1. 3.8. Perhitungan Debit Rencana
A. Metode Rasional Modifikasi
Perhitungan besarnya debit banjir rencana dengan metode rasional menggunakan
rumus sebagai berikut :
Qt= 0,278 x C x ๐ผ ๐ x A
Keterangan :
Qt = debit banjir (m3/dtk)
C = koefisien pengaliran
๐ผ ๐= intensitas curah hujan dengan periode ulang T tahun (mm/jam)
A = luas areal (km2)
Data โ data sungai :
๏ Panjang lintasan air dari titik terjauh sampai titik yang ditinjau 67 km (berdasarkan
autocad)
๏ Panjang sungai utama (L) = 38 km (berdasarkan autocad)
๏ Luas Daerah aliran (A) = 544,32 km2(berdasarkan autocad)
๏ Elevasi Hulu = 600 m = 0,6 km (berdasarkan peta topografi)
๏ Elevasi Hilir = 30 m = 0,03 km (berdasarkan peta topografi)
๏ Elevasi titik terjauh = 700 m = 0,7 km (berdasarkan peta topografi)
๏ Koefisien Aliran (C)
๏ท Pemukiman, 2,232 km2 (C1) = 0,40
๏ท Hutan, 12,923 km2 (C2) = 0.30
๏ท Blukar, 78,926 km2 (C3) = 0,07
๏ท Perkebunan, 326,320 km2 (C4) = 0,40
๏ท Rawa, 2,123 km2 (C5) = 0,05
๏ท tanah terbuka, 1,687 km2 (C6) = 0,50
๏ท tambak, 0,109 km2 (C7) = 0,05
2. Perhitungan Tc
Dik:
L = L1+L2
= 38+29 = 67 km
Kemiringan (S1) = (0,7-0,6)/29 = 0,003
Kemiringan (S2) = (0,6-0,03)/38 = 0,015
S rerata = (0,003+ 0,015)/2 = 0,009
๏ถ tc = (
0,87 . ๐ฟ2
1000 . ๐
)
0,385
= (
0,87 .67ยฒ
1000 .0,009
)
0,385
= 10,26 jam
Untuk perhitungan pada periode 2 tahun :
๏ถ I2 = [
R
24
] x [
24
tc
]
2/3
= [
64,38
24
] x [
24
10,26
]
2/3
= 3,36 mm/jam
Hitung nilai C100% =
๏ฅ
๏ฅ
๏ฝ
๏ฝ
n
i
i
n
i
ii
A
AC
1
1
.
=
C1.A1.+ C2. ๐ด2. + C3. ๐ด3.+ C4. ๐ด4. + ๐ถ5. ๐ด5.+ C6.๐ด6.+C7.๐ด7.
๐ด
=
(0.40 ๐ฅ 2,232 )+(0.30 ๐ฅ 12,923 )+(0.07๐ฅ 78,926 )+
( 0.40 ๐ฅ 26,32 )+(0.05 ๐ฅ 2,123 )+(0.50 ๐ฅ 1,687 )+(0,05 ๐ 0,109 )
544,32
= 0,26
3. ๏ถ Untuk T = 2 tahun
Q2 = 0,278 x C x ๐ผ ๐ x A
= 0,278 x 0,26 x 3,36 x 544,32
= 132,43 m3/dtk
Jadi debit banjir rencana periode 2 tahun adalah 132,43 m3/dtk
Untuk perhitungan keseluruhan dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
periode T
(tahun)
Rmax (mm) tc (jam) I (mm/jam) C A(km)
Q
(m/detik)
2 64,38
10,26
3,36
0,26 544,32
132,43
5 75,76 3,74 147,44
10 83,29 3,98 156,96
25 92,81 4,28 168,57
50 99,87 4,49 176,93
100 106,88 4,69 185,03
4. B. Metode Nakayasu
Hidrograf Satuan sintetis Nakayasu dikembangkan berdasarkan beberapa
sungai di Jepang (Soemarto, 1987) bentuk HSS Nakayasu diberikan oleh
persamaan berikut ini:
Qp =
1
3,6
(
๐ด ๐ ๐
0.3 ๐๐+๐0.3
)
Tp = Tg + 0.8 xTr
Tg = 0.4 + 0.058 x L untuk L > 15 km
Tg = 0.21 x L2 untuk L < 15 km
T0.3 = ฮฑ xTg
Tr = 0.75 xtg
Dengan :
Qp = Debit Puncak Banjir
A = Luas DAS (km2)
Re = Curah Hujan Efektif biasanya dipakai 1
Tp =waktu permukaan sampai puncak hidrograf (jam)
T0.3 = waktu dari puncak banjir sampai 0.3 kali debit puncak (jam)
Tg = waktu konsentrasi (Jam)
Tr = satuan waktu dari curah hujan
ฮฑ = koefisien karakteristik DAS biasanya dimbil 2
L = panjang sungai utama (km)
5. Bentuk Hidrograf satuan diberikan oleh persamaan berikut :
Pada kurvanaik( 0<T < T <Tp)
Pada kurva Turun (Tp< t <Tp + T0,3
