analisa hidrologi dan hidrolika untuk perencanaan saluran drainase
Post on 06-Jul-2018
291 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
1/32
ANALISA HIDROLOGI DAN
HIDROLIKA UNTUK
PERENCANAAN SALURAN
DRAINASE1
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
2/32
PERHITUNGAN DEBIT SALURAN
Rumus Rasional :
Q = 1/3.6 C i A m³/detik
Koefisien Pengaliran C di pengaruhi banyakfaktor :
- Intersepsi
- Infiltrasi
- Retensi dan depresi permukaan
2
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
3/32
Suatu lahan dapat terdiri dari beberapa macam
penutup permukaan, misalnya rumah-rumah,
jalan, taman, pertokoan dll, dapat dihitung Crata-rata sebagai berikut :
HargaCrata-rata
=
=
= 0,75
LahanMacam
penutup permukaan
Harga
C
Luas
(ha)
A Perumahan 0,70 3,50
B Jalan aspal 0,75 4,10
C Taman 0,25 1,20
D Pertokoan 0,90 5,20
3
)2,52,11,45,3(
2,59,02,125,01,475,05,370,0
+++×+×+×+×
∑
∑ × Ai
AiCi
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
4/32
Koefisien pengaliran C.
4
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
5/32
Catatan
C gabungan atau Crata2 dihitung terhadap suatu
titik yang dilalui aliran.
Contoh Cgab di titik P mencakup lahan A, B, C.
Lahan E di luar sistem, sehingga harga C tidak
digabungkan.
P
5
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
6/32
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
7/32
Beberapa rumus intensitas curah hujan yang
dihubungkan dengan hal-hal ini, telah disusun
sebagai rumus-rumus eksperimentil.1. Rumus Talbot (1881)
Rumus ini banyak digunakan karena mudah
diterapkan dimana tetapan-tetapan a dan b
ditentukan dengan harga-harga yang diukur.
2.Rumus Sherman (1905)
Rumus ini mungkin cocok untuk jangka waktu
curah hujan yang lamanya lebih dari 2 jam.7
bt
a I
+=
nt
a I =
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
8/32
3. Rumus Ishiguro (1953)
4. Rumus Mononobe
di mana :
I = intensitas curah hujan (mm/jam)
t = lamanya curah hujan (menit) dan jam untukrumus mononobe.
a, b, n, m = tetapan8
bt
a
I +
=
m
t R I
= 24
2424
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
9/32
Waktu konsentrasi tc adalah waktu yang
diperlukan oleh titik air air untuk mengalir
dari tempat yang hidrolis terjauh di daerahalirannya ke suatu titik yang ditinjau
(inlet), sehingga td = tc, dengan pengertian pada
saat itu seluruh daerah aliran memberikan
kontribusi aliran di titik tersebut , pada saat itudebit adalah maksimum.
9
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
10/32
PERIODE ULANG
Pada dasarnya besarnya hujan rencana dipilih
berdasar pada pertimbangan nilai urgensi dan
nilai sosial ekonomi daerah yang diamankan.
Untuk daerah permukiman umumnya dipilih
hujan rencana dengan periode ulang 5 – 15 tahun.
Sedang untuk daerah pusat pemerintahan yang
penting, daerah komersial dan daerah padat
dengan nilai ekonomi tinggi dapat
dipertimbangkan periode ulang antara 10 –50tahun. Perencanaan gorong-gorong jalan raya,
lapangan terbang antara 3 – 15 tahun.
Perencanaan pengendalian banjir yang berkaitan
dengan sungai antara 25 – 50 tahun.10
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
11/32
Periode Ulang Hujan (PUH) untuk perencanaan saluran
kota dan bangunan-bangunannya
11
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
12/32
WAKTU KONSENTRASI (TIME OF
CONCENTRATION, TC)
Waktu konsentrasi dihitung dengan rumus di
bawah ini :
tc = to + tf
Dimana :to =waktu yang dibutuhkan untuk mengalir di
permukaan untuk mencapai inlet (overland
flow time, inlet time)
tf = waktu yang diperlukan untuk megalir disepanjang saluran
12
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
13/32
Perhitungan to :
Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya to
intensitas hujan jarak aliran
kemiringan medan
kapasitas infiltrasi
adanya cerukan di atas permukaan tanah(depression storage)
o Diusahakan agar aliran secepatnya dapat masuk
ke inlet sistem pembuangan. Untuk daerah urbannormal disarankan untuk memakai to: 4 menit dan
kurang dari 5 menit untuk daerah permukiman
yang luas, dimana aliran dari atap, jalan,
lapangan, jalan beraspal untuk mencapai inlet.13
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
14/32
Perumusan yang umum untuk menghitung to:
1. Rumus Kerby (1959)
Untuk I < 400 m
di mana :
l = jarak dari titik terjauh ke inlet (m)
nd = koefisien setara koefisien kekasaran
s = kemiringan medan
14
467.0
44,1
××=
s
l nt d o
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
15/32
Harga koefisien hambatan, nd
15
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
16/32
Perhitungan t f :
Perhitungan tcsecara langsung :
Rumus Kirpich (untuk luas lahan < 200 ha. di
daerah pertanian atau pedesaan)
(jam)
di mana :
l = panjang catchment menurut alur sungaiterpanjang
s = kemiringan medan = H/l, dimana H adalah
beda elevasi antara titik terjauh dengan outlet. 16
80.0
100025.0
=
st c
saluran
saluran f
V
Lt =
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
17/32
Penentuan harga to dengan grafik
Ada dua grafik yang dapat dipakai untuk menentukan harga to.
