METODE PEMISAHAN ALIRAN PERMUKAAN (RUN-OFF)

Praktikum 4                                                                             2 Oktober 2013

Asisten :

1.      Sisi

2.      Siti Komariyah

METODE PEMISAHAN ALIRAN PERMUKAAN

(RUN-OFF)

 

TEKNIK DAN MANAJEMEN LINGKUNGAN

PROGRAM DIPLOMA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

 2013

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Aliran permukaan (run off) adalah bagian dari curah hujan yang mengalir di atas permukaan tanah menuju ke sungai, danau dan lautan (Asdak 1995). Aliran permukaan dapat dimanfaatkan dengan cara menaikkan kapasitas infiltrasi tanah atau menampungnya dalam suatu bangunan air. Menurut Sosrodarsono & Takeda (1977) data curah hujan dan debit merupakan data yang sangat penting dalam perencanaan waduk.

Sosrodarsono dan Takeda (1983) menyebutkan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi aliran pemukaan adalah faktor iklim dan faktor DAS. Faktor-faktor iklim sangat mempengaruhi aliran permukaan adalah curah hujan dan jumlah evapotranspirasi, sedangkan faktor DAS meliputi luas DAS, ketinggian atau elevasi DAS serta tipe bantuan dan tanah. Selain itu juga ada faktor manusia yang mempegaruhi aliran permukaan seperti pemukiman, pembuatan waduk, dan penggunaan lahan di sektor pertanian.

Dalam pelaksanaan perencanaan dan perancangan bangunan- bangunan air, analisis hidrologi masih merupakan bagian analisis yang sangat dominan dan memerlukan penanganan yang cermat. Peranan analisis hidrologi menjadi sangat penting karena sebelum informasi hidrologi yang diperlukan tersedia maka analisis lain belum dapat dilakukan. Oleh karena itu mahasiswa Teknik dan Manajemen Lingkungan dituntut untuk mempelajari dan menanggapi permasalahan seputar praktikum ini yakni metode pemisahan aliran permukaan (run-off).

Tujuan

Tujuan dari praktikum metode pemisahan aliran permukaan (run-off) adalah untuk mengetahui nilai Direct Run-Off atau limpasan yang disebabkan oleh hujan dengan menggunakan metode straight line.

METODE

Praktikum ini hanya melakukan penghitungan dengan data yang telah tersedia tanpa adanya pengamatan secara langsung. Perhitungan yang dilakukan mengambil data dari curah hujan 6 menitan Sub DAS Cilalawi Purwakarta. Alat-alat yang dibutuhkan dalam analisa ini ialah: alat tulis. Perhitungan dapat menggunakan kalkulator sebagai alat bantu atau menggunakan aplikasi pengolah angka di komputer.

Adapun langkah-langkah dalam melakukan perhitungan adalah sebagai berikut:

·           Membuat grafik hubungan Q dan t komulatif dengan waktu awal 6 menitan.

·           Mencari titik Q₀ dan Q_t untuk mengetahui persamaan garis linier Base Flow dengan Q_o=titik awal terjadi kenaikan pada grafik dan Q_t terjadi penurunan hingga konstan.

·           Mencari titik Q_t dengan persamaan Q_t=Q_oexp^-k*t.

·           Mencari nilai k daro persamaan kurva resesi, dengan menentukan persamaan eksponensial dari titik penurunan puncak grafik sampai titik akhir grafik sehingga diperoleh persamaan y=a exp^k*t dan diperoleh nilai k.

·           Masukkan ke persamaan Q_t=Q_oexp-k*Δt diperoleh nilai Qt dan waktunya.

·           Menarik garis tegak lurus Q₀ sehingga diperoleh persamaan garis linear y= ax+b dimana sumbu y = base flow dan sumbu x =  waktu komulatif.

·           Memasukan nilai waktu komulatif pada persamaan linear sehingga diperoleh nilai base flow.

·           Mencari nilai Direct RO dengan mengurangi nilai debit dengan nilai base flow.

·           Dihitung nilai total run off selama waktu episode hujan.

·           Dibuat grafik pemisahan aliran dasar ( base flow ) dengan direct RO.

