Pengertian Hidrologi, Sejarah dan cabang Hidrologi

Hidrologi adalah disiplin ilmu yang bersangkutan dengan perairan Bumi, termasuk terjadinya mereka, distribusi, dan sirkulasi melalui siklus hidrologi dan interaksi dengan makhluk hidup. Hidrologi juga berkaitan dengan sifat kimia dan fisika air dalam semua tahap tersebut. Hidrologi memiliki tujuan utama sebagai studi tentang keterkaitan antara air dan lingkungannya. Dengan hidrologi terutama berkaitan dengan air dekat dengan permukaan tanah, berfokus pada komponen-komponen dari siklus hidrologi yang terjadi di sana-yaitu, curah hujan, evapotranspirasi, limpasan, dan air tanah.

Hidrologi dan berbagai subdisiplinnya menangani aspek yang berbeda dari fenomena ini. Hidrometeorologi, misalnya, berkonsentrasi pada air di lapisan batas bawah atmosfer, sementara hidrometri melibatkan pengukuran air permukaan, terutama curah hujan dan debit sungai. Hidrografi memerlukan deskripsi dan pemetaan badan besar air permukaan, seperti danau, laut pedalaman, dan samudra.Pengertian Hidrologi

Hidrologi mengacu pada disiplin ilmu geologi, kimia, ilmu tanah, dan fisiologi tanaman, menggunakan banyak prinsip-prinsip dan metode mereka. Para peneliti di lapangan semakin bergantung pada simulasi komputer dari sistem hidrologi alami dan teknik penginderaan jarak jauh, seperti, misalnya, penggunaan satelit Bumi yang mengorbit dilengkapi dengan kamera inframerah untuk mendeteksi badan air tercemar atau untuk melacak aliran air panas.

Penelitian hidrologi penting dalam pengembangan, manajemen, dan pengendalian sumber daya air. Aplikasi banyak ragamnya dan termasuk pembangunan sistem irigasi, banjir dan pengendalian lahan erosi, pembuangan air limbah dan pengobatan, pengurangan polusi, penggunaan rekreasi air, pelestarian ikan dan satwa liar, pembangkit listrik tenaga air, dan desain struktur hidrolik.

Sejarah

Hidrologi telah menjadi subjek penyelidikan dan rekayasa selama ribuan tahun. Sebagai contoh, sekitar 4000 SM, Sungai Nil dibendung untuk meningkatkan produktivitas pertanian lahan tandus sebelumnya. Kota-kota Mesopotamia terlindung dari banjir dengan dinding tanah yang tinggi. Saluran air dibangun oleh orang-orang Yunani dan Romawi, sementara orang Cina membangun irigasi dan pekerjaan pengendalian banjir.

Pada abad pertama B.C.E., Marcus Vitruvius mendeskripsikan teori filosofis dari siklus hidrologi, menurut curah hujan yang jatuh di gunung-gunung menyusup ke permukaan Bumi dan menyebabkan aliran dan mata air di dataran rendah. Dengan mengadopsi pendekatan yang lebih ilmiah, Leonardo da Vinci dan Bernard Palissy secara mandiri mencapai representasi yang akurat dari siklus hidrologi. Baru pada abad ketujuh belas variabel hidrologi mulai dikuantifikasi.

Perintis ilmu pengetahuan modern hidrologi termasuk Pierre Perrault, Edme Mariotte, dan Edmund Halley. Dengan mengukur curah hujan, limpasan, dan area drainase, Perrault menunjukkan bahwa curah hujan cukup untuk memperhitungkan aliran sungai Seine. Marriotte menggabungkan kecepatan dan pengukuran penampang sungai untuk mendapatkan debit, sekali lagi di Seine. Halley menunjukkan bahwa penguapan dari Laut Mediterania cukup untuk menjelaskan aliran sungai yang mengalir ke laut.

Kemajuan di abad kedelapan belas termasuk persamaan Bernoulli dan piezometer oleh Daniel Bernoulli, tabung Pitot, dan rumus Chezy. Abad kesembilan belas terjadi perkembangan dalam hidrologi air tanah, termasuk hukum Darcy, rumus sumur Dupuit-Thiem, dan persamaan aliran kapiler Hagen-Poiseuille.

Analisis rasional mulai menggantikan empirisme pada abad ke-20, sementara lembaga pemerintah memulai program penelitian hidrologi mereka sendiri. Yang paling penting adalah hidrograf satuan Leroy Sherman, teori infiltrasi Robert E. Horton, dan C.V. Persamaan Theis menggambarkan hidrolika yang baik.

Sejak tahun 1950-an, hidrologi telah didekati dengan dasar yang lebih teoritis daripada di masa lalu, difasilitasi oleh kemajuan dalam pemahaman fisik proses hidrologi dan munculnya komputer.

