06 Limpasan

REKAYASA HIDROLOGIREKAYASA HIDROLOGIREKAYASA HIDROLOGIREKAYASA HIDROLOGI

6. LIMPASAN (RUN6. LIMPASAN (RUN--OFF)OFF)(( ))

Bambang Adi RiyantoBambang Adi RiyantoDoddi YudiantoDoddi Yudianto

Fakultas Teknik Fakultas Teknik -- Jurusan Teknik SipilJurusan Teknik SipilUniversitas Katolik ParahyanganUniversitas Katolik Parahyangan

11Jln. Ciumbuleuit No. 94, BandungJln. Ciumbuleuit No. 94, Bandung

LIMPASAN (RUNOFF)LIMPASAN (RUNOFF)FaktorFaktor--faktor yang mempengaruhi limpasan:faktor yang mempengaruhi limpasan:

LIMPASAN (RUNOFF)LIMPASAN (RUNOFF)

•• Elemen meteorologi khususnya presipitasi/curah hujanElemen meteorologi khususnya presipitasi/curah hujanJenis presipitasiJenis presipitasiI t it h h jI t it h h jIntensitas curah hujanIntensitas curah hujanI > kapasitas infiltrasi I > kapasitas infiltrasi limpasan akan meningkat limpasan akan meningkat sebanding dengan Isebanding dengan IDurasi hujanDurasi hujanBila tBila thujanhujan < t< tkritiskritis : lamanya limpasan praktis sama, : lamanya limpasan praktis sama, tak tergantung dari intensitas curah hujantak tergantung dari intensitas curah hujantak tergantung dari intensitas curah hujan.tak tergantung dari intensitas curah hujan.Bila tBila thujanhujan > t> tkritiskritis : lamanya limpasan permukaan : lamanya limpasan permukaan lebih panjanglebih panjangDi t ib i h h jDi t ib i h h jDistribusi curah hujanDistribusi curah hujanDebit banjir maksimum umumnya dihasilkan oleh Debit banjir maksimum umumnya dihasilkan oleh curah hujan yang merata walaupun intensitasnya curah hujan yang merata walaupun intensitasnya tid k b it ti i dib di d h h j tid k b it ti i dib di d h h j

22

tidak begitu tinggi dibanding dengan curah hujan tidak begitu tinggi dibanding dengan curah hujan deras tetapi tidak merataderas tetapi tidak merata

LIMPASAN (RUNOFF)LIMPASAN (RUNOFF)FaktorFaktor--faktor yang mempengaruhi limpasan:faktor yang mempengaruhi limpasan:

LIMPASAN (RUNOFF)LIMPASAN (RUNOFF)

•• Elemen meteorologi khususnya presipitasi/curah hujanElemen meteorologi khususnya presipitasi/curah hujanCurah hujan terdahulu dan kelembaban tanahCurah hujan terdahulu dan kelembaban tanahS t k l b b t h ti i k it i filt i S t k l b b t h ti i k it i filt i Saat kelembaban tanah tinggi, kapasitas infiltrasi Saat kelembaban tanah tinggi, kapasitas infiltrasi akan mengecil sehingga memperbesar potensi akan mengecil sehingga memperbesar potensi terjadinya banjirterjadinya banjir

El d h li t k if tEl d h li t k if t if t if t •• Elemen daerah pengaliran yang menyatakan sifatElemen daerah pengaliran yang menyatakan sifat--sifat sifat fisik daerah pengaliranfisik daerah pengaliran

Tata guna lahan dan karakteristik hidrologi DASTata guna lahan dan karakteristik hidrologi DASKondisi topografiKondisi topografi•• Corak DASCorak DAS•• Elevasi DAS: berpengaruh thd suhu udara dan curah Elevasi DAS: berpengaruh thd suhu udara dan curah •• Elevasi DAS: berpengaruh thd suhu udara dan curah Elevasi DAS: berpengaruh thd suhu udara dan curah

hujanhujan•• Gradien DAS: berpengaruh thd infiltrasi, kelembaban Gradien DAS: berpengaruh thd infiltrasi, kelembaban

tanah, limpasan permukaan dan pengisian air tanahtanah, limpasan permukaan dan pengisian air tanah

