Hidrologi

Hidrologi (berasal dari Bahasa Yunani: Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia, "ilmu air") adalah cabang ilmu Geografi yang mempelajari pergerakan, distribusi, dan kualitas air di seluruh Bumi, termasuk siklus hidrologi dan sumber daya air. Orang yang ahli dalam bidang hidrologi disebut hidrolog, bekerja dalam bidang ilmu bumi dan ilmu lingkungan, serta teknik sipil dan teknik lingkungan.Kajian ilmu hidrologi meliputi hidrometeorologi (air yang berada di udara dan berwujud gas), potamologi (aliran permukaan), limnologi (air permukaan yang relatif tenang seperti danau; waduk) geohidrologi (air tanah), dan kriologi(air yang berwujud padat seperti es dan salju) dan kualitas air.
Penelitian Hidrologi juga memiliki kegunaan lebih lanjut bagi teknik lingkungan, kebijakan lingkungan, serta perencanaan. Hidrologi juga mempelajari perilaku hujan terutama meliputi periode ulang curah hujan karena berkaitan dengan perhitungan banjir serta rencana untuk setiap bangunan teknik sipil antara lain bendung, bendungan dan jembatan.

Cabang ilmu hidrologi 

Hidrogeologi adalah cabang ilmu hidrologi yang mempelajari penyebaran dan pergerakan air tanah alam tanah dan batuan di kerak Bumi.
Hidrogeokimia adalah ilmu yang menggunakan prinsip dan teknologi bidang kimia untuk menganalisis dan menjelaskan mekanisme di balik sistem geologi.
 Ekohidrologi adalah studi tentang interaksi antara organisme dan siklus hidrologi.
Kualitas air adalah suatu ukuran kondisi air berdasarkan karakteristik kimiawi, fisik dan biologisnya.
 Hidroinformatika adalah adaptasi teknologi informasi untuk hidrologi dan aplikasi sumber daya air.
 
 Hidrometeorologi adalah cabang hidrologi dan meteorologi yang mempelajari perpindahan air dan energi antara permukaan tanah dan atmosfer bagian bawah.
 Hidrologi isotop adalah bidang geokimia dan hidrologi yang menggunakan teknik isotop radioaktif dan stabil yang terjadi secara alami untuk mengevaluasi usia dan asal air permukaan dan air tanah serta proses dalam siklus hidrologi atmosfer.
Daerah aliran sungai.
 Hidrologi air permukaan.

Penerapan hidrologi 

 Digunakan dalam perancangan jembatan 
 Menentukan neraca air suatu wilayah
 Merancang proyek restorasi tepi sungai

 Menghitung limpasan permukaan dan curah hujan
 Memperkirakan terjadinya banjir yang akan terjadi di jalan raya, gorong-gorong, atau dalam sistem drainase perkotaan
 Mengetahui hubungan antara air permukaan daerah tangkapan dan sumber daya air tanah, serta memperkirakan potensi sumber daya air yang ada di suatu wilayah sungai
 Mengurangi dan memprediksi risiko terjadinya tanah longsor, banjir ataupun kekeringan
 Merancang skema irigasi dan mengelola produktivitas pertanian
 Memprediksi perubahan geomorfologi, seperti erosi atau sedimentasi
 Merancang bendungan untuk ketersediaan pasokan air atau pembangkit listrik tenaga air
 Perancangan saluran pembuangan dan sistem drainase perkotaan
 Penyediaan pasokan air minum
 Penerapan dalam desain dan pengoperasian struktur hidrolik

Ruang lingkup

Air tanah 

Air tanah adalah air di bawah permukaan bumi yang biasanya dipompa untuk digunakan sebagai air minum. Hidrologi air tanah (hidrogeologi) mempertimbangkan pengukuran aliran air tanah dan transpor zat terlarut. Permasalahan dalam mendeskripsikan zona jenuh meliputi karakterisasi akuifer dalam hal arah aliran, tekanan air tanah, dan berdasarkan dugaan kedalaman air tanah. Pengukuran di sini dapat dilakukan dengan menggunakan piezometer. Akuifer juga dijelaskan dalam istilah konduktivitas hidrolik, penyimpanan dan transmissivitas. Ada sejumlah metode geofisika  untuk mengkarakterisasi akuifer. Selain itu, ada juga masalah dalam mengkarakterisasi zona tak jenuh (zona vadose).

