KULIAH 14 - EDARAN AIR TANIH

KULIAH 14  -  Edaran air Tanih   [ 2 masa ]

Objektif P&P.

a)      Menyatakan dan menghuraikan proses edaran air tanih.

b)      Menghuraikan faktor yang mempengaruhi edaran air tanih.

1.                  Konsep Edaran Air Tanih

1. Air tanih merujuk kepada air yang berasal daripada hujan atau pencairan salji yang meresap secara tegak ke dalam tanah dan kemudiannya tersimpan di zon  pengudaraan berhampiran permukaan bumi atau di lapisan tidak telap air yang dikenali sebagai akuifer.
2. Dengan lain perkatan ianya 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.

  

2.                  Komponen-komponen edaran air tanih

     i.   Larian Air Permukaan – Baki air hujan yang mengalir dipermukaan bumi setelah ditolak 

          dengan yang mengalami sejatan, pintasan, susupan dan digunakan oleh tumbuhan.

    ii.   Resapan – Susupan air hujan secara menegak ke dalam tanah. Air hujan akan 

          menyusup menerusi liang-liang pori tanah.

    iii.  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.

    iv.  Simpanan air tanih – Air yang tersimpan dalam batuan yang boleh menakung 

          dam/ lapangan membendung air (akuifer) bergantung kepada:-

          1.   Keporosan – Nisbah rongga atau liang pori berbanding dengan 

                keseluruhan isipadu batuan.

          2.   Ketelapan – Keupayaan sesuatu jenis batuan untuk memindahkan air atau

                membenarkan air mengalir dan meresap melaluinya.

          3.   Akuifer – Formasi/ lapangan air geologi yang boleh menyimpan air dan bertidak

                sebagai konduit untuk air mengalir di dalam tanih menuju ke sungai.

  

LARIAN AIR PERMUKAAN

Konsep air larian permukaan

Larian air permukaan merujuk kepada saki baki air hujan yang mengalir sama ada di atas permukaan bumi, di antara permukaan dan dalam alur setelah jumlah keseluruhan hujan ditolak dengan yang mengalami sejatan, pintasan, susupan dan yang digunakan oleh tumbuhan. 

RESAPAN ( INFILTRASI )

Konsep Resapan

Resapan atau infiltrasi merujuk kepada susupan air secara menegak ke dalam tanah menerusi liang- liang pori tanah tersebut.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses larian air permukaan/ Resapan ( Infiltrasi )

1.  Jenis tanih. 

     -    Jenis tanih mempengaruhi kadar susupan ( infiltrasi ) air kedalam tanah dan

          jumlah air larian permukaan.

     -    Sekiranya tanih di sesuatu kawasan jenis yang mudah menyerap air ( liang-liang

          porinya banyak dan besar ) seperti tanah pasir, maka kadar susupan air ke dalam

          tanah adalah amat tinggi. Oleh itu kadar air larian permukaan adalah rendah. 

     -    Bagi tanih yang liang-liang porinya kecil dan tidak telap air seperti tanah liat kadar

          susupan air ke dalam tanah rendah sebaliknya kadar air larian permukaannya  tinggi.

2.  Intensiti hujan

     -    Sekiranya hujan yang turun lebat maka kebolehan air tersebut untuk menyusup

          ke dalam tanah semakin berkurangan sebaliknya kadar air larian permukaan

          bertambah.

     -    Bagi hujan yang renyai-renyai walaupun dalam jangka masa yang lama tidak

          akan memberi kesan kepada kadar aliran air permukaan sebaliknya memberi

          ruang kepada air tersebut menyusup ke dalam tanah.

3.  Kecerunan

     -    Merujuk kepada curam atau landai sesuatu kawasan.

     -    Semakin curam sesuatu cerun semakin laju pergerakan air larian permukaan

          sekaligus mengurangkan susupan air ke dalam tanah.

     -    Bagi cerun yang landai halaju pergerakan air adalah rendah dan keadaan ini akan

          menyebabkan kadar susupan air dalam tanah meningkat.

