HIDROLOGI DAN NERACA AIR

DIKLAT TEKNIS PERENCANAAN IRIGASI TINGKAT DASAR

Tujuan Pembelajaran

diharapkan mampu memahami garis besar Hidrologi Irigasi dan neraca air

Indikator KeberhasilanSetelah mengikuti pembelajaran, peserta mampu menjelaskan:

1) Banjir dan Drainase

2) Banjir Rencana

3) Drainase Lahan Pertanian

4) Drainase pada Daerah Irigasi

5) Pengumpulan Data

6) Ketersediaan Air

7) Kebutuhan Air

8) Neraca Air

Kompetensi Dasar

APLIKASI HIDROLOGI

UNTUK IRIGASI

1. EVAPORASImerupakan penguapan yang terjadi pada permukaan

yang lembab/permukaan air bebas2. TRANSPIRASI

merupakan penguapan yang terjadi pada permukaantanaman

3. EVAPOTRANSPIRASImerupakan gabungan antara evaporasi dan transpirasi

4. PRESIPITASIMerupakan proses jatuhnya hujan kepermukaantanah/permukaan air bebas

BEBERAPA ISTILAH DALAM HIDROLOGI

5. SURFACE RUN OFAdalah air hujan yang tidak meresap ke dalam tanahsehingga menjadi aliran di permukaan tanah

6. INFILTRASIadalah proses air hujan yang masuk ke dalam tanah(bagian porus)

7. PERKOLASIadalah pergerakan air di dalam tanah pada arahvertikal (gerakan air)akibat gaya gravitasi

8. DEBITadalah volume air persatuan waktu

KEBUTUHAN AIR UNTUK TANAMANFaktor – faktor yang menentukan adalah:

1. Penyiapan lahan (LP = Land Preparation)

2. Penggunaan konsumtif (ETc = Consumtive Use)

3. Perkolasi dan rembesan (P = Percolation)

4. Penggantian Lapisan Air (WLR = Water Layer Replacement)

5. Curah Hujan Efektif ( Re = Rainall Efektive)

6. Kebutuhan air untuk tanaman di sawah (NFR = Nett Field Requirement)

METODE PERHITUNGAN EVAPOTRASPIRASI

No METODE TEMPERATUR

KELEMBAPAN

KEC.ANGIN

PENY.MATAHARI

RADIASI

EVAPORASI

HUJAN

1 Pan Evaporasi - - - - - v -

2 Penman v v v v v - -

3 Thornth Waite V - - - - - -

4 Blaney Cridle v - - - - - -

5 Turc Langbein W V v - - - - v

6 Hargreaves v v v v - - -

7 Christiansen v v v v - - -

V adalah data yang harus diukur

Perkolasi dan rembesan (P = Percolation)

• Perkolasi atau gerakan aliran air dalam tanahsecara vertikal ke bawah dan kesampingsebenarnya juga didapatkan dari hasilpenelitian di lapangan, sangat tergantungpada sifat-sifat tanah dan karakteristikpengolahannya.

• Pada tanah lempung dengan pengolahan yang baik mempunyai laju perkolasi antar 1-3 mm/hari dan pada tanah pasiran antara 3-6 mm/hari.

NILAI PERKOLASI MENURUT TEKSTUR TANAH

NOMOR TEKSTUR TANAH BESARNYA PERKOLASI(mm/hari)

1 CLAY 1,0 - 1,5

2 SILTY CLAY 1,5 - 2,0

3 SILTY CLAY LOAM 2,0 - 2,5

4 MUDDY CLAY LOAM 2,5 - 3,0

5 SANDY LOAM 3,0 - 6,0

ANALISIS DATA CURAH HUJAN

1. Metode Rata-Rata AljabarCurah hujan didapatkan dengan mengambil rata-rata hitung (arithmatic mean) dari penakaranpada penakar hujan areal tersebut.

