ASPEK HIDROLOGIKuliah Drainase

KARAKTERISTIK HUJANDurasiIntensitasLengkung IntensitasWaktu Konsentrasi

DURASIDurasi hujan adalah lama kejadian hujan (menitan, jam-jaman, harian) diperoleh terutama dari hasil pencatatan alat pengukur hujan otomatis. Dalam perencanaan drainase durasi hujan ini sering dikaitkan dengan waktu konsentrasi, khususnya pada drainase perkotaan diperlukan durasi yang relatif pendek, mengingat akan lamanya genangan.

INTENSITASIntensitas adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu.Besarnya intensitas hujan berbeda-beda, tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya.Intensitas hujan diperoleh dengan cara melakukan analisis data hujan baik secara statistik maupun secara empiris.

LENGKUNG INTENSITASLengkung intensitas hujan adalah grafik yang menyatakan hubungan antara intensitas hujan dengan durasi hujan, hubungan tersebut dinyatakan dalam bentuk lengkung intensitas hujan dengan kala ulang hujan tertentu.Lengkung intensitas biasa disebut juga Kurva IDF (Intensitas-Durasi-Frekuensi).

Chart1

259.4328373.4430.7473.3

188235.2266.5306335.3

174.7222.7254.5294.7324.4

125.3155.3175.2200.4219.1

98.3120.3134.9153.3166.9

86.2107.3121.2138.8151.9

59.876.787.9102.1112.6

Kala Ulang 2 tahun

Kala Ulang 5 tahun

Kala Ulang 10 tahun

Kala Ulang 25 tahun

Kala Ulang 50 tahun

Durasi (menit)

Intensitas hujan (mm/jam)

Kurva IDF Semarang

Sheet1

T (tahun)Durasi

51015304560120

2259.4188174.7125.398.386.259.8

5328235.2222.7155.3120.3107.376.7

10373.4266.5254.5175.2134.9121.287.9

25430.7306294.7200.4153.3138.8102.1

50473.3335.3324.4219.1166.9151.9112.6

Sheet1

Kala Ulang 2 tahun

Kala Ulang 5 tahun

Kala Ulang 10 tahun

Kala Ulang 25 tahun

Kala Ulang 50 tahun

Durasi (menit)

Intensitas hujan (mm/jam)

Kurva IDF Semarang

Sheet2

Sheet3

Lengkung IDF Kawasan Monas, Jakarta Pusat

WAKTU KONSENTRASIWaktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran.

QQtotdtdtoACCAA : titik terjauhC : titik kontrolto : inlet timetd : conduit timeAA

Inlet Time & Conduit TimePada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dibagi menjadi:Inlet time (to) : waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di atas permukaan tanah menuju saluran drainase.Conduit time (td) : waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di sepanjang saluran sampai titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir.

Rumus Waktu KonsentrasiWaktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus:tc = to + td

Lama waktu mengalir di dalam saluran (td) ditentukan dengan rumus sesuai dengan kondisi salurannya.Untuk saluran alami, sifat-sifat hidroliknya sukar ditentukan, maka td dapat ditentukan dengan menggunakan perkiraan kecepatan air seperti tabel di bawah.

Tabel Kecepatan Untuk Saluran Alami

Kemiringan rata-rata dasar saluran (%)Kecepatan rata-rata (meter/detik) < 11 2 2 4 4 6 6 10 10 15 0,40,60,91,21,52,4

Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh faktor-faktor sbb:Luas daerah pengaliranPanjang saluran drainaseKemiringan dasar saluranDebit dan kecepatan aliran

DATA HUJANA. PENGUKURANHujan merupakan komponen yang amat penting dalam analisis hidrologi pada perancangan debit untuk menentukan dimensi saluran drainase.Pengukuran hujan dilakukan sepanjang tahun selama 24 jam tiap harinya.Untuk berbagai kepentingan perancangan drainase tertentu data hujan yang diperlukan tidak hanya data hujan harian akan tetapi juga distribusi jam-jaman atau menitan.Untuk keperluan ini lebih cocok dipakai alat ukur hujan otomatis.

