Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

4.3.2 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

Hidrograf satuan sintetis HSS Nakayasu adalah metode yang berasal dari Jepang. Adapun parameter yang dibutuhkan yaitu : Gambar 4.6 Peta Daerah Aliran Sungai Wampu sumber: BWSS II Universitas Sumatera Utara Tabel 4.21 Zona Penggunaan Lahan DAS Wampu No Zona Penggunaan Lahan Luasan Area Ha 1 Air danau situ 4.662 2 Air Empang 3116.03 3 Air rawa 7259.69 4 Air tawar sungai 5705.55 5 Budaya Lainnya 624.12 6 Hutan rimba 27933.96 7 Pasir bukit pasir darat 32.24 8 Pasir bukit pasir laut 842.95 9 Perkebunan kebun 43691.44 10 Pemukiman dan Tempat Kegiatan 8936.45 11 Sawah 27245.84 12 Semak Belukar Alang alang 16442.12 13 Tegalan ladang 38612.73 Sumber : Analisa data dan peta BWS Koefisien limpasan merupakan variabel yang paling menentukan debit banjir. Pemilihan harga C yang tepat memerlukan pengalaman hidrologi yang luas. Faktor utama yang memepengaruhi C adalah laju infiltrasi tanah atau persentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman penutup tanah, dan intensitas hujan. Koefisien limpasan juga tergantung pada sifat dan kondisi tanah. Laju infiltrasi menurun pada hujan yang terus-menerus dan juga dipengaruhi oleh kondisi kejenuhan air sebelumnya. Faktor lain yang mempengaruhi nilai C yaitu air tanah, derajat kepadatan tanah, porositas tanah dan simpanan depresi Suripin,2004. Universitas Sumatera Utara Tabel 4.22 Nilai Koefisien Pengaliran di DAS Wampu No Zona Penggunaan Lahan Koefisien Limpasan © Luasan Area ha C x A 1 Air danausitu 0.15 4.662 0.6993 2 Air empang 0.15 3116.03 467.4045 3 Air rawa 0.15 7259.69 1088.9535 4 Air tawar sungai 0.15 5705.55 855.8325 5 Budidaya lainnya 0.2 624.12 124.824 6 Hutan rimba 0.05 27933.96 1396.698 7 Pasirbukit pasir darat 0.2 32.24 6.448 8 Pasirbukit pasir laut 0.2 842.95 168.59 9 Perkebunankebun 0.4 43691.44 17476.576 10 Permukiman dan tempat kegiatan 0.9 8936.45 8042.805 11 Sawah 0.15 27245.84 4086.876 12 Semak belukaralang-alang 0.2 16442.12 3288.424 13 Tegalanladang 0.2 38612.73 7722.546 Total 180447.782 44726.6768 Sumber: hasil perhitungan C rerata = 44726 .6768 180447 .782 = 0.24786492 = 0.25 Dari hasil perhitungan di atas maka nilai koefisien limpasan 0.25 ini dapat diartikan bahwa air hujan yang turun akan melimpas ke permukaan dan mengalir menuju daerah hilir. Nilai koefisien ini juga dapat digunakan untuk menentukan kondisi fisik dari DAS Wampu yang artinya memiliki kondisi fisik yang baik. Hal ini sesuai dengan pernyataan Kodoatie dan Syarief 2005, yang menyatakan bahwa angka koefisien aliran permukaan itu merupakan salah satu indikator untuk menentukan kondisi fisik suatu DAS. Nilai C berkisar antara 0 - 1. Nilai C = 0 menunjukkan bahwa semua air hujan terinterepsi dan terinfiltrasi ke dalam tanah dan sebaliknya untuk C = 1 menunjukkan bahwa semua air hujan mengalir sebagai aliran permukaan run off. Perubahan tata guna lahan yang terjadi secara langsung mempengaruhi debit puncak yang terjadi pada suatu DAS. Universitas Sumatera Utara Adapun parameter yang diperlukan dalam metode HSS Nakayasu adalah pada tabel 4.23 berikut. Tabel 4.23 Parameter Untuk Menghitung HSS Nakayasu Parameter Nilai Satuan Keterangan Luas DAS A 5930,2 Km 2 Dari BWS Panjang Sungai L 127 Km Dari BWS Koefisien Pengaliran C 0,25 - Perhitungan Hujan Satuan Ro 1 mm Tetapan Sumber: Perhitungan dan alnalisa data Dalam menghitung HSS Nakayasu diperlukan data yang diperoleh dari tabel 4.18 yaitu perhitungan intensitas hujan jam-jaman seperti pada tabel 4.24 berikut ini: Tabel 4.24 Hujan Efektif