Kajian pengembangan air tanah dan pembentukan limpasan merupakan salah satu bagian terpenting dari hidrologi untuk mengembangkan konsep yang jelas, khususnya pada lereng bukit. Studi pengembangan air tanah lebih kompleks di lapangan nyata daripada di sistem buatan. Hasilnya sistem buatan yang dikembangkan dan observasi eksperimental dapat memberikan hasil yang baik. Oleh karena itu, penelitian ini ditujukan untuk memodelkan di laboratorium sebagai aliran lereng bukit buatan yang meliputi aliran limpasan permukaan berlebih saturasi. Proses fisik serta pembentukan limpasan bergantung pada faktor-faktor โ jenis tanah, karakteristik geometri lereng, dan kondisi tanah awal saat dimulainya curah hujan. Mekanisme yang terlibat dalam proses pembentukan limpasan telah berhasil disimulasikan untuk menghitung hidrograf untuk dataran berbukit dan pengembangan tabel airtanah di tanah yang sangat permeabel yang diuji dengan teori model penyimpanan kinematik. Model tersebut merepresentasikan lereng bukit sebagai elemen penyimpan berbentuk persegi panjang dengan panjang 2,02 m, kedalaman 0,15 m dan lebar 1m. Dengan bedengan kedap air membuat sudut 10 derajat dengan horizontal. Elemen penyimpanan terdiri dari dua zona kelembaban: zona tak jenuh dan zona jenuh. Hasil yang diperoleh adalah penyesuaian yang baik dengan teori model lereng bukit yang diberikan oleh Nm Shakya, 1995. Selain itu, variasi profil kelembaban pada profil pasir campuran ditemukan segera setelah kejadian hujan. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa waktu dan distribusi kelembaban di atas kedalaman dimana kadar air maksimum adalah 0,4 di tengah kedalaman yang lebih banyak dari pada permukaan yang memiliki tingkat kelembaban 0,37.
Kestabilan lereng bukit merupakan kondisi penting bukit untuk menghindari terjadinya longsor karena curah hujan yang tinggi. Pada panjang lereng tak terhingga dengan tanah yang sangat permeabel memiliki laju infiltrasi tinggi yang memiliki kapasitas volumetrik maksimum untuk menyimpan air yang telah diinfiltrasi. Dalam kasus seperti ini, konduktivitas jenuh tanah selalu lebih besar dari curah hujan sehingga air hujan meresap ke dalam tanah sepenuhnya. Jika kedalaman tanah rendah maka tingkat kejenuhan meningkat ke arah permukaan lereng dan saatnya tiba di permukaan untuk dijenuhkan dan terjadi aliran overland. Lereng bukit yang panjangnya tak terhingga, air yang terinfiltrasi memiliki tekanan aktif yang tinggi sehingga dapat menyebabkan terjadinya longsoran tanah dari retakan lemah atau garis sesar atau sesar dapat berkembang karena perkembangan tegangan geser yang tinggi [1]. Kondisi kelembaban awal memiliki peran yang signifikan dalam peningkatan level kelembaban dan waktu penjenuhan. Tingkat kelembaban anteseden yang tinggi menyebabkan kejenuhan permukaan yang cepat yang mengakibatkan aliran permukaan segera dimulai. Sebelum dimulainya aliran permukaan, aliran bawah permukaan menonjol untuk memberikan kontribusi debit di sungai di ujung lereng bukit, yang laju yang dapat diberikan oleh persamaan Darcy sebagai:
Q = KIA (1)
dimana K adalah konduktivitas hidrolik tanah dalam cm / se, I adalah gradien hidrolik (kemiringan tekanan pori air) dan A adalah luas penampang lereng.
