HYDROGRAPH HYDROGRAPH 5/3/2017

Transkripsi

1 5/3/2 HYDROGRAH REKAYASA HIDROLOGI Norma usita, ST.MT. HYDROGRAH Debit rencana banjir atau imasan banjir rencana di tentukan dengan beberaa metode, yaitu analitis, rasional, infitrasi, dan emiris. Metode emiris dianalisa berdasarkan data hasi engamatan, yaitu : 1. Unit grah method/ Actual unit hydrograh Sherman L.K Synthetic unit Hydrograh Snyder. FF nakayasu 3. Dimensionless Unit Hydrograh. 4. Distribution Grah. 1

2 5/3/2 HYDROGRAH??? Hidrograf adalah enyajian secara graik variasi atau keragaman debit menurut waktu. Dari hidrograf daat diketahui beraa besar volume air yang melewati os engukur debit daam suatu waktu tertentu. Titik titik koordinat hidrograf yang dihubungkan satu sama lain membentuk kurva disebut lengkung massa. ACTUAL UNIT HYDROGRAH Dalam metode ini dikemukakan bahwa unit hydrograh hasil engolahan data dan engukuran meruakan salah satu alat untuk memerkirakan hidrograh jika diketahui data curah hujan, selama karakteristik fisik daerah aliran tidak mengalami banyak erubahan. Metode ini diergunakan bila data-data yang tersedia didaatkan dengan eriode endek dan berlaku untuk daerah engaliran yang tidak terlalu besar. Metode ini diterakan untuk : - memerkirakan banjir rencana (design flood) - mengisi data banjir yang hilang - memerkirakan banjir jangka endek berdasarkan data curah hujan yang tercatat 2

3 5/3/2 ACTUAL UNIT HYDROGRAH rosedure engerjaan Hidograf Satuan (Actual Unit Hydrograh): 1. Dari encatatan hujan lebat, yang turun merata di suatu daerah, ilih beberaa intensitas dengan duration tertentu. 2. Dari encatatan data debit banjir, diersiakan hidrograh banjir (Flood Hydrograh) selama beberaa hari sebelum dan sesudah erioda hujan ada butir 1 3. isahkan aliran dasar (Base Flow): terhada aliran ermukaan dengan berbagai metoda yang ada 4. Dari hasil emisahan ini, akan didaat/ dihitung ordinat aliran dasar dan ordinat limasan langsung 5. Dihitung vol. limasan langsung dengan ersamaan: H eff d eff V A nett tr nett. dt A nett A. t dengan: A = luas daerah aliran (m 2 ), net = Ordinat debit limasan langsung ( net = tot - BF ) tot = debit limasan total, BF = debit limasan dasar, t = batas interval 6. Hitung ordinat-ordinat Hidrograh satuan dengan rumus. ordinatrunoff ordinat hydrograh h eff Waktu Tgl. Jam Debit Total Aliran Dasar Ordinat limasan langsung Ordinat hidrograh satuan (1) (2) (3) (4) = (2) (3) (5) = (4)/heff H eff net.t A net t 36 A net Dimana: = debit A = Luas Daerah Aliran Sungai (DAS) (m 2 ) T = eriode / durasi waktu lamanya debit aliran (detik atau jam) 3

4 5/3/2 CONTOH SOAL Data dibawah ini adalah hasil engukuran aliran dan hujan lebat dengan duration 6 jam, luas daerah engaliran sungai yang diukur ini = 316 Km 2. Hitung dan gambar unit hydrograh dengan duration 6 jam Hitung tinggi hujan reff. Yang diwakili oleh Flood Hyidrograh Asumsikan aliran dasamya konstan =. m 3 / det. Waktu : Aliran (m 3 / det) Waktu Aliran (m 3 / det) 1 Juni Juni , 113,2 254,5 198, ,2 87,7 67,9 3 Juni Juni. 53,8 42,5 31,1 22,64, ERHITUNGAN ORDINAT HIDROGRAF SATUAN Waktu Tgl. Jam 1 Juni Juni Juni Debit Total Aliran Dasar Ordinat limasan langsung Ordinat hidrograh satuan (1) (2) (3) (4) = (2) (3) (5) = (4)/h eff, 113,2 96,2 254,5 237,5 198, ,2 87,7 67,9 53,8 42,5 31,1 22, ,2 7,7 5,9 36,8 25,5 14,1 5,64 14,846 36,651 27,932 2,252 14,846,9 7,855 5,679 3,935 2,6,87 4 Juni., = 947,54 net H eff. 648 m 6. 48cm 316 4