4. Kandungan air dalam tanah

-    Kandungan air dalam tanah yang banyak akan mengurangkan kadar susupan air

     dalam tanah disebabkan tanah tersebut telah tepu dan tidak berupaya lagi untuk

     menyerap air. Keadaan ini akan menggalakkan larian air permukaan.

-    Sekiranya kandungan air dalam tanah kurang terutama semasa kemarau kadar

      susupan air ke dalam tanah adalah tinggi dan keadaan ini akan mengurangkan

      kadar air larian permukaan. 

5.  Peranan tumbuh-tumbuhan

-    Tumbuh-  tumbuhan berperanan sebagai pintasan atau cegatan ke atas titisan air

      hujan yang jatuh ke permukaan bumi.

-    Titisan air hujan yang jatuh akan dipintas oleh daun, ranting ( lapisan kanopi ) tumbuhan

     menyebabkan air hujan tersebut jatuh secara menitis ke atas permukaan bumi.     

-     Air hujan yang jatuh jatuh ke permukaan bumi secara menitis ini cenderung untuk

      menyusup ke dalam tanah dan sekaligus mengurangkan air larian permukaan.

ALIRAN AIR BAWAH TANAH

Konsep aliran air tanah

Aliran air tanah merujuk kepada pergerakan air bawah tanah yang menggunakan tanah sebagai mediumnya seperti aliran sub-permukaan, resapan air secara tegak ke dalam tanah ( infiltrasi ) dan pergerakan air secara mendatar dalam sistem akuifer.

Penerangan konsep

       -  Aliran air tanah berlaku secara mendatar dari sistem akuifer ke dalam badan- badan

          air yang berhampiran dengannya seperti laut, sungai, tasik, kolam dan  empangan.

       -  Aliran air tanah ini berlaku kerana terdapatnya perbezaan tekanan dan kecerunan

           antara ke dua-dua tempat tersebut.

      -   Aliran ini berlaku secara perlahan dan banyak bergantung kepada faktor batuan

          di kawasn tersebut.  Sekiranya rongga-rongga atau liang-liang pori batuan besar

          aliran air tanah ini berlaku dengan lebih cepat.

     -    Air bawah tanah merupakan pembekal air utama kepada sungai, kolam, tasik atau

          empangan khususnya semasa badan-badan air tersebut mengalami kekurangan air.

         

SIMPANAN AIR TANIH

     -    Air tanih wujud di bawah permukaan bumi di dua zon yang berbeza iaitu di zon

          tidak tepu ( zon pengudaraan ) dan di zon tepu.

          i.  Zon tidak tepu (zon pengudaraan )

              -  Zon yang terletak berhampiran dengan permukaan bumi.

              -  Air bawah tanah di zon ini dikenali sebagai lembapan tanih.

         ii.  Zon Tepu

              -   Dianggap sebagai air tanah yang sebenar

              -   Tersimpan di dalam rongga-rongga atau liang-liang pori tanah di bawah 

                  lapisan tanah.  

              -   Air pada zon ini penting sebagai penyumbang sumber air kepada badan-badan 

                  air utama  semasa berlakunya kekurangan air.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SIMPANAN AIR TANAH/ IMBANGAN AIR TANIH.

Faktor semulajadi

1.   Tumbuh-tumbuhan

      -  Lapisan kanopi tumbuhan ( daun, dahan dan ranting ) menjadi pintasan titisan air hujan

          yang jatuh  ke permukaan bumi. Akibat pintasan ini, air hujan akan jatuh secara perlahan 

          ( menitis ) ke permukaan bumi.  Jatuhan air hujan secara menitis akan menyebabkan air 

          hujan tersebut  cenderung untuk meresap ke dalam tanah.

      -  Tumbuhan yang mempunyai akar banir yang biasanya timbul di atas permukaan tanah

          berupaya untuk menghalang larian air permukaan. Air yang tersekat oleh akar ini akan

          meresap  ke dalam tanih menjadi air tanih.

2.   Jenis tanah

      -  Tanah yang berstruktur longgar seperti batu pasir memudahkan resapan air secara

          menegak ke dalam tanah.  

      -   Tanah yang berstruktur padat seperti tanah liat menghalang resapan air ke dalam

          tanah sebaliknya menggalakkan berlakunya larian air permukaan.

