Prinsip Hidrologi Hutan

Hidrologi Hutan

Hidrologi hutan merupakan suatu ilmu fenomena yang berkaitan dengan air yang dipengaruhi oleh penutupan hutan. Sesuai dengan batasan subyek yang ada yaitu hidrologi hutan maka bahasan selanjutnya merupakan hidrologi terapan dengan lingkup operasionalnya adalah daerah aliran sungai terutama yang bervegetasi hutan atau yang dapat berfungsi sebagai vegetasi hutan serta daerah yang dipengaruhi oleh kawasan tersebut.

Presipitasi

Hujan (presipitasi) merupakan masukan utama dari daur hidrologi dalam DAS. Dampak kegiatan pembangunan terhadap proses hidrologi sangat dipengaruhi intensitas, lama berlangsungnya, dan lokasi hujan. Karena itu perencana dan pengelola DAS harus memperhitungkan pola presipitasi dan sebaran geografinya.

Intersepsi

Hujan yang jatuh di atas tegakan pohon sebagian akan melekat pada tajuk daun maupun batang, bagian ini disebut tampungan/simpanan intersepsi yang akhirnya segera menguap. Besar kecilnya intersepsi dipengaruhi oleh sifat hujan (terutama intensitas hujan dan lama hujan), kecepatan angin, jenis pohon (kerapatan tajuk dan bentuk tajuk). Simpanan intersepsi pada hutan pinus di Italia utara sekitar 30% dari hujan (Allewijn, 1990). Intersepsi tidak hanya terjadi pada tajuk daun bagian atas saja, intersepsi juga terjadi pada seresah di bawah pohon. Intersepsi akan mengurangi hujan yang menjadi run off.

Throughfall, Crown drip, Steamflow

Hujan yang jatuh di atas hutan ada sebagian yang dapat jatuh langsung di lantai hutan melalui sela-sela tajuk, bagian hujan ini disebut throughfall. Simpanan intersepsi ada batasnya, kelebihannya akan segera tetes sebagai crown drip. Steamflow adalah aliran air hujan yang lewat batang, besar kecilnya stemflow dipengaruhi oleh struktur batang dan kekasaran kulit batang pohon.

Infiltrasi dan Perkolasi

Proses berlangsungnya air masuk ke permukaan tanah kita kenal dengan infiltrasi, sedang perkolasi adalah proses bergeraknya air melalui profil tanah karena tenaga gravitasi. Laju infiltrasi dipengaruhi tekstur dan struktur, kelengasan tanah, kadar materi tersuspensi dalam air juga waktu.

Kelengasan Tanah

Kelengasan tanah menyatakan jumlah air yang tersimpan di antara pori-pori tanah. Kelengasan tanah sangat dinamis, hal ini disebabkan oleh penguapan melalui permukaan tanah, transpirasi, dan perkolasi. Pada saat kelengasan tanah dalam keadaan kondisi tinggi, infiltrasi air hujan lebih kecil daripada saat kelengasan tanah rendah. Kemampuan tanah menyimpan air tergantung dari porositas tanah

Simpanan Permukaan dan Run off

Simpanan Permukaan (Surface Storage)

Simpanan permukaan ini terjadi pada depresi-depresi pada permukaan tanah, pada perakaran pepohonan atau di belakang pohon-pohon yang tumbang. Simpanan permukaan menghambat atau menunda bagian hujan ini mencapai limpasan permukaan dan memberi kesempatan bagi air untuk melakukan infiltrasi dan evaporasi.

Runoff Runoff

Adalah bagian curahan hujan (curah hujan dikurangi evapotranspirasi dan kehilangan air lainnya) yang mengalir dalam air sungai karena gaya gravitasi; airnya berasal dari permukaan maupun dari subpermukaan (sub surface). Runoff dapat dinyatakan sebagai tebal runoff, debit aliran (river discharge) dan volume runoff.

Limpasan Permukaan

Limpasan permukaan (Surface Runoff) adalah bagian curah hujan setelah dikurangi dengan infiltrasi dan kehilangan air lainnya. Limpasan permukaan ini berasal dari overlandflow yang segera masuk ke dalam alur sungai. Aliran ini merupakan komponen aliran banjir yang utama.

Aliran Bawah Permukaan (Subsurface Runoff)

Aliran bawah permukaan merupakan bagian dari presipitasi yang mengalami infiltrasi dalam tanah yang kemudian mengalir di bawah permukaan tanah dan menuju alur sungai sebagai rembesan maupun mata air.

