pendahuluan hidrologi teknik
Post on 05-Apr-2018
236 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
1/11
Pendahuluan Hidrologi
Hidrologi Teknik
HIDROLOGI TEKNIK [SI
PENDAHULUAN
1. Daur HidrologiSemua kehidupan di b
yang mempelajari ka
kejadiannya, pergerak
dan pengelolaan. Umu
water) dan hidrologi a
lainnya yakni pertam
oseanografi, fisika, vol
atmosfir dan bumi. Te
ilmu seperti matema(control), teori inform
beberapa cabang hid
Hydrology, (c) System
Operational Hydrology,
Fig 1.1 + 1.2
www.belajardariapa
Teknik
L 231]
umi ini tergantung pada air. Hidrologi didefinis
rakteristik ruang-waktu kuantitas dan kuali
nannya, sebaran, sirkulasi, simpanan, eksploras
mnya hidrologi dibagi menjadi hidrologi air pe
irtanah (groundwater). Hidrologi berkaitan de
iam, biologi, kimia, geografi, geologi, glaciol
anologi, dan lainnya. Ada hubungan yang erat
nik solusi masalah hidrologi digunakan dengan
ilk, statistik, teori peluang, operation researsi, dan lainnya. Didasarkan pada perlakuan dat
rologi terbagi menjadi: (a) Hidrologi Statisti
s Hidrology. (d) DigitaL Hydrology, (e) Empiri
(g) Numerical Hydrology, (h) Mathematical Hyd
un.blogspot.com
Page 1
ikan sebagai ilmu
as air di bumi,
i, pengembangan,
rmukaan (surface
gan disiplin ilmu
gy, meteorologi,
antara air dengan
beberapa disiplin
ch, teori kendalia hidrologi, maka
k, (b) Stochastic
al Hydrology, (f)
rology
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
2/11
www.belajardariapapun.blogspot.com
Pendahuluan Hidrologi Teknik
Hidrologi Teknik Page 2
Daur Hidrologi (hydrology cycles)
Evaporasi/Evapotranspirasi Presipitasi Run off di atas dan di bawah tanah Laut
Evaporasi.
Fig 1.3
Dalam dair hidrologi ada 3 komponen utama: (1) Lautan sebagai sumber air, (2) Atmosfir
sebagai pemabawa air, (3) Land sebagai pengguna air (Fig 1.4) Precip = presipitasi, ET =
evaotranspirasi, SF = stream flow, TF = tidal flow, SR = sea rise, GWint = groundwater
intusion.. Pada Fig 1.4 dalam sistim global daur hidrologi merupakan daur tertutup,
sedangkan pada setiap subsistem Fig 1.5, 1.6, dan 1.7 merupakan daur terbuka.
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
3/11
www.belajardariapapun.blogspot.com
Pendahuluan Hidrologi Teknik
Hidrologi Teknik Page 3
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
4/11
www.belajardariapapun.blogspot.com
Pendahuluan Hidrologi Teknik
Hidrologi Teknik Page 4
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
5/11
Pendahuluan Hidrologi
Hidrologi Teknik
2. Hydrologic BuHidrologic budget ata
matematik dari daur hi
Jika kontinyu pers ters
Fig 1.8 (a) Drainage b
reservoir Inflow-Outflo
www.belajardariapa
Teknik
get (Neraca Hidrologi)
water balance (neraca air) pada suatu DAS
drologi.
1.1
2 2 1.1
but:
1.2)asin sebagai black-box system, (b) Drainage ba
w
un.blogspot.com
Page 5
adala pernyataan
sin sebagai suatu
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
6/11
www.belajardariapapun.blogspot.com
Pendahuluan Hidrologi Teknik
Hidrologi Teknik Page 6
I dan Q dinyatakan dalam satuan L3/T/L
2= L/T atau L
3/T. Dengan integrasi maka
persamaan dalam volumetrik dinyatakan sebagai,
0
(1.3)
Persamaan ini merupakan persamaan dasar untuk Analsis Hidrologi dan Sintesis.
Untuk DAS Inflow terdiri dari: hujan (Ir), jatuhan es (Isn) dan bentuk lain presipitasi.
Outflow: runoff permukaan (Osr,) aliran bahaw tanah (Osb), airtanah (Og), evaporasi (e),
transpirasi (et), dan infiltrasi (f). Komponen simpanan (storage): simpanan permukaan
(Ss) (saluran, sungai, danau, depresi, detensi, dan bendung), simpanan dalan lengas
tanah (soil moisture) Sm, simpanan airtanah (dalam aquifer) (Sg), dan intersepsi (pada
kanopi vegetasi atau bangunan) (Si), sehingga persamaan (1.2) dapat ditulis mencakup
komponen nya sbb:
( + + + = + (1.4)
Dalam volumetrik persamaan (1.4) ditulis sebagai:
() (0) + () (0) + () (0) + () (0)
= (1.5)
P=volume (kedalaman) presipitasi, VQ=volume (jumlah) limpasan (runoff), E = jumlah
evaporasi, T: jumlah transpirasi, F=kumulatif Infiltrasi.
