5.4. ANALISA DEBIT INFLOW DANAU TOBA
Debit air yang masuk ke Danau Toba bersumber dari aliran: 1.
Presipitasi yang langsung jatuh ke permukaan Danau Toba. 2.
Presipitasi yang jatuh kepermukaan daratan pada DTA Danau Toba. 3.
Suplesi air Qi dari PLTA Lau Renun. Berdasarkan peramaan 4.1a – 4.1b yang telah dijelaskan diatas, maka:
Q
inflow =
Q
1
+ Q
2
+ Q
3
...................... 5.1 dimana; Q
inflow
= debit air air yang masuk ke Danau toba Q
1
= debit presipitasi yang langsung masuk ke danau Q
2
= debit presipitasi yang jatuh ke daratan DTA Danau Toba Q
3
= suplesi air dari PLTA Lu Renun
5.4.1. DEBIT PRESIPITASI YANG LANGSUNG KE DANAU TOBA
Debit Presipitasi yang langsung ke permukaan Danau Toba adalah merupakan curah hujan yang jatuh ke permukaan bumi dalam hal ini curah hujan
langsung masuk ke permukaan danau dan merupakan aliran langsung ke danau dan terjadi penambahan volume.
Berdasarkan penjelasan halaman 72 dari persamaan, maka dapat dihitung sebagai berikut:
Q
1
= P – E x A
a
dimana : Q
1
= debit presipitasi yang langsung ke Danau Toba m³bulan P
= presipitasi rata-rata bulanan mmbulan Aa
= luas permukaan Air Danau Toba km² E
= evaporasi danau
Universitas Sumatera Utara
Dimana analisa presipitasi yang jatuh langsung ke danau berdasarkan peta polygon Thiessen sebagaimana telah dijelaskan pada Bab IV halaman 67, dan
ditunjukkan pada lampiran 9 sampai 12. Analisa perhitungan debit presipitasi P yang langsung ke permukaan danau ditunjukkan pada tabel 5.4 dan keseluruhan pada
perhitungan lampiran 15. Diperoleh rata-rata yang masuk ke danau 172,37 mmtahun lampiran 9.
Tabel 5.4. Debit Presipitasi yang Langsung Jatuh ke Danau pada taahun 1993 Periode
Presipitasi P Evaporasi
danau Debit Presipitasi P
Tahun Bulan
mmbulan mmbulan
m³tahun 1
2 1 - 2 x 1112,411 km
1993 Januari
114.91 32.93
91205.66
Februari 70.20
59.625
11765.07
Maret 106.01
49.125
63283.64
April
200.37 48.825
168574.86
Mei 185.90
48.6
152732.69
Juni 101.41
34.5
74434.74
Juli 59.10
45
15686.09
Agustus 148.63
29.1
132965.55
September 192.93
28.575
182828.32
Oktober 254.38
27.15
252770.12
November 214.62
25.875
209957.57
Desember 228.79
28.5
222799.52
5.4.2. PRESIPITASI YANG JATUH KE PERMUKAAN DARATAN
DAERAH TANGKAPAN DANAU TOBA
Presipitasi yang jatuh ke permukaan daratan di DTA Danau Toba adalah merupakan curah hujan yang jatuh ke permukaan bumi dan tiba di tanah DTA Danau
Toba, kemudian masuk ke danau sebagai limpasan permukaan atau direct run-off Qi dan limpasan air tanah Qg seperti diuraikan pada halaman 72. Perhitungan
Universitas Sumatera Utara
dapat dilihat pada tabel 5.5 serta perhitungan keseluruhan lampiran neraca air 17. Dengan rumus pada persamaan 4.8 halaman 72 sebagai berikut:
Q
2
= Qi + Qg x A
d
........................................ 4.6
Langkah perhitungan neraca air metode DR. F.J. Mock: 5.
Hitung Evapotranspirasi Potensial e.
Data Curah Hujan lampiran 5 f.
Evapotranspirasi lampiran 10 g.
Data Klimatologi lampiran 7 h.
Faktor Karakteristik Hidrologi lampiran 14, Exposed Surface Berdasarkan hasil pengamatan di lapangan untuk seluruh daerah studi yang
merupakan daerah terbuka berbatu dapat diasumsikan untuk faktor m diambil 20 - 40 .
6. Hitung Limitted Evapotranspirasi ET
ET = Ep – E persamaan 4.3 Perhitungan ditunjukkan pada tabel 5.5 dan keseluruhan lampiran 14.
