TEMA 4 SISTEM HIDROLOGI

TEMA 4 SISTEM HIDROLOGI

Fasa Air dan Kitaran Hidrologi

Fasa Air

1    Air wujud dalam bentuk cecair (air), pepejal (ais) dan gas (wap air).

2        Air berubah kepada beberapa fasa seperti:

(a)   Proses kondensasi/pemeluwapan yang menukarkan wap air kepada cecair

(b)  Pemejalwapan menukarkan pepejal kepada wap air

(c)   Pencairan atau peleburan menukarkan ais (pepejal) kepada air (cecair)

(d)  Pembekuan menukarkan air (cecair) kepada ais (pepejal)

3.    Tiga fasa proses perubahan air dan tenaga yang terlibat:

(a)   Fasa cecair

(i)     Sejatan berlaku di permukaan bumi apabila menerima pancaran cahaya matahari dan menukarkan badan air kepada wap air. Tenaga haba yang tinggi akan menukarkan molekul air kepada wap-wap air.

(ii)   Apabila wap air mencapai takat beku, air akan bertukar menjadi pepejal atau hablur-hablur ais di atmosfera.

(b)   Fasa pepejal

(i)     Perubahan bentuk pepejal kepada cecair apabila terdapat tenaga yang berlebihan sehingga takat suhu lebur menyebabkan berlaku proses penyerapan tenaga haba sebanyak 80 kalori bagi setiap gram ais yang dikenali sebagai haba pendam lakuran (latent heat of fusion).

(ii)   Perubahan bentuk pepejal kepada wap air menyebabkan berlaku proses pemejalwapan, iaitu perubahan jirim kepada gas.

(c)   Fasa gas

(i)     Melibatkan perubahan wap air dalam bentuk gas bertukar menjadi cecair melalui proses pemeluwapan.

(ii)   Perubahan berlaku apabila suhu sekitar rendah daripada takat beku menyebabkan wap air bertukar menjadi hablur ais.

(iii) Pembebasan tenaga semasa wap air berubah menjadi pepejal lebih besar, iaitu sebanyak 680 kalori bagi setiap gram air.

(iv) Apabila suhu menjadi lebih sejuk, zarah gas akan berubah menjadi cecair.

Kitaran Hidrologi

Kitaran hidrologi ialah proses perubahan dan peredaran air yang berlaku secara berterusan dalam sistem bumi seperti di atmosfera, litosfera dan hidrosfera. Kitaran ini melibatkan perubahan bentuk air kepada cecair, gas dan pepejal.

Proses Mendatar Kitaran Hidrologi

Alir lintang atmosfera ialah proses pengumpulan wap-wap air di lapisan atmosfera dan membentuk wap-wap air. Jisim udara mengalami proses penyejukan secara berterusan sehingga takat beku dan bertukar menjadi cecair dan turun sebagai hujan.

1         Larian air permukaan

(a)   Larian air permukaan ialah baki air hujan di permukaan bumi setelah berlaku proses susupan tanih, pintasan tumbuhan dan sejatan. Air bergerak menuruni permukaan bercerun apabila kadar air melebihi penyejatan dan susupan tanah.

(b)   Jenis tanah mempengaruhi kadar susupan tanah seperti tanah liat dan lempung. Bagi tanah yang poros seperti pasir dan gambut, kadar serapan tinggi berbanding tanah liat.

(c)   Cerun landai mempunyai kadar susupan air permukaan yang lebih tinggi berbanding dengan cerun curam.

(d)   Hujan yang lebat menyebabkan air larian air permukaan lebih tinggi.

(e)   Hujan yang berlaku secara musiman dan lebat menyebabkan berlaku larian air permukaan.

(f)    Tumbuhan yang padat, tebal dan mempunyai kanopi mempunyai kadar susupan air dan pintasan yang tinggi berbanding hutan biasa yang nipis, proses susupan kurang berlaku dan larian air permukaan adalah tinggi.

(g)   Lapisan permukaan bumi yang berturap, bersimen dan berkonkrit terutama di kawasan pembandaran menyebabkan air hujan tidak dapat menyusup masuk ke dalam tanah dan menjadi air larian permukaan.

2    Larian air bawah tanah

(a)   Proses susupan dan resapan air yang berlaku di bawah tanah setelah berlaku hujan dikenali sebagai larian air bawah tanah.

(b)   Hujan yang turun dengan lebat menyebabkan proses susupan air tanih menjadi cepat melalui proses mampatan. Air hujan tidak dapat diserap masuk ke dalam tanah.

(c)   Tanih yang poros dan berongga besar, kadar susupan air adalah tinggi seperti tanah pasir dan gambut berbanding dengan tanah liat dan lempung yang mempunyai saiz dan ruang rongga kecil yang mengurangkan proses serapan berlaku.

(d)   Struktur dan letakan batuan mempengaruhi proses susupan air. Batuan yang retak membenarkan susupan air berlaku terutama di kawasan tanah rata. Di kawasan yang bercerun curam, proses resapan tidak berkesan.

(e)   Tanah yang gondol dan berongga seperti di kawasan gurun, kadar serapan adalah tinggi kerana rongga-rongga air yang besar berbanding dengan kawasan lembap mempunyai partikel tanah halus dan rapat mengurangkan kadar serapan air.

