09 - bab 09 - mfh - infiltrasi

Upload: rahmat-adi-sutono

Post on 25-Feb-2018

247 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    1/26

    Bab 9

    Infiltrasi

    9.1. Keadaan kelembaban tanah dan cara penentuannya

    Bila curah hujan mencapai permukaan tanah, maka seluruh atau sebagiannyaakan diabsorbsi ke dalam tanah. Bagian yang tidak diabsorbsi akan menjadilimpasan permukaan (surface runoff).

    (1) Kapasitas menahan kelembaban tanah (soil moisture holding capacity)

    Air di dalam tanah ditahan oleh gaya absorbsi permukaan butir-butir tanah dantegangan antara molekul air. Di sekeliling butir-butir tanah terdapat membran(lapisan tipis) air higroskopisyang diabsorbsi secara intensif. Makin jauh air itudari permukaan butir tanah, makin lemah gaya absorbsi itu. Pada suatu jaraktertentu air itu hanya ditahan oleh tegangan antara butir-butir tanah. Air itudisebut air kapiler. Jika air bertambah, maka air itu akan lebih dipengaruhi olehgaya gravitasi dan akan bergerak dalam rongga-rongga antara butir-butir tanah.

    Air ini disebut air gravitasiyang selanjutnya mengalir menjadi airtanah.

    Gaya yang menahan pergerakan air terlepas dari butiran disebut kapasitasmenahan air (waterholding capacity) dan dinyatakan oleh gaya yang diperlukanuntuk memisahkan air dari tanah. Umumnya gaya ini dinyatakan dengan satuanharga pF,yakni logaritma dari tekanan air h(cm)atau log h. Misal kelembabanekivalen yang menunjukkan kapasitas menahan air dari tanah dinyatakansebagai persentase volume air yang masih tertahan setelah tanah jenuh airdibebani oleh gaya sentrifugal sebesar 1.000 kali gaya gravitasi selama 40menit. Gaya tersebut kira-kira sama dengan setengah dari tekanan udara = 500cm. Jadi log 500 = 2,7 pF. Kapasitas menahan air dalam setiap keadaankelembaban tanah kira-kira 4,50sampai 7pF, untuk air higroskopis, 2,70sampai4,20pF, untuk air kapiler kurang dari 2pF.

    (2) Kelembaban tanah

    Banyaknya air yang terdapat di dalam tanah dapat ditentukan dengan 2 buah

    cara sebagai berikut. Pertama, tanah dikeringkan pada kira-kira 110o C untukwaktu yang lama sehingga beratnya menjadi tetap. Kemudian volume air yangterdapat dalam tanah itu dinyatakan sebagai perbandingan antara berat yangberkurang terhadap berat tanah yang dikeringkan (fraksi berat). Kedua, denganmenyatakannya dalam volume yakni dengan menghitung volume air yangterdapat dalam tanah (fraksi volume).

    1

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    2/26

    Gambar 9.1: Hubungan butir-butir tanah, air dan uda

    Cara kedua ini umumnya digunakan dalam perhitungan neraca air. Antara keduacara ini terdapat hubungan sebagai berikut :

    Berat air Ww = W - Ws(g) (9-1)

    Kadar air W =

    S

    S

    W

    WWx 100(%) (9-2)

    Laju volume air m =

    V

    VW x 100 (%)

    =( )( )

    WS

    SWS

    xVxW

    WxxV

    x 100(%)

    = W x Ga(%) (9-3)

    Berat jenis semu Ga=)(

    WxV

    W

    (9-4)

    dimanaW

    : satuan berat air (W

    = 1,0 gram/cm2).

    (3) Kelembaban tanah, kapasitas menahan air dan infiltrasi

    Banyaknya air dalam tanah pada suatu keadaan tertentu, umumnya disebutkelembaban tanah dan digunakan untuk menentukan sifat menahan air daritanah. Dalam kelembaban tanah ini termasuk koefisien higroskopis yangmenunjukkan luasnya pengaktifan permukaan tanah, koefisien layu yangmenunjukkan kelembaban pada titik kritis dimana tanaman akan layu. Bagiankelembaban tanah yang menentukan infiltrasi adalah kapasitas menahan air.

    2

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    3/26

    Banyaknya air yang dapat dikandung oleh tanah dinamakan kapasitas menahanair, ada yang maximum dan ada yang minimum. Kapasitas menahan airmaximum adalah kapasitas pada keadaan padamana muka airtanah yang tinggi.Jadi keadaan menahan air dengan pF = 0 terdapat pada bagian lapisan tanahyang terdekat pada muka airtanah.

    Sebaliknya, kapasitas menahan air minimum terdapat pada lapisan tanah yangrelatif jauh dari muka airtanah, yang penting dalam masalah infiltrasi. Jikainfiltrasi dari curah hujan itu lebih besar dari kapasitas menahan air minimum,maka air akan berinfiltrasi terus mengalir menuju muka airtanah, tetapi jikainfiltrasi lebih kecil dari kapasitas menahan air, maka air akan tertahan dalamtanah dan tidak akan terjadi aliran ke arah muka airtanah.

    Kapasitas menahan air minimum yang menentukan infiltrasi disebut kapasitasmenahan air normal. Harga pada kondisi kapasitas menahan air minimum kira-kira 1,50sampai 1,70 pF.

    9.2. Udara dalam Tanah

    (1) Kondisi udara yang terdapat dalam tanah beserta komponen-komponennya

    Tanah terdiri dari butir-butir tanah yang padat dan bagian ruang yang terisi olehudara dan air. Sebagian dari udara larut dalam air dan diabsorbsi dalam butir-butir halus koloidal dengan diameter lebih kecil dari 0,001 mm. Komponen udaradalam tanah hampir sama dengan komponen udara di atmosfir, tetapi dengankadar karbon dioksida jauh lebih tinggi serta dengan kelembaban udara hampir

    100 %.

    (2) Volume udara dalam tanah

    Jika porositas dan laju volume air untuk setiap kedalaman lapisan-lapisan tanahdapat ditentukan (lihat rumus 9-3), maka laju kadar udara pada setiapkedalaman dapat ditentukan. Volume ini disebut kapasitas menahan udara (airholding-capacity) dan volume udara terhadap keseluruhan disebut laju menahanudara (air holding rate). Kapasitas menahan udara dalam keadaan kapasitasmenahan air yang maximum hampir nol. Karena tanah yang dengan banyakkoloid mengembang pada waktu mengabsorbsi air, maka dalam beberapa hal

    kapasitas menahan udara menjadi negatif. Berikut adalah gambar laju menahanudara dalam keadaan kapasitas menahan air yang normal untuk jenis tanahtertentu.

