modul pelatihan hec ras_02 latihan

LATIHAN 1 SALURAN SEDERHANA, ALIRAN PERMANEN Contoh Kasus Saluran Sederhana dengan penampang melintang, memanjang sungai seperti gambar di bawah, dan kondisi batas hulu berupa debit puncak 6 m3/s.

1500 M

120 M

500 M

50 M

50 M

500 M

80 M

400 M

S0 = 0.0006

S0 = 0.0005

1

23

456

7

8

3 M

2 M 2 M

5 M

2 M 2 M

5 M

2 M 2 M

2.5 M1

1

1

1

2.5 M

2.5 M

5 M

2 M 2 M

1

12.5 M

CROSS - 7 dan 8

CROSS - 5 dan 6

CROSS - 3 dan 4

CROSS - 1 dan 2

+100

Latihan Pemakaian HEC-RAS 1-1

TAHAPAN PENGERJAAN DENGAN SOFTWARE HEC-RAS : 1. Memulai Program HEC-RAS Untuk menjalankan HEC-RAS dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : a. Klik ganda pada ikon HEC-RAS yang ada pada dekstop atau, b. Buka menu start lalu pilih program, kemudian pilih Hec lalu klik HEC-RAS pada

menu tersebut. Ketika pertama kali membuka software HEC-RAS, akan tampak pada layar windows sebagaimana pada Gambar 1

Gambar 1 HEC-RAS main Window

2. Membuat Model Hidraulik Terdapat lima langkah dalam membuat model hidraulik, yaitu : a. Membuat Project Baru Untuk membuat Project baru dilakukan dengan melakukan prosedur sebagai berikut :

1) Pada HEC-RAS main Window, pilih menu File, kemudian New Project 2) Pilih Directory dan folder yang diinginkan atau membuat folder baru dengan

mengklik Create Folder, menuliskan nama folder, klik OK. (untuk menyimpan seluruh file HEC-RAS).

3) Kemudian beri nama Project/ title dan file name, klik OK. Tampilan windows new project dapat dilihat pada Gambar 2 sebagai berikut.

Gambar 2 Tampilan Windows New Project


Sebelum memulai memmbuat project baru atau membuat model hidraulika menggunakan software HEC-RAS, sebaiknya pengguna terlebih dahulu mengeset sistem satuan yang akan digunakan. Untuk mengeset satuan dilakukan prosedur sebagai berikut : 1) pilih menu Option pada HEC-RAS main Window kemudian pilih Unit System 2) pilih satuan yang diinginkan.

Gambar 3 Pemilihan Satuan

b. Memasukkan Data Geometri Beberapa data geometri yang dibutuhkan dalam simulasi yaitu: data skema sistem aliran sungai, data penampang sungai dan bangunan hidroulik (jembatan, gorong-gorong dan bendung) jika ada. Untuk memasukkan data geometri klik menu File kemudian pilih Geometric Data, atau bisa juga dengan mengklik ikon Geometric Data. Tampilan windows geometri data dapat dilihat pada Gambar 4 (pada awal pekerjaan, layar pada tampilan tersebut kosong).

Gambar 4 Geometric Data editor

Langkah pertama yang harus dilakukan adalah menggambar skema jaringan sungai dengan cara sebagai berikut :


1) Menggambar skema sistem sungai dengan mengklik ikon River Reach dan kemudian menggambar sungai dari hulu ke hilir, kemudian langkah selanjutnya adalah memasukkan nama sungai, dan daerah jangkauannya.

2) Setelah semua sistem dibuat, langkah selanjutnya adalah memasukkan tampang melintang. Cara memasukkan data penampang sungai adalah dengan mengklik ikon Cross Section, kemudian memasukkan nama sungai, daerah jangkauan sungai, data tiap station sungai yang merupakan jarak antar stasion, elevasi, angka manning serta koefisien kontraksi sebagai berikut : • Pilih menu Option kemudian pilih add a new cross section • Masukkan river stationing (RS). RS harus berupa angka (1, 2, 3, dst) mulai dari

hilir ( RS terkecil ) ke hulu (RS terbesar), sehingga RS menunjukkan letak di skema sungai, tetapi tidak menunjukkan jarak.

• Masukkan data potongan melintang sungai. Penggambaran potongan melintang sungai digambarkan dengan koordinat X-Y yang merupakan koordinat lokal dengan Y merupakan elevasi dan X merupakan jarak.

• Masukkan jarak potongan melintang ke potongan melintang di hulunya dengan mengisikan Downstream Reach Lengths (LOB = jarak kiri, Channel = tengah, ROB = kanan).

• Masukkan nilai manning • Masukkan bank station (Left bank = jarak tebing kiri dan right bank = jarak

tebing kanan), Bank Station merupakan titik pemisah dimana tampang sungai dibagi menjadi bantaran kiri, kanan dan bagian tengah

• Masukkan nilai koefisien konstraksi dan ekspansi. • Agar jarak antar cross section tidak terlalu jauh, maka dilakukan interpolasi

dengan memilih tools pada geometic data editor, pilih XS interpolation, kemudian memilih RS yang akan diinterpolasi.

