PROSEDURE UMUM PERHITUNGAN HIDROGRAPH SATUAN SINTETIS (HSS) DAN CONTOH PENERAPANNYA DALAM PENGEMBANGAN HSS ITB-1 DAN HSS ITB-2

PROSEDURE UMUM PERHITUNGAN HIDROGRAPH SATUAN SINTETIS (HSS)

PROSEDURE UMUM PERHITUNGAN HIDROGRAPH SATUAN SINTETIS (HSS) DAN CONTOH PENERAPANNYA DALAM PENGEMBANGAN HSS ITB-1 DAN HSS ITB-2 Dantje K. Natakusumah Kelompok Keahlian Teknik Sumber Daya Air, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung, Jl, Ganesha 10, Bandung 40132, Email : [email protected] Waluyo Hatmoko Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air, Direktorat Jendral Sumber Daya Air Kementrian Pekerjaan Umum, Jl. Ir, H. Djuanda 11, Bandung 40132, Email : [email protected] Dhemi Harlan Timidzi Kelompok Keahlian Teknik Sumber Daya Air, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung, Jl, Ganesha 10, Bandung 40132, Email : [email protected] Abstract: Metode unit hidrograf sintetik yang populer dan memainkan peranan penting dalam banyak desain sumber daya air dan analisis DAS yang tidak terukur. Metode ini sederhana, hanya membutuhkan penentuan karakteristik DAS seperti luas dan panjang sungai. Dalam beberapa kasus juga dapat mencakup karakteristik lahan digunakan. Oleh karena itu, metode ini berfungsi sebagai alat yang berguna untuk mensimulasikan aliran dari DAS tidak terukur dan daerah aliran sungai mengalami perubahan penggunaan lahan. Untuk mengembangkan unit hidrograf sintetik, beberapa teknik yang tersedia. Beberapa unit hidrograf model seperti HEC-HMS, Nakayasu, Snyder-Alexeyev, SCS, dan GAMA-1 dan paling populer yang tersedia dan umum digunakan di Indonesia untuk mengembangkan baik tingkat debit puncak, volume atau hidrograf aliran permukaan. Makalah ini menyajikan suatu pendekatan sederhana untuk menentukan unit hidrograf berdimensi konsisten berdasarkan prinsip-prinsip konservasi massa. Unit hidrograf disintesis dengan menggunakan salah satu fungsi tunggal sederhana (ITB-1) atau menggunakan dua fungsi sederhana (ITB-2) dikombinasikan dengan faktorfaktor tingkat puncak otomatis disesuaikan berdasarkan rasio antara daerah cathment dan luas hidrograf satuan (dihitung secara numerik menggunakan prosedur tabulasi sederhana). Kata Kunci : hidrograph satuan sintetis (hss), hss itb-1 dan hss itb-2, hidrograph banjir, hidrologi.

Abstract: Synthetic unit hydrograph methods are popular and play an important role in many water resources design and analysis of ungaged watersheds. These methods are simple, requiring only an easy determination of watershed characteristics such as area and river length. In some cases it may also include land use characteristics. Therefore, these methods serve as useful tools to simulate runoff from ungaged watersheds and watersheds undergoing land use change. To develop a synthetic unit hydrograph, several techniques are available. Several most popular unit hydrographs models such as HEC-HMS, Nakayasu, Snyder-Alexeyev, SCS, and GAMA-1 and are available and commonly used in Indonesia for developing either peak discharge rate, volume or a runoff hydrograph. This paper presents a simple approach for determining a consistent dimensionless unit hydrograph based on mass conservation principles. The unit hydrographs are synthesized by using either a simple single function (ITB-1) or using two simple functions (ITB-2) combined with an automatic adjustable peak rate factors based on the ratio between cathment area and area of unit hydrograph (computed numerically using a simple tabulation procedure). Key Words: Synthetic Unit hydrograph (SUH), ITB-1 SUH and ITB-2 SUH, flood hydrograph, hydrology.


1. Pendahuluan Dalam perencanaan dibidang Sumber Daya Air, seringkali diperlukan data debit banjir rencana yang realistis. Banjir rencana dengan periode ulang tertentu dapat dihitung dan data debit banjir atau data hujan. Apabila data debit banjir tersedia cukup panjang (>20 tahun), debit banjir dapat langsung dihitung dengan metode analisis probabilitas. Sedang apabila data yang tersedia hanya berupa data hujan dan karakteristik DPS, dapat digunakan metoda rasional, namun metode yang disarankan untuk digunakan adalah menghitung debit banjir dari data curah hujan maksimum harian rencana dengan superposisi Hidrograph Satuan. Konsep hidrograf satuan, yang banyak digunakan untuk melakukan transformasi dari hujan menjadi debit aliran. Konsep ini diperkenalkan Pada tahun 1932, L.K. Sherman. Hidrograf satuan didefinisikan sebagai hidrograf limpasan langsung (tanpa aliran dasar) yang tercatat di ujung hilir DAS yang ditimbulkan oleh hujan efektif sebesar 1 mm yang terjadi secara merata di permukaan DAS dengan intensitas tetap dalam suatu durasi tertentu. Data yang diperlukan untuk menurunkan hidrograf satuan terukur di DAS yang ditinjau adalah data hujan otomatis dan pencatatan debit di titik pengamatan tertentu. Namun jika data hujan yang dperlukan untuk menyusun hidrograph satuan terukur tidak tersedia digunakan analisis hidrograph banjir sintetik. Metoda analisis hidrograf satuan sintetis yang umum digunakan di Indonesia antara lain adalah metoda Snyder-Alexeyev, Snyder-SCS, Nakayasu, GAMA-1, Limantara dan HSS-αβγ dan Program HEC-HMS (pengembangan dari program HEC-1). Metoda perhitungan hidrograph satuan sintetis yang pertama dikembangkan di Indonesia adalah metoda HSS Gama-1 yang dikembangkan di Universitas Gajah Mada. Selanjutnya dikembangkan metode HSS Limantara di Universitas Brawijaya dan HSS αβγ di Institut Teknologi 10 November. Makalah ini membahas suatu Prosedur Umum Perhitungan Hidrograph Satuan Sintetis (HSS) Untuk Perhitungan Hidrograph Banjir Rencana Prosedure yang diusulkan ini disebut procedure umum karena pada prinsipnya dapat digunakan untuk membentuk berbagai bentuk dasar hidrogrpah satuan sintetis. Mengingat penelitian ini dibiayai oleh dana riset peningkatan kapasitas ITB 2010, untuk memudahkan pembahasan selanjutnya, maka procedure umum yang diusulkan diberi nama Cara Perhitungan Hidrograph Satuan Sintetis dengan Cara ITB. Salah contoh satu penerapan prosedur umum ini adalah dalam pengembangan hidrograph satuan sintetis yang diberi nama HSS ITB-1 dan HSS ITB-2.

Prosedure umum ini dikembangkan berdasarkan pengalaman penulis pada saat melakukan evaluasi terhadap sejumlah hasil perhitungan hidrograph banjir rencana [1]. Temuan saat melakukan evaluasi terhadap berbagai hasil perhitungan hidrograph tersebut adalah sbb : 1) Akibat adanya kesalahan dalam berbagai tahapan perhitungan menyebabkan hasil perhitungan hidrograph banjir dimana yang tidak memenuhi prinsip konservasi masa, yaitu volume hidrograph banjir yang berbeda dengan volume hujan effektif. Kesalahan seperti ini seringkali tidak terdeteksi karena bentuk hidrograph yang dihasilkan sepintas terlihat wajar dan tidak menunjukan kesalahan dalam volume hidrograph. 2) Hidrograph banjir rencana yang dihasilkan oleh HSS dengan input data dan bentuk dasar HSS yang relatif sederhana, seringkali tidak terlalu berbeda jauh dengan HSS dengan input data dan bentuk dasar HSS yang relatif rumit. HSS dengan input data yang rumit sulit diterapkan pada daerah dengan data terbatas. 3) Dalam kuliah hidrologi selalu diajarkan prinsip konservasi massa yang berakibat volume hujan efektif satu satuan yang jatuh merata diseluruh DAS (VDAS) harus sama volume hidrograph satuan sintetis (VHS) dengan waktu puncak Tp. Namun dalam praktek cukup sulit untuk menunjukan bagaimana prinsip ini diterapkan dalam berbagai rumus perhitungan hidrograph banjir dengan cara hidrograph satuan sintetis. Untuk mengatasi permasalahan tersebut diatas, dalam penelitian ini telah dikembangkan suatu prosedure perhitungan hidrograph satuan sintetis dengan input yang sederhana namun menghasilkan hidrograph banjir yang akurat dan memenuhi hukum konservasi massa. Konsep awal Prosedure Umum Penentuan Hidrograph Satuan Sintetis (HSS) pertamakali di publikasikan pertama kali dalam Seminar Nasional Teknik Sumber Daya Air di Bandung, tanggal 11 Agustus 2009 [1]. Penyempurnaan selanjutnya dalam Seminar Nasional Teknik Sumber Daya Air di Bandung, tanggal 10 November 2010 [2].

2. Landasan Teori Hidrograph aliran menggambarkan suatu distribusi waktu dari aliran (dalam hal ini debit) disungai dalam suatu DAS pada suatu lokasi tertentu. Hidrograph aliran suatu DAS merupakan bagian penting yang diperlukan dalam berbagai perecanaan dibidang Sumber Daya Air. Berbagai pengamatan empiris menunjukan terdapat hubungan erat antara hidrograf dengan kondisi fisik atau karakteristik suatu DAS, dimana dapat menunjukkan respon DAS terhadap masukan hujan tersebut. 2


Jika hujan yang turun setinggi satu satuan dan terdistribusi merata maka hidrogrpah yang dihasilkan disebut unit hydrograph yang merupakan karajteristik khas untuk suatu DAS. Mengingat hydrograph satuan suatu DAS tidak selalu tersedia, dalam perencanaan digunakan hidrogrpah satuan sintetis.

Prinsip hidrograf satuan dapat sebagai berikut. (Subramaya 1984, Triatmojo 2008,).

2.1. Definisi Dan Asumsi

b) Time Invariant : Mengingat sifat DAS tidak berubah dari hujan yang satu dengan hujan yang lain, maka hidrograf yang dihasilkan oleh hujan dengan durasi dan pola yang serupa memberikan bentuk dan waktu dasar yang serupa pula.

Menurut definisi Hidrograph satuan sintetis adalah hidrograf limpasan langsung (tanpa aliran dasar) yang tercatat di ujung hilir DAS yang ditimbulkan oleh hujan efektif sebesar 1 mm yang terjadi secara merata di permukaan DAS dengan intensitas tetap dalam suatu durasi tertentu. Beberapa asumsidalam penggunaan hidrograf satuan adalah sebabagi berikut ini. (Subramaya 1984, Triatmojo 2008,). 1) Hujan efektif mempunyai intensitas konstan selama durasi hujan efektif. Untuk memenuhi anggapan ini maka hujan deras yang dipilih untuk analisis adalah hujan dengan durasi singkat. 2) Hujan efektif terdistribusi secara merata pada seluruh DAS. Dengan anggapan ini maka hidrograf satuan tidak berlaku untuk DAS yang sangat luas, karena sulit untuk mendapatkan hujan merata di seluruh DAS. Penggunaan pada DAS yang sangat luas dapat dilakukan dengan membagi DAS menjadi sejumlah sub DAS, dan pada setiap sub DAS dilakukan analisis hidrograf satuan. 2.2. Konsep Hidrograf Satuan Karakteristik bentuk hidrograf yang merupakan dasar dari konsep hidrograf satuan ditunjukan pada Gambar 1

a) Lumped response : Hidrograf menggambarkan semua kombinasi dari karakteristik fisik DAS yang meliputi (bentuk, ukuran, kemiringan, sifat tanah) dan karakteristik hujan (pola, intensitas dan durasi).

c) Linear Response : Repons limpasan langsung dipermukaan (direct runoff) terhadap hujan effektif dianggap bersifat linear, sehingga dapat dilakukan superposisi dari hidrograf-hidrograf tersebut. Apabila terjadi hujan efektif sebesar 2 mm dengan satuan waktu tertentu, hidrograf yang terjadi akan mempunyai bentuk yang sama dengan hidrograf dengan hujan efektif 1 mm dengan durasi yang sama, kecuali bahwa ordinatnya adalah dua kali lebih besar (Gambar 1.b). Demikian juga, apabila hujan efektif 1 mm terjadi dalam dua satuan durasi yang berurutan, hidrograf yang dihasilkan adalah jumlah dari dua hidrograf 1 mm, dengan hidrograf kedua mulai dengan keterlambatan satu satuan waktu (Gambar 1.c). 3.

