Hidrologi adalah ilmu yang berkaitan dengan air di bumi, terjadinya peredaran dan agihannya, sifat-sifat kimia dan fisiknya, dan reaksi dengan lingkungannya, termasuk hubungannya dengan makhluk hidup (internatial Glossary of hidrology, 1974) [EsinSeyhan,1990]. Karena perkembangan yang ada maka ilmu hidrologi telah berkembang menjadi ilmu yang mempelajari siklus air. Jadi dapat dikatakan, hidrologi adalah ilmu yang mempelajari: presipitsai (precipitation), evaporasi (evaporation), aliran permukaan (surface stream flow), dan air tanah (groun water).
Pada prisipnya, jumlah air di ala mini tetap dan mengikuti suatu aliran yang dinamakan “siklus hidrologi”. Siklus hidrologi adalah suatu proses yang berkaitan, dimana air diangkut dari lautan ke atmosfer (udara), ke darat dan kembali lagi ke laut.
Hujan jatuh ke bumi baik langsung maupun melalui media misalnya ,elalui tanaman (vegetasi). Di bumi air mengalir dan bergerak dengan berbagai cara. Pada retensi (tempat penyimpanan) air akan menetap untuk beberapa waktu. Retensi dapat berupa retensi alam seperti daerah-daerah cekungan,danau tempat-tempat yang rendah,dll. Maupun reteni buatan seperti tampungan, sumur, embung, waduk,dll.
Secara gravitasi (alami) air mengalir dari daerah yang tinggi ke daerah yang rendah, sampai ke daerah pantai dan akhirnya akan bermuara ke laut.aliran ini disebut aliran permukaan tanah karena bergerak di atas permukaan tanah. Aliran ini biasanya akan memasuki daerah tangkapan atau daerah aliran menuju ke system jaringan sungai, system danau atau waduk. Dalam system sungai aliran mengalir mulai dari sistem sungai kecik ke system sungai besar dan akhirnya menuju mulut sungai atau sering disebut estuary yaitu tempat bertemunya sungai dengan laut.
Air hujan sebagian mengalir meresap ke dalam kedalam tanah atau yang sering disebut dengan infiltrasi, dan bergerak terus kebawah. Air hujan yang jatuh ke bumi sebagian menguap (evaporasi dan transpirasi) dan membentuk uap air. Sebagian lagi mengalir masuk kedalam tanah (infiltrasi, perkolasi, kapiler). Air tanah adalah air yang bergerak didalam tanah yang terdapat didalam ruang-ruang antara butir-butir tanah dan di dalam retak-retak dari batuan. Dahulu disebut air lapisan dan yang terakhir disebut air celah (fissure water). Aliran air tanah dapat dibedakan menjadi aliran tanah dangkal, aliran tanah antara dan aliran dasar (base flow). Disebut aliran dasar karena aliran ini merupakan aliran yang mengisi system jaringan sungai. Hal ini dapat dilihat pada musim kemarau, ketika hujan tidak turun untuk beberapa waktu, pada suatu system sungai tertentu aliran masih tetap dan kontinyu. Sebagian air yang tersimpan sebagai air tanah (groundwater) yang akan keluar ke permukaan tanah sebagai limpasan permukaan (surface runoff) yang terkumpul di sungai yang akhirnya akan mengalir ke laut kembali terjadi penguapan dan begitu seterusnya mengikuti siklus hidrologi. (Anonim,2011)
Penyimpanan air tanah besarnya tergantung dari kondisi geologi setempat dan waktu. Kondisi tata guna lahan juga berpengaruh terhadap tampungan air tanah, misalnya lahan hutan yang beralih fungsi menjadi daerah pemukiman dan curah hujan daerah tersebut. Sebagai permulaan dari simulasi herus ditentukan penyimpangan awal (initial storage).
Hujan jatuh ke bumi baik secara langsung maupun melalui media misalnya melalui tanaman (vegetasi), masuk ke tanah begitu juga hujan yang terinfiltrasi. Sedangkan air yang tidak terinfiltrasi yang merupakan limpasan mengalir ke tempat yang lebih rendah, mengalir ke danau dan tertampung. Dan hujan yang langsung jatuh di atas sebuah danau (reservoir) air hujan (presipitasi) yang langsung jatuh di atas danau menjadi tampungan langsung. Air yang tertahan di danau akan mengalir melalui system jaringan sungai, permukaan tanah (akibat debit banjir) dan merembes melalui tanah. Dalam hal ini air yang tertampung di danau adalah inflow sedangkan yang mengalir atau merembes adalah outflow.
Kebutuhan air tanaman (crop water requirement) didefinisikan sebagai banyaknya air yang hilang dari areal pertanaman setiap satuan luas dan satuan waktu, yang digunakan untuk pertumbuhan, perkembangan (transpirasi) dan dievaporasikan dari permukaan tanah dan tanaman. Kebutuhan air tanaman adalah transporasi. Evapotranspirasi dipengaruhi oleh kadar kelembaban tanah, suhu udara, cahaya matahari, dan angin. Evapotranspirasi dapat ditentukan dengan cara, yaitu (1) menghitung jumlah air yang hilang dari tanah dalam jangka waktu tertentu, (2) menggunakan factor-faktor iklim yang mempengaruhi evapotranspirasi, (3) menggunakan Iysimeter (Hasan Basri Jumin, 2002).
