bab 5 infiltrasi dan perkolasi · sedangkan bagian intensitas hujan diatas lengkung f adalah...

REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.

BAB 5INFILTRASI DAN

PERKOLASI

2 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.

DEFINISI INFILTRASI Proses masuknya lapisan air kedalam tanah lewat

permukaan tanah, sehingga besarnya Infiltrasi inidipengaruhi oleh keadaan lapisan permukaantanah.

PERKOLASI Proses mengalirnya air kebawah secara gravitasi

dari suatu lapisan tanah kelapisan dibawahnya,sehingga mencapai permukaan air tanah padalapisan jenuh air.


MOISTURE TANAH

Kandungan air yang ada didalam lapisan tanahdimana air dapat bergerak keatas permukaantanah sebagai air kapiler dan juga dapat bergerakkebawah sebagai air gravitasi disebut MoistureTanah.

Gerakan air ini dimungkinkan karena adanyatexture tanah pada lapisan tanah tersebut.Dengan adanya gerakan air pada lapisan tanah inimaka keseimbangan air moisture tanahmengalami perubahan.


MOISTURE TANAH

Perubahan moisture tanah dapat ditulis seperti dalampersamaan dibawah ini:

Dimana:Mc = perubahan moisture content.f = kapasitas infiltrasi (besarnya peresapan dari permukaan tanah)c = besarnya volume air yang merembes dari daerah kapilerd = kapasitas perkolasi (besarnya perembesan ke lapisan tanah

dibawahnyae = besarnya evapotranspirasi permukaan tanah terbuka atau tertutup

tumbuhan

edcfM c


MOISTURE TANAH

Yang terpenting didalam moisture content iniadalah:1. Kemampuan tanah untuk meresap air

permukaan (kapasitas infiltrasi)2. Kemampuan tanah untuk menyimpan

moisture dan banyaknya yang disimpan3. Pengaliran air dari permukaan tanah ke

permukaan air tanah dan sebaliknya (gerakmoisture tanah)


INFILTRASI

Setiap permukaan tanah mempunyai daya serap yangkemampuannya berbeda-beda dilihat dari kondisitanah dan lapisan penutup permukaannya

Kemampuan permukaan tanah untuk menyerap airhujan yang jatuh diatasnya disebut kapasitas infiltrasiyang dinotasikan sebagai (f)

Bila intensitas hujan (I) lebih kecil dari kapasitasinfiltrasi awal (fo) maka seluruh air hujan yang jatuhdi atas permukaan tanah akan meresap kedalamtanah sebesar fo dan tidak terjadi aliran di ataspermukaan tanah


INFILTRASI

Sedangkan bila intensitas hujan (I) lebih besardari kapasitas infiltrasi awal (fo) maka sebagianair hujan akan meresap kedalam tanah sebesar fodan sisanya akan mengalir di atas permukaantanah

Pada keadaan pertama besarnya f sama dengan I,sedang pada keadaan kedua besarnya f samadengan fo pada awal hujan. Bila hujan masihterjadi maka besarnya f akan turun terhadapwaktu dan intensitas hujan


FAKTOR YANG MEMPENGARUHIKAPASITAS INFILTRASI

Ketinggian lapisan air diatas permukaan tanah Macam tanah (tanah liat, tanah berpasir, dlsb) Banyaknya moisture tanah yang sudah ada dalam

lapisan tanah Keadaan permukaan dan penutup tanah Transmisibiliti massa tanah


PERKOLASI

Akibat adanya gaya gravitasi dan texture tanahyang memungkinkan untuk mengalirnya air kelapisan dibawahnya. Besarnya perkolasi ini akanmempengaruhi keseimbangan moisture contentinfiltrasi awal.

Lihat gambar bila f > d maka selang ∆t, fo akanturun, sedang bila f < d maka selang ∆t, fo akannaik.


