Kapasitas Saluran TB

Tugas Besar BAB I ANALISA INTENSITAS HUJAN

1.1. Tahapan Analisa

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu. Sifat umum hujan dimana makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi intensitasnya. Langkah-langkah perhitungan : 1) Pengumpulan data Data yang diperlukan adalah data hujan jangka pendek atau jam jam-an yang diperoleh dari pos penakar hujan otomatis. 2) Penentuan besaran curah hujan, yaitu hasil dari perkalian antara tinggi hujan dengan 60 menit dibagi durasi hujan yang bersangkutan. 3) Menghitung probabilitas untuk periode ulang yang direncanakan dengan metode distribusi Gumbel , distribusi Normal , Log-Normal dan dan Log-Pearson III berdasarkan berdasarkan data yang tersedia. 4) Menghitung harga tiap suku dalam persamaan intensitas dan menghitung tetapan-tetapan untuk persamaan intensitas hujan yang dinyatakan dalam Lengkung Intensitas-Durasi-Frekuensi (IDF) dengan menggunakan beberapa persamaan, yaitu : 

Talbot (1881)

:

I =



Sherman (1905)

:

I =

Ishiguro (1953)

:

I =



dimana :

a t+b

…………………………………….(1)

a n t a

…………………………………….(2)

…………………………………….(3) √t + b

I = Intensitas hujan (mm/jam) t = Lamanya hujan (jam) a, b dan n = Konstanta, tergantung pada lamanya hujan yang terjadi di DAS (Catchmen (Catchmen area) area)

Drainase Perkotaan (Suheri)

1

Tugas Besar


2

Tugas Besar


2

Tugas Besar


3

Tugas Besar


4

Tugas Besar


5

Tugas Besar


6

Tugas Besar


7

Tugas Besar


8

Tugas Besar


9

Tugas Besar


10

Tugas Besar


11

Tugas Besar


12

Tugas Besar


13

Tugas Besar


14

Tugas Besar BAB II PERENCANAAN KAPASITAS SALURAN

2.1. Tahapan Perhitungan

Dalam perhitungan atau perencanaan dimensi saluran dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1) Memperkirakan laju aliran (debit) puncak Perkiraan laju aliran (debit) puncak ditentukan oleh ketersediaan data pada suatu lokasi atau wilayah yang akan direncanakan (penelitian). Metode umum yang dipakai adalah Metode Rasional untuk DAS ( Catchmen area) kurang dari 300 ha. Persamaan matematik metode Rasional : Q p = 0,002778 . C . I . A

………………………………………… (7)

dimana : Qp = laju aliran permukaan (debit) puncak (m3/det) C =

Koefisien aliran permukaan ( 0 ≤ C ≤ 1 )

I = Intensitas hujan (mm/jam) A = Luas Catchmen area (hektar) Untuk luas Catchmen area (A) dalam satuan km 2 persamaan umum tersebut menjadi : Q p =

1 3,6

. C . I . A …………………………………………… (8)

Asumsi : a. Hujan yang terjadi mempunyai intensitas yang seragam dan merata diseluruh wilayah DAS (Catchmen area) selama paling sedikit berdurasi sama dengan waktu konsentrasi ( tc ). b. Pemilihan harga koefisien aliran permukaan (C) menggunakan nilai yang tertera dalam tabel terlampir sesuai dengan tipe tanah dan penggunaan lahan. Berdasarkan denah lokasi yang tersedia, maka untuk nilai koefisien aliran permukaan untuk diskripsi/karakteristik perumahan multiunit, tergabung adalah C = 0,60 – 0,75.


15

Tugas Besar c. Rumus Intensitas hujan mengikuti persamaan Sherman (1905) berdasarkan data yang tersedia dan telah dilakukan perhitungan pada bagian sebelumnya (Bab I) dengan periode ulang 2 tahun.

Rumus Intensitas hujan ; I = dimana :

2,3139

t

-0,0003

………………… (9)

I = Intensitas hujan (mm/jam) t = durasi hujan (jam)

untuk nilai t diambil nilai waktu konsentrasi atau t = t c d. Waktu konsentrasi (tc) atau waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ke tempat keluaran (titik control) setelah tanah menjadi jenuh dan depresi-depresi terkecil terpenuhi. Waktu konsentrasi dihitung terdiri dari 2 komponen yaitu : 

waktu yang diperlukan air untuk mengalir dari permukaan lahan sampai saluran terdekat ( t0 ), dalam hal ini nilai t0 = 3 menit.



Waktu perjalanan dari pertama masuk saluran sampai titik keluaran (tt) dengan rumus : (tt)

=

Panjang lintasan aliran dalam saluran (m) Kecepatan aliran (V) x 60 menit

….. dalam (jam)

Rumus Waktu Konsentrasi : tc = t0 + tt

2) Menghitung dimensi penampang melintang saluran ekonomis 

Prinsip dasar saluran penampang ekonomis adalah potongan melintang (dimensi) saluran yang dapat melewatkan debit maksimu (Q maks).