Cara Perhitungan Hidrograph Sintetis Dengan Cara ITB

Satuan

Untuk menganalisis hidrograph satuan sintetis dengan metoda hidrogrpah satuan perlu diketahui atau diberikan beberapa komponen penting pembentuk hidrograph satuan sintetis berikut 1) Tinggi Dan Durasi Hujan Satuan. 2) Waktu Puncak (Tp) dan Waktu Dasar (Tb), 3) Bentuk Dasar Hidrograph Satuan dan 4) Debit Puncak Hidrograph Satuan 3.1. Tinggi Dan Durasi Hujan Satuan Tinggi hujan satuan yang umum digunakan adalah 1 inchi atau 1 mm. Durasi hujan satuan umumnya diambil Tr=1 jam, namun dapat dipilih durasi lainnya asalkan dinyatakan dalam satuan jam (misal 0.5 jam , 10 menit = 1/6 jam). Jika misal durasi data hujan dinyatakan dalam 1 jam, jika diinginkan melakukan perhitungan dalam interval 0.5 jam, maka tinggi hujan harus dibagi 2dan didistribusikan dalam interval 0.5 jam berturut-turut.

Gambar 1: Prinsip hidrograf satuan (Bambang Triatmojo 2008).

Dari karakteristik fisik DAS dapat dihitung dua elemen-elemen penting yang akan menentukan bentuk dari hidrograph satuan itu yaitu 1) Waktu puncak (Tp) dan waktu dasar, 2) debit puncak (Qp). Selain parameter fisik terdapat pula parameter nonfisik yang digunakan untuk proses kalibrasi. 3


3.2. Waktu Puncak (Tp) dan Waktu Dasar (Tb) Waktu puncak hidrograph satuan sintetis ditentukan oleh harga time lag. Time lag adalah waktu tercapainya debit puncak dihitung dari pusat hujan satuan. Ada banyak rumus yang dibuat berdasarkan hasil penelitian di berbagai DAS baik yang berada di luar negeri. 3.2.1. Time Lag, Time To Peak dan Time Base Beberapa software seperti misalnya Program HECHMS (Hydrology Modeling System) membebaskan pengguna memilih rumusan time lag yang akan digunakan. Prosedure umum ini juga direncanakan cukup flexible dalam mengadopsi rumusan time lag yang akan digunakan. Beberapa rumus yang digunakan untuk menghitung time Lag, time to Peak dan Time Base (Tb) adalah sbb a) Rumus Kirprich Untuk DAS kecil (luas DAS < 2 km2). Time to Peak dapat dihitung dari Time Concentration (Tc). Harga Tc menurut Kirprich sbb :  L0.77  Tc  Ct 0.01947  0.835  S 

(1)

Te > Tr  Tp = TL + 0.25 (Tr - Te) Tp    T < Tr  Tp = TL + 0.50 Tr

Tp  23 Tc

b) Cara Nakayasu :

(5)

d) Cara SCS : Jika data-data tata guna lahan diketahui, nilai Time lag dapat dihitung dengan mengggunakan rumus time lag menurut SCS sbb :  2540  22.86 CN   TL = L0.8  0.7 0.5   14104 CN S 

(6)

Dimana TL = Time lag (jam), Ct = Koefisien kalibrasi, L = Panjang sungai (km), S = slope/ kemiringan alur sungai (m/km)., CN=Bilangan Curva (Curve Number) yang dihitung menurut cara yang dikembangkan oleh SCS e) Cara USGS : Time lag juga dapat dihitung menggunakan rumus time lag dari USGS dimana didalamnya termasuk parameter kemiringan DAS dan Faktor Pengembangan DAS TL = Ct 0.38 L0.62 S-0.31 (13 - FPD)0.47

DimanaTc = waktu konsentrasi (menit), Ct = Koefisien untuk kalibrasi, L = panjang sungai (km), S = slope/ kemiringan alur sungai (m/km). Setelah Tc diketahui, selanjutnya menurut SCS, Time Peak (Tp) dihitung dari Tc

(5)

Dimana TL = Time lag (jam), Ct = Koefisien kalibrasi, L = Panjang sungai (km), S= Kemiringan sungai (m/km) dan FPD = Faktor Pengembangan DAS (0 s/d 13, dimana FPD=0 untuk kondisi aliran terhambat, sedang FPD=12 kondisi aliran tidak terhambat). 3.2.2. Time base :

Time lag dapat dihitung dengan rumus time lag menurut Nakayasu sbb : 0.21 L0.7 TL = Ct   0.527 + 0.058 L

Selanjutnya waktu puncak Tp dihitung dengan ketentuan sbb

(L < 15 km) (L  15 km)

(2)

Dimana TL = Time lag (jam), Ct = Koefisien kalibrasi, L = Panjang sungai (km). (Catatan : Konstanta 0.48 yang umum digunakan telah dikoreksi menjadi 0.527. Ini dimaksudkan agar kedua segmen persamaan tidak terputus).

Untuk DAS kecil (A < 2 km2) harga Tb dihitung dengan Tb  83 Tp

Untuk DAS berukuran sedang dan besar harga secara teoritis Tb dapat berharga tak berhingga (misal cara Nakayasu), namun prakteknya Tb dapat dibatasi sampai lengkung turun mendekati nol, atau dapat juga menggunakan harga berikut Tb = (10 s/d 20)*Tp

(7)

c) Cara Snyder : Time lag dapat dihitung menggunakan rumus time lag menurut Snyder. Jika harga Lc = 0.5 L, maka rumus Snyder dapat dituliskan sbb TL  C t 0.81225 L0.6

(3)

Dimana TL = Time lag (jam), Ct = Koefisien kalibrasi, L = Panjang sungai (km). Sebelum menghitung waktu puncak perlu dihitung durasi hujan effektif sbb Te  TL / 5.5

(4)

3.2.3. Koefisien Ct Koefisien Ct diperlukan jika harga Tp yang dihitung berbeda jauh dengan Tp pengamatan, Ini sangat bergunan dalam proses kalibrasi harga Tp. Harga standar koefisien Ct adalah 1.0, namun jika saat proses kalibrasi dijumpai Tp perhitungan lebih kecil dari Tp pengamatan, harga diambil Ct > 1.0 sehingga harga Tp akan membesar, sebaliknya jika Tp perhitungan lebih besar dari Tp pengamatan, harga diambil Ct < 1.0 agar harga Tp akan mengecil. Proses ini diulang agar Tp perhitungan mendekati Tp pengamatan. 4


3.3. Bentuk Dasar Hidrograph Satuan

3.4. Debit Puncak Hidrograph Satuan

Prosedure umum yang diusulkan dapat mengadopsi berbagai bentuk dasar HSS yang akan digunakan. Beberapa bentuk HSS yang dapat digunakan antara lain adalah SCS Triangular, SCS Cuvilinear, USGS Nationwide SUH, Delmarvara, Fungsi Gamma dll.

Sebelum membahas debit puncak hidrogrpah satuan, akan dijelaskan kesetaraan luas HSS dengan HSS yang telah dinormalkan dengan faktor normalisasi tertentu. Hal ini berguna dalam menjelaskan penerapan prinsip konservasi dalam debit puncak hydrogrpah satuan.

Selain itun dalam penelitian ini telah dikembangkan dua bentuk dasar HSS yang dapat digunakan yaitu bentuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 sbb : a) HSS ITB-1 memiliki persamaan lengkung naik dan lengkung turun seluruhnya yang dinyatakan dengan satu persamaan yang sama yaitu

1  q( t )  exp2  t   t 

 Cp

(9)

b) HSS ITB-2 memiliki persamaan lengkung naik dan lengkung turun yang dinyatakan dengan dua persamaan yang berbeda yaitu  Lengkung naik (0  t  1) :

q( t )  t 

(7.a)

 Lengkung turun (t > 1 s/d ∞) :



q ( t )  exp 1  t

 Cp



(7.b)

dimana t=T/Tp dan q=Q/Qp masing-masing adalah waktu dan debit yang telah dinormalkan sehingga t=T/Tp berharga antara 0 dan 1, sedang q=Q/Qp. berharga antara 0 dan ʽ (atau antara 0 dan 10 jika harga Tb/Tp=10).

3.4.1. Kesetaraan Luas HSS dengan HSS Yang Telah Dinormalkan Untuk memudahkan penjelasan, tinjau suatu kurva hydrograph berbentuk segitiga seperti ditunjukan pada Gambar 2.a, yang terjadi akibat hujan efektif R=1 mm pada suatu DAS luas ADAS. Karena sumbu x berdimensi waktu dan sumbu-y berdimensi m3/s, intergrasi kurva dibawah kurva hidrograph sama dengan volume hydrograph satuan. Misalkan Tp adalah absis dan Qp adalah ordinat titik puncak P. Jika seluruh harga pada absis t (waktu) dinormalkan terhadap Tp dan seluruh harga ordinat Q (debit) dinormalkan terhadap Qp, maka akan didapat suatu kurva hidrograph tak berdimensi seperti ditunjukan pada Gambar 2.b. Setelah dinormalkan sumbu x dan sumbu y tidak bersatuan (non-dimensionalised). Seperti terlihat pada Gambar 2.b, luas bidang dibawah kurva yang telah dinormalkan dapat dihitung dari rumus luas segitiga sbb. AHSS = ½ * (4*1) = 2

(tanpa satuan)

Qp=5 m3/s

3.3.1. Koefisien α, β dan Cp

V SUH = 1/2*(8 s)*(5 m3/s) =20 m3

Harga koefisien α dan β bergantung pada rumus time lag yang digunakan. Harga standar koefisien α dan β untuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 diberikan pada Tabel 1. Tabel 1 : Harga standar koefisien α dan β No

Rumusan Time Lag yg Digunakan

1 2 3 4 5

Kirprich Snyder (Lc=0.5 L) Nakayasu SCS USGS

Harga Coefisien Standar HSS ITB-1 HSS ITB-2 α = 1.500 α = 1.500 α = 0.620 α = 1.500 α = 1.500

α = 2.500 , β=1.000 α = 2.500, β=1.000 α = 2.500, β=0.720 α = 2.500, β=1.000 α = 2.500, β=1.000

Jika sangat diperlukan harga koefisien α dan β dapat dirubah, namun untuk lebih memudahkan, proses kalibrasi dapat dilakukan dengan merubah harga koefisien Cp. Harga standar koefisien Cp adalah 1.0, jika harga debit puncak perhitungan lebih kecil dari debit puncak pengamatan, maka harga diambil Cp > 1.0 ini akan membuat harga debit puncak membesar, sebaliknya jika debit puncak perhitungan lebih besar dari hasil pengamatan maka harga diambil Cp < 1.0 agar harga debit puncak mengecil.

0

Tp=2 s

Tb=8 s

(a) Triangular SUH (dimensional)

1 A SUH = 1/2*(4*1) = 2 (exact) VSUH = Qp*Tp*A SUH = (5 m3/s)*(2 s)*(2) = 20 m3

0

1

4

(b) Triangular SUH (non-dimensional)

Gambar 2 : Kesetaraan Luas HSS SCS-Segitiga dengan HSS SCS-Segitiga Tak-Berdimensi 5


Volume hydrograph satuan VHSS (memiliki dimensi m3) dapat diperoleh dengan cara yang lebih mudah yaitu mengalikan AHSS dengan Qp dan Tp, atau VHSS = Qp Tp AHSS = (5 m3/s)*(2s)*(2) = 20 (m3) Hasil tersebut dapat digeneralisasi untuk bentuk HSS yang lebih kompleks seperti ditunjukan pada Gambar 3. Jika bentuk hidrograph harga Qp dan Tp diketahui, jika hidrograph banjir dinormalkan dengan faktor Qp dan Tp, maka volume HSS dapat dihitung dengan rumus VHSS = Qp Tp AHSS dimana AHSS adalah luas HSS tak berdimensi yang dapat dihitung secara exact atau secara numerik.

Dari definisi HSS dan prinsip konservasi massa, dapat disimpulkan bahwa volume hujan efektif satu satuan yang jatuh merata diseluruh DAS (VDAS) harus sama volume hidrograph satuan sintetis (VHS) dengan waktu puncak Tp, atau 1000 ADAS = AHSS Qp Tp 3600, akibatnya Qp 

R A DAS 3.6 Tp A HSS

(8)

Dimana Qp = Debit puncak hidrograph satuan (m3/s), R = Curah hujan satuan (1 mm), Tp= Waktu puncak (jam), ADAS = Luas DAS (km2) dan AHSS = Luas HSS tak berdimensi yang dapat dihitung secara exact atau secara numerik. Dengan rumusan diatas maka penerapan prinsip konservasi massa dalam perhitungan hidrograph banjir akan lebih mudah. Rumus diatas berbeda dengan rumusan debit puncak hidrograph satuan lain yang sudah ada. Perbandingan rumusan hidrograh satuan sintetis SnyderAlexeyev, Snyder-SCS, GAMA-1, Nakayasu, dan ITB ditunjukan dalam Lampiran-1.

