1 Jurusan Teknik Pengairan-FTUB Jurusan Teknik Pengairan, FTUB 2013 Jurusan Teknik Pengairan-FTUB Tujuan penerapan : untuk menentukan debit banjir rancangan (Q rancangan ) Debit yang dihasilkan : hanya Q puncak (Non Hidrograf) Syarat : cocok diterapkan pada DAS ≤ 60 km 2 Qp (debit banjir rancangan)
hidroligi perhitungan baanjir rancangan hidrograf non hidrograf
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Jurusan Teknik Pengairan, FTUB
2013
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
� Tujuan penerapan : untuk menentukan debitbanjir rancangan (Qrancangan)
� Debit yang dihasilkan : hanya Qpuncak (NonHidrograf)
� Syarat : cocok diterapkan pada DAS ≤ 60 km2
Qp (debit banjir rancangan)
2
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Jika turun hujan sebesar 1 mm/jam selama 1 jam pada DAS seluas 1 km2 pada permukaan yang licin (C =1) � terjadi Qbanjir sebesar 0,278 m3/dt.
1. Hujan yang turun di DAS diasumsikan memiliki keseragamandalam distribusi ruang dan waktu
2. Debit puncak (Qp) akibat hujan dengan intensitas I, berlangsung selama waktu konsentrasi (Tc) atau lebih lama
3. Qp punya hubungan linier dengan Tc
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
‒ Untuk Luas DAS (A) dalam km2
Q = 0,278 C . I . A
‒ Untuk Luas DAS (A) dalam haQ = 0,00278 C . I . A
dengan:Q = debit banjir rancangan (m3/dt)C = koefisien pengaliranI = Intensitas hujan (mm/jam)A = Luas DAS (km2 atau ha)
� Untuk mendapatkan intensitas hujan (I) selama waktu konsentrasi (Tc) digunakan rumus Mononobe :
4
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
dengan :
Tc = waktu konsentrasi (jam) = To + Td
Td = waktu pengaliran atau drain flow time (jam)
つづくつづくつづくつづく
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
� Waktu konsentrasi (Tc) adalah waktu yang diperlukan air untuk mengalir dari suatu titik terjauh pada suatu DAS hingga titik pengamatan aliran (outlet).
� Waktu konsentrasi (Tc) terdiri dari 2 (dua) bagian yaitu:
a) waktu yang diperlukan air larian sampai ke sungai terdekat (To) ------ di lahan (fase lahan)
b) waktu yang diperlukan aliran air sungai sampai ke lokasi pengamatan (Td) ------ di badan sungai (fase
saluran)
5
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Td
Outlet sungai/Titik pengamatan (AWLR)
Td
T0
つづくつづくつづくつづく
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
dengan :L = Panjang pengaliran di atas permukaan lahan
⌦ To merupakan waktu aliran air permukaan (runoff)untuk mengalir melalui permukaan tanah kesaluran/sungai terdekat
⌦ Rumus waktu konsentrasi : Tc = To + Td
つづくつづくつづくつづく
6
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
� Jika parameter-parameter hidrolik aliran tsb sulit ditentukan maka Td dapat diperkirakan dengan menggunakan kecepatan aliran :
� Td merupakan waktu aliran dimana air jatuhpertama kali pada badan air di sungai/saluran ke outlet pengamatan/tinjauan
つづくつづくつづくつづく
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
dengan :
Ls = Panjang pengaliran didalam saluran/sungai (m)v = Kecepatan aliran rerata (m/dt), bila dirumuskan
adalah:
☯ Untuk permukaan tertutup (Paved),
v = 4.918.S0.5
☯ Untuk permukaan tidak tertutup (Unpaved)
v = 6.196.S0.5
Ket. S = slope dasar saluran/sungai (m)
つづくつづくつづくつづく
7
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
dimana :
Tc : waktu konsentrasi (jam)
L : panjang aliran (km)
S : kemiringan rerata
a. Rumus Kirpich:
b. Cara Mc. Dermott
Tc = 0,76 A0,38
dengan :Tc = waktu konsentrasi banjir (menit)A = luas DAS (km2)
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
‒ Koefisien pengaliran (C)“perbandingan antara jumlah air yang mengalir di permukaan akibat hujan (limpasan) pada suatu daerah dengan jumlah curah hujan yang turun di daerah tersebut”
‒ Rumus :
8
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Dimana:
Cm = koefisien pengaliran rata-rata
Ai = luas daerah dari masing-masing tata guna tanah
Ci = koefisien pengaliranmasing-masing tata gunatanah
n = banyaknya jenispenggunaan tanah dalamsuatu daerahpengaliran
AA = 50 km2
AB = 37 km2
AC = 41 km2
AD = 20 km2
Pemukiman
Kebun
Sawah
Lahan terbuka (CD)
(CB) (CC)
(CA)
つづくつづくつづくつづく
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
16
9
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Tata guna lahan Koefisien Limpasan
- Perumputan
1. Tanah pasir, slope 2%
2. tanah pasir, slope 2 – 7%
3. tanah pasir, slope 7%
- Bisnis
1. Pusat kota
2. Daerah pinggiran
- Perumahan
1. Kepadatan 20 rumah/ha
2. Kepadatan 20 – 60 rumah/ha
3. Kepadatan 60 – 160
rumah/ha
- Daerah industri
1. Industri ringan
2. Industri berat
- Daerah pertanian
- Daerah perkebunan
- Tanah/kuburan
- Tempat bermain
- Jalan aspal
- Jalan beton
- Jalan batu
0,05 – 0,10
0,10 – 0,15
0,15 – 0,20
0,75 – 0,95
0,50 – 0,70
0,50 – 0,60
0,60 – 0,80
0,70 – 0,90
0,50 – 0,80
0,60 – 0,90
0,45 – 0,55
0,20 – 0,30
0,10 – 0,25
0,20 – 0,35
0,70 – 0,95
0,80 – 0,95
0,70 – 0,85
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Sumber : Joesron Loebis,1987
10
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Jenis Permukaan/tata guna tanah Koefisien Pengaliran- Perumputan
1. Tanah pasir, slope 2%2. tanah pasir, slope 2 – 7%3. tanah pasir, slope 7%
�Dikenal juga sebagai “Hydrologic Soil Cover Complex
Number Method”
�Dikembangkan oleh The Soil Conservation Service (1972)
�Curve Number : kurva yang dibuat berdasarkan studi
pengukuran limpasan dari beberapa jenis tanah, land
use, land cover, hydrologic soil group, treatment lahan
di berbagai lokasi
Antecedent Moisture Condition (AMC) dan faktor fisik
DAS dihubungkan untuk menghasilkan Hydrologic Soil
Group
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Pengelompokan AMC SCS Curve Number
1. AMC I : Lowest runoff potential. The watershed
soils are dry enough for satisfactory
cultivation to take place
2. AMC II : Average condition
3. AMC III : Highest runoff potential. The
watershed is practically saturated
from antecedent rain.
AMC berdasarkan total 5-day antecedent rainfall
17
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Tabel. Klasifikasi AMC
AMC Group
Total 5-day antecedent rainfall (in)
Dormant season Growing season
I Less than 0.5 Less than 1.4
II 0.5 to 1.1 1.4 to 2.1
III Over 1.1 Over 2.1
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
dengan:
Pe : kedalaman runoff (mm) sama dengan kedalaman
hujan efektif; P : total hujan (mm);
Ia : Initial abstraction (mm) dan S : Retention
maksimum potensial (mm)
18
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Berdasarkan studi dari beberapa DAS kecil di US, diperoleh hubungan :
Sehingga diperoleh :
つづくつづくつづくつづく
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Parameter S diperoleh (mm) :
CN adalah Curve Number, yaitu sebuah angka yang tergantung land use, land cover, hydrologic soil group, treatment lahan.
Besar CN = 0 – 100, semakin besar CN, semakin potensial untuk terjadi limpasan
つづくつづくつづくつづく
19
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
1. Group A: A low runoff potential group with very high infiltration rate. From such soils, even under wet condition, the runoff expectation are low. Infiltration rate is 8-12 mm/h. Transmission rate is very high for such soils.
