Pemodelan Debit Sintesis

Dalam merencanakan sumber daya air, data debit merupakan data yang paling penting. Data debit ini dibutuhkan secara runtut dan berkesinambungan, namun sering kali data debit ini hilang atau tidak lengkap.

Oleh karena itu, dibutuhkan debit aliran sintesis dengan simulasi curah hujan-limpasan (rainfall – run off) berdasarkan data hujan serta evapotranspirasi.

Grand River Conservation Authority/E. Dionisio

Konsep yang digunakan untuk mengolah data tersebut ialah konsep model tampungan yang menjelaskan hubungan antara hujan dan aliran permukaan DAS.

Model NRECA

Metode ini merupakan permodelan matematik hubungan hujan dan limpasan yang dikembangkan di Amerika Serikat oleh Norman H. Crowford dari National Rural Electrical Cooperation Agency (NRECA).

Metode NRECA dianjurkan dalam menghitung debit andalan untuk curah hujan yang relatif kecil dan juga sesuai untuk daerah cekungan yang setelah hujan berhenti masih terdapat aliran air sungai selama beberapa hari. Kondisi ini bisa terjadi apabila tangkapan hujan cukup luas hingga diatas 100 hektar (1 km2).

Metode NRECA ini menstimulasikan kesetimbangan air bulanan pada daerah tangkapan yang dimaksud untuk menghitung total limpasan dari nilai curah hujan bulanan, evapotranspirasi, kelembapan tanah, serta ketersediaan air tanah.

Permodelan ini didasarkan pada proses kesetimbangan air yang umunya yaitu hujan turun di atas permukaan tanah dan tumbuhan kemudian sebagian akan menguap, sebagian menjadi aliran permukaan, dan sebagian lagi akan masuk ke tanah melalui infiltasi.

Perbedaan dengan permodelan lainnya yaitu parameter yang digunakan dalam permodelan ini.

Model F.J. Mock

Metode ini ditemukan oleh Dr.  F.J. Mock pada tahun 1973 dan didasarkan pada fenomena alam di beberapa tempat di Indonesia.

Dengan metode ini, besarnya aliran dari data curah hujan, karakteristik hidrologi daerah pengaliran sungai (DAS) dan evapotranspirasi dapat dihitung.

Dasar dari metode ini adalah hujan yang jatuh pada catchment area sebagian akan hilang sebagai evapotranspirasi, sebagian akan langsung menjadi aliran permukaan (direct run off) dan sebagian lagi akan masuk kedalam tanah (infiltrasi).

Infiltrasi pertama akan menjenuhkan top soil, kemudian menjadi perkolasi membentuk air bawah tanah (ground water) yang kemudian akan keluar ke sungai sebagai aliran dasar atau base flow.

Metode F.J mock memperhitungkan volume air yang masuk, keluar dan yang disimpan di dalam tanah (soil storage).

Volume air yang masuk adalah hujan, volume air yang keluar adalah infiltrasi, perkolasi dan yang paling dominan adalah evapotranspirasi.

Secara keseluruhan, perhitungan debit andalan dengan Metode F.J Mock ini mengacu pada water balance, dimana volume air total yang ada di bumi adalah tetap, hanya sirkulasi dan distribusinya yang bervariasi.

Model Sacramento

Model Sacramento merupakan salah satu model konseptual yang berupaya memperhitungkan secara lebih detail pengaruh parameter tanah terhadap kandungan airnya atau kapasitas tampungan tanah terhadap aliran air permukaan.

Model ini dikembangkan oleh National Weather Service Forecast Center di Sacramento, California, Amerika Serikat.

Konsep dasar Model Sacramento adalah menyatakan daerah pengaliran atas beberapa waduk/tampungan yang saling berhubungan dan mempunyai kapasitas tertentu. Dalam hal ini perhitungan dibagi dalam beberapa komponen yaitu terdiri dari:

• Lahan Catchment
• Intensitas Perkolasi
• Aliran Air Tanah
• Evaporasi
• Debit Aliran Sungai
• Parameter Model Sacramento

Debit Andalan

Setelah debit sintesis ditentukan dengan beberapa metode diatas, maka selanjutnya adalah menentukan Debit Andalan.

Debit Andalan adalah besarnya debit yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan air  dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan.

Atau dengan kata lain, Debit Andalan adalah debit yang disesuaikan sedemikian rupa dengan keadaan yang sebenarnya.

Dalam perencanaan proyek–proyek penyediaan air terlebih dahulu harus dicari debit andalan (dependable discharge), yang tujuannya adalah untuk menentukan debit perencanaan yang diharapkan selalu tersedia di sungai (Soemarto, 1987).

Debit tersebut digunakan sebagai patokan ketersediaan debit yang masuk ke waduk pada saat pengoperasiannya. Untuk menghitung debit andalan tersebut, dihitung peluang 80 % dari debit infow sumber air pada pencatatan debit pada periode tertentu.

Dalam menentukan besarnya debit andalan dengan peluang 80 % digunakan probabilitas Metode Weibull, dengan rumus:

Dengan :
P   =  peluang (%)
m  =  nomor urut data
n   =  jumlah data