Analisis Neraca Air (Water Balance)

Water balance atau neraca air adalah suatu konsep yang digunakan untuk menghitung keseimbangan antara air masuk dan keluar dari suatu wilayah atau sistem hidrologi. Konsep ini dapat digunakan untuk memahami berbagai aspek terkait air, seperti sumber daya air, distribusi air, dan manajemen air. Dalam water balance, air masuk dapat berasal dari hujan, sungai, dan sumber air lainnya, sedangkan air keluar dapat terjadi melalui penguapan, aliran permukaan, dan infiltrasi ke dalam tanah. Dengan memahami keseimbangan air di suatu wilayah atau sistem hidrologi, dapat dilakukan pengelolaan air yang lebih efektif dan berkelanjutan.

Proyek hidrolika besar harus dirancang untuk perlindungan dari banjir yang sangat besar atau musim kemarau dan biasanya dioperasikan dengan hati-hati. Persoalan-persoalan yang dicermati dalam teknik hidrologi meliputi :

• Aliran banjir yang diperkirakan berada di jalan raya atau gorong-gorong
• Kapasitas waduk diperlukan guna memastikan cukupnya air untuk irigasi atau suplai air bersih selama musim kemarau
• Pengaruh waduk, tanggul dan kontrol lainnya pada aliran banjir di sungai
• Pengaruh pembangunan perkotaan pada kapasitas sistem drainase di masa depan dan kaitannya dengan aliran banjir 
• Delinease dari probabilitas tingkat banjir untuk menambah perlindungan pada proyek buatan manusia dari banjir atau untuk meningkatkan wilayah yang lebih baik

Konsep Analisa Neraca Air

1. Analisis Neraca Air dilakukan untuk mengetahui apakah air yang tersedia cukup memadai untuk memenuhi kebutuhan air, baik untuk memenuhi kebutuhan air minum maupun untuk irigasi. Analisis Neraca Air akan sampai pada kesimpulan berupa seberapa banyak volume air suatu sungai yang dapat dimanfaatkan untuk kepentingan air minum maupun irigasi.
2. Analisis Neraca Air terdiri dari tiga unsur pokok, yaitu analisis ketersediaan air, analisis kebutuhan air, dan analisis neraca air.Ketersediaan air merupakan banyaknya volume air yang terdapat pada suatu Daerah Aliran Sungai (DAS). Jumlah volume air tersebut dapat dipengaruhi oleh luas DAS dan curah hujan yang terjadi. Semakin besar luas DAS dan semakin tinggi curah hujan yang terjadi, semakin besar juga volume air yang tersedia. Demikian juga sebaliknya, semakin kecil luas DAS dan semakin rendah curah hujan yang terjadi, maka semakin sedikit pula volume air yang tersedia. Ketersediaan air digunakan untuk memenuhi berbagai kebutuhan seperti air minum, irigasi, PLTA, industri, dan lain-lain.
3. Setelah dilakukan analisis ketersediaan dan kebutuhan air, digambarkan keseimbangan antara volume ketersediaan dan kebutuhan air terhadap waktu. Hasil kedua analisis tersebut dibandingkan agar dapat dilihat kesetimbangannya. Neraca Air menggambarkan banyaknya volume air yang sisa atau kurang sehingga dapat menyelesaikan permasalahan penggunaan air dari jumlah volume air yang tersedia.
4. Pada saat curah hujan berkumpul di permukaan tanah, penahan di permukaan tanah mengingkat dan pada akhirnya menjadi aliran keluar pada sistem tersebut. Mengabaikan data masukan penguapan secara periodic, semua data masukan curah hujan akhirnya menjadi aliran keluar, tetapi dengan waktu yang terhambat. Perbedaan antara kumpulan aliran keluar dan masuk pada mewakili perubahan dalam penyimpanan. Dengan demikian daerah yang berbayang mewakili penahan dari volume penyimpanan yang akhirnya dilepaskan dari penyimpanan tersebut.
5. Konsep yang sama dapat diaplikasikan pada basins (cekungan kecil) atau watersheds (daerah aliran sungai yang besar atau DAS).

Rumus Neraca Air

Untuk sistem hidrolik, sebuah neraca air dapat dikembangkan untuk memperhitungkan berbagai jalur aliran dan komponen penyimpanan. Sistem yang paling sederhana adalah penahan berbidang miring, yang dibatasi keempat sisinya dengan sebuah outlet tunggal. Tempat parkir dikota kecil mengikuti pola tersebut. Persamaan kontinuitas hidrologi untuk sistem apapun:

Dimana:

I = inflow (vol/time)

Q = outflow (vol/time)

dS/dt = perubahan tampungan (vol/time)

Neraca Air adalah keseimbangan antara ketersediaan serta kebutuhan air yang ada maupun yang direncanakan pada suatu DAS, pada jangka waktu tertentu (minimal 1 tahun). Konsep matematika pada keseluruhan neraca air akan menjadi seperti siklus hidrologi, dalam satuan kedalaman basins (inchi atau cm).

P - R - G - E - T = ∆S

Dimana:

P = presipitasi

R = limpasan permukaan

G = aliran air tanah

E = evaporation

T = transpiration

∆S=change in storage

Sebuah koefisien runoff dapat didefinisikan sebagai rasio R/P. Dengan catatan infiltrasi I adalah sebuah pengurangan sistem permukaan tanah dan penambahan air tanah. Unit inchi atau cm mewakili volume air ketika berlipat ganda pada daerah permukaan DAS.

Lihat juga :

Tugas makalah irigasi

Pengertian debit air sungai

Pengertian siklus hidrologi