(f)    Tumbuh-tumbuhan membantu proses susupan air tanah terutamanya di kawasan hutan yang tebal dan padat. Kanopi, aliran batang dan akar pokok menghalang larian air permukaan dan menggalakkan proses susupan.

Proses Menegak Kitaran Hidrologi

1       Proses sejatan

(a)   Proses pertukaran cecair kepada wap air berlaku apabila suhu permukaan badan air lebih rendah berbanding dengan suhu di atmosfera menyebabkan wap yang mengandungi tenaga diserap dari lautan, tasik, sungai dan kolam.

(b)   Cahaya matahari yang dipancarkan ke permukaan tasik, sungai, kolam, dan laut akan meningkatkan suhu airm Apabila dipanaskan, wap air naik ke angkasa sehingga mencapai takat suhu beku dan turun kembali ke bumi sebagai air hujan.

(c)   Sejatan yang berlaku di kawasan tanah lembap berlaku apabila matahari memanaskan dan meningkatkan suhu permukaan tanah berbanding dengan tekanan suhu udara sekitar yang rendah.

(d)   Pergerakan angin yang laju membawa bersama arus suhu sejuk dan panas yang akan mempengaruhi proses sejatan.

(e)   Tekanan udara mempengaruhi kadar sejatan. Jika tekanan udara tinggi, wap air yang tersejat di permukaan adalah rendah.

(f)    Permukaan air yang luas seperti di kawasan tasik, kadar sejatan lebih tinggi berbanding dengan di sungai.

(g)  Tekanan wap air yang tepu di permukaan air meningkatkan kadar sejatan wap air di atmosfera. Sejatan lebih berkesan di kawasan badan air tawar seperti sungai, taşik dan kolam berbanding dengan laut yang mengandungi air masin.

2       Proses perpeluhan dan sejat-peluhan

(a)   Perpeluhan merujuk kepada pembebasan wap air ke udara oleh tumbuhan, haiwan dan manusia melalui proses respirasi.

(b)   Apabila cuaca menjadi panas, haiwan dan manusia membebaskan haba melalui perpeluhan.

Manakala tumbuhan membebaskan wap air melalui stoma daun.

(c)   Merujuk proses sejatan yang berlaku serentak di antara lembapan tanih, permukaan air dan perpeluhan tumbuhan yang menyebabkan berlaku kehilangan air secara terus ke udara.

(d)   Pada waktu siang, stoma-stoma daun akan terbuka apabila terkena cahaya matahari menyebabkan proses transpirasi mudah berlaku.

Penerimaan cahaya matahari akan mempengaruhi proses perpeluhan tumbuhan. Pada waktu siang, kadar perpeluhan lebih tinggi berbanding pada waktu malam atau hari mendung kerana stoma daun akan berkembang dan meningkatkan kadar transpirasi.

(f)    Kelembapan bandingan mempengaruhi proses sejatan dan transpirasi. Jika kelembapan bandingan tinggi, kadar transpirasi dan sejatan berkurangan.

(g)   Sejatan yang berlaku di permukaan air dan daratan dipengaruhi oleh tiupan angin. Angin kering yang membawa wap air menyebabkan kadar sejatan tinggi, kelembapan rendah dan transpirasi tinggi.

(h)   Kadar sejatan dipengaruhi oleh sifat dan kualiti air seperti kemasinan air laut, air yang keruh, kecetekan air dan keluasan kawasan berair.

(i)     Permukaan tanah yang berwarna gelap seperti litupan tumbuhan hijau akan menyerap lebih banyak pancaran cahaya matahari menyebabkan proses sejatan dan transpirasi tinggi.

(j)     Tumbuhan yang mempunyai daun yang beşar dan lebar serta menghadap sinaran matahari menyebabkan proses transpirasi berlaku dengan cepat.

(k)   Di kawasan hutan yang tebal, sejatan kurang berlaku kerana pancaran cahaya matahari dan tiupan angin dihalang oleh kanopi pokok untuk sampai ke bahagian permukaan tanah.

3    Pemeluwapan

(a)     Pemeluwapan ialah proses penukaran wap air daripada bentuk gas kepada bentuk cecair atau pepejal.

(b)     Pertukaran kadar adiabatik pada ketinggian 1000 meter menyebabkan suhu persekitaran mengalami penurunan. Wap-wap air akan menarik antara satu sama Iain dan membentuk awan dan berubah menjadi cecair .

4    Pemejalwapan

Pemejalwapan ialah proses perubahan jirim daripada pepejal kepada gas apabila dipanaskan tanpa melalui keadaan cecair. Apabila dipanaskan, tenaga zarah pepejal bertambah dan terbebas menjadi zarah gas.

5    Kerpasan

(a)    Air yang mengalami proses pemeluwapan akan jatuh ke bumi dalam bentuk cecair yang dikenali sebagai hujan.

(b)   Wap-wap air yang terdapat di udara akan membentuk kumpulan awan, apabila mencapai takat tepu, wap-wap air akan turun sebagai air hujan.

(c)    Menurut teori Bergeron—Findeisen, kerpasan berlaku akibat perbezaan tekanan wap dan suhu di permukaan dan bawah permukaan air menyebabkan berlaku penepuan air serta membentuk wap-wap air.

