B A B II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Siklus Hidrologi Siklus Hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut. 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
B A B II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Siklus Hidrologi
Siklus Hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari
atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi,
evaporasi dan transpirasi.
Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses
siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi,
kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es
dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut.
Gambar 2.1. Siklus Hidrologi
Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi
kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman
sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak
secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:
1
1. Evaporasi / transpirasi – Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di
tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan
kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan
menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam
bentuk hujan, salju, es.
2. Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah – Air bergerak ke dalam tanah melalui
celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air
dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal
atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki
kembali sistem air permukaan.
3. Air Permukaan – Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran
utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah,
maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat
dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama
lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan
disekitar daerah aliran sungai menuju laut.
Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau,
waduk, rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir
membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi
dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sisten Daerah
Aliran Sungai (DAS).Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang
berubah adalah wujud dan tempatnya.
2
2.2. Definisi Drainase
Drainase adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari usaha untuk
mengalirkan air yang berlebihan dalam suatu konteks pemanfaatan tertentu.
Sedangkan drainase perkotaan adalah ilmu drainase yang mengkhususkan
pengkajian pada kawasan perkotaan erat kaitannya dengan kondisi Lingkungan
Fisik dan Lingkungan Sosial Budaya yang ada di kawasan kota tersebut.
Drainase perkotaan merupakan sistim pengeringan dan pengaliran air dari
wilayah perkotaan. (Anonim, 1997)
Drainase menjadi tema yang mendesak untuk dibicarakan karena
memegang fungsi sentral dalam hal pengendalian air. Sistem Drainase berarti
sistem pengatusan atau pengeringan kawasan atas air hujan yang menggenang.
Membahas ”air” berarti tak dapat lepas dari keberadaanya, air di permukaan
tanah atau air di bawah tanah. Berdasar siklus air, air hujan turun ke bumi
kemudian meresap di dalam tanah. Air yang meresap ke dalam tanah ini
akan mengalir menuju hilir. Sedangkan air hujan yang tidak dapat meresap ke
dalam tanah, melimpas, menjadi genangan di permukaan atau mengalir ke
sungai. Air sungai mengalir menuju hilir atau bermuara di lautan. Siklus ini
akan terus berulang hingga air dari penguapan laut turun kembali sebagai hujan.
Meningkatnya perubahan lahan akan meningkatkan volume air
permukaan limpasan yang akhirnya akan berpengaruh terhadap keoptimalan
fungsi sistem drainase kota. Kondisi eksisting menunjukkan pada saat turun
hujan telah terjadi titik-titik genangan air atau berarti telah terjadi
ketidakoptimalan fungsi sistem drainase kota. Mendasarkan alasan tersebut maka
penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan model pengembangan kapasitas
3
sistem drainase kota yang mampu menyesuaikan dengan meningkatnya
volume air permukaan limpasan.
2.3. Klasifikasi Drainase
2.3.1. Menurut sejarah terbentuknya
1. Drainase Alamiah (Natural Drainage)
Drainase yang terbentuk secara alami dan tidak terdapat bangunan-
bangunan penunjang seperti bangunan pelimpah, pasangan batu atau
beton, gorong-gorong dan lain-lain. Saluran ini terbentuk oleh gerusan air
yang bergerak karena grafitasi yang lambat laun membentuk jalan air
yang permanen seperti sungai. (Anonim, 1997)
2. Drainase Buatan (Arficial Drainage)
Drainase yang dibuat dengan maksud dan tujuan tertentu sehingga
memerlukan bangunan-bangunan khusus seperti selokan pasangan
batu atau beton, gorong-gorong, pipa-pipa dan sebagainya.
(Anonim,1997)
2.3.2. Menurut Letak Bangunan
1. Drainase permukaan tanah (Surface Drainage)
Saluran drainase yang berada di atas permukaan tanah yang berfungsi
mengalirkan air limpasan permukaan. Analisa alirannya merupakan
analisa open channel flow.(Anonim,1997).