    3

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    4/26

    Gambar 9.2: Laju menahan udara dari tanah berdasarkan jenis tanah

    Laju menahan udara dalam lapisan-lapisan tanah bukan hanya sangat berkaitdengan pertumbuhan tanaman, tetapi juga tergantung pada siklus hidrologi,seperti terhentinya curah hujan untuk sementara waktu atau variasi muka

    airtanah. Laju menahan udara itu (Pa) biasanya dihitung sebagai berikut :

    Laju menahan udara Pa = n - m (%) (9-5)

    Porositas n = (%)100xV

    Vv

    =

    G

    Ga1 x 100 (%) (9-6)

    dimana :

    Vv : volume bagian ruang, Vv = Va + VwV : volume seluruh contoh tanah

    Ga: berat jenis semu butir-butir tanah

    G : berat jenis butir-butir tanahm : laju volume air (lihat rumus 9-3)

    4

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    5/26

    9.3. Pergerakan Air dalam Tanah

    (1) Kelembaban dan kecenderungan gerakan

    Air yang dapat bergerak dalam tanah adalah air kapilerdan air gravitasi. Dengan

    memperhatikan cara pergerakannya, air kapiler berhubungan langsung denganairtanah yang naik ke ruang antara butir karena kapilaritas. Karena gayamenahan air dianggap berbanding lurus dengan tekanan maximum air yang naik,maka dalam penyelidikan pergerakan air kapiler, gaya itu diperhitungkan sebagaitegangan kapiler atau potensial kapiler. Tinggi kenaikan air yang disebabkanoleh tegangan kapiler berbanding terbalik terhadap diameter pipa kapiler. Jadimakin banyak tanah mengandung butir-butir halus, makin tinggi kenaikan air,sebaliknya makin besar butir-butir tanah, makin kecil kenaikan airnya. Dari sisikecepatan aliran airtanah, makin besar butir-butir tanah, makin besar kecepatanair yang mengalir di dalamnya.

    Air adesif tertahan di sebelah luar air higroskopisdengan tegangan kapilernyasendiri dan tidak berhubungan dengan airtanah. Pergerakan air adesif terutamahanya terjadi pada permukaan butir-butir tanah untuk mengisi bagian-bagiankosong antar butir-butir (disebut ruang-ruang sudut). Hubungan antara air adesifdan air higriskopis dapat dilihat pada Gbr. 9.3.

    Air gravitasi bergerak dalam ruang tanah akibat gravitasi. Jika ruang-ruang itutelah jenuh dengan air, maka air akan bergerak sebagai airtanah menurut hukumDarcy. Pergerakan air seperti ditunjukkan pada Gbr. 9.4 tergantung dari atausesuai dengan selisih gaya gravitasi dan tegangan kapiler. Infiltrasi yangterpengaruh oleh tegangan kapiler disebut terbuka dan infiltrasi yang hanya

    dipengaruhi oleh gravitasi umumnya disebut infiltrasi tertutup. Peresapan air daripersawahan yang airtanahnya terletak jauh di bawah termasuk infiltrasi terbuka.Pengaliran air melalui ruang-ruang yang besar seperti retakan-retakan lapisantanah sampai ke airtanah termasuk infiltrasi tertutup.

    (1) Hukum pergerakan airtanah

    Seperti telah dikemukakan di atas, gerak kelembaban tanah tidak jenuhdisebabkan oleh selisih antara gaya gravitasi dan potensi kapiler. Rumuspergerakannya mempunyai bentuk yang sama seperti pada pergerakanairtanah.

    q = k I (cm/jam) (9-7)

    dimana :

    q : debit air persatuan luask ; koefisien konduktifitas hidraulikI : gradien selisih antara gravitasi dan potensial kapiler )

    5

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    6/26

    Gambar 9.3: Sketsa air higroskopis air adesif

    Gambar. 9.4: Sketsa air kapiler

    Pada aliran vertikal ke bawah, kedua gaya (gravitasi dan kapiler) akan bekerjadengan arah yang sama, sedangkan pada aliran vertikal ke atas, harga Ibesarnya sama dengan potensial kapiler dikurangi gravitasi.

    Hubungan antara banyaknya kelembaban tanah dan potensial kapiler dalam tiap

    jenis tanah diukur oleh Dr. L.A. Richards, dan dapat dilihat dalam Gbr. 9.5(a).

    6

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    7/26

    Gambar 9.5: Hubungan antara tegangan kapiler, kelembaban tanah dankonduktivitas kapiler

    Hubungan koefisien konduktifitas kapiler (k), kelembaban tanah dan tegangankapiler dapat dilihat dalam Gbr. 9.5(b) dan 9.5 (c). Dari Gbr. 9.5(b) dapat dilihatbahwa koefisien konduktifitas kapiler menjadi besar sesuai dengan peningkatankelembaban tanah, karena air akan dapat mengalir lebih mudah olehpembentukan membran air. Dalam rumus (9-7) dan Gbr. 9.5(b) dapat dilihatbahwa potensi kapiler menyebabkan air mengalir dari titik yang basah ke titikyang kering. Jadi bilamana lapisan permukaan dibasahi oleh curah hujan makaakibat resultan tegangan gravitasi dan kapiler, kelembaban tanah dalam lapisantanah dengan kadar air yang tinggi akan bergerak vertikal ke bawah. Gradienpotensi kapiler dalam keadaan ini adalah sangat besar.

    Menurut perkiraan, supaya banyaknya kelembaban tanah pada lapisan teratas(permukaan tanah) mencapai kapasitas lapangan (1,50 sampai 1,70 pF)sesudah curah hujan, maka kadar air yang tinggi itu harus bergerak ke bawahsejauh 30 sampai 75 cm dari permukaan tanah. Karena lapisan basah ini terus-menerus berkembang ke bawah, maka bagian atas yang mempunyai kapasitaslapangan perlahan-lahan bertambah dalam. Hukum mengenai pergerakan

    kelembaban tanah ini tetap berlaku, meskipun kelembaban tanah dalam lapisanteratas itu berkurang karena evaporasi, yaitu dengan mekanisme yang terbalikdengan mekanisme infiltrasi. Jadi jika letak airtanah itu dangkal dan evapo-transpirasi besar maka airtanah akan berkurang oleh evapotranspirasi.

    7

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    8/26

    9.4. Variasi Kapasitas Infiltrasi dan Faktor Penyebabnya

    9.4.1. Infiltrasi

    Curah hujan yang mencapai permukaan tanah sebagian akan bergerak sebagai

    limpasan permukaan (run-off) dan sebagian akan berinfiltrasi. Hal ini tergantungpada besar kecilnya intensitas curah hujan terhadap kapasitas infiltrasi. Air yangberinfiltrasi ke dalam tanah meningkatkan kelembaban tanah yang selanjutnyamenjadi airtanah.

    9.4.2. Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi

    Proses masuknya air hujan melalui permukaan tanah dan bergerak ke bawah kedalam tanah disebut infiltrasi. Air yang berinfiltrasi pertama-tama diabsorbsiuntuk meningkatkan kelembaban tanah, selebihnya akan bergerak ke bawahmenjadi airtanah dan mengalir secara horisontal. Dalam beberapa hal tertentu,

    infiltrasi berubah-rubah sesuai dengan intensitas curah hujan. Akan tetapisetelah mencapai limitnya, banyaknya infiltrasi akan berlangsung terus sesuaidengan kecepatan absorbsi sesuai dengan jenis tanah bersangkutan. Kecepataninfiltrasi yang berubah-ubah sesuai dengan variasi intensitas curah hujanumumnya disebut laju infiltasi. Laju infiltrasi maximum yang terjadi pada suatukondisi tertentu disebut kapasitas infiltrasi (f). Kapasitas infiltrasi itu berbeda-beda tergantung kondisi dan jenis tanah. Pada tanah yang sama kapasitasinfiltrasi berbeda-beda tergantung dari kondisi permukaan tanah, struktur tanah,tumbuh-tumbuhan, suhu dan lain-lain. Di samping intensitas curah hujan,infiltrasi berubah-ubah dipengaruhi oleh kelembaban tanah dan udara yangterdapat dalam tanah. Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi akan

    diterangkan di bawah ini.

