analisis debit banjir rencana dan penelusuran banjir …
Post on 14-Mar-2022
25 Views
Preview:
TRANSCRIPT
i
ANALISIS DEBIT BANJIR RENCANA DAN PENELUSURAN
BANJIR PADA PERENCANAN BANGUNAN PELIMPAH WADUK
JEHEM DI KABUPATEN BANGLI
Oleh :
Ida Bagus Ngurah Purbawijaya
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
2017
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan
berkat dan rahmat-Nya sehingga penulisan Karya Ilmiah ini dengan judul “Analisis Debit
Banjir Rencana dan Penelusuran Banjir pada Perencanan Bangunan Pelimpah Waduk
Jehem di Kabupaten Bangli” dapat terselesaikan.
Penulisan Karya Ilmiah ini merupakan salah satu prayarat dalam menjalankan tridharma
perguruan tinggi salah satunya adalah penulisan karya ilmiah atau penelitian pada
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana.
Penulis menyadari kekurangan dan keterbatasan dalam penulisan Karya ilmiah
ini, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat penilis harapkan untuk
menyempurnakan isi peulisan karya ilmiah ini.
Semoga segala kebaikan yang telah ada menjadi bermanfaat, dan mudah-mudahan
penulisa karya ilmiah ini berguna bagi semua pihak.
Denpasar, Oktober 2017
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN SAMPUL…............................................................................. i
KATA PENGANTAR…............................................................................. ii
DAFTAR ISI..........................…………….................................................. iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ……………………………………...….. 1
1.2 Rumusan Masalah….....…………………………….…... 2
1.3 Maksud dan Tujuan………………………….…......….... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Hujan…………………………………………….……… 3
2.4.1 Curah Hujan Rata-rata Areal (Daerah)…..........… 4
2.4.2 Curah Hujan Efektif..........….…………….…….. 5
2.4.3 Distribusi Curah Hujan Tiap Jam......................... 5
2.4.4 Curah Hujan Rencana.........................…..……… 6
2.4.5 Uji Konsistensi Data Hujan............................….. 12
2.4.6 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi…....………. 13
2.2 Debit Banjir Rencana…………………………...……….. 14
2.3 Kapasitas Pengaliran Melalui Pelimpah.................……... 17
2.4 Penelusuran Banjir Lewat Pelimpah.........................……. 19
BAB III ANALISIS DAN RANCANGAN
3.1 Penetapan Lay Out Pelimpah............................................ 21
3.2 Uji Konsistensi Data Hujan............................................... 22
3.3 Analisis Curah Hujan Rencana.......................................... 26
3.4 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi................................. 33
3.5 Analisis Debit Banjir Rencana.......................................... 33
3.6 Kapasitas Pengaliran Melalui Pelimpah............................ 42
3.7 Penelusuran Banjir Lewat Pelimpah................................. 44
BAB IV PENUTUP
4.1 Ringkasan.......................................................................... 49
4.2 Saran.................................................................................. 49
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................. 50
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kabupaten Bangli sebagai salah satu wilayah Propinsi Bali yang telah
menetapkan posisi untuk menjadi basis produksi hasil-hasil pertanian, namun
demikian belum semua potensi produksi pertanian dapat diwujudkan. Hal ini
disebabkan antara lain belum terkelolanya sumberdaya yang tersedia dengan
maksimal, yaitu masih terbatasnya penerapan teknologi dan ilmu pengetahuan yang
berskala makro untuk pengembangan infrastruktur pertanian itu sendiri.
Aliran sungai Tukad Melangit merupakan salah satu sumber air permukaan
yang sangat diharapkan dapat mengaliri lahan persawahan disepanjang daerah
pengalirannya. Subak-subak di bagian hulu telah melakukan upaya untuk
mendapatkan tambahan ketersediaan air melalui pembuatan terowongan, masing-
masing di sisi kiri dan kanan sungai pada lokasi yang berdekatan. Namun upaya
tersebut belum berhasil memberikan tambahan ketersediaan air karena posisi
sumber air yang tidak dapat dijangkau dan ketersediaan kuantitas air aktual yang
kurang memadai. Sementara subak-subak di bagian hilir sungai pada dasarnya
memperoleh air dari tirisan air sungai yang telah terkorelasi kembali ke badan
sungai dari beberapa outlet disepanjang sungai tersebut.
Guna memberikan jawaban atas kurangnya persediaan air aktual pada
daerah irigasi di sepanjang aliran sungai Tukad Melangit, maka diperlukan upaya-
upaya pengembangan potensi sumber daya air pada daerah aliran sungai tersebut.
Upaya tersebut adalah melalui pembangunan waduk yaitu Waduk Jehem sebagai
wadah tampungan persediaan air irigasi guna mendukung pertumbuhan sektor
pertanian.
Pentingnya fungsi waduk tersebut, maka dalam perencanaannya, desain
bangunan pelimpah merupakan hal yang sangat vital. Apabila debit banjir suatu
waduk diperkirakan akan berkapasitas besar, maka fungsi bangunan pelimpah
diharapkan dapat melewatkan banjir ke hilir sehingga tidak terjadi bahaya
melimpahnya air waduk di atas mercu waduk (overtropping). Jadi pada setiap
pembangunan waduk selalu disertai dengan perencanaan bangunan pelimpah.
2
Mengingat fungsi pentingnya bangunan pelimpah pada sebuah waduk maka perlu
dilakukan suatu studi tentang perencanaan bangunan pelimpah pada Waduk Jehem
di Kabupaten Bangli sebagai alternatif desain dari studi yang sudah ada.
1.2 Rumusan Masalah
Untuk memberikan arahan yang jelas pada studi yang dilakukan serta untuk
dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai data yang diperlukan maka perlu
dibuat rumusan masalah yaitu :
Bagaimanakah desain pelimpah Waduk Jehem jika menggunakan mercu
bulat, ditinjau dari kriteria hidraulis dan stabilitas bangunan pelimpahnya?
1.3 Maksud dan Tujuan
Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah tersebut, maka maksud
yang ingin dicapai pada studi ini adalah untuk mendapatkan suatu desain bangunan
pelimpah pada waduk yang aman secara hidraulik dan stabilitas bangunan
pelimpahnya, dengan tujuan sebagai alternatif desain bangunan pelimpah yang
sudah ada, sehingga mampu melewatkan banjir ke hilir dan bahaya melimpahnya
air di atas mercu waduk (overtopping) tidak terjadi.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Hujan
Presipitasi yang ada di bumi ini berupa hujan, embun, kondensasi, kabut,
serata salju dan es. Hujan, merupakan bentuk yang paling penting. Air laut menguap
karena radiasi matahari menjadi awan dan awan yang terjadi oleh penguapan air
bergerak di atas daratan karena tertiup angin. Presipitasi yang terjadi karena adanya
tabrakan antara butir-butir uap air akibat desakan angin, dapat berbentuk hujan dan
salju setelah jatuh ke permukaan tanah, akan menimbulkan limpasan (runoff) yang
mengalir kembali ke laut. Permukaan sungai dan danau juga mengalami penguapan
(evaporasi), sehingga masih ada lagi air yang dipindahkan menjadi uap. Akhirnya,
air yang tidak menguap ataupun mengalami infiltrasi tiba-tiba kembali ke laut lewat
palung-palung sungai. Air tanah yang bergerak jauh lebih lambat mencapai laut
dengan jalan keluar melewati alur-alur masuk ke sungai atau langsung merembes
ke pantai-pantai, dengan demikian seluruh daur telah dijalani, kemudian akan
berulang kembali menikuti proses tersebut yang dinamakan daur atau siklus
hidrologi. Daur hidrologi tersebut seperti pada gambar 2.1 (CD. Soemarto, 1995).
Gambar 2.1 Siklus hidrologi (CD. Soemarto, 1995)
4
Jika kita membicrakan data hujan, ada 5 (lima) buah unsur yang harus
ditinjau :
1. Intensitas (i), adalah laju curah hujan = tinggi air persatuan waktu, misalnya
mm/menit, mm/jam, dan mm/hari.
2. Lama waktu atau durasi (t), adalah lamanya curah hujan yang terjadi dalam
menit atau jam.
3. Tinggi hujan (d), adalah banyaknya atau jumlah hujan yang dinyatakan
dalam air di atau permukaan datar, dalam mm.
4. Frekuensi adalah kejadian terjadinya hujan, biasanya dinyatakan dengan
waktu ulang (return period) T, misalnya sekali dalam T tahun.