Pada Kurva Turun( Tp+T0.3 <t <Tp+ T03+ 1.5 T03)
Pada kurva Turun (Tp+ T03+ 1.5 T03)
Perhitungan :
Tg = 0,4 + 0,058 x 38 = 2,60 jam
Tr = 0,75 x 2,60 = 1,95 jam
Tp = 2,60 + 0.8 x 1,95 = 4,17 jam
T0.3 = 2 x 2,60 = 5,21 jam
Qp =
1
3,6
๐ฅ(
544,32 ๐ฅ 1
0.3 ๐ฅ 4,17 +5,21
) = 123,39 mยณ/detik
6. a. Pada kurva naik (0 < 1 <Tp = 4,17 )
Kurva dihitung dengan persamaan berikut dan hasilnya diberikan pada
tabel di bawah :
Q1 = Qp ๐ฅ (
๐ก
๐๐
)
2,4
= 123,39 x (
1
4,17
)
2,4
= 4,02 m3/detik
Tr (jam) Q(m3/detik)
0 0
1 4,02
2 21,20
3 56,10
4 111,90
4,17 123,39
b. Pada kurva turun (Tp = 4,17 < t <Tp + T 0,3 = 9,37)
Kurva dihitung dengan persamaan berikut, danhasilnya diberikan pada
tabel di bawah :
Qr = Qp x 0,3
(
๐กโ๐๐
๐0,3
)
= 123,39 x 0,3
(
5โ4,17
5,21
)
= 101,77 m3/detik
Tr (jam) Q(mยณ/detik)
5 101,77
6 80,76
7 64,09
8 50,86
9 40,36
9,37 37,06
7. c. Pada kurva turun (Tp + T 0,3 = 9,37 < t <Tp< T 0,3 + 1,5 x T 0,3 = 17,18)
Kurva dihitung dengan persamaan berikut, dan hasilnya di berikan pada
tabel di bawah ini :
Qt = Qp x 0,3[( ๐กโ๐๐ )+( 0,5 ๐ฅ ๐0,3 )] / (1,5 ๐ฅ ๐0,3)
Qt = 3,00 x 0,3[( 10โ4,17 )+( 0,5 ๐ฅ 5,21 )] / (1,5 ๐ฅ 5,21)
Qt = 33,62 mยณ/detik
Tr (jam) Q(mยณ/d)
10 33,62
11 28,81
12 24,70
13 21,17
14 18,15
15 15,56
16 13,33
17 11,43
17,18 11,12
d. Pada kurva turun (t >Tp + T 0,3 + 1,5 x T 0,3 = 17,18 )
Kurva dihitung dengan persamaan berikut, dan hasilnya diberikan pada
tabel di bawah ini :
Qt = Qp x 0,3[( ๐กโ๐๐ )+( 1,5 ๐ฅ ๐0,3 )] / (2 ๐ฅ ๐0,3)
Qt = 248,07 x 0,3[( 18โ4,17 )+( 1,5 ๐ฅ 5,21 )] / (2 ๐ฅ 5,21 )
Qt = 10,11 mยณ/detik
Tr (jam) Q(mยณ/detik)
18 10,11
19 9,01
20 8,02
21 7,15
22 6,37
23 5,67
24 5,05
8. Jadi tabe lreka pitulasi untuk seluruh perhitungan di atas yaitu sebagai
berikut :
Tr (jam) Q(mยณ/detik)
0 0
1 4,02
2 21,20
3 56,10
4 111,90
4,17 123,39
5 101,77
6 80,76
7 64,09
8 50,86
9 40,36
9,37 37,06
10 33,62
11 28,81
12 24,70
13 21,17
14 18,15
15 15,56
16 13,33
17 11,43
17,18 11,12
18 10,11
19 9,01
20 8,02
21 7,15
22 6,37
23 5,67
24 5,05
9. Indeks Kerapatan Sungai (D)
D =
Lst
A
=
588 ,08
544,32
= 1,08
Frekuensi sumber (SN) yaitu perbandingan antara jumlah segmen sungai tingkat I dengan
jumlah segmen sungai semuatingkat
SN =
NI
N
=
19
36
= 0,53
Untuk mendapatkan Hidrograf debit banjir rencana tahapannya sebagai berikut :
1. Menghitung besar aliran dasar (base flow) periode
QB = 0,4715 x ๐ด0,6444
x ๐ท0,9403
= 0,4715 x 544,32 0,6444
x 1,08 0,9403
= 29,60 ๐3
/det
2. Menghitung hujan efektif dengan metode Indeks Infiltrasi
ฮฆ = 10,4903 โ 3,8985.10โ6
x ๐ด2
+ 1,6985.10โ13
x ( ๐ด/๐๐)4
= 10,4903 โ 3,8985.10โ6
x 544,322
+ 1,6985.10โ13
x (544,32 /0,53)4
= 15,630 mm/jam
Untuk menghitung debit banjir dapat menggunakan rumus :
Qtot = U1.Rei + U2.Rei1 + U3.Rei2 + Un. Rei (n-1) + Qb
Dimana :
Qtot = debit banjir rancangan untuk periode ulang T tahun
Ua = ordinat unit HSS
Rei = hujan efektif pada jam ke i
Qb = aliran dasar (base flow)
Perhitungan debit banjir pada periode 2 tahun dalam waktu 1 jam:
๐๐ก๐๐ก = ๐1 ร ๐ ๐๐ + ๐๐
= 4,02 ร 15,63 + 29,600
= 56,473 m3/dtk