Contoh 1.1.
Suatu simpanan dalam suatu ruas sungai pada waktu tertentu adalah 3 henktar.meter.
Pada waktu yang sama, masuk Inflow sebesar 15 cms (cubic meter per second) (m3
/det),dan Outflow 20 cms. Satu jam kemudian, Inflow jadi 20 cms, dan Otflow 20.5 cms.
Tentukan perubahan simpanan dalam ruas sungai tersebut selama satu jam. Apakah
simpanan pada akhir jam lebih besar atau lebih kecil dari simpanan awal. Berapa
simpanan pada akhir jam?
Penyelesaian: I1 = 15 cms, I2 = 20 cms, O1= 20 cms, O2= 20.5 cms, S1=30,000 m3, t = 1
jam = 3600 det. Dari pers (1.1b)
=
+
2
+
2 (1.1)
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
7/11
www.belajardariapapun.blogspot.com
Pendahuluan Hidrologi Teknik
Hidrologi Teknik Page 7
=
3600
.
3600 = 9900 3
Simpanan akan berkurang dari kondisi awal. Simpanan pada ahir jam = 30,000-9,900 =
20,100 m3
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
8/11
www.belajardariapapun.blogspot.com
Pendahuluan Hidrologi Teknik
Hidrologi Teknik Page 8
Contoh1.2:
Simpanan suatu ruas sungai pada waktu tertentu adalah 2 hektar-meter. Tentukan
simpanan setelah 1 jam kemudian jika rerata laju Inflow dan Outflow pada selang waktu
1 jam adalah 21 cms dan 18 cms.
Penyelesaian:
Rerata I = 21 cms, Rerata O = 18 cms, S1 = 20,000 m3, dan t = 3,600 det
S2 = 20,000 + (21-18) x 3,600 = 30,800 m3
= 3.08 hektar-meter.
Contoh1.3:
Tiga cm (30 mm) air menguap (evaporasi) dari suatu bendung vertical wall 200 ha
selama 24 jam. Hujan badai ditambahkan ke dalam bendung pada laju 3 cms selama
periode tersebut. Hitung volume air (ha-cm) yang dilepas bendung selama periode
tersebut, melalui bawah bendung, jika level muka air pada bendung tetap sama tak
berubah.
Penyelesaian:
I = 3 cms, E = 3 cm x 200 ha = 600 ha-cm = 60,000 m3, A = 200 ha, t = 1 hari = 86,400
detik.
()
= () () = (1.2)
0 = 3 x 86400 m3 60,000 O O = 259,200 60,000 = 199,200 m
3= 19.92 ha-meter =
1,992 ha-cm
3. Data Hidrologi Data Hujan: Harian dan Jam-jaman (pencatat hujan otomatis) Data Debit: Rerata Harian, Rerata Jam (WLR dan Rating Curve) Peta Topografi: GIS (Bakosurtanal) Data Airtanah (Geo-hidrologi) Iklim Agro Klimat: (Suhu udara, RH, Jam Penyinaran, Kecepatan Angin) Peta Tanah (Puslit Tanah)
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
9/11
www.belajardariapapun.blogspot.com
Pendahuluan Hidrologi Teknik
Hidrologi Teknik Page 9
4. Sejarah Perkembangan Hidrologi 1
No Periode Tahun Temuan1 Spekulasi - 1400 Konsep siklus hidrologi oleh beberpa filsup seperti
Homer (1000 SM), Thales, Plato, Aristoteles (Yunani);
Lauretius, Seneca, Pliny (Roma). Bangunan hidrolik:
sumur di Arab, Kanats di Persia, Proyek irigasi di
Mesir dan Mesopotamia, Aquaduct di Roma, Proyek
pasok air dan drainase di lembah Indus (India), sistim
Irigasi di Cina
2 Pengamatan
(Observasi)
1400-
1600
Periode Renaissance, terjadi perubahan gradual dari
konsep philosofi murni hidrologi ke arah pengamatan
ilmiah. Berdasarkan pengamatan Leonardo Da Vinci
dan Bernard Palissy mendapatkan pemahaman yangtepat tentang siklus hidrologi khususnya infiltrasi
hujan dan mata air
3 Pengukuran
(measurement)
1600-
1700
Pierre Perrault mengukur hujan, evaporasi, dan
kapilaritas di drainage basin Seine. Edme Mariotte
menghitung debit sungai di Siene (Paris) sesudah
mengukur penampang melintang aliran dan
kecepatan aliran. Edmond Halley mengukur laju
evaporasi dan debit sungai dalam studi di Laut
Mrditerranean. Studi air artesis dengan pionir
Giovanni Cassini, Benardini Ramazzini, dan Antonio
Vallisnieri.
