Modul Rainfall-Runoff

Research Center for Water Resources

Modul Rainfall-Runoff Segel Ginting --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


MODEL SACRAMENTO RAINFALL-RUNOFF KARAKTERISTIK MODEL SACRAMENTO: • PROSES FISIKA RAINFALL-RUNOFF YANG TERKONSEPTUALISASI • PENDEKATAN SEMI-DISTRIBUTED: TANGKAPAN HUJAN DIBAGI MENJADI SEGMENSEGMEN (= LANDPHASE + SALURAN TERKECIL) • SEGMEN YANG DIHUBUNGKAN OLEH SALURAN DAN ELEMEN WADUK • ASUMSI UNTUK SEGMEN: • KONDISI DRAINASE SERAGAM • KONDISI HUJAN DAN IKLIM YANG SERAGAM

• MUSKINGUM BERLAPIS YANG DIGUNAKAN SALURAN UNTUK MENANGANI ADANYA KECEPATAN SALURAN BAGIAN DALAM DAN LUAR

--Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair



Pusair

Research Center for Water Resources concentration time Tc

TRANSFORMASI HUJAN (RAINFALL) MENJADI ALIRAN (RUNOFF)

Segment routing propagation T=L/c

time

damping

River routing

upstream downstream

time --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


Dekomposisi Hidrograf Surface Runoff

Impervious and Direct Runoff

Discharge

Interflow

Supplemental Baseflow

Primary Baseflow

Time --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


Komponen Kelembaban Tanah Sacramento Precipitation Impervious and Direct Runoff Pervious

Impervious

Surface Runoff

Evaporation Upper Zone

Lower

Interflow Supplemental Baseflow

Zone Primary Baseflow --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


KONSEP MODEL SACRAMENTO


Pusair


VISUALISASI MODEL SACRAMENTO


Pusair




Pusair




Pusair




Pusair

Research Center for Water Resources VISUALISASI MODEL SACRAMENTO


Pusair



Pusair



Pusair


MODUL SEGMEN SACRAMENTO MODUL SEGMEN DIBAGI MENJADI KOMPONEN-KOMPONEN BERIKUT:

– DAERAH TIDAK KEDAP AIR/IMPERVIOUS AREA

->

ALIRAN LANGSUNG/DIRECT RUNOFF

– DAERAH KEDAP AIR/PERVIOUS AREA (BAGIAN ATAS/UPPER ZONE) * PENYIMPANAN AIR TERTEKAN/TENSION STORAGE -> EVAPORASI/EVAPORATION, PENYIMPANAN AIR BEBAS/FREE WATER STORAGE * PENYIMPANAN AIR BEBAS/FREE WATER STORAGE -> EVAPORASI/EVAPORATION, PERKOLASI/PERCOLATION, ALIRAN PERMUKAAN/SURFACE RUNOFF, ALIRAN ANTARA/INTERFLOW

– DAERAH KEDAP AIR/PERVIOUS AREA (BAGIAN BAWAH/LOWER ZONE) * PENYIMPANAN AIR TERTEKAN/TENSION STORAGE -> EVAPORASI/EVAPORATION, PENYIMPANAN AIR BEBAS/FREE WATER STORAGE * PENYIMPANAN AIR BEBAS/FREE WATER STORAGE -> ALIRAN DASAR/BASEFLOW (PRIMARY/SUPPL.)

– KOMPONEN TRANSFER/TRANSFER COMPONENT SEGMENT OUTLET --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

-> DIRECT & SURFACE & TO

Pusair



Pusair


PENYIMPANAN BAGIAN ATAS (UPPER ZONE STORAGES) • UPPER ZONE TENSION (TERTEKAN) • SAMA DENGAN VOLUME HUJAN YANG DIBUTUHKAN SAAT KONDISI KERING UNTUK: • MEMENUHI PERSYARATAN INTERCEPTION • MENYEDIAKAN MOISTURE UNTUK BAGIAN UPPER SOIL UNTUK MEMULAI PERKOLASI

• JIKA KAPASITAS PENYIMPANAN MAKSIMUM TERLAMPAUI -> AIR KE UZFW

• UPPER ZONE FREE (BEBAS) • FIRST PERCOLATION TO LOWER ZONE • JIKA TINGKAT CURAH HUJAN > TIGKAT PERKOLASI maka INTERFLOW:

Qinterflow = UZFWC * UZK • JIKA TINGKAT CURAH HUJAN > TIGKAT PERKOLASI + INTERFLOW, KAPASITAS AIR YANG MELIMPAS PADA UZFW-STORAGE -> KE SURFACE RUNOFF --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair



Pusair


PENYIMPANAN BAGIAN BAWAH (LOWER ZONE STORAGES) • LOWER ZONE TENSION WATER (TERTEKAN) • KEDALAMAN AIR YANG TERTAHAN OLEH LAPISAN TANAH BAWAH SETELAH TERISI AIR KEMUDIAN TERDRAINASI • MENYIMPAN HINGGA KAPASITAS BIDANGNYA • BAGIAN (1- PFREE) DARI PERKOLASI LANGSUNG KE LOWER ZONE TENSION • LOWER ZONE FREE WATER (BEBAS) • PENYIMPANAN UTAMA/PRIMARY STORAGE (-> SLOW COMPONENT) • PENYIMPANAN TAMBAHAN/SUPPLEMENTAL STORAGE (-> FAST COMPONENT) • BAGIAN PFREE DARI PERKOLASI LANGSUNG KE FREE WATER STORAGES DUA KOMPONEN FREE WATER MEMBENTUK FLEKSIBILITAS YANG LEBIH BESAR UNTUK MEREPRODUKSI KOMPONEN BASEFLOW --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair



Pusair


PERCOLATION (2) • TINGKAT PERKOLASI TERGANTUNG PADA:  KEBUTUHAN LOWER ZONE  JUMLAH AIR UPPER ZONE FREE RELATIF TERHADAP KAPASITASNYA

• KEBUTUHAN LOWER ZONE (LOWER ZONE DEMAND):  MINIMUM JIKA LOWER ZONE TERISI PENUH: PERCmin.dem = PBASE = LZFPM * LZPK + LZFSM * LZSK  MAKSIMUM JIKA LOWER ZONE KERING:

PERCmax.dem = PBASE (1 + ZPERC)

ZPERC >> 1

• KEBUTUHAN SEBENARNYA (ACTUAL DEMAND):

PERCact.dem = PBASE (1 + ZPERC * G) (lowerzone capacitieslowerzone content) REXP  G( )  (lowerzonecapacities) --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


PERCOLATION (3)

12

ACTUAL PERCOLATION DEMAND REPRESENTATION ZPERC x PBASE

Maximum percolation rate

10

8

6

REXP REXP==1.5 1.5 4

REXP REXP==44 REXP REXP==99

2

PBASE 0 100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

Lower zone soil moisture deficiency (%) --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

0

Pusair


PERCOLATION (4) • INTENSITAS PERKOLASI SEBENARNYA (ACTUAL PERCOLATION INTENSITY): • FUNGSI DARI PERC act.dem. DAN JUMLAH RELATIF UPPER ZONE FREE WATER: PERC = PERCact.dem * UZFWC/UZFWM

• AIR PERKOLASI MENGALIR KE: • LOWER ZONE TENSION (1- PFREE) • LOWER ZONE FREE (PFREE) • DISTRIBUSI ANTARA PRIMARY AND SUPPLEMENTAL SESUAI RASIO DEFISIT AIR DIA ANTARA KEDUANYA

• PERHATIKAN BAHWA MESKIPUN TENSION STORAGE TIDAK TERISI PENUH, SEBAGIAN AIR TETAP MEREMBES (PERCOLATE) KE FREE WATER STORAGE UNTUK MENSIMULASIKAN PENYIMPANGAN DARI KONDISI PADA UMUMNYA


Pusair



Pusair


BASEFLOW

KP=(QP0/QPmax)1/t1 HYDROGRAPH

KS=(QS1/QSmax)1/t2

LZPK = 1- KP

LZSK = 1- KS

QPmax = QLZP(t0)

QSmax = QLZS(t0)

QP0

= QLZP(t0+ t1) QS1 = QLZS(t0+ t2)

LZP = lower primary zone LZS = lower supplementary zone QSmax QS1 Supplementary base flow QPmax t2 = 2/3t1

Primary base flow

t1

t0

t0+  t2

t0+  t1


Time

Pusair


PARAMETER DRAINASE (DRAINAGE PARAMETERS) • LOWER ZONE FREE PRIMARY MAXIMUM LZFPM: LZFPM = QPmax / LZPK • LOWER ZONE FREE SUPPLEMENTARY MAXIMUM LZFPM: LZFFM = QSmax / LZSK • SEMUA PARAMETER BASEFLOW DAPAT DITURUNKAN DARI BEBERAPA KURVA RESESI (RECESSION CURVE)


