Rekayasa Hidrologi-PPT 12

Modul ke:

Fakultas

Program Studi

REKAYASA HIDROLOGIPERHITUNGAN DEBIT BANJIR RENCANA METODE HIDROGRAF SINTETIK

Gneis Setia Graha, ST, MT.

Letakkan foto Terbaik anda disini

12

Teknik Sipil dan

PerencanaanTeknik Sipil

HIDROGRAFREKAYASA HIDROLOGI

Hidrograf adalah kurva yang memberi hubungan antara debit dan waktu. Hidrograf mempunyai tiga komponen pembentuk, yaitu aliran permukaan, aliran antara, dan aliran air tanah

Bagian-bagian Hidrograf• Waktu nol (zero time), menunjukkan awal hidrograf.• Puncak hidrograf adalah bagian dari hidrograf yang

menggambarkan debit maksimum.• Waktu capai puncak (time to peak) adalah waktu yang

diukur dari nol sampai waktu terjadinya debit puncak.• Sisi naik (rising limb) adalah bagian dari hidrograf antara

waktu nol dan waktu capai puncak.• Sisi turun (recession limb) adalah bagian dari hidrograf

yang menurun antara waktu capai puncak dan waktu dasar.

• Waktu dasar (time base) adalah waktu yang diukur dari waktu nol sampai waktu dimana sisi turun berakhir.

Volume hidrograf diperoleh dengan mengintegralkan debit aliran dari waktu nol sampai waktu dasar.

METODE HIDROGRAF SATUAN SINTETIKREKAYASA HIDROLOGI

Ketersediaan data menjadi faktor penentu dalam melakukan analisis debit banjir rencana. Data pencatatan debit banjir pada titik pengamatan dengan periode yang panjang merupakan data yang ideal, tetapi adakalanya data tersebut tidak tersedia. Untuk daerah dimana data pencatatan debit tidak tersedia, maka dibuat hidrograf satuan sintetik yang didasarkan pada karakteristik DAS.

Metode GAMA IHidrograf Satuan Sintetik (HSS) Gama I dikembangkan oleh Sri Harto berdasarkan perilaku hidrologis 30 DAS di Pulau Jawa. Meskipun diturunkan dari data DAS di Pulau Jawa, ternyata HSS Gama I juga berfungsi baik untuk berbagai daerah lain di Indonesia.Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) secara lengkap dibuat sebagai berikut:A. Berdasarkan teori HSS Gama I, sisi naik hidrograf

satuan dianggap garis lurus.

B. HSS Gama I terdiri dari empat variable pokok, yaitu waktu naik (time of rise – TR), debit puncak (QP), waktu dasar (TB), dan sisi resesi yang ditentukan oleh nilai koefisien tampungan (K) mengikuti persamaan berikut:

Dimana:Qt = debit pada jam ke t (m3/s)Qp = debit puncak (m3/s)e = Dasar logaritma natural (2,71828),t = Interval waktu resesi, waktu terjadinya debit puncak (jam)K = koefisien tampungan (jam)

Parameter HSS GamaDATA SIMBOL PERSAMAAN SATUAN

WaktuPuncak

TR Jam

DebitPuncak

QP m3/dt

WaktuDasar

TB Jam

Koefisien Tampungan

K Jam

Aliran Dasar QB m3/dtIndeksInfiltrasi

Ф mm/Jam

Dimana:A = luas DAS (km2)L = panjang sungai utama (km)S = kemiringan dasar sungaiSF = faktor sumber, perbandingan antara jumlah panjang

sungai tingkat satu dengan jumlah panjang sungai semua tingkat

SN = frekuensi sumber, perbandingan antara jumlah orde sungai tingkat satu dengan jumlah orde sungai semua tingkat

SIM = factor simetri, hasil kali antara factor lebar (WF) dengan luas DAS sebelah hulu (RUA)

WF = faktor lebar, perbandingan antara lebar DAS yang diukur di titik sungai yang berjarak 0.75L dengan lebar DAS yang diukur di sungai yang berjarak 0.25L dari stasiun hidrometri

JN = jumlah pertemuan sungaiRUA = luas DAS sebelah hulu, perbandingan antara luas

DAS yang diukur di hulu garis yang ditarik tegak lurus garis hubung antara stasiun hidrometri dengan titik yang paling dekat dengan titik berat DAS, melalui titik tersebut

D = kerapatan jaringan kuras, jumlah panjang sungai semua tingkat tiap satuan luas DAS

Parameter Metode NakayashuNakayasu dari Jepang, telah membuat rumus hidrograf satuan

sintetik dari hasil penyelidikannya. Data-data yang digunakan dalam analisis debit puncak banjir disamping data hujan atau debit juga menggunakan data lainnya seperti data kondisi fisik sungai, kondisi lahan DAS serta jenis tanah dominan.

