SISTEM HIDROLOGI

TEMA 4 : SISTEM HIDROLOGI

BAB 17 : KITAR HIDROLOGI DAN PROSES – PROSES YANG TERLIBAT

• KITAR HIDROLOGI

• Konsep Kitar Hidrologi
Penelitian saintifik tentang kitaran air.
Istilah kitaran diguna untuk menerangkan pertukaran air yang berterusan.
Kitar hidrologi tidak ada titik permulaan dan penamat.
Untuk memulakan sesuatu kitaran lebih mudah bermula dari lautan.
Air tersejat ke dalam atmosfera dari lautan, membentuk wap-wap air yang berkumpul menjadi awan.
Wap air apabila mencapai ke peringkat tepu akan turun sebagai kerpasan sama ada dalam bentuk hujan,embun,salji dan sebagainya.
Kerpasan di bahagian daratan akan dialirkan dalam pelbagai cara seperti:
- melalui larian air permukaan atau
- Di alir oleh sistem sungai ke laut
Sebahagian kerpasan akan menyusup ke dalam tanah dan mengalir sebagai air bawah tanah.
Selain daripada kerpasan itu mengalir ke laut,di fasa daratan juga berlaku proses seperti pintasan(interception),sejatan dari lembapan tanih dan juga sejat-peluhan tumbuhan,susupan(infiltrasi),storan(simpanan) serta rembesan air dalam tanah.
Di fasa lautan, kitar hidrologinya adalah lebih pendek dan lebih mudah.

Proses-proses dalam kitar hidrologi

Proses-proses dalam kitar hidrologi

Proses sejatan
Proses perpeluhan dan sejat peluh
Proses pemeluawapan
Kerpasan
Larian air permukaan
Susupan dan larian air bawah tanah

SEJATAN

• Konsep dan proses sejatan

Sejatan adalah penukaran air daripada bentuk cecair kepada wap air.
Merupakan proses asas dan pertama dalam kitar hidrologi.
Berlaku secara menegak.
Berlaku apabila tekanan wap pada permukaan air lebih tinggi daripada tekanan udara di dalam atmosfera yang belum sampai keperingkat tepu.
Memerlukan bekalan haba yang mencukupi untuk memanaskan permukaan air sama ada daripada lautan,sungai,tasik,kolam dan lain-lain.
Kadar sejatan yang paling tinggi berlaku di permukaan air yang terdedah seperti laut,sungai,tasik,kolam,paya dan sebagainya.
Proses sejatan semula jadi akian berlaku sekiranya tekanan wap bagi udara sekitar kurang daripada tekanan wap pada permukaan air yang tersejat.
Proses sejatan juga berlaku dari permukaan tanah yang lembap.

Faktor yang mempengaruhi sejatan

Suhu
Tekanan wap
Angin atau turbulens
Kemasinan air
Kelembapan bandingan
Luas permukaan air

Sejat peluhan

• Konsep dan proses sejat peluhan
Berlaku menerusi proses perpeluhan.
Berlaku kerana tekanan wap pada sel-sel permukaan daun lebih tinggi berbending dengan tekanan udara dalam atmosfera.
Istilah sejat peluhan dari sudut hidrologi merujuk kepada kehilangan air dari proses sejatan secara langsung,sejatan dari tanih dan proses perpeluhan dari tumbuhan.
Sejat peluhan boleh dibahagi kepada dua iaitu:
- Sejat peluhan potensi
- Sejat peluhan sebenar


• Sejat peluhan potensi

Mengikut Thornthwaite (1948) ialah Kuantiti air yang boleh disejatkan daripada permukaan tanih dan perpeluhan daripada tumbuhan.
Mengikut Penman (1956) pula,ialah jumlah air yang terpeluh dalam unit masa daripada satu permukaan tanaman hijau yang rendah dan membesar dengan aktif melindungi tanah tersebut.

• Sejat peluhan sebenar

Kuantiti air yang sebenarnya disejatkan daripada tanih dan perpeluhan tumbuhan dalam satu jangka masa yang tertentu di bawah keadaan lembapan tanih dan litupan tumbuhan yang berubah-ubah.

• Faktor-faktor yang mempengaruhi sejat peluhan

Kelembapan bandingan permukaan tanah dengan udara di atasnya
Suhu udara di atas permukaan tanih yang tinggi
Terdapat aliran udara yang tinggi agar dapat mengalih udara tepu di atas permukaan tanah dan menggantikannya dengan udara kering
Mempunyai kelembapan tanih secukupnya untuk menyumbang kepada sistem akar pokok
Terdapat bahangan matahari yang tinggi dan suhu yang tiggi untuk merangsangkan tumbesaran pokok dan seterusnya mempengaruhi kadar perpeluhan.

