Hidrograf banjir

Hujan yang jatuh merata di daerah aliran tidak sampai ke sungai sekaligus. Sebagian hilang ke dalam tanah, sisanya tiba terlambat dan tersebar menurut jarak tempuhnya masing-masing.

simulasiHidrograf banjir SCS — dari hujan daerah aliran menjadi debit sungai

satuanSI (mm, m³/s)

P80 mm

Pe26,9 mm

Qp59,9 m³/s

tp5,91 h

lembarHY-02rev A

masukan

Sim	Besaran	Nilai
P	Hujan total	80mm
D	Lama hujan	6h
CN	Bilangan kurva	75
A	Luas daerah aliran	50km²
tc	Waktu tempuh terpanjang	4,0h

kondisi contoh

hasil

59,9 m³/s

Sim	Besaran terhitung	Nilai
Qp	Debit puncak	59,95m³/s
tp	Waktu puncak	5,91h
Pe	Hujan efektif	26,92mm
—	Hujan yang hilang	53,08mm
S	Simpanan maksimum	84,7mm
Tp	Waktu naik hidrograf satuan	2,90h
qp	Puncak hidrograf satuan	3,586m³/s·mm
V	Isi hidrograf	1,346juta m³
Dr	Kedalaman limpasan	26,91mm

yang perlu diperhatikan

Naikkan bilangan kurvanya 10 angka, dari 75 ke 85, dan puncaknya naik 62 persen tanpa satu milimeter pun hujan ditambahkan. Itulah seluruh beban yang dipikul satu bilangan kurva, dan itu sebabnya perdebatan tentang rancangan daerah aliran sering berujung menjadi perdebatan tentang satu baris pada tabel. Perhatikan juga betapa sedikit hujan yang menjadi limpasan pada bilangan kurva rendah: pada 75 hanya 34 persen dari 80 mm yang sampai ke sungai sama sekali.

verifikasi

6 dari 6 pemeriksaan lolos

Nilai acuan berasal dari luar aplikasi ini. Kolom hitungan dievaluasi saat halaman digambar, jadi tabel ini ikut berubah bila modelnya berubah.

Yang diperiksa	Jenis	Acuan	Nilai acuan	Hitungan	Selisih
Simpanan maksimum sesuai rumus bilangan kurva	Nilai terbitan	USDA NRCS, S = 25400/CN − 254 dalam milimeter	84,6667mm	84,6667mm	nol
Pada bilangan kurva seratus seluruh hujan menjadi limpasan	Sifat matematis	Sifat yang harus berlaku: simpanan nol berarti tidak ada kehilangan	80,000000mm	80,000000mm	nol
Luas hidrograf satuan persis satu milimeter di atas daerah aliran	Konsistensi silang	Definisi hidrograf satuan, sumber tetapan 0,208	50.000,00m³	49.982,40m³	0,035%
Isi hidrograf pulang ke kedalaman hujan efektif	Pulang pergi	Perjalanan bolak-balik lewat luas daerah aliran	26,9229mm	26,9134mm	0,035%
Kehilangan awal tepat seperlima simpanan maksimum	Sifat matematis	Andaian baku SCS, Ia = 0,2 S	0,00000000mm	0,00000000mm	nol
Daerah aliran yang lebih kedap memberi puncak lebih tinggi	Perilaku	Perilaku yang harus berlaku pada bilangan kurva	1	1	nol

Luasnya dijumlahkan dengan aturan trapesium pada empat ribu pias, jadi sisa selisihnya berasal dari penjumlahan itu.
Hidrografnya dijumlahkan pada pias waktu terhingga, jadi isinya tidak persis sama dengan luas segitiga aslinya.

Seluruh pemeriksaan ini juga tersedia sebagai berkas uji yang dapat dijalankan sendiri dengan perintah npm test.

dasar perhitungan

S =25400CN− 254Ia = 0,2 S

Pe =(P − Ia)²P − Ia + Sbila P melebihi Ia

Tp = 0,5 Δt + 0,6 tcqp =0,208 ATp0,208 bila limpasan dalam mm; 2,08 bila dalam cm

Dua andaian besar berdiri di balik lembar ini, dan keduanya perlu dilihat jelas sebelum angkanya dipakai. Pertama, bilangan kurva menyatukan jenis tanah, tutupan lahan, dan kelembapan sebelumnya ke dalam satu angka antara 30 dan 100. Angka itu tidak punya makna fisis tersendiri; ia pengenal baris pada tabel yang disusun dari ribuan petak percobaan di Amerika Serikat pada pertengahan abad lalu, dan memindahkannya ke daerah tropis adalah langkah yang harus dibenarkan, bukan diandaikan. Kedua, hidrograf satuan mengandaikan tanggapan daerah aliran itu linear: hujan dua kali lipat memberi debit dua kali lipat, dan hidrograf dari beberapa pias hujan boleh dijumlahkan begitu saja. Andaian itu cukup baik untuk banjir sedang dan meleset pada banjir besar, tempat jalur aliran berubah karena limpasannya sendiri. Yang tetap berlaku apa pun andaiannya adalah kekekalan isi: luas di bawah hidrograf harus sama dengan hujan efektif dikali luas daerah aliran, dan pemeriksaan di bawah menguji justru hal itu.

rujukan

01USDA NRCS (2004). National Engineering Handbook Bagian 630, Bab 10: Estimation of Direct Runoff from Storm Rainfall.
02Chow, V.T., Maidment, D.R. & Mays, L.W. (1988). Applied Hydrology. McGraw-Hill, Bab 7.
03Sherman, L.K. (1932). Streamflow from rainfall by the unit-graph method. Engineering News-Record, vol. 108.
04Ponce, V.M. & Hawkins, R.H. (1996). Runoff curve number: has it reached maturity? Journal of Hydrologic Engineering, vol. 1.