Bab 3 Debit Banjir

Report
Bab 3
Debit
Banjir
Suhardjono 2014
1
Bila Q salah,
semua
salah!
suhardjon 2014
2
3.1. Pengujian data curah hujan
• bertujuan untuk mengetahui
mutu data curah hujan yang
diperoleh
– Data yang hilang dan analisis
konsistensi
– Ketidakadaan Trend
– Kestabilan Data
– Persistensi Data
suhardjon 2014
3
3.3. Debit Banjir
Rancangan (Q)
suhardjon 2014
4
Debit banjir rancangan
• dapat berupa debit air
hujan saja
• atau perjumlahan
antara debit air hujan
dan debit air kotor
suhardjon 2014
5
Debit banjir dipengaruhi oleh
•
•
•
•
•
Luasan
Bentuk
Kemiringan
Jenis tanah
Tata guna lahan
DAS
DAS : daerah dimana air
hujan yang jatuh (di daerah
tersebut) mengalir menuju
muara yang sama
suhardjon 2014
6
Metode Rasional
berfungsi untuk menghitung
debit banjir rancangan, yang
berupa debit puncak banjir
(Qp), jadi termasuk banjir
rancangan non hidrograf
Untuk kawasan pemukiman
cukup akurat bila luasnya kurang
dari 500 Ha
suhardjon 2014
7
Rumus Rasional
Q
p
= 0,278 C.I.A
(satuan A dalam km2)
Q
p
= 0,00278 C.I.A (satuan A dalam Ha)
Adapun,
Q = kapasitas pengaliran (m3/ detik ).
C = Koefisien Pengaliran
i = Intensitas hujan (mm/jam)
A =Luas daerah pengaliran (Ha atau km2 )
* 0,00278 adalah faktor konversi agar satuan jadi m3/det.
Hujan selama 1 jam dengan intensitas 1 mm/jam di daerah
seluas 1 km2, maka debit banjirnya 0,278 m3/dtk, dan akan
melimpas merata selama 1 jam.
suhardjon 2014
8
Analisis satuan, bila I dalam mm/jam
Qp = k. C.I.A
bila A dalam satuan Ha
(m3/det) = (mm/jam)* (Ha)
= (0,001 m/ 3.600 det) * (10.000 m2)
k = 0,00278 (m3/det)
Bila A dalam Km2
k
=(0,001 m/ 3.600 det) (1.000.000 m2)
= 0,278 (m3/det)
suhardjon 2014
9
Analisis satuan:
1 mm/jam berapa l/det/Ha?
(mm/jam) x Ha = (0,001dm/ 3.600det)
x 1.000.000 dm2
= 0, 278 dm3/det/Ha
Atau
1 mm/jam = 0,278 liter/det/Ha
suhardjon 2014
10
Rumus Rasional
Metode rasional yang telah dimodifikasi
adalah sebagai berikut (Hindarko, 2000)
Qp = Cs.C.I.A
A luas dalam hektar
I intensitas hujan dalam liter/det/Ha
Qp debit puncak dalam liter/det
C koefisien pengaliran
Cs = koefisien retensi untuk daerah
pemukiman dan perkotaan 0,80.
suhardjon 2014
11
Rumus penghitung banjir rancangan
non hidrograf yang lain
• Der Weduwen untuk luas daerah
aliran sungai sampai 100 km²,
• Melchior untuk luas daerah aliran
sungai lebih dari 100 km²
• Haspers untuk lebih dari 5000 ha
suhardjon 2014
12
QT
= 0,00278 C.I.A
A =
C =
I10 =
0,26 km2
0,70
139 mm/jam
Q10 = 0,00278 . 0,70 . 139 . 0,26
= 0,0703 m3/dtk.
suhardjon 2014
13


Bila I dalam satuan l/det/Ha, luas
dalam satuan Ha maka Q = C.Cs.A.i
dalam satuan l/det
intensitas hujan 575 liter/detik/ha.; koefisien
retensi Cs = 0,8; Luas A = 30 m2 = 0,003 ha;
koef pengaliran C = 0,78
 Debit
banjir = C.Cs.A.i
 = 0,78 x 0,8 x 0,003 x 575
 = 1,07 liter/detik
 = 0,00107 m3/det
suhardjon 2014
14
Intensitas Hujan (I)
adalah tinggi hujan dibagi
lamanya hujan dalam
satuan mm/jam atau
l/det/ha.
suhardjon 2014
15
Intesitas hujan
• merupakan faktor penentu debit
banjir.
• hasil analisis intensitas hujan
umumnya berupa lengkung
intensitas.
• Lengkung hubungan intensitas
hujan durasi
suhardjon 2014
16
Durasi
Intensitas
• Lamanya hujan
(durasi waktu
hujan), mis: 5, 10,
30, 60, 120 menit
(atau dalam satuan
jam)
• Durasi banjir untuk
lingkunan perumahan
antara 5 menit
sampai 24 jam
• Tinggi air hujan
dalam satuan
waktu tertentu,
dalam satuan
mm/jam atau
l/det/ha
suhardjon 2014
17
300.00
Lengkung Intensitas Hujan
Perhatikan satuan intensitas ada yang dalam
l/det/ha, dan satuan waktu ada yang dalam
jam
Intensitas mm/jam
250.00
200.00
R10
150.00
R5
100.00
50.00
0.00
0
10
20
30
40
50
60
70
Durasi hujan menit
suhardjon 2014
18
Contoh: Kurve Intensitas Hujan Jakarta
Sumber: Hindarko (2000)
suhardjon 2014
19
Rumus Intensitas Hujan
Rumus Monotobe
R 24  24 
i =