Infiltrasi 

Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam tanah. Sebagian air diserap, sementara sisanya mengalami perkolasi menuju muka air tanah. Laju maksimum penyerapan air oleh tanah, disebut kapasitas infliltrasi, dipengaruhi oleh beberapa faktor. Lapisan tanah yang telah tersaturasi memperlambat laju penyerapan proporsional terhadap tebal lapisannya, sementara air di atas tanah memberikan gaya pendorong (kepala hidraulik). Kompaksi menurunkan porositas dan memperkecil ukuran pori-pori tanah yang juga berakibat pada semakin lambatnya infiltrasi. Tanah yang kering mempercepat inflitrasi berkat adanya kapilaritas. Sifat ini akan semakin lemah seiring dengan semakin basahnya tanah. Temperatur tinggi menurunkan kekentalan sehingga mempercepat inflitrasi.

Kelembaban tanah 
Kelembaban tanah dapat diukur dengan cara probe kapasitansi, reflektometer domain waktu atau tensiometer. Ada juga metode lain yang dapat digunakan yaitu pengambilan sampel zat terlarut dan metode geofisika.

Kualitas air 
Kajian kualitas air dalam hidrologi berkaitan dengan senyawa organik dan anorganik, termasuk bahan terlarut maupun sedimen. Selain itu, kualitas air juga dipengaruhi interaksi oksigen yang terlarut dengan bahan-bahan anorganik dan berbagai transformasi kimia yang mungkin terjadi. Pengukuran kualitas air dapat menggunakan metode in-situ, yang dilakukan dengan analisis di tempat, sering kali juga secara otomatis. Dapat juga dilakukan dengan analisis berbasis laboratorium yang dapat mencakup analisis bakteriologis air.

Mengintegrasikan pengukuran dan pemodelan 

 Analisis anggaran
 Teori estimasi
 Asimilasi data
 Penskalaan dalam ruang dan waktu
 Kontrol kualitas data, misalnya analisis massa ganda

Penginderaan jarak jauh 

Dalam mempelajari proses-proses hidrologi, penginderaan jarak jauh dapat digunakan untuk mengumpulkan informasi pada lokasi-lokasi terpencil. Penginderaan jarak jauh juga dapat digunakan untuk mengukur beberapa variabel yang berpengaruh pada keseimbangan air di permukaan Bumi, seperti penyimpanan air tanah, kelembaban tanah, presipitasi, evapotranspirasi, dan hujan. Instrumen yang digunakan untuk penginderaan jarak jauh meliputi sensor berbasis darat, udara, dan satelit.

Presipitasi dan penguapan 

Presipitasi adalah setiap produk dari kondensasi uap air di atmosfer. Presipitasi dapat diukur melalui berbagai cara. Untuk mengukur sifat presipitasi pada selang waktu cepat, dapat digunakan perangkat disdrometer. Radar dapat digunakan untuk menentukan karakteristik awan, memperkirakan curah hujan, dan mendeteksi adanya hujan es dan salju. Untuk mengukur curah hujan dan salju secara rutin dan akurat, dapat digunakan perangkat rain gauge. Sementara itu, citra satelit digunakan untuk mengamati area yang lebih besar seperti mengidentifikasi area yang sedang turun hujan, memprediksi curah hujan, mendata penggunaan lahan pada lokasi tertentu, dan mengukur kelembaban tanah.

Penguapan adalah salah satu elemen penting dalam siklus air. Penguapan dapat dipengaruhi oleh kelembaban serta keberadaan salju, hujan es, embun dan kabut. Dalam hidrologi, penguapan terbagi menjadi dua yakni penguapan dari air di permukaan Bumi dan penguapan air oleh tumbuhan (evapotranspirasi).

Transportasi hidrologi 
Transportasi air merupakan sarana penting untuk mengangkut material seperti tanah, kerikil, batu besar, atau polutan dari satu tempat ke tempat lain. Material yang masuk tersebut biasanya berasal dari polusi sumber titik, sumber garis atau sumber area (polusi), misalnya seperti limpasan permukaan. Sejak tahun 1960-an model matematika telah dikembangkan dan difasilitasi oleh ketersediaan komputer berkecepatan tinggi. Kelas polutan yang paling umum dianalisis adalah nutrisi, pestisida, total padatan terlarut, dan sedimen.

