Koefisien run offKoefisien run off

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

Metode Rasional (Metode Rasional (Rational MethodRational 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.AQ = C.i.A

Q = debit rencanaQ = debit rencanaC = Koefisien limpasan (berbeda-beda untuk C = Koefisien limpasan (berbeda-beda untuk macam-macam DAS) harus ditentukan berdasarkan : macam-macam DAS) harus ditentukan berdasarkan : R.OR.O PPi = Intensitas hujani = Intensitas hujanA = luas DASA = luas DAS

Yang termasuk metode Rasional adalah :Yang termasuk metode Rasional adalah :• Metode MelchiorMetode Melchior• Metode WeduwenMetode Weduwen Dahulu sering dipakai di Indonesia tapi

kini sudah ditinggalkan karena dianggap estimasi terlalu besar

Metode MelchiorMetode Melchior (rumus (rumus Pascher)Pascher)

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

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 Metode Weduwen

Limpasan = koefisien limpasan = Curah hujan total

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

= koefisien reduksi T = Duration hujan yang diharapkan dapat menyebabkan banjir = 2 Tc

F = luas ellips yang dapat mencakup DAS = 1/4..a.ba = 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)

1

8,02,0

Tc

Qp = ..q.A

F

FT

T

1809

1180

7.6

360.4.2

T

T

frAArfQ 277,0..6,3

1 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 Tabel Koefisien limpasan (oleh Dr. MonobeDr. Monobe))(Koefisien pengaliran sungai-sungai di Jepang)(Koefisien pengaliran sungai-sungai di Jepang)

Kondisi daerah pengaliran dan sungaiKondisi daerah pengaliran dan sungai Harga dari Harga dari ff

Daerah pegunungan yang curamDaerah pegunungan yang curam 0,75 – 0,900,75 – 0,90

Daerah pegunungan tersierDaerah pegunungan tersier 0,70 – 0,800,70 – 0,80

Tanah bergelombang dan hutanTanah bergelombang dan hutan 0,50 – 0,750,50 – 0,75

Tanah dataran yang ditanamiTanah dataran yang ditanami 0,45 – 0,600,45 – 0,60

Persawahan yang diairiPersawahan yang diairi 0,70 – 0,800,70 – 0,80

Sungai di daerah pegununganSungai di daerah pegunungan 0,75 – 0,850,75 – 0,85

Sungai kecil di dataranSungai kecil di dataran 0,45 – 0,750,45 – 0,75

Sungai besar yang lebih dari setengahSungai besar yang lebih dari setengah 0,50 – 0,750,50 – 0,75

Daerah pengalirannya terdiri dari dataranDaerah pengalirannya terdiri dari dataran

'1'

1 fR

Rf

t

stR

ff

11

Dr. Kawakami (koefisien tidak tetap, tetapi berbeda-beda

tergantung dari curah hujan)

f adalah koefisien pengaliran

f’ adalah laju kehilangan =

Rt adalah Jumlah curah hujan (mm)

R’ adalah kehilangan curah hujan (mm)

, s adalah tetapan

R

Asdak (1995)Asdak (1995)

Q = Q = 0,0028C.i.A0,0028C.i.A

q = Air larian (debit) puncak (mq = Air larian (debit) puncak (m33/detik)/detik)

air larian (mm)air larian (mm)C = Koefisien air larian = C = Koefisien air larian = curah hujan (mm)curah hujan (mm)

i = Intensitas hujan (mm/jam)i = Intensitas hujan (mm/jam)

A = luas DAS (ha)A = luas DAS (ha)

Defenisi f2

Ambar et al. (1985) Ambar et al. (1985) dalamdalam Asdak Asdak (1995)(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 :

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

Jumlah hari Jumlah hari (d)(d)

Total debit Total debit (dx86400xQ) (dx86400xQ)

(m)(m)

JanuariJanuari Q1Q1 31 hari31 hari 31 x 86400 x Q131 x 86400 x Q1

PebruariPebruari Q2Q2 28 hari28 hari 28 x 86400 x Q228 x 86400 x Q2

……………… ……………… ……………… ………………

DesemberDesember ……………… ……………… 31 x 86400 x 31 x 86400 x Q12Q12

Total debit setahun = 12

1

3 )(86400 mQxxd

4) Hitung volume total curah hujan di DAS tersebut dengan cara mengalikannya terhadap luas areal DAS (A), yaitu :

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

Volume P = P/1000 x A

P adalah curah hujan (mm/tahun)

A adalah luas DAS (m2)

12

1 ))(1000

(

)86400(

AP

QxxdC 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) Larson dan Reich (1973) dalam dalam Arsyad (2006)Arsyad (2006)

q = q = 0,0028C.i.A0,0028C.i.A

q = laju puncak aliran permukaan yang diharapakan untuk suatu hujan dengan interval q = laju puncak aliran permukaan yang diharapakan untuk suatu hujan dengan interval tertentu (mtertentu (m33/detik)/detik)

Laju puncak aliran permukaanLaju puncak aliran permukaanC = Koefisien aliran permukaan = C = Koefisien aliran permukaan = Intensitas hujanIntensitas hujan

i = Intensitas hujan (mm/jam)i = Intensitas hujan (mm/jam)A = luas DAS (ha)A = luas DAS (ha)

Luas DAS < 800 ha

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.