5 5/3/2 CONTOH SOAL 2 Hitung ordinat dari hydrograf banjir yang dihasilkan dari 3 jam hujan lebat. Masing -masing hujan eff. besarnya 2; 6,75 dan 3,75 cm dan dimulai selang 3 jam. Ordinat dari unit hydrografnya diberikan dalam tabel berikut. Jam Ordinat Unit Hid Asumsikan kehilangan air awal = 5 mm, indeks infiltrasi = 2,5 mm/jam, aliran dasar (base flow) = m 3 / det 5

6 5/3/2 JAWABAN Diangga: Hujan diermukaan sungai dan interflow sangat kecil dibandingkan surface run off, jadi hujan efektif seluruhnya akan menjadi direct run off. Jadi Infiltrasi dan kehilangan air awal tidak memengaruhi hujan efektif. Ordinat limasan langsung = hujan efektif x ordinat unit hydrograh. Kolom (3) = 2 x kolom (2) Kolom (4) = 6,15 x kolom (2) Kolom (5) = 3,75 x kolom (2) Jam Ordinat unit Hidograh U 1 Ordinat Limasan Langsung U 2 U 3 U total Base Flow Ordinat Limasan (2) x h eff I (2) x h eff II (2) x h eff III (6) = (4) (5) (7) (8)=(6)+(7 ) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) ,5 2463, ,5 1687,5 1586, ,25 877,5 641,25 438, ,5 67,5 412,5 1368, ,5 1162,5 937,5 881,25 656,25 487,25 356,25 234, ,5 37, ,5 3876, , , , ,5 23, , ,75 318, , ,5 3886, , , , ,5 33, , ,75 328, ,5 Debit banjir = 5532,75 m 3 /det (= Ordinat Debit Limasan Total Maksimum) 6

7 5/3/2 SYNTETIC UNIT HYDROGRAH Metode ini memerkirakan adanya hubungan antara debit, time of concentration, terhada karakteristik daerah aliran data suatu bentuk ersamaan-ersamaan seerti dibawah ini: t t te 5, 5 T q n Ct ( LLc ) t = w aktu antara titik berat curah hujan hingga uncak t, 5 C. 278 T q A (time lag) t e = w aktu hujan effektif T = w aktu yang dierlukan antara ermulaan hujan hingga mencaai uncak hidrograf q = uncak hidrograf satuan (m 3 /detik/mm/km 2 ) = debit uncak (m 3 /detik/mm) C t = C = ORDINAT HYDROGRAH Y ; X t T Y ( 12) a x 2 a 1, T h A 2 ; h tinggihujan 1mm 7

8 5/3/2 CONTOH Jika diketahui C t = 1.22, C = 1.26, n =.2, A = 29 km 2, L = 92 km, L c = 44 km. Hitung grafik hidrograf akibat hujan 6 mm/jam, mm/jam, 4 mm/jam ENYELESAIAN t = C t L L c n = 1, = 18,42 jam t e = t 5,5 = 18,42 = 3,35 jam 5,5 t e >t r, maka t = t +,25 t r t e T = t +,5 =,836 +,5 = 18,336 jam = 18,42 +,25 1 3,35 =,836 jam q =,278 C T =,278 1,75 18,336 =,27 m3 /dtk / mm/ km 2 = q A =,27 3 = 8,1 m 3 /dtk / mm λ = T ha 8,1 18,336 = =, a = 1,32λ 2 +,15λ +,45 =,443 8

9 5/3/2 t X Y Hujan Efektif 2 (12) a t/t x Y Y* 6 4 Total Dan seterusnya.. HSS NAKAYASU Nakayasu dari Jeang telah menyelidiki hidrograf satuan ada sungai sungai di Jeang dan membuat ersamaan sebagai berikut: T ( T AR 3,6(,3T ; T,3 t ( T T 3) ; T t ( T Dimana: R T T,3 a t, d.,3 a t T T,3,3) t ( T T,3 1,5T,3) ; d., 3 T,3 1,5T,3) ; d., 3 t T 2T,3 2,4 t T,5T,3 t T,5T 1,5T = debit uncak banjir (m 3 /detik) = hujan satuan (1mm) = tenggang waktu (time lag) dari ermulaan hujan samai uncak banjir = waktu yang dierlukan oleh enurunan debit, dari debit uncak menjadi 3% dari debit uncak = limasan sebelum mencaai debit uncak (m 3 /detik) = waktu (jam),3,3 9

