Modul P&p 942/1 Tema 4-s Sistem Hidrologi

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi

Tema 4 : Sistem Hidrologi 4.1

Fasa Air ( Rajah) PERUBAHAN TIGA FASA AIR DAN TENAGA YANG TERLIBAT

Molekul air (polariti)

4.2

Ikatan hidrogen

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

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi a)

Proses Kitaran Hidrologi i.

ii.

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.

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.

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi c)

Keberkesanan Kerpasan -

4.3

Ciri keamatan, kekerapan, jangka masa dan liputan kawasan

Edaran Air Tanih EDARAN AIR TANIH

• Air bawah tanah merupakan satu bahagian penting dalam kitaran hidrologi • Infiltrasi dan perkolasi adalah proses-proses yang menyumbang kepada air bawah tanah • Air bawah tanah merupakan sumber air tawar yang terbesar di dunia - lebih besar daripada jumlah gabungan semua sungai dan tasik di dunia • Di bawah permukaan bumi terdapat kira-kira 2 juta batu padu air bawah tanah (70 kali isipadu semua gabungan tasik di dunia)

•

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).

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi -

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. Imbangan air

4.4 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 IMBANGAN AIR GLOBAL DALAM KITARAN HIDROLOGI (RIBU KM)

Adveksi wap atmosfera

Awan

57

94

Kerpasan 106 (22%)

Kerpasan 382 (78%)

Sejatan 419 (86%)

Sejatpeluhan 69 (14%) Aliran permukaan 37

Lautan Aliran bawah tanih • Terdapat lebih banyak wap air dipindahkan dari lautan ke daratan (94) daripada dari daratan ke lautan (57) • Bakinya diseimbangkan oleh aliran air (sungai) dari daratan ke lautan (37)

JUMLAH AIR DARI BUMI (DARATAN & LAUTAN) KE ATMOSFERA = 419 + 69 = 488 km3 JUMLAH AIR DARI ATMOSFERA KE BUMI (DARATAN & LAUTAN) = 382 + 106 = 488 km3

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.

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi 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 0o – 10o utara dan selatan iaitu bertentangan dengan zon pertemuan khaltulistiwa – Garisanlintang 10o – 40o 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 –

c)

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.

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

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi -

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 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. Jalan air – sungai, tasik, laut. Empangan hidroelektrik

iv) iv)

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) NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi

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

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi -

c)

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

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.

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi

Soalan Tema Hidrologi ( Kumpulan 4) Soalan 1 a) b) c)

Lukis dan labelkan rajah kitaran hidrologi. (5 ) Terangkan proses-proses menegak yang terlibat dalam kitaran hidrologi. (10) 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

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi 1 c)

CX – mengenalpasti gangguan air : Lebihan air Kurangan air = 2 m -

Gangguan kepada aktiviti manusia

C1 – C2 – C3 – C4 – C5 – C6 –

Industri Rekreasi Penternakan Akuakultur Perniagaan Pengangkutan

Mana –mana dua daripada setiap gangguan : 4 x 2 m = 8 m Soalan 2 a) b) c)

Terangkan konsep imbangan air sedunia.(5 ) Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi variasi imbangan air.(10) 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.

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi 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

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi -

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

44 5

40 9

25 9

27 4

24 4

15 2

20 3

18 5

35 6

411

35 6

394

Lebihan air/kurangan air

35 6

29 7

14 3

-74

-84

-53

-63

-85

15 6

36 7

25 8

251

a)

Dengan menggunakan jadual 1 di atas, kira jumlah sejatan di Pulau Impiana pada tahun 2002. (6) Berdasarkan maklumat kerpasan dan hasil kiraan sejatan, lukis graf garisan bagi menunjukkan jumlah kerpasan dan jumlah sejatan bagi Pulau Impiana. (10) Huraikan kegiatan ekonomi primer yang boleh dijalankan di kawaan tersebut.(9 m)

b) c)

Skema jawapan 3a)

Bulan/mm Kerpasan Lebihan air/kurangan air Sejatan

J 44 5 35 6

F 40 9 29 7

M 25 9 14 3

A 27 4 -74

89

112 116

20 0

3b)

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010

M 24 4 -84 34 8

J 15 2 -53 20 5

J 20 3 -63 26 0

O 18 5 -85 18 5

S 35 6 15 6

O

N 35 6

D

411 36 7

25 8

251

20 0

44

98

143

394

Modul P&P 942/1 Tema 4 – Sistem Hidrologi

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 nsnj07

NSNJ 2009©KHS Terbilang 2010