(d)   Wap-wap air ini tersejat dan melekat kepada hablur ais dan bertukar menjadi titisan air.

(e)    Teori pelanggaran pula melibatkan pelanggaran hablur ais dan percantuman bintik ais ketika jatuh ke bumi. Bintik ais yang pelbagai saiz jatuh ke bumi dengan kelajuan berbeza bercantum dengan bintik ais yang kecil dan mengembang menjadi lebih besar.

(f)     Hujan ialah cecair yang jatuh dari awan kumulonimbus yang terhasil daripada proses pemeluwapan, percantuman bintik-bintik air dan membentuk awan. Turun sebagai air hujan apabila mencapai takat beku.

(g)   Wap air akan mengalami proses pembekuan apabila berada di bawah takat beku dan dipanggil hujan batu.

(h)   Air hujan yang mengalami pembekuan akan membentuk titisan air beku yang kecil apabila hampir dengan permukaan bumi dikenali sebagai hujan beku kerana lapisan udara yang sejuk

6    Pintasan atau cegatan silara

(a)    Pintasan merujuk kepada kanopi atau silara pokok yang bertindak menghalang titisan air hujan daripada jatuh ke bumi.

(b)   Pintasan berfungsi untuk membantu proses susupan air ke dalam tanah dengan memperlahankan pergerakan air larian permukaan. Secara tidak langsung simpanan air tanah menjadi bertambah.

(c)    Saiz silara pokok yang besar berupaya menghalang lebih banyak air hujan daripada terus jatuh ke permukaan bumi.

(d)   Tekstur batang pokok yang lurus dan licin akan mempercepatkan aliran air turun ke bumi dengan jumlah yang banyak.

(e)    Intensiti hujan yang lebat dan tinggi dalam tempoh masa yang lama akan mengurangkan kadar pintasan kerana storan air sementara di bahagian permukaan tanah telah mengalami penepuan air.

7    Aliran batang

(a)    Aliran batang ialah air hujan yang dialirkan ke bawah melalui lelehan atau 'aliran batang'.

(b)   Ketebalan kanopi pokok memerangkap lebih banyak air dan dialirkan sebagai aliran batang.

(c)    Kulit pokok yang licin dan kasar akan mempengaruhi aliran batang. Jumlah air yang mengalir melalui kulit yang licin lebih banyak berbanding pokok berkulit kasar kerana kurang berlaku resapan.

(d)   Diameter batang pokok yang besar dan berlubang-lubang menyebabkan proses aliran batang kurang. Pokok yang berlekuk-lekuk cenderung untuk menyerap aliran air yang melaluinya.

(e)    Struktur dahan dan kebasahan pokok cenderung untuk mempengaruhi aliran batang. Dahan yang condong mempercepatkan proses aliran air turun melalui batang.

8    Resapan

(a)    Air dari permukaan bumi yang bergerak masuk ke bahagian dalam tanah atau batuan dikenali sebagai resapan atau susupan.

(b)   Air hujan atau salji akan meresap masuk ke bawah tanah sebagai air bawah permukaan, air larian bawah tanah dan dialirkan ke sungai-sungai.

(c)    Jika aliran air resapan berada jauh di bawah tanah dan berada dalam takungan batuan ia akan membentuk takungan air yang dikenali sebagai akuifer.

9    Keberkesanan kerpasan

(a)    Kawasan litupan hujan dipengaruhi oleh jenis hujan. Jika hujan bukit, kawasan menerima hujan hanya di bahagian cerun berbanding dengan hujan monsun timur laut di sepanjang pantai timur Semenanjung Malaysia.

(b)   Suhu panas terutama di kawasan yang beriklim tropika dan khatulistiwa akan menggalakkan proses sejatan. Air daripada lembapan tanih, tasik, sungai dan lautan akan tersejat melalui proses pemeluwapan ke atmosfera dan membentuk bintik-bintik air dan turun sebagai hujan lebat terutama jika berlaku pertembungan angin sejuk dan udara panas dari Kutub Utara dan tropika.

(c)    Arah tiupan angin mempengaruhi kadar penerimaan hujan. Tiupan angin monsun timur laut akan membawa hujan lebat di kawasan pantai timur manakala angin monsun barat laut pula menyebabkan hujan lebat di kawasan pantai barat.

(d)   Kadar penerimaan hujan berbeza mengikut jenis hujan dan tiupan angin yang membawanya. Contohnya, hujan monsun timur laut membawa hujan lebat di pantai timur Semenanjung Malaysia dengan tempoh masa 6 bulan berbanding hujan perenggan.

(e)    Di Malaysia, hujan turun dengan lebat pada musim tiupan angin monsun timur laut dan angin monsun barat daya sehingga menyebabkan berlaku banjir di kawasan pantai timur pada bulan November dan Mac. Ketika El-Nino, berlaku fenomena kemarau kerana kekurangan hujan.

Edaran AirTanih dan Imbangan Air

Edaran AirTanih

Konsep Air Tanih

1        Edaran air tanih merujuk kepada air yang berada di bawah permukaan tanah, iaitu air hujan dan salji yang meresap masuk melalui liang-liang tanah dan rekahan batuan kemudian disimpan sebagai air bawah tanah atau akuifer.

