Materi Hidrologi Hutan Mata Kuliah Hidrologi

PETUNJUK UMUM PEMBELAJARAN

Program pembelajaran disusun dalam bentuk 1 modul. Modul ini terdiri dari

2 bagian yaitu Petunjuk Umum dan Kegiatan Belajar. Kegiatan belajar terdiri dari :

kegiatan belajar 8 topik, tujuan umum pembelajaran, tujuan khusus pembelajaran,

uraian dan contoh, latihan, rangkuman, tes formatif, unpan balik dan tindak lanjut,

referensi dan kunci jawaban. Setiap kegiatan belajar di tulis kompetensi dan sub

kompetensi, diuraukan petunjuk belajar, kegiatan dan latihan yang akan dilakukan,

dan dilengkapi dengan rangkuman . Setelah semua kegiatan dilakukan dan

rangkuman telah dibaca, maka mahasiswa dapat mengerjakan tes formatif yang telah

disediakan. Mahasiswa harus mengikuti urutan kegiatan yang harus dilakukan.

Setelah tes formatif selesai dikerjakan mahasiswa, pekerjaan diperiksa sendiri dengan

menggunakan kunci jawaban. Jika memenuhi syarat maka mahasiswa dapat pindah

ke kegiatan belajar lain, jika tidak maka mahasiswa mengulangi lagi bagian-bagian

yang belum dikuasai.

1

KEGIATAN BELAJAR

Kegiatan Belajar 8

HIDROLOGI HUTAN

1. Tujuan Umum Pembelajaran

Mahasiswa diharapkan dapat memahami dengan benar proses-proses hidrologi

yang terjadi pada wilayah hutan

2. Tujuan Khusus Pembelajaran

a. Mahasiswa dapat menjelaskan sejarah hidrologi hutan

b. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar neraca air kawasan hutan

c. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar kondisi-kondisi iklim dalam hutan

d. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar pengaruh intersepsi terhadap air

hujan

e. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar evapotranspirasi yang terjadi pada

wilayah hutan

f. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar pengaruh vegetasi terhadap

kehilangan air tanah.

g. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar neraca air pada wilayah hutan.

2

BAB VIII

HIDROLOGI HUTAN

8.1. Sejarah Singkat

Dalam sejarah, minat para ilmuwan terhadap pentingnya wilayah hutan dalam

daur hidrologi sudah sangat lama. Pada abad pertengahan, raja-raja Perancis

menyadari peranan wilayah hutan terhadap aliran sungai. Diawali pada abad ke-17. di

Italia telah disadari tentang pengaruh hutan terhadap menurunnya limpasan

permukaan dan dengan demikian bahaya-bahaya banjir dan erosi. Tetapi pada tahun

1900 penelitian-penelitian ilmiah yang nyata telah dimulai dengan penelitian-

penelitian DAS seperti DAS Emmenthal (Swiss), DAS Wagon Wheel Gap (Rocky

Mountains, Colorado) pada tahun 1911, DAS Tennessee Valley pada tahun 1933,

DAS Coweeta (Karolina Utara) pada tahun 1934, DAS Jonkershoek (Stendlenbosch,

Afrika Selatan) pada tahun 1935 dan DAS Sambret di Kenya.

Saat ini, dalam banyak negara bermacam-macam penelitian telah dilakukan

ataupun sedang dilakukan untuk menghubungkan perlakuan-perlakuan hutan terhadap

prilaku hidrologi. Hal-hal umum seperti di bawah ini sudah diterima.

1. Penggunaan vegetasi penutup hutan akan meningkatkan produksi air

(water yield).

2. Tumbuhnya vegetasi penutup hutan akan menurunkan produksi air.

3. Di beberapa tempat akar-akar tanaman mengambil air tanah,

sedangkan penghilangan vegetasi penutup akan menurunkan evapo-transpirasi

dan akibatnya akan meningkatkan debit aliran sungai.

4. Evaporasi dari tanah yang gundul dan serasah akan meningkat setelah

penghilangan vegetasi penutup lama.

5. Penghilangan hutan meningkatkan kisaran antara aliran sungai yang

tinggi dan yang rendah dan akibatnya meningkatkan aliran yang maksimum.

3

8.2. Neraca Air di Kawasan Hutan

Komponen-komponen dasar dari persamaan keseimbangan air di kawasan

hutan adalah sama dengan persamaan keseimbangan air pada umumnya. Hal ini

digambarkan sebagai berikut :

P – (Q + I + T + E + Qs) = s

Dimana : P = presipitasi (mm)

Q = aliran sungai / debit air yang keluar (mm)

I = intersepsi (mm)

T = transpirasi (mm)

E = evaporasi (mm)

Qs = infiltrasi/perembesan yang dalam (mm)

Ds = perubahan penyimpanan lengas tanah (mm)

Untuk dapat menggambarkan besarnya masing-masing komponen tersebut,

dapat dilihat angka-angka berikut (semua dalam inci).

