Rabu 12 April 2023 desi supriyan 1
BAB IV ANALISIS CURAH
HUJAN
4.3 Perkiraan besarnya debit banjir rencana (Design Flood)
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 2
Design flood adalah besarnya debit yang direncanakan melewati sebuah
bangunan air yang dalam hal ini berupa bendung dengan periode ulang tertentu.
Beberapa metoda
empiris untuk analisis design
flood, antara lain :
a. Metoda Rational (DR. Mononobe)
b. Metoda Haspers
c. Metoda Melchior
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 3
Q = x r x f (English unit)atauQ = ( x r x f) / 3,6 (Metric unit)
Di mana : = Run off coefisient (empiris)r = Intensitas hujan selama time of concentration (mm/jam)t = Luas daerah pengaliran (km2)Q = Debit maksimum (m3/dt)
a. Metoda Rational (DR. Mononobe)
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 4
Run Off Coefisien ()
Besarnya run off coefisient tergantung dari factor – factor daerah pengalirannya seperti :• jenis tanah, • kemiringannya, • keadaan hutan penutupnya dan sebagainya, • juga tergantung dari besar kecilnya banjir.
Data – data run off coefisien () yang didapat dari hasil penelitian di Jepang dapat dilihat pada(Tabel 4.9)
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 5
Intensitas Hujan
Karena intensitas hujan pada umumnya sukar didapat, juga di Indonesia, maka untuk mendapatkan intensitas hujan (r) selama time of concentration (t), yang biasanya 24 jam, dipergunakan hujan sehari (R).Untuk itu dipergunakan rumus Dr. Mononobe sebagai berikut :
3/224
24
t
Rr
di mana: :r = intensitas hujan selama time of concentration (mm/jam)R = Hujan sehari (mm)t = time of concentration (jam)
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 6
Time Of Concentration
Dianggap bahwa lamanya hujan yang akan menyebabkan debit banjir adalah sama dengan time of concentration (t).
Untuk menghitung t, dipakai rumus :
V
Lt
di mana : L = Panjang sungai (km)V = Kecepatan banjir (km/jam)T = Time of concentration / waktu perambatan banjir (jam)
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 7
Kecepatan (V)
Untuk menghitung V dipakai rumus Dr. Rziha sebagai berikut :
6.0
72
L
HV
di mana :H = Beda tinggi antara titik terjauh dan mulut daerah pengaliran (km)L = Panjang sungai (km)V = Kecepatan perambatan banjir (km/jam)
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 8
Kondisi Daerah Pengaliran Koefisien Pengaliran( )
Bergunung dan curam 0,75 - 0,90
Pegunungan tertier 0,70 - 0,80
Sungai dengan tanah dan hutan di bagian atas dan bawahnya
0,50 - 0,75
Tanah dasar yang ditanami 0,45 - 0,60
Sawah waktu diairi 0,70 - 0,80
Sungai bergunung 0,75 - 0,85
Sungai dataran 0,45 - 0,75
Tabel 4.9 Koefisien Pengaliran
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 9
b. Metoda Haspers
fqQt di mana :α = Run off coefisienβ = Reduction coefisienq = Intensitas hujan yang diperhitungkanf = Luas daerah pengaliranQt = Debit dengan kemungkinan ulang T tahun
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 10
7.0
7.0
075.01
012.01
f
f
1215
107.31
1 75.0
2
4.0 f
t
t t
3.08.01.0 iLt
jam) dalam(t 6.3 t
pq
hari) dalam(t
4.86 t
pq
Jika t < 2 jam, maka :
2)2()260(008.01 tRt
Rtp
Jika 2 jam < t < 19 jam
1
t
Rtp
Jika 19 jam < t < 30 hari
1707.0 tRp
atau
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 11
c. Metoda Melchior
200
RtfqQt
di mana :α = Run off coefisienq = Intensitas hujan (m3/km2/dt)f = Luas daerah pengaliran (km2)Rt = Curah hujan dengan periode ulang T tahun (mm)Qt = Debit maksimum
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 12
Prosedure perhitungan
a. Lukis elips yang mengelilingi Catchment Area, dengan sumbu panjang a : 1.5 kali sumbu pendek b dan kemudian dihitung luasnya atau
banf 4
1
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 13
b. Dengan nilai nf dari table Melchior kemudian dilanjutkan dengan menentukan nilai q = q1
Menghitung kecepatan :
2.0
5 2
52.031.1
iFqV disarankan agar = 0.52
c. Menghitung time of concentration dengan rumus :
(jam) 4 V
LT
di mana : L = Panjang sungai teoritis
sungai = 0.9 x l (km)
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 14
d. menentukan nilai q baru = q1 dengan menggunakan grafik Melchior dengan menggunakan nilai T dan nf. Kemudian dengan sistem coba – coba atau trial and error diharapkan q2 = q1 namun bila tidak maka harus mengulangi prosedur diatas dengan menggunakan q2 sebagai q1 dan demikian seterusnya sampai didapat q2 = q1.