Tampilan masukan penampang sungai dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Cross section data editor

3) Setelah semua data geometri dimasukkan, simpan semua data geometri dengan

memilih Save Geometric Data As dari menu File.


c. Memasukkan Data Aliran Sebagai Kondisi Batas Setelah data geometri dimasukkan, langkah selanjutnya adalah memasukkan data aliran sebagai data syarat batas. Langkah-langkah untuk melakukan analisa pada kondisi batas aliran steady adalah sebagai berikut : 1) Pilih menu Steady Flow Data dari menu Edit pada HEC-RAS main window. 2) Pada menu Steady Flow Data akan diminta mengisi debit puncak sebagai batas hulu

dan kondisi batas hilir dengan berbagai pilihan.. Layar windows untuk aliran Steady ditampilkan sebagai berikut :

Gambar 6 Tampilan Windows Kondisi Batas Hulu

Gambar 7 Tampilan Windows Kondisi Batas Hilir

3) Simpan data aliran steady dengan memilih File, kemudian Save Flow Data As dan

ketik nama yang diinginkan.

d. Running Setelah semua data dimasukkan, langkah yang terakhir yaitu melakukan running terhadap data masukan.


1) Dari HEC-RAS main window, klik menu Run dan pilih Steady Flow Analisis. 2) Pilih geometri file dan steady flow file yang diinginkan 3) Pilih flow gegime yang diinginkan 4) Pilih file kemudian save plan as 5) Tekan tombol COMPUTE untuk melakukan running. Tampilan steady flow analysis dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Steady Flow Analysis

e. Hasil Analisis Setelah running dilaksanakan dan tidak terdapat kesalahan, hasil analisis dapat ditampilkan dalam bentuk tabel maupun gambar. Untuk melihat hasil running adalah sebagai berikut : 1) Pilih View pada HEC-RAS main window 2) Pilih hasil running yang dikehendaki. Hasil running tersebut diantaranya :

• Plotting penampang saluran


• Plotting profil saluran secara menyeluruh atau sebagian

• Rating Curve


• Plotting perspektif saluran (X, Y, Z)

• Tabulasi output kondisi saluran pada suatu penampang.

f. Keluar dari Program Setelah data hasil eksekusi didapatkan, simpan semua data dengan cara mengklik menu File pada menu utama windows lalu pilih Save Project. Setelah selesai pilih menu File kemudian klik Exit untuk keluar dari program.


LATIHAN 2 SALURAN SEDERHANA, ALIRAN TAK PERMANEN DENGAN LATERAL INFLOW Contoh Kasus Saluran Sederhana dengan penampang melintang, memanjang sungai seperti gambar di bawah, dengan lateral inflow berupa hidrograf banjir:

1500 M

120 M

500 M

50 M

50 M

500 M

80 M

400 M

S0 = 0.0006

S0 = 0.0005

1

23

456

7

8

3 M

2 M 2 M

5 M

2 M 2 M

5 M

2 M 2 M

2.5 M1

1

1

1

2.5 M

2.5 M

5 M

2 M 2 M

1

12.5 M

CROSS - 7 dan 8

CROSS - 5 dan 6

CROSS - 3 dan 4

CROSS - 1 dan 2

+100

Kondisi batas :

2. Batas hulu = hidrograf banjir; batas hilir = muka air maksimum. 3. Batas hulu = debit puncak Q = 6 m3/s; batas hilir = hidrograf muka air. 4. Batas hulu = hidrograf banjir; batas hilir = hidrograf muka air.


1. Batas hulu = debit puncak Q = 6 m3/s; batas hilir = muka air maksimum.

Hidrograf banjir dan hidrograf muka air sebagai berikut : 1. Hidrograf banjir (batas hulu) :

m3/s6

3

jam 2 3 10 12

2. Hidrograf banjir (lateral inflow) :

m3/s2

0.5

jam 2 3 10 12

3. Hidrograf muka air (batas hilir) :

m 102 jam

7 15

TAHAPAN PENGERJAAN DENGAN SOFTWARE HEC-RAS :

a. Memasukkan data Geometri Data Geometri dimasukkan sesuai dengan contoh sebelumnya (Saluran Sederhana, Aliran Permanen). b. Memasukkan Data Aliran Sebagai Kondisi Batas Setelah data geometri dimasukkan, langkah selanjutnya adalah memasukkan data aliran sebagai data syarat batas. Langkah-langkah untuk melakukan analisa pada pada kondisi batas aliran unsteady adalah sebagai berikut : 1) Pilih menu Unsteady Flow Data dari menu Edit pada program HEC-RAS.


2) Syarat batas dimasukkan dengan prosedur memilih label Boundary condition pada kotak kotak dialog unsteady flow data. Secara otomatis akan muncul nama sungai, reach dan river station pada kotak dialog.

3) Sel (cell) pada lokasi syarat batas yang dikehendaki di klik (dipilih), kemudian pilih kondisi batas yang dikehendaki. Tidak semua syarat batas dapat dipilih untuk lokasi yang dikehendaki. Secara otomatis program akan tidak mengaktifkan pilihan syarat batas yang tidak relevan dengan lokasi syarat batas.

4) Menambahkan Syarat batas Lateral Inflow pada RS di titik masuk aliran 4) Untuk menambahkan lokasi syarat batas, dilakukan dengan prosedur memilih nama

sungai, reach dan river station, kemudian pilih tombol Add Boundary Condition Location.

5) Memasukkan Syarat awal (initial condition), dengan mengklik label Initial Condition. Syarat awal ini terdiri dari Flow dan Stage Hydrograph di setiap cross section dan juga elevasi dasar kolam retensi, jika ada.