33

tanah, limpasan permukaan dan pengisian air tanahtanah, limpasan permukaan dan pengisian air tanah

Jenis tanah Jenis tanah kapasitas infiltrasikapasitas infiltrasi

LIMPASAN (RUNOFF)LIMPASAN (RUNOFF)LIMPASAN (RUNOFF)LIMPASAN (RUNOFF)

Debit banjir kecilBanjir berlangsung lama

Debit banjir besar dekat titik pertemuan anak sungai

Banjir terjadi di hilir titik pertemuan dua sungai

44

KONSEP HIDROGRAFKONSEP HIDROGRAFHidrograf menggambarkan variasi debit aliran Hidrograf menggambarkan variasi debit aliran t ti i k i t h d ktt ti i k i t h d kt

KONSEP HIDROGRAFKONSEP HIDROGRAF

atau tinggi muka air terhadap waktuatau tinggi muka air terhadap waktu

Q HQ H

t tHidrograf Debit Hidrograf Muka Air

Aliran dasar (baseflow) adalah debit minimum yang masih Aliran dasar (baseflow) adalah debit minimum yang masih ada karena adanya aliran yang keluar dari akuiferada karena adanya aliran yang keluar dari akuiferada karena adanya aliran yang keluar dari akuiferada karena adanya aliran yang keluar dari akuifer

　　 Periode pemusatan (time of consentration) adalah waktu Periode pemusatan (time of consentration) adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik yang yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik yang terjauh dari suatu DAS sampai ke stasiun pengukuranterjauh dari suatu DAS sampai ke stasiun pengukuran

55

terjauh dari suatu DAS sampai ke stasiun pengukuranterjauh dari suatu DAS sampai ke stasiun pengukuran

KONSEP HIDROGRAFKONSEP HIDROGRAFKONSEP HIDROGRAFKONSEP HIDROGRAF

C D

XP

BC D

E

P

E

Apabila perbandingan antara hujan dan limpasan adalah Apabila perbandingan antara hujan dan limpasan adalah tetap untuk seluruh DAS maka pada DAS yang terbagi tetap untuk seluruh DAS maka pada DAS yang terbagi

B C D

tetap untuk seluruh DAS, maka pada DAS yang terbagi tetap untuk seluruh DAS, maka pada DAS yang terbagi menjadi 4 bagian di atas lamanya waktu yang diperlukan menjadi 4 bagian di atas lamanya waktu yang diperlukan oleh air yang jatuh pada DAS tsb untuk mencapai titik P:oleh air yang jatuh pada DAS tsb untuk mencapai titik P:Untuk setiap titik pada garis BB : 1 jamUntuk setiap titik pada garis BB : 1 jamUntuk setiap titik pada garis BB : 1 jamUntuk setiap titik pada garis BB : 1 jamUntuk setiap titik pada garis CC : 2 jamUntuk setiap titik pada garis CC : 2 jamUntuk setiap titik pada garis DD : 3 jamUntuk setiap titik pada garis DD : 3 jam

66

p p g jp p g jUntuk setiap titik pada garis EE : 4 jamUntuk setiap titik pada garis EE : 4 jam


C D

XP

BC D

E

P

E

Apabila dimisalkan terjadi hujan merata selama 1 jam di Apabila dimisalkan terjadi hujan merata selama 1 jam di daerah PBB maka besarnya pengaruh air yang jatuh di X daerah PBB maka besarnya pengaruh air yang jatuh di X

B C D

daerah PBB, maka besarnya pengaruh air yang jatuh di X daerah PBB, maka besarnya pengaruh air yang jatuh di X adalah:adalah:•• Aliran di P tidak berubah sampai air yang jatuh di X Aliran di P tidak berubah sampai air yang jatuh di X

mencapai Pmencapai Pmencapai Pmencapai P•• Aliran di P mulai terpengaruh secara tetap selama 1 jam Aliran di P mulai terpengaruh secara tetap selama 1 jam

setelah air pertama yang jatuh di X mencapai Psetelah air pertama yang jatuh di X mencapai P

77


500

1000

500

1000

0 1 2 3Waktu (jam)Gambar 1.

0 1 2 3Waktu (jam)Gambar 2.