2. Drainase Bawah Permukaan Tanah (SubsurfaceDrainage)
Saluran drainase yang bertujuan mengalirkan air limpasan permukaan
melalui media di bawah permukaan tanah (pipa-pipa), dikarenakan alasan-
alasan tertentu. Alasan itu antara lain : tuntutan artistik, tuntutan fungsi
4
permukaan tanah yang tidak membolehkan adanya saluran di
permukaan tanah seperti lapangan sepak bola, lapangan terbang, taman
dan lain-lain. (Anonim, 1997)
2.3.3. Menurut Fungsi
1. Single purpose
Saluran yang berfungsi mengalirkan satu jenis air buangan, misalnya air
hujan saja atau jenis air baungan yang lain seperti limbah domestik, air
limbah industri dan lain-lain. (Anonim, 1997)
2. Multi purpose
Saluran yang berfungsi mengalirkan beberapa jenis air buangan baik secara
bercampur maupun bergantian. (Anonim, 1997)
2.3.4. Menurut Konstruksi
1. Saluran terbuka
Saluran yang lebih cocok untuk drainase air hujan yang terletak di daerah
yang mempunyai luasan yang cukup, ataupun untuk drainase air non-hujan
yang tidak membahayakan kesehatan atau menganggu lingkungan. (Anonim,
1997).
2. Saluran tertutup
Saluran yang pada umumnya sering dipakai untuk aliran air kotor (air
yang mengganggu kesehatan atau lingkungan) atau untuk saluran yang
terletak di tengah kota. (Anonim, 1997).
5
2.4. Pola Jaringan Drainase
1. Siku
Dibuat pada daerah yang mempunyai topografi sedikit lebih tinggi daripada
sungai. Sungai sebagai saluran pembuang akhir berada di tengah kota.
(Anonim, 1997)
2. Paralel
Saluran utama terletak sejajar dengan saluran cabang. Dengan saluran
cabang (sekunder) yang cukup banyak dan pendek- pendek, apabila terjadi
perkembangan kota, saluran-saluran akan dapat menyesuaikan diri.
(Anonim,1997)
3. Grid Iron
Untuk daerah dimana sungainya terletak di pinggir kota, sehingga
saluran-saluran cabang dikumpulkan dulu pada saluran pengumpul.
(Anonim, 1997)
4. Alamiah
Sama seperti pola siku, hanya beban sungai pada pola alamiah lebih
besar. (Anonim, 1997)
5. Radial
Pada daerah berbukit, sehingga pola saluran memencar ke segala arah.
(Anonim, 1997)
6. Jaring-jaring
Mempunyai saluran-saluran pembuang yang mengikuti arah jalan raya, dan
cocok untuk daerah dengan topografi datar. (Anonim, 1997)
6
2.5. Prinsip Dasar Aliran
Aliran air dalam saluran dapat berupa aliran saluran muka air bebas dan
aliran dalam pipa. Aliran pada saluran muka air bebas mempunyai muka air
bebas yang mempunyai tekanan permukaan sama dengan tekanan atmosfer,
sedang aliran dalam pipa tidak mempunyai tekanan atmosfer langsung akan
tetapi tekanan hidrolik. (Budi Santosa,1988).
2.6. Klasifikasi Aliran
Berdasar fungsi waktu, aliran dapat dibedakan menjadi :
1. Aliran permanen (steady flow) apabila kedalaman aliran tidak berubah atau
konstan sepanjang waktu tertentu.
2. Aliran tidak permanen (unsteady flow) apabila kedalaman aliran berubah
sepanjang waktu tertentu.
Berdasar fungsi ruang, aliran dapat dibedakan menjadi :
1. Aliran seragam (uniform flow) apabila kedalaman aliran pada setiap tampang
saluran adalah sama.
2. Aliran tidak seragam (varied flow) apabila kedalaman aliran berubah
sepanjang saluran. Aliran ini dapat berupa ”gradually varied flow”
atau ”rapidly varied flow”. Aliran dapat dikatakan sebagai “rapidly varied
flow” apabila kedalaman air berubah secara cepat pada jarak yang relative
pendek.
2.7. Pengertian Curah Hujan (Presipitasi)
Presipitasi adalah istilah umum untuk menyatakan uap air yang
mengkondensasi dan jatuh dari atmosfir ke bumi dalam segala bentuknya dalam
rangkaian siklus hidrologi.
7
Bentuk presipitasi yang ada di bumi ini berupa :
1. Uap air yang jatuh berbentuk cair disebut hujan (rainfall) dan jika berbentuk
padat disebut salju (snow).
