Panduan menghitung timbulan leachate/lindi beserta dengan contohnya menggunakan metode thorntwaite

Lindi yang timbul setelah pengoperasian selesai, dapat diperkirakan dengan menggunakan suatu metoda yang disebut Metoda Neraca Air (Water Balance Method). Metoda ini didasari oleh asumsi bahwa lindi hanya dihasilkan dari curah hujan yang berhasil meresap masuk ke dalam timbunan sampah (perkolasi). Beberapa sumber lain seperti air hasil dekomposisi sampah, infiltrasi muka air tanah, dan aliran air permukaan lainnya dapat diabaikan. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kuantitas perkolasi dalam Metoda Neraca Air ini adalah:

  • Presipitasi
  • Evapotransipitasi
  • Surface run-off, dan
  • Soil moisture storage.

 Gambar 2 berikut menggambarkan sistem input-output dari neraca air, dengan persamaan:

PERC = P -(RO) – (AET) -(ΔST)
I = P – (R/O)
APWL =∑NEG (I- PET)
AET = (PET) + [ (I – PET) – (ΔST)]
  • PERC = perkolasi, air yang keluar dari sistem menuju lapisan di bawahnya, akhirnya menjadi leachate (lindi)
  • P =presipitasi rata-rata bulanan dari data tahunan
  • RO = limpasan permukaan (runoff) rata-rata bulanan dihitung dari presipitasi serta koefisien limpasan
  • AET = aktual evapotranspirasi , menyatakan banyaknya air yang hilang secara nyata dari bulan ke bulan
  • ΔST = perubahan simpanan air dalam tanah dari bulan ke bulan, yang terkait dengan soil moieture stotage
  • ST = soil moisture storage, merupakan banyaknya air yang tersimpan dalam tanah pada saat keseimbangan
  • I = infiltrasi, jumlah air terinfiltrasi ke dalam tanah
  • APWL = accumulated potential water loss , merupakan nilai negatif dari (I-PET) yang merupakan kehilangan air secara kumulasi
  • I- PET = nilai infiltrasi dikurang potensi evapotranspirasi; nilai negarif menyatakan banyaknya infiltrasi air yang gagal untuk dipasok pada tanah, sedang nilai positip adalah kelebihan air selama periode tertentu untuk mengisi tanah.
  • PET = potensial evapotranspirasi, dihitung berdasarkan atas nilai rata-rata bulanan dari data tahunan

Gambar 2. Input – output konsep neraca air

Dengan menganggap aliran air ke bawah sebagai sistem berdimensi-satu, maka model neraca air yang dikembangkan oleh Thorntwaite [Thorntwaite], dapat digunakan untuk menghitung perkolasi air dalam tanah penutup menuju lapisan sampah di bawahnya.

Salah satu keuntungan penggunaan tanah penutup akhir dalam mengurangi timbulnya lindi adalah dari kemampuan penyerapan airnya. Air akan tertahan dalam tanah sampai menyamai angka field capacity-nya. Air yang terkandung oleh tanah bergantung pada jenis tanah dan berkurang dengan adanya evapotranspirasi dan bertambah kembali akibat infiltrasi. Tanpa adanya tanaman, setelah periode yang lama, tanah akan mempunyai kandungan air setinggi field capacity. Bila terdapat tanaman, maka akar mengambil air dan menguapkannya sehingga air akan berada di bawah field capacity tersebut. Pada saat air mencapai wilting points, maka akar tidak dapat lagi mengambil air dalam tanah tersebut (Lihat Gambar 3). Porositas, field capacity, dan wilting point mempunyai nilai antara 0 hingga 1. Porositas harus lebih besar dari field capacity, dimana perubahannya harus lebih besar dari wilting point. Wilting point harus lebih besar dari nol. Nilai dari porositas, field capacity dan wilting point tidak digunakan untuk liner, kecuali untuk nilai awal kadar air dari liner ke nilai porsitas.