10 5/3/2 T = t g +,8 t r untuk L < 15 km; t =,21 L,7 L>15 km t =,4 +.58L L = anjang alur sungai (km) t g = waktu konsentrasi (jam) t r =,5t g samai t g CONTOH: Luas daerah engaliran suatu sungai samai ke eleasannya (outlet) adalah 24 km 2. anjang L = 75 km. hujan efektif dalam daerah engaliran adalah sebagai berikut : T Jam Hujan 2 4 mm/jam Hitung ordinat ordinat banjirnya! enyelesaian: L = 75 km t g =,4 + (,58 x 75) = 4,75 jam Menggunakan t r =,75 t g sehingga t r = 3,56 jam T = t g +,8 t r = 4,75 + (,8 x 3,56) = 7,6 jam T,3 = α t g = 2 x 4,75 = 9,5 jam AR 3,6(,3T T, ) 3,6,37,6 9,5 565,9396 m 3 / jam

11 5/3/2 Akibat Hujan T U (m 3 /jam) 2 4 Total (m 3 /jam) m 3 /detik mm/jam mm/jam mm/jam mm/jam 4 mm/jam mm/jam Total (m3/jam) Total (m3/dtk)

12 5/3/2 HSS SCS Metode ini dikembangkan oleh Victor Mockus ada tahun 195. Hidrograf tak berdimensi SCS (Soil Conservation Services) adalah hidrograf satuan sintetis dimana debit dinyatakan sebagai nisbah debit q terhada debit uncak q dan waktu dalam nisbah adalah waktu t terhada waktu naik hidrograf satuan T. Jika debit uncak dan waktu kelambatan dari suatu durasi hujan efektif diketahui, maka hidrograf satuan daat diestimasi dari hidrograf satuan sintetis tak berdimensi untu suatu DAS.harga q dan T daat dierkirakan dari model sederhana hidrograf satuan segitiga dimana waktu dalam jam dan debit dalam m 3 /detik.cm. hujan efektif e =,2 S 2 +,8S 1 2 tr t t = L,8 Y + 1,7 19 S,5 ; Y = CN aliran ermukaan t =,51 L,8 q T c =,39 L,77 S,385 tr T =,12 T c + t T Dimana: e T c t S L T 1,67 T tb = kedalaman hujan efektif (mm) = waktu konsentrasi = waktu tenggang = kemiringan lereng = anjang aliran utama = waktu uncak = debit uncak limasan = CA T ; C = 2,8 12

13 5/3/2 HSS GAMA I Cara ini diakai sebagai uaya memeroleh hidrograf satuan suatu DAS yang belum ernah diukur. Dengan engertian lain tidak tersedia data engukuran debit mauun data AWLR (Automatic Water Level Recorder ) ada suatu temat tertentu dalam sebuah DAS yang tidak ada stasiun hydrometer. Hidrograf satuan sintetik secara sederhana daat disajikan emat sifat dasarnya yang masing masing disamaikan sebagai berikut: Waktu naik ( Time of Rise, T R ), yaitu w aktu yang diukur dari saat hidrograf mulai naik samai berakhirnya limasan langsung atau debit sama dengan nol. Debit uncak ( eak Discharge, ) Waktu dasar ( Base Time, T B ), yaitu w aktu yang diukur dari saat hidrograf mulai naik samai berakhirnya limasan langsung atau debit sama dengan nol. Koefisien tamungan DAS dalam Fungsi sebagai tamungan air. (m3/dtk) TR t (jam) TB Sisi naik hidrograf satuan dierhitungkan sebagai garis lurus sedang sisi resesi (resesion climb) hidrograf satuan disajikan dalam ersamaan exonensial berikut : t = e t/k dimana : t = Debit yang diukur dalam jam ke t sesudah debit uncak ( m 3 /dt ) = Debit uncak ( m 3 /dt) t = Waktu yang diukur ada saat terjadinya debit uncak ( jam ) K = Koefisien tamungan dalam jam 13

14 5/3/2 3 L T R =,43 + 1,665 SIM + 1,2775 SF Dimana: T R = waktu naik (jam) SF = factor sumber, erbandingan antara jumlah anjang sungai tingkat 1 dengan jumlah anjang semua tingkat SF = L 1 i=1 n L i SIM = factor simetri, meruakan hasil kali antara factor lebar (WF) dengan luas DASsebelah hulu (RUA) Dimana: =,1836 A,5886 JN,2381 T R,48 = debit uncak (m 3 /detik) : JN = jumlah ertemuan sungai T B = 27,4132 T R,1475 S,986 SN,7344 RUA,2574 Dimana: T B = waktu dasar (jam); SN = frekuensi sumber ; RUA = luas DAS sebelah hulu K =,56 A,89 S,1446 SF 1,897 D,452 Dimana: K = koefisien tamungan (jam) D = keraatanjaringankuras (km/km 2 ) 14