pendahuluan hidrologi teknik

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


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.


3/11





4/11





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


6/11




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)


7/11




=

3600

.

3600 = 9900 3

Simpanan akan berkurang dari kondisi awal. Simpanan pada ahir jam = 30,000-9,900 =

20,100 m3


8/11




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)


9/11




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..


10/11




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


11/11




(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.

pendahuluan hidrologi teknik

Documents