Kuliah 2
BAB 1 : ASAS HIDROLOGI
Proses-Proses Kitaran Hidrologi
- 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.
- Pemeluwapan
§
Proses pembentukkan awan, bentuk wujud cecair.
§
Pemeluwapan wap air menjadi bnetuk awan berlaku
di atas partikal-partikal dalam atmosfera (ATM)
- Perpeluhan
§
Pelepasan air dari permukaan melalui tisu-tisu
ke atmosfera dalam netuk wap.
§
Penggunaan manusia dan tumbuhan sebelum disejat
membentuk awan
- Pintasan
§
Curahan yang dihalang oleh tumbuhan dari terus
ke permukaan bumi.
§
Air yang ditapis oleh tumbuh-tumbuhan tidak
sempat jatuh ke permukaan bumi.
- 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.
- 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 m³
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
