unsur-unsur aliran sungai s2 (mingggu ke 2)

3/12/2015

1

Kuliah Hidrologi -Dr.Eng Donny Harisuseno, ST., MT

Program Magister dan Doktor FTUB , 2015

“....thinks correctly n smartly...success!!”

Program Magister dan Doktor Teknik Pengairan, FTUB2015

Sub Materi:

REVIEW UNSURREVIEW UNSURREVIEW UNSURREVIEW UNSUR----UNSUR UNSUR UNSUR UNSUR ALIRAN SUNGAIALIRAN SUNGAIALIRAN SUNGAIALIRAN SUNGAI




3/12/2015

2




Gbr. Topographic watershed dan Effective

watershed




▲Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang

menampung, menyimpan dan mengalirkan air

hujan ke laut atau danau melalui satu sungai (single outlet)(Asdak, 1995:4)

� Wilayah daratan dibedakan secara nyata dengan wilayah

lain oleh karena adanya pemisahan topografi(punggung bukit atau pegunungan). Dengan

demikian, DAS Merupakan suatu kesatuan tata air

3/12/2015

3



“....thinks correctly n smartly...success!!”Fig. 11-2, p. 229

Less

permeable material such

as clay

Stream

Well

requiringa pump Lake

Unconfined aquifer

Flowing

artesian well

Runoff

Confined

Recharge

Area

Water

table

Confined aquifer

Infiltration

EvaporationEvaporation and transpiration

Infiltration

Unconfined Aquifer Recharge Area

Recharge Unconfined

Aquifer

Precipitation

AWLR




Daur Hidrologi

Back

t

Q

3/12/2015

4




‒ Kegiatan pengukuran unsur-unsur aliran sungai (debit, kecepatan, luas

penampang sungai, dll) disebut ” h id r o m e t r i ”

Pos Duga Air

Pengukuran debit

Analisa laboratorium Pengambilan

sampel sedimen

Sungai

Cek data

muka air

Data muka air

t

H Hidrograf muka air

Lengkung

debit

Q

H

Lengkung

sedimen

Qs

Q

Hidrograf debit

Hidrograf sedimen

t

Q

t

Qs

Variabel hidrologi lain &

kondisi DAS

Analisis penggerusan, pendangkalan, sedimentasi

waduk, dll.

Variabel hidrologi lain &

meteorologi

Analisis statsitik, peramalan,

ketersediaan air, dll.




AUTOMATIC WATER LEVEL RECORDER

(AWLR)

Pengukuran tinggi muka air dimaksudkan:

“untuk mengetahui posisi muka air (atau

kedalaman aliran ) suatu sungai di l okasi stasiun

hidrometri pada waktu ter tentu.”

Pengertian “waktu” dalam hal ini terkait dengan periode

pengukuran/pencatatan muka air.

3/12/2015

5




� Pengukuran dapat dilakukan pada jam-jam tertentu atau

secara terus menerus (kontinyu)

papan duga berskala atau

sering disebut sebagai alatpengukur manual

digunakan alat pengukur muka air

otomatis (AWLR) Automatic

Water Level Recorder.




� Data Muka Air dapat d iperoleh dengan cara

membaca:

“posisi muka ai r pada papan duga berskala pada saat

pengukuran atau dengan membaca grafik f l uktuasi muka

ai r hasi l perekaman oleh alat AWLR” .

AWLR : Automatic Water Level Recorder

3/12/2015

6




AWLR dengan Sistem Data Logger




3/12/2015

7




BAGAIMANAKAH

RESPON DAS TERHADAP

HUJAN YANG TURUN??




Automatic Water Level Recorder (AWLR)

3/12/2015

8




Gbr. Hyetograf dan

Hidrograf




Gbr. Contoh Hydrologic Response

3/12/2015

9




つづくつづくつづくつづくKuliah Hidrologi -Dr.Eng Donny Harisuseno, ST., MT



BAGAIMANAKAH PROSES

PERJALANAN HUJAN YANG TURUN

MENJADI DEBIT DI SUNGAI?

