggulangi dengan pengelolaan dan menjaga hutan di sekitar danau. Cara ini dilakukan untuk menjaga ketersediaan air dan menghambat pengendapan lumpur yang berlebihan. Selain hal tersebut, upaya lain yang dapat dilakukan adalah memberikan penyuluhan kepada masyarakat akan pentingnya menjaga dan mempertahankan kualitas lingkungan yang berupa hutan, tanah, dan air.

c.       Rawa

Daerah di sekitar sungai atau muara sungai yang cukup besar yang merupakan tanah lumpur dengan kadar air relatif tinggi. Wilayah rawa yang luas banyak terdapat di Sumatra, Kalimantan, Sulawesi, dan Papua. Berdasarkan genangan airnya, rawa dibedakan atas berikut.

1.      Rawa yang Airnya Selalu Tergenang

Tanah-tanah di daerah rawa ini tidak dapat dimanfaatkan sebagai lahan pertanian. Keadaan ini terjadi karena tanahnya tertutup tanah gambut yang tebal. Selain itu, karena derajat keasamannya (pH) yang tinggi(mencapai 4,5) yang berwarna kemerah-merahan, sulit ditemukan hewan yang hidup di rawa ini.

2.      Rawa yang Airnya Tidak Selalu Tergenang

Rawa jenis ini menampung air tawar yang berasal dari limpahan air sungai pada saat air laut pasang, pada saat air laut surut airnya akan mengering. Derajat keasaman rawa ini tidak terlalu tinggi karena adanya pergantian air tawar di daerah rawa masih dapat dimanfaatkan untuk pertanian pasang surut. Adanya pohon-pohon rumbia merupakan ciri bahwa kawasan rawa memiliki tanah yang tidak terlalu asam.

Rawa dapat dimanfaatkan sebagai berikut:

a.    jika keasamannya tidak terlalu tinggi, rawa tersebut dapat dijadikan lahan persawahan dan perikanan;

b.    sebagai objek wisata seperti Rawa Pening;

c.    sebagai batas alam untuk menangkal masuknya intrusi air laut ke darat.

3.      Gambaran Daerah Aliran Sungai (DAS)

Daerah aliran sungai (DAS) merupakan daerah yang terbentuk dari kumpulan sungai dalam suatu sistem cekungan dengan aliran keluar atau muara tunggal. Daerah aliran sungai merupakan areal tampungan air yang masuk ke dalam wilayah air sungai. Pengukuran DAS dapat dilakukan dengan cara menarik garis yang pada titik-titik tertinggi menghubungkan wilayah aliran sungai yang satu dengan yang lain. Saat ini ada 36 DAS di Indonesia berada dalam kondisi kritis dengan kerusakan yang sangat parah. Di bagian hulu sungai sebagian areal hutan telah ditumbuhi banyak semak belukar dan ada juga yang sudah gundul.

Seperti pernah kita lihat adanya berbagai masalah yang timbul dengan terjadinya banjir bandang di Sinjai, Sulawesi Selatan, Kalimantan Tengah, dan Kalimantan Timur. Masalah ini dapat timbul karena gundulnya hutan di bagian hulu, sehingga tidak mampu menampung luapan air jika terjadi hujan secara terus-menerus. Demikian juga yang terjadi di bagian bawah, karena erosi tanah yang terbawa oleh air akan mengendap sebagai lumpur dan menyebabkan pendangkalan di sungai, waduk, ataupun saluran air, sehingga ketika terjadi hujan yang terus-menerus air sungai akan meluap dan terjadilah banjir. Gundulnya hutan merupakan akibat dari penggunaan tanah yang tidak tepat, seperti sistem perladangan berpindah dan pertanian lahan kering, tanpa perlakuan konservasi yang tepat dan tidak mengikuti pola tata guna tanah.