Pusair



Pusair


EVAPOTRANSPIRATION • INPUTNYA BERUPA POTENTIAL EVAPORATION (ED) • PENGUAPAN/EVAPORATION PADA TINGKAT POTENSIAL BERASAL DARI: • ARUS SUNGAI • DANAU • VEGETASI TEPI

• EVAPOTRANSPIRATION DARI UPPER ZONE: E1 = ED * (UZTWC / UZTWM) • EVAPOTRANSPIRATION DARI LOWER ZONE JIKA E1 < ED: E2 = (ED - E1) * LZTWC / (UZTWM + LZTWM) • TRANSFER AIR DARI FREE KE TENSION TERJADI JIKA EVAPOTRANSPIRATION MENYEBABKAN JUMLAH RELATIF TENSION < FREE, KECUALI UNTUK BAGIAN RSERV DI LOWER ZONE --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair



Pusair



Pusair


PARAMETER METODE CLARK • METODE CLARK

2 PARAMETER: Tc & k:

• KONSTRUKSI DARI ISOCHRONES (GARIS-GARIS YANG MENGHUBUNGKAN DAERAH DENGAN TRAVEL TIME KE OUTLET SUB-BASIN YANG SAMA) • ESTIMASI DIAGRAM TIME-AREA • PENSKALAAN DIAGRAM TIME-AREA BERDASARKAN WAKTU KONSENTRASI Tc: • BAIK YANG DITENTUKAN BERDASARKAN KONDISI FISIK, MAUPUN • DARI RENTANG WAKTU ANTARA HUJAN BERHENTI DENGAN TITIK INFLEKSI PADA HIDROGRAF HASIL

• KOEFISIEN RESESI k DARI KEMIRINGAN BAGIAN RESESI PADA HIDROGRAF SURFACE RUNOFF k = -(t2 - t1) / ln (Qt2/Qt1) (Catatan: k memiliki satuan waktu)


Pusair


CHANNEL MODULE • KONTRIBUSI UNTUK ALIRAN PADA CHANNEL BERASAL DARI: • RUNOFF DARI IMPERVIOUS AREAS • OVERLAND FLOW DARI PERVIOUS AREA • INTERFLOW, DAN • BASE FLOW (KESELURUHAN ATAU SEBAGIAN) • PROPAGATION AND ATTENUATION OF SEGMENT OUTFLOW DESCRIBED BY; • HIDROGRAF SATUAN/UNIT HYDROGRAPH • (2-LAYER) MUSKINGUM • MODUL ROUTING STRUKTUR/WADUK --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair

Research Center for Water Resources CHANNEL COMPONENT: TWO-LAYER MUSKINGUM APPROACH

Sungai

1 2 storage

conveying

storage

Penampang sungai

Q Layer 2 K2,x2

Ambang batas debit

Layer 1 K1, x1 time --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

• Parameter K menentukan waktu tempuh gelombang banjir dari lokasi 1 ke 2 • Karekteristik parameter x untuk redaman: (0  x  0.5) • Kecepatan dan redaman merupakan fungsi geometri saluran • Dengan pendekatan berlapis (Nilai K dan x yang berbeda untuk rentang arus) memberikan fleksibilitas yang besar untuk mensimulasikan berbagai kasus di lapangan

Pusair


ROUTING LAYER SECARA TERPISAH 200

120

100

80

input layer 2

100

Discharge

Discharge

150

output layer 2

input layer 1

60

40

50

output layer 1

20 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0

Time

5

10

15

20

25

30

35

40

Time


Pusair

Research Center for Water Resources MENGKOMBINASIKAN HASIL ROUTING UNTUK SETIAP LAYER

300

inflow 250

Discharge

200

outflow layer 2

150

100

layer 1

50

0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

Time


Pusair


DATA YANG DIPERLUKAN • PETA TANGKAPAN HUJAN: • • • • •

PETA TOPOGRAFI PETA GEOLOGI PETA TANAH PETA PENGGUNAAN LAHAN INFRASTRUKTUR HIDRAULIK

• DATA HUJAN • DATA EVAPOTRANSPIRASI POTENSIAL • DATA RUNOFF • PARAMETER MODEL --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair



Pusair


Skematisasi


Pusair


SEKILAS TENTANG PARAMETER SEGMEN (1) • SEGMENT: • LUAS SEGMENT (KM2)

• DIRECT RUNOFF: • PCTIM (BAGIAN TAK KEDAP AIR PERMANEN) • ADIMP (BAGIAN TAK KEDAP AIR TAMBAHAN) • SARVA (BAGIAN YANG TERTUTUP OLEH ALIRAN AIR, DANAU, DSB.)

