Sejarah Hidrolika dan Hidrologi

Seorang engineer atau insinyur tidak dapat menghindari suatu masalah yang ditimbulkan oleh curah hujan dan limpasan yang terjadi olehnya. Beberapa upaya dan usaha umat manusia pada zaman dahulu terus fokus menghadapi permasalahan yang kompleks berkaitan dengan kekuatan alam dalam bentuk air. Pada sebagian sejarah umat manusia, para insinyur dan para pendahulu kita mereka menangani masalah air dengan memanfaatkan berbagai upaya dan solusi seperti aturan praktis agar permasalahan yang dihadapi mendapatkan keberhasilan. Hanya saja belakangan ini upaya- upaya yang dilakukan ini diambil melalui aturan dan formula kuantitatif yang sistematis.

Pada kesempatan ini kita coba untuk mencari tahu perjalanan yang singkat melalui salah satu cabang ilmu Teknik sipil yaitu bidang teknik hidrolika dan hidrologi. Disni kita akan melihat berbagai aspek manajemen air limpasan dan meninjau beberapa desain Teknik di dalamnya.

Sejarah Hidrolika

Jika dilihat dari sejarahnya, sejarah teknik pengairan tercatat bahwa pada zaman dahulu, Orang-orang pertama kali mulai memanfaatkan air dalam skala besar adalah adanya tuntutan terhadap kebutuhan air irigasi di masyarakat yang memang menggantungkan hidupnya secara ekonomi dan pemenuhan kebutuhannya pada bidang pertanian atau disebut masyarakat agraris. 

Proyek irigasi pertama dalam skala besar yang tercatat dan diketahui dilakukan di Mesir kala itu pada sekitar lima ribu tahun yang lalu. Kemudian pada zaman berikutnya, banyak proyek air lainnya yang bermunculan di seperti contohnya di Mediterarania timur di Asia Barat. Proyek-proyeknya ini termasuk bendungan, kanal, saluran air dan system saluran pembuangan. Selain itu penyaluran air melalui pipa dikembangkan juga pada zama dahulu juga. Di Cina penyaluran air melalui pipa memanfaatkan bambu digunakan pada masa awal 2500 SM dan Romawi menggunakan pipa timah dan perunggu pada tahun 200 SM.

 

Patut diakui bahwa kehebatan dan kejeniusan orang-orang Romawi sebagai insinyur banyak ditunjukkan dalam sistem hidrolika mereka. Banyak dari saluran air di Romawi telah bertahan selama ribuan tahun, inilah yang menjadi sebuah bukti keajaiban teknik Romawi.

Aqua Virgo
Aqua Virgo memiliki tempat penting dalam sejarah Romawi, sebagai salah satu saluran air pertama yang mengalirkan air ke kota Roma. Awalnya dibangun pada tahun 19 SM oleh Marcus Agrippa pada masa pemerintahan Kaisar Augustus.

Pont du Gard

Pont du Gard yang menakjubkan adalah salah satu saluran air yang paling terpelihara pada zaman Romawi, dan dibangun pada abad pertama Masehi. Dulunya merupakan sumber air sepanjang 50 kilometer untuk koloni Romawi kuno Nemausus

Orang-orang Yunani meskipun bukanlah seorang insinyur seperti orang Romawi tetap memberikan kontribusi yang berpengaruh terhadap teori-teori hidrolika saat ini. Archimedes telah dianggap sebagai orang berpengaruh untuk hidrolika berdasarkan karya-karya ilmiah yang sesungguhnya. Pada sekitar 250 SM, ia menerbitkan sebuah karya tertulis tentang hidrostatika yang dikenal The laws of buoyancy (Archimedes Principle) atau suatu benda yang dicelupkan ke dalam fluida mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan gaya gravitasi pada fluida yang dipindahkan. Sehingga dia mendapat julakan Bapak Hidrostatika.

Selama periode pada 500 SM sampai pada abad pertengahan, sistem irigasi dan penyediaan air dibangun juga dipelihara di berbagai lokasi seperti Cina, Kekaisaran Romawi dan Amerika Utara. Rekayasa semacam itu dirancang dan dibangun oleh insinyur menggunakan aturan praktis, terlepas dari karya Archimedes, konsep yang diterapkan masih belum memahami konsep kecepatan dan baru pada tahun 1500 M hubungan antara curah hujan dan aliran sungai menjadi salah satu konsep yang dianggap serius. 

