Hidrograf satuan (Unit hydrograph) Hujan titik. Peta Topografi. Hujan DAS. Hujan rancangan. Parameter DAS. Hidrograf satuan sintetik

(1)

10/31/2012

Hidrograf satuan (Unit hydrograph)

Adalah hidrograf limpasan langsung (direct runoff)

akibat hujan rerata DAS satu satuan selama satu

satuan waktu (umumnya dalam mm/jam).

Hidrograf Limpasan Langsung dapat diperoleh dengan

memisahkan hidrograf dari aliran dasarnya dengan

• Straight line method (metode Garis Lurus)

• Fixed base length (Metode Panjang Dasar Tetap)

• Variable slope method (Metode kemiringan Berbeda)

REKAYASA HIDROLOGI II

Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem Skema Metode Umum Bagan Polinomial Persamaan

HIDROGRAF SATUAN

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

Contoh Penyelesaian Bagan Collins Persamaan Analisis Contoh Soal Tabel Penyelesaian 10/31/2012

Pendahuluan

BAGAN ALIR

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

Contoh Penyelesaian Bagan Collins Persamaan Analisis Contoh Soal

REKAYASA HIDROLOGI II

Hujan titik AWLR

Rating curve

Hujan DAS Peta

Topografi Hujan rancangan Analisis frekuensi Distribusi hujan jam-jaman Hidrograf Parameter DAS Distribusi hujan jam-jaman Hidrograf satuan sintetik Hidrograf satuan analitis Hidrograf banjir rancangan Tabel Penyelesaian

(2)

10/31/2012

Pendahuluan

Hidrograf Satuan Bagan Alir Skema Metode Umum Bagan Polinomial Persamaan

Sistem

Hidrograf Satuan mengandaikan sistem

DAS sebagai sistem yang “

linear time

invariant

”, yaitu :

1. Hujan merata di seluruh DAS (evenly distributed),

dan intensitasnya tetap pada setiap interval

waktu (constant intensity)

2. Hujan terjadi kapanpun tidak berpengaruh

terhadap proses transformasi hujan menjadi

debit/hidrograf (time invariant)

3. Debit/hidrograf berbanding lurus dengan hujan

dan berlaku asas superposisi (linear system)

4. Waktu resesi (waktu dari akhir hujan sampai

akhir limpasan langsung) selalu tetap

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

REKAYASA HIDROLOGI II

Sistem Tabel Penyelesaian A t(jam) Hujan I (mm/jam) P efektif tp t (jam) Hidrograf di A Q (m3/dt) HLL Base flow

Pendahuluan

Skema

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

Contoh Penyelesaian Analisis Contoh Soal

REKAYASA HIDROLOGI II

Tabel Penyelesaian

(3)

10/31/2012

Pendahuluan

U m u m

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

Ketiga hidrograf (HLL-1,2,3) dijumlahkan akan sama dengan hidrograf limpasan langsung terhitung

P (mm/jam) Q (m3/dt) 5 HLL-1 akibat Peff-1 1 t (jam) P (mm/jam) Q (m3/dt) 20 HLL-2 akibat Peff-2 2 t (jam) P (mm/jam) Q (m3/dt) 101 _{HLL-3 akibat Peff-3} 3 t (jam) P (mm/jam) Q (m3_/dt) 1

UH akibat Peff 1 mm/jam

1 t (jam) Tabel Penyelesaian 10/31/2012

Pendahuluan

Analisis

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

Hidrograf satuan dapat diselesaikan

dengan 2 cara, yaitu :

1. Persamaan Polinomial

2. Cara Collins

REKAYASA HIDROLOGI II

(4)

10/31/2012

Pendahuluan

Tahapan Persamaan Polinomial

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

REKAYASA HIDROLOGI II

Tabel Penyelesaian

• Pilih data hujan jam-jaman dan hidrograf aliran

terukur di sungai.

• Pisahkan baseflow dan hidrograf limpasan

langsung (HLL).

• Tetapkan nilai losses tetap (Φindeks) dan

hujan efektif jam-jaman.

• Dengan prinsip superposisi, linear time

invariant dan constant base time, dapat

disusun persamaan polinomial untuk

menentukan hidrograf satuan.

.

Pendahuluan

Polinomial

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

REKAYASA HIDROLOGI II

R3 R2 R1 R t Masukan t U3 U2 U1 Q

Hidrograf Satuan Hipotetik

Q

(5)

10/31/2012 Hidrograf Satuan Bagan alir Sistem Skema Metode Umum Bagan Polinomial Persamaan

Persamaan

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

Persamaan Polinomial

Hitungan hidrograf Limpasan langsung Terukur dapat dilakukan dengan :

Hujan R1 - hidrograf R1U1 R1U2 R1U3 ... R1Un Hujan R2 - hidrograf ---- R2U1 R2U2 R2U3 ... R2Un Hujan R3 - hidrograf ---- ---- R3U1 R3U2 R3U3 ... R3Un

_____________________________________

A B C D E

Membandingkan hidrograf hipotetik ini dengan hidrograf terukur akan diperoleh :

A = R1U1 = X 1 U1 = ... B = R1U2 + R2U1 = X2 U2 = ... C = R1U3 + R2U2 + R3U1 = X3 U3 = ... D = R1U4 + R2U3 + R3U2 = X4 U4 = ...