PERKOLASI


INFILTROMETER


LENGKUNG KAPASITASINFILTRASI


PERSAMAAN HORTON

Untuk memberikan gambaran besarnya kapasitas infiltrasi akibathujan pada suatu daerah aliran dengan segala karakternya makaHorton mengemukakan persamaan sebagai berikut:

Dimana:f = kapasitas infiltrasi pada saat t (mm/jam)fc = kapasitas infiltrasi pada t besar (mm/jam)fo = kapasitas infiltrasi pada saat t=0 (mm/jam)t = waktu mulai terjadi hujan (menit)K = konstanta untuk jenis tanah dan permukaannya (menit-1)

Untuk I < f →

tKcoc effff ..

tfIKff c .12


PENGGUNAAN INDEX

Dengan melihat pada intensitas hujan dan lengkungkapasitas infiltrasi dapat disimpulkan bahwa bagianintensitas hujan dibawah lengkung f adalah besarkapasitas infiltrasi yang sama besarnya hujan yang masukkedalam tanah (recharge).

Sedangkan bagian intensitas hujan diatas lengkung fadalah besarnya hujan yang tidak masuk kedalam tanahatau yang menjadi aliran permukaan (discharge).

Lengkung f dapat dicari harga rata-ratanya yang disebutsebagai index yang didefinisikan sebagai besarnyaintensitas hujan rata-rata dimana bagian atas volume darihujan sama dengan volume aliran permukaan.


PENGGUNAAN INDEX


PENGGUNAAN WINDEX

Besarnya recharge selama hujan disebut sebagai Windex yangdinyatakan dalam persamaan:

Dimana:R = total volume hujan (mm)Vro = total volume run off (mm)tr = lama hujan (jam)

Untuk hujan dengan intensitas uniform maka besarnya Windexadalah sama dengan index

r

orindex t

VRW .


KOEFISIEN ALIRAN

Dalam mengestimasi besarnya aliran yang terjadiakibat hujan dikenal bilangan koefisien aliran yangdinyatakan sebagai berikut:

Dan bila dinyatakan dalam Windex maka besarnyaadalah sebagai berikut:

Dimana:I = intensitas rata-rata selama hujan (mm/jam)

R

Vro

i

Wi index


CONTOH PERHITUNGAN

Dengan data hujanseperti gambardisamping dandiketahui data lainsebagai berikut:

fo = 25 mm/jamfc = 15 mm/jamk = 8.10-3 menit-1

Diminta untukmenghitung:

Φindex = Windex

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

45 75 150 170 200

I (m

m/j

am)

t (menit)

HYETOGRAPH HUJAN


PENYELESAIAN Untuk dapat menjawab persoalan diatas terlebih dahulu dapat

digambarkan lengkung kapasitas infiltrasi pada hyetograph hujandengan menggunakan persamaan Horton.

t: 0-45, maka f45 = 25 – 8.10-3 (20 – 15).45= 23,2 mm/jam

t: 45-75, maka f75 = 15 + (23,2 – 15)= 21,45 mm/jam

t: 75-150, maka f150 = 21,45 – 8.10-3 (0 – 15).75= 30,45 mm/jam

t: 150-200, maka f170 = 15 + (30,45 – 15)= 28,17 mm/jam

3010.8 3 xe

2010.8 3 xe


PENYELESAIAN

20

35

0

45

20

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

45 75 150 170 200

I (m

m/j

am)

t (menit)

HYETOGRAPH HUJAN

mm/jam2,25index

Bagian hyetograph yangdiatas garis biru adalahbesarnya volume aliranlangsung (Vro)


PENYELESAIAN

Vro== 0,25 (11,8 + 13,55) + 0,167 (14,55 + 16,83)= 11,58 mm

Menghitung :11,58 =

11,58 = 17,5 - 0,5 ∅ + 15 − 0,33 ∅0,83 = 32,5 – 11,58 = 23,2 mm/jam

)17,2845()45,3045(60

202

1)45,2135(2,233560

302

1

4560

20)35(

60

30

index


PENYELESAIANMenghitung W :R =

Windex = (72,5 – 11,58) / 3,33 = 18,28 mm/jamMenghitung Koefisien Aliran:

= 11,58/72,5 = 0,16

Atau:I = 72,5/3,33 = 21,75 mm/jam

= (21,75-18,28)/21,75 = 0,16

mm72,5x2060

2045x

60

20x35

60

3020x

60

45

bab 5 infiltrasi dan perkolasi · sedangkan bagian intensitas hujan diatas lengkung f adalah...

Documents