5. Luas (A), adalah luas geografis curah hujan, dalam km2.
2.1.1 Curah Hujan Rata-rata Area (Daerah)
Ada 3 (tiga) macam cara yang berbeda dalam menentukan tinggi curah
hujan rata-rata pada suatu area dari angka hujan di beberapa titik pos penakaran
atau pencatat, yaitu :
1. Cara tinggi rata-rata
2. Cara poligon Thiessen
3. Cara isohyet
Cara tinggi rata-rata, dimana tinggi rata-rata curah hujan didapatkan dengan
mengambil nilai rata-rata hitung (arithmatic mean) pengukuran hujan di pos
penakaran-penakaran hujan di dalam areal tersebut. Perhitungannya menggunakan
persamaan sebagai berikut (CD. Soemarto, 1995) :
1.2...........................n
d
n
d....dddd
n
!i
in321
Dengan :
d = tinggi curah hujan rata-rata
d1, d2......dn = tinggi curah hujan pada pos penakaran 1,2,.....n
n = banyaknya pos penakaran
5
2.1.2 Curah Hujan Efektif
Untuk menghitung besarnya debit banjir rencana (design flood), maka harus
dicari besarnya curah hujan efektif (efective rainfall) berdasarkan hujan daerah
rencana (design rainfall). Besarnya hujan efektif yang menyebabkan banjir dapat
dirumuskan sebagai berikut (Departemen P.U, 1980) :
Re = C x XT ………………………(2.2)
Dimana :
Re = curah hujan efektif (mm)
C = koefisien limpasan, tabel 2.1
XT = curah hujan rencana (mm)
Tabel 2.1 Harga koefisien pengaliran (C)
Kondisi daerah pengaliran dan sungai Harga dari C
Daerah pengunungan yang curam/terjal
Daerah pengunungan tersier/perbukitan
Daerah bergelombang dan hutan
Daerah dataran yang ditanami
Daerah persawahan yang diairi
Sungai di daerah pegunungan
Sungai kecil di dataran
Sungai besar yang lebih dari setengah daerah pengalirannya terdiri
dari dataran
0,75 – 0,90
0,70 – 0,80
0,50 – 0,75
0,45 – 0,60
0,70 – 0,80
0,75 – 0,85
0,45 – 0,75
0,50 – 0,75
Sumber : Suyono, 2003
2.1.3 Distribusi Curah Hujan Tiap Jam
Perhitungan curah hujan tiap jam (curah hujan jam-jaman) untuk
diterapakan ke dalam perhitungan hidrograf banjir, diperlukan pembagian hujan
yang mungkin terjadi pada sel;ang waktu tertentu. Pada daerah pengaliran di
Indonesia, biasanya diambil selang waktu 5 – 7 jam. Perhitungan dilakukan dengan
metode rasional (rational method) dengan tahapan sebagai berikut (Departemen
P.U, 1980) :
6
1. Perhitungan hujan efektif rata-rata sampai jam ke - T
3
2
0tT
tRR
........................(2.3)
T
RR 24
0 ...................................(2.4)
Dengan :
Rt = hujan efektif rata-rata sampai jam ke - T (mm)
R0 = curah hujan harian rata-rata (mm)
t = waktu konsentrasi hujan sehari (jam)
T = periode jam ke - T
2. Perhitungan curah hujan efektif pada jam ke- T
)1t(tT R1TRTR ........................(2.5)
Dengan :
RT = curah hujan efektif pada jam ke - T (mm)
Rt = curah hujan efektif rata-rata pada jam ke – T (mm)
2.1.4 Curah Hujan Rencana
Kalau banjir rencana harus kita tentukan berdasarkan curah hujan, dengan
sendirinya kita harus menetapkan besarnya curah hujan rencana. Untuk
perencanaan gorong-gorong, jembatan, bendung dan sebagainya di dalam sungai,
yang kita perlukan ialah besarnya puncak banjir yang harus disalurkan melalui
bangunan. Untuk itu kita tentukan hujan dalam satu hari (24 jam) dengan masa
ulang tertentu, misalnya 10 tahun. Jadi sebagai hujan rencana kita tetapkan curah
hujan dengan masa ulang tertentu (Iman Surbarkah, 1980).
Dalam statistik dikenal beberapa jenis distribusi frekuensi dan yang banyak
digunakan dalam hidrologi yaitu distribusi normal, log normal, log pearson tipe III,
dan gumbel. Pemilihan distribusi yang sesuai perlu dilakukan dalam menganalisis
7
curah hujan rencana, parameter yang di gunakan dalam pemilihan distribusi
frekuensi adalah sebagai berikut :
1. Koefisien kepencengan (Cs)
3
1
3n
1i
i
sS2n1n
XXn
C
.............................................(2.6)
2. Koefisien variansi (Cv)
X
SC 1
V .....................................................................(2.7)
3. Koefisien kurtosis (Ck)
2
1
n
1i
4
i3
kS
XX
3n2n1n
nC
.................(2.8)
Dengan :
2n
1i
i1 XX1n
1S
.........................................(2.9)
n
X
X
n
1i
i ...................................................................(2.10)
Dimana :
S1 = standard deviasi
n = jumlah data
Xi = data hujan sebanyak n buah, X1, X2, X3,......Xn
X = nilai rata-rata
Berdasarkan parameter di atas maka persyaratan yang harus dipenuhi dalam
pemilihan distribusi frekuensi adalah sebagai berikut :
8
Tabel 2.2 Syarat pemilihan distribusi frekuensi
Jenis Distribusi Syarat Cs Syarat Ck
Distribusi Normal 0 3
Distribusi Log normal 3 x Cv -
Distribusi Log Pearson Type III +/- -
Distribusi Gumbel 1,4 5,4
Sumber : Sri Harto, 1993
Berdasarkan uraian di atas, distribusi frekuensi yang dipakai adalah Log
Perason Tipe III, karena persyaratannya fleksibel. Pada perencanaan bangunan
pelimpah pada Waduk Jehem ini, curah hujan rencana dihitung dengan cara analitis
dan grafis menggunakan metode Log Pearson Tipe III.
a. Cara Analitis
Pada metode Log Pearson tipe III, parameter statistik yang diperlukan pada
distribusi ini adalah harga rata-rata, standard deviasi, dan koefisien
kepencengan. Untuk menghitung banjir rencana dalam praktek, the Hydrology
Comitte of the Water Resources Council, USA, menganjurkan, pertama kali
mentransformasi data ke nilai-nilai logaritmanya, kemudian menghitung
parameter-parameter statistiknya. Secara garis besarnya langkah-langkahnya
adalah sebagai berikut (CD. Soemarto, 1995) :
1. Ubahlah data banjir tahunan sebanyak n buah tersebut kedalam harga
logaritmanya (X1, X2,.......Xn menjadi logX1, log X2, ........log Xn)
2. Hitung harga rata-ratanya dengan rumus :
n
LogX
LogX
n
1i
i ..................................(2.11)
3. Hitung harga standard deviasinya dengan rumus :
1n
LogXLogX
S
n
1i
2
i
1
......................(2.12)
9
4. Hitung koefisien kepencengan dengan rumus :
3
1
n
1i
3
i
ss2n1n
LogXLogX
C
.........................(2.13)
5. Hitung logarima debit dengan waktu balik menggunakan rumus :
1T SGXlogLogX ...............................(2.14)
6. Cari antilog dari Log QT untuk mendapatkan curah hujan dengan waktu
balik yang dikehendaki QT, dengan :
XT = curah hujan dengan periode ulang tahun
Log X = rata-rata log curah hujan harian maksimum
G = faktor penyimpangan, seperti pada tabel 2.3
Cs = koefisien penyimpangan
S1 = simpangan baku
b. Cara Grafis
penentuan posisi plotting position pada Metode Log Pearson tipe III, yaitu
menggunakan rumus Weibull (Sri Harto, 1993) :
100
1n
mP
...................................(2.15)
Dengan :
P = posisi plotting/probabilitas (%)
m = nomer urut data
n = jumlah data/tahun pengamatan
10
Tabel 2.3 Faktor penyimpangan (G) untuk distribusi Log Pearson tipe III
Cs Kala ulang (Tahun)
2 5 10 25 50 100 200 1000
(Koef.
Penyimpangan)
Kemungkinan terjadinya banjir (%)
50 20 10 4 2 1 0,5 0,1
3,0
-
0,39
6
0,42
0
1,18
0
2,27
8
3,15
2
4,05
1
4,97
0
7,25
0
2,5
-
0,36
0
0,51
8
1,25
0
2,26
2
3,04
8
3,84
5
4,65
2
6,60
0
2,2
-
0,33
0
0,57
4
1,28
4
2,24
0
2,97
0
3,70
5
4,44
4
6,20
0
2,0
-
0,30
7
0,60
9
1,30
2
2,21
9
2,91
2
3,60
5
4,29
8
5,91
0
1,8
-
0,28
2
0,64
3
1,31
8
2,19
3
2,84
8
3,49
9
4,14
7
5,66
0
1,6
-
0,25
4
0,67
5
1,32
9
2,16
3
2,78
0
3,38
8
3,99
0
5,39
0
1,4
-
0,25
5
0,70
5
1,33
7
2,12
8
2,70
6
3,27
1
3,82
8
5,11
0
1,2
-
0,19
5
0,73
2
1,34
0
2,08
7
2,62
6
3,14
9
3,66
1
4,82
0
1,0
-
0,16
4
0,75
8
1,34
0
2,04
3
2,54
2
3,02
2
3,48
9
4,54
0
0,9
-
0,14
8
0,76
9
1,33
9
2,01
8
2,49
8
2,95
7
3,40
1
4,39
5
0,8
-
0,13
2
0,78
0
1,33
6
1,99
8
2,45
3
2,89
1
3,31
2
4,25
0
0,7
-
0,11
6
0,79
0
1,33
3
1,96
7
2,40
7
2,82
4
3,22
3
4,10
5
0,6
-
0,09
9
0,80
0
1,32
8
1,93
9
2,35
9
2,75
5
3,13
2
3,96
0
11
0,5
-
0,08
3
0,80
8
1,32
3
1,91
0
2,31
1
2,68
6
3,04
1
3,81
5
0,4
-
0,06
6
0,81
6
1,31
7
1,88
0
2,26
1
2,61
5
2,94
9
3,67
0
0,3
-
0,05
0
0,82
4
1,30
1
1,84
9
2,21
1
2,54
4
2,85
6
3,52
5
0,2
-
0,03
3
0,83
0
1,29
2
1,81
8
2,15
9
2,47
2
2,76
3
3,38
0
0,1
-
0,01
7
0,83
6
1,28
2
1,78
5
2,10
7
2,40
0
2,67
0
3,23
5
0,0 0,00
0
0,84
2
1,27
0
1,75
1
2,05
4
2,32
6
2,57
6
3,09
0
-0,1 0,01
7
0,83
6
1,25
8
1,71
6
2,00
0
2,25
2
2,48
2
2,95
0
-0,2 0,03
3
0,85
0
1,24
5
1,68
0
1,94
5
2,17
8
2,38
8
2,81
0
-0,3 0,05
0
0,85
3
1,23
1
1,64
3
1,89
0
2,10
4
2,29
4
2,67
5
-0,4 0,06
6
0,85
5
1,21
6
1,60
6
1,83
4
2,02
9
2,20
1
2,54
0
-0,5 0,08
3
0,85
6
1,20
0
1,56
7
1,77
7
1,95
5
2,10
8
2,40
0
-0,6 0,09
9
0,85
7
1,18
3
1,52
8
1,72
0
1,88
0
2,01
6
2,27
5
-0,7 0,11
6
0,85
7
1,16
6
1,48
8
1,66
3
1,80
6
1,92
6
2,15
0
-0,8 0,13
2
0,85
6
1,14
7
1,44
8
1,60
6
1,73
3
1,83
7
2,03
5
-0,9 0,14
8
0,85
4
1,12
8
1,40
7
1,54
9
1,66
0
1,74
9
1,91
0
-1,0 0,16
4
0,85
2
1,08
6
1,36
6
1,49
2
1,58
8
1,66
4
1,80
0
-1,2 0,19
5
0,84
4
1,08
6
1,28
2
1,37
9
1,44
9
1,50
1
1,62
5
-1,4 0,25
5
0,83
2
1,04
1
1,19
8
1,27
0
1,31
8
1,35
1
1,46
5
-1,6 0,25
4
0,81
7
0,99
4
1,11
6
1,16
6
1,19
7
1,21
6
1,28
0
-1,8 0,28
2
0,79
9
0,94
5
1,03
5
1,06
9
1,08
7
1,09
7
1,13
0
-2,0 0,30
7
0,77
7
0,89
5
0,95
9
0,98
0
0,99
0
0,99
5
1,00
0
12
-2,2 0,33
0
0,75
2
0,84
4
0,88
8
0,90
0
0,90
5
0,90
7
0,91
0
-2,5 0,36
0
0,71
1
0,77
1
0,79
3
0,79
8
0,79
9
0,80
0
0,80
2
-3,0 0,39
6
0,63
6
0,66
0
0,66
6
0,66
6
0,66
7
0,66
7
0,66
8
Sumber : CD. Soemarto, 1995
2.1.5 Uji Konsistensi Data Hujan
Umumnya pengujian konsistensi data dilakukan dengan double mass
analysis, dengan menggambarkan besaran hujan komulatif stasiun yang diuji
dengan besar hujan komulatif rata-rata dari beberapa stasiun acuan disekitarnya.