HASIL

Tabel 1. Qo dan Qt

Qo	t
6,64	18
6,72	882

Tabel 2. Data Debit dan Curah Hujan 6 menitan Sub DAS Cilalawi Purwakarta

Hari	Waktu	Debit(m3/dt)	Baseflow	DRO
7-Apr-02	6	5.57	7.04	0.00
7-Apr-02	12	5.57	7.52	0.00
7-Apr-02	18	6.64	8	0.00
7-Apr-02	24	7.41	8.48	0.00
7-Apr-02	30	8.22	8.96	0.00
7-Apr-02	36	9.05	9.44	0.00
7-Apr-02	42	11.71	9.92	1.79
7-Apr-02	48	14.09	10.4	3.69
7-Apr-02	54	22.67	10.88	11.79
7-Apr-02	60	37.88	11.36	26.52
7-Apr-02	66	49.39	11.84	37.55
7-Apr-02	72	58.69	12.32	46.37
7-Apr-02	78	60.29	12.8	47.49
7-Apr-02	84	60.69	13.28	47.41
7-Apr-02	90	59.89	13.76	46.13
7-Apr-02	96	58.29	14.24	44.05
7-Apr-02	102	54.36	14.72	39.64
7-Apr-02	108	52.05	15.2	36.85
7-Apr-02	114	49.77	15.68	34.09
7-Apr-02	120	46.05	16.16	29.89
7-Apr-02	126	43.87	16.64	27.23
7-Apr-02	132	41.36	17.12	24.24
7-Apr-02	138	39.96	17.6	22.36
7-Apr-02	144	38.91	18.08	20.83
7-Apr-02	150	37.36	18.56	18.80
7-Apr-02	156	35.50	19.04	16.46
7-Apr-02	162	34.16	19.52	14.64
7-Apr-02	168	32.84	20	12.84
7-Apr-02	174	31.22	20.48	10.74
7-Apr-02	180	30.26	20.96	9.30
7-Apr-02	186	28.92	21.44	7.48
7-Apr-02	192	27.44	21.92	5.52
7-Apr-02	198	26.68	22.4	4.28
7-Apr-02	204	25.92	22.88	3.04
7-Apr-02	210	25.31	23.36	1.95
7-Apr-02	216	24.13	23.84	0.29
7-Apr-02	222	23.32	24.32	0.00
7-Apr-02	228	22.74	24.8	0.00
7-Apr-02	234	22.09	25.28	0.00
7-Apr-02	240	21.59	25.76	0.00
7-Apr-02	246	20.82	26.24	0.00
7-Apr-02	252	20.12	26.72	0.00
7-Apr-02	258	19.77	27.2	0.00
7-Apr-02	264	19.53	27.68	0.00
7-Apr-02	270	18.82	28.16	0.00
7-Apr-02	276	18.31	28.64	0.00
7-Apr-02	282	17.91	29.12	0.00
7-Apr-02	288	17.71	29.6	0.00
7-Apr-02	294	17.18	30.08	0.00
7-Apr-02	300	16.89	30.56	0.00
7-Apr-02	306	16.59	31.04	0.00
7-Apr-02	312	16.01	31.52	0.00
7-Apr-02	318	15.98	32	0.00
7-Apr-02	324	15.50	32.48	0.00
7-Apr-02	330	15.22	32.96	0.00
7-Apr-02	336	14.96	33.44	0.00
7-Apr-02	342	14.65	33.92	0.00
7-Apr-02	348	14.28	34.4	0.00
7-Apr-02	354	14.03	34.88	0.00
7-Apr-02	360	14.09	35.36	0.00
7-Apr-02	366	13.79	35.84	0.00
7-Apr-02	372	13.61	36.32	0.00
7-Apr-02	378	13.61	36.8	0.00
7-Apr-02	384	13.30	37.28	0.00
7-Apr-02	390	13.12	37.76	0.00
7-Apr-02	396	12.82	38.24	0.00
7-Apr-02	402	12.82	38.72	0.00
7-Apr-02	408	12.56	39.2	0.00
7-Apr-02	414	12.53	39.68	0.00
7-Apr-02	420	12.29	40.16	0.00
7-Apr-02	426	12.12	40.64	0.00
7-Apr-02	432	12.00	41.12	0.00
7-Apr-02	438	11.74	41.6	0.00
7-Apr-02	444	11.57	42.08	0.00
8-Apr-02	450	11.51	42.56	0.00
8-Apr-02	456	11.36	43.04	0.00
8-Apr-02	462	11.25	43.52	0.00
8-Apr-02	468	11.17	44	0.00
8-Apr-02	474	10.97	44.48	0.00
8-Apr-02	480	10.91	44.96	0.00
8-Apr-02	486	10.74	45.44	0.00
8-Apr-02	492	10.60	45.92	0.00
