SIMULASI CURAHAN-AIR LARIAN DI KAWASAN TADAHAN SUNGAI

BUNUS, KUALA LUMPUR MENGGUNAKAN PERISIAN HEC-HMS

NURUL AIDA BINTI JASNI

Laporan projek ini dikemukakan sebagai memenuhi

syarat penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Kejuruteraan Awam

Fakulti Kejuruteraan Awam

Universiti Teknologi Malaysia

MAC, 2005

Salam sayang dan kasih yang tidak terhingga buat Atuk, Hj Abd Kadir Saleh dan

Nenek, Hjh Sofiah Yasin atas segala doa dan kasih sayang,

Teristimewa buat Adik,

Aiman Jasni dengan doa agar berjaya dan gembira selalu,

Dan Mama yang sentiasa berada dalam doa dan ingatan,

Sopiah Don

PENGHARGAAN

Syukur ke hadrat Illahi kerana dengan limpah kurnia dan hendak-Nya

dapatlah saya melengkapkan Laporan Projek Sarjana Muda ini dengan jayanya. Di

sini saya ingin mengambil kesempatan untuk mengucapkan jutaan terima kasih yang

tidak terhingga kepada En Kamarul Azlan selaku Penyelia PSM yang banyak

memberikan tunjuk ajar dan ilmu-ilmu bermanfaat dalam menyiapkan laporan projek

ini.

Dikesempatan ini juga saya ingin mengucapkan sekalung penghargaan

kepada Puan Marini, Perunding Wan Mokhtar dan jurutera Dr Nik & Associates

yang banyak membantu dalam berkongsi pengetahuan dan maklumat-maklumat

berkaitan Projek Sarjana Muda ini.

Dan ribuan terima kasih juga kepada rakan-rakan yang sentiasa memberi

sokongan moral terutamanya Eka Kusmawati dan Nurul Uyun Azman serta pihak-

pihak yang terlibat sama ada secara langsung atau tidak langsung di sepanjang proses

penyiapan laporan projek ini. Hanya Allah sahaja yang dapat membalas segala jasa

baik kalian.

ABSTRAK

Lingkungan teknik pengukuran hidrologi yang terhad merupakan halangan

dan permasalahan yang sering dihadapi oleh perancang dan jurutera. Justeru itu,

permodelan proses curahan-air larian merupakan penyelesaian bagi kebanyakan

masalah hidrologi. Pengekstrapolasian daripada data pengukuran yang sedia ada dari

segi ruang dan masa diperlukan terutamanya ke atas tadahan yang tidak mempunyai

sebarang rekod data cerapan, lazimnya di kawasan bandar bagi menilai kesan

terhadap perubahan hidrologi di masa hadapan. Kajian ini memberi penekanan

terhadap perkaitan antara curahan dan air larian dengan membangunkan parameter

Snyder bagi tadahan bandar. Penggunaan perisisan HEC-HMS dalam pengiraan

kadar alir puncak di bahagian hulu tadahan Sungai Bunus, telah memberikan

keputusan yang memuaskan. Hidrograf kadar alir simulasi didapati menghasilkan

kesepadanan yang baik dengan hidrograf kadar alir cerapan. Proses kalibrasi bagi

peristiwa hujan 28 Januari 2004 telah menghasilkan Indeks Keberkesanan sebanyak

95.92% manakala 82.66% telah diperolehi daripada proses validasi peristiwa hujan 6

April 2004. Hasilnya, nilai Ct dan Cp sebanyak 0.789 dan 0.327, masing-masing

diperolehi bagi kawasan kajian seluas 0.5507 km2 dengan 44.22% kawasan tidak

telap dan 8.25% purata kecerunan kawasan. HEC-HMS juga digunakan bagi

mensimulasikan kadar alir puncak bagi rekabentuk hujan 100-tahun ARI keadaan

sekarang. Didapati sungai yang sedia ada dengan kapasiti sebanyak 34.14 m3/s

mampu menampung kadar alir puncak di titik luahan iaitu 15.20 m3/s.

ABSTRACT

Often planners and engineers are faced with limitation of hydrologic

measurement techniques. Therefore, the modeling of rainfall-runoff processes

is the solution for most of hydrological problems. Extrapolation from

available measurements in both space and time is desired particularly for

ungauged catchments, normally in urban areas to assess the impact of future

hydrological changes. This study highlights the rainfall-runoff relationship by

establishing the Snyder’s parameter for urban catchments. The usage of HEC-

HMS software in the computation of peak flow in the upper part of Sungai

Bunus catchment has produced satisfying results. The simulated flow

hydrograph fit the observed flow hydrograph very well. The calibration

process of storm event on 28th January 2004 results in Efficiency Index of

95.92% while 82.66% is obtained from the validation process of storm event

on 6th April 2004. As a result, Ct and Cp values of 0.789 and 0.327,

respectively is achieved for catchment area of 0.5507 km2 with 44.22%

impervious area and average catchment slope of 8.25%. HEC-HMS is also

used in simulating the peak discharge for 100-year ARI design rainfall of

present condition. It was found that the peak discharge at the outlet is 15.20

m3/s. This has shown that the existing river with capacity of 34.14 m3/s is

adequate.

KANDUNGAN

BAB PERKARA HALAMAN

TAJUK i

PENGAKUAN ii

DEDIKASI iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

KANDUNGAN vii

SENARAI JADUAL xi

SENARAI RAJAH xii

SENARAI SIMBOL xiv

SENARAI LAMPIRAN xvi

BAB 1 PENGENALAN 1

1.1 Am 1

1.2 Kenyataan Masalah 2

1.3 Matlamat 5

1.4 Objektif 5

1.5 Skop Kajian 5

1.6 Sumbangan/ Kepentingan Kajian 6

BAB 2 KAJIAN LITERATUR 7

2.1 Pengenalan 7

2.2 Air Larian Dan Tadahan 8

2.3 Hubungan Curahan-Air Larian 8

2.4 Sumber Dan Komponen Air Larian 10

2.4.1 Curahan Terusan 11

2.4.2 Aliran Daratan 11

2.4.3 Aliran Terus 11

2.4.4 Aliran Air Bumi 12

2.5 Perubahan Ciri-ciri Air Larian Akibat Urbanisasi 14

2.6 Model 15

2.6.1 Model Fizikal 16

2.6.2 Model Analog 16

2.6.3 Model Matematik 16

2.7 Pemilihan Model 17

2.8 Permodelan Hidrologi 18

2.8.1 Model RORB Dan RAFT 19

2.8.2 Model SWMM 20

2.8.3 Model HEC-HMS 21

2.9 Ciri-ciri HEC-HMS 23

2.9.1 Komponen Permodelan Tadahan 23

2.9.2 Kehilangan 23

2.9.3 Pengubahan Air Larian 24

2.9.4 Penghalaan Terusan Terbuka 24

2.9.5 Analisis Data Meteorologi 25

2.9.6 Simulasi Curahan-Air Larian 25

2.9.7 Penganggaran Parameter 26

2.10 Proses Permodelan 26

2.10.1 Konseptualisme Masalah 26

2.10.2 Pemilihan Atau Pembangunan Model 27

2.10.3 Penganggaran Parameter (Kalibrasi) 27

2.10.4 Validasi 28

BAB 3 PENENTUAN KAEDAH PERMODELAN 31

3.1 Pengenalan 31

3.2 Data Umum 31

3.3 Pemilihan Kaedah Simulasi 32

3.3.1 Kehilangan Awal Dan Kadar-Tetap 33

3.3.2 Hidrograf Unit Snyder 34

3.3.3 Kaedah Muskingum 36

3.3.4 Aliran Dasar 39

3.4 Autokalibrasi Model 39

3.5 Langkah Kerja 41

3.6 Kriteria Semakan 41

BAB 4 KAWASAN KAJIAN 43

4.1 Kawasan Tadahan Sungai Bunus 43

4.2 Lokasi Dan Keluasan Kawasan Kajian 44

4.3 Keadaan Topografi Dan Gunatanah 45

4.4 Pembahagian Sub-tadahan 46

4.5 Penggunaan Model HEC-HMS Dalam Kawasan Kajian 48

4.5.1 Memulakan Projek Baru 48

4.5.2 Membina Model Tadahan 49

4.5.3 Membina Model Meteorologik 51

4.5.4 Membina Spesifikasi Kawalan 52

BAB 5 KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN 53

5.1 Keputusan permodelan 53

5.2 Semakan Keberkesanan Simulasi 55

5.2.1 Kalibrasi 55

5.2.2 Validasi 56

5.3 Anggaran Parameter Snyder 56

5.4 Anggaran Jumlah Lebat Hujan (100 Tahun ARI) 58

5.4.1 Masa Tumpuan (tc) 59

5.4.2 Curahan 59

5.4.3 Corak Hujan 60

5.5 Kapasiti Sungai 61

5.6 Perbincangan 63

BAB 6 KESIMPULAN DAN CADANGAN 65

6.1 Kesimpulan 65

6.2 Cadangan 66

SENARAI RUJUKAN 67

LAMPIRAN A - E 69 - 74

SENARAI JADUAL

NO JADUAL TAJUK HALAMAN

4.1 Ciri-ciri fizikal sub-tadahan 46

5.1 Parameter-parameter selepas proses kalibrasi 53

5.2 Nilai parameter Snyder yang dibangunkan 58

5.3 Rekabentuk hujan bagi 100 tahun ARI 60

SENARAI RAJAH

NO RAJAH TAJUK HALAMAN

1.1 Kenderaan yang berada di bahu jalan di sekitar kawasan 2

Bukit Bintang ditenggelami air akibat hujan lebat

1.2 Imej satelit yang menunjukkan kelompok awan 3

1.3 Keadaan banjir di sekitar Stesen LRT Masjid Jamek 4

2.1 Graf curahan-air larian bagi tiga peristiwa hujan di USA 9

2.2 Gambarajah proses air larian 13

2.3 Carta alir proses permodelan 30

3.1 Konsep hidrograf unit sintetik- Kaedah Snyder 35

3.2 Penentuan parameter Muskingum K dan x 38

3.3 Prosedur optimisasi automatik 40

4.1 Masalah banjir di Kuala Lumpur 44

4.2 Kawasan kajian yang terletak di sebelah kiri tebing Sungai 45

Bunus

4.3 Pembahagian sub-tadahan dan penempatan stesen cerapan 47

hujan di setiap sub-tadahan

4.4 Tolok hujan automatik yang dipasang berdekatan titik luahan 47

4.5 Memasukkan nama dan huraian projek baru 48

4.6 Penetapan ciri-ciri projek 49

4.7 Ikon elemen sub-tadahan, reach dan titik luahan 50

ditempatkan dalam kedudukan yang betul

4.8 Parameter bagi kaedah Initial/ Constant Loss 50

4.9 Parameter bagi kaedah Snyder UH 51

4.10 Parameter bagi kaedah Muskingum 51

4.11 Kaedah User-Hyetograph digunakan bagi curahan 52

5.1 Hidrograf di titik luahan bagi peristiwa hujan 28 Januari 2004 54

5.2 Keputusan bagi rekabentuk hujan 100 tahun ARI 61

5.3 Keratan rentas sungai di titik luahan 62

SENARAI SIMBOL

A - Luas

Cp - Pekali simpanan

Ct - Pekali tadahan

I - Kadar aliran masuk RIt - Purata keamatan hujan ARI dalam tempoh t

K - Pemalar simpanan Muskingum

L - Panjang sungai

Lc - Panjang sungai dari titik tumpuan ke sentroid tadahan

n - Pekali kekasaran Manning

O - Kadar aliran keluar

P - Perimeter basah terusan

q mean - Purata aliran cerapan

q obs - Aliran cerapan

q sim - Aliran simulasi

Q - Kadar alir

Qp - Kadar alir puncak

R - Jejari hidraulik

S - Jumlah simpanan

So - Kecerunan

SSE - Perbezaan jumlah aliran simulasi dengan aliran cerapan

dikuasa-duakan

SST - Perbezaan jumlah aliran cerapan dengan aliran purata

dikuasa-duakan

tc - Masa tumpuan

tp - Masa kelengahan tadahan

tr - Tempoh hujan berkesan

V - Halaju aliran

x - Faktor pemberat

SENARAI LAMPIRAN

LAMPIRAN TAJUK HALAMAN

A Kadar alir bagi peristiwa hujan 28 Januari 2004 69

B Kadar alir bagi peristiwa hujan 6 April 2004 70

C Jadual kiraan hidrograf unit bagi peristiwa hujan 71

28 Januari 2004

D Jadual Indeks Keberkesanan bagi peristiwa hujan 72

28 Januari 2004 (Kalibrasi)

E Jadual Indeks Keberkesanan bagi peristiwa hujan 74

6 April 2004 (Validasi)

BAB I

PENGENALAN

1.1 Am

Di era globalisasi dan komunikasi multimedia ini, banjir kilat masih

merupakan masalah yang sering dihadapi oleh kebanyakan negara yang sedang

membangun. Ia lazimnya berlaku di bandar-bandar yang terletak berdekatan sungai

dan/ atau mempunyai aktiviti penggunaan tanah tanpa kawalan yang seterusnya

meninggikan kadar air larian permukaan. Banjir juga meningkatkan lagi

permasalahan di kalangan masyarakat atau komuniti seperti gangguan terhadap

proses kehidupan, kerosakan harta benda dan lebih dashyat lagi adalah kematian.

Masalah pengurusan curahan bandar di Malaysia telah meningkatkan kadar

kawasan cenderung banjir. Pembangunan yang giat dijalankan telah meningkatkan

peratusan kawasan tidak telap. Ini menyebabkan perubahan pembolehubah hidrologi

seperti susupan, simpanan air dan lain-lain yang akhirnya meningkatkan lagi kejadian

banjir kilat.

Banjir dapat didefinisikan sebagai satu fenomena di mana aliran air yang

tinggi melebihi kapasiti terusan atau saliran yang sedia ada dan melimpahi tebing

semulajadi atau tambak buatan. Bagaimanapun, bagi meminimakan kesan negatif

banjir kilat, beberapa model hidrologi telah dikenalpasti dan telah digunakan secara

intensif dalam kajian, perancangan dan rekabentuk dalam bidang hidrologi, hidraulik

dan ribut taufan.

1.2 Kenyataan Masalah

Hujan lebat yang berterusan selama hampir 3 jam pada tanggal 26 April 2001

telah menyebabkan Kuala Lumpur dan kawasan persekitarannya dilanda banjir kilat.

Kadar hujan yang direkodkan di Stesen Meteorologikal Petaling Jaya bagi tempoh 3

jam ialah 42.9 mm. Ini menyebabkan Sungai Klang dan Sungai Gombak mengalami

aliran lampau akibat hujan lebat yang berterusan ini.

Rajah 1.1 Kenderaan yang berada di bahu jalan di sekitar kawasan Bukit

Bintang ditenggelami air akibat hujan lebat yang berterusan

Hujan lebat ini disebabkan oleh sistem tekanan rendah ke atas Laut China

Selatan. Sistem ini menyebabkan angin menghala ke barat laut bertiup ke atas

Semenanjung dan Selat Melaka, membentuk kelompok awan di sepanjang kawasan

pantai di negeri-negeri pantai barat. Gambar satelit yang diambil pada pukul 1.32

petang bertarikh 26 April 2001 menunjukkan kehadiran kelompok awan besar yang

menyebabkan ribut petir dan hujan lebat di sepanjang kawasan pantai barat

terutamanya di Lembah Kelang dan sekitarnya (Malay Mail, 27 April 2001).

