Download
1 / 31
510 likes | 1.46k Vues
METODE RASIONAL. Limpasan ( Runoff ) Dalam siklus hidrologi, bahwa air hujan yang jatuh dari atmosfer sebelum air dapat mengalir di atas permukaan tanah, air mangalami evaporasi, infiltrasi, intersepsi, dan mengisi berbagai cekungan tanah (surface detentions) dan bentuk tampungan lainnya.
E N D
Limpasan (Runoff) • Dalam siklus hidrologi, bahwa air hujan yang jatuh dari atmosfer sebelum air dapat mengalir di atas permukaan tanah, air mangalami evaporasi, infiltrasi, intersepsi, dan mengisi berbagai cekungan tanah (surface detentions)dan bentuk tampungan lainnya. • Aliran air yang memberikan sumbangan paling cepat terhadap pembentukan debit adalah air hujan yang jatuh di atas permukaan saluran di kenal dengan intersepsi saluran (channel interception). Sedangkan aliran permukaan adalah aliran di atas permukaan yang terjadi karena curah hujan melampaui infiltrasi dan aliran air bawah permukaan adalah air hujan yang terinfiltrasi ke dalam tanah kemudian mengalir dan bergabung ke dalam debit. Gabungan antara intersepsi saluran, aliran permukaan (surface runoff) dan air bawah permukaan (subsurface flow) di kenal sebagai debit aliran (stormflow), yaitu komponen yang sangat penting dalam menentukan banjir. • Limpasan pada suatu DAS tergantung pada faktor-faktor yang secara umum dikelompokkan dalam dua kelompok yaitu faktor meteorologi dan faktor karakteristik daerah tangkapan atau karakteristik DAS.
Faktor Meteorologi • Intensitas Hujan, Pengaruh intensitas curah hujan terhadap limpasan permukaan sangat tergantung pada laju infiltrasi. Jika intensitas hujan melebihi laju infiltrasi, maka akan terjadi limpasan permukaan sejalan dengan meningkatnya intensitas curah hujan. Akan tetapi peningkatan limpasan permukaan tidak selalu sebanding dengan peningkatan intensitas curah hujan karena adanya faktor penggenangan dipermukaan tanah. • Durasi Hujan, total limpasan dari hujan berkait langsung dengan durasi hujan dengan intensitas tertentu. Setiap DAS mempunyai satuan durasi hujan atau lama hujan kritis. Jika suatu hujan durasinya kurang dari lama hujan kritis, maka lamanya limpasan akan sama dan tidak tergantung pada intiensitas hujan. • Distribusi Curah Hujan, laju dan volume limpasan dipengaruhi oleh distribusi dan intensitas hujan di seluruh DAS. Secara umum laju dan volume limpasan maksimum terjadi di seluruh DAS telah memberi kontribusi aliran. Hujan dengan intensitas yang tinggi pada sebagian DAS dapat menghasilkan limpasan yang lebih besar dibandingkan dengan hujan yang biasa yang meliputi seluruh DAS.
Karakteristik DAS • DAS adalah suatu wilayah daratan yang secara topografik dibatasi oleh punggung-punggung gunung yang menampung dan menyimpan air hujan dan kemudian meneruskannya ke laut melalui saluran atau sungai. • Wilayah daratan DAS adalah daerah tangkapan air (catchment area) yang mempunyai unsur tanah, air, vegetasi dan manusia sebagai pengguna. • Setiap DAS mempunyai karakter luas, topografi, dan tataguna lahan yang berbeda antara satu dengan lain, yang akan mempengaruhi DAS tersebut dalam proses penampungan air hujan kemudian mengalirkan ke laut.
Wilayah hulu DAS merupakandaerah yang pentingkarenaberfungsisebagaiperlindunganterhadapseluruh DAS karenakonservasi yang dilakukanpadahulu DAS akanberdampakpadaseluruh DAS. • Karakteristik DAS padaumumnyatercermindaripenggunaanlahan, jenistanah, topografi, kemiringan, panjanglereng, sertapolaaliran yang ada. • Polaalirandalam DAS dapatterbentukdarikarakteristikfisikdari DAS. Polaaliranmerupakanpoladariorganisasiatauhubungankeruangandarilembah-lembah, baik yang dialirisungaimaupunlembah yang keringatautidakdialirisungai (riil). • Polaalirandipengaruhiolehlereng, kekerasanbatuan, struktur, sejarahdiastrofisme, sejarahgeologidangeomerfologidaridaerahalairansungai. Dengandemikianpolaaliransangatbergunadalaminterpretasikenampakangeomorfologis, batuandanstrukturgeologi.