Qp V HSS = Volume HSS (m3)

4. Contoh-Contoh Penggunaan 0

Tp

Tb

Prosedur pembuatan hidrograph satuan sintetis yang dikembangkan dalam penelitian ini, selanjutnya akan digunakan untuk menentukan bentuk hidrograph banjir untuk Lima Kasus berikut

(a) Typical SUH (dimensional)

1 A SUH = Luas HSS (Dihitung Secara Numerik) V HSS = Qp*Tp*A HSS

1) DAS Kecil dengan Bentuk HSS Segitiga 2) DAS Kecil dengan HSS ITB-1 dan ITB-2 3) DAS Katulampa 4) DAS Cibatarua 4.1. DAS Kecil dihitung dengan HSS Segitiga

0

1

Tb/Tp

(b) Typical SUH (non-dimensional)

Gambar 3 : Kesetaraan Volume HSS generik dengan HSS Yang Telah Dinormalkan 3.4.2. Penerapan Prinsip Konservasi Massa Dari definisi hidrograph satuan, dapat disimpulkan bahwa volume hujan efektif satu satuan yang jatuh merata diseluruh DAS (VDAS) dapat dinyatakan sbb VDAS = R x ADAS = 1000 ADAS

(Tak berdimensi)

qp=1

(m3)

Jika bentuk dasar hidrograph satuan diketahui (HSS ITB-1 atau HSS ITB-2 atau bentuk dasar lainnya), dan harga waktu puncak (Tp) dan waktu dasar (Tb) diketahui, akibat kesamaan luas suatu bidang asli dan bidang yang telah dinormalkan, debit puncak hidrograph satuan sintetis akibat tinggi hujan satu satuan R=1 mm yang jatuh selama durasi hujan satuan Tr=1 jam (3600 sec), adalah sbb : VHS = AHSS Qp Tp 3600

Suatu DAS kecil memiliki Luas DAS = 1.2 km2, L=1575 m, S=0.001 (m/m). Hitung a) Tc, Tp dan Tb dengan rumus Kirpich b) Dengan bentuk dasar HSS SCS Tak Berdimensi pada pada Gambar 4 hitung absis dan ordinat HSS Segitiga berdimensi c) Lakukan superposisi HSS akibat hujan efektif sebesar 10 mm, 70 mm dan 30 mm (interval ½ jam) d) Gambarkan hidrograph yang dihasilkan.

(m3)

A' = 1/2*1*8/3=4/3

0

tp=1

tb=8/3

(Tak berdimensi)

Gambar 4 : Bentuk Dasar HSS SCS Segitiga

6


Jawab

c) Superposisi HSS SCS Segitiga

a) Hitung Time Peak (Tp) dan Time Base (Tb)

Proses superposisi HSS akibat hujan efektif sebesar 10 mm, 70 mm dan 30 mm (interval ½ jam) ditunjukan Tabel 3. Dalam tabel ini Rasio DRO/REff tidak sama dengan 100% adalah akibat debit puncak HSS tidak diperhitungkan.

 Hitung Time Concentration (Rumus Kirprch)  L0.77   15750.77   t c  0.01947  0.835   0.01947  S   0.0010.835       80.58 menit  1.34 jam

Tabel 3 : Superposisi HSS SCS Segitiga

 Time Peak (Tp) dan Time Base (Tb) Tp  23 tc 

2 3

1.34  0.893 jam

Tb  tp  0.893  2.382 jam 8 3

8 3

b) Perhitungan HSS SCS Segitiga berdimensi  Hitung Luas HSS Tak-berdimensi : Bentuk HSS SCS segitiga dihitung secara exact.

A HSS 

1 2



1 2

q

p

tb



Q HSS (m3/s)

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 4.000 5.000

0.000 0.157 0.260 0.166 0.072 0.000

1* 8 / 3  5/3

Total Re (mm) 110.0

Volume (m3)

0.000 1.567 13.565 24.545 20.119 10.001 2.154 0.000

1,410.0 13,618.3 34,298.6 40,197.4 27,108.0 32,819.0 3,877.7 0.0

Total Volum (m3) Luas DAS (km2) DRO (mm) DRO/Ref (%)

153,329 1.200 127.77 116.16%

Re (interval 1/2 Jam) 0.5 1.0 1.5 10.0 70.0 30.0 0.000 1.567 2.598 1.658 0.718 0.000

0.000 10.967 18.187 11.607 5.027 0.000

  Luas Exact

 Hitung Debit PuncakHSS (Berdimensi)

Qp 

Waktu (Jam)

0.000 4.700 7.794 4.974 2.154 0.000

d) Gambar hidrograph banjir  Jika hasil superposisi HSS diatas digambarkan didapat hasil seperti pada Gambar 6.

1 A DAS 3.6 Tp A HSS

0.00

40.00

1 1 .2  0.224 m 3 / s 3.6 0.893 1.667

Reff Q-Total 30.0

35.00

25.00

70.0

Jika harga absis dan ordinat HSS SCS tak berdimensi pada Gambar 4, dikalikan dengan harga Tp dan Qp didapat HSS SCS berdimensi pada Gambar 5. Harga ordinat HSS antara 0 dan Tp dan antara Tp dan Tb diperoleh dengan interpolasi linear, sehingga dan hasinya ditunjukan pada Tabel 2

Q (m3/s)

 Absis dan Ordinat HSS (berdimensi)

30.00

50.00

25.00

75.00

20.00

100.00

15.00

125.00

10.00

150.00

5.00

175.00

200.00

0.00 0.00

m3/s/mm

Reff (mm)

10.0

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

Jam

Gambar 6 : Hydrograph hasil superposisi HSS

Qp A = A'*Qp*Tp

0

Tp

Tb=8/3*Tp

Gambar 5 : SCS Segitiga HSS berdimensi Tabel 2 : HSS SCS Segitiga Berdimensi T (jam) Q (m3/s) Keterangan 0.000 0.500 0.893 1.000 1.500 2.000 2.382 2.500

0.000 0.157 0.280 0.260 0.166 0.072 0.000 0.000

Tp

Tb = 8/3 Tp

4.2. DAS Kecil dihitung dengan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2

Jam

Ulangi perhitungan pada contoh sebelumnya dengan a) Menggunakan bentuk dasar HSS ITB-1 dan HSS ITB-2, b) Gambarkan hidrograph banjir dan c) Bandingkan hasil tersebut hasil SCS Segitiga pada contoh kasus sebelumnya. A. Perhitungan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 Perhitungan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dilakukan dengan Microsoft Excell dan hasilnya ditunjukan pada Tabel 4 dan Tabel 5 dengan penjelasan sbb : Bagian I, berisi Input data yang diperlukan seperti Luas DAS, Panjang Sungai L dll. Bagian-II, berisi hasil perhitungan TL, Tp dan Tb (karena DAS kecil menggunakan cara Kirpirch)

7


Bagian-III besisi data-data Cp, Coef α dan β, AHSS (jumlah kolom 4 bagian IV untuk menghitug Qp), Volume Hujan (VDAS) dan Tinggi Limpasan (DRO) Bagian-IV terdiri dari kolom 1 s/d kolom 6 untuk menghitung bentuk HSS ITB-1/2, Luas AHSS dan Volum VHSS dengan penjelasan sbb : 1)

Kolom Pertama : berisi waktu perhitungan dengan interval Tr (jam) termasuk didalamnya waktu puncak Tp.

2)

Kolom Kedua : (Kolom-1 dibagi Tp) berisi absis kurva HSS tak berdimesi (t=T/Tp), termasuk waktu puncak (t =1).

3)

4)

Ai  5)

Kolom Ketiga merupakan ordinat HSS tak berdimesi didapat dari persamaan bentuk kurva HSS ITB-1 dan HSS ITB-2. Kolom Keempat berisis luas segmen HSS tak berdimensi, termasuk segmen sebelum dan sesudah Qp, dihitung dgn cara trapezium. 1 2

(9)

Jumlah seluruh Kolom Keempat adalah luas kurva HSS tak berdimensi. N

A

i

(tanpa satuan)

(10)

i 1

6)

Setelah AHSS diketahui, maka debit puncak hidrograph satuan dapat dinyatakan sbb (dihitung pada Bagian-III) : R A DAS Qp  3.6 Tp A HSS

7)

(m3/sec)

(12)

Kolom keenam berisis luas segmen HSS berdimensi, termasuk segmen sebelum dan sesudah Qp, dihitung dgn cara trapezium

Vi  9)

(11)

Kolom kelima berisi ordinat HSS berdimensi didapat dengan mengalikan ordinat kurva HSS dengan Qp (Kolom-3 x Qp) , yaitu

Qi  Q p q i 8)

(m3/sec)

3600 2

Q i  Q i 1 Ti 1  Ti 

(m3)

Jumlah seluruh Kolom Keenam adalah luas kurva HSS berdimensi.

V

i

(m3)

(14)

i 1

10) Jika VHSS dibagi Luas DAS (ADAS) daidalat tingil limpsan langsung HDRO, yang nilainya harus sama dengan 1 mm (tinggi hujan satuan)

H DRO 

VHSS 1 A DAS

= =

Kecil 1.200 1.570 0.001 1.000 0.500

Km2 Km mm Jam

III. Debit Puncak (QP) 1. Cp. Koefisien Puncak (Cp) 2. Alpha 3. Luas HSS (Bag-IV,Jml Kol-4 ) 4. Qp=1/(3.6*Tp)*(ADAS/AHSS) 5. Volume Hujan pada DAS (VDAS) 6. Volume Unit Hidrograph 7. Tinggi Limpasan

= = = = = = =

1.000 1.500 1.481 0.252 1,200 1,200 1.000

m3/s m3 m3 mm

IV. Tabel perhitungan HSS ITB-1 :

(1) 0.000 0.500 0.893 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500

HSS Tak berdimensi HSS berdimensi A t=T/Tp q=Q/Qp V(m3) Q=q×Qp (2) (3) (4) (5) (6) 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.55976 0.59491 0.16650 0.14987 134.87860 1.00000 1.00000 0.35107 0.25191 284.38905 1.11953 0.98104 0.11839 0.24714 95.90541 1.67929 0.66221 0.45992 0.16682 372.56261 2.23905 0.35754 0.28541 0.09007 231.20150 2.79881 0.00000 0.10007 0.00000 81.06283 3.35858 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 3.91834 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 Luas H.S 1.4813597 Volume H.S 1200.000 DRO (mm) 1.000

Tabel 5 : Perhitungan HSS ITB I. Karakteristik DAS dan Hujan 1. Nama Sungai 2. Luas daerah aliran Sungai (A) 3. Panjang Sungai Utama (L) 3. Kemiringan Sunga (S) 4 Tinggi Hujan 5. Durasi Hujan Tr

= = = = =

Kecil 1.200 1.570 0.001 1.000 0.500

2

Km Km

mm Jam

II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu Dasar (Tb) 1. Koefisien waktu (Ct) = 1.00 2. Time Lag (tP) 0.77 0.385 = 80.39 Menit tP = 0.01947*(L*1000) /(S ) 1.3399 Jam 3. Waktu Puncak Tp = 0.8932 Jam 4. Waktu Dasar TB/TP = 2.38 (Ratio TB/TP) TB = 2.13 Jam III. Debit Puncak (QP) 1. Cp. Koefisien Puncak (Cp) 2. Alpha 3. Betha 3. Luas HSS (Bag-IV,Jml Kol-4 ) 4. Qp=1/(3.6*Tp)*(ADAS/AHSS) 6. Volume Hujan pada DAS (VDAS) 7. Volume Unit Hidrograph 8. Tinggi Limpasan

(13)

= = = = = = =

1.000 2.500 1.000 1.144 0.326 1,200 1,200 1.000

m3/s m3 m3 mm

IV. Tabel perhitungan HSS ITB-2 :

N

VHSS 

= = =

II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu Dasar (Tb) 1. Koefisien waktu (Ct) = 1.00 2. Time Lag (tP) 0.77 0.385 = 80.39 Menit tP = 0.01947*(L*1000) /(S ) 1.3399 Jam 3. Waktu Puncak Tp = 0.8932 Jam 4. Waktu Dasar TB/TP = 2.38 (Ratio TB/TP) TB = 2.13 Jam