    (1) Kedalaman genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan jenuh

    Air genangan di lekukan permukaan tanah masuk ke dalam tanah, terutamadisebabkan oleh gravitasi yang bekerja pada air itu. Karena ruang-ruang lapisantanah di dekat permukaan tanah lebih dahulu jenuh, maka air itu mengalirvertikal ke bawah melalui media yang dapat dimodelkan sebagai pipa-pipa halusyang panjangnya sama dengan tebal lapisan yang jenuh ( I). Tekanan air yangbekerja di ujung atas setiap pipa halus itu adalah sama dengan dalamnnyagenangan air (D). Jadi jumlah tekanan yang mengakibatkan aliran adalah (D+ I).

    Tetapi air yang mengalir melalui pipa-pipa halus itu menemui hambatan (gayageser) yang sebanding dengan D,maka tahanan terhadap air yang jatuh cukupbesar. Jika Ddan Isama, maka pada permulaan curah hujan, air mudah masukke dalam tanah karena gaya luar cukup besar jika dibandingkan denganhambatannya. Hal ini merupakan salah satu sebab mengapa pada permulaancurah hujan kapasitas infiltrasi relatif besar.

    8

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    9/26

    (2) Kelembaban tanah

    Besarnya kelembaban tanah pada lapisan teratas sangat mempengaruhi lajuinfiltrasi. Potensi kapiler lapisan tanah teratas yang menjadi kering akibatevaporasi akan menjadi lebih besar. Kapasitas menahan air normal akan

    meningkat jika lapisan teratas dibasahi oleh curah hujan. Peningkatan potensikapiler ini, bersama-sama dengan gravitasi akan mempercepat infiltasi. Bilakekurangan kelembaban tanah diisi oleh infiltrasi, maka selisih antara gayagravitasi potensi kapiler akan mengecil. Kapasitas inlfiltrasi pada permulaancurah hujan akan berkurang secara tiba-tiba akibat pengembangan bagiankoloidal dalam tanah. Jadi perubahan kelembaban tanah itu adalah sebagiandari sebab pengurangan tiba-tiba dari kapasitas infiltrasi.

    (3) Pemampatan oleh curah hujan

    Gaya pukulan butir-butir hujan mengurangi kapasitas infiltrasi, karena oleh

    pukulan-pukulan itu butir-butir halus di permukaan lapisan teratas akan terpencardan masuk ke dalam ruang-ruang antara, sehingga terjadi efek pemampatan.Permukaan tanah yang terdiri dari lapisan bercampur lempung akan menjadisangat impermeableoleh pemampatan butir-butir hujan itu. Tetapi tanah pasirantanpa bahan-bahan yang lain tidak akan dipengaruhi oleh gaya hujan itu.

    (4) Penyumbatan oleh bahan-bahan yang halus

    Kadang-kadang dalam keadaan kering banyak bahan halus yang diendapkan diatas permukaan tanah. Jika infiltrasi terjadi, maka bahan halus akan masuk kedalam tanah bersama air. Bahan-bahan ini akan mengisi ruang-ruang dalamtanah yang mengakibatkan penurunan kapasitas infiltrasi. Hal ini merupakanfaktor yang menurunkan kapasitas infiltrasi selama curah hujan.

    (5) Pemampatan oleh orang dan hewan

    Akibat lalu lintas orang atau kendaraan, permeabilitas tanah berkurang karenastruktur butir-butir tanah dan ruang-ruang yang berbentuk pipa halus telah rusak.Contohnya adalah kebun rumput tempat memelihara banyak hewan, lapanganpermainan dan jalan tanah.

    (6) Struktur tanah

    Lubang dalam tanah yang digali oleh binatang-binatang yang kecil dan seranggaakar-akar tanaman yang mati, mengakibatkan permeabilitas yang tinggi. Akantetapi jenis tanah ini sangat peka terhadap gaya pemampatan curah hujan makasering harga kapasitas infiltrasitiba-tiba berkurang selama curah hujan.

    9

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    10/26

    (7) Tumbuh-tumbuhan

    Jika permukaan tanah tertutup oleh pohon-pohon dan rumput-rumputan makainfiltrasi dapat dipercepat. Tumbuh-tumbuhan bukan hanya melindungipermukaan tanah dari gaya pemampatan curah hujan, tetapi juga lapisan humus

    yang terjadi mempercepat penggalian-penggalian serangga dan lain-lain. Padatanah yang bercampur lempung yang tidak tetutup dengan tumbuh-tumbuhan,lapisan teratas akan dimampatkan oleh curah hujan akibat penyumbatan denganbahan-bahan halus. Tetapi jika tanah itu ditutupi dengan lapisan daun-daunanyang jatuh, maka lapisan itu mengembang dan menjadi sangat permeable.Kapasitas infiltrasinya menjadi beberapa kali lebih besar dari efek jenis tanah.

    (8) Udara yang terdapat dalam tanah

    Pada tanah yang sangat datar, infiltrasi yang terjadi dengan kecepatan yangsama akan diperlambat oleh udara yang tertekan, karena air yang masuk

    membentuk sebuah bidang datar yang menghalang-halangi udara keluar.

    Jika permukaan tanah dan permukaan airtanah sejajar dan air yang masukmembentuk sebuah bidang yang sama tebal, maka dalamnya (d) yang dapatdicapai oleh bidang infiltasi dari permukaan tanah, dapat ditentukan oleh rumussebagai berikut :

    P = Pa + dw (I)

    PaD = P(D d) (II)

    Dari (I) dan (II) didapat :

    d = D -w

    Pa

    = D 1.034 cm

    P : tekanan udara dalam tanah (kg/cm2).

    Pa :Tekanan Atmosfir Pa =1,034 (kg/cm2).

    w : satuan berat air = 10-3(kg/cm3).

    d : dalam yang dapat dicapai oleh bidang infiltrasi (cm).D : dalam ke permukaan airtanah (cm).

    Menurut rumus ini, dalam kondisi yang sama, jika kedalaman dari permukaanairtanah tidak lebih dari 10,34 cm, maka infiltrasi tidak terjadi. Akan tetapisebenarnya permukaan tanah kadang sekali sejajar dengan permukaan airtanah.Permukaan airtanah itu tidak teratur dan berbentuk gelombang. Akibatnya airyang masuk mempunyai permukaan yang berbentuk gelombang. Udara dalamtanah yang tertekan akan menghambat infiltrasi dan merupakan faktor yangmengurangi kapasitas infiltasi.

    10

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    11/26

    (9) Lain-lain

    Besarnya kapasitas infiltrasi ditentukan oleh faktor-faktor yang disebut di atasdapat terjadi bersamaan. Beberapa faktor di antaranya mengakibatkanperbedaan kapasitas infiltrasi dari tempat ke tempat dan faktor-faktor yang lain

    mengakibatkan variasi infiltrasi menurut waktu. Faktor tumbuh-tumbuhanmempengaruhi variasi infiltrasi menurut tempat dan waktu.

    Di samping faktor-faktor tersebut di atas, maka pengurangan kelembaban tanaholeh transpirasi melalui tumbuh-tumbuhan, variasi kekentalan air dalam ruang-ruang tanah akibat suhu tanah, efek pembekuan (di daerah dingin) dan lain-lainmempengaruhi kapasitas infilttrasi.