Dari angka-angka keseimbangan air itu, jelas bahwa akibat penggundulan

hutan adalah :

1. Menaikkan aliran air.

2. Menurunkan intersepsi.

3. Menurunkan transpirasi dan

4. Menaikkan penguapan (evaporasi).

8.3. Kondisi-Kondisi Iklim Dalam Hutan

8.3.1. Suhu dan radiasi

Karena adanya tajuk pohon-pohon, persentase terbesar radiasi matahari

dipantulkan kembali. Pada kondisi yang ekstrem , hanya 1 persen radiasi matahari

yang mapu masuk ke dalam hutan. Akibatnya, suuh di dalam hutan tetap lebih

rendah. Pengamatan yang dilakukan di Amerika Serikat telah membuktikan bahwa

4

penurunan suhu maksimum bulanan mungkin sebesar 30 F, pada bulan Januari dan 80

F pada bulan juli.

Di lain pihak, tajuk yang sama menurunkan laju radiasi dari tanah-tanah di

dalam hutan. Oleh karena itu, penurunan suhu di tempat terbuka akan lebih besar

daripada di hutan dalam suhu minimum dalam hutan akan lebih tinggi dari pada di

tempat terbuka. Karena efek pembatas tersebut , bahaya suhu beku ( frost ) untuk

tanah hutan lebih kecil kemungkinannya dibandingkan pada daerah yang terbuka.

Pengaruh netto tajuk hutan adalah terjadinya peradaban fluktuasi suuhu

harian. Jika ditaksir untuk setahun, suhu rata-rata tahunan di dalam kawasan hutan

sedikit lebih rendah dari pada suhu rata-rata tahunan pada daerah yang terbuka.

Akibat pengaruh suhu tersebut, evaporasi dari daerah yang terbuka selalu lebih besar

dari pada evaporasi dari tanah-tanah di kawasan hutan.

8.3.2. Kelembaban

Karena suhu udara di dalam hutan lebih dingin, kelembaban nisbi juga

mungkin 10 % lebih tinggi dibandingkan dengan daerah di luar hutan.

Syarat-syarat Kelembaban

Air yang dapat dipresipitasikan (jeluk) adalah massa total uap air di

atmosfer, yang dinyatakan dalam volume cairan yang setara di atas satuan kawasan

permukaan; jeluknya beragam dari sekitar 5 cm di atas samudera tropika atau

kurang pada kawasan kawasan kutub (harga rata-rata untuk bumi adalah 2,25 cm,

dari seksi). Air yang dapat dipresipitasikan rata-rata

8.4. Angin

Karena hutan membelokkan angin ke atas dan mengurangi kecepatannya,

maka hutan merupakan penghalang mekanis terhadap angin. Ini semakin penting bagi

hutan yang lebih lebat seperti hutan penggugur daun berdaun lebar.

5

Pengamatan-pengamatan menunjukkan bahwa kecepatan angin di dalam

hutan berkisar dari 10 – 67 % dari daerah-daerah terbuka di dekatnya, tergantung

dari karakteristik dan kondisi hutan ini.

8.5. Prestipasi

Sampai sekarang belum ada bukti yang meyakinkan untuk mendukung

pendapat bahwa hutan yang luas menaikkan presipitasi regional. Umumnya ini tidak

dapat diterima. Presipitasi lokal dapat ditingkatkan secara nyata pada tegakan hutan

pada keadaan tertentu dimana hutan itu menangkap massa udara lembab dan

menyebabkan kondensasi pada daun dan batang. Hal ini telah dilihat di pantai timur

Jepang, dimana terdapat air Halimun (fog water) lebih banyak dalam hutan

dibandingkan dengan lapangan terbuka. Di pantai tenggara Australia, presipitasi

tercatat 12 % lebih tinggi dari pada di tempat terbuka. Ini disebabkan karena

kondensasai Halimun. Tingkat penetesan Halimun ini juga nyata di pantai barat

tengah Amerika Utara.

Tetapi semua kasus intersepsi Halimun ini umumnya terbatas pada jalur-jalur

pantai. Hutan tentu mentranspirasikan sejumlah besar uap ke udara. Namun, kita juga

harus ingat bahwa udara yang dimasuki uap air biasanya dibawa oleh angi yang

mungkin beberapa ratus kilometer jauhnya dalam beberapa jam.

a. Analisis Presipitasi

Kondensasi pada tingkat-tingkat yang lebih tinggi di atmosdan

berkembangnya tetes-tetes air , atau ki ;istal-kristal -es jadi ukuran yang dapat

dipresipitasikan, merupakan prasyarat bagi presipitasi; Proses-proses ini

terutama berlangsung bila sa-massa udara yang basah dipaksa ke atas.