24  t c 
2/3
mm/jam
Bila R24 = 81,48 mm/jam,
tc = jam
Maka i = (81,48/24)*(24/6) 2/3
= 8,55 mm/jam
suhardjon 2014
20
Rumus Intensitas Hujan yang lain…
Tablot
I =
Sherman
I =
Ishiguro
I =
Adapun
I = Intensitas curah hujan maksimum ( mm/jam )
t = Durasi curah hujan ( menit )
a, b, n, m = Ketetapan
R24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam ( mm )
suhardjon 2014
21
Waktu konsentrasi (tc)
t c = t o + td
• to =
(menit)
waktu limpas permukaan
– Jarak aliran sampai saluran terdekat
– Koefisien pengaliran DAS (C)
• Semakin besar resapan DAS semakin besar to
– Kemiringan permukaan DAS
 td
• Semakin curam DAS semakin kecil to
=
waktu limpas saluran = L / v

L panjang saluran, v kecepatan rata-rata

Semakin jauh jarak limpasan, semakin besar td
suhardjon 2014
22
tc = to + td
(menit)
A : titik terjauh
B : titik tinjau
to : inlet time
td : conduit time
Daerah pengaliran:
tempat curah hujan
mengalir, menuju ke
titik tinjau
tertentu.
A
B
td
suhardjon 2014
23
to =
waktu limpas permukaan
t0
 Lo 
 60 * 0 , 0195 

s 

0 . 195
Rumus lain...
to =
to
L0
s
=
n 
2
  3.28  L 0 d 
s
3
0.167
waktu limpas permukaan (menit)
= jarak dari titik terjauh ke fasilitas drainase (m)
= kemiringan daerah pengaliran (0,005 – 0,02)
suhardjon 2014
24
A
B
Luas daerah 100 x 400
meter = 4 Ha = 0,04 km2
lua
C
Jarak dari A ke B = 50 meter
Jarak dari B ke titik tinjau C = 400 meter
Kemiringan lahan 1%
Saluran drainase sekunder dari beton,
kecepatan 0,2 m/det
suhardjon 2014
25
jarak limpasan 125 m,
kemiringan DAS 3%,
Koef. pengaliran 0,30
Dengan menarik garis
Maka to = 23 menit
Sumber : Hindarko (2000)
suhardjon 2014
26
Waktu konsentrasi (tc)
Dapat juga dihitung
dengan rumus
Rumus
Kinematik
 L n
t c  0 . 93  0 .4
0 .3
i

