HIDROLOGI dan HIDROMETRI

DIKLAT PERENCANAAN TEKNIS RAWA

Tujuan Pembelajaran

Setelah selasai pembelajaran peserta diharapkan mampumemahami tentang karakteristik hidrologi lahan Rawa,cara pengukuran dan pendataan masalah yang berkaitandengan komponen ariran pada daerah rawa

1) Kompetensi Dasar

• Setelah mengikuti pembelajaran, peserta mampumenjelaskan :

• Hidrologi Rawa

• Hidrometri Rawa

• Neraca Air dan Drainage Modul Rawa

2) Indikator Keberhasilan

SIKLUS HIDROLOGI

DAERAH ALIRAN SUNGAI

Siklus Hidrologi

SIKLUS HIDROLOGI

Manaj. DAS

Manaj. JSA

Keterangan: DAS= Daerah Aliran Sungai, PA= Pemafaatan Air, JSA= Jaringan Sumber Air

Pengertian Hidrologi

• Hidrologi adalah cabang ilmu geografi yang mempelajari tentang air, pergerakan air diatas dan dibawah permukaantanah, distribusi, dan kualitas air di seluruh bumi, termasuk siklus hidrologi dan sumber daya air.

• Hidrologi juga memiliki kegunaan lebih lanjut bagi teknik sipil, teknik lingkungan, kebijakan lingkungan, serta perencanaan.

• Hidrologi juga mempelajari perilaku hujan terutama meliputi periode ulang curah hujan karena berkaitan dengan perhitungan banjir serta rencana untuk setiap bangunan teknik sipil antara lain jaringan irigasi, persungaian, bendung, bendungan dan jembatan, dll.

Pengertian Hidrometri

Dalam pengertian umum hidrometri diartikan sebagai kegiatan untuk mengumpulkan data mengenai sungai, baik yang menyangkut tentang ketinggian muka air maupun debit sungai serta sedimentasi dan pergerakan salinitas atau unsur aliran lain. Informasi yang terukur mencakup perubahannya menurut ruang dan waktu.

Parameter Perencanaan

• Bergantung pada fungsi yang dilayani, kondisi fisik, lingkungandan sosek.

• Data-data teknis yang diperlukan antara lain adalah: Hidrotopografi , Hidrooseanografi, Hidroklimatologi, Geoteknik, Hidrometri, dan lain-lain

• Beberapa hal yang perlu diperhatikan dari data-data teknis yang diperlukan antara lain adalah:– Dataran rendah berupa cekungan dengan tinggi tekan rendah.

– Tanah lunak : daya dukung rendah, abrasif, erosif

– Salinitas dan ph rendah : Korosif

– Sedimentasi

– Earthquake dan tsunami

– Lain-lain : aksesibilitas (remote area) dll

• Berupa data-data sekunder

• Intensitas hujan

• Curah hujan harian maksimum

• Curah hujan bulanan

• Evaporasi

• Humiditi

• Temperatur

• Angin

Data-data hidroklimatologi

• Berupa data primer dan atau sekunder

• Peta situasi topografi dan batimetri

• Patok refrensi terhadap permukaan lautdan lokasi geografis

Data-data hidrotopografi

• Pada umumnya berupa data primer/survei

• Tinggi muka air/pasang surut

• Kecepatan arus sesaat dan simultan

• Kemiringan dan penampang melintang sungai

• Kualitas air, sedimen layang dan sedimen dasar

• Sejarah banjir

• Dll

Data-data hidrometri

Curah Hujan

KARAKTERISTIK DAN FAKTOR2 PENTING

1. Iklim dan curah hujan

2. Drainabilitas

3. Modul drainage

4. Hydro-topographi

• adalah semua air yang terdapat pada, di atas, ataupun di bawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini air permukaan, air tanah, air hujan, dan air laut yang berada di darat.

