1
BAB 10 HIDROGRAF SATUAN SINTETIS LIMANTARA
10.1. Pengertian Hidrograf Satan Sinteti!
Berdasarkan cara-cara untuk mendapatkan hidrograf satuan pengamatan, diperlukan diperlukan serangkaian serangkaian data antara lain data tinggi muka air (rekaman (rekaman AWLR), data pengukuran debit, data hujan harian dan data hujan jam-jaman dari ARR. ata tersebut seringkali sulit diperoleh atau bahkan tidak tersedia sama sekali. !ntuk membuat hidrograf hidrograf banjir pada sungai-sungai sungai-sungai "ang tidak ada atau sedikit sekali dilakukan pengamatan (obser#asi) hidrograf banjirn"a, maka perlu dicari karakteristik atau parameter daerah pengaliran tersebut terlebih dahulu. $arakteristik atau parameter tersebut antara lain %aktu untuk mencapai puncak hidrogra hidrograf, f, lebar lebar dasar dasar,, luas, luas, kemiringa kemiringan, n, panjang panjang alur terpanja terpanjang, ng, koefisi koefisien en limpasan dan sebagain"a. sebagain"a. !ntuk sungai-sungai sungai-sungai "ang tidak mempun"ai hidrograf banjir pengamatan, biasan"a digunakan hidrograf-hidrograf sintetis "ang telah dikemban dikembangka gkan n di negaranegara-neg negara ara lain, lain, "ang "ang paramet parameter-p er-para aramete metern" rn"a a harus harus disesuaikan terlebih dahulu dengan karakteristik daerah pengaliran "ang ditinjau. &idrograf 'atuan 'intetis (&'') "ang telah dikembangkan oleh para pakar anta antara ra lain lain &'' &'' 'n" 'n"der der, &'' &'' aka aka" "asu, asu, &'' &'' '', '', &'' &'' *ama *ama +, &'' &'' Limantara dan lain-lain. &idrograf &idrograf 'atuan 'intetis ini dikembangkan dikembangkan berdasarkan pemikiran bah%a pengalihragaman hujan menjadi aliran baik akibat pengaruh translasi maupun tampungan, dipengaruhi oleh sistem daerah pengalirann"a. pengalirann"a. &idr &idrog ogra raff 'atu 'atuan an 'int 'intet etis is meru merupa paka kan n suat suatu u cara cara untu untuk k memp memper erki kira raka kan n
2
penggun penggunaan aan konsep konsep hidrogra hidrograff satuan satuan dalam dalam suatu suatu perencan perencanaan aan "ang "ang tidak tidak tersedia pengukuran-pengukuran langsung mengenai hidrograf banjir. Bab ini memaparkan tentang Hidrograf Satan Sinteti! "HSS# Li$antara% &ang &ang a!a'n& a!a'n&a a dari dari Indone Indone!ia !ia%% dite$ dite$(an (an o'e) o'e) Li'& Li'& Montar Montar*i) *i) Li$anta Li$antara% ra% ta)n +00,. Lokasi penelitian di sebagian +ndonesia dianggap me%akili a%a (
A', / 'ub A'), Bali (0 A', 12 'ub A'), Lombok (1 A', 3 'ub A') dan $alimantan 4imur (1 A', 5 'ub A').
10.+. Para$eter-ara$eter fi!i( DAS
6arameter A' "ang dipakai dalam &idrograf 'atuan 'intetis Limantara ada 3 antara lain 1. Luas A' (A (A) 0. 6anj 6anjang ang sunga sungaii utama utama (L) 2. 6anjang sungai diukur diukur sampai sampai titik terdekat terdekat dengan titik berat berat A' (Lc) (Lc) 7. $emir $emiring ingan an sunga sungaii (') (') 3. $oef $oefisi isien en kek kekasa asara ran n (n) (n)
8asing-masing parameter tersebut di atas bisa diuraikan sebagai berikut
1. Luas A' (A) Luas A' (A) diperkirakan dengan mengukur daerah itu pada peta A'. ika dihitung per-satuan luas, banjir "ang terjadi di daerah dengan luas "ang kecil akan lebih besar dibandingkan banjir "ang terjadi di sungai dengan A' "ang
3
lebih lebih luas. luas... &al &al ini diseba disebabk bkan an kare karena na di A' A' "ang "ang kecil kecil,, air air hujan hujan mudah mudah mencapai sungai sedangkan pada A' "ang luas kemungkinan terdapat danau, ra%a ra%a,, kola kolam, m, tana tanah h "ang ang porous (misaln" (misaln"a a pasir) pasir) dan lain-lain, lain-lain, "ang "ang dapat dapat menahan air hujan. Luas A' dipandang berpengaruh besar terhadap debit puncak. A' "ang kecil memiliki tanggapan "ang berbeda dengan A' "ang besar, terutama tentang hubungann"a dengan peristi%a limpasan.