REKAYASA HIDROLOGI II

Tabel Penyelesaian 10/31/2012

Pendahuluan

Contoh Perhitungan

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

Pada satu DAS seluas 75,6 km2 terjadi hujan

merata selama 4 jam berturut-turut sebesar 13

mm, 15 mm, 12 mm dan 8 mm. Akibat hujan

tersebut terjadi perubahan debit aliran di sungai

terukur seperti pada tabel di bawah. Tentukan

hidrograf satuan di DAS tersebut dengan

menggunakan cara polinomial.

Tabel hasil pengukuran hidrograf

REKAYASA HIDROLOGI II

t (jam) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Q (m3_/dt) _5,0 _11,0 _27,0 _47,0 _56,5 _48,5 _33,5 _18,5 _8,0 _5,0 Tabel Penyelesaian

(6)

10/31/2012

Pendahuluan

Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem Skema Metode umum Bagan Polinomial Persamaan

Penyelesaian

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

Dengan menetapkan base flow tetap sebesar 5 m

3

_/dt,

volume limpasan langsung dapat dihitung sbb.:

VLL = [ (11+27+47+56.5+48.5+33.5+18.5+8) – (8x5) ] x 3600

= 756000 m3_.



Pef = VLL / A = 756000 x 103_{/ (75.6 x 10}6_{) = 10 mm}

Misal



index < 8 mm/jam:

 index = [(13+15+12+8) – 10)] / 4 = 9.5 mm/jam …..Tidak benar !! Misal 8 < index < 12 mm/jam:

 index = [(13+15+12) – 10)] / 3 = 10 mm/jam …Anggapan benar !!

index = 10 mm/jam

Menentukan hujan efektif

P1 efektif = 13 –10 = 3 mm

P2 efektif = 15 – 10 = 5 mm

P3 efektif = 12 – 10 = 2 mm

REKAYASA HIDROLOGI II

Tabel Penyelesaian t QH QHLL U3(t) U5(t-1) U2(t-2) UH=U1(t) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5.0 11.0 27.0 47.0 56.5 48.5 33.5 18.5 8.0 5.0 0.0 6.0 22.0 42.0 51.5 43.5 28.5 13.5 3.0 0.0 0.0 6.0 12.0 18.0 13.5 9.0 4.5 0.0 -0.0 10.0 20.0 30.0 22.5 15.0 7.5 0.0 -0.0 4.0 8.0 12.0 9.0 6.0 3.0 0.0 0.0 2.0 4.0 6.0 4.5 3.0 1.5 0.0

Pendahuluan

Tabel Hitungan Hidrograf Satuan

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

REKAYASA HIDROLOGI II

Tabel Penyelesaian

(7)

10/31/2012 Hidrograf Satuan Bagan Alir Sistem Skema Metode Umum Bagan Polinomial Persamaan

Tahapan penentuan hidrograf satuan cara Collins

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

REKAYASA HIDROLOGI II

Tabel Penyelesaian

1. Pilih data hujan jam-jaman dan hidrograf aliran terukur di sungai.

2. Pisahkan baseflow dan hidrograf limpasan langsung (HLL). 3. Tetapkan nilai losses tetap (Φindeks) dan hujan efektif jam

-jaman.

4. Tetapkan sebuah hidrograf satuan perkiraan awal (UH-1). 5. Tentukan hidrograf limpasan langsung akibat hujan efektif

jam-jaman kecuali untuk hujan terbesar.

6. Jumlahkan semua hidrograf limpasan langsung ini dan hasilnya kurangkan dengan hidrograf limpasan langsung terukur. Selisih hidrograf limpasan langsung yang didapatkan dibagi dengan hujan efektif jam-jaman yang maksimum. Hasilnya adalah hidrograf satuan baru (UH-2).

7. Hitung rerata UH-1 dan UH-2 sebagai UH-3 dan amati apakah cukup dekat dengan UH-1.

8. Apabila masih belum cukup dekat, ulangi langkah (4) sampai dengan (7) dengan mengambil UH-3 sebagai hidrograf satuan perkiraan awal yang baru. Prosedur ini diulang sampai didapatkan hasil UH-3 yang cukup dekat dengan UH-1.

10/31/2012

Pendahuluan

Bagan Cara Collins

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

REKAYASA HIDROLOGI II

R3 R2 R1 R t

Masukan (kecuali Rmax)

Operasi perkalian kurangkan dari HLLT t U3 U2 U1 Q

Hidrograf Satuan Hipotetik (HSHi)

t X3 X2 X1 Q X4 _X 5

Hidrograf Limpasan Langsung Terukur (HLLT)

t Q

Hidrograf Satuan ke- n (HSn)

Kalikan 1/Rmax

(8)

10/31/2012

Pendahuluan

Persamaan

Cara Collins

Persamaan

Polinomial

Metode Analisis

REKAYASA HIDROLOGI II

h i+1 hi P Pmaks P-Pmaks Qmaks Q-Qmaks Q Tabel Penyelesaian