di mana I = Intensitas curah hujan mmjam, t = Lamanya curah hujan menit, a,b= Konstanta yang tergantung pada lama curah hujan yang terjadi di daerah aliran, dan n
= Banyaknya pasangan data i dan t. a =
�.�
� �=1
�
2
−
� �=1
�
2
. �
� �=1
�
� �=1
� �
2
− �
� �=1
2 �
�=1
b =
�
� �=1
�.� −
� �=1
�
2
. �
� �=1
� �
2
− �
� �=1
2 �
�=1
Untuk pemilihan rumus intensitas hujan dari ketiga rumus diatas, maka harus dicari selisih terkecil antara I asal dan I teoritis bedasarkan rumus di atas. Persamaan
intensitas dengan selisih terkecil itulah yang dipakai untuk perhitungan debit. Kemudian dilakukan penggambaran kurva IDF yang dimaksud untuk
menggambarkan persamaan-persamaan intensitas hujan yang dapat digunakan untuk perhitungan limpasan run off dengan rumus rasional dan besarnya kemungkinan
terjadinya intensitas hujan yang berlaku untuk lamanya curah hujan sembarang.
2.2 Koefisien Permeabilitas
Permeabilitas tanah merupakan sifat bahan berpori yang memungkinkan aliran rembesan dari cairan yang berupa air mengalir melewati rongga yang
menyebabbkan tanah bersifat permeable. Permeabilitas menunjukkan kemampuan tanah meloloskan air. Tanah dengan permeabilitas tinggi dapat menaikkan laju
infiltrasi sehingga menurunkan laju air larian.
Menurut Braja M. Das, 1988 koefisien permeabilitas tanah tergantung pada
beberapa faktor, yaitu: 1. distribusi ukuran pori-pori tanah.
2. gradasi tanah distribusi ukuran butir-butir tanah dan kepadatannya,
Universitas Sumatera Utara
3. kekentalan cairan,
4. angka pori,
5. kekasaran permukaan butiran tanah,
6. dan derajat kejenuhan tanah.
Tanah permeable disebut tanah yang mudah dilalui oleh air, sedangkan tanah impermeable adalah tanah yang sulit dilalui oleh air. Contoh tanah yang permeable
adalah tanah pasir dan kerikil, oleh karena itu jenis tanah ini sangat cocok sekali untuk sistem drainase pipa dibawah muka tanah. Contoh tanah impermeable adalah tanah
lempung murni. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi sifat rembesan tanah lempung adalah konsentrasi ion dan ketebalan lapisan air yang menempel pada
butiran lempung. Proses pengisian air pada sumur resapan untuk mengalami peresapan
merupakan imbuhan buatan artificial recharge. Oleh karena dalam proses itu semata-mata karena pengaruh gravitasi bumi, maka sifat tanah sebagai media peresap
akan memiliki arti yang sangat penting. Dalam kaitannya dengan masalah ini, maka sifat fisik tanah akan menjadi parameter utama. Sifat fisik tanah untuk mengalirkan
air dalam bentuk rembesan itu ditunjukan dengan koefisien permeabilitas. Koefesien permeabilitas coefficient of permeability mempunyai satuan yang
sama seperti kecepatan. Isilah koefesien permebilitas sebagian besar digunakan oleh para ahli teknik tanah geoteknik. Para ahli geologi menyebutnya sebagai
konduktivitas hidrolik. Bilamana satuan inggris digunakan, koefesien permeabilitas dinyatakan dalam ftmenit atau fthari, dan total volume dalam ft
3
. Dalam satuan SI, koefisien permeabilitas dinyatakan dalam cmdetik, dan total volume dalam cm
3
.
Universitas Sumatera Utara
Harga koefisien permeabilitas K untuk tiap-tiap tanah adalah berbeda-beda. Beberapa koefisien permeablitas diberikan dalam Tabel 2. 2.