Rajah 1.2 Imej satelit yang menunjukkan kelompok awan pada waktu

Malaysia 1.32 petang bertarikh 26 April 2001

Kejadian banjir tersebut bukan hanya disebabkan oleh faktor semulajadi

tetapi diburukkan lagi dengan aktiviti manusia seperti urbanisasi tidak terancang. Ia

lazimnya bertindak sebagai salah satu faktor yang menggiatkan lagi fenomena banjir

dengan mengubah pembolehubah hidrologi seperti simpanan air, susupan dan

keterpindahan.

Kejadian banjir kilat yang hampir sama turut berlaku pada 10 Jun 2003 di

mana kebanyakan jalan-jalan utama di Kuala Lumpur ditenggelami air. Di antaranya

ialah Jalan Raja, Jalan Dang Wangi dan di persekitaran kawasan Masijd Jamek

berhampiran Stesen LRT yang sekaligus mengganggu kelancaran lalulintas. Ini

menunjukkan bahawa masalah banjir kilat merupakan masalah yang telah lama

dihadapi dan berterusan hingga kini akibat aktiviti perbandaran yang meningkatkan

kadar kawasan tidak telap yang akhirnya menyebabkan sistem saliran yang sedia ada

tidak lagi mampu berfungsi dengan baik seiring dengan kemajuan negara yang pesat

membangun.

Rajah 1.3 Keadaan banjir di sekitar kawasan Stesen LRT Masjid Jamek

pada 10 Jun 2003

Justeru itu, penyelesaian yang sewajarnya perlu dilaksanakan dan diharap

kajian ini dapat membantu meminimakan kesan kerosakan dan kadar kematian akibat

fenomena banjir kilat yang melanda negara kita.

1.3 Matlamat

Kajian ini bertujuan membantu meningkatkan lagi tahap proses membuat

keputusan terhadap masalah hidrologi terutamanya berkaitan hubungan curahan dan

air larian.

1.4 Objektif

Objektif yang perlu dicapai bagi kajian ini ialah menghasilkan perkaitan di

antara curahan dan air larian permukaan di kawasan bandar yang membangun

menggunakan model hidrologi HEC-HMS melalui pembentukan parameter Snyder

iaitu pekali tadahan, Ct dan pekali simpanan, Cp.

1.5 Skop Kajian

Skop kajian ini hanya akan tertumpu di bahagian hulu kawasan tadahan

Sungai Bunus. Bagi memenuhi objektif, kajian dilakukan meliputi skop-skop berikut:

(a) Pengumpulan data-data lapangan berkaitan seperti data curahan, data kadar

alir, data topografi kawasan kajian dan lain-lain.

(b) Penganalisaan data-data masukan bagi pelaksanaan simulasi menggunakan

model hidrologi yang dipilih meliputi proses kalibrasi dan validasi.

(c) Perbandingan dan analisis terhadap hasil simulasi yang diperolehi dengan

hasil cerapan bagi kawasan kajian berdasarkan kriteria semakan yang relevan.

1.6 Sumbangan/ Kepentingan Kajian

Kajian ini diharap dapat menyediakan maklumat bagi membantu pihak-pihak

berkaitan terutamanya Jabatan Pengairan dan Saliran (JPS) dalam membuat

keputusan untuk merancang dan merekabentuk kemudahan pengurangan kerosakan

akibat banjir yang baru, mengendali atau menilai pengangkutan hidraulik dan

kemudahan kawalan air yang sedia ada dan mengenalpasti penyelesaian kepada

masalah banjir pada masa kini dan juga akan datang meliputi pengawalan aktiviti

penggunaan tanah.

BAB II

KAJIAN LITERATUR

2.1 Pengenalan

Analisis hidrologi dijalankan bagi memperoleh rekabentuk hidrograf hujan

untuk pelbagai purata kala kembali (average return intervals-ARI) menggunakan

model curahan-air larian permukaan daripada data hujan yang sedia ada. Rekabentuk

hidrograf ini membentuk input primer bagi model hidraulik yang membolehkan

rekabentuk hidrograf tersebut digunakan dalam sistem saliran. Dengan menggunakan

model, fenomena hidrologi boleh difahami dan di bawah keadaan tertentu, ramalan

boleh dilakukan.

Permodelan komputer banyak memberi kelebihan berbanding teknik manual.

Ia menghasilkan keputusan rekabentuk yang lebih tepat dan penjimatan kos dengan

mengelakkan terlebih atau kekurangan saiz. Kebanyakan model hidrologi cuba untuk

mensimulasikan proses curahan-air larian. Ini bagi memastikan bahawa kesan hujan

dan air larian permukaan yang merupakan komponen hidrologi yang paling penting

kerana kaitannya terus dengan kuantiti sumber bekalan air, banjir, aliran sungai dan

seterusnya rekabentuk empangan dan struktur kawalan hidraulik diambil kira

sewajarnya.

2.2 Air Larian Dan Tadahan

Hidrologi air permukaan lazimnya dikaitkan dengan pergerakan air di

sepanjang permukaan bumi hasil daripada curahan dan pencairan salji. Analisis

terperinci aliran air permukaan adalah penting bagi bidang-bidang seperti bekalan air

perbandaran dan industri, kawalan banjir, ramalan aliran sungai, rekabentuk

takungan, kawalan kualiti air dan lain-lain. Hubungan antara curahan dan air larian

banyak dipengaruhi oleh pelbagai hujan dan ciri-ciri tadahan.

Air larian berlaku apabila curahan bergerak di sepanjang permukaan tanah di

mana sebahagiannya akan menuju ke sungai atau tasik sama ada semulajadi ataupun

buatan. Keluasan tanah di mana hujan turun dikenali sebagai tadahan dan keluasan

kawasan yang menyumbang air larian permukaan ke sebarang titik tumpuan dikenali

sebagai lembangan (basin). Air hujan yang turun ke atas lembangan dalam kuantiti

yang melebihi pengambilan tanah atau tumbuhan akan menjadi air larian permukaan.

Air yang menyusup ke dalam tanah boleh akhirnya kembali ke sungai dan bergabung

dengan air larian permukaan dalam bentuk jumlah saliran dari tadahan.

2.3 Hubungan Curahan-Air Larian

Pada tahap umum, hubungan antara curahan dan air larian boleh dinyatakan

dalam bentuk peredaran air berterusan melalui kitaran hidrologi. Setiap tadahan

merupakan sistem penerimaan input curahan dan kemudiaan mengubahnya kepada

output penyejatan dan aliran sungai. Kesegeraan aliran sungai bertindakbalas

terhadap peristiwa hujan menunjukkan sebahagian daripada curahan mengambil

halaan deras ke saliran sungai. Ini adalah bersamaan dengan aliran berterusan selepas

itu yang melalui tempoh cuaca kering yang panjang dengan kerap. Dalam hal ini, ia

menunjukkan bahawa sebahagian curahan mengambil halaan perlahan yang dikenali

sebagai aliran dasar. Dalam sesetengah situasi, reaksi tadahan terhadap curahan

lazimnya deras tetapi jarang sama, contohnya kadar curahan yang muncul dengan

cepat sebagai aliran sungai di bawah hidrograf hujan berubah dari satu peristiwa

hujan ke suatu peristiwa hujan yang lain.

Rajah 2.1 Graf curahan dan air larian bagi tiga peristiwa hujan di USA

Rajah 2.1 menunjukkan graf daripada kertas kerja Ramser (1927), di mana ia

menitikberatkan kesegeraan dan kebolehubahan aliran sungai bertindakbalas

terhadap curahan dalam tadahan yang kecil. Disebabkan curahan dan aliran sungai

diplotkan atas skala yang sama, ia juga menitikberatkan peratusan curahan yang

rendah yang wujud sebagai aliran deras di bawah hidrograf hujan. Walaupun dalam

skala kecil, peratusan sebenar berubah dengan ciri-ciri curahan dan keadaan tadahan,

dianggarkan bahawa secara globalnya adalah secara purata 36 peratus jumlah

curahan yang jatuh ke atas kawasan tanah menuju ke laut sebagai air larian. Daripada

jumlah peratusan tersebut, 11% merupakan aliran deras (quickflow) manakala

bakinya, 25% adalah aliran dasar (Ward, R. C. and M. Robinson, 2000).

2.4 Sumber Dan Komponen Air Larian

Terminologi logikal dan konsisten proses air larian ditunjukkan dalam Rajah

2.2. Ia menunjukkan bahawa air larian permukaan adalah bahagian jumlah air larian

yang sampai ke titik tumpuan tadahan saliran melalui aliran daratan (overland flow)

dan terusan sungai. Air larian subpermukaan ialah jumlah aliran terus (throughflow)

dan aliran air bumi di mana ia lazimnya sama dengan jumlah aliran air yang tiba di

sungai sebagai aliran tepu melalui dasar terusan dan tebing. Air larian terus pula

adalah jumlah curahan terusan, air larian permukaan dan aliran terus yang pantas

akan mewakili pengagihan air larian major sewaktu tempoh hujan dan kebanyakan

banjir. Aliran dasar adalah komponen air larian yang mampan yang mana berterusan

walaupun dalam tempoh cuaca kering.

Kepentingan relatif sumber air larian ini boleh berubah dari segi ruang,

bergantung pada ciri-ciri tadahan saliran seperti jenis tanah dan ketumpatan litupan

tumbuhan serta keadaan hujan. Sebagai tambahan, kepentingan sumber air larian

individu boleh berubah dari segi masa seperti tempoh tahunan atau secara musim dan

boleh juga berubah secara dramatik semasa hujan individu atau turutan peristiwa

hujan dalam tindakbalas terhadap perubahan kapasiti susupan, paras air bumi dan

kawasan permukaan air (Ward, R. C. and M. Robinson, 2000).

2.4.1 Curahan Terusan (Channel Precipitation)

Pengagihan curahan yang turun secara terus ke atas permukaan air lazimnya

adalah kecil disebabkan sistem terusan yang sedia ada menampung hanya nisbah

kecil (1-2 peratus) kawasan kebanyakan tadahan. Bahkan bagi peristiwa hujan yang

kecil, curahan terusan mungkin satu-satunya komponen hidrograf. Sistem terusan

yang lebih luas di mana tadahan mengandungi kawasan tasik atau paya yang luas dan

dalam keadaan ini, aliran curahan terusan akan cenderung menjadi komponen air

larian yang lebih dominan. Sebagai tambahan, aliran curahan terusan akan meningkat

secara jelas sewaktu hujan berpanjangan atau peristiwa hujan bersiri, semasa

rangkaian meluas dan boleh secara sementara dihitung sehingga 60% atau lebih

daripada jumlah air larian dalam sesetengah tadahan kecil.

2.4.2 Aliran Daratan (Overland Flow)

Ia terdiri daripada air yang mengalir ke atas permukaan tanah ke terusan

sungai. Salah satu punca aliran daratan adalah ketidakupayaan air untuk menyusup

ke dalam permukaan hasil daripada intensiti curahan yang tinggi dan/ atau nilai

kapasiti penyusupan yang rendah.

2.4.3 Aliran Terus (Throughflow)

Air yang menyusup ke dalam tanah yang kemudian bergerak secara selari

melalui lapisan ufuk tanah atas ke terusan sungai, sama ada sebagai aliran tidak tepu

atau, biasanya sebagai aliran tepu tenggek cetek (shallow perched saturated flow)

atas aras air bumi utama dikenali sebagai aliran terus. Aliran terus berkemungkinan

berlaku apabila konduktiviti sisian hidraulik ufuk tanah permukaan melebihi

keseluruhan konduktiviti pugak hidraulik melalui profil tanah.

2.4.4 Aliran Air Bumi (Groundwater Flow)

Kebanyakan hujan yang menyusupi permukaan tadahan akan telus menerusi

lapisan tanah ke dasar air bumi dan akhirnya akan sampai ke terusan sungai utama

sebagai aliran air bumi melalui zon tepu. Disebabkan air pada kedalaman tersebut

bergerak dengan sangat perlahan sahaja melalui tanah, aliran keluar air bumi ke

dalam terusan sungai boleh ketinggalan atau mengalami kelengahan daripada

kejadian hujan dalam beberapa hari, minggu mahupun tahun. Secara umum, aliran air

bumi mewakili komponen jumlah air larian jangka masa panjang yang utama dan

secara khususnya penting sewaktu tempoh kemarau apabila air larian permukaan

tidak wujud.

Bagaimanapun, bagi kawasan bandar membangun, air lariannya banyak

bergantung kepada permukaan semulajadi bandar, sistem hidrologi bandar dan iklim.

Permukaan bandar adalah kurang telap dan hasilnya, ia merupakan kawasan sumber

efektif bagi aliran deras dan hidrograf banjir cenderung untuk mempunyai kedua-dua

puncak yang lebih tinggi dan lebih awal. Ini menggambarkan isipadu larian deras

yang besar dan pergerakan derasnya melalui permukaan bandar. Oleh sebab itu,

urbanisasi cenderung untuk meningkatkan isipadu dan puncak banjir di hilir.

Bagaimanapun, kebanyakannya bergantung kepada kontra kebolehtelapan antara

permukaan kawasan bandar membangun dengan sebelum pembangunan.

CURAHAN TADAHAN (tidak termasuk simpanan, pemintasan

dan kehilangan lain)

Rajah 2.2 Gambarajah proses air larian

2.5 Perubahan Ciri-ciri Air Larian Akibat Urbanisasi

CURAHAN TERUSAN

ALIRAN AIR BUMI

ALIRAN ATAS PERMUKAAN

TANAHPENYUSUPAN

ALIRAN TERUS

ALIRAN DASAR

QUICKFLOW (air larian terus)

AIR LARIAN PERMUKAAN

AIR LARIAN SUBPERMUKAAN

ALIRAN TERUS ALIRAN TERUS DERAS LENGAH

Aliran terusan Aliran terusan

JUMLAH AIR LARIAN (aliran sungai pada titik

tumpuan tadahan)

Urbanisasi tanah lazimnya menghasilkan peningkatan kadar pemecutan

perpindahan air hujan selaras dengan peningkatan isipadu dan kadar puncak air

larian. Dalam kebanyakan kes, nilai susupan boleh disingkirkan dan peratusan besar

air hujan menjadi air larian. Bagaimanapun, dengan meningkatkan kawasan kapasiti

simpanan dan melengahkan aliran keluar, adalah mungkin untuk meningkatkan

jangka masa (timing) dan melengahkan kadar puncak air larian. Kesan utama

perubahan penggunaan tanah telah diklasifikasikan oleh Leopold sebagai berikut: (1)

perubahan dalam ciri-ciri aliran puncak, (2) perubahan dalam jumlah air larian, (3)

perubahan dalam kualiti air dan (4) perubahan dalam kemudahan hidrologi (Bedient,

P. B. and Huber, W. C. 1992).

Perubahan penggunaan tanah boleh meningkatkan atau mengurangkan

isipadu air larian dan kadar maksima serta tempoh aliran bagi sesuatu kawasan.

