Banjir Rancangan Non Hidrograf

Jurusan Teknik Pengairan-FTUB

��




Tujuan penerap penerapan an : untuk untuk menent menentuk ukan an debi debit t banjir banjir rancanga rancangan n (Qrancangan )

 Debi Debitt yang yang dihas dihasil ilkan kan : hanya Q puncak (Non

Hidrograf) 

Syarat : cocok diterapkan pada DAS

≤

60 km2

Qp (debit banjir rancangan)

1


Jika Jika turu turun n hu huja jan n sebe sebesa sarr 1 mm/ mm/ja jam m sel selam ama a 1 jam jam pada ada DAS DAS selu seluas as 1 km2 pada ada perm permuk ukaa aan n yang yang lici licin n (C =1) C =1)  terjadi Q 3 banji anjirr sebe sebesa sarr 0,27 0,278 8 m /dt.

1. Hujan Hujan yang yang turu turun n di DAS DAS diasu diasumsi msikan kan mem memili iliki ki keser keserag agam aman an dala dalam m dist distri ribu busi si ruan ruang g dan wakt waktu u 2. Debit puncak (Qp) akibat hujan dengan intensitas I, berla berlang ngsun sung g selam selama a waktu waktu kons konsen entra trasi si ( Tc) atau atau lebi lebih h lama lama 3. Qp puny punya a hu hubu bung ngan an lin linier ier denga dengan n Tc


 Untuk Luas DAS (A) dalam km2 Q = 0,278 C . I . A 

Untuk Luas DAS (A) dalam ha Q = 0,00278 C . I . A dengan: Q = debi debitt banj banjir ir rancan rancangan gan (m3 /dt) C = koefi koefisien sien pengalir pengaliran an I = Inten Intensita sitass hujan hujan (mm/jam (mm/jam)) A = Luas Luas DAS DAS (km (km2 atau ha)

2


つづく Untuk Untuk daerah daerah penga pengali liran ran lebih lebih dari dari 0,8 0,8 km2 , digunak digunakan an rumus rumus Meto Metode de

Modifikasi

Rasi Rasion onal al

:

dengan ngan : Cs = koefisie koefisien n tampungan tampungan


“besar arny nya a cura curah h huja hujan n Intens nsit itas as cura curah h huja hujan n (I) : “bes  Inte dalam dalam periode periode terten tertentu tu (satuan (satuan:: mm/jam)” mm/jam)” mendapatkan intensitas  Untuk mendapatkan

hujan (I) selama waktu

konse ko nsentr ntras asii (Tc) digunakan rumus Mononobe :

dengan: R24

= total hujan yang turun dalam 24 jam (mm)

I

= intensitas hujan rancangan (mm/jam)

Tc

= waktu konsentrasi (jam)

3


つづく

dengan ngan : Tc = wakt waktu u konse konsentr ntrasi asi (jam) (jam) = To + Td Td = d = wakt waktu u peng pengal alir iran an atau atau drain flow time (jam)




Waktu Waktu konse konsentra ntrasi si (Tc) adal adalah ah waktu yang diperlukan air untuk mengalir dari suatu titik terjauh pada suatu DAS hingga titik pengamatan aliran (outlet).



Waktu konsentrasi (T (Tc) terdiri terdiri dari dari 2 (dua) (dua) bagian yaitu: yaitu: a) waktu yang diperlu diperlukan kan air air laria larian n sampa sampaii ke sungai sungai terdekat (T (To) ----------- di laha lahan n (fase (fase lahan) lahan) b) waktu yang diperlu diperlukan kan aliran aliran air air sung sungai ai sampai sampai ke ke lokasi pengamatan (T (Td ) ------ di badan badan sunga sungaii (fase (fase saluran) saluran)

4


つづく Outlet sungai/Titik pengamatan (AWLR)

