PB-2: DASAR-DASAR PERANCANGANSUB POKOK BAHASANSPB 2.1:ANALISIS HIDROLOGISPB 2.2:PERANCANGAN HIDROLISSPB 2.3:PERANCANGAN KONSTRUKSI

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIA. Tujuan/Manfaat dan Lingkup Pembahasan 1. Tujuan akhir analisis hidrologi dalam perancangan drainase adalah menentukan debit rancangan2. Hasil analisis hidrologi (debit rancangan) dimanfaatkan untuk menetapkan sistem, rancangan hidrolis dan konstruksi drainaseInterpretasi data hujan: melengkapi data yang hilang, menghitung curah hujan rata-rata daerahAnalisis curah hujan rancangan (analisis frekuensi)3. Lingkup Pembahasan:Analisis debit rancangan

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIB. Interpretasi & Pengolahan Data Hujan 1. Data yang diperlukan:Curah hujan jam-jaman (kalau ada)Curah hujan harianPeta stasion Hujan / Stasion Klimatologi2. Melengkapi Data Hujan yang HilangYang dimaksud data hujan yang hilang adalah data hujan yang tidak tercatat pada format pencatatan data.Kemungkinan penyebabnya ialah: alat rusak atau kelalaian petugasPemecahan masalah:Manfaatkan data dari stasion hujan terdekat sebagai data pembandingJumlah stasion pembanding minimal 3 (tiga) stasionData pembanding yang dibutuhkan adalah curah hujan harian (ri) dan curah hujan rata-rata tahunan (Ri)

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIRumus yang digunakan:ataurx = curah hujan harian yang hilangdimana:ri = curah hujan harian pada stasion pembanding ke-i untuk tanggal yang sama dengan hilangnya data pada stasion xRx = curah hujan rata-rata tahunan pada stasion xRi = curah hujan rata-rata tahunan pada stasion pembanding ke -iWarning: Dalam perhitungan curah hujan rata-rata tahunan, tahun yang datanya tidak lengkap tidak boleh diperhitungkan.n = jumlah stasion pembandingaMeode Aritmatik (rata-rata hitung):

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIb.Metode Faktor Jarak:Faktor jarak dihitung dengan persamaan:Prinsip: Curah hujan pada sebarang titik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak titik tersebut dari stasion tertenturi = curah hujan stasion pembanding ke i pada tanggal yang sama dengan rxn = jumlah stasion pembandingCurah hujan yang hilang:

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIProsedur penggambaran & perhitungan:ABDCEGambarkan peta Daerah Tangkapan Hujan (DTH) dengan skala, dan plot letak stasion pada peta tersebut Ukur jarak dari stasion yang ditinjau ke setiap stasion pembanding

NoStasionJarak1/di2fd1Ad12Bd23Dd34Ed4JumlahS(1/d12)1,00

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGI3. Menghitung curah hujan rata-rata daerahPengertianCurah hujan yang diukur/dicatat pada suatu stasion hujan disebut curah terpusat (point rainfall) yang hanya berlaku setempat.Untuk menganalisis limpasan hujan dari suatu daerah atau wilayah tertentu, dibutuhkan data curah hujan yang jatuh di dalam seluruh wilayah atau daerah tangkapan hujan tersebut.Untuk menentukan suatu nilai curah hujan yang mewakili curah hujan dalam wilayah tersebut, digunakan nilai curah hujan rata-rata yang dihitung dari beberapa data curah hujan terpusat (stasion hujan).Dengan kata lain:Curah hujan rata-rata daerah adalah nilai rata-rata curah hujan yang dihitung dari beberapa stasion hujan yang berada di dalam atau di sekitar wilayah / daerah tangkapan hujan tertentu

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIMetode AnalisisAda 4 (empat) metode yang lasim digunakan untuk menganalisis curah hujan rata-rata daerah, yaitu: Metode Arithmatic (metode rata-rata aljabar)Metode ThiessenMetode Isohyet(1)Metode Arithmatic (metode rata-rata aljabar)Kriteria:a. Letak stasiun tersebar merata di dalam DTHb. Selisih curah hujan antar stasiun 10 % Rumus yang digunakan:= curah hujan rata-rata daerah Ri = curah hujan pada stasiun ke i; i = 1, 2, . . ., nn = jumlah stasiunMetode Faktor Jarak

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGI(2)Metode ThiessenProsedur penggambaran & perhitungan:ABDCEGambarkan peta Daerah Tangkapan Hujan (DTH) dengan skala, dan plot letak stasion pada peta tersebut Hubungkan masing-masing stasion, dan lukis garis yang membagi dua sama besar dan tegak lurus garis hubung tersebut.Lukis polygon ThiessenUkur luas masing-masing polygon dengan planimeter