T (jam)

qi 1  qi t i 1  t i 

A HSS 

Tabel 4 : Perhitungan HSS ITB I. Karakteristik DAS dan Hujan 1. Nama Sungai 2. Luas daerah aliran Sungai (A) 3. Panjang Sungai Utama (L) 4. Kemiringan Sunga (S) 5 Tinggi Hujan 6. Durasi Hujan Tr

(mm)

(16)

T (jam) (1) 0.000 0.500 0.893 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000

HSS Tak berdimensi A t=T/Tp q=Q/Qp (2) (3) (4) 0.00000 0.00000 0.00000 0.55976 0.23443 0.06561 1.00000 1.00000 0.27172 1.11953 0.88734 0.11279 1.67929 0.50698 0.39024 2.23905 0.28966 0.22296 2.79881 0.00000 0.08107 3.35858 0.00000 0.00000 3.91834 0.00000 0.00000 4.47810 0.00000 0.00000 Luas HSS 1.1444031

HSS berdimensi V(m3) Q=q×Qp (5) (6) 0.00000 0.00000 0.07644 68.79955 0.32609 284.92135 0.28935 118.27196 0.16532 409.20265 0.09445 233.79577 0.00000 85.00871 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 Volume 1200.000 DRO 1.000

8


B. Superposisi Hidrograph 50.0

SCS Segi Tiga

100.0

25.0

125.0

20.0

150.0

15.0

175.0

10.0

200.0

5.0

225.0

HSS ITB-2

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000

0.0000 0.0764 0.2894 0.1653 0.0945 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Tinggi Hujan (mm/jam) 1.00 2.00 3.00 20.000 100.000 40.000 0.000 1.529 0.000 5.787 7.644 0.000 3.306 28.935 3.058 1.889 16.532 11.574 0.000 9.445 6.613 0.000 0.000 3.778 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Volume Limpasan Luas DAS Limpasan (DRO) Rasio Limpasan/Hujan

R (mm)

75.0

30.0

0.0

250.0 0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

T (Jam)

0.00 2697.57 20633.91 48576.65 56172.39 39643.91 17354.34 3242.51 0.00 0.00 0.00 1.88E+05 1.20 156.93 98.08%

Hujan Total 160.000 0.000 1.529 13.431 35.299 29.995 16.058 3.778 0.000 0.000 0.000 0.000 m3 km2 mm %

Volume Limpasan 0.00 1375.99 13464.26 43857.55 58764.79 41447.86 17852.70 3400.35 0.00 0.00 0.00 1.80E+05 1.200 150.136 93.84%

Sebagai indikator ketelitian hasil perhitungan digunakan prinsip konservasi masa, yaitu volume hujan efektif yang jatuh dalam DAS harus sama dengan volume hidrograph banjir yang dihasilkan. Tinggi limpasan total yang dihitung untuk kedua hidrograph sangat mendekati tinggi hujan total yang diberikan sebagai input data awal.

Gambar 7 : Hasil superposisi HSS SCS-Segitiga HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 (Tr=0.5 jam) 50.0

0.0 Reff ITB-1

45.0

25.0

ITB-2 SCS Segi Tiga

40.0

50.0

35.0

75.0

30.0

100.0

25.0

125.0

20.0

150.0

15.0

175.0

10.0

200.0

5.0

225.0

0.0 0.00

R (mm)

Volume Limpasan

Q (jm3/s)

Total 160.000 0.000 2.997 19.929 34.045 28.369 15.680 3.603 0.000 0.000 0.000 0.000 m3 km2 mm %

Tabel 7 : Superposisi HSS ITB-2 Waktu (jam)

50.0

35.0

0.00

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000

25.0

ITB-2

Tabel 6 : Superposisi HSS ITB-1 Waktu (jam)

ITB-1

40.0

Tabel superposisi hidrograp banjir yang disusun dengan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2ditunjukan pada Tabel 6 dan Tabel 7. Tinggi Hujan (mm/jam) HSS ITB-1 0.50 1.00 1.50 20.000 100.000 40.000 0.0000 0.000 0.1499 2.997 0.000 0.2471 4.943 14.987 0.000 0.1668 3.336 24.714 5.995 0.0901 1.801 16.682 9.886 0.0000 0.000 9.007 6.673 0.0000 0.000 0.000 3.603 0.0000 0.000 0.000 0.000 0.0000 0.000 0.000 0.000 0.0000 0.000 0.000 0.000 0.0000 0.000 0.000 0.000 Volume Limpasan Luas DAS Limpasan (DRO) Rasio Limpasan/Hujan

0.0 Reff

45.0

Q (jm3/s)

Dalam praktek proses superposisi hidrograph dapat dihitung dalam bentuk tabel seperti dapat mudah dijumpai dalam berbagai buku referensi. Dalam contoh kasus ini akan digunakan distribusi hujan hujan efektif dengan durasi ½ jam yang berurutan sebesar 10 mm, 70 mm dan 30

250.0 0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

T (Jam)

Gambar 8 : Hasil superposisi HSS SCS-Segitiga HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 (Tr=0.125 Jam) 4.3. Hydrograph Banjir DAS Cibatarua Prosedur perhitungan HSS yang dikembangkan dalam penelitian ini, selanjutnya akan digunakan untuk menentukan bentuk hidrograph banjir DAS Cibatarua seperti ditunjukan pada Gambar 9. Hidrograph banjir yang dihitung dengan cara ITB akan dibandingkan dengan hasil cara SnyderAlexeyev, Nakayasu, Limantara dan GAMA-1 dan hasil program HEC-HMS.

C. Gambarkan Bentuk Hidrograph Banjir Hasil akhir berupa hidrograph banjir untuk Tr=0.5 Jam seperti ditunjukan pada Gambar 7 dan sebagai pembanding pada gambar yang sama ditunjukan pula bentuk hidrograph hasil superposisi HSS SCSTriangular. Selanjutnta pada Gambar 8 ditunjukan pula bentuk hidrograph hasil superposisi HSS ITB-1, ITB-2 dan SCS-Triangular, untuk interval Tr=0.25 Jam. Dari kedua gambar tersebut terlihat bahwa hidrograph hasil superposisi HSS ITB-1, ITB-2 dan SCSTriangular menunjukan kesesuaian yang baik dan harga Tr=0.125 memberikan hasil yang lebih baik.

Gambar 9 : DAS Cibatarua (Review Design Bendung Cibatarua, PT. Aztindo Rekaperdana, BBWS Citarum, 2009) 9


Tabel 9 : Distibusi Hujan Effektif DAS Cibatarua

A. Perhitungan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 Input data karakteristik DAS yang diperlukan masing-masing metoda perhitungan HSS yang digunakan ditunjukan pada Tabel 8. Dari tabel tersebut terlihat bahwa HSS GAMA-1 memerlukan input data karakteristik DAS yang relatif kompleks. Tabel 8 : Input data fisik DAS dan Data non-fisik berbagai HSS yang digunakan Data Fisik DAS

A L Lc A L A L S J1 Js L1 Ls WL WU AU A L n S A L

Nilai HSS Snyder Alexeyey 56.920 Catchment area 12.150 Panjang sungai Panjang dari titik berat ke outlet 6.075 HSS Nakayasu Catchment area 56.920 12.150 Panjang sungai HSS Gama-1 56.920 Catchment area 12.150 Panjang sungai 0.080 Kemiringan sungai 63.000 Jumlah sungai tingkat 1 112.000 Jumlah sungai semua tingkat 75.310 Panjang sungai tingkat 1 130.200 Panjang sungai semua tingkat 9.700 Lebar DAS pada 0.25L 6.110 Lebar DAS pada 0.75L 20.900 Luas DAS di hulu titik berat HSS Limantara 56.920 Catchment area 12.150 Panjang sungai Kekasaran Sungai 0.034 Kemiringan Sungai 0.0001 HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 56.920 Catchment area 12.150 Panjang sungai

Satuan Data Non-Fisik km2 km km

n Ct Cp

0.300 1.000 0.620

km2 km

α

3.000

km2 km bh bh km km km km km2

Ct Cp

1.000 1.000

Perhitungan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dilakukan dengan Microsoft Excell dan hasilnya ditunjukan pada Tabel 10 dan Tabel 11 dengan penjelasan yang sama dengan pada contoh perhitungan DAS Kecil pada contoh terdahulu. Dengan merujuk hasil pada Tabel 10 dan Tabel 11 tersebut, jika kolom kedua digunakan sebagai absis dan kolom ketiga sebagai ordinat didapat bentuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 tak-berdimensi untuk DAS Cibatarua seperti terlihat pada Gambar 10. Jika kolom pertama digunakan sebagai absis dan kolom kelima sebagai ordinat didapat bentuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dan berdimensi untuk DAS Cibatarua seperti ditunjukan pada Gambar 11 Sebagai perbandingan hasil pada Gambar 12 ditunjukan bentuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dibandingkan dengan HSS yang dihitung dengan cara Snyder-Alexeyev, Nakayasu, Limantara dan GAMA-1. B.

Reff (mm)

Inf (mm)

Total

55.400 16.100 11.700 9.200 7.200 5.700

89.267 23.202 16.276 12.957 10.942 9.564

178.534 46.405 32.552 25.914 21.884 19.129

Tabel superposisi HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 akibat hujan efektif pada Tabel 9 ditunjukan pada Tabel 10 dan Error! Reference source not found. Indikator ketelitian hasil dinilai dari rasio tinggi limpasan dan tinggi hujan effektif. Dalam contoh ini rasio untuk hasil HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 masing-masing 99.94% dan 99.03% (lihat resume diujung bawah kolom 6) Pada Gambar 13 ditunjukan perbandingan hasil hidrograph banjir hasil superposisi HSS ITB-1 (time lag Cara Snyder) dan hidrograph banjir hasil superposisi HSS ITB-2 (time lag Cara Nakayasu) dengan hidrograph banjir hasil superposisi HSS Snyder-Alexeyev, Nakayasu, Limantara, GAMA-1 dan program HEC-HMS.

km2 km

km2 km

Jam 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000

Superposisi Hidrograph Satuan Sintetis

Dalam praktek proses superposisi hidrograph satuan menjadi hidrograph banjir dapat dihitung dalam bentuk tabel seperti yang dijumpai dalam berbagai buku referensi tentang hidrologi. Dalam contoh kasus ini akan digunakan distribusi hujan total, inflitrasiu dan hujan effektif selama 6 jam seperti ditunjukan pada Tabel 9.

Dari Gambar 13 terlihat bahwa hidrograph banjir hasil dengan HSS ITB-1 ternyata sangat mendekati hasil Cara Snyder-Alexeyev (Dalam kasus ini untuk HSS Snyder-Alexeyev harga Cp=0.62), padahal cara Snyder-Alexeyev memiliki persamaan kurva tunggal yang lebih kompleks. Pada Gambar 13 terlihat hidrograph banjir hasil superposisi HSS ITB-2 sangat mendekati bentuk hidrograph hasil Cara Nakaysu (dalam kasus ini untuk HSS Nakayasu harga α=3.00), padahal cara Nakayasu terdiri dari empat kurva lengkung yang digabung menjadi satu (lihat Lampiran-1) sedang kurva HSS ITB hanya terdiri dari dua kurva. Hasil ini menunjukan bahwa hidrograph banjir yang didapat dari metoda dengan bentuk kurva dasar yang relatif kompleks ternyata tidak berbeda jauh dengan hidrograph banjir yang didapat dengan kurva dasar yang jauh lebih sederhana. Selanjutnya pada Gambar 14 ditunjukan hidrograph banjir hasil superposisi HSS ITB-1 (time lag dihitung dengan cara Nakayasu) dan hidrograph banjir hasil superposisi HSS ITB-2 (time lag Cara Snyder) dibandingkan dengan hidrograph banjir hasil superposisi denga cara HSS Snyder-Alexeyev, Nakayasu, Limantara, GAMA-1 dan hasil program HEC-HMS. Dari Gambar 14 Gambar 14 terlihat bahwa hidrograph banjir hasil superposisi HSS ITB-1 ternyata mendekati bentuk hidrograph hasil Cara Nakayasu sedang hidrograph banjir hasil superposisi HSS ITB-2 mendekati bentuk hidrograph hasil Cara Snyder.