Air

PENGERTIAN ISTILAH

• adalah semua air yang terdapat pada permukaan tanah

Air Permukaan

• adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau batuan di bawah permukaan tanah.

Air Tanah

DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS) :

Suatu wilayah daratan yang merupakan satukesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya

Berfungsi menampung, menyimpan, danmengalirkan air yang berasal dari curah hujan kedanau atau ke laut secara alami

Batas di darat merupakan pemisah topografis

Batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan

Laut

Kota A

Kab B

Kab CKab D

Batas DAS

SISTEM ALAMI AIR & SUMBER AIR

Negara menjamin hak setiap orang untuk mendapatkan air bagi kebutuhan pokok minimal sehari-hari guna memenuhi kehidupannya yang sehat, bersih, dan produktif.

Kaitan hidrologi dengan rawa

PETA RAWA, memuat informasi:a. batas wilayah administrasi pemerintahan;

b. batas wilayah sungai;

c. sebaran dan luas rawa pasang surut alami dengan berbagai karakteristiknya;

d. sebaran dan luas rawa lebak alami dengan berbagai karakteristiknya; dan

e. sebaran dan luas kawasan budi daya di rawa lebak dengan berbagai karakteristiknya

Penetapan : Rawa fungsi lindung Rawa fungsi budidaya

Kriteria Rawa Fungsi Lindung dan Rawa

Fungsi Budidya

Keperluan Survai Hidrologi/Hidrometri Di daerah Rawa

Survey Reconnaissance Detailed Design

Level muka air sungai jangka panjang di muara saluranpembuang utama

Minimum 15 hari dimusim hujan dan musim kemarau

Paling sedikit 1 tahun

Level muka air sungai di-lokasi2 lainnya

Minimum 2 x 25 jam Minimum 2 x 25 jam

Jejak banjir disepanjang sungai

Lokasi2 tertentu yg mewakili Lokasi2 tertentu yg mewakili

Debit sungai Tidak diperlukan Saat musim hujan dan musim kemarau dihulu lokasi proyek

Pengukuran salinitas dan pH Selama periode survai Saat musim hujan dan musim kemarau

Pengambilan sampel air utk analisa laboratorium

1 sampel per sungai 1 sampel per sungai saat musim hujan dan musim kemarau

Pengambilan sampel sedimen Tidak diperlukan 1 sampel per sungai saat musim hujan dan musim kemarau

Hidrologi/Klimatologi

Survey Diproses menjadi Diperlukan untuk

Data klimatologi jangkapanjang

Evapotranspirasi potensial(penguapan air)

Pola tanam dan neraca air tanaman

Data hujan bulanan jangka panjang

Hujan bulanan andalan Pola tanam dan neraca air tanaman.

Kebutuhan drainase

Data hujan harian jangka panjang

Kurva intensitas dan lamanya hujan

Penentuan beban puncak drainase (modul drainase)

Kegunaan Data Hidrologi/Hidrometri

Survey Diproses menjadi Diperlukan untuk

Muka air sungai jk panjang diseputar kesatuan hidrologi (satuan waktu dalam jam)

Maks MAT musim hujan

MAT dan MAR, puncak musim hujanMAT and MAR, musim kemarauMinimum MAR, musim kemarauKondisi batas utk model hidraulik

Pengamanan banjirIrigasi pasang surut, hidro-topographiDrainase periode tanam musim hujanDrainase periode tanam musim kemarauNavigabilitasModel hidraulik jaringan saluran

Muka air sungai jk pendek, simultandibeberapa lokasi disungai dan saluran(satuan waktu dalam jam)

Redaman MAT dan MAR Peluang irigasi pasutPeluang drainasePengechekan pengukuran topographiKalibrasi model hidrolik