Kurva 1 untuk menetapkan harga waktu yang dibutuhkan
mengalir di atas permukaan beberapa jenis lahan (to), biladiketahui panjang lintasan aliran dan kemiringan medan.
Contoh 1:
Diketahui :
Panjang alur/ lintasan air di atas permukaan medan = 150 m
Jenis permukaan = rumput tebal (dense grass)
Kemiringan medan = 1%
Tentukan to?
Penyelesaian :
Jarak lintasan air 150 m = 150*3,28 = 492 ft.
Tarik garis mendatar dari Distance (jarak) 492 ft, memotong kurva
untuk Dense grasspada kemiringan 1%. TerbacaTime in minutes
(waktu, to) : 41 menit.
Jadi to = 41 menit.
17
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
18/32
Kurva 2 adalah hubungan antara kecepatan aliran di atas
permukaan yang ditentukan oleh kemiringan medan. Grafik ini
berlaku untuk jarak lintasan air sebesar 300 ft = 91,44 m ≈ 100
m. Untuk jarak yang lebih besar aliran sudah terpusat.Selanjutnya to = panjang alur / kecepatan aliran
Contoh 2 :
Diketahui :
Lahan di hutan dengan semak-semak lebat (kurang lebih samadengan Forest with heavy ground litter and hay meadow).
Kemiringan medan 3%. Jarak lintasan airnya 150 m.
Tentukan to.Penyelesaian :
Baca kemiringan medan (Slope) : 3%. Tarik garis mendatarmemotong kurva Forest with heavy ground litter and hay meadow).
Kemudian dari perpotongan itu tarik garis vertikal ke bawah, dan
terbaca di absisnya : kecepatan limpasan air (velocity) = 0,42 ft/s =
0,42*0,3048 = 0,13 m/dt.→
Maka to= 150/0,13 = 1154 detik = 19,2 menit.
18
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
19/32
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
20/32
Beberapa Contoh Penentuan tcUntuk memperjelas cara perhitungan, lihat
contoh-contoh berikut ini.1) Suatu sub catchment area seperti pada gambar
berikut. Garis lengkung putus-putus
menggambarkan batas sub DAS, panah
menunjukkan arah aliran dipermukaan lahan,sedang garis lengkung sejajar menggambarkan
saluran.
Hitung waktu konsentrasi di outlet.
20
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
21/32
Penyelesaian :
Data sebagai berikut :
21
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
22/32
Perhitungan waktu konsentrasi :
toditentukan menggunakan grafik atau
menggunakan rumus Kerby.
Catatan : *) dipilih tc maksimum dari perhitungan
di titik ybs.
22
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
23/32
2) Suatu lahan dengan penutup permukaan
berbeda, luas masing-masing A1 dan A2.
Panjang alur aliranl1 dan l 2,kemiringan medan
masing-masing s1 dan s 2,koefisien hambatan n1 dan n 2. Aliran lurus menuju saluran 1-2. Waktu
untuk mengalir di aluran 1-2 adalah tf1-2.Hitung waktu konsentrasi di titik 2.
23
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
24/32
Penyelesaian :
Di atas lahan limpasan hujan mengalir di atas
permukaan yang berbeda, sehingga waktu yang
dibutuhkan perlu dihitung masing-masing. Harga tountuk masing-masing dapat dihitung dengan rumus
Kerby atau grafik.
to1 dan to2 masing-masing adalah waktu pengaliran di
atas lahan A1 dan A2, sehingga waktu untuk mencapai
saluran adalah to = to1 + to2.Selanjutnya tc dapat dihitung :tc = to + tf1-2
3) Lihatlah 2 lahan di kiri dan kanan saluran. Permukaan
lahan kiri terdiri dari 2 macam penutup : Luas lahan A1,
panjang alur aliranl1kemiringan medan s1,luas lahan A2, panjang alur aliranl 2kemiringan medan s 2. ,Permukaan lahan kanan luas lahan A3, panjang alur
aliranl 3kemiringan medan s 3.