Faktor yang memberi pengaruh besar terhadap isipadu aliran adalah kadar susupan

dan simpanan permukaan. Perubahan dalam pintasan dan faktor-faktor lain lazimnya

tidak penting bagi kawasan bandar. Kadar aliran puncak berkait dengan isipadu

aliran. Ini boleh ditunjukkan oleh prinsip hidrograf unit yang menjelaskan dengan

cirir-ciri lain adalah malar, kadar aliran puncak berubah secara terus dengan isipadu

aliran.

Urbanisasi lazimnya meningkatkan isipadu air larian dan kadar aliran puncak

dan mengurangkan tempoh kelengahan tadahan. Secara amnya, kadar alir puncak air

larian akan meningkat lebih daripada isipadu air larian apabila urbanisasi berlaku. Ini

disebabkan peningkatan kadar aliran daratan ke terusan sungai dan menghasilkan

pengurangan dalam masa tumpuan tadahan. Air mengalir lebih cepat di atas jalan

raya dan bumbung berbanding dari kawasan tumbuhan semulajadi dan pengangkutan

hidraulik seperti terusan terbuka, seterusnya meningkatkan halaju aliran dan

mengurangkan tempoh kelengahan.

2.6 Model

Dalam konteks yang luas, model dapat didefinisikan sebagai sebarang

prosedur teratur dalam menganalisis masalah. Bagaimanapun, US EPA

mendefinisikan model sebagai proses yang digunakan untuk meningkatkan tahap

pemahaman (semulajadi atau buatan manusia) sistem dan cara bagaimana ia

bertindak balas terhadap perubahan keadaan. Justeru itu, model komputer telah

melengkapkan sebahagian rekabentuk dan perancangan saliran hujan pada

pertengahan 1970-an.

Sebagai tambahan kepada simulasi proses hidrologi dan hidraulik, model

komputer mempunyai kegunaan lain. Ia boleh menyediakan cara kuantitatif untuk

menguji alternatif dan kawalan sebelum pelaksanaan pengukuran perbelanjaan dalam

bidang terbabit. Sekiranya model telah dikalibrasi dan divalidasi pada satu kawasan

minimum, ia boleh digunakan untuk simulasi keadaan tidak-mengawas dan

mengekstrapolasi keputusan kepada kawasan yang tidak bertolok/ dicerap yang

hampir sama. Model boleh digunakan untuk memanjangkan siri waktu aliran, tahap

dan parameter kualiti melepasi jangka masa pengukuran, iaitu terdiri daripada ukuran

persembahan statistik yang kemudian boleh diterbitkan. Ia juga boleh digunakan

untuk merekabentuk optimisasi dan kawalan waktu-sebenar (MASMA, 2000).

Ciri-ciri utama model simulasi adalah ia boleh menghasilkan output/ siri

output hasil tindakbalas daripada input/ siri input. Kriteria dan kegunaan tiga kelas

utama model simulasi yang telah menyumbang kepada saintifik dan penggunaan

hidrologi dihuraikan seperti berikut.

2.6.1 Model Fizikal

Ia merupakan perwakilan bahagian semulajadi dunia yang dibina secara

nyata. Jika ia dibina pada skala yang lebih besar atau lebih kecil daripada sistem

semulajadi, peraturan penskalaan rasmi berdasarkan analisis dimensi digunakan bagi

mengaitkan cerapan pada model dengan dunia sebenar. Model fizikal adalah penting

dalam memahami masalah hidraulik dan mekanik bendalir, dan ia selalu digunakan

bagi membantu rekabentuk struktur kejuruteraan yang kompleks, terutamanya yang

melibatkan aliran terusan terbuka (USACE, 2000).

2.6.2 Model Analog

Ia menggunakan cerapan sesuatu proses untuk mensimulasikan proses

semulajadi analog secara fizikal. Contohnya, aliran elektrik yang dinyatakan oleh

Hukum Ohm mempunyai kesamaan analog dengan Hukum Darcy aliran air bumi.

Oleh itu, pengagihan potensi elektrik (voltan) ke atas kertas konduktif yang

direkabentuk khas boleh digunakan untuk menentukan corak air bumi yang

berpotensi di bawah pelbagai keadaan sempadan.

2.6.3 Model Matematik

Ia adalah set urutan persamaan dan langkah logikal yang nyata yang

menukarkan masukan numerikal yang mewakili kadar aliran atau keadaan simpanan

kepada keluaran numerikal yang mewakili kadar aliran atau keadaan simpanan yang

lain. Kandungan bagi model matematik adalah persamaan yang membentuk

perwakilan sifat kualitatif aliran dan simpanan dan parameter dalam persamaan ini

yang merencanakan sifat kuantitatif (USACE, 2000).

2.7 Pemilihan Model

Dalam kebanyakan situasi, terdapat beberapa pilihan atau alternatif model

yang boleh digunakan. Pemilihan model yang terbaik bergantung kepada keluasan

atau had sesuatu masalah hidrologi itu. Kaedah objektif dalam pemilihan model yang

terbaik belum lagi dibangunkan, maka pemilihan ini kekal atau tinggal sebagai

sebahagian daripada seni permodelan hidrologi. Bagaimanapun, Dawdy dan Lichty

(1968) telah mencadangkan empat kriteria yang boleh digunakan dalam penentuan

antara pelbagai alternatif model iaitu;

(a) ketepatan ramalan

(b) kemudahan dalam menggunakan sesuatu model

(c) kekonsistenan penganggaran parameter

(d) sensitiviti keputusan untuk berubah dalam nilai parameter

Ketepatan ramalan output keluaran sistem adalah sangat penting. Ia adalah

sesuatu yang diingini bagi model yang dibangunkan melalui kajian diuji dalam

keadaan ralat statistik yang diketahui. Model dengan kecenderungan dan ralat varians

yang minimum adalah lebih baik. Kemudahan penggunaan model pula merujuk

kepada bilangan parameter yang mesti dianggarkan dan kesenangan penjelasan dan

penerangan berkaitan model kepada klien atau badan umum. Secara amnya, kaedah

simulasi termudah yang menyediakan analisis yang dikehendaki seharusnya

digunakan. Risiko menggunakan model yang lebih kompleks (dan mungkin “lebih

baik”) adalah ia memerlukan lebih kepakaran, data, sokongan dan lain-lain bagi

mengguna dan memahami prosedur pengaplikasiannya yang boleh mengakibatkan

penggunaan yang salah.

Kekonsistenan penganggaran parameter merupakan pertimbangan penting

dalam membangunkan model konseptual menggunakan parameter yang dianggarkan

menggunakan teknik optimisasi. Sekiranya nilai optimum parameter adalah sangat

sensitif terhadap tempoh rekod tertentu yang digunakan, atau jika ia berubah atau

berbeza dengan banyak antara kawasan tadahan yang hampir sama, sesuatu model itu

berkemungkinan tidak boleh dipercayai atau diterima. Kriteria yang terakhir, model

tidak seharusnya terlalu sensitif terhadap pembolehubah input atau masukan yang

sukar diukur (Dawdy, D. R. and Lichty, R. W., 1968)

Walaupun kriteria-kriteria di atas berkaitan antara satu sama lain, dan proses

mendapatkan susun atur kedudukan model yang jelas adalah mustahil, kriteria-

kriteria tersebut perlu dipertimbangkan dalam pemilihan model. Dalam kebanyakan

masalah atau keadaan, akan terdapat lebih daripada satu model yang boleh

digunakan. Pemilihan terakhir model terbaik akan bergantung kepada masalah,

sumber yang sedia ada untuk dianalisis, rangka waktu yang sedia ada, sumber

masukan yang sedia ada dan kriteria-kriteria tersirat atau mutlak yang lain seperti

pengalaman penggunaan pelbagai jenis model hidrologi.

2.8 Permodelan Hidrologi

Maklumat berkaitan kadar dan isipadu aliran di sebarang titik tumpuan

sepanjang sungai adalah perlu dalam analisis dan rekabentuk kebanyakan jenis

projek air. Meskipun banyak sungai mempunyai data cerapan bagi menyediakan

rekod aliran sungai berterusan, perancang dan jurutera adakalanya berdepan dengan

maklumat aliran sungai yang sedikit atau tiada langsung dan perlu bergantung kepada

sintesis dan simulasi sebagai peralatan bagi menjana rangkaian aliran tiruan untuk

digunakan dalam memberi keputusan sewajarnya berhubung saiz struktur, kesan

penggunaan tanah, pengukuran kawalan banjir, bekalan air, perubahan cuaca dan

lain-lain.

Simulasi didefinisikan sebagai huraian matematik tindakbalas sistem sumber

air hidrologi terhadap suatu peristiwa hujan bagi jangka masa yang dipilih. Simulasi

boleh membawa maksud pengiraan aliran sungai harian, bulanan atau musim

berdasarkan hujan atau mengira hidrograf kadar alir hasil daripada hujan yang

diketahui atau hipotetikal. Simulasi lazimnya digunakan dalam menjana hidrograf

aliran sungai dari data hujan dan saliran tadahan. Salah satu daripada prinsip

penggunaan hidrologi adalah dalam ramalan dan jangkaan puncak banjir dan isipadu

air larian akibat hujan yang lebat. Bagi melaksanakannya, ahli hidrologi

menggunakan model yang mensimulasikan reaksi sungai terhadap peristiwa

kemasukan air pada pengagihan magnitud, ruang dan masa yang diberi bagi saliran

tadahan, di mana ia lazimnya dirujuk sebagai model curahan-air larian.

Secara idealnya, model curahan-air larian seharusnya mensimulasikan proses

fizikal di mana air bergerak dari permukaan ke sungai. Ini adalah penting dalam

menjangkakan tindakbalas aliran sungai di bawah keadaan termasuk curahan yang

menghasilkan banjir yang ekstrem, perubahan penggunaan tanah yang major seperti

pembasmian hutan dan perbandaran serta regim perubahan cuaca. Kebanyakan model

curahan-air larian yang lazim digunakan adalah berdasarkan hubungan konseptual

dan empirikal yang memberikan hasil yang munasabah. Pembangunan model yang

bersesuaian telah menjadi kepentingan semulajadi penyebaran keperluan ramalan dan

jangkaan dengan kekompleksan dan ruang serta masa dan sumber sedia ada yang

terhad bagi mengumpul data dan membangunkannya, mengkalibrasi dan verifikasi

model.

2.8.1 Model RORB dan RAFT

RORB (Laurenson and Mein, 1985) dan RAFTS (Goyen, 1990) merupakan

contoh perisian Australia yang digunakan bagi memodelkan curahan-air larian dan

penghalaan aliran sungai. Kedua-duanya sesuai bagi sistem yang berlingkungan dari

saliran kawasan bandar ke kawasan tadahan sungai yang luas. Ia juga mempunyai

pilihan penghalaan sungai dan pilihan penghalaan simpanan untuk empangan dan

kolam. Secara alternatif, ia boleh digunakan secara kombinasi dengan model

hidraulik terperinci (MASMA, 2000).

Bagaimanapun, perisian ini perlu didaftarkan terlebih dahulu sebelum boleh

digunakan dan memerlukan data input yang banyak sewaktu pelaksanaan model.

Selain itu, proses untuk membaiki nilai parameter supaya data-data simulasi adalah

hampir kepada data-data sebenar yang dicerap di tapak tidak dapat dilakukan oleh

model tetapi perlu dianalisis oleh pengguna sendiri.

2.8.2 Model SWMM

Program luar negara yang mempunyai keupayaan yang hampir sama ialah

Storm Water Management Model (SWMM). Versi asal SWMM telah dibangunkan

untuk EPA sebagai model satu acara yang dikhaskan kepada analisis aliran lampau

saliran bergabung (Metcalf and Eddy Inc, 1971). Dengan sokongan dan senggaraan

berterusan, perisian ini telah sesuai untuk semua jenis pengurusan air hujan dari

saliran bandar ke penghalaan banjir dan analisis dataran banjir. SWMM boleh

dibahagikan kepada Air larian, Pengangkutan, Extran, Simpanan/ Rawatan dan blok

Statistik untuk pengiraan curahan-air larian, penghalaan dan statistik (MASMA,

2000).

Bagaimanapun, penggunaan perisian ini hanya terhad untuk beberapa

masalah saliran di Malaysia. Ini disebabkan penggunaan model SWMM memerlukan

banyak parameter data masukan bagi melaksanakan simulasi memandangkan sumber

data adalaha terhad terutamanya dalam kawasan tadahan ini. Selain itu, kekurangan

menu dan keluaran berbentuk grafik antara muka pengguna menyukarkan lagi

keadaan. Ini disebabkan tempoh yang lama diperlukan semasa memproses data

masukan kerana format fail data yang berasaskan teks. Perlu diingatkan bahawa

bahagian dunia yang berlainan mempunyai iklim dan tindak balas hidrologi yang

berbeza.

2.8.3 Model HEC-HMS

Bagi analisis hidrologi, pelbagai kaedah boleh digunakan dan ia berbeza iaitu

dari model yang sempurna dan rumit yang memerlukan data-data yang banyak

hinggalah ke model yang sangat mudah digunakan sehingga boleh mengancam

ketepatan hasil bagi tujuan tertentu. Di antara kedua-dua ekstrem ini, terdapat satu

model yang sesuai untuk digunakan.

HEC-HMS adalah perisian generasi baru yang direkabentuk untuk

mensimulasikan curahan-air larian bagi sistem tadahan yang menggantikan Pakej

Hidrograf Banjir HEC-1. Program ini adalah kemajuan utama terhadap HEC-1 dari

segi sains komputer dan kejuruteraan hidrologi. Ia adalah produk Corp’s Civil Works

Hydrologic Engineering Research and Development Program. Program ini telah

dibangunkan di bawah HEC “Next Generation Software Development Project” yang

diketuai oleh Pengarahnya, Darry Davis manakala Ketua Bahagian Teknologi

Hidraulik dan Hidrologi, Arlen Feldman bertanggungjawab dalam menguruskan

rekabentuk umum, pembangunan, ujian dan dokumentasi program (MASMA, 2000).

Perisian ini telah lama digunakan bagi beberapa projek hidrologi dan

hidraulik di Amerika Syarikat. Ia bermula dengan penggunaan HEC-1 lagi dan salah

satu projek yang telah dijalankan ialah Hubungan antara Curahan-Air larian dan

Penilaian Kualiti Air Tadahan Coon Creek, Anoka County, Minnesota. Projek ini

telah dijalankan ke atas Tadahan Coon Creek seluas 96.9 batu persegi. Data

dikumpulkan dari Mac 1979 hingga November 1980 secara berterusan di tiga tapak

cerapan hujan, lima tapak aliran aliran sungai dan tujuh tapak tahap puncak

(creststage). Analisis hidrograf menunjukkan aliran puncak yang tinggi, tempoh yang

singkat untuk ke tahap puncak dan jangka masa aliran puncak yang pendek dalam

saliran sungai di kawasan bandar berbanding kawasan pedalaman. Jerutan

(constriction) pada jalan raya menghasilkan pengecilan nilai puncak hidrograf dalam

kawasan bandar.