Keragaman waktu dan ruang dari presipitasi merupakan parameter-parameter

hidrologi dasar yang dapat digambarkan untuk maksud-maksud yang umum

dengan menggunakan rata-rata klimatologi, ekstrim-ekstrim, dan distribusi

frekuensi yang berasi dengan lokasi, topografi, dan sifat-sifat massa udara yang

6

kaitan. Data presipitasi setempat harus diinterprestasikan gan acuan

keterbatasan-keterbatasan yang menjadi sifatnya, dengan menggunakan

konsistensinya relatif terhadap data kawasan-kawasan sekitarnya.

b. Pengukuran Presipitasi

Alat penakar presipitasi yang paling sering digunakan alah suatu

bejana silindris dengan bagian atas terbuka di mana dalaman (jeluk) curah

hujan diperbesar 10 kali dengan mengalirkan tampungan ke dalam suatu

silinder internal yang bih kecil. Pada alat penakar presipitasi andar yang tidak

mencatat sendiri ini jeluk curah hujan (atau lju yang melebur) diukur dengan

memberi tanda garis air pada suatu tongkat yang dikalibrasi; alat-alat penakar

dibaca sekali hari, pada jam yang sama, sehingga data tersebut merupakan tal-

total presipitasi selama 24 jam. Kriteria ukuran-ukuran alat dan

pemasangannya beragam antara negara yang satu dengan yang lainnya. Di

Amerika Serikat, diameter alat penakar adalah 20 cm dan lubang mulut

ditempatkan pada sekitar 1 m di atas permukaan.

Banyak mekanisme telah ditemukan bagi pencatatan agihan(distribusi)

waktu curah hujan; yang paling lazim di Amerika serikat adalah "weight-type

recording gage", (penakar pencatat timbangan). Pada tipe ini, presipitasi jatuh

melalui lubang mulut ke dalam suatu penampung yang dipasang dalam suatu

mekanisme timbangan; berat tampungan ditransmisikan secara mekanik

kepada suatu lengan pena yang mencatat jeluk yang setara pada suatu grafik

yang dikalibrasi yang digerakkan oleh jam. Tipe-tipe yang umum lainnya

meliputi penakar tipping-bucket (ember miring) yang pencatat presipitasi

dalam pertambahan diskrit jeluk (biasanya besar 0,25mm), dan penakar

punched-tape (pita berlubang) ischer-Porter) yang mencatat pertambahan jeluk

sebesar 0,25m pada pita kertas yang dirancang untuk digunakan dalam

pemrosesan data dengan mesin.

7

8.6. Intersepsi

Dalam publikasi lainnya, penulis ( Seyhan, 1977b ) menyajikan analisis

matematis secara terinci di sini, hanya akan dibahas kepentingannya dalam daur

hidrologi dan hubungannya dengan vegetasi.

Kepentingan intersepsi beragan dengan sikap dan kerapatan vegetasi,

karakteristik presipitasi ( bentuk , intensitas dan lamanya ) serta energi yang tersedia

untuk evaporasi air yang diintersepsi air selama dan setelah hujan.

Tentu sulit untuk meramalkan besarnya komponen kehilangan intersepsi

secara telitid alam persamaan neraca air tanpa pengukuran ynag banyak. Namun,

beberapa pengertian umum dapat diberikan sebagai berikut :

1. Persentase intersepsi adalah lebih besar untuk hujan dengan jumlah presipitasi

yang kecil, yang berkisar dari 100 % hingga sekitar 25 % sebagai rata-rata

kebanyakan pohon. ( lihat tabel ).

2. Aliran batang merupakan persentase presipitasi yang relatif kecil dari total. Ini

beragam sebagai rata-rata antara 1 – 5 % dan adalah 0 untuk hujan kecil. Namun,

persentase ini mungkin naik hingga di atas 35 % ( lihat tabel ).

3. Kehilangan intersepsi mungkin besar pada kawasan dengan evaporasi yang tinggi

yang biasanya rendah pada kawasan di mana kehilangan tersebut

dikompensasikan oleh halimun.

4. Jumlah salju yang diintersepsi pada hutan-hutan koniver beragam antara 13 – 27

%.

