Neraca air

Neraca airPerkiraan secara kuantitatif dari siklus hidrologi dapat dinyatakan berdasar prinsip konservasi massa yang dikenal dengan persamaan neraca air.Neraca air adalah perimbangan air keluar dan masuk ke dalam suatu sistem dalam periode waktu tertentu.

Persamaan umum neraca air :P + Qi + Gi – E – T – Qo – Go – ΔS = 0 …………………….(1)Dengan :P : presipitasiQi, Qo : debit aliran masuk dan keluarGi, Go : aliran air tanah masuk dan keluarE : evaporasiT : EvapotranspirasiΔS : perubahan volume tampungan

Imbangan air untuk DAS besar dan durasi panjangUntuk kondisi tertentu, beberapa sukud alam persamaan tersebut dapat saja diabaikan. Jika evaluasi dilakukan dalam durasi panjang (misal siklus tahunan) maka tampungan akan relatif seimbang, sehingga ΔS dapat diabaikan.Jika tidak ada aliran yang masuk melalui batas DAS, maka Qi = 0Jika dianggap tidak ada transfer aliran air tanah dari DAS di sekitarnya, maka Gi = Go = 0

Maka :P – E – T – Q = 0

Imbangan air untuk badan air dalam durasi pendekSeringkali dibutuhkanevaluasiperimbangan air dalamdurasipendek, misalmenitanatau jam-jamanContohperimbangan air dalamwadukatausungaisesaatsetelahhujanbesar, yang mengakibatkanperubahantampungan yang signifikan.Dalamhaliniperubahantampungantidakbisadiabaikan. Akan tetapievaporasi, presipitasidanaliran air tanahdapatdiabaikan. Sehinggapersamaanmenjadi :

…………………………. (2)Dimanapersamaanituseringdigunakanuntukperhitunganpenelusuranbanjir di waduk

Imbangan air untuk aliran permukaan

Imbangan air yang hanya memperhitungkan air permukaan adalah :P – E – T – I – Q – SD = 0Dengan I adalah infiltrasi dan SD adalah tampungan cekungan. Jika SD = 0 maka Q = P – E – T – I Artinya Aliran air = jumlah Presipitasi – Evaporasi – evapoTranspirasi

– Infiltrasi Dalam memperkirakan debit dari hujan lebat, maka evaporasi dan evapotranspirasi dalam periode singkat adalah kecil sehingga bisa diabaikan.

Contoh 1:Suatu DAS luas 1000km2. mempunyai kedalaman hujan tahunan rerata (P) 2500 mm, kehilangan air karena infiltrasi adalah (I) 750 mm/thn dan penguapan (evaporasi E dan evapotranspirasi T) adalah 1000mm/thn. Kehilangan lainnya (sebagai tampungan cekungan dsb) diperkirakan 200 mm/thn. Berapakah debit rerata tahunan (dlm m3/det)

Jawab : Q = P – E – T – I – SDJikadiketahui (semuadalamsatuantebalyaitu mm/tahun) :P = 2500E = 1000I = 750SD = 200Maka Q = 2500-1000-750-200 = 550 mm/thnuntukmendapatkan Q dalamsatuan m3/detmakadikalikanluas DAS. # Maka = 17,44 m3/det

Contoh 2 :Waduk dengan luas permukaan 1,57 km2. debit rerata harian yang masuk dan keluar berturut-turut adalah 2,5 m3/det dan 5 m3/det. Evaporasi pada permukaan waduk adalah 5mm/hari. Aliran air tanah diabaikan. Hitung perubahan tampungan selama satu hari

Jawab :Debit masuk = Qi = 2,5 x 24 x 3600 = 216.000 m3/hariDebit keluar = Qo = 5 x 24 x 3600 = 432.000 m3/hariEvaporasi = 5 mm/hari = = 7850 m3/hariJikaΔS = Qi – Qo – E, maka :

= 216.000 – 432.000 – 7.850= -223.850 m3/hari

# Jadiwaduktersebutmengalamidefisitsebesar 223.850 m3 per hari

SOAL1. Waduk dengan luas 1,XX km2. pada suatu saat debit banjir yang masuk adalah 100 m3/det dan selang satu jam berikutnya adalah 125 m3/det. Pada jam yang sama debit keluar melalui bangunan pelimpah berturut-turut 20 m3/det dan 25 m3/det. Hitung perubahan tampungan dan perubahan elevasi muka air waduk dalam satu jam.

2. Suatu DAS mempunyai kedalaman hujan tahunan rerata 25XX mm, kehilangan air karena infiltrasi dan kehilangan sebagai genangan adalah 1000 mm/tahun. Debit rerata tahunan yang terukur di stasiun pengukuran debit di batas hilir DAS adalah 50 m3/det. Maka perkirakan besarnya penguapan per tahun, jika luas das 250 km2.

Jawab :Debit masukrerata = Qi = = 112.5 m3/detDebit keluarrerata = Qo = = 22.5 m3/det

Denganmenggunakanpersamaan (2) maka

JikaΔS tiapΔt adalah 90 m3/det, makauntukΔt = 1 jam,

ΔS = 90 x 1 x 60 x 60 = 324.000 m3/jam

Makaterjadiperubahan volume tampungandalam 1 jam sebesar 324.000 m3

XX = 57

Untuk mendapatkankenaikanelevasimuka air dalamwaduk, makaperubahan volume tersebutharusdiubahdalamsatuantebal/tinggi, dengancaramembagidenganluaspermukaanwaduk.Maka m

# Makaelevasiwaduknaiksebesar 0.206 meter

SOAL No. 2P = 2557 mmI = 1000 mmA = 250 km2 = 250.106 m2Q = 50 m3/dt = 50 x (60.60.24.365) / 250.106

= 6,307 m = 6307 mm

Persamaan Neraca Air : Q = P – E – T – I – SD (SD = diabaikan)

6307-2557+1000 = E + T E + T = 4750 mm/th = 13,01 mm/hr

NERACA AIR DI BENDUNG

Keterangan :1. Jika Q dibutuhkan < Q tersedia, maka Q yang dialirkan

disaluran = Q dibutuhkan2. 2. Jika Q dibutuhkan > Q tersedia, maka Q tersedia

dialirkan seluruhnya ke saluran.3. Jika Q dibutuhkan > Kapasitas Maksimum Saluran, maka Q

saluran = Kapasitas Maksimum

I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

GAMBAR KESEIMBANGAN AIR DI. GEBONG

Q Tersedia Q Kebutuhan Kapasitas Maks. Sal.

Debi

t (

l /

dt )

BulanNop Des Jan Peb Mrt Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt