Contoh Analisa Data Intensitas Hujan Untuk Design Drainase

Contoh : Analisa data Intensitas hujan untuk Design Drainase

1

Hidrologi Terapan

1. Gambarkan Intensity Duration Curve dengan metode Talbot, Sherman dan Ishiguro untuk

data pengamatan intensitas curah hujan selama 12 tahun berikut ini:

5 10 15 30 45 60 120 180

1 10 15 25.7 38.2 48.1 48.1 48.3 48.3

2 9.4 12.5 16.7 27.8 30.4 34.3 39.3 41.6

3 7 10 10.4 11.8 18.9 11.2 27.4 27.4

4 10 20 23.3 27.2 43.7 43.7 43.7 44.2

5 10 14.7 20 33.8 34.5 42.5 65 65.8

6 9.8 12 19.6 26.6 33.1 42.9 60.4 63.8

7 10.1 15.6 21.2 34.1 42.1 44.8 73.8 97.6

8 19.6 26.4 30.5 44 54.6 71 78.1 79.1

9 23.7 36.4 43 72.3 80 93.4 103.2 104.6

10 26.3 27 30.5 59.7 62.6 64.7 64.7 64.9

11 23.6 30 39.5 43 47.7 59.9 99 119.5

12 10 16 20 26.3 38.7 42 56 56

Durasi (menit)Tahun

Langkah Perhitungan:

a) Konversi data kedalaman hujan menjadi intensitas hujan dengan formula I = 60 p/t (p =

kedalaman hujan, t = durasi hujan (5, 10, 15, …, 180)

5 10 15 30 45 60 120 180

1 120 90 103 76 64 48 24 16

2 113 75 67 56 41 34 20 14

3 84 60 42 24 25 11 14 9

4 120 120 93 54 58 44 22 15

5 120 88 80 68 46 43 33 22

6 118 72 78 53 44 43 30 21

7 121 94 85 68 56 45 37 33

8 235 158 122 88 73 71 39 26

9 284 218 172 145 107 93 52 35

10 316 162 122 119 83 65 32 22

11 283 180 158 86 64 60 50 40

12 120 96 80 53 52 42 28 19

TahunIntensitas Hujan (mm/jam)


2

b) Hitung analisa frekuensi intensitas untuk setiap periode ulang. Dalam kasus ini diambil

untuk periode ulang 2, 5 dan 10 tahun dan dihasilkan sebagai berikut ini.

5 10 15 30 45 60 120 180

10 277 182 148 116 87 76 46 35

5 240 160 132 101 77 67 41 31

2 170 118 100 74 59 50 32 23

Intensitas Hujan (mm/jam)PERIODE

ULANG

c) Perhitungan Intensitas Curah Hujan Untuk setiap Periode Ulang

Perhitungan Intensitas Curah Hujan Untuk Periode Ulang 2 tahun

NO T I I x T I² I² x T Log T Log I Log T x Log I T^0.5 I x T^0.5 I² x T^(0.5) (Log T)²

1 5 169.5 847.50 28730.25 143651.25 0.70 2.23 1.56 2.24 379.01 64242.79 0.49

2 10 117.75 1177.50 13865.06 138650.63 1.00 2.07 2.07 3.16 372.36 43845.18 1.00

3 15 100.17 1502.55 10034.03 150510.43 1.18 2.00 2.35 3.87 387.96 38861.63 1.38

4 30 74.17 2225.10 5501.19 165035.67 1.48 1.87 2.76 5.48 406.25 30131.25 2.18

5 45 59.42 2673.90 3530.74 158883.14 1.65 1.77 2.93 6.71 398.60 23684.90 2.73

6 60 49.92 2995.20 2492.01 149520.38 1.78 1.70 3.02 7.75 386.68 19303.00 3.16

7 120 31.75 3810.00 1008.06 120967.50 2.08 1.50 3.12 10.95 347.80 11042.77 4.32

8 180 22.67 4080.60 513.93 92507.20 2.26 1.36 3.06 13.42 304.15 6895.08 5.09

Jumlah 625.35 19312.35 65675.26 1119726.20 12.12 14.50 20.88 53.57 2982.81 238006.60 20.36



1 5 239.93 1199.65 57566.40 287832.02 0.70 2.38 1.66 2.24 536.50 128722.39 0.49

2 10 159.79 1597.90 25532.84 255328.44 1.00 2.20 2.20 3.16 505.30 80741.94 1.00

3 15 131.79 1976.85 17368.60 260529.06 1.18 2.12 2.49 3.87 510.42 67268.31 1.38

4 30 101.48 3044.40 10298.19 308945.71 1.48 2.01 2.96 5.48 555.83 56405.51 2.18

5 45 77.46 3485.70 6000.05 270002.32 1.65 1.89 3.12 6.71 519.62 40249.57 2.73

6 60 67.16 4029.60 4510.47 270627.94 1.78 1.83 3.25 7.75 520.22 34937.92 3.16

7 120 41.41 4969.20 1714.79 205774.57 2.08 1.62 3.36 10.95 453.62 18784.56 4.32

8 180 30.5 5490.00 930.25 167445.00 2.26 1.48 3.35 13.42 409.20 12480.61 5.09

Jumlah 849.52 25793.3 123921.6 2026485.1 12.1 15.5 22.4056809 53.57 4010.71 439590.825 20.3578



1 5 276.77 1383.85 76601.63 383008.16 0.70 2.44 1.71 2.24 618.88 171286.46 0.49

2 10 181.79 1817.90 33047.60 330476.04 1.00 2.26 2.26 3.16 574.87 104505.70 1.00

3 15 148.34 2225.10 22004.76 330071.33 1.18 2.17 2.55 3.87 574.52 85224.05 1.38

4 30 115.77 3473.10 13402.69 402080.79 1.48 2.06 3.05 5.48 634.10 73409.57 2.18

5 45 86.9 3910.50 7551.61 339822.45 1.65 1.94 3.21 6.71 582.94 50657.74 2.73

6 60 76.18 4570.80 5803.39 348203.54 1.78 1.88 3.35 7.75 590.09 44952.88 3.16

7 120 46.47 5576.40 2159.46 259135.31 2.08 1.67 3.47 10.95 509.05 23655.71 4.32

8 180 34.59 6226.20 1196.47 215364.26 2.26 1.54 3.47 13.42 464.07 16052.30 5.09

Jumlah 966.81 29183.9 161767.6 2608161.9 12.1 16 23.057234 53.57 4548.52 569744.42 20.3578


3

d) Perhitungan Intensitas Curah Hujan Metode Talbot

Persamaan ini banyak diterapkan karena mudah diterapkan dan tetapan-tetapan a dan b

ditentukan dengan harga-harga yang terukur :

bt

tI

dimana :

I = Intensitas curah hujan (mm/jam)

t = Lamanya/ Durasi curah hujan (jam)

a & b = Konstanta yang tergantung pada lamanya curah hujan yang terjadi di suatu

wilayah

N = Jumlah durasi hujan sampel (8 jenis durasi curah hujan)

dimana :

IIIN

ItIItIa

2

22 ..

IIIN

tINtIIb

2

2.

Perhitungan Nilai a dan b (Rumus Talbot)

I

(mm/jam)

2 625.35 19312.35 65675.26 1119726 4229.01 23.22

5 849.52 25793.3 123921.6 2026485 5468.56 21.14

10 966.81 29183.85 161767.6 2608162 6119.33 20.45

bPERIODE

ULANGI x T I² I² x T a

Intensitas Hujan Periode Ulang 2 Tahun (Rumus Talbot)

T I = (a/(T+b))

(menit) mm/jam

1 5 149.87

2 10 127.31

3 15 110.65

4 30 79.46

5 45 61.99

6 60 50.82

7 120 29.53

8 180 20.81

No


4


T I = (a/(T+b))

(menit) mm/jam

1 5 209.24

2 10 175.64

3 15 151.33

4 30 106.94

5 45 82.69

6 60 67.40

7 120 38.75

8 180 27.19

No


T I = (a/(T+b))

(menit) mm/jam

1 5 240.45

2 10 200.97

3 15 172.62

4 30 121.30

5 45 93.50

6 60 76.06

7 120 43.57

8 180 30.53

No

e) Persamaan Sherman

Persamaan ini mungkin cocok untuk jangka waktu curah hujan yang lamanya lebih dari 2

jam :

nt

aI

dimana :



a & n = Konstanta yang tergantung pada lamanya curah hujan yang terjadi di suatu

wilayah (jam)


dimana :


5

tttN

tIttIa

logloglog

loglog.loglogloglog

2

2

tttN

ItNtIn

logloglog

log.logloglog2

Perhitungan Nilai a dan n (Rumus Sherman)

I Log T Log I Log T x Log I Log T² Log a a n

(mm/jam)