Debit maksimum dicapai jika kecepatan maksimum (V maks)



Kecepatan maksimum dicapai jika jari-jari hidraulik maksimum (R maks)



Jari-jari hidraulik dicapai jika keliling basah maksimum (P maks)



Kecepatan aliran saluran penampang melintang ekonomis dihitung menggunakan Rumus Manning (1889) : V=

1 n

. R 2/3 . I 1/2

……..………..………………………… (10)




16

Tugas Besar dimana :

V = kecepatan rata-rata (m/det) n = koefisien kekasaran Manning R = jari-jari hidraulik (m) I = kemiringan dasar saluran (-)

Rumus debit aliran permukaan : dimana :

Q = A.V

Q = debit aliran rata-rata (m3/det) A = luas penampang basah saluran (m2) V = kecepatan aliran rata-rata (m/det)

2.2. Parameter Perencanaan

1) Denah lokasi perencanaan (penelitian) seperti gambar tampak pada lembar berikut. 2) Kemiringan lahan rata-rata 2% atau I = 0,02 3) Saluran direncanakan menggunakan pasangan batu. 4) Data curah hujan yang tersedia adalah data kedalaman hujan jangka pendek atau jam jam-an. 5) Intensitas hujan diperoleh dari hasil pengujian beberapa metode ( Distribusi Normal, Gumbel, Log-Normal dan Log-Pearson III ) dan persamaan intensitas hujan jam jam-an (rumus Talbot, Sherman dan Ishiguro), untuk kemudian dipergunakan dalam rumus perhitungan debit aliran metode Rasional. 6) Periode ulang kedalaman curah hujan dalam perencanaan drainase untuk kala ulang 2 tahun. 7) Debit aliran (puncak) dihitung menggunakan persamaan Rasional dan persamaan Manning untuk penampang saluran ekonomis. 8) Nilai

koefisien

limpasan

berdasarkan

denah

lokasi

adalah

untuk

karakteristik Perumahan Multiunit, tergabung diambil C = 0,60. 9) Waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir sampai ke saluran terdekat (t0) = 3 menit atau 0,05 jam.


17

Tugas Besar 2.3. Perhitungan Dimensi Saluran

a. Jalur saluran yang ditinjau titik 1- 4 - 5 ( Q1- 5 ) 1) Metode Rasional 

Lintasan aliran terpanjang (L) = 164 m



Luas area tinjauan (A) = 2728 m2



Asumsi awal kecepatan aliran (V) = 1 m/det



Waktu konsentrasi ( tc ) tt =

L V

=

164 m = 164 detik 1 m/det

≈ 0,002728 km 2

≈ 0,04556 jam

t0 = 0,05 jam tc = tt + t0 = 0,04556 + 0,05 = 0,0956 jam 

Intensitas hujan (I) dihitung Rumus Sherman (1905) metode Distribusi Log-Pearson III : a

I =

n

t

dimana : a = 2,3193 , n

2,3139

I =

t 0.0002

=

2,3193

0,072 0.0002

I = anti log 2,3202 = 10 

Debit aliran : Q1-5 = Q1-5

=

2,3202

= 0,0005 dan t ≈ t c = 2,3202 = 209,04 mm/jam

1 .C.I.A 3,6

1 x 0,60 x 209,04 mm/jam x 0,002728 km 2 3,6

= 0,095044 m 3/det


18

Tugas Besar 2) Persamaan Manning 

Koefisien kekasaran Manning (n) = 0,025



Kemiringan dasar saluran ( I ) = 0,02



Penampang saluran persegi (ekonomis) Bentuk Persegi

Rumus Umum

Penampang ekonomis

Luas penampang basah (A)

b.y

2 y2

Lebar dasar saluran (b)

A/y

2y

Keliling basah (P)

b + 2y

4y

Jari-jari hidroulis (R)

A/P

y/2

Rumus Umum

Penampang ekonomis

Bentuk Trapesium Luas penampang basah (A)

(b + m.y) y

y2 √ 3

Lebar dasar saluran (b)

P − 2y √ m 2 + 1

2/3 y √ 3

Keliling basah (P)

b + 2y √ m2 + 1

2y √ 3

Jari-jari hidroulis (R)

A/P

y/2



Asumsi awal kecepatan aliran (V) = 1 m/det



Menghitung kedalaman saluran (y) berdasarkan kecepatan aliran : 1 . R 2/3 . I 1/2 n 1 1 m/det = . y/2 2/3 . (0,02) 1/2 0,025 V

=

1 m/det = 40 x 0,5 y2/3 x 0,0141 1 m/det = 2,0615 y2/3 1 2,0615

y2/3 =

b = 2y

= 2 (0,3378)

= 0,6757 m

P = 4y

= 4 (0,3378)

= 1,3514 m

Debit aliran : =

= 0,3378 m = 0,2283 m 2

R =

Q1-5

y

A = 2 y2 = 2 (0,3378)2

jadi :