Parameter Metode NakayashuL<15 km → tg = 0,21 . L0,7

L>15 km → tg = 0,4 + 0,058 . LTr = 0,5 sampai 1 tg

Untuk :• Daerah pengaliran biasa = 2• Bagian naik hidrograf yang lambat dan bagian menurun

yang cepat = 1,5• Bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian menurun

yang lambat = 1

Keterangan :Qp = debit puncak banjir (m3/det)R0 = hujan satuan (mm)Tp = tenggang waktu (time lag) dari permulaan hujan

sampai puncak banjir (jam)Tg = waktu konsentrasi (jam), tenggang waktu dari titik

berat hujan sampai titik berat hidrograf (time lag)Tr = tenggang waktu hidrograf (time base of hidrograf)

Bagian lengkung naik (rising limb) hidrograf satuan

Dimana:Qa = limpasan sebelum mencapai debit puncak (m3/det)t = waktu (jam)

Bagian lengkung turun (decreasing limb) hidrograf satuan

Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

Metode SCSHidrograf sintetik yang tidak berdimensi dan dikembangkan dari unit hidrograf untuk berbagai ukuran DAS dan lokasi geografi. Berdasarkan Bedient (1992), persamaan yang digunakan adalah :

dimana :A = luas DAS (mil2)Tp = waktu naik (jam)Tp = tr/2 + tp

dimana :Tr = durasi hujan (jam), untuk Indonesia diambil 6 jamTp = lag time dari tengah durasi sampai Qp (jam)

Hidrograf Satuan Sintetik SCS (a) Hidrograf Takberdimensi dan (b) Hidrograf Satuan Segitiga

Sedangkan lag time dihitung dengan salah satu persamaan empiris dimana:tp = lag time (jam)l = panjang sungai utama (kaki)Y = kemiringan sungai rata-rata (%)S = 1000/CN - 10CN = curve number yang dapat dilihat pada table berikut

Nilai CN untuk Perhitungan Hidrograf Sintetik SCS

Metode SynderTahun 1938, Snyder mempublikasikan parameter unit hidrograf yang ia kembangkan untuk analisis pada “ungagged watershed”, DAS yang tidak terdapat pos pengukuran elevasi muka air atau debit sungai. Pada model ini, Snyder memilih lag time, debit puncak, dan total waktu dasar/hidrograf sebagai karakteristik dari unit hidrograf. Metode ini dapat digunakan untuk luas DAS antara 30 - 30000 km2

Hidrograf Satuan Sintetik Snyder (a) tp = 5.5 tr , (b) tpR ≠ 5.5 tR

Berikut rumus yang digunakan dalam membuat hidrograf sintetik Snyder.

Apabila durasi hujan efektif tr tidak sama dengan durasi standar tD, maka:

Dengan :td = durasi standar dari hujan efektif (jam)tr = durasi hujan efektif (jam)tp = waktu dari titk berat durasi hujan efektif td ke puncak hidrograf satuan (jam)tpR = waktu dari titik berat durasi hujan tr ke puncak hidrograf satuan (jam)tb = waktu dasar hidrograf satuan (hari)Qp = debit puncak untuk durasi td

QpR = debit puncak untuk durasi tr

A = luas DAS (km2)

L = panjang sungai utama terhadap titik control yang ditinjau (km)Lc = jarak antara titik control ke titik yang terdekat dengan titik berat DAS (km)Ct = koefisien yang tegantung kemiringan DAS, yang bervariasi dari 1.4 – 1.7Cp = koefisien yang tegantung pada karakteristik DAS, yang bervariasi antara 0.15 – 0.19

Dimana W50 dan W75 adalah lebar unit hidrograf pada debit 50% dan 75% dari debit puncak, yang dinyatakan dalam jam.

Terima KasihGneis Setia Graha, ST, MT.