Angka-angka hasil intersepsi oleh tanaman-tanaman pertanian dan vegetasi hutan

diambil dari acuan yang berlainan dan disajikan pada tabel.

a. Intersepsi Tajuk

Presipitasi yang jatuh pada suatu tajuk hutan didistribusikan kembali dan

berkurang kuantitasnya jika presipitasi bergerak menuju lantai hutan. Jumlah

pengurangan (intersepsi tajuk) ditentukan oleh jumlah dan frekuensi presipitasi,

dan oleh kapasitas cadangan tajuk dan laju pengeringan; pengkajian-pengkajian

8

empiris telah menunjukkan bahwa hal tersebut sangat bervariasi, tidak hanya di

antara wilayah-wilayah klimatologi dan tipe-tipe hutan, dan dengan kerapatan

dan umur tegakan, tetapi juga dengan posisi relatif terhadap batang-batang

pohon pada suatu tegakan tertentu. Air yang diintersepsi oleh tajuk-tajuk pohon

juga penting secara hidrologi karena menyebabkan pembasahan tanah hutan

yang tidak merata, menghambat transpirasi dan mengurangi pengambilan air

tanah, berevaporasi secara lebih cepat daripada transpirasi dalam iklim mikro

yang sama . dan menambah kehilangan penguapan total secara nyata.

8.7. Evapotranspirasi

Faktor-faktor lingkungan yang mengendalikan evapotranspirasi adalah :

1. Radiasi

2. Pasokan air

3. Karakteristik tanah atau lengas tanah

4. Defisit penjenuhan di udara

5. Gerakan udara horisontal dan vertikal

Penutup vegetasi mengurangi jumlah penetrasi radiasi matahari dan dengan

demikian memperendah suhu udara dan tanah. Seresah memberikan lapaisan

penyekat dari humus. Ini menyebabkan evaporasi dari tanah di hutan sekitar 10 %

hingga 80 % daripada evaporasi yang diukur pada daerah yang terbuka.

Akan tetapi, dari daerah yang bervegatasi mekanisme kehilangan air yang

paling penting bukanlah melalui evaporasi tanah tetapi melalui transpirasi. Sebagian

besar karena faktor lingkungan yang disebutkan di atas memainkan peranan penting

dalam transpirasi. Walaupun transpirasi pada permukaan daun berlangsung

sehubungan dengan energi radiasi yang masuk, faktor tanaman, seperti disebutkan di

bawah ini memainkan peranan yang penting, terutama bila pasokan air terbatas.

1) Albedo permukaan tanaman. Vegetasi yang lebih gelap menyerap

lebih banyak radiasi matahari beregelombang pendek, Rc, dan karena itu

mencapai suhu yang lebih tinggi.

9

2) Perkembangan akar. Meskipun evaporasi dari permukaan tanah jarang

sekali menarik kembali air pada kedalaman yang lebih besar daripada 30 cm, akar

tanaman ternyata bertindak demikian dari kedalaman 10 meter atau lebih.

Tanaman dengan akar yang menguras tentang permukaan air (tanaman

freatofitik) dapat mentranspirasikan air pada laju evapotranspirasi potensial,

meskipun permukaan tanah mungkin kering.

3) Struktur tegakan. Karakteristik tegakan hutan seperti tinggi tegakan,

diameter rata-rata, kerapatan tegakan secara langsung berkorelasi dengan laju

transpirasi .

4) Struktur fisiologi tanaman. Pada sebagian besar tanaman, stomata

(mulut daun) membuka selama siang hari dan menutup pada waktu malam. Akan

tetapi, beberapa species eucaliptus mempunyai stomata yang menutup pada

tengah hari.

Kita harus menyadari bahwa sejumlah besar air diambil oleh vegetasi dari

tanah melalui transpirasi. Pada umumnya hutan membutuhkan sekitar 700 liter air

untuk menghasilkan ½ kilo bahan kering. Hubungan ini ditunjukkan sebagai nisba

transpirasi. Transpirasi hutan dibandingkan dengan transpirasi tanaman pertanian dan

rerumputan (menurut Engler) dapat ditunjukkan sebagai 100 % / 43 % / 22 %.

- Prinsip-prinsip Evaporasi

Evaporasi merupakan proses fisis perubahan cairan -> uap; ini terjadi

bilamana air cair berhubungan dengan atmosf yang tidak jenuh, baik secara

internal pada daun-daun tanaman (transpirasi) maupun secara eksternal pada

perrnukaan-permukan yang basah. Evaporasi melibatkan pengalihan energi (I

massa, sehingga aliran (fluks) massa (massa/waktu) dapat dievaluasi dengan

menggunakan aliran (fluks) energi yang ekivalen (energi/waktu). Juga, karena

untuk air 1 gram = lcm3, Air (fluks) massa per satuan luas (E, volume/luas-

waktu, jel waktu) dinyatakan dalam satuan-satuan kecepatan dan L,,E (ly/menit)

= E (mm/jam) di mana LvE adalah kerapatan aliran (fluks), atau aliran (fluk

10

energi per satuan luas. Tanpa memandang satuan-satu yang digunakan, evaporasi

dapat dipandang sebagai suatu pros 1) pertukaran energi pada permukaan

evaporasi, 2) difusi molekuler melalui suatu lapisan batas udara yang tipis di drk

permukaan, atau 3) difusi turbulen pada udara bebas; dalu beberapa hal

hubungan-hubungan Yang formal biasanya melibq kan kombinasi dari

pengalihan massa dan energi.

