LIMPASAN PERMUKAAN (RUN OFF)

MAKALAH  

“LIMPASAN PERMUKAAN (RUN OFF)”   

DOSEN PENGAJAR : –  Drs. H. SIDHARTA ADYATMA, M.Si

                        DEASY ARISANTY, M.Sc

YOGA PURWANINGTIYAS           NIM A1A513210

PROGRAM STUDY PENDIDIKAN GEOGRAFI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT BANJARMASIN

2014/2015

KATA PENGANTAR

                        Puji syukur kami haturkan kehadirat ALLAH SWT yang telah memberikan rahmat  serta karunia-Nya kepada kami, shalawat serta salam semoga dilimpahkan kepada baginda Nabi Muhammad SAW, serta seluruh keluarga, sahabatnya dan pada kita semua selaku umatnya hingga akhir zaman. Sehingga kami berhasil menyelesaikan makalah ini dengan baik. Adapun makalah yang kami buat ini mengenai ”LIMPASAN PERMUKAAN”.

Dan isi dari makalah ini adalah “ Pengertian dan tipe limpasan permukaan, klasifikasi limpasan permukaan, faktor – faktor yang mempengaruhi volume limpasan permukaan, faktor – faktor yang mempengaruhi akihan waktu limpasan permukaan, pengukuran limpasan, pengukuran tinggi air limpasan permukaa, pengukuran kecepatan aliran limpasan permukaan, metode penghitungan debit limpasan ”.

Semoga makalah ini memberikan informasi bagi pembaca dan bermanfaat untuk pengembangan wawasan dan peningkatan ilmu pengetahuan bagi kita semua.

Banjarmasin,07 Oktober  2014

Penulis

 DAFTAR ISI

  KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

  1. Latar Belakang…………………………………………………………….. 4
  2. Rumusan Masalah…………………………………………………………..5
  3. Tujuan Penulisan……………………………………………………………5

BAB II  PEMBAHASAN

  1. Pengertian dan Tipe limpasan permukaan………………………………….6
  2. Klasifikasi limpasan permukaan……………………………………………12
  3. Faktor yang mempengaruhi volume limpasan permukaan…………………13
  4. Faktor yang mempengaruhi agihan waktu limpasan permukaan………….16
  5. Pengukuran limpasan……………………………………………………….16
  6. Pengukuran tinggi air limpasan permukaan………………………………. 16
  7. Pengukuran kecepatan aliran limpasan permukaan…………………………20
  8. Metode penghitungan debit limpasan………………………………………23

BAB III PENUTUP

  1. Kesimpulan…………………………………………………………………26
  2. Saran……………………………………………………………………….26

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………..27

 BAB I

PENDAHULUAN   

  1. Latar Belakang

Secara  alamiah  sebagian air  hujan  yang  jatuh  ke  permukaan  tanah akan meresap ke dalam tanah dan selebihnya akan mengalir menjadi limpasan permukaan. Karakteristik daerah yang berpengaruh terhadap bagian air hujan antara lain adalah topografi, jenis tanah, dan penggunaan lahan atau penutup lahan. Hal ini berarti bahwa karakteristik lingkungan fisik mempunyai pengaruh terhadap respon hidrologi. Kondisi alam Indonesia yang mempunyai periode   musim hujan selama lebih kurang enam bulan menyebabkan curah hujan yang cukup tinggi. Pembangunan yang dilakukan juga akan berpengaruh terhadap penggunaan lahan. Sehingga diperlukan suatu arahan terhadap penggunaan lahan pada suatu kawasan agar tetap berpedoman pada keseimbangan lingkungan.

Perluasan kawasan perkotaan dan berkurangnya kawasan hutan yang
cepat sedang banyak terjadi di beberapa tempat di Indonesia.  Peralihan fungsi
suatu kawasan yang mampu menyerap air (pervious) menjadi kawasan yang
kedap air (impervious) akan mengakibatkan ketidakseimbangan hidrologi dan
berpengaruh negatif pada kondisi daerah aliran sungai. Perubahan penutup
vegetasi suatu kawasan ini akan memberikan pengaruh terhadap waktu serta
volume aliran. Peningkatan volume limpasan aliran ini mengakibatkan masalah
banjir di hilir daerah aliran sungai. Pemahaman mengenai proses dan besarnya
limpasan yang terjadi serta faktor – faktor yang mempengaruhinya sangat
diperlukan sebagai acuan untuk pelaksanaan manajemen air dan tata guna lahan
yang lebih efektif. Oleh karena itu dalam perencanaan pengelolaan sumberdaya
air, limpasan merupakan masalah yang seharusnya diatasi terlebih dahulu
sebelum upaya berikutnya dilakukan, terlebih lagi perubahan tata guna lahan
yang terjadi sekarang ini tentunya sangat mempengaruhi besarnya laju infiltrasi
dan limpasan permukaan yang terjadi.

  1. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan
beberapa  permasalahan sebagai berikut :

  1. Apakah yang dimaksud dengan limpasan permukaan?
  2. Apa saja tipe dari limpasan permukaan ?
  3. Apa saja klasifikasi limpasan permukaan?
  4. Faktor apa saja yang mempengaruhi volume limpasan permukaan?
  5. Bagaimana pengukuran tinggi air limpasan permukaan?
  6. Bagaimana pengukuran kecepatan aliran limpasan permukaan?
  1. TUJUAN PENULISAN

Adapun yang menjadi tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai
berikut :

  1. Untuk mengetahui definisi limpasan permukaan.
  2. Dapat mengetahui beberapa tipe limpasan permukaan.
  3. Untuk mengetahui klasifikasi limpasan permukaan.
  4. Untuk mengetahui faktor apa saja yang mempengaruhi volume limpasan permukaan?
  1. Dapat mengetahui pengukuran tinggi air limpasan permukaan.
  2. Untuk mengetahui pengukuran kecepatan aliran limpasan permukaan.

BAB II

PEMBAHASAN

  1. Pengertian dan Tipe Limpasan Permukaan

Limpasan adalah apabila intensitas hujan yang jatuh di suatu
DAS melebihi kapasitas infiltrasi, setelah laju infiltrsi terpenuhi air akan mengisi
cekungan – cekungan pada permukaan tanah. Setelah cekungan – cekungan tersebut penuh, selanjutnya air akan mengalir (melimpas) diatas permukaan tanah.

Limpasan permukaan merupakan sebagian dari air hujan yang mengalir di atas permukaan tanah. Jumlah air yang menjadi limpasan sangat bergantung kepada jumlah air hujan per satuan waktu (intensitas), keadaan penutupan tanah, topografi (terutama kemiringan lereng), jenis tanah, dan ada atau tidaknya hujan yang terjadi sebelumnya (kadar air tanah sebelum terjadinya hujan). Sedangkan jumlah dan kecepatan limpasan permukaan bergantung kepada luas areal tangkapan, koefisien run off dan intensitas hujan maksimum.

Limpasan permukaan adalah aliran air yang mengalir diatas permukaan karena penuhnya kapasitas infiltrasi tanah. Limpasan merupakan unsur penting dalam siklus air dan salah satu penyebab erosi. Limpasan yang muncul dipermukaan

sebelum mancapai saluran disebut sumber tidak langsung. Ketika limpasan mengalir ditanah, limpasan tersebut dapat mengambil kontaminan tanah seperti minyak bumi, pestisida, atau pupuk. Bila sumber tidak langsung mengandung kontaminan semacam itu, limpasan tersebut disebut polusi sumber tidak langsung.

Nilai limpasan permukaan yang penting untuk keperluan evaluasi DAS adalah kondisi volume limpasan permukaan yang terjadi sebelum selama dan setelah adanya suatu kegiatan/proyek. Beberapa faktor yang mempengaruhi kondisi lama hujan melebihi lama waktu konsentrasi, maka laju pengaliran didalam sungai akan kurang daripa lama waktu hujannya sama dengan lama waktu konsentrasi. Sebaliknya, apabila lama waktu hujan lebih pendek daripada lama waktu konsentrasi, intensitas hujannya meningkat menjadi lebih tinggi, akan tetapi hanya sebagian dari areal daerah aliran ikut berperanan pada pengaliran sungai.Dengan demikian maka laju pengaliran maksimum terjadi kalau lama waktu hujan sama dengan lama waktu konsentrasi daerah alirannya.

Beberapa variable yang ditinjau dalam analisis banjir adalah volme banjir,debit puncak,tinggi genangan,lama genangan dan kecepatan aliran.

Aliran Air Permukaan ( RUN OFF)         

Hujan yang jatuh di laut mengakhiri siklus ini dan akan mulai dengan siklus yang baru. Hujan yang jatuh di daratan akan melalui jalan yang lebih panjang untuk mencapai laut. Setiap tetes air hujan yang jatuh ke tanah merupakan pukulan-pukulan kecil ke tanah. Pukulan air ini memecahkan tanah yang lunak sampai batu yang keras. Partikel pecahan ini kemudian mengalir menjadi lumpur, dan lumpur ini menutupi pori-pori tanah sehingga menghalangi air hujan yang akan meresap ke dalam tanah. Dengan demikian maka semakin banyak air yang mengalir di permukaan tanah. Aliran permukaan ini kemudian membawa serta batu-batu dan bongkahan lainnya, yang akan semakin memperkuat gerusan pada tanah. Goresan akibat gerusan air dan partikel lainnya ke tanah akan semakin membesar. Goresan ini kemudian menjadi alur-alur kecil, kemudian membentuk parit kecil, dan akhirnya berkumpul menjadi anak sungai. Anak-anak sungai ini kemudian berkumpul menjadi satu membentuk sungai.

Sebagian air hujan akan meresap ke dalam tanah dan sebagian lagi akan mengalir di permukaan ke darah yang lebih rendah, dan kemudian akan berkumpul di danau atau sungai dan akhirnya mengalir ke laut. Bila curah hujan lebih besar daripada kemampuan tanah untuk menyerap air, maka kelebihan air tersebut akan mengalir dipermukaan menuju ke danau atau sungai. Air yang meresap ke dalam tanah (infiltrasi) atau yang mengalir di permukaan (run off) akan menemukan jalannya untuk kembali ke atmosfer, karena adanya evaporasi dari tanah, danau dan sungai.

Run off adalah bagian curahan hujan (curah hujan dikurangi evapotranspirasi dan kehilangan air lainnya) yang mengalir dalam air sungai karena gaya gravitasi; airnya berasal dari permukaan maupun dari subpermukaan (sub surface). Runoff dapat dinyatakan sebagai tebal runoff, debit aliran (river discharge) dan volume runoff. Pada permulaan aliran air/sungai terjadi karena air mengalir mengikuti retakan-retakan/patahan-patahan (joint) yang ada di permukaan bumi. Sehingga pada awalnya daerah tersebut bukan merupakan daerah aliran sungai, tetapi merupakan akumulasi air, kemudian terjadi proses lanjutannya seperti prose pelapukan, erosi, pelarutan dan sebagainya. Proses tersebut berjalan terus, sehingga berkembang menjadi sebuah parit-parit kecil yang makin lama makin tertoreh/terkikis baik secara lateral maupun vertikal. Akhirnya terbentuk sungai-sungai kecil sebagai sistem sungai.

