4.2.5 Pemodelan Kapasitas Pengendalian Banjir Sungai Sei Sekambing
Untuk pemodelan keadaan banjir digunakan data primerdata lapangan yang telah diolah sebelumnya menjadi data geometrik sungai dalam cross section,
long section, jarak tiap cross section,dan elevasi sungai,yang dipadu dengan debit grand total periode ulang yang diinput ke dalam software HEC-RAS maupun
HEC-HMS .
4.2.5a Analisa Pengendalian Banjir Sungai dengan Metode HEC-RAS
HEC-RAS merupakan program aplikasi untuk memodelkan aliran di sungai,River Analysis System RAS, dibuat oleh Hydrologic Engineering Center
HEC yang merupakan satuan kerja di bawah US Army Corps of Engineers USACE. HEC-RAS merupakan model satu dimensi aliran permanen maupun
tak-permanen steady and unsteady one-dimensional flow model.
Penggunaan Aplikasi HEC-RAS
Gambar 4.6. Layar utama HEC-RAS
langkah-langkah pemodelan dalam HEC-RAS, yaitu: 1 pembuatan sebuah project,
2 memasukkan data geometri sungai, data aliran,dan syarat batas aliran, 3 memasukkan data sedimen atau kualitas air,
Universitas Sumatera Utara
4 melakukan hitungan hidraulik, 5 menampilkan hasil hitungan dalam bentuk grafik,
6 menampilkan hasil hitungan dalam bentuk tabel.
Pembuatan File Project
Pilih menu File | New Project ….
Klik tombol Default Project Folder di kanan atas, klik tombol Create Folder
di sisi bawah layar, dan tuliskan nama
folder “Sederhana”.
Tuliskan judul Proje ct “Saluran lurus tampang trapesium” dan
nama f ile Project “sederhana” di tempat yang telah disediakan.
HEC-RAS akan menambahkan ekstensi .prj pada nama file Project tersebut.
Klik tombol OK pada layar konfirmasi. Gambar 4.7. Layar Konfirmasi HEC-RAS
Pengaturan Awal Program Pengaturan yang sebaiknya dilakukan antara lain Program Setup | Default
Project Folder,- Default Project Parameters | Expansion and Contraction Coef
…, serta Unit System. Unit System. Sistem satuan yang dipakai dalam HEC-RAS dapat
mengikuti sistem Amerika US Customary atau sistem internasional SI. Default satuan adalah US Customary.
Universitas Sumatera Utara
Untuk mengubahnya, klik pada menu Options | Unit System | System International Metric System. Pengubahan sistem satuan yang telah
ditetapkan pada suatu project, dari US Customary ke SI atau sebaliknya,
selalu dapat dilakukan dengan memakai menu Options | Convert Project Units.
Data sungai yang akan dihitung: o
Profil muka air aliran majemuk unsteady flow di sungai sepanjang 1000 m, o
Kemiringan dasar sungai 0.001, o
Kemiringan talud kanan dan kiri masing-masing 1:1. o
Koefisien Manning n = 0.03 o
Debit Q = 2,08 m 3
s dan 3,01 m 3
s o
Muka air berada 2 m di atas dasar sungai.
