rekayasa hidrologi modul 12 dasar dasar hidrograf limpasan (1)

Bab XII - 1

REKAYASA HIDROLOGI

MODUL 12

DASAR-DASAR HIDROGRAF LIMPASAN

Bab XII - 1

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN

UNIVERSITAS MERCU BUANA

Mata Kuliah : Rekayasa Hidrologi

Modul No. 12 : Dasar-dasar Hidrograf Limpasan

Tujuan Instruksional Umum (TIU)

Mahasiswa mengetahui pengertian dan tujuan pembuatan hidrograf, khususnya yang

terkait dengan hidrologi, mempelajari data dan parameter-parameter yang

mempengaruhi, dapat memahami logika tampilan hidrograf dengan data asal/kondisi

yang mempengaruhinya dan kegunaan hasil hidrograf limpasan untuk pendukung

perhitungan selanjutnya.

Tujuan Instruksional Khusus (TIK)

Mahasiswa mampu menjelaskan dan mampu memberikan contoh-contoh arti dari

pemanfaatan hidrograf limpasan, dapat membuat hidrograf berdasarkan data

hidrologi yang berasal dari lapangan dan dapat memanfaatkan hidrograf limpasan

untuk kepentingan selanjutnya baik di lapangan ataupun untuk keperluan perhitungan

lanjutan.

12. Dasar—Dasar Hidrograf Limpasan

12.1. Pendahuluan

Presipitasi/hujan yang tidak ditangkap (diintersepsi) oleh tanaman atau

bangunan-bangunan lain di atas bumi, dapat menguap (Evaporation), meresap

(infiltration) atau menempati suatu tampungan (Depression Storage).

Kelebihan air hujan ini mengikuti hukum Gravitasi mengalir di atas permukaan

bumi menuju saluran air (Stream Chanel) terdekat. Arus air dalam aliran

menuju sungai, aliran sungai akan berakhir di laut (muara sungai).

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMREKAYASA HIDROLGI

Bab XII - 2

Bila hujan yang jatuh deras atau/dan lama, maka kelebihan limpasan

permukaan menjadi lebih besar, saluran-saluran dan sungai tidak dapat

menampung seluruh air yang datang, tetapi saluran hanya terisi penuh dan

jadi luapan air.

Hal ini mendatangkan kerugian pada aktivitas manusia, terutama :

· Terjadinya erosi (terbawanya lapisan tanah bagian atas yang subur),

merusak tanaman.

· Terjadinya kerusakan pada daerah perkotaan, daerah irigasi, terjadinya

polusi pada persediaan air, membahayakan jiwa manusia.

· Terputusnya hubungan antar daerah, serta dapat menyebabkan kelaparan.

Masalah yang berhubungan dengan limpasan ini dapat diatasi dengan

melakukan tindakan/pendekatan awal yaitu: menganalisa/memberi jawaban

terhadap beberapa pertanyaan-pertanyaan antara lain:

· Seberang sering banjir akan terjadi

· Beberapa besar banjir yang akan terjadi

· Beberapa sering musim kering (Drought) akan terjadi

· Berapa lama musim kering akan berlangsung.

Hal-hal di atas dapat dijawab dengan :

· Membuat grafik hubungan frequensi & duration dari debit limpasan-limpasan

extreem selama pengamatan jangka panjang walaupun beberapa

pengamatan tidak tersedia, maka pendekatan harus tetap dilakukan dengan

berbagai probabilitas.

· Membuat grafik-grafik hubungan lain, misalkan rating curve, grafik hubungan

hujan dan limpasan dan lain sebagainya.

· Meramalkan debit banjir berdasarkan rumus empiris yang aria.

· Mempelajari debit air rendah, debit rata-rata, dan lain-lain.

Di dalam melakukan analisa data hidrologi di atas, diperlukan pula:

· Menentukan debit limpasan suatu sungai, bila tinggi M.A. banjir diketahui,

dengan melakukan pengukuran limpasan jangka panjang.

· Menentukan cara untuk dapat memperkecil volume limpasan.

· Membandingkan biaya pencegahan banjir terhadap kerusakan yang akan


Bab XII - 3

timbul bila tidak dilakukan pencegahan ini.