Pada ketika Kekaisaran Romawi mulai menurun, banyak kemajuan yang dibuat selama periode masa Yunani-Romawi terlupakan, barulah pada Renaisans atau kurun waktu dari abad ke-14 sampai abad ke-17 Masehi dalam sejarah Eropa. Dimana Kurun waktu ini merupakan masa peralihan dari Abad Pertengahan Akhir ke Zaman Modern. Renaisans bermula seusai Krisis Abad Pertengahan Akhir, dan berkaitan dengan perubahan sosial besar-besaran. Pada periode inilah hidrolika dikembangkan menjadi bagian dari bidang keilmuan.

Upaya pertama pada pengetahuan teknik terpadu adalah pendirian Ecole des Ponts et Chaussées pada tahun 1760 di Paris. Pada tahun 1738, Daniel Bernoulli menerbitkan persamaan Bernoulli yang terkenal, merumuskan kekekalan energi dalam hidrolika. Selama abad kedelapan belas dan kesembilan belas, disebut sebagai periode klasik hidrolika, kemajuan dalam teknik hidrolik meletakkan dasar bagi perkembangan lebih lanjut di abad kedua puluh.

Namun, hingga tahun 1850, desain teknik masih berlandaskan pada aturan praktis yang dikembangkan melalui pengalaman dan ditekankan dengan faktor keamanan bebas. Sejak saat itu, pemanfaatan teori ini telah meningkat jauh lebih cepat. Saat ini, sebagian perhitungan yang cermat merupakan bagian integral dari sebagian besar desain proyek. Tercermin dalam salah satu dari banyak percobaan hidrolik yang dilakukan di Lowell, Massachusetts, pada pertengahan 1800-an yang memberikan kontribusi besar dalam bidang teknik hidrolika.

Sejarah Hidrologi

Air adalah merupakan kebutuhan utama bagi kehidupan untuk mempertahankan keberadaan manusia, sehingga sudah sejak lama pula manusia pada masa itu memanfaatkan sumber daya air yang tersedia di muka bumi. Dalam sejarah telah banyak contoh peradaban yang berkembang melalui salah satu faktor dalam perkembangan peradaban manusia ialah faktor dari pemanfaatan sumber air dan pasokan air air yang dapat diandalkan. Sehingga peradaban tidak dapat terlepas dari pemanfaatan atau pasokan air dalam menyokong kebutuhan manusia kala itu.

Banyak referensi yang ada dalam literatur Weda berkaitan tentang ketersediaan air tanah dan kegunaannya. Selama 3000 SM pengembangan air tanah melalui sumur telah diketahui oleh orang-orang dari peradaban Lembah Indus seperti yang diungkapkan oleh penggalian arkeologi di Mohenjodaro. Mohenjo-daro adalah salah satu situs dari sisa-sisa permukiman terbesar dari Kebudayaan Lembah Sungai Indus, yang terletak di provinsi Sind, Pakistan. Dibangun pada sekitar tahun 2600 SM, kota ini adalah salah satu permukiman kota pertama di dunia, bersamaan dengan peradaban Mesir Kuno, Mesopotamia dan Yunani Kuno.

Kutipan dalam kitab suci Hindu kuno menunjukkan adanya pengetahuan tentang siklus hidrologi bahkan sejauh periode Veda. Deskripsi pertama tentang raingauge atau merupakan alat yang digunakan untuk mengukur curah hujan suatu wilayah dan penggunaannya tertulis dalam Arthashastra oleh Chanakya (300 SM). Brihatsamhita karya Varahamihira (500-587 M) berisi deskripsi tentang raingauge, baling-baling angin, dan prosedur prediksi curah hujan. Orang Mesir tahu pentingnya pengukuran tahap sungai dan catatan tahapan Sungai Nil yang berasal dari tahun 1800 SM telah ditemukan. Pengetahuan tentang siklus hidrologi mulai dikenal di Eropa jauh kemudian sekitar tahun 1500 M.

V. T. Chow mengklasifikasikan sejarah hidrologi menjadi delapan periode :

1. Periode spekulasi - sebelum 1400 M

2. Periode pengamatan – 1400-1600

3. Periode pengukuran – 1600-1700

4. Periode eksperimen- 1700-1800

5. Periode modernisasi – 1800- 1900

6. Periode empirisme – 1900-1930

7. Periode rasionalitasi – 1930-1950

8. Periode teori - 1950 hingga saat ini

Sebagian besar ilmu hidrologi saat ini telah dikembangkan sejak tahun 1930, sehingga memberikan hidrologi status sebagai ilmu muda. Kegiatan di seluruh dunia dalam pengembangan sumber daya air .

Demikiah sejarah ilmu hidrolika dan hidrologi ilmu pengairan yang berkembang sejak zaman kuno yang menjadi pondasi dan konsep berdirinya bidang keilmuan hidrolika yang dipakai pada saat ini.