Gambar 4.8 Peta Sungai Sei Sekambing
Universitas Sumatera Utara
NOMOR PATOK
lebar sungai m
Station m Permukaan Sungai m
KEDALAMAN TINGGI
SUNGAI DINDING
a b
C SK.167
5.5 3.72
4.22 0.5
1.720 0.58
0.000 SK.168
5.5 3.77
4.27 0.5
1.770 0.64
0.000 SK.169
5.3 3.72
4.22 0.5
1.720 0.65
0.000 SK.170
4.5 3.72
4.22 0.5
1.720 0.44
0.000 SK.171
5 3.72
4.22 0.5
1.720 0.45
0.000 SK.172
5 3.72
4.22 0.5
1.720 0.55
0.000 SK.173
5 3.72
4.22 0.5
1.720 0.8
0.000 SK.174
4 3.72
4.22 0.5
1.720 0.67
0.000 SK.175
4.5 3.72
4.22 0.5
1.720 0.58
0.000 SK.176
5.4 3.72
4.22 0.5
1.720 0.78
0.000 SK.177
5 3.72
4.22 0.5
1.720 0.75
0.000 SK.178
6.2 3.72
4.22 0.5
1.720 0.56
0.000 SK.179
7 3.89
4.39 0.5
1.890 0.55
0.000 SK.180
6.3 3.64
4.14 0.5
1.640 0.52
0.000 SK.181
6 3.56
4.06 0.5
1.560 0.33
0.000 SK.182
4 3.52
4.02 0.5
1.520 0.63
0.000 SK.183
4.6 3.44
3.94 0.5
1.440 0.45
0.000 SK.184
5.5 3.4
3.9 0.5
1.400 0.67
0.000 SK.185
5.5 3.35
3.85 0.5
1.350 0.65
0.000 SK.186
5.3 3.27
3.77 0.5
1.270 0.55
0.000 SK.187
6 3.24
3.74 0.5
1.240 0.45
0.000 SK.188
6 3.19
3.69 0.5
1.190 0.56
0.000 22 PATOK
Tabel 4.21 Data Pengukuran Sungai Sumber: Hasil Pengukuran
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9. Geometric Data Sungai Seikambing
Seluruh penggal saluran dari sisi geometri diwakili oleh 22 duapuluh dua data tampang lintang di setiap jarak penggalnya. Selang jarak antar tampang
cukup dekat untuk memperoleh ketelitian hasil hitungan yang baik. Data tampang lintang ini dapat diperoleh dengan menginput data pengukuran cross section pada
setiap tampang-tampang lintang di sepanjang aliran sungai yang di analisa.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.10. Cross section 22 tampang melintang sungai
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.11 Perspective Plot Geometric Data Sungai Seikambing pada Debit Puncak Qp
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.12 Perspective Plot Geometric Data Sungai Seikambing pada Debit 15mm Q15
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.13 Perspective Plot Geometric Data Sungai Seikambing pada Debit 25mm Q25
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.14 Perspective Plot Geometric Data Sungai Seikambing pada Debit 50mm Q50
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.15 Cross Section Geometric Data Sungai Seikambing pada Tampang SK.188 Hulu
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.16 Cross Section Geometric Data Sungai Seikambing pada Tampang SK.167 Hilir
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.17 Profile Plot Geometric Data Sungai Seikambing terhadap Qp, Q15, Q25 dan Q50
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.18 General Profile Plot
– Velocities pada Aliran Sungai Seisekambing terhadap debit aliran
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.19 Grafik Analisis Rating Curve pada Daerah Hulu Sungai SK.188
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.20 Grafik Analisis Rating Curve pada Daerah Hilir Sungai SK.167
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.22 Output Hasil Hitungan Rinci Sungai Seikambing
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.23 Analisa Muka Air Hasil Running HEC-RAS
Reach River
Sta Profile
Q Total
Min Ch
El W.S.
Elev E.G.
