Hidrograf satuan (Unit hydrograph) Hujan titik. Peta Topografi. Hujan DAS. Hujan rancangan. Parameter DAS. Hidrograf satuan sintetik

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



BAGAN ALIR Hujan titik

AWLR

Metode Analisis

Rating curve

Skema Metode Umum Analisis

Hujan DAS

Peta Topografi

Hujan rancangan

Parameter DAS

Hidrograf

Analisis frekuensi


Distribusi hujan jam-jaman

Hidrograf satuan sintetik

Distribusi hujan jam-jaman

Hidrograf satuan analitis


Hidrograf banjir rancangan

1

Pendahuluan


Hidrograf Satuan Bagan Alir

Sistem

Sistem


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


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



Skema


Q (m3/dt)

I (mm/jam)

P efektif

HLL


t (jam)

Base flow

A

t (jam) tp

Hujan Hidrograf di A


2


Pendahuluan

Umum

Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem P (mm/jam)

P (mm/jam)

5


20

Q (m3/dt)

1


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)


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

Pendahuluan



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


3

Pendahuluan



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..




Pendahuluan



Polinomial R

Metode Analisis

Masukan


R1

R2

R3 t



Q

U1

U2

U3

Hidrograf Satuan Hipotetik

Q

X1

X2

X3

X4

X5

Hidrograf Limpasan Langsung Terukur

t

Persamakan t

4

Pendahuluan


Hidrograf Satuan Bagan alir Sistem

Persamaan Persamaan Polinomial



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



Contoh Perhitungan



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


5

Pendahuluan



Metode Analisis Skema Metode umum Analisis



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





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


6

Pendahuluan



Tahapan penentuan hidrograf satuan cara Collins 1.



2. 3. 4. 5. 6.

7. 8.


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



Bagan Cara Collins R Masukan (kecuali Rmax)

Metode Analisis

R1



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


Hidrograf Satuan ke- n (HSn)

t

7

Pendahuluan



Persamaan



Pmaks

h i+1

Qmaks

P

hi P-Pmaks

Q Q-Qmaks


8

Hidrograf satuan (Unit hydrograph) Hujan titik. Peta Topografi. Hujan DAS. Hujan rancangan. Parameter DAS. Hidrograf satuan sintetik

Recommend Documents