DAS banyak dipengaruhi oleh faktor iklim, jenis batuan, dan banyaknya tumbuhan yang dilalui DAS, dan banyak sedikitnya air yang jatuh ke alur pada waktu hujan. Bentuk lereng DAS sangat berpengaruh terhadap kecepatan terkumpulnya air hujan di dalam aliran. Meander, dataran banjir, dan delta adalah bagian dari DAS. Banyaknya hujan di DAS dapat dihitung dengan cara isohyet dan thiessen.

a.               Isohyet, merupakan garis dalam peta yang menghubungkan tempattempat yang mempunyai jumlah curah hujan yang sama selama satu periode tertentu. Isohyet digunakan jika luas DAS lebih besar dari 5.000 km2.

b.               Thiessen, digunakan kalau bentuk DAS tidak memanjang dan sempit, dengan luas antara 1.000–5.000 km2. DAS dapat dibagi menjadi tiga daerah yaitu daerah hulu sungai, tengah sungai, dan hilir sungai. DAS di hulu sungai berbukit-bukit, berlereng curam, banyak digunakan untuk areal ladang sayuran, perkebunan, atau hutan yang merupakan daerah penyangga dan banyak permukiman penduduk di sekitar aliran sungai. DAS di bagian tengah sungai, relatif landai, biasa digunakan untuk jalur transportasi, karena daerahnya yang datar daerah ini merupakan pusat aktivitas penduduk, seperti pertanian, perdagangan, perindustrian, dan merupakan pusat-pusat permukiman penduduk. DAS di bagian hilir merupakan daerah yang landai, subur, dan banyak dimanfaatkan untuk permukiman dan areal pertanian (misalnya, areal tanaman padi, jagung, dan tanaman kelapa).

4.      Potensi Air Permukaan dan Air Tanah

a.      Lapisan Tak Kedap

Lapisan tak kedap adalah lapisan yang mudah tertembus air sehingga air tidak tertahan dan langsung dapat meresap sampai pada lapisan kedap. Kadar pori lapisan tak kedap cukup besar, contoh lapisan tembus air ialah pasir, padas, kerikil, dan kapur.

b.      Lapisan Kedap

Lapisan kedap ini adalah lapisan yang tak tembus air. Kadar pori lapisan kedap sangat kecil sehingga kemampuan untuk meneruskan air juga kecil. Kadar pori merupakan jumlah pori atau celah pada butir-butir tanah (%). Pada lapisan lempung setelah mengisap air hingga jenuh air tidak akan terserap lagi sehingga semua air akan dialirkan atau tetap menggenang. Contoh lapisan kedap, yaitu geluh, napal, dan lempung.

 c.       Lapisan Peralihan

Lapisan peralihan terletak di antara lapisan kedap dan lapisan tak kedap. Lapisan ini merupakan kombinasi dari dua lapisan tersebut. Keadaan air dan posisi tanah dalam lapisan tak kedap dapat memengaruhi gerak aliran airnya. Jika lapisan yang kurang kedap terletak di atas dan di bawah tubuh air, dapat dihasilkan suatu lapisan penyimpanan air yang disebut air tanah tak bebas. Perbedaan tinggi suatu tempat dengan daerah tangkapan hujan sangat berperan dalam timbulnya tekanan air tanah tak bebas. Sumur artesis muncul jika pengeboran dilakukan di daerah yang lebih rendah daripada permukaan air tanah pada daerah tangkapan hujan.

Bagi daerah-daerah yang kering, beriklim arid (panas) dan semiarid (semipanas), air artesis mempunyai arti yang sangat penting. Contoh daerah cekungan artesis di Australia Tenggara, terletak di daerah aliran Sungai Darling dan Sungai Murray.

5.      Penampang Air Tanah

Lapisan batuan porous merupakan pengikat air tanah freatik dengan jumlah cukup besar. Kedalaman lapisan freatik tergantung pada ketebalan lapis-lapis batuan di atasnya. Jika lapisan freatik menjumpai retakan atau patahan, air akan keluar ke permukaan dan awalnya sering membawa endapan air. Amatilah penampang lapisan air tanah sebagai berikut.