Luas dan Bentuk DAS • Luas dan volume aliran permukaan makin bertambah besar dengan bertambahnya luas DAS,demikianjugalaju dan volume aliran juga akan bertambah. • Bentuk DAS mempunyai pengaruh pada pola aliran pada sungai. Q dan P Q dan P Hujan Hujan Hidrografaliranpermukaan Hidrografaliranpermukaan Waktu Waktu DAS melebar DAS memanjang
Topografi • Topografi DAS seperti kemiringan lahan, kerapatan parit dan saluran, ketinggian, bentuk cekungan, mempunyai pengaruh terhadap laju dan volume aliran. • DAS dengan kemiringan curam dengan parit-parit yang rapat akan mempunyai laju dan volume aliran permukaan yang lebih tinggi debandingkan dengan topografiDAS yang landai dengan parit yang jarang dan terdapat cekungan-cekungan. • Kerapatan parit pada DAS menyebabkan waktu konsentrasi aliran jadi lebih cepat, sehingga memperbesar laju aliran. Q dan P Q dan P Hujan Hujan Hidrografaliranpermukaan Hidrografaliranpermukaan Waktu t Waktu t Kerapatansalurantinggi Kerapatansaluranrendah
Tataguna Lahan • Pengaruh tatagunalahan terhadap aliran permukaan dinyatakan dalam koefisien aliran permukaan (C), yaitu bilangan yang menunjukkan besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan. • Angka besarnya koefisien aliran permukaan merupakan salah satu indikator untuk menentukan kondisi fisik suatu DAS, yang besarnyaantara 0 sampai 1, • Angka koefisien aliran mendekati 0 mengindikasikan bahwa DAS masih dalam keadaan baik karena air hujan teritersepsi dan terinfiltrasi ke dalam tanah. Sedangkan DAS dengan angka koefisien aliran mendekati satu mengindikasikan bahwa DAS tersebut dalam keadaan rusak, hal ini dikarenakan air hujan yang jatuh ke permukaan DAS sangat sedikit air yang diresapkan ke tanah, hampir semua dialirkan menjadi aliran permukaan
Orde Sungai Order sungaisecararesmidiusulkanpadatahun 1952 oleh Arthur Newell Strahler, seoranggeoscienceprofesordiUniversitas Columbia di New York City, dalamartikelnya “Hypsometric (Area Ketinggian) AnalisisTopologiErosional.” • Starhler : adalahanak-anaksungai yang letaknya paling ujungdandianggapsebagaisumbermata air pertamadarianaksungaitersebut. Segmensungaisebagaihasilpertemuandariorde yang setingkatadalahorde 2, dansegmensungaisebagaihasilpertemuandariduaordesungai yang tidaksetingkatadalahordesungai yang lebihtinggi. • Horton : mengklasifikasikansungaiberdsarkantingkatkerumitananak-anaksungainya. Saluransungaitanpaanaknyadisebutsebagai “first order”. Sungai yang mempunyaisatuataulebihanaksungai “first order” disebutsaluransungai “second order”. Sebuahsungaidikatakan “third order” jikasungaiitumempunyaisekurang-kurangnyasatuanaksungai “second order • Shreve : Dihitungmulaidarihulu, nomorordesungaiditambahkanbersama-samapadasetiappertemuanaliran, jikaadaorde 1 bergabungdenganaliranorde 2 makahasilnyaadalahorde 3 sungai.
