Tugas Analisa Hidrologi MK Sistem Drainase

Soal ASoal No A.1.

1. Tabel data curah hujan harian maximum untuk setiap lama hujan ( mm )

2. Untuk memperoleh besarnya curah hujan

Kala ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun dan seterusnya dipergunakan metode Gumbel sbb :

Xt = Xa + K . Sx

Dengan :

Xt : besaran yang diharapkan terjadi dalam T tahun

Xa : harga pengamatan rata-rata.

Sx : Standard deviasi

K : konstanta ( tabel ).

Untuk tahun ulang 2 dengan n ( jumlah data ) = 12

K didapat dari : 0,1478- 0,1355 = 0,0123 (tabel). Untuk n 12 = 0,1355 + 2/10.0,0123

K2 = 0,13796

Untuk tahun ulang 5, K5 = 1,0580 – 0,02786 = 1,03014

Untuk tahun ulang 10, K10 = 1,8483- 0,0447 = 1,8036

Untuk tahun ulang 25, K25 = 2,8474-0,0661 = 2,7813

Untuk tahun ulang 50, K50 = 3,5874- 0,08174 = 3,5057

Untuk tahun ulang 100, K100 = 4,3227 – 0,09742 = 4,2253

1

Kemudian perhitungan analisa frekuensi dengan cara Gumbel sbb :

Untuk kala ulang 2 tahun :

X10' = 19 + 0,13796 . 4,748205 = 19,655

X15' = 25,91667 + 0,13796 . 5,759709 = 26,711 dst.

Untuk kala ulang 2, 5,10, 25, 50, dan 100 tahun disusun dalam tabel dibawah ini.

Hasil analisa frakuensi dengan cara Gumbel diatas dirubah menjadi intensitas hujan ( mm /jam )

        Durasi        Th Ulg 10' 15' 30' 60' 120' 360' 720' 1440'2 117,93 106,844 90,542 76,105 57,863 26,121 13,482 6,7415 143,460 127,400 109,128 88,641 66,138 30,406 15,614 7,80710 165.384 145,220 125,244 99,509 73,313 34,123 17,462 8,73125 193,236 167,744 145,612 113.2461 82,882 38,793 19,799 9,89950 213,876 184,432 160,704 123.4245 89,101 42,263 21,529 10,764100 234,378 201,012 175,698 133.5354 95,776 45,709 23,249 11,624

3. Tabel perhitungan 3 jenis rumus intensitas curah hujan : Talbot, Ishigiro, Sherman Untuk tahun ulang T 2 tahun

24. Perhitungan Intensitas hujan cara Talbot

a I = __

t + b

( I.t ) I ² - ( I² t ) ( I ) a = _________________

N ( I² ) – (I) (I)

45825 x 43571 – 1747456 x 495,6 a = ___________________________ = 10982,12

8 x 43571 - 495,6 x 495,6

(I) (It) – N (I² t) b = __________________

N ( I² ) – (I) (I)

495,6 x 45825 – 8 x 1747456 b = _____________________________ = 84,81

8 x 43571 – 495,6 x 495,6

10982,12 Jadi I = ___________

t + 84,81

Perhitungan cara Sherman :

a I = __________ n t (Log I) (Log t)² - (Log t . Log I ) (Log t) Log a = __________________________________ N (Log t)² - ( Log t ) (Log t )

13,076 x 36,724 – 23,825 x 16,083 Log a = _____________________________ = 2,761 8 x 36,724 – 16,083 x 16,083 a = 576.6

(Log I) (Log t) – N (Log t . Log I ) n = ____________________________ N (Log t)² - (Log t) (Log t)

13,076 x 16,083 – 8 x 23,825 n = ________________________ = 0,52 Jadi I = 5 76 .. 8 x 36,724 – 16.083 x 16,083 0,52 t 3

Perhitungan cara Ishigiro a I = _______ V t + b

(I V t) ( I )² - (I² Vt) ( I ) a = ____________________ N ( I )² - ( I ) (I) 3619,1 x 43571 – 234175 x 495,6 a = ____________________________ = 404,4 8 x 43571 – 495.6 x 495,6

( I ) ( I V t) – N( I² V t ) b = ______________________ N ( I )² - ( I ) ( I )

495,6 x 3619,1 – 8 x 234175 b =________________________ = 0,775 8 x 43571 – 495.6 x 495.6 404,4 Jadi I = _________ V t – 0,775

45. Tabel kecocokan rumus-rumus Intensitas Hujan

Ploting data pengukuran dan prediksi dengan tiga jenis kurva intensitas hujan Lengkung IDF

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh bahwa rumus Talbot yang paling cocok.

