ASPEK HIDROLOGI Kuliah ke-2 Drainase

KARAKTERISTIK HUJAN Durasi Intensitas Lengkung Intensitas Waktu Konsentrasi

DURASI Durasi hujan adalah lama kejadian hujan (menitan, jam-jaman, harian) diperoleh terutama dari hasil pencatatan alat pengukur hujan otomatis. Dalam perencanaan drainase durasi hujan ini sering dikaitkan dengan waktu konsentrasi, khususnya pada drainase perkotaan diperlukan durasi yang relatif pendek, mengingat akan lamanya genangan.

INTENSITAS Intensitas adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu. Besarnya intensitas hujan berbeda-beda, tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya. Intensitas hujan diperoleh dengan cara melakukan analisis data hujan baik secara statistik maupun secara empiris.

LENGKUNG INTENSITAS Lengkung intensitas hujan adalah grafik yang menyatakan hubungan antara intensitas hujan dengan durasi hujan, hubungan tersebut dinyatakan dalam bentuk lengkung intensitas hujan dengan kala ulang hujan tertentu. Lengkung intensitas biasa disebut juga Kurva IDF (Intensitas-Durasi-Frekuensi).

Lengkung IDF Kawasan Monas, Jakarta Pusat

WAKTU KONSENTRASI Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air dari titik yang paling jauh pada daerah aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran.

Q Q to td to td A : titik terjauh C : titik kontrol to : inlet time td : conduit time C Q

Inlet Time & Conduit Time Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dibagi menjadi: Inlet time (to) : waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di atas permukaan tanah menuju saluran drainase. Conduit time (td) : waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di sepanjang saluran sampai titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir.

Rumus Waktu Konsentrasi Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus: tc = to + td Lama waktu mengalir di dalam saluran (td) ditentukan dengan rumus sesuai dengan kondisi salurannya. Untuk saluran alami, sifat-sifat hidroliknya sukar ditentukan, maka td dapat ditentukan dengan menggunakan perkiraan kecepatan air seperti tabel di bawah.

Tabel Kecepatan Untuk Saluran Alami Kemiringan rata-rata dasar saluran (%) Kecepatan rata-rata (meter/detik) < 1 1 – 2 2 – 4 4 – 6 6 – 10 10 – 15 0,4 0,6 0,9 1,2 1,5 2,4

Waktu konsentrasi besarnya sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh faktor-faktor sbb: Luas daerah pengaliran Panjang saluran drainase Kemiringan dasar saluran Debit dan kecepatan aliran

DATA HUJAN A. PENGUKURAN Hujan merupakan komponen yang amat penting dalam analisis hidrologi pada perancangan debit untuk menentukan dimensi saluran drainase. Pengukuran hujan dilakukan sepanjang tahun selama 24 jam tiap harinya. Untuk berbagai kepentingan perancangan drainase tertentu data hujan yang diperlukan tidak hanya data hujan harian akan tetapi juga distribusi jam-jaman atau menitan. Untuk keperluan ini lebih cocok dipakai alat ukur hujan otomatis.

B. ALAT UKUR HUJAN Alat ukur hujan biasa (manual raingauge) Data yang diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan alat ini berupa data hasil pencatatan oleh petugas pada setiap periode tertentu. Alat pengukur hujan ini berupa suatu corong dan sebuah gelas ukur, yang masing-masing berfungsi untuk menampung jumlah air hujan dalam satu hari (hujan harian).

Alat ukur hujan otomatis (automatic raingauge) Data yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan menggunakan alat ini berupa data pencatatan secara terus menerus pada kertas pencatat yang dipasang pada alat ukur. Berdasarkan data ini akan dapat dilakukan analisis untuk memperoleh besaran intensitas hujan.

C. KONDISI DAN SIFAT DATA Data hujan yang baik diperlukan dalam melakukan analisis hidrologi, namun untuk mendapatkan data yang berkualitas biasanya tidak mudah. Data hujan hasil pencatatan yang tersedia biasanya dalam kondisi tidak menerus. Apabila terputusnya rangkaian data hanya beberapa saat kemungkinan tidak menimbulkan masalah tetapi untuk kurun waktu yang lama tentu akan menimbulkan masalah di dalam melakukan analisis. Dalam hal ini perlu dilihat kepentingan atau sasaran dari perencanaan drainase yang bersangkutan.

HUJAN RERATA Dalam analisis hidrologi sering diperlukan penentuan hujan rerata pada daerah tersebut. Terdapat 3 metode : Aritmatik Poligon Thiessen Isohiet

1. Metode rerata aritmatik (aljabar) Metode ini adalah metode yang paling sederhana. Pengukuran dengan metode ini dilakukan dengan merata-ratakan hujan di seluruh DAS. Hujan DAS dengan cara ini dapat diperoleh dengan persamaan: dengan: p = hujan rerata di suatu DAS pi = hujan di tiap-tiap stasiun n = jumlah stasiun

2. Metode Thiessen Metode ini digunakan untuk menghitung bobot masing-masing stasiun yang mewakili luasan di sekitarnya. Metode ini digunakan bila penyebaran hujan di daerah yang ditinjau tidak merata. Prosedur hitungan ini dilukiskan pada persamaan dan Gambar berikut ini. Dimana: P = curah hujan rata-rata, P1,..., Pn = curah hujan pada setiap setasiun, A1,..., An = luas yang dibatasi tiap poligon.

A1 A2 A3 A4

3. Metode Isohiet Pada prinsipnya isohiet adalah garis yang menghubungkan titik-titik dengan kedalaman hujan yang sama, Kesulitan dari penggunaan metode ini adalah jika jumlah stasiun di dalam dan sekitar DAS terlalu sedikit. Hal tersebut akan mengakibatkan kesulitan dalam menginterpolasi. Hujan DAS menggunakan Isohiet dapat dihitung dengan persamaan: Dengan: p = hujan rerata kawasan Ai = luasan dari titik i Ii = garis isohiet ke i

A1 I1=100 A2 I2=95 A3 I3=90 A4 I4=85 I5=80

Melengkapi Data Jika ada data hilang atau tidak lengkap dengan: R = curah hujan rata-rata setahun di tempat pengamatan R datanya harus lengkap rA = curah hujan ditempat pengamatan RA RA = curah hujan rata-rata setahun di A

Kala Ulang Hujan Suatu data hujan akan mencapai suatu harga tertentu atau disamai atau kurang dari atau dilampaui dari dan diperkirakan terjadi dalam kurun waktu T tahun.

Hujan Rancangan Metode Log Person III dimana: Y = log X (X adalah nilah hujan maksimum) = nilai rerata Y K = karakteristik distribusi Log Pearson III S = Simpangan baku

Langkah perhitungan Metode Log Pearson III

Analisis Intensitas Hujan Mononobe dengan: R = curah hujan rancangan setempat dalam mm Tc = lama waktu konsentrasi dlm jam/durasi hujan I = intensitas curah hujan dalam mm/jam

Debit Rancangan dengan Metode Rasional Q = β. C. I. A Dengan: Q = debit rancangan β = koefisien penyebaran hujan C = koefisien pengaliran/limpasan I = intensitas selama waktu konsentrasi dalam mm/jam A = luas daerah aliran dalam Ha