•• Hidrograf banjir di P akibat hujan selama 1 jamHidrograf banjir di P akibat hujan selama 1 jam•• Bila hujan berlangsung selama 2 jam, maka dasar Bila hujan berlangsung selama 2 jam, maka dasar

hidrograf akan bertambah panjang dengan besarnya hidrograf akan bertambah panjang dengan besarnya hidrograf akan bertambah panjang dengan besarnya hidrograf akan bertambah panjang dengan besarnya debit maksimum tetap debit maksimum tetap ddebit puncak akan tercapai ebit puncak akan tercapai setelah 1 jam pada saat seluruh daerah berkontribusi setelah 1 jam pada saat seluruh daerah berkontribusi terhadap aliran di Pterhadap aliran di Ppp

•• Bila hujan 1 jam terjadi di wilayah BBCC, CCDD, atau Bila hujan 1 jam terjadi di wilayah BBCC, CCDD, atau DDEE, hidrografnya akan sama seperti Gbr 1, hanya DDEE, hidrografnya akan sama seperti Gbr 1, hanya saja hidrografnya akan bergeser ke kanan sesuai saja hidrografnya akan bergeser ke kanan sesuai d k l h kh hd k l h kh h

88

j g gj g gdengan waktu antara mulai hujan sampai akhir hujan dengan waktu antara mulai hujan sampai akhir hujan pertama mencapai Ppertama mencapai P


500

1000

500

1000

1500

0 1 2 3 4 5 6 7Waktu (jam)Gambar 3.

0 1 2 3 4 5 6 7

500

Gambar 4. Waktu (jam)

•• Gbr 3 adalah hidrograf banjir akibat hujan selama 1 jam Gbr 3 adalah hidrograf banjir akibat hujan selama 1 jam yang jatuh di daerah DDEEyang jatuh di daerah DDEEy g jy g j

•• Gbr 4 adalah hidrograf banjir di P akibat hujan menerus Gbr 4 adalah hidrograf banjir di P akibat hujan menerus selama 3 jam di seluruh wilayah PEEselama 3 jam di seluruh wilayah PEE

99

KONSEP HIDROGRAFKONSEP HIDROGRAFSelama terjadinya banjir, tinggi aliran sungai Selama terjadinya banjir, tinggi aliran sungai dit t k l h li k ( f dit t k l h li k ( f


ditentukan oleh limpasan permukaan (surface ditentukan oleh limpasan permukaan (surface runoff or DRO) dan aliran dasar (base flow)runoff or DRO) dan aliran dasar (base flow)Pemisahan hidrograf menjadi komponen DRO dan Pemisahan hidrograf menjadi komponen DRO dan Pemisahan hidrograf menjadi komponen DRO dan Pemisahan hidrograf menjadi komponen DRO dan baseflow dapat dilakukan dengan beberapa baseflow dapat dilakukan dengan beberapa metode:metode:•• Straight line method: metode pemisahan paling Straight line method: metode pemisahan paling

sederhana yaitu dengan menghubungkan titik dimana sederhana yaitu dengan menghubungkan titik dimana limpasan permukaan mulai terjadi dengan titik pemisah limpasan permukaan mulai terjadi dengan titik pemisah aliran dasar pada lengkung resesialiran dasar pada lengkung resesialiran dasar pada lengkung resesialiran dasar pada lengkung resesi

QSemilog Hidrograf

T

1010

T

KONSEP HIDROGRAFKONSEP HIDROGRAF•• Fixed based length method (Linsley, et al.): metode Fixed based length method (Linsley, et al.): metode

pemisahan dilakukan dengan meneruskan garis resesi pemisahan dilakukan dengan meneruskan garis resesi


pemisahan dilakukan dengan meneruskan garis resesi pemisahan dilakukan dengan meneruskan garis resesi dari hidrograf sebelumnya sampai titik di bawah puncak dari hidrograf sebelumnya sampai titik di bawah puncak dan menghubungkan dengan satu titik pada lengkung dan menghubungkan dengan satu titik pada lengkung resesi berjarak T dari puncakresesi berjarak T dari puncakj pj p

