laporan praktikum : Menghitung Neraca Air Lahan Bulanan

Hari/ tanggal     : Kamis, 19 Mei 2011

Judul/ materi     : Menghitung Neraca Air Lahan            Bulanan

Kelompok          : 6

I.             PENDAHULUAN

Dalam konsep siklus hidrologi bahwa jumlah air di suatu luasan tertentu di

permukaan bumi dipengaruhi oleh besarnya air yang masuk ( input) dan keluar

(output) pada jangka waktu tertentu. Neraca masukan dan keluaran air di suatu

tempat dikenal sebagai neraca air (water balance). Karena air bersifat dinamis

maka nilai neraca air selalu berubah dari waktu ke waktu sehingga di suatu

tempat kemungkinan bisa terjadi kelebihan air ( suplus) ataupun kekurangan

(defisit). Apabila kelebihan dan kekurangan air ini dalam keadaan ekstrim tentu

dapat menimbulkan bencana, seperti banjir ataupun kekeringan. Bencana

tersebut dapat dicegah atau ditanggulangi bila dilakukan pengelolaan yang baik

terhadap lahan dan lingkungan nya.

Neraca air lahan merupakan neraca air untuk penggunaan lahan pertanian

secara umum. Neraca ini bermanfaat dalam mempertimbangkan kesesuaian

lahan pertanian; mengatur jadwal tanam dan panen; mengatur pemberian air

irigasi dalam jumlah dan waktu yang tepat.

Dalam perhitungan neraca air lahan bulanan diperlukan data masukan

yaitu curah hujan bulanan (CH), evapotranspirasi bulanan (ETP), kapasitas

lapang (KL) dan titik layu permanen (TLP). Nilai -nilai yang diperoleh dari analisis

neraca air lahan ini adalah harga-harga dengan asumsi-asumsi :

(1) lahan datartertutup vegetasi rumput,

(2) lahan berupa tanah dimana air yang masuk padatanah tersebut hanya berasal dari curah  hujan saja dan

(3) keadaan profil tanah homogen sehingga KL dan TLP mewakili seluruh lapisan dan hamparan tanah.

II.          LANDASAN TEORI

Neraca air (water balance) merupakan neraca masukan dan keluaran air disuatu tempat pada periode tertentu, sehingga dapat untuk mengetahui jumlah air tersebut kelebihan (surplus) ataupun kekurangan (defisit).

Kegunaan mengetahui kondisi air pada surplus dan defisit dapat mengantisipasi bencana yang kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk mendayagunakan air sebaik-baiknya.

Manfaat secara umum yang dapat diperoleh dari analisis neraca air antara
lain:

1. Digunakan sebagai dasar pembuatan bangunan penyimpana dan pembagi air serta saluran-salurannya. Hal ini terjadi jika hasil analisis neraca air didapat banyak bulan-bulan yang defisit air.
2. Sebagai dasar pembuatan saluran drainase dan teknik pengendalian banjir. Hal ini terjadi jika hasil analisis neraca air didapat banyak bulan-bulan yang surplus air.
3. Sebagai dasar pemanfaatan air alam untuk berbagai keperluan pertanian seperti tanaman pangan – hortikultura, perkebunan, kehutanan hingga perikanan.

Model neraca air cukup banyak, namun yang biasa dikenal terdiri dari tiga model, antara lain:

1. Model Neraca Air Umum.
Model ini menggunakan data-data klimatologis dan bermanfaat untuk mengetahui berlangsungnya bulan-bulan basah (jumlah curah hujan melebihi kehilangan air untuk penguapan dari permukaan tanah atau evaporasi maupun penguapan dari sistem tanaman atau transpirasi, penggabungan keduanta dikenal sebagai evapotranspirasi).

2. Model Neraca Air Lahan.
Model ini merupakan penggabungan data-data klimatologis dengan data-data tanah terutama data kadar air pada Kapasitas Lapang (KL), kadar air tanah pada Titik Layu Permanen (TLP), dan Air Tersedia (WHC = Water Holding Capacity).

