analisa hidrograf.ppt

Hidrologi Terapan 1

HIDROGRAFHIDROGRAFHidrograf : Merupakan penyajian grafis salah satu besaran aliran sebagai fungsi waktu

Dalam pengertian sehari-hari : hidrograf debit (discharge hydrograph)

Di stasiun hidrometri aliran yang terukur setiap waktu merupakan stage hydrograph lengkung debit (hubungan kedalaman air dan debit) discharge hydrograph.

Hidrologi Terapan 2

Air sungai pada hidrograf berasal dari empat sumber, yaitu: • Air yang berasal langsung dari hujan (porsinya kecil).

• Limpasan atas permukaan (direct runoff, DRO) yang mencapai sungai setelah melalui suatu proses penguapan, infiltrasi dan tampungan di cekungan.

• Aliran antara (interflow) yang merupakan bagian air hujan yang terinfiltrasi dan mengalir di lapisan tanah atau di lapisan yang tidak jenuh air.

• Limpasan bawah permukaan, aliran ini mencapai sungai setelah melalui proses perkolasi dan tampungan air tanah

Hidrologi Terapan 3

Limpasan atas permukaan terdiri dari :

- hujan langsung, limpasan DRO dan interflow (point 1, 2 dan 3), sedangkan

- limpasan bawah permukaan (point 4) sebagai aliran dasar (base flow, BF).

Hidrograf juga dipisahkan berdasar komponen yang mengklasifikasikan sumber aliran:

- hidrograf aliran langsung (dari limpasan atas permukaan, DRO) dan

- hidrograf aliran dasar (dari limpasan bawah permukaan, BF = Base Flow).

Hidrologi Terapan 4

Hidrograf terdiri dari 3 bagian :•Sisi puncak (rising limb)•Puncak (crest)•Sisi resesi (recesion limb)

Tiga sifat pokok yang menandai bentuk hidrograf :•Waktu naik (time of rise)•Debit puncak (peak discharge)•Waktu dasar (base time)

Waktu naik (TR) :Waktu yang diukur dari saat hidrograf mulai naik sampai waktu terjadinya debit puncak

Hidrologi Terapan 5

Debit puncak (Qp) :Debit maksimum yang terjadi dalam kasus tertentu

Waktu dasar (TB) :Waktu yang diukur dari saat hidrograf naik sampai saat debit kembali pada suatu besaran yang ditetapkan

t (jam)

Hidrologi Terapan 6

Secara umum bentuk hidrograf dipengaruhi oleh:• Sifat hujan yang terjadi• Sifat DAS yang lain

Sifat hujan yang sangat mempengaruhi bentuk hidrograf : (Kennedy & Wat, 1976) :

• Intensitas hujan• Lama hujan• Arah gerak hujan

Intensitas hujan (i) & lama hujan :- i >> hidrograf naik dengan cepat terjadi hidrograf dengan waktu naik dan Qp >>- i >> terjadi dalam waktu pendek

Hidrologi Terapan 7

ARAH GERAK HUJAN

1. Arah gerak ke hulu : hidrograf naik dengan cepat , mencapai Qp dengan TR

relatif panjang, sebab : • Hujan yang terjadi dekat stasiun hidrometri cepat

menyebabkan naiknya hidrograf• Hujan bergerak ke hulu masih ada limpasan yang

keluar DAS

2. Arah gerak ke hilir : hidrograf naik lebih lambat, kemudian naik dengan

cepat dan butuh TB relatif pendek

Hidrologi Terapan 8

CATATAN

Hidrograf merupakan sifat tanggapan DAS terhadap input hujan dengan intensitas, lama, dan distribusi tertentu jika input berbeda, maka output juga berbeda, sebab : ada unsur ketergantungan antara sifat input, sifat sistem DAS dan berbagai unsur penyusun.

ada 1 sifat khas yang menunjukkan sifat tanggapan DAS :

Hidrograf satuan.

Hidrologi Lanjut-5 9

HIDROGRAF SATUAN :merupakan limpasan langsung yang diakibatkan oleh suatu intensitas hujan (mm/jam, yang berasal dari hujan efektif) dengan durasi tertentu (jam).