S

Bransby
William
1


t c  21 . 3
 0 .4 0 .2 
5280  A  S 
0 .6
0 .6



L
Dan rumus tc yang lainnya….
suhardjon 2014
27
Koefisien Pengaliran c
perbandingan antara jumlah air
yang mengalir (melimpas) di
permukaan dengan jumlah air
hujan yang turun di kawasan
tersebut
Dipengaruhi oleh: Kemiringan, tata guna
lahan, jenis tanah, kebahasan tanah
suhardjon 2014
28
Tata Guna Lahan Perkotaan
Kawasan pemukiman
•Kepadatan rendah
Koefisen
pengaliran C
20 rumah/Ha
•Kepadatan sedang
•Kepadatan tinggi > 60 rmh/Ha
•Dengan sumur resapan
Kawasan perdagangan
Kawasan Industri
Taman, Jalur Hijau, sejenisnya
0,25 – 0,40
0,40 – 0,70
0,70 – 0,80
0,20 – 0,30
0,90 - 0,95
0,80 – 0,90
0,20 – 0,30
Sumber : Hindarko (2000)
suhardjon 2014
29
Langkah menghitung Q
Peta
(topografi)
daerah
Tataguna
lahan
Luas
daerah
Koef
Pengaliran
dan Retensi
A
C dan Cs
Jenis
Tanah
Data
hujan
Intensitas hujan dengan
kala ulang tertentu
I
Debit rancangan
Q = 0,278 . Cs. C . I . A
suhardjon 2014
30
Koefisien Retensi
cs
Akibat adanya berbagai hambatan
dalam pengaliran air limpasan, maka
besar debit puncak banjir dapat
berkurang
Untuk daerah pemukiman dan
perkotaan adalah 0,80
Untuk luas daerah yang kecil besar
koefisien retensi ini adalah 1
suhardjon 2014
31
•
•
•
•
Talang rumah
Ukuran atap rumah P = 6 m dan L = 4 m
dipasang talang ukuran basah 0,15 m x 0,15 m.
Hitung ukuran talang PVC vertikal nya
Sudut miring genteng rumah 450
Jarak miring 5,648 m, diperoleh 1 menit pada
koefisien pengaliran 0,9 (lihat tabel)
Kcepatan di dalam talang adalah 0,05 m/dt, maka :
td =
(Panjang Talang) / (kecepatan)
= 6/0,05 = 2 menit
• Waktu Konsentrasi = to + td = 3 menit,
• dengan membaca Kurva Intensitas Hujan dengan
Periode 10 tahun diperoleh I = 420 liter/dt/ha
suhardjon 2014
32
Contoh 2 (lanjutan)
• Luas atap 6 x 5,648 = 33,8 m2 = 0,00338 ha
• kawasan permukiman Cs = 0,8,
• besarnya debit diperkirakan sebesar:
Q = C.Cs.A.I = 0,9*0,8 *0,00338*420
= 1,15 liter/dt = 0,00115 m3/dt
Kecepatan air lewat pipa PVC,
V= c √(2gH) = 0,6 √ ( 2x10x0,1) = 0,85 m/det
Luas pipa PVC = Q/V = 0,00115/ 0,85 = 0014 m2
Dipakai diameter 5 cm , luasnya 0,0019 m2 OK
suhardjon 2014
33
Hitung luas lubang tali air…
suhardjon 2014
34
Contoh 3
(Hindarko, hlm 60 – 63)
• Luas aspal Aasp
= 6 x 4 = 24 m2: C
• Luas rumput Armp = 6 x 1 = 6 m2 : C
• Cgab = (Aasp x C
asp
+ Armp x Crmp)/A
aspal
rumput
= 0,9,
= 0,3
asp+Armp
= (24 x 0,9 + 6 x 0,3)/(24+6) = 0,78
• Jarak A ke B = √(25+9) = 5,83 m, kemiringan 2%,
Cgab =0,78 maka to = 1 menit (tidak ada waktu
limpas, tidak ada saluran, langsung ke lubang, td =
o) sehingga waktu konsentrasi = 1
menit
suhardjon 2014
35
Contoh 3
(lanjutan)
• Dari kurve intensitas hujan untuk kala ulang
5 tahun didapat I = 575 liter/detik/ha.;
• untuk perkotaan Cs = 0,8; luas (A) 24 + 6
= 30 m2 = 0,003 ha
• Debit banjir = C.Cs.A.i
• = 0,78 x 0,8 x 0,003 x 575
• = 1,07 liter/detik
• = 0,00107 m3/det
suhardjon 2014
36
Contoh 3
(lanjutan)
• Kecepatan air di lubang tali air:
V = c √(2gH) = 0,6 √(2x10x0,05) = 0,6 m/det
(koef kontraksi c = 0,6)
• Luas lubang tali air = Q/A = 0,00107/0,6
= 0,00018 m2 bila dipakai lubang ukuran
0,10 x 0,05 = 0,005 m2 telah
memenuhi. (umumnya lubang tali air
berukuran 0,20 x 0, 15 karena adanya
sampah dan penyumbatan lainnya)
suhardjon 2014
37
Tinjauan titik Q
Luas jalan aspal = (160+40) X3x10 = 6000m2
Luas kaveling rumah = (160x40) x 3 = 19200 m2
C
C
=
=
aspal= 0,9 C kaveling = 0,6
gabungan =
(6000 x 0,9 + 19200 x 0,6)/(6000 + 19200)
0,68
suhardjon 2014
38
Waktu tempuh permukaan to= 1 menit
Jarak limpas terpanjang O-P-Q
(80+ 3x40+2x10) = 220 m,
bila v = 0,2 m/det
td = 220/0,2 = 1100 det= 18,3 menit