Elev Vel
Chnl Flow
Area Top
Width Froude
Chl m3s
m m
m ms
m2 m
deliserdang 188
Qp 0.13
1.2 1.19
0.03 5.13
6.91 0.01
deliserdang 188
Q15 1.94
1.9 1.93
0.18 11.1
9.15 0.05
deliserdang 188
Q25 3.24
3 3.03
0.14 23
12.5 0.03
deliserdang 188
Q50 6.47
4 4.03
0.16 39.8
19.5 0.04
deliserdang 187
Qp 0.13
1.2 1.19
0.02 5.59
7.11 0.01
deliserdang 187
Q15 1.94
1.9 1.93
0.17 11.6
9.23 0.05
deliserdang 187
Q25 3.24
3 3.03
0.14 23.6
12.4 0.03
deliserdang 187
Q50 6.47
4 4.03
0.16 40
19.5 0.04
deliserdang 186
Qp 0.13
1.2 1.19
0.03 5.15
6.87 0.01
deliserdang 186
Q15 1.94
1.9 1.92
0.18 11
9.04 0.05
deliserdang 186
Q25 3.24
3 3.03
0.14 22.8
12.3 0.03
deliserdang 186
Q50 6.47
4 4.03
0.17 39
19.5 0.04
deliserdang 185
Qp 0.13
1.2 1.19
0.03 4.22
5.79 0.01
deliserdang 185
Q15 1.94
1.9 1.92
0.21 9.13
7.56 0.06
deliserdang 185
Q25 3.24
3 3.03
0.17 19
10.2 0.04
deliserdang 185
Q50 6.47
4 4.03
0.19 33.5
19.5 0.05
deliserdang 184
Qp 0.13
1.2 1.19
0.03 4.15
5.73 0.01
deliserdang 184
Q15 1.94
1.9 1.92
0.22 8.99
7.47 0.06
deliserdang 184
Q25 3.24
3 3.03
0.17 18.7
10.1 0.04
deliserdang 184
Q50 6.47
4 4.03
0.2 32.8
19.5 0.05
deliserdang 183
Qp 0.13
1.2 1.19
0.04 3.04
4.23 0.02
deliserdang 183
Q15 1.94
1.9 1.92
0.29 6.75
5.95 0.09
deliserdang 183
Q25 3.24
3 3.03
0.22 14.9
9.26 0.05
deliserdang 183
Q50 6.47
4 4.03
0.23 28.7
19.5 0.06
deliserdang 182
Qp 0.13
0.6 1.2
1.19 0.1
1.31 5.55
0.06 deliserdang
182 Q15
1.94 0.6
1.9 1.91
0.32 6.12
7.58 0.11
deliserdang 182
Q25 3.24
0.6 3
3.03 0.19
17.3 11.8
0.05 deliserdang
182 Q50
6.47 0.6
4 4.03
0.19 33.5
19.5 0.05
deliserdang 181
Qp 0.13
0.5 1.2
1.18 0.09
1.37 4.63
0.06 deliserdang
181 Q15
1.94 0.5
1.9 1.91
0.32 6.07
7.57 0.11
deliserdang 181
Q25 3.24
0.5 3
3.03 0.19
16.8 11.5
0.05 deliserdang
181 Q50
6.47 0.5
4 4.02
0.21 31.3
19.2 0.05
deliserdang 180
Qp 0.13
0.5 1.2
1.18 0.17
0.74 2.26
0.1 deliserdang
180 Q15
1.94 0.5
1.9 1.89
0.51 3.83
5.76 0.2
deliserdang 180
Q25 3.24
0.5 3
3.02 0.25
13.1 10.1
0.07 deliserdang
180 Q50
6.47 0.5
4 4.02
0.25 26.3
18.5 0.07
Lanjutan Tabel 4.23 Analisa Muka Air Hasil Running HEC-RAS
deliserdang 179
Qp 0.13 0.6 1.2 1.17
0.22 0.58 1.89
0.13
Universitas Sumatera Utara
deliserdang 179 Q15 1.94 0.6 1.8 1.86
0.62 3.14 5.02
0.25 deliserdang
179 Q25 3.24 0.6 3
3.02 0.28
11.5 9.07 0.08
deliserdang 179 Q50 6.47 0.6
4 4.02
5.50E-05 0.29 22.7 15.39
deliserdang 178
Qp 0.13 0.6 1.2 1.16
9.60E-05 0.14 0.94
3.07 deliserdang
178 Q15 1.94 0.6 1.8 1.84 0.00032
0.41 4.71 7.1
deliserdang 178 Q25 3.24 0.6
3 3.02
3.10E-05 0.21 15.2 10.17
deliserdang 178 Q50 6.47 0.6
4 4.02
3.10E-05 0.24 26.8 15.19