Daerah Pengaliran t Jam Hujan mmjam 1 37,442 2 23,587 3 18,000 Sumber: Perhitungan intensitas hujan jam-jaman kala ulang 5 tahun Dari parameter-parameter diatas selanjutnya akan menghitung hidrograf satuan dengan beberapa faktor sebagai berikut : 1.Menghitung waktu konsentrasi hujan Untuk panjang sungai L 15 km maka, tg = 0,40 + 0,058.L Universitas Sumatera Utara tg = 0,40 + 0,058127= 7,766 jam ambil tr = 0,75tg maka, tr = 0,757,766 = 5,8245 jam 2.Menghitung waktu time lag dari permulaan hujan sampai puncak banjir Tp = tg+0,8tr = 7,766+0,85,8245 = 12,4256 jam 3. Menghitung waktu penurunan debit Ambil nilai α = 2, untuk pengaliran biasa T 0,3 = α tg = 2 x 7,766 = 15,532 jam 4. Menghitung debit maksimum 5. Menghitung kurva naik dan kurva turun hidrograf a. Kurva naik 1. , maka Rumus kurva naik maka, Persamaan kurva naik 3 c.A.Ro 0, 255930, 21 Qp = = = 21, 3825 m det 3, 60, 3T + T 3, 6[0, 312, 4256 + 15, 532] p 0,3 t Tp ≤ 12, 6 t 425 ≤ 2,4 Q = Q .t T p p t 2,4 Q = 21, 3825.t 12, 4256 t Universitas Sumatera Utara b. Kurva turun 1.Kurva turun pertama , maka Rumus kurva turun maka, Persamaan kurva turun 1 2.Kurva turun kedua , maka Rumus kurva turun maka, Persamaan kurva turun 2 3.Kurva turun ketiga , maka Rumus kurva turun maka, Persamaan kurva turun 3 T t T + T p p 0,3 ≤ 12, 4256 t 27, 9576 ≤ t-Tp T 0,3 Q 1 = Qp.0, 3 t 12,4256 15,532 t- Q 1 = 0, 3 t 21, 3825 × 0,3 0,3 0,3 1, 5 p p T T t T T T + ≤ + + 27, 9576 51, 2556 t ≤ 0 ,3 0 ,3 0,5 1,5 2 .0, 3 p t T T T t Q Qp − + = t-[12,4256+0,515,532] 1,515,532 Q 2 = 21, 38250, 3 t 0,3 0,3 1, 5 p t T T T ≥ + + 51, 2556 t ≥ 0 ,3 0 ,3 1,5 1,5 3 .0, 3 p t T T T t Q Qp − + = t-12,4256+[1,515,532] 1,515,532 Q 3 = 21, 38250, 3 t Universitas Sumatera Utara Gambar 4.7 Skema Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu 6. Memasukkan hasil perhitungan ke table Hasil dari perhitungan diatas kemudian ditabelkan dengan keterangan sebagai berikut: Kolom 1: Keterangan rentang waktu kurva naik dan kurva turun Kolom 2: Periode hidrograf dengan selang waktu 1 jam Kolom 3: Persamaan Q t Kolom 4: Hasil kali Qt dengan periode hidrograf Kolom 5: Kolom 4 x Akibat hujan kolom 5 Kolom 6: Kolom 4 x Akibat hujan kolom 6 diturunkan satu baris Kolom 7: Kolom 4 x Akibat hujan kolom 7, diturunkan dua baris Kolom 8: Jumlah kolom 4,5,6 dan 7 lengkung naik lengkung turun Tr Qp 0, 3 Qp 2 0, 3 Qp Tp 0,3 T 0,3 1, 5 T Tb 0,8tr tg Universitas Sumatera Utara Tabel 4.25 Tabel Hasil Perhitungan HSS Nakayasu Keterangan Akibat hujan mm t jam Persamaan Qn atau Qt m3detmm hujan 37,442 mm hujan 23,587 mm hujan 18,00 mm Total m3det Kurva Naik 1 0.050547083 1.892583873 1.943130955 2 0.266789102 9.989117567 1.192254041 11.44816071 3 0.7059714 26.43298116 6.292754555 0.90984749 34.3415546 4 1.408121324 52.72287861 16.65174741 4.802203841 75.58495118 5 2.40560383 90.07061859 33.21335767 12.7074852 138.3970653 6 3.726139388 139.514111 56.74097753 25.34618383 225.3274117 7 5.394253998 201.9716582 87.88844974 43.30086893 338.5552309 8 7.432108905 278.2730216 127.234269 67.07050898 480.0099085 9 27.88555383 1044.090907 175.3011527 97.09657196 1344.374185 10 25.8056417 966.2148364 657.7365582 133.7779603 1783.534997 11 23.88086489 894.1473431 608.6776707 501.939969 2028.645848 12 22.09965226 827.4551798 563.2779601 464.5015505 1877.334343 Kurva Turun-1 13 20.45129572 765.7374143 521.2644978 429.855568 1737.308776 14 18.92588588 708.6230192 482.3847121 397.7937406 1607.727358 15 17.51425246 655.7686406 446.4048703 368.123323 1487.811086 16 16.20790917 606.856535 413.1086728 340.6659459 1376.839063 17 14.99900268 561.5926583 382.2959535 