Organisasi

Organisasi antar pemerintah 

 International Hydrological Programme (IHP) atau Program Hidrologi Internasional merupakan program antar pemerintah dari sistem PBB yang ditujukan untuk penelitian dan pengelolaan air, serta pendidikan terkait dan pengembangan kapasitas di sektor air. IHP dimulai sejak tahun 1975 sebagai program penelitian hidrologi yang terkoordinasi secara internasional.

Badan penelitian internasional 

 International Water Management Institute (IWMI) atau Institut Manajemen Air Internasional merupakan organisasi penelitian nirlaba dengan kantor pusat yang berlokasi di Kolombo, Sri Lanka, dan tersebar di seluruh Afrika serta Asia. Penelitian yang dilakukan oleh IWMI berfokus pada peningkatan cara pengelolaan air dan sumber daya lahan, dengan tujuan mendukung ketahanan pangan dan mengurangi kemiskinan sambil menjaga proses lingkungan yang vital.

 IHE Delft Institute for Water Education menyediakan fasilitas pendidikan air pascasarjana internasional terbesar di dunia dan berlokasi di Delft, Belanda. Sejak tahun 1957 IHE telah memberikan pendidikan dan pelatihan kepada 23.000 profesional dari lebih 190 negara, yang sebagian besar berasal dari Afrika, Asia dan juga Amerika Latin. Selain itu, banyak proyek penelitian dan penguatan kelembagaan yang juga dilakukan dalam kemitraan untuk memperkuat kapasitas di sektor air di seluruh dunia. IHE Delft memiliki tujuan untuk memberikan kontribusi nyata untuk mencapai semua tujuan pembangunan berkelanjutan.

Badan penelitian nasional 

 Centre for Ecology and Hydrology (UKCEH) adalah lembaga penelitian nirlaba independen di Britania Raya yang secara resmi didirikan pada bulan Maret 1994 oleh Profesor John Krebs yang saat itu merupakan Kepala Eksekutif NERC. UKCEH dibentuk melalui penggabungan empat lembaga penelitian, yaitu Institut Hidrologi, Institut Ekologi Terestrial, Institut Ekologi Air Tawar, Institut Virologi dan Mikrobiologi Lingkungan. Lembaga tersebut menyelesaikan masalah atau isu terkait polusi udara, keanekaragaman hayati, risiko kimiawi di lingkungan, peristiwa cuaca ekstrem, kekeringan, banjir, emisi gas rumah kaca, kesehatan tanah, pertanian berkelanjutan, ekosistem berkelanjutan, kualitas air, dan pengelolaan sumber daya air.

 Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (Eawag) lembaga penelitian yang berada di ETH Zurich, Swiss. Lembaga tersebut termasuk dalam Institut Teknologi Konfederasi Zürich dan École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), serta empat lembaga penelitian PSI, WSL, dan Empa. Eawag memiliki 12 departemen penelitian di bidang ilmu alam, teknik, dan ilmu sosial.

 United States Geological Survey (USGS) atau Badan Survei Geologi Amerika Serikat adalah sebuah agensi ilmiah pemerintah Amerika Serikat yang dibentuk berdasarkan kongres Amerika Serikat pada tanggal 3 Maret 1879. USGS mempelajari tentang lansekap Amerika Serikat, sumber daya alamnya, serta bencana alam yang akan terjadi. Organisasi tersebut memiliki empat disiplin ilmiah utama, yaitu biologi, geografi, geologi, dan ilmu air.
 The U.S. Army Corps of Engineers (USACE) Hydrologic Engineering Center (HEC) atau Korps Zeni Angkatan Darat Amerika Serikat, Pusat Teknik Hidrologi dibentuk pada tahun 1964 untuk melembagakan keahlian teknis yang kemudian dikenal sebagai teknik hidrologi. Organisasi tersebut bertujuan mendukung Sumber Daya Air dan tanggung jawab pengelolaan air Korps Insinyur Angkatan Darat Amerika Serikat dengan meningkatkan kemampuan teknis USACE dalam teknik hidrologi dan perencanaan dan pengelolaan sumber daya air.
 Hydrologic Research Center (HRC) atau Pusat Penelitan Hidrologi Amerika Serikat didirikan pada tahun 1993. HRC memiliki tujuan dalam pengembangan solusi efektif dan berkelanjutan untuk masalah air global. HRC merupakan organisasi nirlaba yang menjembatani kesenjangan antara penelitian ilmiah dalam hidrologi dan aplikasi dunia nyata untuk solusi masalah masyarakat penting dalam sektor air.

