LIMPASAN (Runoff)Air hujan turun dari atmosfir dan menyentuh permukaan bumi sebagain menguap,berinfiltrasi, tertahan pada cekungan. Jika kehilangan tesebut telah terpenuhi,maka sisa air hujan akan mengalir di atas permukaan tanah menuju alur aliranyang terdekat. Dalam perencanaan sistem drainase, bagian air hujan yangmenjadi perhatian adalah aliran permukaan (surface runoff), sedangkan untukpengendalian banjir tidak hanya aliran permukaan, tetapi limpasan aliran yangtertunda pada cekungan cekungan, dan aliran bawah permukaan (subsurfaceflow)

Faktor faktor yang mempengaruhi limpasan : factor meteorology dankarakteristik DAS / elemen DAS

Factor meteorology, antara lain :Jenis presipitasi, Intensitas hujan, Lamanya hujan, Distribusi hujan dalam daerahpengaliran, Arah pergerakan curah hujan , Curah hujan terdahulu dan kelembabantanah , Kondisi kondisi meteorology yang lain.

Faktor karakteristik DAS, antara lain :Tata guna lahan / kondisi penggunaan lahan (landuse), Luas dan bentuk DAS,Topografi

Factor meteorology :Jenis presipitasi :Pengaruhnya terhadap limpasan sangat berbeda, tergantung pada jenispresipitasinya yakni hujan atau salju. Jika hujan maka pengaruhnya langsungdan hidrografnya hanya dipengaruhi oleh intensitas hujan dan tebalnya hujan

Intensitas hujan :Pengaruh intensitas hujan terhadap limpasan permukaan tergantung darikapasitas infiltrasi atau laju infiltrasi. Jika intensitas hujan melampaui lajuinfiltrasi, maka akan terjadi limpasan permukaan sejalan dengan peningkatanintensitas hujan. Namun demikian, peningkatan limpasan permukaan tidak selalusebanding dengan peningkatan intensitas hujan karena adanya penggenangan dipermukaan tanah. Intensitas hujan berpengaruh pada debit limpasan

Lamanya hujan :Di setiap daerah aliran terdapat suatu lamanya hujan yang kritis. Jika lamanyahujan itu kurang dari waktu lamanya kritis, maka lamanya limpasan itu praktistidak tergantung dari intenasitas hujan. Jika lamanya itu lebih panjang, makalamanya limpasan permukaan itu juga menjadi lebih panjang. Lamanya hujanjuga mengakibatkan penurunan kapasitas infiltrasi. Untuk hujan yang jangkawaktunya lama, limpasan permukaannya akan menjadi lebih besar meskipunintensitasnya relatif sedang.

Distribusi hujan dalam daerah pengaliran :Laju dan volume limpasan dipengaruhi oleh distribusi dan intensitas hujan diseluruh DAS. Secara umum, laju dan volume limpasan maksimum terjadi jikaseluruh DAS telah memberi kontribusi aliran. Namun demikian, hujan denganintensitas yang lebih besar pada sebagian DAS dapat menghasilkan volumelimpasan yang lebih besar.Jika kondisi topografi, tanah, dan lain lain di seluruh DAS seragam, untukjumlah hujan yang sama, maka curah hujan yang distribusinya meratamenghasilkan debit puncak banjir yang paling minimum

Arah pergerakan curah hujan :Umumnya pusat curah hujan itu bergerak. Jadi suatu curah hujan lebat bergeraksepanjang system aliran sungai akan sangat mempengaruhi debit puncak danlamanya limpasan permukaan.

Curah hujan terdahulu dan kelembaban tanah :Jika kadar kelembaban lapisan tanah teratas itu tinggi, maka akan mudah terjadilimpasan permukaan yang besar (banjir) karena kapasitas infiltrasi kecil. Ataukelembaban tanah meningkat karena curah hujan terdahulu cukup besar, makakadang kadang hujan dengan intensitasnya yang kecil dapat meningakibatkankenaikan permukaan air yang besar dan dapat menimbulkan banjir .

Kondisi kondisi meteorology yang lain :Secara tidak langsung suhu, kecepatan angin kelembaban relative, tekananudara rata rata, curah hujan tahunan yang berhubungan satu dengan yang lainjuga akan mengontrol iklim di daerah dan mempengaruhi limpasan. .