Kegiatan-kegiatan aliran air sungai tergantung pada beberapa faktor (Lobeck, 1939: 158) adalah sebagai berikut :

  1.       Curah hujan yang tinggi, hujan yang efektif (tinggi) tidak saja menyebabkan
    aliran yang kuat, tetapi juga bertambah banyaknya jumlah aliran sungai yang
    permanen. Sebagai contoh,  sungai-sungai dibagian timur Amerika Serikat lebih
    banyak jika dibandingkan dengan di bagian barat.
  2.         Tanah-tanah ponus yang dalam dan banyaknya tumbuhan yang tumbuh
    cenderung menyerap air hujan dan mengurangi aliran permukaan (run-off) . Seperti pada daerah-daerah tinggi yang luas dipantai selatan Alabama dan Missisipi, walaupun curah hujan tinggi tetapi sungai tidak banyak jumlahnya.
  3. Daerah yang terdiri dari batu gamping serta aliran bawah permukaan (bawah tanah) tidak menyebabkan terdapatnya aliran permukaan. Misalnya didaerah Karst Dalmatia tidak mempunyai banyak sungai, walaupun curah hujannya paling lebat didaerah Eropa.
  4. Daerah arid dengan vegetasi yang kurang menentukan aliran sungai, baik volume, jumlah air , maupun keadan permanen aliran yang minimum.
  5. Tanah-tanah liat yang kedap air sungai glacial, menambah aliran air permukaan yang mengurangi jumlah aliran bawah tanah, sehingga mempercepat pengerjaan erosi.

Aliran air pada sebuah sungai pada umumnya mengalir tidak tetap, mengikuti muatan sedimen unsure-unsur lain yang larut didalam air. Oleh karena itu, sungai mempunyai ciri yang tersendiri  dan berbeda dengan massa air lain seperti danau, laut, dan sebagainya. Adapun ciri tersebut adalah sebagai berikut seperti yang dikemukakan oleh Sudarja dan Akub (1977: 38) antara lain adalah sebagai berikut :

  1.    Pengalirannya tidak tetap, kadang kala alirannya deras dan ada kalanya
    lambat, menghilang ke bawah permukaan dan sebagainya.
  2.       Mengangkut material, dari mulai Lumpur yang halus, pasir, kerikil sampai pada
    material batuan yang lebih besar yang tergantung besar alirannya.
  3.       Mengalir mengikuti saluran tertentu yang pada sisi kanan kirinya dibatasi oleh
    tebing yang bias curam berupa lembah-lembah dari lembah dangkal sampai pada
    lembah-lembah yang dalam. Sungai sebagai suatu system yang terdiri dari
    beberapa anak sungai yang tergabung ke dalam sungai induk pada suatu daerah
    aliran. Jadi daerah aliran suatu sungai yang sering disebut DAS merupakan suatu
    wilayah ekosistem yang dibatasi oleh pemisah topografi dan berfungsi sebagai
    pengumpul, penyimpan dan penyalur air beserta sedimen dan unsur hara lainnya.

PROSES TERJADINYA RUNOFF (LIMPASAN PERMUKAAN)

Pada saat hujan turun, tetesan pertama air hujan ditangkap oleh daun dan tajuk vegetasi. Ini biasanya disebut sebagai simpanan intersepsi.  Kalau hujan berlangsung terus, air hujan yang mencapai permukaan tanah akan meresap ke dalam tanah (infiltrasi) sampai mencapai suatu taraf dimana intensitas hujan melebihi kapasitas infiltrasi tanah. Setelah itu, celah-celah dan cekungan di permukaan tanah, parit-parit, dan cekungan lainnya (simpanan permukaan) semua dipenuhi air, dan setelah itu barulah terjadi runoff.

Kapasitas infiltrasi tanah tergantung pada tekstur dan struktur tanah, dan dipengaruhi pula oleh kondisi lengas tanah sebelum hujan. Kapasitas awal (tanah yang kering) biasanya tinggi, tetapi kalau hujan turun terus, kapasitas ini menurun hingga mencapai nilai keseimbangan yang disebut sebagai laju infiltrasi akhir.

Proses runoff akan berlangsung terus selama intensitas hujan lebih besar dari kapasitas infiltrasi aktual, tetapi runoff segera berhenti pada saat intensitas hujan menurun hingga kurang dari laju infiltrasi aktual.