2. Embun, merupakan hasil kondensasi di permukaan tanah atau tumbuh-
tumbuhan dan kondensasi dalam tanah.
3. Kabut, pada saat terjadi kabut partikel-partikel air diendapkan diatas
permukaan tanah dan tumbu-tumbuhan.
Salah satu bentuk presipitasi yang terpenting di Indonesia adalah hujan, maka
pembahasan mengenai presipitasi ini selanjutnya hanya dibatasi pada hujan saja.
Jika kita membicarakan data hujan terdapat lima buah unsur yang harus ditinjau
yaitu :
1. Intensitas ( i ), adalah laju curah hujan : tinggi air per satuan waktu, misalnya
mm/menit, mm/jam, mm/hari.
2. Lama waktu atau durasi ( t ), adalah lamanya curah hujan terjadi dalam menit
atau jam.
3. Tinggi hujan ( d ), adalah banyaknya atau jumlah curah hujan yang dinyatakan
dalam ketebalan air di atas permukaan datar, dalam mm.
4. Frekuensi (T ), adalah frekuensi kejadian terjadinya hujan, biasanya dinyatakan
dengan waktu ulang T, misalnya sekali dalam T tahun.
5. Luas ( A ), adalah luas geografis curah hujan, dalam km².
Kejadian hujan dapat dipisahkan menjadi dua grup, yaitu hujan aktual dan
hujan rencana. Hujan aktual adalah rangkaian data pengukuran di stasiun
hujan selama periode tertentu. Hujan rencana adalah hyetograf hujan yang
mempunyai karakteristik terpilih. Hujan rencana mempunyai karakteristik yang
8
secara umum sama dengan karakteristik hujan yang terjadi pada masa lalu,
sehingga menggambarkan karakteristik umum kejadian hujan yang diharapkan
terjadi pada masa mendatang. Curah hujan harian adalah hujan yang terjadi
dan tercatat pada stasiun pengamatan curah hujan setiap hari (selama 24
jam). Data curah hujan harian biasanya dipakai untuk simulasi kebutuhan air
tanaman, simulasi operasi waduk. Curah hujan harian maksimum adalah curah
hujan harian tertinggi dalam tahun pengamatan pada suatu stasiun tertentu.
Data ini biasanya dipergunakan untuk perancangan bangunan hidrolik sungai
seperti bendung, bendungan, tanggul, pengaman sungai dan drainase. Curah
hujan bulanan adalah jumlah curah hujan harian dalam satu bulan pengamatan
pada suatu stasiun curah hujan tertentu. Data ini biasanya dipergunakan untuk
simulasi kebutuhan air dan menentukan pola tanam. Curah hujan tahunan
adalah jumlah curah hujan bulanan dalam satu tahun pengamatan pada suatu
stasiun curah hujan tertentu. Curah hujan maksimum harian rata-rata DAS
diperoleh melalui cara :
1. Tentukan hujan maksimum harian pada tahun tertentu di salah satu pos hujan.
2. Cari besarnya curah hujan pada tanggal-bulan-tahun yang sama untuk pos
hujan yang lain.
3. Hitung hujan DAS dengan salah satu cara yang dipilih.
4. Tentukan hujan maksimum harian (seperti langkah pertama) pada tahun yang
sama untuk pos hujan yang lain.
5. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk setiap tahun.
9
Dari hasil rata-rata yang diperoleh (sesuai dengan jumlah pos hujan) dipilih yang
tertinggi setiap tahun. Data hujan yang terpilih setiap tahun merupakan hujan
maksimum harian DAS untuk tahun yang bersangkutan.
2.8. Distribusi Hujan
Diperlukan penguji parameter untuk menguji kecocokan distribusi
frekuensi dari sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang diperkirakan
dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut (Suripin,
2004). Setiap data hidrologi harus diuji kesesuaiannya dengan menggunakan
parameter statistik data yang bersangkutan (Sri Harto, 1993).
Ilmu statistik mengenal beberapa parameter yang berkaitan dengan analisis
data meliputi rata-rata, simpangan baku, koefisien variasi, dan koefisien skewness
(kecondongan atau kemencengan). parameter-parameter statistik untuk
menentukan distribusi yang tepat digunakan. Parameter-parameter tersebut
meliputi:
Rata-rata ( X ) = 1n∑i−1
n
X i ......................................................(2.1)