3.1. Pengujian data curah hujan - 2014 Bab 3 Debit Banjir

(1)

Bab 3

(2)

Bila Q

salah,

(3)

3.1. Pengujian data

curah hujan

•

bertujuan untuk mengetahui

mutu data curah hujan

yang diperoleh

–

Data yang hilang dan

analisis konsistensi

–

Ketidakadaan Trend

–

Kestabilan Data

(4)

(5)

Debit banjir rancangan

•

dapat berupa debit

air hujan saja

•

atau perjumlahan

antara debit air

(6)

Debit banjir dipengaruhi oleh

•

Luasan

•

Bentuk

•

Kemiringan

•

Jenis tanah

•

Tata guna lahan

DAS

DAS : daerah dimana air

(7)

berfungsi untuk menghitung

debit banjir rancangan, yang

berupa

debit puncak

banjir (Qp),

jadi termasuk

banjir rancangan non

hidrograf

Metode Rasional

(8)

Rumus Rasional

Adapun,

Q = kapasitas pengaliran (m3/ detik ).

C = Koefsien Pengaliran

i =

Intensitas hujan (mm/jam)

A =Luas daerah pengaliran (Ha atau km2 )

* 0,00278 adalah faktor konversi agar satuan jadi m3/det. Hujan selama 1 jam dengan intensitas 1 mm/jam di daerah

1 km2, maka debit banjirnya 0,278 m3/dtk, dan akan

Q _p = 0,278 C.I.A (satuan A dalam km2)

(9)

Q

_p

= k. C.I.A

bila

A dalam satuan

Ha

(m3/det) = (mm/jam)* (Ha)

= (0,001 m/ 3.600 det) * (10.000 m2)

k = 0,00278 (m

3

/det)

Analisis satuan

, bila I dalam

mm/

jam

Bila A dalam Km

2

=

(0,001 m/ 3.600 det) (1.000.000 m2)

(10)

Analisis satuan:

1 mm/jam berapa

l/det/Ha?

(mm/jam) x Ha = (0,001dm/ 3.600det) x

1.000.000 dm

2

=

0, 278 dm

3

/det/Ha

(11)

suhardjon 2014 11

Rumus Rasional

Metode rasional yang telah dimodifkasi

adalah sebagai berikut (Hindarko, 2000)

Q

_p

= Cs.C.I.A

A luas dalam hektar

I intensitas hujan dalam

liter/det/

Ha

Q

_p

debit puncak dalam liter/det

C koefsien pengaliran

Cs = koefsien retensi

untuk daerah pemukiman dan perkotaan 0,80.

Sumber: Hinda

rko, 2000, Drain

ase

Perkotaan, Jaka

(12)

Rumus penghitung banjir

rancangan non hidrograf

yang

lain

•

Der Weduwen untuk luas daerah

aliran sungai sampai 100 km²,

•

Melchior untuk luas daerah

aliran sungai lebih dari 100 km²

(13)

Q

_T

= 0,00278 C.I.A

A = 0,26 km

2

C = 0,70

I

₁₀

= 139 mm/jam

Q

₁₀

=

0,00278 . 0,70 . 139 . 0,26

= 0,0703 m

3

/dtk.

(14)

 intensitas hujan 575 liter/detik/ha.;

koefsien retensi Cs = 0,8; Luas A = 30 m2 = 0,003 ha; koef pengaliran C = 0,78



Debit banjir = C.Cs.A.i



= 0,78 x 0,8 x 0,003 x 575



= 1,07 liter/detik



= 0,00107 m3/det

 Bila I dalam satuan l/det/Ha,

luas dalam satuan Ha maka Q = C.Cs.A.i dalam satuan l/det

(15)

Intensitas Hujan (I)

adalah

tinggi hujan

dibagi

lamanya hujan

dalam

satuan mm/jam

(16)

I

ntesitas hujan

•

merupakan faktor penentu

debit banjir.

•

hasil analisis intensitas

hujan umumnya

berupa

lengkung intensitas.