2        Air yang bergerak antara tanih semasa proses resapan atau susupan dikenali sebagai air tanih. Pergerakan air berlaku melalui liang-liang dan rekahan tanah secara menegak atau secara mendatar.

Faktor yang Mempengaruhi Edaran AirTanih

1    Larian air permukaan

(a)     Pergerakan air yang berlaku di atas permukaan bumi secara menyeluruh tanpa melalui saluran ige apabila berlaku hujan. Larian air permukaan berlaku apabila air gagal diserap masuk ke dalam tanah kerana telah mengalami proses penepuan.

(b)     Mengalir bersama lumpur dan menutup liang-liang pori tanah menyebabkan berlaku larian air permukaan.

(c)     Bahan muatan yang dibawa semasa mengalir seperti batu-batu akan menggores tanah dan membentuk alur kecil, kemudian bertukar menjadi parit kecil dan akhirnya menjadi sungai.

(d)     Kecerunan akan mempengaruhi kadar kelajuan aliran air permukaan melalui alur atau sungai. Di kawasan yang rendah aliran permukaan akan membentuk tasik.

(e)     Tanih yang poros atau telap air mempengaruhi aliran air permukaan. Air yang tidak diserap akan mengalir sebagai air larian permukaan.

(f)      Air permukaan yang bergerak dengan laju menyebabkan kadar serapan air ke dalam tanah menjadi sedikit. Lebihan serapan air mengalir ke sungai, tasik, kolam dan lautan.

(g)     Kawasan yang berhutan tebal, larian permukaan berlaku dengan perlahan. Akar pokok berperanan melakukan pintasan air begitu juga dengan kanopi pokok yang menghalang air hujan jatuh terus ke lantai hutan.

2        Resapan

(a)     Resapan merujuk kemasukan air ke dalam tanih secara menegak melalui rongga-rongga tanih atau batuan.

(b)     Liang-liang pori tanah mempengaruhi kadar serapan air tanih. Contohnya, tanah liat mempunyai kadar serapan yang lebih rendah berbanding dengan tanah pasir.

(c)     Struktur partikel tanah yang besar dan longgar membenarkan proses resapan lebih berkesan kerana terdapat ruang udara yang luas.

(d)     Komposisi dan saiz partikel tanah yang terdiri daripada pelbagai jenis campuran tanih lebih senang mengalami proses serapan berbanding jenis tanah liat. Saiz batuan yang besar juga mempengaruhi proses resapan kerana mempunyai ruang udara yang besar.

(e)     Tanah di kawasan yang kering lebih senang mengalami proses resapan kerana struktur tanah yang longgar berbanding dengan kawasan yang mempunyai lembapan yang tinggi dan tepu.

(f)      Hujan yang turun dengan lebat mempunyai kadar resapan yang sedikit berbanding dengan hujan yang renyai-renyai.

(g)     Resapan berlaku dengan berkesan di kawasan yang mempunyai litupan hutan tebal berbanding dengan kawasan yang kurang tumbuhan.

(h)     Aktiviti manusia yang menurap tanah, menyimen dan membina jalan menghalang proses susupan air tanih.

3          Aliran air bawah tanah

(a)     Air mengalir secara perlahan di antara liang-liang batuan di bawah permukaan tanah kerana perbezaan tekanan dan kecerunan yang dilalui.

(b)     Air hujan dari permukaan yang menyerap masuk ke dalam tanah dikenali sebagai infiltrasi.

(c)     Perkolasi pula ialah air yang disaring oleh pori-pori tanah dan disimpan sebagai air bawah tanah.

(d)     Jumlah simpanan air bawah tanah dipengaruhi oleh faktor seperti intensiti hujan, keporosan tanah, litupan tumbuhan dan ketelapan tanah.

(e)     Intensiti hujan yang lebat kurang berlaku resapan aliran air bawah tanah disebabkan kadar larian permukaan yang tinggi berbanding hujan renyai-renyai.

(f)      Hutan yang tebal dapat meningkatkan kadar serapan kerana proses halaju air dikurangkan dan air dapat meresap masuk ke dalam tanah. Proses serapan berlaku dengan lebih tinggi.

(g)     Keporosan dan ketelapan air mempengaruhi susupan air ke bawah tanah. Kawasan yang mempunyai kadar keporosan yang tinggi menyebabkan kadar susupan lebih tinggi berbanding dengan tanih yang telap air seperti tanah liat.

(h)     Batuan yang keras tidak menggalakkan berlaku proses susupan air berbanding dengan batuan yang lembut dan mengalami retakan. la memudahkan air menyusup masuk ke dalam tanah.

4        Simpanan air bawah tanah

(a)     Air yang diserap dan disimpan di bawah permukaan tanah yang dikenali sebagai akuifer (air bawah tanah).

(b)     Simpanan air bawah tanah berfungsi sebagai pengawal air secara semula jadi dengan menyerap air masuk ke dalam tanah ketika hujan dan menyalurkan air ke sungai semasa musim kemarau.

(c)     Simpanan air bawah tanah akan mengalami pengurangan akibat berlaku tarikan air permukaan oleh cahaya matahari dan tumbuhan.

(d)     Air simpanan bawah tanah akan menjadi tepu apabila liang tanih tidak mampu menyimpan air. Kelembapan tanih mempengaruhi jumlah simpanan air bawah tanih terutama pada musim kemarau.