Lapan hujan telah menghasilkan 19 hidrograf yang bersesuaian untuk

simulasi dengan program model HEC-1. Teknik parameter-optimisasi telah

digunakan dalam menghasilkan hidrograf sintesis yang hampir sama dengan

hidrograf cerapan. Regresi linear telah digunakan untuk mengaitkan curahan dan

keadaan lembap sebelumnya dalam setiap sub tadahan kepada parameter input HEC-

1, menghasilkan secara menyeluruh model dengan memuaskan padanan 15 daripada

19 hidrograf cerapan. Kualiti air telah ditentukan dari satu bahan-dasar dan 14

sampel air dari setiap empat tapak. Keputusan menunjukkan air larian bandar yang

membawa beban terubahsuai (areally adjusted loads) yang tinggi dengan logam,

klorida, pepejal terlarut dan mendapan/ keladak terampai. Hasil nutrien yang tinggi

ditemui di bahagian batang utama (mainstem) sungai dalam kawasan bandar.

Bagaimanapun, program HEC-1 ini telah ditingkatkan cirinya kepada HEC-

HMS dengan beberapa keupayaan baru yang penting. Di antaranya ialah simulasi

hidrograf berterusan untuk tempoh yang panjang dan pengiraan air larian teragih dari

segi ruang menggunakan paparan grid-sel tadahan. Proses modenisasi telah

menghasilkan beberapa perubahan dalam membentuk pengiraan. Berdasarkan

perbezaan pengiraan antara dua program ini, hasil daripada penggunaan HEC-HMS

adalah lebih baik kerana teknik moden yang telah dilaksanakan dan jelas sekali

bahawa model yang terbaik berubah mengikut perubahan masalah. Ia juga

merupakan perisian yang mesra pengguna yang berasaskan window dan memenuhi

kesemua spesifikasi yang diperlukan dalam kajian ini. Perisian ini juga boleh

didapati dan dimuat-turunkan secara percuma dari internet beserta dokumentasi

seperti manual pengguna, petunjuk penggunaan dan manual rujukan teknikal yang

memudahkan lagi penguasaan perisian ini dalam tempoh yang singkat.

2.9 Ciri-ciri HEC-HMS

HEC-HMS turut menyediakan dokumentasi seperti manual pengguna,

petunjuk penggunaan dan manual rujukan teknikal yang boleh dimuat-turunkan dari

internet. Secara umumnya, dokumentasi ini banyak memberi bantuan dan panduan

kepada pengguna dalam memahami proses simulasi, ciri-cirinya dan parameter-

parameter terlibat.

2.9.1 Komponen Permodelan Tadahan

Gambaran fizikal tadahan dan sungai ditatarajahkan dalam model tadahan.

Elemen hidrologi disambungkan dalam rangkaian dendrit bagi mensimulasikan

proses air larian. Elemen-elemen yang sedia ada adalah seperti sub tadahan,

persimpangan, takungan, pelencongan dan lain-lain.

2.9.2 Kehilangan

Kepelbagaian kaedah yang berbeza boleh didapati dalam mensimulasikan

kehilangan susupan. Pilihan untuk cara permodelan meliputi kehilangan awal dan

tetap, lengkung SCS serta Green and Ampt. Model lapisan defisit dan tetap boleh

digunakan untuk permodelan mudah berterusan. Model lima lapisan pengiraan tanah

lembap boleh digunakan untuk permodelan persekitaran susupan dan sejatpeluhan

yang kompleks.

2.9.3 Pengubahan Air Larian

Terdapat beberapa kaedah yang terlibat dalam mengubah lebihan curahan

kepada air larian permukaan. Kaedah hidrograf unit merangkumi Clark, Snyder dan

teknik SCS. Ordinat hidrograf unit penentuan-pengguna juga boleh digunakan.

Kaedah Clark terubahsuai, Mod Clark adalah kaedah hidrograf unit agihan-quasi

linear yang boleh digunakan bersama data curahan bergrid. Ia juga mempunyai

pelaksanaan kaedah gelombang kinematik dengan pelbagai satah dan terusan.

2.9.4 Penghalaan Terusan Terbuka

Terdapat pelbagai kaedah penghalaan hidrologi yang terlibat untuk

mensimulasikan aliran dalam terusan terbuka. Ia turut memuatkan kaedah tradisional

Muskingum, kaedah terubahsuai Plus, gelombang kinematik dan lain-lain. Terusan

dengan keratan rentas trapezoidal, segiempat tepat, segitiga atau bulat boleh

dimodelkan dengan gelombang kinematik atau kaedah Muskingum-Cunge.

2.9.5 Analisis Data Meteorologi

Analisis data meteorologi dipersembahkan oleh model meteorologi dan

melibatkan curahan dan sejatpeluhan. Tujuh kaedah curahan yang berbeza sintetik

dan sejarah turut dimuatkan dan hanya satu kaedah sajatpeluhan yang terlibat pada

masa ini. Kaedah hitograf spesifikasi-pengguna untuk data curahan dianalisis di luar

program. Kaedah pemberat cerapan menggunakan bilangan cerapan yang direkod

dan tidak direkod tanpa had. Teknik Thiessen adalah satu kemungkinan untuk

menentukan pemberat. Kaedah sejatpeluhan pula menggunakan nilai purata bulanan

dengan pilihan pekali Pan. Kaedah sejatpeluhan tambahan telah dirancang untuk

versi akan datang.

2.9.6 Simulasi Curahan-Air Larian

Jangka masa dari mula hingga akhir simulasi dikawal oleh perincian kawalan.

Perincian kawalan melibatkan tarikh dan waktu permulaan dan tarikh dan waktu

tamat serta langkah masa pengiraaan. Pelaksanaan pengiraan dicipta dengan

menggabungkan model tadahan, model meteorologi dan perincian kawalan. Pilihan

pelaksanaan melibatkan nisbah aliran atau curahan, keupayaan menyimpan kesemua

tadahan pada satu titik dalam masa yang sama dan keupayaan untuk memulakan

simulasi dari tadahan yang telah disimpan terdahulu. Hasil pengiraan akan dilihat

dari skematik model tadahan. Jadual ringkasan elemen dan global turut merangkumi

maklumat aliran puncak dan jumlah isipadu.

2.9.7 Penganggaran Parameter

Kebanyakan parameter untuk kaedah yang terlibat dalam elemen sub-tadahan

dan bahagian sungai atau terusan yang dapat dilihat di antara dua selekohnya boleh

dianggarkan secara automatik menggunakan optimization manager. Nilai kadar alir

cerapan mestilah ada untuk sekurang-kurangnya satu elemen sebelum optimisasi

boleh dimulakan. Enam fungsi objektif yang berbeza turut disediakan bagi

menganggarkan kesepadanan terbaik antara hasil simulasi dan kadar alir cerapan.

Faktor pembatas dikenakan untuk menghadkan ruang parameter kaedah pencarian.

2.10 Proses Permodelan

Sebelum sebarang model diambilkira, sebahagian data perlu diperolehi bagi

menunjukkan permasalahan yang wujud. Di setiap peringkat analisis permulaan,

hendaklah dipastikan sama ada data pengukuran boleh menyelesaikan sesuatu

permasalahan itu. Jika ya, permodelan tidak diperlukan tetapi jika permodelan

diperlukan, secara umumnya proses permodelan digambarkan dalam Rajah 2.3. Ia

melibatkan elemen-elemen utama iaitu konseptualisme masalah, pemilihan atau

pembangunan model yang bersesuaian, anggaran parameter (kalibrasi) dan ujian

yang boleh diterima (validasi) (USACE, 2001).

2.10.1 Konseptualisme Masalah

Elemen yang utama dalam proses permodelan adalah menentukan bentuk

keseluruhan dan komponen penting model. Keputusan yang dibuat perlulah

berdasarkan tujuan kejuruteraan model dan idea ini perlu ditukarkan kepada formula

yang nyata dan bentuk masukan keluaran model yang diperlukan secara spesifik

seperti jenis maklumat yang diperlukan, ketepatan keluaran yang diperlukan dan lain-

lain. Konseptualisme model juga direncanakan oleh bentuk maklumat yang sedia ada

tentang sistem yang dimodelkan dan data masukan yang sedia ada. Data masukan

terdiri daripada parameter yang diperlukan untuk menjalankan model dan lazimnya

melibatkan data hujan, keluasan, ketidakbolehtelapan dan lain-lain.

2.10.2 Pemilihan atau Pembangunan Model

Berdasarkan kriteria-kriteria pemilihan model yang telah dibincangkan,

seterusnya pemilihan atau pembangunan model dilakukan. Kebanyakan model telah

sedia ada dalam bentuk perisian komputer yang telah direkabentuk agar mudah

diubahsuai untuk diaplikasikan pada situasi tertentu.

2.10.3 Penganggaran Parameter (Kalibrasi)

Objektif anggaran parameter adalah untuk menentukan nilai yang bersesuaian

untuk parameter model yang mana tidak diketahui lebih dahulu. Ia juga dikenali

sebagai kalibrasi. Kalibrasi adalah proses pembetulan/ penyesuaian parameter bagi

mendapatkan kesamaan antara hasil jangkaan dan pengukuran. Data masukan untuk

set anggaran parameter dimasukkan ke dalam model dan nilai parameter diubahsuai

secara sistematik untuk menentukan nilai yang memberi kesepadanan yang baik

antara yang dimodelkan dan keluaran yang diukur berdasarkan kriteria yang telah

ditentukan. Kesepadanan boleh dinilai secara kualitatif dengan melihat perbandingan

hidrograf simulasi dan cerapan. Walaupun secara konsepnya ia adalah sesuatu yang

senang difahami tetapi proses anggaran parameter selalunya penuh dengan kesukaran

dan kekaburan, terutamanya dalam model pelbagai parameter (Dawdy, D. R. and

Lichty, R. W., 1968). Di antara kesukaran dan kekaburan yang sering dialami adalah:

(a) Perbezaan set-set nilai parameter berkemungkinan memberi kesepadanan

yang hampir sama.

(b) Keluaran model boleh menjadi tidak peka terhadap satu atau lebih nilai

parameter.

(c) Satu atau lebih nilai kesepadanan terbaik mungkin ketara berubah dari apa

yang difikirkan munasabah.

(d) Nilai kesepadanan terbaik boleh berubah dalam tempoh atau jangka masa

yang berbeza.

2.10.4 Validasi

Selepas parameter telah dipilih, ujian persembahan membawa kepada

penerimaan atau penolakan model bagi sesuatu aplikasi seharusnya dinilai secara

perbandingan grafik atau numerikal antara keluaran simulasi dengan cerapan.

Validasi model adalah proses membuktikan bahawa model yang telah dikalibrasi

adalah memadai untuk mewakili sistem fizikal. Validasi mengandungi pemalar

parameter dan menguji kalibrasi ke atas set data bebas. Disebabkan ketidakpastian

dalam pengkalibrasian, set nilai parameter yang digunakan dalam model kalibrasi

mungkin tidak secara tepat mewakili keadaan lapangan. Jika model didapati tidak

mensimulasi nilai cerapan secara memuaskan, pengulangan semula proses kalibrasi

perlu dilakukan. Secara ringkasnya, kalibrasi digunakan untuk menganggarkan nilai

parameter manakala validasi pula digunakan untuk menguji kesahihan anggaran.

Analisis sensitiviti juga dijalankan bagi menilai kesan pelbagai parameter masukan

hidrogeologi ke atas hasil simulasi.

Meskipun nilai parameter yang boleh diterima dapat ditentukan bagi

kebanyakan model, namun dalam kebanyakan kes parameter bukanlah sesuatu yang

unik. Sebagai tambahan, disebabkan ralat yang tidak dapat dielakkan dalam data

cerapan dan adalah mustahil bagi menggambarkan kontinum ruang-masa semulajadi

sebagai susunan titik ruang-masa yang terhad, tiada model adalah sahih sebagai

simulasi semulajadi yang sebenar.

Membentuk tujuan model

Menilai data dan keperluan data

Mendapatkan data masukan dan keluaran pengukuran

Konseptualisasi model

Memilih atau membangunkan model

Set anggaran-parameter

Set ujian-penerimaan

Menentukan kriteria paling baik

Memilih nilai parameter awal

Pelaksanaan model

Menilai kesepadanan

Rajah 2.3 Carta alir proses permodelan

Terima?

Pelaksanaan model

Menilai kesepadanan

Terima?

Menggunakan model untuk ramalan/

jangkaan

Ubahsuai nilai

parameter

Tidak

Ya

Tidak Ya

BAB III

PENENTUAN KAEDAH PERMODELAN

3.1 Pengenalan

Konsep asas yang digunakan dalam analisis hidrologi adalah menganggarkan

air larian dalam sistem saliran utama menggunakan data meteorologi sedia ada

seperti hujan dan ciri-ciri tadahan seperti penggunaan tanah, kecerunan tadahan dan

keluasan. Bagi memudahkan simulasi, kawasan tadahan dibahagikan kepada

beberapa sub-tadahan yang berpatutan.

3.2 Data Utama

Bagi membangunkan perkaitan antara curahan-air larian, maklumat dan

kriteria kawasan tadahan perlu dikumpulkan dan diketahui seperti:

(a) jenis tanah dan kadar curahan

(b) ciri penggunaan tanah dan peratus kawasan tidak telap akibat pembangunan

(c) ciri fizikal kawasan tadahan termasuk panjang dan kecerunan

(d) corak saliran di kawasan kajian

(e) keadaan dan geometri terusan saliran

Data utama yang dikumpulkan untuk analisis hidrologi dirangkakan seperti di

bawah:

(a) “Pelan Lokasi Projek Pembinaan Perparitan untuk Anak Sungai dan

Perparitan Induk (1994-2002) daripada DBKL

(b) Peta penggunaan tanah terkini yang diperolehi daripada Jabatan Pelan Induk,

DBKL

(c) Data hujan dan kadar alir bagi kawasan tadahan.

(d) Data-data ciri-ciri fizikal kawsan tadahan daripada Syarikat Perunding Wan

Mokhtar

3.3 Penentuan Kaedah Simulasi

Setelah data-data kawasan tadahan dikumpulkan dan keluasan/ had ruang dan

masa telah ditentukan, barulah model HEC-HMS dapat dimulakan. Di dalam Bab II

Kajian Literatur, telah diketahui pelbagai kaedah simulasi yang disediakan oleh

perisian HEC-HMS dalam menentukan isipadu air larian, air larian-terus dan

penghalaan terusan. Di dalam kebanyakan kes, dua atau lebih keadaan boleh

dilakukan dalam analisis. Bagi kajian ini, tiga kaedah telah dipilih iaitu kaedah awal

dan kadar-tetap, kaedah hidrograf unit Snyder dan kaedah Muskingum.

3.3.1 Kehilangan Awal Dan Kadar-Tetap

Kaedah ini dilakukan bagi menentukan isipadu air larian permukaan kawasan

tadahan. Berdasarkan beberapa kajian setempat yang terdahulu, kadar kehilangan

mempunyai perkaitan dengan jenis tanah dan penggunaan tanah. HEC-HMS

menganggap bahawa kesemua tanah dan air dalam tadahan boleh dikategorikan

sebagai (1) permukaan tidak telap yang dihubungkan secara terus; atau (2)

permukaan telap. Permukaan tidak telap yang dihubungkan secara terus dalam

tadahan adalah bahagian tadahan di mana semua menyumbang kepada air larian

curahan tanpa penyusupan, sejatan atau kehilangan isipadu yang lain. Curahan di atas

permukaan telap pula tertakluk kepada kehilangan (USACE,2000).