Gambar 3 menggambarkan bahwa air akan tertahan dalam tanah sampai menyamai angka field capacity -nya. Air yang terkandung oleh tanah bergantung pada jenis tanah dan berkurang dengan adanya evapotranspirasi dan bertambah kembali akibat infiltrasi. Tanpa adanya tanaman, setelah periode yang lama, tanah akan mempunyai kandungan air setinggi field capacity-nya. Bila terdapat tanaman, maka akar mengambil air dan menguapkan sehingga air akan berada di bawah field capacity tersebut. Pada saat air mencapai wilting points, maka akar tidak dapat lagi mengambil air dalam tanah tersebut. Di bawah titik ini kandungan air dikenal sebagai air higroskopis (Hygroscopic water) yaitu air yang terikat pada partikel-partikel tanah dan tidak dapat dikurangi oleh transpirasi. Dengan demikian, air tersedia (Available water) berkisar antara wilting points dan field capacity. Air inilah yang akan mengalami pergerakan kapiler dan jumlah ini berubah karena evapotranspirasi dan infiltrasi. Tabel 1 di bawah ini adalah jumlah air yang tersedia pada berbagai jenis tanah.

Gambar 3. Konsep kandungan air dalam tanah

Tabel 1. Jumlah air yang dapat diserap oleh beberapa jenis tanah (mm/m) (Water Balance Method, EPA 1975)

Jenis tanah Field capacity Wilting point Jumlah air yang tersedia (available water)
Fine Sand 120 20 100
Sandy Loam 200 50 150
Silty Loam 300 100 200
Clay Loam 375 125 250
Clay 450 150 300
Sampah 200-350

Satuan yang digunakan dapat berupa milimeter-air per meter tinggi media. Contoh, bila yang digunakan untuk penutupan sebuah landfill adalah silty clay dengan ketebalan 0,5 m, maka diperkirakan jumlah air yang dapat diserap pada field capacity-nya adalah 0,5 m x 250 mm/m = 125 mm.

Beberapa nilai karakteristik tambahan yang perlu dicatat adalah (HD Sharma and SP Lewis)

  • Total porosity:
    • Sampah kota = 0,67
    • Tanah dikompaksi = 0,40
    • Fly ash dari electric plant = 0,541
    • Bottom ash = 0,578
    • Slag fine copper = 0,375
  • Moisture content: sampah kota = 15 – 40 %
  • Field capacity:
    • Sampah = 224
    • Clay liner dikompaksi = 356
    • Fly ash dari electric plant = 187
    • Slag fine copper = 55
  • Wilting point:
    • Sampah kota = 84,1
    • Liner tanah clay dikompaksi = 290
    • Fly ash dari electric plant = 47,1
    • Bottom ash = 64,9
    • Slag fine copper = 20
  • Saturated hydraulic conductivity:
    • Sampah kota = 1 x 10-3 s/d 4 x 10-1 cm/det
    • Liner tanah clay dikompaksi = 1 x 10-7 s/d 4 x 10-8 cm/det
    • Fly ash dari electric plant = 5 x 10-5 cm/det
    • Bottom ash = 4 x 10-3 cm/det
    • Slag fine copper = 4 x 10-2 cm/det

Evapotranspirasi terjadi karena adanya penguapan dari tanah, dan transpirasi, yaitu pernafasan tumbuhan yang terdapat pada lapisan tanah penutup. Jumlah air yang hilang atau kembali ke atmosfer lebih besar pada transpirasi dibandingkan pada evaporasi. Tumbuhan berfungsi untuk menahan air agar air tidak diteruskan ke lapisan sampah, dan bagian daun akan menguapkan air tersebut. Evapotranspirasi yang sebenarnya terjadi (Actual Evapotranspiration = AET) tergantung persediaan air dalam tanah (soil moisture storage). Angka AET ini tidak sama dengan data ET dari stasiun meteorologi. Angka ET ini terjadi pada kondisi air yang selalu tersedia. Angka ET stasiun meteorologi ini disebut Potential Evapotranspiration (PET) atau evapotranspirasi maksimum yang dapat terjadi.