Ketidakkonsistenan data ditunjukan oleh penyimpangan garisnya dari garis lurus,
namun cara ini masih menimbulakan keraguan, seandainya beberapa stasiun acuan
mempunyai data yang tidak konsisten. Cara lain yang dapat digunakan untuk uji
konsistensi data hujan adalah dengan RAPS (Rescaled Adjudted Partial Sum).
Persamaannya adalah sebagai berikut :
0S*
0 .......................................................(2.16)
k
1i
2
i
*
k YYS ......................................(2.17)
Dengan k = 1, 2,.......,n.
y
*
k**
kD
SS ................................................(2.18)
Dengan k = 0, 1,......,n.
n
1i
2
i2
yn
YYD .................................(2.19)
Nilai statistik Q ==> Q = maks **
kS , dimana nk0
Nilai statistik R ==> R = maks **
kS - min **
kS , dimana nk0
nk0
Nilai statistik Q dan R diberikan dalam tabel 2.4
Tabel 2.4 Nilai nQ dan nR
nQ nR
13
n 90% 95% 99% 90% 95% 99%
10 1,05 1,14 1,29 1,21 1,28 1,38
20 1,10 1,22 1,42 1,34 1,43 1,60
30 1,12 1,24 1,46 1,40 1,50 1,70
40 1,13 1,26 1,50 1,42 1,53 1,74
50 1,14 1,27 1,52 1,44 1,55 1,78
100 1,17
1,22
1,29
1,36
1,55
1,63
1,50
1,62
1,62
1,75
1,86
2,00
Sumber : Sri Harto, 1993
Hasil perhitungan nilai Q dan R dibandingkan dengan nilai Q syarat dan R
syarat, apabila nilai Q dan R hasil perhitungan lebih kecil dibandingkan nilai Q dan
R tabel, maka data masih dalam batas konsisten.
2.1.6 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi
Dalam statistik hidrologi dikenal 2 (dua) macam uji kesesuaian distribusi
frekuensi, yaitu Metode Smirnov-Kolmogorov dan Chi-kuadrat. Kedua metode
tersebut merupakan metode yang umum digunakan dalam analisis uji kesesuaian
ditribusi frekuensi di Indonesia.
Metode Smirnov–Kolmogorov, yaitu metode yang digunakan untuk
membandingkan peluang yang paling maksimum antara distribusi teoritis dan
empirisnya. Untuk menguji data tersebut diadakan plotting data hasil pengamatan
di kertas probabilitas dan garis durasi yang sesuai. Plotting data pengamatan dan
garis durasi pada kertas probabilitas tersebut dilakukan dengan beberapa tahapan
sebagai berikut :
1. Data curah hujan maksimum rerataan tiap tahun diurut dari kecil
ke besar.
2. Hitung nilai peluang terbesar dari distribusi empiris (plotting
position) dengan distribusi empiris.
3. Bandingkan nilai peluang terbesar tersebut dengan peluang pada
tabel uji Smirnov – Kolmogorov.
4. Akurasi perhitungan di atas harus memenuhi persamaan berikut :
P cr .............................(2.20)
Dengan :
P = peluang terbesar dari distribusi empiris dan teoritis
14
cr = nilai peluang kritis dari tabel 2.5
Tabel 2.5 Nilai Peluang pada uji Smirnov – Kolmogorov
α
n 0,20 0,10 0,05 0,01
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0,45
0,32
0,27
0,23
0,21
0,19
0,18
0,17
0,16
0,15
0,51
0,37
0,30
0,26
0,24
0,22
0,20
0,19
0,18
0,17
0,56
0,41
0,34
0,29
0,27
0,24
0,23
0,21
0,20
0,19
0,67
0,67
0,40
0,36
0,32
0,29
0,27
0,25
0,24
0,23
n > 50 n
07,1
n
22,1
n
36,1
n
63,1
Sumber : Shahin, 1976
2.2 Debit Banjir Rencana
Cara hidrograf satuan telah pernah diakui oleh seluruh dunia sebagai cara
yang paling dipercaya dan berguna dalam teknik peramalan debit banjir. Cara ini
diterapkan pada daerah-daerah pengaliran yang kurang dari 25 km2 sampai daerah
pengaliran sebesar 5000 km2, cara ini dapat juga digunakan jika telah dibuatkan
hidrograf satuan yang bersangkutan dengan curah hujan dalam daerah pengaliran
itu. Cara ini juga pernah dicoba untuk diterapkan pada anak-anak sungai utama
dalam daerah pengaliran yang lebih besar dari 20.000 km2 (Suyono, 2003).
Nakayasu dari Jepang, telah menyelidiki hidrograf satuan pada beberapa
sungai di Jepang. Ia membuat rumus hidrograf satuan sintetik dari hasil
penyelidikannya. Rumus yang dihasilkannya adalah sebagai berikut (CD.
Soemarto, 1995) :
3,0p
0
pTT3,06,3
RACQ
.........................................(2.21)
Dengan :
Qp = debit puncak banjir (m3/detik)
C = koefisien limpasan
15
A = luas pengaliran (Km2)
R0 = hujan satuan (mm)
Tp = tenggang waktu (time lag) dari permulaan hujan sampai
puncak banjir (jam)
T0,3 = waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit
puncak sampai menjadi 30% dari debit puncak
Untuk menentukan Tp dan T0,3 digunakan pendekatan dengan persamaan sebagai
berikut :
Tp = tg + 0,8 tr ............................(2.22)
g3,0 tαT ................................(2.23)
tr = 0,5 tg sampai tg ....................(2.24)
Untuk :
L < 15 km, maka : tg = 0,21 L0,7 ......................(2.25)
L > 15 km, maka : tg = 0,4 + 0,058 L ...............(2.26)
Untuk :
1. daerah pengaliran biasa = 2
2. bagian naik hidrograf yang lambat dan bagian menurun yang cepat = 1,5
3. bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian menurun yang lambat = 3
Dimana :
tg = Waktu konsentrasi (jam)
L = Panjang alur sungai (km)
tr = Satuan waktu hujan (jam)
= Parameter hidograf
Dengan :
Qa = limpasan sebelum mencapai debit puncak (m3/detik)
16
t = waktu (jam)
Dari persamaan hidrograf satuan ini akan terbentuk Kurva Hidrograf Satuan
Sintetik Nakayasu, sebagai berikut :
Gambar 2.2 Kurva Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu (C.D Soemarto, 1995)
Bagian lengkung naik (rising) hidrograf satuan mempunyai persamaan sebagai
berikut :
4,2
p
paT
tQQ
...........................................(2.27)
Bagian lengkung turun (decreasing limb) mempunyai persamaan sebagai berikut :
3,0
p
T
Tt
pdpd 3,0QQ:Q3,0Q
.................................................(2.28)
3,0
3.0P
T5,1
T5,0Tt
pdpdp 3,0QQ:Q3,0QQ3,0
..........................(2.29)
3,0
3.0P
T2
T5,1Tt
pddp
2 3,0QQ:QQ3,0
..........................................(2.30)
Pada hidrograf banjir, konsepnya mengikuti sistem linier dan superposisi
yang dapat dijelaskan sebagai berikut (Departemen P.U,1980) :
Misal, P1, P2,P3,........., adalah tinggi hujan dalam waktu berurutan,
U1,U2,U3,........., adalah ordinat dari hidrograf satuan dan Q1,Q2,Q3,...........,
17
merupakan debit outflow pada setiap waktu hujan, maka hidrograf banjir rencana
seperti yang terlihat pada tabel 2.6, sebagai berikut :
Tabel 2.6 Konsep perhitungan hidrograf banjir
Hujan Q Outflow
UCL P1 P2 P3 P4
U1 U1.P1 - - - Q1
U2 U2.P1 U1.P1 - - Q2
U3 U3.P1 U2.P2 U1.P1 - Q3
U4 U4.P1 U3.P3 U2.P2 U1.P1 Q4
U5 U5.P1 U4.P4 U3.P3 U2.P1 Q5
U6 U6.P1 U5.P5 U4.P4 U3.P1 Q6
U7 U7.P1 U6.P6 U5.P5 U4.P1 Q7
U8 U7.P7 U6.P6 U5.P1 Q8
U7.P7 U6.P1 Q9
U7.P1 Q10
U8.P1
Sumber : Departemen P.U, 1980
Keterangan :
Q1 = U1.P1
Q2 = U2.P1 + U1.P2
Q3 = U3.P1 + U2.P2 + U3.P3, dan seterusnya.