5        Keporosan

(a)   Merujuk kepada ruang rongga udara yang terdapat antara tanih yang menyebabkan air boleh mengalir masuk.

(b)  Saiz partikel tanah yang kecil akan mengurangkan kemasukan air kerana liang-liang tanah yang kecil. Semakin besar saiz partikel semakin tinggi tahap keporosan air.

(c)   Struktur susunan partikel yang longgar dan jarang-jarang mempunyai liang-liang udara yang besar membolehkan air masuk dengan banyak.

(d)  Komposisi saiz partikel yang pelbagai menyebabkan keporosan rendah kerana partikel yang kecil menutupi ruangan poros yang besar.

6        Ketelapan

(a)   Ketelapan merujuk kepada kebolehan air menyerap masuk ke dalam tanah.

(b)  Apabila liang pori tanah semakin besar, kadar ketelapan menjadi semakin tinggi.

(c)   Liang pori tanah yang besar menyebabkan kadar ketelapan air yang tinggi. Tanah pasir mempunyai liang pori yang besar berbanding dengan tanah liat yang lebih kecil liang porinya.

(d)  Struktur susunan partikel yang longgar dan jarang-jarang mempunyai liang-liang pori yang besar membolehkan air masuk dengan banyak menyebabkan kadar ketelapan tinggi.

(e)   Komposisi saiz partikel yang pelbagai menyebabkan ketelapan air rendah kerana partikel yang kecil menutupi ruangan poros yang besar.

7        Akuifer

(a)   Akuifer merujuk kepada air yang masuk secara perlahan-lahan melalui liang-liang pori tanah dan rongga batuan lalu membentuk takungan air batuan.

(b)   Akuifer membekalkan air bawah tanah melalui mata air dan aliran air bawah tanah ke sungaisungai.

(c)   Akuifer berperanan mengawal air permukaan tanah apabila berlaku hujan lebat dengan menyerap dan menyimpan air di bawah tanih dan mengalirkan kembali air pada musim kemarau.

(d)  Air yang disimpan dalam batuan granit dikenali sebagai akuifer tidak membenarkan air keluar.

(e)   Batuan yang boleh menyimpan dan menyalurkan air bawah tanah dikenali sebagai akuiduk (aquiduct) seperti batuan syal dan tanah liat.

(f)    Batuan yang poros dan telap air menentukan keupayaan batuan menyerap dan menyimpan air sebagai air bawah tanah.

(g)  Batuan berupaya menahan air yang mengalami tahap tepu daripada mengalir keluar dari akuifer.

(h)  Akuifer berupaya mengeluarkan dan mengalirkan air pada masa tertentu atau menyimpannya sebagai simpanan air bawah tanah.

Imbangan Air

1 Konsep imbangan air ialah berkaitan dengan lebihan air dan kurangan air.

(a)    Imbangan air merujuk kepada jumlah air yang diterima oleh permukaan bumi (masuk) sama banyak dengan jumlah kehilangan air di permukaan bumi dan atmosfera (keluar).

(b)   Imbangan air dikira berdasarkan formula berikut:

P = ET + dST + S di mana,

P          : Jumlah air yang diterima daripada kerpasan

ET       : Jumlah air yang hilang melalui proses sejat-peluhan

dST     : Air yang diterima atau hilang dari lapisan-lapisan tanah

S          : Air yang berlebihan atau storan (simpanan) air

Imbangan Air Positif (Banjir)

1    Lebihan air bermaksud jumlah kerpasan (hujan) melebihi kadar sejatan yang menyebabkan berlakunya banjir.

2    Banjir ialah limpahan air daripada tebing yang melebihi daya tampung seperti tasik, kolam dan sungai.

3    Lebihan air akan menyebabkan:

(a)      Banjir sungai berlaku kerana alur sungai tidak mampu menampung jumlah air yang banyak disebabkan hujan lebat atau pencairan salji. Air banjir ini akan melepasi tebing sungai dan menenggelamkan kawasan rendah.

(b)      Banjir lautan berlaku kerana dipengaruhi oleh ribut yang berlaku di lautan. Ribut ini membawa hujan lebat dan menenggelamkan kawasan daratan yang rendah di pinggir pantai.

(c)      Pencairan ais dan peningkatan jumlah hujan menyebabkan tasik mengalami banjir terutamanya pada musim sejuk.

4    Faktor yang mempengaruhi kejadian banjir:

(a)      Tindakan manusia meneroka sumber hutan untuk tujuan pertanian, perindustrian, pembalakan dan pelancongan telah memusnahkan fungsi hutan sebagai tempat simpanan air. Hujan membawa bersama bahan mendak dan dimendapkan di sungai yang menyebabkan sungai menjadi cetek.

(b)     Hujan lebat yang luar biasa menyebabkan berlakunya banjir ketika musim tiupan angin monsun timur laut di pantai timur Semenanjung Malaysia.

(c)      Tiupan angin chinook dan perubahan musim bunga dan musim panas menyebabkan pencairan salji di negara yang mengalami iklim hawa sederhana seperti di Kanada.

