Tentang hidrologi drainase

1. ASPEK HIDROLOGI
Kuliah ke-2 Drainase

2. KARAKTERISTIK HUJAN
1. Durasi
2. Intensitas
3. Lengkung Intensitas
4. Waktu Konsentrasi

3. DURASI
 Durasi hujan adalah lama kejadian hujan
(menitan, jam-jaman, harian) diperoleh terutama
dari hasil pencatatan alat pengukur hujan
otomatis.
 Dalam perencanaan drainase durasi hujan ini
sering dikaitkan dengan waktu konsentrasi,
khususnya pada drainase perkotaan diperlukan
durasi yang relatif pendek, mengingat akan
lamanya genangan.

4. INTENSITAS
 Intensitas adalah jumlah hujan yang
dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume
hujan tiap satuan waktu.
 Besarnya intensitas hujan berbeda-beda,
tergantung dari lamanya curah hujan dan
frekuensi kejadiannya.
 Intensitas hujan diperoleh dengan cara
melakukan analisis data hujan baik secara
statistik maupun secara empiris.

5. LENGKUNG INTENSITAS
 Lengkung intensitas hujan adalah grafik
yang menyatakan hubungan antara
intensitas hujan dengan durasi hujan,
hubungan tersebut dinyatakan dalam
bentuk lengkung intensitas hujan dengan
kala ulang hujan tertentu.
 Lengkung intensitas biasa disebut juga
Kurva IDF (Intensitas-Durasi-Frekuensi).

6. Kurva IDF Semarang
y = 563.92x-0.4588
y = 709.57x-0.4598
y = 806.17x-0.4604
y = 927.84x-0.4607
y = 1018.3x-0.4611
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Durasi (menit)
Intensitas
hujan
(mm/jam)
Kala Ulang 2 tahun Kala Ulang 5 tahun Kala Ulang 10 tahun
Kala Ulang 25 tahun Kala Ulang 50 tahun

7. Lengkung IDF Kawasan Monas, Jakarta Pusat

8. WAKTU KONSENTRASI
 Waktu konsentrasi adalah waktu yang
diperlukan untuk mengalirkan air dari titik
yang paling jauh pada daerah aliran ke
titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir
suatu saluran.

9. Q
Q
to
td
td
to
A
C
C
A
A : titik terjauh
C : titik kontrol
to : inlet time
td : conduit time
A
A

10. Inlet Time & Conduit Time
 Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat
dibagi menjadi:
Inlet time (to) : waktu yang diperlukan oleh air
untuk mengalir di atas permukaan tanah
menuju saluran drainase.
Conduit time (td) : waktu yang diperlukan oleh
air untuk mengalir di sepanjang saluran
sampai titik kontrol yang ditentukan di bagian
hilir.

11. Rumus Waktu Konsentrasi
 Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan
rumus:
tc = to + td
 Lama waktu mengalir di dalam saluran (td)
ditentukan dengan rumus sesuai dengan kondisi
salurannya.
 Untuk saluran alami, sifat-sifat hidroliknya sukar
ditentukan, maka td dapat ditentukan dengan
menggunakan perkiraan kecepatan air seperti
tabel di bawah.

12. Tabel Kecepatan Untuk Saluran Alami
Kemiringan rata-rata
dasar saluran (%)
Kecepatan rata-rata
(meter/detik)
< 1
1 – 2
2 – 4
4 – 6
6 – 10
10 – 15
0,4
0,6
0,9
1,2
1,5
2,4

13.  Waktu konsentrasi besarnya sangat
bervariasi dan dipengaruhi oleh faktor-
faktor sbb:
Luas daerah pengaliran
Panjang saluran drainase
Kemiringan dasar saluran
Debit dan kecepatan aliran

14. DATA HUJAN
A. PENGUKURAN
 Hujan merupakan komponen yang amat penting
dalam analisis hidrologi pada perancangan debit
untuk menentukan dimensi saluran drainase.
 Pengukuran hujan dilakukan sepanjang tahun selama
24 jam tiap harinya.
 Untuk berbagai kepentingan perancangan drainase
tertentu data hujan yang diperlukan tidak hanya data
hujan harian akan tetapi juga distribusi jam-jaman
atau menitan.
 Untuk keperluan ini lebih cocok dipakai alat ukur
hujan otomatis.