Umumnya berkorelasi dengan suhu menurut garis lintang, dan menurut

musim pada berbagai stasiun tertentu, khususnya pada garis-garis lintang tengah di

mana maksimum pada musim panas dapat beberapa kali lebih besar dibandingkan

minimum pada usim dingin. Karena air atmosfer diisi oleh evaporasi dari

permukaan, air yang dapat dipresipitasikan sangat berkorelasi dengan evaporasi

kawasan dan lebih besar pada tubuh-tubuh air yang besar dan pada kawasan-

kawasan pantai; pada skala vertikal, konsentrasi uap air umumnya menurun secara

langsung ngan jarak dari permukaan.

8.8. Neraca Air

Volume-volume dengan gerakan air sudah menjadi sifatny adalah lebih

mudah untuk mengukur dan mengevaluasi bila dikaitkan dengan fase cair;

kenyataan ini telah mendorong, atau dalam beberapa hal memaksa, penggunaan

metode-metode peneracaan air dalam pengkajian-pengkajian evapotransi hutan.

Dengan menggunakan persamaan 2.9, evaporasi total suatu daerah tangkapan

(termasuk Et dan Ei) adalah:

E = P – Q - S

dengan anggapan bahwa presipitasi (P) adalah satu-satunnya masukan dan

bahwa debit perairan sungai (Q) adalah suatu ukuran outflow yang memadai;

pada periode satu tahun atau lebih, maka:

E = P - Q

dengan menganggap bahwa perubahan dalam simpanan (S) nol. Ketelitian

persamaan-persamaan ini tentu saja bergantung pada ketelitian pendugaan-

11

pendugaan presipitasi daerah tangkapan dan pengukuran aliran sungai, juga

kesahihan anggapan-anggapan tersebut; apabila aliran bawah permukaan adalah

nyata, maka galat yang terkait dalam E adalah L ° - Li (inflow bawah permukaan,

Li dan outflow, L°).

8.9. Infiltrasi

Karakteristik permukaan dan bawah permukaan DAS yang mengendalikan

infiltrasi telah dibahas secara terinci. Di sini hanya peranan hutan yang dibahas.

Hutan merupakan rintangan terhadap gerakan menurun air. Pada umumnya, tanah-

tanah hutan cenderung memiliki laju infiltrasi yang tinggi karena timbunan seresah

( dari tetesan yang jatuh dari daun, ranting dan cabang ) pada ranting hutan, penetrasi

akar ( pengaruh perforasi ) ke dalam sistem tanah, aktivitas organisme tanah yang

lebih tinggi ( seperti cacing tanah ) dan lebih jarang terjadinya suhu beku ( frost ).

- Potensial Infiltrasi

Infiltrasi (F) adalah bagian presipitasi yang akhirnya diserap oleh tanah

mineral; harga maksimum atau potensialnya adalah presipitasi efektif (P c), dan

pada hutan yang tidak terganggu hampir selalu benar bahwa F = P c (karena aliran

atas permukaan dapat diabaikan). Hubungan antara F dengan proses -proses

pengaturan presipitasi lainnya dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan

P = T + S + Ic

yang merupakan suatu pengaturan kembali, dan persamaan

If = P – Pe - Ic

dari persamaan di atas; Dengan menggabungkan dua bentuk persamaan ini akan

dihasilkan persamaan

Pe = T + (S – If)

12

Gambar 1. Proses-proses pengaturan presipitasi.

atau

F = T + (S – If)

untuk Pe = F. Tetapi karena dari seksi-seksi 4.3 dan 4.4, S dan I f kecil (1 hingga

5% dari P), maka kuantitas S - If biasanya diabaikan, dan

F = T

dapat diterima untuk semua maksud yang bersifat praktis; Gambar di atas

merupakan suatu penyajian diagramatik dari proses pengaturan presipitasi.

13

a. Konsep Infiltrasi

Infiltrasi merupakan gerakan menurun air melalui permukaan tanah

mineral; kecepatannya biasanya dinyatakan dalam satuan-satuan yang sama

seperti intensitas presipitasi (mm/j). Laju infiltrasi dengan jelas tidak dapat

melebihi intensitas presipitasi di atas tanah gundul, dan di hutan ia tidak dapat

melebihi intensitas presipitasi efektif. Sebaliknya, kapasitas infiltrasi adalah

laju yang tertinggi di mana air dapat diserap oleh tanah tertentu, dan pada suatu

hutan yang utuh kapasitas tersebut dapat melebihi intensitas-intensitas curah hujan

yang terbesar.