6. Perhitungan untuk Intensitas Hujan tahun ulang 5 tahun ( dengan rumus Talbot )

5 a I = __

t + b

( I.t ) I ² - ( I² t ) ( I ) a = _________________ = 12598,87

N ( I² ) – (I) (I)

(I) (It) – N (I² t) b = __________________ = 80,68

N ( I² ) – (I) (I)

12598,87 Jadi I = ___________

t + 80,68

13999,6 Untuk tahun ulang 10 th : I = _________ t + 78,04

15780 Untuk tahun ulang 25 th : I = _________ t + 75,47

17072,83 Untuk tahun ulang 50 th : I = _________ t + 73,92

18373,45 Untuk tahun ulang 100 th : I = _________ t + 72,66

6

6. Perhitungan untuk Intensitas Hujan tahun ulang 5 tahun ( dengan rumus Sherman )

7

Soal No A.2.

Diketahui : Suatu kawasan akan direncanakan sistem saluran drainasenya

Dengan luas area 6,3 km² ( NIM L 4A004023 ).

Panjang lahan ( lintasan terpanjang ) L : 2,2 km

Kemiringan saluran S : 0,00082

Kecepatan aliran di saluran V : 1,2 – 1,6 m /dt.

Diasumsikan kawasan tersebut untuk pemukiman, Koeffisien limpasan C : 0,4.

Intensitas hujan dari soal no 1.

Penyelesaian

1. Menghitung debit puncak

Dengan rumus rasional : Q = 0,0027778 C.I.A

Luas lahan : 6,3 km² = 630 ha

Koeff limpasan : 0,4

Intensitas hujan dengan kala ulang 10 tahun (kolektor drain)

Durasi 12 jam = 18 mm/jam (soal no 1).

Debit Q = 0,0027778 x 0,4 x 18 x 630 = 12,6 m³/dt

2. Demensi Saluran

Dengan rumus Manning : Q = A.V

A = b.h + m.h²

p = [ b+2h V 1+ m² ]

R = A / p

S = v.n / R

Ar = Q.n / S

Ar = [ b.h + m.h²] [ (b.h+m.h²) / (b+2h.V1+m²)]

Dimana

Q : Debit (m³/dt) S : Kemiringan dasar saluran

A : Luas tampang basah saluran ( m² ) Ar: Section factor

V : Kecepatan pengaliran (m/dt) w : tinggi jagaan

b : Lebar dasar saluran (m)

h : Tinggi air normal di saluran (m)

m : Kemiringan tebing saluran

p : Keliling tampang basah saluran (m)

R : Jari-jari hidraulis

n : Koeff Manning

Data & asumsiQ = 12,6 m³/dt

V1 = 1,2 m/dt

V2 = 1,6 m/dt

b = h = 1

m = 1 : 1

n = 0.025 ( pasangan batu disemen)

S = 0,00082

Analisa :

Untuk V1 = 1,2 m/dt ----- A = Q/V1 = 12,6 / 1,2 = 10,5m²

A = b.h + m.h²

10,5 = 2 h² ------- h = 2,3 m ; b = 2,3 m

Diambil b = 2 m

S = 0,00082

Ar = (Q.n) / V S = (10,5 . 0,025) / V 0.00082 = 9,05

Ar = [ b.h + m.h²] [ (b.h+m.h²) / (b+2h.V1+m²)]

9,05 = [ 2.h + h²] [ (2.h+h²) / (2+2h.V 2)]

Dengan trial didapat h = 2 ; Ar = 8,2 ------ ratio 0.9

Kontrol kecepatan :

A = b.h + m h² = 2.2 + 1.4 = 8

V = Q / A = 12,6 / 8 = 1,575 m / dt ---------- V1 < V < V2 ( oke )

Kesimpulan, demensi saluran sbb :

Q = 12,6 m³/dt

V = 1,575 m /dt

m = 1 : 1

b = 2 m

h = 2 m

w = 0,3 m

S = 0,00082

9

0,3m

1:1 2 m

2 m