T = A0,2

T = dinyatakan dlm hari

TQ

T = dinyatakan dlm hariA = luas DAS (mil2)

t

•• Variable slope methodVariable slope method

t

Q

1111t

KONSEP HIDROGRAFKONSEP HIDROGRAF•• Secara umum, hidrograf terdiri dari 3 komponen: bagian Secara umum, hidrograf terdiri dari 3 komponen: bagian

naik atau lengkung konsentrasi (rising limb) bagian naik atau lengkung konsentrasi (rising limb) bagian


naik atau lengkung konsentrasi (rising limb), bagian naik atau lengkung konsentrasi (rising limb), bagian puncak (crest), dan bagian resesi atau lengkung resesi puncak (crest), dan bagian resesi atau lengkung resesi (recession limb)(recession limb)

•• Bagian naik dipengaruhi oleh intensitas hujan durasi Bagian naik dipengaruhi oleh intensitas hujan durasi •• Bagian naik dipengaruhi oleh intensitas hujan, durasi Bagian naik dipengaruhi oleh intensitas hujan, durasi hujan, dan keadaan daerah sebelum hujan; apabila DAS hujan, dan keadaan daerah sebelum hujan; apabila DAS kering maka lengkung konsentrasi akan semakin datar kering maka lengkung konsentrasi akan semakin datar dan hujan efektif semakin kecildan hujan efektif semakin keciljj

•• Lengkung resesi dipengaruhi oleh sifat dan keadaan Lengkung resesi dipengaruhi oleh sifat dan keadaan akuifer; bagian ini tidak terpengaruh oleh intensitas dan akuifer; bagian ini tidak terpengaruh oleh intensitas dan durasi hujandurasi hujanjj

Q

Q0

Q Q t/KQ Q = Q0 e-t/K

1212

Storage Tank t

Analogi model hidraulik untuk lengkung resesi (Schultz 1973)


Penampungancekungan Penampungan

saluran Penampunganaliran antara Penampungan

air tanah

Q

t

Analogi Model Daerah Aliran Sungai

1313

Analogi Model Daerah Aliran Sungai

JENIS SUNGAIJENIS SUNGAIBerdasarkan kontinuitas aliran:Berdasarkan kontinuitas aliran:

JENIS SUNGAIJENIS SUNGAI

•• Sungai Ephemsal: sungai mengalir hanya pada saat ada Sungai Ephemsal: sungai mengalir hanya pada saat ada hujan saja dan MAT selalu di bawah dasar sungaihujan saja dan MAT selalu di bawah dasar sungai

S i I t itt i li h d i S i I t itt i li h d i

MAT Musim Hujan

MAT Kemarau Hidrograf Sungai

•• Sungai Intermitten: sungai mengalir hanya pada musim Sungai Intermitten: sungai mengalir hanya pada musim hujan saja; MAT musim hujan di atas dasar sungai dan hujan saja; MAT musim hujan di atas dasar sungai dan MAT masa kering di bawah dasar sungaiMAT masa kering di bawah dasar sungai

MAT Musim Hujan

1414

MAT Musim Hujan

MAT Kemarau

Hidrograf Sungai

JENIS SUNGAIJENIS SUNGAI•• Sungai Pereminal: sungai yang mengalirkan airnya Sungai Pereminal: sungai yang mengalirkan airnya

sepanjang tahun karena MAT tak pernah di bawah dasar sepanjang tahun karena MAT tak pernah di bawah dasar

JENIS SUNGAIJENIS SUNGAI

sepanjang tahun karena MAT tak pernah di bawah dasar sepanjang tahun karena MAT tak pernah di bawah dasar sungaisungai

MAT Musim HujanMAT Kemarau

Hidrograf Sungai

1515

NUMBER OF VERTICALS AND POINTSNUMBER OF VERTICALS AND POINTS

In measuring discharge, the river cross section In measuring discharge, the river cross section


g g ,g g ,must be divided into m number of verticals and n must be divided into m number of verticals and n number of points within one verticalnumber of points within one vertical

dhdbbhvQB h

∫ ∫= )( dhdbbhvQ ∫ ∫=0 0

),(

∑=n

iqQ ∑=i

iqQ1

1616


Number of verticals required depends on the Number of verticals required depends on the


q pq paccuracy needed, available time, and economical accuracy needed, available time, and economical considerationconsideration

