Ahad, 3 Januari 2016

KULIAH 2 BAB 1 : ASAS HIDROLOGI


Kuliah 2
BAB 1 : ASAS HIDROLOGI


Proses-Proses Kitaran Hidrologi

  1. Curahan
    • Dikenali sebagai mendakan
    • Air yang turun dari air ke permukaan bumi dalam sebarang bentuk.
    • Terjadi dalam bentuk kerpasan seperti hujan, hujan air batu, salji & embun.
    • Terjadi selepas proses pemejalwapan dan pemeluwapan.

  1. Pemeluwapan
§  Proses pembentukkan awan, bentuk wujud cecair.
§  Pemeluwapan wap air menjadi bnetuk awan berlaku di atas partikal-partikal dalam atmosfera (ATM)

  1. Perpeluhan
§  Pelepasan air dari permukaan melalui tisu-tisu ke atmosfera dalam netuk wap.
§  Penggunaan manusia dan tumbuhan sebelum disejat membentuk awan

  1. Pintasan
§  Curahan yang dihalang oleh tumbuhan dari terus ke permukaan bumi.
§  Air yang ditapis oleh tumbuh-tumbuhan tidak sempat jatuh ke permukaan bumi.
  1. Resapan
§  Proses resapan air di dalam tanah
§  Pergerakan air dari permukaan bumi ke dalam tanah.
§  Keadaannya berbeza-beza bergantung kepada ciri-ciri tanah, kandungan lembapan, intensiti tempoh hujan, suhu.
 
  1. Sejatan
§  Satu proses air permukaan ke ATM, pertukaran air dalam bentuk cecair kepada wap/pepejal kepada wap.
§  Dikenali sebagai pemeluwapan dimana air bergerak dari permukaan bumi ke ATM.
§  Sejatan akan tinggi bila suhu tinggi.

Keseimbangan Air

  • Persamaan keseimbangan air ( water balance eq) digunakan untuk menggambarkan komponen masuk (input) dan komponen keluar (output) dalam sistem hidrologi atau lembangan.
  • Hujan sebagai komponen masuk yang terbesar dalam ruang dan masa
  • Aliran sungai sebagai komponen keluar dalam satu lembangan.
  • Sejatan, perpeluhan dan air bumi juga sebagai output tetapi pada nilai yang kecil dibandingkan dengan aliran sungai.
  • Persamaan keseimbangan air boleh ditulis.
 I(input) = O(output)
I – O     = ds @  Δs
                 dt
                    ( P + R + B ) – ( F + ET ) = Δs
          P = ET + Q + Δs + ΔG
  • Dimana :   P = Curahan
                     ET = Sejat peluhan
                             R = Hujan Lebihan / hujan berkesan
                             Q = Aliran Sungai
                              B = Aliran Sub-permukaan
                              F = Resapan
                             Δs = Perubahan simpanan
                             ΔG = Perubahan dalam aliran air bumi
CONTOH 1

Dalam satu tekanan, sebuah lembangan tadahan hujan seluas 1000km2 menerima hujan purata tahunan sebanyak 1000mm. Kadaralir purata tahunan bagi sungai yang mengalir di kawasan tadahan hujan tersebut adalah 19 m³/s. Tentukan nilai sejat peluham ET tahunan kawasan tersebut.

Penyelesaian
            Ukur dalam hujan tahunan , P = 1000mm/tahun
            Luas kawasan tadahan ,       A = 1000km2
            Kadar purata tahunan,Q purata= 19 m³/s
            Kadar alir tahunan,              Q = ET + Q + Δs + ΔG
                                                                        ET = P – Q
 Ukur dalam bagi aliran sungai untuk keseluruhan kawasan

                                    Q = Isipadu aliran sungai
                                           Luas kawasan tadahan
                                        = 5.99 X 1017
                                           1000 X 1012
                                        = 591 mm /thn

                                  ET = P – Q
                                        = 1000mm/thn – 591mm/thn
                                        = 409 mm/thn

 CONTOH 2

Sebuah lembangan sungai pasir dijangka menerima hujan sebanyak 250mm dari awal oktober 2007 hingga akhir disember 2007. Penyejatan, E dan penyusupan, I dianggarkan sebanyak 35mm & 25mm dalam jangka masa tersebut. Luas kawasan tadahan 90km2  tedapat sebuah takungan di kawasan ini. anggarkan isipadu larian terus,V dalam m³ jika paras takungan tidak berubah dalam tempoh tersebut.

