Aspek hidrologi

ASPEK HIDROLOGI

Kuliah ke-2 Drainase

KARAKTERISTIK HUJAN

1. Durasi2. Intensitas

3. Lengkung Intensitas4. Waktu Konsentrasi

DURASI

Durasi hujan adalah lama kejadian hujan (menitan, jam-jaman, harian) diperoleh terutama dari hasil pencatatan alat pengukur hujan otomatis.

Dalam perencanaan drainase durasi hujan ini sering dikaitkan dengan waktu konsentrasi, khususnya pada drainase perkotaan diperlukan durasi yang relatif pendek, mengingat akan lamanya genangan.

INTENSITAS

Intensitas adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu.

Besarnya intensitas hujan berbeda-beda, tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya.

Intensitas hujan diperoleh dengan cara melakukan analisis data hujan baik secara statistik maupun secara empiris.

LENGKUNG INTENSITAS

Lengkung intensitas hujan adalah grafik yang menyatakan hubungan antara intensitas hujan dengan durasi hujan, hubungan tersebut dinyatakan dalam bentuk lengkung intensitas hujan dengan kala ulang hujan tertentu.

Lengkung intensitas biasa disebut juga Kurva IDF (Intensitas-Durasi-Frekuensi).

Kurva IDF Semarang

y = 563.92x-0.4588y = 709.57x-0.4598

y = 806.17x-0.4604y = 927.84x-0.4607

y = 1018.3x-0.4611

050

100150200250300350400450500550

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Durasi (menit)

Inte

nsita

s huj

an (m

m/ja

m)

Kala Ulang 2 tahun Kala Ulang 5 tahun Kala Ulang 10 tahunKala Ulang 25 tahun Kala Ulang 50 tahun

Lengkung IDF Kawasan Monas, Jakarta Pusat

WAKTU KONSENTRASI

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran.

Q

Q

to

td

td

to

A

C

C

A

A : titik terjauh

C : titik kontrol

to : inlet time

td : conduit time

A

A

Inlet Time & Conduit Time

Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dibagi menjadi: Inlet time (to) : waktu yang diperlukan oleh air

untuk mengalir di atas permukaan tanah menuju saluran drainase.

Conduit time (td) : waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di sepanjang saluran sampai titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir.

Rumus Waktu Konsentrasi Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus:

tc = to + td

Lama waktu mengalir di dalam saluran (td) ditentukan dengan rumus sesuai dengan kondisi salurannya.

Untuk saluran alami, sifat-sifat hidroliknya sukar ditentukan, maka td dapat ditentukan dengan menggunakan perkiraan kecepatan air seperti tabel di bawah.

Tabel Kecepatan Untuk Saluran Alami

Kemiringan rata-rata dasar saluran (%)

Kecepatan rata-rata (meter/detik)

< 11 – 2 2 – 4 4 – 6 6 – 10

10 – 15

0,40,60,91,21,52,4

Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh faktor-faktor sbb:Luas daerah pengaliranPanjang saluran drainaseKemiringan dasar saluranDebit dan kecepatan aliran

DATA HUJANA. PENGUKURAN

Hujan merupakan komponen yang amat penting dalam analisis hidrologi pada perancangan debit untuk menentukan dimensi saluran drainase.

Pengukuran hujan dilakukan sepanjang tahun selama 24 jam tiap harinya.

Untuk berbagai kepentingan perancangan drainase tertentu data hujan yang diperlukan tidak hanya data hujan harian akan tetapi juga distribusi jam-jaman atau menitan.

Untuk keperluan ini lebih cocok dipakai alat ukur hujan otomatis.

B. ALAT UKUR HUJAN Alat ukur hujan biasa

(manual raingauge)Data yang diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan alat ini berupa data hasil pencatatan oleh petugas pada setiap periode tertentu. Alat pengukur hujan ini berupa suatu corong dan sebuah gelas ukur, yang masing-masing berfungsi untuk menampung jumlah air hujan dalam satu hari (hujan harian).

Alat ukur hujan otomatis (automatic raingauge)Data yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan menggunakan alat ini berupa data pencatatan secara terus menerus pada kertas pencatat yang dipasang pada alat ukur. Berdasarkan data ini akan dapat dilakukan analisis untuk memperoleh besaran intensitas hujan.

C. KONDISI DAN SIFAT DATA

Data hujan yang baik diperlukan dalam melakukan analisis hidrologi, namun untuk mendapatkan data yang berkualitas biasanya tidak mudah. Data hujan hasil pencatatan yang tersedia biasanya dalam kondisi tidak menerus. Apabila terputusnya rangkaian data hanya beberapa saat kemungkinan tidak menimbulkan masalah tetapi untuk kurun waktu yang lama tentu akan menimbulkan masalah di dalam melakukan analisis.

Dalam hal ini perlu dilihat kepentingan atau sasaran dari perencanaan drainase yang bersangkutan.

