Baca artikel ini untuk mempelajari tentang definisi, ruang lingkup, sejarah dan penerapan hidrologi.
Definisi dan Ruang Lingkup Hidrologi:
Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari semua aspek air yang tersedia di bumi. Ini mencakup studi tentang keberadaan air, sifat-sifatnya, distribusi dan sirkulasinya serta pengaruhnya terhadap makhluk hidup dan lingkungannya. Ini bukan sepenuhnya ilmu murni karena memiliki banyak aplikasi praktis dan sangat memanfaatkan pengetahuan ilmu-ilmu lain.
Secara garis besar, seluruh materi pelajaran dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan matematis.
Persamaannya adalah:
P = R + L atau
Curah hujan = Limpasan + Kerugian
Dalam persamaan di atas, presipitasi menunjukkan pasokan total air dari segala bentuk jatuhnya uap air dan terutama meliputi curah hujan dan hujan salju. Limpasan mewakili kelebihan air yang mengalir di atas permukaan untuk bergabung dengan beberapa sungai atau laut.
Istilah kerugian mencakup bagian air yang masuk ke atmosfer dan bawah tanah melalui proses seperti penguapan dan perkolasi. Untuk alasan praktis, hidrologi tidak mencakup semua studi tentang lautan dan penggunaan medis air.
Setelah mempelajari persamaan ini dengan latar belakang siklus hidrologi akan jelas bahwa istilah kehilangan tidak pernah menyiratkan bahwa air ini hilang dan tidak dapat digunakan kembali. Ini adalah air yang menghilang sementara dari pandangan (misalnya, penguapan, rembesan, dll) dan diberikan kondisi yang menguntungkan, muncul kembali untuk melakukan berbagai tugas. Oleh karena itu, perlu mempelajari ketiga suku persamaan tersebut, yaitu curah hujan, limpasan, dan susut.
Subjek hidrologi terutama melibatkan:
saya. Penilaian curah hujan tangkapan;
- Penilaian aliran yang dapat diandalkan;
aku aku aku. Rancang perhitungan banjir untuk keamanan struktur hidrolik;
- Penilaian kerugian; dan
- Perhitungan umur manfaat dan kapasitas waduk.
Sejarah Perkembangan:
Ilmu hidrologi modern dapat dianggap telah dimulai dengan pengukuran curah hujan, penguapan, debit sungai dengan metode kecepatan area, dll. Dari pengukuran ini yang dimulai pada abad ke-17, para ilmuwan dapat menarik kesimpulan yang benar tentang fenomena hidrologi yang diamati. Akan tetapi, munculnya hidrologi tidak dapat dikatakan hanya sejak abad ke-17. Sebenarnya konsep siklus hidrologi telah dianut oleh banyak filsuf sejak dahulu kala.
Kronologi berbagai tahapan perkembangan ilmu hidrologi secara garis besar dapat divisualisasikan sebagai berikut:
saya. Spekulasi konsep – hingga abad ke-14
- Pengamatan – abad ke-15 hingga ke-16
aku aku aku. Pengukuran – abad ke-17
- Eksperimen – abad ke-18
- Modernisasi – abad ke-19
- Kuantifikasi rumus empiris – 1900 hingga 1930
- Rasionalisasi teori hidrologi – 1930 hingga 1950
viii. Teorisasi dengan analisis matematis – 1950 hingga saat ini
Meskipun hingga akhir abad ke-14 konsep hidrologi hanya berspekulasi banyak struktur hidrolik dibangun. Karya besar yang dikenal dalam sejarah adalah sumur Abassinian, kanat Persia, sistem irigasi Mesir dan Cina, pasokan air dan sistem drainase lembah Indus, saluran air Romawi, pekerjaan pengendalian banjir Cina dll. Ini secara alami dibangun atas dasar dari pengetahuan praktis hidrologi meskipun tidak diucapkan secara luas.
Dalam dua abad berikutnya, tren spekulasi belaka berubah menjadi pengamatan yang cermat. Selama periode ini Leonardo da Vinci mengakui siklus hidrologi seperti yang diterima hari ini. Abad ketujuh belas melihat perkembangan teknik untuk pengukuran curah hujan, penguapan, debit sungai dll, yang memberikan bukti terdokumentasi dari prinsip siklus hidrologi. Nama Pierre Perrault dan Edme Mariotte patut diperhatikan dalam konteks ini.
Pada abad kedelapan belas sejumlah studi eksperimental hidrolik di bidang hidrologi dilakukan. Akibatnya berbagai prinsip hidrolik ditemukan. Terkemuka di antaranya adalah piezometer Bernoullis, tabung Borda, tabung Pitot, teorema Bernoulli, rumus Chezy, dll. Perkembangan ini sangat berkontribusi terhadap pengambilan studi hidrologi kuantitatif.