Factor karakteristik DAS :Tata guna lahan / kondisi penggunaan lahan (landuse) :Daerah hutan yang ditutupi oleh tumbuhtumbuhan yang lebat, sulit terjadinyalimpasan permukaan karena kapasitas infiltrasi yang besar. Jika daerah hutan inidijadikan daerah perumuhan dan dikosongkan (hutannya ditebang), makakapasitas infiltrasi akan turun karena pemampatan permukaan tanah. Hal inimengakibatkan air hujan akan cepat mengalir ke sungaisungai dengankecepatan yang tinggi dan dapat mengakibatkan banjir.Pengaruh tata guna lahan pada aliran permukaan dinyatakan dalam koefisienaliran permukaan (C), yaitu bilangan yang menunjukan perbandingan antarabesarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan. Nilai C berkisar antara 0 1. Pada DAS yang masih baik nilai C mendekati nol dan apabila nilai C mendekatiangka satu, maka DAS tersebut semakin rusak.

Luas dan bentuk DAS :Laju dan volume aliran permukaan makin bertambah besar denganbertambahnya luas DAS. Tetapi, apabila aliran permukaan tidak dinyatakansebagai jumlah total dari DAS, melainkan sebagai laju dan volume per satuanluas, besarnya akan berkurang dengan bertambah luasnya DAS. Hal ini berkaitandengan waktu yang dibutuhkan air untuk mengalir dari titik terjauh sampai ketitik control (waktu konsentrasi) dan juga penyebaran atau intensitas hujan.Bentuk DAS mempunyai pengaruh pada pola aliran dalam sungai. Pengaruhbentuk DAS terhadap aliran permukaan dapat ditunjukan dengan memperhatikanhidrograf hidrograf yang terjadi pada dua buah DAS yang bentuknya berbedanamun mempunyai luas yang sama dan menerima hujan dengan intensitas yangsama (Gambar)

Gambar Pengaruh Bentuk DAS padaAliran Permukaan

Bentuk DAS memanjang dan sempit cenderung menghasilkan laju aliranpermukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan DAS yang bentuknya melebardan melingkar. Hal ini terjadi karena waktu konsentrasi DAS memanjang lebihlama dibandingkan dengan DAS melebar.Topografi :Tampakan rupa muka bumi atau topografi seperti kemiringan lahan, keadaan dankerapatan parit atau saluran, dan bentuk bentuk cekungan lainnya mempunyaipengaruh pada laju dan volume aliran permukaan. DAS dengan kemiringancuram disertai parit/saluran yang rapat akan menghsilkan laju dan volume aliranpermukaan yang lebih tinggi dibandingkan dengan DAS yang landai dengan parityang jarang dan cekungan cekungan. Pengaruh kerapatan parit, yaitu panjangparit per satuan luas DAS, pada aliran permukaan adalah memperpendek waktukonsentrasi, sehingga memperbesar laju aliran permukaan (Gambar)

Gambar Pengaruh KerapatanParit / Saluran pada Hidrograf

Aliran Permukaan(a) Kerapatan parit/saluran tinggi

; (b) Kerapatan parit / saluranrendah

Daerah Aliran Sungai (DAS) / Daerah Pengaliran Sungai (DPS) :Daerah dimana sungai memperoleh air merupakan daerah pengaliran sungai(DPS). Dengan demikian DPS dapat dipandang sebagai suatu unit kesatuanwilayah tempat air hujan menjadi aliran permukaan dan terkumpul di sungaimenjadi aliran sungai.Garis batas antara DPS ialah punggung permukaan bumi yang dapatmemisahkan dan membagi air hujan menjadi aliran permukaan ke masing-masing DPS. Setiap DPS besar merupakan gabungan dari DPS sedang atau subDPS dan sub DPS marupakan gabungan dari sub DPS yang kecil.