• UPPER SOIL MOISTURE ZONE: • UZTWM (KAPASITAS MAKSIMUM UPPER ZONE TENSION WATER RESERVOIR) • UZFWM (KAPASITAS MAKSIMUM UPPER ZONE FREE WATER RESERVOIR) • UZK (TINGKAT DRAINASE LATERAL UPPER ZONE)

• SURFACE RUNOFF: • KOORDINAT HIDROGRAF SATUAN

• PERCOLATION: • ZPERC (PROP. PENINGKATAN PERKOLASI DARI KONDISI JENUH KE KERING) • REXP (EKSPONEN DALAM PERSAMAAN KEBUTUHAN PERKOLASI)


Pusair


SEKILAS TENTANG PARAMETER SEGMEN (2) • LOWER ZONE: • • • • • • • •

LZTWM (KAPASITAS L.Z. TENSION WATER RESERVOIR) LZFPM (KAPASITAS L.Z. PRIMARY FREE WATER RESERVOIR) LZFSM (KAPASITAS L.Z. SUPPL. FREE WATER RESERVOIR) LZPK (TINGKAT DRAINASE L.Z. PRIMARY FREE W. RESERV.) LZSK (TINGKAT DRAINASE L.Z. SUPPL. FREE W. RESERVOIR) PFREE (BAGIAN PERKOLASI YANG LANGSUNG KE L.Z. FREE) RSERV (BAGIAN L.Z. FREE TIDAK UNTUK TRANSPIRATION) SIDE (PERBANDINGAN ANTARA BASEFLOW TAK TERAMATI DENGAN YANG TERAMATI) • SSOUT (TINGKAT TETAP ALIRAN YANG HILANG DARI SALURAN)

• INTERNAL ROUTING INTERVAL: • PM • PT1 • PT2

(PARAMETER SELISIH INTERVAL WAKTU) (AMBANG BATAS CURAH HUJAN TERENDAH) (AMBANG BATAS CURAH HUJAN TERTINGGI) --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


ESTIMASI PARAMETER SEGMEN (1) • UNTUK LUAS TANGKAPAN TERUKUR DARI PETA BASIN DAN REKAMAN HUJAN DAN LIMPASAN & TRIAL AND ERROR • UNTUK LUAS TANGKAPAN TIDAK TERUKUR DARI PETA BASIN DAN KARAKTERISTIK TANAH & TRIAL AND ERROR


Pusair

Research Center for Water Resources ESTIMASI PARAMETER SEGMEN (2) • SEGMENT: • SEGMENT AREA (KM2): • DARI PETA BASIN • MENGAMBIL DAERAH HULU UNTUK STASIUN PENGUKURAN • KOREKSI UNTUK LUAS SEGMEN KESELURUHAN PADA SALURAN

• DIRECT RUNOFF: • PCTIM (PERMANENT IMPERVIOUS FRACTION) • DARI HIDROGRAF • MENGAMBIL KENAIKAN KECIL PADA HIDROGRAF SELAMA PERPANJANGAN PERIODE KERING • MEMBANDINGKAN DIRECT RUNOFF TERESTIMASI DENGAN RAINFALL

• ADIMP (ADDITIONAL IMPERVIOUS FRACTION WHEN ALL TENSION WATER REQUIREMENTS ARE MET) • PROSEDURNYA SERUPA DENGAN PCTIM TETAPI UNTUK STORM KECIL SETELAH PERIODE YANG SANGAT BASAH • ADIMP = TOTAL IMPERVIOUS FRACTION - PCTIM

• SARVA (FRACTION COVERED BY STREAMS, LAKES,ETC.) • DARI PETA BASIN --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair

Research Center for Water Resources 0.25

ESTIMASI PCTIM

Observed runoff

DARI HIDROGRAF

Runoff (mm)

0.20

0.15

Estimated baseflow

0.10

0.05

0.00 0

1

2

3

4

5

6

7

8

Time (days)


Pusair


ESTIMASI PARAMETER SEGMEN (3) • UPPER SOIL MOISTURE ZONE: • UZTWM (CAPACITY UPPER ZONE TENSION W. RESERVOIR) • VOLUME HUJAN YANG TERSISA SETELAH MUSIM KERING PANJANG SEBELUM HUJAN DIAMATI

• UZFWM (CAPACITY UPPER ZONE FREE WATER RESERVOIR) • UZKx(Q-Qbase) SAAT INTERFLOW MAKSIMUM

• UZK

(LATERAL DRAINAGE RATE UPPER ZONE)