3.   Hujan

      - Hujan yang lebat dan dalam tempoh yang lama, contohnya semasa musim tengkujuh   

        akan membekal jumlah air tanih yang banyak.

      - Hujan yang kurang terutamanya pada musim kemarau akan menyebabkan simpanan

        air tanah berkurangan.

      - Walau bagaimanapun hujan yang lebat dalam tempoh yang singkat tidak banyak

        menyumbang kepada air tanih disebabkan air hujan tersebut tidak sempat untuk

        meresap ke dalam tanih sebaliknya membentuk larian air permukaan.

  4.   Kewujudan sumber- sumber air permukaan

     -  Sumber-sumber air permukaan seperti sungai, tasik,kolam dan lain-lain menjadi

         pembekal utama kepada system akuifer air dalam tanah.

AKTIVITI MANUSIA YANG MENGGANGGU SIMPANAN AIR TANAH.

1. Penyahhutanan / pembalakan

  -  Lapisan kanopi tumbuhan ( daun, dahan dan ranting ) menjadi pintasan titisan air hujan yang    

     jatuh  ke permukaan bumi.  Aktiviti penyahhutanan akan mengurangkan  pintasan ini, kesannya air hujan akan jatuh secara terus ke permukaan bumi.  Jatuhan air hujan secara terus dalam kuantiti yang banyak akan menyebabkan air hujan tersebut cenderung untuk mengalir di atas permukaan dalam bentuk aliran air  permukaan dan seterusnya mengurangkan resapan air ke dalam tanah. Kesannya air  tanih berkurangan.  

  -  Tumbuhan yang mempunyai akar banir yang biasanya timbul di atas permukaan tanah. Akar   

      tumbuhan berupaya untuk menghalang larian air permukaan. Aktiviti penyahhutanan  

      menyebabkan larian air permukaan bertambah dan keadaan ini mengurangkan resapan air

      ke dalam tanih yang mengurangkan simpanan air  tanih.

2. Penurapan / penyimenan permukaan

  -  Aktiviti penurapan atau penyimenan permukaan khususnya di kawasan bandar akan 

     menghalang  resapan  air ke dalam tanah.

  -  Penggunaan tar atau simen akan menutup liang-liang pori tanah. Air hujan tidak berupaya 

     untuk meresap ke dalam tanah.  Air hujan ini akan mengalir di atas permukaan dalam 

     bentuk larian air  permukaan dan mengurangkan resapan  ke dalam tanah.   

KULIH 13 - KITARAN HIDROLOGI

Kitaran  Hidrologi   [ 4 masa ]

Objektif P&P.

a)      Menghuraikan konsep kitaran hidrologi.

b)      Menghuraikan proses mendatar kitaran hidrologi

c)      Menjelaskan proses menegak kitaran hidrologi

d)      Menghuraikan proses keberkesanan kerpasan dan faktor yang mempengaruhinya

1.        Konsep kitaran hidrologi.

Kitaran air yang melibatkan fasa perubahan air yang berterusan samada dalam bentuk cecair – gas - pepejal. Kitaran hidrologi merujuk kepada kewujudan, pergerakan, dan pertukaran air yang berterusan dalam pelbagai bentuk seperti cecair, pepejal dan wap dalam pelbagai ruang sama ada ruang hidrosfera, biosfera, atmosfera, litosfera, dan termasuk di bawah permukaan bumi.

2.        Proses Kitaran Hidrologi

Gambarajah:  Proses-proses Kitaran Hidrologi  [ Mendatar dan Menegak ]

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.

-   Aliran batang -  Aliran batang merujuk kepada kehilangan air yang berlaku pada tumbuhan. Air hujan  yang jatuh pada tumbuhan sebahagiannya akan hilang melalui serapan oleh batang-batang pokok.

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

3.             Kerpasan

Konsep kerpasan

Kerpasan merujuk kepada lembapan yang telah terpeluwap dan kemudianya jatuh

ke permukaan bumi dalam bentuk cecair atau pepejal.

TEORI PEMBENTUKAN KERPASAN

a.  Teori Bergeron- Findeisen

-    Berdasarkan andaian bahawa di udara kelembapan bandingan permukaaan ais  

    adalah lebih tinggi daripada permukaan air.

