APLIKASI HEC-RAS DALAM PERENCANAAN SISTEM DRAINASEPELATIHAN HEC-RAS:

SEMINAR NASIONAL TEKNIK SUMBER DAYA AIR 2015

SEMNAS TSDA 2015

1. PENGENALAN HEC-RASG C S

Instruktur : Ir. Bambang Adi Riyanto, M.Eng

MODEL HEC-RAS

HEC-RAS dikembangkan oleh Hydrologic Engineering Centre(HEC) k N t G ti P d i(HEC), merupakan Next Generation Program dari pengembangan model perangkat lunak HEC-2.

Software ini dikembangkan oleh Gary W. Brunner, Ketua Divisi Pengembangan HEC-RAS. User interfacenya dikembangkan oleh Mark R. Jensen.

Modul perhitungan profil aliran langgeng, perhitungan p g p gg g, p gangkutan sedimen dan bagian terbesar dari perhitungan aliran tak langgeng dikembangkan oleh Steven S. Piper.Interface angkutan sedimen dikembangkan oleh StandfordInterface angkutan sedimen dikembangkan oleh Standford Gibson.Modul perhitungan kualitas air didesain oleh Dr. Cindy Lowney dan Mark R JensenLowney dan Mark R. Jensen.

MODEL HEC-RASMODEL HEC RAS

Interface channel design/modifications diprogram oleh Cameron g p gAckerman.

Penyelesaian persamaan aliran tak langgeng dikembangkan oleh Dr. Robert L BarkauDr. Robert L Barkau

Desain saluran stabil dikembangkan oleh Chris R. Goodell

HEC-RAS adalah public domain software yang dapat di-download l l h ilmelalui situs www.hec.usace.army.mil

Next Generation Program dari HEC meliputi:

Rainfall runoff analysis (HEC-HMS) Rainfall runoff analysis (HEC HMS), River hydraulics (HEC-RAS), Reservoir system simulation (HEC-ResSim), Flood damage analysis (HEC-FDA) dan Flood damage analysis (HEC FDA), dan Real time river forecasting for reservoir simulation.

MODEL HEC-RASMODEL HEC RAS

HEC-RAS merupakan model sistem terintegrasi yang dikembangkan dalam bentuk aplikasi yang interaktif untukdikembangkan dalam bentuk aplikasi yang interaktif untuk berbagai kondisi.Sistem HEC-RAS meliputi Graphical User Interface (GUI), komponen terpisah dari analisis hidraulik penyimpanan datakomponen terpisah dari analisis hidraulik, penyimpanan data, kemampuan pengaturan, grafik, dan fasilitas pelaporan.Pada dasarnya HEC-RAS dikembangkan untuk dapat mengakomodasi 4 jenis analisis hidraulik satu dimensi yaitu:mengakomodasi 4 jenis analisis hidraulik satu dimensi yaitu: 1. Analisis profil muka air untuk aliran permanen, 2. Analisis profil muka air untuk aliran tidak permanen,

A li i di t t t/ bil d k di i b t d t3. Analisis sediment transport/mobile dengan kondisi batas dapat bergerak (movable boundary)

4. Pemodelan kualitas air (temperatur)Ke empat elemen di atas menggunakan data penampang melintang yang sama.

Dokumentasi HEC-RASPaket HECRAS terdiri atas beberapa dokumen. Setiap dokumen didesain untuk menolong pemodel belajar aspek tertentu dari sistem pemodelan. Dokumen tersebut terbagi atas 3 kategori sebagai berikut: Users’s Manual: manual ini berisi pedoman untuk menggunakan Users s Manual: manual ini berisi pedoman untuk menggunakan

HECRAS. Manual ini memberikan pengenalan dan uraian singkat (overview) tentang sitem pemodelan, instruksi untuk menginstall program, dan bagaimana memulai menggunakan HECRAS, contoh sederhana memasukkan dan mengedit data geometri keterangan detailsederhana, memasukkan dan mengedit data geometri, keterangan detail tentang setiap komponen utama pemodelan, dan bagaimana untuk melihat hasil simulasi dalam bentuk tabel maupun grafik.