(d)     Fenomena La-Nina menyebabkan berlaku peningkatan jumlah hujan kerana tiupan angin lembap dari Lautan Pasifik yang menurunkan hujan yang lebat ke kawasan daratan menyebabkan berlaku banjir.

(e)      Kejadian gempa bumi, hentaman meteorit dan letusan gunung berapi dasar lautan akan menyebabkan berlaku tsunami. Tsunami bergerak dengan laju dan semakin perlahan apabila menghampiri pantai yang akan menyebabkan berlaku banjir besar.

(f)       Letusan dan gegaran gunung berapi menyebabkan air yang terdapat di dalam empangan dan kolam akan melimpahi tebing. Jika berlaku di kawasan beriklim sejuk, aliran magma gunung berapi akan mencairkan ais dan memendapkan bahan sedimen ke dalam sungai menjadikan sungai semakin cetek dan mudah berlaku banjir.

5    Kesan lebihan air:

(a)   Memusnahkan kawasan pertanian seperti tanaman padi dan tembakau.

(b)   Mengganggu kegiatan perikanan terutamanya nelayan pinggir pantai pada bulan November kerana tiupan angin kencang dan ombak besar.

(c)   Jalan raya dan landasan kereta api ditenggelami air menyebabkan berlaku kesesakan lalu lintas dan jalan perhubungan terputus. Contohnya, banjir besar yang melanda Kelantan pada tahun 2014.

(d)   Pada musim banjir, kedatangan pelancong berkurangan kerana banyak jalan perhubungan terputus dan menghalang aktiviti luar pelancong.

(e)   Mengganggu aktiviti harian penduduk seperti berniaga, sekolah dan hospital kerana premis dinaiki air.

(f)    Air sungai yang keruh dan berkelodak memusnahkan hidupan akuatik serta siratan makanan turut terjejas kerana lumut dan rumpair dihanyutkan air deras.

(g)   Hujan yang lebat menyebabkan berlaku runtuhan dan hakisan tanah. Tanah tidak berupaya menyerap air kerana tepu dan mengalir sebagai air permukaan. Lebihan air tanah menyebabkan berlaku tanah runtuh, pokok tumbang dan hakisan cerun.

(h)   Banjir membawa bersama bahan mendapan seperti kelodak, batu kelikir dan lumpur serta memendapkan bahan tersebut di dalam alur sungai. Sungai menjadi cetek dan menghalang laluan kapal, perahu dan bot nelayan.

(i)     Hujan yang lebat menyebabkan berlaku larian air permukaan yang laju dan menghakis permukaan cerun, pinggir bukit dan pinggir sungai.

6 Langkah mengurangkan banjir:

(a)     Pembinaan terusan akan dapat mengurangkan jumlah dan isi padu air di dalam sungai dan tasik. Terusan sebagai alternatif menyalurkan air lebihan bagi mengelakkan berlaku banjir seperti pembinaan terowong SMART.

(b)    Pembinaan empangan dapat mengatasi masalah banjir besar disebabkan hujan lebat. Empangan bertindak sebagai storan lebihan air dan digunakan untuk kegunaan domestik, perindustrian dan penjanaan kuasa hidroelektrik.

(c)     Sungai yang berliku dan cetek mudah berlaku banjir. Kerja-kerja melurus dan mendalamkan alur sungai dapat mengatasi masalah banjir.

(d)    Setiap projek pembangunan yang diluluskan terutama melibatkan kesan alam sekitar perlu menyediakan laporan EIA bagi memastikan alam sekitar terpelihara.

Imbangan Air Negatif (Kemarau)

1        Imbangan air negatif merujuk bekalan air yang semakin berkurangan dalam sesebuah negara dalam tempoh masa tertentu.

2        Kemarau merujuk kepada jumlah sejat-peluhan melebihi jumlah kerpasan dalam jangka masa yang tertentu.

3        Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kurangan air:

(a)    Suhu yang panas dan kering mempengaruhi proses sejat-peluhan dan pemeluwapan.

(b)    Jumlah hujan yang turun semakin berkurangan menyebabkan tanah kurang kelembapan dan sejat-peluhan kurang terjadi, Ini mengganggu proses pemeluwapan dan pembentukan hujan.

(c)    Perubahan dan halaju angin mempengaruhi kadar penerimaan hujan. Kawasan yang sepatutnya menerima hujan dipesongkan aliran angin ke arah lain menyebabkan kawasan tersebut kemarau.

(d)    Fenomena El-Nino menyebabkan negara mengalami kemarau. Angin timuran yang sepatutnya membawa hujan lebat ke Malaysia mengalami pemesongan dan menurunkan hujan di Ecuador dan Chile.

(e)    Penerokaan hutan secara besar-besaran untuk tujuan ekonomi telah menjejaskan kitaran hidrologi. Walaupun suhu dan sejatan tinggi, tetapi kelembapan udara rendah akan mengurangkan hujan.

Kesan Kurangan Air

1          Kemarau yang panjang menyebabkan manusia mengalami kehilangan air dalam badan.

2          Hidupan akuatik seperti alga, lumut dan rumpair akan terjejas dan ini akan memberi kesan kepada hidupan air yang lain seperti udang dan ketam.