-   Oleh itu,  apabila suhu jatuh ke bawah takat beku ( 0 ºC ), maka tekanan wap 

    atmosfera  berkurangan lebih cepat di atas permukaan ais berbanding permukaan  air.

-    Akibatnya tekanan wap tepu pada permukaan air menjadi lebih tinggi daripada 

     tekanan wap tepu pada permukaan ais.

-    Disebabkan terdapatnya perbezaan tekanan wap tepu antara permukaan air 

    dan permukaan ais maka akan wujud satu cerun tekanan dari arah air ke ais. 

-    Sekiranya terdapat titisan air dan hablur ais berdekatan antara satu sama lain 

    dalam awan, maka titisan air tersebut akan tersejat dan melekat pada hablur ais.

-    Hablur ais yang menyerap titisan air tadi akan menjadi semakin besar 

    atau mengembang.

-    Hablur ais yang besar ( akibat penyerapan titisan air ),menjadi semakin berat 

    dan tidak lagi berupaya untuk diapung-apungkan oleh udara menegak yang terdapat 

    di dasar awan tersebut. Tarikan graviti bumi akan menyebabkan hablur ais yang besar

    itu jatuh melalui  awan ke permukaan bumi.

-    Hablur ais tersebut kemudiaannya pecah semasa jatuh melalui awan tersebut 

    dan sepihan hablur air yang kecil dan ringan akan ditolak semula ke atas oleh 

    udara menegak di dasar awan lalu membentuk hablur ais baru yang 

    seterusnya memesatkan lagi proses kerpasan. 

-    Hablur ais yang berjaya jatuh kepermukaan bumi akan mengalami perubahan 

    suhu menyebabkan ianya berubah kepada bentuk cecair dan tiba ke permukaan  

    bumi dalam bentuk hujan.

     

b. Teori Perlanggaran

-     Berasaskan andaian berlakunya perlanggaran titik-titik air dan hablur ais semasa 

     ia jatuh daripada awan.

-     Titik-titik hujan dan hablur ais yang pelbagai saiz dan bentuk apabila jatuh daripada

     awan ianya mempunyai kelajuan yang berbeza-beza menyebabkan berlakunya

     perlanggaran antara satu sama lain.

-     Semasa berlakunya perlanggaran ini, titik-titik air dan hablur ais ini bercantum  

     antara satu sama lain.

-     Melalui pencantuman inilah dikatakan awan berkembang menjadi bertambah besar

     dan seterusnya akan membentuk titisan hujan yang kemudiannya jatuh ke permukaan

     bumi. 

         i.     Hujan

-   Merujuk kepada kerpasan dalam bentuk cecair.

-   Diakibatkan oleh proses pemeluwapan dan pembentukan titik-titik air dalam awan

    yang diikuti dengan pertumbuhan titik-titik air ini ke satu saiz yang tertentu dan 

    dapat mengatasi pengaruh daya pengapungan udara  di dasar awan.

-    Secara umumnya hujan yang lebat mengambil tempoh yang singkat 

    manakala hujan gerimis memakan masa yang lama.

        ii.    Salji

                -   Salji merujuk kepada hablur-hablur ais yang pelbagai bentuk yang terjadi

                    apabila paras beku terlalu hampir dengan permukaan bum menyebabkan

                    hablur-hablur ais tidak sempat mencair sebelum sampai ke permukaan bumi.

        iii.    Gerimis

-     Merujuk kepada titik-titik air yang kecil iaitu kurang daripada 20 mikron yang

     tidak tidak akan bercantum malah ditolak ke tepi oleh titik-titik air yang besar.

-     Apabila  diameter titik-titik air mencapai 7 mm, ia akan berpecah kepada 

     titik-titik yang lebih kecil.

-     Proses perlanggaran dan pemecahan akan berlaku secara berulang kali.

-     Titik-titik air yang kurang daripada 0.5 mm akan turun ke permukaan 

     bumi sebagai gerimis.

             iv.    Hujan batu  ( hail )

-     Hujan batu merupakan sejenis kerpasan berbentuk pepejal yang besar 

     dan berat.