10


Tabel 10 : Tabel perhitungan HSS ITB-1 untuk DAS Cibatarua. I. Karakteristik DAS dan Hujan 1. Nama Sungai 2. Luas daerah aliran Sungai (A) 3. Panjang Sungai Utama (L) 4 Tinggi Hujan Satun (R) 5. Durasi Hujan Satuan (Tr)

= = = = =

Cibatarua 56.92 12.15 1.00 1.00

II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu 1. Koefisien waktu (Ct) = 2. Time Lag --> Snyder LC = 0.5*L = TL = Ct(LxLC)n = Te = tp/5.5 = TP = TL+0.25(Tr-Te)  Te > Tr TP = TL+0.50Tr  Te < Tr 3. Waktu Puncak Tp = = 4. Waktu Dasar TB/TP = TB = III. Debit Puncak (QP) 1. Cp. Koefisien Puncak (Cp) 2. Alpha 3. Luas HSS (Jumlah Kolom-4 Bag IV) 4. Qp = 1/(3.6Tp)*(ADAS/AHSS) 5. Vol Hujan (=R*ADAS*1000) 6. Vol HSS (VHSS) 7. Tinggi Limpasan

= = = = = = =

Dasar 1.00 2 6.075 3.634 0.661

2

Km Km mm Jam

(Tb)

km Jam Jam

4.134 Jam 4.134 Jam 10 (Ratio TB/TP) 41.34 Jam

1.000 1.500 1.613 2.370 56,920 56,920 1.000

m3/s m3 m3 mm

IV. Tabel perhitungan HSS ITB-1 : HSS t=T/Tp (2) 0.00000 0.24187 0.48374 0.72561 0.96748 1.00000 1.20936 1.45123 1.69310 1.93497 2.17684 2.41871 2.66058 2.90245 3.14432 3.38620 3.62807 3.86994 4.11181 4.35368 4.59555 4.83742 5.07929 5.32116 5.56303 5.80491 6.04678 6.28865 6.53052 6.77239 7.01426 7.25613 7.49800 7.73987 7.98175 8.22362 8.46549 8.70736 8.94923 9.19110 9.43297 9.67484 9.91671 10.15859 10.40046 10.64233 10.88420

T (jam) (1) 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 4.13 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 37.00 38.00 39.00 40.00 41.00 42.00 43.00 44.00 45.00 Catatan : Kolom-1 : Kolom-2 : Kolom-3 : Kolom-4 :

Tak berdimensi HSS berdimensi q=Q/Qp A Q(m3/s) V(m3) (3) (4) (5) (6) 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.02831 0.00342 0.06711 120.7954 0.43760 0.05635 1.03725 1987.8489 0.85587 0.15643 2.02866 5518.6460 0.99836 0.22424 2.36641 7911.1317 1.00000 0.03249 2.37029 1146.1919 0.94709 0.20382 2.24488 7190.5209 0.81022 0.21252 1.92046 7497.6064 0.65338 0.17700 1.54870 6244.4931 0.50780 0.14043 1.20364 4954.2235 0.38507 0.10798 0.91273 3809.4690 0.28701 0.08128 0.68030 2867.4530 0.21126 0.06026 0.50075 2125.8966 0.15405 0.04418 0.36514 1558.6070 0.11152 0.03212 0.26434 1133.0651 0.08028 0.02320 0.19028 818.3158 0.05752 0.01667 0.13635 587.9357 0.04107 0.01192 0.09734 420.6509 0.02923 0.00850 0.06929 299.9368 0.02075 0.00604 0.04919 213.2601 0.01470 0.00429 0.03485 151.2732 0.01040 0.00304 0.02464 107.0893 0.00734 0.00215 0.01740 75.6814 0.00518 0.00151 0.01227 53.4067 0.00365 0.00107 0.00864 37.6401 0.00257 0.00075 0.00608 26.4988 0.00180 0.00053 0.00427 18.6371 0.00127 0.00037 0.00300 13.0967 0.00089 0.00026 0.00211 9.1963 0.00062 0.00018 0.00148 6.4531 0.00044 0.00013 0.00104 4.5255 0.00031 0.00009 0.00073 3.1720 0.00021 0.00006 0.00051 2.2222 0.00015 0.00004 0.00036 1.5561 0.00011 0.00003 0.00025 1.0892 0.00007 0.00002 0.00017 0.7621 0.00005 0.00002 0.00012 0.5331 0.00004 0.00001 0.00009 0.3728 0.00003 0.00001 0.00006 0.2606 0.00002 0.00001 0.00004 0.1821 0.00001 0.00000 0.00003 0.1273 0.00001 0.00000 0.00002 0.0889 0.00001 0.00000 0.00001 0.0621 0.00000 0.00000 0.00000 0.0255 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 Luas H.S 1.6134085 Volume H.S 56920.000 Limpasan 1.000

Interval Waktu (Jam) yang diberikan  Ti =Ti-1 + Tr Absis (waktu tak berdimensi) t=T/Tp  Kolom-1 /Tp Ordinat debit q=Q/Qp didapat dari kurva HSS (tak berdimensi) Luas segmen HSS Ai= ½ × (ti-ti-1) × (qi + qi-1) (tak berdimensi)

: Jumlah seluruh Kolom-4 = A HSS (Penting untuk menghitung Qp) Kolom-5 : Ordinat debit HSS berdimensi  Qi = qi × Qp (Kolom 3 x Qp) Kolom-6 : Luas segmen kurva HSS Ai= ½ × 3600 x (Ti-Ti-1) × (Qi + Qi-1) : Jumlah seluruh Kolom-6 (VHSS) yang jika dibagi ADAS harus = 1

Tabel 11 : Tabel perhitungan HSS ITB-2 untuk DAS Cibatarua I. Karakteristik DAS dan Hujan 1. Nama Sungai 2. Luas daerah aliran Sungai (A) 3. Panjang Sungai Utama (L) 4 Tinggi Hujan 5. Durasi Hujan Tr

= = = = =

Cibatarua 56.92 12.15 1.00 1.00

II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu 1. Koefisien waktu (C t) = 2. Time Lag --> Nakayasu 0.7 TL = Ct*0.21*L < 15 km = Ct*(0.527 + 0.058*L) ≥ 15 km TP = 1.6 TL = 3. Waktu Puncak Tp = = 4. Waktu Dasar TB/TP = TB =

III. Debit Puncak (QP) 1. Cp. Koefisien Puncak (C p) 2. Alpha 3. Betha 4. Luas HSS (Numerik) 5. Qp = 1/(3.6Tp)*(ADAS/AHSS) 6. Vol Hujan pada DAS (V DAS) 7. Vol Unit Hidrograph 8. Tinggi Limpasan

= = = = = = =

2

Km Km mm Jam

Dasar (Tb) 1.00 1 1.206 Jam 1.930 Jam 1.930 Jam 20 (Ratio TB/TP) 38.60 Jam

1.000 2.500 0.715 2.151 3.809 56,920 56,920 1.000

m3/s m3 m3 mm

IV. Tabel perhitungan HSS ITB-2 : HSS t=T/Tp (2) 0.00000 0.51815 1.00000 1.03630 1.55446 2.07261 2.59076 3.10891 3.62707 4.14522 4.66337 5.18152 5.69967 6.21783 6.73598 7.25413 7.77228 8.29043 8.80859 9.32674 9.84489 10.36304 10.88120 11.39935 11.91750 12.43565 12.95380 13.47196 13.99011 14.50826 15.02641 15.54457 16.06272 16.58087 17.09902 17.61717 18.13533 18.65348 19.17163 19.68978 20.20793 20.72609 21.24424 21.76239 22.28054 22.79870 23.31685

T (jam) (1) 0.00 1.00 1.93 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 37.00 38.00 39.00 40.00 41.00 42.00 43.00 44.00 45.00 Catatan : Kolom-1 : Kolom-2 : Kolom-3 : Kolom-4 :

Tak berdimensi q=Q/Qp A (3) (4) 0.00000 0.00000 0.19326 0.05007 1.00000 0.28749 0.97451 0.03584 0.69017 0.43128 0.50466 0.30955 0.37713 0.22845 0.28646 0.17192 0.22039 0.13131 0.17135 0.10149 0.13440 0.07921 0.10623 0.06234 0.08452 0.04942 0.06764 0.03942 0.05441 0.03162 0.04398 0.02549 0.03570 0.02064 0.02910 0.01679 0.02380 0.01370 0.01953 0.01123 0.01608 0.00923 0.01327 0.00760 0.01099 0.00629 0.00912 0.00521 0.00759 0.00433 0.00633 0.00360 0.00529 0.00301 0.00443 0.00252 0.00371 0.00211 0.00312 0.00177 0.00263 0.00149 0.00222 0.00126 0.00187 0.00106 0.00158 0.00090 0.00134 0.00076 0.00114 0.00064 0.00097 0.00055 0.00082 0.00046 0.00070 0.00040 0.00060 0.00034 0.00000 0.00016 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 Luas HSS 2.1509212

HSS berdimensi Q(m3/s) V(m3) (5) (6) 0.00000 0.0000 0.73610 1324.9853 3.80886 7607.7389 3.71176 948.4784 2.62877 11412.9460 1.92217 8191.6933 1.43646 6045.5270 1.09107 4549.5502 0.83943 3474.9071 0.65264 2685.7366 0.51192 2096.2236 0.40460 1649.7487 0.32191 1307.7169 0.25762 1043.1405 0.20725 836.7562 0.16752 674.5781 0.13599 546.3053 0.11082 444.2565 0.09064 362.6425 0.07439 297.0583 0.06124 244.1247 0.05056 201.2292 0.04185 166.3386 0.03474 137.8611 0.02890 114.5430 0.02410 95.3920 0.02014 79.6189 0.01686 66.5934 0.01415 55.8099 0.01189 46.8613 0.01001 39.4187 0.00844 33.2154 0.00713 28.0345 0.00603 23.6991 0.00511 20.0646 0.00434 17.0123 0.00369 14.4445 0.00314 12.2808 0.00267 10.4548 0.00228 8.9115 0.00000 4.1022 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 Volume 56920.000 Tinggi Limpasan 1.000

Interval Waktu (Jam) yng diberikan  Ti =Ti-1 + Tr Absis (waktu tak berdimensi) t=T/Tp  Kolom-1 /Tp Ordinat debit q=Q/Qp didapat dari kurva HSS (tak berdimensi) Luas segmen HSS Ai= ½ × (ti-ti-1) × (qi + qi-1) (tak berdimensi)

: Jumlah seluruh Kolom-4 adalah A HSS (Penting untuk menghitung Qp) Kolom-5 : Ordinat debit HSS berdimensi  Qi = qi × Qp (Kolom 3 x Qp) Kolom-6 : Luas segmen kurva HSS Ai= ½ × 3600 x (Ti-Ti-1) × (Qi + Qi-1) : Jumlah seluruh Kolom-6 adalah V HSS yang jika dibagi ADAS harus = 1


1.2 ITB-1 ITB-2

1.0

q=Q/Qp

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0 0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

t=T/Tp

Gambar 10 : Bentuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 tak-berdimendi untuk DAS Cibatarua 5.00 HSS ITB-1 HSS ITB-2

4.50

4.00

3.50

Q (m3/s)

3.00

2.50

2.00

1.50

1.00

0.50

0.00 0.00

6.00

12.00

18.00

24.00

30.00

36.00

T (jam)

Gambar 11 : Bentuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 berdimensi untuk DAS Cibatarua 5.00 ITB-1 ITB-2

4.50

Alexeyev Nakayasu

4.00

Limantara Gama-1

3.50

Q (m3/s)

3.00

2.50

2.00

1.50

1.00

0.50

0.00 0.00

6.00

12.00

18.00

24.00

30.00

36.00

T (jam)

Gambar 12 : Perbandingan bentuk HSS berdimensi DAS Cibatarua menurut cara Snyder-Alexeyev, Nakayasu, Gama-1, Limantara, ITB-1 dan ITB-2 12


Tabel 12 : Tabel Hasil Superposisi HSS ITB-1 untuk DAS Cibatarua Waktu (jam)

HSS ITB-1

0.0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 37.00 38.00 39.00 40.00 41.00 42.00 43.00 44.00 45.00 46.00 47.00 48.00 49.00 50.00 51.00 52.00 53.00 54.00 55.00 56.00 57.00 58.00 59.00 60.00

0.0000 0.0671 1.0373 2.0287 2.3664 2.2449 1.9205 1.5487 1.2036 0.9127 0.6803 0.5008 0.3651 0.2643 0.1903 0.1364 0.0973 0.0693 0.0492 0.0348 0.0246 0.0174 0.0123 0.0086 0.0061 0.0043 0.0030 0.0021 0.0015 0.0010 0.0007 0.0005 0.0004 0.0002 0.0002 0.0001 0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

1 55.400 0.0000 3.7178 57.4638 112.3879 131.0991 124.3661 106.3935 85.7981 66.6819 50.5651 37.6888 27.7416 20.2288 14.6444 10.5416 7.5538 5.3929 3.8385 2.7252 1.9307 1.3653 0.9640 0.6797 0.4787 0.3368 0.2368 0.1663 0.1167 0.0819 0.0574 0.0402 0.0282 0.0197 0.0138 0.0097 0.0068 0.0047 0.0033 0.0023 0.0016 0.0011 0.0008 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