3          Suhu panas yang melampau mendedahkan hutan kepada kebakaran semula jadi dan memusnahkan ekosistem.

4          Suhu panas menyebabkan udara menjadi kering dan kurang mengandungi wap-wap air yang membentuk bintik hujan menyebabkan kekurangan hujan.

5          Simpanan air dalam tanah berkurangan kerana berlaku proses sejat-peluhan dan penyaluran air bawah tanah ke sungai, tasik dan kolam.

6          Aktiviti harian dan ekonomi penduduk terjejas kerana kekurangan sumber air. Aktiviti berkelah, melancong dan pemprosesan makanan tidak dapat dijalankan.

Langkah Mengatasi Masalah Kurangan Air

1    Kawasan tadahan air perlu dikekalkan dengan mewartakan hutan simpan sebagai hutan simpanan kekal bagi memastikan bekalan sumber air terpelihara.

2    Menggunakan sumber air bawah tanah terutamanya di Kelantan dapat mengatasi kurangan air kerana kos yang murah.

3    Memproses air lombong dan tasik untuk digunakan oleh penduduk bagi  kekurangan air. Pemprosesan dan rawatan air lombong dapat mengatasi masalah bekalan äir seperti di Selangor.

4    Mengitar semula air yang digunakan melalui proses rawatan kegunaan domestik, perindustrian dan pembinaan. Contohnya, Singapura yang merawatdäll n kembali air buangan domestik dikenali sebagai NEWater.

5    Melakukan pembenihan awan dengan menyembur larutan garam di udara bagi menarik bintik-bintik air seterusnya membentuk awan dan turun sebagai hujan.

6    Kekurangan air dapat diatasi melalui penyaluran air terowong. Contohnya, empangan Klang Gates memperoleh sumber air dari Sungai Benus, Pahang.

7    Menjalankan kaedah catuan air bagi mengatasi kekurangan air seperti yang dilakukan oleh Puncak Niaga dan SYABAS.

Variasi Imbangan Air Mengikut Ruang dan Masa

1.      Wap air membawa hujan berbeza mengikut latitud. Di kawasan yang beriklim khatulistiwa, pertemuan angin timuran utara dan selatan banyak membawa wap air dan menurunkan hujan berbanding dengan kawasan latitud lebih 10⁰ utara dan selatan.

2.      Kawasan lindungan angin kurang mendapat hujan berbanding yang menghadapnya.

3.      Perubahan musim juga menyebabkan perbezaan imbangan air mengikut ruang dan masa. Pada musim ekuinoks, solstis musim panas dan solstis musim sejuk, angin membawa hujan yang lebat di kawasan yang terlibat seperti China, Filipina dan Thailand.

4.      Fenomena El-Nino dan La-Nina mempengaruhi angin yang membawa wap air ke Malaysia akibat perubahan arus panas di Lautan Pasifik. La-Nina akan menurunkan hujan lebat di Malaysia.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Variasi Imbangan Air

1.      Di kawasan tanah tinggi, kadar susupan air tanah rendah kerana berlaku air larian permukaan yang menuruni cerun yang tinggi. Di kawasan tanah rendah susupan air banyak berlaku kerana aliran air yang perlahan.

2.      Kawasan yang menghadap angin akan menerima lebih banyak hujan daripada kawasan lindungan hujan.

3.      Kadar penerimaan hujan di sesuatu kawasan menyebabkan berlaku lebihan atau kurangan air. Kawasan yang menerima hujan yang lebat akan meningkatkan kadar sejatan.

4.      Bentuk topografi mempengaruhi penerimaan air hujan. Tanah rendah susupan air lebih banyak berlaku dibandingkan dengan kawasan tanah tinggi.

5. Tumbuhan membantu proses susupan air melalui cegatan silara dan aliran batang. Sejat-peluhan membebaskan wap air melalui liang-liang stoma daun yang membentuk wap air.

5. Bentuk dan struktur batuan mempengaruhi susupan air tanah. Batuan yang merekah, bersifat kasar dan telap air membenarkan air melaluinya.

Kaitan Sistem Hidrologi dengan Manusia

Kepentingan Air

Kepentingan	Huraian
Bekalan air domestik	Menggunakan sumber air untuk kegunaan isi rumah seperti memasak, membasuh pakaian dan minuman.
Pertanian - pengairan	Air digunakan untuk mengairi kawasan pertanian seperti padi sawah.
Perikanan - akuakultur	Kawasan penternakan ikan seperti di kolam, tasik, sungai.
Perindustrian	(a)   Pencuci dalam industri kertas dan petrokimia. (b)   Menyejukkan enjin dan generator kilang atau kenderaan. (c)   Digunakan dalam industri kecil dan sederhana seperti dalam pembuatan batik
Penjanaan tenaga elektrik hidro.	Penjanaan kuasa hidroelektrik bagi menggantikan sumber petroleum dan arang batu.
Pengangkutan	Sebagai jalan perhubungan antara kawasan bandar dengan pedalaman. Contohnya seperti Sungai Rajang di Sarawak.
Pelancongan	Aktiviti pelancongan dan rekreasi seperti Lata Kinjang di Perak dan Taman Rimba Templer di Selangor.

Gangguan Imbangan Air terhadap Aktiviti Manusia

Kemarau

1        Operasi kilang akan terjejas kerana kekurangan air bagi menjalankan operasi seperti kilang memproses makanan dan elektronik.