Tabel 2.10 Harga Koefisien Permeabilitas pada Umumnya
Jenis tanah K
cmdetik ftmenit
Kerikil bersih 1.00 - 100
2.00 - 200 Pasir kasar
1.00 – 0.01
2.00 - 0.02 Pasir halus
0.01 – 0.001
0.02 – 0.002
Lanau 0.001
– 0.00001 0.002
– 0.00002 Lempung
Kurang dari 0.000001 Kurang dari 0.000002
Sumber: Buku Mekanika Tanah Jilid I Das, 1985 Penentuan harga koefisien permeabilitas k suatu tanah bisa didapat dari
pengujian laboratorium ataupun pengujian di lapangan. Untuk menentukan koefisien permeabilitas di laboratorium dapat dilakukan dengan:
a Pengujian tinggi energy tetap constant head permeability test
b Pengujian tinggi energy jatuh falling head permeability test
c Penelitian secara tidak langsung dari pengujian konsolidasi
d Pengujian kapiler horizontal
Sedangkan untuk menentukan koefisien permeabilitas di lapangan dapat dilakukan dengan:
a Uji pemompaan pumping test
b Uji perlokasi auger hoole test
Universitas Sumatera Utara
Uji koefisien permeabilitas tanah yang dilaksanakan di laboratorium, yaitu:
a Constant Head Permeability Test
Percobaan ini dilakukan dengan pemberian tegangan tetap. Sampel tanah yang di pakai adalah tanah yang memiliki daya rembes besar, misalnya pasir. Untuk
menentukan nilai k, kita langsung mengukur banyaknya air yang masuk dan keluar dari tanah tersebut dalam jangka waktu tertentu.
Gambar 2.1 Alat Constant Head Permeability Test http:www.humboldtmfg.com
Setelah data-data hasil percobaan dicatat , kemudian koefisien rembesan dihitung dengan turunan rumus:
Q
masuk
= Q
keluar
Q
masuk
= A.V.k
Aki.t Q
keluar
=
T L
A h
k
Maka, K =
�.� ��.�.�
………………………………………….2.22
di mana Q = Volume air yang dikumpulkan
cm
3
, As = Luas penampang sampel tanah
cm
2
, t = waktu detik, dan h = i.L
Universitas Sumatera Utara
b Falling Head Permeability Test
Untuk percobaan ini, tegangan yang diberikan terhadap contoh tanah tidak tetap. Sampel yang dipakai adalah tanah yang daya rembesnya kecil, misalnya
lempung. Pada cara ini, air yang masuk ke sampel tanah melalui pipa berdiameter kecil. Untuk menentukan nilai k dilakukan dengan mengukur penurunan ketinggian
air pada pipa tersebut sehingga tegangan air tidak tetap.
Gambar 2.2 Skema Proses Alat Falling Head Permeability Test http:www.robertsongeoconsultants.com
Jumlah air yang mengalir melalui contoh tanah pada waktu t yaitu; Q =
. .
As Ls
h k
……………………………………...2.23
Debit masuk Qi = Debit keluar Qo
A L
h k
.
= -a
dt dh
tinggi air berkurang
Universitas Sumatera Utara
dt =
. .
k As
Ls a
h
dh
t
dt
=
. .
k As
L a
2 1
1
h h
dh h
t =
. .
k A
Ls a
2 1
ln h
h
t =
. .
k As
Ls a
e h
h log
log
2 1
t = 2,303
. .
K As
Ls a
log
2 1
h h
maka, K = 2,303
. As
. t
Ls a
log
2 1
h h
……………………………2.24
di mana K = Koefisien permeabilitas tanah cmdetik, a = Luas penampang pipa cm
2
, L
�
= Panjang sampel tanah cm, A
�
= Luas penampang sampel tanah cm
2
, t = Interval penurunan
�
1
ke �
2
detik, �
1
= Ketinggian mula-mula air pada interval waktu tertentu cm, dan
�
2
= Ketinggian akhir air pada interval waktu tertentu cm
2.3 Konsep Umum Infiltrasi