2 16.100 0.0000 1.0804 16.6998 32.6615 38.0992 36.1425 30.9194 24.9341 19.3787 14.6949 10.9529 8.0621 5.8788 4.2559 3.0635 2.1952 1.5673 1.1155 0.7920 0.5611 0.3968 0.2802 0.1975 0.1391 0.0979 0.0688 0.0483 0.0339 0.0238 0.0167 0.0117 0.0082 0.0057 0.0040 0.0028 0.0020 0.0014 0.0010 0.0007 0.0005 0.0003 0.0002 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Hydrograph Penyusun 3 4 11.700 9.200

0.0000 0.7852 12.1358 23.7354 27.6870 26.2650 22.4694 18.1198 14.0826 10.6789 7.9595 5.8588 4.2722 3.0928 2.2263 1.5953 1.1389 0.8107 0.5755 0.4077 0.2883 0.2036 0.1436 0.1011 0.0711 0.0500 0.0351 0.0247 0.0173 0.0121 0.0085 0.0059 0.0042 0.0029 0.0020 0.0014 0.0010 0.0007 0.0005 0.0003 0.0002 0.0002 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

0.0000 0.6174 9.5427 18.6637 21.7710 20.6529 17.6682 14.2481 11.0735 8.3971 6.2588 4.6069 3.3593 2.4319 1.7506 1.2544 0.8956 0.6374 0.4526 0.3206 0.2267 0.1601 0.1129 0.0795 0.0559 0.0393 0.0276 0.0194 0.0136 0.0095 0.0067 0.0047 0.0033 0.0023 0.0016 0.0011 0.0008 0.0005 0.0004 0.0003 0.0002 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

5 7.200

6 5.700

0.0000 0.4832 0.0000 7.4682 0.3825 14.6064 5.9123 17.0382 11.5634 16.1631 13.4885 13.8273 12.7958 11.1507 10.9466 8.6662 8.8276 6.5716 6.8608 4.8982 5.2025 3.6054 3.8777 2.6290 2.8543 1.9032 2.0813 1.3700 1.5067 0.9817 1.0846 0.7009 0.7772 0.4989 0.5549 0.3542 0.3949 0.2509 0.2804 0.1774 0.1986 0.1253 0.1405 0.0883 0.0992 0.0622 0.0699 0.0438 0.0493 0.0308 0.0347 0.0216 0.0244 0.0152 0.0171 0.0106 0.0120 0.0075 0.0084 0.0052 0.0059 0.0037 0.0041 0.0026 0.0029 0.0018 0.0020 0.0013 0.0014 0.0009 0.0010 0.0006 0.0007 0.0004 0.0005 0.0003 0.0003 0.0002 0.0002 0.0001 0.0002 0.0001 0.0001 0.0000 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 Volume Limpasan Luas DAS Limpasan (DRO) Rasio Limpasan/Hujan

Total 105.300 0.0000 3.7178 58.5442 129.8728 176.5139 196.2266 196.7375 185.2722 163.3398 135.3835 107.3375 82.5442 62.1414 46.0731 33.7772 24.5525 17.7296 12.7362 9.1108 6.4952 4.6174 3.2748 2.3180 1.6379 1.1557 0.8144 0.5733 0.4032 0.2833 0.1989 0.1396 0.0979 0.0686 0.0480 0.0336 0.0235 0.0165 0.0115 0.0081 0.0056 0.0039 0.0028 0.0014 0.0008 0.0004 0.0002 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 m3 km2 mm %

Volume Hydrograph 0.0000 6692.0642 112071.6358 339150.6639 551496.0449 670932.8051 707335.3089 687617.4749 627501.6514 537701.8507 436897.6630 341787.0147 260434.0967 194786.1846 143730.6257 104993.5036 76107.8984 54838.4572 39324.5606 28090.8097 20002.7269 14206.0337 10066.9747 7120.5564 5028.4670 3546.1743 2497.8505 1757.6013 1235.5970 867.9253 609.2230 427.3586 299.6124 209.9440 147.0433 102.9448 72.0439 50.4010 35.2487 24.6445 17.2259 12.0375 7.4222 3.9100 2.2356 1.1888 0.5378 0.1455 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 5.99E+06 56.92 105.23 99.94%

13


Tabel 13 : Tabel Hasil Superposisi HSS ITB-1 untuk DAS Cibatarua Waktu (jam)

HSS ITB-2

0.0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 37.00 38.00 39.00 40.00 41.00 42.00 43.00 44.00 45.00 46.00 47.00 48.00 49.00 50.00 51.00 52.00 53.00 54.00 55.00 56.00 57.00 58.00 59.00 60.00

0.0000 1.1650 5.8133 3.4625 2.0623 1.2284 0.7316 0.4358 0.2596 0.1546 0.0921 0.0548 0.0327 0.0195 0.0116 0.0069 0.0041 0.0024 0.0015 0.0009 0.0005 0.0003 0.0002 0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

1 55.400 0.0000 64.5418 322.0558 191.8229 114.2536 68.0517 40.5330 24.1423 14.3796 8.5648 5.1014 3.0385 1.8098 1.0779 0.6420 0.3824 0.2278 0.1357 0.0808 0.0481 0.0287 0.0171 0.0102 0.0061 0.0036 0.0021 0.0013 0.0008 0.0005 0.0003 0.0002 0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

2 16.100 0.0000 18.7567 93.5938 55.7464 33.2037 19.7768 11.7794 7.0161 4.1789 2.4890 1.4825 0.8830 0.5259 0.3133 0.1866 0.1111 0.0662 0.0394 0.0235 0.0140 0.0083 0.0050 0.0030 0.0018 0.0010 0.0006 0.0004 0.0002 0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Hydrograph Penyusun 3 4 11.700 9.200

0.0000 13.6307 68.0154 40.5113 24.1294 14.3719 8.5602 5.0986 3.0369 1.8088 1.0774 0.6417 0.3822 0.2277 0.1356 0.0808 0.0481 0.0287 0.0171 0.0102 0.0061 0.0036 0.0021 0.0013 0.0008 0.0005 0.0003 0.0002 0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

0.0000 10.7181 53.4822 31.8551 18.9735 11.3010 6.7311 4.0092 2.3880 1.4223 0.8472 0.5046 0.3005 0.1790 0.1066 0.0635 0.0378 0.0225 0.0134 0.0080 0.0048 0.0028 0.0017 0.0010 0.0006 0.0004 0.0002 0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

5 7.200

6 5.700

0.0000 8.3881 0.0000 41.8556 6.6406 24.9301 33.1357 14.8488 19.7363 8.8443 11.7553 5.2678 7.0017 3.1376 4.1704 1.8688 2.4840 1.1131 1.4795 0.6630 0.8812 0.3949 0.5249 0.2352 0.3126 0.1401 0.1862 0.0834 0.1109 0.0497 0.0661 0.0296 0.0393 0.0176 0.0234 0.0105 0.0140 0.0063 0.0083 0.0037 0.0050 0.0022 0.0029 0.0013 0.0018 0.0008 0.0010 0.0005 0.0006 0.0003 0.0004 0.0002 0.0002 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 Volume Limpasan Luas DAS Limpasan (DRO) Rasio Limpasan/Hujan

Total 105.300 0.0000 64.5418 340.8125 299.0474 248.7335 203.6370 164.7904 127.3329 75.8420 45.1731 26.9060 16.0257 9.5453 5.6853 3.3863 2.0170 1.2013 0.7155 0.4262 0.2538 0.1512 0.0901 0.0536 0.0319 0.0190 0.0113 0.0068 0.0040 0.0024 0.0014 0.0008 0.0005 0.0003 0.0002 0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 m3 km2 mm %

Volume Hydrograph 0.0000 116175.2770 729637.8262 1151747.8963 986005.6215 814266.9271 663169.3716 525821.9705 365714.9400 217827.1807 129742.2541 77277.0984 46027.7956 27415.0816 16328.9745 9725.8660 5792.9216 3450.3807 2055.1162 1224.0686 729.0799 434.2547 258.6508 154.0576 91.7598 54.6540 32.5530 19.3892 11.5486 6.8786 4.0970 2.4403 1.4535 0.8657 0.5156 0.3071 0.1829 0.1090 0.0649 0.0359 0.0179 0.0093 0.0045 0.0019 0.0005 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 5.89E+06 56.92 103.50 98.29%

14


300.0

0.0 Inf (mm) Reff (mm) ITB-1

250.0

100.0

ITB-2 Alexeyev Nakayasu Gama-1

200.0

200.0

Limantara

150.0

300.0

100.0

400.0

50.0

500.0

0.0 0.0

R (mm)

Q (jm3/s)

HEC-HMS

600.0 6.0

12.0

18.0

24.0

30.0

36.0

T (Jam)

Gambar 13 : Perbandingan hasil HSS ITB-1 (time lag Cara Snyder) dan HSS ITB-2 (time lag Cara Nakayasu) dengan hasil cara Snyder-Alexeyev, Nakayasu, Limantara, GAMA-1 dan hasil program HECHMS 300.0

0.0 Inf (mm) Reff (mm) ITB-1

250.0

100.0

ITB-2 Alexeyev Nakayasu Gama-1

200.0

200.0

Limantara

150.0

300.0

100.0

400.0

50.0

500.0

0.0 0.0

R (mm)

Q (jm3/s)

HEC-HMS

600.0 6.0

12.0

18.0

24.0

30.0

36.0

T (Jam)

Gambar 14 : Perbandingan hasil HSS ITB-1 (time lag Cara Nakayasu) dan HSS ITB-2 (time lag Cara Snyder) dengan hasil cara Snyder-Alexeyev, Nakayasu, Limantara, GAMA-1 dan hasil program HECHMS 15


4.4. Cara Kalibrasi dan Pengaruh Perubahan Kondisi Pengembangan DAS

B. Kalibrasi dengan merubah Rumus Time Lag

Prosedur pembuatan hidrograf satuan sintetis yang dikembangkan dalam penelitian ini, selanjutnya akan digunakan untuk menentukan bentuk hidrograph banjir DAS Ciliwung hulu di bendung Katulampa yang mempunyai luas DAS 148.724 km2 dan Panjang sungai diperkirakan 23.61 km, kemiringan alur sungai S= 112.245 m/km.

Untuk memperbaiki hasil, perhitungan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dilakukan dengan menggunakan rumus time lag menurut cara USGS, yang selain memperhitungkan panjang, juga memperhitungkan kemiringan alur sungai. Dalam perhitungan ini harga parameter Faktor Penngembangan DAS (FPD=0.8). Ini berarti kondidi DAS Bendung Katulampa tidak terlalu baik.