Bila soil moisture storage mendekati field capacity, ET mencapai nilai maksimumnya, tetapi bila soil moisture mendekati wilting point, ketersediaan air yang terbatas itu akan mengurangi laju ET. Metoda untuk mengetahui air yang dapat diserap setelah terjadi PET tertentu telah dikembangkan oleh Thorntwaite. PET dihitung dengan eksperimen maupun dengan metode empirik.

Umumnya tidak tersedianya data evapotranspirasi, maka nilai PET dikembangkan dari nilai evaporasi hasil pengukuran dilapangan dengan evaporimeter, yang memerlukan suatu faktor koreksi tertentu. Faktor koreksi ini dihitung dengan menggunakan perbandingan antara evapotranspirasi tanah berumput yang terairi dengan baik, dengan Panevaporasi klas A, yaitu Pan yang terletak pada tanah berumput. Cara lain adalah dengan pendekata n empirik, seperti metode-metode Thorntwaite, Blaney -Criddle, Penmann atau metode Christiansen. Berikut ini diberikan contoh metode neraca air dengan Thornwaite dengan parameter PET yang dihitung dengan pendekatan Thorntwaite.

Gambar Penentuan jenis tanah berdasarkan kandungan versi USDA

Contoh perhitungan metode Thorntwaite:

Uraian di bawah ini menunjukkan penerapan dari cara perhitungan tinggi perkolasi (lindi) dengan menggunakan metoda neraca air. Data Klimatologi yang digunakan sebagai input pada Neraca Air Thorntwaite:

  • Data Presipitasi ( Rata-rata bulanan tahunan)
  • Data Temperatur udara (Rata-rata bulanan tahunan)
  • Posisi geografis stasiun meteorologi setempat

Diberikan data klimatologi pada stasiun meteorologi kota Bandung tahun 1989– 2001 (Tabel 2 dan 3). Dengan posisi geografis terletak pada 6° 10’ BS

Diketahui data desain Landfill adalah sebagai berikut:

  • Tanah yang digunakan sebagai penutup akhir adalah: 60% sand, 10% clay, 30% silt.
  • Ketebalan tanah penutup 0,6 m dan memiliki 2 % slope datar pada permukaannya.
  • Sampah, tanah penutup, dan tanaman penutup ditempatkan pada saat bulan pertama yaitu pada permulaan perhitungan. Jadi, perkolasi yang terjadi sebelum penempatan tanah penutup akhir diabaikan.
  • Permukaan ditanami tanaman rumput dengan akar sedang.

Langkah-langkah:

  • [1]. Menentukan jenis tanah yang digunakan sebagai final cover sesuai USDA. Dengan memperhatikan segitiga tekstur, maka berdasarkan persen komposisi tanah yang digunakan sebagai penutup akhir didapatkan jenis tanah adalah sandy loam
  • [2]. Selanjutnya dengan melihat pada Tabel 1, diperoleh jumlah air tersedia (yang dapat disimpan) pada jenis tanah sandy loam, yaitu, 150 mm/m. Apabila pada data desain landfill terdapat timbunan sampah, maka digunakan persamaan (1) untuk menghitung jumlah air yang dapat disimpan pada tanah penutup dan sampah, yaitu:

