Neraca Air

Posted by Farensa Ikman Dedi Setiawan 

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.

Kesetimbangan air dalam suatu sistem tanah-tanaman dapat digambarkan melalui sejumlah proses aliran air yang kejadiannya berlangsung dalam satuan waktu yang berbeda-beda. Beberapa proses aliran air dan kisaran waktu kejadiannya yang dinilai penting adalah: 

Hujan atau irigasi (mungkin dengan tambahan aliran permukaan yang masuk ke petak atau run-on) dan pembagiannya menjadi infiltrasi dan limpasan permukaan (dan/atau genangan di permukaan) dalam skala waktu detik sampai menit.Infiltrasi kedalam tanah dan drainasi (pematusan) dari dalam tanah melalui lapisan- lapisan dalam tanah dan/atau lewat jalan pintas seperti retakan yang dinamakan by-pass flow dalam skala waktu menit sampai jam.Drainasi lanjutan dan aliran bertahap untuk menuju kepada kesetimbangan hidrostatik dalam skala waktu jam sampai hari. 

 Pengaliran larutan tanah antara lapisan-lapisan tanah melalui aliran massa (mass flow) . Penguapan atau evaporasi dari permukaan tanah dalam skala waktu jam sampai hari. Penyerapan air oleh tanaman dalam skala waktu jam hingga hari, tetapi sebagian besar terjadi pada siang hari ketika stomata terbuka. Kesetimbangan hidrostatik melalui sistem perakaran dalam skala waktu jam hingga hari, tetapi hampir semua terjadi pada malam hari pada saat transpirasi nyaris tidak terjadi.  Pengendali hormonal terhadap transpirasi (memberi tanda terjadinya kekurangan air) dalam skala waktu jam hingga minggu. 

 Perubahan volume ruangan pori makro (dan hal lain yang berkaitan) akibat penutupan dan pembukaan rekahan (retakan) tanah yang mengembang dan mengerut serta pembentukan dan penghancuran pori makro oleh hewan makro dan akar. Peristiwa ini terjadi dalam skala waktu hari hingga minggu. Pengaruh utama kejadian adalah terhadap aliran air melalui jalan pintas (by-pass flow) dan penghambatan proses pencucian unsur hara.

A.      Macam-macam Neraca Air 

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

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  keduanya dikenal sebagai evapotranspirasi).

   

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.

 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. Neraca air adalah gambaran potensi dan pemanfaatan sumberdaya air dalam periode tertentu. Dari neraca air ini dapat diketahui potensi sumberdaya air yang masih belum dimanfaatkan dengan optimal. Secara kuantitatif, neraca air menggambarkan prinsip bahwa selama periode waktu tertentu masukan air total sama dengan keluaran air total ditambah dengan perubahan air cadangan (change in storage). Nilai perubahan air cadangan ini dapat bertanda positif atau negatif (Soewarno, 2000). Konsep neraca air pada dasarnya menunjukkan keseimbangan antara  jumlah air yang masuk ke, yang tersedia di, dan yang keluar dari sistem (sub sistem) tertentu. Secara umum persamaan neraca air dirumuskan dengan (Sri Harto Br., 2000).

I     =  O ± ΔS   
  

I   = masukan (inflow)

O = keluaran (outflow) 
Yang dimaksud dengan masukan adalah semua air yang masuk ke dalam sistem, sedangkan keluaran adalah semua air yang keluar dari sistem. Perubahan tampungan adalah perbedaan antara jumlah semua kandungan air (dalam berbagai sub sistem) dalam satu unit waktu yang ditinjau, yaitu antara waktu terjadinya masukan dan waktu terjadinya keluaran. Persamaan ini tidak dapat dipisahkan dari konsep dasar yang lainnya (siklus hidrologi) karena pada hakikatnya, masukan ke dalam sub sistem yang ada, adalah keluaran dari sub sistem yang lain dalam siklus tersebut.

B.       Manfaat Neraca Air 

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

1. Digunakan sebagai dasar pembuatan bangunan penyimpanan 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.

C.      Komponen  Neraca Air

Dalam menghitung neraca air ada beberapa komponen yang perlu di perhatikan,antara lain :
Kapasitas menyimpan air (jumlah ruang pori)
Infiltrasi
Run off
Evapotranspirasi
Curah hujan
Jenis vegetasi

D.      Hubungan Neraca Air dengan Siklus Hidrologi

    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. Semakin cepat siklus hidrologi terjadi maka tingkat neraca air nya semakin dinamis. Kesetimbangan air dalam suatu sistem tanah-tanaman dapat digambarkan melalui sejumlah proses aliran air yang kejadiannya berlangsung dalam satuan waktu yang berbeda-beda. 

Kesimpulan

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

Sifat tanah yang merupakan komponen-komponen neraca air, misalnya kapasitas menyimpan air (jumlah ruang pori), infiltrasi, kemantapan pori sangat dipengaruhi oleh macam penggunaan lahan atau jenis dan susunan tanaman yang tumbuh di tanah tersebut.
Terdapat 3 model neraca air yaitu, model neraca air umum, air lahan, dan tanaman.

Manfaat dari adanya neraca air ini antara lain digunakan sebagai dasar pembuatan bangunan penyimpanan dan pembagi air serta saluran-salurannya, sebagai dasar pembuatan saluran drainase dan teknik pengendalian banjir, sebagai dasar pemanfaatan air alam untuk berbagai keperluan pertanian seperti tanaman pangan – hortikultura, perkebunan, kehutanan hingga perikanan.

 Saran  

Penjelasan mengenai perhitungan neraca air sebaiknya di dalami dengan baik agar 

mahasiswa faham tentangperhitungan neraca air yang baik dan dilakukan dengan hati–hati

karena banyak faktor yang harus dihitung, untuk mendapatkan hasil yang baik, mekaa

perhitungan dari masing-masing faktor perlu di perhatikan.

Sumber :

Arsyad. 1989. Konservasi Tanah dan Air. Penerbit Institut Pertanian Bogor. Bogor

Nasir A.N, dan S. Effendy. 1999. Konsep Neraca Air Untuk Penentuan Pola Tanam. Kapita Selekta Agroklimatologi Jurusan Geofisika dan Meteorologi Fakultas Matematika dan IPA. Institut Pertanian Bogor.

Soewarno. 2000. Hidologi Operasional. Bandung : Nova.

Sosrodarsono, S. 1985. Hidrologi untuk Pemgairan. PT. Paradyna Paramita. Jakarta.

Sri Harto, BR. 2000). Hidrologi: Teori, Masalah, Penyelesaian. Yogyakarta: Nafiri.