Lokasi bendung Katulampa memiliki stasiun pencatatan debit berdasarkan pengukuran muka air di AWLR Bendung Katulampa dan pencatatan hujan serentak tomatis di Stasiun Darmaga, Cieko dll yang terukur simultan seperti ditunjukan pada Tabel 14 Tabel 14 : Data pencatatan Simultan Hujan di Stasiun Darmaga dan Debit di Bendung Katulampa Tanggal

Jam

Hujan (mm)

Total

DRO

1/18/02 15:00

1

2.30

10.12

0.00

1/18/02 16:01

2

22.90

18.72

0.00

1/18/02 16:58

3

23.20

343.20

314.01

1/18/02 18:00

4

0.50

525.53

496.34

1/18/02 19:01

5

0.40

525.53

496.34

1/18/02 19:58

6

1.40

244.20

215.01

1/18/02 21:00

7

0.10

244.20

215.01

1/18/02 22:01

8

0.00

244.20

215.01

1/18/02 22:58

9

0.00

106.70

77.51

1/19/02 0:00

10

0.00

106.70

77.51

1/19/02 1:01

11

0.00

106.70

77.51

1/19/02 1:58

12

0.00

106.70

77.51

1/19/02 3:00

13

0.00

29.19

0.00

Debit (m3/s)

A. Kalibrasi dengan merubah harga Cp dan Ct Perhitungan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 mula-mula dihitung dengan rumus time lag menurut Snyder dan hasilnya ditunjukan pada Gambar 15. Dari gambar ini terlihat hidrograph yang dihasilkan berbeda cukup jauh dari hasil pengukuran. Karena waktu puncak pengukuran lebih kecil dari perhitungan, agar hasil perhitungan mendekati hasil pengukuran harga Ct diturunkan menjadi 0.25. Akibat perubahan ini debit puncak naik sehingga harus diturunkan dengan menurunkan harga Cp dari 1.0 menjadi 0.9. Seperti ditunjukan pada Gambar 16, Hasil kalibrasi dengan cara ini memberikan hasil superposisi hidrograph HSS-ITB-1 dan HSS ITB-2 yang lebih mendekati hasil pengukuran. Perubahan harca Ct=0.25 menunjukan bahwa rumus time lag yang digunakan mungkin tidak cocok sehingga harus diganti dengan rumus lain time lag yang lebih sesuai untuk kondisi lokasi bendung Katulampa yang berada di daerah curam,

Proses perhitungan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dengan time lag menggunakan rumus USGS ditunjukan pada Tabel 10 dan Tabel 11, dan hidrograph akhir setelah superposisi akhir HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 ditunjukan pada Gambar 17. Dari gambar tersebut terlihat bahwa, untuk kasus inim rumus time lag menurut USGS memberikan hasil yang lebih mendekati hasil pengkuran. C. Perubahan Kondisi Pengembangan DAS Rumus time lag menurut USGS berisi parameter yang merepresentasikan Faktor Pengembangan DAS (Basin Development Factor). DAS yan belum berkembang ditandai dengan aliran yang terhambat, resapan besar, debit puncak yang kecil dan waktu puncak yang lambat. DAS yang telah berkembang ditanda dengan aliran yang lancar, resapan kecail debit puncak yang besar dan waktu puncak yang kecil. Dalam perhitungan sebekumnya harga FPD=8 menunjukan kondisipengembangan DAS existing. Untuk mengetahui bagaimana pengaruh Faktor pengembangan DAS ini terhadap debit yang terjadi, dilakukan perhitungan dengan harga FPD=0 (Belum berkembang) da FPD=12 (berkembang penuh) dan hasilnya ditunjukan pada Gambar 18. Seperti terlihat pada Gambar 18.untuk FPD=0 debit puncak yang relatif kecil dan waktu puncak yang lambat, sebaliknya untuk FPD=12, debit puncak besar dan waktu puncak yang singkat. Ini menunjukan bhahwa rumus USGS secara kualitatif mampu mensimulasikan perubahan kondisi DAS. Untuk hasil yang lebih akurat, rumus time lag menurut SCS yang didalamnya berisi curve number akan lebih baik. Untuk mendapatka hasilyang lebih akuran tentang harga2 FPD yang digunakan, perrlu dilakukan penelitianlanjut untuk menentukan harga2 FPD untuk berbagai konsisi DAS. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan model overland flow (aliran permukaan) dua dimensi yang bekerja berdasarkan persamaan Saint Venant atau Persamaan Gelombang difusi atau Gelombang Kinematic.. Usulan penelitian kearah ini akan diajukan dalam waktu dekat.


800.0

0.0 Inf (mm) Reff (mm)

700.0

10.0

ITB-1 ITB-2 Alexeyev

600.0

20.0

Nakayasu

500.0

30.0

400.0

40.0

300.0

50.0

200.0

60.0

100.0

70.0

0.0 0.0

R (mm)

Q (jm3/s)

Pengukuran

80.0 6.0

12.0

18.0

24.0

30.0

36.0

T (Jam)

Gambar 15 : Perbandingan hasil HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 (time lag Cara Snyder) dengan hasil cara SnyderAlexeyev, Nakayasu, Limantara, GAMA-1 dan hasil program HEC-HMS 800.0

0.0 Reff (mm) ITB-1

700.0

10.0

ITB-2

600.0

20.0

500.0

30.0

400.0

40.0

300.0

50.0

200.0

60.0

100.0

70.0

0.0 0.0

R (mm)

Q (jm3/s)

Pengukuran

80.0 6.0

12.0

18.0

24.0

30.0

36.0

T (Jam)

Gambar 16 : Hasil HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 (time lag Cara Snyder) harga standar Ct= 1.0 dirubah menjadi Ct = 0.25 dan Cp dirubah dari Cp=1.0 menjadi Cp=0.9. 17


Tabel 15 : Tabel perhitungan HSS ITB-1 untuk DAS Katulampa I. Karakteristik DAS dan Hujan 1. Nama Sungai 2. Luas daerah aliran Sungai (A) 3. Panjang Sungai Utama (L) 4. Kemiringan Sungai Utama 5. Kondisi DAS 6 Tinggi Hujan Satun (R) 7. Durasi Hujan Satuan (Tr)

= = = = = = =

Katulampa 148.72 23.61 112.25 8.00 1.00 1.00

II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu 1. Koefisien waktu (C t) = 2. Time Lag --> USGS TL = Ct*0.38*L 0.62*S-0.31*(13-FPD)0.47 TP = TL + 0.5 Tr 3. Waktu Puncak Tp = = 4. Waktu Dasar TB/TP = TB = III. Debit Puncak (QP) 1. Cp. Koefisien Puncak (C p) 2. Alpha 3. Luas HSS (Jumlah Kolom-4 Bag IV) 4. Qp = 1/(3.6Tp)*(A DAS/AHSS) 5. Vol Hujan (=R*A DAS*1000) 6. Vol HSS (V HSS) 7. Tinggi Limpasan

= = = = = = =

2

Km Km m/km (Rusak)

mm Jam

Dasar (Tb) 1.00 3 1.331 Jam 1.831 1.831 Jam 10 (Ratio TB/TP) 18.31 Jam

1.000 1.500 1.658 13.614 148,724 148,724 1.000

m3/s m3 m3 mm

IV. Tabel perhitungan HSS ITB-1 : HSS t=T/Tp (2) 0.00000 0.54626 1.00000 1.09252 1.63878 2.18505 2.73131 3.27757 3.82383 4.37009 4.91635 5.46261 6.00887 6.55514 7.10140 7.64766 8.19392 8.74018 9.28644 9.83270 10.37897 10.92523 11.47149 12.01775 12.56401 13.11027 13.65653 14.20280 14.74906 15.29532 15.84158 16.38784 16.93410 17.48036 18.02662 18.57289 19.11915

T (jam) (1) 0.00 1.00 1.83 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 Catatan : Kolom-1 : Kolom-2 : Kolom-3 : Kolom-4 :

Tak berdimensi HSS berdimensi q=Q/Qp A Q(m3/s) V(m3) (3) (4) (5) (6) 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.56817 0.15519 7.73516 13923.2815 1.00000 0.35577 13.61410 31919.8282 0.98832 0.09198 13.45503 8252.6741 0.68833 0.45794 9.37098 41086.8042 0.38134 0.29216 5.19166 26212.7413 0.19279 0.15681 2.62468 14069.4064 0.09311 0.07809 1.26756 7006.0364 0.04380 0.03739 0.59636 3355.0595 0.02027 0.01750 0.27602 1570.2839 0.00928 0.00807 0.12637 724.3100 0.00422 0.00369 0.05742 330.8206 0.00191 0.00167 0.02594 150.0494 0.00086 0.00075 0.01167 67.7106 0.00038 0.00034 0.00524 30.4371 0.00017 0.00015 0.00234 13.6412 0.00008 0.00007 0.00105 6.0993 0.00003 0.00003 0.00047 2.7219 0.00002 0.00001 0.00021 1.2129 0.00001 0.00001 0.00009 0.5397 0.00000 0.00000 0.00000 0.1661 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 Luas H.S 1.6576376 Volume H.S 148723.82 Limpasan 1.000

Interval Waktu (Jam) yang diberikan  Ti =Ti-1 + Tr Absis (waktu tak berdimensi) t=T/Tp  Kolom-1 /Tp Ordinat debit q=Q/Qp didapat dari kurva HSS (tak berdimensi) Luas segmen HSS Ai= ½ × (ti-ti-1) × (qi + qi-1) (tak berdimensi)

: Jumlah seluruh Kolom-4 = A HSS (Penting untuk menghitung Qp) Kolom-5 : Ordinat debit HSS berdimensi  Qi = qi × Qp (Kolom 3 x Qp) Kolom-6 : Luas segmen kurva HSS Ai= ½ × 3600 x (Ti-Ti-1) × (Qi + Qi-1) : Jumlah seluruh Kolom-6 (V HSS) yang jika dibagi A DAS harus = 1

Tabel 16 : Tabel perhitungan HSS ITB-2 untuk DAS Katulampa I. Karakteristik DAS dan Hujan 1. Nama Sungai 2. Luas daerah aliran Sungai (A) 3. Panjang Sungai Utama (L) 4. Kemiringan Sungai Utama 5. Kondisi DAS 6 Tinggi Hujan 7. Durasi Hujan Tr

= = = = = = =

Katulampa 148.72 23.61 112.25 8.00 1.00 1.00

II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu 1. Koefisien waktu (Ct) = 2. Time Lag --> USGS TL = Ct*0.38*L0.62*S-0.31*(13-FPD)0.47 TP = TL + 0.5 Tr 3. Waktu Puncak Tp = = 4. Waktu Dasar TB/TP = TB = III. Debit Puncak (QP) 1. Cp. Koefisien Puncak (Cp) 2. Alpha 3. Betha 4. Luas HSS (Numerik) 5. Qp = 1/(3.6Tp)*(ADAS/AHSS) 6. Vol Hujan pada DAS (VDAS) 7. Vol Unit Hidrograph 8. Tinggi Limpasan

= = = = = = =

Km2 Km m/km (Rusak)

mm Jam

Dasar (Tb) 1.00 3 1.331 Jam 1.831 1.831 Jam 10 (Ratio TB/TP) 18.31 Jam

1.000 2.500 1.000 1.360 16.598 148,724 148,724 1.000

m3/s m3 m3 mm

IV. Tabel perhitungan HSS ITB-2 : HSS t=T/Tp (2) 0.00000 0.54626 1.00000 1.09252 1.63878 2.18505 2.73131 3.27757 3.82383 4.37009 4.91635 5.46261 6.00887 6.55514 7.10140 7.64766 8.19392 8.74018 9.28644 9.83270 10.37897 10.92523 11.47149 12.01775 12.56401 13.11027 13.65653 14.20280 14.74906 15.29532 15.84158 16.38784 16.93410 17.48036 18.02662 18.57289 19.11915

T (jam) (1) 0.00 1.00 1.83 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 Catatan : Kolom-1 : Kolom-2 : Kolom-3 : Kolom-4 :

Tak berdimensi q=Q/Qp A (3) (4) 0.00000 0.00000 0.22055 0.06024 1.00000 0.27690 0.91163 0.08843 0.52793 0.39319 0.30573 0.22770 0.17705 0.13186 0.10253 0.07636 0.05938 0.04422 0.03439 0.02561 0.01991 0.01483 0.01153 0.00859 0.00668 0.00497 0.00387 0.00288 0.00224 0.00167 0.00130 0.00097 0.00075 0.00056 0.00043 0.00032 0.00025 0.00019 0.00015 0.00011 0.00000 0.00004 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 Luas HSS 1.3596535

HSS berdimensi Q(m3/s) V(m3) (5) (6) 0.00000 0.000 3.66059 6589.068 16.59779 30288.835 15.13102 9673.290 8.76254 43008.400 5.07448 24906.631 2.93869 14423.700 1.70183 8352.921 0.98555 4837.267 0.57074 2801.314 0.33052 1622.271 0.19141 939.475 0.11085 544.060 0.06419 315.071 0.03717 182.461 0.02153 105.665 0.01247 61.192 0.00722 35.437 0.00418 20.522 0.00242 11.884 0.00000 4.358 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 Volume 148723.82 Tinggi Limpasan 1.000

Interval Waktu (Jam) yng diberikan  Ti =Ti-1 + Tr Absis (waktu tak berdimensi) t=T/Tp  Kolom-1 /Tp Ordinat debit q=Q/Qp didapat dari kurva HSS (tak berdimensi) Luas segmen HSS Ai= ½ × (ti-ti-1) × (qi + qi-1) (tak berdimensi)

: Jumlah seluruh Kolom-4 adalah AHSS (Penting untuk menghitung Qp) Kolom-5 : Ordinat debit HSS berdimensi  Qi = qi × Qp (Kolom 3 x Qp) Kolom-6 : Luas segmen kurva HSS Ai= ½ × 3600 x (Ti-Ti-1) × (Qi + Qi-1) : Jumlah seluruh Kolom-6 adalah V HSS yang jika dibagi ADAS harus = 1

18


800.0

0.0 Reff (mm) ITB-1

700.0

10.0

ITB-2

600.0

20.0

500.0

30.0

400.0

40.0

300.0

50.0

200.0

60.0

100.0

70.0

0.0

R (mm)

Q (jm3/s)

Pengukuran

80.0

0.0

6.0

12.0

18.0

24.0

30.0

36.0

T (Jam)

Gambar 17 : Perbandingan hasil HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 (time lag Cara USGS) dengan hidrogrpah hasil pengukuran, 1000.0

0.0 Reff (mm) ITB-1 Existing

900.0

10.0

ITB-2 Existing ITB-1 DAS Baik

800.0

20.0

ITB-2 DAS Baik ITB-1 DAS Rusak ITB-2 DAS Rusak

30.0

600.0

40.0

500.0

50.0

400.0

60.0

300.0

70.0

200.0

80.0

100.0

90.0

0.0 0.0

R (mm)

Q (jm3/s)

700.0

100.0 2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

T (Jam)

Gambar 18 : Pengaruh perubahan Faktor Pengembangan DAS penuh terhadap hidrograph hasil HSS ITB-1 dan HSS ITB-2, mulai dari kondisi belum berkembang (FPD=0), kondsi existing FPD=8, dan DAS telah berkembang


5.

