Cara Menghitung Debit Puncak (Q) dan Koefisien Run Off (C)

Diposting oleh ceritasipil Posting Komentar

Cara Menghitung Debit Puncak (Q) dan Koefisien Run Off (C)

Pendahuluan

Aliran permukaan (run off) adalah bagian dari curah hujan yang mengalir di atas permukaan tanah menuju ke sungai, danau dan lautan. Air hujan yang jatuh ke permukaan tanah ada yang langs ung masuk ke dalam tanah atau disebut air infiltrasi. Sebagian lagi tidak sempat masuk ke dalam tanah dan oleh karenanya mengalir di atas permukaan tanah ke tempat yang lebih rendah. Ada juga bagian dari air hujan yang telah masuk ke dalam tanah, terutam a pada tanah yang hampir atau telah jenuh, air tersebut ke luar ke permukaan tanah lagi dan lalu mengalir ke bagian yang lebih rendah. Aliran air permukaan yang disebut terakhir sering juga disebut air larian atau limpasan.

Bagian penting dari air larian dalam kaitannya dengan rancang bangun pengendali air larian adalah besarnya debit puncak, Q (peak flow atau debit air yang tertinggi) dan waktu tercapainya debit puncak, volume dan penyebaran air larian. Curah hujan yang jatuh terlebih dahulu memenuhi a ir untuk evaporasi, intersepsi, infiltrasi, dan mengisi cekungan tanah baru kemudian air larian berlangsung ketika curah hujan melampaui laju infiltrasi ke dalam tanah.

Semakin lama dan semakin tinggi intensitas hujan akan menghasilkan air larian semakin besar. Namun intensitas hujan yang terlalu tinggi dapat menghancurkan agregat tanah sehingga akan menutupi pori-pori tanah akibatnya menurunkan kapasitas infiltrasi. Volume air larian akan lebih besar pada hujan yang intensif dan tersebar mera ta di seluruh wilayah DAS dari pada hujan tidak merata, apalagi kurang intensif. Disamping itu, faktor lain yang mempengaruhi volume air larian adalah bentuk dan ukuran DAS, topografi, geologi dan tataguna lahan.

Kerapatan daerah aliran (drainase) mem pengaruhi kecepatan air larian. Kerapatan daerah aliran adalah jumlah dari semua saluran air/sungai (km) dibagi luas DAS (km2 ). Makin tinggi kerapatan daerah aliran makin besar kecepatan air larian sehingga debit puncak tercapai dalam waktu yang cepat.

Vegetasi dapat menghalangi jalannya air larian dan memperbesar jumlah air infiltrasi dan masuk ke dalam tanah.

Tujuan

1. Dapat menentukan nilai koefisien runoff (C).

2. Dapat menghitung aliran permukaan/debit puncak (Q).

Media yang Digunakan

Komputer dengan program MS Excel.

Perhitungan Koefisien Runoff

Koefisien Air Larian

Koefisien air larian (C) adalah bilangan yang menunjukkan perbandingan

antara besarnya air larian terhadap besarnya curah hujan.

atau

dimana:

di = Jumlah hari dalam bulan ke -i

Q = Debit rata-rata bulanan (m3 /detik) dan 86400 = jumlah detik dalam 24 jam.

P = Curah hujan rata-rata setahun (m/tahun)

A = Luas DAS (m2 )

Misalnya C untuk hutan adalah 0,1 arti nya 10% dari total curah hujan akan menjadi air larian.

Angka C ini merupakan salah satu indikator untuk menentukan apakah suatu DAS telah mengalami gangguan fisik. Nilai C yang besar berarti sebagian besar air hujan menjadi air larian, maka ancaman erosi dan banjir akan besar.

Besaran nilai C akan berbeda -beda tergantung dari tofografi dan penggunaan lahan. Semakin curam kelerengan lahan semakin besar nilai C lahan tersebut. Nilai C pada berbagai topografi dan penggunaan lahan bisa dilihat pada Tabel berikut

Perhitungan Debit Puncak Aliran Permukaan

Metoda Rasional

Metoda rasional (U.S. Soil Consevation Service, 1973) adalah metoda yang digunakan untuk memperkirakan besarnya air larian puncak (peak runoff). Metoda ini relatif mudah digunakan karena diperuntukkan pemakaian pada DAS berukuran kecil, kurang dari 300 ha (Gold man et al, 1986).

Persamaan matematik metoda rasional :

Qp = Air larian (debit) puncak (m3 /dt)

C = Koefisien air larian

ip = Intensitas hujan (mm/jam)

A = Luas Wilayah DAS (ha)

Intensitas hujan ditentukan dengan memperkirakan waktu konsentrasi ( time of concentration, Tc) untuk DAS bersangkutan dan menghitung intensitas hujan maksimum untuk periode berulang (return period) tertentu dan waktu hujan sama dengan Tc. Bila Tc=1 jam maka intensitas hujan terbesar yang harus digunakan adalah curah hujan 1-jam.

Qp = 0,0028 C ip A

Kunjungi juga situs Artikel lainnya di www.ardasik.com dan kumpulan tutorial Autocad Civil 3D di www.ceritasipil.com

Contoh Perhitungan

1. Perhitungan debit puncak (Qp)

Suatu daerah dengan luas 250 ha memiliki koefisien runoff (C=0,35), intensitas hujan terbesar (ip= 0,75 mm/jam). Hitung debit air larian puncak (m3 /dt) ?

Pemecahan :

Qp = 0,0028 C ip A

= 0,0028 . 0,35 . 0,75 . 250 m3 /dt

= 0.18 m3 /dt

2. Perhitungan P, Q dan C

Perhitungan jumlah air yang mengalir melalui outlet dengan ukuran DAS (200 ha)