Pada abad kesembilan belas studi eksperimental sangat dimodernisasi. Semua aktivitas ini meletakkan dasar yang kokoh bagi ilmu hidrologi modern. Sebagian besar kontribusi terkait dengan hidrologi air tanah dan pengukuran air permukaan. Hukum aliran air tanah Darcy, rumus sumur Dupit, persamaan aliran kapiler Hagen-Poiseuille, rumus debit bendung Francis. Penentuan Ganguillet dan Kutter tentang koefisien Chezy. Rumus aliran Manning, pengembangan harga meteran saat ini, hukum Dalton adalah beberapa perkembangan penting abad ini.
Hingga akhir abad kesembilan belas, ilmu hidrologi sebagian besar bersifat empiris. Itu karena dasar fisik untuk banyak penentuan hidrologi kuantitatif tidak diketahui dengan baik. Pemilihan koefisien dan parameter yang akan digunakan dalam rumus empiris harus bergantung pada pengalaman dan penilaian. Dengan demikian, ad-hocism dalam hidrologi menjadi lebih jelas. Dalam tiga dekade pertama abad kedua puluh penyelidikan hidrologi meningkat diambil untuk kemajuan ilmu hidrologi.
Selama periode 1930 hingga 1950 banyak ahli hidrologi besar muncul yang memberikan dasar rasional untuk memecahkan masalah hidrologi sebagai pengganti solusi empiris. Untuk beberapa nama, Sherman memberikan teori hidrograf satuan, Horton memberikan metode untuk menentukan kelebihan curah hujan berdasarkan teori infiltrasi, Gumbel mengusulkan penggunaan distribusi nilai ekstrim untuk analisis frekuensi, Einstein mengembangkan fungsi beban dasar untuk digunakan dalam analisis teoritis masalah sedimentasi.
Sejak tahun 1950, semakin banyak pendekatan teoretis yang diadopsi dalam masalah hidrologi. Sekarang masalah seperti itu siap untuk dianalisis secara matematis. Dengan perkembangan solusi komputer teori hidrologi matematis yang rumit telah menjadi kenyataan.
Aplikasi dalam Rekayasa:
Keberhasilan proyek pengembangan sumber daya air tergantung pada ketersediaan air yang tepat waktu dan cukup. Penilaian yang tepat secara alami atas sumber daya alam ini sangat penting. Dengan penilaian kita berusaha mengetahui secara detail dari mana sumber daya itu datang, kemana perginya, pada jam berapa atau kapan datangnya dan berapa banyak yang benar-benar tersedia.
Oleh karena itu, penyelidikan hidrologi merupakan langkah pertama dalam setiap skema pengembangan sumber daya air yang melibatkan desain, konstruksi, dan pengoperasian struktur hidrolik. Sejarah struktur hidrolik yang mengalami kegagalan menunjukkan bahwa sebagian besar kegagalan disebabkan oleh analisis hidrologi yang tidak memadai saat struktur dirancang dan dibangun, bukan karena kelemahan struktural.
Biaya pengumpulan data hidrologi yang memadai dan analisisnya merupakan bagian yang tidak signifikan dari total biaya proyek pengembangan sumber daya air, tetapi memastikan keberhasilan operasi dan umur proyek dan karenanya menjadi kegiatan yang sangat diperlukan.
Meskipun air merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat vital, terkadang air membawa kehancuran melalui badai dan banjir. Seorang insinyur diharapkan meramalkan banjir, untuk memastikan kapasitas penyimpanan yang memadai untuk irigasi, pembangkit listrik tenaga air, pasokan air industri dan rumah tangga, pengendalian banjir, dll.
Aplikasi praktis dari pengetahuan hidrologi adalah sebagai berikut:
saya. Aliran puncak dan kondisi aliran di masa mendatang, pada setiap titik di lembah drainase dapat diperkirakan dengan tepat untuk setiap cekungan atau area.
- Kapasitas pelimpah dapat dirancang secara akurat dengan memperkirakan banjir rencana.
aku aku aku. Desain pekerjaan pelatihan sungai difasilitasi.
- Hasil yang dapat diandalkan dari aliran untuk pembangkit listrik tenaga air dapat dihitung.
- Pasokan air ke kota dan skema saluran pembuangan dapat dirancang dengan baik.
- Laporan sumber daya air dari DAS dapat disiapkan.
- Kapasitas reservoir dapat ditentukan secara akurat.
viii. Pengoperasian waduk dapat dilakukan secara efisien.