= 0,141

A/P

Q1-10

=

= 0,1689 m 1 3,6

.C.I.A

1 x 0,60 x 205,04 mm/jam x 0,002728 km 2 3,6

= 0,0951 m 3/det


19

Tugas Besar Dari hasil perhitungan metode Rasional dan persamaan Manning dengan asumsi kecepatan (V) = 1 m/det diperoleh nilai debit aliran (Q) yang berbeda yaitu QR = 0,0951 m 3/det dan QM = -1,00107 m 3/det, sehingga untuk itu harus dilakukan perhitungan ulang dengan cara coba banding ( trial error ) sampai diperoleh nilai kecepatan aliran (V) dan debit (Q) menunjukkan hasil yang sama atau pendekatannya. Setelah diperoleh debit aliran yang sama, maka dapat diperoleh dimensi/ ukuran penampang saluran (ekonomis) dengan persamaan Manning . Perhitungan selanjutnya dilakukan secara tabelaris pada lembar berikut.


20

Tugas Besar


21

Tugas Besar Dengan cara coba banding (trial error ) terhadap kecepatan aliran (V) diperoleh dimensi saluran untuk jalur 1 – 5

areal A pada lokasi rencana

sebagai berikut : 

Penampang Persegi Kecepatan aliran (V)

= 0,54 m/det

Debit (Q)

= 0,0950 m3/det

Dimensi : Kedalaman saluran (y)

= 0,4698 m

Lebar dasar saluran (b) = 0,9395 m Luas penampang (A)

= 0,4414 m 2

freeboard

R y = 0,4698 m

b = 0,9395 m Gambar 1.1. Penampang melintang saluran persegi jalur 1 –4-5


22

Tugas Besar


23

Tugas Besar Dengan cara coba banding (trial error ) terhadap kecepatan aliran (V) diperoleh dimensi saluran untuk jalur 2 – 5

areal A pada lokasi rencana

sebagai berikut : 


= 0,5386 m/det

Debit (Q)

= 0,0923 m3/det


= 0,4646 m


= 0,4317 m 2

freeboard

R y = 0,4646 m

b = 0,9292 m Gambar 1.2 Penampang melintang saluran persegi jalur 2–5


24

Tugas Besar


25

Tugas Besar Dengan cara coba banding (trial error ) terhadap kecepatan aliran (V) diperoleh dimensi saluran untuk : titik 5 – 6 sebagai berikut : 


= 0,6429 m/det

Debit (Q)

= 0,1873 m3/det


= 0,6058 m


= 0,7339 m 2

freeboard

R y = 0,6058 m

b = 1,2116 m Gambar 1.3 Penampang melintang saluran persegi jalur 5 - 6


26

Tugas Besar


27

Tugas Besar Dengan cara coba banding (trial error ) terhadap kecepatan aliran (V) diperoleh dimensi saluran untuk : titik 3 – 6 - 14 sebagai berikut : 


= 0,7432 m/det

Debit (Q)

= 0,3346 m3/det


= 0,7531 m


= 1,1342 m 2

freeboard

R y = 0,7531 m

b = 1,5061 m Gambar 1.4 Penampang melintang saluran persegi jalur 3–6-14


28

Tugas Besar


29

Tugas Besar Dengan cara coba banding (trial error ) terhadap kecepatan aliran (V) diperoleh dimensi saluran untuk : titik 9 – 10 - 11 sebagai berikut : 


= 0,57064 m/det

Debit (Q)

= 0,1162 m3/det


= 0,5066 m


= 0,5132 m 2

freeboard

R y = 0,5066 m

b = 1,0132 m Gambar 1.5 Penampang melintang saluran persegi jalur 9 - 10 - 11


30

Tugas Besar


31

Tugas Besar Dengan cara coba banding (trial error ) terhadap kecepatan aliran (V) diperoleh dimensi saluran untuk : titik 8 - 11 dan berikut : 


= 0,5672 m/det

Debit (Q)

= 0,1135m3/det


= 0,5020 m


= 0,5040 m 2

freeboard

R y = 0,5020 m

b = 1,0040 m Gambar 1.6 Penampang melintang saluran persegi jalur 8 - 11


32

Tugas Besar


33

Tugas Besar Dengan cara coba banding (trial error ) terhadap kecepatan aliran (V) diperoleh dimensi saluran untuk : titik 9 - 11 dan berikut : 


= 0,6765 m/det

Debit (Q)

= 0,2296 m3/det


= 0,6539 m


= 0,8552 m 2

freeboard

R y = 0,6539 m

b = 1,3078 m Gambar 1.7 Penampang melintang saluran persegi jalur 9 – 10 - 11


34

Tugas Besar


35

Tugas Besar Dengan cara coba banding (trial error ) terhadap kecepatan aliran (V) diperoleh dimensi saluran untuk : titik 7 – 12 - 13 dan berikut : 


= 0,7657 m/det

Debit (Q)

= 0,3769 m3/det


= 0,7875 m


= 1,2402 m 2

freeboard

R y = 0,7875 m

b = 1,5749 m Gambar 1.8 Penampang melintang saluran persegi jalur 7 – 12 - 13


36

Tugas Besar


37

Kapasitas Saluran TB

Recommend Documents