BAB 3 SISTEM HIDROLOGI 2

Tema 4 : Sistem Hidrologi

4.1         Fasa Air ( Rajah)

4.2        Konsep Kitar Hidrologi

Kitaran air yang melibatkan fasa perubahan air yang berterusan – cecair-gas- pepejal.

a)      Proses Kitaran Hidrologi

i.             Proses Mendatar

-          Larian Air Permukaan – Baki air hujan yang mengalir dipermukaan bumi setelah ditolak dengan yang mengalami sejatan, pintasan, susupan dan digunakan oleh tumbuhan.

-          Aliran Air Bawah Tanah – Resapan air hujan secara menegak ke dalam tanah. Air hujan menyusup menerusi liang-liang pori tanih. Edaran air tanah merujuk kepada kepada semua bentuk pergerakan air yang menggunakan tanah sebagai mediumnya seperti aliran sub-permukaan, susupan dan pergerakan air secara mendatar dalam sistem akuifer.

-          Alir Lintang Atmosfera – Merujuk proses penyejukan alir lintang, proses ini berlaku apabila udara yang bersempadanan dengan permukaan bumi mengalir dari kawasan yang panas ke kawasan yang sejuk. Sekiranya udara itu disejukan sehingga ke takat suhu embun maka akan membentuk kabus alir lintang dan awan jenis stratus yang rendah.

ii.           Proses Menegak

-          Sejatan – Proses penukaran air daripada bentuk cecair kepada wap air. Apabilan tekanan wap pada permukaan air lebih tinggi daripada tekanan udara di dalam atmosfera yang belum mencapai tahap beku.

-          Sejatpeluhan – Perpeluhan melibatkan pembebasan wap-wap air ke atmosfera tetapi berlaku menerusi liang-liang stoma daun kerana tekanan wap pada sel-sel permukaan daun lebih tinggi berbanding dengan tekanan udara dalam atmosfera.

-          Kerpasan- Hujan, salji dan embun. Bila bintik-bintik air atau ais di udara turun ke bumi.

-          Resapan – Susupan air hujan secara menegak ke dalam tanah. Air hujan akan menyusup menerusi liang-liang pori tanah.

b)           Pengaruh Sejatan dan sejatpeluhan terhadap kandungan air di atmosfera (kelembapan)

-                      Kadar sejatan paling tinggi  berlaku dipermukaan yang terdedah spt laut, sungai, tasik, kolam dan paya.

-                      Permukaan air yang terdedah mengalami pertukaran molekul air daripada permukaan air ke udara secara langsung.

-                      Molekul-molekul air yang meninggalkan permukaan air itu akan meningkatkan kelembapan udara di atasnya.

c)       Keberkesanan Kerpasan

-                      Ciri  keamatan, kekerapan, jangka masa dan liputan kawasan

4.3     Edaran Air Tanih

·                     Merujuk kepada semua bentuk pergerakan air yang menggunakan tanih sebagai medium ( bahan antaranya) seperti aliran sup-permukaan, susupan dan pergerakan air secara mendatar dalam sistem akuifer.

·                     Komponen-komponen edaran air tanih

-    Larian Air Permukaan – Baki air hujan yang mengalir dipermukaan bumi setelah ditolak dengan yang mengalami sejatan, pintasan, susupan dan digunakan oleh tumbuhan.

-    Resapan – Susupan air hujan secara menegak ke dalam tanah. Air hujan akan menyusup menerusi liang-liang pori tanah.

-     Aliran Air Bawah Tanah – Resapan air hujan secara menegak ke dalam tanah. Air hujan menyusup menerusi liang-liang pori tanih. Edaran air tanah merujuk kepada kepada semua bentuk pergerakan air yang menggunakan tanah sebagai mediumnya seperti aliran sub-permukaan, susupan dan pergerakan air secara mendatar dalam sistem akuifer.

-    Simpanan air tanih – Air yang tersimpan dalam batuan yang boleh menakung dam membendung air (akuifer).