2. Group B : Moderately low runoff potential soil groups with moderate rate of water transmission. Soil textures vary from fine to moderately course. Final infiltration is 4-8 mm/h
3. Group C : Moderately high runoff potential with low infiltration rates with moderately good to well drained soils. Texture is moderately fine to moderately coarse with slow rate of water transmission. Final rate of infiltration is 1-4 mm/h
4. Group D : Very low infiltration rate when throughly wet. Clay soils form such groups. The final infiltration rate for such soils vary from 0-1 mm/h. Such sils have very low rate of transmission
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Hydrologic Soil Group
1. Group A : Deep sand, deep loess, aggregated silts
2. Group B : Shallow loess, sandy loam
3. Group C : Clay loams, shallow sandy loam, soils low in
organic content, dan soil usually high in clay
4. Group D : Soils that swell significantly when wet, heavy
plastic clay and saline soil
つづくつづくつづくつづく
20
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Tabel CN (Antecedent Moisture Condition AMC II, Ia = 0.2 S)
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
21
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
22
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
CN untuk AMC I dan III :
CN(I) = 4.2CN(II)
10 – 0.058CN(II)
CN(III) = 23CN(II)
10 + 0.13CN(II)
つづくつづくつづくつづく
23
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Tabel. Antecedent Rainfall Condition dan CN (Ia terdiri dari kehilangan
Metode Weduwen biasa digunakan jika luas DAS kurang dari atau sama dengan 100 km2 (≤ 100 km2), t = 1/6 jam sampai 12 jam digunakan rumus (Loebis, 1987)
Metode Weduwen
Rumusnya adalah sebagai berikut:
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Keterangan :
Qt = debit banjir periode ulang tertentu (m3/det)
α = koefisien pengaliran
β = koefisien pengurangan daerah untuk curah hujan
DAS
t = waktu konsentrasi (jam)
つづくつづくつづくつづく
26
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
f = luas DAS (km2) sampai 100 km2
I = kemiringan sungai
qn = Debit persatuan luas atau curah hujan dari hasil
perhitungan Rn (m3/det.km2)
Rn = curah hujan maksimum dengan kemungkinan
tak terpenuhi n %.
つづくつづくつづくつづく
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Untuk menghitung besarnya debit dengan metode
Haspers digunakan persamaan sebagai berikut
(Loebis, 1987) :
Metode Haspers
27
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
つづくつづくつづくつづく
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
つづくつづくつづくつづく
28
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
つづくつづくつづくつづく
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
TAHAPAN PERHITUNGAN (Loebis, 1987) :
a. Menentukan besarnya curah hujan sehari (Rhrencana)
untuk periode ulang rencana yang dipilih.
b. Menentukan koefisien run off untuk DAS
c. Menghitung luas daerah pengaliran, panjang sungai
dan gradien sungai untuk DAS.
d. Menghitung nilai waktu konsentrasi.
e. Menghitung koefisien reduksi, intensitas hujan, debit
persatuan luas dan debit rencana.
29
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Metode FSR Jawa-Sumatera
Untuk mendapatkan Qpuncak banjir pada periode ulang tertentu, maka dapat dikelompokkan menjadi dua tahap perhitungan, yaitu :
2. Penggunaan faktor pembesar (Growth factor = GF) terhadap nilai MAF untuk menghitung debit puncak banjir sesuai dengan periode ulang yang diinginkan.
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
Perkiraan Qpuncak banjir tahunan rata-rata, berdasarkan ketersediaan data darisuatu DAS, dengan ketentuan
1. Apabila tersedia data debit, minimal 10 tahun data runtut waktu maka, MAF dihitung berdasarkan data serial Qpuncak banjir tahunan.
2. Apabila tersedia data debit kurang dari 10 tahun data runtut waktu, maka MAF dihitung berdasarkan metode puncak banjir di atas ambang (Peak over a threshold = POT).
つづくつづくつづくつづく
30
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
3. Apabila dari DAS tersebut, belum tersedia data debit, maka MAF ditentukan dengan persamaan regresi, berdasarkan data luas DAS (AREA), rata-rata tahunandari curah hujan terbesar dalam satu hari (APBAR), kemiringan sungai (SIMS), dan indeks dari luas genangan seperti luas danau, genangan air, waduk (LAKE).
つづくつづくつづくつづく
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
di mana :Q = debit banjir rancangan (m3/detik)GF = faktor pembesar regionalT = periode ulang tertentuAREA = luas DAS (km2)APBAR = Hujan rerata maksimum tahunan yang
mewakili DAS selama 24 jam (mm)= PBAR x ARF
RUMUS METODE FSR JAWA-SUMATRA:
31
Jurusan Teknik Pengairan-FTUB
PBAR = Hujan terpusat rerata maksimum tahunan selama 24 jam. (mm), dicari dari peta isohyet
ARF = Faktor reduksi.
SIMS = indeks kemiringan (m/km) = H (m) / MSL (km)
H = beda tinggi tempat pengamatan dengan batas terjauh DAS (m)
MSL = panjang sungai (km), Jarak terjauh dari tempat pengamatan sampai hulu sungai
LAKE = indeks danau ( 0 s/d 0,25), tidak ada danau = 0