• NILAI NOMINAL (0.4) ATAU DARI JUMLAH HARI DENGAN INTERFLOW SIGNIFIKAN: UZK = 1-0.11/N

• SURFACE RUNOFF: • UNIT HYDROGRAPH ORDINATES • DARI ANALISA NET RAINFALL & SURFACE RUNOFF MENGGUNAKAN MULTIPLE LINEAR REGRESSION • CLARK METHOD: ROUTED TIME- AREA DIAGRAM

• PERCOLATION: • ZPERC (PROP. INCREASE PERC. FROM SAT. TO DRY COND.) • REXP (EXPONENT IN PERCOLATION DEMAND EQUATION) --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


UZK sebagai fungsi dari jumlah hari dengan interflow signifikan 1.0 0.9

UZK (fraction per day)

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Number of days N


Pusair


ESTIMASI PARAMETER SEGMEN (4) • PERCOLATION: • ZPERC (PROP. INCREASE PERC. FROM SAT. TO DRY COND.) • TRIAL DERET (RANGE 5 - 50) • DARI KARAKTERISTIK LOWER ZONE: PERKOLASI MAKSIMUM SAAT UPPER ZONE PENUH DAN LOWES ZONE KOSONG: ZPERC = (LZ TENSION + LZ FREE - PBASE) / PBASE

• REXP

(EXPONENT IN PERCOLATION DEMAND EQUATION)

• NILAI NOMINAL 1.8 • DARI TANAH: JENIS REXP SAND 1.0 SANDY LOAM 1.5 LOAM 2.0 SILTY LOAM 3.0 CLAY 4.0 --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


ESTIMASI PARAMETER SEGMEN (5) • LOWER ZONE: • LZTWM (CAPACITY L.Z. TENSION WATER RESERVOIR) • TRIAL AND ERROR: 600 MM UNTUK FORESTS, 150 MM UNTUK DEEP-ROUTED PERENNIAL GRASSES, 75 MM UNTUK SHALLOW ROUTED TREES AND GRASSES • DARI KESEIMBANGAN AIR (WATER BALANCE)

• LZFPM (CAPACITY L.Z. PRIMARY FREE W. RESERVOIR) • DARI KURVA RESESI DAN LZPK

• LZFSM (CAPACITY L.Z. SUPPL. FREE W. RESERVOIR) • DARI KURVA RESESI AND LZSK

• LZPK

(DRAINAGE RATE L.Z. PRIMARY FREE W. RESERV.)

• DARI KURVA RESESI DAN PLOTTING DARI QT/QT-1

• LZSK

(DRAINAGE RATE L.Z. SUPPL. FREE W. RESERVOIR)

• DARI KURVA RESESI YANG TERKOREKSI UNTUK PRIMARY BASE FLOW

• • • •

PFREE RSERV SIDE SSOUT

(FRACTION PERC. WATER DIRECTLY TO L.Z. FREE) (FRACTION L.Z. FREE NOT FOR TRANSPIRATION) (RATIO UNOBSERVED TO OBSERVED BASEFLOW) (FIXED RATE OF FLOW LOST FROM CHANNEL) --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


KESEIMBANGAN AIR (WATER BALANCE) DARI PERIODE t1 KE t2: P - R - E -LZFPC - LZFSC = LZTWC

t1

t2 --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

time

Pusair



Pusair


Kesalahan eksponensial ganda pada kurva resesi t1 t2

Case 1 Ketebalan jaringan aliran air bervariasi terhadap waktu

Permukaan air freatik

Case 2 A Variasi spasial pada karakteristik tanah/akuifer

Kurva resesi pada lokasi A, B and C

B C

B

C A time


Pusair

Research Center for Water Resources Tampilan runoff semi-log


Pusair


ESTIMASI OF LZPK

Runoff (mm)

1.00

Q2 = Q1 K(t2-t1) K = (Q2/Q1)1/(t2-t1) LZPK = 1- K

0.10

Q1 Q2 t2-t1

0.01 600

620

640

660

680

700

720

740

Time


Pusair

Research Center for Water Resources ESTIMASI PARAMETER LOWER ZONE SUPPLEMENTAL FREE WATER STORAGE 100.00

Runoff (mm)

10.00

KS = (QS2/QS1)1/(t2-t1) LZSK = 1 - KS

LZFSM=QSMAX / LZSK

QS1

1.00

QS2 0.10

QP1

QP2 t2-t1

0.01 480

490

500

510 Time (days)


520

530

540

Pusair

Research Center for Water Resources Perkiraan SSOUT 1

Runoff

Recession + constant

0.1

Observed recession

0.01 0

10

20

30

40

50

Time


Pusair



Pusair

Research Center for Water Resources ESTIMASI PARAMETER SEGMEN (6)

waktu konsentrasi dari interval waktu antara selesainya hujan efektif dengan titik infleksi pada hidrograf surface runoff

