HUJAN RENCANA
HUJAN RENCANA
OLEH : OLEH : Y Yuuddhha a AAddiittiia Ea Ekkaappuuttrraa ((11220099002255002233)) NurNur WaWahid hid Muzakky Muzakky (120902500)(120902500)
!!""##rraa$ $ %%aa&&''ii'' ((11220099002255005500)) Mu
Muhaha""""ad ad ukuk"a"a$ $ *a*ariri++ (1(1202090902525003)3) !!rr""aa$ $ %%yyaarrii&& ((1122009900225500,,)) !"a"
!"a" -h.za/i -h.za/i (120902502)(120902502)
Adhyat
Adhyat ''za za a$ayu a$ayu (1209025033)(1209025033)
4
4ii..$$ii++iiuu+ + aa""ii//uu++ ((11220099002255000022))
*AUA% E!
*AUA% E!
UN!6ER%!A% MUAWARMAN
UN!6ER%!A% MUAWARMAN
%AMAR!N4A
%AMAR!N4A
2015
2015
,717 U"u" ,717 U"u"Dalam analisis hujan aliran untuk memperkirakan debit banjir rencana diperlukan masukan hujan rencana ke dalam suatu DAS. Hujan rencana tersebut dapat berupa kedalaman hujan di suatu titik atau hietograf hujan rencana yang merupakan distribusi hujan sebagai fungsi aktu selama hujan deras. !erencanaan bangunan air didasarkan pada debit banjir rencana yang diperoleh dari analisis hujan aliran tersebut" yang bisa berupa banjir rencana dengan periode ulang tertentu.
Debit rencana dapat dihitung dari kedalaman hujan titik dalam penggunaan metode rasional untuk menentukan debit puncak pada perencanaan drainase dan jembatan #gorong$ gorong%. &etode rasional ini digunakan apabila daerah tangkapan air kecil. !ada perencanaan bangunan melimpah suatu bendungan" perencanaan tanggul banjir" analisis penelusuran banjir
# flood routing % di aduk atau sungai. Hidrograf banjir dapat diperoleh dengan menggunakan metode hidrograf satuan. Dalam hal ini data masukan yang diperlukan adalah hietograf hujan rencana.
!encatatan hujan biasanya dalam bentuk data hujan harian" jam jaman" atau menitan. Distribusi hujan yang terjadi digunakan sebagai masukan data untuk mendapatkan hidrograf aliran. 'eberapa metode yang akan dipelajari dalam bab ini adalah metode (adashi (animoto" &ononobe" dan Alternating Block Method #A'&% .
,727 !$t'$+ita+ 8 4ura+i 8 *r'ku'$+i
)ntensitas * Durasi * +rekuensi #)D+% biasanya diberikan dalam bentuk kur,a yang memberikan hubungan antara intensitas hujan sebagai ordinat" durasi hujan sebagai absis dan beberapa grafik yang menunjukan frekuensi atau periode ulang. -ambar ./. adalah kur,a )D+
untuk daerah Halim !erdana 0usuma" 1akarta #1oesron Loebis" /23%. Dalam gambar tersebut terdapat lima grafik )D+ yang masing masing menunjukan periode ulang 4" /5" 64" 45 dan /55 tahunan. 7ntuk hujan dengan durasi 85 menitan dengan periode ulang /5 tahunan diperoleh intensitas hujan sekitar /95 mmjam.
Analisis )D+ dilakukan untuk memperkirakan debit puncak di daerah tangkapan kecil" seperti dalam perencanaan sistem drainase kota" gorong gorong" dan jembatan. Di daerah tangkapan kecil" hujan deras dengan durasi singkat yang jatuh di berbagai titik pada seluruh daerah tangkapan hujan dapat terkonsentrasi di titik control uang ditinjau dalam aktu yang bersamaan" yang dapat menghasilkan debit puncak. Hujan deras dengan durasi singkat #4" /5" /4
menit% dapat diperoleh dari kur,a )D+ yang berlaku untuk daerah yang ditinjau.
/. Ditetapkan durasi hujan tertentu #4" /5" /4;;;.menit%
6. Dari data pencatatan hujan otomatis yang menunjukan jumlah kumulatif hujan terhadap aktu" dicatat kedalaman hujan deras dengan beberapa durasi tersebut. Selanjutnya dipilih kedalaman hujan maksimum untuk masing masing tahun pencatatan" sehingga terdapat sejumlah data yang meakili seluruh tahun pencatatan.
8. 0edalam hujan yang diperoleh dalam butir 6" dapat dikon,ersi menjadi intensitas hujan dengan menggunakan hubungan i < =5 p/t, dimana p adalah kedalaman hujan dan t adalah durasi #4" /5" /4;;..menit%.
3. Dihitung intensitas hujan ekstrim untuk beberapa periode ulang" dengan menggunakan cara seperti diberikan dalam 'A' >)).
4. Dibuat kur,a hubungan antara intensitas hujan dan durasi hujan untuk beberapa periode ulang" sehingga didapat kur,a )D+.