    9.4.3. Variasi tahunan dan variasi musiman kapasitas infiltrasi

    Kapasitas infiltrasi di suatu daerah aliran mempunyai variasi tahunan yang

    tergantung dari variasi penggunaan tanah (land use), variasi dari karakteristiktumbuh-tumbuhan, pertambahan tingkat pertumbuhan tumbuh-tumbuhan daritahun ke tahun dan lain-lain. Variasi-variasi ini biasanya sangat lambat sehinggapengaruhnya hanya akan dapat diketahui setelah beberapa tahun. Namundemikian kapasitas infiltrasi itu dapat berubah banyak oleh perubahan tiba-tibadari cara penggunaan tanah seperti penebangan hutan dan pembentukan tanahsecara luas dalam daerah aliran.

    Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas infiltrasi tidak tetap sepanjangtahun, namun berubah-ubah dari musim ke musim. Umpamanya, kelembabantanah di sebelah utara khatulistiwa menunjukkan harga maximum dalam musimsemi dan minimum dalam musim gugur. Demikian pula struktur permeabilitasdari struktur mikroskopis tanah berubah-ubah oleh lubang-lubang binatang danserangga, tumbuh-tumbuhan dan lain-lain. Hal-hal ini dapat juga dianggapsebagai faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas infiltrasi dari musim kemusim. Hasil-hasil yang telah diobservasi dari variasi musiman kapasitas infiltrasidalam beberapa buah sungai di Negara bagian Michigan (AS) dapat dilihatdalam buku yang diterbitkan oleh Dr. C.O. Wister (lihat Gbr. 9.6).

    Harga bulanan rata-rata

    ------x ----- Harga bulanan minimum Harga yang hanya diukur satu kali

    Gambar 9.6: Variasi musiman darikapasitas infiltrasi (Di beberapa sungaiMichigan)

    11

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    12/26

    9.5. Kapasitas Infitrasi dan Limpasan Permukaan (Surface Run-off)

    9.5.1. Cara terjadinya limpasan permukaan

    Untuk mempelajari limpasan curah hujan, maka yang perlu diperhatikan adalah

    hujan permulaan (initial rain), interval pemberian neto (net supply interval)dancurah hujan akhir atau hujan sisayang diklasifikasi sesuai intensitasnya.

    (1) Hujan permulaan (initial rain)

    Hujan permulaan adalah curah hujan sebelum terjadi limpasan permukaan.Proses curahnya adalah sebagai berikut. Hujan permulaan biasanya dibagidalam bagian sbb: pertama, bagian yang tidak dapat mencapai permukaan tanahkarena terhalang oleh tumbuh-tumbuhan, gedung-gedung dan lain-lain. Kedua,bagian yang diabsorbsi dalam tanah setelah tiba di permukaan tanah dan ketiga,bagian yang mengalir ke berbagai lekukan dan mengisinya sampai penuh.

    Bagian pertama yang tidak mencapai permukaan tanah disebut curah hujanintersepsi yang jumlahnya sedikit jika dibandingkan dengan jumlah curah hujansecara keseluruhan. Bagian ini biasanya diabaikan, kecuali untuk penyelidikanhujan ringan (light-rain). Bagian kedua dari curah hujan yang meresap ke dalamtanah disebut infiltrasi. Bagian ini bervariasi, tergantung dari intensitas curahhujan hingga mencapai kapasitas infiltrasi. Bagian ketiga disebut tampungandepresi (depression storage) yang tergantung dari bentuk, volume danbanyaknya lekukan di permukaan tanah. Curah hujan yang tertampung iniakhirnya menguap, diabsorbsi oleh tumbuh-tumbuhan atau berinfiltrasi ke dalamtanah. Jadi curah hujan permulaan yang tidak menjadi limpasan permukaan tidaktermasuk dalam keseluruhan limpasan permukaan.

    (2) Hujan akhir atau hujan sisa (residual rain)

    Bagian akhir curah hujan yang intensitasnya kurang dari kapasitas infiltrasidisebut hujan sisa. Bagian terbesar dari hujan akhir ini tidak mengalir di ataspermukaan tanah, tetapi berinfiltrasi ke dalam tanah. Infiltrasi yang terjadisesudah selang pemberian neto yang akan dibahas di bawah ini beserta infiltrasihujan sisa disebut infiltrasi sisa (residual infiltration). Jadi infiltrasi sisa ini terdiridari infiltrasi genangan permukaan yang terjadi di permukaan tanah sesudahselang pemberian neto berakhir dan infiltrasi hujan sisa.

    (3) Interval pemberian neto (net supply interval)

    Interval pemberian neto terletak di tengah-tengah antara hujan permulaan danhujan akhir atau hujan sisa.Hal ini terjadi bilamana intensitas curah hujan yangmelebihi kapasitas infiltrasi berlangsung sesudah tampungan dalam lekukan-lekukan itu penuh. Pada saat ini, selisih antara curah hujan dan kapasitas

    infiltrasi (I f) akan menjadi curah hujan lebih (excess-rainfall = Re) yangmengalir di atas permukaan tanah.

    12

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    13/26

    Gambar 9.7 : Variasi laju infiltrasi dandetensi curah hujan dengan intensitas tetap

    Gambar 9.8: Gambar variasi intensitas curah hujan danhidrograf limpasan permukaan

    13

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    14/26

    Proses terjadinya limpasan permukaan biasanya sebagai berikut. Pada bagianakhir hujan permulaan, air yang mengisi lekukan-lekukan menambah ketinggianatau kedalaman (depth) luapan dan mulai meluap (oveflow). Air luapan ini lambatlaun bertambah besar, mempersatukan aliran-aliran yang kecil dan mengalir dipermukaan tanah ke sungai. Aliran pada saat ini disebut limpasan permukaan.

    Gambar 9.9: Hubungan antara curah hujan dan curah hujan lebih yangsesuai dengan setiap kapasitas infiltrasi.

    Seperti dikemukakan di atas, limpasan permukaan itu hanya terjadi oleh curahlebih. Hubungan ini digambarkan oleh Gbr. 9.7. Umpama I adalah intensitas

    curah hujan, qs adalah laju limpasan (rate of run-off) dan f adalah kapasitasinfiltrasi, maka kurva laju banyaknya sisa (residual amount rate) adalah selisih

    antara intensitas curah hujan dan laju limpasan (I - qs). Jika curah hujan ituberlangsung terus sampai limpasannya mendekati laju yang tetap (constant

    rate), maka kurva (I - qs) sama dengan kurva f. Bagian antara kedua kurva itu

    adalah variasi ditensi permukaan S.Meskipun jumlah hujan lebih (Re) dapat

    dinyatakan oleh persamaan (9-9), namun biasanya Reini dianggap sama dengan

    jumlah limpasan permukaan Qsdengan mengabaikan suku kedua pada bagiankanan persamaan yang biasanya kecil dibandingkan dengan Qs.

    Re = Qs + (Rr Fr) (9-9)

    Fr : banyaknya infiltrasi sisa

    Rr : banyaknya curah hujan sisa

    14

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    15/26

    9.5.2. Pemanfaatan kurva infiltrasi

    Untuk menentukan limpasan permukaan dengan menggunakan kurva infiltrasiharus dibuatkan diagram variasi intensitas curah hujan. Pada diagram itukemudian digambarkan kurva infiltrasi yang sudah ditentukan.