Pola Aliran :Sungai di dalam semua DPS megikuti suatu aturan yaitu bahwa aliran sungaidihubungkan oleh suatu jaringan satu arah dimana cabang dan anak sungaimengalir ke dalam sungai induk yang lebih besar dan membentuk suatu polatertentu.Pola itu tergantung dari kondisi topografi, geologi, iklim, vegetasi, yang terdapatdi dalam DPS tersebut.Beberapa pola aliran yang terdapat di Indonesia al :Radial, Rektangular, Trellis, Dendritik

Pola Aliran Radial:Pola ini biasanya dijumpai di daerahlereng gunung api, atau daerah dengantopografiberbentuk kuba

Pola Aliran Rektangular :Pola ini biasanya dijumpai di daerahbatuan kapur

Pola Aliran Trellis:Biasanya dijumpai pada daerah denganlapisan sedimen di daerah pegununganlipatan

Pola Aliran Dendritik :Pola ini pada umumnya terdapat padadaerah dengan batuan sejenis danpenyebarannya luas.

Bentuk Daerah Pengaliran Sungai :Pola sungai menentukan bentuk suatu DPS. Bentuk DPS mempunyai arti pentingdalam hubungannya dengan aliran sungai, yaitu berpengaruh terhadapkecepatan terpusatnya aliran. Setelah DPS ditentukan garis batasnya makabentuk DPS dapat diketahui.Pada umumnya dapat dibedakan menjadi empat bentuk DPS, yaitu :Memanjang, radial, paralel, komplek.

Bentuk Memanjang :Induk sungai memanjang, dan anak-anak sungai langsung masuk ke induk.Bentuknya seperti bulu burung. Bentuk ini biasanya akan menyebabkan debitbanjir relatif kecil, karena perjalanan banjir dari anak sungai berbeda-bedawaktunya.

Bentuk Radial :Bentuk ini seolah-olah alur sungai memusat pada satu titik sehinggamenggambarkan adanya bentuk radial (berbentuk kipas atau lingkaran). Akibatbentuk tersebut maka waktu yang diperlukan oleh aliran yang datang dari segalapenjuru hampir bersamaan. Jika terjadi hujan yang merata, akan memnyababkanterjadinya banjir yang besar.

Bentuk Paralel :DPS ini dibentuk oleh dua jalur sub DPS yang bersatu dibagian hilirnya. Banjir didaerah hilir terjadi setelah titik pertemuan ke dua sub DPS tersebut .

Bentuk Komplek :Merupakan gabungan dasar dua atau lebih bentuk DPS.

Perkiraan debit banjirMetode yang dipakai untuk menentukan debit banjir tergantungketersediaan data. Gambar berikut memberikan ilustrasi berdasarkanketersediaan data. Secara umum, metode yang dipakai adalah metoderasional dan metode hidrograf banjir

Gambar Metode yang DigunakanDalam Memperkirakan

Debit Banjir BerdasarkanKetersediaan Data

Metode Rasional

Metode ini sangat simple dan mudah dalam penggunaannya, namunpenggunaannya terbatas untuk DAS DAS dengan ukuran kecil (A < 500 Ha).Persamaan dasar metode Rasional :

Qp = C. I. A Diubah Qp = 0,00278 . C. Cs. I. A

Qp = Debit banjir puncak pada Periode Ulang T tahun (m3/dtk)C = Koefisien pengaliranCs = Koefisien retensiI = Intensitas hujan (mm/jam)A = Luas DAS (Jika A dalam Ha, maka persamaan tersebut dikali dengan

0.00278, dan jika A dalam Km2, maka dikali dengan 0.278)

Metode ini dikembangkan berdasarkan asumsi bahwa :1. curah hujan terjadi serentak dan seragam menurut waktu2. curah huajn terjadi tersebar seragam menurut ruang3. lamanya hujan sedikitnya sama dengan lama waktu konsentrasi (tc)

Qp = mm/jam x km2 = m3/dt

Qp = mm/jam x Ha = m3/dt

Koefisien pengaliran (C).

Koefisien ini mencerminkan keadaan permukaan DAS apakah ada tanaman yangdapat menyerapkan air ke dalaman tanah. Jika permukaan DAS terdiri daribangunan dan perkerasan aspal maka hampir tidak ada air hujan yang meresap kedalam tanah. Faktor yang mempengaruhi C (Tabel) adalah laju infiltrasi tanah,kemeringan lahan, prosentase lahan kedap air, intensitas hujan, sifat dan kondisitanah, air tanah.