Proses Runoff

1. Periode Tidak Hujan (Kemarau)

   a. Input dari hujan = nol

b. Air tanah mengalir masuk alur sebagai aliran dasar, maka freatik turun terus

c. Evapotranspirasi menambah defisiensi lengas tanah

d. Hidrograf aliran berupa kurva deplesi.

2. Periode Hujan Awal

    a. Awal musim hujan, mulai ada hujan

b. Sebagian hujan menjadi intersepsi

c. Sebagian menjadi simpanan depresi

d. Surface Runoff hampir tidak ada, air hujan digunakan untuk membasahi tanah (Lengas tanah meningkat).

e. Hidrograf aliran agak bergeser ke atas karena ada sebagian hujan yang jatuh langsung di alur sungai

f. Muka freatik masih turun terus karena aliran dasar masih berlangsung dan air infiltrasi belum mencapai muka freatik.

3.Priode Hujan

a. Intersepsi mencapai kapasitas 

    maksimum, stemflow dan througfall terjadi

b. Simpanan depresi maksimum

c. Surface runoff mulai terjadi, sehingga aliran sungai naik.

d. Soil Moisture Deficiency berkurang

e. Air Infiltrasi dan perkolasi belum mencapai muka freatik (air tanah belum naik).

4. Saat Hujan Berhenti

1. Di permukaan tanah masih ada air dan mengalir

b. Infiltrasi terus berlangsung

c. Stream runoff berasal dari channel storage

d. Channel storage berkurang dan habis

e. Stream runoff dari groundwater

5. Saat tak ada Hujan

a. Lengas tanah pada kapasitas lapang

b. Input air tak ada, lengas tanah berkurang

c. Air perlokasi mencapai muka freatik air tanah mendapat recharge

d. Kurva deplesi terus berlangsung, stream runoff menyusut.

e. Air tanah naik

6. Hubungan aliran sungai dan air tanah

Pada lembah sungai yang cukup dalam sehingga muka freatik terpotong maka banyak mata air dan rembesan disepanjang alur sungai, untuk daerah yang air tanahnya dalam, keadaan ini tidak terjadi.

Memperhatikan kontinuitas aliran dan kedudukan muka freatik ada. 3 macam tipe aliran yaitu :

a) Efemeral,

b) Intermitten dan

c) Perenial.

NERACA AIR

Neraca air merupakan alat untuk mendekati nilai-nilai hidrologis proses yang terjadi di lapangan. Secara garis besar neraca air merupakan penjelasan tentang hubungan antara aliran ke dalam (In flow) dan aliran ke luar (out flow) di suatu daerah untuk suatu periode tertentu dari proses sirkulasi air. Neraca air juga dapat didefinisikan sebagai selisih antara jumlah air yang diterima oleh tanaman dan kehilangan air dari tanaman beserta tanah melalui proses evapotranspirasi.

Keberadaan hutan hanya akan berpengaruh terhadap beberapa komponen dalam seluruh daur hidrologi tersebut. Meskipun demikian karena masing-masing komponen dalam daur hidrologi tersebut akan saling berkaitan maka keberadaan hutan akan memberikan pengaruh yang nyata dalam daur ini.

Pengaruh hutan dalam daur air ini akan mulai nampak semenjak hujan jatuh, yang sebagian akan terintersepsi baik di tajuk maupun di seresah, sebagian akan terbuang kembali ke angkasa melalui proses evapotranspirasi.
      Dalam lanjutan proses sebagai aliran permukaan daur air infiltrasi, perjalanan air tersebut juga dipengaruhi oleh adanya tahanan batang dan seresah hutan. Dengan demikian vegetasi hutan akan ikut merubah pola keseimbangan energi matahari sebagai penggerak utama proses daur hidrologi.

Beberapa sifat tanah yang merupakan komponen-komponen neraca air, misalnya :

     kapasitas menyimpan air (jumlah ruang pori), infiltrasi, kemantapan pori sangat dipengaruhi oleh macam penggunaan lahan atau jenis dan susunan tanaman yang tumbuh di tanah tersebut.

Jadi jenis-jenis pohon atau tanaman semusim yang ditanam pada suatu bidang tanah dapat mempengaruhi siklus dan kesetimbangan air pada sistem tersebut. Sebaliknya siklus dan kesetimbangan air dalam sistem ini pada gilirannya juga mempengaruhi kompetisi antara komponen tanaman yang ada.