NoStasionLuas% Luas1AA12BA23CA34DA45EA5JumlahA100

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIHitung curah hujan rata-rata dengan rumus:dengan:= curah hujan rata-rata daerah Ri = curah hujan pada stasiun ke i; i = 1, 2, . . ., n Ai = luas polygon dari stasiun ke i;A = total luas daerah tadah hujan; n = jumlah stasion hujan

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIMetode IsohyetProsedur penggambaran kontur isohyet: ABDCEGambarkan peta Daerah Tangkapan Hujan (DTH) dengan skala, plot letak stasion pada peta tersebut, dan hubungkan masing-masing stasion Tentukan interval kontur dan bagi garis hubung antar stasiun sesuai dengan interval kontur yang telah ditentukanContoh Data:17515012510075Lukis garis-garis (kontur) isohyet dengan menghubungkan titik-titik yang curah hujannya sama

NoStasionCurah Hujan (mm)1A852B1343C1524D1285E180

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIProsedur perhitungan curah hujan rata-rata:Ukur setiap luasan antara dua garis isohyet yang berdekatan dengan planimeter Hitung curah hujan rata-rata dari masing-masing bagian luasan pada point (1) Hitung curah hujan rata-rata dengan persamaan:dengan:= curah hujan rata-rata daerah Ri = curah hujan rata-rata antara dua garis isohyet yang berdekatan; Ai = luas area antara dua isohyet yang berdekatan A = total luas daerah tadah hujan; n = jumlah segmen area i = 1, 2, . . ., n; adalah nomor segmen area

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIMetode Faktor JarakProsedur penggambaran & perhitungan:ABDCEGambarkan peta Daerah Tangkapan Hujan (DTH) dengan skala, dan plot letak stasion pada peta tersebut Tentukan titik berat DTH, dengan melukis ellips mengitari DTH tersebutUkur jarak masing-masing stasion dari pusat DTH

NoStasionJarak1/di2fd1Ad12Bd23Cd34Dd45Ed5JumlahS(1/d12)1,00

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGI4) Hitung Faktor jarak dengan persamaan:Ri = curah hujan stasion ke in = jumlah stasion pembanding5) Hitung Curah hujan rata-rata dengan persamaan:

NoStasionJarak1/di2fd1Ad11/d12fd12Bd21/d22fd23Cd31/d32fd34Dd41/d42fd45Ed51/d52fd5JumlahS(1/d12)1,00

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIC. Analisa Curah Hujan Rancangan (Analisis Frekuensi) 1. Pengertian:Curah hujan rancangan adalah curah hujan dengan periode ulang (T) tertentu yang diperlukan untuk menghitung debit rancangan.Debit rancangan adalah debit dengan periode ulang (T) tertentu yang diperlukan untuk merancang saluran atau bangunan tertentu.Periode ulang ditetapkan berdasarkan beberapa pertimbangan, antara lain:(1)Umur ekonomis bangunan(2)Besaran resiko yang akan ditanggung jika curah hujan / banjir yang terjadi lebih besar dari curah hujan / banjir rancangan(3)Tambahan biaya investasi yang dibutuhkan jika digunakan curah hujan / debit rancangan yang periode ulangnya lebih besar. (4)Ketersediaan dana untuk membiayai pembangunan konstruksi 2. Penentuan Periode Ulang (T):

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGITabel 1. Penentuan Periode Ulang Hujan (PUH) berdasarkan kategori kota dan luas daerah tangkapan hujan (catchment area)Untuk perancangan sistem drainase di Indonesia, pemerintah telah menetapkan kriteria penentuan periode ulang berdasarkan kategori kota dan luas daerah tangkapan hujan (catchment area) seperti pada tabel berikut.

NoKategori KotaJumlah Penduduk(ribuan jiwa)Luas Catcment Area (Ha) dan PUH (tahun) 1010 - 100100 - 500> 5001Kota Metropolitan> 5.0001 22 55 1010 252Kota Besar500 5.0001 22 52 55 153Kota Sedang100 5001 22 52 55 104Kota Kecil10 1001 21 21 22 55Kota Sangat Kecil< 101111

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGI3. Metode Analisis:3.1Metode Gumbel (Metode Nilai Ekstrim)Rumus yang digunakan:XT = curah hujan (atau debit) dengan periode ulang T tahun;i = 1, 2, . . ., nn= jumlah tahun dataSx= standar deviasi, dihitung dengan salah satu dari 3 persamaan berikut:atauatau

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGI KT = faktor frekuensi, nilainya bergantung pada periode ulang T dan jumlah data n. Untuk penggunaan praktis, KT dapat dihitung dengan persamaan:Nilai-nilai YT, Yn dan Sn dapat dilihat di tabelTabel 2. Nilai-nilai YT untuk beberapa periode ulang

Periode Ulang, T (tahun)YT20,366551,4999102,2502202,9702253,1985503,90191004,60012005,2958

