MODEL HIDROLOGI Tiruan proses hidrologi untuk keperluan analisis tentang keberadaan air menurut aspek jumlah, waktu, tempat, probabilitas dan runtun waktu (time series). •
Rainfall runoff model: model: jumlah/waktu pada tempat tertentu. tertentu.
•
Frequency analysis: analysis: probabilitas kejadian suatu besaran hidrologi (hujan, hujan, debit aliran) aliran) dengan nilai tertentu atau sebaliknya. sebaliknya.
•
Stochastic analysis: analysis: karakteristik runtun waktu suatu besaran hidrologi (hujan, hujan, debit aliran). aliran).
Rainfall runoff model •
Prinsip pemodelan: tata buku dan imbangan air.
•
Kegunaan: perkiraan ketersediaan air (continuous flow) dan debit/hidrograf aliran besar/banjir (event flow).
•
Contoh: SSARR, SHE, MOCK, NASH, HEC-HMS, dll.
1
Frequency analysis •
Prinsip pemodelan: fungsi distribusi probabilitas.
•
Kegunaan: perkiraan besaran hidrologi sebagai nilai besaran rancangan dengan kala ulang tertentu (banjir rancangan, hujan rancangan).
•
Contoh: distribusi Normal, Log-Normal, Gumbel, Pearson III, dll.
Stochastic analysis •
Prinsip pemodelan: perilaku komponen perulangan (tetap), trend dan simpangan (error)
•
Kegunaan: pembangkitan data hidrologi (hujan, debit) untuk input evaluasi unjuk kerja design capacity atau pedoman operasi bangunan air
•
Contoh: Thomas Fiering, Matallas, ARIMA, dll.
2
Banjir Rancangan •
•
Banjir rancangan (design flood) adalah salah satu besaran rancangan untuk suatu rencana pembuatan bangunan air atau bangunan yang keberadaannya (fungsi operasi dan stabilitas) dipengaruhi oleh karakteristik aliran banjir. Banjir rancangan dapat diperoleh melalui kegiatan analisis hidrologi yang secara umum hasilnya dapat berupa debit banjir maksimum, volume banjir, atau hidrograf banjir.
Pertimbangan umum penetapan banjir rancangan •
Urgensi bangunan air terkait dengan resiko kegagalan fungsi bangunan. bangunan.
•
Ekonomi, Ekonomi, dengan memperhatikan kemampuan penyediaan dana untuk pembuatan bangunan air yang dirancang. dirancang. ⎛ 1⎞ R = 1 − ⎜1 − ⎟ ⎝ T⎠
L
R = resiko kegagalan T = kala ulang (tahun) L = umur efektif bangunan/proyek (tahun)
3
Kala ulang banjir rancangan untuk bangunan di sungai Bangunan
T (tahun)
Bendung sungai besar sekali
100
Bendung sungai sedang
50
Bendung sungai kecil
25
Tanggul sungai besar/daerah penting
25
Tanggul sungai kecil/daerah kurang penting
10
Jembatan jalan penting
25
Jembatan jalan tidak penting
10
Pengertian kala ulang banjir rancangan Rerata perulangan kurun waktu dimana debit banjir yang terjadi menyamai atau melampaui besarnya debit banjir yang ditetapkan (banjir rancangan). 1
2
3
2
2
1
3
1
2
1 1
QT
Q = 50 m3/dt
1
2 3 . . .
. 18 19 20
Tahun ke
QT = 50 m3/dt. T = [ 1+2+3+2+2+1+3+1+2+1+1] / 11 = 1,73 tahun.
4
Pemilihan kala ulang banjir rancangan Kala ulang banjir rancangan ditetapkan dengan pertimbangan hidrohidro-ekonomi. Total cost Min. total cost Const. cost Cost
Risk cost
T optimal
T (tahun)
Pertimbangan umum prosedur analisis banjir rancangan Ketersediaan data Tingkat ketelitian hasil yang dikehendaki • Kesesuaian cara dengan DAS yang ditinjau • •
Pemilihan metode analisis Output yang dikehendaki • Ketersediaan data •
Metode analisis Cara empiris • Cara statistik • Model Hidrologi •
5
Tabel tahapan analisis hidrologi untuk banjir rancangan Kasus
Output
Data tersedia
Tahapan analisis
1
Debit puncak
Debit banjir maks. tahunan
Analisis frekuensi data debit
2
Debit puncak
Hujan harian dan karakteris-
Analisis frekuensi data hujan dan
tik daerah tangkapan hujan
pengalihragaman hujan-aliran (Rational method)
3
Debit puncak
Hujan jam-jaman, hidrograf
Analisis frekuensi data hujan dan
banjir dan karakteristik DAS
pengalihragaman hujan-aliran (Unit hydrograph atau Rainfall -runoff model)
4
5
Hidrograf
Hujan jam-jaman, karakteris-
Analisis frekuensi data hujan dan
banjir
tik DAS, tidak ada data
pengalihragaman hujan-aliran
hidrograf banjir
(Synthetic unit hydrograph)
Hidrograf
Hujan jam-jaman dan hidro-
Analisis frekuensi data hujan dan
banjir
graf banjir
pengalihragaman hujan-aliran
Hidrograf
Hujan
banjir
banjir dan karakteristik DAS
(Unit hydrograph) 6
jam-jaman,
hidrograf
Analisis frekuensi data hujan dan pengalihragaman hujan-aliran (Unit hydrograph atau Rainfall -runoff model)
6
