Ketersediaan Air

BAB II DASAR TEORI

2.7 Keseimbangan Air

2.7.1 Ketersediaan Air

Ketersediaan air pada dasarnya terdiri atas tiga bentuk, yaitu air hujan, air permukaan, dan air tanah. Dalam pengelolaan alokasi air, air hujan berkontribusi untuk mengurangi kebutuhan air irigasi yaitu dalam bentuk hujan efektif.

Banyaknya air yang tersedia dapat pula dinyatakan untuk suatu areal tertentu, misalnya pada suatu wilayah sungai (WS), daerah aliran sungai (DAS), daerah irigasi (DI), dan sebagainya, dimana satuan yang digunakan adalah berupa banyaknya air yang tersedia pada satu satuan waktu, misalnya juta meter kubik/tahun atau milimeter/ hari.

Analisis ketersediaan air menghasilkan perkiraan ketersediaan air di suatu wilayah sungai, secara spasial dan waktu. Analisis ini pada dasarnya terdiri atas langkah-langkah: (1) analisis data debit aliran, (2) analisis data hujan dan iklim, (3) pengisian data debit yang kosong, (4) memperpanjang data debit runtut waktu, dan (5) analisis frekuensi debit aliran rendah.

2.7.1.1 Hubungan Jangka Waktu dan Ketersediaan Air

Semakin lama jumlah penduduk di Indonesia, lebih khususnya

Nusa Tenggara Barat semakin bertambah, hal ini menyebabkan

pasokan ketersediaan air bersih berkurang. Dalam buku panduan

Pengelolaan Sumber Daya Air (SDA) yang dikeluarkan USAID

(United States Agency for International Development) dan Pemerintah

Indonesia (Kementrian Lingkungan Hidup dan Kehutanan serta

Bappenas) disebutkan bahwa laju pertambahan penduduk dan percepatan pembangunan di berbagai kawasan di Indonesia tidak berbanding lurus dengan ketersediaan air, terutama air bersih.

Nilai ketersediaan air yang telah didapatkan akandigunakan untuk membuat perencanaan penggunaan air dalam jangka waktu yang ditentukan sehingga dapat diorganisir.

Permisalan pada musim kemarau, membutuhkan pasokan air yang lebih banyak daripada musim penghujan, dari nilai ketersediaan air tersebut, bisa dibuat rincian tentang berapa seharusnya penggunaan air yang disediakan, sehingga tidak terjadinya eksploitasi berlebihan yang mengakibatkan seiring bertambahnya jangka waktu membuat ketersediaan air tidak cukup akibat dari tidak dijaganya jumlah kebutuhan air tersebut. Dengan pengendalian yang baik, jumlah ketersediaan air dalam jangka waktu yang telah ditentukan dapat terjaga.

2.7.1.2 Simulasi Mock

Dr. F.J. Mock (1973) memperkenalkan model sederhana simulasi keseimbangan air bulanan untuk aliran yang meliputi data hujan, evaporasi dan karakteristik hidrologi daerah pengaliran. Kriteria perhitungan dan asumsi yang digunakan dalam analisa adalah sebagai berikut (Limantara, 2018 : 298-301) :

1. Evapotranspirasi Aktual (Ea) / Evapotranspirasi Terbatas (Et) Evapotranspirasi actual dihitung dari evaporasi potensial metode Penman (ETo). Hubungan antara Evaporasi potensial dengan Evapotranspirasi actual dihitung dengan rumus :

(2.37) (

) (2.38)

dengan :

Ea Et Eto

=

=

=

Evapotranspirasi actual (mm/hari) Evapotranspirasi terbatas (mm/hari)

Evaporasi Potensial metode Penman (mm/hari) m = Presentase lahan yang tidak tertutup tanaman, ditaksir

dari peta tata guna lahan

m = 0 untuk lahan dengan hutan lebat

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

m = 10 – 40 % untuk lahan yang tererosi

m = 30 – 50 % untuk lahan pertanian yang diolah (misal : sawah, ladang)

n = Jumlah hari hujan dalam sebulan 2. Keseimbangan Air di Permukaan Tanah

a. Air hujan yang mencapai permukaan tanah dapat dirumuskan sebagai berikut :