4 Experimental 1700-
1800
Pemahaman tentang prinsip hidrolika. Teori
piezometer ditemukan oleh Bernoulli. Tabung Pitot,
Current meter dari Woltman, Smeation scale model,
Borda tube, Prinsip DAlembert, Teori Bernoulli,
Formula Chezy
5 Modernisasi 1800-
1900
Kontribusi ilmiah terutama kepada groundwater
hydrology dan pengkuran air permukaan. Persamaan
Hagen-Poiseulle pada aliran kapiler (1839-1840).
Hukum Darcy pada aliran airtanah (1856). Rumus
sumur Dupuit-Thiem (1863). Prinsip Ghyben-Herzberg
pada salt water balance. Di bidang hidrologi airpermukaan dan hidrometri: Humprey dan Abbot
mengukur debit sungai Mississippi (1861), publikasi
rumus debit weir dari Francis (1855), Ganguillet dan
Kutter menentukan koefisien Chezy (1869). Proposal
rumus Manning (1889), pengembangan alat current
meter Ellis and Price (1870, 1885). Pada tahun 1850
Kongres di USA memberi wewenang untuk survey
topografi dan hidrologi di delta sungai Mississippi.
Pada November 1867 pengukuran debit secara
1
Chow, V.T, (ed)., 1964. Handbook of Applied Hydrology. McGraw-Hill Book Company. NewYork, USA..
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
10/11
www.belajardariapapun.blogspot.com
Pendahuluan Hidrologi Teknik
Hidrologi Teknik Page 10
international diorganisasikan di sungai Rheine di
Basle. John Dalton pertama kali mengemukakan
hubungan antara evaporasi dengan tekanan uap
menjadi hukum Dalton. J.F. Miller (1849)
mengkorelasikan hujan dengan ketinggian temat(altitude), dan Lorin Blodget (1857) mempublikasikan
buku penting distribusi hujan di USA. Beberapa
institusi dikembangkan di Amerika yakni US Army
Corps of Engineers (1802), the Geological Survey
(1879), The Weather Bureau (1891), Mississippi River
Comission (1893). Proyek di Amerika aanta lain
Perencanaan Erie Canal oleh De Witt Clinton, Survey
pasok air untuk Croton Aqueduct di New York. Di
Indonesia berdiri Departemen Pekerjaan Umum
(1885)dan Divisi Irigasi (1889)
5 Empirisasi 1900-1930
Ilmu hidrologi kebanyakan empirikal karena basisfisika untuk determinansi hidrologi belum diketahui
banyak. Ratusan rumus empirik diciptakan pada
periode ini yang mengharuskan penentuan koefisien
dan parametr melalui percobaan. Karena hasilnya tak
memuaskan maka bermuculan berbagai institusi di
Amerika yang tertarik dengan pengembanagan
hodrologi antara lain Bureau of Reclamation (1902),
Forest Service (1906), Pittsburg Flood Comission
(1908), the Miamy Conservacy District (1914), US
Army Engineers Waterways Experiment Station
(1928). Pada tahun 1922 berdiri InternationalAssociation of Scientific Hydrology (IASH). The
International Association of Physical Oceanography
(1919), The Internatioal Society of Soil Science (1924),
The World Power Conference (1924), The
International Congress on Large Dams (1928).
6 Rasionalisasi 1930-
1950
Analisa rasional mulai menggantikan analisa empirik
untuk menyelesaikan masalah hidrologi. Sherman
(1932) menggunakan unit hidograph untuk
mentranlasikan rainfall excess ke runoff hydrograph.
Horton (1939) mengajukan penentuan rainfall excess
pada dasar teori infiltrasi. Theis (1935) mengenalkannon-equilibrium theory dalam konsep hirolika sumur.
Gumbel (1964) mengajukan penggunaan sebaran nilai
ekstrim dalam analisis frekuensi. Hazen memulai
analisis statstika dalam hidrologi. Bernard (1944)
mendiskusikan peran meteorologi yang merupakan
awal dari munculnya cabang ilmu hydrometeorology.
Einstein (1950) mengembangkan fungsi bed-load
yang memulai analisa toeritis kajian sedimentasi. US
National Hydraulics Laboratory (1932). Tennessee
Valey Authority (1933), the Muskingum Valley
Conservacy District (1933). Soil Conseravtion Servics
-
7/31/2019 Pendahuluan Hidrologi Teknik
11/11
www.belajardariapapun.blogspot.com
Pendahuluan Hidrologi Teknik
Hidrologi Teknik Page 11
(1935), The Weather Bureau (1940), the Bureau of
Public Roads (1949).
7 Teorisasi 1950-
sekarang
Sejak tahun 1950 pendekatan teoritis banyak
digunakan dalam masalah hidrologi. Analisis
matematik menggunakan komputer berkecepatantinggi mulai dikembangkan. Analisis Linear dan non
linier pada sistim hidrologi. Adopsi konsep transient
dan statistika dalam hidrodinamik airtanah. Aplikasi
teori pindah panas dan massa pada analisis evaporasi,
kajian energetics dan dinamika lengas tanah, the
sequential generation of hydraulic data, penggunaan
operation research dalam rancangan sistim
sumberdaya air. Bendung Jatiluhur 1960.
top related