Time parameter k dari kemiringan plot semi-log dari hidrograf air permukaan

Time --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


ESTIMASI PARAMTER SEGMEN (7) • INTERNAL ROUTING INTERVAL: • N = 1 + PM * (UZFWC * F + Peff) Dimana : F = 1  F = 1/2 * Peff / PT1  F = 1 - 1/2 * PT2 / Peff  PM

untuk Peff < PT1 untuk PT1  Peff  PT2 untuk Peff > PT2

(TIME INTERVAL INCREMENT PARAMETER)

• PILIH NILAI TERENDAH, UNTUK MENGHINDARI TERLALU BANYAK NILAI INTERVAL

 PT1

(LOWER RAINFALL THRESHOLD)

• JAGA NILAI TETAP RENDAH JIKA DIPERLUKAN F << 1

 PT2

(UPPER RAINFALL THRESHOLD)

• JAGA NILAI TETAP TINGGI JIKA DIPERLUKAN F << 1


Pusair


MODEL SACRAMENTO URUTAN PARAMETER ESTIMASI: • • • • • • • • •

CATCHMENT/SEGMENT AREA LOWER ZONE PRIMARY FREE WATER PARAMETERS LOWER ZONE SUPPLEMENTAL FREE WATER PARAMETERS IMPERVIOUS FRACTION UPPER ZONE PARAMETERS LOWER ZONE TENSION PERCOLATION PARAMETERS UNIT HYDROGRAPH ORDINATES REMAINING PARAMETERS


Pusair

Research Center for Water Resources Estimasi LZPK & LZFPM


Pusair

Research Center for Water Resources Estimasi LZSK & LZFSM


Pusair

Research Center for Water Resources Pengaruh penambahan konstanta pada parameter aliran dasar 1000

Runoff (mm)

100

10

baseflow + constant 1

slope difference 0.1

baseflow

0.01 80

90

100

110

120 Time (days)


130

140

150

160

Pusair

Research Center for Water Resources 30 28

Bagian hidrograf yang digunakan untuk interflow dan parameter metode CLARK

26 24 22

runoff (mm/day)

20 18 16 14 12 10 8 6

25/9/94

4 2 0 90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

Time


Pusair

Research Center for Water Resources 1000

Estimasi parameter k CLARK k = -(t2-t1)/ln(Q2/Q1)=0.91 hari

runoff (mm)

100

10

28-09 31-10

21-10

1

12-11

0.1 80

85

90

95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

145

150

Time (days)


Pusair


Diagram Routing time-area CLARK

Time 0 1 2 3 4 5 6 7

Input Iav Qout-inst Qout-day 0 0.00 0.00 0.4 0.28 0.14 0.6 0.51 0.40 0 0.15 0.33 0 0.04 0.10 0 0.01 0.03 0 0.00 0.01 0 0.00 0.00

Q2=C1 x Iav + C2 x Q1 --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


Perhitungan Hidrograf Satuan CLARK 0.80

0.70

Input = diagram time-area

Input and output (mm/day)

0.60

0.50

0.40

Hidrograf Satuan Sesaat 0.30

0.20

Hidrograf Satuan 1harian

0.10

0.00 0

1

2

3

4

5

6

7

8

Time (days)


Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair


Sensitivitas Parameter Model Sacramento


Pusair



Pusair



Pusair


Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair


Latihan 1. PERHITUNGAN SECARA MANUAL


Pusair


KONSEP MODEL SACRAMENTO


Pusair


DATA PERHITUNGAN Parameter

Nilai

Parameter

Nilai

Nama

Nilai

Nama

Nilai

UZTWM

50

ZPERC

29

UZTWC

30

LZFSC

15

UZFWM

20

REXP

2

UZFWC

0

LZFPC

150

UZK

0.1

LZTWM

200

LZTWC

175

PCTIM

0.1

LZFSM

30

ACTIM

0

LZFPM

175

RSERV

0.3

LZSK

0.15

PFREE

0.2

LZPK

0.006

Nama

Hari ke 1

Hari ke-2

Hari ke-3

Periode

1

2

3

4

1

2

3

4

Hujan

10

14

16

30

10

15

5

0

0

Evaporasi

0

0

0

0

0

0

0

0

5


Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair



Pusair


EXERCISE 1


Pusair


Muskingum Method - 1938 • Persamaan Kontinuitas I - Q = dS / dt • Persamaan tampungan S = K {x I + (1-x)Q}