0. 6anjang sungai utama (L) 6anjang 6anjang sungai sungai (L) merupakan merupakan jarak dari outlet ke batas daerah aliran, "ang diukur sepanjang saluran aliran utama. 'emakin panjang sungai, maka jarak antara tempat jatuhn"a hujan dengan outlet semakin semakin besar, sehingga %aktu "ang diperluk diperlukan an air hujan untuk mencapai mencapai outlet lebih lama dan akan menurunkan debit debit banjir. banjir. &al ini disebab disebabkan kan karena karena makin makin panjang panjang sungai makin makin ban"ak ban"ak membe memberi rikan kan kese kesempa mpata tan n bagi bagi air hujan hujan untu untuk k menga mengalir lir sebag sebagai ai limpas limpasan an.. engan demikian jumlah kehilangan air akan semakin besar.
2. 6anjang sungai diukur sampai titik terdekat dengan titik berat A' (Lc) Lc merup merupaka akan n panjan panjang g sung sungai ai dari dari outlet sampai titik berat A' dan diukur sepanjang sepanjang aliran utama. 6arameter ini didasarkan didasarkan pada penelitian penelitian *upta (15/), antara lain dalam upa"an"a untuk mengaitkan besarn"a debit puncak dengan faktor-faktor fisik A'. !ntuk A' "ang cenderung men"empit di bagian hilir, maka titik berat A' akan terletak hampir ke hulu. Walaupun Lc cenderung panjang, namun dengan kondisi A' men"empit ke bagian hilir, maka akan mempercepat naikn"a debit puncak (%aktu untuk mencapai debit puncak relatif
4
singkat). 'ebalikn"a untuk A' "ang mempun"ai lebar cenderung merata dari hulu ke hilir, maka titik berat A' akan terletak hampir di tengah A'. alam hal ini ini
%ala %alaup upun un Lc rela relati tiff pend pendek ek,, deng dengan an kond kondis isii A' A' "ang "ang leba lebarr, akan akan
memperlambat memperlambat naikn"a debit puncak (%aktu untuk mencapai debit puncak relatif lama).
7. $emiringan sungai (') $emiringan sungai (') merupakan kemiringan sungai utama. 6ada umumn"a han"a sungai utama "ang diperhatikan diperhatikan dalam menggambarkan menggambarkan kemiringan A' secara umum. $emiringan sungai secara rasional berpengaruh terhadap debit puncak (9p). engan kemiringan "ang curam akan mempercepat %aktu untuk mencapa mencapaii puncak puncak banjir banjir karena karena limpasa limpasan n semakin semakin cepat cepat masuk masuk ke sungai sungai.. $emiringan sungai utama menentukan kecepatan aliran dalam saluran, seperti haln"a liku resesi hidrograf "ang digambarkan oleh pengosongan tampungan. $emiring $emiringan an sungai sungai "ang "ang curam curam akan memperc mempercepat epat pengoso pengosongan ngan tampung tampungan an dan akan menghasilkan liku resesi hidrograf "ang curam, sehingga menjadikan %aktu dasar hidrograf menjadi pendek. alam ban"ak kasus, kemiringan A' "ang "ang landai landai justru justru menghas menghasilka ilkan n debit debit puncak puncak "ang "ang lebih lebih besar besar.. 4a"lor "lor dan order order" " (1551 (1551)) men"a men"aran rankan kan cara cara mengh menghitu itung ng kemir kemiring ingan an sunga sungaii deng dengan an anggapan aliran seragam. engan alasan kecepatan berbanding lurus dengan akar akar kemi kemiri ring ngan an sung sungai ai (rum (rumus us 8ann 8annin ing) g),,