    Dengan penggambaran kurva infiltrasi, diagram curah hujan akan terbagi dalamdua bagian yakni bagian atas dan bagian bawah. Curah hujan yang sesuaidengan bagian atas dari kurva adalah curah hujan lebih yang sama dengan

    jumlah limpasan permukaan dan detensi permukaan. Mengingat detensipermukaan itu kira-kira tetap maka limpasan permukaan itu adalah curah hujanlebih dikurangi detensi permukaan.

    Pada dasarnya penentuan limpasan permukaan dilakukan seperti yang telahdikemukakan di atas, tetapi dalam praktek, untuk menentukan bentuk kurvainfiltrasi harus diketahui hal-hal sebagai berikut :

    o Berapa besar kapasitas infiltrasi tanah pada permulaan curah hujan.o Bagaimana variasi kurva kapasitas infiltrasi selama durasi curah hujan, jika

    intensitas curah hujan kurang dari kapasitas infiltrasi.o Berapa besar kapasitas infiltrasi berubah selama curah hujan itu berhenti.o Bagaimana variasi musiman dari kapasitas infiltrasi.o Berapa besar perkiraan yang diperlukan untuk detensi permukaan.

    Untuk itu harus diadakan terlebih dahulu pemeriksaan dengan uji kapasitasinfiltrasi di daerah yang bersangkutan. Penyelidikan itu harus dilaksanakansesuai dengan Gbr. 9.6, dan harus diperkirakan dari data yang diperoleh daridaerah yang bersangkutan.

    9.6. Penentuan Kapasitas Infiltrasi

    9.6.1. Cara penentuan kapasitas infiltrasi

    Penentuan kapasitas infiltrasi dapat dilakukan menggunakan alat ukur infiltrasidan melalui analisa dari hidrograf. Cara pertama dilakukan dengan caramengukur laju infiltrasi. Air dituangkan pada suatu bidang pengujian yang kecilmenggunakan alat ukur infiltrasi. Cara ini hanya cocok untuk pengujian

    perbandingan yang dilaksanakan dengan mengisolasi atau membatasi beberapafaktor yang mempengaruhi kapasitas infiltrasi.

    Harga f yang diperoleh dengan alat ukur infiltrasi itu bukan merupakan hargasebenarnya, melainkan hanya merupakan harga pendekatan. Karena limpasandalam daerah aliran langsung dihitung dengan menggunakan harga f ini, makatentu tidak dapat diharapkan hasil yang akurat.

    15

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    16/26

    Cara kedua dilakukan dengan menganalisa hidrograf limpasan yang disebabkanoleh curah hujan (perhatikan Bab 10 tentang limpasan permukaan). Jadiketelitian untuk menentukan limpasan curah hujan dari suatu daerah yangbersangkutan sangat penting.

    (1) Penentuan kapasitas infiltrasi menggunakan alat ukur infiltrasi

    Alat ukur infiltrasi yang banyak saat ini dapat diklasifikasi dalam dua jenis :

    o Jenis permukaan air tetapo Jenis siraman buatan (artificial springkling type).

    Alat ukur infiltrasi disebut alat ukur infiltrasi silinder. Kebanyakan alat itu dibuatdari 2 buah lingkaran dengan titik tengah yang sama, dengan diameter masing-masing 23 sampai 91 cm. Ujung bawah alat itu dimasukkan ke dalam tanah kira-kira sedalam 10 cm dari permukaan tanah. Air dituangkan ke dalam kedua

    lingkaran itu dengan kedalaman yang dijaga tetap. Lingkaran luar digunakanuntuk mencegah peresapan keluar dari air dalam lingkaran sebelah dalamsetelah meresap ke dalam tanah. Variasi kapasitas infitrasi ditentukan samadengan variasi banyaknya air yang ditambahkan ke dalam lingkaran tengahsupaya dalamnya tetap 6,4 mm (1/4 inch).

    Di samping jenis tersebut di atas, masih terdapat banyak jenis yang terdiri darisatu silinder. Alat ukur infiltrasi mempunyai masalah yang sama :

    o Efek pukulan butir-butir hujan diabaikan.o Efek tekanan udara dalam tanah tidak terjadi.o Struktur tanah di sekeliling dinding tepi alat telah terganggu pada waktu

    pemasukannya ke dalam tanah.

    Alat-alat jenis ini tidak menunjukkan keadaan yang sebenarnya, jadi variasikapasitas infiltrasi selama durasi curah hujan tidak dapat diperkirakan. Namun,karena alat jenis ini merupakan cara langsung yang dapat dengan mudahmengukur kapasitas absorbsi pada titik yang akan diukur, maka alat inibermanfaat untuk mendapatkan pengaruh-pengaruh atau faktor-faktor fisik daripenggunaan tanah (land use), gradien, tumbuh-tumbuhan dan lain-lain.

    Sedangkan alat ukur jenis artificial springkler telah diperhitungkan terhadapkelemahan-kelemahan yang dimiliki jenis alat ukur infiltrasi selinder. Kebanyakanalat jenis ini dapat melakukan siraman buatan dengan intensitas merata yanglebih tinggi dari kapasitas infiltrasi. Luas bidang yang disiram biasanya antara0,10 samai 40 m2. Setelah limpasan permukaan yang terjadi itu diukur, makakurva fdapat ditentukan.

    Alat ukur infiltrasi jenis artificial springkler juga banyak jenisnya, tetapi menurutpenyelidikan, alat ukur yang disebut jenis Fyang diperbaiki dan dikembangkan

    16

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    17/26

    oleh U.S. Soil Conservation Bureau merupakan jenis yang paling banyakdigunakan dan mempunyai ketelitian yang tinggi. Namun demikian alat ukurinfiltrasi jenis ini masih mempunyai kelemahan-kelemahan yang sama sepertipada alat ukur infiltrasi silinder meskipun pengaruhnya berbeda.

    Dalam suatu daerah aliran yang besar, sulit memperoleh data yang cukup untukmenentukan harga rata-rata dari f. Jadi limpasan tidak dapat dihitung langsungmenggunakan harga yang diukur oleh alat ukur infiltrasi. Alat ukur infiltrasidigunakan terutama untuk mengetahui efek relatif perubahan karakteristikdaerah aliran seperti penggunaan tanah dan lain-lain.

    (2) Penentuan kapasitas infiltrasi melalui analisa dari hidrograf

    Jika terdapat data yang teliti mengenai variasi intensitas curah hujandan datayang kontinu dari limpasan, maka kapasitas infiltrasi dapat diperoleh denganketelitian yang cukup tinggi. Dengan kapasitas infiltrasi yang diperoleh ini, maka

    hidrograf dari limpasan yang disebabkan oleh curah hujan yang terjadi padakondisi yang sama dalam daerah aliran itu dapat ditentukan dengan ketelitianyang baik. Namun demikian, karena dalam suatu daerah aliran yang besar setiapsaat terjadi perubahan sampai curah hujan lebih yang menjadi limpasanpermukaan mencapai puncaknya pada ujung hilir daerah aliran itu, maka untukcurah hujan yang besar variasi kapasitas infiltrasi tidak mungkin ditentukandengan teliti.