Curah Hujan Harian (mm)

Nama Stasiun KrikilNo Stasiun 51 B ElevasiNo In Database Tipe alat BiasaLintang Selatan Pemilik BMG/PengairanBujur Timur Operator S1

Tahun 1991

Tanggal Bulan TahunanJan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des

1 7 0 16 15 - - - - - - - -2 16 5 10 9 - - - - - - - -3 19 0 15 8 - - - - - - - -4 19 15 0 18 - - - - - - - -5 16 10 4 9 - - - - - - - -6 0 40 8 11 - - - - - - - -7 5 7 4 8 - - - - - - - -8 10 12 0 8 - - - - - - - -9 15 0 0 6 - - - - - - - -

10 8 0 0 10 - - - - - - - -11 5 0 3 15 - - - - - - - -12 5 15 10 10 - - - - - - - -13 38 0 0 0 - - - - - - - -14 71 0 18 0 - - - - - - - -15 16 0 0 0 - - - - - - - -16 5 0 10 0 - - - - - - - -17 0 18 0 0 - - - - - - - -18 18 0 0 0 - - - - - - - -19 8 10 0 0 - - - - - - - -20 0 0 20 15 - - - - - - - -21 7 5 0 8 - - - - - - - -22 12 0 18 18 - - - - - - - -23 48 0 0 9 - - - - - - - -24 10 0 0 12 - - - - - - - -25 19 0 15 18 - - - - - - - -26 0 3 0 0 - - - - - - - -27 4 15 0 0 - - - - - - - -28 0 0 36 0 - - - - - - - -29 15 0 0 - - - - - - - -30 6 0 0 - - - - - - - -31 17 0 - - - - -

Hujan Maximum 71 40 36 18 - - - - - - - - -Jml Curah Hujan 419 155 187 207 - - - - - - - - -Jml.Hari Hujan 26 12 14 18 0 0 0 0 0 0 0 0 -Hujan (1-15) 250 104 88 127 - - - - - - - -Jml. data kosong 0 0 0 0 15 15 15 15 15 15 15 15Hujan (16-31) 169 51 99 80 - - - - - - - -Jml. data kosong 0 0 0 0 16 15 16 16 15 16 15 16

No Kabupaten Nama Stasiun No Stasiun Lintang Selatan Bujur Timur 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 20061 Bd. Krikil/Gumelem 51b -7.51095 109.4079667 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E2 Klampok 36B E E E E E E E E E E E E E E E E E3 Purworejo Klampok 57 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E4 Pejawaran 66 E E E E E E E E E E E E E E E E5 Kalisapi (Bd) -7.493 109.494 E E E E E E E E E6 Wanadadi 60 -7.371388889 109.6198056 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E7 Banjarnegara 62 -7.397866667 109.6939 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E8 Banjarmangu 62c E E E E E E E E E E E E E E E E E E9 Limbangan 62d -7.36429 109.775 E E E E E E E E E E E E E E E

10 Clangap 62e -7.3598 109.6937 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E11 Karangkobar 64 -7.268055556 109.7428889 E E E E E E E E E E E E12 Banjaranyar 16 x -7.367383333 109.07275 E E E E E E E E E E E E E E E E E13 Ajibarang 19 a -7.44553 109.07655 E E E E E E E E E E E E E14 Cilongok 20 -7.3998 109.1246 E E E E E E E E E E E E E15 Wangon 20 a -7.48065 109.11995 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E16 Ketenger 25 -7.4072 109.0932 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E17 Kranji 39 -7.426416667 109.2334 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E18 Kedung Banteng 39 b E E E E E E E E E E E19 Gambarsari 40 C -7.53205 109.19975 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E20 Kertadirjan 45a -7.45028 109.283825 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E21 PTPN Karet Krumput 46 a E E E E22 Piasa Kulon BNY 11 -7.512883333 109.36245 E E E E E E23 Kawunganten 14 -7.59343 108.9197167 E E E E E E E E24 Jeruklegi 15 -7.62418 109.0197833 E E E25 Gumilir 15 A E E E26 Kesugihan 22 E E E27 Maos 42 -7.6108 109.1454 E E E E E28 Sampang 42 b -7.5643 109.2028 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E29 Adipala 44 E E E30 Karangreja 23 -7.20065 109.3398667 E E E E E E E E E E31 Talagening 23 a E E E E E E E E E E E E E E E E E32 Serang 23 a E E E E E E E E E E33 Bobotsari 26 -7.306183333 109.3659667 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E34 Karanganyar 27 b -7.304333333 109.4079833 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E35 Bungkanel 27 a -7.284916667 109.3964333 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E36 A.R. Tugu/Bancar 35 -7.393383333 109.3739667 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E37 Kandanggampang 35 a -7.393116667 109.3545167 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E38 Slinga 35 -7.40992 109.39709 E E E E E E E E E E E39 Berem 35 c E E E E E40 DPU Purbalingga 35 c E E E E E E E E E E E E E E E E E41 Panican,Karangkemiri 36 a E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E42 Karangmoncol 53 -7.30445 109.44755 E E E E E E E E E E E E E E E E E E43 Bukateja 55 -7.4504 109.4317 E E E E E E E E E E E E E E E E E E44 Kalimanah/Jompo 35 c -7.4087 109.3440167 E E E E E E E E E E45 Garung 24 a -7.2939 109.9229 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E46 Kejajar 24 e E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E47 Wanganaji 24f -7.29925 109.916669 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E48 Wonosobo 26 E E E E E E E E E E E E E E E E E E49 Banjaran 26 A -7.4018 109.8738 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E50 Mojotengah 26 b E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E51 Tuk Mudal 26 c E E E E E E E E E E E E E52 Watumalang 26 d E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E53 Mungkung 27 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E54 Leksono 27a E E E E E E E E E E E E E E E E E E55 Kretek 27 b -7.266266667 109.9356167 E E E E E E E E E E E E E E E E E56 Selomerto 27c E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E57 Sutoireng 27d E E E E E E E E E E E E E E E E E E58 Kaliwiro 28 -7.459067 109.856467 E E E E E E59 Sikatok E E E E E E E E60 Tambi -7.2671 109.9589 E E E E E E E E61 Tlogo -7.2662 109.9357 E E E E E E E E