  1. Periode hujan
    1. Input air dari hujan = nol.
    2. Air tanah mengalir masuk alur sebagai aliran dasar maka freatik turun terus.
    3. Evapotranspirasi menambah defisiensi lengas tanah.
    4. Hidrograf aliran berupa kurva deplesi.
  2. Periode hujan awal
    1. Awal musim hujan, mulai ada hujan.
    2. Sebagian hujan menjadi intersepsi
    3. Sebagian menjadi simpanan depresi.
    4. Surface runoff hampir tidak, air hujan digunakan untuk membasahi tanah —————— lengas tanah meningkat.
  1. Periode hujan
  1. Intersepsi mencapai kapasitas maksimum.
  2. Simpanan depresi maksimum.
  3. Surface runoff mulai terjadi, sehingga aliran sungai naik.
  4. Soil moisture deficiency.
  5. Air infiltrasi dan perkolasi belum mencapai muka freatik ——–air tanah belum naik
  1. Saat hujan berhenti
    1. Dipermukaan tanah masih ada air dan mengalir sebagian
    2. Infiltrasi terus berlangsung
    3. Stream runoff dari g.w. ( air dalam tanah ).
  2. Periode tidak ada hujan
    1. Lengas tanah pada kapasitas lapang.
    2. Input air tak ada, lengas tanah berkurang.
    3. Air perkolasi mencapai muka frreatik air tanah mendapat recharge.
    4. Kurva deplesi terus berlangsung, stream runoff menyusut
    5. Air tanah naik.

Tipe-tipe sungai antara lain :

  1. Sungai Perennial

Adalah sungai yang mempunyai aliran sepanjang tahun,aliran sungai
perennika adalah aliran dasar yang berasal dari aliran air tanah,sungai. Tipe ini
terjadi pada DAS yang sangat baik yang masih mempunyai hutan lebat.
2. Sungai Ephemeral

adalah sungai yang mempunyai debit hanya apabila terjadi hujan yang

melebihi  laju infiltrasi. Permukaan  air  tanah selalu berada di bawah dasar sungai,
sehingga sungai tidak  menerima aliran tanah yang berarti tidak  mempunyai aliran
dasar ( base flow ) contoh di Nusa tenggara
3. Sungai Intermitten

Adalah sungai  yang  mempunyai  karakteristik campuran antara kedua

tipe di atas.Pada suatu periode tertentu bersifat sungai perennial dan pada waktu
tertentu bersifat sebgai sungai ephemal.

  1. Klasifikasi limpasan permukaan

Limpasan terdiri dari air yang berasal dari tiga sumber :

  1. Aliran permukaan
  2. aliran antara

3.Aliran air tanah

       Aliran Permukaan (surface flow)

                         adalah bagian dari air hujan yang mengalir dalam bentuk lapisan tipis
di atas permukaan tanah. Aliran permukaan disebut juga aliran langsung (direct
runoff).Aliran permukaan dapat terkonsentrasi menuju sungai dalam waktu
singkat,sehingga aliran permukaan merupakan penyebab utama terjadinya banjir.

       Aliran antara (interflow)

adalah aliran dalam arah lateral yang terjadi di bawah permukaan
tanah.Aliran antara terdiri dari gerakan air dan lengas tanah secara lateral menuju
elevasi yang lebih rendah.

Aliran air tanah

adalah aliran yang terjadi di bawah permukaan air tanah ke elevasi yang lebih rendah yang akhirnya menuju sungai atau langsung ke laut. Dalam analisis hidrologi aliran permukaan dan aliran antara dapat dikelompokkan menjadi satu yang disebut aliran langsung,sedangkan aliran tanah disebut aliran tak langsung.

  1.      Faktor-faktor yang Mempengaruhi Volume Limpasan permukaan
  1. Elemen-elemen meteorologi
  1. Jenis presipitasi
  2. Intensitas curah hujan
  3. Lamanya curah hujan
  4. Distribusi curah hujan dalam daerah pengaliran
  5. Arah pergerakan curah hujan
  6. Curah hujan terdahulu dan kelembaban tanah
  7. Kondisi – kondisi meteorology.
  1. Elemen daerah pengaliran
  1. Kondisi penggunaan tanah
  2. Daerah pengaliran
  3. Kondisi topografi dalam daerah pengaliran
  4. Jenis tanah
  5. Faktor – faktor yang memberikan pengaruh

Terlepas dari karakteristik hujan, seperti intensitas hujan, lama hujan
dan distribusi hujan, ada beberapa faktor khusus lokasional (daerah tangkapan
air) yang berhubungan langsung dengan kejadian dan volume runoff.

  1. Tipe tanah

Kapasitas infiltrasi suatu tanah dipengaruhi oleh porositas tanah, yang

menentukan kapasitas simpanan air dan mempengaruhi resistensi air untuk
mengalir ke lapisan tanah yang lebih dalam. Porositas suatu tanah berbeda dengan
tanah lainnya. Kapasitas infiltrasi tertinggi dijumpai pada tanah-tanah yang
gembur, tekstur berpasir; sedangkan tanah-tanah liat dan berliat biasanya
mempunyai kapasitas infiltrasi lebih rendah.  Bagan-bagan berikut menyajikan
beragam kapasitas infiltrasi yang diukur pada berbagai tipe tanah.  Kapasitas
infiltrasi juga tergantung pada kadar lengas tanah pada akhir periode hujan
sebelumnya. Kapasitas infiltrasi aweal yang tinggi dapat menurun dengan waktu
(asalkan hujan tidak berhenti) hingga mencapai suatu nilai konstan pada saat profil
tanah telah jenuh air.