Aliran rembesan melalui bawah permukaan bersifat laminar tetapi dapat menyebabkan aksi perpipaan dari permukaan tanah dan dapat menyebabkan longsor [2]. Tabel airtanah tergantung pada kemiringan tanah dan jenis tanah. Profil kelembaban dan waktu jenuhnya sangat bergantung pada intensitas curah hujan dan durasinya. Model Green dan Ampt memberikan infiltrasi volume total dan waktunya untuk saturasi. Yang bergantung pada defisit kelembaban awal (IMD), potensi hidrolik rata-rata tanah, intensitas curah hujan dan konduktivitas hidrolik. Setelah tanah jenuh, curah hujan lebih lanjut menyebabkan peningkatan volume infiltrasi karena konduktivitas hidrolik lebih kecil dari konduktivitas jenuhnya. Kenaikan tingkat kelembaban yang cepat menyebabkan limpasan permukaan lebih awal di bukit [3]. Laju infiltrasi dapat diperkirakan di tanah alami yang ideal dengan model yang berbeda di antaranya persamaan Hortan (1930-an) lebih akurat. Kenaikan kelembaban dengan kedalaman tergantung pada distribusi ukuran partikel dan ukuran pori yaitu pori mikro dan pori makro interkoneksi partikel tanah dan itu mempengaruhi sanksi kapiler dan potensi dalam tanah [1]. Aliran berada pada kondisi steady-state mengikuti teori pendekatan gelombang kinematik dengan hukum Darcy dan penyebab aliran adalah tekanan air pori dan gaya gravitasi dan aliran dapat dimodelkan dengan teori pendekatan gelombang dinamik [4]. Keterkaitan lereng bukit dan sungai merupakan sumber utama air di sungai karena adanya aliran bawah permukaan dan dapat berupa aliran tiga dimensi atau mungkin aliran satu dimensi yang dapat dianalisis dengan persamaan dinamis tiga dimensi atau dengan asumsi kinematik satu dimensi persamaan gelombang [5].
Variasi kelembaban di lereng bukit dan estimasi aliran permukaan merupakan masalah yang menantang di daerah perbukitan jika negara berkembang karena pekerjaan konstruksi jalan besar-besaran yang sedang berlangsung telah membuat profil lereng bukit alami terganggu karena operasi excavator beban berat untuk cut and fill. . Dampak deforestasi dialami oleh menipisnya sumber-sumber air kecil seperti kolam, danau, dan tali yang merupakan sumber air minum di daerah perbukitan. Ini telah menjadi masalah serius dan orang-orang bahkan terpaksa bermigrasi untuk mencari daerah yang airnya cukup tersedia [6]. Vegetasi, jenis tanaman dan pola penggunaan lahan, juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi proses infiltrasi terutama pada jenis lereng tanah liat yang mengurangi aliran permukaan dan meningkatkan imbuhan airtanah [7]. Sehingga studi aliran bawah permukaan dan arahnya dirasa dapat dilakukan dengan cara yang mudah dan memberikan hasil yang dapat diandalkan. Selain itu, studi ini juga bertujuan untuk memberikan validasi atas proses pengembangan air eksisting di lereng bukit meskipun panjang lerengnya tetapi atas dasar kondisi kelembaban awal, jenis tanah dan kemiringannya. Studi di lereng bukit yang alami merupakan proses yang sulit dan estimasi air pori tidak akan akurat. Untuk memberikan konsep yang jelas tentang pengembangan air bawah tanah, pendekatan laboratorium tampaknya banyak digunakan bahkan dalam literatur. Jadi untuk penelitian ini, simulator curah hujan digunakan di mana curah hujan buatan dengan curah hujan yang sangat rendah sampai dengan intensitas tinggi dapat dibuat dengan durasi pendek maupun panjang di atas tangkapan buatan yang disiapkan pada lereng tertentu. Karena simulator ini portabel, sudut kemiringan dapat dibuat dari nilai yang diinginkan. Sebagai set up dimodelkan lereng bukit dengan sudut 10ห dengan horizontal, proses fisik yang terjadi di dalam catchment merupakan proses limpasan curah hujan yang terjadi di medan perbukitan yang sebenarnya. Konsep tabel air bawah tanah, hidrografnya, dan profil kelembapannya dapat mewakili atau mencerminkan proses yang terjadi di medan nyata.