Pemeluwapan

• Konsep dan proses pemeluwapan

Menghasilkan kelembapan udara seterusnya membentuk awan setelah ia mengalami proses pemeluwapan.
Satu proses penukaran wap-wap air kepada cecair seperti hujan atau pepejal seperti salji.
Terjadi akibat kejatuhan suhu dalam jisim udara apabila ia naik semakin tinggi dalam atmosfera,
Jisim udara menjadi sejuk dan penyejukan dinamakan adiabatik.
Penyejukan berlaku melalui sentuhan apabila dua kumpulan udara yang berlainan suhu (panas dan sejuk) bertemu di mana jisim udara yang panas akan disejukan oleh jisim udara yang sejuk
Jika suhu di bawah takat embun di bawah takat beku maka wap-wap air dalam jisim udara berkenaan bertukar kepada pepejal (salji).
Proses pemeluwapan juga memerlukan zarah higroskopik seperti garam dan karbon untuk menarik wap-wap air berkumpul ke arahnya membentuk manik-manik hujan.
Terdapat tiga keadaan yang membolehkan proses pemeluwapan berlaku
- Kandungan wap air dalam atmosfera mesti cukup
- Berlakunya proses penyejukan udara hingga ke paras atau ke bawah takat embun
- Mesti terdapat nukleus-nukleus pemeluwapan.
ketiga-tiga faktor ini berintegrasi antara satu sama lain bagi mewujudkan proses pemeluwapan.
- Kandungan wap-wap air yang cukup dalam atmosfera.
- Takat embun berkait dengan kejatuhan suhu sehingga 0c.
- Nukleus pemeluwapan adalah untuk menggalak dan mempercepatkan proses pembentukan titisan air.
- Proses pemeluwapan berlaku pada nukleus pemeluwapan yang bersifat cita air.
- Natrium klorida yang dibawa oleh angin dari permukaan laut dianggap sebagai nukleus pemeluwapan yang terbaik kerana saiznya besar dan mempunyai diameter sehingga 10 mikron.
Proses pemeluwapan berlangsung melalui penyejukan.Proses itu boleh dibahagikan kepada tiga cara iaitu.
- Penyejukan alir lintang
- Penyejukan sinaran
- Penyejukan adiabatik.

Kerpasan

• Konsep dan mekanisme kejadian kerpasan

Didefinasikan sebagai lembapan yang terpeluwap dan jatuh semula ke permukaan bumi sebagai cecair ataupun pepejal.
Sebelum berlakunya kerpasan maka terlebih dahulu mesti berlakunya proses pemeluwapan dan pejalwapn atau kedua-duanya sekali.
Bermula dengan proses pemeluwapan,setiap bintik air yang terbentuk akan membesar dan bercantum antara satu sama lain.bintik-bintik air ini akan terapung-apungsebagai awan.
Menurut teori Bergeron-Findiesen menerangkan bahawa pembentukan kerpasan berlaku apabila suhu atmosfera jatuh dengan cepat di bawah takat beku akibat pertukaran adibatik.
Teori pelanggaran perlu mengemukakan bahawa berlaku pelanggaran hablur-hablur ais atau bintik-bintik air semasa jatuh dari awan sehingga menyebabkan percantuman antara bintik-bintik air tersebut.

• Jenis-jenis kerpasan

Hujan
Salji
Hujan beku
Hujan batu
Embun beku (rime)

• Hujan sebagai bentuk kerpasan utama

Terjadi melalui tiga cara iaitu hujan perolakan, hujan bukit(orografi), hujan perenggan.
Hujan perolakan bermula dengan sejatan.
Kejadian hujan perenggan pula berkait dengan pertembungan dua jisim udara yang berlainan suhu.
Hujan bukit pula sering berlaku di kawasan banjaran gunung yang mengadap arah tiupan angin laut.

• Pintasan atau Cegatan Silara

- Dalam konteks semula jadi pintasan di lakukan oleh tumbuh-tumbuhan.
- Mengikut Horton (1919) pintasan atau Cegatan Silaramerujuk kepada halangan dari kanopi (silara) tumbuhan terhadap air hujan yang turun.
- Apabila titisan hujan yang pertama jatuh ke atas sehelai daun, ia akan disimpan oleh daun tersebut buat sementara waktu sebelum disejat kembali.simpana ini dikenali sebagai storan sementara.
- Terdapat tiga komponen pintasan bagi sebatang pokok iaitu jatuhan langsung,titisan kanopi dan aliran batang.
- Air hujan yang terus langsung jatuh ke lantai dinamakan sebagai jatuhan langsung.
- Air hujan yang dipintas oleh daun yang dititis oleh daun dinamakan sebagai titisan kanopi.
- Air hujan meleleh mengikut dahan dan batang dikeneli sebagai aliran batang.
- Pintasan amat penting dalam konteks kitar hidrologi untuk meningkatkan simpanan air tanah dikawasan tadahan.

• Faktor-faktor yang mempengaruhi pintasan

- Perubahan aliran batang amat bergantung kepada jenis batang pokok berkenaan.batang pokok yang licin mengalirkan air yang lebih cepat.sudut percambahan ranting pokok juga juga mempengaruhi jumlah air yang dapat mengalir.
- Bagi jatuhan langsung, ianya amat bergantun kepada saiz kanopi.saiz kanopi yang besar berupaya memerangkap lebih banyak air.
- Selain daripada sifat tumbuhan,kadar pintasan juga dipengaruhi oleh keamatan hujan.
- Kehilangan air melalui pintasan semakin berkurangan apabila jumlah hujan semakin tinggi dan lebat.