Air berinfiltrasi pada suatu tanah hutan karena pengaruh-pengaruh

gravitasi dan daya tarik kapiler, atau dalam beberapa hal sebagai akibat tekanan

yang diciptakan oleh pukulan air pada permukaan. Biasanya lapisan permukaan

tanah adalah paling permeabel dan sekali dijenuhi, maka laju infiltrasi akan

dibatasi laju aliran bawah permukaan, atau oleh perkolasi melalui di bawahnya

yang kurang permeabel. Pada lahan yang datar, sekali penampang tanah

seluruhnya dijenuhi, maka laju infiltrasi akan berkurang hingga pada suatu laju

yang ditentukan permeabilitas batuan di bawahnya; akan tetapi pada lahan

miring , karena air yang berperkolasi akan menghadapi yang lebih besar untuk

mengalir dalam arah vertikal, air tersebut akan dialihkan dalam arah lateral ke

dalam -lapisan tanah yang lebih permeabel.

b. Faktor faktor Penentu Infiltrasi

Kapasitas infiltrasi tanah tergantung pada pengaruh kombinasi banyak faktor;

kapasitas tersebut sangat bervariasi di antara lokasi, dan menunjukkan fluktuasi

musiman dan tidak periodik pada suatu lokasi tertentu. Karena alasan ini dan karena

kesulitan-kesulitan pengukuran adalah tidak mungkin untuk mencirikan kapasitas-

kapasitas atau tingkat-tingkat infiltrasi dengan suatu cara yang tepat; istilah-istilah

deskriptif dan kisaran harga-harga, sebagaimana disajikan oleh Kohnke (1968).

14

Adalah penting mengetahui bahwa kapasitas-kapasitas infiltrasi permukaan, pada

hakekatnya, mungkin jauh lebih besar daripada kapasitas-kapasitas perkolasi untuk

penampang tanah seluruhnya, dan bahwa yang terakhir ini harus membatasi yang

terdahulu kecuali selama tahap-tahap awal curah hujan.

8.10. Aliran Permukaan

Tidak semua limpasan dari kawasan-kawasan yang dihutankan memiliki

karakteristik aliran permukaan. Pada tanah-tanah tertentu, aliran bawah permukaan

dan bukan aliran permukaan, dapat memberi batas bentuk hidrograf limpasan.

Penelitian Mols hanoy ( 1963 ) Carolina utara telah menunjukkan gambaran berikut :

Limpasan bawah permukaan adalah lebih tinggi di bawah hutan dibandingkan

pada type penutup tanah lainnya. Pada tanah yang sebanding, dan limpasan bawah

permukaan merupakan bagian terbesar limpasan secara langsung.

8.11. Limpasan

Pengamatan hidrologi hutan selama bertahun-tahun telah menunjukkan bahwa

limpasa permukaan pada DAS yang berhutan adalah jarang sekali. Pada umumnya,

dapat dikemukakan bahwa berhubung dengan meningkatkan penahanan permukaan

dan meningkatnya laju infiltrasi , aliran maksimum yang diharapkan dari kawasan

yang berhutan lebih rendah. Hidrograf pencatat akan menunjukkan dasar yang

diperluas , keduanya dalam cabang yang naik dan cabang yang turun.

Berhubung gerakan antar aliran melalui lumut dan tanah organik hutan adalah

lambat, maka ketinggalan waktu jauh lebih tinggi dibandingkan dengan daerah yang

terbuka. Penelitian juga telah menunjukkan bahwa bila penampang tanah telah jenuh,

tipe penutup tanah hanya sedikit berpengaruh pada jumlah limpasan permukaan. Juga

mungkin bahwa pada DAS tertentu yang berhutan karakteristik aliran permukaan

akan mendominasi karakteristik aliran bawah permukaan.

15

Hidrograf aliran hujanyang tidak biasa dengan kenaikan dan penurunan yang

sangat curam, meskipun kondisi air tanah yang mendahului sangat rendah, dilaporkan

dalam kepustakaan.

8.12. Air Bawah Permukaan

Kapasitas infiltrasi tanah mineral dapat ditaksir secara langsung dengan

menggunakan infiltrometer, atau secara tidak langsung melalui analisis hidrograf.

Metode yang terakhir ini mengandung suatu batasan infiltrasi yang khusus dan

penerapannya sehubungan dengan debit tangkapan telah dibahas. Metode

langsung menggunakan infiltrometer-infiltrometer simulator curah hujan atau

tipe genangan.