• Kapasitas lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukkan jumlah air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Air yang dapat ditahan tanah tersebut akan terus-menerus diserap akar tanaman atau menguap sehingga tanah makin lama makin kering. Pada suatu saat akar tanaman tidak lagi mampu menyerap airsehingga tanaman menjadi layu. Kandungan air pada kapasitas lapang diukur pada tegangan 1/3 bar atau 33 kPa atau pF 2,53 atau 346 cm kolom air.
• Titik layu permanen adalah kondisi kadar air tanah dimana akar-kar tanaman tidak mampu lagi menyerap air tanah, sehingga tanaman layu. Tanaman akan tetap layu pada siang atau malam hari. Kandungan air pada titik layu permanen diukur pada tegangan 15 bar atau 1.500 kPa atau pF 4,18 atau 15.849 cm tinggi kolom air.
• Air tersedia adalah banyaknya air yang tersedia bagi tanaman yaitu selisih antara kapasitas lapang dan titik layu permanen.

3. Model Neraca Air Tanaman.
Model ini merupakan penggabungan data klimatologis, data tanah, dan data tanaman. Neraca air ini dibuat untuk tujuan khusus pada jenis tanaman tertentu. Data tanaman yang digunakan adalah data koefisien tanaman pada komponen keluaran dari neraca air.

III.      CARA KERJA

Setelah menerima data yang diterima dari dosen, kemudian data diolah dengan Microsoft Exel. Langkah- langkah pengolahannya datanya adalah :

1. Kolom curah hujan (CH)

Diisi dengan data curah hujan rata -rata bulanan atau curah hujan dengan

peluang tertentu (misal CH dengan peluang (P 75%)) yang dapat mewakili

seluruh lahan.

2. Kolom evapotranspirasi potensial (ETP)

Diisi dengan nilai ETP dari stasiun setempat dengan urutan prioritas ETP dari

: Lysimeter, Panci klas A dikali dengan koefisien dan pendugaan ETP dengan

rumus empiris (Penman, Thorthwaite, Blaney -Criddle dsb). Prosedur

menghitung ETP dapat dipelajari pada penuntun praktikum ini : modul

menghitung evapotranspirasi.

3. Kolom CH – ETP

Diisi dengan nilai selisih CH dengan ETP

4. Kolom akumulasi potensial kehilangan air untuk penguapan (APWL)

Diisi dengan penjumlahan nilai CH-ETP yang negatif secara berurutan bulan

demi bulan.

5. Kolom kandungan air tanah (KAT)

Isi dulu nilai KAT dimana terjadi APWL dengan rumus :

KAT = TLP + [ [ 1,00041 – (1,07381/AT)]| APWL| x AT]

dimana, TLP =titik layu permanen dan KL = kapasitas lapang dan

air tersedia, AT = KL – TLP

|APWL| = nilai absolut APWL

Misal KAT Mei (APWL = -9)

KL=250 mm, TLP =100 maka AT = 250 – 100 = 150 mm, sehingga

KAT mei = 100 + [[1.00041-(1,07381/150)]9 x 150] = 241,1 mm

Kemudian isi nilai KAT pada kolom dimana tidak terjadi APWL dengan cara:

KAT = KAT terakhir + CH - ETP , jika bila nilai KAT-nya mencapai Kapasitas

Lapang (KL) maka yang diambil adalah nilai KL.

Misal untuk bulan Nopember :

KAT terakhir = KAT oktober (124 mm) dan CH-ETP Nopember = 63 mm, maka

KAT Nop = 124 + 63 = 187 (belum mencapai KL).

Misal untuk bulan Pebruari :

KAT terakhir = KAT Januari (250 mm) dan CH-ETP Januari = 128 mm, maka

KAT Nop = 250 + 128 = 378 (melebihi KL = 250 mm) sehingga KAT

Januari = 250 mm.

6. Kolom perubahan kadar air tanah (dKAT)

Nilai dKAT bulan tersebut adalah KAT bulan tersebut dikurangi KAT bulan

sebelumnya. Nilai positif menyatakan perubahan kandungan air tanah yang

berlangsung pada CH  ETP (musim hujan), penambahan berhenti bila dKAT

=0 setelah KL tercapai. Sebaliknya bila CH  ETP atau dKAT negatif, maka

seluruh CH dan sebagian KAT akan di -evapotranspirasi-kan.