Prinsip-prinsip hidrograf satuan bisa diterapkan untuk :1. Menaksir banjir rancangan

(perlu data hujan yang panjang)2. Mengisi data banjir yang hilang3. Meramal banjir jangka pendek

(didasarkan atas data hujan)

Beberapa hidrograf limpasan langsung ;1. Hidrograf limpasan langsung2. Lengkung S3. Hidrograf satuan kejut

Hidrologi Terapan 10

1. Hidrograf Limpasan Langsung :Hidrograf unit periode tunggal (dengan durasi hujan effektif tunggal)

2. Lengkung S :Hidrograf limpasan langsung yang dihasilkan oleh hujan menerus dengan intensitas hujan efektif konstan dan durasi ~

3. Hidrograf Satuan Kejut(Instantaneous Unit Hidrograf = IUH)Hidrograf limpasan langsung yang dihasilkan oleh hujan efektif setinggi d dan durasi nol (ada perubahan waktu yang spesifik)

Lengkung S


- Lengkung S suatu DAS diperoleh dari suatu hidrograf satuan DAS tersebut dengan periode tertentu.

- hujan menerus terdiri atas deretan hujan dengan intensitas konstan dengan durasi tertentu yang jumlahnya tidak terhingga

* dapat dicari dengan menjumlahkan ordinat- ordinat deretan hidrograf yang banyaknya ~ * Setiap ordinat digeser satu periode. * Ordinat maksimum Lengkung S dinamakan debit keseimbangan.

Debit Maksimum Lengkung S


Jika tinggi hujan: d = 1mm, maka besarnya debit maksimum sbb.:

Qmaks = t1

A 2,78

dengan

Qmaks = ordinat maksimumengkung S (m3/dt)

A = luas DAS (km2)

t1 = durasi hujan hidrograf satuan (jam)

HIDROGRAF SATUAN KEJUT (IUH)


IUH dapat dianggap sebagai lengkung karakteristik suatu DAS dibanding dengan hidrograf satuan T jam atau U(t,T).

Antara Lengkung S dan IUH-nya terdapat hubungan yang sederhana.

St : Lengkung S akibat hujan menerus sebesar i mm/jam Lengkung St+T : lengkung yang sama tetapi digeser T jam ke kanan. berarti perbedaan ordinat kedua lengkung S tsb. = ordinat hidrograf satuan periode T dan tinggi iT


U(t,T)tinggi i.T = St – St-T

atau

U(t,T)tinggi d = St – St-T

Jika T mendekati nol, maka U(t,T) akan mendekati U(t,0), sehingga

U(t,0)tinggi d = dt

dSt

i

d

St = d

i

ct u(t,0) dt

dengan

d = tinggi atau volume IUH i = intensitas hujan efektif yang berhubungan dengan Lengkung S


KONSEP DASAR HIDROGRAF SATUAN

INPUT SISTEM OUTPUT(Hujan Efektif) (Proses) (hidrograf limpasan langsung)

Tiga Dalil Linearitas :

I.Lebar dasar konstanII.Prinsip linearitasIII.Prinsip supersisi


I. Lebar Dasar KonstanDalam suatu DAS, hidrograf satuan yang dihasilkan oleh hujan-hujan efektif yang sama durasinya lebar dasar sama (tidak bergantung pada intensitas hujan)


II. Prinsip LinearitasDalam suatu DAS, besarnya limpasan langsung berbanding lurus dengan tinggi hujan efektif (berlaku bagi semua hujan dengan durasi yang sama)


III. Prinsip SupersisiLimpasan langsung yang dihasilkan oleh hujan efektif yang berurutan , besarnya merupakan jumlah limpasan langsung yang dihasilkan oleh masing-masing hujan efektif (dengan memperhitungkan jangka waktu terjadi)


Ordinat hidrograf satuan ditandai dengan :U = U (t,T)

dengan :t = periode higrograf satuanT = durasi hujan efektif

Ada 2 unsur penting yang sangat menentukan karakteristik hidrograf satuan antara lain :

1. Lebar dasar2. Tenggang waktu (time lag) antara titik berat hujan efektif

dengan titik berat hidrograf, atau antara titik berat hujan efektif dengan puncak hidrograf.

