Metode Untuk Meramalkan Besarnya Banjir

Metode meramalkan besarnya banjir semuanya dibahas di postingan ini. Tulisan ini bisa dijadikan pedoman untuk mahasiswa teknik sipil ataupun pekerja konstruksi yang dalam pembahasan ini dibahas secara umum perihal metode-metode yang bisa digunakan untuk meramalkan seberapa besar debit air ketika banjir di masa yang akan datang tiba.

Meramalkan Besar-nya Banjir

Setelah mempelajari data hidrologi yang tersedia seperti telah dibahas dalam pedoman ini, para insnyur akan siap untuk menentukan debit yang direncanakan dalam memberi ukuran pembukaan jalan air dari sarana jalan raya yang bersangkutan.

Empat metode untuk memperkirakan debit diberikan dalam pedoman ini. Empat metode itu telah dipilih terutama dalam penerapan kerekayasaan jalan raya.

Ada beberapa kelemahan, seperti halnya dalam semua metode hidrologi, karena itu pertimbangan rekayasa dan pengertian baik tentang hidrologi sangat diperlukan dalam memilih metode yang digunakan dalam rancangan tertentu.

Metode Untuk Meramalkan Banjir

Salah satu metode dapat melengkapi hasil dari metode yang lain. Misalnya, data yang direkam dalam stasiun pengukuran dapat digunakan untuk melengkapi metode analisis regional, kalau betul data terukur sudah menggambarkan kondisi sekarang maupun masa yang akan datang.

Acuan yang terpilih diberikan sedemikian rupa sehingga para insinyur dapat membiasakan diri dengan teknik yang di perlukan untuk tiap metode dan merupakan dasar untuk mengembangkannya.

1)  Meramalkan Besarnya Banjir di Masa Datang dengan Menggunakan Metode yang Didasarkan pada Analisis Regional

Dengan secara statistik menggabungkan rekaman stasiun pengukuran aliran arus di dalam daerah homogen hidrologr, para ahli hidrologi dan peran ahli statistik dapat mengembangkan metode yang dapat rnenghasilkan hubungan umum antara banjir frekuensi yang dapat diterapkan di seluruh daerah.

Metode yang dikembangkan seperti itu memungkinkan para insinyur, dengan menggunakan parameter yang diterangkan, untuk menentukan besarnya kejadian banjir di masa datang sesuai derrgan interval kejadian yang dipilih, baik untuk tempat arus yang diukur nrilupun yang tidak diukur, di daerah tersebut.

Kalau tempat yang dipelajari ada di dalam daerah di mana metode analisis regional, yang telah diterima, telah dikembangkan, para insinyur mempunyai alat yang berharga yang dapat digunakan untuk menentukan besarnya banjir di masa datang untuk frekuensi yang dipilih.

Kantor Daerah setempat dari U.S. Geological Survey dapat menambah informasi mengenai analisis yang ada. Dasar dari setiap analisis regional harus dipelajuri unluk perapannya, karena hampir semua analisis regional didasarkan pada data aliran arus terukur dan pada daerah aliran sungai jenis setempat, dan ada kemungkinan lokasi dalam daerah tersebut yang secara hidrologis tidak dapat dibandingkan dengan seluruh daerah.

Misalnya, limpasan dari suatu lokasi di mana tata guna tanahnya merupakan penghunian (urban) hendaknya tidak ditentukan dengan menggunakan analisis regional yang didasarkan pada rekaman limpasan pedesaan, daerah aliran sungai alami, kecuali kalau dilakukan beberapa penyesuaian untuk perkiraan debit.

2)  Meramalkan Besarnya Banjir yang Akan Datang dengan Menggunakan Analisis Frekuensi Banjir yang Didasarkan pada Rekaman Data

Metode untuk menganalisis hubungan banjir frekuensi dari data aliran arus sebenarnya memungkinkan penggunaan rekaman masa lalu untuk meramalkan kejadian pada masa datang.

Metode ini memperkirakan bahwa tidak ada perubahan alam dari faktor-faktor yang mengakibatkan besarnya puncak.