 National Hidrologi Research Center atau Pusat Penelitian Hidrologi Nasional didirikan pada 1986 di Kanada. NHRC terletak di Taman Penelitian Tempat Inovasi kampus yang berlokasi di Saskatoon, Saskatchewan, Kanada.

 Centre for Water Science di Universitas Cranfield merupakan badan penelitian dan pengajaran transformasional di bidang sains, teknik, dan pengelolaan air di lingkungan kota, industri, serta alam yang ada di Britania Raya . Kegiatan penelitian yang dilakukan berfokus pada bidang pembuangan limbah, air dan sanitasi di negara berpenghasilan rendah, serta tata kelola dan manajemen aset 
 Institute of Hydrology di Universitas Albert Ludwig Freiburg di Jerman melakukan penelitian terkait siklus air di beberapa wilayah di dunia. Institute of Hydrology tersebut mengembangkan dan meningkatkan teknik pengukuran hidrologi dan metode survei dalam proyek penelitian nasional maupun internasional.
 National Institute of Hydrology (NIH) adalah Lembaga Penelitian dan Pengembangan di bawah Kementerian Sumber Daya Air, Pengembangan Sungai & Peremajaan Gangga Pemerintah India. NIH berkantor pusat di Roorkee (Uttarakhand, India) dan telah berfungsi sebagai Lembaga penelitian di bidang hidrologi dan sumber daya air di negara tersebut sejak Desember 1978 di kota Roorkee. Tujuan utama dari lembaga ini adalah untuk melakukan, mendukung, mempromosikan dan mengkoordinasikan pekerjaan penelitian yang sistematis dan ilmiah di semua aspek Hidrologi dan Sumber Daya Air.

Lembaga masyarakat nasional dan internasional 

 American Institute of Hydrology (AIH) atau Institut Hidrologi Amerika Serikat didirikan menurut hukum negara bagian Minnesota pada 3 Maret 1981, oleh Sandor Csallany, Roman Kanivetsky, dan Alexander Zaporozec. AIH menyediakan mekanisme sertifikasi profesional yang kompeten dan bertanggung jawab. Tujuan didirikannya AIH yaitu untuk memperkuat kedudukan hidrologi sebagai ilmu dan sebagai profesi.

 Geological Society of America (GSA) —Divisi Hidrologi— adalah organisasi nirlaba yang didedikasikan untuk kemajuan geosains. GSA didirikan pada tahun 1888 di Ithaca, New York oleh Alexander Winchell, John J. Stevenson, Charles H. Hitchcock, John R. Procter dan Edward Orton. Sejak tahun 1967 organisasi tersebut berkantor pusat di 3300 Penrose Place, Boulder, Colorado, Amerika Serikat.

 American Geophysical Union (AGU) —Bagian Hidrologi— merupakan organisasi nirlaba di bidang atmosfer, laut, hidrologi, planet, dan ilmu bumi yang terdiri dari 62.000 anggota dari 144 negara. AGU memiliki kantor pusat yang berlokasi di Florida Avenue, Washington D.C. Organisasi tersebut didirikan pada bulan Desember tahun 1919 oleh National Research Council (NRC) untuk mewakili Amerika Serikat di International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG). Kegiatan AGU difokuskan pada organisasi dan penyebaran informasi ilmiah di bidang interdisipliner dan internasional dalam ilmu bumi dan ruang angkasa.

 National Ground Water Association (NGWA) didirikan pada tahun 1948 dan berkantor pusat di Westerville, Ohio. NGWA adalah organisasi yang terdiri dari para profesional air tanah Amerika Serikat dan internasional dalam empat divisi keanggotaan: kontraktor sumur air, ilmuwan dan insinyur, produsen, dan pemasok.