-    Keporosan – Nisbah rongga atau liang pori berbanding dengan keseluruhan isipadu batuan.

-    Ketelapan – Keupayaan sesuatu jenis batuan untuk memindahkan air atau membenarkan air mengalir dan meresap melaluinya.

-    Akuifer – Formasi geologi yang boleh menyimpan air dan bertidak sebagai konduit untuk air mengalir di dalam tanih menuju ke sungai.

4.4             Imbangan air

a)      Konsep Imbangan Air

-     Jumlah kerpasan sama banyak dengan jumlah air yang mengalami sejatpeluhan, tersimpan dalam tanih dan larian air  

-     P= ET + ST + r

-     P= Kerpasan , ET= sejatpeluhan, r = air larian permukaan

i)             Konsep Lebihan air

-     Jumlah kerpasan melebihi jumlah sejatan yang turun di kawasan yang berkenaan.

ii)           Konsep Kurangan air

-     Kadar sejatan melebihi jumlan kerpasan yang turun di kawasan berkenaan.

b)      Variasi Imbangan air mengikut ruang dan masa

i)             Berdasarkan garis lintang benua

–     Nilai kerpasan dan nilai sejatpeluhan mengikut garislintang boleh menentukan lebihan dan kurangan air

–     Wilayah yang menerima lebihan air ialah kawasan antara garislintang 0^o – 10^o utara dan selatan iaitu bertentangan dengan zon pertemuan khaltulistiwa

 –    Garisanlintang 10^o – 40^o utara dan selatan – berlaku kurangan air yang ketara- nilai sejatpeluhan lebih kerpasan

Hemisfera selatan – lebihan air

Hemisfera utara – kurangan air

Kedua-dua kutub – sejatan dan kerpasan adalah kecil dan hampir seimbang.

ii)  Perubahan musim

–     Wap air bagi sebarang garis lintang begitu tinggi pada musim panas ( bulan julai) di hemisfera utara. Daripada musim sejuk (bulan januari) – kerpasan lebih daripada sejatan.

c)       Faktor Variasi Imbangan Air

i)             Ketinggian 

-          Kawasan tanah tinggi mengalami imbangan air sedikit kerana susupan tinggi dan pergerakan air menuruni cerun

-          Kawasan tanah rendah mempunyai  banyak simpanan air dalam bentuk aliran mendatar seperti takungan sungai, tasik dan laut.

ii)           Aspek

-          Bahagian cerun yang menghadap angin di kawasan tanah tinggi/banjaran menerima taburan hujan lebih banyak

-          Kawasan lindungan hujan kurang lembapan dan hujan.

                                                                                                                   

iii)         Hujan

-          Kawasan yang menerima taburan dan jumlah hujan yang banyak mempunyai kerpasan yang tinggi seperti kawasan tropikal lembap

-          Kawasan yang kurang menerima hujan mempunyai jumlah kerpasan yang rendah/sejatan tinggi seperti di kawasan beriklim gurun panas.

iv)     Topografi

-          Kawasan permukaan berturap kadar aliran air permukaannya tinggi berlaku banjir kilat/lebihan air.

-          Kawasan tidak berturap kadar susupan tinggi simpanan air lebih banyak di bawah tanah.

v)                  Tumbuhan

-     Kawasan litupan hutan  mengalami kadar sejatpeluhan tinggi maka kadar lembapan dan kerpasan yang tinggi.

-     Kawasan yang mengalami penyahutanan mengalakkan kejadian aliran air permukaan iaitu banjir kilat.

vi)                Batuan

-     Ciri-ciri batuan seperti keporosan dan ketelapan boleh mempengaruhi imbangan air tanah dalam lapisan akuifer.

-     Jenis batuan telap air dapat menampung air dipermukaannya dalam jumlah yang lebih banyak seperti tanah liat dan batu syal.

-     Batuan yang tidak telap air akan membenarkan air mengalir melaluinya maka simpanan air dipermukaan kurang seperti batu kapur dan kuarza.