15. B. ALAT UKUR HUJAN
 Alat ukur hujan biasa
(manual raingauge)
Data yang diperoleh dari
pengukuran dengan
menggunakan alat ini berupa
data hasil pencatatan oleh
petugas pada setiap periode
tertentu. Alat pengukur hujan
ini berupa suatu corong dan
sebuah gelas ukur, yang
masing-masing berfungsi
untuk menampung jumlah air
hujan dalam satu hari (hujan
harian).

16.  Alat ukur hujan otomatis
(automatic raingauge)
Data yang diperoleh dari
hasil pengukuran dengan
menggunakan alat ini
berupa data pencatatan
secara terus menerus pada
kertas pencatat yang
dipasang pada alat ukur.
Berdasarkan data ini akan
dapat dilakukan analisis
untuk memperoleh besaran
intensitas hujan.

17. C. KONDISI DAN SIFAT DATA
 Data hujan yang baik diperlukan dalam melakukan
analisis hidrologi, namun untuk mendapatkan data yang
berkualitas biasanya tidak mudah. Data hujan hasil
pencatatan yang tersedia biasanya dalam kondisi tidak
menerus. Apabila terputusnya rangkaian data hanya
beberapa saat kemungkinan tidak menimbulkan
masalah tetapi untuk kurun waktu yang lama tentu akan
menimbulkan masalah di dalam melakukan analisis.
 Dalam hal ini perlu dilihat kepentingan atau sasaran dari
perencanaan drainase yang bersangkutan.

18. Curah Hujan Harian (mm)
Nama Stasiun Krikil
No Stasiun 51 B Elevasi
No In Database Tipe alat Biasa
Lintang Selatan Pemilik BMG/Pengairan
Bujur Timur Operator S1
Tahun 1991
Tanggal Bulan Tahunan
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des
1 7 0 16 15 - - - - - - - -
2 16 5 10 9 - - - - - - - -
3 19 0 15 8 - - - - - - - -
4 19 15 0 18 - - - - - - - -
5 16 10 4 9 - - - - - - - -
6 0 40 8 11 - - - - - - - -
7 5 7 4 8 - - - - - - - -
8 10 12 0 8 - - - - - - - -
9 15 0 0 6 - - - - - - - -
10 8 0 0 10 - - - - - - - -
11 5 0 3 15 - - - - - - - -
12 5 15 10 10 - - - - - - - -
13 38 0 0 0 - - - - - - - -
14 71 0 18 0 - - - - - - - -
15 16 0 0 0 - - - - - - - -
16 5 0 10 0 - - - - - - - -
17 0 18 0 0 - - - - - - - -
18 18 0 0 0 - - - - - - - -
19 8 10 0 0 - - - - - - - -
20 0 0 20 15 - - - - - - - -
21 7 5 0 8 - - - - - - - -
22 12 0 18 18 - - - - - - - -
23 48 0 0 9 - - - - - - - -
24 10 0 0 12 - - - - - - - -
25 19 0 15 18 - - - - - - - -
26 0 3 0 0 - - - - - - - -
27 4 15 0 0 - - - - - - - -
28 0 0 36 0 - - - - - - - -
29 15 0 0 - - - - - - - -
30 6 0 0 - - - - - - - -
31 17 0 - - - - -
Hujan Maximum 71 40 36 18 - - - - - - - - -
Jml Curah Hujan 419 155 187 207 - - - - - - - - -
Jml.Hari Hujan 26 12 14 18 0 0 0 0 0 0 0 0 -
Hujan (1-15) 250 104 88 127 - - - - - - - -
Jml. data kosong 0 0 0 0 15 15 15 15 15 15 15 15
Hujan (16-31) 169 51 99 80 - - - - - - - -
Jml. data kosong 0 0 0 0 16 15 16 16 15 16 15 16