Kondisi seperti ini hanya berlaku kalau kondisi permukaan tanah tetap

utuh tidak mengalami gangguan. Telah diketahui bahwa rataan ukuran tetesan air
hujan meningkat dengan meningkatnya intensitas hujan. Dalam suatu intensitas
hujan yang tinggi, energi kinetik tetesan air hujan sangat besar pada saat memukul
permukaan tanah. Hal ini dapat menghancurkan agregat tanah dan dispersi tanah,
dan mendorong partikel-partikel halus tanah memasuki pori tanah. Pori tanah
dapat tersumbat dan terbentuklah lapisan tipis yang padat dan kompak di
permukaan tanah sehingga mereduksi kapasitas infiltrasi.  Fenomena seperti ini
lazim disebut sebagai “capping, crusting atau sealing”. Hal ini  dapat menjelaskan
mengapa di daerah-daerah arid dan semi-arid yang mempunyai pola hujan dengan
intensitas tinggi dan frekuensi tinggi,

volume rinoff sangat besar meskipun hujannya sebentar dan
kedalaman hujan relatif kecil. Tanah-tanah dengan kandungan liat tinggi (misalnya
tanah-tanah abu volkan dengan kandungan liat 20% ) sangat peka untuk
membentuk kerak-permukaan dan selanjutnya kapasitas infiltrasi menjadi
menurun. Pada tanah-tanah berpasir, fenomena kerak-permukaan ini relatif kecil.

  1. Vegetasi

Besarnya  simpanan  intersepsi  pada  tajuk  vegetasi  tergantung  pada

macam vegetasi dan fase pertumbuhannya. Nilai-nilai intersepsi yang lazim adalah
1 – 4 mm. Misalnya tanaman serealia, mempunyai kapasitas simpanan intersepsi
lebih kecil dibandingkan dengan rumput penutup tanah yang rapat. Hal yang lebih
penting adalah efek vegetasi terhapad kapasitas infiltrasi tanah.  Vegetasi yang
rapat menutupi tanah dari tetesan air hujan dan mereduksi efek kerak-permukaan.
Selain itu, perakaran tanaman dan bahan organik dalam tanah dapat meningkatkan
porositas tanah sehingga memungkinkan lebih banyak air meresap ke dalam tanah.
Vegetasi juga menghambat aliran air permukaan terutama pada lereng yang landai,
sehingga air mempunyai kesempatan lebih banyak untuk meresap dalam tanah
atau menguap.

  1. Kemiringan dan ukuran daerah tangkapan

Pengamatan pada petak-petak ukur runoff menunjukkan bahwa  petak-
petak pada lereng yang curam menghasilkan runoff lebih banyak dibanding
dengan petak-petak pada lereng yang landai. Selain itu, jumlah runoff menurun
dengan meningkatnya panjang lereng. Hal seperti ini terjadi karena aliran air
permukaan lebih lambat dan waktu konsentrasinya lebih panjang (yaitu waktu
yang diperlukan oleh tetes air hujan untuk mencapai outlet daerah tangkapan air).
Hal ini berarti bahwa air mempunyai lebih banyak kesempatan untuk infiltration
dan evaporasi sebelum ia mencapai titik pengukuran di outlet. Hal yang sama juga
berlaku kalau kita membandingkan daerah-daerah tangkapan yang ukurannya
berbeda.

Efisiensi runoff (volume runoff per luasan area) meningkat dengan
menurunnya ukuran daerah-tangkapan air, yaitu semakin besar ukuran daerah-
tangkapan berarti semakin besar (lama) waktu konsentrasi air dan semakin kecil
efisiensi run off.

  1. Faktor-faktor yang mempengaruhi agihan waktu limpasan permukaan

Faktor-faktor yang mempengaruhi agihan waktu limpasan terbagi
menjadi 3 faktor, yaitu faktor meteorologi yang terdiri dari tipe intensitas, lama
dan agihan presipitasi, suhu, kelembaban, radiasi matahari, kecepatan angin, dan
tekanan udara. Faktor kedua adalah faktor DAS yang berupa bentuk DAS,
kemiringan DAS, geologi, tipe tanah, vegetasi dan jaringan drainase. Faktor ketiga
adalah faktor manusia (Seyhan, 1977).  Faktor-faktor tersebut langsung atau tidak
lang-sung akan berhubungan dengan aliran air di sungai yang berada dalam DAS
tersebut.

  1. Pengukuran Limpasan
  1. Pengukuran tinggi air limpasan permukaan

Tinggi muka air (stage height, gauge height) sungai adalah elevasi
permukaan air (water level) pada suatu penampang melintang sungai terhadap
suatu titik tetap yang elevasinya telah diketahui. Tinggi muka air biasanya
dinyatakan dalam satuan meter (m) atau centimeter (cm). Fluktuasi permukaan
air sungai menunjuk­kan adanya perubahan kecepatan aliran dan debitnya.
Penguku­ran tinggi muka air merupakan langkah awal dalam pengumpulan data
aliran sungai sebagai data dasar hidrologi.  Data tinggi muka air dapat
digunakan secara langsung untuk berbagai keperluan pembangunan, misalnya
saja untuk perhitungan pengisian air pada waduk, menentukan perubahan
kedalaman aliran dari waktu ke waktu untuk keperluan transpor­tasi air,
perencanaan pembangunan fisik di daerah dataran banjir dan untuk keperluan
lainnya.

data tinggi muka air digunakan sebagai dasar perhitungan debit setelah
dibuat hubungan antara tinggi muka air dan debit hasil pengukuran debit yang
dilakukan secara berkala, yang mencakup pengukuran debit pada muka air
rendah sampai tinggi. Dengan demikian ketelitian dalam perhitungan data debit
juga tergantung daripada ketelitian pengukuran tinggi muka air. Pengukuran
tinggi muka air dapat dilaksanakan dengan cara manual menggunakan alat duga
air biasa (non recording gauges) dan atau cara otomatis menggunakan alat duga
air otomatik (recording gauges) yang dipasang pada suatu pos duga air sungai.
Untuk keperluan pendataan aliran sungai yang memerlukan waktu dengan
periode panjang, maka pengukuran tinggi muka air dari suatu pos duga air
harus menggunakan alat duga air otomatik.