· Menentukan nilai (penting/tidaknya) penyimpanan air banjir sebagai

persediaan air musim kemarau dalam waduk.

12.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Limpasan

1. Elemen Meteorologi

salju

· Jenis Presipitasi :

hujan

· Intensitas curah hujan.

Bila intensitas curah hujan > kapasitas infiltrasi, maka limpasan permukaan

besar. Peningkatan curah hujan tidak sebanding dengan peningkatan

limpasan, karena efek penggenangan di permukaan tanah.

· Lamanya curah hujan.

· Makin lama duration hujan, makin besar limpasan, karena menurunnya

kapasitas infiltrasi.

· Distribusi curah hujan dalam D.A.S. (persentasi daerah yang mengalami

hujan terhadap D.A.S.) .

· Curah hujan sebelumnya dan lembab tanah (Soil Moisture). Bila kandungan

lembab tanah >>, kapasitas infiltrasi <<, maka limpasan menj adi besar.

· Kondisi-kondisi meteorologi lainnya.

2. Elemen D.A.S.:

· Kondisi permukaan tanah (Landuse) karena tanaman memperbesar

intersepsi, infiltrasi, soil moisture sehingga limpasan kecil.

· Kondisi Topografi dan bentuk D.A.S. akan mempengaruhi volume air yang

tertampung dalam saluran, di samping kemiringan memperkecil infiltrasi.

· Jenis tanah menentukan kapasitas infiltasi.

· Faktor-faktor lain misal karakteristik jaringan sungai.


Bab XII - 4

12.3. Pengertian Dasar Hidrograf Limpasan

Limpasan (Run-Off)

Adalah semua air yang mengalir Iewat satu sungai bergerak meninggalkan

daerah tangkap sungai (D.A.S.) tersebut tanpa memperhatikan asal/jalan yang

ditempuh sebelum mencapai saluran (Surface atau subsurface). Karena

terjadinya air limpasan ini merupakan gabungan dari aliran air permukaan

(Surface flow) dan aliran tanah pada waktu m.a. tanah tinggi, atau merupakan

gabungan dari aliran air permukaan dan aliran bawah permukaan (sub surface

flow) pada waktu m.a. tanah rendah.

Gambar No. 12.1

Limpasan ini diukur pada tempat-tempat di sepanjang saluran dengan alat

pengukuranya disebut stream gauging station (stasiun pengamat aliran air).

Limpasan Permukaan (Surface Run Off/Direct Run Off)

Adalah limpasan yang selalu mengalir melalui perrnukaan (sebelum dan

sesudah mencapai saluran).

Aliran Dasar (Base-Flow)

Adalah debit/limpasan minimum yang masih ada, karena adanya aliran

keluaran/lepasan (Out Flow/Discharge) dari akifer.


Bab XII - 5

Debit Aliran (Discharge of Flow) = Q

Q = Volume air yang melalui suatu penampang saluran (sungai, pipa, gorong -

gorong) persatuan waktu.

Lipasan Bulanan (Monthly Run-Off) = V

V = Volume limpasan selama satu bulan tertentu. Volume ini dapat dinyatakan

dalam satuan tinggi (depth)

V 1 bulan

V = d = = Q . dt

A 0

Dengan A = Luas daerah pengaliran.

Sehingga dengan satuan volume dapat membandingkan nilai run off terhadap

nilai presipitasi dan evaporasi, infiltrasi dan lembab tanah.

Limpasan Tahunan (Anual Run-Off)

V = Vol. limpasan selama satu tahun tertentu:

V 1 bulan

atau d = = Q . dt

A 0

Limpasan bulanan atau tahunan rata-rata (Mean Monthly/Annual Run Off)

Nilai rata limpasan bulanan atau limpasan tahunan selama pengamatan jangka

panjang.

Debit banjir ( = Peak Discharge)

Debit limpasan, pada saat air banjir (M.A. melebihi keadaan normal). Tinggi

Muka Air Pada Saluran

Didefinisikan sebagai elevasi M.A. yang diukur relative terhadap suatu bidang

Datum horizontal tertentu (Bench Mark).