Pencabangan dari perumpamaan ini dapat di perkecil dengan mengusahakan untuk menentukan kondisi masa lalu dari daerah drainase, dan apabila mungkin mengadakan perubahan yang diperkenankan.

Perubahan yang paling umum adalah buatan orang dan terdiri dari modifikasi seperti bendungan dan pengembangan lahan.

Sebaiknya, data yang terekam dapat dianggap sebagai bagian kecil dari populasi total debit puncak, yang terdiri baik dari banjir masa lalu maupun banjir masa datang. Dan rekaman dari setiap stasiun individu dapat menyimpang cukup jauh dari gambaran sesungguhnya hubungan frekuensi jangka panjang.

Para pemakai data hidrologi harus membiasakan dengan prosedur untuk mengevaluasi data aliran arus, teknik untuk menyiapkan kurva banjir frekuensi dan taksiran yang benar dari kurva tersebut.

Ada kalanya perkiraan dari analisis regional tidak sesuai dengan analisis banjir frekuensi dari stasiun pengukuran pada arus yang dipelajari. Berbagai faktor seperti panjang rekaman limpasan, distribusi curah hujan dan parameter yang digunakan dalam analisis regional dapat mengandung penyimpangan-penyimpangan.

Apabila rekaman arus cukup lama untuk dapat memberikan hubungan banjir frekuensi yang baik, perlu diberikan bobot tertentu pada rekaman arus dalam memperkirakan banjir untuk perencanaan.

Analisis regional umumnya lebih dipilih dibandingkan dengan analisis stasiun, lebih-lebih apabila rekaman stasiun terlalu singkat.

a)  Pengembangan Kurva Banjir Frekuensi

Analisis banjir frekuensi dari data rekaman memerlukan pembuatan kurva banjir frekuensi. Pembahasan beberapa acuan yang terpilih memberikan prosedur untuk penyiapan dan penafsiran kurva banjir frekuensi.

Kurva banjir frekuensi disiapkan dari data aliran arus yang terekam pada stasiun pengukuran tunggal. Data ini dapat diperoleh dari catatan atau publikasi yang mengelola stasiun pengukuran, yang biasanya bagian Survei Geologi.

Kurva banjir-frekuensi dapat dikembangkan dengan penggambaran menuruti titik-titik pada kertas khusus atau dengan cara menentukan banjir secara matematis untuk berbagai interval pengulangan beberapa kejadian.

Beberapa metode telah digunakan dalam menganalisis rekaman banjir, tetapi hanya satu metode untuk tiap jenis dijelaskan sebagai metode yang dipilih pada saat ini.

Metode ini telah diterapkan perhitungan dan pengeplotan komputer elektronis.

Baca: Evaluasi Banjir Dalam Perencanaan Jalan Raya

Dalam kedua metode ini, suatu debit puncak amat tinggi harus dievaluasi dengan hati-hati terhadap keandalan dan kemungkinan kejadiannya, terutama terhadap pengaruhnya pada penggambaran kurva frekuensi atau metode yang digunakan dalam menentukan interval pengulangan.

-        Metode Grafik

Metode grafik, yang didasarkan pada distribusi harga ekstrem Gumbel, kertas plot khusus Powell dan rumus posisi plot Weibull, merupakan prosedur sederhana yang cukup memuaskan untuk membangun kurva frekuensi.

Metode lebih terperinci dan kertas plot dapat diperoleh dari kantor Geological Survey atau Federal Highway Administration. Rumus Weibell adalah sebagai berikut:

RI=n+1/m

Dimana:

RI= Interval pengulangan  

n= Jumlah tahun rekaman

m= Derajat menurunnya besar puncak banjir tahunan dengan banjir terbesar sebagai angka satu.