2.3 Kapasitas Pengaliran Melalui Pelimpah
Kapasitas pengaliran melalui pelimpah dapat dihitung dengan rumus
sebagai berikut (Suyono, 2002) :
Q = C . B . H3/2 …………………………………(2.31)
Dengan :
Q = debit pelimpah diatas ambang (m3/dt)
C = Koefisien limpahan
H = tinggi air di atas ambang bangunan pelimpah (m)
B = lebar efektif pelimpah
18
Koefisien limpahan pada pelimpah tersebut biasanya berkisar antara angka 2,0 s/d
2,1, yang dipengaruhi oleh beberapa faktor sebagai berikut :
1. Kedalamana air di dalam saluran pengarah aliran
2. Kemiringan lereng udik pelimpah
3. Tinggi air di atas pelimpah
4. Perbedaan antara tinggi air rencana pada saluran pengatur aliran yang
bersangkutan.
Untuk pembuatan rencana teknis bangunan pelimpah yang kecil harus
dipertimbangkan hal-hal sebagai berikut :
1. Kedalaman air yang memadai pada saluran pengarah aliran
2. Bentuk penampang pelimpah yang sesuai
3. Diusahakan agar terjadi aliran pelimpahan sempurna
Biasanya penggunaan koefisien C = 2,0 s/d 2,1 sudah cukup memadai. Pengeruh
kedalaman air di dalam saluran pengarah dan kemiringan lereng udik terhadap
angka C pada berbagai bangunan pelimpah dapat diperiksa pada gambar 2.3.
19
Gambar 2.3 Koefisien pelimpahan dari berbagai tipe pelimpah yang dipengaruhi
oleh kedalaman air pada saluran pengarah (Suyono, 2002)
2.4 Penelusuran Banjir Lewat Pelimpah
Penelusuran banjir adalah merupakan perkiraan hidrograf di suatu titik pada
suatu aliran atau bagian sungai yang didasarkan atas pengamatan hidrograf di titik
lain. Hidrograf banjir dapat ditelusuri lewat palung sungai atau waduk. Tujuan
penelusuran banjir adalah untuk (C.D. Soemarto, 1995) :
a. Perkiraan banjir jangka pendek
b. Perhitungan hidrograf satuan untuk berbagai titik sepanjang sungai dari
hidrograf satuan di suatu titik di sungai tersebut
c. Perkiraan terhadap kelakuan sungai setelah terjadi perubahan dalam palung
sungai (misalnya karena adanya pembangunan bendung atau pembuatan
tanggul)
d. Derivasi hidrograf sintetik
Perhitungan penelusuran banjir (flood routing) lewat pelimpah, dihitung
dengan Metode Level pool routing. Level pool routing adalah perhitungan hidrograf
20
outflow yang berasal dari waduk yang di dapat dari hidrograf inflow dan
karakteristik tampungan outflow. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut
(Chow, Maidment, Mays, 1988) :
tQtIdt
ds ……..………………………………..(2.32)
Bila :
t = 0, ∆t, 2∆t,........, j∆t, (j + 1)∆t..……………………(2.33)
t1j
tj
t1j
tj
S
SdttQdttIds
1j
j
………......……...(2.34)
Persamaan di atas menjadi :
t2
QQt
2
IISS
1jj1jj
j1j
………….….....(2.35)
j
j
1jj1j
1jQ
t
S2IIQ
t
S2………….....(2.36)
1j1j
1j
1j
1jQ2Q
t
S2Q
t
S2
….…………..(2.37)
Dengan :
S = tampungan (m3)
I = Debit masuk (m3/dt)
Q = Debit keluar (m3/dt)
j = indeks ke 1, 2, 3,.......n
∆t = lamanya periode (detik)
21
BAB III
ANALISIS DAN PERENCANAAN
3.1 Penetapan Lay Out Pelimpah
Penetapan lay out (lokasi) pelimpah dapat dilakukan berdasarkan kondisi
DAS, topografi, serta kondisi geologi di lapangan. Gambar situasi DAS dan geologi
Waduk Jehem ditampilkan pada lampiran B. Kondisi tersebut adalah sebagai
berikut :
1. Kondisi DAS Waduk Jehem
DAS Waduk Jehem terletak di DAS Tukad Melangit sebagai sungai utama.
Luas total DAS yang berpengaruh terhadap genangan Waduk Jehem adalah
21,09 Km2 dengan panjang sungai utama 20,78 Km. Konfigurasi sungai di
lokasi Waduk mempunyai karakteristik sungai dengan penampang
berbentuk “V” dengan banyak belokan (meandering), Kondisi aliran
sungai tidak pada posisi tegak lurus dengan rencana penempatan tubuh
waduk, yaitu ke sisi kanan tubuh waduk. Kondisi hutan di daerah hulu
masih bisa diidentifikasi dalam kelas pengelolaan baik, namun pada
beberapa tempat perlu dilakukan langkah-langkah konservasi.
2. Kondisi topografi Waduk Jehem
Bentuk lembah dan alur sungai di lokasi Waduk Jehem berbentuk huruf V
simetri terbuka dengan kemiringan dikedua sandaran curam, sebesar 50° -
55°. Lebar alur sungai mencapai 7 m – 10 m. Meskipun tebing-tebingnya
terjal, tidak dijumpai gejala longsoran yang bersifat gravitatif.
3. Kondisi geologi Waduk Jehem
Pada dasar sungai terdapat endapan resen, pasir dan krikil, pada top soil
terdiri dari lempung lanau. Lempung pasir juga mendominasi bagian as
Waduk Jehem. Angka permeabilitas tanah di penampang sepanjang Waduk
Jehem berkisar antara 10-3 sampai dengan 10-5. kondisi DAS Tukad
Melangit di hulu rencana tapak Waduk Jehem, berada pada satuan batuan
gunung api kelompok Buyan-Bratan-Batur dengan litologi terutama tufa
dan lahar, berumur holosen. Top soil (lempung lanau), endapan sungai
resen (pasir dan krikil), lempung pasiran, lapukan tuff lapilian, tuff lapilian
22
sampai pasiran, pasir vulkanik dan krikil, perselingan tuff lapilian sampai
pasiran dengan pasir vulkanik dan krikil, pasir vulkanik dan krikil dengan
sisipan tuff lapilian sampai pasiran.
Berdasarkan kondisi tersebut, maka lokasi pelimpah ditempatkan pada sisi kanan
aliran, gambar lokasi pelimpah pada Waduk Jehem ditampilkan pada lampiran B.
3.2 Uji Konsistensi Data Hujan
Data curah hujan yang dipakai adalah data curah hujan dari 3 (tiga) stasiun
hujan yang mewakili hidroklimatologi DAS Tukad Melangit, yang tersebar di
beberapa tempat di wilayan Kabupaten Bangli. Data curah hujan tersebut meliputi
data curah hujan dari Stasiun Hujan Bangli, Susut, dan Sidem Bunut, dengan
lamanya pengamatan yaitu 14 tahun. Data tersebut disajikan pada tabel sebagai
berikut :
Tabel 3.1 Curah hujan maksimum daerah pada sub SWS 03.01.18
Tahun Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari)
Stasiun Bangli Stasiun Susut Stasiun Sidembunut
1992 140.00 92.00 98.00
1993 85.00 165.00 73.00
1994 97.00 85.00 50.00
1995 146.00 80.00 66.00
1996 134.00 440.00 74.00
1997 285.00 191.00 276.00
1998 200.00 141.00 139.00
1999 225.00 190.00 201.00
2000 124.00 121.00 121.00
2001 133.00 109.50 143.00
2002 134.00 101.00 92.00
2003 101.00 130.00 91.00
2004 65.00 122.00 158.00
2005 154.00 65.00 140.00
Sumber : BMG Wilayah III Bali, 2006
Data tidak homogen maupun data tidak konsisten menyebabkan hasil
analisis tidak teliti, oleh karena itu sebelum data tersebut dipakai untuk analisis,
terlebih dahulu harus dilakukan uji konsistensi data, salah satunya dengan metode
RAPS (Rescaled Adjudted Partial Sum). Uji konsistensi data sudah meliputi uji
23
homogenitas data karena data yang kosisten juga berarti data tersebut homogen.
Perhitungan menggunakan persamaan 2.16, 2.17, 2.18, dan 2.19. Perhitungan
dilakukan sebagai berikut berikut :
Berdasarkan data di atas, perhitungan uji konsistensi data dengan metode RAPS
pada stasiun hujan Bangli :
1. Jumlah data (n) = 14
2. n
Y...............YYYY n321
14
154651011341331242252002851341469785140
50,144
k
1i
2
i YY (140-144,5)2 + (97-144,5)2 + (146-144,5)2 + (134-144,5)2 +
(285-144,5)2 + (200-144,5)2 + (225-144,5)2 + (124-144,5)2 +
(133-144,5)2 + (134-144,5)2 + (101-144,5)2 + (65-144,5)2 +
(154-144,5)2
= 44195,50
3.
k
1i
2
i
*
k YYS = 44195,50
4.