4.5          Kepentingan

a)      Kepentingan Air

i)                    Bekalan air domestik

-     Untuk keperluan seharian rumahtangga seperti mencuci, minum, mandi.

ii)                  Kegiatan pertanian

-     Sistem pengairan dapat mengawal input dan output air dikawasan tanaman/ sawah padi.

iii)                Sektor perindustrian

-     Air digunakan sebagai bahan pencuci, penyejukan enjin dan jentera kilang

-     Bekalan air bersih yang berterusan amat di perlukan dalam pemerosesan kertas dan petrokimia.

iv)                Jalan air – sungai, tasik, laut.

v)                  Empangan hidroelektrik

b)      Gangguan imbangan air terhadap aktiviti manusia

i)             Kejadian Kemarau

Aktiviti manusia yang terganggu ialah:-

                        a)       Pertanian

-     Kekurangan air/hujan  akan menyebabkan tanah pertanian kering dan merekah

-     Cuaca yang kering meningkatkan kehilangan air daripada permukaan tanah dan tumbuhan

b)           Masalah kebuluran dan kekurangan makanan

-     Akibat daripada pengeluaran hasil pertanian yang terjejas akibat kemarau seperti di negara Afrika ( Somalia dan Utopia)

c)           Krisis air

-          Berlaku di kawasan penduduk padat/bandar

-          Jumlah air di empangan sungai dan tasik surut

-          Catuan air dan bekalan air tidak berkualiti : masalah penyakit taun

d)   Sektor perikanan/akuakultur  

-          Bekalan air sukar didapati untuk kolam ikan

ii)           Kejadian banjir

-          Aktiviti manusia yang terganggu ialah:

a)  Pertanian

-     Tanaman rosak dan ternakan mati kerana di tenggelami air

b)   Perikanan

-          Kegiatan penangkapan ikan di laut terhenti kerana hujan lebat dan laut bergelora pada musim tengkujuh

c)   Pengangkutan

-          Sistem perhubungan terputus kerana jalanraya di naiki air dan jambatan runtuh

d)   Rekreasi dan pelancongan

-          Kedatangan pelancong berkurangan kerana jalanraya dan lapangan terbang ditutup – mobiliti pelancong terhad

e)   Perkhidmatan sosial

-          Bekalan air dan  letrik terganggu semasa banjir dan sekolah terpaksa ditutup

iii)         Banjir Kilat

-          Aktiviti manusia yang tergganggu:

a)  Jaringan pengangkutan

-     Pergerakan penduduk bandar terganggu kerana struktur seperti jalanraya, tempat letak kereta, laluan terowong (smart) di penuhi air banjir.

b)  Rekreasi pelancongan

-     Pusat-pusat pelancongan di bandar kurang dikunjungi kerana gangguan banjir di kawasan tersebut

     

c)  Perkhidmatan Perniagaan

-     Bangunan kedai ditutup kerana barangan jualan rosak ditenggelami air.

d)  Perkhidmatan sosial

-     Infrastruktur awam mengalami kerosakan kesan daripada banjir

-     Kawasan taman perumahan yang buruk sistem peparitannya terjejas teruk kerana banjir.

c)       Penyesuaian manusia terhadap kurangan air dan lebihan air

i)             Hujan tiruan

-          Mengadakan proses pembenihan awan di kawasan yang dikenalpasti untuk mengatasi masalah kurangan air/kemarau

ii)           Sistem pengairan

-          Membina rancangan pengairan pertanian, tali air dan terusan untuk mengawal bekalan air yang berterusan untuk mengatasi masalah kurangan air/kemarau

iii)         Penghutanan

-          Melaksanakan program penanaman semula hutan untuk dikekalkan sebagai kawasan tadahan air supaya lebihan air/kerpasan dapat meningkatkan kadar penyusupan air dalam tanah

iv)          Penyahutanan

-     Aktiviti penebangan hutan secara haram dan tidak terkawal perlu dikurangkan supaya proses sejatpeluhan tidak terganggu dan mengurangkan air larian permukaan.