Defenisi f1

Koefisien aliran permukaan (C) untuk DAS pertanian bagi Koefisien aliran permukaan (C) untuk DAS pertanian bagi tanah kelompok Hidrologi B (Schwab, tanah kelompok Hidrologi B (Schwab, et alet al. 1981). 1981)

Tanaman Penutup Tanaman Penutup Tanah dan Kondisi Tanah dan Kondisi

HidrologiHidrologi

Koefisien C untuk Laju HujanKoefisien C untuk Laju Hujan

25 mm 25 mm jamjam-1-1

100 mm 100 mm jamjam-1-1

2000 mm 2000 mm jamjam-1-1

Tanaman dalam baris, Tanaman dalam baris, burukburuk 0,630,63 0,650,65 0,660,66

Tanaman dalam baris, baikTanaman dalam baris, baik 0,470,47 0,560,56 0,620,62

Padian, burukPadian, buruk 0,380,38 0,380,38 0,380,38

Padian, baikPadian, baik 0,180,18 0,210,21 0,220,22

Padang rumput potong, Padang rumput potong, pergiliran tanaman, baikpergiliran tanaman, baik 0,290,29 0,360,36 0,390,39

Padang rumput, Padang rumput, penggembalaan tetap, penggembalaan tetap, baikbaik

0,020,02 0,170,17 0,230,23

Hutan dewasa, baikHutan dewasa, baik 0,020,02 0,100,10 0,150,15

Faktor konversi nilai C ke dalam kelompok Hidrologi lainnya Faktor konversi nilai C ke dalam kelompok Hidrologi lainnya (Schwab, (Schwab, et alet al. 1981). 1981)

Tanaman Penutup Tanaman Penutup Tanah dan Kondisi Tanah dan Kondisi

HidrologiHidrologi

Faktor Konversi dari Kelompok B keFaktor Konversi dari Kelompok B ke

kelompok Akelompok AKelompok Kelompok

CCKelompok DKelompok D

Tanaman dalam baris, Tanaman dalam baris, burukburuk 0,890,89 1,091,09 1,121,12

Tanaman dalam baris, Tanaman dalam baris, baikbaik 0,860,86 1,091,09 1,141,14

Padian, burukPadian, buruk 0,860,86 1,111,11 1,161,16

Padian, baikPadian, baik 0,840,84 1,111,11 1,161,16

Padang rumput potong, Padang rumput potong, pergiliran tanaman, baikpergiliran tanaman, baik 0,810,81 1,131,13 1,181,18

Padang rumput, Padang rumput, penggembalaan tetap, penggembalaan tetap, baikbaik

0,640,64 1,211,21 1,311,31

Hutan dewasa, baikHutan dewasa, baik 0,450,45 1,271,27 1,401,40

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 TanahKelompok Tanah Laju Infiltrasi Minimum (mm jamLaju Infiltrasi Minimum (mm jam-1-1))

AA 8 – 128 – 12

BB 4 – 84 – 8

CC 1 – 41 – 4

DD 0 – 10 – 1

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

Macam DaerahMacam Daerah Koefisien CKoefisien C

Daerah perdagangan :Daerah perdagangan :- Pertokoan (- Pertokoan (down towndown town))- Pinggiran- Pinggiran

0,70 – 0,900,70 – 0,900,50 – 0,700,50 – 0,70

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

0,30 – 0,500,30 – 0,500,40 – 0,600,40 – 0,600,60 – 0,750,60 – 0,750,25 – 0,400,25 – 0,400,50 – 0,700,50 – 0,70

Industri :Industri :- Daerah industri ringan- Daerah industri ringan- Daerah industri berat - Daerah industri berat

0,50 – 0,800,50 – 0,800,60 – 0,900,60 – 0,90

Taman, pekuburanTaman, pekuburan 0,10 – 0,250,10 – 0,25

Tempat bermainTempat bermain 0,20 – 0,350,20 – 0,35

Daerah stasiun kereta apiDaerah stasiun kereta api 0,20 – 0,400,20 – 0,40

Daerah belum diperbaikiDaerah belum diperbaiki 0,10 – 0,300,10 – 0,30

JalanJalan 0,70 – 0,950,70 – 0,95

Bata :Bata :- Jalan, hamparan- Jalan, hamparan- Atap- Atap

0,75 – 0,850,75 – 0,850,75 – 0,950,75 – 0,95

Waktu Konsentrasi (Tc) Waktu Konsentrasi (Tc) KirpichKirpich (1940)(1940)

Tc = 0,0195 L0,77 Sg-0,385

“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 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) Waktu Konsentrasi (Tc) untuk Daerah Aliran Sungai (DAS) Kecil yang Dihitung dengan Persamaan KirpichKecil yang Dihitung dengan Persamaan Kirpich

Panjang Maksimum Panjang Maksimum Aliran (m)Aliran (m)

Waktu Konsentrasi (Tc) (menit)Waktu Konsentrasi (Tc) (menit)

Lereng DAS (%)Lereng DAS (%)

0,050,05 0,10,1 0,50,5 1,01,0 2,02,0 5,05,0

100100 1313 1010 55 44 33 22

150150 1717 1313 77 55 44 33

200200 2121 1616 99 77 55 44

250250 2525 2020 1111 88 66 44

500500 4343 3333 1818 1414 1010 77

750750 5959 4646 2525 1919 1414 1010

10001000 7474 5757 3131 2323 1818 1313

15001500 101101 7878 4242 3232 2525 1717

20002000 126126 9797 5252 4040 3131 2121

Waktu Konsentrasi (Tc) Waktu Konsentrasi (Tc) McCuenMcCuen (1982)(1982)

US Soil Conservation Service (1972)

Metode Waktu Tenggang (lag method) :

LTTC3

5

5,0

7,08,0

1900

)1(

Y

SLTL

101000

CN

S

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)

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) :

V

LTc

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.