Presentasi Rekayasa Hidrologi II Hidrograf Satuan PDF [PDF]

Citation preview

Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



HIDROGRAF SATUAN Hidrograf satuan (Unit hydrograph)



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Adalah hidrograf limpasan langsung (direct runoff) akibat hujan rerata DAS satu satuan selama satu satuan waktu (umumnya dalam mm/jam). Hidrograf Limpasan Langsung dapat diperoleh dengan memisahkan hidrograf dari aliran dasarnya dengan • Straight line method (metode Garis Lurus) • Fixed base length (Metode Panjang Dasar Tetap) • Variable slope method (Metode kemiringan Berbeda)



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



BAGAN ALIR Hujan titik



AWLR



Metode Analisis



Rating curve



Skema Metode Umum Analisis



Hujan DAS



Peta Topografi



Hujan rancangan



Parameter DAS



Hidrograf



Analisis frekuensi



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Distribusi hujan jam-jaman



Hidrograf satuan sintetik



Distribusi hujan jam-jaman



Hidrograf satuan analitis



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



Hidrograf banjir rancangan



1



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir



Sistem



Sistem



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



Hidrograf Satuan mengandaikan sistem DAS sebagai sistem yang “linear time invariant”, yaitu : 1.



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Cara Collins



2.



3. 4.



Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



Hujan merata di seluruh DAS (evenly distributed), dan intensitasnya tetap pada setiap interval waktu (constant intensity) Hujan terjadi kapanpun tidak berpengaruh terhadap proses transformasi hujan menjadi debit/hidrograf (time invariant) Debit/hidrograf berbanding lurus dengan hujan dan berlaku asas superposisi (linear system) Waktu resesi (waktu dari akhir hujan sampai akhir limpasan langsung) selalu tetap



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



Skema



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



Q (m3/dt)



I (mm/jam)



P efektif



HLL



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



t (jam)



Base flow



A



t (jam) tp



Hujan Hidrograf di A



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



2



REKAYASA HIDROLOGI II



Pendahuluan



Umum



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem P (mm/jam)



P (mm/jam)



5



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



20



Q (m3/dt)



1



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



HLL-2 akibat Peff-2



HLL-1 akibat Peff-1 Q (m3/dt)



2



t (jam)



t (jam)



P (mm/jam)



P (mm/jam)



1 101



HLL-3 akibat Peff-3 UH akibat Peff 1 mm/jam Q (m3/dt)



Q (m3/dt)



3



t (jam)



1



t (jam)



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



Ketiga hidrograf (HLL-1,2,3) dijumlahkan akan sama dengan hidrograf limpasan langsung terhitung



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



Analisis



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



Persamaan Polinomial



Hidrograf satuan dapat diselesaikan dengan 2 cara, yaitu : 1. Persamaan Polinomial 2. Cara Collins



Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



3



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



Tahapan Persamaan Polinomial •



Pilih data hujan jam-jaman dan hidrograf aliran terukur di sungai.



•



Pisahkan baseflow dan hidrograf limpasan langsung (HLL).



•



Tetapkan nilai losses tetap (Φindeks) dan hujan efektif jam-jaman.



•



Dengan prinsip superposisi, linear time invariant dan constant base time, dapat disusun persamaan polinomial untuk menentukan hidrograf satuan..



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



Polinomial R



Metode Analisis



Masukan



Skema Metode Umum Analisis



R1



R2



R3 t



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



Q



U1



U2



U3



Hidrograf Satuan Hipotetik



Q



X1



X2



X3



X4



X5



Hidrograf Limpasan Langsung Terukur



t



Persamakan t



4



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan alir Sistem



Persamaan Persamaan Polinomial



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Cara Collins



Hitungan hidrograf Limpasan langsung Terukur dapat dilakukan dengan : Hujan R1 - hidrograf R1U1 R1U2 R1U3 ................ R1Un Hujan R2 - hidrograf ---- R2U1 R2U2 R2U3 .......... R2Un Hujan R3 - hidrograf ---- ---- R3U1 R3U2 R3U3 ...... R3Un _____________________________________ A B C D E Membandingkan hidrograf hipotetik ini dengan hidrograf terukur akan diperoleh : A = R1U1 = X 1 B = R1U2 + R2U1 = X2 C = R1U3 + R2U2 + R3U1 = X3 D = R1U4 + R2U3 + R3U2 = X4



U1 = ....... U2 = ....... U3 = ....... U4 = .......



Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



Contoh Perhitungan



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Pada satu DAS seluas 75,6 km2 terjadi hujan merata selama 4 jam berturut-turut sebesar 13 mm, 15 mm, 12 mm dan 8 mm. Akibat hujan tersebut terjadi perubahan debit aliran di sungai terukur seperti pada tabel di bawah. Tentukan hidrograf satuan di DAS tersebut dengan menggunakan cara polinomial. Tabel hasil pengukuran hidrograf t (jam) Q (m3/dt)



0



1



2



3



4



5



6



7



8



9



5,0



11,0



27,0



47,0



56,5



48,5



33,5



18,5



8,0



5,0



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



5



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



Metode Analisis Skema Metode umum Analisis



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



Penyelesaian Dengan menetapkan base flow tetap sebesar 5 m3/dt, volume limpasan langsung dapat dihitung sbb.: VLL



= [ (11+27+47+56.5+48.5+33.5+18.5+8) – (8x5) ] x 3600 = 756000 m3. = VLL / A = 756000 x 103 / (75.6 x 106) = 10 mm



 Pef



Misal  index < 8 mm/jam: 



index = [(13+15+12+8) – 10)] / 4 = 9.5 mm/jam …..Tidak benar !!



Misal 8 <  index < 12 mm/jam:  index = [(13+15+12) – 10)] / 3 = 10 mm/jam …Anggapan benar !!



index = 10 mm/jam Menentukan hujan efektif P1 efektif = 13 –10 = 3 mm P2 efektif = 15 – 10 = 5 mm P3 efektif = 12 – 10 = 2 mm



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Tabel Hitungan Hidrograf Satuan t



QH



QHLL



U3(t)



U5(t-1)



U2(t-2)



UH=U1(t)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9



5.0 11.0 27.0 47.0 56.5 48.5 33.5 18.5 8.0 5.0



0.0 6.0 22.0 42.0 51.5 43.5 28.5 13.5 3.0 0.0



0.0 6.0 12.0 18.0 13.5 9.0 4.5 0.0



0.0 10.0 20.0 30.0 22.5 15.0 7.5 0.0



0.0 4.0 8.0 12.0 9.0 6.0 3.0 0.0



0.0 2.0 4.0 6.0 4.5 3.0 1.5 0.0



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



6



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



Tahapan penentuan hidrograf satuan cara Collins 1.



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



2. 3. 4. 5. 6.



7. 8.



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



Pilih data hujan jam-jaman dan hidrograf aliran terukur di sungai. Pisahkan baseflow dan hidrograf limpasan langsung (HLL). Tetapkan nilai losses tetap (Φindeks) dan hujan efektif jamjaman. Tetapkan sebuah hidrograf satuan perkiraan awal (UH-1). Tentukan hidrograf limpasan langsung akibat hujan efektif jamjaman kecuali untuk hujan terbesar. Jumlahkan semua hidrograf limpasan langsung ini dan hasilnya kurangkan dengan hidrograf limpasan langsung terukur. Selisih hidrograf limpasan langsung yang didapatkan dibagi dengan hujan efektif jam-jaman yang maksimum. Hasilnya adalah hidrograf satuan baru (UH-2). Hitung rerata UH-1 dan UH-2 sebagai UH-3 dan amati apakah cukup dekat dengan UH-1. Apabila masih belum cukup dekat, ulangi langkah (4) sampai dengan (7) dengan mengambil UH-3 sebagai hidrograf satuan perkiraan awal yang baru. Prosedur ini diulang sampai didapatkan hasil UH-3 yang cukup dekat dengan UH-1.



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



Bagan Cara Collins R Masukan (kecuali Rmax)



Metode Analisis



R1



Skema Metode Umum Analisis



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



R2



R3 t Q U1



U2



U3



Hidrograf Satuan Hipotetik (HSHi) t



Q X1



X2



X3



X4



X5



Hidrograf Limpasan Langsung Terukur (HLLT)



Q



t Operasi perkalian kurangkan dari HLLT



Kalikan 1/Rmax



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



Hidrograf Satuan ke- n (HSn)



t



7



Pendahuluan



REKAYASA HIDROLOGI II



Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem



Persamaan



Metode Analisis Skema Metode Umum Analisis



Persamaan Polinomial Bagan Polinomial Persamaan Contoh Soal Contoh Penyelesaian Tabel Penyelesaian



Pmaks



h i+1



Qmaks



P



hi P-Pmaks



Q Q-Qmaks



Cara Collins Bagan Collins Persamaan 10/31/2012



8