Soalan Tema Hidrologi ( Kumpulan 4)

Soalan 1    

a)         Lukis dan  labelkan  rajah kitaran hidrologi. (5 )

b)         Terangkan proses-proses menegak yang terlibat dalam kitaran hidrologi.  (10)

c)         Jelaskan bagaimana gangguan terhadap kitar hidrologi boleh mempengaruhi    aktiviti manusia. (10 )

Skema jawapan

1 a)

Melukis rajah = 2 markah

Pelajar mestilah melabel 3 proses penting = 3 markah

1 b)     Proses Menegak

-          B1 Sejatan – Proses penukaran air daripada bentuk cecair kepada wap air. Apabilan tekanan wap pada permukaan air lebih tinggi daripada tekanan udara di dalam atmosfera yang belum mencapai tahap beku.

-          B2 Sejatpeluhan – Perpeluhan melibatkan pembebasan wap-wap air ke atmosfera tetapi berlaku menerusi liang-liang stoma daun kerana tekanan wap pada sel-sel permukaan daun lebih tinggi berbanding dengan tekanan udara dalam atmosfera.

-          B2 Kerpasan- Hujan, salji dan embun. Bila bintik-bintik air atau ais di udara turun ke bumi.

-          B3 Resapan – Susupan air hujan secara menegak ke dalam tanah. Air hujan akan menyusup menerusi liang-liang pori tanah.

-          B4 Aliran batang – Aliran air hujan yang menuruni dahan dan batang pokok sebelum menyusup kedalam tanah.

5 proses x 2 m = 10 m

1 c)      CX – mengenalpasti gangguan air : -

                        Lebihan air

                        Kurangan air =  2 m

-           Gangguan kepada aktiviti manusia

C1 –     Industri

C2 –     Rekreasi

C3 –     Penternakan

C4 –     Akuakultur

C5 –     Perniagaan

C6 –     Pengangkutan

Mana –mana dua daripada setiap gangguan : 4 x 2 m = 8 m

Soalan 2    

a)         Terangkan konsep imbangan air sedunia.(5 )

b)         Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi variasi imbangan air.(10)

c)         Huraikan cara-cara penyesuaian manusia terhadap kurangan dan lebihan  air.(10)

Skema jawapan 

2a)      Konsep Imbangan Air

-    Jumlah kerpasan yang diterima sama banyaknya dengan jumlah air yang mengalami sejatpeluhan, tersimpan dalam tanih dan larian permukaan

-     Rumusan  imbangan air

P= ET + ST + r

P= Kerpasan , ET= sejatpeluhan, r= air larian permukaan

           

 2b)     Faktor Variasi Imbangan air

B1     Ketinggian 

-          Kawasan tanah tinggi mengalami imbangan air sedikit kerana susupan tinggi dan pergerakan air menuruni cerun

-          Kawasan tanah rendah mempunyai  banyak simpanan air dalam bentuk aliran mendatar seperti takungan sungai, tasik dan laut.

B2     Aspek

-          Bahagian cerun yang menghadap angin di kawasan tanah tinggi/banjaran menerima taburan hujan lebih banyak

-          Kawasan lindungan hujan kurang lembapan dan hujan.

B3     Hujan

-          Kawasan yang menerima taburan dan jumlah hujan yang banyak mempunyai kerpasan yang tinggi seperti kawasan tropikal lembap

-          Kawasan yang kurang menerima hujan mempunyai jumlah kerpasan yang rendah/sejatan tinggi seperti di kawasan beriklim gurun panas.

B4     Topografi

-          Kawasan permukaan berturap kadar aliran air permukaannya tinggi berlaku banjir kilat/lebihan air.

-          Kawasan tidak berturap kadar susupan tinggi simpanan air lebih banyak di bawah tanah.

B5     Tumbuhan

-     Kawasan litupan hutan  mengalami kadar sejatpeluhan tinggi maka kadar lembapan dan kerpasan yang tinggi.