Kesimpulan Dan Saran

Dari hasil-hasil yang telah diberikan sebelumnya terdapat beberapa hal penting yang dapat disimpulkan dan sejumlah saran sebagai berikut : 1) Perhitungan banjir dengan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 memerlukan data DAS minimal dan bentuk kurva hidrograph satuan yang relatif sederhana, namun hasilnya akurat yang tercermin dari rasio tinggi limpasan terhadap tinggi hujan mendekati 100 persen. 2) Prosedure perhitungan telah dilengkapi dengan koefisien Ct dan Cp yang diperlukan untuk proses kalibrasi terhadap hasil hidrograph lain hasil pengukuran atau hasil perhitungan dengan cara lain. 3) Untuk selanjutnya prosedur perhitungan ini perlu dituangkan dalam bentuk program komputer (FORTRAN, Pascal atau C++), agar dapat digunakan untuk menghitung hidrograph banjir dengan input hujan dalam bentuk time series yang sangat panjang yang superposisinya sulit dilakukan dengan menggunakan program Microsoft Excell. 4) HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 diharapkan dapat melengkapi hidrograph satuan sintetis (HSS) yang sudah ada dan dapat digunakan untuk menghitung debit banjir rencana yang diperlukan berbagai kegiatan perencanaan sumber daya air di Indonesia. 5) Sifat umum prosedure perhitungan hidrograph satuan sintetis (HSS) yang dikembangkan dalam penelitian ini, diharapkan dapat membuka peluang diperolehnya bentuk-bentuk hidrograph satuan sintetis lain yang dapat dikembangkan oleh peneliti lain ditanah air. 6.

Ucapan Terima Kasih

Penulis mengucapkan terima kasih kepada lembaga penelitian, Institut Teknologi Bandung atas dukungan dana penelitian dengan judul “Prosedur Umum Perhitungan Hidrograph Satuan Sintetis (HSS) Untuk Perhitungan Hidrograph Banjir Rencana. Studi Kasus Pengembangan HSS ITB-1 Dan HSS ITB-2”. yang diberikan melalui Program Riset Peningkatan Kapasitas ITB 2010 7.

Daftar Pustaka

1) Dantje K. Natakusumah, Prosedure Umum Penentuan Hidrograph Satuan Sintetis Untuk Perhitungan Hidrograph Banjir Rencana, Seminar Nasional Teknik Sumber Daya Air, Peran Masyarakat, Pemerintah dan Swasta sebagai Jejaring, dalam Mitigasi Bahaya Banjir, Bandung, 11 Agustus 2009

2) Dantje K. Natakusumah , Waluyo Hatmoko . Dhemi Harlan, . Prosedure umum perhitungan hidrograph satuan sintetis (hss) untuk perhitungan hidrograph banjir rencana. Studi kasus penerapan HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 dalam penentuan debit banjir untuk perencanaan pelimpah bendungan besar, Seminar Nasional Bendungan Besar, Bali, 2010 3) Review Design Bendung Cibatarua di Kabupaten Garut, Konsep Laporan Akhir, PT. Aztindo Rekaperdana, BBWS Citarum, 2009. 4) Harto, S., 1993: Analisis Hidrologi, Penerbit P.T.Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. 5) Soemarto, C.D., 1995: Hidrologi Teknik, Penerbit Erlangga, Jakarta. 6) Subramanya, K., 1984: Engineering Hydrology, Penerbit Tata McGraw-Hill, New Delhi. 7) Triatmodjo, B., 2008: Hidrologi Terapan, Penerbit Beta Offset Yogyakarta, Yogyakarta. 8) Chow, V. T, Rosalina, E. V. N, 1989, Hidrolika Saluran Terbuka, Erlangga, Jakarta. 9) Linsley, R. K, Kholer, M. A, Paulhus, J. L. H, Hermawan, Y, 1989, Hidrologi Untuk Insinyur, Erlangga, Jakarta. 10) Linsley, R. K, FranZini, J. B. Sangsongko, D, 1986, Teknik Sumber Daya Air, Erlangga, Jakarta. 11) Schulz, E. F., 1979, Problems in Applied Hidrology, Fort Colling, Water Resources Publication, Colombo. 12) Sosrodarsono, S., Takeda, K, 1993, Hidrologi Untuk Pengairan, PT Pradnya Paramita, Jakarta. 13) Wanielista, Martin.,P., 1997, Hidrologi Water Quantity and Quality Control, John Wliey & Sons. Inc, Canada. 14) Chow, V.T., Maidment, D., and Mays, L. W., (1988). Applied Hydrology. McGraw Hill. 15) Ramírez, J. A., 2000: Prediction and Modeling of Flood Hydrology and Hydraulics. Chapter 11 of Inland Flood Hazards: Human, Riparian and Aquatic Communities Eds. Ellen Wohl; Cambridge University Press. 16) Lasidi, Edijatno & N.Anwar (2003): "Hidrograf Satuan Sintetik αβγ (HSS-ABG)", Prosiding Seminar PIT XX HATHI, Samarinda, Kaltim, 20-21 Oktober 2003


Lampiran-1 : Perbandingan Rumusan Hidrograph Satuan Sintetis Snyder-Alexeyev, Nakayasu, Limantara, GAMA-1 dan Cara ITB Parameter

Snyder-Alexeyev

Nakayasu

Limantara

GAMA-1 A = Luas DAS L = Panjang sungai S = Kemiringan sungai J1 = Jumlah sungai tingkat 1 Js = Jumlah sungai semua tingkat L1 = Panjang sungai tingkat 1 Ls = Panjang sungai semua tingkat WL = Lebar DPS pada 0.25 L WU = Lebar DPS pada 0.75 L AU = Luas DPS di hulu titik berat R = Curah Hujan Satuan

A = Luas DAS L = Panjang sungai

Qp  0.1836 A 0.5886 Tp -0.4008

Qp 

Input Fisk DAS

A = Luas DAS L = Panjang sungai terpanjang Lc = Panjang sungai ke pusat DAS

A = Luas DAS L = Panjang sungai

A = Luas DAS L = Panjang sungai Lc = Panjang sungai ke pusat DAS S = Kemiringan sungai n = Kekasaran

Input Non Fisik DAS

R = Curah Hujan Satuan Tr = Durasi hujan standar Cp = Coef Puncak (0.59-0.66) Ct=Coef Waktu (1-1.2) 0.275 Cp A Qp  Tp Cp = Coef Debit (Untuk kalibrasi)

R = Curah Hujan Satuan Cp = Coef Debit Puncak

R = Curah Hujan Satuan Cp = Coef Debit Puncak

CAR 3.6 0.3 Tp  0.3 Cp = Coef Debit (Kalibrasi)

Qp  0.042 . A 0.451 . L0.497 .

Debit Puncak

Time Lag tp

t P  Ct L L c n

Qp 

L0.356 . S- 0.131. n 0.168 c Tg = 0.21 L0.7

Cp = Coef Waktu (Untuk kalibrasi) n=0.2-0.3

Tg = 0.21 L0.7

Tg = 0.4 + 0.058 L

(L< 15 km) (L> 15 km)

JN - 0.2381 (L< 15

km) Tg = 0.4 + 0.058 L

(L> 15

Waktu Puncak Tp Time Base

tP 5 .5 te > Tr  Tp = tp + 0.25 (Tr – te) te < Tr  Tp = tp + 0.50 Tr te 

Tb  5.0 (Tp 

Tr ) 2

Kurva tunggal berubah terhadap karakteristik DAS

Tidak dirumuskan

Tidak dirumuskan

Tidak dirumuskan

Tidak dirumuskan

Tr = 0.75 Tg T0.8 = 0.8 Tr Tp = Tg+0.8Tr

Tr = 0.75 Tg T0.8 = 0.8 Tr Tp = Tg+0.8Tr

Tp  0.43(

Tb  

Tb  

Tb  27.4132 Tp 0.1457

L 3 )  100F 1.0665SIM  1.2775

S

Kurva majemuk (4 kurva) berubah terhadap karakteristik DAS

Kurva ganda berubah terhadap karakteristik DAS

R A DAS 3.6 Tp A HSS

Sangat Flexible, bisa menggunakan rumus time lag yang ada dalam literatur, misal rumus Snyder dan Nakayasu atau lainnya

L 3 )  100F 1.0665SIM  1.2775

- 0.0986S

RUA

Sifat Kurva

R = Curah Hujan Satuan Tr = Durasi hujan standar Ct = Coef Kalibrasi Waktu

Tp  0.43(

km) Hujan effetif

ITB

N

0.7344

0.2574

Kurva ganda berubah terhadap karakteristik DAS

Tp = tp + 0.50 Tr

Tb   Catatan : Prakteknya Tb dibatasi sampai harga dimana lengkung turun mendekati nol. (misal Tb/Tp=100) Kurva yang berubah terhadap karakteristik DAS lain yang sesuai

21


Lampiran-1 : Perbandingan Rumusan Hidrograph Satuan Sintetis Snyder-Alexeyev, Nakayasu, Limantara, GAMA-1 dan Cara ITB Parameter Koef Resesi Bentuk Kurva

Nakayasu

Limantara

Tidak dinyatakan secara eksplisit tapi mengikuti bentuk kurva HSS

Snyder-Alexeyev



K  0.5617A

Kurva Tunggal

Kurva Majemuk (4 Kurva)

Kurva Ganda

Kurva Ganda

Kurva Tunggal atau Ganda

(0  t Tb)

1) (0 t  Tp)

1) Lengkung naik (0  T  Tp)

1) Lengkung naik (0  T  Tp) Qt  QpT 2) Lengkung Turun (Tp T  Tb)

1) Kurva tunggal HSS ITB-1

 (1- t) 2  a   t  Qt  Qp 10 

dimana Q T   P P h A 

a  1.32  0.15  0.045 Catatan : t  T / Tp (tak berdimensi)

2.4

 1   Q a  Q P    Tp  2) (Tp  t  Tp + T0.3)  1 Tp     T  Qd1  Q P  0.3 0.3 

3) (Tp + T0.3  t  Tp +1.5 T0.3)  1 Tp  0.5     1.5T  0.3  Qd 2  Q P  0.3

4) (t  Tp + 1.5 T0.3)  1 Tp 1.5 T0.3      2T0.3  Qd3  Q P  0.3

Catatan : T = waktu (jam)

Qt = Qp. [(T/Tp)]

1.107

2) Lengkung Turun (Tp T  Tb) Qt = Qp.10

GAMA-1 0.1798

S

- 0.1446

SF -1.0897D 0.0452

Qt  Qp e  T / K

0.175(Tp - T)

Catatan : t= waktu (jam) Catatan : t= waktu (jam)

ITB Tidak dinyatakan secara eksplisit tapi mengikuti bentuk kurva HSS

q ( t )  2  t  1 / t C p (t  0)

2) Atau kurva ganda HSS ITB-2 q(t )  t 

(0  t  1)

q ( t )  exp(1  t  Cp ) (t  1)

Catatan : 1) t  T / Tp (tak berdimensi) 2) q  Q / Qp (tak berdimensi) 3) Cp=Coef Kalibrasi Qp (0.3–1.5) 4) Harga Koeffisien α dan β Rumus Time Lag Kirprich Snyder Nakayasu SCS USGS

Harga Coefisien Standar HSS ITB-1 HSS ITB-2 α = 1.500 α = 1.500 α = 0.620 α = 1.500 α = 1.500

α = 2.500 , β=1.000 α = 2.500, β=1.000 α = 2.500, β=0.720 α = 2.500, β=1.000 α = 2.500, β=1.000

22

PROSEDURE UMUM PERHITUNGAN HIDROGRAPH SATUAN SINTETIS (HSS) DAN CONTOH PENERAPANNYA DALAM PENGEMBANGAN HSS ITB-1 DAN HSS ITB-2

Recommend Documents