Cara ini digunakan apabila :1. Daerah tersebut berada pada daerah yang datar2. Penempatan alat ukur tersebar merata3. Variasi curah hujan sedikit dari harga tengahnya

Keterangan :R = curah hujan maksimum rata-rata (mm)n = jumlah stasiun pengamatanR1 = curah hujan pada stasiun pengamatan satu (mm)R2 = curah hujan pada stasiun pengamatan dua (mm)Rn = curah hujan pada stasiun pengamatan n (mm)

CONTOH SOAL:

Jumlah hujan bulanan tahun 2015, pada stasiun R1 = 1000 mm, R2 = 950 mm, R3 = 1050 mm dan pada stasiun R4 = 1200 mm, Hitung jumlah hujan bulanan rata-rata daerah aliran sungai pada tahun 2015

Metode Polygon ThiessenCara ini didasarkan atas cara rata-rata timbang, dimana masingmasing stasiun mempunyai daerah pengaruh yang dibentuk dengan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung antara dua stasiun, dengan planimeter maka dapat dihitung luas daerah tiap stasiun

Hal yang perlu diperhatikan dalam metode ini adalah :1. Jumlah stasiun pengamatan minimal tiga buah stasiun.2. Penambahan stasiun akan mengubah seluruh jaringan3. Topografi daerah tidak diperhitungkan.4. Stasiun hujan tidak tersebar merata

A3

Keterangan :R = curah hujan maksimum rata-rata (mm)R1, R2,....,Rn = curah hujan pada stasiun 1,2,..........,n (mm)A1, A2,…,An = luas daerah pada polygon 1,2,…...,n (km2)

Perhitungan menggunakan rumus sebagai berikut:

SOAL LATIHAN:

Jumlah hujan bulanan tahun 2015, pada stasiun

R1 = 1000 mm, luas Sub Area A1 = 200 km²R2 = 950 mm, luas Sub Area A2 = 150 km²R3 = 1050 mm luas Sub Area A3 = 215 km² R4 = 1200 mm, luas Sub Area A4 = 225 km²Hitung jumlah hujan bulanan rata-rata daerah aliran sungai pada tahun 2015

Metode IsohyetMetode ini digunakan apabila penyebaran stasiunhujan di daerah tangkapan hujan tidak merata. Dengancara ini, kita harus menggambar kontur berdasarkantinggi hujan yang sama, seperti Gambar 2Metode ini ini digunakan dengan ketentuan :1. Dapat digunakan pada daerah datar maupun

pegunungan2. Jumlah stasiun pengamatan harus banyak3. yang Bermanfaat untuk hujan yang sangat singkat

Keterangan:R = curah hujan rata-rata (mm)R1, R2, ..., Rn = curah hujan stasiun 1, 2,....., n (mm)A1, A2, .. , An = luas area antara 2(dua) isohyet (km2)

PRAKIRAAN DATA HUJAN HILANG

Pada praktek di lapangan sering dijumpai data hujanyang tidak lengkap, hal ini disebabkan antara lain:a. Alat ukur hujan rusakb. Pengamat stasiun hujan berhalanganc. Data pencacatan hujan hilang

Rumus untuk mencari data hujan yang hilang antaralain:1. Metode perbandingan normal2. Metode Inversed Square Distance

1. METODE PERBANDINGAN NORMAL

RUMUS

KETERANGAN: PA = hujan yang diperkirakan pada St. ANA = jumlah hujan tahunan normal pada St. A

P1, P2…………….Pn = hujan pada saat yang sama dengan hujan yang diperkirakan pada St. 1, 2……n

N1, N2,………….Nn = jumlah hujan tahunan normal stasiun yang berdekatan

HUJAN TAHUNAN DI STASIUN (MM)

Tahun A B C D E

2010 1100 1010 900 850 960

2011 1200 1040 800 1210 1100

2012 1090 1210 - 1160 1140

2013 - 1120 1000 1020 1050

2014 1250 1260 1300 1215 1225

JUMLAH

Diketahui data hujan di stasiun A,B,C,D dan E , sepertitabel di bawah ini. Pada stasiun C terdapat data hujanyang hilang pada tahun 2012. hitung data curah hujanyang hilang tersebut dengan Metode PerbandinganNormal

