Siklus Hidrologi

Air merupakan salah satu senyawa kimia yang terdapat di alam secara berlimpah-limpah. Namun, ketersediaan air yang memenuhi syarat bagi keperluan manusia relatif sedikit karena dibatasi oleh berbagai faktor. Lebih dari 97% air di muka bumi ini merupakan air laut yang tidak dapat digunakan oleh manusia secara langsung. Dari 3% air yang tersisa, 2% diantaranya tersimpan sebagai gunung es (glacier) di kutub dan uap air, yang juga tidak dapat dimanfaatkan secara langsung. Air yang benar-benar tersedia bagi keperluan manusia hanya 0,62%, meliputi air yang terdapat di danau, sungai, dan air tanah. Jika ditinjau dari segi kualitas, air yang memadai bagi konsumsi manusia hanya 0,003% dari seluruh air yang ada.

Distribusi Air di Bumi

Lokasi	Volume (x 103 km3)	Persentase (%)
1.       Laut	1.320.000 – 1.370.000	97,3
2.       Air Tawar:
a.       Gunung es (glacier)	24.000 – 29.000	2,1
b.      Uap air di atmosfer	13 – 14	0,001
c.       Air tanah hingga kedalaman 4.000 m	4.000 – 8.000	0,6
d.      Uap air di tanah	60 – 80	0,006
e.      Sungai	1,2	0,00009
f.        Danau asin	104	0,007
g.       Danau air tawar	125	0,009

Sumber: Jeffries and Mills, 1996

Total air di bumi (100%)

!

Total air tawar (3%)

!

Air tawar yang tersedia (0,5%)

!

Air tawar dengan kualitas yang memadai bagi konsumsi manusia (0,003%)

(modifikasi Miller, 1992)

Air tawar yang tersedia selalu mengalami siklus hidrologi. Pergantian total (replacement) air sungai berlangsung sekitar 18 – 20 tahun; sedangkan pergantian uap air yang terdapat di atmosfer berlangsung sekitar dua belas hari dan pergantian air tanah dalam (deep groundwater) membutuhkan waktu ratusan tahun (Miller, 1992).

Air tawar yang dapat dikonsumsi tersebar secara tidak merata karena adanya perbedaan curah hujan (presipitasi) tahunan. Wilayah yang kaya akan air terdapat di daerah tropis dan daerah yang memiliki empat musim atau ugahari (temperate), sedangkan wilayah yang miskin air terdapat di daerah kering (arid dan semi-arid).

Siklus hidrologi air tergantung pada proses evaporasi dan presipitasi. Air yang terdapat di permukaan bumi berubah menjadi uap di lapisan atmosfer melalui proses evaporasi (penguapan) air sungai, danau, dan laut; serta proses evapotranspirasi atau penguapan air oleh tanaman. Uap air bergerak ke atas hingga membentuk awan yang dapat berpindah karena tiupan angin. Ruang udara yang mendapat akumulasi uap air secara kontinu akan menjadi jenuh. Oleh pengaruh udara dingin pada lapisan atmosfer, uap air tersebut mengalami sublimasi sehingga butiran-butiran uap air membesar dan akhirnya jatuh sebagai hujan. Zat yang bersifat higroskopis (menyerap air) dapat mempercepat integrasi pengikatan molekul uap air menjadi air. Pada pembuatan hujan buatan dilakukan penambahan zat yang bersifat higroskopis terhadap awan (NaCl atau urea).

 

Keterangan: Evaporasi air tawar dan air laut sekitar 30%

Siklus hidrologi yang melibatkan evaporasi, evapotranspirasi, kondensasi, dan presipitasi (Peavy et al., 1985)

Proses evaporasi yang berlangsung di laut lebih banyak daripada proses evaporasi di perairan daratan. Di laut, proses evaporasi juga melebihi proses presipitasi sehingga lautan merupakan sumber utama bagi proses presipitasi. Sebaliknya, di daratan proses presipitasi lebih banyak daripada evaporasi. Di daratan sekitar 50% air yang diperoleh melalui presipitasi akan mengalami evaporasi; dan sisanya tersimpan di danau, sungai, maupun sebagai air tanah. Air yang melalui proses evaporasi dan presipitasi air di bumi memiliki keadaan setimbang.

Air yang jatuh sebagai hujan tidak semuanya dapat mencapai permukaan tanah; sebagian tertahan oleh vegetasi dan bangunan. Sebagian air yang mecapai permukaan tanah akan masuk ke dalam tanah dan menjadi air tanah melalui proses infiltrasi; sebagian lagi mengalir ke badan air sebagai air permukaan.

Proses Evaporasi dan Presipitasi di Darat dan Laut

Keberadaan Air	Laut (km3/tahun)	Darat (km3/tahun)	Laut dan Darat (km3/tahun)
Presipitasi (hujan)	324.000	99.000	423.000
Evaporasi (penguapan air)	361.000	62.000	423.000
Limpasan (run off)	37.000	-37.000	0

Sumber: Rao, 1991

 Kuantitas air yang mampu diserap oleh tanah sangat tergantung pada kondisi fisik tanah, misalnya bobot isi (bobot tanah tiap satuan volume tanah), permeabilitas (daya tanah melalukan air), infiltrasi (daya tanah meresapkan air), porositas (jumlah volume udara yang terkandung dalam tanah), dan struktur tanah (bentukan hasil penyusunan butiran-butiran tanah). Sebelum mencapai jenuh, air masih dapat diserap oleh tanah. Jika telah melebihi kejenuhan, air hujan yang jatuh ke permukaan tanah akan dialirkan sebagai limpasan permukaan (surface run off) ke badan air. Air yang masuk ke dalam tanah akan mengalami akifer.

Pustaka: Effendi.Telaah Kualitas Air; Thanks (foto): Ludvi+mama