C (koefisien Run Off)

Koefisien run off Nisbah antara laju puncak aliran permukaan terhadap intensitas hujan yang dipengaruhi oleh laju infiltrasi tanah, tanaman penutup tanah, dan intensitas hujan

Metode Rasional (Rational Method) Dalam menentukan laju puncak aliran permukaan mempertimbangkan masa konsentrasi, yaitu masa yang diperlukan oleh air yang mengalir di permukaan tanah dari tempat yang terjauh dalam daerah aliran untuk mencapai tempat keluarnya pada daerah aliran tersebut. Prediksi laju puncak aliran permukaan diperlukan untuk merencanakan saluran-saluran air, bendung, teras, dan saluran-saluran penyalur air lainnya.

Q = C.i.A Q = debit rencana C = Koefisien limpasan (berbeda-beda untuk macam-macam DAS) harus ditentukan berdasarkan : R.O P i = Intensitas hujan A = luas DAS Yang termasuk metode Rasional adalah : • Metode Melchior • Metode Weduwen

Dahulu sering dipakai di Indonesia tapi kini sudah ditinggalkan karena dianggap estimasi terlalu besar

Metode Melchior (rumus Pascher) α

Qp = α .β .q.A Limpasan = koefisien limpasan = Curah hujan total

β

Hujan rata-rata DAS yang bersangkutan = koefisien reduksi = Hujan harian maksimum dari salah satu stasiun dalam DAS tersebut pada hari yan sama

q = besarnya hujan terbesar (max. point rain fall (m3/det/km2) A = luas DAS (km2) Qp = debit puncak banjir (m3/det)

Metode Weduwen α

= koefisien limpasan =

Qp = α Limpasan .β .q.A Curah hujan total

= 0,2 +

0,8 Tc + 1

Tc = waktu konsentrasi = waktu yang dibutuhkan air untuk bergerak dari titik terjauh mencapai titik tertentu di hilir sungai (mulut DAS)

T +1 180 + F T + 9 β = koefisien reduksi = 180 +F T = Duration hujan yang diharapkan dapat menyebabkan banjir = 2 Tc F = luas ellips yang dapat mencakup DAS = 1/4.π .a.b a = sumbu panjang ellips (km) b = sumbu pendek ellips (km) q = besarnya hujan terpusat yang maksimum (m3/det/km2) A = luas DAS (km2) Qp = debit puncak banjir (m3/det)

=

2.4.T + 360 6.T + 7

1 Q= f .r. A = 0,277 frA 3,6

Sosrsodarsono dan Takeda (1987)

Q adalah debit banjir maksimum (m3/detik) f adalah koefisien pengaliran/limpasan r adalah intensitas curah hujan rata-rata selama waktu tiba dari banjir (mm/jam) A adalah daerah pengaliran (km2)

“Jika terjadi hujan selama 1 jam dengan intensitas 1 mm/jam dalam daerah seluas 1 km2, maka debit banjir adalah sebesar 0,2778 m3/detik dan melimpas merata selama 1 jam”

Koefisien pengaliran/Koefisien limpasan mempunyai 2 defenisi : (Besarnya puncak limpasan)

f1 = (Intensitas curah hujan rata-rata selama waktu tiba dari banjir)x(Derah pengaliran)

(Jumlah limpasan) f2 = (Jumlah curah hujan)

f1 adalah koefisien pengaliran puncak (untuk membedakan dengan f2) f2 digunakan untuk sungai-sungai biasa “Jika pembangunan di kemudian hari di daerah pengaliran itu harus turut dipertimbangkan, maka pada perhitungan banjir lebih baik digunakan koefisien yang lebih besar dari 0,70 dan koefisien yang kurang dari 0,50 harus ditiadakan” ……….????