Tabel 2. Curah Hujan Bulanan Stasiun Geofisika Bandung 1989 – 2001

Thn Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des
1989 346.8 134.5 184.6 273 301.1 111.5 46.5 138.5 22.2 93.3 170 421.7
1990 272.4 386.8 116 225.3 116.8 55.2 81.1 162.1 137.5 25.1 188.2 278.2
1991 39.3 75.8 443.6 169 34.9 1.5 6.7 0 87.7 37.7 489.1 341
1992 317 254.3 406.3 335.6 178 62.1 117.2 140 80 220.9 433.9 340
1993 241.6 101.6 390.7 173.6 114.4 118.7 14.3 96.1 80.4 122.7 236.6 241.6
1994 339.5 225.6 363.2 425.7 85.4 65.5 0 11.7 55.5 51.6 223.1 163.6
1995 185.6 120 273.8 163 189.1 129.6 50.5 0 70.2 229.9 387 125.8
1996 292.4 166.3 229.7 245.6 99 52.8 89.7 107.6 142 292.3 610.2 229.9
1997 139.1 105.5 189 227.2 291.4 4 15.1 16.5 1.4 37 111.4 318.8
1998 184 409.3 481.2 275.4 178.5 236.9 118.5 74.6 134.3 196.6 217.3 97.6
1999 192.3 174 239.2 130.4 248.3 67.4 70.5 23 18.7 265.7 288.8 233.2
2000 265.3 136.2 147.2 248.1 239.1 47.4 80.7 19.8 44.8 152.4 291.3 70.7
2001 219.6 205.5 209 235.3 83.1 87.5 187.2 53.9 107.3 408 564.4 46.4

 

Tabel 3. Temperatur Bulanan Stasiun Geofisika Bandung 1989 – 2001

Thn

Jan

Feb

Mar

Apr

Mei

Jun

Jul

Ags

Sep

Okt

Nov

Des

1989

22.7

22.6

23

23.2

22.5

22.6

22.5

22.5

23.5

23.6

23.7

23.0

1990

22.4

22.6

23

22.7

23.2

22.8

22.2

22.7

23.0

24.1

24.1

22.9

1991

23.7

23.1

22.5

23.2

23.2

22.3

22.6

22.7

23.3

23.9

22.2

22.6

1992

22.3

22.3

22.5

22.8

23.3

22.8

22.1

22.6

22.7

22.4

22.5

22.9

1993

22.6

22.5

22.5

22.9

23.5

23.0

23.0

22.9

23.3

23.9

23.6

23.3

1994

22.7

22.9

22.8

23.0

22.7

22.6

21.8

22.1

23.1

23.8

23.7

23.4

1995

23.0

23.1

23.1

23.5

23.5

23.2

23.2

22.9

23.6

23.4

23.0

23.7

1996

23.0

22.9

23.0

23.4

23.4

23.2

22.7

22.6

23.6

24.2

23.6

23.2

1997

22.5

23.1

23.6

23.0

23.2

22.6

22.4

23.1

23.5

24.4

23.9

23.6

1998

24.1

23.5

23.4

23.6

24.2

23.2

23.1

23.4

23.6

23.4

23.4

23.5

1999

23.1

22.8

23.2

23.3

22.6

22.6

22.2

22.4

23.4

23.1

23.1

23.1

2000

22.7

22.8

23.1

22.3

23.6

22.8

22.9

23.0

23.2

23.7

23.3

23.9

2001

22.7

22.7

23.1

23.3

23.5

23.1

22.4

23.2

23.8

22.7

23.1

24.0

  1
  • [3]. Merata-ratakan data presipitasi dan temperatur secara bulanan sehingga diperoleh hasil sebagai berikut.

Rata-rata

Jan

Feb

Mar

Apr

Mei

Jun

Jul

Ags

Sep

Okt

Nov

Des

Presipitasi

232

184

287

236

158

78

71

63

71

154

315

240

Temperatur

22.8

22.9

23.1

23.1

23.3

22.9

22.6

22.8

23.4

23.6

23.3

23.3

  • [4]. Menghitung potensi evapotranspirasi menggunakan metode Thorntwhaite.
    • Menghitung indeks panas untuk tiap bulannya dengan persamaan:
  2
  • Menghitung nilai Potensi Evapotranspirasi (PET) dengan persamaan (3)
  3

dimana konstanta a dan c tergantung dari lokasi. (c = 1.62)

a = 0,000000675.I3 – 0.0000771.I2 + 0.01792.I + 0,49239 4
  • Melakukan kalibrasi menggunakan faktor lama penyinaran matahari (Tabel 4) berdasarkan posisi geografis stasiun meteorologi setempat (6° 10’ BS)
  • Menghitung nilai PET yang sudah dikalibrasi.
PET = r * UPET (b) 5

Tabel 4. Koefisien penyesuaian menurut bujur dan bulan

Bulan

J

F

M

A

M

J

J

A

S

O

N

D

B.U.