Setelah diperoleh harga q akhir maka q akhir harus dikoreksi dengan menggunakan tabel karena adanya pengaruh nilai T.
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 15
Grafik Melchior
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 16
Tabel 4.10 Hubungan nF dengan q
nF q nF q nF Q
0,14 29,60 144 4,75 720 2,30
0,72 22,45 216 4,00 2080 1,85
1,44 19,90 288 3,60 1440 1,53
7,20 14,15 360 3,30 2160 1,20
14,00 11,85 432 3,05 2880 1,00
29,00 9,00 504 2,85 4320 0,70
72,00 6,25 576 2,65 5760 0,54
108,00 5,24 648 2,45 7200 0,48
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 17
T(menit)
Kenaikan(%)
T(menit)
Kenaikan(%)
0 - 40 2 1330 - 1420 18
40 – 115 3 1420 - 1510 19
115 - 190 4 1510 - 1595 20
190 - 270 5 1595 - 1680 21
270 - 360 6 1680 - 1770 22
360 - 450 7 1770 - 1860 23
450 - 540 8 1860 - 1950 24
540 - 630 9 1950 - 2035 25
630 - 720 10 2035 - 2120 26
720 - 810 11 2120 - 2210 27
810 - 895 12 2210 - 2295 28
895 - 980 13 2295 - 2380 29
980 - 1070 14 2380 - 2465 30
1070 - 1150 15 2465 - 2550 31
1150 - 1240 16 2550 - 2640 32
1240 - 1330 17 2640 - 2725 33
Tabel 4.11 Faktor Koreksi
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 18
Contoh Soal
Luas Daerah pengaliran sungai (DPS) = 316,5 km2
Panjang sungai = 39 kmKemiringan dasar sungai rata-rata = 0,0013Kondisi topografi (sungai dengan tanah dan hutan) C = 0,75Besarnya curah hujan untuk masing-masing periode ulang adalah :• R2 = 97,51 mm• R5 = 118,30 mm• R10 = 130,92 mm• R25 = 146,22 mm• R50 = 157,40 mm• R100 = 167,11 mmTentukan besarnya debit banjir rencana untuk periode ulang 2, 5, 10, 25, 50 dan 100 tahun .
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 19
Penyelesaian :
Contoh perhitungan debit banjir rencana untuk periode ulang 2 tahun.
a. Metode Rational
det/21,2526,3
5,316.825,3.75,0
6,3
..
825,327,26
24
24
51,9724
24
27,26336,1
39.9,0
336,1)0013,0(.72.72.72
6,3
..
3
3/23/2
6,06,06,0
mFr
Q
t
Rr
jamV
Lt
iL
HV
FrQ
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 20
b. Metode Haspers
32,0)5,316.075,0(1
)5,316.012,0(1
).075,0(1
).012,0(1
...
7,0
7,0
7,0
7,0
F
F
FiQ
t = 0,1 . L 0,8 . i -0,3 = 0,1 (0,9 . 39)0,8 . 0,0013 -0,3 = 12,65 jam
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 21
det/45,138
5,316.984,1.689,0.32,0...
984,165,12.6,3
366,90
.6,3
366,90165,12
51,97.65,12
1
.
689,0
452,112
5,316
)1565,12(
)10.7,3(65,121
12)15(
)10.7,3(1
1
3
2
75,0
2
65,12.4,075,0
2
.4,0
m
FqQ
t
rq
t
Rttr
F
t
t t
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 22
c. Metode Melchior
Dibuat ellip, misalnya sumbu panjang a= 25,5 km dan sumbu pendek b = 17 kmnF = ¼,π . a . b = ¼ . 3,14 . 25,5 . 17 = 340,3 km2
berdasarkan nilai nF = 340,3 dari table diperoleh q1 = 3,518 m3/det/km2 (hasil interpolasi).Dianjurkan untuk α = 0,52
373,0
52,0
52,00013,05,316518,3.31,1
52,0....31,1
2,0
5 2
2,0
5 21
xxxiFqV
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 23
jamx
x
V
LT 53,23
373,04
399,0
.4
.9,0
Selanjutnya lihat grafik Melchior, didapat q2 = 1,7 m3/det/km2
Dengan q2 = 1,7 m3/det/km2, dihitung kembali nilai V :
jamx
x
V
LT
xxV
25,27322,04
399,0
.4
.9,0
322,052,0
52,00013,05,3167,131,1
2,0
5 2
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 24
Selanjutnya lihat grafik kembali, didapat q3 = 1,5 m3/det/km2
Dengan cara yang sama akan diperoleh :V = 0,315T = 27,86 jamLihat grafik Melchior, didapat q4 = 1,41 m3/det/km2, dihitung lagi dan diperoleh :V = 0,311T = 28,2 jamDari hasil ini, lihat grafik diperoleh q5 = 1,409 m3/det/km2 (sudah sama dengan q4, maka :q = q4 + 22 % . q4 = 1,409 + 22% . 1,409 = 1,719 m3/det/km2, sehingga
det/93,137
200
51,97.719,1.5,316.52,0
200...