•• for approaching mean velocity in each for approaching mean velocity in each vertical, a number of points in the vertical vertical, a number of points in the vertical can be taken as long as the velocity can be taken as long as the velocity distribution is normaldistribution is normal

•• number of points in the vertical (n) is less number of points in the vertical (n) is less importance than the number of verticals (m)importance than the number of verticals (m)

•• Having too many verticals will be time Having too many verticals will be time consuming and laboriousconsuming and laborious

1717


•• I.S.O. Netherlands (1971): taking n > 4 is I.S.O. Netherlands (1971): taking n > 4 is


( ) g( ) gnot significance to the total accuracynot significance to the total accuracy

•• number of verticals (m) has a large influence number of verticals (m) has a large influence number of verticals (m) has a large influence number of verticals (m) has a large influence on the final error; in practice, this is not on the final error; in practice, this is not always realized by engineersalways realized by engineers

1818


A proper setA proper set--up of the measurement method can up of the measurement method can


p pp p pplead to increased accuracylead to increased accuracy

ISO: minimum number of verticals is determined ISO: minimum number of verticals is determined ISO: minimum number of verticals is determined ISO: minimum number of verticals is determined from a number of experimentsfrom a number of experiments

WS Width (m) m for precise measurement

m for conventional measurement

< 5 5 3 – 5

5 – 50 6 5

50 – 100 10 6 – 8

100 300 12 15 7 9100 – 300 12 – 15 7 – 9

300 – 1000 15 – 20 8 – 11

1000 15 - 25 8 - 13

1919


Number of verticals depends closely on the Number of verticals depends closely on the h t i ti f l it di t ib ti i th h t i ti f l it di t ib ti i th


characteristics of velocity distribution in the cross characteristics of velocity distribution in the cross sectionsectionNormally the verticals should be regularly Normally the verticals should be regularly Normally the verticals should be regularly Normally the verticals should be regularly spaced, but in some cases spacing is to be spaced, but in some cases spacing is to be adapted to circumstancesadapted to circumstancesVerticals in the main flow should be distributed Verticals in the main flow should be distributed denser than on the flood plaindenser than on the flood plainVerticals on debris or rocks river bed should be Verticals on debris or rocks river bed should be Verticals on debris or rocks river bed should be Verticals on debris or rocks river bed should be increased because of erratic distribution of increased because of erratic distribution of velocityvelocityLocation of verticals must be fixed to help in Location of verticals must be fixed to help in comparing the accuracy of different comparing the accuracy of different measurements, understanding scouring, silting, measurements, understanding scouring, silting,

2020

measurements, understanding scouring, silting, measurements, understanding scouring, silting, and fluctuations in velocityand fluctuations in velocity

NUMBER OF VERTICALS AND POINTSNUMBER OF VERTICALS AND POINTSNUMBER OF VERTICALS AND POINTSNUMBER OF VERTICALS AND POINTS

Water depth (m)No of points in verticals

Sounding rod Sounding lineSounding rod Sounding line

>1.0 > 3.0 5 points: below WS, 0.2h, 0.6h, 0.8h, above river bed

3 points: 0 2h 0 6h 0 8h0.4 - 1.0 1.5 - 3.0 3 points: 0.2h, 0.6h, 0.8h2 points: 0.2h & 0.8h

0.16 - 0.4 0.5 - 1.5 1 point: 0.6h or 0.5h0 5 M d b b

2121

< 0.5 Measured by buoyant


Velocity measurement at the lowest point can be Velocity measurement at the lowest point can be i t i t k d t th i t i t k d t th


very inaccurate or even very mistaken due to the very inaccurate or even very mistaken due to the presence of obstacles such as high ripplespresence of obstacles such as high ripplesFor irregular crossFor irregular cross--sections the number of sections the number of For irregular crossFor irregular cross sections the number of sections the number of measuring points can be different for the various measuring points can be different for the various verticals in the sectionverticals in the section

2222

NUMBER OF POINTS IN VERTICALSNUMBER OF POINTS IN VERTICALS

For irregular cross-sections the number of measuring points can be different for the g pvarious verticals in the section

2323

06 Limpasan

Documents

Transcript of 06 Limpasan