82,315614
50,44195
n
YYD
n
1i
2
i2
y
5. 19,5682,3156DD 2
yy
6. 60,78619,56
50,44195
D
SS
y
*
k**
k
7. *
kS untuk tahun 1992 adalah 50,45,144140YYS*
k
**
kS untuk tahun 1992 adalah 08,019,56
50,4
D
SS
y
*
k**
k
, dan harga
mutlaknya adalah **
kS = 0,08, untuk perhitungan pada tahun selanjutnya dan
stasiun hujan selanjutnya disajikan pada tabel-tabel sebagai berikut :
24
Tabel 3.2 Perhitungan uji RAPS pada Stasiun Hujan Bangli
No Tahun CH. Harian maks 2YY Sk* Sk ** |Sk**|
1 1992 140,00 20,25 -4,50 -0,08 0,08
2 1993 85,00 3540,25 -59,50 -1,06 1,06
3 1994 97,00 2256,25 -47,50 -0,85 0,85
4 1995 146,00 2,25 1,50 0,03 0,03
5 1996 134,00 110,25 -10,50 -0,19 0,19
6 1997 285,00 19740,25 140,50 2,50 2,50
7 1998 200,00 3080,25 55,50 0,99 0,99
8 1999 225,00 6480,25 80,50 1,43 1,43
9 2000 124,00 420,25 -20,50 -0,36 0,36
10 2001 133,00 132,25 -11,50 -0,20 0,20
11 2002 134,00 110,25 -10,50 -0,19 0,19
12 2003 101,00 1892,25 -43,50 -0,77 0,77
13 2004 65,00 6320,25 -79,50 -1,41 1,41
14 2005 154,00 90,25 9,50 0,17 0,17
Jumlah 2023,00 44195,5
Y 144,5
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
Tabel 3.3 Perhitungan uji RAPS pada Stasiun Hujan Susut
No Tahun CH. Harian maks 2YY Sk* Sk ** |Sk**|
1 1992 92,00 2827,96 -53,18 -0,59 0,59
2 1993 165,00 392,89 19,82 0,22 0,22
3 1994 85,00 3621,46 -60,18 -0,67 0,67
4 1995 80,00 4248,25 -65,18 -0,73 0,73
5 1996 440,00 86919,67 294,82 3,28 3,28
6 1997 191,00 2099,60 45,82 0,51 0,51
7 1998 141,00 17,46 -4,18 -0,05 0,05
8 1999 190,00 2008,96 44,82 0,50 0,50
9 2000 121,00 584,60 -24,18 -0,27 0,27
10 2001 109,50 1272,96 -35,68 -0,40 0,40
11 2002 101,00 1951,75 -44,18 -0,49 0,49
12 2003 130,00 230,39 -15,18 -0,17 0,17
13 2004 122,00 537,25 -23,18 -0,26 0,26
14 2005 65,00 6428,60 -80,18 -0,89 0,89
Jumlah 2032,50 113141,80
Y 145,179
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
25
Tabel 3.4 Perhitungan uji RAPS pada Stasiun Hujan Sidembunut
No Tahun CH. Harian maks 2YY Sk* Sk ** |Sk**|
1 1992 98,00 625,00 -25,00 -0,43 0,43
2 1993 73,00 2500,00 -50,00 -0,86 0,86
3 1994 50,00 5329,00 -73,00 -1,25 1,25
4 1995 66,00 3249,00 -57,00 -0,98 0,98
5 1996 74,00 2401,00 -49,00 -0,84 0,84
6 1997 276,00 23409,00 153,00 2,62 2,62
7 1998 139,00 256,00 16,00 0,27 0,27
8 1999 201,00 6084,00 78,00 1,34 1,34
9 2000 121,00 4,00 -2,00 -0,03 0,03
10 2001 143,00 400,00 20,00 0,34 0,34
11 2002 92,00 961,00 -31,00 -0,53 0,53
12 2003 91,00 1024,00 -32,00 -0,55 0,55
13 2004 158,00 1225,00 35,00 0,60 0,60
14 2005 140,00 289,00 17,00 0,29 0,29
Jumlah 1722,00 47756,00
Y 123
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
Berdasarkan tabel 2.4, ntuk n = 14 dan taraf signifikan 95% maka syarat :
n
Q < 1,17
n
R < 1,34
Maka hasil perhitungan uji RAPS pada ke 3 (tiga) stasiun hujan yang ada di
kabupaten Bangli disajikan pada tabel sebagai berikut :
Tabel 3.5 Hasil uji RAPS pada stasiun hujan di Kabuparten Bangli
No St. Hujan n
Q n
R Keterangan
Hitung Syarat Hitung Syarat
1 Sidem Bunut 0,70 1,17 1,03 1,34 data konsisten
2 Bangli 0,67 1,17 1,05 1,34 data konsisten
3 Susut 0,88 1,17 1,11 1,34 data konsisten
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
26
3.3 Analisis Hujan Rencana
a. Perhitungan curah hujan rata-rata areal/daerah
Analisis curah hujan rata-rata area menggunakan cara tinggi rata-rata,
dengan menggunakan data dari pos penakaran hujan terdekat yaitu Stasiun Hujan
Bangli, Susut, dan Sidembunut. Peta DAS Tukad Melangit pada Waduk Jehem dan
stasiun hujan seperti pada lampiran B. Perhitungan curah hujan rata-rata areal
menggunakan persamaan 2.1. Perhitungan dilakukan sebagai berikut :
Data curah hujan tahun 1992 pada ke 3 (tiga) stasiun hujan tersebut, adalah sebagai
berikut :
1. Tinggi curah hujan pada pos penakaran Bangli (d1) = 140 mm
2. Tinggi curah hujan pada pos penakaran Susust (d2) = 92 mm
3. Tinggi curah hujan pada pos penakaran Sidembunut (d3) = 98 mm
4. Banyaknya pos penakaran (n) = 3 pos
1103
9892140
n
d....dddd n321
mm
Untuk perhitungan pada tahun selanjutnya dilakukan dengan cara yang sama, hasil
perhitungan disajikan pada tabel sebagai berikut :
Tabel 3.6 Curah hujan rata-rata areal (daerah)
Tahun
Curah Hujan Harian Maksimum
CH. Rata-rata St. Bangli St. Susut
St. Sidem
Bunut
1992 140,00 92,00 98,00 110,00
1993 85,00 165,00 73,00 107,67
1994 97,00 85,00 50,00 77,33
1995 146,00 80,00 66,00 97,33
1996 134,00 440,00 74,00 216,00
1997 285,00 191,00 276,00 250,67
1998 200,00 141,00 139,00 160,00
1999 225,00 190,00 201,00 205,33
2000 124,00 121,00 121,00 122,00
2001 133,00 109,50 143,00 128,50
2002 134,00 101,00 92,00 109,00
2003 101,00 130,00 91,00 107,33
2004 65,00 122,00 158,00 115,00
2005 154,00 65,00 140,00 119,67
Sumber : hasil perhitungan, 2007
27
b. Pemilihan distribusi frekuensi
Masing-masing distribusi frekuensi memiliki sifat-sifat khas sehingga
setiap data hidrologi harus diuji kesesuaiannya dengan sifat statistik masing-masing
distribusi frekuensi tersebut. Uji statistik ini bertujuan agar distribusi frekuensi yang
nantinya digunakan dalam analisis curah hujan rencana memberikan hasil yang
akurat. Perhitungan menggunakan persamaan 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, dan 2.10.
Perhitungan disajikan pada tabel sebagai berikut :
Tabel 3.7 Perhitungan uji statistik pada pemilihan distribusi frekuensi
No CH X
2X XX 2XX 3XX 4XX
1 110,00 12100,00 -27,56 759,53 -20932,21 576881,80
2 107,67 11592,11 -29,89 893,58 -26711,75 798490,41
3 77,33 5980,44 -60,23 3627,19 -
218452,08
13156536,4
5
4 97,33 9473,78 -40,23 1618,15 -65091,87 2618397,77
5 216,00 46656,00 78,44 6152,91 482637,06 37858280,6
1
6 250,67 62833,78 113,11 12793,2
3
1447005,2
1
163666625,
48
7 160,00 25600,00 22,44 503,57 11300,46 253587,75
8 205,33 42161,78 67,77 4593,29 311304,71 21098306,2
0
9 122,00 14884,00 -15,56 242,10 -3766,94 58611,82
10 128,50 16512,25 -9,06 82,07 -743,56 6736,30
11 109,00 11881,00 -28,56 815,65 -23294,47 665279,05
12 107,33 11520,44 -30,23 913,62 -27615,33 834706,24
13 115,00 13225,00 -22,56 508,93 -11481,27 259011,90
14 119,67 14320,11 -17,89 320,15 -5728,48 102498,80
Jumlah 1925,83 298740,6
9
33823,9
8
1848429,5
0
241953950,
59
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
Jumlah data (n) = 14 buah
1. Harga rata-rata ( X )
56,13714
83,1925
n
X
X
n
1i
i
28
2. Standard deviasi (S1)
01,51114
98,33823XX
1n
1S
2n
1i
i1
3. Koefisien variansi (Cs)
25,1
01,51214114
50,184842914
S2n1n
XXn
C33
1
3n
1i
i
s
4. Koefisien skewness (Cv)
37,056,137
01,51
X
SC 1
V
5. Koefisien kurtosis (Ck)
2
1
n
1i
4
i3
kS
XX
3n2n1n
nC
=
53,001,51
59,241953950
314214114
142
3
6. 3 x Cv = 3 x 0,37 = 1,11
Berdasarkan hasil perhitungan di atas, dengan memakai tabel 2.2, distribusi
frekuensi yang memenuhi adalah Log Pearson tipe III.
c. Analisis curah hujan rancangan dengan menggunakan metode Log Pearson
Tipe III dengan cara analitis maupun grafis (plotting position).
1. Perhitungan dengan cara analitis
Perhitungan menggunakan persamaan 2.11, 2.12, 2.13, dan 14. Perhitungan
dilakukan sebagai berikut :
a. Dengan memakai data curah hujan rerataan pada tahun 1992 sampai
dengan tahun 2005, maka nilai rata-rata LogX adalah sebagai berikut :
04,2110LogLogX , untuk nilai logaritma data curah hujan rerataan
selanjutnya ditampilkan pada tabel 4.8.