maka maka pros prosed edur ur perh perhit itun unga gan n
kemiringan sungai adalah dengan membuat seimbang segmen-segmen sungai dengan akar kemiringann"a. adi, jika sungai dengan kekasaran 8anning "ang sama dibagi dengan segmen dengan kemiringan masing-masing 'i (*ambar
5
0), dengan kecepatan aliran adalah sama (: 1 ; :0 ; :2 ; :), maka indeks kemiringan sederhana menjadi ' ; (Σ√ (Σ√'i<) 'i<) 0
==.. 'i ≈ ∆> < ∆L
dengan ∆> ; beda ele#asi dasar sungai (m) ∆L ; panjang segmen sungai (m)
3. $oefisien kekasaran (n) i dala dalam m A' A' terda terdapa patt huta hutan n dan dan beber beberapa apa bagia bagian n tega tegalan lan,, sa%ah sa%ah,, dan dan pemukima pemukiman, n, "ang "ang membutuh membutuhkan kan perkiraa perkiraan n koefisi koefisien en kekasar kekasaran an (n). $oefisi $oefisien en kekasara kekasaran n (n) untuk untuk lahan lahan pertani pertanian an dengan dengan tanaman tanaman diperkir diperkirakan akan sebesar sebesar ?,?23 ?,?23 seda sedangk ngkan an untuk untuk hutan hutan atau atau semak semak beluk belukar ar sebe sebesar sar ?,?/. ?,?/. eng engan an persamaan garis linier pada 0 titik "aitu pada kondisi tidak terdapat hutan dan kondisi hutan seluruhn"a, maka (ho%, 15@@) n ; ?,?23 (1 Af
6
n ; koefisien kekasaran A' Af ; luas hutan A ; luas A' A' Berdasa Berdasarkan rkan rumus di atas, atas, jika luas hutan hutan 1?? 1?? (A' (A' seluruhn seluruhn"a "a berupa berupa hutan), maka akan diperoleh koefisien kekasaran A' n ; ?,?/?. 'ebalikn"a jika tidak ada hutan sama sekali (dalam arti Af ; ?), maka akan diperoleh koefisien kekasaran A' n ; ?,?23. 'eperti diketahui, hutan pada umumn"a dit ditumbu mbuhi
tanaman man-ta -tanaman man
(poh (poho on-poh -poho on)
"ang
bes besar
sehing ingga
menggamb menggambark arkan an kekasar kekasaran an A' cukup cukup besar besar,, dalam dalam arti akan akan mengham menghambat bat jalann"a jalann"a air hujan "ang melimpas. 'edangkan untuk sa%ah dan tegalan han"a ditumb ditumbuh uhii tanama tanaman n "ang "ang relati relatiff kecil kecil dan dan diang dianggap gap tidak tidak cukup cukup kuat kuat dala dalam m mengh menghamb ambat at air hujan hujan "ang "ang melimp melimpas as.. emik emikian ian juga juga daera daerah h pemuk pemukima iman, n, dian diangg ggap ap tida tidak k cuku cukup p kasa kasarr untu untuk k meng mengha hamb mbat at jala jalann nn" "a air air huja hujan n "ang "ang melimpas. Berdasarkan alasan tersebut, ho% (15@@) han"a memasukkan faktor luas hutan dalam perhitungan koefisien kekasaran A'.