8-Apr-02	498	10.46	46.4	0.00
8-Apr-02	504	10.41	46.88	0.00
8-Apr-02	510	10.41	47.36	0.00
8-Apr-02	516	10.30	47.84	0.00
8-Apr-02	522	10.08	48.32	0.00
8-Apr-02	528	10.02	48.8	0.00
8-Apr-02	534	9.64	49.28	0.00
8-Apr-02	540	9.75	49.76	0.00
8-Apr-02	546	9.64	50.24	0.00
8-Apr-02	552	9.75	50.72	0.00
8-Apr-02	558	9.64	51.2	0.00
8-Apr-02	564	9.64	51.68	0.00
8-Apr-02	570	9.56	52.16	0.00
8-Apr-02	576	9.29	52.64	0.00
8-Apr-02	582	9.24	53.12	0.00
8-Apr-02	588	9.18	53.6	0.00
8-Apr-02	594	9.21	54.08	0.00
8-Apr-02	600	9.18	54.56	0.00
8-Apr-02	606	9.03	55.04	0.00
8-Apr-02	612	8.92	55.52	0.00
8-Apr-02	618	8.87	56	0.00
8-Apr-02	624	9.03	56.48	0.00
8-Apr-02	630	8.82	56.96	0.00
8-Apr-02	636	8.71	57.44	0.00
8-Apr-02	642	8.66	57.92	0.00
8-Apr-02	648	8.66	58.4	0.00
8-Apr-02	654	8.45	58.88	0.00
8-Apr-02	660	8.48	59.36	0.00
8-Apr-02	666	8.27	59.84	0.00
8-Apr-02	672	8.37	60.32	0.00
8-Apr-02	678	8.27	60.8	0.00
8-Apr-02	684	8.19	61.28	0.00
8-Apr-02	690	8.30	61.76	0.00
8-Apr-02	696	8.27	62.24	0.00
8-Apr-02	702	8.09	62.72	0.00
8-Apr-02	708	8.12	63.2	0.00
8-Apr-02	714	7.86	63.68	0.00
8-Apr-02	720	7.86	64.16	0.00
8-Apr-02	726	7.81	64.64	0.00
8-Apr-02	732	7.79	65.12	0.00
8-Apr-02	738	7.94	65.6	0.00
8-Apr-02	744	7.86	66.08	0.00
8-Apr-02	750	7.81	66.56	0.00
8-Apr-02	756	7.86	67.04	0.00
8-Apr-02	762	7.71	67.52	0.00
8-Apr-02	768	7.79	68	0.00
8-Apr-02	774	7.69	68.48	0.00
8-Apr-02	780	7.51	68.96	0.00
8-Apr-02	786	7.59	69.44	0.00
8-Apr-02	792	7.56	69.92	0.00
8-Apr-02	798	7.44	70.4	0.00
8-Apr-02	804	7.61	70.88	0.00
8-Apr-02	810	7.54	71.36	0.00
8-Apr-02	816	7.51	71.84	0.00
8-Apr-02	822	7.49	72.32	0.00
8-Apr-02	828	7.19	72.8	0.00
8-Apr-02	834	7.24	73.28	0.00
8-Apr-02	840	7.24	73.76	0.00
8-Apr-02	846	7.19	74.24	0.00
8-Apr-02	852	7.17	74.72	0.00
8-Apr-02	858	7.14	75.2	0.00
8-Apr-02	864	7.02	75.68	0.00
8-Apr-02	870	6.95	76.16	0.00
8-Apr-02	876	6.83	76.64	0.00
8-Apr-02	882	6.78	77.12	0.00
8-Apr-02	888	6.54	77.6	0.00
8-Apr-02	894	6.61	78.08	0.00
8-Apr-02	900	6.57	78.56	0.00
8-Apr-02	906	6.57	79.04	0.00
8-Apr-02	912	6.54	79.52	0.00
8-Apr-02	918	6.42	80	0.00
8-Apr-02	924	6.38	80.48	0.00
8-Apr-02	930	6.28	80.96	0.00
8-Apr-02	936	6.14	81.44	0.00
8-Apr-02	942	6.10	81.92	0.00
8-Apr-02	948	6.07	82.4	0.00
8-Apr-02	954	6.00	82.88	0.00
8-Apr-02	960	5.91	83.36	0.00
8-Apr-02	966	5.96	83.84	0.00
8-Apr-02	972	5.89	84.32	0.00
8-Apr-02	978	5.84	84.8	0.00
8-Apr-02	984	5.78	85.28	0.00
8-Apr-02	990	5.78	85.76	0.00
8-Apr-02	996	5.73	86.24	0.00
8-Apr-02	1002	5.68	86.72	0.00
8-Apr-02	1008	5.66	87.2	0.00
8-Apr-02	1014	5.64	87.68	0.00
8-Apr-02	1020	5.55	88.16	0.00
			Jumlah  DRO =   653.26

