Pendugaan Limpasan Permukaan dalam Perencanaan Drainase (Debit Rencana)

I. Pendahuluan

Pembangunan umumnya mempunyai dampak terhadap lingkungan fisik-kimia dalam hal ini salah satunya adalah hidrologi. Perubahan tata guna lahan (land use) sangat berperan dalam menaikan jumlah limpasan permukaan.  Perubahan tata guna lahan dari kawasan hutan menjadi kawasan terbangun akan mempengaruhi kuantitas resapan tanah, karena diatas tanah yang bisa meresap air telah ditutupi bangunan permanen yang kedap air, sehingga air hujan yang mengalir di permukaan cukup besar. Apabila limpasan permukaan tidak dikelola dan ditangani dengan baik akan terjadi banjir.

Oleh karena itu, dalam perencanaan pembangunan sarana fisik yang berpotensi mengubah tata guna lahan perlu dilakukan pendugaan terhadap debit limpasan permukaan dalam beberapa tahun kedepan (debit rencana). Kemudiaan hasil pendugaan itu dijadikan acuan untuk merencanakan dimensi saluran drainase, agar saluran drainase tersebut dapat menampung debit banjir.

II. Langkah Perhitungan Debit Rencana

a) Hitung intensitas curah hujan rata-rata (I)

Untuk menghitung intensitas curah hujan rata-rata diperlukan data curah hujan minimal harus ada data curah hujan maksimum dalam kurun waktu 10 tahun terakhir.

Untuk mengetahui nilai rata-rata curah hujan selama 10 tahun, maka dapat dicari mengunakan rumus sebagai berikut:

b) Hitung luas daerah tangkapan Hujan (A)

c) Masukan nilai koefisien pengaliran/limpasan air (C)

d) Hitung debit rencana puncak (QP) dengan rumus rasional. Masukan semua nilai yang sudah didapat diatas, yakni C, I, dan A dalam rumus rasional sebagai berikut untuk mendapatkan nilai debit rencana.

QP = 0,278 x C x I x A

QP   = Debit rencana/puncak

 C    = Coefisien pengaliran/limpasan air

 I     = Intensitas curah hujan ( mm/jam )

 A   = Luas daerah tangkapan hujan

III. Contoh Perhitungan

Pada lahan seluas 570250 m² akan dibangun kawasan pemukiman. Diketahui data hujan harian maksimum 10 tahun pengamatan seperti tercantum dalam kolom 2 pada tabel 3.1.  Hitunglah besarnya hujan rencana dengan periode ulang 5 tahun dengan berdasarkan pada rumus Distribusi Gumbel. Kemudian hitunglah debit rencana pada daerah tangkapan hujan (DTH) seluas  570250 m² dengan menggunakan Metode Rasional.

Jawab :

a) Hitung besarnya hujan rencana dengan periode ulang 5 tahun
Tabel 3.1. Curah hujan maksimum dalam 10 tahun pengamatan

Tahun	Curah hujan Xi (mm)
2004	134
2005	173
2006	241
2007	131
2008	121
2009	126
2010	106
2011	138
2012	234
2013	245
Jumlah	1649
Rata-rata	164,9

   ket : data hujan hanya permisalan

b ) Hitung luas daerah tangkapan hujan (DTH)

Luas daerah tangkapan hujan (DTH) = 570250 m² = 0,57025 km²

c) Tetapkan koefisien pengaliran/limpasan permukaan

Karena areal tersebut akan tertutup permukaan kedap air (bangunan, aspal, dll) maka nilai C adalah 0,95 (koefisien untuk perkerasan aspal dan beton).

d) Hitung debit rencana/puncak (QP)

Hitung debit rencana menggunakan metode rasional

QP = 0,278 x C x I x A

Masukan nilai C, I, A dalam rumus metode rasional lalu dikalikan :

A = 0,570250 km²

I = 3,10 mm/jam

C = 0,95

Maka QP = 0,278 x 0,95  x 3,10 mm/jam x 0,570250 km²

                 = 0,46 m³/dtk

Jadi debit rencana dengan periode ulang 5 tahun adalah 0,46 m³/detik.

III. Kesimpulan

Debit rencana bersifat probabilistik (mengandung unsur kemungkinan). Debit rencana periode ulang 5 tahun (Q₅) = 0,46 m³/detik, tidak berarti debit sebesar 0,46 m³/detik akan terjadi secara periodik 1 kali dalam setiap 5 tahun. Dalam 5 tahun ada kemungkinan 1 kali terjadi debit yang besarnya sama atau lebih dari 0,46 m³/detik. Dalam 10 tahun ada kemungkinan 2 kali terjadi debit yang besarnya sama atau lebih dari 0,46 m³/detik.

Debit rencana berguna dalam perencanaan dimensi saluran drainase. Perhitungan debit rencana menjadi bagian yang sangat penting dalam perencanaan teknis dimensi saluran drainase, karena nilai (besar-kecilnya) debit rencana akan menentukan besar kecilnya dimensi saluran drainase. Dimensi hidrolis saluran yang lebih besar akan lebih aman dalam mengalirkan debit tertentu, namun dimensi yang lebih besar akan berdampak pada pembengkakan biaya. Sebaliknya dimensi hidrolis yang lebih kecil akan menjadi kurang aman dalam mengalirkan debit tertentu. Muara dari perhitungan dari debit rencana adalah mendapatkan dimensi hidrolis (kapasitas) yang ideal dan terbaik, terbaik dari segi teknis maupun ekonomi. (*)

Keterangan nilai yang dimbil dalam tabel yang merupakan tetapan :

Nilai Yn untuk data 10 tahun = 0,4952

Nilai Sn untuk data 10 tahun = 0,9496

Nilai Ytr PUH 5 tahun = 1.5004

Nilai Koefisien limpasan untuk metode rasional (C), bagi perkerasan aspal dan beton = 0,95

Sumber Pustaka  :

Kamiana, I Made. 2001. Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air. Graha Ilmu. Yogyakarta