BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Hidrologi adalah ilmu yang berkaitan dengan air bumi, terjadinya, peredaran dan agihannya, sifat-sifat kimia dan fisiknya, dan reaksi dengan lingkungannya, termasuk hubungannya dengan mahluk-mahluk hidup (International glossary of Hidrologi, 1974). Karena perkembangannya yang begitu cepat, hidrologi telah menjadi dasar dari pengelolaan sumberdayasumberdaya air rumah tangga yang merupakan pengembangan, agihan dan penggunaan sumberdaya-sumberdaya air secara secara terencana. Banyak proyek di dunia (rekayasa air, irigasi, pengendalian banjir, drainase, tenaga air dan lain-lain) dilakukan dengan terlebih dahulu mengadakan survey kondisi-kondisi hidrologi yang cukup. Salah satu planet dalam tata surya yang mempunyai kandungan air yang cukup banyak adalah bumi. Lapisan air yang menyelimuti bumi disebut hidrosfer. Hidrosfer merupkan lapisan yang terdapat dibagian luar bumi terdiri ata air laut, sungai, danau, air dalam tanah, dan resapanrespan. Presentase air paling banyak terdapat dilautan, yakni sekitar 97,5%, dalam bentuk es 75%, dan dalam bentuk uap di udara sekitar 0,001%. Air merupakan salah satu unsur yang vital dalam kehidupan. Air dapat ditemukan disemua tempat dipermukaan bumi ini. Air merupakan sumber daya abiotik yang keberadaannya tidak dapat dipisahkan dari kehidupan sehari-hari. Hampir semua kegiatan hidup manusia bersinggungan langsung dengan air. Misalnya, Misaln ya, air digunakan untuk keperluan minum, memasak, mencuci, dan lain-lain. Dari contoh-contoh itu bisa kita jadikan titik tolak untuk menyimpulkan seberapa penting peran air bagi kehidupan yang ada dibumi. Namun pada kenyataannya, dewasa ini penggunaan air terus terus meningkat. Laju pertumbuhan penduduk yang meningkat menyebabkan penggunaan air juga turut meningkat. Akibatnya, kelangkaan air bersih pun terjadi. Apalagi disaat musim kemarau seperti sekarang ini, banyak sekali deretan orang yang mengantre untuk mendapatkan air bersih. Kelangkaan air bersih ini merupakan salah satu masalah yang harus segera ditanggulangi. Air adalah material yang paling berlimpah di bumi ini, menutupi sekitar 71 persen dari muka bumi ini. Kehidupan hampir seluruhnya air, 50 sampai 97 persen dari seluruh berat tanaman dan hewan hidup dan sekitar 70 persen dari berat tubuh kita. Kita bisa hidup sebulan tanpa
makanan, tapi hanya bisa bertahan beberapa hari saja tanpa air. Air. seperti halnya energi, adalah hal yang esensial bagi pertanian, industri, dan hampir semua kehidupan. Dengan bertambahnya kebutuhan air untuk kegiatan manusia dan juga peningkatan jumlah penduduk 212.000 orang per hari (1985), kelangkaan air merupakan hal yang ada dihadapan kita. Jumlah air di permukaan bumi ini secara keseluruhan relatif tetap. Air akan selalu ad a karena air bersirkulasi tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir mengikuti Air adalah material yang paling berlimpah di bumi ini, menutupi sekitar 71 persen dari muka bumi ini. Kehidupan hampir seluruhnya air, 50 sampai 97 persen dari seluruh berat tanaman dan hewan hidup dan sekitar 70 persen dari berat tubuh kita. Kita bisa hidup sebulan tanpa makanan, tapi hanya bisa bertahan beberapa hari saja tanpa air. Air. seperti halnya energi, adalah hal yang esensial bagi pertanian, industri, dan hampir semua kehidupan. Dengan bertambahnya kebutuhan air untuk kegiatan manusia dan juga peningkatan jumlah penduduk 212.000 orang per hari (1985), kelangkaan air merupakan hal yang ada dihadapan kita. Jumlah air di permukaan bumi ini secara keseluruhan relatif tetap. Air akan selalu ad a karena air bersirkulasi tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir mengikuti Siklus Hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Kondensasi merupakan pengembunan dimana Ketika uap air mengembang, mendingin dan kemudian berkondensasi, biasanya pada partikel-partikel debu kecil di udara. Ketika kondensasi terjadi dapat berubah menjadi cair kembali atau langsung berubah menjadi padat (es, salju, hujan batu (hail)). Partikel-partikel air ini kemudian berkumpul dan membentuk awan. 1.2. RUMUSAN MASALAH 1. Bagaimanakah menentukan hidrograf ? 2. bagaimanakah menentukan arah gerak dan sifat hujan serta karakteristik DAS ?