Koefisien pengaliran merupakan perbandingan komponen berikut :

DASatasdijatuhyanghujanairVolumeDASmuaramencapaiberhasilyangairVolumeC

Tabel tersebut menggambarkan nilai C untuk penggunaan lahan yang seragam,hal ini sangat jarang dijumpai untuk lahan yang relative cukup luas. Oleh karenaitu DAS yang terdiri dari berbagai penggunaan lahan dengan koefisien yangberbeda, penentuan nilai C adalah :

AnAACACACACw nn

......

......

21

2211

Jenis muka tanah atau tata guna tanah Koefisien pengaliran (C)1. Rerumputan

a) Tanah pasir, datar, 2%b) Tanah pasir, rata-rata, 2-7%c) Tanah pasir, curamd) Tanah gemuk, datar, 2%e) Tanah gemuk, rata-rata, 2-7%f) Tanah gemuk, curam, 7%

0,05 0,100,10 0,150,15 0,200,13 0,170,18 0,220,25 0,35

2. Businessa) Pusat kotab) Pinggiran

0,75 0,950,50 0,75

3. Perumahana) Kepadatan 20 rumah/hab) Kepadatan 20 60 rumah/hac) Kepadatan 60 160 rumah/ha

0,25 0,400,40 0,700,70 0,80

4. Industria) Daerah ringanb) Daerah berat

0,50 0,800,60 0,90

5. Pertamanan, kuburan 0,10 0,256. Tempat bermain 0,20 0,357. Daerah tak dikerjakan 0.10 0,308. Jalan

a) Beraspalb) Betonc) Batu

0,70 0,950, 80 0,950, 70 0,85

8. Atap 0,75 0,95Sumber: Subarka.I, 1980

Tabel Koefisien Pengaliran untuk Metode Rasional

Koefisien retensi (Cs).

Aliran dalam saluran dapat mengalami hambatan, sehingga didalam systemdrainase hambatan ini disebut dengan retensi. Akibatnya debit banjir yangtercatat di muara DAS akan mengalami reduksi dengan koefisien retensi.Penentuan koefisien retensi Subarkah. I, 1980) adalah :

dc

c

t+t2t2Cs

Di mana:Cs = Koefisien penampungantc = Waktu konsentrasi (menit)td = Waktu untuk mengalir di dalam salurannya ke titik

terjauh (menit)Untuk kawasan pemukiman dan daerah perkotaan nilai Cs dapat diambil 0.80

Waktu konsentrasi (tc).

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh danmengalir dari titik terjauh sampai ke tempat pengamatan (tempat keluaranDAS/titik control), setelah tanah menjadi jenuh dan depresi depresi kecilterpenuhi. Hal ini diasumsikan bahwa durasi hujan sama dengan waktukonsentrasi, ini berarti setiap DAS secara serentak telah menyumbangkan aliranterhadap titik control.

Waktu konsentrasi dapat ditentukan dengan : menjumlahkan waktu yangdiperlukan oleh air untuk mengalir dipermukaan lahan sampai saluran terdekat(to) dan waktu perjalanan dari pertama masuk ke saluran sampai titik keluaran(td), sehingga :

Untuk menentukan waktu konsentrasi(tc), digunakan persamaan Kirpich :

385.02

100087.0945,0

SL

tc

tc = to + td menitS

nLto ) x x28,3 x3/2( 2/1Dimana :L = panjang lintasan aliran di atas permukaan lahan (m)n = angka kekasaran ManningS = kemiringan lahan

Apabila dengan mempertimbangkan factor penentu jarak aliran sampai saluranterdekat, kemiringan permukaan DAS, koefisien pengaliran, maka dapatdigunakan grafik pada Gambar berikut :

Gambar Grafi untuk MemeperkirakanWaktu Limpasan (to) (Sumber : Hindarko. S)

Waktu perjalanan dari pertama masuk ke saluran sampai titik keluaran (td)tergantung pada ukuran, jenis, bentuk, kemiringan dasar dan bahan saluran.Persamaan yang digunakan sebagai berikut :

td = Ls/60V (menit)Dimana :Ls = panjang lintasan aliran di dalam saluran (m)V = kecepatan aliran dalam saluran (Tabel) (m/dt)

Tabel Perkiraan Kecepatan Air