Hal-hal berikut ini sedapat mungkin harus dihindari agar kelestarian air tanah di lingkungan kita tetap terjaga, hal-hal yang perlu dicegah tersebut, antara lain:

1.        kepadatan penduduk dan permukiman yang berlebihan pada satu wilayah karena berkaitan dengan membesarnya konsumsi air tanah;

2.        penggunaan air tanah yang berlebih-lebihan oleh industri karena akan mempercepat menurunnya volume air tanah;

3.        agar tidak terjadi perluasan, pemanfaatan air tanah (tawar) di daerah pantai harus sesuai dengan peraturan;

4.        pengawasan terhadap penggunaan lahan sepanjang daerah aliran sungai (DAS);

5.        perusakan hutan dan lahan penghijauan menimbulkan tidak seimbangnya tata air;

6.        pembuangan atau kontaminasi limbah terhadap air tanah, terutama limbah industri dan domestik;

7.        tidak adanya pelaksanaan analisis mengenai dampak lingkungan(amdal), khususnya terhadap air tanah, terhadap rencana pembangunan.

Kegunaan Air Tanah

Kandungan air tanah yang potensial terjadi karena:

1.      tingginya curah hujan, rata-rata lebih dari 2.000 mm/tahun;

2.      populasi tumbuhan penutup tanah dan sekitar 75% berupa lahan kehutanan;

3.      terdapatnya beraneka jenis tanaman berperan dalam memperbesar absorpsi terhadap air permukaan, mengingat Indonesia beriklim tropis.

Air tanah sangat diperlukan dalam kehidupan manusia. Air tanah merupakan air paling bersih dan paling sehat untuk minum, masak, mandi, dan cuci. Mengapa demikian? Ini terjadi karena proses pembentukan air tanah melalui proses penyaringan, pembersihan, dan penetralan derajat keasamannya. Air tanah dapat ditemukan dengan menggali atau mengebor lapisan tanah. Dengan sumur-sumur biasa ataupun dengan pengeboran atau pembuatan sumur artesis pada air tanah tertekan. Pada air sungai permanen, salah satu sumber airnya berasal dari beberapa mata air di daerah hulu aliran sungainya yang masih memiliki hutan yang lebat. Air sungai permanen dapat dimanfaatkan untuk pengairan, perhubungan, dan objek wisata, karena pada sungai ini volume airnya relatif tetap. Pembuatan sumur resapan merupakan salah satu carauntuk menjaga kelestarian air tanah.

Pilot Project Geografi

Sumur Resapan

Kemarau panjang sering berdampak negatif kepada kehidupan, kekurangan air bersih, kebakaran  hutan, dan lain-lain. Padahal setiap musim penghujan kita mengalami banjir yang juga membawa kerugian besar. Untuk mengantisipasi kedua hal tersebut sekaligus, kita perlu membuat sumur-sumur resapan. Untuk di daerah-daerah yang tanahnya masih luas kita dapat membuat kolam atau empang. Untuk lokasi yang terbatas kita membuat sumur resapan.

Adapun cara membuat sumur resapan cukup mudah. Pertama, galilah tanah di sekitar rumah, terutama yang berada dekat pompa air atau jet pump. Kedua, isi lubang secara bergantian dengan pecahan tembok atau batu kali dan ijuk secara bergantian hingga lubang penuh. Ketiga, pada bagian atas tutup dengan pasir. Keempat, arahkan curahan air hujan atau air bekas cucian dapur ke arah lubang, air itu akan meresap ke dalam tanah dan akan menjadi sumber air tanah bagi lingkunganmu.  Cobalah praktikkan hal ini di sekitar rumahmu maka kamu tak perlu menggali sumur baru atau memperdalam sumur setiap musim kemarau, dan tentu biayanya akan lebih murah. (Murnaria Manalu)

6.      Penyebab, Dampak, serta Usaha Mencegah Terjadinya Banjir

Penggundulan hutan menyebabkan hutan gundul dan tidak bervegetasi. Keadaan ini dapat memperkecil daya serap air. Jika daerah ini diguyur hujan secara terus-menerus, hanya sedikit air yang dapat terserap. Akibatnya, air akan meluap dan terjadilah banjir. Dataran banjir merupakan daerah yang sering tergenang air saat banjir, dapat terjadi karena pemindahan dan perubahan meander sepanjang lembah sungai serta adanya hasil pengendapan sedimen pada bekas aliran yang ditinggalkan akan membentuk suatu lengkungan dataran yang luas, yang kadang-kadang luasnya dapat jauh lebih besar daripada alur sungainya sendiri.