deliserdang 177
Qp 0.13 0.8 1.2 1.16
0.00026 0.19 0.67
2.94 deliserdang
177 Q15 1.94 0.8 1.8 1.83 0.00041
0.45 4.31 7.07
deliserdang 177 Q25 3.24 0.8
3 3.02
3.30E-05 0.22 14.9 10.17
deliserdang 177 Q50 6.47 0.8
4 4.02
3.50E-05 0.24
27 17.24
deliserdang 176
Qp 0.13 0.8 1.1 1.14
0.00041 0.22 0.58
2.83 deliserdang
176 Q15 1.94 0.8 1.8 1.8
0.00049 0.48 4.08
7.03 deliserdang
176 Q25 3.24 0.8 3
3.02 3.30E-05
0.22 14.8 10.16 deliserdang
176 Q50 6.47 0.8 4
4.02 3.50E-05
0.24 27
17.22 deliserdang
175 Qp
0.13 0.6 1.1 1.13 0.00015
0.16 0.81 2.88
deliserdang 175 Q15 1.94 0.6 1.8 1.78
0.00045 0.46 4.22
7.03 deliserdang
175 Q25 3.24 0.6 3
3.01 3.20E-05
0.21 15.1 10.16 deliserdang
175 Q50 6.47 0.6 4
4.01 3.40E-05
0.24 27.2 17.2
deliserdang 174
Qp 0.13 0.7 1.1 1.11
0.00028 0.2
0.65 2.78
deliserdang 174 Q15 1.94 0.7 1.7 1.74
0.00061 0.51 3.82
6.97 deliserdang
174 Q25 3.24 0.7 3
3.01 3.20E-05
0.22 15
10.16 deliserdang
174 Q50 6.47 0.7 4
4.01 3.50E-05
0.24 27.1 17.17 deliserdang
173 Qp
0.13 0.8 1.1 1.09 0.00105
0.29 0.45 3.12
deliserdang 173 Q15 1.94 0.8 1.7 1.72
0.00049 0.48 4.01
6.9 deliserdang
173 Q25 3.24 0.8 3
3.01 2.80E-05
0.21 15.6 10.24 deliserdang
173 Q50 6.47 0.8 4
4.01 3.20E-05
0.23 27.7 17.16 deliserdang
172 Qp
0.13 0.6 1.1 1.08 0.00022
0.18 0.73 3.15
deliserdang 172 Q15 1.94 0.6 1.7 1.71
0.0004 0.45 4.33
7.11 deliserdang
172 Q25 3.24 0.6 3
3.01 2.40E-05
0.19 16.6 10.99 deliserdang
172 Q50 6.47 0.6 4
4.01 2.60E-05
0.22 29.3 17.15 deliserdang
171 Qp
0.13 0.5 1.1 1.07 0.00013
0.16 0.82 2.63
deliserdang 171 Q15 1.94 0.5 1.7 1.68
0.00086 0.64 3.05
5.01 deliserdang
171 Q25 3.24 0.5 3
3.01 3.70E-05
0.22 14.5 10.85 deliserdang
171 Q50 6.47 0.5 4
4.01 3.30E-05
0.24 27.1 17.13 deliserdang
170 Qp
0.13 0.4 1.1 1.07 0.00016
0.16 0.8
2.95 deliserdang
170 Q15 1.94 0.4 1.6 1.65 0.00068
0.58 3.33 5.11
Lanjutan Tabel 4.23 Analisa Muka Air Hasil Running HEC-RAS
Universitas Sumatera Utara
deliserdang 170 Q25 3.24 0.4
3 3.01
5.50E-05 0.25 12.9
10.57 deliserdang
170 Q50 6.47 0.4 4
4.01 0.00004
0.25 25.8 17.11
deliserdang 169
Qp 0.13 0.7 1.1 1.05
0.00046 0.23 0.57
3.04 deliserdang
169 Q15 1.94 0.7 1.6 1.61 0.00083
0.6 3.22
6.03 deliserdang
169 Q25 3.24 0.7 3
3 3.10E-05
0.21 15.1 10.79
deliserdang 169 Q50 6.47 0.7
4 4
3.10E-05 0.23 27.6
17.01 deliserdang
168 Qp
0.13 0.6 1
1.03 0.00051
0.24 0.55 2.94
deliserdang 168 Q15 1.94 0.6 1.5 1.56
0.00089 0.57 3.39
7.49 deliserdang
168 Q25 3.24 0.6 3
3 1.90E-05
0.18 18.1 12.18
deliserdang 168 Q50 6.47 0.6
4 4
1.80E-05 0.2
31.7 16.54
deliserdang 167
Qp 0.13 0.6
1 1
0.0007 0.27 0.48
2.64 deliserdang