-     Hujan batu terhasil apabila terjadinya ribut yang mengakibatkan 

     berlakunya  pergerakan udara menegak yang kuat di dalam awan.

-     Pergerakan udara menegak yang kuat ini akan menolak titik-titik hujan 

     ke atas sehingga ke satu paras di bawah paras beku.

-     Titik-titik hujan ini akan membeku dan menjadi bertambah besar 

     apabila berlakunya penimbunan salji dan air pada paras-paras yang berbeza.

-    Apabila arus perolakan ( pergerakan udara menegak ) menjadi perlahan 

    maka titik-titik air beku ini akan jatuh ke permukaan bumi dalam bentuk 

    hujan batu.

           V.   Hujan beku ( sleet )

                  -    Merupakan hujan yang bercampur dengan salji.

                  -    terbentuk apabila suhu di dalam awan hampir beku manakala suhu

                       di bawah awan suhu beku.

                  -     titik-titik air yang jatuh dari awan akan merentasi lapisan suhu beku

     di bawah awan maka titik air ini akan membeku menjadi bintik-bintik ais

     yang kecildan jernih.

          Vi.  Embun

                 -   Embun biasanya terbentuk apabila berlakunya pemeluwapan di permukaan

                     objek-objek yang bersuhu di atas takat beku ( 0 º ).

                 -   Udara yang lembap apabila tersentuh dengan objek-objek yang sejuk ( suhu

                     pada takat embun ), wap-wap air yang melekat pada objek tersebut akan

                     ditukarkan kepada cecair ( embun ).

4.  KEBERKESANAN KERPASAN

Keberkesanan sesuatu kerpasan amat bergantung kepada ciri-ciri kerpasan seperti keamatan, kekerapan, jangka masa dan litupan kawasan.

Ciri keamatan

-  merujuk kepada saiz kerpasan atau lebat atau tidak sesuatu kerpasan.

Ciri kekerapan

-  merujuk kepada jarak antara satu kerpasan dengan kerpasan seterusnya ( jumlah

   kerpasan ) yang turun kepermukaan bumi dalam dalam tempoh 24 jam.

Jangka masa

-  merujuk kepada tempoh masa sesuatu kerpasan berlaku.

Litupan kawasan

-  Merujuk kepada luas kawasan yang terlibat apabila sesuatu kerpasan berlaku. 

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

-       Kadar sejatan paling tinggi  berlaku dipermukaan yang terdedah seperti 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.

KULIAH 12 - FASA AIR DAN PROSES KITARAN HIDROLOGI

KULIAH 12 -  Fasa Air dan proses kitaran hidrologi. [ 2 masa ]

Objektif P&P.

a)   Menyatakan tiga fasa perubahan air

b)   Menghuraikan tiga fasa proses perubahan air dan tanaga yang terlibat.

Konsep Hidrologi.

Hidrologi merupakan kajian pergerakan, taburan, dan kualiti air di bumi. Bidang ini memberi perhatian khusus kepada fenomenon seperti kitar air dan sumber air.

1.        Fasa Air Dan  Proses  Perubahan Air

i.                    Cecair (air ) cth air hujan, air dilaut, sungai, tasik dan lain-lain

Laut, Sungai dan Air Hujan

ii.                  Gas ( wap ) cth udara lembap sama yang panas maupun sejuk ( wap air).

iii.                Pepejal ( ais ) cth glasier, iceberg dan salji.

Salji di kawasan pergunungan

Iceberg

2.        Gambar rajah fasa proses perubahan air

Perubahan fasa air mestilah melibatkan tenaga haba.

1. Fasa Gas  ke Pepejal ( haba dibebaskan),  Pepejal ke Gas ( haba diserap ).
2. Fasa Gas ke Cecair  ( haba dibebaskan ), Cecair ke Gas ( haba diserap ) cth. Air ke Stim
3. Fasa Cecair ke Pepejal ( haba dibebaskan ), Pepejal ke Cecair ( haba diserap ) 

BAHAGIAN 4 - INDUSTRI GETAH DI MALAYSIA

Proses membuat kepingan getah.