Layar windows untuk aliran Unsteady ditampilkan sebagai berikut.

Gambar 6 Tampilan Windows Kondisi Batas


Gambar 7 Tampilan Windows Kondisi Awal

6) Simpan data aliran unsteady dengan memilih File, kemudian Save Flow Data As

dan ketik nama yang diinginkan.

Ada beberapa tipe syarat batas yang tersedia yang dapat dipilih, yaitu : • Flow Hydrograph Flow Hydrograph dapat digunakan sebagai syarat batas hulu maupun hilir. Namun biasanya digunakan sebagai syarat batas hulu. • Stage Hydrograph Stage Hydrograph dapat digunakan sebagai syarat batas hulu maupun hilir. • Stage and Flow Hydrograph Stage and Flow Hydrograph digunakan bersama-sama pada syarat batas hulu maupun hilir. Pada syarat batas hulu Stage and Flow Hydrograph digunakan secara kombinasi. Pada awalnya digunakan stage Hydrograph sebagai syarat batas hulu, namun pada saat perhitungan keluar dari cakupan data, maka secara otomatis syarat bats akan berubah ke Flow Hydrograph. • Rating Curves Rating Curves digunakan untuk syarat batas hilir. • Normal Depth Normal Depth hanya dapat digunakan sebagai syarat batas pada saluran yang mempunyai hilir terbuka.


• Lateral Inflow Lateral Inflow sebagai syarat batas internal. Lateral inflow digunakan jika pengguna ingin memmasukkan Flow Hydrograph diantara dua potongan melintang dan didistribusikan secara merata sepanjang saluran. • Ground Water Interflow Pilihan ini memungkinkan pengguna dapat mengidentifikasi saluran yang debitnya dapat dipengaruhi oleh air bawah tanah • Time Series of Gate Openings Pilihan ini memungkinkan pengguna dapat memperhitungkan bukaan pintu yang dioperasikan secara berkala pada pintu pelimpah, baik melintang maupun lateral, atau pintu pelimpah yang menggunakan 2 kolam retensi. • Elevation Controlled Gate Pilihan ini memungkinkan pengguna dapat memperhitungkan bukaan dan penutupan pintu air yang dipengaruhi oleh ketinggian air. • Navigation Dam Untuk menggambarkan pintu air sebagai control pada pengoperasian Navigation Dam. • Internal Observed Stage and Flow Hydrograph Pilihan ini memungkinkan pengguna memasukkan hasil pengamamtan stage dan flow hydrograph sebagai syarat batas internal pada titik di dekat hulu (just upstream) struktur melintang. c. Running Setelah semua data dimasukkan, langkah yang terakhir yaitu melakukan running terhadap data masukan. 1) Dari HEC-RAS main window, klik menu Run dan pilih Unteady Flow Analisis. 2) Pilih geometri file dan unsteady flow file yang diinginkan 3) Pilih flow gegime yang diinginkan 4) Isikan waktu simulasi yang diinginkan 5) Pilih file kemudian save plan as 6) Tekan tombol COMPUTE untuk melakukan running. Tampilan unsteady flow analysis dapat dilihat pada Gambar 8


Gambar 8 Tampilan Windows Running

d. Keluar dari Program Setelah data hasil eksekusi didapatkan, simpan semua data dengan cara mengklik menu File pada menu utama windows lalu pilih Save Project. Setelah selesai pilih menu File kemudian klik Exit untuk keluar dari program.


LATIHAN 3 PERTEMUAN SUNGAI DENGAN PINTU AIR Contoh Kasus Saluran Sederhana dengan skema sungai seperti pada gambar. Dan data-data geometrid an data kondisi batas seperti pada table di bawah

Hulu

209

201

Sunga

i Utam

a

Hilir

301

Sunga

i U

t ama

Hulu

109

102101

Sungai Sekunder

Junction

Gambar 1 Skema saluran sederhana


Data potongan melintang sungai : RS 101 RS 101.5 RS 101.6

Station Elevasi (m) Station Elevasi (m) Station Elevasi (m)0 12 0 12.05 0 12.060 10 0 10.05 0 10.062 10 2 10.05 2 10.062 5 2 5.05 25 5 5 5.05 55 10 5 10.05 5 10.067 10 7 10.05 7 10.067 12 7 12.05 7 12.06

RS 102 RS 109 RS 201Station Elevasi (m) Station Elevasi (m) Station Elevasi (m)

0 12.1 0 13 0 110 10.1 0 11 0 82 10.1 2 11 3 82 8.1 2 9 35 8.1 5 9 115 10.1 5 11 11 87 10.1 7 11 14 87 12.1 7 13 14 11

RS 209 RS 301 RS 309Station Elevasi (m) Station Elevasi (m) Station Elevasi (m)

0 12 0 10 00 9 0 7 03 9 3 7 33 6 3 4 3

11 6 11 4 11 511 9 11 7 11 814 9 14 7 14 814 12 14 10 14 11

8.068.06

55

11885

Jarak Antar Cross Pintu air pada RS. 101.55

Data seperti Gambar 2RS Jarak (m)

101101.5 50101.6 10

102 40109 1000

201209 1000

301309 1000

Koef. Manning = 0.03 Gambar 2 Potongan melintang bendung (weir)