T 0 Td

Td


つづく ⌦ Rumu Rumuss wakt waktu u kons konsen entr tras asii : Tc = To + Td ⌦ To me meru rupa pakan kan waktu waktu alira aliran n air perm permuka ukaan an (runoff)

untuk me untuk meng ngali alirr mel melalu aluii permukaan tanah ke saluran/sungai saluran/sungai terdekat terdekat

dengan : L = Panjang pengaliran di atas permukaan lahan (m) n = angka kekasaran Manning S = kemiringan lahan

5


つづく  Td me d meru rup pakan akan wakt waktu u alir aliran an dima dimana na air jatuh

pertama kali kali pada badan air di sungai/saluran sungai/saluran ke outlet outlet pengam pengamata atan/tinj n/tinjaua auan n  Jika parameter-parameter hidrolik aliran tsb

sulit ditentukan maka Td dapat d dapat diperkirakan dengan menggunakan kecepatan aliran :


つづく dengan : Ls v

= Panjang pengaliran didalam saluran/sungai (m) = Kecepa Kecepatan tan aliran aliran rerata rerata (m/dt), (m/dt), bila dirumus dirumuskan kan adalah: ☯ Untu Untuk k perm permuk ukaa aan n tertu tertutu tup p ( Paved), Paved),

v = 4.918.S0.5 ☯ Untuk Untuk permukaan permukaan tidak tertutu tertutup p ( Unpaved )

v = 6.196.S0.5 Ket. S = slope dasar saluran/sungai (m)

6


a. Rumus Kirpich: dima dimana na : Tc : waktu waktu konse konsentr ntrasi asi (jam) (jam) L : pan panja jang ng alir aliran an (km) (km) S : kemirin kemiringan gan rerata rerata b. Cara Mc. Dermott Tc = 0,76 0,76 A0,38 deng engan : Tc = waktu waktu konse konsentr ntrasi asi banji banjirr (men (menit) it) A = luas luas DAS DAS (km (km2)


Koefisien n penga pengalira liran n (C )  Koefisie “ perbandingan antara jumlah air yang mengalir di permukaan akibat hujan (limpasan) pada suatu daerah dengan jumlah curah hujan yang turun di daerah daera h tersebut”

 Rumus :

7


つづく Dimana: Cm = koefis koefisien ien peng pengali aliran ran rataratarata Ai = luas luas daer daerah ah dari dari masi masing ng-masi masing ng tata tata guna guna tana tanah h Ci = koefisien koefisien pengali pengaliran ran masing masing-ma -masin sing g tata tata guna guna tanah n = banyak banyaknya nya jenis jenis peng penggu guna naan an tanah tanah dalam dalam suatu atu daera erah pengaliran

AD =

20 km 2 Lahan terbuka ( C D )

AB =

37 km 2 AC =

Sawah

Kebun

(C B )

AA

41 km 2

(C C )

= 50 km 2

Pemukiman

(C A)


16

8


-

-

-

-

-

Tata gu guna la l ahan Perumputan 1. Tanah nah pasi pasirr, slo slope 2% 2. tanah pasir sir, slo slope 2 – 7% 3. tana tanah h pasi pasirr, slo slope 7% Bisnis 1. Pusa Pusatt kota 2. Dae Daerah rah ping pinggi gira ran n Perumahan 1. Kepa Kepada data tan n 20 ruma rumah/ h/ha ha 2. Kepa Kepada data tan n 20 – 60 ruma rumah/ h/ha ha 3. K epadat an 60 – 160 rumah/ha Daerah Dae rah industri industri 1. Indu Indust stri ri ring ringa an 2. Indu Indust stri ri bera beratt Daerah Dae rah pertanian pertanian Daerah Dae rah perkebunan perkebunan Tanah/kuburan Tempat empat bermain bermain Jalan Jalan aspal aspal Jalan Jalan beton beton Jala Jalan n batu batu