7ntuk memberikan gambaran yang lebih jelas" berikut ini diberikan suatu contoh membuat kur,a )D+ :
?ontoh / :
Diketahui data hujan dari stasiun hujan otomatis di Semarang$1aa (engah" seperti diberikan dalam table ./. Dalam table tersebut data hujan dengan durasi 4" /5" ;;. /65 menit dan dari tahun /2=2$/228. 'uatlah kur,a )D+ dengan menggunakan data tersebut @
!enyelesaian :
0edalam hujan dengan beberapa durasi seperti diberikan dalam table ./. diubah menjadi intensitas hujan seperti diberikan dalam table .6. Data intensitas hujan maksimum tahunan untuk beberapa durasi hujan tersebut dianalisis dengan menggunakan metode analisis frekuensi #'A' >))% untuk mendapatkan intensitas hujan dengan beberapa periode ulang. 7ntuk menyederhanakan analisis" dianggap baha dalam analisis frekuensi ini sebaran data sesuai distribusi -umbel #seharusnya mengikuti prosedur seperti diberikan dalam 'A' >))%. 7ntuk itu dihitung nilai rerata dan de,iasi standar dari data tersebut" yang hasilnya untuk berbagai durasi hujan diberikan dalam dua baris terakhir dari table .6. Dengan menggunakan cara seperti diberikan dalam 'A' >))" dihitung intensitas hujan untuk beberapa periode ulang" yang hasilnya diberikan dalam table .8. dan gambar .6.
Dari table .8. Dibuat gambar hubungan antara intensitas hujan dan durasi untuk beberapa periode ulang. Dari sebaran data tersebut dibuat analisis regresi yang hasilnya berupa
kur,a )D+ yang mempunyai bentuk persamaan berpangkat. Dalam gambar tersebut persamaan kur,a )D+ adalah :
!eriode ulang 4 tahunan : y < 952"34$5"3429
!eriode ulang /5 tahunan : y < 54"29$5"3=58
!eriode ulang 64 tahunan : y < 269"29$5"3=5
!eriode ulang 45 tahunan : y < /5/"4$5"3=//
,737 ura !4* d'$a$ M't.d' M.$.$.#'
!enurunan kur,a )D+ dengan cara seperti diberikan dalam Sub 'ab .6. dapat dilakukan apabila tersedia data hujan otomatis" sehingga diperoleh hujan dengan durasi singkat #4" /5" /4" ;;. &enit%. Apabila yang tersedia adalah data hujan harian" &ononobe #Suyono dan (akeda" /28% mengusulan persamaan berikut ini untuk menurunkan kur,a )D+.
I t = R 24 24
(
24 t)
2 3 Dengan :I t : intensitas curah hujan untuk lama hujan t #mmjam%"
t : lamanya curah hujan #jam%"
R63 :curah hujan maksimum selama 63 jam #mm%.
?ontoh 6 :
Dari hasil hitungan dalam contoh 2" yaitu analisis frekuensi data hujan harian maksimum tahunan di Stasiun Duri di !ro,insi Biau dari tahun /2/ sampai 655/" diperoleh kedalaman hujan dengan periode ulang 6" 4" /5" 64 dan 45 tahunan seperti diberikan dalam table berikut. 'uat kur,a )D+ dari data hujan harian tersebut.
!eriode7lang ( 6 4 /5 64 45
Hujan #mm% /58.5 /88. /46.4= /93.4 /2.2
Dengan menggunakan !ersamaan #./% untuk hujan dengan periode ulang p < /58 mm dan durasi hujan 4 menit" akan diperoleh :
I t =103 24
(
24 5/60)
2 3 < /9"/ mmHitungan dengan persamaan tersebut dilanjutkan untuk durasi dan kedalaman hujan yang lain" dan hasilnya diberikan dalam table .3. dan gambar .8. Hitungan dilakukan dengan durasi sampai 855 menit #4 jam%. !ersamaan kur,a )D+ mempunyai bentuk :
!eriode ulang 6 tahunan : y < 439"58$5"===9
!eriode ulang 4 tahunan : y < 9/5"3$5"===9
!eriode ulang /5 tahunan : y < /5"5=$5"===9
!eriode ulang 64 tahunan : y < 269"/$5"===9
!eriode ulang 45 tahunan : y < /552"6$5"===9
,77 Hy't.raph Hu:a$ Ra$;a$a$
Dalam perhitungan banjir rancangan" diperlukan masukan berupa hujan rancangan yang didistribusikan ke dalam hujan jam jaman #Hyetograph%.
?ara diatas dapat dilakukan apabila tersedia data hujan otomatis. 1ika yang ada hanya data hujan harian" untuk mendapatkan kedalaman hujan jam jaman dari hujan rancangan dapat menggunakan model distribusi hujan" berikut adalah masing masing model distribusi hujan :
/. Distribusi Hujan Seragam
&odel distribusi hujan seragam merupakan cara yang paling sederhana untuk mendapatkan distribusi hujan jam jaman yaitu dengan menganggap hujan rancangan sebesar p mm terdistribusi secara merata selama durasi hujan rancangan T dyang telah ditetapkan.
