PENENTUAN DEBIT BANJIR DENGAN BANGKITAN HIDROGRAF SATUAN TERUKUR DAN HSS GAMA I SERTA PENENTUAN KONDISI BANJIR

1. Penentuan debit banjir dengan metode bangkitan Hidrograf Satuan Terukur

Apabila data hujan dari suatu wilayah ada, maka hasil dari analisis frekuensi dan IDF dapat dipakai untuk rancangan banjir kala ulang tertentu (misal 21,895 jam pada jam ke 1 dan 21,89 pada jam ke 2). Namun karena pada daerah Bogowonto dan Sembung tidak ada data aliran, maka kita menggunakan perhitungan dari contoh soal Sujono (1997) untuk banjir 30 mm pada jam ke 1 dan 20 mm pada jam ke 2).

Misal : setelah besarnya curah hujan dengan kala ulang 5 tahun diketahui (misal 163 mm/tahun), kemudian mencari nilai intensitas hujan dengan cara membuat IDF dengan rumus Mononobe di atas. Intensitas hujan sub DAS Bendungan untuk durasi (Tr) 2 jam adalah 43,79, seperti tampak pada tabel dibawah ini:

Contoh :

Distribusi Hujan selama 2 jam di Bedungan di Sub-DAS Sungai yaitu kala 5 tahun (43,79 mm), Hujan jam pertama (t1 = 21,895 mm) dan hujan jam kedua (t2 = 21,895 mm)

Diasumsikan hujan selama 2 jam tersebut terdistribusi 50% 50% sehingga  masing-masing senilai t1 dan t2. Setelah ini ditemukan, maka dibuatlah bangkitan hidrograf dengan mensuperposisikan UH (Unit Hidrograf) dari HSS dengan hujan yang turun. Sebenarnya hujan rancangan dari analisis frekwensi ini masih dapat dikurangi lagi dengan banyaknya hujan yang terinfiltrasi, jika diinginkan, tetapi untuk bangkitan banjir tidak terlalu bermasalah.

1. Siapkan hasil analisis frekuensi hujan yang telah anda kerjakan sesuai distribusi yang paling sesuai.
2. Dari distribusi analisis frekuensi terpilih, tentukan besar hujan rancangan untuk kala ulang 5 th, 10 th.
3. Buatlah perhitungan intensitas hujan menurut Mononobe untuk hujan terdistribusi 24 jam pada masing-masing kala ulang (pada acara V).
4. Buatlah kurva IDF hasil perhitungan anda pada kertas milimeter blok, atau dapat dikerjakan dengan menggunakan Ms. Excell (pada acara V).

5.      Menentukan nilai Tr, nilai Tr diperoleh dari T = 2 jam (Tr) pada grafik Mononobe pada halaman di atas (yang diblok).

6. Hitung debit limpasan langsung (DRO, Direct Runoff) dengan memisahkan baseflow terlebih dahulu. Pemisahan baseflow dapat menggunakan cara linear: (y-y₁)/(y₂-y₁) = (x-x₁)/(x₂-x₁), dengan y₂ adalah debit hidrograf yang terakhir dan y₁ adalah debit hidrograf jam ke-0, serta x₂ adalah jam terakhir pada data dan x₁ adalah jam ke-0.
7. Hitung volume limpasan langsung, jika absis dalam jam, maka dari m³/detik dikalikan 3600 (1 jam = 3600 detik). Volume limpasan langsung ditemukan (m³).
8. Hitung tinggi limpasan langsung = volume limpasan langsung/luas DAS (ingat satuan harus sama).
9. Ubah hasil perhitungan no 3 menjadi mm, disebut Pnetto.
10. Cara Phi Index = (Ptotal – Pnetto)/lama hujan, sampai ditemukan Phi Index yang benar.
11. Setelah ditemukan Phi Index, ditemukanlah hujan efektif,  yaitu hujan yang terjadi dikurangi dengan Phi Index.
12. Kemudian hitunglah unit hidrograf, jika hujan efektif berupa hujan tunggal tinggal membagi DRO dengan hujan efektif. Apabila ditemukan hujan ganda, UH dapat dicari dengan cara substitusi.
13. Setelah UH selesai, hidrograf banjir dapat dicari dengan cara superposisi dari penjumlahan masing-masing hujan dikalikan dengan UH, ditambah dengan baseflow.
14. Hidrograf banjir yang telah dihitung dapat digambarkan.

2. Penentuan debit banjir dengan metode Bangkitan HSS GAMA I

1.    Menghitung semua parameter morfometri DAS (telah dihitung pada acara       IV).

2.    Membuat Hidrograf Satuan Sintetik Gama I dengan menggunakan empat rumus,   yaitu dengan mencari debit puncak banjir (Qp dalam m³/dt), waktu dasar banjir (TB dalam jam), waktu naik (TR dalam jam), dan koefisien tampungan (K dalam jam). K digunakan untuk menetapkan kurva resesi hidrograf satuan yang pada dasarnya dapat didekati dengan persamaan eksponensial: Qt = Qp e ^–t/K  

      Rumus HSS Gama I (Sri Harto Br, 1993) yang digunakan adalah sebagai berikut:

TR  = 0,43(L/100SF)³ + 1,0665 SIM + 1,2775

TB  = 27,4132 TR^0,1457 S ^-0.0986 SN^0,7344 RUA^0,2574

Qp  = 0,1836 A^0,5886 TR ^-0,4008 JN^0,2381

K  = 0,5617 A^0,1798 S ^-0,1446 SF ^-1.0897 D^0,0452, kemudian K dimasukkan ke dalam persamaan eksponensial kurva resesi. Dari keempat rumus ini dapat digambarkan hidrograf satuan sintetik Gama I.. Misalnya contoh hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut :

3.  Langkah terakhir adalah dengan membuat hidrograf banjir dari bangkitan hidrograf satuan sintetik dan menggambar debit puncak Modified Rational sebagai pembanding. Hujan rancangan untuk sub DAS Bendungan kala ulang 5 tahun (dengan durasi hujan (Tr) sekitar 2 jam) sebesar 43,79 mm. Diasumsikan hujan selama 2 jam tersebut terdistribusi 50% 50% sehingga  diperoleh masing-masing nilai t1 dan t2 untuk hidrograf banjir HSS Gama I adalah 21,895 mm dan 21,895 mm.

4.  Setelah itu, maka dibuatlah bangkitan hidrograf dengan mensuperposisikan UH (Unit Hidrograf) dari HSS dengan hujan yang turun. Contohnya sebagai berikut:

Bangkitan hidrograf banjir dari HSS Gama I  dan Modified Rational:

3  Penentuan Kondisi Banjir

            Setelah menemukan hidrograf banjir pada penampang sungai, untuk menentukan apakah pada penggal sungai tersebut terjadi banjir atau tidak, maka kita perlu mengetahui kapasitas penampang sungai yang dilewati oleh banjir tersebut.  Menentukan apakah pada penampang sungai rancangan terjadi banjir, caranya dengan menghitung Q pada penampang dengan rumus Q_ps = V.A, dimana Q_ps = debit pada penampang sungai (m³/detik); V = kecepatan aliran (m/detik); A = luas penampang (m). Kecepatan dicari dengan rumus Manning =  dimana n = kekasaran permukaan; S = kemiringan sungai = beda tinggi dibagi panjang sungai pada penampang; R =  dimana P = panjang penampang basah saat banjir (m); A = luas penggal sungai (m²)

.4 Penggrafikan debit (jika ada)

Dari data debit yang ada grafikkanlah debit harian rata-rata maupun debit banjirnya