• Parameter x = Koef Bobot K = travel time atau waktu antar debit puncak x = berkisar antara 0.2 – sekitar 0.5 (pure trans) Dan diasumsikan bahwa initial outflow = initial inflow --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


Muskingum Method • Persamaan Kontinuitas I - Q = dS / dt

• Persamaan Tampungan S = K {x I + (1-x)Q} • Dgn finite differences 2 untuk I, Q, S pers di atas menjadi

S2 - S1 = K [x(I2 - I1) + (1 - x)(Q2 - Q1)] Selesaikan untuk Q2 sebagai fungsi dari semua parameter yang lain --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


Rumus Muskingum Q2  C0I2  C1I1  C2Q1 Dimana C0 = (– Kx + 0.5t) / D C1 = (Kx + 0.5t) / D C2 = (K – Kx – 0.5t) / D Dimana

D = (K – Kx + 0.5t)

diulangi untuk menghitung Q3, Q4, Q5 dan selanjutnya.


Pusair


Muskingum River X

Pilih X dari plot yang paling linear Obtain K from line slope


Pusair


Workshop Step by Step to Created Your Own Rainfall-Runoff Model


Pusair


Latihan 2. Membuat Model RR Sederhana DENGAN SOBEK


Pusair


Model rainfall-runoff di ciliwung hulu • Das ciliwung hulu dibagi menjadi 4 subdas seperti pada gambar. • Informasi data dari das ciliwung hulu disediakan dalam file excel • Modelkan hujan menjadi limpasan di das ciliwung hulu dengan sacramento


Pusair


Tampilan Utama Sobek

New Project digunakan untuk membuat Project Baru Open Project digunakan untuk membuka Project yang sudah ada


Pusair


Membuat Projek Baru Isikan Nama Project, Misalnya: Ciliwung

Klik Yes untuk mengakhiri pembuatan projek baru --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


Tampilan Utama Case Manager DOUBLE CLICK PADA KOTAK IMPORT NETWORK


Pusair


Membuat Case Baru Pilih Default Case dan OK


Pusair


Membuat Case Baru Warna Kuning Mengindikasikan Siap untuk Edit


Pusair


Membuat Case Baru Double Click Pada Kotak Import Network Pilih Start from Scratch Kotak Import Network akan berubah menjadi warna Hijau


Pusair


Import data

Kotak Import Network warna Hijau mengindikasikan bahwa telah selesai Lanjutkan dengan melakukan pengaturan terhadap model dengan double click pada Settings


Pusair


Settings Model Cek list pada Modules RR untuk mengaktifkan modul rainfallrunoff Pilih Edit untuk melakukan pengaturan terhadap model yang dibentuk


Pusair


Settings Model

Time step dalam perhitungan

Jenis output dari RR yang akan ditampilkan pada Netter --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Time step untuk keluaran model

Pusair


Case manager Setelah selesai melakukan pengaturan terhadap modul RR maka kotak settings akan berubah warna menjadi hijau Langkah selanjutnya melakukan pengolahan terhadap Meteorological Data


Pusair


Meteorological Data Klik Meteorogical data -> Edit/Select pada Precipitation -> New event…


Pusair


Membuat Cili. Bui Isikan 4 pada Number of station, isikan angka-angka seperti pada tabel di samping


Pusair


Copy kan data hujan yang telah disediakan dalam Excell. File Data Hujan Cili.xls Setelah selesai maka di close dan pilih yes


Pusair

Research Center for Water Resources Untuk memastikan apakah Data Cili.Bui yang telah dibuat telah terpilih maka dapat dilihat di Jika belum sesuai, maka Pilih kembali Select Event dan pilih Cili.Bui

Klik OK


Pusair


Klik OK


Pusair


Pilih Edit Evaporation

Ketikan nilai evaporasi sebesar 4 mm dan klik OK


Pusair


Pilih Edit Wind

Tidak melakukan apa-apa dan klik OK


Pusair

Research Center for Water Resources Pilih Edit Wind

Tidak melakukan apa-apa dan klik OK


Pusair


Pilih OK Untuk Mengakhiri di Meteorological Data


Pusair


Membuat Skematisasi


Pusair


MEMBUAT SKEMATISASI Untuk memulai membuat skematisai Double Click pada Schematisation Pilih Edit Model untuk menampilkan Netter


Pusair


MEMBUAT SKEMATISASI Peta The Netherland akan muncul pertama sekali dan kemudian ganti peta tersebut dengan peta lokasi studi anda.