Kehilangan awal ditambah kepada model bagi mewakili simpanan pintasan

dan simpanan depression. Simpanan pintasan adalah kesan serapan curahan oleh

litupan permukaan, meliputi tumbuhan dalam tadahan. Simpanan depression adalah

kesan depression dalam topografi lembangan; air disimpan di dalamnya dan akhirnya

disusup atau disejat. Kehilangan ini berlaku sebelum tercetusnya air larian. Tiada air

larian akan berlaku sehingga curahan terkumpul atas kawasan telap melebihi isipadu

kehilangan awal. Kadar kehilangan tetap pula boleh dilihat sebagai kapasiti susupan

muktamad.

Model awal dan kadar tetap melibatkan parameter (kadar tetap), keadaan awal

(kehilangan awal).dan peratus permukaan tidak telap. Konsep asas model kehilangan

dan kadar tetap adalah kadar kehilangan curahan maksimum adalah malar

disepanjang peristiwa hujan. Kaedah ini disyorkan bagi kegunaan saliran bandar di

Malaysia oleh Manual Saliran Mesra Alam Malaysia (MASMA) yang turut

menyediakan nilai kehilangan awal dan kadar-tetap yang disyorkan oleh pereka

bentuk saliran. Bagaimanapun, disebabkan parameter model bukannya parameter

yang diukur, maka ia lebih baik ditentukan melalui kalibrasi.

Kaedah kehilangan lain seperti kaedah lengkung nombor SCS atau Green and

Ampt boleh juga dipilih. Bagaimanapun, pendekatan kaedah US Soil Conservation

Service memerlukan kajian terperinci bagi kegunaan/ pengaplikasian bagi saliran

bandar Malaysia (MASMA). Selain itu, disebabkan analisis ini mengambil kira

hanya satu peristiwa hujan, model pengiraan lembapan tanah yang direkabentuk

untuk simulasi berterusan adalah tidak relevan. Model-model tersebut juga

memerlukan anggaran parameter tambahan dan tidak membantu dalam memberi

keputusan yang lebih baik.

3.3.2 Hidrograf Unit Snyder (1938)

Hidrograf unit lazimnya diterbitkan daripada hidrograf asli yang dicerap.

Bagaimanapun, terdapat juga kawasan tadahan yang tidak mempunyai sebarang

rekod data cerapan terutamanya di kawasan bandar dan hidrograf diperlukan. bagi

memulakan sesuatu projek infrastruktur hidraulik. Dalam situasi ini, hidrograf boleh

disintesiskan berdasarkan pengalaman lepas bagi kawasan lain dan diaplikasikan

sebagai anggaran awal bagi tadahan tanpa rekod yang mempunyai persamaan

sifatnya. Ini dikenali sebagai hidrograf unit sintetik.

Pendekatan asal konsep ini adalah berdasarkan Snyder yang telah memilih

tiga parameter iaitu lebar dasar hidrograf, kadar alir puncak dan kelengahan tadahan

sebagai memadai untuk mentafsirkan hidrograf unit (Wilson, 1983) yang

digambarkan dalam Rajah 3.1.

tr

tp1 0

Qp

Q (m3/s/unit)

t (s)Piawaian UH: tp = 5.5 tr

Rajah 3.1 Konsep hidrograf unit sintetik – Kaedah Snyder

Kaedah ini merupakan kaedah yang paling popular dalam menghasilkan

perincian kadar aliran seperti aliran puncak, jumlah isipadu dan tempoh aliran bersih.

Ia adalah satu kaedah empirikal yang diasaskan daripada kajian di kawasan tadahan

pergunungan Appalachian (10-10 000 batu persegi). Snyder mempertimbangkan ciri-

ciri tadahan yang memberi kesan terhadap bentuk hidrograf unit iaitu keluasan

tadahan, bentuk tadahan, topografi, kecerunan terusan, ketumpatan sungai dan

simpanan terusan. Bagaimanapun, kesemua parameter tersebut telah disingkirkan

dengan memasukkannya ke dalam pekali tadahan, Ct kecuali saiz dan bentuk

tadahan. Dengan mengukur panjang terusan sungai utama, beliau mencadangkan:

tp = Ct ( L Lc ) 0.3 (1)

Di mana: tp = Kelengahan tadahan dalam jam

Ct = Pekali tadahan bergantung pada ciri-ciri saliran tadahan

L = Panjang sungai (batu)

Lc = Panjang sungai dari titik tumpuan ke sentroid tadahan

Bagi penentuan kadar alir puncak pula, Snyder mencadangkan formula

berikut:

Qp = Cp 640 A/ tp (2)

Di mana: Qp = Kadar alir puncak (kaki3/ s)

Cp = Pekali simpanan

A = Luas tadahan (batu persegi)

Model hidrograf unit Snyder memerlukan pengspesifikasian piawaian

kelengahan (lag), tp dan pekali simpanan, Cp. Sistem kaki-paun akan digunakan bagi

memenuhi faktor pembatas yang telah ditetapkan oleh model HEC-HMS untuk

kedua-dua parameter. Disebabkan cerapan dilakukan di kawasan tadahan, maka nilai

tp dan Cp dapat ditentukan melalui hidrograf unit yang diterbitkan daripada hidrograf

asli yang dicerap. Bagaimanapun, sewaktu proses kalibrasi penghalusan (refinement)

kepada anggaran kelengahan turut boleh dilakukan. Parameter Cp adalah lebih baik

ditentukan melalui pengkalibrasian disebabkan ia bukan parameter dasar fizikal.

Pelbagai kajian yang telah dilakukan oleh pakar hidrologi menganggarkan bahawa tp

adalah 50-75% daripada masa tumpuan, tc.

3.3.3 Kaedah Muskingum (McCarthy – 1938)

Ia merupakan satu kaedah penyelesaian konsep simpanan pada baji dan

prisma dengan menggunakan persamaan keselanjaran. Berikut adalah formula

Muskingum;

S = K [ x I + (1 – x) O ] (3)

Nilai K dan x dalam formula Muskingum dipanggil sebagai pekali

Muskingum atau pemalar simpanan (storage constant). K secara teorinya dianggar

menggunakan maklumat tempoh pergerakan gelombang banjir yang melalui satu

bahagian sungai. Walau bagaimanapun, secara praktisnya, jika terdapat kedua-dua

hidrograf I dan O, anggaran yang lebih tepat untuk K dan x boleh didapati secara

grafik.

Pemalar simpanan ini ditentukan secara cuba dan ralat (trial and error). Data

kadar aliran masuk (I) dan kadar aliran keluar (O) untuk sebahagian sungai (river

reach), digunakan bagi menentukan nilai-nilai Simpanan menggunakan rumus

berikut;

Si = So + ( I1 – O1) (4)

Seterusnya, graf Si melawan kadar alir pemberat, [x I + (1 – x) O] diplot

untuk satu nilai x yang ingin dicuba. Nilai x yang terbaik adalah nilai apabila plotan

Si melawan [x I + (1 – x) O] membentuk satu garisan yang paling lurus. Plotan

kemudiannya diteruskan untuk beberapa nilai x yang berlainan sehingga terbentuk

satu garisan yang hampir lurus (MASMA). Nilai K ditentukan menggunakan

persamaan;

K = tan θ = dSi . (5)

d [x I + (1 – x) O]

Bagaimanapun, sekiranya aliran cerapan bagi kalibrasi tidak didapati, K boleh

dianggarkan daripada ciri-ciri terusan iaitu K dianggarkan sebagai;

K = L (6)

V

Dengan L adalah panjang terusan sungai dan V adalah halaju aliran yang

dianggarkan daripada persamaan Manning dan maklumat geometri keratan rentas

terusan utama.

x1

[xI + (1 – x) O]

Si

x2

Rajah 3.2 Penentuan pemalar Muskingum K dan x

3.3.4 Aliran Dasar

[xI + (1 – x) O] x3

[xI + (1 – x) O]

Si

θ

Si

Aliran dasar tidak dimasukkan di dalam analisis ini. Bagi kebanyakan sungai

kecil dan terusan di kawasan bandar, pengagihan aliran dasar adalah tidak kritikal

dan boleh diabaikan.

3.4 Autokalibrasi Model

Objektif utama kalibrasi model adalah memilih parameter model supaya

model mensimulasikan sifat hidrologi tadahan secara tepat yang mungkin.

Pengkalibrasian model melibatkan penyesuaian parameter model (seperti

ketidakbolehtelapan dan kekasaran) sehingga hasil jangkaan sama/ menghampiri

pengukuran cerapan. Bagi kebanyakan model, kalibrasi akan dipersembahkan

menggunakan peristiwa hujan cerapan.

Kunci kepada kalibrasi model automatik adalah kaedah pencarian bagi

menyesuaikan parameter untuk mengurangkan nilai fungsi objektif (yang mengukur

darjah perubahan/ perbezaan antara hidrograf simulasi dan cerapan) dan mencari nilai

parameter optimum. Fungsi objektif yang minimum diperolehi nilai parameter yang

terbaik mampu menghasilkan ‘semula’ hidrograf cerapan ditemui/ dicapai. Faktor

pembatas disetkan bagi memastikan nilai parameter yang tidak munasabah tidak

digunakan. Prosedur pengulangan kalibrasi ini juga dikenali sebagai optimisasi yang

digunakan oleh program HEC-HMS ini. Proses autokalibrasi ini dillustrasikan dalam

Rajah 3.3.

Penentuan Nilai Awal Parameter

Rajah 3.3 Prosedur optimisasi automatik

Nilai awal bagi semua parameter diperlukan pada awalan optimisasi.

Hidrograf dikira pada elemen target dengan mengira semua elemen di hulu. Target

mestilah mempunyai hidrograf cerapan bagi keseluruhan tempoh waktu di mana

fungsi objektif akan dikira. Hanya parameter untuk elemen di hulu boleh

dioptimisasi. Nilai fungsi objektif dikira pada elemen target menggunakan hidrograf

cerapan dan simulasi. Nilai parameter disesuaikan dengan kaedah pencarian dan

hidrograf serta fungsi objektif elemen target dikira semula. Proses ini diulang

sehingga nilai fungsi objektif memadai kecil atau melebihi bilangan pengulangan

maksimum. Keputusan boleh dilihat selepas optimisasi selesai.

3.5 Langkah Kerja

Bagi memenuhi objektif kajian, maklumat-maklumat seperti aliran puncak,

jumlah isipadu air larian, tempoh hidrograf dan tahap puncak diperlukan. Secara

amnya, prosedur/ metodologi bagi membangunkan model tadahan dan pengiraan

nilai-nilai terbabit berdasarkan langkah-langkah berikut:

(a) Pemilihan kaedah yang bersesuaian bagi mewakili kawasan tadahan.

(b) Pengumpulan data dan ciri-ciri kawasan tadahan.

(c) Penggunaan kajian kawasan tadahan dan persamaan untuk menganggar nilai-

nilai parameter.

(d) Pengkalibrasian model jika data lepas boleh didapati/ tersedia.

(e) Verifikasi model dengan pelbagai data curahan.

(f) Penganalisaan keputusan atau hasil bagi menentukan nilai yang diperlukan

seperti aliran puncak dan jumlah isipadu air larian.

(g) Pengubahsuaian/ penyesuaian model kawasan tadahan untuk menggambarkan

perubahan dalam kawasan tadahan jika perlu.

3.6 Kriteria Semakan

Dalam kajian ini, beberapa semakan boleh dilakukan sebagai pengukuran

kuantitatif kesepadanan antara hidrograf simulasi dan cerapan yang dikenali sebagai

fungsi objektif. Fungsi objektif adalah bersamaan sifar sekiranya kedua-dua

hidrograf adalah sama dan ia digunakan dalam perisian HEC-HMS sewaktu proses

autokalibrasi. Bagi membandingkan keputusan cerapan dan simulasi yang diperolehi,

Indeks Keberkesanan Nash-Sutcliffe (NS) baki statistik digunakan.

Pengukuran NS pula cenderung untuk membandingkan persembahan model

cadangan dengan senario anggapan, di mana aliran tidak disimulasi menggunakan

sebarang model dan purata aliran cerapan (q mean) sentiasa digunakan sebagai aliran

simulasi pada bila-bila masa. Nilai optimanya adalah 1.0. Nilai positif menunjukkan

bahawa model cadangan mempunyai varians baki yang lebih kecil daripada senario

anggapan. Nilai negatif bermaksud bahawa model cadangan mempunyai varians baki

yang lebih besar daripada senario anggapan (Yu, Pao-Shan and Yang, Tao-Chang,

2000).

Indeks Keberkesanan = 1 - ∑ ( qt sim – qt obs ) 2 (7)

∑ ( qt obs – q mean ) 2

Di mana qt sim dan qt obs masing-masing adalah aliran simulasi dan cerapan

pada masa ke-t, q mean adalah purata aliran cerapan

Bagaimanapun, pengukuran NS boleh diringkaskan kepada ungkapan

peratusan berikut iaitu:

Indeks Keberkesanan (NS) = (SST – SSE) X 100 % (8)

SST

Di mana: SST = Jumlah (Qo – Qmean)2

SSE = Jumlah (F – Qo)2

BAB IV

KAWASAN KAJIAN

4.1 Kawasan Tadahan Sungai Bunus

Sungai Bunus merupakan salah satu cabangan Sungai Klang. Ia mempunyai

keluasan tadahan menghampiri 9.37 kilometer persegi meliputi kawasan Wardieburn,

Wangsa Maju, Sri Rampai, Setapak Jaya dan Taman Setiawangsa.

Sungai Bunus telah dipilih berdasarkan urbanisasinya yang ketara berlaku

sejak pertengahan 1970-an dan telah mewujudkan beberapa masalah banjir di

bahagian hilir kawasan tadahan. Bahagian hilir kawasan tadahan Sungai Bunus telah

dikenalpasti oleh SMART sebagai salah satu kawasan cenderung banjir.

4.2 Lo

Ka

di sebelah

Seksyen 2

Alpha An

meliputi

dengan ke

8.25%. Pa

luahan yan

Rajah 4.1 Masalah banjir di Kuala Lumpur

kasi Dan Keluasan Kawasan Kajian

jian telah dilakukan di bahagian hulu kawasan tadahan Sungai Bunus iaitu

kiri tebing Sungai Bunus meliputi kawasan Wangsa Maju Seksyen 1 dan

. Di bahagian selatan kawasan kajian ini terletaknya kawasan komersial

gle dan hanya satu longkang utama didapati mengalir ke Sungai Bunus

kawasan ini. Kawasan kajian ini merupakan kawasan tadahan bandar

luasan menghampiri 0.5507 kilometer persegi dengan kecerunan sebanyak

njang Sungai Bunus dari titik paling jauh di hulunya sehingga ke titik

g dipilih terletak di SMK Wangsa Maju Zon R1 adalah 1.250 kilometer.

Rajah 4.2 Kawasan kajian yang terletak di sebelah kiri tebing Sungai Bunus

4.3 Keadaan Topografi Dan Gunatanah

Topografi kawasan kajian secara relatifnya adalah rata dalam lingkungan aras

ketinggian di antara 50m ke 70m atas aras laut. Kawasan kajian dibangunkan bagi

tujuan pembangunan industri, komersial dan kawasan perumahan berketumpatan

tinggi iaitu rumah teres setingkat dan dua tingkat serta apartmen. Ini menghasilkan

keseluruhan kawasan tidak telap pada kadar 44.22 % daripada keluasan kawasan.

