HIDROLOGI: SEJARAH, OBJEK KAJIAN DAN PENELITIAN - ILMU - 2025

The hidrologi adalah ilmu yang penawaran dengan studi air dalam segala aspeknya, termasuk distribusi di planet ini dan siklus hidrologi nya. Ini juga membahas hubungan air dengan lingkungan dan makhluk hidup.

Referensi pertama untuk studi tentang perilaku air berasal dari Yunani Kuno dan Kekaisaran Romawi. Pengukuran aliran sungai Seine (Paris) yang dilakukan oleh Pierre Perrault dan Edme Mariotte (1640) dianggap sebagai awal dari hidrologi ilmiah.

Stasiun hidrometeorologi di Taman Nasional Serra da Bocaina, Brasil. Sumber: Halley Pacheco de Oliveira, dari Wikimedia Commons.

Selanjutnya, pengukuran lapangan dilanjutkan dan alat ukur yang semakin akurat dikembangkan. Hidrologi saat ini mendasarkan penelitiannya terutama pada penerapan model simulasi.

Di antara studi terbaru, evaluasi mundurnya gletser karena pemanasan global menonjol. Di Chili, permukaan glasial cekungan Maipo telah menyusut 25%. Dalam kasus gletser Andes, penurunannya terkait dengan pemanasan di Samudra Pasifik.

Sejarah

Peradaban kuno

Karena pentingnya air bagi kehidupan, studi tentang perilakunya telah menjadi objek pengamatan sejak awal manusia.

Siklus hidrologi dianalisis oleh filsuf Yunani yang berbeda seperti Plato, Aristoteles dan Homer. Sementara di Roma Seneca dan Pliny prihatin untuk memahami perilaku air.

Namun, hipotesis yang diajukan oleh orang bijak kuno ini dianggap salah hari ini. Roman Marco Vitruvius adalah orang pertama yang menunjukkan bahwa air yang menyusup ke dalam tanah berasal dari hujan dan salju.

Selain itu, saat ini sejumlah besar pengetahuan hidrolik praktis dikembangkan, yang memungkinkan pembangunan pekerjaan-pekerjaan besar seperti saluran air Roma atau saluran irigasi di Cina, antara lain.

Renaisans

Selama Renaissance, penulis seperti Leonardo da Vinci dan Bernard Palissy memberikan kontribusi penting pada hidrologi; Mereka mampu mempelajari siklus hidrologi dalam kaitannya dengan infiltrasi air hujan dan pengembaliannya melalui mata air.

Abad XVII

Dianggap bahwa dalam periode ini hidrologi sebagai ilmu lahir. Pengukuran lapangan dimulai, terutama yang dilakukan oleh Pierre Perrault dan Edmé Mariotte di Sungai Seine (Prancis).

Edmond Halley. Sumber: Tidak diketahui, melalui Wikimedia Commons

Pekerjaan yang dilakukan oleh Edmond Halley di Laut Mediterania juga menonjol. Penulis berhasil membangun hubungan antara penguapan, pengendapan dan aliran.

Abad XVIII

Hidrologi membuat kemajuan penting di abad ini. Berbagai percobaan dilakukan yang memungkinkan untuk menetapkan beberapa prinsip hidrologi.

Kita dapat menyoroti teorema Bernoulli, yang menyatakan bahwa dalam aliran air tekanan meningkat ketika kecepatan berkurang. Peneliti lain memberikan kontribusi yang relevan sehubungan dengan sifat fisik air.

Semua percobaan ini merupakan landasan teoritis untuk pengembangan studi hidrologi kuantitatif.

Abad XIX

Hidrologi tumbuh lebih kuat sebagai ilmu eksperimental. Kemajuan penting dibuat di bidang hidrologi geologi dan pengukuran air permukaan.

Dalam periode ini, formula penting yang diterapkan untuk studi hidrologi dikembangkan Persamaan aliran kapiler Hagen-Pouiseuille dan formula sumur Dupuit-Thiem (1860) menonjol.

Hidrometri (disiplin yang mengukur aliran, gaya, dan kecepatan zat cair yang bergerak) meletakkan fondasinya. Rumus untuk pengukuran aliran dikembangkan dan berbagai instrumen pengukuran lapangan dirancang.

Di sisi lain, Miller, pada tahun 1849, menemukan bahwa ada hubungan langsung antara jumlah curah hujan dan ketinggian.

Abad ke-20 dan ke-21

Selama bagian pertama abad ke-20, hidrologi kuantitatif tetap menjadi disiplin empiris. Pada pertengahan abad ini, model teoritis mulai dikembangkan untuk membuat perkiraan yang lebih akurat.

Pada tahun 1922, Asosiasi Internasional untuk Hidrologi Ilmiah (IAHS) didirikan. IAHS mengelompokkan ahli hidrologi di seluruh dunia hingga saat ini.

Kontribusi penting dibuat dalam teori hidrolik sumur dan infiltrasi air. Demikian pula, statistik digunakan dalam studi hidrologi.

Pada tahun 1944, Bernard meletakkan dasar-dasar hidrometeorologi dengan menyoroti peran fenomena meteorologi dalam siklus air.

Saat ini, ahli hidrologi di berbagai bidang studi mereka telah mengembangkan model matematika yang kompleks. Melalui simulasi yang diusulkan, dimungkinkan untuk memprediksi perilaku air dalam kondisi yang berbeda.