Koefisien Limpasan 0,05 0,05 – 0,10 0,10 0,10 0,10 – 0,15 0,15 0,15 0,15 – 0,20 0,20 0,75 0,75 – 0,95 0,95 0,50 0,50 – 0,70 0,70 0,50 0,50 – 0,60 0,60 0,60 0,60 – 0,80 0,80 0,70 0,70 – 0,90 0,90 0,50 0,50 – 0,80 0,80 0,60 0,60 – 0,90 0,90 0,45 0,45 – 0,55 0,55 0,20 0,20 – 0,30 0,30 0,10 0,10 – 0,25 0,25 0,20 0,20 – 0,35 0,35 0,70 0,70 – 0,95 0,95 0,80 0,80 – 0,95 0,95 0,70 0,70 – 0,85 0,85


Sumber : Joesron Loebis,1987

9


-

-

-

-

-

Jenis Pe P ermukaan/tata guna ta t anah Perumputan 1. Tanah anah pasir asir,, slop slope e 2% 2. tanah anah pasir sir, slop lope 2 – 7% 3. tana tanah h pasi pasirr, slop slope e 7% Bisnis 1. Pusat usat kota 2. Daer Daerah ah ping pinggi gira ran n Perumahan 1. Kepa Kepada data tan n 20 ruma rumah/ h/ha ha 2. Kepa Kepad datan atan 20 – 60 ruma rumah/ h/ha ha 3. Kepa Kepad datan atan 60 – 160 160 ruma rumah/ h/ha ha Daerah Daerah industri industri 1. Ind Industr ustrii ring ringan an 2. Ind Industr ustrii berat erat Daerah Daerah pertanian pertanian Daerah perkebunan perkebunan Tanah/kuburan Tempat bermain bermain Jalan aspal aspal Jalan beton beton Jalan batu batu

Koefisien Pengaliran 0,05 0,05 – 0,10 0,10 0,10 0,10 – 0,15 0,15 0,15 0,15 – 0,20 0,20 0,75 0,75 – 0,95 0,95 0,50 0,50 – 0,70 0,70 0,50 0,50 – 0,60 0,60 0,60 0,60 – 0,80 0,80 0,70 0,70 – 0,90 0,90 0,50 0,50 – 0,80 0,80 0,60 0,60 – 0,90 0,90 0,45 0,45 – 0,55 0,55 0,20 0,20 – 0,30 0,30 0,10 0,10 – 0,25 0,25 0,20 0,20 – 0,35 0,35 0,70 0,70 – 0,95 0,95 0,80 0,80 – 0,95 0,95 0,70 0,70 – 0,85 0,85


Karakteristik Tanah Camp Campur uran an pasi pasirr Camp Campur uran an kerikil Geluh Geluh dan sejeni sejenisny snya a

Lempun Lempung g dan sejeni sejenisny snya a

Tata Guna Lahan Pertanian Padang Padang rumput rumput Hutan Pertanian Padang Padang rumput rumput Hutan Pertanian Padang Padang rumput rumput Hutan

Koefisien Limpa Limpasan san (C) 0,20 0,15 0,10 0,40 0,35 0,30 0,50 0,45 0,40

10


Data Data Curah Curah Hujan Hujan Daer Daerah ah Hari Harian an Maks Maksim imum um (R 24 Maks Maks) Tahun

R24 maks (mm)

Tahun

R 24 maks (mm)

1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971

93,90 61,65 72,73 87,62 59,72 72,27 54,94 61,37 76,06 107,40 58,04 73,33 41,03 74,86 80,66 76,40 42,11

1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987

60,11 64,66 82,51 59,01 40,83 59,11 68,70 50,84 53,56 60,32 81,93 97,17 70,55 103,30 50,56 68,14


つづく Luas DAS : 82,75 km2

Tabel. Penggunaan lahan di DAS Penggunaan Lahan Perumahan Indus Industri tri Berat Berat Rerumputan Tanah Pertani Pertanian an

Luas (km2) 30,70 18,82 9,92 23,31

11


��

�24 ��

1�55 1�5� 1�5� 1�5� 1�5� 1��0 1��1 1��2 1��3 1��4

�3.�0 �1.�5 �2.�3 ��.�2 5�.�2 �2.2� 54.�4 �1.3� ��.0� 10�.40

�� 24 (��) 1.�� 1.�� 1.�� 1.�4 1.�� 1.�� 1.�4 1.�� 1.�� 2.03

�� 24 �� 24��3 0.003� 0.0000 0.0001 0.001� �0.0001 0.0001 �0.0005 0.0000 0.0002 0.00�4