4.4 Pembahagian Tadahan

Kawasan kajian dibahagikan kepada dua sub-tadahan (Rujuk Rajah 4.2) bagi

menentukan ciri-ciri perkaitan curahan-air larian yang lebih jelas disebabkan terdapat

perbezaan kawasan tidak telap yang tinggi di bahagian bawah kawasan kajian

berbanding di bahagian atasnya.

Jadual 4.1 : Ciri-ciri fizikal sub-tadahan

Sub-

tadahan

Luas

(km2)

Kawasan Tidak

Telap (%) So

L

(km)

Lc

(km)

1 0.2267 61.21 8.9251 0.725 0.450

2 0.3240 32.38 7.7715 0.923 0.375

Terdapat dua tolok hujan ditempatkan dalam kawasan kajian iaitu di titik

luahan (sub-tadahan 1) dan di Sek. Keb. Wangsa Maju Seksyen 2 (sub-tadahan 2).

Disebabkan kedua-dua data hujan tidak mempunyai perbezaan yang ketara, maka

data hujan di titik luahan digunakan dalam kajian ini.

Rajah 4.3 Pembahagian sub-tadahan dan penempatan stesen cerapan

hujan di setiap sub-tadahan

Rajah 4.4 Tolok hujan automatik yang dipasang berdekatan titik luahan

4.5 Penggunaan Model HEC-HMS Dalam Kawasan Kajian

Setelah kawasan kajian dikenalpasti dan pembahagian sub-tadahan dilakukan,

analisis data bagi pengukuran aliran puncak dilakukan menggunakan model HEC-

HMS berpandukan kepada data-data parameter bagi kaedah-kaedah yang telah

dibincangkan secara terperinci di dalam Bab III Penentuan Kaedah Permodelan.

4.5.1 Memulakan Projek Baru

Bagi memulakan projek baru, item File ⇒ New Project dipilih pada skrin

Project Definition. Seterusnya, nama projek dan huraiannya dimasukkan seperti

dalam Rajah 4.5. Butang OK ditekan bagi mencipta atau menghasilkan projek

tersebut.

Rajah 4.5 Memasukkan nama dan huraian projek baru

Seterusnya ciri-ciri projek ditetapkan terlebih dahulu dengan memilih item

File ⇒ Project Attributes pada skrin Project Definition. Pada tab Basin Default,

kaedah-kaedah yang telah dipilih iaitu initial/ constant, Snyder UH, dan Muskingum

ditetapkan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.6 di bawah. Unit metrik akan

digunakan bagi projek ini dan ini boleh disetkan pada tab Unit bagi kedua-dua model

iaitu model basin dan model meteorologik.

Rajah 4.6 Penetapan ciri-ciri projek

4.5.2 Membina Model Tadahan

Item Component ⇒ Basin Model ⇒ New pada skrin Project Definition dipilih

bagi memulakan penghasilan model tadahan. Setelah nama tadahan dan huraian diisi,

butang OK diklik. Kawasan tadahan Sungai Bunus diwakili oleh dua sub-tadahan,

satu routing reach dan satu junction seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.7.

Rajah 4.7 Ikon elemen sub-tadahan, reach dan titik luahan ditempatkan dalam

kedudukan yang betul

Disebabkan kaedah yang sama digunakan bagi setiap sub-tadahan, maka cara

yang lebih efisyen dalam memasukkan data bagi sub-tadahan yang menggunakan

kaedah yang sama adalah menggunakan global editors. Ini dilakukan dengan

memilih item Parameter ⇒ Subbasin pada skrin Basin Model. Nilai keluasan bagi

setiap sub-tadahan dimasukkan dan butang OK ditekan. Seterusnya item Parameter

⇒ Loss Rate ⇒ Initial Constant dipilih dan data berkaitan dimasukkan. Proses ini

diulang dengan kaedah-kaedah yang lain sehingga kesemua data telah dimasukkan

dan disimpan dengan memilih item File ⇒ Save Basin Model.

Rajah 4.8 Parameter bagi Kaedah Initial/ Constant Loss

Rajah 4.9 Parameter bagi Kaedah Snyder UH

Rajah 4.10 Parameter bagi Kaedah Muskingum

4.5.3 Membina Model Meteorologik

Model meteorologik mula dibina dengan memilih item Component ⇒

Meteorologic Model ⇒ New pada skrin Project Difinition. Secara automatik skrin

Subbasin List akan terpapar dan nama subbasin seterusnya dimasukkan ke dalam

subbasin list.

Bagi peristiwa hujan 28 Januari 2004 ini, data cerapan curahan bagi sela masa

satu minit akan dimasukkan secara manual dengan memilih item Data ⇒

Precipitation Gages pada skrin Project Definition. Skrin New Gage Record akan

dibuka secara automatik apabila tiada cerapan curahan wujud. Item Edit ⇒ Add

Gage pada skrin Gage Manager diklik dan seterusnya manual entry dipilih. Data

cerapan kemudiannya dimasukkan pada skrin Data Editor. Seterusnya, Gage 1

dipilih bagi setiap subbasin menggunakan kaedah User-Hyetograph seperti dalam

Rajah 4.11.

Rajah 4.11 Kaedah User-Hyetograph digunakan bagi curahan

4.5.4 Membina Spesifikasi Kawalan

Langkah yang terakhir sebelum program boleh dilaksanakan (run) adalah

membina spesifikasi kawalan. Pada skrin Project Definition, item Component ⇒

Control Specification ⇒ New dipilih. Maklumat-maklumat seperti tarikh mula dan

tamat, waktu mula dan tamat serta sela masa dimasukkan.

BAB V

KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN

5.1 Keputusan Permodelan

Data curahan dan kadar alir cerapan yang digunakan untuk proses kalibrasi

adalah peristiwa hujan 28 Januari 2004 dan bagi proses validasi pula adalah peristiwa

hujan 6 April 2004. Selepas melakukan proses kalibrasi dan validasi terhadap

parameter-parameter simulasi, nilai-nilai yang memuaskan telah diperolehi seperti

yang ditunjukkan dalam Jadual 5.1.

Jadual 5.1 : Parameter-parameter selepas proses kalibrasi

SUB-TDHN LUAS % IMP SO I.L. C.L.R TP CP

1 0.2267 61.21 8.9251 3.879 5 0.10851 0.65105

2 0.3240 32.38 7.7715 6.762 5 0.72311 0.10000

Rajah 5.1 Hidrograf di titik luahan bagi peristiwa hujan 28 Januari 2004

(Kalibrasi)

Pada awalnya, nilai masa kelengahan, tp dan pekali simpanan, Cp dianggarkan

daripada hidrograf unit yang diterbitkan daripada hidrograf asli yang dicerap (Rujuk

LAMPIRAN C) dan nilai tersebut digunakan bagi kedua-dua sub-tadahan (Rujuk

Rajah 4.9). Bagaimanapun setelah proses kalibrasi dilakukan, didapati kedua-dua

nilai ini berubah bagi setiap sub-tadahan (Rujuk Jadual 5.1). Ini disebabkan

kebanyakan kaedah bagi hidrograf unit sintetik dikaitkan dengan (1) tempoh

kelengahan tp atau waktu puncak hidrograf, tR dan (2) kadar alir puncak, Qp dan

keluasan tadahan.

Tempoh kelengahan, tp bagi sub-tadahan 1 didapati lebih kecil iaitu 0.10851

jam berbanding sub-tadahan 2 iaitu 0.72311 jam. Ini disebabkan kadar kawasan tidak

telap yang tinggi di sub-tadahan 1 akibat urbanisasi menghasilkan tempoh puncak

yang lebih deras dari terusan konkrit dan kehilangan susupan yang lebih rendah.

5.2 Semakan Keberkesanan Simulasi

Selepas simulasi dilakukan terhadap sesuatu peristiwa hujan, semakan akan

dilakukan bagi mengetahui tahap keberkesanannya. Seperti yang telah dibincangkan

dengan terperinci dalam Bab III Penentuan Kaedah Permodelan, kriteria semakan

yang akan dilakukan adalah Indeks Keberkesanan (NS).

5.2.1 Kalibrasi

Pengiraan terperinci Indeks Keberkesanan bagi peristiwa hujan 28 Januari

2004 ditunjukkan dalam jadual di LAMPIRAN D. Bagaimanapun, ia dapat

dirumuskan seperti berikut;

Purata kadar alir sebenar, Q mean = 21.5424/ 61

= 0.3532 m3/ s

Indeks Keberkesanan (NS) = SST – SSE x 100%

SST

= (11.156599 – 0.455548) x 100%

11.156599

= 95.92%

5.2.2 Validasi

Bagi peristiwa hujan 6 April 2004 pula, pengiraan terperincinya ditunjukkan

dalam jadual di LAMPIRAN E.

Purata kadar alir sebenar, Q mean = 71.1440/ 121

= 0.5880 m3/ s

Indeks Keberkesanan (NS) = SST – SSE x 100%

SST

= (105.038248 – 18.215300) x 100%

105.038248

= 82.66%

Didapati indeks keberkesanan bagi proses kalibrasi adalah agak tinggi iaitu

92.95% begitu juga bagi proses kalibrasi iaitu 82.66%. Kedua-dua nilai tersebut

melebihi toleransi atau piawaian yang sering digunakan dalam amalan permodelan

oleh jurutera iaitu 80%. Ini menunjukkan bahawa pengiraan kadar alir menggunakan

perisian HEC-HMS tidak jauh berbeza dengan kadar alir cerapan sekaligus

membuktikan ia merupakan perisian yang sesuai bagi menganggar kadar alir.

5.3 Anggaran Parameter Snyder

Berdasarkan hasil simulasi, parameter Snyder bagi kawasan tadahan bandar

dapat dibangunkan berdasarkan ciri-ciri fizikal kawasan kajian dengan menggunakan

rumus berikut:

tp = Ct ( L Lc ) 0.3

Di mana panjang sungai, L dan panjang sungai dari titik tumpuan ke sentroid

tadahan, Lc dalam batu. Dengan itu, nilai-nilai berikut diperolehi;

(a) Sub-tadahan 1

tp = Ct ( L Lc ) 0.3

0.10851 = Ct (0.2796 x 0.4505) 0.3

Ct = 0.202

(b) Sub-tadahan 2

tp = Ct ( L Lc ) 0.3

0.72311 = Ct (0.5735 x 0.3262) 0.3

Ct = 1.200

Bagi mendapatkan nilai Ct dan Cp bagi keseluruhan tadahan, kedua-dua nilai

parameter Snyder dipuratakan secara luas. Seterusnya nilai-nilai berikut diperolehi;

Bagi pekali Ct:

Ct = Ct1A1 + Ct2A2

A1+A2

Ct = 0.202 (0.2267) + 1.200(0.3240)

0.5507

= 0.789

Bagi pekali Cp:

Cp = Cp1A1 + Cp2A2

A1+A2

Cp = 0.65105(0.2267) + 0.1000(0.3240)

0.5507

= 0.327

Jadual 5.2 : Nilai parameter Snyder yang dibangunkan

Ct Cp

SUB-TADAHAN 1 0.202 0.651

SUB-TADAHAN 2 1.200 0.100

NILAI PURATA DENGAN

PEMBERAT LUAS 0.789 0.327

5.4 Anggaran Jumlah Lebat Hujan (100 tahun ARI)

Jumlah lebat hujan untuk 100 tahun ARI dilakukan bagi menyemak

kemampuan saliran yang sedia ada, menampung air hujan pada 100 tahun kemudian.

Ini dapat dilakukan dengan membandingkan kapasiti hujan pada 100 tahun dengan

kapasiti saliran.

5.4.1 Masa Tumpuan (tc)

Bagi pengiraan rekabentuk hujan ini, anggapan tp adalah 50% daripada tc

telah dilakukan. Berdasarkan data hujan 28 Januari 2004, nilai masa tumpuan, tc yang

diperolehi menghampiri 30 minit. Peristiwa hujan 28 Januari 2004 ini digunakan bagi

mewakili semua peristiwa hujan yang dicerap kerana kebanyakan data hujan yang

ada memberikan nilai tc yang hampir sama.

5.4.2 Curahan

Keamatan hujan dikira dengan menggunakan persamaan 13.2 yang disyorkan

oleh MASMA. Formulanya seperti berikut:

ln (R I t) = a + b ln(t) + c (ln(t))2 + d (ln(t))3 (9)

Di mana: R I t = purata keamatan hujan (mm/ jam) untuk ARI dalam tempoh t

R = purata kala kembali (tahun)

t = tempoh (minit)

Pekali a, b, c dan d ialah pekali yang bergantung kepada kedudukan atau

lokasi kawasan kajian dan ARI seperti dalam Jadual 13.A1 MASMA. Daripada

jadual tersebut, lokasi Kuala Lumpur bagi 100 tahun ARI memberikan nilai, a =

5.0064, b = 0.8709, c = -0.3070 dan d = 0.0186.

ln (100 I 30) = 5.0064 + 0.8709 ln(30) – 0.3070 (ln(30))2 + 0.0186 (ln(30))3

= 5.1489

100 I 30 = 172.24 mm/ jam

= 86.12 mm

5.4.3 Corak Hujan

Bagi kawasan tadahan yang dikaji, masa tumpuan, tc iaitu masa yang dari titik

paling jauh ke titik luahan adalah 30 minit. Pekali bagi bentuk hujan didapati dari

Appendiks 13.B Design Temporal untuk hujan dalam MASMA. Menggunakan

pekali tersebut, bentuk hujan diperolehi seperti dalam Jadual 5.3.

Jadual 5.3 : Rekabentuk hujan bagi 100 tahun ARI

Pekali Hujan (mm)

0.160 0.160 x 86.12 = 13.78

0.250 0.250 x 86.12 = 21.53

0.330 0.330 x 86.12 = 28.42

0.090 0.090 x 86.12 = 7.75

0.110 0.110 x 86.12 = 9.47

0.060 0.060 x 86.12 = 5.17

Seterusnya, rekabentuk hujan yang telah didapati dimasukkan dalam data

curahan dan kerja-kerja simulasi dilakukan menggunakan perisian HEC-HMS. Hasil

pengiraan kadar alir puncak yang didapati adalah 15.201 m3/s. Rajah 5.2

menunjukkan keputusan yang diperolehi.

Rajah 5.2 Keputusan bagi rekabentuk hujan 100 tahun ARI

5.5 Kapasiti Sungai

Kadar alir yang boleh ditampung oleh saliran sedia ada dikira dengan formula

Manning, iaitu;

Q = (1/n) x A x R 2/3 x So ½ (10)

Di mana:

n = pekali kekasaran Manning

A = Luas keratan sungai

R = Jejari hidraulik

So = Kecerunan (1 : 500)

Daripada Jadual 14.2 dalam MASMA, nilai n yang disyorkan ialah 0.015

bagi terusan konkrit. Maklumat geometrik keratan rentas sungai ditunjukkan dalam

Rajah 5.3 di bawah.