Tabel Koefisien limpasan (oleh Dr. Monobe) (Koefisien pengaliran sungai-sungai di Jepang) Kondisi daerah pengaliran dan sungai

Harga dari f

Daerah pegunungan yang curam

0,75 – 0,90

Daerah pegunungan tersier

0,70 – 0,80

Tanah bergelombang dan hutan

0,50 – 0,75

Tanah dataran yang ditanami

0,45 – 0,60

Persawahan yang diairi

0,70 – 0,80

Sungai di daerah pegunungan

0,75 – 0,85

Sungai kecil di dataran

0,45 – 0,75

Sungai besar yang lebih dari setengah

0,50 – 0,75

Daerah pengalirannya terdiri dari dataran

R' f =1− =1− f ' Rt Dr. Kawakami (koefisien tidak tetap, tetapi berbeda-beda tergantung dari curah hujan)

γ f =1− f =1− s Rt f adalah koefisien pengaliran

f’ adalah laju kehilangan =

γ R

Rt adalah Jumlah curah hujan (mm) R’ adalah kehilangan curah hujan (mm) γ , s adalah tetapan

Asdak (1995) Q= 0,0028C.i.A q = Air larian (debit) puncak (m3/detik) air larian (mm) C = Koefisien air larian = curah hujan (mm) i

= Intensitas hujan (mm/jam)

A = luas DAS (ha)

Defenisi f2

Ambar et al. (1985) dalam Asdak (1995) Cara perhitungan sederhana untuk menentukan besarnya koefisien air larian : 1) Hitung curah hujan rata-rata suatu DAS pada tahun tertentu (t), misalnya P = mm/tahun. 2) Ubah satuan curah hujan tersebut menjadi m/tahun yaitu dengan mengalikan bilangan 1/1000, sehingga curah hujan tersebut menjadi P/1000 m/tahun. 3) Hitung jumlah air yang mengalir melalui outlet sungai yang bersangkutan pada tahun t tersebut dengan cara : Bulan

Debit rata-rata (Q) (m3/det)

Jumlah hari (d)

Total debit (dx86400xQ) (m)

Januari

Q1

31 hari

31 x 86400 x Q1

Pebruari

Q2

28 hari

28 x 86400 x Q2

………

………

………

………

Desember

………

………

31 x 86400 x Q12

12

3 d x 86400 x Q ( m ) Total debit setahun = ∑ 1

4) Hitung volume total curah hujan di DAS tersebut dengan cara mengalikannya terhadap luas areal DAS (A), yaitu : Volume P = P/1000 x A P adalah curah hujan (mm/tahun) A adalah luas DAS (m2)

5) Hitung koefisien air larian (C), yaitu : 12

(d x 86400 x Q) C=∑ P 1 ( )( A) 1000

C adalah koefisien air larian Q adalah debit rata-rata bulanan (m3/det) P adalah curah hujan rata-rata setahun di DAS yang bersangkutan (mm/th) A adalah luas DAS (m2)

Larson dan Reich (1973) dalam Arsyad (2006) q= 0,0028C.i.A

Luas DAS < 800 ha

q = laju puncak aliran permukaan yang diharapakan untuk suatu hujan dengan interval tertentu (m3/detik) Laju puncak aliran permukaan C = Koefisien aliran permukaan = Intensitas hujan i = Intensitas hujan (mm/jam) A = luas DAS (ha)

Defenisi f1

Asumsi : 1. Hujan jatuh dengan intensitas yang seragam selama paling sedikit sama dengan waktu konsentrasi DAS; 2. Curah hujan yang terjadi dengan intensitas yang seragam di atas seluruh DAS.

Koefisien aliran permukaan (C) untuk DAS pertanian bagi tanah kelompok Hidrologi B (Schwab, et al. 1981) Tanaman Penutup Tanah Koefisien C untuk Laju Hujan dan Kondisi Hidrologi 25 mm jam- 100 mm 2000 mm jam1 1 jam-1 Tanaman dalam baris, buruk

0,63

0,65

0,66

Tanaman dalam baris, baik

0,47

0,56

0,62

Padian, buruk

0,38

0,38

0,38

Padian, baik

0,18

0,21

0,22

Padang rumput potong, pergiliran tanaman, baik

0,29

0,36

0,39

Padang rumput, penggembalaan tetap, baik

0,02

0,17

0,23

Hutan dewasa, baik

0,02

0,10

0,15

Faktor konversi nilai C ke dalam kelompok Hidrologi lainnya (Schwab, et al. 1981) Tanaman Penutup Tanah Faktor Konversi dari Kelompok B ke dan Kondisi Hidrologi kelompok A Kelompok C Kelompok D