-        Metode Matematika

Metode matematika yang disenangi untuk menetapkan hubungan banjir frekuensi untuk data rekaman dikenal sebagai Log Pearson Type III. Metode ini sangat menyita waktu kecuali kalau tersedia komputer elektronik untuk penghitungannya.

b)  Memperluas Kurva frekuensi Banjir

Karena rekaman jangka pendek dari kebanyakan stasiun pengukur, kurva frekuensi sering harus diperluas disekitar data rekaman untuk dapat memperkirakan banjir yang lebih besar untuk merencanakan bangunan jalan raya.

Jelas, perluasan semacam itu akan mengalami banyak kesalahan dan harus berhati-hati dalam mengevaluasi hasilnya. Analisis regional dan perbandingan (ratio) banjir 25 atau 50 tahun ke banjir tahunan rata-rata pada arus dalam daerah yang sama dapat digunakan sebagai pedoman yang berguna.

c)  Pemindahan Data

Apabila tempat yang diperajari ada daram arus yang sama dan dekat dengan stasiun pengukur, debit puncak pada stasiun pengukur dapat diatur ke tempat itu dengan perbandingan luas drainase dengan menggunakan luas drainase dengan pangkat biasanya antara 0,5 dan 0,8.

Stasiun pengukur merekam arus yang serupa di daerah yang akan digunakan sebagai pedoman dalam melakukan pengaturan itu. Kalau letak jembatan ada di antara dua stasiun pengukur dalam arus yang sama, debit puncak di tempat jembatan dapat ditentukan dengan interpolasi logaritma dari debit puncak pada dua stasiun berdasarkan luas drainase.

Tingkat yang berhubungan dengan aliran puncak yang dipindahkan Iebih sering ditentukan dari marka tinggi air untuk banjir yang sama pada tempat yang dipelajari.

Tingkat aliran puncak dapat dihitung dengan perhitungan kemiringan daya angkut dengan menggunakan irisan melintang terukur. Apabila letak jembatan jauh dari stasiun pengukur pada arus yang sama, maka disarankan analisis regional data stasiun pengukur pada arus lain.

3)  Meramalkan Besarnya Banjir di Masa Datang dengan Menggunakan Rumus Rasional

Metode rasional merupakan rumus empiris yang menghubungkan curah hujan dan limpasan. penggunaannya di Amerika sudah sejak kira-kira 1889. Metode ini digunakan hampir universal untuk penghitungan limpasan di daerah pemukiman.

Rumusnya sederhana, dan kesederhanaan ini, ditambah dengan penggantinya yang sesuai, telah membantu popularitasnya di antara para insinyur. Rumus Rasional tersebut adalah:

Q=CIA

Dimana:

Q = Koefisien debit

C = Koefisien limpasan

I = Intensitas curah hujan rata-rata dalam inci per jam, untuk frekuensi terpilih dan untuk waktu yang sama dengan konsentrasi

A= Luas drainase dalam acre.

Pengosongan, yang dihitung dengan menggunakan metode ini, dihubungkan dengan frekuensi dengan memisalkan bahwa debit mempunyai frekuensi yang sama dengan curah hujan yang digunakan.

Karena perumpamaan bahwa curah hujan mempunyai intensitas sama di seluruh daerah aliran sungai, maka disarankan agar rumus ini digunakan hanya untuk memperkirakan limpasan dari daerah kecil, katakan sampai 200 acre.

4)  Meramalkan Besarnya Banjir di Massa Datang dengan Menggunakan Metode Hidrografi

Beberapa metode hidrografi (9, seksi 20) telah umum digunakan oleh bcberapa lembaga pemerintahan dan departemen perencanaan saluran air bah di Chicago dan Los Angeles beberapa tahun.

Walaupun metode ini umumnya lebih sulit digunakan daripada Rumus Rasional, banyak otoritas percaya bahwa metode hidrografi lebih tepat untuk digunakan dalam memperkirakan banjir dari daerah sempit, terutama dalam merencanakan saluran air bah.

Data limpasan dikumpulkan dan ditekankan perlunya menganggap penampungan dalam rencana, metode hidrografi menjanjikan alat perencanaan yang luwes dan akurat pada para insinyur dalam memperkirakan aliran banjir.