-     Kawasan yang mengalami penyahutanan mengalakkan kejadian aliran air permukaan iaitu banjir kilat.

B6     Batuan

-     Ciri-ciri batuan seperti keporosan dan ketelapan boleh mempengaruhi imbangan air tanah dalam lapisan akuifer.

-     Jenis batuan telap air dapat menampung air dipermukaannya dalam jumlah yang lebih banyak seperti tanah liat dan batu syal.

-     Batuan yang tidak telap air akan membenarkan air mengalir melaluinya maka simpanan air dipermukaan kurang seperti batu kapur dan kuarza.

  

            Mana-mana 5 faktor  x 2m = 10 m

2c)       Penyesuaian manusia terhadap kurangan air dan lebihan air

C1     Hujan tiruan

-          Mengadakan proses pembenihan awan di kawasan yang dikenalpasti untuk mengatasi masalah kurangan air/kemarau

C2     Sistem pengairan

-          Membina rancangan pengairan pertanian, tali air dan terusan untuk mengawal bekalan air yang berterusan untuk mengatasi masalah kurangan air/kemarau

C3     Memajukan sumber air bawah tanah

-          Mengerudi dan mengepam keluar air untuk disalirkan ke loji pembersihan sebelum di agihkan kepada penduduk melalui sistem perpaipan yanag sedia ada.

C4     Penghutanan

-          Melaksanakan program penanaman semula hutan untuk dikekalkan sebagai kawasan tadahan air supaya lebihan air/kerpasan dapat meningkatkan kadar penyusupan air dalam tanah

C5     Penyahutanan

-     Aktiviti penebangan hutan secara haram dan tidak terkawal perlu dikurangkan supaya proses sejatpeluhan tidak terganggu dan mengurangkan air larian permukaan.

C6     Memperluas dan memperdalam alur-alur sungai

-     Mempercepatkan lagi proses aliran air ke laut. Melibatkan kerja-kerja meluruskan alur sungai, memotong liku-liku sungai dan memperbanyak laluan air keluar.

Mana-mana 3 penyesuaian kurangan air dan 2 lebihan air atau 3 lebihan air dan 2 kurangan air x 2 m = 10 m

Soalan 3

  Berdasarkan jadual 1 di bawah ini.

Jadual 1 : Jumlah Kerpasan, Lebihan Air dan Kurangan Air Di Pulau Impiana 2002

Bulan/mm	J	F	M	A	M	J	J	O	S	O	N	D
Kerpasan	445	409	259	274	244	152	203	185	356	411	356	394
Lebihan air/kurangan air	356	297	143	-74	-84	-53	-63	-85	156	367	258	251

a)         Dengan menggunakan jadual 1 di atas, kira jumlah sejatan di Pulau Impiana pada tahun 2002. (6)

b)         Berdasarkan maklumat kerpasan dan hasil kiraan sejatan, lukis graf garisan bagi menunjukkan jumlah kerpasan dan jumlah sejatan bagi Pulau Impiana. (10)

c)         Huraikan kegiatan ekonomi primer yang boleh dijalankan di kawaan tersebut.(9 m)

Skema jawapan

3a) 

Bulan/mm	J	F	M	A	M	J	J	O	S	O	N	D
Kerpasan	445	409	259	274	244	152	203	185	356	411	356	394
Lebihan air/kurangan air	356	297	143	-74	-84	-53	-63	-85	156	367	258	251
Sejatan	89	112	116	200	348	205	260	185	200	44	98	143

3b) 

Tajuk yang betul = 1 m

       Skala dan paksi yang sesuai = 1 m

       Petunjuk = 1 m

       Plotan = 6 m

       Kebersihan dan Kesempurnaan = 1 m

3c)       Cx  mengenalpasti 3 ekonomi primer  = 1 m

      C1 Pertanian = 2 m

      C2 Pembalakan = 2 m

      C3 Perlombongan = 2 m

      C4 Perikanan = 2 m

      Pernyataan 3 aktiviti ekonomi  dan 4 aktiviti = 9 m