•

Lengkung hubungan

(17)

Durasi

•

Lamanya hujan

(durasi waktu

hujan), mis: 5, 10,

30, 60, 120 menit

(atau dalam satuan

jam)

•

Durasi banjir

untuk lingkunan

perumahan

antara 5 menit

sampai 24 jam

•

Lamanya hujan

(durasi waktu

hujan), mis: 5, 10,

30, 60, 120 menit

(atau dalam satuan

jam)

•

Durasi banjir

untuk lingkunan

perumahan

antara 5 menit

sampai 24 jam

Intensitas

•

Tinggi air hujan

dalam satuan

waktu tertentu,

dalam satuan

mm/jam

atau

l/

det/ha

•

Tinggi air hujan

dalam satuan

waktu tertentu,

dalam satuan

(18)

0 10 20 30 40 50 60 70 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 R₅ R₁₀ In te n s it a s m m /j a m

Durasi hujan menit

Lengkung Intensitas Hujan

(19)

(20)

Rumus Intensitas Hujan

Rumus Monotobe

Bila R

₂₄

= 81,48 mm/jam,

t

_c

= jam

Maka i = (81,48/24)*(24/6)

2/3

3 / 2 24

24



c

t

R

(21)

Rumus Intensitas Hujan yang

lain…

Tablot I =

Sherman I =

Ishiguro I =

Adapun

I = Intensitas curah hujan maksimum ( mm/jam )

t = Durasi curah hujan ( menit ) a, b, n, m = Ketetapan

(22)

t

c

= t

o

+ t

d

_(menit)

•

t

o

=

waktu limpas permukaan

– Jarak aliran sampai saluran terdekat

– Koefsien pengaliran DAS (C)

• Semakin besar resapan DAS semakin besar to

– Kemiringan permukaan DAS

• Semakin curam DAS semakin kecil to



t

_d

=

_{waktu limpas saluran = L / v}

 L panjang saluran, v kecepatan rata-rata

(23)

t

_c

= t

_o

+ t

_d(menit)

t_o

t

_d

A : titik terjauh B : titik tinjau t_o : inlet time

t_d : conduit time

A

B

(24)

195 . 0 0

s

Lo

0195

,

0

*

60



t

o

=

waktu

limpas permukaan

to = waktu limpas permukaan (menit)

L₀ = jarak dari titik terjauh ke fasilitas drainase

(m)

(25)

suhardjon 2014 25

lua

A

B

C

Jarak dari A ke B = 50 meter

Jarak dari B ke titik tinjau C = 400

meter

Kemiringan lahan 1%

Saluran drainase sekunder dari beton,

kecepatan 0,2 m/det

(26)

jarak limpasan 125 m, kemiringan DAS 3%, Koef. pengaliran 0,30

(27)

Waktu konsentrasi

(t

c

)

Dapat juga dihitung

dengan rumus

Rumus

Kinematik 

         ₀_.₄ ₀_.₃

6 . 0 6 . 0 93 . 0 S i n L t_c Bransby

William



₀_.₄

1

₀_.₂

5280

3

.

21

S

A

L

t

_c

(28)

perbandingan antara

jumlah

air yang mengalir

(melimpas) di permukaan

dengan

jumlah air hujan

yang turun

di kawasan

tersebut

Koefsien Pengaliran c

Dipengaruhi oleh:

(29)

Tata Guna Lahan Perkotaan

Kawasan pemukiman

Koefsen pengaliran C

•

Kepadatan rendah

20 rumah/Ha

0,25 – 0,40

•

Kepadatan sedang

0,40 – 0,70

•

Kepadatan tinggi

> 60 rmh/ Ha

0,70 – 0,80

•

Dengan sumur resapan

0,20 – 0,30

Kawasan perdagangan

0,90 - 0,95

Kawasan Industri

0,80 – 0,90

Taman, Jalur Hijau,

sejenisnya

0,20 – 0,30

(30)

