UNIVERSITAS GADJAH MADA PROGRAM STUDI S1 TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK Semester Genap TA 2023/2024
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL & LINGKUNGAN
Tugas 2. Sistem Drainase dan Jaringan Air Limbah
(dikumpulkan sebelum pertemuan minggu ke-7)
1. Analisis data hujan (40%): CPL4
Metode Rational adalah metode yang paling banyak digunakan untuk menghitung debit puncak limpasan permukaan di daerah perkotaan. Metode ini biasanya digunakan untuk daerah yang relatif kecil (kurang dari 200 acres≈ 8ha (FAA, 2013)). Metode Rational dapat ditulis dengan persamaan berikut:
A i
C
Q
T= 0 . 278 C i
(tc,T)A Q
T= 0 . 278
(tc,T)dengan QT adalah debit puncak untuk periode ulang T tahun (m3/s), C adalah koefisien limpasan, i adalah intensitas hujan (mm/jam) untuk durasi waktu konsentrasi (tc) dan A adalah luas DAS (km2).
Besarnya intensitas hujan seringkali diperoleh dari kurva intensity-duratuion and frequency (IDF).
Kurva IDF dapat diperoleh dari analisis statistik data hujan durasi pendek (menit, jam). Namun demikian data tersebut terkadang ketersediannya terbatas atau tidak tersedia. Untuk itu, sebagai alternatif data hujan durasi pendek dapat diperoleh dari data hujan berbasis satelit seperti GPM (https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/), GSMaP (https://sharaku.eorc.jaxa.jp/GSMaP/). Untuk analisis hujan satelit, hujan <1.0mm dapat dianggap = 0.0
a. Gambarkan IDF di daerah saudara untuk kala ulang 2, 5, dan 10 tahun berdasarkan data hujan satelit di atas (pilih salah satau),
b. bandingkan hasilnya dengan IDF dari persamaan empiris Haspers dan Mononobe (buat dalam satu gambar).
c. Tentukan pula distribusi hujan sangat deras dan lama hujan dominannya (hujan sangat deras dianggap hujan dengan kedalaman > 100 mm/kejadian).
Prosedur analisis: IDF
a. Unduh hujan satelit GPM/GSMaP di lokasi saudara minimum 20 tahun.
b. Tentukan hujan maksimum misal 60 menit, 120 menit, dan 180 menit, 24 jam setiap tahunnya.
c. Dari data (b) di atas, hitung kala ulang hujan untuk durasi 60 menit, 120 menit, dan 180 menit dan 24 jam dengan metode analisis frekuensi. Analisis frekuensi deapat menggunakan program atau software yang ada misal https://istiarto.staff.ugm.ac.id/index.php/aprob/
d. Gambarkan Garik IDF berdasarkan hasil di atas, dengan sumbu x adalah durasi hujan (menit) dan sumbu y adalah intensitas hujan (mm/jam).
Prosedur analisis: pola distribusi hujan.
a. Gunakan data hujan satelit 5 tahun terakhir.
b. Pilih hujan di atas 100mm per kejadian hujan.
c. Lama hujan dominan dapat dihitung dari nilai rata-rata lama hujan point (b).
d. Gambarkan/hitung distribusi hujan untuk semua kejadian hujan di atas 100mm.
e. Gambarkan pola hujan rata-rata nya dari point (d) untuk mendapatkan pola distribusi hujannya.
UNIVERSITAS GADJAH MADA PROGRAM STUDI S1 TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK Semester Genap TA 2023/2024
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL & LINGKUNGAN
2. Dimensi saluran drainase (40%) CPL4
Modified from Problem 15.1.4 and 15.1.5 p.540-541 Applied Hydrology (Chow et.al., 1988).
a. Determine the peak discharge from the Calder Alley watershed (Table 1) using the Rational method assuming that there is no storm sewer system. The average slope for the drainage area is 0.0324 (m/m) and the distance from head water to outlet is 2800m. Use Kirpich’s method for time of concentration.
Use the resulted 5-year intensity-duration-frequency relationship (Problem No. 1)
b. Determine the rectangular channel for the storm sewer system for the Calder Alley watershed in Prob.2.a using the Rational method and the resulted intensity-duration-frequency relationship in Prob.1. Use the FAA method to determine time of concentration. Manning’s n is 0.014. The length, slope, and ground elevation are given at Table 2 below:
Table 1. Data for Calder Alley watershed
Sub-area Principal land use Area (ha) Impervious (%) Slope (%) Runoff Coefficient,
C
Inlet
number Distance to inlet (m)
A multifamily residential 4.90 10 3.3 0.50 1 245
B1 Small business 5.60 45 4.5 0.66 2
B2 multifamily residential 3.25 77 1.2 0.70 2
C1 Comercial 7.25 75 3.4 0.82 3
C2 Comercial 2.50 100 1.5 0.95 3
D1 Comercial 7.70 95 3.4 0.90 4
D2 Comercial 2.00 100 1.5 0.95 4
E Residential & small business 19.25 40 3.5 0.60 5 490
F Residential & small business 21.30 20 3.0 0.42 6 550
G Residential & small business 18.20 32 3.5 0.52 7 490
260
400 275
F
E
G
A D
1D
2C
1B
1C
2B
26 5
4 3 2
1
UNIVERSITAS GADJAH MADA PROGRAM STUDI S1 TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK Semester Genap TA 2023/2024
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL & LINGKUNGAN
Table 2. Length, slope and ground elevation
3. By using SWMM software (20%) CPL2
a. Determine the rectangular channel for the storm sewer system for the Calder Alley watershed in Prob.2.a (rainfall pattern is obtained from Prob.1)
b. Using the concept of sustainable drainage system for instance by applying rain-garden covering 30%
for each sub-area, determine the rectangular channel for the storm sewer system for the Calder Alley watershed in Prob.2.a
c. What is the conclusion of the above results?
===2025===
Channel 6 - 5 5 - 4 4 - 3 3 - 2 2 - 1
Length (m) 530.0 430.0 450.0 440.0 275.0
Inlet 6 5 4 3 2 1
Ground elevation (m) 360.5 352.5 347.8 341.0 332.0 323.5