2 625.35 12.118 14.5005 20.87647436 20.357819 2.635849 432.36 0.54

5 849.52 12.118 15.52749 22.40568095 20.357819 2.784219 608.44 0.56

10 966.81 12.118 15.96353 23.05723404 20.357819 2.845483 700.62 0.56

PERIODE

ULANG

Intensitas Hujan Periode Ulang 2 Tahun (Rumus Sherman)

T I = (a/(T^n))

(menit) mm/jam

1 5 180.28

2 10 123.69

3 15 99.23

4 30 68.08

5 45 54.61

6 60 46.71

7 120 32.05

8 180 25.71

No


T I = (a/(T^n))

(menit) mm/jam

1 5 248.37

2 10 168.85

3 15 134.73

4 30 91.60

5 45 73.09

6 60 62.27

7 120 42.34

8 180 33.78

No


6


T I = (a/(T^n))

(menit) mm/jam

1 5 283.95

2 10 192.44

3 15 153.28

4 30 103.89

5 45 82.74

6 60 70.41

7 120 47.72

8 180 38.01

No

f) Persamaan Ishiguro

Persamaan ini Ishiguro adalah sebagai berikut :

bt

aI

dimana :



a & b = Konstanta yang tergantung pada lamanya curah hujan yang terjadi di suatu

wilayah


dimana :

IIIN

ItIItIa

2

22 ..

IIIN

tINtIIb

2

2..

Perhitungan Nilai a dan b (Rumus Ishiguro)

I I² T^0.5 I x T^0.5 I² x T^(0.5) a b

(mm/jam)

2 625.35 65675.26 53.57358 2982.808 238006.6 350.30 -0.29

5 849.52 123921.6 53.57358 4010.71 439590.83 458.20 -0.41

10 966.81 161767.6 53.57358 4548.521 569744.42 514.63 -0.45

PERIODE

ULANG


7

Intensitas Hujan Periode Ulang 2 Tahun (Rumus Ishiguro)

T I = (a/(T^0.5+b))

(menit) mm/jam

1 5 179.86

2 10 121.89

3 15 97.73

4 30 67.51

5 45 54.57

6 60 46.97

7 120 32.84

8 180 26.68

No


T I = (a/(T^0.5+b))

(menit) mm/jam

1 5 250.40

2 10 166.25

3 15 132.17

4 30 90.36

5 45 72.71

6 60 62.43

7 120 43.44

8 180 35.22

No


T I = (a/(T^0.5+b))

(menit) mm/jam

1 5 287.54

2 10 189.48

3 15 150.18

4 30 102.29

5 45 82.18

6 60 70.50

7 120 48.97

8 180 39.68

No


8

g) Melakukan Uji Kecocokan Metoda Intensitas dan Intensity Duration Curve

Perbandingan Kecocokan Metoda Intensitas Hujan untuk TR 2 tahun

T I

(menit) mm/jam Talbot Talbot - I Sherman Sherman - I Ishiguro Ishiguro - I

1 5 169.50 149.87 -19.63 180.28 10.78 179.86 10.36

2 10 117.75 127.31 9.56 123.69 5.94 121.89 4.14

3 15 100.17 110.65 10.48 99.23 -0.94 97.73 -2.44

4 30 74.17 79.46 5.29 68.08 -6.09 67.51 -6.66

5 45 59.42 61.99 2.57 54.61 -4.81 54.57 -4.85

6 60 49.92 50.82 0.90 46.71 -3.21 46.97 -2.95

7 120 31.75 29.53 -2.22 32.05 0.30 32.84 1.09

8 180 22.67 20.81 -1.86 25.71 3.04 26.68 4.01

Jumlah 465.00 625.35 630.44 5.09 630.36 5.01 628.06 2.71

9.47 5.72 5.65

NoMetode Hitungan Intensitas

Devasi Rata-rata

Dari hasil analisa di atas, untuk TR 2 tahun deviasi rata-rata yang terkecil adalah Metoda

Ishiguro dan metoda ini yang nantinya akan menjadi intensitas yang digunakan dalam tahap

perencanaan kapasitas saluran.