3/12/2015

10







1. Intersepsi (Interception)2. Surface storage (tampungan permukaan tanah)

Pada kondisi ini, jika tampungan permukaan tanah sudah tidak mampu menampung air hujan, maka akan terjadi overland flow

3 . I n f i l t r a s i ( I n f i l t r a t i o n )4. Tampungan lengas tanah (Soil Moisture Storage)

Jika kondisi SMS belum jenuh, maka terjadi aliran antara (interflow). Sedangkan jika kondisi SMS jenuh, maka terjadi perkolasi (percolation)

5 . L i m p a s a n P e r m u k a a n ( S u r f a c e R u n o f f )6 . A l i r a n a i r t a n a h ( G r o u n d w a t e r F l o w )7. Evaporasi dan Transpirasi

3/12/2015

11




TIGA (3) SUBSISTEM UTAMA DALAM DAS YANG MEMPENGARUHI PROSES TRANSFORMASI HUJAN MENJADI DEBIT DI SUNGAI :

1. L a p is a n p er muka a n da n la p is a n deka tp er muka a n ( da ngka l) yang memberikan tanggapan

terhadap curah hujan

2. D a er a h t ida k jenu h denga n ta m p u nga nl enga s ta na h ( so i l m o i stu r e ) yang menyebabkan

adanya p engis ia n ( rec h arg e) p a da la p is a nb a wa h ta na h ( su bso i l) .

3. L a p is a n b a wa h ta na h yang memberikan tanggapan

terhadap a l i r a n a ir ta na h yang lambat pengisian




KET. P = HUJAN; Pe = HUJAN EFEKTIF; Qs = LIMPASAN PERMUKAAN KET. P = HUJAN; Pe = HUJAN EFEKTIF; Qs = LIMPASAN PERMUKAAN KET. P = HUJAN; Pe = HUJAN EFEKTIF; Qs = LIMPASAN PERMUKAAN KET. P = HUJAN; Pe = HUJAN EFEKTIF; Qs = LIMPASAN PERMUKAAN

; Qg = LIMPASAN BAWAH PERMUKAAN; R = PENGISIAN LENGAS ; Qg = LIMPASAN BAWAH PERMUKAAN; R = PENGISIAN LENGAS ; Qg = LIMPASAN BAWAH PERMUKAAN; R = PENGISIAN LENGAS ; Qg = LIMPASAN BAWAH PERMUKAAN; R = PENGISIAN LENGAS

TANAH; Q : DEBITTANAH; Q : DEBITTANAH; Q : DEBITTANAH; Q : DEBIT

3/12/2015

12




PENGERTIAN DASAR UNSUR-UNSUR ALIRAN PERMUKAAN DI DAS

1) Retention Storage: tampungan yang terjadi dalam periode yang lama dan akan berkurang akibat proses evaporasi (Mis. danau, waduk, dll)

2) Detention Storage: tampungan yang terjadi dalam periode pendek dan akan berkurang akibat proses mengalirnya air keluar dari lokasi tampungan

� Ketika terjadi hujan di DAS, terdapat 2 jenis tampungan (storage) di DAS :




� Awal terjadinya hujan, sebagian besar hujan akan mengisi

deten ti o n sto rag e yg terdiri dari :

1. Surface Storage: tampungan pada permukaan tanah

2. Soil Moisture Storage: tampungan pada daerah tidak

jenuh (unsaturated soil)

�Detention storage semakin

lama semakin teris iAkibatnya terjadi:

‒ Aliran antara (Interflow)

‒ Aliran air tanah (Groundwater flow)

‒ Limpasan permukaan (Surface runoff)

つづくつづくつづくつづく

3/12/2015

13




� Limpasan Permukaan (Surface runoff) :Limpasan yang mengalir diatas permukaan tanah atau bagian dari

curah hujan yang tidak masuk ke dalam tanah (terinfiltrasi)

LIMPASAN DI DAS DIBEDAKAN :

1. Limpasan air tanah (Groundwater flow)Limpasan yang berasal dari aliran air tanah

2. Aliran antara (Intermitten flow) :Limpasan yang mengalir di daerah tidak jenuh kemudian

keluar ke permukaan tanah

� Limpasan bawah permukaan (Subsurface runoff) :Limpasan yang mengalir dibawah permukaan tanah




PENDEKATAN SISTEM DALAM ANALISA LIMPASAN DI DAS

φindex

Rain

fall

In

ten

sity

(mm

.hour-1

)

t (hour)

Effective

Rainfall

Runoff

t (hour)

Q(m

3.s

-1)