Gambar Sketsa Pengukuran Datum Tinggi Muka Air

                        Prinsip : Sebuah pelampung diikat pada kabel alat perekam, dibagian ujung lainnya diikat pemberat. Pelampung diletakkan pada sebuah sumur dan pelampung akan mengikuti perubahan tinggi muka air. Pergerakan vertikal ini kemudian ditransfer menjadi pergerakan horisontal pena tulis alat tersebut. Pena tulis kemudian merekam pergerakan ini pada kertas perekam berupa kurva pasang surut.

Keuntungan :

  • Dapat diperoleh sebuah Gambar yang akurat, karena skala vertikal dan horizontal dapat diatur.
  • Dapat diperoleh rekaman yang tak terputus sampai maksimum 4 bulan.
  • Dapat merekam tinggi muka air maksimum tertinggi dan terendah kedalam kertas.

Kerugian:

  • Diperlukan bangunan yang cukup mahal untuk alat perekam dan sumur pelampung.
  • Kedalaman sumur pelampung harus cukup dalam sehingga dapat mencakup tinggi muka air yang terendah.

PENGUKURAN TINGGI MUKA AIR CARA MANUAL

Pengukuran tinggi muka air cara manual dilaksanakan dengan membaca elevasi permukaan air yang tertera pada alat duga air biasa yaitu alat duga air yang tidak dengan sendirinya dapat bekerja secara otomatis dalam mencatat fluktuasi muka air berdasarkan fungsi waktu. Pengukurannya dilakukan oleh seorang pengamat secara teratur setiap harinya, minimal dilaku­kan tiga kali setiap harinya yaitu jam 07.00 pagi, jam 12.00 siang dan 17.00 sore hari waktu setempat, apabila diperlukan frekuensi pengukurannya dapat ditambah, terutama selama terjadi banjir agar data muka airnya lebih lengkap. Banyaknya pengukuran tinggi muka air setiap harinya tergantung dari banyaknya faktor, antara lain :

  1. besarnya fluktuasi muka air.
  2. tersedianya dana untuk honor pengamat dan
  3. ketelitian yang diinginkan.

Gambar Staff Gauge

Tinggi muka air setiap jam diamati secara manual oleh operator (pencatat) dan dicatat pada suatu formulir pengamatan pasang surut. Pada palem dilukis tanda-tanda skala bacaan. Pencatat akan menuliskan kedudukan tinggi muka air laut relatif terhadap palem pada jam-jam tertentu sesuai dengan skala bacaan yang tertulis pada palem. Muka air laut yang relatif tidak tenang membatasi kemampuan pencatatan dalam menaksir bacaan skala. Walaupun demikian, cara ini cukup efektif untuk memperoleh data pasang surut dengan ketelitian hingga sekitar 2,5 cm. Tinggi palem disesuaikan dengan karakter tunggang air pada wilayah perairan yang diamati pola pasang surutnya, yang biasanya sekitar 4 hingga 6 meter.

Pengukuran tinggi muka air cara manual dengan meng­gunakan alat duga air biasa mempunyai beberapa kelebihan, antara lain :

  1. mudah dalam memasang peralatannya, dan
  2. biaya untuk pemasangan, operasi dan pemeliha­raannya lebih murah dibanding pengukuran tinggi muka air cara otomatik.

Disamping itu, pengukuran tinggi muka air cara manual dengan menggunakan alat duga air biasa juga mempunyai beberapa kelemahan, antara lain kebenaran data tergantung daripada pengamat (kesa­lahan pembacaan, pencatatan atau juga pemalsuan data mempunyai kemungkinan lebih besar).

  1. Pengukuran kecepatan aliran limpasan permukaan

Pengukuran kecepatan aliran dengan Current-meter

Prinsip kerja jenis curent meter ini adalah propeler berputar
dikarenakan partikel air yang melewatinya. Jumlah putaran propeler per waktu
pengukuran dapat memberikan kecepatan arus yang sedang diukur apabila
dikalikan dengan rumus kalibrasi propeler tersebut.

Jenis alat ini yang menggunakan sumbu propeler sejajar dengan arah
arus disebut Ott ­propeler curent meter dan yang sumbunya tegak lurus terhadap
arah arus disebut Price­ cup current meter. Peralatan dengan sumbu vertikal ini
tidak peka terhadap arah aliran.

Keuntungan:

Propeler curent meter ini menghasilkan pekerjaan yang akurat dan
cepat apabila dilakukan perawatan yang baik dan pelaksanaan yang cermat. Juga
kalibrasi propeler harus dilakukan dengan baik.

Kerugian:

Dapat dipengaruhi oleh kapal (pitching dan rolling), sehingga
kecepatan arus yang diukur bukan hanya kecepatan arus aliran sungai saja.
Diperlukan test kalibrasi untuk mengatasi hal ini.

Cara pemakaian:

Ott current-meter dapat digunakan baik dengan digantung pada
kabel/tali maupun pada tiang. Cara yang pertama dapat dilaksanakan pada
pengukuran di sungai maupun di muara sungai, sedangkan cara kedua dapat
dipakai pada pengukuran di kanal yang kecil atau digantung di jembatan.

