A. Siklus Hidrologi
3. Limpasan
Limpasan dapat diartikan sebagai bagian curah hujan yang membuat aliran ke saluran-saluran, sungai, danau, atau laut sebagai aliran permukaan (Schwab. et al, 1968). Menurut Arsyad (1983) Limpasan atau
run-off adalah bagian dari curah hujan yang mengalir keluar dari suatu daerah pengaliran diatas dan dibawah permukaan tanah. Air yang mengalir dipermukaan tanah disebut limpasan permukaan sedangkan air yang mengalir dibawah permukaan tanah disebut limpasan dalam.
Sosrodarsono dan Takeda (2003) menyatakan air limpasan permukaan adalah air yang mencapai sungai sebelum mencapai
permukaan air tanah, yakni curah hujan yang dikurangi oleh infiltrasi, air yang tertahan, dan besarnya genangan. Limpasan air permukaan ini merupakan bagian yang penting dari puncak banjir.
1. Komponen-komponen limpasan
Sumber-sumber air sungai adalah curah hujan atau salju yang mencair. Menurut Sosorodarsono dan Takeda (2003), air untuk mencapai sungai melalui tiga jalan sebagai berikut :
a. Curah hujan di saluran (Channel Precipitation), yaitu curah hujan yang jatuh langsung pada permukaan air di sungai utama dan anak- anak sungainya yang umumnya termasuk dalam limpasan air permukaan dan tidak dipisahkan sebagai komponen dari hidrograf. Curah hujan yang langsung jatuh ke sungai merupakan bagian yang sangat kecil dari curah hujan itu sendiri.
b. Limpasan permukaan, yaitu air yang mencapai sungai tanpa mencapai permukaan air tanah. Limpasan permukaan merupakan curah hujan yang dikurangi oleh besarnya infiltrasi, besarnya air yang tertahan dan besarnya genangan.
c. Aliran air tanah, yaitu air yang terinfiltrasi kedalam tanah, air ini akan mencapai permukaan air tanah dan bergerak menuju sungai dalam beberapa hari, beberapa minggu atau lebih. Aliran ini disebut juga debit aliran dasar yang hanya berubah sedikit selama musim kering dan basah sepanjang tahun.
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi limpasan
Aliran sungai tergantung dari beberapa faktor secara bersamaan. Faktor-faktor yang mempengaruhi limpasan dibagi ke dalam dua kelompok, yaitu elemen-elemen meteorologi yang diwakili oleh curah hujan dan elemen-elemen daerah pengaliran yang menyatakan sifat- sifat fisik daerah pengaliran.
Faktor-faktor yang termasuk ke dalam kelompok elemen- elemen meteorologi adalah sebagai berikut :
1) Jenis presipitasi
Pengaruh terhadap limpasan sangat berbeda, tergantung pada jenis presipitasi (hujan atau salju). Jika hujan maka pengaruhnya adalah langsung dan hidrografnya hanya dipengaruhi oleh intensitas curah hujan dan besarnya curah hujan.
2) Intensitas curah hujan
Pengaruh intensitas curah hujan pada limpasan permukaan tergantung dari kapasitas infiltrasi. Jika intensitas curah hujan melampaui kapasitas infiltrasi, maka besarnya limpasan permukaan akan segera meningkat sesuai dengan peningkatan intensitas curah hujan. Akan tetapi, besarnya peningkatan limpasan itu tidak sebanding dengan peningkatan curah hujan lebih, yang disebabkan oleh efek penggenangan dipermukaan tanah.
3) Lama curah hujan
Setiap hujan yang terjadi akan mempunyai waktu terjadinya hujan biasanya disebut lama hujan. Jika lama curah hujan kurang dari lama curah hujan kritis, maka lama limpasan akan sama dan tidak tergantung dari intensitas curah hujan. Jika lama curah hujan lebih panjang, maka lama limpasan air permukaan juga lebih panjang. Lama curah hujan dapat menurunkan kapasitas infiltrasi, untuk curah hujan yang jangka waktunya panjang, limpasan air permukaannya akan lebih besar meskipun intensitasnya relatif rendah.
4) Distribusi curah hujan dalam daerah pengaliran
Curah hujan yang distribusi hujannya merata akan menyebabkan debit puncak yang minimum. Banjir didaerah pengaliran terjadi karena dua hal, yaitu karena curah hujan
lebat yang distribusinya merata dan karena curah hujan biasa yang mencakup daerah yang luas meskipun intensitasnya kecil. Sebaliknya di daerah pengaliran yang debit puncak maksimum dapat terjadi oleh curah hujan lebat dengan daerah hujan yang sempit.