Jarak dari RS 101.5 = 3 mLebar bendung = 4 mWeir Coefficient = 3Lebar pintu air = 1 mTinggi Pintu air = 1.5 m

0 1 2 3 4 5 6 78

9

10

11

12

13

Percobaan per temuan dua sung ai Plan: Unsteady Pintu Rules 15-04-2007

Stati on ( m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

Gr ound

Bank Sta


TAHAPAN INPUT DATA GEOMETRI DENGAN SOFTWARE HEC-RAS :

1. Membuat Skema Sungai : a. Menggambar skema sungai utama dengan mengklik ikon River Reach dan kemudian

menggambar sungai dari hulu ke hilir, kemudian langkah selanjutnya adalah memasukkan nama sungai, dan daerah jangkauannya.

b. Menggambar skema anak sungai dan junction • Menngambar skema anak sungai dari hulu sampai bertemu dengan skema sungai

utama, dengan mengklik ikon River Reach • Memasukkan nama anak sungai dan daerah jangkauannya. • Memberi nama penggal sungai di hilirnya • Memberi nama pertemuan sungai (junction)

c. Mengisi Jarak antar RS di pertemuan sungai dengan cara sebagai berikut : • RS Paling hilir pada tiap penggal sungai, downstream reach lengths –nya nol. • Untuk RS selanjutnya, downstream reach lengths –nya merupakan jarak dari

Cross section di hilirnya. d. Mengisi Data Junction :

• Pada Geometric Data Editor pilih tombol Junction, sehingga muncul Gambar 2. • Mengisikan jarak antar cross section di sekitar junction :

Jarak Cross section paling hilir main river - upstream (sungai utama - hulu) dengan cross section paling hulu secondary river (anak sungai) Jarak Cross section paling hulu main river - down stream (sungai utama - hilir ) dengan cross section paling hilir secondary river (anak sungai)

Gambar 2 Tampilan Data Junction

e. Setelah semua sistem dibuat, langkah selanjutnya adalah memasukkan tampang

melintang sungai dengan menyesuaikan atau memilih nama sungai dan reach yang sesuai.

f. Setelah semua data geometri dimasukkan, simpan semua data geometri dengan memilih Save Geometric Data As dari menu File.

2. Mengisikan data bendung dan pintu air : 1. Pada Geometric Data Editor pilih tombol Inline Structure


Gambar 3 Tampilan Inline Structure Data

2. Pilih river dan reach untuk letak bendung dan pintu air-nya 3. Pilih options kemudian, klik add an Inline Structure 4. Masukkan river station untuk bendung dengan pintu air

Gambar 4 Penambahan River Station untuk Inline Structure

5. Masukkan data bendung dengan memilih tombol Weir/Embankment, kemudian

mengisikan data-nya. • Distance merupakan jarak bendung ke cross section terdekat di sebelah hulu • Width merupakan lebar bendung. • Station dan Elevation merupakan data untuk menggambarkan geometri bendung,

pengisian data diambil pada mercu bendungnya. • U.S. Embankment SS merupakan kemiringan struktur bendung hulu. • D.S. Embankment SS merupakan kemiringan struktur bendung hilir.


Gambar 5 Pengisian Data Bendung

6. Masukkan data pintu air dengan memilih tombol Gate, kemudian mengisikan data-

nya. Jika data pintu air tidak diisi, maka dianggap hanya ada bendung saja. • Height merupakan tinggi bukaan maksimum pintu air. • Width merupakan lebar pintu air • Invert merupakan elevasi ambang • Centerline Station merupakan letak titik tengah/garis sumbu bukaan pintu air • Gate type merupakan tipe pintu air yang dipilih. • Sluice Discharge Coefficient merupakan besar koefisien aliran, untuk tipe sluice

nilainya berkisar antara 0.5 sampai 0.7 • Orifice Coefficient merupakan koefisien bukaan pintu air • Head Reference didisikan sesuai dengan kondisi energi head di hulunya. • Weir Shape merupakan bentuk bendung yang dipakai • Weir Coefficient merupakan koefisien sesuai dengan bendung yang dipakai

7. Untuk melihat penampang melintang Inline Structute, maka tekan tombol Apply Data.


Gambar 6 Pengisian Data Pintu Air

Catatan : • Jika pada sungai terdapat pintu air, maka pada data aliran harus dimasukkan syarat

batas untuk pintu. Penambahan syarat batas dilakuakan pada unsteady flow data. • Karena ada pertemuan sungai maka Boundary Condition dan Initial Conditionnya

menyesuaikan.