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGITabel 3. Reduksi nilai rata-rata, YnTabel 4. Reduksi Standar Deviasi, Sn

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIFormat tabel perhitungan parameter statistik:Format - 1Format - 2

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGI3.2.Metode Log Pearson Tipe IIIMetode Log Pearson Tipe III didasarkan pada distribusi Log Pearson tipe III. Persamaan yang digunakan adalah:;i = 1, 2, . . ., n KT = faktor frekuensi, nilainya diperoleh dari Tabel 5 untuk nilai G dan periode ulang T yang sesuai; G= koefisien skewness, dihitung dari persamaan:

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIFormat tabel perhitungan parameter statistik:

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGITabel 5. Nilai-nilai K untuk Distribusi Log Pearson Tipe III

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGILanjutan Tabel 5. Nilai-nilai K untuk Distribusi Log Pearson Tipe III

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGI3.3Metode Iwai Metode ini didasarkan pada distribusi log normal. Alasannya ialah bahwa pada umumnya distribusi curah hujan maksimum tidak mengikuti distribusi normal (tidak simetris) Variabel normal yang sesuai untuk periode ulang tertentu dinyatakan dengan persamaan: dan perkiraan harga b dihitung dari persamaan:dengan (dibulatkan) ;n = jumlah data Xsj= curah hujan terbesar ke jXtj= curah hujan terkecil ke j

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGISecara praktis, prosedur perhitungan diuraikan sebagai berikut:(5)Baca nilai variabel normal x untuk periode ulang (T) yang sesuai pada Tabel 6 (6)Hitung curah hujan rencana dengan periode ulang T tahun dari persamaan:

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGITabel 6. Variabel normal yang sesuai pada W(x) utama

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIFormat tabel perhitungan:

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIFormat tabel perhitungan nilai b:

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGID. Perhitungan Debit Rancangan Debit rancangan adalah debit dengan periode ulang (T) tertentu yang diperlukan untuk merancang saluran atau bangunan tertentu.Data-data yang diperlukan untuk perhitungan debit rancangan, antara lain:a. Data curah hujan: diolah dan dianalisis untuk menentukan Curah Hujan Rancanganb. Data teknis jaringan:(1)Peta Situasi & Tata Letak Jaringan, digunakan untuk:Menentukan rancangan pembebanan aliran dan batas daerah tangkapan hujan (DTH, Catchment Area) Menentukan panjang dan kemiringan medan / saluran.(2)Peta Tata Guna Lahan & RUTR, digunakan untuk:Menginterpretasi karakteristik daerah tangkapan hujan (menentukan koefisien limpasan) dan kapasitas tambahan untuk pengembangan 1. Pengertian2. Data-data yang diperlukan

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGI3.Metode AnalisisMetode yang lasim digunakan untuk menentukan debit rancangan pada sistem drainase adalah Metode RasionalAsumsi yang digunakan: Curah hujan tersebar merata di seluruh daerah tangkapan hujan (DTH) atau catchment areaDebit maksimum tercapai jika seluruh daerah tangkapan hujan telah menyumbangkan alirannya pada penampang sungai / saluran yang ditinjau; dengan kata lain durasi hujan sama dengan waktu konsentrasi. Rumus yang digunakan:Q = f. C . I . Adimana:Q = debit rencana [m3/detik]C = koefisien pengaliran atau koefisien limpasan (Runoff coefficient)I = intensitas curah hujan [mm/jam atau mm/hari]A = luas daerah tangkapan hujan (catchment area) [km2 atau ha]f = faktor konversi satuan

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIFaktor konversi satuan (f), nilainya bergantung pada satuan luas catchment (A) yang digunakan.Jika A dinyatakan dalam km2, maka f = 0,278Jika A dinyatakan dalam ha, maka f = 0,00278Koefisien pengaliran atau koefisien limpasan (Runoff coefficient), CKoefisien limpasan adalah perbandingan antara tinggi limpasan dan tinggi hujan.Nilai koefisien limpasan bergantung pada karakteristik daerah tangkapan hujan, terutama : jenis penggunaan lahan, jenis tanah, jenis penutupan lahan (vegetasi), dan kemiringan medanJika penggunaan lahan beragam, maka harus dihitung koefisien limpasan rata-rata dengan persamaan:dengan

SPB 2.1: ANALISIS HIDROLOGIIntensitas curah hujan (I)Intensitas hujan (I) dihitung dengan rumus Mononobe:tc = waktu konsentrasi (jam)R = curah hujan rencana (mm/hari); Hitung waktu konsentrasi (tc) dengan persamaan:t0 = waktu pengaliran dari titik terjauh ke awal sungai/saluran td = waktu pengaliran di dalam saluran sampai ke outlet yang ditinjau t0 dihitung dengan rumus Kirpich:menit