    Sebaliknya dalam suatu daerah aliran yang kecil bentuk hidrografnya pekaterhadap variasi intensitas curah hujan, sehingga variasi f terhadap lamanyahujan yang besar dapat ditentukan dengan teliti. Dalam suatu daerah aliran yang

    besar, hanya dapat diperoleh harga kapasitas infiltrasi rata-rata fa .

    9.6.2. Penentuan kurva kapasitas infiltrasi dalam daerah aliran kecil

    Perhitungan kurva f dalam daerah aliran yang kecil antara 1 sampai 10 Hadisarankan oleh Dr. W.W. Horner dan Dr. C.L.L. Loyd. Dalam Tabel 9-1diperlihatkan variasi intensitas curah hujanyang diperoleh dari data curah hujandalam daerah aliran yang ditinjau. Data aliran permukaan pada ujung hilir daerahaliran berdasarkan curah hujan yang sama, dapat dilihat dalam Tabel 9-2.

    Gbr. 9.8memperlihatkan diagram intensitas curah hujan dan hidrograf limpasan

    permukaan. Luas daerah aliran ini sedemikian kecilnya (1,10 Ha), sehinggauntuk setiap hujan lebat terdapat sebuah puncak hidrograf..

    17

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    18/26

    Tabel 9-1: Data curah hujan

    WaktuDurasi(menit)

    Curah hujan(mm)

    Intensitascurah hujan(mm/jam)

    5.43 5.48 5 1,3 15,75.48 5.50 2 1,8 53,75.50 5.55 5 4,8 57,75.55 5.57 2 2,0 60,55.57 6.00 3 0,5 10,46.00 6.06 6 4,3 42,76.06 6.12 6 1,8 17,86.12 6.38 26 - -6.38 6.44 6 5,2 52,16.44 6.50 6 1,5 15,06.50 9.00 10 0,8 4,8

    Catatan: waktu dinyatakan dalam jam dan menit.

    Tabel 9-2: Data pengukuran debit (hidrograf)

    WaktuDebit

    (m3/det)Catatan Waktu

    Debit(m3/det)

    Catatan

    5.55 ,000 Permulaan debit 6.29 0,001.57 ,015 .35 ,001.58 ,033 .40 - Akhir debit

    6.01 ,062 Debit puncak 1 .43 - Permulaan debit.03 ,043 .44 ,003.05 ,029 .46 ,035.06 ,024 .47 ,076.07 ,031 .49 ,085 Puncak debit 3.08 ,042 .51 ,067.10 ,058 Debit puncak 2 .54 ,051.12 ,051 .57 ,029.13 ,036 7.00 ,020.16 ,023 .04 ,010.20 ,007 .09 ,005

    6.24 ,003 .14 ,001

    Catatan: pukul 7.22 merupakan akhir debit dengan debit puncak 3

    Hujan yang menjadi lebat dengan puncak sekitar pukul 6.00 cukup singkat. Jadisebagian dari hidrograf-hidrograf itu berimpitan, terutama untuk hidrograf dengandebit puncak 1 dan 2.

    18

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    19/26

    Untuk memperkirakan turunnya kurva A dari bagian yang berimpit itu, tariklahgaris a.b. sejajar dengan garis c.d. pada kurva B, seperti terlihat pada Gbr 9.8.Hidrograf A, B dan C yang sesuai dengan curah hujan A, B dan C dapat dipisah-pisahkan. Sesudah itu lalu dihitung besar aliran yang ditentukan sama denganluas bagian di dalam masing-masing kurva-kurva A, B dan C.

    Total aliran dalam kurva A dan B kurang lebih = 53,31 m3dan untuk kurva C =53,70 m3. Karena aliran dalam kurva A = 29, 52 m3, maka aliran dalam kurva B =53,31 m3 29,52 m3= 23,79 m3.

    Jika debit aliran dikonversi menjadi kedalaman (depth) aliran dalam daerah aliranyang luasnya 11.000 m2, maka didapat :

    A =000.11

    52,29 = 0,0027 m

    B =000.1179,23 = 0,0022 m

    C =000.11

    70,53 = 0,0049 m

    Kedalaman aliran / limpasan berturut-turut adalah 2,7 mm, 2,2 mm dan 4,9 mm.Dari Gbr. 9.8 dapat dilihat bahwa hujan yang mulai pukul 5.43 sampai pukul 5.48adalah bagian hujan yang kira-kira tidak memberikan limpasan, karena terhalangoleh tumbuh-tumbuhan, detensi permukaan dan infiltrasi. Hanya hujan sedalam8,6 mm mulai pukul 5.48 sampai pukul 5.57 yang memberikan limpasan.

    Hujan berikutnya dari pukul 5.57 sampai pukul 6.00 mempunyai intensitas yangrendah 10,4 mm/jam, yang semuanya menjadi infiltrasi sisa dan tidakmemberikan limpasan. Hujan berhenti selama 26 menit dari pukul 6.12 sampaipukul 6.38 dan mulai lagi pada pukul 6.38 dengan intensitas 52,1 mm/jam.Kebanyakan curah hujan yang terakhir ini akan mengalir menjadi limpasan,karena diperkirakan laju infiltrasi dalam daerah aliran tersebut telah diperkeciloleh curah hujan A dan B yang turun sebelumnya.

    Intensitas curah hujan C yang tinggi sebesar 6,7 mm sampai pukul 6.50,diperkirakan terjadi selama waktu curah hujan lebih (rainfall excess). Banyaknya

    infiltrasi setiap curah hujan lebat tersebut di atas adalah selisih antara curahhujan dengan limpasan permukaan yang terjadi. Hasil perhitungannya dapatdilihat dalam Tabel 9-3. Kapasitas infiltrasi (f)adalah jumlah infiltrasi (F) dbagiwaktu atau lamanya terjadi infiltrasidalam keadaan kapasitas infiltrasi di seluruhdaerah aliran.

    19

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    20/26

    Tabel 9-3: Tabel perhitungan besarnya jumlah infiltrasi

    Nama curahHujan

    Curah hujan dlmselang curah

    hujan lebih (mm)

    Debit dihitungdari hidrograf

    (mm)

    Besarnya jumlahInfiltrasi(mm)

    A 8,6 2,7 5,9B 6,1 2,2 3,9

    C 6,7 4,9 1,8

    Jika curah hujan lebat terjadi di seluruh daerah aliran, maka infiltrasi akanberlangsung di seluruh daerah aliran dalam bentuk kapasitas infiltrasi sampaicurah hujan lebih itu berhenti. Setelah selang curah hujan lebih berhenti, makaluas daerah infiltrasi perlahan-lahan berkurang mulai dari bagian tepi ke bagiansungai. Dr. RE. Horton memperkirakan bahwa lamanya infiltrasi sisadi seluruhdaerah sama dengan sepertiga dari waktu antara berhentinya selang curah

    hujan lebih sampai limpasan permukaan itu berhenti. Karena limpasanpermukaan itu diperkirakan berhenti di sesuatu titik pada bagian akhir hidrograf,

    maka lama infiltrasi ta, tb dan tc yang sesuai dengan curah hujan lebih ituberturut-turut dapat diperoleh dengan cara tersebut di atas.

    Waktu berhentinya curah hujan lebihadalah pada puncak setiap hidrografpadaGbr. 9.8. Jadi berdasarkan hal-hal tersebut di atas, lamanya infiltrasi sisa dapatdiperkirakan / dihitung. Dengan menambahkan lamanya curah hujan lebih padahasil perhitungan itu, maka akan diperoleh lamanya infiltrasi seperti terlihat padaTabel 9-4.