Direct runoff hydrograph

Watershed response system = f Watershed response system = f Watershed response system = f Watershed response system = f

(soil, vegetation, topography, (soil, vegetation, topography, (soil, vegetation, topography, (soil, vegetation, topography,

climate, river)climate, river)climate, river)climate, river)

BLACK BOXBLACK BOXBLACK BOXBLACK BOXBack

3/12/2015

14




Dr.Eng Donny Harisuseno, ST., MT

Sub Materi:

HIDROGRAF (HIDROGRAF (HIDROGRAF (HIDROGRAF (HYDROGRAPHHYDROGRAPHHYDROGRAPHHYDROGRAPH))))




HIDROGRAF (HYDROGRAPH)

Definisi :“Gambaran integral dari karakteristik fisik DAS danklimatis yang mengendalikan hubungan antara curahhujan dan Limpasan dari suatu DAS tertentu”(Subarkah, 1978)

� Sri Harto (1993), “hidrograf dapat disebutsebagai penyajian grafis antara salah satu unsuraliran dengan waktu”

Click

3/12/2015

15




HIDROGRAF MUKA AIR DAN DEBIT DAS AMPRONG(9- 10 PEBRUARI 2001)

No Pukul H Q

(jam) (m) (m3/det)1 8 1,46 16,6392 9 1,47 16,8683 10 1,47 16,8684 11 1,52 18,0355 12 1,69 22,2956 13 1,98 30,6037 14 2,3 41,2948 15 2,53 49,9659 16 2,48 48,01010 17 2,36 43,47611 18 2,24 39,16712 19 2,12 35,08313 20 2,02 31,85214 21 1,96 29,988

No Pukul H Q(jam) (m) (m3/det)

15 22 1,9 28,1816 23 1,74 23,63317 24 1,7 22,55918 1 1,68 22,03219 2 1,66 21,51020 3 1,64 20,99521 4 1,58 19,48722 5 1,57 19,24123 6 1,56 18,99724 7 1,5 17,56425 8 1,48 17,09826 9 1,46 16,639

Rating Curve : Q = 7,81 (H-384,16)2




0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25 30

Deb

it S

unga

i (m

3/d

et)

Waktu (jam)

Hidrograf Banjir di Sungai Amprong 9 - 10

Pebruari 20001

3/12/2015

16




31

KEDUDUKAN HIDROGRAF DALAM DAUR HIDROLOGI

Hidrograf Banjir

Hidrograf Limpasan Langsung(Surface Runoff Hydrograph)

Hidrograf Air Tanah

++++




KOMPONEN PENYEBAB ALIRANHIDROGRAF

1. Aliran permukaan (surface run off)

2. Aliran bawah tanah (subsurface flow, interflow)

3. Aliran air tanah (ground water flow)

4. Hujan di permukaan sungai sendiri(Channel precipitation)

Click

3/12/2015

17




BAGIAN-BAGIAN HIDROGRAF

Q

(m3/dt)

Puncak Hidrograf

t (jam)Aliran dasar (base flow)

Kurva naik Kurva turun

Aliran langsung (direct runoff)

Waktu turunWaktu

puncak

Waktu dasarBack




KARAKTERISTIK MASING-MASING BAGIAN HIDROGRAF

1. Kurva Naik (Concentration curve)

2. Puncak hidrograf (peak)

3. Kurva turun (Recession curve)

4. Waktu puncak (Time to peak)

5. Aliran dasar (Base flow)

6. Waktu turun (Time to recession)

7. Waktu dasar (Time base)

8. Aliran langsung (surface runoff)

3/12/2015

18




TUGAS 2:

Buat sebuah Laporan Tugas:

PENGARUH KARAKTERISTIK FISIOGRAFIS

DAS TERHADAP MASING-MASING BAGIAN

HIDROGRAF

Laporan terdiri dari:

1. Kata pengantar

2. Daftar Isi

3. Bab I : Pendahuluan

4. Bab 2 : Landasan Teori




1. Bab 3 : Analisa dan Pembahasan

2. Bab 4 : Kesimpulan

3. Daftar Pustaka

4. Lampiran (Apabila dibutuhkan)

*) Laporan dilengkapi dengan RIIL CONTOH STUDI

KASUS pada sebuah DAS

*) Penulisan HARAP MENGACU pada PEDOMAN

PENULISAN ILMIAH DI PROGRAM MAGISTER DAN

DOKTOR

つづくつづくつづくつづく

3/12/2015

19





Sub Materi:

HIDROGRAF LIMPASAN LANGSUNG HIDROGRAF LIMPASAN LANGSUNG HIDROGRAF LIMPASAN LANGSUNG HIDROGRAF LIMPASAN LANGSUNG

((((SURFACE RUNOFFHYDROGRAPHSURFACE RUNOFFHYDROGRAPHSURFACE RUNOFFHYDROGRAPHSURFACE RUNOFFHYDROGRAPH))))




38

DAUR HIDROLOGIDAUR HIDROLOGIDAUR HIDROLOGIDAUR HIDROLOGI

Hidrograf Banjir


Hidrograf Air Tanah

++++

3/12/2015

20




39



Hidrograf Banjir?

Hidrograf Air Tanah




40



Hidrograf Banjir

?Hidrograf Air Tanah

3/12/2015

21




HIDROGRAF LIMPASAN PERMUKAAN

☯ Biasa disebut juga ‘HIDROGRAF LIMPASAN LANGSUNG”

� Definisi : Hidrograf yang disebabkan oleh limpasan langsung yang berasal dari hujan efektif

� Hujan efektif : tinggi hujan (mm) setelah dikurangi kehilangan-kehilangan air (losses)

Click




KEHILANGAN AIR DI DAS YANG MEMPENGARUHI BESARNYA HUJAN YANG MENJADI DEBIT DI SUNGAI :

- Intersepsi (Interception)

- Evaporasi (Evaporation)

- Transpirasi (Transpiration)

- Infiltrasi (Infiltration)

Bgm analisa untukSKALA DAS?

Pengertian??

diestimasi dengan : “Metode Phi Index”

(ϕindex)

3/12/2015

22




Tinggi limpasan langsung

=

ESTIMASI KEHILANGAN (LOSSES) SKALA DAS (METODE PHI-INDEX)

φφφφindeks : intensitas kehilangan air rerata, yang harus dikurangkan dari intensitas hujantotal agar diperoleh limpasan langsungakibat hujan efektif

Tinggi hujan efektif = Tinggi hujan total - φφφφ indeks

Jadi.....“Hujan Efektif adalah hujan yang menyebabkan limpasan langsung”




BAGAIMANAKAH CARA

MENGESTIMASI BESAR PHI-INDEX ?

3/12/2015

23




CONTOH SOAL ESTIMASI KEHILANGAN METODE PHI INDEX

7

18

25

1210

3i (m

m/j

am

)

t (jam)

φindeks = ?

Diketahui curah hujan total sebesar 75 mm danbesarnya tinggi limpasan permukaan sebesar 33 mm. Tentukan besarnya φindeks !




CONTOH ESTIMASI KEHILANGAN METODE PHI INDEX

PENYELESAIAN:

Pertama kita memisalkan besarnya φindeks

Misal φindeks => 7 mm didapat:

(18- φ)+(25- φ)+(12- φ)+(10- φ) = 33Ternyata diperoleh φindeks = 8 mm, jadi φindeks > 7 mm berarti pemisalan kita benar

3/12/2015

24




TUGAS TERSTRUKTUR

8

20

25

109

3

i (m

m/j

am

)

t (jam)

φindeks = ?

Diketahui curah hujan total sebesar 75 mm danbesarnya limpasan permukaan sebesar 33 mm. Tentukan besarnya φindeks dan hitung distribusi hujan efektif jam2an!





Sub Materi:

CARA MENDAPATKAN HIDROGRAF LIMPASAN CARA MENDAPATKAN HIDROGRAF LIMPASAN CARA MENDAPATKAN HIDROGRAF LIMPASAN CARA MENDAPATKAN HIDROGRAF LIMPASAN

LANGSUNG DARI HIDROGRAF BANJIR DI SUNGAILANGSUNG DARI HIDROGRAF BANJIR DI SUNGAILANGSUNG DARI HIDROGRAF BANJIR DI SUNGAILANGSUNG DARI HIDROGRAF BANJIR DI SUNGAI

3/12/2015

25




Hidrograf Banjir

Hidrograf Limpasan Langsung

HUBUNGAN HIDROGRAF BANJIR DI SUNGAI DENGAN HIDROGRAF LIMPASAN LANGSUNG

?