19. No Kabupaten Nama Stasiun No Stasiun Lintang Selatan Bujur Timur 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
1 Bd. Krikil/Gumelem 51b -7.51095 109.4079667 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
2 Klampok 36B E E E E E E E E E E E E E E E E E
3 Purworejo Klampok 57 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
4 Pejawaran 66 E E E E E E E E E E E E E E E E
5 Kalisapi (Bd) -7.493 109.494 E E E E E E E E E
6 Wanadadi 60 -7.371388889 109.6198056 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
7 Banjarnegara 62 -7.397866667 109.6939 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
8 Banjarmangu 62c E E E E E E E E E E E E E E E E E E
9 Limbangan 62d -7.36429 109.775 E E E E E E E E E E E E E E E
10 Clangap 62e -7.3598 109.6937 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
11 Karangkobar 64 -7.268055556 109.7428889 E E E E E E E E E E E E
12 Banjaranyar 16 x -7.367383333 109.07275 E E E E E E E E E E E E E E E E E
13 Ajibarang 19 a -7.44553 109.07655 E E E E E E E E E E E E E
14 Cilongok 20 -7.3998 109.1246 E E E E E E E E E E E E E
15 Wangon 20 a -7.48065 109.11995 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
16 Ketenger 25 -7.4072 109.0932 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
17 Kranji 39 -7.426416667 109.2334 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
18 Kedung Banteng 39 b E E E E E E E E E E E
19 Gambarsari 40 C -7.53205 109.19975 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
20 Kertadirjan 45a -7.45028 109.283825 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
21 PTPN Karet Krumput 46 a E E E E
22 Piasa Kulon BNY 11 -7.512883333 109.36245 E E E E E E
23 Kawunganten 14 -7.59343 108.9197167 E E E E E E E E
24 Jeruklegi 15 -7.62418 109.0197833 E E E
25 Gumilir 15 A E E E
26 Kesugihan 22 E E E
27 Maos 42 -7.6108 109.1454 E E E E E
28 Sampang 42 b -7.5643 109.2028 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
29 Adipala 44 E E E
30 Karangreja 23 -7.20065 109.3398667 E E E E E E E E E E
31 Talagening 23 a E E E E E E E E E E E E E E E E E
32 Serang 23 a E E E E E E E E E E
33 Bobotsari 26 -7.306183333 109.3659667 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
34 Karanganyar 27 b -7.304333333 109.4079833 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
35 Bungkanel 27 a -7.284916667 109.3964333 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
36 A.R. Tugu/Bancar 35 -7.393383333 109.3739667 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
37 Kandanggampang 35 a -7.393116667 109.3545167 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
38 Slinga 35 -7.40992 109.39709 E E E E E E E E E E E
39 Berem 35 c E E E E E
40 DPU Purbalingga 35 c E E E E E E E E E E E E E E E E E
41 Panican,Karangkemiri 36 a E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
42 Karangmoncol 53 -7.30445 109.44755 E E E E E E E E E E E E E E E E E E
43 Bukateja 55 -7.4504 109.4317 E E E E E E E E E E E E E E E E E E
44 Kalimanah/Jompo 35 c -7.4087 109.3440167 E E E E E E E E E E
45 Garung 24 a -7.2939 109.9229 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
46 Kejajar 24 e E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
47 Wanganaji 24f -7.29925 109.916669 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
48 Wonosobo 26 E E E E E E E E E E E E E E E E E E
49 Banjaran 26 A -7.4018 109.8738 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
50 Mojotengah 26 b E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
51 Tuk Mudal 26 c E E E E E E E E E E E E E
52 Watumalang 26 d E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
53 Mungkung 27 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
54 Leksono 27a E E E E E E E E E E E E E E E E E E
55 Kretek 27 b -7.266266667 109.9356167 E E E E E E E E E E E E E E E E E
56 Selomerto 27c E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E
57 Sutoireng 27d E E E E E E E E E E E E E E E E E E
58 Kaliwiro 28 -7.459067 109.856467 E E E E E E
59 Sikatok E E E E E E E E
60 Tambi -7.2671 109.9589 E E E E E E E E
61 Tlogo -7.2662 109.9357 E E E E E E E E
Wonosobo
Banjarnegara
Banyumas
Cilacap
Purbalingga