29
b. Nilai rata-rata logaritma :
Jumlaah data (n) = 14
n
LogX
LogX
n
1i
i
LogX (2,04+2,03+1,89+1,99+2,33+2,40+2,20+2,31+2,09+2,11+2,04+
2,03+2,06+2,08)/14
= 29,60
Untuk perhitungan nilai log rerataan selanjutnya, disajikan pada tabel sebagai
berikut :
Tabel 3.8 Perhitungan nilai logaritma untuk Metode Log Pearson Tipe III
Tahun
CH
rerataan X
( mm/hr
)
LogX XLogLogX 2XLogLogX 3XLogLogX
1992 110,00 2,04 -0,07 0,01 0,00
1993 107,67 2,03 -0,08 0,01 0,00
1994 77,33 1,89 -0,23 0,05 -0,01
1995 97,33 1,99 -0,13 0,02 0,00
1996 216,00 2,33 0,22 0,05 0,01
1997 250,67 2,40 0,28 0,08 0,02
1998 160,00 2,20 0,09 0,01 0,00
1999 205,33 2,31 0,20 0,04 0,01
2000 122,00 2,09 -0,03 0,00 0,00
2001 128,50 2,11 -0,01 0,00 0,00
2002 109,00 2,04 -0,08 0,01 0,00
2003 107,33 2,03 -0,08 0,01 0,00
2004 115,00 2,06 -0,05 0,00 0,00
2005 119,67 2,08 -0,04 0,00 0,00
∑ 1.925,83 29,60 0,00 0,27 0,03
XLog 2,11
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
30
c. Standard Deviasi (S1) = 0,15
15,0
11,2
27,0
1n
LogXLogX
S
n
1i
2
i
1
d. Koefisien penyimpangan (Cs)
78,0
)15,0()214()114(
03,0
s2n1n
LogXLogX
C33
1
n
1i
3
i
s
e. Hitung logaritma debit dengan waktu balik (kala ulang) 25 tahun, 50 tahun,
100 tahun, 200 tahun, dan 1000 tahun. Untuk kala ulang 25 tahun adalah
sebagai berikut :
Nilai G untuk kala ulang 25 tahun didapat dari tabel 2.3, dimana Cs = 0,78,
dengan menggunakan metode interpolasi, maka :
992,170,078,070,080,0
967,1998,1967,1G 25
Dengan menggunakan persamaan 1T SGXlogLogX , maka :
LogX25 = 2,11 + (1,992 x 0,15) = 2,404
Curah hujan rencana dengan kala ulang 25 tahun didapatkan dengan
mencari anti LogX25, maka :
Curah hujan rencana dengan kala ulang 25 tahun yaitu anti LogX25 = 253,23
mm, perhitungan selanjutnya dilakukan dengan cara yang sama, untuk
perhitungan curah hujan rencana selanjutnya di sajikan pada tabel sebagai
berikut :
Tabel 3.9 Perhitungan curah hujan rencana dengan Metode Log Pearson Tipe III
Kala
Ulang Prob.
( G ) ( S1 ) G.S1 LogX LogXT
C H Rencana (
XT)
( Tahun
) ( % ) (mm/hari)
25 4 1,992 0,15 0,289 2,11 2,404 253,23
50 2 2,444 0,15 0,355 2,11 2,469 294,52
100 1 2,878 0,15 0,418 2,11 2,532 340,47
200 0,5 3,294 0,15 0,478 2,11 2,593 391,33
31
1000 0,1 4,221 0,15 0,613 2,11 2,727 533,39
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
2. Cara plotting position
Perhitungan menggunakan persamaan 2.15, perhitungan dilakukan sebagai
berikut :
Perhitungan data tahun 1992 :
Nomer urut data (m) = 1, dan jumlah data (n) = 14
67,6100
114
1100
1n
mP
%
Untuk perhitungan data selanjutnya disajikan pada tabel sebagai berikut :
Tabel 3.10 Plotting position Log Pearson Tipe III
Tahun m
Curah Hujan X
( mm/hr )
Probabilitas
( % )
1992 1 110,00 6,67
1993 2 107,67 13,33
1994 3 77,33 20,00
1995 4 97,33 26,67
1996 5 216,00 33,33
1997 6 250,67 40,00
1998 7 160,00 46,67
1999 8 205,33 53,33
2000 9 122,00 60,00
2001 10 128,50 66,67
2002 11 109,00 73,33
2003 12 107,33 80,00
2004 13 115,00 86,67
2005 14 119,67 93,33
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
Tabel 3.11 Perhitungan distribusi teoritis Log pearson Tipe III
Probabilitas
(%) G LogX
CH rencana (XT)
( mm/hr )
1,00 2,878 2,53 340,47
0,50 3,294 2,59 391,33
0,10 4,221 2,73 533,39
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
32
Grafik plotting position seperti pada gambar sebagai berikut :
Gam
bar
3
.2 G
rafi
k d
istr
ibusi
fr
eku
ensi
D
AS
T
uk
ad M
elan
git
p
ada
Wad
uk
Jeh
em
33
3.4 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi
Uji ini digunakan untuk membandingkan peluang yang paling maksimum
antara distribusi teoritis dan empirisnya. Perhitungan disajikan pada tabel sebagai
berikut :
Tabel 3.12 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi dengan Metode Smirnov -
Kolmogorov
No Tahun C H Rerata
(mm/hari)
C H Terurut
(mm/hari)
P. Empiris
(%)
P.
Teoritis
(%)
∆P
(%)
1 1992 110,00 77,33 6,67 7,99 1,32
2 1993 107,67 97,33 13,33 20,05 6,72
3 1994 77,33 107,33 20,00 28,00 8,00
4 1995 97,33 107,67 26,67 30,00 3,33
5 1996 216,00 109,00 33,33 31,00 2,33
6 1997 250,67 110,00 40,00 31,50 8,50
7 1998 160,00 115,00 46,67 36,00 10,67
8 1999 205,33 119,67 53,33 40,00 13,33
9 2000 122,00 122,00 60,00 44,00 16,00
10 2001 128,50 128,50 66,67 48,00 18,67
11 2002 109,00 160,00 73,33 74,00 0,67
12 2003 107,33 205,33 80,00 91,00 11,00
13 2004 115,00 216,00 86,67 93,00 6,33
14 2005 119,67 250,67 93,33 97,23 3,90
∆P maks 18,67 %
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
∆P maks. = 0,1867
∆Pcr = 0,35 (berdasarkan tabel 2.5)
Berdasarkan persamaan 2.20, syarat : ∆P maks. < ∆Pcr = 0,1867 < 0,35.
3.5 Analisis Debit Banjir Rencana
a. Distribusi curah hujan tiap jam
Pada daerah pengaliran di Indonesian selang waktu yang diambil untuk
perhitungan curah hujan tiap jamnya yaitu 5 – 7 jam. Pada perencanaan ini, selang
waktu yang diambil yaitu 5 jam.
34
1 Perhitungan curah hujan efektif rata-rata sampai jam ke – T, menggunakan
persamaan 2.3 dan 2.4. Perhitungan dilakukan sebagai berikut :
Untuk T = 1 jam, dan t = 5 jam
32
0
32
0t1
5R
T
tRR
1
R
T
RR 2424
0
24
32
24
t R58,01
5
1
RR
Untuk perhitungan selanjutnya dilakukan dengan cara yang sama dan hasil
perhitungan disajikan pada tabel sebagai berikut :
Tabel 3.13 Curah hujan efektif rata-rata sampai jam ke – T
T (jam) Rt (mm)
1 0,58 R24
2 0,37 R24
3 0,28 R24
4 0,23 R24
5 0,20 R24
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
1 Perhitungan curah hujan efektif pada jam ke – T (dalam prosentase),
menggunakan persamaan 2.5. Perhitungan dilakukan sebagai berikut :
Untuk T = 1 jam, dan t = 5 jam
1t24)1t(tT R11R58,01R1TRTR
%48,58R58,00R58,0R 2424T
Untuk perhitungan selanjutnya dilakukan dengan cara yang sama, hasil
perhitungan disajikan pada tabel sebagai berikut :
35
Tabel 3.14 Perhitungan curah hujan efektif pada jam ke – T
T (jam) Rt (mm) RT (%)
1 0,58 R24 58,48
2 0,37 R24 15,20
3 0,28 R24 10,66
4 0,23 R24 8,49
5 0,20 R24 7,17
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
1 Curah hujan efektif dalam ini adalah curah hujan efektif dalam 24 jam (R24),
yang dihitung menggunakan persamaan 2.2, perhitungan dilakukan sebagai
berikut :
Koefisien pengaliran (C) = 0,65 (tabel 2.1)
Cuarah hujan rencana 25 tahun = 253,23 mm
R24 = Re = C x XT = 0,65 x 253,23 = 164,60 mm
Untuk perhitungan selanjutnya digunakan cara yang sama dan hasil
perhitungannya disajikan pada tabel sebagai berikut :
Tabel 3.15 Perhitungan curah hujan efektif selama 24 jam
No Tr (th) Rt (mm) C Re = R24 (mm)
1 25 253,23 0,65 164,60
2 50 294,52 0,65 191,44
3 100 340,47 0,65 221,30
4 200 391,33 0,65 254,36
5 1000 533,39 0,65 346,70
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
1 Berdasarkan hasil perhitungan sebelumnya di atas, maka distribusi curah hujan
tiap jamnya dengan waktu konsentrasi 5 jam, dapat dihitung dengan cara
sebagai berikut :
Untuk curah hujan dengan kala ulang 25 tahun (R25 th), persentase distribusi =
58,48 %, periode jam pertama (T) = 1 jam, hujan efektif selama 24 jam (R24)
= 164,60 mm, maka distribusi curah hujan tiap jamnya :
(R25 th) = (58,48/100) x 164,60 = 96,26 mm
36
Untuk perhitungan selanjutnya dilakukan dengan cara yang sama, dan hasil
perhitungannya disajikan pada tabel sebagai berikut :
Tabel 3.16 Distribusi curah hujan tiap jam
Waktu Distribusi Curah hujan tiap jam
( Jam ) ( % ) R 25 th R 50 th R 100 th R 200 th R 1000
th
1 58,48 96,26 111,96 129,42 148,75 202,75
2 15,20 25,02 29,10 33,64 38,66 52,70
3 10,66 17,55 20,41 23,60 27,12 36,97
4 8,49 13,97 16,25 18,79 21,59 29,43
5 7,17 11,80 13,72 15,86 18,23 24,85
Curah hujan efektif (mm) 164,60 191,44 221,30 254,36 346,70
Koefisien pengaliran (C) 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65
Curah hujan rencana harian
(mm) 253,23 294,52 340,47 391,33 533,39
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
b. Perhitungan hidrograf satuan sintetik Nakayasu
Pada penggunaan Hidrograf Satuan Nakayasu, diperlukan beberapa
karakteristik daerah aliran sebagai parameter. Parameter yang digunakan dalam
perhitungan dengan menggunakan metode ini untuk daerah pengaliran sungai
Tukad Melangit adalah :
1. Luas daerah pengaliran (A) = 21,09 Km2
2. Panjang alur sungai (L) = 20,78 Km
3. Daerah pengaliran biasa, α = 2
4. Hujan satuan (R0) = 1,00 mm
5. Base flow = 1 m3/det
Dengan menggunakan persamaan 2.22, 2.23, 22.24, 2.25, dan 2.26, maka
didapatkan :
tg = 0,4 + 0,058 L = 0,4 + (0,058 x 20,78) = 1,61 jam
tr = 0,5 tg sampai tg = 0,599 x 1,61 = 0,96 jam
Tp = tg + 0,8 tr = 1,61 + (0,8 x 0,96) = 2,38 jam
37
g3,0 tαT = 2 x 1,61 = 3,22 jam
Pada perhitungan distribusi curah hujan tiap jam di atas koefisien pengaliran telah
diperhitungkan, yaitu pada perhitungan curah hujan efektif selama 24 jam (R24),
maka pada perhitungan debit puncak Hidrograf Nakayasu tidak lagi diperhitungkan
nilai koefisien pengalirannya, dengan menggunakan persamaan 2.21 maka :
3,0p
0
pTT3,06,3
RACQ
47,1
21,338,23,06,3
178,20
TT3,06,3
RAQ
3,0p
0
p
m3/dt
Berdasarkan hasil perhitungan di atas, untuk mendapatkan ordinat Hidrograf Satuan
Nakayasu yaitu dengan menggunakan persamaan, 2.28, 2.29, dan 2.30. Perhitungan
dilakukan sebagai berikut :
Untuk PTt0 ==========> 38,2t0 jam
187,038,2
147,1
T
tQQ
4,24,2
p
pa
, untuk perhitungan Qa selanjutnya
dilakukan dengan cara yang sama, hasil perhitungannya disajikan pada tabel 4.18.