(2.39)

Dengan :

Ds = Air hujan yang mencapai permukaan tanah (mm/hari) P = Curah hujan (mm/hari)

Et = Evapotranspirasi terbatas (mm/hari)

Bila harga Ds positif (P > Et) maka air akan masuk ke dalam tanah, dan sebaliknya bila Ds negatif (P < Et), sebagian air tanah akan keluar dan terjadi kekurangan (defisit).

b. Perubahan kandungan air tanah (soil storage) tergantung dari

harga Ds. Bila harga Ds negative makan kapasitas kelembapan

tanah akan berkurang dan bila Ds positif akan menambah

kekurangan kapasitas kelembapan tanah pada bulan

sebelumnya.

c. Kapasitas kelembapan tanah (soil moisture capacity). Perkiraan kapasitas kelembapan tanah awal diperlukan pada saat dimulainya simulasi dan besarnya tergantung dari kondisi porositas lapisan tanah atas dari daerah pengaliran. Biasanya diambil 50 sampai 250 mm, yaitu kapasitas kandungan air dalam tanah per m³.

3. Limpasan dan Penyimpanan Air Tanah (Run Off & Groundwater Storage)

a. Koefisien Infiltrasi (i)

Koefisien infiltrasi ditaksir berdasarkan kondisi porositas tanah dan kemiringan daerah pengaliran. Batasan koefisien infiltrasi adalah 0 – 1.0.

b. Penyimpanan Air Tanah (Groundwater Storage)

Dalam daerah pengaliran kecil yang mana kondisi geologi lapisan bawah adalah tidak tembus air dan mungkin tidak ada air di sungai pada musim kemarau, maka penyimpanan air tanah menjadi nol.

Rumus-rumus yang digunakan :

(2.40)

(2.41)

Dengan :

Vn = Volume air tanah bulan ke n

= Volume air tanah bulan ke (n - 1)

k = qt/qo = faktor resesi aliran air tanah (catchment area recession faktor)

qt = Aliran air tanah pada waktu t (bulan ke t) qo = Aliran air tanah pada awal bulan (bulan ke 0) In = Infiltrasi bulan ke-n

= Perubahan volume air tanah

Faktor resesi air tanah (k) adalah 0 – 1,0. Harga k yang tinggi akan memberikan resesi yang lambat seperti pada kondisi geologi lapisan bawah yang sangat lulus air (permeable).

c. Limpasan (Run Off)

Aliran dasar : Infiltrasi dikurangi perubahan volume air dalam tanah

Limpasan langsung : Kelebihan air (water surplus) – infiltrasi

Limpasan : Aliran dasar + limpasan langsung Debit andalan : Aliran sungai dinyatakan dalam

m³/bulan.

Dalam Erwanto dkk. (2011 : 22-23), perhitungan debit andalan dihitung dengan menggunakan model Mock, model ini didasarkan pada data curah hujan, data klimatologi dan kondisi DAS yang bersangkutan. Adapun data-data yang diperlukan dalam perhitungan model neraca air (water balance) Mock, antara lain:

- Hujan bulanan rata-rata (mm) - Hari hujan bulanan rata-rata (hari) - Evapotranspirasi bulanan (mm/bulan)

(2.42)

(2.43)

(2.44)

(2.45) (2.46) Dengan :

Q Dro

=

=

Debit andalan (m³/dt)

Direct run off (m³/dt/km²)

Bf F Ws I Vn R Et Run off

=

=

=

=

=

=

=

=

Base flow (m³/dt/km²) Catchment area (km²) Water surflus (mm) Infiltasi (mm)

Storage volume (mm) Curah hujan (mm)

Evapotranspirasi Penman modifikasi (mm) Limpasan (mm/bln)

Q = run off × A (m²/dt)