Gambar 7 Boundary Condition-Unsteady Flow Data

Gambar 8 Initial Condition-Unsteady Flow Data


LATIHAN 4 PERTEMUAN SUNGAI (LOOP) Contoh Kasus Saluran Sederhana dengan skema sungai seperti pada gambar. Dan data-data geometrid an data kondisi batas seperti pada table di bawah

Hulu

2500

2270

2040

Jengg al u

Tengah

1960

1550

1405

1050

Jenggalu

Hilir

465

0

Jenggal u

Ds. Jenggalu

1470

962

412

35

Byp

as s

Junction 1

Junction 2



Data potongan melintang sungai : R S 0 R S 4 6 5 R S 1 0 5 0S ta tio n (m ) E le v a s i (m ) S ta tio n (m ) E le v a s i (m ) S ta tio n (m ) E le v a s i (m )

0 2 4 .9 0 2 5 .2 8 .3 2 3 .41 8 .6 2 1 .2 3 1 1 .5 2 3 2 5 .3 2 3 .85 6 .9 2 1 .5 8 5 6 .9 2 1 .5 8 2 7 .6 2 1 .0 88 1 .4 1 8 .9 6 8 2 .6 1 8 .9 1 3 6 .7 1 8 .4 58 2 .5 1 8 .9 1 9 4 .5 1 8 .5 9 4 2 1 8 .0 6

1 1 4 .7 1 8 .1 7 1 0 5 .1 1 7 .9 5 5 3 .7 1 8 .8 21 2 0 .8 1 8 .3 1 1 2 0 .8 1 8 .3 1 6 3 .9 2 2 .4 51 3 6 .8 2 1 .2 4 1 3 6 .8 2 1 .2 4 7 4 .7 2 3 .0 11 6 0 .2 2 2 .0 5 1 6 0 .2 2 2 .0 5 1 0 0 2 51 7 6 .1 2 4 .6 5 1 7 6 .1 2 4 .6 2

R S 1 4 0 5 R S 1 5 5 0 R S 1 9 6 0S ta tio n (m ) E le v a s i (m ) S ta tio n (m ) E le v a s i (m ) S ta tio n (m ) E le v a s i (m )

0 2 6 .7 4 0 2 6 .6 6 0 2 6 .46 .9 2 4 .3 1 8 .1 2 4 .2 9 3 1 .3 2 4 .7 1

1 3 .3 2 3 .7 1 4 .1 2 3 .7 8 3 4 .3 2 5 .1 52 3 2 3 .9 3 0 .4 2 4 .5 7 5 1 .0 2 5 2 0 .7 8

2 9 .2 2 4 .3 8 4 4 .3 2 0 .0 7 5 9 .8 1 9 .8 23 5 .2 2 1 .2 2 5 4 .1 1 8 .7 8 6 2 .0 5 1 9 .3 25 1 .1 1 8 .6 5 5 .9 1 9 .0 1 6 4 .7 5 1 9 .6 25 5 .3 1 9 .3 3 6 1 .5 2 1 .0 4 6 9 .1 2 2 .8 25 8 .9 2 0 .4 4 6 3 .7 2 1 .2 7 7 8 .1 2 4 .3 26 1 .2 2 0 .6 6 7 2 2 3 .5 2 8 4 .5 2 4 .9 2

7 0 2 3 .2 5 8 2 .2 2 4 .2 8 9 5 .5 2 9 .2 27 8 .4 2 3 .7 3 9 7 .4 2 7 .4 19 8 .1 2 6 .8 1

R S 2 0 4 0 R S 2 2 7 0 R S 2 5 0 0S ta tio n (m ) E le v a s i (m ) S ta tio n (m ) E le v a s i (m ) S ta tio n (m ) E le v a s i (m )

0 2 6 .2 0 2 7 .6 7 0 2 9 .1 58 2 7 1 4 .2 2 6 .0 1 2 1 .7 2 5 .1 5

1 7 2 5 .2 3 2 7 .6 2 6 .6 3 3 3 2 5 .5 52 4 2 4 .6 2 7 .7 2 6 .6 3 4 2 .3 2 6 .7 5

3 6 .6 2 0 .7 4 3 .2 2 5 .5 9 5 5 .3 2 7 .1 55 2 .8 1 9 .5 2 5 1 .2 2 4 .7 7 7 8 .4 2 4 .9 5

7 8 2 0 6 7 2 0 .8 7 9 5 .7 2 1 .1 59 6 2 4 8 3 .2 1 9 .9 9 1 1 3 .5 2 0 .4 5

1 0 5 2 4 .7 9 4 .2 2 0 .7 5 1 2 0 .3 2 1 .3 51 1 0 2 6 .3 9 9 .2 2 1 .5 4 1 2 4 .5 7 2 3 .1 51 1 7 2 7 .4 1 0 2 .4 2 1 .7 1 1 3 1 .1 2 3 .9 5

1 1 6 .1 2 4 .7 3 1 3 6 .2 2 5 .4 51 2 6 .3 2 5 .8 4 1 6 2 .5 2 8 .9 51 3 9 .8 2 8 .1 8

R S 3 5 R S 4 1 2 R S 9 6 2S ta tio n (m ) E le v a s i (m ) S ta tio n (m ) E le v a s i (m ) S ta tio n (m ) E le v a s i (m )

0 2 4 .6 2 0 2 4 .8 0 2 5 .38 .3 2 1 .2 3 6 .9 2 2 .1 7 .3 2 2 .9 8

2 5 .3 2 1 .5 8 2 1 2 2 .1 3 1 4 .5 2 2 .9 73 6 .7 1 8 .9 1 3 0 .5 1 9 .3 8 2 1 .3 2 0 .0 9

4 2 1 8 .5 9 3 5 1 8 .9 8 2 8 1 8 .9 14 8 .1 1 8 .0 6 4 0 .1 1 8 .3 2 3 5 .1 1 8 .9 75 3 .7 1 8 .3 1 4 6 .3 1 8 .5 8 4 4 2 1 .9 76 0 .8 2 1 .2 4 5 4 .1 2 1 .5 3 4 8 .9 2 2 .1 77 1 .2 2 2 .0 5 5 7 .9 2 1 .7 4 6 6 .1 2 3 .8 28 2 .5 2 4 .8 2 7 1 .3 2 3 .3 3 7 1 .8 2 5 .1 7

