Perhitungan Potensi Debit/Debit Aliran Rendah


5.1.  Umum

Untuk mengetahui besarnya debit minimum yang mengalir pada suatu sungai tertentu dapat diketuhi dengan menggunakan alat ukur pencatat muka air dan dengan beberapa formula maka akan diketahui hubungan antara tinggi muka air dan besarnya debit yang mengalir pada sungai tersebut, alat pencatat tersebut biasa dinamakan AWLR (Automatic Water Level Record). Alat ini sudah banyak dipasang di beberapa sungai besar di Indonesia.

Akan tetapi pada beberapa sungai, seperti pada lokasi embung, tidak didapatkan alat tersebut. Maka untuk mengetahui besaran debit yang mengalir maka bisa dilakukan perhitungan secara empiris. Di indonesi metode yang sering dilakukan adalah metode dari DR. FJ Mock, metode NRECA dan metode Tanki (Tank model). Metode DR FJ Mock paling sering digunakan terutama di daerah dengan intensitas tinggi sampai sedang seperti daerah Sumatera, Kalimantan, Jawa dan Bali. Sedangkan metode NRECA banyak dilakukan di daerah dengan curah hujan rendah seperti di daerah nusa tenggara. Sedangkan metode Tanki jarang digunakan karena dibutuhkan data yang sangat komplek/detail terutama mengenai jenis tanah dan vegetasinya. Dalam analisa ini dipakai metode dari DR FJ Mock.

5.2.  Metode Simulasi Mock

Metode simulasi mock ini memperhitungkan data curah hujan, evapotranspirasi, dan karakteristik hidrologi daerah pengaliran sungai, dengan asumsi dan data yang diperlukan sebagai berikut:

1.  Evapotranspirasi terbatas

Evapotranspirasi terbatas adalah evapotraspirasi aktual dengan mempertimbangkan kondisi vegetasi dan permukaan tanah serta curah hujan.

Untuk menghitung evapotranspirasi terbatas ini diperlukan data:

-   Curah hujan setengah bulanan (P)

-   Jumlah hari hujan setengah bulanan (n)

- Jumlah permukaan kering setengah bulanan (d), dihitung dengan asumsi bahwa tanah dalam satu hari hanya mampu menahan air 12 mm dan selalu menguap sebesar 4 mm.

-  Exposed surface (m %), ditaksir dari peta tata guna tanah, atau dengan asumsi:

m = 0% untuk lahan dengan hutan lebat

m = 0% pada akhir musim hujan dan bertambah 10% setiap bulan kering untuk lahan sekunder

m =  10-40% untuk lahan yang terisolasi

m =  20-50% untuk lahan pertanian yang diolah.

Persamaan Evapotranspirasi terbatas sebagai berikut:

Et =  Ep – E          ………………….(1)

Er =  Ep (d/30)     ………………….(2)

Dari data n dan d stasiun hujan disekitar proyek akan diperoleh persamaan sebagai berikut:

d  =  a n + b          ………………….(3)

Dimana a dan b adalah konstanta akibat hubungan n (jumlah hari hujan) dan d (jumlah permukaan kering)

Substitusi dari persamaan (3) dan (2), diperoleh:

Er/Ep = m/30 . (a.n + b)   ……….(4)

2.  Keseimbangan Air di permukaan Tanah

Keseimbangan air tanah dipengaruhi oleh jumlah air yang masuk ke dalam permukaan tanah dan kondisi tanah itu sendiri. Data yang diperlukan adalah:

  • P – Et , adalah perubahan air yang akan masuk ke permukaan tanah.
  • Soil storage, adalah perubahan volume air yang ditahan oleh tanah yang besarnya tergantung pada (P-Et), soil storage bulan sebelumnya.
  • Soil Moisture, adalah volume air untuk melembabkan tanah yang besarnya tergantung (P-Et), soil storage, dan soil moisture bulan sebelumnya.
  • Kapasitas soil moisture, adalah volume air yang diperlukan untuk mencapai kapasitas kelengasan tanah.
  • Water Surplus, adalah volume air yang akan masuk kepermukaan tanah, yaitu  water surplus = (P-Et) – soil storage, dan 0 jika (P-Et)< soil storage.

3.  Ground Water Storage

Nilai run off dan ground water besarnya tergantung dari keseimbangan air dan kondisi tanahnya. Data yang diperlukan adalah:

  • Koefisien infiltrasi = I diambil 0,2 – 0,5
  • Faktor resesi aliran air tanah = k, diambil 0,4-0,7
  • Initial storage, adalah volume air tanah yang tersedia di awal perhitungan.

Persamaan:

In =  Water Surplus  x I

V         =  k. V(n-1) + 0,5 (1+k) In

A         =  Vn – Vn-1

dimana:

In = infiltrasi volume air yang masuk ke dalam tanah

V         = volume air tanah

dVn = perubahan volume air tanah bulan ke-n

V(n-1) = volume air tanah bulan ke (n-1)

I           = koefisien infiltrasi

A         = volume tampungan per bulan

4.  Aliran sungai

  • Interflow           = Infiltrasi – Volume air tanah (mm)
  • Direct Run Off = Water Surplus – Infiltrasi (mm)
  • Base Flow         =  Aliran sungai yang selalu ada sepanjang tahun (m3/dt)
  • Run Off             =  Interflow + Direct Run Off + Base Flow (m3/dt)

Contoh Perhitungan dengan Metode Mock

(1)           =          Data curah hujan ½ bulanan = 133

(2)           =          Jumlah hari hujan = 8

(3)           =          Data evapotranspirasi, Eto (mm/hari) = 4.49

(4)           =          m (%)  =          lahan terbuka            =          30%

(5)           =          E          =          (-1.437*(2)+14.743)*((4)/jum hari)

=          0.06 mm/0.5 bulan

(6)           =          Evaporasi      =          (5)*(3)

=          0.29 mm/0.5 bulan

(7)           =          ET                   =          (3)-(6)

=          4.2 mm/0.5 bulan

(8)           =          Hujan efektif =          (1)-(7)

=          128.8 mm/0.5 bulan

(9)           =          Tamp. tanah  =          (8)<150

=          (8) = 128.8 mm

(10)         =          Lengas Tanah           =          (8)>100

=          100 mm

(11)         =          Kelebihan Air                       =          (8)-(9)

=          0 mm

(12)         =          Infiltrasi                     =          (0.4)*(11)

=          0 mm

(13)         =          0.5*(1+k)*(12)            =          0.5*(1+0.6)*(12)

=          0 mm

(14)         =          k*v-(n-1)                     =          0.6*0

=          0 mm

(15)         =          Vol. Tamp                 =          (13)+(14)

=          0 mm

(16)         =          Vol. Tamp1 – Vol. Tamp (n-1) =    0

(17)         =          Aliran dasar              =          (12)-(16)

=          0

(18)         =          Aliran Langsung      =          (11)-(12)

=          0

(19)         =          Aliran Larian                        =          (17)+(18)

=          0

(20)         =          Debit efektif              =          (19)*das*1000/(hari bulan*86400)

=          0 m3/dt

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s