7. Kolom Evapotranspirasi Aktual (ETA)

Bila CH  ETP maka ETA = ETP karena ETA mencapai maksimum.

Bila CH  ETP maka ETA = CH + |dKAT|

karena seluruh CH dan dKAT seluruhnya akan dievapotranspirasikan.

8. Kolom Defisit (D)

Defisit berarti berkurangnya air untuk dievapotranspirasikan sehingga,

D = ETP – ETA , berlangsung pada musim kemarau.

9. Kolom Surplus (S)

Surplus berarti kelebihan air ketika CH  ETP sehingga,

S = CH-ETP-dKAT , berlangsung pada musim hujan.

10. Kolom Run Off

Run off (RO) merupakan aliran permukaan atau limpasan. Thornthwaite dan

Mather (1957) membagi RO menjadi dua bagian :

1. 50% dari Surplus bulan sekarang (Sn).

2. 50% dari RO bulan sebelumnya (ROn -1).

Nilai 50% adalah koefisien run off studi di Amerika. Nilai ini dapat berubah

sesuai kondisi setempat. Sehingga,

RO bulan sekarang (Rn) = 50% (Sn + ROn -1)

Misal untuk RO Maret = 50% (152 + 137) = 144 mm.

Khusus RO bulan Januari, karena ROn -1 belum terisi maka ROn-1 diambil

50% dari surplus bulan Desember (50% dari 56 = 28 mm).

11. Buatlah grafik dimana sumbu-x adalah bulan dan sumbu-y adalah curah hujan,

ETP dan ETA

IV.      HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.        HASIL

Tabel

4.2.       PEMBAHASAN

Dari grafik dapat dilihat bahwa surplus air terjadi mulai bulan Oktober sampai dengan Agustus (11 bulan), sedangkan defisit air terjadi hanya pada bulan September (1 bulan). Surplus air tertinggi terjadi pada bulan maret, dengan curah hujan 604 mm. Sepanjang tahun terjadi 11 bulan surplus air, ini membuktikan hampir selama 11 bulan terjadi musim hujan yang memyebabkan surplus air, dan hanya 1 bulan musim kemarau yang menyebabkan defisit air. Ada ketidak seimbangan antara bulan surplus air dan bulan defisit air. Pada daerah tropis biasanya musim hujan dan musim kemarau seimbang dalam setahun, yaitu 6 bulan musim hujan dan 6 bulan musim kemarau. Namun karena adanya perubahan iklim secara global menyebabkan perubahan pola iklim pada daerah tropis. Seperti pada grafik bisa dilihat sepanjang tahun terjadi musim hujan terus menerus yang membuat keadaan surplus air, tanpa diimbangi oleh banyaknya bulan kering(defisit air).

 Karena sepanjang tahun banyak terdapat bulan- bulan surplus air, maka kemungkinan dapat terjadi bencana banjir di daerah tersebut. Setelah mengetahui data neraca air ini, dapat dilakukan tindakan- tindakan untuk mengantisipasi bencana banjir yang mungkin akan terjadi, seperti dengan membuat saluran drainase, dan menentukan teknik pengendalian banjir. Jia terjadi banyak bulan defisit air, analisis neraca air dapat digunakan sebagai dasar pembuatan bangunan penyimpanan dan pembagi air serta saluran-salurannya. Selain itu, analisis neraca air juga digunakan sebagai dasar pemanfaatan air alam untuk berbagai keperluan pertanian seperti tanaman pangan, hortikultura, perkebunan, kehutanan hingga perikanan.

V.         KESIMPULAN

1.    Dari grafik dapat dilihat terjadinya 11 bulan surplus air, dan 1 bulan defisit air

2.     Terjadi ketidak seimbangan antara banyaknya bulan surplus air, dan banyaknya bulan yang defisit air.

3.     Apabila sepanjang tahun lebih dominan bulan surplus air, maka kemungkinan dapat terjadi bencana banjir pada daerah tersebut, sedangkan bila dominan bulan defisit air dapat terjadi kekeringan di daerah tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

http ://www.google.com/2005/12/3/Neraca_air_bulanan

http://www.google.com/2009/3/4/Fungsi_neraca_air

http://www.google.com/20010/5/12/penuntun_praktikum_agrohidrologi_neraca_air