Hydraulic Reference Manual: manual ini berisi teori dan data yang y y gdiperlukan untuk melakukan analisis hidraulik menggunakan HECRAS. Persamaan disajikan beserta asumsi yang digunakan pada saat penurunan rumusnya. Tinjauan diberikan tentang bagaimana memperkirakan parameter model dan pedoman berbagai pendekatan

d lpemodelan. Application Guide: dokumen ini berisi sejumlah contoh yang

mendemonstrasikan berbagai aspek dari HECRAS. Setiap contoh terdiri atas permasalahan data yang diperlukan langkah umum penyelesaianatas permasalahan, data yang diperlukan, langkah umum penyelesaian masalah, layar input dan output serta pembahasan aspek penting dalam pemodelan.

1 Analisis Profil Muka Air Aliran Permanen1. Analisis Profil Muka Air Aliran Permanen

Komponen pemodelan ini dimaksudkan untuk menghitung profil muka air pada aliran permanen yang berubah secara lambat laun. Model dapat digunakan untuk aliran pada sungai tunggal, p g p g gg ,sungai dendritik, atau jaringan sungai. Komponen aliran permanen dapat memodelkan aliran subkritis, superkritisatau campuran (mixed) keduanya.Perhitungan didasarkan pada penyelesaian persamaan energi satu dimensi. Kehilangan energi terjadi karena gesekan (Persamaan Manning) dan pelebaran/penyempitan (koefisien ( g) p /p y p (dikalikan tinggi kecepatan).Persamaan Momentum digunakan pada kondisi aliran berubah tiba-tiba. Kondisi ini terjadi pada loncat air, aliran melaluitiba tiba. Kondisi ini terjadi pada loncat air, aliran melalui jembatan, dan analisis profil muka air pada pertemuan atau percabangan.

Hambatan aliran akibat jembatan, gorong-gorong, bendung, pelimpah dan bangunan lainnya dapat pula dimodelkan.

Modul aliran permanen didesain untuk aplikasi pada: manajemen bantaran banjir studi asuransi banjir dan untukmanajemen bantaran banjir, studi asuransi banjir, dan untuk evaluasi hambatan dan normalisasi pada saluran banjir (kanal banjir) serta efek normalisasi dan pembuatan tanggul pada profil muka airprofil muka air.

Kemampuan khusus komponen ini adalah :

Multiple plan analyses, Multiple plan analyses, Multiple profile computations, Multiple bridge and/or culvert opening analysis,

S lit fl ti i ti d t j ti b d l t l Split flow optimization pada stream junctions, bendung lateral dan pelimpah.

2 Analisis Aliran Tak Permanen2. Analisis Aliran Tak Permanen

Komponen ini mampu melakukan simulasi aliran tak permanen t di i d l i t j i isatu dimensi dalam sistem jaringan sungai.

Penyelesaian persamaan aliran tak permanen satu dimensi menggunakan persamaan yang dikembangkan oleh DR. R b t L B kRobert L. Barkau.

Komponen aliran tak permanen terutama dikembangkan untuk aliran subkritis.

Perhitungan hidraulik pada penampang melintang, jembatan, gorong-gorong, dan bangunan hidraulik lain yang awalnya dikembangkan untuk aliran permanen juga dapat digunakan pada simulasi aliran tak permanenpada simulasi aliran tak permanen.

Sebagai tambahan, komponen aliran tak permanen mempunyai kemampuan untuk memodelkan tampungan(storage areas) dan koneksi hidraulik antar tampungan(storage areas) dan koneksi hidraulik antar tampungan, maupun antar segmen sungai.