315.2565443 1274.144159 18 13.88026543 519.7048983 353.7814762 291.742365 1179.109005 19 8.467485328 317.0395857 327.3938207 269.9820482 922.8829399 20 7.937808365 297.2074208 199.7225764 249.8447778 754.7125834 p t T ≤ 12, 4256 p T t ≤ 27, 9576 p T t ≤ 0,3 p p T t T T ≤ + 2,4 Q = 21, 3825.t 12, 4256 n 12,4256 15,532 t- Q 1 = 0, 3 t 21, 3825 × Universitas Sumatera Utara 21 7.441264932 278.6158416 187.2290859 152.4147359 625.7009283 22 6.975782388 261.1872442 175.5171159 142.8805506 586.5606931 23 6.539417742 244.8488791 164.5377792 133.9427688 549.8688448 24 6.130349548 229.5325478 154.2452463 125.564083 515.4722266 25 5.746870297 215.1743176 144.5965548 117.7095194 483.2272621 26 5.387379292 201.7142554 135.5514297 110.3462919 452.9993563 27 5.050375967 189.096177 127.0721154 103.4436653 424.6623336 Kurva Turun-2 28 4.734453624 177.2674126 119.1232179 96.97282725 398.0979114 29 4.438293557 166.1785874 111.6715576 90.90676741 373.195206 30 4.160659553 155.783415 104.6860301 85.22016523 349.8502699 31 3.900392729 146.0385046 98.13747689 79.88928403 327.9656582 32 3.656406693 136.9031794 91.9985633 74.89187196 307.4500214 33 3.427683014 128.3393074 86.24366467 70.20706912 288.2177242 34 3.213266967 120.3111418 80.84875926 65.81532048 270.1884885 35 1.997745216 74.79957638 75.79132796 61.69829426 214.2869438 36 1.897129709 71.03233055 47.12081641 57.83880541 177.8890821 37 1.801581654 67.4548203 44.74759844 35.95941389 149.9634143 38 1.710845833 64.05748969 42.49390648 34.14833476 142.4105768 39 1.62467988 60.83126405 40.35372067 32.42846978 135.2381344 40 1.542853634 57.76752577 38.32132432 30.795225 128.4269287 41 1.465148529 54.85809124 36.39128867 29.24423783 121.9587663 42 1.391357006 52.09518902 34.55845836 27.77136541 115.8163698 43 1.321281958 49.47143908 32.8179377 26.37267353 109.9833323 44 1.254736208 46.97983309 31.16507755 25.04442611 104.444073 45 1.191542003 44.61371568 29.59546293 23.78307525 99.18379586 46 1.131530545 42.36676666 28.10490123 22.58525174 94.18845018 27, 9576 51, 2556 t ≤ 0,3 0,3 0,3 1, 5 p p T T t T T T + ≤ + + t-[12,4256+0,515,532] 1,515,532 Q 2 = 21,38250,3 t Universitas Sumatera Utara 47 1.074541536 40.23298419 26.68941096 21.44775605 89.44469275 48 1.020422752 38.20666868 25.34521121 20.36754981 84.93985245 49 0.969029635 36.2824076 24.06871145 19.34174765 80.66189634 50 0.920224909 34.45506104 22.85650201 18.36760954 76.59939749 51 0.87387821 32.71974794 21.70534493 17.44253343 72.74150451 Kurva Turun-3 52 0.829865741 31.07183307 20.61216534 16.56404836 69.07791251 53 0.788069939 29.50691467 19.57404323 15.72980778 65.59883562 54 0.748379164 28.02081265 18.58820566 14.93758334 62.29498081 55 0.710687396 26.60955747 17.65201934 14.18525891 59.15752311 56 0.674893956 25.2693795 16.7629836 13.47082495 56.17808201 57 0.640903236 23.99669897 15.91872374 12.79237312 53.34869907 58 0.608624443 22.7881164 15.11698463 12.14809121 50.66181669 59 0.577971357 21.64040353 14.35562474 11.53625825 48.11025788 60 0.548862098 20.55049469 13.63261039 10.95523998 45.68720715 Sumber: Hasil perhitungan Q m 3 detik Jam 0,3 0,3 1, 5 p t T T T ≥ + + 51, 2556 t ≥ t-12,4256+[1,515,532] 1,515,532 Q 3 = 21,38250,3 t Universitas Sumatera Utara Gambar 4.8 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu 5 10 15 20 25 30 35 10 20 30 40 50 60 70 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Hidrograf Universitas Sumatera Utara Gambar 4.9 Grafik HSS Nakayasu Akibat Hujan 500 1000 1500 2000 2500 10 20 30 40 50 60 70 HSS Nakayasu Akibat Hujan Total Universitas Sumatera Utara

4.3.3 Hidrograf Satuan Sintetik Gamma-I