 American Water Resources Association (AWRA) adalah asosiasi profesional nirlaba multidisiplin yang didedikasikan untuk kemajuan individu dalam manajemen sumber daya air, penelitian, dan pendidikan. AWRA didirikan pada tahun 1964 yang berkantor pusat di Middleburg, Virginia.
 Consortium of Universities for the Advancement of Hydrologic Science, Inc. (CUAHSI)  adalah organisasi nirlaba yang menyediakan program dan layanan yang mendukung kemajuan dalam bidang ilmu air.

 International Association of Sciences Hidrologi (IAHS) adalah organisasi nirlaba non-pemerintah ilmiah yang berkomitmen untuk melayani dalam bidang ilmu hidrologi dan masyarakat di seluruh dunia yang didirikan pada tahun 1922. IAHS saat ini berkantor pusat di Wallingford, Oxfordshire, Inggris dan memiliki lebih dari 9.000 anggota di lebih dari 150 negara.
 Italian Hydrological Society (IHS) didirikan pada 25 September 2009, untuk mempromosikan kemajuan, peningkatan dan penyebaran ilmu hidrologi.

 
 
 
 
 
 
 Nordic Association for Hydrology merupakan badan independen yang dibentuk pada tahun 1970 dengan tujuan untuk mempromosikan hidrologi sebagai ilmu dan meningkatkan pemahaman tentang hidrologi serta metode hidrologi dalam ilmu terapan dan perencanaan air di Utara.
 British Hydrological Society (BHS) merupakan lembaga swadaya masyarakat yang dibentuk pada tahun 1983 dengan aktivitas keahliannya dalam mengatasi masalah seperti banjir dan persediaan air.
 International Association for Environmental Hydrology adalah asosiasi dunia dalam bidang hidrologi dan lingkungan yang didedikasikan untuk pembersihan sumber daya air tawar.
 International Association of Hydrogeologists adalah organisasi non-pemerintah internasional dan nirlaba yang memiliki lebih dari 3800 anggota internasional di 135 negara. Asosiasi ini berafiliasi dengan Persatuan Ilmu Geologi Internasional (IUGS) dan didirikan selama Kongres Geologi Internasional ke-20 pada tahun 1956. IAH menerbitkan Jurnal Hidrogeologi delapan kali dalam setahun dan dua seri buku. Selain itu, IAH juga menyediakan berbagai sumber daya bagi mereka yang berada di komunitas air tanah.
 Society of Hydrologists and Meteorologists (SOHAM-Nepal) adalah organisasi yang melakukan penelitian dan studi berkaitan dengan air dan iklim yang berperan dalam pengelolaan potensi sumber daya air negara. SOHAM secara resmi didaftarkan di Kantor Administrasi Distrik, Pemerintah Nepal, Kathmandu pada tanggal 16 Januari 2002.
 German Hydrological Society atau Deutsche Hydrologische Gesellschaft (DHG) adalah kelompok sosial di Jerman yang memiliki tujuan untuk meningkatkan pengetahuan hidrologi sebagai bagian dari pemanfaatan dan perlindungan lingkungan yang berkelanjutan, melakukan penelitian proses hidrologi dan siklus air, serta melakukan pertukaran pengalaman atau informasi, terutama antara kegiatan ilmiah dan praktik profesional.

Jurnal penelitian 

 International Journal of Hydrology Science and Technology

Lihat pula 

 Hidrografi
 Larutan berair
 Klimatologi
 Ilmu tanah
 Persebaran air di Bumi

Bidang terkait air lainnya 

 Oseanografi adalah cabang ilmu bumi yang mempelajari air di samudra dan lautan.
 Meteorologi atau ilmu cuaca adalah cabang ilmu atmosfer yang mencakup tentang atmosfer dan cuaca, termasuk curah hujan dan salju.
 Limnologi adalah studi yang mempelajari mengenai ekosistem danau, sungai, dan lahan basah. Limnologi mencakup atribut biologis, kimiawi, fisik, geologi, dan sejenisnya dari semua perairan pedalaman.
 Sumber daya air adalah sumber air yang berguna atau berpotensi bermanfaat.

Referensi 

 
Teknik hidrolika
Ilmu lingkungan