Hitung waktu konsentrasi di titik 2.24
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
25/32
Penyelesaian :
Dari lahan kanan : tokanan = to1
tc = tokanan+ tf1-2
Dari lahan kiri : tokiri = to2+ to3
tc = tokiri+ tf1-2
Pilih harga
tc terbesar. 25
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
26/32
4) Tiga lahan A1, A2, dan A3. Arah aliran di atas
lahan ditunjukkan dengan panah. Aliran dari
lahan A1 masuk kesaluran 0-1 melalui inlet 0, dari
lahan A2 masuk saluran 1-2 melalui inlet 1, dan
dari lahan A3masuk saluran 2-3 melalui inlet 2.
Saluran 0-1, 1-2 dan 2,3 adalah saluran tertutup.
Hitung waktu konsentrasi di titik 3.
26
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
27/32
Penyelesaian :
Di titik 0: tc0 = toA1 = tc0max
Di titik 1: tc1 = tc0max + tf0-1
tc1 = toA2 (kiri inlet) Pilih yang terbesar → tc1max
Di titik 2: tc2 = to A3
tc2 = tc1max + tf1-2
Pilih yang terbesar → tc2maxDi titik 3: tc3 = tc2 max + tf2-3
PERHATIKAN SOAL NO 4 :
Contoh saluran 0-1, Lahan (2) tidak masuk saluran
tersebut, jadi tidak diikutkan dalam perhitungan debit
saluran 0-1.
Di pipa 1-2 tepat di kiri manhole 1, ada tambahan
aliran dari lahan (2), berarti dalam pipa 1-2 mengalir
air dari lahan (1) dan (2).
27
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
28/32
PERHITUNGAN DEBIT SUNGAI
Untuk menghitung debit suatu sungai yang
melalui daerah perkotaan / permukiman, dapat
digunakan berbagai metode perhitungan.
Diantaranya metode :
Gabungan Rasional-Weduwen untuk luas daerahaliran ≥ 100 km2
Weduwen untuk luas daerah aliran < 100 km2
Rasional untuk luas daerah aliran < 1 km2
Dalam materi kuliah Drainase digunakan rumusBayern untuk mengestimasi waktu konsentrasi
aliran dari suatu daerah aliran sebagai berikut :
28
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
29/32
km/jam
di mana :
W = kecepatan aliran
H = beda tinggi/elevasi antara titik terjauh di
daerah pengaliran dengan titik yang ditinjau(m)
L = panjang sungai
29
6,0
72
×= L
H W
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
30/32
Contoh :
Suatu sungai melalui kota. Jarak dari titik
terjauh sampai dengan titik X di kota : L = 15km, sedang beda tinggi antara hulu dan hilir H =
10 m Luas daerah aliran sungai terhadap titik X
= 60 km2. Koefisien C rata-rata = 0,55. Hujan
rencana R24 = 120 mm. Hitung debit sungai di
titik X.
Penyelesaian :
30
jamkm L
H W /895,0
15000
107272
6,06,0
=
×=
×=
jamW
L
t c 8,16895,0
15
===
jammm I /342,68,16
24
24
120 3/2
=
×=
dt mQ /313,5860342,655,0
6,3
1=×××=
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
31/32
RANGKUMAN
Data untuk perhitungan intensitas hujan ada 2 macam, yaitu a)
data hujan harian (dari pencatatan manual) dan b) data hujan
menitan (dari pencatatan otomatis).
Intensitas hujan dengan data a) dapat dihitung dengan rumus
Mononobe dengan tc dalam jam, sedang rumus Talbot, Sherman,
Ishiguro untuk data b) dengan tcdalam menit.Ingat !!!Untuk menghitung tc,bayangkan jalannya titik air dari lahan-
lahan (bila ada lebih dari satu lahan) menuju saluran, kemudian
bergerak/mengalir di sepanjang saluran menuju titik kontrol.
Dari beberapa kemungkinan harga tc= to + tf , pilih harga tcterbesar/ maksimum. Ingat!!!
Rumus Kirpich sesuai untuk menghitung tc lahan dengan
penutup yang homogen. Dalam rumus tsb.ladalah panjang alur
atau saluran di area itu yang dilalui titik air menuju titik kontrol.
Saluran terbuka menerima air dari lahan kiri kanannya
sepanjang saluran.
31
-
8/17/2019 Analisa Hidrologi Dan Hidrolika Untuk Perencanaan Saluran Drainase
32/32
Saluran tertutup meneruskan aliran air melalui inlet.
Debit dihitung dengan rumus rasional.Ingat satuan : Q
(m3 /dt), I (mm/jam), A (km2). 1/3,6 adalah konversi untuk I :
mm/jam→ m/dt, A : km2 → m2. Cgabungandihitung untuk limpasan dari beberapa lahan yang
masuk ke saluran yang sama.
Debit rencana untuk saluran terbuka a-b pilih di hilir, Qb.
Untuk saluran tertutup antara titik a dan b, pilih debitrencana yang terbesar untuk desain diameter pipa.
Hitung Cgabungan (beberapa lahan) untuk suatu titik kontrol
yang ditinjau.
Untukbasin drainage bisa dipakai rumus Bayern atau
perhitungan hidrograf (ada macam-macam metode).
32
top related