Suatu infiltrometer pada dasarnya merupakan suatu plot tanah yang

terisolasi di mana air dapat diberikan dengan laju yang diketahui. Pada tipe

penggenangan, tabung-tabung logam yang kecil atau silinder-silinder konsentrik

dimasukkan ke dalam tanah, dan air diberikan pada bagian yang terisolasi dengan

suatu laju yang cukup untuk mempertahankan jeluk air yang konstan di atas

permukaan; karena tidak ada debit permukaan, laju pemberian air merupakan

suatu pengukuran kapasitas infiltrasi plot. Pada metode simulasi curah hujan, air

disemprotkan di atas permukaan plot yang lebih besar (dan jalur batas untuk

menahan aliran lateral), debit permukaan diukur, dan kapasitas infiltrasi ditaksir

sebagai perbedaan antara laju-laju penyemprotan dan debit pcrmukaan.

Taksiran-taksiran kapasitas infiltrasi sangatlah berguna dalam hidrologi

tangkapan semata-mata sebagai harga-harga relutif atau indeks-indeks. Data

infiltrometer beragam, tergantung pada kondisi-kondisi tempat dan tipe

infiltrometer; adalah sulit untuk mendapatkan contoh statistik yang memadai

untuk suatu tangkapan, dan pada umumnya makin kecil infiltrometer, makin besar

kapasitas yang diperkirakan. Analisis hidrograf mempunyai keuntungan yang

tampak bahwa "infiltrometer" merupakan tangkapan seluruhnya, tetapi dalam hal

ini adalah tidak mungkin untuk mendapatkan kontrol percobaan yang berdekatan:

laju aplikasi air (curah hujan) adalah sangat beragam, dan debit (aliran sungai)

16

dapat terdiri sebagian besar atas air tcrinfiltrasi yang mcncapai sungai scbagai

aliran bawah permukaan.

Ada empat metode pengukuran kelembaban tanah yang umum dalam

hutan, namun pengambilan contoh secara gravimetrik adalah satu-satunya

pengambilan yang langsung, dan diperlukan untuk mengkalibrasikan peralatan

yang digunakan dalam metode-metode tahanan listrik, radioaktif, dan

tensiometrik. Pada metode gravimetrik contoh tanah diekstraksi dari suatu

lapisan tertentu dan ditimbang sebelum dan setelah pengeringan. Perbedaan dalam

berat dinyatakan sebagai persentase berat kering. Karena para pakar hidrologi

biasanya menyukai untuk mengungkapkan kelembaban tanah dalam satuan-satuan

jeluk; juga sangat perlu untuk mengukur volume contoh, atau untuk menentukan

berat isi lapisan tersebut.

Metode gravimetrik membutuhkan banyak waktu, namun bukan hanya

karena pekerjaan laboratorium yang terlibat; contoh-contoh kelembaban tanah

sulit untuk didapatkan, khususnya pada tanah-tanah berbatu, dan jumlah yang

besar diperlukan untuk menggambarkan secara memadai variabilitas di atas suatu

dacrah aliran sungai. Bor-bor silindris untuk p e n g a mb i l a n contoh dengan

berbagai tipe telah dikembangkan, diantaranya memudahkan pekerjaan

mendapatkan suatu inti utuh dengan volume yang diketahui. Pekerjaan lapangan

dapat juga dikurangi dengan pemilihan titik-titik contoh yang rasional.

Pengambilan contoh secara sembarangan atau acak adalah suatu konsep statistik

yang sahih, tetapi terdapat banyak hal di mana ia harus dilanggar tanpa perlu

penyesalan (tidak masuk akal untuk mcngambil contoh ekstrim-ekstrim yang jelas,

misalnya dasar-dasar sungai).

Metode-metode pengambilan contoh kelembaban tanah secara tidak

langsung banyak digunakan karena sekali peralatan tclah dikalibrasikan,

pengukuran-pengukuran yang diulang dapat diperoleh secara cepat pada tempat-

tempat yang sama tanpa mcngganggu tanah. Metode tahanan-listrik menggunakan

unsur-unsur pengindera dari nilon, gelas serat, plester Paris di mana tahanan

17

antara elektroda-elektroda yang tersimpan dipengaruhi oleh kandungan air:

apabila blok-blok ditempatkan dalam kontak yang kuat dengan tanah mineral,

tahanan yang diamati merupakan suatu ukuran kandungan air tanah. Satuan-satuan

pengindera tahanan-listrik sulit untuk dikalibrasikan secara tepat, cenderung untuk

rusak dengan umur, dan khususnya tidak dapat dipercaya pada tingkat-tingkat

kandungan air yang tinggi dalam tanah.