Tanaman dalam baris, buruk

0,89

1,09

1,12

Tanaman dalam baris, baik

0,86

1,09

1,14

Padian, buruk

0,86

1,11

1,16

Padian, baik

0,84

1,11

1,16

Padang rumput potong, pergiliran tanaman, baik

0,81

1,13

1,18

Padang rumput, penggembalaan tetap, baik

0,64

1,21

1,31

Hutan dewasa, baik

0,45

1,27

1,40

Kelompok hidrologi (US Soil Conservation Services, SCS) : Kelompok A = Pasir dalam, loess dalam, debu yang beragregat Kelompok B = Loess dangkal, Lempung berpasir. Kelompok C = Lempung berliat, lempung berpasir dangkal, tanah berkadar bahan organik rendah, dan tanah-tanah yang berkadar liat tinggi Kelompok D = Tanah-tanah yang mengembang secara nyata jika basah, liat berat, plastis, dan tanah-tanah salin tertentu. Hubungan laju infiltrasi minimum dengan kelompok tanah : Kelompok Tanah

Laju Infiltrasi Minimum (mm jam-1 )

A

8 – 12

B

4–8

C

1–4

D

0–1

Koefisien aliran permukaan (C) untuk Daerah Urban (Schwab, et al. 1981) Macam Daerah

Koefisien C

Daerah perdagangan : - Pertokoan (down town) - Pinggiran

0,70 – 0,90 0,50 – 0,70

Pemukiman : - Prumahan satu kelaurga - Perumahan berkelompok, terpisah-pisah - Perumahan berkelompok, bersambungan - Suburban - Daerah apartemen

0,30 0,40 0,60 0,25 0,50

Industri : - Daerah industri ringan - Daerah industri berat

0,50 – 0,80 0,60 – 0,90

Taman, pekuburan

0,10 – 0,25

Tempat bermain

0,20 – 0,35

Daerah stasiun kereta api

0,20 – 0,40

Daerah belum diperbaiki

0,10 – 0,30

Jalan

0,70 – 0,95

Bata : - Jalan, hamparan - Atap

0,75 – 0,85 0,75 – 0,95

– – – – –

0,50 0,60 0,75 0,40 0,70

Waktu Konsentrasi (Tc) → Kirpich (1940) “Waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik yang paling jauh ke tempat kelaur yang ditentukan, setelah tanah menajdi jenuh air dan depresi-depresi kecil terpenuhi”

Tc = 0,0195 L0,77 Sg-0,385 Tc adalah waktu konsentrasi (menit) L adalah panjang aliran (meter) Sg adalah lereng daerah aliran (meter/meter) atau perbedaan elevasi antara tempat keluar dengan titik terjauh dibagi jarak antara keduanya (atau panjang garis penghubung)

Waktu Konsentrasi (Tc) untuk Daerah Aliran Sungai (DAS) Kecil yang Dihitung dengan Persamaan Kirpich Panjang Maksimum Aliran (m)

Waktu Konsentrasi (Tc) (menit) Lereng DAS (%) 0,05

0,1

0,5

1,0

2,0

5,0

100

13

10

5

4

3

2

150

17

13

7

5

4

3

200

21

16

9

7

5

4

250

25

20

11

8

6

4

500

43

33

18

14

10

7

750

59

46

25

19

14

10

1000

74

57

31

23

18

13

1500

101

78

42

32

25

17

2000

126

97

52

40

31

21

Waktu Konsentrasi (Tc) → McCuen (1982) US Soil Conservation Service (1972) Metode Waktu Tenggang (lag method) :

5 TC = TL 3 L0,8 ( S + 1) 0, 7 TL = 0,5 1900Y

Tc adalah waktu konsentrasi TL adalah waktu tenggang antara terjadinaya hujan lebih sampai terjadinya aliran puncak (peak discharge)(jam) Y adalah kemiringan permukaan tanah (%) L adalah panjang hidrolik (kaki) S adalah retensi maksimum (inci)

1000 S= − 10 CN

CN (Curve Number) adalah suatu indeks yang menyatakan pengaruh bersama tanah, penggunaan tanah, perlakuan yang diberikan pada tanah pertanian, keadaan hidrologi dan kandungan air tanah, terhadap besarnya aliran permukaan.

Metode Tanah Darat (upland method) :

L Tc = V Tc adalah waktu konsentrasi (detik) L adalah panjang hidrolik (waktu tempuh) aliran air (kaki) V adalah kecepatan aliran (kaki detik-1) Nilai didapat dari kurva Nilai TC dibagi 3600 untuk merubah detik ke jam.