1. Menghitung R24 dengan kala kala ulan lang 5 tahun (Metod (Metode e Log Pearson III) R24 : Curah Hujan harian (mm)


Lanjutan Tabel…… �� 1��5 1�� 1�� 1�� 1�� 1��0 1��1 1��2 1��3 1��4 1��5

�24 �� (��) 5�.04 �3.33 41.03 �4.�� 0.�� .40 42.11 �0.11 �4.�� 2.51 5�.01

�� 24 (��) 1.�� 1.�� 1.�1 1.�� 1.�1 1.�� 1.�2 1.�� 1.�1 1.�2 1.��

�� 24 �� 24��3 �0.0002 0.0001 �0.00�� 0.0002 0.000� 0.0003 �0.00�5 �0.0001 0.0000 0.000� �0.0001

12


Lanjutan Tabel……

�� 1��5 1�� 1�� 1�� 1�� 1��0 1��1 1��2 1��3

�24 �� 24 �� (��) 5�.01 1.�� 40.�3 1.�1 5�.11 1.�� .�0 1.�4 50.�4 1.�1 53.5� 1.�3 �0.32 1.�� 1.�3 1.�1 ��.1� 1.��

�� 24 �� 24��3 �0.0001 �0.00�1 �0.0001 0.0000 �0.0015 �0.000� �0.0001 0.000� 0.004�


Hasil perhitungan parameter Log Pearson III : Rerat rata a log R24  Re

= 1.82

Standarr deviasi deviasi (Sd) (Sd)  Standa

= 0.10 0.107 7

 Jumlah Jumlah data (n)

= 29

 Σ�� 24�� 24 ��3

� �0.00�2

Koefisien n kepenc kepenceng engan an (Cs) (Cs) � �0.1�4  Koefisie

13


☺ Untuk Tr = r = 5 tahun, tahun, prob probabil abilitas itas terjadi terjadi =

(1/5) x 100% = 20%  Untuk Tr = 5 tahun dan Gs = -0,19355, dari tabel

Distribusi Pearson III, didapat K = 0.85 Sehingga : log R 24 (5 th) = log R24 rerata + K.Sd = 1,82 + 0,85 x 0,107 = 1.91 = 81.48 mm Jadi hujan dengan kala ulang 5 th = 81.48 mm


 Menghitung C: ��

��

��

��

�� (1)

(��2) (2)

(3)

(4)

��

��

��

(2) � (3)

��

30.�0 1�.�2 �.�2 23.31 �2.�5

0.50 0.�0 0.15 0.20

15.35 11.2� 1.4� 4.�� 32.��

Nilai C = 32.79/82.7 32.79/82.75 5 = 0.4

14


つづく  Menghitung I dengan dengan rumu rumuss Mono Monono nobe be I

= R24 /24 (24/ Tc)2/3

 Tc diperkirakan diperkirakan 6 jam

= (81, (81,48 48/2 /24) 4)** (24/ (24/6) 6)2/3 = 8.6 mm/jam Q5

(A dalam dalam km2)

=

0,278 x C x I x A

=

0,27 0,278 8 x 0,4 0,4 x 8,6 8,6 x 82, 82,75 75

=

79.13 m3 /det

Banj Banjir ir ranc rancan anga gan n kala kala ulan ulang g 5 th th = 79.1 79.13 3 m3 /dt


Sub Materi: BANJIR RANCANGAN NON HI DROGRAF HIDR OGRAF

(METODE SCS Curve Number))

��

15


 Dikem Dikemban bangka gkan n oleh The Soil Conservation Service (1972)  Diken Dikenal al juga juga seba sebaga gaii “Hydrologic Soil Cover Complex

Number Method”