Siklus hidrologi dan transportasi

Tema utama hidrologi adalah bahwa air bergerak di seluruh Bumi dengan jalur yang berbeda dan pada tingkat yang berbeda. Gambaran paling mencolok dari hal ini adalah penguapan air dari lautan, membentuk awan. Awan-awan ini melayang di atas tanah dan menghasilkan hujan. Air hujan mengalir ke danau, sungai, atau akuifer. Air di danau, sungai, dan akuifer kemudian menguap ke atmosfer atau akhirnya mengalir kembali ke laut, menyelesaikan siklus.

Selain itu, gerakan air adalah cara yang signifikan dimana material lain, seperti tanah atau polutan, diangkut dari satu tempat ke tempat lain. Masukan awal dalam penerimaan air dapat muncul dari sumber titik yang dibuang atau sumber garis atau sumber area, seperti limpasan permukaan. Sejak tahun 1960-an, model matematika yang agak rumit telah dikembangkan, difasilitasi oleh ketersediaan komputer berkecepatan tinggi. Kelas polutan yang paling umum dianalisis adalah nutrisi, pestisida, padatan terlarut total, dan sedimen.

Cabang-cabang hidrologi

Hidrologi kimia adalah ilmu yang mempelajari karakteristik kimia air. Itu menguji bagaimana air terpengaruh ketika kontak dengan bahan yang berbeda di dan di bawah permukaan bumi. Bidang ini termasuk studi tentang mekanisme dimana garam diangkut oleh proses seperti erosi, limpasan, penguapan, dan pengendapan.

Ekohidrologi adalah studi tentang proses ekologis dalam siklus hidrologi. Seperti proses-proses ini terjadi di tanah dan daun tanaman, ekohidrologi mempelajari bagaimana sistem hidrologi mempengaruhi fisiologi tanaman, kelembaban tanah, dan keanekaragaman tanaman dan orientasi spasial di berbagai daerah selama periode waktu. Ekohidrologi memiliki empat komponen utama: infiltrasi pengendapan ke dalam tanah, evapotranspirasi, kebocoran air ke bagian yang lebih dalam dari tanah yang tidak dapat diakses oleh tanaman, dan limpasan dari permukaan tanah.

Hidrogeologi (atau geohidrologi) adalah studi tentang distribusi dan pergerakan air dalam akuifer dan media berpori dangkal — yaitu lapisan berpori dari batuan, pasir, endapan lumpur, dan kerikil di bawah permukaan Bumi. Hidrogeologi memeriksa laju difusi air melalui media ini ketika air bergerak menuruni gradien energinya. Aliran air di bawah permukaan dangkal juga berkaitan dengan bidang ilmu tanah, pertanian, dan teknik sipil. Aliran air dan cairan lain (hidrokarbon dan cairan geotermal) dalam formasi yang lebih dalam relevan dengan bidang geologi, geofisika, dan geologi minyak bumi.

Hidroinformatika adalah adaptasi teknologi informasi untuk aplikasi hidrologi dan sumber daya air. Tujuannya adalah untuk memfasilitasi pengambilan keputusan untuk banyak aplikasi penting. Data hidrologi dikumpulkan, disimpan, diproses, dan dianalisis menggunakan teknik pemodelan dan simulasi, berdasarkan pengetahuan sistem tertentu. Tiga jenis umum data hidrologi yang dikumpulkan adalah: laju aliran sungai besar dan sungai, curah hujan, dan ketinggian air di sumur.

Hidrometeorologi adalah studi tentang transfer air dan energi antara permukaan tanah dan permukaan air dan atmosfer yang lebih rendah. Hidrometeorologi menggabungkan meteorologi untuk memecahkan masalah hidrologi. Masalah-masalah ini termasuk banjir atau kekeringan, atau menentukan sumber daya air dan keamanan bendungan. Ahli hidrometeorologi mencoba untuk menentukan, melalui data atau teori empiris, bagaimana dinamika air di atmosfer mempengaruhi tingkat curah hujan terbesar yang mencapai tanah. Domain hidrometeorologi dalam ilmu fisika tidak didefinisikan dengan sangat jelas, karena melibatkan fisika awan, klimatologi, ramalan cuaca, dan hidrologi, adalah contoh beberapa nama.

Hidromorfologi adalah studi tentang karakteristik fisik badan air di permukaan bumi, termasuk cekungan sungai, saluran, sungai, dan danau. Kualitas air, tingkat polusi, dan komponen biologis yang diperlukan untuk pemeliharaan sistem ekologi adalah beberapa area yang dinilai ketika mengklasifikasikan sistem air. Hidromorfologi mempelajari dinamika aliran air tanah ke saluran, danau, dan sungai. Ini mengukur pola aliran dan geometri serta arus routing untuk menghindari banjir atau kekeringan.