2.6 m

1

0.2 m z = 0.5

1.0 m1.0 m

2.6 m

2.6 m2.6 m

Rajah 5.3 Keratan rentas sungai di titik luahan

Luas keratan rentas sungai, A

A = 0.5 x (5.2 + 2.6) x 2.6

= 10.14 m2

Perimeter basah, P

P = (2.91 + 2.6 + 2.91) m

= 8.42 m

Jejari hidraulik, R

R = A/ P

= 10.14 m2/ 8.42 m

= 1.20 m

Maka, kapasiti yang dapat ditampung oleh sungai adalah,

Q = (1/ 0.015) x 10.14 x (1.20)2/3 x (0.002)1/2

= 34.139 m3/ s

Berdasarkan pengiraan berikut, didapati bahawa sungai yang sedia ada

dengan kapasiti 34.139 m3/ s mampu menampung rekabentuk hujan 100 tahun ARI

dengan kadar alir puncak 15.201 m3/s. Oleh itu, sungai tidak akan dilimpahi dan

banjir tidak akan berlaku.

5.6 Perbincangan

Berdasarkan pensimulasian data-data dan analisis keputusan, didapati bahawa

penggunaan perisian HEC-HMS menghasilkan output yang menghampiri nilai-nilai

cerapan sebenar. Ini boleh dikukuhkan dengan keputusan-keputusan berikut yang

telah dicapai dalam pensimulasian:

(a) Bentuk hidrograf hasil simulasi dengan perisian HEC-HMS adalah agak sama

dengan hidrograf sebenar pada tarikh kejadian.

(b) Kadar alir puncak hasil simulasi juga berlaku pada tempoh yang hampir sama

dengan kadar alir puncak cerapan sebenar.

(c) Waktu berlakunya kadar alir puncak juga tidak jauh berbeza dari cerapan

sebenar.

(d) Indeks Keberkesanan yang didapati juga tinggi iaitu melebihi 80% bagi

kedua-dua proses kalibrasi dan validasi. Ini menunjukkan ketepatan kepada

parameter-parameter yang digunakan.

Meskipun hasil simulasi yang diperolehi berada dalam lingkungan toleransi yang

boleh diterima, masih terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi ketepatan hasil

kalibrasi dengan validasi iaitu:

(a) Data hujan yang terhad di mana parameter-parameter simulasi hanya

dikalibrasi berdasarkan satu peristiwa hujan sahaja yang mungkin memberi

keputusan berbeza yang ketara terhadap hasil hidrograf apabila divalidasikan

ke atas peristiwa hujan yang lain.

(b) Tiada maklumat yang tepat terhadap sebahagian daripada nilai parameter

yang digunakan seperti nilai kehilangan awal dan kadar-tetap yang

dianggarkan berpandukan Manual Saliran Mesra Alam Malaysia (MASMA).

(c) Data kadar alir yang dicerap menggunakan Flow Meter mempunyai

kebarangkalian ralat kerana pengukuran dilakukan berdasarkan tahap atau

aras aliran dalam sungai. Meskipun suatu peristiwa hujan telah berhenti,

aliran mungkin tetap berada pada aras yang sama sedangkan wujudnya

pengurangan dalam halaju aliran.

BAB VI

KESIMPULAN DAN CADANGAN

6.1 Kesimpulan

Dengan bantuan perisian HEC-HMS, parameter Snyder iaitu pekali tadahan,

Ct dan pekali simpanan, Cp telah berjaya dibangunkan bagi kawasan kajian

berdasarkan kriteria-kriteria fizikal kawasan tadahan meliputi kecerunan, panjang

tadahan, kadar peratusan kawasan tidak telap dan lain-lain. Hasilnya, ini

membolehkan parameter Snyder yang dibentuk digunakan sebagai garis panduan

bagi kajian yang berikutnya ke atas tadahan bandar lain yang mempunyai ciri-ciri

fizikal yang hampir sama.

Bagaimanapun, penggunan kaedah atau parameter Snyder bagi kawasan baru

perlu digunakan dengan berhati-hati di mana ia perlu didahulukan dengan penilaian

semula nlai parameter Ct dan Cp. Sekiranya nilai Ct dan Cp yang telah dibentuk dalam

kajian ini diaplikasikan kepada kawasan baru tersebut, dan ia memberikan indeks

keberkesanan melebihi 80% maka nilai parameter yang dibentuk adalah sah bagi

kegunaan kawasan tersebut. Tetapi jika sebaliknya, parameter Snyder yang baru

perlu dibangunakan bagi kawasan berkenaan.

6.2 Cadangan

Parameter Snyder yang telah dibangunkan bagi kawasan kajian boleh

dihaluskan (refinement) dengan mempuratakan nilai-nilai parameter bagi beberapa

peristiwa hujan. Ini dipercayai dapat meningkatkan lagi Indeks Keberkesanan bagi

proses kalibrasi dan validasi yang telah diperolehi.

Secara teorinya, kajian Snyder berdasarkan tadahan semulajadi yang luas.

Bagaimanapun, bagi kajian ini ia telah cuba diaplikasikan bagi kawasan tadahan

bandar yang lebih kecil. Didapati terdapat keputusan hasil daripada proses

autokalibrasi model tidak memenuhi formula Snyder. Justeru itu, penghalusan

terhadap pendekatan Snyder perlu dilakukan bagi kawasan tadahan bandar dengan

mengambil kira beberapa faktor seperti n, pekali kekasaran terusan. Ini disebabkan

saliran tadahan bandar majoritinya berasaskan terusan konkrit. Dengan itu, diharap

kajian ini dapat membantu meningkatkan lagi tahap proses membuat keputusan bagi

perancangan saliran bandar di Malaysia.

RUJUKAN

Ayob Katimon dan Kawi Bidin (2003). Hidrologi Kejuruteraan. Universiti

Teknologi Malaysia.

Bedient, P. B. and Huber, W. C. (1992). Hidrology and Floodplain Analysis. Second

Edition. Addison-Wesley Publishing Company.

Dawdy, D. R. and Lichty, R. W. (1968). Methodology of Hydrologic Model

Building. In. The Use of Analog and Digital Computers in Hydrology.

Tucson.:Int. Assoc. Sci. Hydro. Symp. Proc. 347-355

Md Ghazali Bin Bagimin (2003). Kajian Banjir Di Daerah Seremban Dengan

Menggunakan Permodelan Perisian HEC-HMS. Universiti Teknologi

Malaysia: Projek Sarjana Muda.

Razman Bin Abd Razak (2001). Simulasi Aliran Sungai Di Kawasan Tadahan

Sungai Lui Menggunakan Model HEC-HMS. Universiti Teknologi Malaysia:

Projek Sarjana Muda.

Urban Stormwater Management Manual for Malaysia, MASMA (2000). Department

of Irrigation and Drainage.

U.S. Army Corps of Engineers, USACE (2000). HEC-HMS Hydrologic Modeling

System Technical Reference Manual. Hydrologic Engineering Center

U.S. Army Corps of Engineers, USACE (2001). HEC-HMS Hydrologic Modeling

System User’s Manual . Hydrologic Engineering Center

Ward, R. C. and M. Robinson (2000). Principles of Hydrology. McGraw-Hill. 233-

238

Warren Viessman, Jr and Lewis, G. L. (1996). Introduction to Hydrology. Fourth

Edition. New York: Harper Collins College Publishers.

Wilson, E. M. (1983). Engineering Hydrology. The MacMillan Press Ltd: 157-161.

Yu, Pao-Shan and Yang, Tao-Chang (2000). Fuzzy Multi-Objective Function for

Rainfall-Runoff Model Calibration. Journal of Hydrology. 238 (November)

LAMPIRAN A

Kadar Alir Bagi Peristiwa Hujan 28 Januari 2004 Masa Aras A P R So n Q 18:40 0.026 0.070538 2.758138 0.025575 0.002 0.015 0.01825318:42 0.03 0.08145 2.767082 0.029435 0.002 0.015 0.02314818:44 0.033 0.089645 2.77379 0.032318 0.002 0.015 0.02711418:46 0.047 0.128005 2.805095 0.045633 0.002 0.015 0.04872918:48 0.088 0.241472 2.896774 0.083359 0.002 0.015 0.13736918:50 0.188 0.525272 3.120381 0.168336 0.002 0.015 0.47741918:52 0.314 0.897098 3.402125 0.263688 0.002 0.015 1.09977618:54 0.358 1.030682 3.500512 0.294437 0.002 0.015 1.35996 18:56 0.342 0.981882 3.464735 0.283393 0.002 0.015 1.26296418:58 0.311 0.888061 3.395417 0.261547 0.002 0.015 1.08279619:00 0.274 0.777338 3.312683 0.234655 0.002 0.015 0.88165619:02 0.239 0.673861 3.23442 0.20834 0.002 0.015 0.70602519:04 0.209 0.586141 3.167338 0.185058 0.002 0.015 0.56746519:06 0.182 0.507962 3.106964 0.163491 0.002 0.015 0.45278519:08 0.159 0.441941 3.055535 0.144636 0.002 0.015 0.36303119:10 0.14 0.3878 3.01305 0.128707 0.002 0.015 0.29471519:12 0.123 0.339665 2.975036 0.114172 0.002 0.015 0.23831319:14 0.107 0.294625 2.939259 0.100238 0.002 0.015 0.18953119:16 0.093 0.255425 2.907954 0.087836 0.002 0.015 0.15046519:18 0.079 0.216421 2.876649 0.075234 0.002 0.015 0.11498119:20 0.07 0.19145 2.856525 0.067022 0.002 0.015 0.09417119:22 0.071 0.194221 2.858761 0.067939 0.002 0.015 0.09640319:24 0.067 0.183145 2.849817 0.064265 0.002 0.015 0.08759819:26 0.061 0.166561 2.8364 0.058722 0.002 0.015 0.07501719:28 0.052 0.141752 2.816276 0.050333 0.002 0.015 0.05760819:30 0.043 0.117025 2.796151 0.041852 0.002 0.015 0.04205319:32 0.036 0.097848 2.780498 0.035191 0.002 0.015 0.03132419:34 0.03 0.08145 2.767082 0.029435 0.002 0.015 0.02314819:36 0.028 0.075992 2.76261 0.027507 0.002 0.015 0.02064319:38 0.027 0.073265 2.760374 0.026542 0.002 0.015 0.01943319:40 0.026 0.070538 2.758138 0.025575 0.002 0.015 0.018253

LAMPIRAN B

Kadar Alir Bagi Peristiwa Hujan 6 April 2004 Masa Aras A P R So n Q 15:10 0.005 0.013513 2.71118 0.004984 0.002 0.015 0.00117515:20 0.03 0.08145 2.767082 0.029435 0.002 0.015 0.02314815:30 0.416 1.209728 3.630204 0.33324 0.002 0.015 1.73353815:40 0.636 1.919448 4.122139 0.465644 0.002 0.015 3.43788615:50 0.346 0.994058 3.47368 0.286169 0.002 0.015 1.28696116:00 0.13 0.35945 2.990689 0.12019 0.002 0.015 0.26098216:10 0.1 0.275 2.923607 0.094062 0.002 0.015 0.16956316:20 0.05 0.13625 2.811803 0.048456 0.002 0.015 0.05398616:30 0.045 0.122513 2.800623 0.043745 0.002 0.015 0.04534316:40 0.055 0.150013 2.822984 0.05314 0.002 0.015 0.0632116:50 0.03 0.08145 2.767082 0.029435 0.002 0.015 0.02314817:00 0.02 0.0542 2.744721 0.019747 0.002 0.015 0.01180417:10 0.015 0.040613 2.733541 0.014857 0.002 0.015 0.007317

LAMPIRAN C Jadual Kiraan Hidrograf Unit Bagi Peristiwa Hujan 28 Januari 2004

Masa QT QB QE UH [ 1 cm @ 10 mm] (Jam) (m3/ s) (m3/ s) (m3/ s) UH = QE x 10mm/ 2.35mm 0.000 0.019557 0 0.019557 0.083221 0.033 0.024801 0 0.024801 0.105536 0.067 0.029051 0 0.029051 0.123621 0.100 0.05221 0 0.05221 0.222170 0.133 0.147181 0 0.147181 0.626302 0.167 0.511521 0 0.511521 2.176685 0.200 1.178331 0 1.178331 5.014174 0.233 1.4571 0 1.4571 6.200426 0.267 1.353176 0 1.353176 5.758196 0.300 1.160138 0 1.160138 4.936757 0.333 0.944632 0 0.944632 4.019711 0.367 0.756455 0 0.756455 3.218957 0.400 0.607998 0 0.607998 2.587226 0.433 0.485127 0 0.485127 2.064370 0.467 0.388962 0 0.388962 1.655157 0.500 0.315767 0 0.315767 1.343689 0.533 0.255335 0 0.255335 1.086532 0.567 0.203069 0 0.203069 0.864123 0.600 0.161212 0 0.161212 0.686009 0.633 0.123194 0 0.123194 0.524230 0.667 0.100898 0 0.100898 0.429353 0.700 0.103289 0 0.103289 0.439528 0.733 0.093855 0 0.093855 0.399383 0.767 0.080375 0 0.080375 0.342021 0.800 0.061722 0 0.061722 0.262647 0.833 0.045057 0 0.045057 0.191732 0.867 0.033562 0 0.033562 0.142817 0.900 0.024801 0 0.024801 0.105536 0.933 0.022117 0 0.022117 0.094115 0.967 0.020821 0 0.020821 0.088600 1.000 0.019557 0 0.019557 0.083221

10.780871 45.876047 Ukur Dalam Hujan Berkesan = Isipadu air larian/ Luas kawasan tadahan = 10.780871 m3/s x 1/55.07 ha x 3600s x 2/60j x 1/10000 m2 = 2.35 mm Isipadu hujan berkesan, QE = 1293.70 m3

LAMPIRAN D Jadual Indeks Keberkesanan Bagi Peristiwa Hujan 28 Januari 2004 (KALIBRASI)