Gambar (a) Cup current meter dan (b) Propeler current meter

Metode pengukuran kecepatan aliran di sungai:

  1. Metode satu titik

Metode ini digunakan untuk sungai yang dangkal dengan mengukur pada
kedalaman 0,6 h. Kecepatan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

V = V0,6

Pengukuran kecepatan aliran dengan pelampung

Pelampung merupakan alat ukur kecepatan arus yang paling sederhana. Pelampung bergerak terbawa oleh arus dan kecepatan arus didapat dari jarak tempuh pelampung dibagi dengan waktu tempuh. Pelampung dapat berupa pelampung permukaan, pelampung ganda, pelampung tongkat dan lain-lain.

Cara ini dapat dengan mudah digunakan meskipun permukaan air sungai itu tinggi. Cara ini sering digunakan karena tidak dipengaruhi oleh kotoran atau kayu-kayuan yang hanyut dan mudah dilaksanakan.

Biasanya digunakan 3 buah pelampung yang dialirkan pada satu garis penguku­ran aliran dan diambil kecepatan rata-rata. Mengingat arah mengalirnya pelampung itu dapat dirubah oleh pusaran-pusaran air dan lain-lain, maka harga yang didapat dari pelampung yang arahnya sangat berbeda harus ditiadakan.

  1. Pelampung permukaan:

Untuk mengukur kecepatan aliran permukaan diguna­kan sepotong
kayu dengan diameter 15 sampai 30 cm, tebal 5 cm. Supaya mudah dilihat, kayu
itu dicat atau kadang-kadang pada malam hari dipasang bola lampu listrik yang
kecil. Bahan dari pelampung yang digunakan adalah tidak tentu, sepotong kayu,
seikat jerami, botol dan lain-lain, dapat digunakan. Pengukuran kecepatan aliran
dengan pelampung permukaan digunakan dalam keadaan banjir atau jika
diperlukan segera harga perkiraan kasar dari debit, karena cara ini adalah sangat
sederhana dan dapat menggunakan bahan tanpa suatu pilihan.

Akan tetapi, harga yang teliti adalah sulit diketahui karena disebabkan oleh
pengaruh angin atau perbandingan yang berubah-ubah dari kecepatan aliran
permukaan terhadap kecepatan aliran rata-rata yang sesuai dengan keadaan sungai.
Kecepatan rata-rata aliran pada penampang sungai yang diukur adalah kecepatan
pelampung permukaan dikali dengan koeffisien 0,70 atau 0,90, ter­gantung dari
keadaan sungai dan arah angin. Dr. Bazin menggunakan koeffisien 0,86.

  1. Pelampung tangkai:

Pelampung tangkai dibuat dari sepotong/setangkai kayu atau bambu
yang diberi pemberat pada ujung bawahnya. Pemberat itu dibuat dari kerikil yang
dibungkus dengan jaring atau kain di ujung bawah tangkai.

 

Pelepasan pelampung:

Beberapa saat sesudah pelepasan, pelampung itu tidak stabil. Jadi
pelampung harus dilepaskan kira-kira 20-50 m di sebelah hulu garis observasi
pertama, sehingga pada waktu observasi, pelampung itu telah mengalir dalam
keadaan yang stabil. Hal ini akan dipermudah jika di sebelah hulu titik pelepasan terdapat jembatan. Mengingat posisi pelepasan itu sulit ditentukan, maka sebelumnya harus disiapkan tanda yang menunjuk posisi tersebut dengan jelas.

  1. Metode perhitungan debit limpasan permukaan

Menghitung limpasan permukaan (run off) pada suatu areal lahan

penting untuk maksud perencanaan penggunaan lahan. Dari perhitungan
pendugaan runoff itu dapat dibuat perencanaan untuk berbagai hal, salah satunya
adalah upaya apa yang dapat dilakukan dalam rangka mengendalikan runoff dan
erosi tanah. Selain itu, para perencana dapat merencanakan pembuatan waduk,
palung atau hanya cekdam atau embung dalam rangka melakukan konservasi air.
Dengan demikian, perencanaan yang holistik dapat dibuat, dalam rangka
membangun ramah lingkungan.

Dengan menggunakan rumus Rasional, pendugaan debit air limpasan

dapat dilakukan dengan mudah. Debit air limpasan adalah volume air hujan per
satuan waktu yang tidak mengalami infiltrasi sehingga harus dialirkan melalui
saluran drainase. Debit air limpasan terdiri dari tiga komponen yaitu Koefisien
Run Off ( C ), Data Intensitas Curah Hujan (I), dan Catchment Area (Aca).

Koefisien yang digunakan untuk menunjukkan berapa bagian dari air

hujan yang harus dialirkan melalui saluran drainase karena tidak mengalami
penyerapan ke dalam tanah (infiltrasi). Koefisien ini berkisar antara 0-1 yang
disesuaikan dengan kepadatan penduduk di daerah tersebut. Semakin padat
penduduknya maka koefisien Run-Offnya akan semakin besar sehingga debit air
yang harus dialirkan oleh saluran drainase tersebut akan semakin besar pula.