0

1.04

0.94

1.04

1.01

1.04

1.01

1.04

1.04

1.01

1.04

1.01

1.04

5

1.02

0.93

1.03

1.02

1.06

1.03

1.06

1.05

1.01

1.03

0.99

1.02

10

1.00

0.91

1.03

1.03

1.08

1.06

1.08

1.07

1.02

1.02

0.98

0.99

15

0.97

0.91

1.03

1.04

1.11

1.08

1.12

1.08

1.02

1.01

0.95

0.97

20

0.95

0.9

1.03

1.05

1.13

1.11

1.14

1.11

1.02

1.00

0.93

0.94

25

0.93

0.89

1.03

1.06

1.15

1.14

1.17

1.12

1.02

0.99

0.91

0.91

26

0.92

0.88

1.03

1.06

1.15

1.15

1.17

1.12

1.02

0.99

0.91

0.91

27

0.92

0.88

1.03

1.07

1.16

1.15

1.18

1.13

1.02

0.99

0.90

0.90

28

0.91

0.88

1.03

1.07

1.16

1.16

1.18

1.13

1.02

0.98

0.90

0.90

29

0.91

0.87

1.03

1.07

1.17

1.16

1.19

1.13

1.03

0.98

0.90

0.89

30

0.90

0.87

1.03

1.08

1.18

1.17

1.20

1.14

1.03

0.98

0.89

0.88

31

0.90

0.87

1.03

1.08

1.18

1.18

1.20

1.14

1.03

0.98

0.89

0.88

32

0.89

0.86

1.03

1.08

1.19

1.19

1.21

1.15

1.03

0.98

0.88

0.87

33

0.88

0.86

1.03

1.09

1.19

1.20

1.22

1.15

1.03

0.97

0.88

0.86

34

0.88

0.85

1.03

1.09

1.20

1.20

1.22

1.16

1.03

0.97

0.87

0.86

35

0.87

0.85

1.03

1.09

1.21

1.21

1.23

1.16

1.03

0.97

0.86

0.85

36

0.87

0.85

1.03

1.10

1.21

1.22

1.24

1.16

1.03

0.97

0.86

0.84

37

0.86

0.84

1.03

1.10

1.22

1.23

1.25

1.17

1.03

0.97

0.85

0.83

38

0.85

0.84

1.03

1.10

1.23

1.24

1.25

1.17

1.04

0.96

0.84

0.83

39

0.85

0.84

1.03

1.11

1.23

1.24

1.26

1.18

1.04

0.96

0.84

0.82

40

0.84

0.83

1.03

1.11

1.24

1.25

1.27

1.18

1.04

0.96

0.83

0.81

41

0.83

0.83

1.03

1.11

1.25

1.26

1.27

1.19

1.04

0.96

0.82

0.80

42

0.82

0.83

1.03

1.12

1.26

1.27

1.28

1.19

1.04

0.95

0.82

0.79

43

0.81

0.82

1.02

1.12

1.26

1.28

1.29

1.20

1.04

0.95

0.81

0.77

44

0.81

0.82

1.02

1.13

1.27

1.29

1.30

1.20

1.04

0.95

0.80

0.76

45

0.80

0.81

1.02

1.13

1.28

1.29

1.31

1.21

1.04

0.94

0.79

0.75

46

0.79

0.81

1.02

1.13

1.29

1.31

1.32

1.22

1.04

0.94

0.79

0.74

47

0.77

0.80

1.02

1.14

1.30

1.32

1.33

1.22

1.04

0.93

0.78

0.73

48

0.76

0.80

1.02

1.14

1.31

1.33

1.34

1.23

1.05

0.93

0.77

0.72

49

0.75

0.79

1.02

1.14

1.32

1.34

1.35

1.24

1.05

0.93

0.76

0.71

50

0.74

0.78

1.02

1.15

1.33

1.36

1.37

1.25

1.06

0.92

0.76

0.70

B.S.