Banjir, kedalaman, lama, frekuensi Peta banjir Desain pengamanan banjir

Jejak banjir disepanjang sungai dan saluran, informasi lokal

Kedalaman banjir Desain pengamanan banjir

Penampang sungai, muka air dan kecepatan arus

Debit Ketersediaan air utk irigasiKalibrasi model hidraulik

Pengukuran salinitas, informasi lokal Batas 0.5%o and 0.1%o saat musim hujan dan musim kemarau

Syarat batas utk air irigasi dan air minum

Pengambilan sampel sediment Analisa butiran sedimen Material bangunanlResiko pengendapan saluran

Pengukuran pH disaluran, informasi lokal Peta keasaman Re-desain prasasarana hidraulik Kalibrasi model

ANALISIS HIDROLOGIData yang telah dikumpulkan kemudian diolah dalam suatu perhitunganuntuk memperoleh hasil besaran curah hujan pada areal rawa . Adapun caraanalisis penelitian ini adalah:

1. Menganalisa curah hujan yaitu dengan mengambil data curah hujanmaksimum tiap tahun.

2. Cara memperoleh besaran hujan rata-rata dengan metode Rerata, Thiesendan Isohyet.

3. Menganalisa frekuensi dan probabilitas curah hujan dengan menggunakanempat jenis distribusi yang digunakan dalam bidang hidrologi yaituDistribusi Normal, Cara grafis, Distribusi Log Person III, dan DistribusiGumbel.

4. Analisa regional perhitungan debit dengan lengkung frekwensi banjir .5. Perhitungan banjir metode rasional Q= 0,00278 C i A6. Perhitungann banjir dengan Melchior, Weduwen dan Haspers.

ANALISIS HIDROLOGI

7. Menghitung luas daerah genangan air.8. Menghitung nilai C (runoff coefficient). Besaran ini

dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenisdan kondisi tanah.

9. Menghitung debit rencana, yaitu penjumlahan antara debitair hujan dengan debit air kotor.

10. Menghitung debit saluran eksisting drainase.11. Menganalisa apakah kapasitas saluran drainase tersebut

cukup menampung debit rencana atau tidak. Jika tidak,perlu direncanakan saluran drainase yang baru.

Analisis Frekuensi Curah HujanSistem hidrologi kadang-kadang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa yangluas biasa (ekstrim), seperti hujan lebat, banjir dan kekeringan. Besaranperistiwa ekstrim berbanding terbalik dengan frekuensi kejadiannya,peristiwa yang luar biasa ekstrim kejadiannya sangat langka. Tujuan darianalisis frekuensi data hidrologi adalah berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrim yang berkaitan dengan frekuensi kejadiannya melaluipenerapan distribusi kemungkinan.Data hidrologi yang dianalisis tidaktergantung (independent) dan terdistribusi secara acak dan bersifat statisstik.Parameter penting dalam Log Pearson Type III yaitu harga rata-rata,simpangan baku dan koefisien kemencengan.dengan K = variabel standar (standardized variable) yang besarnya tergantungkoefisien kemencengan G,s = standar deviasi.

Analisa Intensitas Hujan Intensitas curah hujan didefinisikan sebagai ketinggian curah hujan yang terjadi pada kurun waktu dimana air hujan berkonsentrasi.Analisa intensitas curah hujan ini dapat diproses berdasarkan data curah hujan yang telah terjadi pada tahun-tahun sebelumnya. Perhitungan besarnya intensitas curah hujan dapat dipergunakan beberapa rumus empiris dalam hidrologi. Rumus Mononobe dipakai apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada hanya data hujan harian.