Pusair


MEMBUAT SKEMATISASI

Delete semua file The Netherland

Tambahkan file peta lokasi anda


Ganti Nama Background Peta anda dengan Nama “Ciliwung”

Pusair


MEMBUAT SKEMATISASI Pilih File: 1. DAS_Latihan.Shp 2. dan sungai.Shp Pilih Open


Pusair


MEMBUAT SKEMATISASI Jika Peta yang dibuka tidak muncul dilayar monitor anda, maka Tekan tombol Show full map untuk memapilkan peta di layar monitor

Tombol Show full map


Pusair

Research Center for Water Resources Untuk membuat Background peta menampilkan legenda dan pengaturan yang lainnya dapat dilakukan melalui Clik Map

Click Map List layer peta yang ditampilkan

Pilih Peta yang anda ingin rubah


Pusair


Tekan Menu Edit Network

Menu untuk Edit Network akan muncul


Pusair


Tambahkan node RRSacramento untuk mewakili subbasin dan RR-Conection node untuk lokasi pertemuan sungai Tambahkan node FlowRR (35) atau node 47 diakhir dari pertemuan sungai Hubungkan semua node sehingga mereprentasikan sistem sungai tersebut.


Pusair



Pusair


Input data

Klik Kanan Pada Node Sacramento Model DataRainfall Runoff Isikan Data Parameter Model yang terdapat pada file: Parameter.xls --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Klik Kanan Pada RR-Routing LinkModel DataRainfall Runoff Isikan Data Parameter Model yang terdapat pada file: Parameter.xls

Pusair


Jika input data parameter selesai selanjutnya di save dan kemudian close tampilan netter. Kemudian pilih OK

Setelah selesai melakukan Schematisation maka selanjutnya pilih kotak Simulation untuk melihat hasil proses hujan menjadi limpasan


Pusair


Latihan 3 • Buatkan model rr untuk das ciliwung hulu seperti pada gambar berikut • Modelkan setiap sub das dengan sacramento • hitung berapa besar debit banjir di oulet das ciliwung hulu • Hitung total runoff dan baseflow pada subdas_444 --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


Latihan 4 • Buatkan model rr untuk das ciliwung hulu seperti pada gambar berikut • Modelkan setiap sub das dengan SCS • hitung berapa besar debit banjir di oulet das ciliwung hulu • Hitung total runoff dan baseflo pada subdas_444 --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


Latihan 5. Integrasikan hasil latihan 3 dengan CILIDAY1.lit


Pusair


LATIHAN3.LIT

Ciliday1.lit --Pertajam Strategi Ciptakan Inovasi--

Pusair


Save as data hasil latihan 3 Ganti nama case dengan Latihan3_Ciliday1

Pilih Ok Selanjutnya Schematisation


Pilih

Pusair


Import Case Untuk Mengabungkan Latihan3.lit dengan Ciliday1.lit Dari netter di Latihan3.lit pilih File dan kemudian Import Case


Pusair

Research Center for Water Resources Pilih Case “Ciliwung-user training day 1” di Ciliday1 Kemudian Pilih OK

Kemudian Pilih Yes


Pusair


Zoom in Pada Daerah Katulampa untuk melihat konektivitas antara kedua case


Pusair


Hubungkan Reach tersebut dengan Node terakhir RR

Delete koneksi beberapa node Rubah type node Flow-Boundary ke Flow RR Conection on Flow Conection node


dari

Hubungkan kembali node yang terputus tersebut ke Node yang baru

Pusair


Latihan 6. Model sistem polder marunda


Pusair


System polder marunda

Polder Marunda dibagi menjadi 6 sub catchment dan dimodelkan dengan RRSCS Sungai Blencong merupakan long storage dari BKT menuju ke laut Terdapat Tampungan di sekitar long storage Skematisasi seperti Gambar


Pusair


Langhkah-Langkah: • Buat New Case atau save as dari project yang sudah ada • Delete skematiasi yang ada dan kemudian input data yang baru • Masukkan peta marunda.jpg dan WatershedsMarunda.shp • Buat skematisasi dari system polder dengan mendigitasi • Masukkan data corss section, storage dan boundary • Masukkan pola operasi pompa marunda


Pusair


Data Storage Waduk Marunda

Data Pola Operasi Pintu


Pusair

Research Center for Water Resources Data Pola Operasi Pintu


Pusair


Thank You


Pusair

Modul Rainfall-Runoff

Recommend Documents