Perangkat Lunak Teknik Sipil (Hidro)

Mata kuliah Perangkat Lunak Teknik Sipil (Hidro) merupakan salah satu mata kuliah wajib di Program Studi Teknik Sipil (S1) DTSL FT UGM, Semester VI, 2 sks. Kuliah diselenggarakan dalam 14×100′ tatap muka, dibagi menjadi dua, masing-masing 7×100′ tatap muka. Bagian I berlangsung sebelum UTS dan Bagian II berlangsung setelah UTS.

Mata kuliah ini memberikan pengantar dan pengenalan awal terkait ilmu penerapan perangkat lunak untuk analisis dan perancangan teknik sipil keairan (hidrologi, hidraulika), transportasi, struktur, teknik lingkungan, geoteknik. Untuk materi bidang teknik sipil keairan, kuliah memakai tiga perangkat lunak, yaitu SWMM, SWAN, dan EPANET.

Saya sendiri mengampu pertemuan ke-1 s.d. ke-7 Perangkat Lunak Teknik Sipil bidang keairan. Materi kuliah adalah simulasi aliran di jaring saluran drainase memakai perangkat lunak SWMM (Storm Water Management Model) milik US EPA.

Materi Kuliah

  1. Perangkat lunak untuk simulasi aliran di jaring saluran drainase (SWMM).
  2. Perangkat lunak untuk teknik pantai (SWAN).
  3. Perangkat lunak untuk sistem jaringan air bersih (WaterNET, EPANET).

Agenda Kuliah

Minggu ke- Topik Materi
1 Pengantar SWMM.
  • Deskripsi mata kuliah, materi, metode PBM, evaluasi, agenda.
  • Download, instalasi, dan pengaturan awal SWMM.
  • Pengantar model aliran SWMM: fitur, menu, struktur model, prosedur pemodelan aliran.
  • Contoh-contoh penerapan SWMM dalam praktik profesi.
2 SWMM: simulasi aliran di saluran sederhana (1).
  • Simulasi aliran di saluran drainase kawasan sederhana (komponen: subcatchment, junction, conduit, outfall, rain gage).
  • Presentasi hasil simulasi (status, tabel, profil aliran, grafik time series).
  • Interpretasi hasil simulasi.
3 SWMM: simulasi aliran di saluran sederhana (2).
  • Simulasi aliran metode kinematik dan dinamik.
  • Review persamaan aliran 1D (Persamaan St-Venant).
  • Syarat batas di outfall (outfall boundary conditions).
  • Aliran di saluran (conduit): pipe flow, open-channel flow.
  • Muka air di junction: kedalaman, surcharge, ponding.
4 SWMM: transformasi hujan-aliran.
  • Model transformasi hujan-aliran (limpasan permukaan) dalam SWMM.
  • Model reservoir non-linear.
  • Penelusuran aliran permukaan di lahan (subcatchment).
  • Data: hujan, temperatur udara, evaporasi, kecepatan angin.
5 SWMM: simulasi aliran melalui struktur hidraulik, storage, pompa, LID (1).
  • Simulasi aliran di saluran drainase kawasan yang memiliki struktur hidraulik dan pengendali aliran.
6 SWMM: simulasi aliran melalui struktur hidraulik, storage, pompa, LID (2).
  • Simulasi aliran di saluran drainase kawasan yang memiliki struktur hidraulik dan pengendali aliran.
  • Pemodelan tata guna lahan dan low impact development (LID).
7 SWMM: workshop tentang pemakaian SWMM dalam TA, tesis, praktik profesi.
  • Paparan dan diskusi disertai contoh-contoh pemakaian SWMM dalam TA atau tesis.
  • Paparan dan diskusi penerapan SWMM dalam praktik profesi.
  • Narasumber: mahasiswa TA, mahasiswa tesis, praktisi.
8 UTS – Ujian Tengah Semester.
  • Simulasi aliran di sebuah jaring saluran drainase kota (hipotetik) yang memiliki berbagai struktur hidraulik.
9

Pengantar SWAN.
  • Download, instalasi, dan pengaturan awal.
  • Pengantar model gelombang, prediksi gelombang angin, spektrum, arus, pasang surut, dan transpor sedimen.
  • Pengenalan tahapan pemodelan: pre-processing, processing, dan post-processing models.
  • Contoh penerapan SWAN dalam praktik profesi.
10 Simulasi wave generation dan wave shoaling menggunakan SWAN.
  • Pre-processing model.
    • Domain komputasi dan pembuatan grid model.
    • Interpolasi data pada domain komputasi
    • Persiapan data input: bathimetri, pasang surut
    • Download data batimetri data (misalnya NOAA)
    • Mengubah format data sesuai dengan kebutuhan SWAN
  • Syarat awal (initial conditions), syarat batas (boundary conditions).
  • Intepretasi dan analisis output model.
    • Arah gelombang.
    • Tinggi gelombang.
    • Spektrum gelombang.
    • Pembangkitan gelombang oleh angin.
11 Simulasi wave refraction dan wave diffraction menggunakan SWAN.
  • Praktik simulasi dengan SWAN di daerah terpilih.
  • Intepretasi dan analisis output model.
    • Gelombang pecah.
    • Reduksi gelombang akibat pemecah gelombang.
    • Reduksi gelombang akibat pemecah gelombang bawah laut.
    • Pola refraksi dan defraksi akibat rintangan, seperti pulau.
    • Spektrum gelombang.
    • Contoh pemanfaatan hasil simulasi untuk perancangan struktur bangunan pantai dan pelabuhan.
    • Penjelasan Tugas.
12 Pengantar WATERNET/EPANET
  • Download, instalasi, dan pengaturan awal WATERNET/EPANET.
  • Pengantar model jaringan pipa WATERNET/EPANET: komponen fisik dan komponen non-fisik.
  • Contoh penerapan WATERNET/EPANET dalam praktik profesi.
13 Simulasi jaringan pipa sederhana menggunakan WATERNET/EPANET (1).
  • Penggambaran model jaringan pipa (reservoirs, junctions, pumps, tanks, pipes, valves, dll.).
  • Input data pada jaringan yang telah dimodelkan.
  • Menjalankan model yang telah dibuat.
  • Intrepretasi hasil simulasi terkait dengan infrastruktur teknik sipil.
14 Simulasi jaringan pipa sederhana menggunakan WATERNET/EPANET (2).
  • Error and Warning Messages.
  • Meningkatkan kinerja jaringan pipa agar efektif dan efisien serta mengurangi risiko jaringan pipa.
  • Presentasi dan interpretasi hasil simulasi jaringan sederhana dalam bentuk tabel dan gambar.
15 Studi kasus simulasi jaringan pipa menggunakan WATERNET/EPANET.
  • Pemodelan jaringan pipa sesuai dengan kondisi di lapangan.
  • Simulasi jaringan perpipaan.
  • Kajian efisiensi pipa, pompa, dan tangki.
  • Lebih lanjut tentang simulasi kualitas air.
  • Penjelasan Tugas.
16 UAS – Ujian Akhir Semester.  

Bahan Kuliah

Perangkat Lunak Teknik Sipil Hidro (Feb2023)
Perangkat Lunak Teknik Sipil Hidro (SWMM) 2022

Denah kawasan drainase.png

Contoh Soal

Soal UTS Perlun TS Hidro 2022 tt
Soal UTS Perlun TS Hidro 2023