Morfometri DAS • Morfometriadalahnilaikuantitatifdari parameter-parameter yang terkandungpadasuatudaerahaliransungai (DAS). MenurutSusilo, 2006 karakteristik DAS yang pentingdapatdikajiberdasarkanhasilanalisismorfometri. Karakteristik DAS tersebutadalah. • Daerah Pengaliran/Drainage Area (A) • Panjang DAS/Watershed Length (L) • Kemiringan DAS/Watershed Slope (S) • Bentuk DAS/Watershed Shape • Kerapatanaliran/Drainage density (Dd)
1. Daerah Pengaliran/Drainage Area (A) Daerah pengaliranmerupakankarakteristik DAS yang paling pentingdalampemodelanberbasis DAS. Daerah pengaliranmencerminkan volume air yang dapatdihasilkandaricurahhujan yang jatuhdidaerahtersebut. Curahhujan yang konstandanseragamuntukseluruhdaerahpengaliranmerupakanasumsi yang umumdalampemodelanhidrologi. 2. Panjang DAS/Watershed Length (L) Panjangdaerahaliransungaibiasanyadidefinisikansebagaijarak yang diukursepanjangsungaiutamadarioutlet hinggabatas DAS. Sungai biasanyatidakakanmencapaibatas DAS, sehinggaperluditarikgarisperpanjanganmulaidariujungsungaihinggabatas DAS denganmemperhatikanarahaliran. Meskipundaerahpengalirandanpanjang DAS merupakanukurandari DAS tetapikeduanyamencerminkanaspekukuran yang berbeda. Daerah pengalirandigunakansebagaiindikasipotensihujandalammenghasilkansejumlah volume air, sedangkanpanjang DAS biasanyadigunakandalamperhitunganwaktutempuh yang dibutuhkanoleh air untukmengalirdidalam DAS.
3. Kemiringan DAS/Watershed Slope (S) Banjirmerupakanbesaran yang mencerminkan momentum runoff danlerengmerupakanfaktorpentingdalam momentum tersebut. Lereng DAS mencerminkantingkatperubahanelevasidalamjaraktertentusepanjangarahaliranutama. Lerengdiukurberdasarkanperbedaanelevasi (ΔE) antarakeduaujungsungaiutamadibagidenganpanjang DAS ataudapatdituliskandalampersamaan: S = ΔE/L Beda elevasi (ΔE) tidakselalumenjadiataumencerminkanbedaelevasimaksimumdalam DAS. Elevasitertinggibiasanyaterdapatsepanjangbatas DAS danujungdarisungaiataualiranutamaumumnyatidakmencapaibatas DAS.
4. Bentuk DAS/Watershed Shape • Bentuk DAS mempunyaivariasi yang takterhinggadanbentukinidianggapmencerminkanbagaimanaaliran air mencapaioutlet. DAS yang berbentuklingkaranakanmenyebabkan air dariseluruhbagian DAS mencapaioutlet dalamwaktu yang relatifsama. Akibatnyapuncakaliranterjadidalamwaktu yang relatifsingkat. Sejumlah parameter telahdikembangkanuntukmenentukanbentuk DAS antara lain • Panjangterhadappusat DAS (Lca): Jarak (dalamsatuan mil) yang diukursepanjangsungaiutamadarioutlet hinggakesuatutitikdipusat DAS. • Faktorbentuk /Shape Factor (Ll) : Ll= (LLca)0.3; L adalahpanjang DAS (mil) • Circularity ratio (Fc) : Fc= P/(4πA)0.5 ; P adalahkeliling DAS (ft) dan A adalahluas DAS (ft2) • Circularity ration (Rc) : Rc= A/A0 ; A0 adalahluassuatulingkaran yang mempunyaikelilingsamadengankeliling DAS. • Elongation Ration (Re) : Re = 2/Lm(A/π)0.5 ; Lm adalahpanjangmaksimum DAS (ft) yang sejajardengansungaiutama.
5. Kerapatanaliran/Drainage density (Dd) • Kerapatanaliranatautimbunanaliranpermukaanmerupakanpanjangaliransungai per kilometer persegiluas DAS (jumlahseluruhpanjangalursungaidalamluas DAS). Kerapatanalirandapatdituliskanmenggunakanpersamaan : • Dd = L/A • Keterangan : • Dd = KerapatanAliran (km/km2) • L = JumlahPanjangAlur (km) • A = Luassatuanpemetaan (km2) • Selainkarakteristik DAS seperti yang disebutkandiatas, penggunaanlahandancurahhujanmerupakankarakteristik DAS yang tidakkalahpentingnya. Penggunaanlahandancurahhujanmemangtidakterkaitdenganmorfometri DAS, namundalamkajiantentangbanjirdenganmenggunakan DAS sebagai unit analisis, keduanyamerupakanfaktor yang sangatpenting. • Semakinbesarnilaikerapatanaliransemakinbaiksistempengaliransehinggasemakinbesar air larian total (infiltrasikecil) dansemakinkecil air tanah yang tersimpan. Kerapatanaliranmempunyaihubungandenganperilakulaju air larian, jumlah total air larian, danjumlah air tanah yang tersimpan. Tabel 3. merupakanpengaruhbesar-kecilnyakerapatanaliranterhadapkoefisienaliranpermukaan.