Contoh Perhitungan :

Mencari Baseflow :

BF₁            = 0,08t     + 6,56

                  = 0,08(6) + 6,56

                  = 7,04

Mencari Direct Run-off :

DRO₁        = Q     – BF

                  = 5,57 - 7,04

                  = -1,47

Apabila hasil DRO (–), hasil ditulis (0), karena DRO tidak mungkin keluar.

PEMBAHASAN

Menurut Putra Mahardika (2009), untuk menentukan besarnya banjir di dalam sungai, perlu diketahui besarnya aliran langsung (direct runoff) yang disebabkan oleh hujan. Oleh karena itu penting untuk mengetahui aliran permukaan (runoff) berdasar pada nilai base flow, overland flow, dan interflow yang telah diketahui.

Runoff adalah bagian curahan hujan (curah hujan dikurangi evapotranspirasi dan kehilangan air lainnya) yang mengalir dalam air sungai karena gaya gravitasi. Praktikum mengenai aliran permukaan atau run off ini adalah untuk memperoleh hasil yang telah dinyatakan dalam beberapa grafik baik grafik 1, 2,dan3. Menurut Harto (1993), hasil runoff dari DAS di suatu tempat biasanya disajikan dalam bentuk tabel maupun grafik. Grafik 1 merupakan perbandingan antara waktu dan debit, dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa debit air yang paling tinggi yaitu sebesar 60,69 m3/det pada menit ke 84. Grafik 1 mulai terjadi penurunan debit air yaitu pada menit ke 18, hal ini terjadi karena curah hujan yang terjadi pada DAS Cilalawi menurun dari 13,4 menjadi 9,6. Selain itu juga dapat diketahui pada menit ke 396 grafik sudah mulai mengalami kestabilan hingga menit ke 1020. Dengan kata lain berdasarkan besarnya nilai runoff yang terjadi pada DAS Cilalawi Purwakarta, infiltrasi memiliki peran yang sangat penting pada siklus perputaran air. Ketika infiltrasi tidak sebanding dengan debit, maka direct runoff akan terjadi dengan cepat

Grafik 2 adalah grafik yang menunjukkan nilai penurunan debit air pada DAS Cilalawi. Titik penurunan dimulai pada menit ke 90 dengan jumlah debit air 59,89 m3/det. Dalam hal ini faktor yang mempengaruhi terjadinya penurunan debit air adalah curah hujan. Seperti yang dikatakan oleh Sosrodarsono dan Takeda (1983) bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi aliran pemukaan adalah faktor iklim dan faktor DAS. Faktor-faktor iklim sangat mempengaruhi aliran permukaan adalah curah hujan dan jumlah evapotranspirasi, sedangkan faktor DAS meliputi luas DAS, ketinggian atau elevasi DAS serta tipe bantuan dan tanah. Selain itu juga ada faktor manusia yang mempegaruhi aliran permukaan seperti pemukiman, pembuatan waduk, dan penggunaan lahan di sektor pertanian.

Nilai debit terjadi penurunan secara perlahan yang dimulai pada pengukuran ketiga, yaitu pada waktu kumulatif ke-126 detik. Hal tersebut menggambarkan bahwa terjadi masukan air yang jauh melebihi kemampuan DAS Cilalawi Purwakarta dalam menampung masukan air yang mengalir. Keadaan yang demikian akan mengakibatkan terjadinya runoff yang sangat besar, dengan kata lain akan terjadi banjir akibat luapan air dari DAS Cilalawi Purwakarta.

Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan dengan menggunakan metode straight line, nilai Direct runoff (DRO) yang terjadi pada tanggal 7 dan 8 April 2012 di daerah aliran Sungai Cilalawi Purwakarta cukup besar. Pada tabel 1 dapat dilihat bahwa total nilai  DRO di sungai Cilalawi Purwakarta selama 2 hari tersebut sebesar 653.26 m³/s. Hal tersebut dapat dilihat juga pada grafik dimana selisih antara base flow dengan debit selama 2 hari tersebut cukup besar.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa nilai direct runoff yang terjadi pada daerah aliran Sungai Cilalawi Purwakarta sangat besar, yaitu sebesar 653.26m³/s.

DAFTAR PUSTAKA

Asdak C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

Harto Sri. 1993. Hidrologi: Teaori, Soal, Penyelesaian. Yogyakarta: Nafitri Offset.

Putra Mahardika. 2009. Besar aliran permukaan (run-off) pada berbagai tipe kelerengan di bawah tegakan Eucalyptus spp [skripsi]. Medan. Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.

Sosrodarsono Suyono ,Takeda Kensaku. 1977. Bendungan Type Urugan. Jakarta : Pradnya.

Sosrodarsono Suyono ,Takeda Kensaku. 1983. Bendungan Type Urugan. Jakarta : Pradnya.