B. ALAT UKUR HUJAN

Alat ukur hujan biasa (manual raingauge)Data yang diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan alat ini berupa data hasil pencatatan oleh petugas pada setiap periode tertentu. Alat pengukur hujan ini berupa suatu corong dan sebuah gelas ukur, yang masing-masing berfungsi untuk menampung jumlah air hujan dalam satu hari (hujan harian).

Alat ukur hujan otomatis (automatic raingauge)Data yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan menggunakan alat ini berupa data pencatatan secara terus menerus pada kertas pencatat yang dipasang pada alat ukur. Berdasarkan data ini akan dapat dilakukan analisis untuk memperoleh besaran intensitas hujan.

C. KONDISI DAN SIFAT DATA

Data hujan yang baik diperlukan dalam melakukan analisis hidrologi, namun untuk mendapatkan data yang berkualitas biasanya tidak mudah. Data hujan hasil pencatatan yang tersedia biasanya dalam kondisi tidak menerus. Apabila terputusnya rangkaian data hanya beberapa saat kemungkinan tidak menimbulkan masalah tetapi untuk kurun waktu yang lama tentu akan menimbulkan masalah di dalam melakukan analisis.

Dalam hal ini perlu dilihat kepentingan atau sasaran dari perencanaan drainase yang bersangkutan.

HUJAN RERATADalam analisis hidrologi sering diperlukan penentuan hujan rerata pada daerah tersebut.Terdapat 3 metode :AritmatikPoligon ThiessenIsohiet

1. Metode rerata aritmatik (aljabar) Metode ini adalah metode yang paling sederhana. Pengukuran dengan metode ini dilakukan dengan merata-ratakan hujan di seluruh DAS. Hujan DAS dengan cara ini dapat diperoleh dengan persamaan:

dengan: p = hujan rerata di suatu DASpi = hujan di tiap-tiap stasiunn = jumlah stasiun

2. Metode Thiessen Metode ini digunakan untuk menghitung bobot masing-masing stasiun yang mewakili luasan di sekitarnya. Metode ini digunakan bila penyebaran hujan di daerah yang ditinjau tidak merata.Prosedur hitungan ini dilukiskan pada persamaan dan Gambar berikut ini.

Dimana:P= curah hujan rata-rata,P1,..., Pn = curah hujan pada setiap setasiun,A1,..., An = luas yang dibatasi tiap poligon.

A1A2A3A4

3. Metode Isohiet Pada prinsipnya isohiet adalah garis yang menghubungkan titik-titik dengan kedalaman hujan yang sama, Kesulitan dari penggunaan metode ini adalah jika jumlah stasiun di dalam dan sekitar DAS terlalu sedikit. Hal tersebut akan mengakibatkan kesulitan dalam menginterpolasi. Hujan DAS menggunakan Isohiet dapat dihitung dengan persamaan:Dengan:p = hujan rerata kawasanAi = luasan dari titik iIi = garis isohiet ke i

I1=100I2=95I3=90I4=85I5=80A1A2A3A4

Melengkapi DataJika ada data hilang atau tidak lengkap

dengan: R = curah hujan rata-rata setahun di tempat pengamatan R datanya harus lengkaprA = curah hujan ditempat pengamatan RARA = curah hujan rata-rata setahun di A

Kala Ulang HujanSuatu data hujan akan mencapai suatu harga tertentu atau disamai atau kurang dari atau dilampaui dari dan diperkirakan terjadi dalam kurun waktu T tahun.

Hujan RancanganMetode Log Person III

dimana:Y = log X (X adalah nilah hujan maksimum) = nilai rerata YK = karakteristik distribusi Log Pearson IIIS = Simpangan baku

Langkah perhitungan Metode Log Pearson III

Analisis Intensitas HujanMononobe

dengan:R = curah hujan rancangan setempat dalam mmTc = lama waktu konsentrasi dlm jam/durasi hujanI = intensitas curah hujan dalam mm/jam

Debit Rancangan dengan Metode RasionalQ = . C. I. ADengan:Q = debit rancangan = koefisien penyebaran hujanC = koefisien pengaliran/limpasanI = intensitas selama waktu konsentrasi dalam mm/jamA = luas daerah aliran dalam Ha