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

200.00

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195

Inte

nsi

tas

Hu

jan

(m

m/j

am)

Durasi (menit)

INTENSITY DURATION CURVE (TR2)

I TALBOT SHERMAN ISHIGURO


9


T I


1 5 169.50 209.24 39.74 248.37 78.87 250.40 80.90

2 10 117.75 175.64 57.89 168.85 51.10 166.25 48.50

3 15 100.17 151.33 51.16 134.73 34.56 132.17 32.00

4 30 74.17 106.94 32.77 91.60 17.43 90.36 16.19

5 45 59.42 82.69 23.27 73.09 13.67 72.71 13.29

6 60 49.92 67.40 17.48 62.27 12.35 62.43 12.51

7 120 31.75 38.75 7.00 42.34 10.59 43.44 11.69

8 180 22.67 27.19 4.52 33.78 11.11 35.22 12.55

Jumlah 465.00 625.35 859.17 233.82 855.03 229.68 852.98 227.63

19.65 24.82 24.88Devasi Rata-rata



Talbot dan metoda ini yang nantinya akan menjadi intensitas yang digunakan dalam tahap


0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195

Inte

nsi

tas

Hu

jan

(m

m/j

am)

Durasi (menit)




10


T I


1 5 169.50 240.45 70.95 283.95 114.45 287.54 118.04

2 10 117.75 200.97 83.22 192.44 74.69 189.48 71.73

3 15 100.17 172.62 72.45 153.28 53.11 150.18 50.01

4 30 74.17 121.30 47.13 103.89 29.72 102.29 28.12

5 45 59.42 93.50 34.08 82.74 23.32 82.18 22.76

6 60 49.92 76.06 26.14 70.41 20.49 70.50 20.58

7 120 31.75 43.57 11.82 47.72 15.97 48.97 17.22

8 180 22.67 30.53 7.86 38.01 15.34 39.68 17.01

Jumlah 465.00 625.35 978.99 353.64 972.44 347.09 970.83 345.48

28.89 35.41 35.81


Devasi Rata-rata


Talbot dan metoda ini yang nantinya akan menjadi intensitas yang digunakan dalam tahap


0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195

Inte

nsi

tas

Hu

jan

(m

m/j

am)

Durasi (menit)




11

2. Apabila anda harus mendesian dranase di suatu areal, jelaskan dan berikan contoh dalam

menentukan debit di beberapa titik di lokasi areal tersebut berdasarkan data intensitas hujan

pada soal nomor 1 tersebut di atas.

Langkah pengerjaan ;

1) Berdasarkan perhitungan pada no. 1 di atas, metoda yang cocok untuk intensitas hujan

sudah diketahui, yaitu untuk Periode ulang 2 tahun menggunakan Metoda Ishiguro,

periode ulang 5 dan 10 tahun adalah Metoda Talbot.

2) Penentuan Rumus Menghitung Debit Puncak dan Parameternya

Berdasarkan intensitas hujan di atas, kemudian dilakukan penentuan parameter yang

digunakan untuk menghitung besarnya debit limpasan yang terjadi yaitu berdasarkan

rumus Rasional :

Qp = 0,002778CIA

Dimana :

Qp = Besarnya debit puncak (m3/s)

C = koefisien pengaliran

I = Intensitas Hujan (mm/jam) pada waktu konsentrasi (tc).

A = Luas Cathment Area (Ha)

tc = Waktu konsentrasi (menit) 0.0195L0.77.S-0.385

L = panjang saluran dalam m

S = Kemiringan saluran m/m

3) Contoh Perhitungan :

Direncanakan debit buangan Q5 tahun pada gambar di atas.


12

Proses perhitungan :

a. Intensitas hujan untuk Periode ulang 5 tahun adalah dari Metoda Talbot

b. Hitung Luas Tangkapan Hujan

Dari gambar Luas tangkapan hujan adalah 2 x 3 = 6 m2

c. Koefisien Run off diambil : 0,65 (tergantung dari tutupan lahan daerah studi)

d. Penentuan Panjang Saluran (L)

L = 3 km = 3.000 m

e. Penentuan Slope Saluran (S)

S = 4% = 0,04

f. Penentuan Waktu Konsentrasi (tc)

𝑡𝑐 = [0,87×𝐿2

1000×𝑆]

0,385

.

𝑡𝑐 = [0,87×30002

1000×0.04]

0,385

= 108.97 = 109 menit

g. Penentuan Intensitas Hujan dari tc = 109 menit. (untuk periode ulang 5 tahun)

Hal ini bisa dilakukan dengan ploting pada grafik atau dengan perhitungan tabel.

Dari grafik, intensitas hujan didapat kurang lebih 42 mm/jam

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195

Inte

nsi

tas

Hu

jan

(m

m/j

am)

Durasi (menit)




13

h. Hitung Debit Drain untuk TR5 dan I = 42 mm/jam

Qp = 0,002778CIA

Qp = (0,002778) (0,65) (42) (600)

Qp = 45,50 m3/s

Documents

Contoh Analisa Data Intensitas Hujan Untuk Design Drainase