Wonosobo

Banjarnegara

Banyumas

Cilacap

Purbalingga

HUJAN RERATA

Dalam analisis hidrologi sering diperlukan penentuan hujan rerata pada daerah tersebut.

Terdapat 3 metode :AritmatikPoligon Thiessen Isohiet

1. Metode rerata aritmatik (aljabar) Metode ini adalah metode yang paling sederhana.

Pengukuran dengan metode ini dilakukan dengan merata-ratakan hujan di seluruh DAS.

Hujan DAS dengan cara ini dapat diperoleh dengan persamaan:

dengan: p = hujan rerata di suatu DAS

pi = hujan di tiap-tiap stasiunn = jumlah stasiun

n

pp

n

ii

1

nppppp n

.....321

2. Metode Thiessen Metode ini digunakan untuk menghitung bobot masing-

masing stasiun yang mewakili luasan di sekitarnya. Metode ini digunakan bila penyebaran hujan di daerah yang ditinjau tidak merata.

Prosedur hitungan ini dilukiskan pada persamaan dan Gambar berikut ini.

Dimana: P = curah hujan rata-rata, P1,..., Pn = curah hujan pada setiap setasiun, A1,..., An = luas yang dibatasi tiap poligon.

total

nn

APAPAPAP ......... 2211

n

nn

AAAAPAPAPAPAP

.....

..........

321

332211

A1

A2

A3

A4

3. Metode Isohiet Pada prinsipnya isohiet adalah garis yang menghubungkan titik-titik

dengan kedalaman hujan yang sama, Kesulitan dari penggunaan metode ini adalah jika jumlah stasiun di dalam dan sekitar DAS terlalu sedikit. Hal tersebut akan mengakibatkan kesulitan dalam menginterpolasi.

Hujan DAS menggunakan Isohiet dapat dihitung dengan persamaan:

n

ii

n

i

iii

A

IIAp 1

1

2

n

nnn

AAA

IIAIIAIIAp

.....2

.....2221

1322

211

Dengan:p = hujan rerata kawasanAi = luasan dari titik iIi

= garis isohiet ke i

I1=100

I2=95

I3=90

I4=85

I5=80

A1

A2

A3

A4

Melengkapi Data

Jika ada data hilang atau tidak lengkap

C

CB

BA

A

rRRr

RRr

RRr 3

1

dengan: R = curah hujan rata-rata setahun di tempat pengamatan R datanya harus lengkaprA = curah hujan ditempat pengamatan RARA = curah hujan rata-rata setahun di A

Kala Ulang Hujan

Suatu data hujan akan mencapai suatu harga tertentu atau disamai atau kurang dari atau dilampaui dari dan diperkirakan terjadi dalam kurun waktu T tahun.

Hujan Rancangan

Metode Log Person III

dimana:Y = log X (X adalah nilah hujan maksimum) = nilai rerata YK = karakteristik distribusi Log Pearson IIIS = Simpangan baku

KSYY

Y

Langkah perhitungan Metode Log Pearson III

Analisis Intensitas Hujan

Mononobe

32

2424

ctRI

dengan:R = curah hujan rancangan setempat dalam mmTc = lama waktu konsentrasi dlm jam/durasi hujanI = intensitas curah hujan dalam mm/jam

Debit Rancangan dengan Metode Rasional Q = β. C. I. A Dengan:Q = debit rancanganβ = koefisien penyebaran hujanC = koefisien pengaliran/limpasanI = intensitas selama waktu konsentrasi dalam

mm/jamA = luas daerah aliran dalam Ha