7 5 .7 2 4 .5 38 2 .1 2 5 .3

R S 1 4 7 0 J a ra k A n ta r R SS ta tio n (m ) E le v a s i (m ) R S L O B C h n l R O B

0 2 6 2 5 0 0 2 5 8 2 3 0 2 3 14 2 4 2 2 7 0 2 8 2 2 3 0 2 3 08 2 3 .8 2 0 4 0 0 0 0

1 2 2 0 .8 1 9 6 0 5 2 3 4 1 0 3 3 11 6 1 9 .3 5 1 5 5 0 1 8 5 1 4 5 1 2 8

2 0 .1 1 9 .5 1 4 0 5 4 6 3 3 5 5 3 4 62 4 1 9 .3 7 1 0 5 0 0 0 03 4 2 2 .4 4 6 5 5 3 5 4 6 5 5 8 54 0 2 2 .6 0 0 0 05 2 2 4 1 4 7 0 5 3 7 5 0 8 8 1 96 1 2 4 .3 9 6 2 4 8 5 5 5 0 7 3 8

6 7 .9 2 5 .8 4 1 2 3 5 5 3 7 7 4 2 0


Batas Hulu Batas Hili = Normal depth (0.0004Jam - ke Q (m3/s) Initial Condition :

0 100 Bypass = 50 m3/s1 466.67 Jenggalu Hulu = 100 m3/s2 833.33 Jenggalu Tengah = 50 m3/s3 1200 Jenggalu Hilir = 100 m3/s4 1147.625 1095.246 1042.867 990.488 938.19 885.71

10 833.3311 780.9512 728.5713 676.1914 623.8115 571.4316 519.0517 466.6718 414.2919 361.920 309.5221 257.1422 204.7623 152.3824 100

TAHAPAN INPUT DATA GEOMETRI DENGAN SOFTWARE HEC-RAS :

1. Membuat Skema Sungai : a. Menggambar skema sungai utama dengan mengklik ikon River Reach dan kemudian

menggambar sungai dari hulu ke hilir, kemudian langkah selanjutnya adalah memasukkan nama sungai, dan daerah jangkauannya.

b. Menggambar skema bypass channel dan junction • Menngambar skema bypass channel dari hulu (bertemu sungai utama) sampai

hilir (bertemu dengan sungai utama), dengan mengklik ikon River Reach • Memasukkan nama anak sungai dan daerah jangkauannya. • Memberi nama dan daerah jangkauannya untuk penggal sungai tengah • Memberi nama pertemuan sungai hulu, tengah dengan bypass channel (junction

1) • Memberi nama dan daerah jangkauannya untuk penggal sungai hilir • Memberi nama pertemuan sungai tengah, hilir dengan bypass channel (junction 2)

c. Setelah semua data geometri dimasukkan, simpan semua data geometri dengan memilih Save Geometric Data As dari menu File.

2. Memasukkan data Geometri : a. Setelah semua sistem dibuat, langkah selanjutnya adalah memasukkan data tampang

melintang sungai dengan menyesuaikan atau memilih nama sungai dan reach yang sesuai.

b. Untuk memasukkan jarak antar RS-nya, dilakukan dengan cara sebagai berikut : • RS Paling hilir pada tiap penggal sungai, downstream reach lengths –nya nol.


• Untuk RS selanjutnya, downstream reach lengths –nya merupakan jarak dari Cross section di hilirnya.

c. Mengisi Data Junction : • Pada Geometric Data Editor pilih tombol Junction, sehingga muncul Gambar 2. • Mengisikan jarak antar cross section di sekitar junction :

- Jarak Cross section paling hilir main river-upstream (sungai utama-hulu) dengan cross section paling hulu secondary river (anak sungai)

- Jarak Cross section paling hulu main river-down stream (sungai utama-hilir ) dengan cross section paling hilir secondary river (anak sungai)

Gambar 2 Tampilan Data Junction

d. Setelah semua sistem dibuat, langkah selanjutnya adalah memasukkan tampang melintang sungai dengan menyesuaikan atau memilih nama sungai dan reach yang sesuai.

e. Setelah semua data geometri dimasukkan, simpan semua data geometri dengan memilih Save Geometric Data As dari menu File.

Catatan : Jika pada sungai terdapat bypass channel, maka pada data aliran harus dimasukkan syarat batas/kondisi awal di hulu masing-masing penggal sungai sedangkan boundary conditionnya tetap. Penambahan syarat batas dilakuakan pada unsteady flow data sebagai berikut :


Gambar 3 Boundary Condition-Unsteady Flow Data

Gambar 4 Initial Condition-Unsteady Flow Data


LATIHAN 5 STORAGE AREA DAN LATERAL STRUCTURE Contoh Kasus Saluran Sederhana dengan skema sungai seperti pada gambar. Dan data-data geometrid an data kondisi batas seperti pada table di bawah

Hulu

109108.2*

107.4*106.6*

105.8*105.*

104.2*103.4*

102.6*101.8*

101

Saluran Sekunder

Hulu

209208.6*208.2*207.8*207.4*207.*206.6*206.2*205.8*205.4*205.*204.6*204.2*203.8*203.4*203.*202.6*202.2*201.8*201.4*201