Untuk 3,0PP TTtT =========> 59,5t38,2 jam
181,13,047,13,0QQd 22,3
38,23
T
Tt
p13,0
p
, untuk perhitungan Qd1 selanjutnya
dilakukan dengan cara yang sama, hasil perhitungannya disajikan pada tabel 4.18.
Untuk 3,03,0P3,0P T5,1TTtTT ========> 40,10t59,5 jam
315,03,047,13,0QQd22,35,1
22,35,038,27
3,0
3.0P
T5,1
T5,0Tt
p1
, untuk perhitungan Qd2
selanjutnya dilakukan dengan cara yang sama, hasil perhitungannya disajikan pada
tabel 4.18.
Untuk 3,03,0P T5,1TTt ==========> 40,10t jam
120,03,047,13,0QQd 22,32
22,35,138,212
T2
T5,1Tt
p33,0
3.0P
, untuk perhitungan Qd3
selanjutnya dilakukan dengan cara yang sama, hasil perhitungannya disajikan pada
tabel sebagai berikut :
Tabel 3.17 Ordinat Hidrograf Satuan Nakayasu
38
T Ordinat hidrograf satuan Ket
( Jam )
1 0,187 Qa
2 0,989 Qa
3 1,181 Qa
4 0,812 Qd1
5 0,558 Qd1
6 0,384 Qd1
7 0,315 Qd2
8 0,245 Qd2
9 0,191 Qd2
10 0,149 Qd3
11 0,120 Qd3
12 0,100 Qd3
13 0,083 Qd3
14 0,068 Qd3
15 0,057 Qd3
16 0,047 Qd3
17 0,039 Qd3
18 0,032 Qd3
19 0,027 Qd3
20 0,022 Qd3
21 0,018 Qd3
22 0,015 Qd3
23 0,013 Qd3
24 0,010 Qd3
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
Keterangan :
Qa = bagian lengkung naik pada hidrograf banjir
Qd1 = bagian turun pertama pada hidrograf banjir
Qd2 = bagian turun kedua pada hidrograf banjir
Qd3 = bagian turun ketiga pada hidrograf banjir
Berdasarkan hasil perhitungan di atas, maka grafik hidrograf Satuannya adalah
sebagai berikut :
39
Gambar 3.3 Grafik hidrograf satuan
Perhitungan hidrograf banjir rencana untuk mendapatkan debit banjir rencana
dengan kala ulang tertentu dilakukan dengan cara sebagai berikut :
Tabel 3.18 Konsep perhitungan debit banjir
Hujan Q Outflow
UCL P1 P2 P3 P4
U1 U1.P1 - - - Q1
U2 U2.P1 U1.P1 - - Q2
U3 U3.P1 U2.P2 U1.P1 - Q3
U4 U4.P1 U3.P3 U2.P2 U1.P1 Q4
U5 U5.P1 U4.P4 U3.P3 U2.P1 Q5
U6 U6.P1 U5.P5 U4.P4 U3.P1 Q6
U7 U7.P1 U6.P6 U5.P5 U4.P1 Q7
U8 U7.P7 U6.P6 U5.P1 Q8
U7.P7 U6.P1 Q9
U7.P1 Q10
U8.P1
Sumber : Departemen P.U, 1980
Perhitungan hidrodraf banjir rencana untuk mendapatkan debit banjir rencana
dengan kala ulang 25 tahun, seperti yang tersaji pada tabel sebagai berikut :
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
t (Jam)
Q (
m3
/dt)
Q 1,47
40
Tabel 3.19 Perhitungan debit banjir rencana untuk kala ulang 25 tahun
T
(Jam) U (t,1)
Curah hujan tiap jam (mm) Base
Flow
( m3/det
)
Qoutflowl
( m3/det
)
Ket R1 R2 R3 R4 R5
96,260 25,020 17,551 13,972 11,799
0 0,000 1,00 1,00
1 0,187 18,03 1,00 19,03
2 0,989 95,16 24,73 1,00 120,90
3 1,181 113,71 29,56 20,73 1,00 165,00 Max
4 0,812 78,15 20,31 14,25 11,34 1,00 125,06
5 0,558 53,71 13,96 9,79 7,80 6,58 1,00 92,85
6 0,384 36,92 9,60 6,73 5,36 4,53 1,00 64,13
7 0,315 30,28 7,87 5,52 4,40 3,71 1,00 52,78
8 0,245 23,58 6,13 4,30 3,42 2,89 1,00 41,32
9 0,191 18,36 4,77 3,35 2,67 2,25 1,00 32,40
10 0,149 14,30 3,72 2,61 2,08 1,75 1,00 25,46
11 0,120 11,56 3,01 2,11 1,68 1,42 1,00 20,77
12 0,100 9,59 2,49 1,75 1,39 1,18 1,00 17,39
13 0,083 7,95 2,07 1,45 1,15 0,97 1,00 14,59
14 0,068 6,59 1,71 1,20 0,96 0,81 1,00 12,27
15 0,057 5,46 1,42 1,00 0,79 0,67 1,00 10,34
16 0,047 4,53 1,18 0,83 0,66 0,56 1,00 8,74
17 0,039 3,75 0,98 0,68 0,54 0,46 1,00 7,42
18 0,032 3,11 0,81 0,57 0,45 0,38 1,00 6,32
19 0,027 2,58 0,67 0,47 0,37 0,32 1,00 5,41
20 0,022 2,14 0,56 0,39 0,31 0,26 1,00 4,66
21 0,018 1,77 0,46 0,32 0,26 0,22 1,00 4,03
22 0,015 1,47 0,38 0,27 0,21 0,18 1,00 3,51
23 0,013 1,22 0,32 0,22 0,18 0,15 1,00 3,08
24 0,010 1,01 0,26 0,18 0,15 0,12 1,00 2,73
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
Perhitungan dilakukan dengan cara yang sama untuk mendapatkan debit banjir
dengan kala ulang 50 tahun, 100 tahun, 200 tahun, dan 1000 tahun. Rekapitulasi
hasil perhitungan disajikan pada tabel sebagai berikut :
41
Tabel 3.20 kapitulasi perhitungan debit banjir rencana dengan metode Hidrograf
Satuan Nakayasu
T (Jam) Q25 Q50 Q100 Q200 Q1000 Q
PMF Ket
0 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,200
1 19,030 21,970 25,241 28,862 38,977 46,772
2 120,89
7
140,44
6
162,20
0
186,27
9
253,54
1
304,24
9
3 165,00
5
191,74
6
221,50
2
254,43
9
346,44
6
415,73
5 Maks
4 125,06
1
145,29
0
167,79
9
192,71
4
262,31
2
314,77
5
5 92,849 107,82
5
124,48
9
142,93
5
194,46
3
233,35
5
6 64,126 74,419 85,872 98,549 133,96
3
160,75
6
7 52,776 61,219 70,613 81,011 110,05
7
132,06
9
8 41,323 47,898 55,214 63,312 85,933 103,12
0
9 32,403 37,524 43,221 49,528 67,146 80,575
10 25,457 29,444 33,882 38,793 52,514 63,016
11 20,773 23,997 27,585 31,556 42,648 51,178
12 17,392 20,065 23,039 26,331 35,528 42,633
13 14,590 16,805 19,271 22,000 29,624 35,549
14 12,266 14,103 16,147 18,410 24,730 29,676
15 10,340 11,863 13,557 15,433 20,673 24,807
16 8,743 10,006 11,410 12,965 17,309 20,771
17 7,419 8,466 9,630 10,920 14,521 17,425
18 6,322 7,189 8,155 9,224 12,209 14,651
19 5,412 6,131 6,932 7,818 10,293 12,351
20 4,657 5,254 5,917 6,652 8,704 10,444
21 4,032 4,526 5,077 5,686 7,387 8,864
22 3,514 3,924 4,380 4,884 6,295 7,554
23 3,084 3,424 3,802 4,220 5,389 6,467
24 2,728 3,009 3,323 3,670 4,639 5,567
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
Keterangan :
QPMF = 1,2 x Q1000
42
Gambar 3.4 Hidrograf banjir Tukad Melangit dengan kala ulang 25 tahun pada
Waduk Jehem
Gambar 3.5 Hidrograf banjir Tukad Melangit pada Waduk Jehem
3.6 Kapasitas Pengaliran Melalui Pelimpah
Perhitungan kapasitas pengaliran melalui pelimpah, dihitung menggunakan
persamaan 2.31. Perhitungan dilakukan sebagai berikut :
Q = C x B x H03/2
Elevasi puncak pelimpah = + 531,00 m
Elevasi muka air waduk = + 533,528
Tinggi air rencana (H) = 533,528 – 531,00 = 2,528 m ≈ 2,53 m
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
t (Jam)
Q (
m3
/dt)
Q 25
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
t (Jam)
Q (
m3
/dt)
Q 25 th
Q 50 th
Q 100 th
Q 200 th
Q 1000 th
Q PMF
43
Koefisien limpahan pada pelimpah biasanya berkisar antar angka 2,0 s/d 2,1, yang
dipengaruhi oleh : kedalaman air pada saluran pengarah aliran, kemiringan lereng
udik pelimpah, dan tinggia air di atas mercu pelimpah. Biasanya penggunaan
koefisien C = 2,0 s/d 2,1 sudah cukup memadai.