Luas

daera

h

A

Intensitas hujan dengan kala ulang

tertentu I Tatagun a lahan Koef Pengaliran dan Retensi

C dan Cs

Jenis Tanah Peta (topograf) daerah Data hujan

Debit rancangan

Q = 0,278 . Cs. C . I . A

(31)

Koefsien Retensi

c

s

Akibat adanya berbagai

hambatan dalam pengaliran

air limpasan, maka

besar

debit puncak banjir dapat

berkurang

_{Untuk daerah pemukiman dan}

perkotaan adalah 0,80

Untuk luas daerah yang kecil

(32)

• Talang rumah

• Ukuran atap rumah P = 6 m dan L = 4 m

• dipasang talang ukuran basah 0,15 m x 0,15 m.

• Hitung ukuran talang PVC vertikal nya

Sudut miring genteng rumah 450

Jarak miring 5,648 m, diperoleh 1 menit pada koefsien pengaliran 0,9 (lihat tabel)

Kcepatan di dalam talang adalah 0,05 m/dt, maka :

t

d = (Panjang Talang) / (kecepatan) = 6/0,05 = 2 menit

• Waktu Konsentrasi = to + td = 3 menit,

• dengan membaca Kurva Intensitas Hujan

Con

toh

2

Hindar

(33)

Contoh 2 (lanjutan)

• _{Luas atap 6 x 5,648 = 33,8 m}2 = 0,00338 ha

•

kawasan permukiman Cs = 0,8,

•

besarnya debit diperkirakan sebesar:

Q = C.Cs.A.I =

0,9*0,8 *0,00338*420 = 1,15 liter/dt = 0,00115 m3/dt

Kecepatan air lewat pipa PVC,

V= c √(2gH) = 0,6 √ ( 2x10x0,1) = 0,85 m/det Luas pipa PVC = Q/V = 0,00115/ 0,85 = 0014

m2

(34)

(35)

• Luas aspal A_asp = 6 x 4 = 24 m2: C _aspal = 0,9,

• Luas rumput A_rmp = 6 x 1 = 6 m2 : C _rumput = 0,3

• C_gab = (A_asp x C _asp + A_rmp x C_rmp)/A _asp+A_rmp = (24 x 0,9 + 6 x 0,3)/(24+6) = 0,78

• _{Jarak A ke B =}

√

_{(25+9) = 5,83 m, kemiringan}

2%, C_gab=0,78 maka t_o = 1 menit (tidak ada waktu limpas, tidak ada saluran, langsung ke lubang, t_d= o)

sehingga waktu

konsentrasi = 1 menit

suhardjon 2014 35

(36)

•

Dari kurve intensitas hujan untuk kala

ulang 5 tahun didapat I = 575

liter/detik/ha.;

•

untuk perkotaan Cs = 0,8; luas (A) 24

+ 6 = 30 m2 = 0,003 ha

•

Debit banjir = C.Cs.A.i

•

= 0,78 x 0,8 x 0,003 x 575

(37)

•

Kecepatan air di lubang tali air:

V =

c √(2gH) = 0,6 √(2x10x0,05) = 0,6 m/det (koef kontraksi c = 0,6)

•

Luas lubang tali air = Q/A =

0,00107/0,6 = 0,00018 m2 bila

dipakai lubang ukuran 0,10 x 0,05 =

0,005 m2 telah memenuhi.

(umumnya lubang tali air berukuran

0,20 x 0, 15 karena adanya sampah

dan penyumbatan lainnya)

(38)

Luas jalan aspal = (160+40) X3x10 = 6000m2 Luas kaveling rumah = (160x40) x 3 = 19200 m2 C aspal= 0,9 C kaveling = 0,6

C gabungan =

= (6000 x 0,9 + 19200 x 0,6)/(6000 + 19200) = 0,68

(39)