6. Distribusi Hujan Segitiga
&odel distribusi hujan segitiga menganggap baha kedalaman hujan jam jaman terdistribusi mengikuti bentuk segitiga. Hyetograph segitiga bisa dibentuk setelah kedalaman hujan rancangan p dan durasi hujan T d diketahui. Luas segitiga merupakan nilai kedalaman
I p=2 p
T d
7ntuk menetapkan aktu terjadinya intensitas hujan puncak" dipaai factor koefisien r yang didefinisikan sebagai rasio dari aktu intensitas hujan puncak T p. 1adi aktu dimana
terjadi intensitas hujan puncak ditentukan dengan rumus : T d < r . T p
Cilai r umumnya ditetapkan sebesar 5"8 sampai dengan 5"4. 1ika r ditetapkan sebesar 5"4 maka puncak hyetograph akan terletak pada pertengahan lama hujan.
8. Alternating 'lock ðod #A'&%
Adalah cara sederhana untuk membuat hyetograph rencana dari kur,a )D+ #?ho et al." /22%. Hyetograph rencana yang dihasilkan oleh metode ini adalah hujan yang terjadi dalam n rangkaian inter,al aktu yang berurutan dengan durasi△t selama aktu T d = n △t. 7ntuk
periode ulang tertentu" intensitas hujan diperoleh dari kur,a )D+ pada setiap durasi aktu△t" 6△t" 8△t" ;;kedalaman hujan diperoleh dari perkalian antara intensitas hujan dan durasi aktu
tersebut. ?ontoh 8 :
Dari hasil hitungan hujan dengan periode ulang /5 tahunan di stasiun duri di pro,insi riau seperti diberikan dalam contoh 2 pada bab >))" didapat !/5 < /46 mm. 'uatlah hyetograph hujan dengan menggunakan metode A'& dengan inter,al aktu△t </ jam.
!enyelesaian :
Hitungan dilakukan dengan menggunakan (abel .4. dari persamaan #./% dihitung intensitas hujan untuk (d < △t"(d < 6△t"(d < 8△tdan seterusnya dengan△t < / jam seperti diberikan
dalam kolom /" 6 dan 8. Dalam hal ini durasi hujan adalah = jam. 0edalaman hujan #kolom 3% adalah perkalian antara intensitas hujan #kolom 8% dan durasi #kolom /%. !ertambahan hujan atau kedalaman hujan jam jaman #kolom 4% adalah selisih kedalaman hujan yang berurutan #kolom 3%. 0olom = adalah selisih kedalaman hujan jam jaman yang dinyatakan dalam persen. 0olom 9 adalah hyetograph yang dinyatakan dalam persen" yang diperoleh dengan menempatkan nilai #% hujan tertinggi pada kolom = di tengah tengah durasi hujan yaitu baris 8 pada kolom 9" baris 6 kolom = menjadi baris 3 kolom 9" baris 8 kolom = menjadi baris 6 kolom 9" dan seterusnya. 0olom hyetograph dalam mm" yaitu perkalian antara persen hyetograph pada kolom 9 dengan kedalaman hujan periode /5 tahunan yaitu /46 mm.
3. Distribusi Hujan (adashi (animoto
(adashi (animoto #/2=2% mengembangkan distribusi hujan jam jaman yang dapat digunakan di pulau jaa. -ambar .. menunjukan distribusi kumulatf hujan untuk beberapa daerah. Dari gambar tersebut" untuk kur,a tipe ) yang berlaku di jaa" dapat diturunkan distribusi hujan jam jaman seperti ditunjukan dala table .=. dan digambarkan dalam gambar .2.
,757 '$uru$a$ 4i+tri#u+i Hu:a$
Hari )ndra !rayoga melakukan penelitian pengaruh pola distribusi hujan terhadap banjir rancangan" dengan studi kasus di DAS ?imanuk jaa 'arat di stasiun 'antar &erak" Sukatali" dan Dam 0amun.
!ola distribusi hujan didasarkan pada hujan deras yang tercatat oleh alat ukur hujan otomatis. Data hujan yang digunakan adalah yang mempunyai kedalaman hujan di atas 45 mm" yang diperkirakan setara periode ulang satu tahunan. (ercatat / data kejadian hujan lebat yang nilai totalnya lebih dari 45 mm. Data tersebut dikelompokan berdasarkan tinggi hujan seperti yang terlihat pada gambar ./5. 7ntuk tinggi hujan 45!94 mm" frekuensi kejadian hujan terbesar adalah hujan dengan durasi 4 jam yaitu sebanyak 65 kejadian. Sedangkan tinggi hujan 94!/55 mm dan !F/55 mm" hujan lebih sering terjadi dengan durasi = jam. !rofil hujan rerata tersebut merupakan pola distribusi hujan di lokasi studi" yang bisa dinyatakan dalam grafik nilai rerata pada table .9.