 Curve

Number : kurva berdasarkan studi kurva yang yang dibuat dibuat berdasarkan peng pe nguk ukura uran n limpa limpasa san n da dari ri be bebe bera rapa pa jeni jenis s tana tanah, h, land land use, land cover, hydrologic soil soil group, treatment lahan di berbagai berbagai lokasi lokasi

Antecedent Moisture Condition (AMC) da dan n fakt faktor or fisik fisik

DAS dihubun DAS dihubungka gkan n unt untuk uk me mengh nghasilk asilkan an Hydrolo Hydrologic gic Soil Group


��

1. AMC I : Lowest runoff potential. The watershed soils are dry enough for satisfactory cultivation to take place 2. AMC II II : Average condition 3. AMC III III : Highest runoff potential. The watershed is practical practically ly saturated from antecedent antecedent rain.

AMC berdasarkan total 5-day antecedent rainfall

16


Tabel. Klasifikasi AMC Klasifikasi AMC �� (��) ��

��

�

�� 0.5

�� 1.4

��

0.5 �� 1.1

1.4 �� 2.1

��

�� 1.1

�� 2.1


dengan: Pe : kedalaman runoff (mm) sama dengan kedalaman P : total hujan (mm hujan efektif; P : ( mm); ); Ia :: Initial abstraction (mm) dan S : Ia S : Retention maksimum potensial (mm ( mm))

17


つづく Berdasarkan studi dari beberapa DAS kecil di US, diperoleh hubungan :

Sehingga Sehingga diper diperoleh oleh :


つづく Parameter S diperoleh (mm) :

CN adalah Curve Number Number,, yaitu sebuah angka angka yang tergantung land use, land cover, hydrologic soil group, treatment lahan. Besar CN = 0 – 100 100, semakin besar CN, CN, semakin potensial untuk terjadi limpasan

18


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 Mod erately low runoff potential soil groups with moderate rate of water transmission. Soil textures vary from fine to moderately course. Final infiltration infiltration is 4-8 mm/h 3. Group C : : Moderately high runoff potential with low infiltration rates with moderately good to well drained d rained soils. Texture 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 infiltration rate when throughly wet. Clay soils form such groups. The final infiltration rate for such soils vary from 0-1 mm/h. Such Such sils have very low rate of transmission transmission


つづく �� 1. Group A : Deep sand, sand, deep deep loess, loess, aggregat aggregated ed silts silts 2. Group Group B : Shallo Shallow w loess loess,, s sand andy y loam loam 3. Group Group C : Clay loams, loams, shallow shallow sandy sandy loam loam,, soils low in organic content, dan soil usually high in clay 4. Group D : Soils Soils that swell significantly significantly whe when n wet, heavy heavy plastic clay and saline soil

19


Tabel CN (Antecedent Moisture Condition AMC II, Ia = 0.2 S)


20



21



つづく CN untuk CN untuk AMC AMC I dan I dan III : III : 4.2CN(II) 4.2CN(II)

CN(I) =

10 – 0.0 0.058 58CN( CN(II II)) CN(III) =

23CN(II) 23CN(II)

10 + 0.13CN(II)

22


Tabel. Antecedent Ant ecedent Rainfall Condition dan CN (Ia (Ia terdiri terdiri dari kehilangan akibat intersepsi, depression syorage dan infiltrasi)


�� Hitung limpasan yang diakibatkan hujan 5mm pada subDAS 100 ha. Hydrologic soil : 50% group B dan 50% group C dan kondisi AMC II. ��

��

�

%

��

��

%

��

��

�� (30% �� )

20

�2 �2

1440

20

�1

1�20

�� (�5% �� )

�

�5

510

�

�0

54 0

��

�

��

��2

�

��

��2

��

4 4

�1 ��

244 2��

4 4

�4 ��

2�� 31�

��

�

��

��

�

��

��

��

50

403�

50

4340

23


Jadi,

4038 + 4340

CN rerata =

= 83.8

100 S= Pe =

25400

- 254 254 = 49. 49.1 1 mm

CN (P – 0.2S 0.2S))2 (P + 0.8S)

Pe =

(5 – 0.2x49. 0.2x49.1) 1)2

= 0.52 mm

(5 + 0.8x49.1) Bagaimana kedalaman limpasan untuk kondisi AMC I dan AMC III???