HIDROGRAF BANJIR DI SUNGAI BERASAL DARI :

1. Aliran permukaan (surface run off)

2. Aliran bawah tanah (subsurface flow, interflow)

3. Aliran air tanah (ground water flow)

4. Hujan di permukaan sungai sendiri(Channel precipitation)

Click

3/12/2015

26




PEMISAHAN KOMPONEN HIDROGRAF BANJIR SUNGAI

Tujuan : “Untuk mendapatkan hidrograf limpasan langsung”

Memisahkan aliran dasar (base flow) dari hidrograf banjir

Click

...dengan jalan




TEKNIK PEMISAHAN BASE FLOW DARI HIDROGRAF BANJIR

1. Straight Line Method

2. Fixed Base Method

3. Variable Slope Method

Mana yang paling akurat??

3/12/2015

27




ILUSTRASI PROSES PEMISAHAN

BASEFLOW




54

PENENTUAN TITIK AKHIR PADA KURVA TURUN HIDROGRAF

1

10

100

1000

10000

100000

Flo

w (

cfs

)

Time (hrs.)

Recession side of hydrograph becomes linear at approximately

hour 64.

Semi-log Plot

(Q skala Log –

T skala biasa)

3/12/2015

28




1. STRAIGHT LINE METHOD

Q (

m3/d

et)

t (jam)Base flow

Hubungkan titik saat limpasan mulai dengan titik akhir kurva turun� untuk pemisahan base flow

CONTOH SOAL

HASIL ANALISA

MMMM




2. FIXED BASE METHOD2. FIXED BASE METHOD2. FIXED BASE METHOD2. FIXED BASE METHOD

N = A0.2

Q

(m3/d

et)

t (jam)NNNN = Jumlah hari setelah puncak = Jumlah hari setelah puncak = Jumlah hari setelah puncak = Jumlah hari setelah puncak

hidrograf (hari)hidrograf (hari)hidrograf (hari)hidrograf (hari)

A = luas DAS (mileA = luas DAS (mileA = luas DAS (mileA = luas DAS (mile2222 ≈≈≈≈ 1,6 km1,6 km1,6 km1,6 km2222))))

CONTOH SOAL

HASIL ANALISA

3/12/2015

29




3. VARIABLE SLOPE METHOD3. VARIABLE SLOPE METHOD3. VARIABLE SLOPE METHOD3. VARIABLE SLOPE METHOD

Q

(m3/d

et)

t (jam)

TTTT

UUUUNNNN

PPPP

MMMM1111

2222

3333

4444

Puncak hidrografPuncak hidrografPuncak hidrografPuncak hidrograf

CONTOH SOAL

HASIL ANALISA




TUGAS 3:


TEMA: PEMISAHAN BASEFLOW PADA

HIDROGRAF BANJIR DI SUNGAI


1. Kata pengantar

2. Daftar Isi



3/12/2015

30






3. Daftar Pustaka


*) Data debit sungai HARUS berdasarkan DATA RIIL

yang diperoleh dari pengukuran AWLR



DOKTOR




KARAKTERISTIK HIDROGRAF PADA BEBERAPA TIPE SUNGAI

Musim kering

Musim Hujan

1. Sungai Perennial

QQQQ

tttt

3/12/2015

31




61

Skema sungai perenial (perenial stream)




2. SUNGAI INTERMITTEN

Musim kering

Musim Hujan

QQQQ

tttt

3/12/2015

32




63

Skema sungai intermiten (intermitten streams)




3. SUNGAI EUPHEMERAL

Selalu Musim hujan

Musim kering

QQQQ

tttt

3/12/2015

33




65




TUGAS 4:


PENGARUH KARAKTERISTIK FISIOGRAFIS

DAS TERHADAP RESPONSE DEBIT


1. Kata pengantar

2. Daftar Isi



3/12/2015

34






3. Daftar Pustaka


*) Laporan dilengkapi dengan riil contoh STUDI KASUS

pada sebuah DAS



DOKTOR




Sekian....

http://www.ub.ac.idhttp://www.ub.ac.idhttp://www.ub.ac.idhttp://www.ub.ac.id

unsur-unsur aliran sungai s2 (mingggu ke 2)

Documents