5

1.06

0.95

1.04

1.00

1.02

0.99

1.02

1.03

1.00

1.05

1.03

1.06

10

1.08

0.97

1.05

0.99

1.01

0.96

1.00

1.01

1.00

1.06

1.05

1.10

15

1.12

0.98

1.05

0.98

0.98

0.94

0.97

1.00

1.00

1.07

1.07

1.12

20

1.14

1.00

1.05

0.97

0.96

0.91

0.95

0.99

1.00

1.08

1.09

1.15

25

1.17

1.01

1.05

0.96

0.94

0.88

0.93

0.98

1.00

1.10

1.11

1.18

30

1.20

1.03

1.06

0.95

0.92

0.85

0.90

0.96

1.00

1.12

1.14

1.21

35

1.23

1.04

1.06

0.94

0.89

0.82

0.87

0.94

1.00

1.13

1.17

1.25

40

1.27

1.06

1.07

0.93

0.86

0.78

0.84

0.92

1.00

1.15

1.20

1.29

42

1.28

1.07

1.07

0.92

0.85

0.76

0.82

0.92

1.00

1.16

1.22

1.31

44

1.30

1.08

1.07

0.92

0.83

0.74

0.81

0.91

0.99

1.17

1.23

1.33

46

1.32

1.10

1.07

0.91

0.82

0.72

0.79

0.9

0.99

1.17

1.25

1.35

48

1.34

1.11

1.08

0.90

0.80

0.70

0.76

0.89

0.99

1.18

1.27

1.37

50

1.37

1.12

1.08

0.89

0.77

0.67

0.74

0.88

0.99

1.19

1.29

1.41

  • [5]. Menentukan nilai koefisien runoff (CRo) menggunakan nilai empirik pada tabel 7.5 untuk permukaan tanah datar dengan slope 2 %.
  • [6]. Menentukan nilai Runoff bulanan: Ro = P * CRo
  • [7]. Menentukan nilai Infiltrasi: I = P –Ro
  • [8]. Menentukan air yang tersedia untuk penyimpanan: I– PET
  • [9]. Menentukan nilai Accumulated Water Lost (APWL), yaitu nilai negatif dari (I-PET) yang merupakan kehilangan air secara kumulasi.
  • [10]. Menentukan soil moisture storage (ST), yaitu banyaknya air yang tersimpan dalam tanah pada saat keseimbangan. (untuk mendapatkan nilai ini lihat butir 1). Contoh perhitungan nilai ST, seperti telah disebutkan diatas bahwa jenis tanah penutup akhir yang digunakan adalah sandy loam dengan jumlah air yang tersedia 150 mm/m. Ketebalan tanah penutup adalah 0,6 m. Oleh karenanya nilai ST adalah 150 mm/m * 0.6 m = 90 mm = 100 mm. Ketersediaan tabel ST hanya 100 mm, 125 mm, dan 150 mm.
  • [11]. Dengan menggunakan Tabel 6 yaitu perubahan nilai ST untuk 100 mm untuk nilai APWL (point 8), maka diperoleh jumlah air yang tersimpan dalam tanah. Pada saat air yang tersedia dalam tanah belum mencapai 100 mm, maka nilai ST langsung dijumlah pada nilai I-PET. Karena nilai maksimal air tersimpan dalam tanah 100 mm maka penjumlahan ST dengan I-PET bulanan akan tetap bernilai 100 mm.
  • [12]. Menghitung perubahan ST dari bulan terakhir (ST).
  • [13]. Menentukan Actual Evapotranspiration (AET):
    • Nilai AET = PET, untuk bulan basah dimana I > PET.
    • Nilai AET = I – ΔST, untuk bulan kering dimana I < PET.
    • Menentukan perkolasi (PERC)
    • Nilai PERC = I –PET – ΔST, untuk bulan basah dimana I>PET.
    • Nilai PERC = 0, untuk bulan kering dimana I < PET.