3. Perhitungan Angkutan Sedimen/Kondisi Batas Bergerak

Sistem komponen model ini dimaksudkan untuk melakukan simulasi angkutan sedimen 1 dimensi dengan kondisi batas bergerak, yang akan menghasilkan gerusan dan pengendapan g , y g g g p g ppada interval waktu yang cukup panjang (tahunan, walaupun dapat digunakan untuk simulasi pada banjir tunggal).Potensi angkutan sedimen dihitung menggunakan dataPotensi angkutan sedimen dihitung menggunakan data distribusi butiran, sehingga memungkinkan simulasi hydraulic sorting and armoring.Model angkutan sedimen dapat digunakan untuk memodelkanModel angkutan sedimen dapat digunakan untuk memodelkan jaringan sungai, pengerukan sungai, berbagai alternatif tanggul dan penyempitan saluran (encroachment) dan

b b i k t dipenggunaan berbagai rumus angkutan sedimen.

Model ini didesain untuk mensimulasikan tren jangka panjang j g p j gmeliputi gerusan dan pengendapan dalam palung sungai yang mungkin terjadi sebagai akibat perubahan dari frekuensi dan durasi dari debit dan muka air atau perubahan dimensidurasi dari debit dan muka air atau perubahan dimensi saluran.

Model ini dapat digunakan untuk memperkirakan d di d k i lpengendapan di waduk, perencanaan penyempitan saluran

untuk mempertahankan kedalaman pelayaran, memperkirakan pengaruh pengerukan terhadap laju pengendapan, memperkirakan dalam gerusan maksimum pada saat banjir besar, dan melakukan evaluasi pengendapan pada saluran dengan dinding dilapis.

4 Analsisis Kualitas Air4. Analsisis Kualitas Air

Komponen model ini digunakan untuk melakukan analisisKomponen model ini digunakan untuk melakukan analisiskualitas air di sungai.

Pada Versi 4.1, sudah dapat memodelkan analisis temperaturdan penyebaran bahan polutan (Algae, Dissolved Oxygen, Carbonaceous Biological Oxygen Demand, Dissolved Orthophosphate, Dissolved Organic Phosphorus, Dissolved Ammonium Nitrate, Dissolve Nitrite Nitrogen, Dissolved Nitrate Nitrogen, dan Dissolved Organic Nitrogen).

Pada versi mendatang akan ditambahkan kemampuan untukPada versi mendatang, akan ditambahkan kemampuan untuk melakukan analisis penyebaran beberapa parameter pencemar lainnya.

INSTALASI HEC-RAS 4 1INSTALASI HEC RAS 4.1

Persyaratan Hardware

Processor minimum Pentium III.Hardisk free space minimum 60 MB, disarankan untuk

y

menyediakan 100 MB.Tersedia CD Rom drive bila proses instalasi dilakukan dengan menggunakan CD.dengan menggunakan CD.RAM minimum 256 MB untuk OS Windows 95, 98, dan ME. RAM minimum 512 MB untuk OS Windows 2000, NT atau XP (RAM 128 MB atau lebih akan memberikanNT, atau XP (RAM 128 MB atau lebih akan memberikan kemampuan processing yang lebih baik).Resolusi VGA minimum 1024 x 768.MS Windows 95, 98, XP, Windows 7, Windows 8

INSTALASI HEC-RAS 4 1INSTALASI HEC RAS 4.1

Prosedur Instalasi

Instalasi menggunakan program HEC-RAS_410_Setup.exeIkuti instruksi pada layar monitor.Ikuti instruksi pada layar monitor.Program setup secara otomatis membuat program grup yang diberi nama HEC.Program eksekusi HEC-RAS dapat ditemukan di folder C:\Program files\HEC\HEC-RAS dengan nama: “RAS-EXE”.

APLIKASI HEC RAS DALAM PERENCANAAN SISTEM DRAINASEPELATIHAN HEC-RAS:

SEMINAR NASIONAL TEKNIK SUMBER DAYA AIR 2015

APLIKASI HEC-RAS DALAM PERENCANAAN SISTEM DRAINASE

SEMNAS TSDA 2015