32
2
mQ
RtqFQ
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 25
4.4 Analisis Debit AndalanDebit Andalan adalah debit aliran yang ada setiap saat
Fungsi Debit Andalan adalah :
• untuk memenuhi kebutuhan air di sawah (irigasi)
• Untuk memenuhi kebutuhan pengolahan air bersih
• Untuk pembangkit PLTM
• Dimensi bangunan pengambilan (Intake)
Besaran Debit
Andalan
Pengukuran langsung di lapangan
Analisis empiris berdasarkan data curah hujan bulanan
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 26
ANALISIS EMPIRIS
Rumus debit dapat dipakai dari persamaan Dr. Mononobe (Rational) atau yang lainnya.
Curah hujan didasarkan pada nilai curah hujan R80, yaitu besarnya curah dengan probabilitas 80 % terlampaui, dengan persamaan, sebagai berikut :
15
80 n
R n : jumlah tahun pengamatan
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 27
Data Curah Hujan Bulanan :
Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des
1986 212 189 123 87 65 48 94 112 145 209 218 112
1987 267 215 179 112 97 101 151 85 169 206 256 235
1988 189 161 200 167 121 62 88 215 315 411 251 189
1989 176 198 116 47 47 116 161 217 241 316 275 274
1990 215 167 228 106 106 75 116 146 199 246 277 351
1991 231 251 188 87 67 42 39 95 124 164 257 211
1992 234 210 189 116 87 27 94 149 198 224 279 291
1993 199 299 185 171 119 111 82 254 157 201 255 267
1994 187 240 291 152 82 100 53 131 117 281 216 201
1995 157 341 257 108 171 79 189 21 76 149 200 175
1996 341 259 209 89 152 164 102 76 217 244 271 349
1997 219 312 211 109 109 117 58 71 198 213 114 255
1998 136 228 273 218 108 78 42 81 154 219 298 312
1999 152 219 274 314 89 43 88 194 174 218 256 223
Contoh Soal :
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 28
15
80 n
R
15
1480 R
= 3,8 ≈ 4
• Artinya nilai R80 terletak pada ranking ke 4
• Untuk mendapatkan nilai yang lebih baik (akurat), data ditambah keatas dua buah dan kebawah dua buah
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 29
Rank Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des
1 136 161 116 47 47 27 39 21 76 149 114 112
2 152 167 123 87 65 42 42 71 117 164 200 175
3 157 189 179 87 67 43 53 76 124 201 216 189
4 176 198 185 89 82 48 58 81 145 206 218 201
5 187 210 188 106 87 62 82 85 154 209 251 211
6 189 215 189 108 89 75 88 95 157 213 255 223
7 199 219 200 109 97 78 88 112 169 218 256 235
8 212 228 209 112 106 79 94 131 174 219 256 255
9 215 240 211 116 108 100 94 146 198 224 257 267
10 219 251 228 152 109 101 102 149 198 244 271 274
11 231 259 257 167 119 111 116 194 199 246 275 291
12 234 299 273 171 121 116 151 215 217 281 277 312
13 267 312 274 218 152 117 161 217 241 316 279 349
14 341 341 291 314 171 164 189 254 315 411 298 351
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 30
Rank Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des
1
2 152 167 123 87 65 42 42 71 117 164 200 175
3 157 189 179 87 67 43 53 76 124 201 216 189
4 176 198 185 89 82 48 58 81 145 206 218 201
5 187 210 188 106 87 62 82 85 154 209 251 211
6 189 215 189 108 89 75 88 95 157 213 255 223
Rata2 171,2 195,8 172,8 95,4 78 54 64,6 81,6 139,4 198,6 228 199,8
R80bulanan
176 198 179 89 82 48 58 81 145 201 218 201
R80Harian
5,68 7,07 5,77 2,97 2,65 1,6 1,87 2,61 4,83 6,48 7,27 6,48
Rabu 12 April 2023 desi supriyan 31
Untuk menghitung besarnya Debit Andalan, dapat menggunakan persamaan dari Dr. Mononobe (Rational), yaitu :
Q = x r x f (English unit)atauQ = ( x r x f) / 3,6 (Metric unit)
Refreshing.pps