20. HUJAN RERATA
 Dalam analisis hidrologi sering diperlukan
penentuan hujan rerata pada daerah
tersebut.
 Terdapat 3 metode :
Aritmatik
Poligon Thiessen
Isohiet

21. 1. Metode rerata aritmatik (aljabar)
 Metode ini adalah metode yang paling sederhana.
Pengukuran dengan metode ini dilakukan dengan
merata-ratakan hujan di seluruh DAS.
 Hujan DAS dengan cara ini dapat diperoleh dengan
persamaan:
 dengan:
p = hujan rerata di suatu DAS
pi = hujan di tiap-tiap stasiun
n = jumlah stasiun
n
p
p
n
i
i


 1
n
p
p
p
p
p n





.....
3
2
1

22. 2. Metode Thiessen
 Metode ini digunakan untuk menghitung bobot masing-
masing stasiun yang mewakili luasan di sekitarnya. Metode ini
digunakan bila penyebaran hujan di daerah yang ditinjau tidak
merata.
 Prosedur hitungan ini dilukiskan pada persamaan dan
Gambar berikut ini.
Dimana:
 P = curah hujan rata-rata,
 P1,..., Pn = curah hujan pada setiap setasiun,
 A1,..., An = luas yang dibatasi tiap poligon.
total
n
n
A
P
A
P
A
P
A
P
.
......
.
. 2
2
1
1 



n
n
n
A
A
A
A
P
A
P
A
P
A
P
A
P









.....
.
......
.
.
.
3
2
1
3
3
2
2
1
1

23. A1
A2
A3
A4

24. 3. Metode Isohiet
 Pada prinsipnya isohiet adalah garis yang menghubungkan titik-titik
dengan kedalaman hujan yang sama, Kesulitan dari penggunaan
metode ini adalah jika jumlah stasiun di dalam dan sekitar DAS
terlalu sedikit. Hal tersebut akan mengakibatkan kesulitan dalam
menginterpolasi.
 Hujan DAS menggunakan Isohiet dapat dihitung dengan
persamaan:





 n
i
i
n
i
i
i
i
A
I
I
A
p 1
1
2
n
n
n
n
A
A
A
I
I
A
I
I
A
I
I
A
p











.....
2
.....
2
2
2
1
1
3
2
2
2
1
1
Dengan:
p = hujan rerata kawasan
Ai = luasan dari titik i
Ii = garis isohiet ke i

25. I1=100
I2=95
I3=90
I4=85
I5=80
A1
A2
A3
A4

26. Melengkapi Data
 Jika ada data hilang atau tidak lengkap










 C
C
B
B
A
A
r
R
R
r
R
R
r
R
R
r
3
1
dengan:
R = curah hujan rata-rata setahun di tempat pengamatan R
datanya harus lengkap
rA = curah hujan ditempat pengamatan RA
RA = curah hujan rata-rata setahun di A

27. Kala Ulang Hujan
 Suatu data hujan akan mencapai suatu
harga tertentu atau disamai atau kurang
dari atau dilampaui dari dan diperkirakan
terjadi dalam kurun waktu T tahun.

28. Analisis Intensitas Hujan
 Mononobe
3
2
24
24 








c
t
R
I
 dengan:
R = curah hujan rancangan setempat dalam mm
Tc = lama waktu konsentrasi dlm jam
I = intensitas curah hujan dalam mm/jam

29. Debit Rancangan dengan
Metode Rasional
 Q = β. C. I. A
 Dengan:
Q = debit rancangan
β = koefisien penyebaran hujan
C = koefisien pengaliran/limpasan
I = intensitas selama waktu konsentrasi
dalam mm/jam
A = luas daerah aliran dalam Ha