Perhitungan Sistem Drainase Permukaan

Ada 2 macam perhitungan :Perhitungan perencanaan sistem drainasePerhitungan evaluasi sistem drainase yang telah ada

Prinsip perhitungan sama

Perbedaan antara proses perencanaan dengan proses evaluasi sistem drainase yaitu :Pada proses perencanaan setelah diperoleh dimensi penampang maka langsung dibuat gambar teknis lengkap dengan skema penampang.Pada proses evaluasi setelah diperoleh dimensi penampang maka langsung dibandingkan dengan besar penampang existing, apakah penampang yang ada masih efektif atau sudah tidak mampu lagi menampung jumlah debit yang terjadi

1. Peninjauan LapanganPeta konturPeta wilayahFoto-foto lapanganData saluran eksisting (untuk evaluasi)

2. Peta SituasiSlope saluran rencana atau eksisting (evaluasi)Panjang saluran rencana atau eksisting (evaluasi)Luas masing-2 jenis catchment area untuk masing-2 saluranLuas total catchment area untuk masing-2 saluranKoefisien run-off masing-2 jenis catchment area untuk masing-2 saluran

Langkah selanjutnya :Tentukan kriteria-2 yang sesuai dengan nilai koefisien aliran (tabel)Pembagian dan perencanaan jumlah dan letak saluranHitung slope saluran berdasar peta kontur

Pola AliranPola aliran (arah aliran) diperoleh berdasarkan peta situasi.Berdasarkan beda tinggi antara hulu dan hilir saluran. Bila dibuat tidak mengikuti kontur, perlu pekerjaan galian dan timbunan.Pembagian pola aliran bebas, tergantung mudah atau tidaknya perhitungan catchment area.Pembagian berdasarkan pada perbedaan input-output aliran pada masing-masing saluran.

4. Catchment AreaMerupakan suatu daerah tangkapan hujanMenggambarkan aliran air (hujan) dari tempat yang tinggi ke rendah hingga masuk ke dalam suatu saluran.Koefisien run-off rata-2 untuk seluruh catchment area untuk masing-masing saluran :

Penggambaran catchment area harus menggambarkan garis kontur.Garis alir catchment area sebaiknya tegak lurus terhadap saluran yang dimaksud.Arahnya harus menuju ke saluran yang dimaksud.

5. Memperoleh waktu konsentrasi Tc (Tc = To + Td)Waktu konsentrasi : waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik paling jauh ke titik yang ditentukan di bagian hilir suatu saluran.Waktu konsentrasi terdiri dari inlet time (To) dan Conduit time (Td)

Perhitungan inlet time (To)Adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di atas permukaan tanah ke saluran drainase.Data yang harus diperoleh :a. Jarak terjauh yang ditempuh air dari catchment area sampai ke hulu saluran (S).b. Slope saluran (dalam %)c. C total saluran yang ditinjau

Cara memperoleh jarak ( untuk To)Menarik suatu garis lurus terjauh pada salah satu catchment area dari titik tertinggi sekaligus terjauh sampai titik pangkal saluran.Contoh :Saluran memiliki 2 catchment area, masing-masing memiliki garis hubung, titik tertinggi sekaligus terjauh dengan pangkal saluran. Ditentukan yang terpanjang

Perhitungan Conduit Time (Td)Adalah waktu yang diperlukan oleh air yang mengalir di saluran sampai di titik yang ditentukan di bagian hilir.Data yang harus diperoleh :a. Panjang saluran yang ditinjaub. Beda tinggi saluran

Analisa HidrologiAnalisa frekuensi curah hujan, Metode GumbelUrutan perhitungan :Data curah hujan maksimumHitung jumlah data curah hujan maksimum (x)Diurutkan dari yang paling maksimumSusun tabel dengan kolom-2 sbb :

Contoh tabelDidapat persamaan :

YT : reduced variate berdasar PUH, (tabel)

Tabel reduced standard deviation (N)Catatan : bila jumlah data 21 maka N = 1,0696

Tabel reduced mean (Yn)Catatan : bila jumlah data 21 maka Yn = 0,5252

Tabel reduced variate berdasar PUH (YT)Catatan : bila PUH 5 tahun maka YT = 1,4999

Intensitas hujanKeterangan :R24 = curah hujan harian maksimum (mm), sesuai dengan PUH = XTt = durasi hujan (jam) = TcI = intensitas hujan (mm/jam)

I dan t bisa dibuat dalam suatu grafik IDF

7. Debit pada saluranQr = C.I.A

C = Koefisien runoff rata-rataI = Intensitas hujan untuk Tc tertentuA = Luas catchment area total untuk saluran yang ditinjau

Penampang hidraulis efektif bentuk segi empatR = A/P (jari-jari hidrolis)A = B.y (luas penampang basah)B = A/y (lebar saluran)P = B + 2.y (keliling basah)P = A/y + 2yQ max bila v max, v max bila R max, R max bila P min

Syarat P min-dP/dy = 0-d(A/y + 2y) / dy = 0-A/y2 + 2 = 0A/y2 = 2B.y = 2y2B = 2y

Bentuk & ukuran penampang sal. efektif

Kecepatan (v)Data yang telah diperoleh :Q total saluran (m3/s)Nilai n ManningSlope saluran (S)Misal digunakan penampang segi empat :Maka B = 2yA = B.yA = 2y.y

P = B + 2y = 2y + 2y = 4yR = A/P = 2y2 / 4y = y/2Rumus kecepatan :v = 1/n . R2/3 . S1/2A = Q/vA = Q / (1/n . R2/3 . S1/2)2y2 = Q / (1/n . (y/2)2/3 . S1/2)Yang merupakan variabel y, sehingga diperoleh yKarena B = 2y, maka diperoleh BFreeboard = 20% . yH = 120% . yDengan demikian didapat dimensi saluran B & H

Koefisien Manning