MemperkirakanLajuAliranPuncak Adabeberapametodeuntukmemperkirakanlajualiranpuncak (debit banjir). Metode yang dipakaipadasuatulokasilebihbanyakditentukanolehketersediaan data. Dalampraktek, perkiraan debit banjirdilakukandenganbeberapametodadan debit banjirrencanaditentukanberdasarkanpertimbanganteknis (engineering judgement). Secaraumum, metode yang umumdipakaiadalah (1) metoderasionaldan (2) metodehidrografbanjir.
Metoda yang digunakandalammemperkirakan debit berdasarkanketersediaan data
METODE RASIONAL • MetodeRasionalmerupakanrumus yang tertuadan yang terkenaldiantararumus-rumusempiris. MetodeRasionaldapatdigunakanuntukmenghitung debit puncaksungaiatausalurandengandaerahpengaliran yang terbatas. • Coldman (1986) dalam Suripin (2004), Metode Rasional dapatdigunakanuntukdaerahpengaliran < 300 ha. • Ponce (1989) dalamBambang T (2008), MetodeRasionaldapatdigunakanuntukdaerahpengaliran < 2,5 Km2. • Departemen PU, SKSNI M-l8-1989-F (1989), dijelaskanbahwaMetodeRasionaldapatdigunakanuntukukurandaerahpengaliran < 5000 Ha. • Asdak (2002), dijelaskanjikaukurandaerahpengaliran > 300 ha, makaukurandaerahpengaliranperludibagimenjadibeberapabagian sub daerahpengalirankemudianRumusRasionaldiaplikasikanpadamasing-masing sub daerahpengaliran. • Montarcih (2009) dijelaskanjikaukurandaerahpengaliran) 5000 Ha maka koefisien pengaliran (C) bisa dipecah-pecah sesuai tata guna lahan dan luas lahan yang bersangkutan. • Suripin (2004) dijelaskanpenggunaanMetodeRasionalpadadaerahpengalirandenganbeberapa sub daerahpengalirandapatdilakukandenganpendekatannilai C gabunganatau C rata-rata danintensitashujandihitungberdasarkanwaktukonsentrasi yang terpanjang.
Q = 0,278 . C . L . A • Dimana: • Q : debitpuncaklimpasanpermukaan (m3/det). • C : angka pengaliran (tanpa dimensi). • A : luas daerah pengaliran (Kmt). • I : intensitascurahhujan (mm/jam). MetodeRasionaldiatasdikembangkanberdasarkanasumsisebagaiberikut: Hujan yang terjadimempunyaiintensitasseragamdanmeratadi seluruh daerah pengaliran selama paling sedikit sama denganwaktukonsentrasi (t.) daerahpengaliran. Periodeulang debit samadenganperiodeulanghujan. Koefisienpengalirandaridaerahpengaliran yang samaadalahtetapuntukberbagaiperiodeulang.
Koefisienpengaliran (C), didefinisikansebagainisbahantarapuncak aliran permukaan terhadap intensitas hujan. Perkiraan atau pemilihan nilai C secara tepat sulit dilakukan, karena koefisien ini antara lain bergantungdari: • Kehilangan air akibatinfiltrasi, penguapan, tampunganpermukaan • lntensitas dan lama hujan. • Dalam perhitungan drainase permukaan, penentuan nilai C dilakukanmelaluipendekatanyaituberdasarkankarakterpermukaan. Kenyataan di lapangan sangat sulit menemukan daerah pengaliran yang homogen. Dalamkondisi yang demikian, makanilai C dihitungdengan cara berikut:
DAS dengantatagunalahan tidakseragam Dibagi-bagimenjadi sub-DAS sesuaidengantatagunaIahan (koef. C homogen) likurluastiap-tiap sub-DAS Ukurjaraklimpaspermukaan Ukuranpanjangsaluran, QR (m) Perkiraankecepatanalirandalamsaluran = V, dan hitungtc = (Q/60V) (menit)
