Blognya Lorens : Menduga Limpasan Permukaan dengan Metode Rasional

A. Defenisi Limpasan Permukaan

Limpasan permukaan merupakan sebagian dari air hujan yang mengalir di atas permukaan tanah. Jumlah air yang menjadi limpasan sangat bergantung kepada jumlah air hujan per satuan waktu (intensitas), keadaan penutupan tanah, topografi (terutama kemiringan lereng), jenis tanah, dan ada atau tidaknya hujan yang terjadi sebelumnya (kadar air tanah sebelum terjadinya hujan). Sedangkan jumlah dan kecepatan limpasan permukaan bergantung kepada luas areal tangkapan, koefisien run off dan intensitas hujan maksimum.

Mengapa perlu dilakukan pendugaan terhadap limpasan permukaan ? Karena limpasan permukaan dengan jumlah dan kecepatan yang besar sering menyebapkan pemindahan atau pengangkutan massa tanah secara besar-besaran dan berujung pada terjadinya musibah banjir di daerah yang rendah, terutama daerah yang merupakan dataran banjir (flood plain).

Atas alasan tersebut jumlah limpasan sangat penting untuk diketahui. Adapun tujuannya yakni ;

1 Untuk merancang jumlah dan dimensi saluran atau struktur lainnya dalam rangka menyimpan limpasan permukaan;

2 Untuk mengetahui besarnya laju limpasan permukaan di suatu daerah yang digunakan sebagai dasar untuk antisipasi penanganannya.

Informasi dasar yang dibutuhkan dalam melakukan pendugaan yaitu :

1 Jumlah keseluruhan air hujan yang mungkin jatuh, katakanlah setiap tahunnya. Sebaiknya data tersebut bersumber dari data iklim untuk periode ulang yang lama, misalnya 30 tahun ke atas;

2 Laju maksimum limpasan permukaan yang mungkin terjadi

B. Pendugaan Limpasan Permukaan

Pendugaan limpasan permukaan bergantung pada tiga faktor yakni,

1. Jumlah maksimum curah hujan per satuan waktu (intensitas maksimum);

2. Curah hujan yang menjadi limpasan permukaan (nilai faktor limpasan permukaan). Besarnya nilai faktor ini bergantung kepada topografi, kemiringan lereng, tekstur tanah, dan juga bergantung kepada tipe penutupan tanah serta pengelolaannya;

3. Luas areal tangkapan (catchment area).

Dalam pendugaan laju puncak limpasan permukaan setidaknya ada tiga metode yang umum digunakan yakni, metode Rasional, metode Cook, dan metode USSCS (Biro Pelayanan Konservasi Tanah Amerika). Namun, kali ini kita hanya akan menduga limpasan permukaan dengan menggunakan metode Rasional yang merupakan rumus empiris yang paling tua dan sering digunakan. Rumusnya sebagai berikut :

Q (m³/dt) = 0,278 C x I x A

Dimana :

C= Koefisien limpasan

I = intensitas maksimum (mm/jam)

A= luas areal (hektare)

C. Contoh Soal Pendugaan Limpasan Permukaan

Pembangunan umumnya mempunyai dampak terhadap lingkungan, salah satunya dampak terhadap kondisi hidrologi di suatu kawasan yakni terjadi kenaikan pada debit limpasan permukaan. Berikut contoh soal dan jawabannya mengenai pendugaan limpasan permukaan yang dijelaskan dan diselesaikan secara garis besar.

Contoh soal :

Di suatu daerah tangkapan seluas 20 hektare akan dibangun pusat bisnis dan perkantoran. Sebelum dibangun kawasan ini sebelumnya berupa hutan primer, dimana nilai koefisien limpasan permukaan (Ctp – C tanpa proyek) 0,30 (topografi datar dan tanahnya bertekstur liat dan lempung berdebu). Jika ketika telah selesai dibangun, 50% areal tersebut akan tertutup oleh permukaan kedap air (bangunan,aspal, beton,dll) maka Cdp (C dengan proyek) adalah 0,55. Apabila intensitas hujan sama, katakanlah 70 mm/jam dan luas areal tetap sama 20 hektare maka limpasan permukaan sesudah dan sebelum proyek adalah sebagai berikut :

· Limpasan Permukaan Tanpa Proyek :

Q = 0,278 x C (tanpa proyek) x I x A

= 0,278 x 0,30 x 70 x 20

= 116,76 m³/dt

· Limpasan Permukaan Dengan Proyek :

Q = 0,278 x C (dengan proyek) x I x A

= 0,278 x 0,55 x 70 x 20

= 214,06 m³/dt

· Selisih debit

Q = Q_dp – Q_tp

= 214,06 – 116,76

= 97,3 m³/dt

Dari perhitungan tersebut terlihat bahwa sebelum ada proyek (masih hutan primer) debit limpasan permukaan adalah 116,76 m³/dt dan setelah dilakukan pembangunan debit puncak limpasan permukaan menjadi 214,06 m³/dt. Artinya, terjadi kenaikan sebesar 97,3 m³/dt dari debit sebelum ada proyek (hutan primer). Hasil pendugaan ini nantinya dijadikan acuan dalam membuat saluran drainase agar kapasitasnya melebihi potensi banjir yang dapat terjadi (debit banjir maksimum). Langkah-langkah proses pendugaan limpasan permukaan tersebut digambarkan dalam bagan di bawah ini :