10./. Per!a$aan HSS Li$antara
A. Per!a$ Per!a$aan aan Deit Pn*a( Pn*a(
9p ; ?,?70.A ?,731.L?,75/.Lc?,23.'-?,121.n?,1@ dengan 9p
; deb debit it punc puncak ak banj banjir ir hidr hidrog ogra raff sat satua uan n (m (m 2
A
; luas luas A' A' (km0)
L
; panjang sungai utama (km)
7
Lc
; pan panjan jang g sun sunga gaii dari dari outle outlett samp sampai ai titi titik k ter terde dekat kat deng dengan an titik titik berat berat A' (km)
'
; kemiringan sungai utama
n
; koefisien kekasaran A'
?,?70 ?,?70 ; koefisie koefisien n untuk untuk kon#ersi kon#ersi satua satuan n (m ?,03
B. Per!a$ Per!a$aan aan r2a r2a Nai( Nai(
9n ; 9p. C(t<4 p)D1,1?/ dengan 9n ; debit pada persamaan kur#a naik (m 2
; %aktu hidrograf (jam)
4p ; %aktu naik hidrograf atau %aktu mencapai puncak hidrograf (jam)
3. Per!a$aan (r2a trn
9t ; 9p.1??,1/3(4p E t) dengan 9t
; de debit bit pad pada a pe persa rsamaa maan ku kur#a tu turun (m 2
9p
; deb debit it punc puncak ak hidro idrogr graf af satua atuan n (m (m 2
4p
; %akt %aktu u naik naik hidrog hidrogra raff atau atau %aktu %aktu mencap mencapai ai punc puncak ak hidro hidrogr graf af (jam (jam))
t
; %aktu hidrograf (jam)
?,1/3 ; koefisien koefisien untuk untuk kon#ersi kon#ersi satuan (dt -1)
8
10.4. Ana'i!a Di$en!i A. Per!a$aan Deit Pn*a( Ban5ir "6#
9p ; ?,?70.A ?,731.L?,75/.Lc?,23.'-?,121.n?,1@ analisa dimensin"a sbb C L D0 C 4 D-1 ; C L D?,03 C 4 D-1 C L 0 D?,731 C L D?,750 C L D?,23 C L D0 C 4 D-1 ; C L D?,03 C 4 D-1 C L D?,5?0 C L D?,750 C L D?,23 C L D0 C 4 D-1 ; C L D?,03 ?,5?0 750 ?,23 C 4 D-1 C L D0 C 4 D-1 ; C L D0 C 4 D-1
B. Per!a$aan r2a Nai( "6n# 9n ; 9p. C(t<4 p)D1,1?/ analisa dimensin"a sbb C L D0 C 4 D-1 ; C L D0 C 4 D-1 F C 4 D -1 < C 4 D -1 G1,1?/ C L D0 C 4 D-1 ; C L D0 C 4 D-1 H 1 C L D0 C 4 D-1 ; C L D0 C 4 D-1
3. Per!a$ Per!a$aan aan r2a r2a Tr Trn n "6t#
9t ; 9p.e?,1/3(4p E t) analisa dimensin"a sbb ln 9t ; ?,1/3 (4p E t) H ln 9p ln C L D 0 C 4 D-1 ; C 4 D-1 C 4 D1 H ln C L D 0 C 4 D-1 ln C L D 0 C 4 D-1 ; 1 H ln C L D 0 C 4 D-1 C L D0 C 4 D-1 ; C L D0 C 4 D-1
9
10.7. Bata!an (eer'a(an HSS Li$antara
&'' Limantara dapat diterapkan diterapkan pada A' lain "ang memiliki kemiripan kemiripan karakte karakterist ristik ik dengan dengan A'-A A'-A' ' di lokasi lokasi penelitia penelitian. n. 'pesifi 'pesifikas kasii teknik teknik &'' Limantara disajikan pada tabel berikut
Tae' Tae' Se!ifi(a!i Te(ni( Te(ni( HSS Li$antara Uraian
Luas A' 6anjang sungai utama arak titik berat A' ke outlet $emiringan sungai utama $oefisien kekasaran A' Bobot luas hutan
Nota!i A L Lc ' Af
Satan km 0 km km
i!aran ?,203 E 1/,3?? 1,1 E 0,7@ ?,3? E 05,2@ ?,???7? E ?,17/?? ?,?23 E ?,?/? ?,?? - 1??
10.,. Per(iraan 8a(t Pn*a( Ban5ir "T#
!ntuk memperkirakan %aktu puncak banjir (4p) bisa dipakai rumus seperti pada aka"asu sbb 4p ; tg ?,@ tr dengan 4p
; tenggang %aktu ( time lag ) dari permulaan hujan sampai puncak banjir
tg
jam
; %aktu konsentrasi hujan
jam
ara menentukan tg ika
L ≥ 13 km, maka tg ; ?,7? ?,?3@ L L I 13 km, maka tg ; ?,01 L ?,/
dengan
10
α ; parameter hidrograf tr ; ?,3 H tg sampai 1 H tg
3onto) Soa'
6arameter 'ub A' *arang (a%a 4engah) berada dalam kisaran spesifikasi teknik &'' Limantara, antara lain A ; /2,3 km 0J L ; 27,07 kmJ Lc ; 00,1 kmJ ' ; ?,?105 dan n ; ?,?3?. Akan dicari &'' n"a dan &idrograf Banjirn"a 6en"elesaian L; 27,07 km L
≥ 13 km, maka tg ; ?,7? ?,?3@ L tg ; ?,7? ?,?3@ H 27,07 ; 0,2@/ jam
4p ; tg ?,@ tr ; 0,2@/ ?,@ H 1 ; 2,1@/ jam adi -
9p ; ?,?70.A?,731.L?,75/.Lc?,23.'-?,121.n?,1@ ; ?,?70 H /2,3 ?,731 H 27,07 ?,75/ H 00,1?,23 H ?,?105 -?,121 H ?,?3? ?,1@ ; 3,730
-
!ntuk !ntuk t ; ? jam jam s
9p. C(t<4 p)D1,1?/
; 3,730 C(t<2,1@/) 1,1?/ -
!ntuk !ntuk t K 2,1@ 2,1@/ / jam, jam, memak memakai ai per persa samaa maan n kur# kur#a a turun turun 9t ;
9p.1??,1/3(4p E t)
; 3,730 H 1? ?,1/3(2,1@/-t) Analisa &'' (Limantara) (Limantara) dan &idrograf &idrograf Banjir Banjir ditabelkan ditabelkan sbb. sbb.