Banjir dapat menimbulkan dampak kerugian bagi manusia, seperti kerusakan pada rumah, jalan, jembatan, bahkan dapat mengakibatkan korban jiwa. Jika banjir menerjang persawahan, menyebabkan gagalnya panen. Contohnya, banjir bandang yang menerjang Sinjai (Sulawesi Selatan). Banjir ini telah menghancurkan rumah, gedung sekolah, tempat ibadah, dan menewaskan ratusan jiwa baik manusia maupun hewan.

Timbulnya polusi air dan berbagai macam penyakit akibat bencana banjir berdampak psikologis bagi korban. Usaha-usaha manusia untuk mengurangi risiko banjir, antara lain,  sebagai berikut:

1.    meningkatkan daya resapan air, melakukan reboisasi atau penghijauan dan penghutanan kembali wilayah gundul;

2.     mengurangi terjadinya erosi, membuat terrasering dan sengkedan pada lahan miring;

3.    menahan luapan air sungai, membangun tanggul-tanggul;

4.    melakukan pelurusan sungai dan pengerukan sungai bagian dasar lembah pada musim kemarau;

5.    membuat terusan saluran air;

6.    membuat bendungan serbaguna untuk menampung dan memanfaatkan air sepanjang tahun;

7.    membuat kanal-kanal sungai, selokan-selokan air, membuat pintu air, membuat tanggul-tanggul pada tepi kota sepanjang batas aliran sungai di daerah-daerah perkotaan;

8.    menimbulkan kesadaran penduduk dalam upaya memelihara lingkungan hidup melalui pendidikan formal atau nonformal dan melalui media massa.

Usaha pencegahan banjir juga harus dilakukan dengan menggunakan konsep DAS. Perubahan fisik yang terjadi di DAS akan berpengaruh langsung terhadap kemampuan retensi DAS terhadap banjir. Retensi DAS dimaksudkan sebagai kemampuan DAS untuk menahan air di bagian hulu.

Perubahan tata guna lahan, misalnya, dari hutan menjadi permukiman, perkebunan, dan lapangan golf akan menyebabkan retensi DAS ini berkurang secara drastis. Seluruh air hujan akan dilepaskan ke wilayah hilir. Sebaliknya, semakin besar retensi suatu DAS semakin baik, karena air hujan dapat dengan baik diresapkan di DAS ini dan secara perlahan-lahan dialirkan ke sungai hingga tidak menimbulkan banjir di hilir. Manfaat langsung peningkatan retensi DAS adalah bahwa konservasi air di DAS terjaga, muka air tanah stabil, sumber air terpelihara, kebutuhan air untuk tanaman terjamin dan fluktuasi debit sungai dapat stabil.

Retensi DAS dapat ditingkatkan dengan cara, program penghijauan yang menyeluruh baik di perkotaan/perdesaan atau kawasan lain, mengaktifkan bendungan-bendungan alamiah, membuat resapan-resapan air hujan alamiah dan pengurangan atau menghindari sejauh mungkin pembuatan lapisan keras permukaan tanah yang dapat berakibat sulitnya air hujan meresap ke tanah. Memperbaiki retensi DAS pada prinsipnya adalah memperbanyak kemungkinan air hujan dapat meresap secara alamiah ke dalam tanah sebelum masuk ke sungai atau mengalir ke hilir untuk itu perlu adanya proses pembelajaran sosial yang efektif dan terus-menerus.