Qo F (F - Qo) (F - Qo) 2 Qmean (Qo - Qmean) (Qo - Qmean) 2

0.0196 0.0024 -0.0172 0.000296 0.3532 -0.3336 0.111289 0.0222 0.0036 -0.0186 0.000346 0.3532 -0.3310 0.109561 0.0248 0.0084 -0.0164 0.000269 0.3532 -0.3284 0.107847 0.0269 0.0178 -0.0091 0.000083 0.3532 -0.3263 0.106472 0.0291 0.0323 0.0032 0.000010 0.3532 -0.3241 0.105041 0.0406 0.0514 0.0108 0.000117 0.3532 -0.3126 0.097719 0.0522 0.0774 0.0252 0.000635 0.3532 -0.3010 0.090601 0.0997 0.1201 0.0204 0.000416 0.3532 -0.2535 0.064262 0.1472 0.1892 0.0420 0.001764 0.3532 -0.2060 0.042436 0.3294 0.2943 -0.0351 0.001232 0.3532 -0.0238 0.000566 0.5115 0.4565 -0.0550 0.003025 0.3532 0.1583 0.025059 0.8449 0.6786 -0.1663 0.027656 0.3532 0.4917 0.241769 1.1783 0.9280 -0.2503 0.062650 0.3532 0.8251 0.680790 1.3177 1.1641 -0.1536 0.023593 0.3532 0.9645 0.930260 1.4571 1.3477 -0.1094 0.011968 0.3532 1.1039 1.218595 1.4051 1.4502 0.0451 0.002034 0.3532 1.0519 1.106494 1.3532 1.4647 0.1115 0.012432 0.3532 1.0000 1.000000 1.2567 1.3962 0.1395 0.019460 0.3532 0.9035 0.816312 1.1601 1.2716 0.1115 0.012432 0.3532 0.8069 0.651088 1.0524 1.1326 0.0802 0.006432 0.3532 0.6992 0.488881 0.9446 1.0028 0.0582 0.003387 0.3532 0.5914 0.349754 0.8505 0.8865 0.0360 0.001296 0.3532 0.4973 0.247307 0.7565 0.7852 0.0287 0.000824 0.3532 0.4033 0.162651 0.6822 0.6997 0.0175 0.000306 0.3532 0.3290 0.108241 0.6080 0.6283 0.0203 0.000412 0.3532 0.2548 0.064923 0.5466 0.5687 0.0221 0.000488 0.3532 0.1934 0.037404 0.4851 0.5190 0.0339 0.001149 0.3532 0.1319 0.017398 0.4370 0.4776 0.0406 0.001648 0.3532 0.0838 0.007022 0.3890 0.4431 0.0541 0.002927 0.3532 0.0358 0.001282 0.3524 0.4143 0.0619 0.003832 0.3532 -0.0008 0.000001 0.3158 0.3905 0.0747 0.005580 0.3532 -0.0374 0.001399 0.2856 0.3707 0.0851 0.007242 0.3532 -0.0676 0.004570 0.2553 0.3543 0.0990 0.009801 0.3532 -0.0979 0.009584 0.2292 0.3408 0.1116 0.012455 0.3532 -0.1240 0.015376 0.2031 0.3296 0.1265 0.016002 0.3532 -0.1501 0.022530 0.1821 0.3203 0.1382 0.019099 0.3532 -0.1711 0.029275 0.1612 0.3127 0.1515 0.022952 0.3532 -0.1920 0.036864 0.1422 0.3050 0.1628 0.026504 0.3532 -0.2110 0.044521 0.1232 0.2948 0.1716 0.029447 0.3532 -0.2300 0.052900 0.1120 0.2804 0.1684 0.028359 0.3532 -0.2412 0.058177 0.1009 0.2606 0.1597 0.025504 0.3532 -0.2523 0.063655 0.1021 0.2358 0.1337 0.017876 0.3532 -0.2511 0.063051 0.1033 0.2084 0.1051 0.011046 0.3532 -0.2499 0.062450

0.0986 0.1796 0.0810 0.006561 0.3532 -0.2546 0.064821 0.0939 0.1513 0.0574 0.003295 0.3532 -0.2593 0.067236 0.0871 0.1293 0.0422 0.001781 0.3532 -0.2661 0.070809 0.0804 0.1122 0.0318 0.001011 0.3532 -0.2728 0.074420 0.0710 0.0981 0.0271 0.000734 0.3532 -0.2822 0.079637 0.0617 0.0865 0.0248 0.000615 0.3532 -0.2915 0.084972 0.0534 0.0772 0.0238 0.000566 0.3532 -0.2998 0.089880 0.0451 0.0695 0.0244 0.000595 0.3532 -0.3081 0.094926 0.0393 0.0633 0.0240 0.000576 0.3532 -0.3139 0.098533 0.0336 0.0582 0.0246 0.000605 0.3532 -0.3196 0.102144 0.0292 0.0540 0.0248 0.000615 0.3532 -0.3240 0.104976 0.0248 0.0505 0.0257 0.000660 0.3532 -0.3284 0.107847 0.0235 0.0478 0.0243 0.000590 0.3532 -0.3297 0.108702 0.0221 0.0455 0.0234 0.000548 0.3532 -0.3311 0.109627 0.0215 0.0437 0.0222 0.000493 0.3532 -0.3317 0.110025 0.0208 0.0422 0.0214 0.000458 0.3532 -0.3324 0.110490 0.0202 0.0411 0.0209 0.000437 0.3532 -0.3330 0.110889 0.0196 0.0401 0.0205 0.000420 0.3532 -0.3336 0.111289 21.5424 0.455548 11.156599

Qmean = 21.5424/ 61 = 0.3532 SSE = JUMLAH (F - Qo) 2 = 0.455548 SST = JUMLAH (Qo - Qmean) 2 = 11.156599

INDEKS KEBERKESANAN (NS) = (SST – SSE) X 100 %

SST = (11.156599 – 0.455548) X 100 % 11.156599 = 95.92 %

LAMPIRAN E Jadual Indeks Keberkesanan Bagi Peristiwa Hujan 6 April 2004 (VALIDASI)

Qo F (F - Qo) (F - Qo) 2 Qmean (Qo - Qmean) (Qo - Qmean) 2

0.0010 0.0024 0.0014 0.000002 0.5880 -0.5870 0.344569 0.0032 0.0036 0.0004 0.000000 0.5880 -0.5848 0.341991 0.0054 0.0084 0.0030 0.000009 0.5880 -0.5826 0.339423 0.0076 0.0178 0.0102 0.000104 0.5880 -0.5804 0.336864 0.0098 0.0361 0.0263 0.000692 0.5880 -0.5782 0.334315 0.0120 0.0669 0.0549 0.003014 0.5880 -0.5760 0.331776 0.0142 0.1141 0.0999 0.009980 0.5880 -0.5738 0.329246 0.0164 0.1833 0.1669 0.027856 0.5880 -0.5716 0.326727 0.0186 0.2685 0.2499 0.062450 0.5880 -0.5694 0.324216 0.0208 0.3600 0.3392 0.115057 0.5880 -0.5672 0.321716 0.0230 0.4506 0.4276 0.182842 0.5880 -0.5650 0.319225 0.1941 0.5342 0.3401 0.115668 0.5880 -0.3939 0.155157 0.3652 0.6182 0.2530 0.064009 0.5880 -0.2228 0.049640 0.5363 0.7213 0.1850 0.034225 0.5880 -0.0517 0.002673 0.7074 0.8659 0.1585 0.025122 0.5880 0.1194 0.014256 0.8785 1.0727 0.1942 0.037714 0.5880 0.2905 0.084390 1.0496 1.3465 0.2969 0.088150 0.5880 0.4616 0.213075 1.2207 1.6649 0.4442 0.197314 0.5880 0.6327 0.400309 1.3918 1.9929 0.6011 0.361321 0.5880 0.8038 0.646094 1.5629 2.3079 0.7450 0.555025 0.5880 0.9749 0.950430 1.7340 2.5969 0.8629 0.744596 0.5880 1.1460 1.313316 1.9044 2.8571 0.9527 0.907637 0.5880 1.3164 1.732909 2.0748 3.0933 1.0185 1.037342 0.5880 1.4868 2.210574 2.2452 3.3015 1.0563 1.115770 0.5880 1.6572 2.746312 2.4156 3.4761 1.0605 1.124660 0.5880 1.8276 3.340122 2.5860 3.6092 1.0232 1.046938 0.5880 1.9980 3.992004 2.7564 3.6812 0.9248 0.855255 0.5880 2.1684 4.701959 2.9268 3.6841 0.7573 0.573503 0.5880 2.3388 5.469985 3.0972 3.6352 0.5380 0.289444 0.5880 2.5092 6.296085 3.2676 3.5575 0.2899 0.084042 0.5880 2.6796 7.180256 3.4380 3.4614 0.0234 0.000548 0.5880 2.8500 8.122500 3.2229 3.3499 0.1270 0.016129 0.5880 2.6349 6.942698 3.0078 3.2227 0.2149 0.046182 0.5880 2.4198 5.855432 2.7927 3.0810 0.2883 0.083117 0.5880 2.2047 4.860702 2.5776 2.9290 0.3514 0.123482 0.5880 1.9896 3.958508 2.3625 2.7647 0.4022 0.161765 0.5880 1.7745 3.148850 2.1474 2.5883 0.4409 0.194393 0.5880 1.5594 2.431728 1.9323 2.4085 0.4762 0.226766 0.5880 1.3443 1.807142 1.7172 2.2288 0.5116 0.261735 0.5880 1.1292 1.275093 1.5021 2.0464 0.5443 0.296262 0.5880 0.9141 0.835579 1.2870 1.8587 0.5717 0.326841 0.5880 0.6990 0.488601 1.1844 1.6723 0.4879 0.238046 0.5880 0.5964 0.355693 1.0818 1.4943 0.4125 0.170156 0.5880 0.4938 0.243838

0.9792 1.3300 0.3508 0.123061 0.5880 0.3912 0.153037 0.8766 1.1827 0.3061 0.093697 0.5880 0.2886 0.083290 0.7740 1.0526 0.2786 0.077618 0.5880 0.1860 0.034596 0.6714 0.9398 0.2684 0.072039 0.5880 0.0834 0.006956 0.5688 0.8450 0.2762 0.076286 0.5880 -0.0192 0.000369 0.4662 0.7664 0.3002 0.090120 0.5880 -0.1218 0.014835 0.3636 0.7019 0.3383 0.114447 0.5880 -0.2244 0.050355 0.2610 0.6491 0.3881 0.150622 0.5880 -0.3270 0.106929 0.2519 0.6074 0.3555 0.126380 0.5880 -0.3361 0.112963 0.2428 0.5731 0.3303 0.109098 0.5880 -0.3452 0.119163 0.2337 0.5444 0.3107 0.096534 0.5880 -0.3543 0.125528 0.2246 0.5218 0.2972 0.088328 0.5880 -0.3634 0.132060 0.2155 0.5037 0.2882 0.083059 0.5880 -0.3725 0.138756 0.2064 0.4905 0.2841 0.080713 0.5880 -0.3816 0.145619 0.1973 0.4811 0.2838 0.080542 0.5880 -0.3907 0.152646 0.1882 0.4742 0.2860 0.081796 0.5880 -0.3998 0.159840 0.1791 0.4694 0.2903 0.084274 0.5880 -0.4089 0.167199 0.1700 0.4668 0.2968 0.088090 0.5880 -0.4180 0.174724 0.1584 0.4654 0.3070 0.094249 0.5880 -0.4296 0.184556 0.1468 0.4641 0.3173 0.100679 0.5880 -0.4412 0.194657 0.1352 0.4646 0.3294 0.108504 0.5880 -0.4528 0.205028 0.1236 0.4665 0.3429 0.117580 0.5880 -0.4644 0.215667 0.1120 0.4683 0.3563 0.126950 0.5880 -0.4760 0.226576 0.1004 0.4704 0.3700 0.136900 0.5880 -0.4876 0.237754 0.0888 0.4725 0.3837 0.147226 0.5880 -0.4992 0.249201 0.0772 0.4750 0.3978 0.158245 0.5880 -0.5108 0.260917 0.0656 0.4778 0.4122 0.169909 0.5880 -0.5224 0.272902 0.0540 0.4792 0.4252 0.180795 0.5880 -0.5340 0.285156 0.0531 0.4767 0.4236 0.179437 0.5880 -0.5349 0.286118 0.0522 0.4689 0.4167 0.173639 0.5880 -0.5358 0.287082 0.0513 0.4554 0.4041 0.163297 0.5880 -0.5367 0.288047 0.0504 0.4367 0.3863 0.149228 0.5880 -0.5376 0.289014 0.0495 0.4143 0.3648 0.133079 0.5880 -0.5385 0.289982 0.0486 0.3905 0.3419 0.116896 0.5880 -0.5394 0.290952 0.0477 0.3678 0.3201 0.102464 0.5880 -0.5403 0.291924 0.0468 0.3484 0.3016 0.090963 0.5880 -0.5412 0.292897 0.0459 0.3322 0.2863 0.081968 0.5880 -0.5421 0.293872 0.0450 0.3187 0.2737 0.074912 0.5880 -0.5430 0.294849 0.0468 0.3075 0.2607 0.067964 0.5880 -0.5412 0.292897 0.0486 0.2982 0.2496 0.062300 0.5880 -0.5394 0.290952 0.0504 0.2905 0.2401 0.057648 0.5880 -0.5376 0.289014 0.0522 0.2840 0.2318 0.053731 0.5880 -0.5358 0.287082 0.0540 0.2878 0.2338 0.054662 0.5880 -0.5340 0.285156 0.0558 0.2742 0.2184 0.047699 0.5880 -0.5322 0.283237 0.0576 0.2705 0.2129 0.045326 0.5880 -0.5304 0.281324 0.0594 0.2674 0.2080 0.043264 0.5880 -0.5286 0.279418 0.0612 0.2648 0.2036 0.041453 0.5880 -0.5268 0.277518 0.0630 0.2626 0.1996 0.039840 0.5880 -0.5250 0.275625 0.0590 0.2608 0.2018 0.040723 0.5880 -0.5290 0.279841

0.0550 0.2593 0.2043 0.041738 0.5880 -0.5330 0.284089 0.0510 0.2580 0.2070 0.042849 0.5880 -0.5370 0.288369 0.0470 0.2569 0.2099 0.044058 0.5880 -0.5410 0.292681 0.0430 0.2559 0.2129 0.045326 0.5880 -0.5450 0.297025 0.0390 0.2551 0.2161 0.046699 0.5880 -0.5490 0.301401 0.0350 0.2544 0.2194 0.048136 0.5880 -0.5530 0.305809 0.0310 0.2537 0.2227 0.049595 0.5880 -0.5570 0.310249 0.0270 0.2531 0.2261 0.051121 0.5880 -0.5610 0.314721 0.0230 0.2526 0.2296 0.052716 0.5880 -0.5650 0.319225 0.0219 0.2521 0.2302 0.052992 0.5880 -0.5661 0.320469 0.0208 0.2516 0.2308 0.053269 0.5880 -0.5672 0.321716 0.0197 0.2512 0.2315 0.053592 0.5880 -0.5683 0.322965 0.0186 0.2509 0.2323 0.053963 0.5880 -0.5694 0.324216 0.0175 0.2507 0.2332 0.054382 0.5880 -0.5705 0.325470 0.0164 0.2504 0.2340 0.054756 0.5880 -0.5716 0.326727 0.0153 0.2501 0.2348 0.055131 0.5880 -0.5727 0.327985 0.0142 0.2498 0.2356 0.055507 0.5880 -0.5738 0.329246 0.0131 0.2494 0.2363 0.055838 0.5880 -0.5749 0.330510 0.0120 0.2491 0.2371 0.056216 0.5880 -0.5760 0.331776 0.0115 0.2487 0.2372 0.056264 0.5880 -0.5765 0.332352 0.0110 0.2483 0.2373 0.056311 0.5880 -0.5770 0.332929 0.0105 0.2479 0.2374 0.056359 0.5880 -0.5775 0.333506 0.0100 0.2474 0.2374 0.056359 0.5880 -0.5780 0.334084 0.0095 0.2470 0.2375 0.056406 0.5880 -0.5785 0.334662 0.0090 0.2465 0.2375 0.056406 0.5880 -0.5790 0.335241 0.0085 0.2461 0.2376 0.056454 0.5880 -0.5795 0.335820 0.0080 0.2456 0.2376 0.056454 0.5880 -0.5800 0.336400 0.0075 0.2452 0.2377 0.056501 0.5880 -0.5805 0.336980 0.0070 0.2447 0.2377 0.056501 0.5880 -0.5810 0.337561 71.1440 18.215300 105.038248

Q mean = 71.1440/ 121 = 0.5880

SSE = JUMLAH (F - Qo) 2 = 18.215300

SST = JUMLAH (Qo - Qmean) 2 = 105.038248

INDEKS KEBERKESANAN (NS) = (SST – SSE) x 100%

SST = (105.038248 – 18.215300) X 100 % 105.038248 = 82.66 %