Sunga

i Utam

a

Hilir

308.6*

307.8*

307.*

306.2*

305.4*

304.6*

303.8*

303.*

302.2*

301.4*

Sunga

i Utam

a

Storage 1

Storage 2

Connection

Junction


Data Bangunan Sungai: • Data Storage Area untuk 1 dan 2 :

Luas Storage = 0.3 km2

Elv. Minimum = 0 Letak Lateral Structure = RS 204 (SA 1) ; RS 206 (SA 2) Lebar pelimpah = 10 m dengan elevasi = 9m Elevasi lateral structure = 13m

• Data Storage Connection dengan terowongan : Dari SA 1 ke SA 2 Spillway dengan lebar 10m dan tinggi 12 m Terowongan di Centerline Sta 5m, dengan Diameter 2 m Elevasi hulu = 6.5 m Elevasi hilir 6.2m

Data potongan melintang sungai : Data Potongan Sungai Seperti pada Bahasan sebelumnya


TAHAPAN INPUT DATA STORAGE DENGAN SOFTWARE HEC-RAS : 1. Mengisikan Data Storage Area :

a. Setelah pembuatan skema sungai dan pemasukan data Cross Section Selesai maka dilakukan pemasukkan data Storage Area dan Lateral Structure.

b. Pada Geometri Data Editor pilih tombol Storage Area di bagian atas. c. Gambarkan SA dengan mengklik satu kali untuk setiap titik dan untuk mengakhiri,

klik dua kali pada titik terakhir. Secara otomatis akan terbentuk poligon tertutup. d. Beri nama SA e. Masukkan data SA dengan memilih tombol Storage Area di sebelah kiri (edit

storage area) f. Pilih jenis data SA yang ingin dimasukkan, apakah Area Time Dept Mathod atau

Elevation versus Volume Curve

Gambar 3 Data Storage Editor

2. Mengisikan Data Lateral Sructure :

a. Pilih tombol Lateral Structure pada geometri data editor b. Tentukan letak lateral structure dengan memilih river dan reach yang diinginkan c. Pilih option kemudian pilih Add Lateral Structure d. Masukkan river stationing untuk Lateral Structure e. Pilih posisi lateral structure dengan memilih pada menu position, apakah di

sebelah kiri atau di sebelah kanan f. Pilih Set SA untuk memilih bahwa Lateral Structure terhubung dengan Storage

Area g. Bila lateral structure terhubung dengan sungai yang lain, maka pilih Set RS h. Gambarkan lateral structure dengan memilih tombol Weir/Embankment seperti

pada Gambar 5 i. Jika ada data-data pintu dan lain-lain, dapat memilih tombol di bawahnya.


Gambar 4 Lateral Structure Editor

Gambar 5 Lateral Weir Embankment Data Editor

Catatan :

• Jika memakai data pintu air maka, syarat batas untuk pintu dimasukkan di Unsteady Flow Data

• Jika terdapat Storage Area, maka harus memasukkan syarat batas untuk Storage Area di Initial Condition-Unsteady Flow Data


Gambar 6 Unsteady Flow Data Editor

3. Storage Connection : a. Menggambar SA 2 b. Menggambarkan Storage Connection, dengan memilih tombol Storage

Connection pada Geometri Data Editor bagian atas, kemudian menggambarkannya dengan menghubungkan SA 1 dan SA 2.

c. Memberi nama SA Connnection d. Mengisikan data SA Connection dengan cara memilih tombol SA Connection di

tepi Geometri Data Editor e. Mengisi Data Spillway, lebar dan tinnginya, dengan cara memilih tombol

Weir/Embankment pada SA Connection Data editor


Gambar 7 Storage Area Connection Weir Data

f. Mengisi Data Terowongan, dengan cara memilih tombol Culvert pada SA

Connection Data editor

Gambar 8 Storage Area Connection Culvert Data Editor

g. Mengisi Data Htab Parameter, dengan memilih tombol Htab Parameter Editor

pada SA Connection Data editor


Gambar 9 Storage Area Connection Htab Parameter Data Editor


LATIHAN 6 PERANCANGAN TAMPANG MELINTANG DAN DESAIN SALURAN STABIL Dokumen Stable Channel Desaign ada pada User manual HEC-RAS 4.0 Chapter 15

Contoh Soal :

Utama

4342

4140 39 38

3735

34 33 32 3130

2928 27 26

2524 23

22 21 2019

1817

1615 14 13 12

1110

9 87 6 5 4

32 1

Wi l a l ung

Gambar 1 skema sungai

1. Perancangan tampang melintang sungai berdasar Hidraulik Desaign tipe Uniform

Flow pada River Station 22, dengan ketentuan Slope = 0.0004 dan debit = 50 m3/s.

2. Perancangan tampang sungai stabil berdasarkan Hidraulik Desaign tipe Stable

Channel Desaign metode Copeland dengan debit 50 m3/s, specific gravity 2.65,

temperatur 30oC, d84 = 1.2 mm, d50 = 0.5 mm, d16 = 0.01 mm, kemiringan talud kiri

dan kanan V:H = 1:1.5, n = 0.035 dan data inflow sediment = 100 ppm.