METODE INVERSED SQUARE DISTANCE

RUMUS :

KETERANGAN:PX = curah hujan yang diperkirakan pada St. X

PA,PB, ……………Pn = Jumlah hujan pada stasiun mengililingistasiun hujan X (mm)

‘a, b, …………..n = jarak dari stasiun X ke masing-masingstasiun hujan A,B,….n

CONTOH:Lokasi stasiun hujan C terletak seperti pada gambar, pada tahun 2014 terdapat data hujan yang hilang. Adapun data hujan yang tercatat hujan A,B,D dan E adalah PA = 1290 mm, PB =1310 mm, PD = 1260 mm dan PE = 1340. Hitung data hujan yang hilang pada stasiun C

B

D

EA

30 km

25 km

14 km

16 km

c

DEBIT BANJIR RENCANA

ADA BEBERAPA METODE UNTUK MENGHITUNG DEBIT BANJIR1. METODE RASIONAL

RUMUS :

KETERANGAN:Q adalah debit banjir maksimum (m³/s)C adalah koefisien aliranI adalah intensitas hujan maksimum selama waktuyang sama dengan laa waktu konsentrasi (mm/jam)

A adalah luas daerah aliran sungai (km²)

INTENSITAS HUJANRumus :

KETERANGAN:I adalah intensitas hujan rata-rata selama t jam (mm/jam)tc adalah waktu konsentrasi atau waktu tiba banjir (jam)R24 adalah curah hujan harian atau hujan selama 24 jam (mm)

tc = waktu konsentrasi (jam)

w = waktu kecepatan perambatan (m/det atau km/jam)

L= jarak dari ujung daerah hulu sampai titik yang

ditinjau (km)

H = beda tinggi ujung hulu dengan titik tinggi yang

ditinjau (m)

m/det atau Km/jam

KOEFISIEN LIMPASAN

CONTOH SOAL:Suatu DAS terletak pada daerah pegunungan mempunyailuas DAS = 67,60 km² dengan panjang sungai L = 27,30 km. Adapun beda tinggi antara sungai bagian hulu dan bagianhilir yang dipertimbangkan = 350 mHitung besarnya debit banjir yang terjadi untuk hujanharian rata-rata DAS = 45 mm

PENYELESAIAN:

Sungai daerah pegunungan berdasarkan tabeldapat ditetapkan nilai koefisien aliran C = 0,75

Intensitas hujan

mm/jam

Hitung besarnya : Wtc didapat , kemudian masukan ke rumus Intensitas, selanjutnya dapat dihitung besarnya debit bnjir

2. METODE EMPIRISA.METODE GUMBELB.METODE WEDUWENC.METODE HASPERSD.METODE MELCHIOR

RUMUS GUMBEL

KETERANGAN:

TABEL REDUCED MEAN (Yn)

TABEL REDUCES STANDARD DEVIATION (Sn)

TABEL : REDUCED VARIATE (Yt)

CONTOH PERHITUNGAN

NO TAHUN CURAH HUJAN (X)1 1990 1082 1991 923 1992 814 1993 575 1994 816 1995 1217 1996 918 1997 909 1998 125

10 1999 9211 2000 8012 2001 7613 2002 10114 2003 11715 2004 10016 2005 8517 2006 10218 2007 8419 2008 9420 2009 10421 2010 10622 2011 10523 2012 11024 2013 115

DATA CURAH HUJAN

CARA PENYELESAIAN:

1. HITUNG HUJAN RATA-RATA 2. HITUNG STANDAR DEVIASI (SX)3. HITUNG CURAH HUJAN RENCANA YANG AKAN

DICARI MISAL R25, R50, R100 DENGAN RUMUS XT DAN MENGGUNAKAN TABEL Yt ,YnDAN Sn

KETERANGAN:

KETERANGAN :

TABEL: HUBUNGAN LUAS ELIPS DENGAN q

WASSALAMTERIMA KASIH