Waktu konsentrasi = to +td = 19,3 menit
suhardjon 2014
39
t = 19,3 menit
Periode ulang 5 tahun
Maka diperoleh I = 335 liter/det/Ha
Kawasan perkotaan Cs = 0,8
Luas DAS
= (6000+ 19200)
= 25200 meter2 = 2,52 Ha
Q = C.Cs.A.I
= 0,68 . 0,8 . 2,52,x 335
= 0,46 m3/det
suhardjon 2014
40
Tugas Kelompok 3
Rencana kompleks
perumahan , tergambar
seperti sketsa berikut
suhardjon 2014
41
Tugas Kelompok 3, lanjutan
Peruntukkan
Perumahan
Taman
lokasi
Jml blok
Jml
rmh/blok
Luas
tanah/rmh
(m2)
Luas total
(m2)
A
4
20
200
16.000
B
3
16
120
5.760
C
2
24
80
3.840
D dan E
7.950
Jalan
18.200
Total luas lahan kompleks peruamahan
suhardjon 2014
51.750
42
Tugas Kelompok 3, lanjutan
Keterangan :
•tiap kapling rumah 65% akan berupa bangunan dan 35% berupa
halaman, jalan terdiri dari 80% aspal dan 20% tepian jalan
berupa hamparan rumput
•jarak terjauh ke muara drainasi 840 meter,
kecepatan aliran 0,2 m/det, waktu limpas ke jalan
to = 3 menit,
•Tinggi curah hujan maksimum R24 dengan kala ulang 5 tahun,
sebesar 67,51 mm, dan untuk kala ulang 10 tahun, sebesar
84,32 mm.
•koefisien retensi Cs = 0,80, besaran C untuk
bangunan rumah = 0,90, halaman rumah 0,30, aspal
= 0,95, tepian jalan = 0,40, taman = 0,20
suhardjon 2014
43
Tugas Kelompok 3, lanjutan
• Hitunglah besar debit rancangan di titik X
• Saluran drainasi di titik X , berbentuk saluran
persegi, dan kecepatan aliran di dalam saluran
0,85 m/detik, rencanakan ukuran saluran
tersebut.
• Bila debit air limbah rumah tangga sebesar =
0,0041 m3/dtk/km2. Hitunglah besar debit air
limbah buangan di areal tsb. Berapa
perbandingan antara debit akibat air limbah
dengan debit akibat air hujan. Bagaimana
pendapat Anda tentang hal tersebut.
suhardjon 2014
44
Tugas Kelompok 3
Sketsa perumahan baru
A
A
A
C
B
A
C
B
Sungai,
sebagai saluran
primer drainase
Muara saluran sekunder
suhardjon 2014
45
•Terdiri dari delapan blok, terdiri empat buah
blok A sebagai perumahan kelas menengah masingmasing seluas 12.000 m2 (luas bangunan 80%
dan halaman 20%)., dua blok perumahan kelas
elite yakni blok B masing-masing seluas
23.000 m2 (luas bangunan 60% dan halaman
40%). Dan dua blok ruko yakni blok C, masingmasing seluas 8.200 m2 (luas bangunan 75%
halaman 25%).
•Total luas jalan masing-masing blok A dan blok B
adalah 1.200 m2 yang terdiri dari bagian yang
diaspal 80%, dan bagian rumput tepi jalan 20%.
Sedangkan jalan kawasan ruko di blok C jalan aspal
seluas 600m2, dengan lapangan parkir seluas
400m2.
suhardjon 2014
46
•Koefesien limpasan (C) untuk aspal 0,90;
rumput tepi jalan 0,30, rumah/ bangunan
0,80, halaman rumah 0,35, lapangan parker
0,65.
•Luas taman yang berada di blok C adalah
4000 m2 dan memakai beberapa sumur
resapan, sehingga koefisien limpasan untuk
taman ditetapkan C= 0,20.
•Untuk setiap blok A, jarak saluran terjauh
sampai titik tinjau saluran di muara saluran
sekunder blok A adalah 300 meter, di blok B
sejauh 400 dan di blok C 250 meter. Jarak
limpasan air untuk semua blok sekitar 20 meter.
suhardjon 2014
47
•Bila ditinjau dari keseluruhan luas, jarak
terjauh saluran drainasi menuju ke titik
tinjau di muara yang akan masuk ke
sungai, adalah 820 meter.
•Kecepatan saluran pembuang rata-rata
0,3 m/det, waktu koefisien retensi (Cs)
= 0,80,
•Tinggi curah hujan maksimum R24
dengan kala ulang 5 tahun, sebesar
81,48 mm, dan untuk kala ulang 10
tahun, sebesar 90,00 mm.
suhardjon 2014
48
Hitunglah:
•Debit banjir rencana di titik tinjau
ujung saluran drainase di masingmasing blok.
•Debit banjir rencana di titik tinjau
ujung akhir saluran drainase sebelum
masuk ke sungai.
suhardjon 2014
49
Mari kita
diskusikan
suhardjon 2014
50

similar documents