Intensitas hujan adalah tinggi curah hujan dalam periode tertentu yang
dinyatakan dalam satuan mm/jam. Dalam studi ini, rumus empiris untuk
menghitung intensitas hujan dalam menentukan debit puncak dengan metode
Rasional Modifikasi, digunakan rumus Mononobe. Hal ini dikarenakan
menyesuaikan dengan kondisi luas wilayahnya. Langkah pertama dalam metode
ini adalah menentukan curah hujan maksimun pada masing masing-masing tahun
untuk kemudian dilakukan perhitungan hujan rancangan dengan metode Log-
Person Tipe III. Adapun metode Log-Person TipeIII adalah sebagai berikut :

  • mengubah data curah hujan maksimum ke bentuk logaritma à X = log X;
  • menghitung harga rata-rata log X à    log Xrerata =    :
  • menghitung selisih antara logX dengan log Xrerata:
  • mengkuadratkan selisih antara logX dengan log Xrerata:
  • selisih antara logX dengan log Xrerata dipangkatkan 3 :
  • menghitung standar deviasinya à  Sd = ; dan
  • menghitung koefisien kemencengannya

Cs =

Setelah menghitung parameter statistiknya, kemudian menghitung hujan rancangan dengan menggunakan metode Log-Person Tipe III dengan langkah-langkah seperti di bawah ini :

  • menentukan tahun interval kejadian / kala ulang (Tr) :
  • menghitung prosentase peluang terlampaui à Pr = :
  • menentukan variabel standar (K) berdasarkan prosentase peluang dan koefisien kemencengan (Cs) pada tabel distribusi Log-Person Tipe III : dan
  • menghitung hujan rancangan (R)  dengan cara à logX + K , Sd kemudian hasilnya di-antilog-kan.

Setelah  mengetahui  hujan  rancangan, selanjutnya menghitung intensitas hujan pada tiap-tiap saluran di  masing-masing Catchment Area dengan langkah-langkah sebagai berikut ini :
Keterangan :  Tr   =  tahun interval kejadian / kala ulang.
K   =   variabel standar berdasarkan prosentase peluang dan

koefisien kemencengan (Cs) pada tabel distribusi Log-Person Tipe III
R   =   menghitung hujan rancangan.

  1. menghitung waktu curah hujan (Tc) à Tc = ;

L : panjang saluran, s : kemiringan saluran.

  • menghitung intensitas hujan à I = dimana R24 adalah hujan rancangan yang didapatkan dari perhitungan sebelumnya.

Catchment Area atau daerah tangkapan air hujan adalah daerah tempat hujan mengalir menuju ke saluran. Biasanya ditentukan berdasarkan perkiraan dengan pedoman garis kontur. Pembagian Catchment Area didasarkan pada arah aliran yang menuju ke saluran Conveyor ke Maindrain.

Berdasarkan 3 komponen diatas maka besarnya debit air limpasan (Qlimpasan) dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Q-limpasan = 0,278, C , I , ACA

Keterangan :
Q         =          Debit aliran air limpasan (m3/detik)
C          =          Koefisen run off (berdasarkan standar baku)
I           =          Intensitas hujan (mm/jam)

ACA     =          Luas daerah pengaliran (ha)

BAB III

PENUTUP

 

  1. Kesimpulan

 

Limpasan adalah apabila intensitas hujan yang jatuh di suatu
DAS melebihi kapasitas infiltrasi, setelah laju infiltrsi terpenuhi air akan mengisi
cekungan – cekungan pada permukaan tanah. Setelah cekungan – cekungan tersebut penuh, selanjutnya air akan mengalir (melimpas) diatas permukaan tanah.  Limpasan permukaan merupakan sebagian dari air hujan yang mengalir di atas permukaan tanah. Jumlah air yang menjadi limpasan sangat bergantung kepada jumlah air hujan per satuan waktu (intensitas), keadaan penutupan tanah, topografi (terutama kemiringan lereng), jenis tanah, dan ada atau tidaknya hujan yang terjadi sebelumnya (kadar air tanah sebelum terjadinya hujan).

Faktor – faktor yang mempengaruhi volume limpasan permukaan adalah tipe tanah, vegetasi, kemiringan dan daerah tangkapan. Run off adalah bagian curahan hujan (curah hujan dikurangi evapotranspirasi dan kehilangan air lainnya) yang mengalir dalam air sungai karena gaya gravitasi; airnya berasal dari permukaan maupun dari subpermukaan (sub surface). Runoff dapat dinyatakan sebagai tebal runoff, debit aliran (river discharge) dan volume runoff. Pada permulaan aliran air/sungai terjadi karena air mengalir mengikuti retakan-retakan/patahan-patahan (joint) yang ada di permukaan bumi.

  1. Saran

Dalam penulisan makalah ini penulis menyadari bahwa masih banyak
kekurangan – kekurangan dan kesalahan dalam tatacara penulisan maupun
pembahasannya. Maka dari itu, kritik dan saran dari pembaca penulis harapkan
untuk menjadi acuan dalam penulisan makalah berikutnya.

DAFTAR PUSTAKA

http://one-geo.blogspot.com/2011/01/limpasan-permukaan-runoff.html

http://ferliani.blogspot.com/2010/01/limpasan-permukaan.html

http://publikasiilmiah.ums.ac.id/bitstream/handle/123456789/311/6.%20UGRO.pdf?sequence=1

http://balconystair.blogspot.com/2013/07/menghitung-limpasan-hujan.html

http://konservasitanahdanairsupli.blogspot.com/2013/05/menghitung-debit-limpasan-permukaan.html

http://inspagr.blogspot.com/2014/05/limpasan-permukaan-air-tanah-runoff.html

http://www.unhas.ac.id/lkpp/tani/5%20Limpasan.pdf

http://lorenskambuaya.blogspot.com/2013/11/menduga-limpasan-permukaan-dengan.html

Advertisements

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 )

Google photo

You are commenting using your Google 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 )

Connecting to %s