16/09/2012
REKAYASA HIDROLOGI II PENDAHULUAN
TIK Review Analisis Hidrologi Dasar
1
16/09/2012
ILMU HIDROLOGI Ilmu Hidrologi di dunia sebenarnya telah ada sejak orang mulai mempertanyakan dari mana asal mula air yang berada disekelilingnya, baik dari bentuk mata air, selokan, sungai, danau, rawa maupun air yang berada b d d dalam l tanah hd dan d dalam l tumbuh-tumbuhan.
APLIKASI ILMU HIDROLOGI Aplikasi dari ilmu hidrologi dapat dilihat pada perencanaan dan perancangan bangunan hidraulik, ketersediaan air, pengelolaan dan pengolahan air limbah, irigasi, drainasi, tenaga air, penahan banjir, navigasi, pengelolaan pe ge o aa e erosi os da dan sed sedimentasi, e as , kontrol o o kadar garam, pencemaran air, perlindungan kehidupan ikan dan kehidupan lainnya.
2
16/09/2012
Ilmu Hidrologi Ilmu hidrologi diterapkan untuk keperluan perencanaan, perancangan maupun operasi bangunan air seperti: bangunan dan jaringan saluran irigasi, fasilitas drainase, bangunan untuk pengendalian banjir, jaringan suplai air minum, bangunan untuk fasilitas pengolahan dan pembuangan air limbah limbah, pembangkit listrik tenaga air (PLTA), bangunan untuk fasilitas navigasi, dam untuk pengendalian erosi dan sedimentasi.
Siklus Hidrologi
recharge
air permukaan
aliran air i tanah h lapisan kedap air
3
16/09/2012
Diagram-blok sistem hidrologi global Hujan
Penguapan
Ai di Air Atmosfire
+ Intersepsi
+ +
Transpirasi
Air Permukaan
Aliran Langsung
Limpasan Langsung
Infiltrasi
Aliran Antara
Simpanan Air Tanah
Aliran bawah Tanah
Limpasan di sistem sungai dan laut
+ + +
Air dalam Tanah
Ketergantungan Antar Unsur Masukan
Ketidakpastian (Uncertainties) Ketidaktelitian (Inaccuracies)
Sistem
Keluaran
Sifat Alami (natural characteristics) : fisik, topografi Sifat Antropologi (anthropogenic/ human relatied characteristics) : tata guna lahan
4
16/09/2012
Neraca Air SISTEM Masukan (I)
Keluaran (O)
Persamaan Neraca Air I = O ± ∆S dengan : I = masukan (inflow), O = keluaran (outflow), ∆S = perubahan tampungan (change of storage)
Peran Ilmu Hidrologi Informasi hidrologi g yyang g disajikan j harus merupakan p informasi yang optimal yang dapat diperoleh dan bersifat mewakili (representative). Untuk dapat menyajikan informasi yang optimal maka analisis terhadap data hidrologi yang tersedia harus dilakukan dengan prinsip : 1 1.
2.
menggunakan cara (method) terbaik yang tersedia tersedia, dan urutan (procedure) yang benar meskipun mungkin data yang tersedia sangat kurang atau tidak tersedia sama sekali, dan memanfaatkan data sebanyak mungkin.
5
16/09/2012
Urutan Analisis
Analisis Kesalahan Analisis Hujan Penguapan Infiltasi Hidrometri Limpasan dan Hidrograf Penelusuran aliran Analisis Frekuensi Kriteria Rancangan
Analisis Kesalahan
Jaringan stasiun hujan Kelengkapan data hujan Panjang data hujan Kepanggahan (konsistensi) Data hidrometri Cara analisis
6
16/09/2012
Analisis Hujan
Pemeriksaan terhadap kelengkapan data dengan uji data hujan yang hilang Pengujian kepanggahan data hujan Perata-rataan hujan untuk memperoleh besaran hujan DAS A ih h Agihan hujan j jjam-jaman j (h (hourly l rainfall) i f ll) Hubungan antara kedalaman hujan, luas DPS dan lama hujan (depth-area-duration)
Penguapan Dalam analisis debit tinggi tidak diperlukan data penguapan, sedangkan untuk analisis debit rendah diperlukan data penguapan karena merupakan analisis yang membutuhkan waktu panjang
7
16/09/2012
Infiltrasi Hampir semua analisis hidrologi memerlukan informasi infiltrasi, yang secara teoritik sudah cukup banyak pendekatan yang dilakukan untuk menghitung laju infiltrasi
Hidrometri Hidrometri secara umum diartikan sebagai ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran air air. Yang perlu diperhatikan dalam hidrometri : Stasiun hidrometri Alat ukur tinggi muka air Pengukuran debit Liku kalibrasi (rating curve) Q
= A (H + H)B
8
16/09/2012
Limpasan dan hidrograf Limpasan permukaan (surface runoff) merupakan komponen aliran yang besarnya adalah besaran hujan dikurangi besaran infiltrasi. Hidrograf ditakrifkan secara umum sebagai variabilitas salah satu unsur aliran sebagai fungsi waktu di satu titik kontrol.