1.3. TUJUAN 1. Untuk mengetahui dan memahami konsep hidrograf. 2. Untuk dapat menganalisi hidrograf limpasan langsung.
BAB II PEMBAHASAN 2.1. Pengantar Hidrograf
Hidrologi adalah ilmu tentang seluk beluk air di bumi, kejadiannya, peredarannya dan distribusinya, sifat alam dan kimianya, serta reaksinya terhadap lingkungan dan hubungan dengan kehidupan" (Federal Council for Science and Technology, USA, 1959 dalam Varshney, Varshney, 1977). Lebih jauh Ray K. Linsley dalam Yandi Hermawan (1986), menyatakan pula bahwa:" Hidrologi ialah ilmu yang membicarakan tentang air yang ada di bumi, yaitu mengenai kejadian, perputaran dan pembagiannya, sifat fisika dan kimia, serta reaksinya terhadap lingkungan termasuk hubungannya dengan kehidupan". Singh, 1992 menyatakan bahwa hidrologi adalah ilmu yang membahas karakteristik menurut waktu dan ruang tentang kuantitas dan kualitas air bumi, termasuk di dalamnya proses hidrologi, pergerakan, penyebaran, sirkulasi tampungan, eksplorasi, pengembangan dan manajement. Menurut Marta dan Adidarma (1983), bahwa hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang terjadinya, pergerakan dan distribusi air di bumi, baik di atas maupun dibawah permukaan bumi, tentang sifat kimia dan fisika air serta reaksinya terhadap lingkungan dan hubunganya dengan kehidupan. Kebearadaan air dalam kehidupan merupakan suatu kebutuhan yang sangat penting, sebab semua mahkluk hidup di bumi membutuhkan air sebagai salah satu sumber kehidupan. Dari beberapa pendapat di atas dapat dikemukakan bahwa hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang air, baik di atmosfer, di bumi, dan di dalam bumi, tentang perputarannya, kejadiannya, distribusinya serta pengaruhnya terhadap kehidupan yang ada di alam ini. Hidrograf adalah diagram yang menggambarkan variasi debit atau permukaan air menurut waktu. Kurva tersebut memberikan gambaran mengenai berbagai kondisi yang ada didaerah tersebut. Kalau karakteristik daerah aliran itu berubah maka bentuk hidrograf juga akan mengalami perubahan. Kegunaan utama hidrograf satuan adalah untuk
menganalisis proyek-proyek pengendalian banjir. Faktor utama untuk menentukan bentuk hidrograf adalah karakteritik DAS dan iklim. Unsur iklim yang perlu diketahui adalah jumlah curah hujan total, intensitas hujan, lama waktu hujan, penyebaran hujan dan suhu. Hidrograf adalah kurva yang menggambarkan hubungan antara parameter aliran dan waktu. Hidrograf satuan adalah hidrograf limpasan langsung (direct runoff hydrograph) yang dihasilkan oleh hujan efektif yang merata di seluruh DAS, dengan intensitas tetap dalam periode waktu tertentu. Dalam penggunaannya diasumsikan bahwa : 1)
Hujan yang terjadi merata di seluruh DAS (Daerah Aliran Sungai) dengan intensitas
tetap dalam satu satuan waktu yang ditetapkan. 2)
Hujan terjadi kapan pun, tidak berpengaruh terhadap proses transformasi hujan
menjadi debit/hidrograf (time invariant ). 3)
Debit/hidrograf berbanding lurus dengan hujan, dan berlaku asas superposisi (linier
system). 4)
Waktu resesi yaitu waktu saat terjadinya debit puncak sampai akhir limpasan
langsung selalu tetap.
2.2. Arah Gerak Hujan 2.3. Hodrograf satuan
Pada tahun 1932, L.K Sherman mengenalkan konsep hidrograf satuan, yang banyak digunakan untuk melakukan transformasi dari hujan menjadi debit aliran. Hidrograf satuan terukur basis data yang dibutuhkan adalah data hujan dan data debit terukur ada sedangkan hidrograf satuan sintetis berupa rumusan empiris dimana data yang dibutuhkan adalah karakteristik DAS dan faktor-faktor lain yang mendukung rumusan empiris tersebut. Ada beberapa macam HSS yang dikemban gkan antara lain HSS Snyder, HSS Nakayasu, HSS Gama I dan lain-lain.
Hidrograf satuan sintetis Nakayashu dikembangkan berdasarkan beberapa sungai yang ada di Jepang (Soemarto, 1987). Bentuk HSS Nakayashu :
Dengan : Qp
: debit puncak banjir
A : luas DAS (km2) Re
: curah hujan efektif
Tp
: waktu dari permulaan banjir sampai puncak hidrograf (jam)
T0,3
: waktu dari puncak banjir sampai 0,3 kali debit puncak (jam)
tg
: waktu konsentrasi (jam)
Tr
: satuan waktu dari curah hujan (jam)
α
: koefisien karakteristik DAS biasanya diambil 2
L
: panjang sungai utama (km) Dari persamaan diatas parameter yang dihasilkan akan membentuk hidrograf
satuan dengan dengan menggunakan persamaan berikut ini :
Gambar Hidrograf satuan sintetis Nakayashu
Model HSS Gama I
Transformasi hujan menjadi aliran yang digunakan dalam HSS Gama I mengikuti andaian, bahwa hujan yang jatuh di dalam DAS akan mengalir pertama sekali melewati sungai-sungai tingkat I (satu), yang selanjutnya mengalir ke sungai-sungai dengan tingkat yang lebih tinggi, sampai akhirnya sampai ke titik kontrol (titik yang ditinjau). HSS Gama I terdiri dari empat variabel pokok yaitu waktu naik (Time Of Rise, TR), debit puncak ( Peak Of discharge, QP), waktu Dasar (Time of base, TB) dan koefisien tampungan (Storage Coefficient , K).
3
Qt = Q pe-t/k QP
t (jam)
TR
TB
Gambar 1. Urutan cara Collins
Gambar 2. Hidrograf satuan sintetik Gama I
2.4. Konsep dasar hidrograf satuan