Hidrologi isotop adalah studi tentang tanda isotop air. Subbidang hidrologi ini memanfaatkan penanggalan isotop untuk menentukan asal usul dan usia air di seluruh gerakannya dalam siklus hidrologi. Penanggalan isotop melibatkan pengukuran tingkat penyimpangan dalam isotop oksigen dan hidrogen dalam air. Peneliti dapat menentukan air tanah yang tertanggal sejauh jaman es dengan menggunakan teknik ini. Hidrologi isotop membahas kebijakan penggunaan air, pemetaan akuifer, konservasi sumber daya air, dan mempertahankan tingkat polusi. Salah satu cara hidrologi isotop yang diterapkan saat ini adalah dalam mitigasi kadar arsenik dalam air minum Bangladesh.

Hidrologi permukaan air adalah studi tentang badan air di atau dekat permukaan bumi. Sungai, bendungan, danau, dan waduk adalah bagian dari bidang studi ini, yang lebih jauh mencakup sistem yang digunakan dalam kegiatan rekreasi dan transportasi. Permukaan hidrologi membahas masalah yang berkaitan dengan mengikis tanah dan aliran karena aliran permukaan. Banjir, limpasan unsur hara, dan polutan adalah beberapa efek yang dibahas, serta penghancuran konstruksi sipil seperti bendungan. Metode pengaturan desain hidrologi dan hidrologi juga dilakukan dalam bidang studi ini, karena para peneliti mensimulasikan efek jangka panjang dan jangka pendek dari bentuk permukaan air yang dimanipulasi secara antropogenik.

Bidang terkait

Kimia akuatik: kimia air mempelajari reaksi kimia dalam larutan berair, termasuk reaksi asam-basa, reaksi reduksi oksidasi, reaksi pengendapan, dan reaksi pembubaran. Hal ini dapat diterapkan untuk mengatasi masalah pada pencemaran dan pengolahan air dan menciptakan metode produksi yang berkelanjutan dengan sedikit dampak lingkungan.

Teknik Sipil: Terkait dengan studi hidrologi, insinyur sipil berkontribusi pada perencanaan, desain, konstruksi, dan pemeliharaan struktur yang terkait dengan hidrolika. Misalnya, para insinyur terlibat dalam mengendalikan aliran air dengan cara menguras rawa, pembuangan kotoran kota, pengendalian banjir, dan irigasi. Mereka juga bekerja dalam menciptakan struktur yang membantu aliran air di bendungan dan jembatan.

Klimatologi: Klimatologi adalah studi tentang iklim, yang secara ilmiah didefinisikan sebagai kondisi cuaca rata-rata selama periode waktu tertentu. Ini adalah cabang ilmu atmosfer. Curah hujan dan tren suhu rata-rata diukur di atas wilayah tertentu.

Teknik lingkungan: Teknik lingkungan menggabungkan ilmu pengetahuan dan prinsip-prinsip rekayasa untuk mengatasi cara-cara untuk meningkatkan kualitas udara, tanah, dan air untuk organisme hidup. Ilmu kimia, biologi, dan geologi dimasukkan ke dalam teknik teknik mekanis, sipil, dan kimia untuk mengatasi masalah kesehatan dan kebijakan publik. Remediasi situs yang tercemar, teknik sanitasi, dan pengurangan dan pencegahan limbah adalah kunci perhatian utama.

Geografi Fisik: Geografi Fisik berurusan dengan topik mengenai permukaan Bumi, termasuk gletser, bentang alam, sungai dan samudra, iklim, dan proses hidrologi yang digerakkan oleh Matahari. Ini melibatkan studi sistematis pola di biosfer, litosfer, hidrosfer, dan atmosfer.

Geomorfologi: Geomorfologi adalah studi tentang bentang alam, termasuk asal dan evolusinya, dan proses yang membentuknya. Kombinasi pengamatan lapangan, eksperimen fisik, dan pemodelan numerik membantu geomorfolog untuk memahami sejarah dan dinamika bentuk lahan, dan memprediksi perubahan di masa depan. Aplikasi geomorfologi termasuk prediksi longsoran dan mitigasi, pengendalian sungai dan restorasi, perlindungan pantai, dan menilai keberadaan air di Mars.

Teknik hidrolik: Teknik hidrolik adalah subdisiplin teknik sipil yang berfokus pada aliran dan penyaluran cairan, terutama air. Ini melibatkan desain dan konstruksi struktur hidrolik seperti jembatan, bendungan, kanal, saluran, dan tanggul, dan juga menyelaraskan diri dengan tujuan rekayasa sanitasi dan lingkungan.

Limnologi: Limnologi melibatkan studi perairan pedalaman, baik saline dan segar. Secara khusus, ini adalah studi tentang danau, kolam, dan sungai (alam dan buatan manusia), termasuk aspek biologis, fisik, kimia, dan hidrologi mereka.

Oseanografi: Oseanografi adalah studi tentang lautan dan lautan Bumi. Ini termasuk gerakan geologi lempeng tektonik di bawah permukaan bumi, karakteristik oseanografi fisik, proses kimia, dan proses biologis laut yang terjadi di badan air ini.

Incoming search terms:

  • cBang hidrologi
  • pengetian oseanografi dan hidrologi