Model simulasi ini sangat berguna dalam perencanaan pekerjaan hidrolik besar. Selain itu, dimungkinkan untuk menggunakan sumber daya air planet secara lebih efisien dan rasional.

Bidang studi

Istilah hidrologi berasal dari bahasa yunani hydros (air) dan logo (ilmu) yang artinya ilmu air. Oleh karena itu, hidrologi merupakan ilmu yang bertanggung jawab untuk mempelajari air, termasuk pola peredaran dan distribusinya di planet ini.

Air merupakan elemen penting untuk perkembangan kehidupan di planet ini. 70% Bumi tertutup air, 97% di antaranya asin dan membentuk samudra di dunia. 3% sisanya adalah air tawar, dan sebagian besar dibekukan di kutub dan gletser dunia, menjadikannya sumber daya yang langka.

Dalam bidang hidrologi, sifat kimia dan fisik air, hubungannya dengan lingkungan dan hubungannya dengan makhluk hidup dievaluasi.

Hidrologi sebagai suatu ilmu memiliki sifat yang kompleks, sehingga kajiannya terbagi dalam berbagai bidang. Pembagian ini mempertimbangkan berbagai aspek yang menitikberatkan pada beberapa tahapan siklus hidrologi: dinamika lautan (oseanografi), danau (limnologi) dan sungai (potamologi), perairan permukaan, hidrometeorologi, hidrogeologi ( air tanah) dan kriologi (air padat).

Gletser Quelccaya (Peru). Sumber: Edubucher, dari Wikimedia Commons

Contoh Penelitian Terbaru

Penelitian dalam hidrologi dalam beberapa tahun terakhir difokuskan terutama pada penerapan model simulasi, model geologi 3D dan jaringan saraf tiruan.

Hidrologi air permukaan

Di bidang hidrologi air permukaan, model jaringan saraf tiruan diterapkan untuk mempelajari dinamika cekungan hidrografi. Dengan demikian, proyek SIATL (Watershed Water Flow Simulator) digunakan di seluruh dunia untuk pengelolaan DAS.

Program komputer seperti WEAP (Water Evaluation and Planning), yang dikembangkan di Swedia dan ditawarkan secara gratis sebagai alat komprehensif untuk perencanaan pengelolaan sumber daya air, juga telah dikembangkan.

Hidrogeologi

Dalam bidang ini, model geologi 3D telah dirancang yang memungkinkan pembuatan peta tiga dimensi cadangan air bawah tanah.

Dalam studi yang dilakukan oleh Gámez dan kolaborator di delta sungai Llobregat (Spanyol), akuifer yang ada dapat ditemukan. Dengan cara ini, sumber air dari cekungan penting yang memasok kota Barcelona ini didaftarkan.

Cryology

Cryology adalah bidang yang mengalami ledakan besar dalam beberapa tahun terakhir, terutama karena studi tentang gletser. Dalam pengertian ini, telah diamati bahwa gletser dunia sangat dipengaruhi oleh pemanasan global.

Oleh karena itu, model simulasi sedang dirancang untuk memperkirakan perilaku hilangnya gletser di masa depan.

Castillo, pada tahun 2015, mengevaluasi gletser di lembah Maipo, menemukan bahwa permukaan glasial telah menyusut 127,9 km ² , kemunduran yang telah terjadi dalam 30 tahun terakhir dan sesuai dengan 25% dari permukaan awal gletser.

Di Andes, Bijeesh-Kozhikkodan et al. (2016) melakukan evaluasi permukaan gletser selama tahun 1975 hingga 2015. Mereka menemukan bahwa selama periode ini terjadi pengurangan yang signifikan pada massa air beku tersebut.

Pengurangan utama permukaan glasial Andes diamati antara tahun 1975 dan 1997, bertepatan dengan pemanasan Samudra Pasifik.

Referensi

1. ASCE Task Committee on Application of Artificial Neural Networks in Hydrology (2000) Artificial Neural Networks in Hydrology. I: Konsep Awal. Jurnal Teknik Hidrologi 5: 115-1123.
2. Campos DF (1998) Proses siklus hidrologi. Cetak ulang ketiga. Universitas Otonomi San Luis Potosí, Fakultas Teknik. Editorial Universitaria Potosina. San Luis Potosí, Meksiko. 540 hal.
3. Bijeesh-Kozhikkodan V, SF Ruiz-Pereira, W Shanshan, P Teixeira-Valente, AE Bica-Grondona, AC Becerra Rondón, IC Rekowsky, S Florêncio de Souza, N Bianchini, U Franz-Bremer, J Cardia-Simões. (2016). Analisis komparatif retret glasial di Andes Tropis menggunakan Investig penginderaan jauh. Geogr. Chili, 51: 3-36.
4. Castillo Y (2015) Karakterisasi hidrologi glasial di DAS Maipo melalui penerapan model glacio-hidrologi semi-terdistribusi berbasis fisik. Tesis Master dalam Ilmu Teknik, Sebutkan dalam Sumber Daya Air dan Lingkungan. Universidad de Chile, Fakultas Ilmu Fisika dan Matematika, Departemen Teknik Sipil.
5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang dan DJ Seo (2004) Sistem pemodelan penelitian laboratorium hidrologi (HL-RMS) dari US National Weather Service. Jurnal Hidrologi 291: 297-318.
6. Underground Hydrology Group (GHS), CSIC - Spanyol. https://h2ogeo.upc.edu/es/ Direvisi 27 Januari 2019.