Bench Mark (titik tetap) yang lazim dipakai adalah patok-patok yang dipasang

di pantai dan tingginya sudah tertentu terhadap tinggi muka air laut.

Misal:


Bab XII - 6

· Bench Mark untuk Jabar adalah Pei! Periok.

· Bench Mark untuk Jatim adalah Pell Tanjung Perak dan lain sebagainya.

Hidrograph (Hydrograph) adalah:

Grafik hubungan antara waktu/duration dengan unsur-unsur aliran (Tinggi M.A.

atau Debit)

Hubungan waktu (t) dan tinggi M.A. (H) disebut muka air (stage hydrograph)

Gambar No. 12.2

Hubungan waktu (t) dan Debit (Q) disebut hidrograph debit (discharge

hydrograph).

Periode Pemusatan (Time of Concentration) = Tc

Adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik terjauh dalam


Gambar No. 12.3

Bab XII - 7

suatu D.A.S. sampai di stasiun pengukuran tertentu.

Kurva/garis Massa (Mass Curve) adalah :

Penyajian secara grafis aliran kumulatif terhadap fungsi waktu.

Hujan Effektif (Effective Precipitation) :

Adalah sebagian dari total presipitasi, yang sesungguhnya terdistribusi di

permukaan bumi.

Lengkung aliran (Rating Curve)

Adalah grafik hubungan antara elevasi M.A. suatu sungai/saluran terhadap

debitnya pada salah satu penampang sungai.

Hidrometri :

Definisi secara umum adalah ilmu untuk mengukur air atau ilmu untuk

mengumpulkan data dasar bagi analisa hidrologi.

Sungai Ephemeral :

Adalah sungai yang mengalir hanya pada saat ada hujan saja; M.A.T. selalu di


Gambar No. 12.4

Bab XII - 8

bawah dasar sungai.

Gambar No. 12.5

Sungai Intermitten :

Adalah sungai yang mengalirkan air pada musim hujan saja, sedang pada

musim kemarau tidak mengalirkan air (kecuali air dari hujan), karena M.A.T.

penghujan di atas dasar sungai dan M.A.T.

Masa kering sungai.

Sungai Perennial:


Hidrograf sungai Ephemeral

MAT musim hujan

MAT musim kemarau

........................------------------

Bab XII - 9

Adalah sungai yang mengalirkan aimya sepanjang tahun, karena M.A.T. tidak

pernah di bawah dasar sungai.

Gambar No. 12.7

12.4. Istilah Istilah

Base flow Subsurface flow

Hidrograf Hidrometri

Tinggi hujan effektif Hidrograf debit

Hidrograf sungai intermitten Lengkung masa debit

12.5. Soal Latihan

1. Jelaskan pengertian dari limpasan air hujan dan berikan proses kejadiannya.

2. Jelaskan pengertian limpasan air bulanan, tahunan rata-rata dan cara

menghitungnya.

3. Jelaskan pengertian hidrograf sungai Ephemeral dan berikan sketch

/gambar.

4. Jelaskan kegunaan dari lengkung masa tinggi elevasi air dan lengkung masa

debit dalam pengetahuan hidrologi.

5. Jelaskan tujuan dari dibuatnya hidrodraf debit dari suatu sungai terhadap

perencanaan bangunan air yang saudara ketahui.


Bab XII - 10

12.6. Referensi

1. Hidrologi Untuk Pengairan, Ir. Suyono Sosrodarsono , Kensaku Takeda, PT.

Pradnya Paramita, Jakarta , 1976.

2. Hydrologi for Engineers, Ray K. Linsley Ir. Max. A. Kohler, Joseph L.H.

Apaulhus.Mc.Grawhill, 1986.

3. Mengenal dasar dasar hidrologi, Ir. Joice Martha, Ir. Wanny Adidarma Dipl.

H. Nova, Bandung.

4. Hidrologi & Pemakaiannya, jilid I, Prof. Ir. Soemadyo, diktat kuliah ITS. 1976

5. Hidrologi Teknik Ir. CD. Soemarto, Dipl. HE


rekayasa hidrologi modul 12 dasar dasar hidrograf limpasan (1)

Documents