Tabel 5. Nilai empiris untuk menentukan koefisien run-off (Sumber: Joint Committee of WPCF dan ASCE. 1970)

Jenis permukaan koefisien of runoff
Bituminous Streets

0.70- 0.95

Concrete Streets

0.80-095

Driveways Walks

075- 0.85

Roofs

0.75-0.95

Lawns; Sandy Soil

Flat, 2%

0.05-0.10

Average, 2-7%

0.10-0.15

Steep, 7%

0.15-0.20

Lawns, Heavy Soil

Flat, 2%

0.13-0.17

Average, 2-7%

0.18-0.22

Steep, 7%

0.25-0.35

Tabel 6. Simpanan air dalam tanah ST – 100 mm

NEG (I-PET) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91
10 90 89 88 88 87 86 85 84 83 82
20 81 81 80 79 78 77 77 76 75 74
30 74 73 72 71 70 70 69 68 68 67
40 65 66 65 64 64 63 62 62 61 60
50 60 59 59 58 58 57 56 56 56 54
60 54 53 53 52 52 51 51 50 50 49
70 49 48 48 47 47 46 46 45 45 44
80 44 44 43 43 42 42 41 41 40 40
90 40 39 39 38 38 38 37 37 36 36
100 36 35 35 35 34 34 34 33 33 33
110 32 32 32 31 31 31 30 30 30 30
120 29 29 29 28 28 28 27 27 27 27
130 26 26 26 26 25 25 25 24 24 24
140 24 24 23 23 23 23 22 22 22 22
150 22 21 21 21 21 20 20 20 20 20
160 19 19 19 19 19 18 18 18 18 18
170 18 17 17 17 17 17 16 16 16 16
180 16 16 15 15 15 15 15 15 14 14
190 14 14 14 14 14 14 13 13 13 13

Contoh perhitungan bulan January,

    1. Rata-rata data temperature 22.8 0C
    2. Menghitung indeks panas untuk tiap bulannya, i
      jumlahkan nilai i untuk mendapatkan I (index panas tahunan)
      I = 121.69
    3. Menghitung konstanta a
      a = 0,000000675.I3 – 0.0000771.I2 + 0.01792.I + 0,49239
      = 0,000000675 x 121.693 – 0.0000771 x 121.692 + 0.01792 x 121.69 + 0,49239 = 2.75
    4. Menghitung nilai Unadjusted Potensi Evapotranspirasi, UPET
      UPET = c x = 1.62 x = 9.06 cm
    5. UPET (mm) = 90.6 mm
    6. Menentukan daylight factor, r
      Dari tabel berdasarkan posisi geografis stasiun meteorologi setempat (6° 10’ BS)
      r untuk bulan January = 1.06
    7. Menghitung nilai PET yang sudah dikalibrasi
      PET = r x UPET = 1.06 x 90.9 = 96.05
    8. 8)      Menentukan nilai koefisien runoff (CRo) untuk menghitung nilai Runoff tiap bulan
      Berdasarkan tabel runoff untuk kondisi permukaan sandy soil, average, slope 2% adalah 0.1 – 0.15 (Mcbean, 1995)
      Ditentukan Cro = 0.125
    9. Menghitung nilai Runoff bulanan, Ro
      Ro = P x CRo = 232 x 0.125 = 29 mm
    10. Menghitung nilai Infiltrasi, I
      I = P – Ro = 232 – 29 = 203 mm
    11. Menentukan air yang tersedia untuk penyimpanan, I – PET
      I – PET = 203 – 96.05 = 106.95 mm
    12. Menentukan nilai Accumulated Water Lost, AccWL
      Nilai ini didapat jika nilai (I – PET) negative,
      Pada bulan Juni didapatkan nilai AccWL = -23 mm dikarenakan pada bulan sebelumnya nilai (I – PET) adalah positif
      Pada bulan July didapatkan nilai AccWL = AccWL bulan Juni + (I – PET) bulan July = -51 mm
    13. Menentukan soil moisture storage (ST), yaitu banyaknya air yang tersimpan dalam tanah pada saat keseimbangan (McBean, 1995).
      Tentukan nilai ST berdasarkan “soil moisture retention table” dengan angka maksimum 4 inches. Angka ST pada “soil moisture retention table” ditentukan dari nilai AccWL
    14. Menghitung perubahan ST dari bulan terakhir (ΔST)
    15. Menentukan Actual Evapotranspiration, ΔET untuk bulan basah dan kering
      Untuk I-PET>0: AET = PET
      Untuk I-PET<0: AET = PET + (I-PET – ST)
    16. Menentukan perkolasi, PERC
      Untuk I-PET<0: PERC = 0
      Untuk I-PET>0: PERC = (I-PET – ΔST)Untuk I-PET<0: PERC = 0
      Untuk I-PET>0: PERC = (I-PET – ΔST)