Waktu tempuh permukaan to= 1 menit Jarak limpas terpanjang O-P-Q

(80+ 3x40+2x10) = 220 m, bila v = 0,2 m/det

td = 220/0,2 = 1100 det= 18,3 menit

(40)

t = 19,3 menit

Periode ulang 5 tahun

Maka diperoleh I = 335 liter/det/ Ha

Kawasan perkotaan Cs = 0,8

Q = C.Cs.A.I

= 0,68 . 0,8 . 2,52,x 335 = 0,46 m3/det

Luas DAS

= (6000+ 19200)

(41)

Rencana kompleks perumahan ,

tergambar seperti sketsa berikut

(42)

Peruntukk

an lokasi Jml blok Jml rmh/blok

Luas tanah/rm h (m2)

Luas total (m2)

Perumaha n

A 4 20 200 16.000 B 3 16 120 5.760 C 2 24 80 3.840

Taman D dan E 7.950

Jalan 18.200

Total luas lahan kompleks peruamahan 51.750

(43)

Keterangan :

•_{tiap kapling rumah 65% akan berupa bangunan dan 35%} berupa halaman, jalan terdiri dari 80% aspal dan 20% tepian jalan berupa hamparan rumput

•_{jarak terjauh ke muara drainasi 840 meter,}

kecepatan aliran 0,2 m/det, waktu limpas ke jalan to = 3 menit,

•Tinggi curah hujan maksimum R₂₄ dengan kala ulang 5 tahun, sebesar 67,51 mm, dan untuk kala ulang 10 tahun, sebesar 84,32 mm.

•_{koefsien retensi Cs = 0,80, besaran C untuk}

bangunan rumah = 0,90, halaman rumah 0,30, aspal = 0,95, tepian jalan = 0,40, taman = 0,20

(44)

• _{Hitunglah besar debit rancangan di titik X}

• _{Saluran drainasi di titik X ,}_{berbentuk saluran}

persegi, dan kecepatan aliran di dalam saluran 0,85

m/detik, rencanakan ukuran saluran tersebut.

• _{Bila debit air limbah rumah tangga sebesar =}

0,0041 m3/dtk/km2. Hitunglah besar debit air limbah

buangan di areal tsb. Berapa perbandingan antara debit akibat air limbah dengan debit akibat air

hujan. Bagaimana pendapat Anda tentang hal tersebut.

(45)

Muara saluran sekunder

Sungai, sebagai saluran primer drainase

Sketsa perumahan baru

A

B B

A A

C

(46)

•_{Terdiri dari delapan blok, terdiri empat buah}

blok A sebagai perumahan kelas menengah masing-masing seluas 12.000 m2 (luas

bangunan 80% dan halaman 20%)., dua blok perumahan kelas elite yakni blok B masing-masing seluas 23.000 m2 (luas bangunan 60% dan halaman 40%). Dan dua blok ruko

yakni blok C, masing-masing seluas 8.200 m2 (luas bangunan 75% halaman 25%).

•_{Total luas jalan masing-masing blok A dan blok}

(47)

•_{Koefesien limpasan (C) untuk aspal 0,90;}

rumput tepi jalan 0,30, rumah/ bangunan

0,80, halaman rumah 0,35, lapangan parker 0,65.

•_{Luas taman yang berada di blok C adalah}

4000 m2 dan memakai beberapa sumur

resapan, sehingga koefsien limpasan untuk taman ditetapkan C= 0,20.

•_{Untuk setiap blok A, jarak saluran terjauh}

(48)

•

Bila ditinjau dari keseluruhan luas,

jarak terjauh saluran drainasi menuju

ke titik tinjau di muara yang akan

masuk ke sungai, adalah 820 meter.

•

Kecepatan saluran pembuang

rata-rata 0,3 m/det, waktu koefsien retensi

(Cs) = 0,80,

•

Tinggi curah hujan maksimum

R

₂₄

(49)

Hitunglah:

•

Debit banjir rencana di titik

tinjau ujung saluran drainase di

masing-masing blok.

•

Debit banjir rencana di titik

(50)

Mari kita

diskusik