    Tabel 9-4: Lamanya infiltrasi

    Curahhujan

    Waktuberakhirnya

    limpasanpermukaandidapat dari

    hidrograf

    Waktuberakhirnyacurah hujan

    lebihdidapat dari

    hidrograf

    Lamadebitsisa

    tr(menit)

    Lamainfiltrasi

    sisa

    tr/3(menit)

    Lamacurahhujanlebih

    (menit)

    Lamanyainfiltrasi.(menit)

    A 6.08 6.01 7 2.3 9 11.3

    B 6.20 6.10 10 3.3 12 15.3

    C 7.00 6.49 11 3.7 12 15.7

    20

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    21/26

    Jadi berdasar persamaan f = (F/t)x (mm/jam) didapatkan :

    fa = 5,9 x11

    60 = 32,2 mm/jam.

    fb = 3,9 x

    15

    60 = 15,6 mm/jam.

    fc = 1,8 x16

    60 = 6,8 mm/jam.

    Jika harga-harga f ini dicantumkan pada titik dengan interval jam sejakmulainya curah hujan lebih setiap selang, maka akan diperoleh kurva infiltrasi fseperti terlihat pada Gbr. 9.8.Pada daerah aliran yang besar, lama infiltrasi sisatidak dapat ditentukan dengan cara tersebut di atas, karena hidrograf tidak pekaterhadap variasi intensitas curah hujan. Untuk daerah aliran yang besar, lamanyainfiltrasi sisa itu dapat diabaikan (kecil) jika dibandingkan dengan lamanya curah

    hujan lebih. Jadi luas bagian diagram curah hujan di atas kurva fa, dapatdianggap sama dengan limpasan permukaan. Menurut asumsi, banyaknya curah

    hujan lebih itu dapat dihitung dengan menggunakan beberapa harga fa yangsesuai dengan setiap kenaikan permukaan air. Bilamana harga ini menjadi sama

    dengan limpasan permukaan yang didapat dari hidrograf, maka harga fa iniditentukan sebagai kapasitas infiltrasi rata-rata.

    9.6.2. Penentuan kurva kapasitas infiltrasi daerah aliran yang besar

    Kapasitas infiltrasi rata-rata fa dalam suatu daerah aliran yang besar, harganyatidak merata di seluruh daerah aliran tersebut. Dr. R.E. Horton menyarankan

    cara perhitungan sebagai berikut :

    Cara perhitungan ini menuntut tersedianya data curah hujan dalam daerah alirandengan sekurang-kurangnya terdapat satu data yang diukur oleh alat ukurotomatis. Selanjutnya untuk mendapatkan hasil perhitungan dengan ketelitianyang memuaskan harus dipenuhi kedua asumsi kondisi seperti berikut :

    o Hujan lebat di dalam dan di sekeliling daerah aliran besar sifatnyakontinu atau tidak ada perbedaan yang signifikan.

    o Limpasan permukaan besarnya hampir sama dengan curah hujandikurangi banyaknya infiltrasi selama curah hujan lebih.

    Jadi daerah pengambilan data curah hujan dengan distribusi yang berbeda-beda, seperti untuk curah hujan konvektif dan jenis curah hujan frontal yangbergerak dengan cepat dapat dikatakan tidak kontinu. Cara penentuan kapasitasinfiltrasi itu akan diterangkan menurut urutan sebagai berikut :

    21

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    22/26

    (1) Persiapan perhitungan

    (a) Pemilihan stasiun-stasiun pengamatan yang mempunyai data yangbaik : Stasiun pengamatan yang mempunyai data yang baik, harusdipilih dengan cara Thiessen dari stasiun pengamatan di dalam dan

    di sekeliling daerah aliran. Stasiun pengamatan dengan alat ukurhujan otomatis digunakan sebagai stasiun dasar dan stasiun dengandata curah hujan harian digunakan sebagai stasiun pembantu.

    (b) Penyesuain data curah hujan harian : Jika data setiap stasiunpengamatan itu tidak diambil pada batas hari yang bersamaan, makadata itu harus disesuaikan dengan cara mengambil batas hari yangsama. Penyesuaian batas hari dan data yang dicatat, biasanyadilakukan dengan cara sebagai berikut :

    Tabel 9-5 menunjukkan data curah hujan harian yang diukur pada 5

    stasiun pengamatan. Dalam tabel di atas, hanya data pada stasiun Ayang diukur dengan alat ukur hujan otomatis dari jam 0:00 sampaijam 0:00 esok harinya dan hasilnya dianggap sebagai dara curahhujan hari terdahulu (kemarin). Mengingat data yang dicatat pada

    jam 09.00 itu lebih banyak, maka penyesuaian diadakan denganbatas pengamatan jam 09.00 ini.

    Tabel 9-5: Data curah hujan harian pada setiap stasium pengamatan

    DataStasiun

    pengamatan

    A#

    (mm)

    B

    (mm)

    C+

    (mm)

    D

    (mm)

    E

    (mm)1 Juni 0,0 4,1 0,0 2,4 5,3

    2 Juni 8,1 2,8 4,9 1,6 1,9

    3 Juni 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

    Jumlah 8,1 6,9 4,9 4,0 7,2

    # : Alat ukur otomatis harga-harga yang dicatat dari jam 0.00 sampai jam 0.00keesokan harinya.

    + : Pengukuran pada jam 7 sore, dan hasilnya dianggap sebagai curah hujan hariitu. Data-data yang lain diukur pada jam 9.00 pagi dan hasilnya dianggapsebagai curah hujan hari terdahulu.

    Pertama ditentukan data curah hujan stasiun otomatis A sampai jam 09.00tanggal 2 Juni. Data yang diperoleh ini ditentukan sebagai curah hujan pada 1Juni di stasiun A. Sisanya adalah curah hujan pada 2 Juni. Jika data harianstasiun A tidak dapat ditentukan, maka data curah hujan harian stasiun Aditentukan dengan menggunakan data harian stasiun B yang terdekat denganstasiun A sebagai berikut :

    22

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    23/26

    8,1 x9,6

    1,4 = 4,8 mm untuk curah hujan pada 1 Juni.

    8,1 x9,6

    8,2 = 3,3 mm untuk curah hujan pada 2 Juni.

    Selanjutnya data curah hujan di stasiun C dirubah juga dengan batas hari /pengamatan pada jam 09.00. Mengingat stasiun C terletak hampir sama

    jaraknya dan terdekat ke stasiun B dan D dari pada stasiun A dan D, maka datayang digunakan adalah data stasiun B dan D. Banyaknya curah hujan rata-ratastasiun B dan D sebelum jam 09.00 pada 2 Juni adalah 59,6%, karena (4,1 +2,4)/(6,9 + 4) x 100 = 59,6%, dan sesudah jam 09.00 (2 Juni) adalah 40,4%.

    Jadi jika jumlah curah hujan 4,9 mm dari stasiun C dibagi dalam perbandinganyang sama, maka didapat curah hujan pada 1 Juni 2,9 mm dan pada 2 Juni 2,0mm. Harga-harga yang didapat dengan cara tersebut di atas tidak teliti, tetapi

    juga tidak akan mempunyai kesalahan yang besar.