Sub Materi:

METODE WEDUWEN, HASPERS, FSR

��

24


Metode Weduwen Metode Weduwen biasa digunakan jika luas DAS kurang dari atau sama dengan 100 km 2 (≤ 100 km2), t = 1/6 jam sampai 12 jam digunakan rumus (Loebis, 1987) Rumusnya adalah sebagai berikut:


つづく

Keterangan : Qt = debit banjir periode ulang tertentu (m 3 /det) α = koefisien pengaliran β = koefisien pengurangan daerah untuk curah hujan DAS t = waktu konsentrasi (jam)

25


つづく f = luas DAS (km2) sampai 100 km 2 I = kemir kemiring ingan an sung sungai ai qn = Debit persatuan luas atau curah hujan dari hasil perhitungan Rn Rn ( m3 /det.km2) Rn = curah hujan maksimum dengan kemungkinan tak terpenuhi n %.


Metode Haspers Untuk menghitung besarnya debit dengan metode Haspers digunakan persamaan sebagai berikut (Loebis, 1987) :

26


つづく


つづく

27


つづく


TAHAPAN AHAPAN PERHITUNGAN (Loebis, 1987) : a. Menentukan besarnya curah hujan sehari (Rh ( Rhrencana) untuk periode periode ulang ulang rencana rencana yang dipilih. 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 persatuan luas dan debit debit rencana. rencana.

28


Metode FSR Jawa-Sumatera Jawa-Sumatera Untuk mendapatkan Qpuncak banjir pada periode ulang tertentu, maka dapat dikelompokkan menjadi dua tahap perhitungan, yaitu : 1. Perhitungan debit puncak banjir tahunan rata-rata (mean annual flood = MAF) 2. Penggunaan faktor pembesar (Growth ( Growth factor = GF) terhadap nilai MAF untuk MAF untuk menghitung debit puncak banjir sesuai dengan periode ulang yang diinginkan.


つづく Perkiraan Q puncak banjir tahunan rata-rata, berdasarkan berdasarkan ketersediaan data darisuatu DAS, dengan ketentuan 1. Apabila tersedia data debit, minimal 10 tahun data runtut waktu maka, MAF dihitung MAF dihitung berdasarkan data serial Qpuncak banjir tahunan. 2. Apabila tersedia data debit kurang dari 10 tahun data runtut waktu, maka MAF dihitung MAF dihitung berdasarkan metode puncak banjir di atas ambang (Peak (Peak over a threshold = POT ). ).

29


つづく 3. Apabila dari DAS tersebut, belum tersedia data debit, maka MAF ditentukan dengan persamaan regresi, (AREA)), rata-rata tahunan berdasarkan data luas DAS (AREA dari curah hujan terbesar dalam satu hari ( APBAR ( APBAR), ), kemiringan sungai (SIMS ( SIMS), ), dan indeks dari luas genangan seperti luas danau, genangan air, waduk (LAKE).


RUMUS METODE FSR JAWA-SUMA JAWA-SUMATRA: TRA:

di mana : Q = debi debitt banji anjirr ranc rancan anga gan n (m3 /detik) GF = faktor pembesar regional T = periode ulang tertentu AREA = luas DAS (km2) APBAR = Hujan rerata maksimum tahunan yang mewakili DAS selama 24 jam (mm) = PBAR x ARF

30


つづく 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

V

0,0275 log * AREA AREA = 1,02 – 0,0275

MAF

= Q banjir rencana maksimum rata-rata (m 3 /detik)


つづく Tabel: Faktor Reduksi Area (ARF)

31


つづく Tabel: Faktor Pembesar Regional GF(T,AREA) GF(T,AREA)


Sekian....

��

32

Banjir Rancangan Non Hidrograf

Recommend Documents