167 Q15 1.94 0.6 1.5 1.52 0.00118
0.63 3.06 7.17
deliserdang 167 Q25 3.24 0.6
3 3
1.90E-05 0.18 18.1
12.23 deliserdang
167 Q50 6.47 0.6 4
4 1.80E-05
0.2 31.9
17.08
4.2.5b Analisa Hidrologi Sungai dengan Metode HEC-HMS
Model hidrologi dengan program HEC-HMS dirancang untuk mensimulasikan proses hujan-limpasan dari sistem aliran. Program ini dirancang agar dapat diaplikasikan
dalam luasan tertentu untuk merepresentasikan proses hidrologi Daerah Aliran Sungai. Secara garis besar, prosedur penggunaan software HEC-HMS adalah sebagai
berikut ini. 1.
Membuat suatu project baru new project
2. Membuat HMS Component Models
a. Basin Model
b. Meteorologic Model
c. Control Specification
Universitas Sumatera Utara
3. Membuat Time Series Data, seperti:
a. Data Hujan
b. Data debit
4. Membuat Paired data jika diperlukan, seperti:
5. Membuat Basin Models
6. Memilih dan mengisi Basin Models
7. Mengisi Meteorologic Models
8. Mengisi Control Specification
9. Mengisi Time-series Data
10.
Mengisi Paired Data
11. Memeriksa Data
12.
Melakukan Simulation
13.
Melakukan Calibration Untuk mengolah data debit
Adapun data-data hidrologi yang akan dianalisa pada penampang sungai seikambing adalah:
t
p
= 1,875 jam
t
r
= 0,34 jam
T
P
= 2,045 jam
q
P
= 0,586 m
3
detikkm
2
cm
Q
P
= 0,1422 m
3
detikcm
T
b
= 77,625 jam
W
75
= 2,172 jam
W
50
= 3,811 jam Data-data tersebut diambil dari perhitungan sungai berdasarkan analisa Hidrograf Satuan
Sintetik Snyder. Berdasarkan nilai T
p
dan q
p
, maka ordinat HSS Snyder DAS dihitung seperti tabel 4.18.
Tabel 4.24 Perhitungan nilai t dan q pada HSS Snyder
tTp qqp
tTp qqp
Universitas Sumatera Utara
0.1 0.000
1.4 0.750
0.1 0.015
1.5 0.660
0.2 0.075
1.6 0.560
0.3 0.160
1.8 0.420
0.4 0.280
2.0 0.320
0.5 0.430
2.2 0.240
0.6 0.600
2.4 0.180
0.7 0.770
2.6 0.130
0.8 0.890
2.8 0.098
0.9 0.970
3.0 0.075
1.0 1.000
3.5 0.036
1.1 0.980
4.0 0.018
1.2 0.920
4.5 0.009
1.3 0.840
5.0 0.004
Sumber: Hasil Perhitungan
Agar dapat mempermudah perhitungan simulasi proses hujan-limpasan dari sistem aliran,
maka nilai q dan t diinput kedalam program HEC-HMS. Membuat Time Series Data
untuk pengamatan hujan dari tahun 2004 sampai 2014 dapat dilihat pada grafik 4.6;
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.7 Grafik Hujan Hasil Analisa HEC-HMS
Perhitungan simulasi debit dari sistem aliran, maka nilai q dan t diinput kedalam program
HEC-HMS. Membuat Time Series Data untuk pengamatan debit aliran sungai
Seikambing dapat dilihat pada grafik 4.7;
Grafik 4.7 Grafik Analisa Debit dari HEC-HMS
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kategori