Contoh Soal-1: Hidrograf Limpasan Langsung


Ordinat-ordinat hidrograf satuan yang diakibatkan oleh hujan efektif dengan intensitas 20 mm/jam dan durasi 1 jam adalah sebagai berikut:

t (jam) Q (m3/dt) t (jam) Q (m3/dt)0 0 7 81 5 8 142 19 9 103 33 10 84 36 11 45 30 12 26 24 13 0

Akan dicari ordinat-ordinat hidrograf limpasan langsung yang diakibatkan oleh hujan efektif berurutan, masing-masing dengan intensitas 40 mm/jam dan 10 mm/jam, dengan durasi masing-masing sebesar 1 jam, yang saling bergeser 1 jam


t (jam)

U(t,1) akibati=20 mm/jam



Total

(1) (2) (3) (4) (5)0 0 0 - 01 5 10 0 102 19 38 2,5 40,53 33 66 9,5 75,54 36 72 16,5 88,55 30 60 18 786 24 48 15 637 18 36 12 488 14 28 9 379 10 20 7 27

10 8 16 5 2111 4 8 4 1212 2 4 2 613 0 0 1 1


Keterangan:

Kolom (1) dan (2); diketahui

Kolom (3): (40)/(20) x kolom (2)

Kolom (4): (10)/(20) x kolom (2) dan geser 1

Kolom (5); kolom (3) + kolom (4)

Contoh Soal-2: Lengkung S


Hujan efektif dengan intensitas 20 mm/jam dan durasi 1 jam, menghasilkan hidrograf seperti pada kolom (2) tabel berikut.

Akan ditentukan hidrograf limpasan langsung yang diakibatkan oleh hujan efektif merata 10 mm/jam dengan durasi 2 jam.

Selain itu akan dicari juga luas DAS tsb


T(jam)

U(t,1)(m3/dt)

Komulasi(m3/dt)

Lengk S(m3/dt)

Geser 2 j(m3/dt)

(4) - (5)(m3/dt)

U(t,2)(m3/dt)

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)0 0 - 0 - 0 01 5 0 5 - 5 2,52 19 5 24 0 24 123 33 24 57 5 52 264 36 57 93 24 69 34,55 30 93 123 57 66 336 24 123 147 93 54 277 18 147 165 123 42 218 14 16,5 179 147 32 169 10 179 189 165 24 12

10 8 189 197 179 18 911 4 197 201 189 12 612 2 201 203 197 6 313 9 203 203 201 2 114 - 203 203 203 0 0

Luas DAS tersebut:

A = (Qmaks x t1) / (2,78 x i1 x t1)

= (203 x 1) / (2,78 x 2 x 1) = 36,5 km2

Contoh Soal-3: IUH


Suatu DAS luas 100 km2 mempunyai IUH berbentuk segitiga seperti pada gambar di bawah ini dan mempunyai debit puncak sebesar 100 m3/dt serta lebar dasar TB = T = 7 jam. Akan dicari Lengkung S dengan hujan menerus (intensitas 10 mm/jam).

Q

t1 2

3 4 5 6 7

50 100 80 60 40 20


St = d

i

ct u(t,0) dt

Jadi volume IUH = luas pias diagram hidrograf antara t = 0 dengan t = 1 jam, t = 2 jam, t = 3 jam dst (dalam m3).

Jadi:Volume IUH = ½ x 100 m3/dt x 7 x 3600 dt = 1.260.000 m3

Tinggi = Volume / Luas DAS = 1.260.000/(100x10-6) = 0,0126 m = 1,26 cm

Selanjutnya Lengkung S seperti pada tabel di bawah ini:


t(jam)

ct u(t,0) dt(m3/dt)

ct u(t,0) dt (dlm m3/dt)

0 01

(50 x 3600)/2 = 90.000 10. 10-3 . 1------------------- x 90.000 = 19,83600 . 0,0126

2 50+100 90.000+--------------3600= 360.000 2

10. 10-3 . 1------------------- x 360.000 = 79,33600 . 0,0126

3 100+80 360.000+-------------3600= 684.000 2

10. 10-3 . 1------------------- x 684.000 = 150,83600 . 0,0126

4 80+60 684.000+-------------3600= 936.000 2

10. 10-3 . 1------------------- x 936.000 = 206,33600 . 0,0126

5 60+40 936.000+-------------3600= 1.116.000 2

10. 10-3 . 1------------------- x 116.000 = 246,03600 . 0,0126

6 40+20 1.116.000+------------3600=1.124.000 2

10. 10-3 . 1------------------- x 1.124.000 = 270,03600 . 0,0126

7 20+0 1.124.000+-----------3600= 1.260.000 2

10. 10-3 . 1------------------- x 1.260.000 = 277,83600 . 0,0126

8 277,89 277,8

d

i

analisa hidrograf.ppt

Documents