2        Sumber air yang berkurangan akan menghalang aktiviti berkaitan dengan air seperti berkelah. Pelancong asing berkurangan kerana suhu yang tinggi menyebabkan mereka tidak selesa.

3        Aktiviti penternakan akan terjejas kerana padang ragut kekurangan rumput, menjadi kering dan mati. Binatang ternakan juga akan mati kerana ketiadaan air untuk minum.

4        Sungai yang dijadikan jalan perhubungan menjadi cetek, kering dan menghalang pergerakan perahu, bot dan feri.

5        Aktiviti perniagaan juga turut terjejas kerana kekurangan air dalam penyediaan makanan dan minuman. Pendapatan penjual atau penjaja turut terjejas.

6        Kekurangan sumber air dalam aktiviti pertanian menyebabkan tanaman menjadi layu, kekuningan dan mati. Air penting dalam proses pembesaran pokok.

7        Penternakan ikan dalam sangkar dan kolam turut terjejas kerana kekurangan air atau kering Ternakan udang dan ikan tidak dapat dijalankan dan mati.

Banjir Musiman/Monsun

1          Negeri Kelantan, Terengganu dan Pahang menerima hujan yang lebat pada bulan November hingge Mac ketika tiupan angin monsun timur laut menyebabkan berlakunya banjir. Bencana tersebul memusnahkan kawasan tanaman padi dan sayur-sayuran.

2          Lautan bergelora dan angin kencang menghalang kegiatan nelayan pinggir pantai untuk menangkap ikan dan memusnahkan kawasan ternakan ikan sangkar dan kolam.

3          Banjir besar memusnahkan jaringan pengangkutan dan perhubungan seperti jalan raya, kereta api lapangan terbang dan jambatan.

4          Pulau-pulau pelancongan kurang dikunjungi oleh pelancong kerana angin kencang dan lau bergelora seperti di Pulau Redang dan Pulau Tioman untuk aktiviti menyelam.

5          Industri membuat batik, keropok dan ikan masin akan terjejas kerana kekurangan ikan dan cahaye matahari untuk aktiviti menjemur.

6          Aktiviti perniagaan, pendidikan dan perkhidmatan terjejas kerana ditenggelami Oleh banjir

7          Banjir Kilat

8          Menenggelamkan jalan pengangkutan dan perhubungan terutamanya di kawasan bandar yang padat seperti di Kuala Lumpur.

9          Menenggelamkan kawasan perindustrian menyebabkan kilang-kilang terpaksa ditutup.

10      Kawasan perniagaan terpaksa ditutup kerana ditenggelami air dan menjejaskan pendapatan penduduk. Contohnya seperti di Kajang, Selangor.

11      Penternakan ikan sangkar dan kolam akan musnah ditenggelami air. Ikan terlepas dari sangkar dan sangkar mengalami kerosakan.

12      Pelancong terperangkap dalam banjir kilat dan menghalang mereka untuk bergerak ke tempat lain.

13      Aktiviti harian penduduk terjejas. Sekolah, hospital dan bank terpaksa ditutup kerana berlaku limpahan air.

Penyesuaian Manusia terhadap Kurangan Air dan Lebihan Air

1        Hujan tiruan dilakukan oleh pihak berkuasa dengan menyembur lautan garam yang bertindak sebagai nukleus higroskopik bagi menarik bintik-bintik air dan membentuk awan kumulonimbus bagi mencapai tahap tepu dan turun sebagai air hujan.

2        Pembinaan sistem pengairan dapat membantu masalah kurangan dan lebihan air. Bagi kawasan yang sering dilanda banjir kilat seperti di Kajang dan Kuala Lumpur, langkah membina terowong SMART, membesarkan sungai dan parit dapat membantu mengurangkan banjir kilat.

3        Kegiatan penyahhutanan menyebabkan berlaku kekurangan air dan berlaku proses penggondolan. Tanah-tanih menjadi kering, proses sejatan dan sejat-peluhan tumbuhan kurang menyebabkan berlaku kemarau. Penanaman semula pokok dapat meningkatkan sejatan air.

4        Menggunakan sumber air bawah tanah bagi mengatasi kurangan air seperti di Kelantan. Selain itu, proses penyahgaraman air laut melalui proses penyulingan dapat mengurangkan masalah kurangan air.

5        Menjalankan catuan air di kawasan yang terlibat dengan gangguan air seperti yang berlaku di negeri Selangor yang dijalankan oleh SYABAS dan Puncak Niaga disebabkan oleh kekurangan sumber air dari Empangan Langat dan Klang Gates.

6        Memberikan kesedaran kepada pengguna dengan menjalankan kempen penjimatan air melalui media massa dan media cetak.

7        Langkah pendidikan kepada pengguna bagi mengelakkan pembaziran sumber air yang berlebihan, kenaikan tarif air dapat membantu dalam mengurangkan pembaziran air.

8        Langkah penstrukturan dengan membina lebih banyak empangan, parit, terusan, dan tangki air di kawasan yang berpotensi banjir dan disimpan dan disalurkan kembali sebagai air minuman, kegunaan kilang dan pengairan. Contohnya, pembinaan Empangan Pedu di Kedah yang turut digunakan sebagai sumber air pengairan sawah padi.