𝐼 =𝑅24

24

24

𝑡

Τ2 3

Dengan :I = intensitas curah hujan (mm/jam),

t = lamanya curah hujan (jam), R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)

Debit Rencana Debit rencana adalah debit maksimum yang akan dialirkan oleh saluran drainase untuk mencegah terjadinya genangan. Untuk drainase perkotaan dan jalan raya, sebagai debit rencana ditetapkan debit banjir maksimum periode ulang 5 tahun. Pemikiran secara rasional ini dapat dinyatakan secara aljabar dengan: Q = 0,278 C. I. ARumus Modifikasi : Q =0,278 C.Cs.I.A Dengan :A = luas daerah pengaliran, I = intensitas hujan, Cs = Koefisien Penampungan, C = angka pengaliran

0-3 bulan (Lebak Pematang)

3-6 bulan (lebak Tengahan)

6-12 bulan (Lebak Dalam)

SungaiSungai

Rawa Lebak

Muka air

Hidrotopographi Rawa Lebak

Rawa Lebak

Rawa Lebak

Rawa Lebak

Rawa Lebak

HIDROMETRIData yang telah dikumpulkan kemudian diolah dalam suatuperhitungan untuk memperoleh besaran debit dari suatu

sungai , sedangkan komponen yang diukur adalah.

1. Pembacaan tinggi muka air sungai pada beberapa titik.2. Pengukuran kedalaman dan lebar sungai sebagai unsur

penampang basah sungai.3. Pengukuran kecepatan aliran dengan alat pengukur

kecepatan aliran.4. Pengukuran kecepatan aliran sungai dengan pelampung.5. Perhitungan debit dengan kecepatan aliran yang diukur.6. Perhitungan debit aliran dengan sifat aliran dan faktor

kekasaran7. Pengamatan muka air tanah dengan piezometer, untuk

pengaturan dengan pintu air dalam rangka pembuangankelebihan air atau penampungan pada saluran air .

Kriteria Modul Drainase

• Padi:1 dalam 5 tahun hujan maksimum 3 harian, dikurangi untuk tampungan lapangan 50 mm, harus dibuang dlm 3 hari.

• Palawija:1 dalam 5 tahun hujan maksimum 4 harian harus

dibuang dlm 4 hari. Dalam 2 hari pertama aliran permukaan, dlm 2 hari selebihnya aliran bawah tanah.

• Tanaman keras & lahan pekarangan:1 dalam 5 tahun hujan maksimum 6 harian harus

dibuang dalam 6 hari. Dalam 3 hari pertama aliran permukaan, dlm 3 hari selebihnya aliran bawah tanah.

Kurva Intensitas dan Lama Hujan

Contoh Modul Drainase dan Elevasi Muka Air

Aliran Permukaan Aliran Bawah Permukaan

Penggunaan LahanDebit

l/det/haMuka air di tersier

dibawah muka tanah

Debitl/det/ha

Muka air di tersierdibawah muka

tanah

Padi 4.9 - 0.10 - -

Palawija 6.3 - 0.10 4.9 - 0.60

Tanaman Keras 4.9 - 0.10 4.5 - 0.60

Lahan Pekarangan 6.3 - 0.10 4.9 - 0.60

Kawasan ekonomi 15.0 - 0.10 - -

Kawasan sosial 6.3 - 0.10 4.9 - 0.60

Jalur hijau 3.0 - 0.10 - -

Modul Drainase Utk Lahan Sawah dan Jalur Hijau

Modul Drainase Utk Lahan Palawija dan Pekarangan

Modul Drainase Utk Lahan Tanaman Keras

Kebutuhan Air Irigasi sawah

Dihitung dari Neraca Air Tanaman Bulanan

Kebutuhan Air Irigasi (Irr) dihitung berdasarkan rumus berikut :

Irr = k.Eto + Pengolahan Tanah + Perkolasi(Pencucian) – Hujan

Dimana :k = koefisien tanaman (tergantung jenis tanaman dan tahap pertumbuhan

tanamanEto = Evapotranspirasi (penguapan) acuan, dihitung dengan metoda PennmanPengolahan tanah = jumlah air yg diperlukan utk pengolahan tanah (150 mm

utk sawah, 50 mm utk palawija)Perkolasi/pencucian tanah = 8 – 10 mm /hari (rekomendasi IRRI)