    (c) Perhitungan harga pendekatan dari kapasitas infiltrasi rata-rata :Harga pendekatan dari kapasitas infiltrasi rata-rata adalah jumlahcurah hujan pada stasiun pengamatan dasar dikurangi jumlahlimpasan permukaan dibagi lamanya curah hujan pada stasiunpengamatan dasar itu. Untuk hujan yang tidak lebat, bagianpermukaan dan akhir dari lamanya curah hujan itu diabaikan.

    (2) Prosedur perhitungan

    Prosedur perhitungan kapasitas infiltrasi adalah sebagai berikut :

    Tentukan curah hujan perjam dari data curah hujan stasiun pengamatandasar dan dihitung lajunya terhadap keseluruhan curah hujan (lihat Tabel9-6(1) sampai (3)).

    Curah hujan ini ditentukan sebagai hujan yang dapat terjadi di seluruhdaerah aliran yang bersangkutan. Hitung curah hujan per jam yang terjadidengan asumsi bahwa hujan ini mempunyai sifat yang sama denganhujan lebat yang tercatat oleh alat ukur hujan otomatis. Curah hujan yangdiperkirakan disarankan dipilih sebagai bilangan bulat. Dalam Tabel 9-6,

    curah hujan 100 mm yang terdekat pada curah hujan 93,25 mm (yangdiamati) dihitung dalam kolom ke 4 sebagai curah hujan yangdiperkirakan.

    Banyaknya curah hujan lebih dari curah hujan yang diperkirakan dihitungdengan merubah-rubah kapasitas infiltrasi itu dari tahap yang satu ketahap yang lain. Perhitungan ini dapat dilihat dalam kolom-kolom 5,6,7,8dan 9. Cantumkan grafik banyaknya curah hujan lebih dari setiap

    23

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    24/26

    kapasitas infiltrasi terhadap curah hujan total pada system koordinatdengan banyaknya curah hujan lebih sebagai ordinat dan curah hujantotal sebagai absis. Lihat perhitungan dalam Tabel 9-6 dan Gbr. 5.9.Ulanglah prosedur sampai dengan asumsi curah hujan yang lain. Hasilhasil ini dicantumkan pada Gbr. 9.9. Dalam Tabel 9-6 hanya dicantumkan

    perhitungan untuk curah hujan total 100 mm.

    Hubungan setiap titik yang dicantumkan dalam, sehingga didapat kurvacurah hujan lebih terhadap curah hujan total pada setiap keadaankapasitas infiltrasi.

    Hitunglah dengan menggunakan kurva pada banyaknya curah hujan lebihterhadap kapasitas infiltrasi sembarangan dari curah hujan total pada sub stasiunpengamatan. Jadi harga rata-rata dari curah hujan total pada sub stasiunpengamatan. Jadi harga rata-rata dari curah hujan lebih dapat ditentukan. Tabel9-7 menunjukkan harga rata-rata curah hujan lebih pada sub stasiun

    pengamatan pada kapasitas infiltrasi 2,5, 5,0 dan 7,5 mm. Curah hujan lebih daricurah hujan total pada setiap stasiun pengamatan dihitung denganmenggunakan Gbr. 9.9.

    Gambar 9.10: Hubungan anatara kapasitas infiltrasi dan curah hujan lebih.

    24

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    25/26

    Tabel 9-6: Curah hujan lebih untuk curah hujan yang diperkirakan 100 mm

    Data pada stasiun pengamatan dasarCurah hujan lebih untuk

    curah hujan 100 mm

    Waktu

    (jam)

    Curah hujan

    (mm)

    Laju curah

    hujankeseluruhan

    Curah hujanyang

    diperkirakan

    (mm) 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5

    1 1,25 0,013

    2 1,25 ,013

    3 0,75 ,008

    4 0,50 ,005

    5 1,25 ,013

    6 1,25 ,013

    7 1,75 ,019

    8 2,00 ,021 2,1 0 0 0 0 0

    9 5,00 ,054 5,4 2,9 0,4 0 0 0

    10 5,00 ,054 5,4 2,9 0,4 0 0 011 3,25 ,035 3,5 1,0 0 0 0 0

    12 3,00 ,032 3,2 0,7 0 0 0 0

    13 0,75 ,008

    14 0,50 ,005

    15 3,75 ,040 4,0 1,5 0 0 0 0

    16 3,75 ,040 4,0 1,5 0 0 0 0

    17 8,75 ,094 9,4 6,9 4,4 1,9 0 0

    18 8,75 ,094 9,4 6,9 4,4 1,9 0 0

    19 8,75 ,094 9,4 6,9 4,4 1,9 0 0

    20 8,75 ,094 9,4 6,9 4,4 1,9 0 0

    21 6,25 ,067 6,7 4,2 1,7 1,9 0 0

    22 6,25 ,067 6,7 4,2 1,7 0 0 0

    23 3,75 ,040 4,0 1,5 0 0 0 0

    24 3,75 ,040 4,0 1,5 0 0 0 0

    25 1,25 ,013

    26 1,25 ,013

    27 0,50 ,005

    28 0,25 ,003

    Total 93,25 1,00

    Curah hujanyang lebih

    kecil darikapasitasinfiltrasikecuali 2,10mmdiabaikan

    49,5 21,8 7,6 0 0

    25

  • 7/25/2019 09 - Bab 09 - MFH - Infiltrasi

    26/26

    Tabel 9-7: Curah hujan lebih yang sesuai dengan curah hujan sembarangan

    Curah hujan lebih

    Kapasitas infiltrasi f

    (mm/jam).

    Titikstasiun

    pengamatan

    Jumlah curahhujan(mm)

    2,5 5,0 7,5

    A 148,0 94,0 51,0 31,8

    B 95,0 47,0 18,6 5,0

    C 94,0 44,0 18,5 4,5

    D 106,0 50,0 23,8 8,8

    E 100,0 50,0 22,6 7,5

    F 105,0 50,0 23,3 8,3

    G 123,0 68,0 37,0 18,5

    H 151,0 94,0 58,0 33,8

    Rata-rata 115,3 62,1 31,6 14,8

    Harga rata-rata curah hujan lebih yang didapat pada sesuai dengankapasitas infiltrasi itu dicantumkan dan dihubungkan, sehingga diperolehkurva kapasitas infiltrasi terhadap curah hujan lebih. (Gbr. 9.10).Kapasitas infiltrasi yang sesuai dengan jumlah limpasan permukaan(curah hujan lebih) dalam perhitungan dirubah dan ditentukan oleh grafikyang dibuat pada.

    Prosedur perkiraan kapasitas infiltrasi tersebut di atas adalah untuk daerah aliranyang besar. Namun demikian, untuk sesuatu hujan yang lebat, curah hujan lebih

    itu harus diperkirakan dengan membuat analisa dari hidrograf. Jika curah hujanlebih itu telah didapat, maka kapasitas infiltrasi itu akan mudah ditentukandengan menggunakan kurva dalam Gbr. 9.10.

    Jika berat hujan lebih pada setiap stasiun pengamatan diperhitungkan dengancara Thiessen, maka ketelitiannya akan sangat meningkat. Akan tetapipemberian berat pada setiap stasiun adalah tidak perlu, kecuali hanya terdapatsedikit sekali data curah hujan atau distribusi curah hujan didaerah aliran itusangat tidak merata.