PREDIKSI ALIRAN PERMUKAAN DI DAS

DR.IR.APRISAL, M.SIFP.UA

Curah hujan, infiltrasi, runoff

Model Prediksi Aliran Permukaan

Metode Rasional dalam menduga aliran permukaan, metode ini dapat menggambarkan hubungan antara debit limpasan dengan besar curah hujan secara praktis. Dua komponen utama yang digunakan ialah waktu konsentrasi (Tc) dan intensitas curah hujan (I). Metode ini sangat baik untuk DAS yang berukuran sampai dengan 30 km2.

Pelepasan air tanah

Arus antara

Aliran Permukaan

Peresapan Permukaan

Air Tanah

evapotranspirasi

SIKLUS HIDROLOGI PADA SUATU DAERAH ALIRAN SUNGAI

Perubahan dalam Aliran Run-off karena Perubahan Penggunaan Lahan yg menyebabkan banjir

Rumus yang digunakan :Q = (1/3,6) C . I . A

dimana ;Q = Debit puncak banjir (m3/det).C = Koefisien limpasan (Runoff).I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam).A = Luas daerah pengaliran (km2).

Angka koefisien aliran.Angka koefisien aliran (C ) adalah perbandingan antara tinggi aliran permukaan dan tinggi curah hujan untuk janggka waktu yang cukup panjang ( C = h aliran permukaan / h curah hujan)

Faktor yang mempengaruhi aliran permukaan adalah, curah hujan, luas daerah, kemiringan lahan, infiltrasi, kelembaban tanah, perkolasi, klimatologi dll.

Perubahan penggunaan lahan juga akan mempengaruhi koefisien aliran permukaan.

Rumus MononobeAdalah rumus intensitas hujan yang daerahnya tidak mempunyai alat pencatat curah hujan otomatis, maka curah hujan dari data ombrometer dapat dapat dijadikan intensitas hujan dengan menggunakan rumus ini.

dimana :I = Intensitas hujan selama waktu

konsentrasi (mm/jam).

t = Lama Hujan (mm).R24 = Curah hujan maksimum dalam 24

jam.

I = R24 / 24 x (24 / t)2/3

Contoh perhitunganData curah hujan maksimum dengan periode ulang 10 tahun adalah 240 mm, berapa intensitas hujan dengan menggunakan rumus mononobe.

I = R24 / 24 x (24 / t)2/3

240 / 24 (24/tc) 2/3

10 (24/tc)2/3

• Koefisien limpasan (C) dapat diperkirakan dengan meninjau kondisi daerah pengaliran dan sungai. Harga-harga C dapat dilihat pada Tabel 3. Harga tersebut berbeda-beda karena adanya perbedaan faktor topografi daerah pengaliran, perbedaan penggunaan lahan dan lain-lain.

Tabel Coefisien Aliran Permukaan

Kondisi Daerah Pengaliran dan Sungai

Koefisien Limpasan

Daerah pegunungan yang curamDaerah pegunungan tersierTanah bergelombang dan hutanTanah dataran yang ditanamiPersawahan yang diairiSungai di daerah pegununganSungai kecil di dataranSungai besar yang lebih dari

setengah daerahpengalirannya terdiri dari daratan

0,75 – 0,900,70 – 0,800,50 – 0,750,45 – 0,600,70 – 0,800,75 – 0,850,45 – 0,750,50 – 0,75

Contoh

Suatu daerah aliran sungai dengan luas 200 ha yang terdiri dari 40 % hutan, dan 60 % pertanian. Panjang sungai utama 2 km dengan kemiringan rerata 1,0 %. Curah hujan dengan intensitas 36 mm/jam dengan periode ulang 10 tahun, berapa debit puncak pada periode ulang tersebut ?

Penyelesaian:Luas daerah aliran sungai A = 200 ha = 2 km2Koefisien aliran C:40 % hutan = 0,40x 0,50 = 0,2060 % pertanian = 0,60x 0,8 = 0,48Jumlah C = 0,68Intensitas hujan I = 36 mm/jamRumus : Q = 0,278 x C I A

0,278 x 0,68 x 36 x 213,6 m3/dt

DAERAH ALIRAN SUNGAI

A

B

Gambar 1. Suatu DAS yg menggambarkan

waktu konsentrasi

H B

HA

L

Waktu konsentrasi adalah lamanya waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh pada titik terjauh dari titik pengamatan banjir di sungai. Lama waktu konsentrasi sangat tergantung pada karakteristik DAS, panjang jarak yg ditempuh air hujan, kemiringan lahan dan lainnya.

Titik B ttitik terjauh dari titik pengamatan A yang mempunyai ketinggian HB. Titik pengamatan A mempunyai ketinggian HA. Sedangkan H adalah selisih HB dan HA. L panjang titik terjauhyaitu jarak tempuh dari titik B ke titk A.Waktu konsentrasi dengan rumus Kirpich secara empiris menggunakan rumus sbb:

tc = 0,00013 L 0,77 / S 0,385

tc = L 1,155 / 770 H 0,385

dimana:t = lama waktu konsentrasiL = panjang jarak titik terjauh

didaerah pengaliran sungai sampai titik pengamatan

banjir, diukur menurut jalanya sungai

H = selisih ketinggian antara titik terjauh dan titik pengamatan

S = kemiringan rerata yaitu perbandingan selisih

ketinggian dengan panjang jarak titik terjauah

(H/L)

tc = 0,0195 (L/√S) 0,77 menitJadi bila:

L = 2 km = 2000 m; s = 1 % = 0,01

tc = 0,0195 ( L/ √0,01) 0,77

= 0,0195 (2000/ √0,01)0,77 = 0,0195 x 20,000 0,77

= 39,97 menit = 2/3 jam

Jadi intensitas hujan menurut Mononobe, adalah

I = 240/24 (24 / 2/3)2/3

= 10 x 36 2/3

= 109 mm/jam

Intensitas hujan (I) dihitung dengan rumus :

dimana :I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam).Xt = Hujan rencana (mm).Tc = Waktu konsentrasi (jam).

Waktu konsentrasi (Tc) dihitung dapat digitung dengan rumus Flow Through Time dan Dermot: Flow through time adalah waktu yang dibutuhkan oleh air hujan untuk mengalir melalui alur sungai dan mencapai bagian hilir

3/22424

TcXtI

Tc =

dimana ; Tc = Waktu konsentrasi (Jam). L = Panjang sungai (m). s = Landai sungai rata-rata. Pendekatan dengan ini untuk A < 50 km2 dan s > 0.002

Untuk A > 50 km2 dapat menggunakan Tc dari Dermot :

Tc = dimana ; Tc = Waktu konsentrasi (Jam). A = luas daerah aliran sungai (km2)

7.031067,1

sL

38.076.0 A