Kedua alat penakar hujan otomatis diletakkan pada tempat terbuka. Jarak antara penakar hujan 150 meter dari tempat penelitian. Kedua tipping bucket berada pada ketinggian 15 meter dari permukaan tanah. Tipping bucket dihubungkan dengan sebuahdata logger (Delta-T Devices Ltd.,Cambridge,UK) dengan interval 5 menit untuk mendapatkan data secara terus menerus. Sebuah corong dan jerigen berukuran 65 Liter ditempatkan pada daerah yang terbuka, dengan ketinggian 1 meter diatas permukaan tanah, dan bersudut tidak lebih dari 45 derajat dari tajuk pada plot penelitian. Untuk setiap kejadian hujan, pencatatan dilakukan setiap hari dari pukul 08.00 pagi hingga selesai. Apabila pada pukul tersebut masih terjadi hujan, maka pencatatan dilakukan setelah hujan benar-benar berhenti (Anonim, 2010)
Pada alat penakar manual, untuk mendapatkan data curah hujan dalam satuan milimeter, dilakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan curah hujan kotor (Pg). Intersepsi diperkirakan dari hasil pengukuran hujan di tempat yang terbuka ( Gross Presipitation / Pg ), Air lolos ( Troughfall / Tf ), dan Aliran Batang ( Steamflow / Sf ). Selisih antara curah hujan di tempat terbuka, air lolos, dan aliran batang merupakan besaran intersepsi hujan ( Ic ). Pemilihan vegetasi yang digunakan untuk mengukur aliran batang pada plot penelitian berdasarkan kelas diameter batang pohon. Pemilihan tersebut berdasarkan diameter pohon diatas 10 cm (Anonim, 2008)
Curah hujan yaitu jumlah air hujan yang turun pada suatu daerah dalam waktu tertentu. Alat untuk mengukur banyaknya curah hujan disebut Rain gauge. Curah hujan diukur dalam harian, bulanan, dan tahunan. Curah hujan yang jatuh di wilayah Indonesia dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain adalah bentuk medan/topografi, arah lereng medan, arah angin yang sejajar dengan garis pantai dan jarak perjalanan angina diatas medan datar. Hujan merupakan peristiwa sampainya air dalam bentuk cair maupun padat yang dicurahkan dari atmosfer ke permukaan bumi (Handoko, 2003).
Hujan yang jatuh ke bumi baik langsung menjadi aliran maupun tidak langsung yaitu melalui vegetasi atau media lainnya akan membentuk siklus aliran air mulai dari tempat tinggi (gunung, pegunungan) menuju ke tempat yang rendah baik di permukaan tanah maupun di dalam tanah yang berakhir di laut (Anonim,2011).
Peranan air dalam kehidupan sngat besar. Mekanisme kompleks kehidupan tidak mungkin berfungsi tanpa kehadiran air. Bagian terbesar bumi dan makhluk hidup juga terdiri air. Air yang berasal dari hujan merpakan fenomena alam yang paling penting bagi terjadinya kehidupan di bumi. Butiran hujan selain membawa molekul air juga membawa materi yang penting bagi kehidupan seperti pupuk bagi tumbuhan. Mesikpun air hujan sangat penting bagi kehidupan. Namun, di pihak lain Indonesia belum mampu mengamati fenomena banyaknya curah hujan yang terjadi pada suatu tempat secara otomatis dan tercatat pada database. Akibatnya data curah hujan tidak dapat di manfaatkan. (Anonim,2011)
II.a. Sifat Hujan
Sifat hujan adalah perbandingan antara jumlah curah hujan yang terjadi selama satu bulan dengan nilai rata-rata atau normal dari bulan tersebut di suatu tempat. Sifat hujan dibagi menjadi 3 kriteria, yaitu:
1. Atas normal (A)
Jika nilai perbandingan terhadap rata-rata lebih besar dari 115%.
2. Normal (N)
Jika nilai perbandingan terhadap rata-rata antara 85%-115%.
3. Bawah normal (BN)
Jika nilai perbandingan terhadap rata-rata kurang dari 85%.(Anonim,2011)
II.b. Normal curah hujan
1. Rata-rata Curah Hujan Bulanan
Rata-rata Curah Hujan Bulanan adalah nilai rata-rata curah hujan masing-masing bulan dengan periode minimal 10 tahun.
2. Normal Curah Hujan Bulanan
Normal Curah Hujan Bulanan adalah nilai rata-rata curah hujan masing-masing bulan selama periode 30 tahun.
3. Standar Normal Curah Hujan Bulanan
Standar Normal Curah Hujan Bulanan adalah nilai rata-rata curah hujan pada masing-masing bulan selama periode 30 tahun, dimulai dari tahun 1901 s/d 1930, 1931 s/d 1960, 1961 s/d 1990 dan seterusnya.
Curah hujan di hitung harian, mingguan, hingga tahunan, sesuai dengan kebuuhan. Pembangunan saluran drainase, selokan, irigasi, serta pengendalian banjir selalu menggunakan data curah hujan ini, untuk mengetahui berapa jumlah hujan yang pernah terjadi di suau tempat, sebagai perkiraan pembuatan besarnya saluran atau sarana pendukung lainnya saat hujan sebesar itu akan datang lagi dimasa mendatang(Bocah,2008).
Alat pengukur curah hujan merupakan alat untuk mengukur curah hujan yang terjadi pada suatu daerah baik pedesaan, kecamatan, atau provinsi mengacu pada WMO (World Meterological Organization). Dengan adanya alat pengukur curah hujan dapat diketahui banyaknya curah hujan yang terjadi setiap waktu. Data curah hujan dihasilkan otomatis dari alat pengukur curah hujan disimpan secara real-time dengan menggunakan aplikasi berbasis open-source seperti java dan system operasi IGOS (Edi Tanoe,2011)