7. Hitung Water Balance Q
1
Water balance adalah presipitasi yang jatuh ke permukaan daratan setelah mengalami penguapan, yaitu nilai Evapotranpirasi Terbatas. lampiran 11
8. Hitung Aliran Dasar baseflow dan Limpasan Langsung direct runoff
Nilai baseflow Qg dan runoff Qi tergantung dari kondisi daerah tangkapan air dan keseimbangan airnya. Data-data yang diperlukan untuk menghitung
besarnya Qi dan Qg adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
•
Koefisien Infltrasi i
Koefisien Infiltrasi menurut theori DR. R. E. Horton, yang diperkirakan berdasarkan kondisi porositas tanah dan kemiringan DTA. Batasan koefisien
infiltrasi adalah 0-1. Kemiringan lahan DTA Danau Toba rata-rata 2.5 lampiran 14
•
Faktor Resesi Aliran k
Faktor resesi aliran k tanah yang dipengaruhi oleh sifat geologi DTA Danau Toba. Dalam perhitungan metode DR. F.J. Mock, besarnya nilai k
berdasarkan hasil penyelidikan proporsi air tanah bulan lalu yang ada bulan sekarang dan disesuaikan dengan kondisi Expose surface. Pada perhitungan k diasumsikan 0,6.
•
Penyimpanan Air Tanah
Menghitung penyimpanan air tanah Ground Water Storage besarnya tergantung pada kondisi geologi setempatdan waktu. Sebagai permulaan simulasi
harus ditentukan penyimpanan awal initial storage terlabih dulu.Lihat tabel 5.5 Persamaan dalam penyimpanan air tanah persamaan 4.5 adalah sebagai
berikut : Vn = k V
n – 1
+ 0.5 1 + k ln V’n = Vn – V
n-1
Dimana : V’n = Volume air tanah bulan ke n
k = faktor resesi aliran tanah
vn-1 = volume air tanah bulan ke n-1
Vn = Perubahan volume air tanah
Universitas Sumatera Utara
Tabel 5.5. Contoh perhitungan Evapotranspirasi dengan F.J. Mock Tahun 1993
NO ITEM
Satuan Ket
JAN FEB
MAR APRIL
MEI JUNI
JULI AGUST
SEPT OKT
NOV DES
I. DATA METEOROLOGI:
1. Hujan bulanan rata-rata P mm
tabel data
114.91 70.20
106.01 200.37
185.90 101.41
59.10 148.63
192.93 254.38
214.62 228.79
2. Hari hujan rata-rata n mm
tabel data
9 8
12 13
12 8
9 11
14 17
16 15
II. EVAPOTRANSPIRASI
POTENSIAL Ep mmhari tabel data
69.17 68.99
72.11 73.16
72.48 71.37
68.27 71.93
70.45 68.63
67.01 65.42
III. LIMIT EVAPOTRANSPIRASI:
3. Exposed Surface m
20 20
20 20
20 20
30 40
50 50
40 30
4. EEp = m20 x 18-n
0.09 0.10
0.06 0.05
0.06 0.10
0.14 0.14
0.10 0.03
0.04 0.05
5. E mm
4 x II
6.225 6.899
4.327 3.658
4.349 7.137
9.216 10.070
7.045 1.716
2.680 2.944
6. ET = Ep - E mm
II - 5
62.946 62.091
67.786 69.498
68.135 64.234
59.050 61.857
63.406 66.912
64.326 62.479
IV. WATER BALANCE: 7. WATER SURPLUS
mm 1 - 6
51.97 8.11
38.23 130.87
117.76 37.18
0.05 86.77
129.52 187.47
150.29 166.31
V. RUN-OFF and Ground Water Storage:
8. Infiltrasi i mm
0.40 x 7
20.79 3.24
15.29 52.35
47.11 14.87
0.02 34.71
51.81 74.99
60.12 66.52
9. 0.5 x 1+k x i mm
k = 0.6
16.63 2.60
12.23 41.88
37.68 11.90
0.02 27.77
41.45 59.99
48.09 53.22
10. k x Vn-1 mm
k = 0.6
0.00 9.98
7.54 11.87
32.25 41.96
32.31 19.40
28.30 41.85
61.10 65.52
11.Vn mm
9 + 10
16.63 12.57
19.78 53.74
69.93 53.86
32.33 47.16
69.75 101.84
109.19 118.73
12. k x Vn-1 mm
k = 0.6
71.24 52.72
33.19 27.25
41.48 47.50
35.64 21.39
29.50 42.57
61.53 65.78
13. Vn Lanjutan mm
9 +12
87.87 55.32
45.42 69.13
79.16 59.40
35.65 49.16
70.94 102.55
109.63 118.99
14. k x Vn-1 mm
k = 0.6
71.40 52.82
33.25 27.29
41.50 47.51
35.64 21.40
29.50 42.57
61.53 65.78
15. Vn Lanjutan mm
9 +14
88.03 55.41
45.48 69.17
79.18 59.41
35.66 49.16
70.95 102.56
109.63 118.99
16. k x Vn-1 mm
k = 0.6
71.40 52.82
33.25 27.29
41.50 47.51
35.64 21.40
29.50 42.57
61.53 65.78
17. Vn Lanjutan mm
9 +14
88.03 55.41
45.48 69.17
79.18 59.41
35.66 49.16
70.95 102.56
109.63 118.99
18. Vn = Vn - Vn-1 mm
-30.97 -32.62
-9.93 23.69
10.02 -19.78
-23.75 13.50
21.78 31.61
7.07 9.37
19. Base Flow Q
g
mm 8 - 18
51.75 35.86
Kategori