1
2B
Hujan titik
AWLR Rating curve
2A H j Hujan DAS
Peta Topografi
Hujan rancangan
Parameter DAS
Hid Hidrograf f
Analisis frekuensi
Distribusi hujan jam-jaman
Hidrograf satuan sintetik
Distribusi hujan jam-jaman
Hidrograf satuan analitis
Hidrograf banjir rancangan
9
16/09/2012
Analisis Frekuensi Pada perencanaan dan perancangan bangunan air, diperlukan besaran hujan atau debit yang akan digunakan sebagai besaran rancangan (design value)
Penelusuran Aliran Penelusuran diperlukan bila data aliran di suatu tempat tertentu tidak diperoleh. Penelusuran aliran (stream routing) adalah cara (program, analisis) matematika untuk melacak aliran melalui sistem hidrologi
10
16/09/2012
Kriteria Rancangan Berbagai jenis bangunan hidraulik mempunyai patokan rancangan (design criteria) yang berbeda-beda
BESARAN RANCANGAN Bangunan Jembatan
Saluran drainasi
Tanggul banjir
Fungsi
Besaran Rancangan
Prasarana transportasi 1 1. 2. 3.
Debit banjir maks. maks Tinggi muka air banjir maks. Debit dominan
Mencegah genangan air yang melebihi toleransi
1. 2.
Intensitas hujan maks. Time of concentration
Mencegah luapan air dari alur sungai
1.
Menaikkan muka air sungai agar dapat dialirkan ke lahan irigasi melalui saluran irigasi
2. 3. 1. 2.
2 2. Bendung irigasi
Pertimbangan 1 1.
Debit maksimum dan kapasitas saluran Dimensi dan kemiringan saluran 1. Posisi dan tinggi tanggul ekonomis 2 Evaluasi kerugian 2. akibat banjir
Hidrograf banjir (vol. & debit puncak) Tinggi muka air banjir maksimum 1. Debit banjir maksimum 2. Elevasi muka air banjir maksimum 3. Debit andalan
Jenis dan keku keku-atan atan struktur tiang Elevasi dasar jembatan Fondasi jembatan
1. 2. 3. 4.
Elevasi tanggul banjir Dimensi lantai bawah Potensi peman-faatan air Kapasitas saluran primer
11
16/09/2012
Tahapan Analisis Hidrologi Banjir Rancangan Kasus
Output
Data tersedia
Tahapan analisis
1
Debit puncak
Debit banjir maks. tahunan
Analisis frekuensi data debit
2
Debit puncak
Hujan harian dan karakteris-
Analisis frekuensi data hujan dan
tik daerah tangkapan hujan
pengalihragaman hujan-aliran (Rational method)
3
Debit puncak
Hujan jam-jaman, hidrograf
Analisis frekuensi data hujan dan
banjir dan karakteristik DAS
pengalihragaman hujan-aliran (Unit hydrograph atau Rainfall -runoff model)
4
5
Hidrograf banjir
Hidrograf banjir
Hujan jam-jaman, karakteris-
Analisis frekuensi data hujan dan
tik DAS, tidak ada data
pengalihragaman hujan-aliran
hidrograf banjir
(Synthetic unit hydrograph)
Hujan jam-jaman dan hidro-
Analisis frekuensi data hujan dan
graf banjir
pengalihragaman hujan-aliran (Unit hydrograph)
6
Hidrograf banjir
Hujan jam-jaman, hidrograf banjir
Analisis frekuensi data hujan dan
dan karakteristik DAS
pengalihragaman hujan-aliran (Unit hydrograph atau Rainfall -runoff model)
12