11 9a$ (e"5a$# (1) ?.??? ?./3? 1.3?? 0.03? 2.??? 2./3? 7.3?? 3.03? .??? ./3? /.3?? @.03? 5.??? 5./3? 1?.3?? 11.03? 10.??? 10./3? 12.3?? 17.03? 13.??? 13./3? 1.3?? 1/.03?
HSS "$:/;dt;$$# (0) ?.??? 1.?55 0.2/ 2./?@ 3.730 7.273 2.010 0.2/7 1./33 1.05/ ?.535 ?./?5 ?.307 ?.2@/ ?.0@ ?.010 ?.13 ?.11 ?.?@3 ?.?2 ?.?7/ ?.?23 ?.?0 ?.?15
1.7 (2) ?.??? 1.@?0 2.@@0 .?@0 @.570 /.10 3.0@ 2.@57 0.@/@ 0.10@ 1.3/2 1.10 ?.@35 ?.23 ?.75 ?.27/ ?.03/ ?.15? ?.17? ?.1?7 ?.?// ?.?3/ ?.?70 ?.?21
7.@1 (7) ?.??? 3.0@ 11.2@ 1/.@2/ 0.00 0?.5?1 13.73? 11.70? @.770 .07? 7.10 2.7?5 0.30? 1.@2 1.2// 1.?1@ ?./30 ?.33 ?.711 ?.2?7 ?.003 ?.1 ?.102
Reff (mm) 12.77 1?.20 (3) ()
?.??? 17.//1 21.@1 75.@7? /2.0@1 [email protected]?0 72.1/? 21.51? 02.3@/ 1/.723 10.@@@ 5.30 /.?70 3.0?3 2.@7@ 0.@77 0.1?0 1.337 1.175 ?.@75 ?.0@ ?.77
?.??? 11.270 07.72? [email protected]/? 3.05 77.@73 22.17@ 07.3?2 [email protected] 12.2@@ 5.@5 /.213 3.7?/ 2.55/ 0.537 0.1@7 1.17 1.152 ?.@@0 ?.30 ?.7@0
.72 (/)
?.??? /.?/ 13.001 02.@73 23.?35 0/.571 0?.32 13.0/ 11.0@3 @.271 .1 7.33@ 2.25 0.75? 1.@71 1.21 1.?? ?./72 ?.33? ?.7?
$eterangan $olom (1) urutan jam hidrograf (tiap jam) $olom (0) &'' (Limantara), cara analisa lihat sebelum tabel $olom (2) $olom (0) H Reff kolom 2, geser 1 $olom (7) $olom (0) H Reff kolom 7, geser 0 $olom (3) $olom (0) H Reff kolom 3, geser 2 $olom () $olom (0) H Reff kolom , geser 7 $olom (/) $olom (0) H Reff kolom /, geser 3 $olom (@) penjumlahan kolom (2) s
6tota' "$:/;dt# (@) ?.??? 1.@?0 5.15 20.025 5.52/ 117.@5 130.570 13/.@? 12/.2/0 1?2.35 /.33 3.3@5 71.@05 2?.515 00.@33 1.@57 10.7@@ 5.021 .@02 3.?72 2./0@ 0./3 0.?2/ 1.3?
12
13
9 (m2
t (jam)
Ga$ar Hidrograf Ban5ir DAS Garang
14
m3/dt
t (jam)
15
16