Channel Desaign metode Regime, Jika dipakai debit 50 m3/s, d50 = 0.5 mm,

konsentrasi sedimen = 100 ppm, temperatur 30oC, side factor = 0.2


Channel Desaign metode Tractive Force, Jika dipakai debit 50 m3/s, d50 = 0.5 mm,

konsentrasi sedimen = 100 ppm, temperatur 30oC, specific gravity = 2.65, angle of

repose = 30, side slope = 2, koefisien manning = 0.035 dan perhitungan dengan

metode Shieldsena data butir sedimen yang diketahui


• Memasukkan data geometri dan data aliran, sampai running dengan steady flow

atau unsteady flow. • Perancangan tampang melintang saluran dan perancangan saluran stabil

1. Perancangan tampang melintang saluran

a. Memilih menu Hydraulic Desaign Computations pada menu main windows HEC-RAS 4.0.

b. Pilih Type, kemudian pilih Uniform Flow, sehingga muncul tampilan seperti gambar 2.

c. Simpan, dengan memilih file, kemudian pilih Save Hydraulic Desaign Data As. Kemudian beri nama.

d. Pilih Tampang sungai/ River Stasiun yang akan dirancang e. Pilih tombol S/Q/y/n untuk merancang dengan tampang yang sudah ada, dan

tombol Width untuk merancang dengan tampang yang belum ada/ tampang melintang yang dicari. Dalam kasus ini dipilih tombol S/Q/y/n.

f. Dengan memilih tombol S/Q/y/n, data cross section secara otomatis muncul. g. Mengisi besar Slope dan debit untuk mendapat elevasi muka air, atau dengan

mengisikan data muka air tertentu dan debit tertentu untuk mendesain slope-nya. h. Tekan tombol Applay Geometri untuk melihat penampangnya.

Gambar 2 Analisis Menentukan Muka Air dengan Uniform Flow

2. Perancangan saluran stabil Ada 3 cara untuk mendesain saluran stabil :


LANGKAH PENGERJAAN :

• Copeland • Regime • Tractive Force a. Copeland 1) Memilih menu Hydraulic Desaign Computations pada menu main windows HEC-

RAS 4.0. 2) Pilih Type, kemudian pilih Uniform Flow, pilih tombol Copeland, sehingga muncul

tampilan seperti gambar 3

Gambar 5. Perancangan tampang sungai stabil metode Copeland

3) Mengisikan data Required Input sesuai data yang ada. 4) Memilih tompol Gradation untuk mengisikan diameter sedimen yang dipakai. Seperti

pada gambar 4.


Gambar 4 Gradation Data

5) Operational input tetap kosong/ tidak diisi 6) Mengisi data Bank Input yang berupa side slope (kemiringan tebing kiri dan kanan

tampang sungai), Equation (persamaan yang digunakan), n or k ( besar koefisien kekasaran.

7) Memilih tombol Inflow Sediment untuk mengisikan data debit sedimen, seperti pada gambar 5.

Gambar 5 Inflow Sediment Concentration Editor

8) Simpan dengan memilih file, Save Hydraulic Desaign Data 9) Pilih tombol Apply, kemudian pilih Compute untuk running. Jika running tidak bisa,

maka keluar dulu dari menu Stable Channel, kemudian buka lagi, Apply dan Compute

10) Data output berupa tabei dan grafik dapat dilihat dengan memilih tombol masing-masing, seperti pada gambar berikut


Tabel 1. Hasil Hitungan Perencanaan Saluran Stabil Copeland

Gambar 6. Grafik Hasil Hitungan Perencanaan Saluran Stabil Hubungan Kemiringan

Dasar dan Lebar Dasar Saluran


Gambar 7. Grafik Hasil Hitungan Perencanaan Saluran Stabil Hubungan Kemiringan

Dasar dan Kedalaman Air Saluran

Catatan : Untuk pembacaan grafik, saluran akan stabil / tidak terjadi degradasi dan agradasi jika desain tampang sungai berada pada garis grafik b. Regime 1) Pilih Type, kemudian pilih Uniform Flow, pilih tombol Copeland, sehingga muncul

tampilan seperti gambar 8 2) Mengisikan data debit, diameter sediment, konsentrasi sediment, temperature dan side

factor. 3) Pilih tombol Apply, kemudian pilih tombol Compute. 4) Data output berupa satu penampang melintang saluran stabil


Gambar 8. Perancangan tampang sungai stabil metode Regime

c. Tractive Force 1) Pilih Type, kemudian pilih Uniform Flow, pilih tombol Copeland, sehingga muncul

tampilan seperti gambar 9 2) Mengisikan data debit aliran, temperatur air, berat jenis (sisi kiri, dasar dan kanan

tamapng saluran), Angle of repose (besar sudut dimana sedimen tidak runtuh), kemiringan kiri dan kanan tampang, persamaan yang digunakan dan koefisien kekasarannya

3) Memilih metode untuk analisisnya (Lane, Shield, User Definend Mobility) 4) Mengisi diameter sedimennya 5) D (kedalaman saluran stabil), W (lebar saluran stabil), S (Slope saluran stabil),

diisikan salah satu saja 6) Pilih tombol Apply, kemudian pilih tombol Compute. 7) Data output berupa satu penampang melintang saluran stabil


Gambar 9. Perancangan Tampang Sungai Stabil Metode Tractive Force


modul pelatihan hec ras_02 latihan

Documents