 Tabel 7. Hasil Perhitungan neraca air Thorntwhaite

 Jan  Feb  Mar  Apr  Mei  Jun  Jul  Ags  Sep  Okt  Nov  Des jumlah
Temperatur (oC) 22.80 22.90 23.10 23.10 23.30 22.90 22.60 22.80 23.40 23.60 23.30 23.30
heat index(i) 9.95 10.01 10.15 10.15 10.28 10.01 9.81 9.95 10.35 10.48 10.28 10.28 121.69
a 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75
UPET (cm) 9.06 9.17 9.39 9.39 9.62 9.17 8.85 9.06 9.73 9.96 9.62 9.62
UPET (mm) 90.61 91.71 93.92 93.92 96.17 91.71 88.45 90.61 97.30 99.60 96.17 96.17
r 1.06 0.95 1.04 1 1.02 0.99 1.02 1.03 1 1.05 1.03 1.06
PET 96.05 87.12 97.68 93.92 98.09 90.79 90.22 93.33 97.30 104.58 99.05 101.94
Presipitasi  (mm) 232 184 287 236 158 78 71 63 71 154 315 240 2089
Cro 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125
RO (mm) 29 23 35.875 29.5 19.75 9.75 8.875 7.875 8.875 19.25 39.375 30
I (mm) 203 161 251 207 138 68 62 55 62 135 276 210 1828
I-PET (mm) 106.95 73.88 153.45 112.58 40.16 -22.54 -28.10 -38.21 -35.18 30.17 176.57 108.06 678
AccWL (mm) 0 0 0 0 0 -23 -51 -89 -124 0 0 0
ST (mm) 100 100 100 100 100 79 59 40 28 100 100 100
ΔST (mm) 0 0 0 0 0 -21 -20 -19 -12 0 0 0
AET 96 87 98 94 98 89 82 74 74 105 99 102 1098
PERC 107 74 153 113 40 0 0 0 0 30 177 108 802
Cek: P = PERC + AET+ΔST +RO 232 184 287 236 158 78 71 63 71 154 315 240 726

Kontrol: P = PERC + AET + ΔST + RO

Gambar Hasil Perhitungan Neraca air metode Thorntwhaite

Gambar Neraca air metode Thorntwhaite

Dari Oktober sampai February, infiltrasi melalui cover soil lebih besar dari evapotranspirasi. perbedaan ini membuat air dari infiltrasi masuk ke penyimpanan pada surface layer. Kapasitas penyimpanan mencapai puncaknya pada akhir bulan February.

Dari February sampai May, infiltrasi masih tetap lebih besar dari evapotranspirasi namun surface layer telah mencapai batas kapasitas field capacity. Air dari infiltrasi tak dapat tersimpan dan menyebabkan perkolasi (ultimate leachate).

Mulai dari bulan May, evapotranspirasi melebihi infiltrasi. Untuk memenuhi kebutuhan evapotranspirasi air keluar dari penyimpanan. Meningkatnya pengurangan air tersimpan berlanjut sampai bulan Oktober dimana sekali lagi infiltrasi melebihi evapotranspirasi.

Sumber:
Enri Damanhuri
Diktat Landfilling Limbah – 2008

2 thoughts on “Panduan menghitung timbulan leachate/lindi beserta dengan contohnya menggunakan metode thorntwaite

  1. abdullah March 14, 2013 / 11:01

    Bisa tidak minta email pdfnya…

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s