4
2.8 Aliran Dasar
Aliran dasar baseflow merupakan aliran air di sungai pada saat tidak terjadi limpasan.
Aliran dasar terjadi akibat limpasan yang berasal dari kejadian presipitasi terdahulu yang
tersimpan secara temporer dalam suatu DAS, ditambah dengan limpasan subpermukaan yang
tertunda dari suatu kejadian hujan.
Pemisahan aliran dasar dari total limpasan diperlukan
untuk menghitung aliran langsung yang nantinya dipakai untuk membuat hidrograf
satuan. Pemisahan aliran dasar dari total limpasan didasarkan pada analisis terhadap
kurva resesi recession curve. Pada umumnya kurva resesi diekspresikan dalam bentuk
persamaan eksponensial USACE 2000:
t o
t
k Q
Q =
dimana, Q
t
adalah debit pada periode waktu t, Q
o
adalah debit awal pada t=0, dan k adalah konstanta resesi.
2.9 Penelusuran Banjir
Penelusuran banjir routing digunakan untuk memprediksi variasi temporal dan spasial
dari suatu gelombang banjir yang merambat sepanjang aliran sungai ataupun reservoir, atau
bisa juga digunakan untuk memprediksi aliran outflow hidrograf dari suatu DAS berdasarkan
input curah hujan. Teknik penelusuran banjir secara umum dapat diklasifikasi menjadi dua
kategori: penulusuran banjir hidrologis dan penelusuran banjir hidrolik Viessman et al
1977.
Penulusuran banjir secara hidrologis dibangun berdasarkan persamaan kontinuitas
dengan beberapa analisis dan asumsi mengenai hubungan antara simpanan dengan alirannya di
dalam sistem. Penelusuran banjir secara hidrolik lebih kompleks dan lebih akurat
dibandingkan secara hidrologis, karena menggabungkan persamaan kontinuitas dan
persamaan momentum untuk aliran tak jenuh pada saluran terbuka. Bentuk persamaan
diferensial dari aliran tak jenuh tersebut biasanya dipecahkan dengan metode numerik,
baik secara implisit maupun eksplisit dengan bantuan program komputer.
Metode yang paling umum digunakan untuk penulusuran banjir hidrologis adalah
metode Muskingum yang dikembangkan oleh Mc Carthy 1938, berdasarkan persamaan
kontinuitas dan hubungannya dengan simpanan yang bergantung pada inflow dan outflow.
Simpanan dalam saluran pada periode waktu tertentu diekspresikan dalam bentuk persamaan
Chow 1959:
[ ]
n m
n m
n m
a O
x xI
b S
1 −
+ =
Metode Muskingum mengasumsikan nilai
1 =
n m
dan
k a
b =
, sehingga menghasilkan bentuk linier:
[ ]
O x
xI K
S 1
− +
=
dimana, K adalah waktu tempuh travel time, dan x adalah faktor pembobot, nilainya berkisar
antara 0–0,5. Bentuk persamaan Muskingum adalah:
1 2
1 1
2 2
O C
I C
I C
O +
+ =
dimana,
D t
Kx C
Δ +
− =
5 ,
D t
Kx C
Δ +
= 5
,
1
D t
Kx K
C Δ
− −
= 5
,
2
t Kx
K D
Δ +
− =
5 ,
Dengan mengetahui nilai parameter K, x, dan Δt, nilai-nilai koefisien C
, C
1
dan C
2
dapat segera ditentukan.
2.10 Model HEC-HMS
HEC-HMS merupakan salah satu program pemodelan sistem hidrologi yang dimiliki US
Army Corps of Engineers USACE yang dibangun oleh Hydrologic Engineering Center
HEC sebagai pengganti dari program HEC-1. Dengan beberapa kemampuan tambahan serta
tampilan graphical user interface menjadikan HEC-HMS lebih memiliki keunggulan
dibandingkan program terdahulunya tersebut.
HEC-HMS didesain untuk mensimulasi respon limpasan permukaan dari suatu DAS
akibat input curah hujan dengan merepresentasikan DAS sebagai suatu sistem
hidrologi dengan komponen-komponen hidrolika yang saling berhubungan topologic
tree diagram. Setiap komponen memodelkan suatu aspek dari proses hujan-limpasan untuk
suatu subDAS dari keseluruhan DAS. Hasil luaran program adalah perhitungan hidrograf
aliran sungai pada lokasi yang dikehendaki dalam DAS USACE 2000.
5 Dalam HEC-HMS, proses hujan-limpasan
yang terjadi dalam suatu DAS dibagi menjadi enam komponen utama Gambar 2.3:
• Komponen meteorologi • Komponen loss
• Komponen
direct runoff limpasan
langsung • Komponen baseflow aliran dasar
• Komponen routing penelusuran banjir • Komponen reservoir
Perhitungan pertama dilakukan pada komponen meteorologi. Pada komponen ini,
analisis meteorologi dilakukan terhadap data presipitasi, dimana diupayakan agar curah
hujan terdistribusi ke seluruh DAS secara spasial dengan cara interpolasi, ekstrapolasi
dan temporal pengisian data yang tidak terukur, pembangkit data presipitasi hipotesis.
Curah hujan yang terdistribusi spasial dan temporal akan jatuh baik pada pemukaan
pervious maupun impervious. Sebagian hujan yang jatuh pada permukaan pervious akan
hilang akibat intersepsi, infiltrasi, evaporasi dan transpirasi, yang dimodelkan dalam
komponen loss. Curah hujan efektif yang berasal dari komponen loss akan berkontribusi
terhadap aliran limpasan langsung dan aliran airbumi dalam akuifer. Curah hujan yang jatuh
pada permukaan impervious akan langsung menjadi limpasan tanpa mengalami berbagai
bentuk kehilangan losses, yang ditransformasi menjadi aliran permukaan overland flow
dalam komponen direct runoff.
Pergerakan air dalam akuifer dimodelkan dalam komponen baseflow. Baik baselow
maupun overland flow akan mengalir pada saluran sungai. Proses translation dan
attenuation aliran sungai akan disimulasi pada komponen routing. Terakhir, efek dari fasilitas
hidrolik bendungan dan cekungan alami danau, kolam, lahan basah akan dimodelkan
dalam komponen reservoir.
III. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Kategori