Penyelesaian

            Hujan , P = 350 mm
     Penyejatan, E = 35 mm
     Penyusupan,I = 25             mm
                Luas,A = 90km2
                      

                       Kedalaman hujan berkesan , R = P – E – I
                                                                        = 350 – 35 – 25
                                                                        = 290 mm

                       Isipadu larian terus , V     =  RA
                                                                =  290      X 90 x 106
                                                                   1000
                                                                = 2.61 x 107

 CONTOH 3

Skudai dijangka akan menerima hujan sebanyak 500mm dalam tempoh 2 bulan. Resapan sub-permukaan ialah 40mm dan sejat perpeluhan ialah 150% daripada kapasiti resapan, sub-permukaan. Pada masa an ialah 300 km2 . Sebanyak 25% daripada kawasan tadahan dirangkumi oleh tasik. Tentukan :

a)      Kedalaman hujan lebihan
b)      Isipadu larian terus ( dalam unit liter )
c)      Perubahan simpanan dalam unit turus (m)
d)     Bilangan penduduk yang menerima bekalan air untuk tempoh berkenaan, jika pengguna harian ialah 250 ℓ / kapita

Penyelesaian

            P = 500mm
            t = 2bln
            F= 40mm
            B= 200            mm
            A= 300 km2

a)      Kedalaman Hujan Berkesan, R = P + B – ET – F
                                                        = 500 + 200 – 60 – 40
                                                        = 600mm

b)      Isipadu Larian Terus, V            = RA
                                                              =  600 x  300x106 m2
                                                                 1000
                                                              = 1.8 x 108 m³ x  1000L
                                                                                           1 m³
                                                              = 1.8 x 1011
c)      Perubahan simpanan dalam unit turus , m

                       Δ = A x 25%
                          = 300 x  25
                                       100
                          = 7.5 x 107 m2

                       H = V   = 1.8 x 108 m3
                              A       7.5 x 107 m2
                                    = 2.4m

d)     Bilangan penduduk dalam masa 2 bulan
                 2 bulan = 60 hari
                                    = 250 L / kapita x 60 hari
                                    = 1.5 x 104 L/ kapita

            Bilangan penduduk yang boleh dibekalkan
                                    = isipadu larian terus
                                       Pengguna air/ kapita
                                    = 1.8 x 1011L
                                                    1.5 x 104 L
                                    = 12 000 000 orang.

 CONTOH 4

Sebuah kolam simpanan mempunyai jumlah simpanan air sebanyak 20x103 m3 pada suatu masa yang telah diambil. Bacaan kadaralir masuk dan kadaralir keluar masing-masing adalah 10 m3 /s dan 15m3 /s. selepas 1 jam kemudian bacaan kadaralir masuk dan kadaralir keluar bertukar kepada 15 m3 /s dan 16 m3 /s. kirakan perubahan simpanan air dan jumlah simpanan air yang baru selepas 1jam.

Penyelesaian
                      
                       Jumlah simpanan air = 20x103 m3
                       Kadaralir masuk awal = 10 m3 /s
                       Kadaralir keluar awal = 15 m3 /s
                       Kadaralir masuk akhir = 15 m3 /s
                       Kadaralir keluar akhir =  16 m3 /s


            Δs = ( I – O) Δt
                 =   ( I1 + I2 )  -    (O1 + O2 )     Δt
                            2                    2
          =     ( 10 + 15)(15+16)          x 3600s
                        2                 2
          =  - 10,800 m3

Jumlah simpanan air yang baru
            As  = S1 + S2
            S2  =  S1  + As 
                  = Jumlah simpanan awal + perubahan simpan selepas 1 jam
            = 20x103 m3 + (- 10,800 m3)
            = 9200 m3


CONTOH 5

Sebuah kawasan tadahan seluas dengan keluasan 4571 batu2 menerima hujan sebanyak 42.5 inci setahun, jika discaj tahunan adalah 5102 ka3/s. Hitung amaun evapotranpirasi untuk tahun berkenaan. 1 batu = 5280 kaki

Penyelesaian

            Luas kawasan tadahan, A = 4571 batu2
                                                      = 4571 x 5280
                                                      = 1.27 x 10 11 ka2

            Prespitasi = 42.5 in
            Discaj tahun,Q = 5102 ka3/s

Discaj tahunan adalah terhad dari hujan lebihan akan membentuk laluan terus. Andaikan ke semua hujan lebihan membentuk larian terus.

            Isipadu larian terus = 5102 x 365 x 24 x 60 x 60
                                            = 1.61 x 1011 ka3
           
            Kedalaman larian terus = (1.61 x 1011)
                                                      1.27 x 10 11
                                                  = 1.26 kaki
                                                  = 15.15 inci

            Amaun Evapotranpirasi , ET = P – R
                                                           = 42.5 – 15.15
                                                           =27.3 in

Tiada ulasan:

Catat Ulasan