Peralatan yang paling lazim digunakan pada penginderaan radioaktif dari

kandungan air tanah termasuk suatu sumber neutron cepat yang diperlambat oleh

tubrukannya dengan inti hidrogen dalam air. Dalam praktek, sumber tersebut

direndahkan ke dalam tanah melalui suatu tabung masuk permanen bersama-sama

dengan suatu detektor ditransmisikan ke penghitung yang bertenaga baterai pada

permukaan. Penghitungan yang diperlihatkan merupakan suatu ukuran

kelembaban tanah pada tingkat jarum (probe) tersebut. Penginderaan radioakiif

adalah cepat, dapat diulang untuk jangka waktu yang tidak terbatas pada tempat

yang sama tanpa mengganggu tanah, dan mengukur kandungan air dalam suatu

volume tanah di sekitar tabung masuk. Kerugiannya adalah bahwa peralatan

adalah relatif mahal dan memerlukan kalibrasi, dan penggunaannya melibatkan

bcberapa bahaya radioaktif.

8.13. Pengukuran Aliran Sungai

Aliran air pada suatu saluran alami dapat digambarkan dengan tinggi-

mukanya (tinggi permukaan di atas suatu muka sekehendak), kecepatan

(kecepatan sehubungan dengan arah saluran), atau laju debit. Sifat-sifat ini

saling berkaitan dalam arti bahwa untuk setiap ruas sungai tertentu, tinggi-muka

air, merupakan ukuran luas penampang-melintang, dan menurut persamaan

kontinuitas, debit adalah hasil kali luas dan kecepatan. Data tinggi muka air dan

kecepatan adalah sangat berguna untuk maksud-maksud lainnya, namun lebih

sering mereka digunakan untuk menentukan laju debit.

18

Tinggi muka sungai pada penampang-melintang tertentu dapat dibaca

secara langsung dari suatu skala vertikal dengan batas ukur yang telah ada, atau

penakar tongkat (staff gage), yang direndam pada sungai pada titiknya yang

terdalam. akan tetapi biasanya suatu pengukuran tinggi muka air yang kontinu

sangatlah diperlukan, dan suatu pencatat tinggi-muka air dipergunakan. Pencatat

tipe pelampung digunakan pada suatu tempat perlindungan yang didirikan di

dekat tepi sungai, dan air dialihkan dari sungai melalui pipa-pipa intake ke suatu

sumur penenang di bawah tempat perlindungan tersebut. Air pada sumur

penenang berada pada tinggi muka yang sama seperti tinggi muka pada sungai,

namun pelampung tersebut dilindungi dari sampah dan gelombang-gelombang.

Kecepatan sungai pada suatu saluran alami biasanya diukur dengan suatu

pengukur arus current meter di mana air yang mengalir menekan suatu roda

ember atau kincir, yang menyebabkan ia berputar, memutus suatu rangkaian

listrik, dan menggerakkan suatu alat akustik atau mekanisme penghitung digital

Pygmy current meter lebih disukai untuk pengukuran-pengukuran pada sungai

kawasan hulu yang dangkal. Perkiraan kecepatan dapat diperoleh dengan

mengatur waktu gerakan beberapa objek yang tampak yang dibawa oleh sungai,

suatu pelampung kecil atau suatu bahan warna yang larut-air yang dengan

mudah diamati, dapat digunakan untuk maksud ini. Karena kecepatan arus sungai

adalah terbesar di bawah permu kaan, dan di dekat tengah-tengah sungai, suatu

pelampung, umumnya akan bergerak sekitar kurang lebih 20% lebih cepat

dibandingkan rata-rata arus.

19

Soal-Soal

1. Jelaskan sejarah perkembangan hidrologi hutan?

2. Jelaskan neraca air pada wilayah hutan?

3. Jelaskan bagaimana pengaruh pegetasi hutan terhadap kondisi iklim

4. Jelaskan pengaruh intersepsi terhadap kehilangan air hujan ke atmosfer?

5. jelaskan proses evapotranspirasi di wilayah hutan?

6. Jelaskan pengaruh pegetasi terhadap kehilangan air?

Daftar Pustaka

1. Asdak. C. 2001. Hidrologi Dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai.

Gadjah Mada University

2. Seyhan. E. 1990. Dasar-Dasar Hidrologi. Gadjah Mada University.

3. Soewarno. 2000. Hidrologi Operasional. PT Citra Aditya Bakti Bandung.

4. Soewarno. 1991. Hidrologi: Pengukuran dan Pengelolaan Data Aliran Sungai

(Hidrometri). Nova Bandung.

5. Wlson. 1990. Hidrologi Teknik. Penerbit ITB Bandung.

20

TUGAS KELOMPOK

M.K. : HIDROLOGI

HIDROLOGI HUTAN

DISUSUN OLEHHASRIYANTI 021 514 048

A.VEBRIANI 021 514 0 RISKI AMILIA 021 514 0

YULIA FITRIA 021 514 0 ASKAR 021 514 034

JURUSAN GEOGRAFI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

2005

21