Penurunan hidrograf satuan tanpa data hujan

MANGIDI, Uniadi, Dr.Ir. Joko Sujono, M.Eng

2005 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Banjir rancangan merupakan informasi hidrologi yang sangat penting dalam merancang berbagai bangunan hidrolik. Banjir rancangan dapat diperoleh dari beberapa metode yang telah ada. Salah satu metode yang masih sering digunakan dan terbukti memberikan hasil yang relatif teliti adalah metode hidrograf satuan (HS). Secara konvensional, HS dapat dengan mudah diturunkan jika tersedia data hidrograf banjir dan hujan penyebab banjir. Namun dalam praktek, menurunkan HS bukanlah hal yang mudah. Sejumlah masalah muncul, masalah utamanya adalah ketersediaan data hujan terukur dan pengaruh kondisi kelembaban awal tanah. Hal ini dapat memicu terjadinya underestimated atau overestimated dalam perancangan. Untuk mengatasi masalah tersebut maka dilakukan penurunan HS tanpa menggunakan data hujan terukur tetapi menggunakan data hidrograf saja (HS IER). Keuntungan dari penggunaan data hidrograf karena semua proses yang terjadi di daerah aliran sungai (DAS) telah terakomodasi termasuk hujan penyebab banjir. Pada penelitian ini penurunan HS IER dilakukan terhadap 40 kasus banjir di enam sub DAS Cimanuk. Perhitungan dilakukan dengan memisahkan hidrograf banjir menjadi dua komponen dengan metode filter separation autoregressive hingga diperoleh limpasan langsung (LL), selanjutnya hujan efektif (HE) dapat diperoleh dari limpasan langsung tersebut dengan menggunakan model autoregressive model with exogenous input (ARX). Berdasarkan LL dan HE, maka diperoleh HS IER. Penurunan HS terukur juga dilakukan dengan menggunakan dua pendekatan losses yaitu koefisien limpasan (HS ARR-f) dan Ф-indeks (HS ARR-Ф). HS terukur tersebut digunakan untuk menguji tingkat ketelitian HS IER Hasil penelitian menunjukkan bahwa HS IER mirip dengan HS ARR-f dibanding HS ARR-Ф. Kemiripan ini dipengaruhi oleh karakteristik hujan efektif yang dihasilkan akibat penggunaan losses. Losses pada HS ARR-f ditetapkan dengan suatu presentase tetap dari hujan terukur, sehingga seluruh hujan tersebut dianggap memberikan konstribusi pada LL dengan intensitas yang berbeda-beda. Sedangkan losses yang digunakan pada HS ARR-Φ dianggap mempunyai besaran yang konstan selama terjadinya hujan, sehingga hanya hujan dengan intensitas yang lebih besar dari Φ-indeks saja yang akan menghasilkan LL. Walaupun HS IER dan HS ARR-f relatif mirip namun masih ditemukan penyimpangan yang relatif besar di sub DAS Cipeles –Sukatali yaitu 39,8 %. Tingginya penyimpangan tersebut disebabkan oleh jumlah stasiun dan jumlah kasus banjir yang digunakan dalam analisis.

A design flood is very important information of hydrology in sizing various hydraulic structures. It can be obtained from several existing methods. One of widely used method and proved giving a good result in predicting a design flood is unit hydrograph method (UH). Conventionally, UH can be easily derived if hydrograph data and causative rainfall are available. But in practice, to derive an UH is not easy task. A number of problem emerges, attributable to availability of observed rainfall data and the influence of initial soil moisture conditions. This condition can trigger an underestimated or overestimated design of floods. A new approach of UH developed to overcome this problem where UH is derived without observed rainfalls (UH IER), but using only discharge data. The advantage in using discharge data because all happened processes in river basin have been accommodated in discharge data including variability of rainfall. The derivation of UH IER has been conducted to 40 cases in six selected catchments at Cimanuk river basin. The analysis starts with separating total hydrograph into two component applying filter separation autoregressive, computing inversely estimated rainfall (IER) from direct runoff and then deriving UH with Collins method. To compare the results, UH also derived by using automatic rainfall data where effective rainfall is computed using runoff coefficient (UH ARR-f) and Ф-index (UH ARR-Φ) method. The results showed that UH IER has a relatively small bias compared with UH ARR-f than UH ARR-Φ. The small bias is influenced by characteristic of effective rainfall, attributable to losses. Losses in UH-ARR-f is determined with a constant percentage of rainfall so that all rainfall is assumed to contribute for direct runoff in different intensity. While losses in UH ARR-Φ have a constant intensity during rainfall so that only a higher rainfall intensity than Φ-index can produce direct runoff. Despite UH-IER and UH ARR-f have a small bias but in sub DAS Cipeles-Sukatali still found a high bias as 39,8 %. The high bias is probably due to the number of rainfall station and the number of rainfall-runoff cases used in the analysis.

Kata Kunci : hidrograf, hidrograf satuan, prakiraan balik hujan efektif, hydrograph, unit hydrograph, inversely estimated rainfall