Limpasan yang diakibatkan oleh curah hujan sangat dipengaruhi oleh distribusi curah hujan, maka sebagai skala penunjuk faktor ini digunakan koefisien distribusinya. Distribusi koefisien adalah harga curah hujan maksimum dibagi harga curah hujan rata-rata di daerah pengaliran, jadi curah hujan yang yang jumlahnya tetap mempunyai debit puncak yang lebih besar dan sesuai dengan koefisien distribusinya yang bertambah besar.
5) Arah pergerakan curah hujan
Umumnya pusat curah hujan bergerak, suatu curah hujan lebat bergerak sepanjang sistem aliran sungai akan sangat mempengaruhi debit puncak dan lama limpasan air permukaan. 6) Curah hujan terdahulu dan kelembaban tanah
Jika kadar kelembaban lapisan tanah teratas tinggi, maka mudah terjadi banjir karena kapasitas infiltrasi kecil. Hal tersebut berlaku juga jika kelembaban tanah meningkat dan mencapai kapasitas lapang, maka infiltrasi akan mencapai permukaan air tanah dan memperbesar aliran air tanah. Selama periode pengurangan kelembaban tanah oleh evapotranspirasi dan lain-lain, curah hujan yang lebat tidak akan mengakibatkan kenaikan permukaan air, karena air hujan yang terinfiltrasi tertahan sebagai kelembaban tanah. Sebaliknya jika kelembaban tanah sudah meningkat karena curah hujan terdahulu, maka kadang-kadang curah hujan dengan intensitas yang kecil dapat mengakibatkan kenaikan permukaan air yang besar dan kadang-kadang dapat menyebabkan banjir.
7) Kondisi-kondisi meteorologi yang lain
Berdasarkan elemen-elemen meteorologi diatas, curah hujan mempunyai pengaruh yang besar pada limpasan. Secara tidak langsung suhu, kecepatan angin, kelembaban relatif, tekanan udara relatif, curah hujan tahunan dan seterusnya yang masih berhubungan satu sama lain juga akan mempengaruhi iklim didaerah tersebut dan akan mempengaruhi limpasan.
b. Elemen-elemen daerah pengaliran
1) Kondisi pengguna lahan (land use)
Hidrograf suatu sungai sangat dipengaruhi oleh kondisi penggunaan tanah dalam daerah pengaliran itu. Daerah hutan yang ditutupi tumbuh-tumbuhan yang lebat sulit terjadi limpasan permukaan karena kapasitas infiltrasinya yang besar. Jika daerah hutan ini dijadikan daerah pembangunan dan dikosongkan, maka kapasitas infiltrasi akan turun karena pemampatan permukaan tanah. Air hujan akan mudah berkumpul ke sungai-sungai dengan kecepatan yang tinggi yang akibatnya akan terjadi banjir besar.
2) Daerah pengaliran
Jika semua faktor-faktor termasuk besarnya curah hujan, intensitas curah hujan dan lain-lain itu tetap, maka limpasan akan selalu sama, dan tidak tergantung dari luas daerah pengaliran. Berdasarkan asumsi ini, mengingat aliran per satuan tetap, maka hidrograf sebanding dengan luas daerah pengaliran. Salah satu penyebab berkurangnya debit puncak adalah hubungan antara intensitas curah hujan maksimum yang berbanding terbalik dengan luas daerah hujan, dengan asumsi curah hujan dianggap merata.
3) Kondisi topografi dalam daerah pengaliran
Corak, elevasi, gradien, arah, dan komponen lain dari daerah pengaliran mempunyai pengaruh terhadap sungai dan
hidrologi daerah pengaliran yang bersangkutan. Corak daerah pengaliran adalah faktor bentuk, yakni perbandingan panjang sungai utama, terhadap lebar rata-rata daerah pengaliran. Jika faktor bentuk menjadi lebih kecil dengan kondisi skala daerah pengaliran yang sama, maka hujan lebat yang merata akan berkurang dengan perbandingan yang sama sehingga sulit akan terjadi banjir. Elevasi daerah pengaliran dan elevasi rata-rata mempunyai hubungan yang penting terhadap suhu dan curah hujan.
4) Jenis tanah
Struktur dan tekstur tanah merupakan faktor-faktor yang menentukan kapasitas infiltrasi, maka karakteristik limpasan sangat dipengaruhi oleh jenis tanah daerah pengaliran. Bahan- bahan koloidal juga merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas infiltrasi karena bahan-bahan ini mengembang dan menyusut sesuai dengan variasi kadar kelembaban tanah.
5) Faktor-faktor lain yang memberikan pengaruh
Faktor-faktor lain yang mempengaruhi limpasan adalah karakteristik jaringan sungai-sungai, adanya daerah pengaliran yang tidak langsung, drainase buatan dan lain-lain. Untuk mempelajari puncak banjir, debit air rendah, debit rata-rata dan lain sebagainya diperlukan penyelidikan yang cukup dan perkiraan faktor-faktor yang mempengaruhinya.
B. DAERAH ALIRAN SUNGAI