Koefisien limpahan diambil (C) = 2,05
Direncanakan lebar pelimpah (B) = 50,00 m
Tinggi air rencana (H0) = 2,53 m, maka :
Q = C x B x H03/2 = 2,05 x 50 x (2,53)3/2 = 412,97 m3/dt
Perhitungan selanjutnya disajikan pada tabel sebagai berikut :
Tabel 3.21 Kapasitas aliran yang melalui pelimpah
EI. MA (m) H0 (m) C B (m) Q (m3/dt)
531,00 0,00 2,05 50,00 0,00
531,11 0,11 2,05 50,00 3,51
531,21 0,21 2,05 50,00 9,93
531,32 0,32 2,05 50,00 18,25
531,42 0,42 2,05 50,00 28,10
531,53 0,53 2,05 50,00 39,27
531,63 0,63 2,05 50,00 51,62
531,74 0,74 2,05 50,00 65,05
531,84 0,84 2,05 50,00 79,48
531,95 0,95 2,05 50,00 94,83
532,06 1,06 2,05 50,00 111,07
532,16 1,16 2,05 50,00 128,14
532,27 1,27 2,05 50,00 146,01
532,37 1,37 2,05 50,00 164,63
532,48 1,48 2,05 50,00 183,99
532,58 1,58 2,05 50,00 204,05
532,69 1,69 2,05 50,00 224,79
532,79 1,79 2,05 50,00 246,19
532,90 1,90 2,05 50,00 268,23
533,00 2,00 2,05 50,00 290,89
533,11 2,11 2,05 50,00 314,16
533,22 2,22 2,05 50,00 338,01
533,32 2,32 2,05 50,00 362,44
533,43 2,43 2,05 50,00 387,43
533,53 2,53 2,05 50,00 412,97
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
44
3.7 Penelusuran Banjir Lewat Pelimpah
a. Analisis hubungan antara H, S, Q pada pelimpah dengan ∆t = 3600 detik adalah
sebagai berikut :
Dengan menggunakan persamaan 2.37, maka perhitungan dilakukan dengan cara
sebagai berikut :
1. Pada elevasi 531,00 m, dimana ketinggian air di atas pelimpah (H) = 0,00,
dan debit (Q) = 0,00, sehingga dapat diasumsikan bahwa tampungannya
(S) = 0,00.
Maka nilai 1j
1jQ
t
S
=0,00
2. Pada elevasi 531,11 m, dimana ketinggian air di atas pelimpah (H) = 0,11,
dan tampungan pada waduk (S) = 1.508.802 m3
1j
1jQ
t
S
= 51,3
3600
15088022
= 841,7 m3/dt
Untuk perhitungan selanjutnya dilakukan dengan cara yang sama, dan hasil
perhitungan disajikan pada tabel sebagai berikut :
45
Tabel 3.22 Hubungan antara H, S, Q pada pelimpah
EI.
MA H S Q
1j
1jQ
t
S2
(m) (m) ( m3) (m3/dt) (m3/dt)
531,00 0,00 0,00 0,00 0,0
531,11 0,11 1.508.802 3,51 841,7
531,21 0,21 1.565.897 9,93 879,9
531,32 0,32 1.622.992 18,25 919,9
531,42 0,42 1.680.086 28,10 961,5
531,53 0,53 1.741.527 39,27 1006,8
531,63 0,63 1.802.968 51,62 1053,3
531,74 0,74 1.864.409 65,05 1100,8
531,84 0,84 1.925.849 79,48 1149,4
531,95 0,95 1.991.636 94,83 1201,3
532,06 1,06 2.057.422 111,07 1254,1
532,16 1,16 2.123.209 128,14 1307,7
532,27 1,27 2.188.995 146,01 1362,1
532,37 1,37 2.259.127 164,63 1419,7
532,48 1,48 2.329.259 183,99 1478,0
532,58 1,58 2.399.392 204,05 1537,0
532,69 1,69 2.469.524 224,79 1596,8
532,79 1,79 2.544.002 246,19 1659,5
532,90 1,90 2.618.480 268,23 1722,9
533,00 2,00 2.692.958 290,89 1787,0
533,11 2,11 2.767.435 314,16 1851,6
533,22 2,22 2.846.259 338,01 1919,3
533,32 2,32 2.925.083 362,44 1987,5
533,43 2,43 3.003.907 387,43 2056,3
533,53 2,53 3.082.730 412,97 2125,6
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
b. Penelusuran benjir lewat pelimpah menggunakan persamaan 2.41. Perhitungan
dilakukan dengan cara sebagai berikut :
Dasar perhitungan adalah sebagai berikut :
1. Debit masuk (inflow), I adalah aliran yang masuk ke waduk, dalam hal ini
inflow dari hidrograf banjir.
2. Debit keluar (outflow), Qoutflow adalah aliran yang keluar dari waduk yang
merupakan hasil dari hitungan penelusuran banjir.
46
Pada perencanaan ini, penelusuran banjir dilakukan pada debit banjir kondisi PMF
(Probability Maximum Flood). Perhitungan dengan menggunakan persamaan 2.35,
2.36, 2.37, perhitungan dilakukan sebagai berikut :
t2
QQt
2
IISS
1jj1jj
j1j
j
j
1jj1j
1jQ
t
S2IIQ
t
S2
1j1j
1j
1j
1jQ2Q
t
S2Q
t
S2
Maka :
Pada periode awal, t = 0, I1 + I2 diasumsikan tidak ada, sehingga :
2S1/∆t – Q1 = 0,00, sehingga nilai 2S1/∆t + Q1 tidak ada. Dengan demikian Qoutflow
= 0,00.
Pada periode ke 2, t = 1, maka :
I1 + I2 = 1,200 + 46,772 = 47,972 m3/dt
(2S2/∆t + Q2) = (2S1/∆t - Q1) + (I1+I2) = 0,00 + 47,972 = 47,972 m3/dt
untuk mendapatkan debit outflow (Qoutflow) dilakukan dengan interpolasi linier
(x1,y1) = (0,0), (x2,y2) = (841,7;3,51), dan x = 47,972
1
12
12 xxxx
yyxy
Qoutflow =
200,00972,4707,841
051,30
m3/dt
(2S1/∆t – Q1) = (2S2/∆t + Q2) – 2Q2 = 47,972 – 2(0,200) = 47,572 m3/dt
Untuk perhitungan selanjutnya dilakukan dengan cara yang sama, dan hasil
perhitungan disajikan pada tabel sebagai berikut :
47
Tabel 3.23 Perhitungan penelusuran banjir kondisi PMF melalui pelimpah
t I Ij + Ij+1
2Sj/∆t -
Qj 2Sj+1/∆t + Qj+1 Qoutflow H
EI.
MA
(jam) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt) (m) (m)
0 1,200 0,000 0,000 531,00
1 46,772 47,972 47,572 47,972 0,200 0,01 531,01
2 304,249 351,021 395,266 398,593 1,663 0,05 531,05
3 415,735 719,984 976,584 1115,251 69,334 0,77 531,77
4 314,775 730,510 1181,645 1707,094 262,724 1,87 532,87
5 233,355 548,130 1188,475 1729,776 270,650 1,91 532,91
6 160,756 394,111 1142,842 1582,586 219,872 1,66 532,66
7 132,069 292,825 1095,804 1435,667 169,932 1,40 532,40
8 103,120 235,189 1059,415 1330,993 135,789 1,21 532,21
9 80,575 183,695 1027,718 1243,110 107,696 1,03 532,03
10 63,016 143,591 999,387 1171,309 85,961 0,89 531,89
11 51,178 114,195 975,906 1113,582 68,838 0,77 531,77
12 42,633 93,811 957,187 1069,717 56,265 0,67 531,67
13 35,549 78,182 941,639 1035,369 46,865 0,59 531,59
14 29,676 65,225 928,283 1006,864 39,291 0,53 531,53
15 24,807 54,483 916,071 982,766 33,347 0,47 531,47
16 20,771 45,578 905,368 961,650 28,141 0,42 531,42
17 17,425 38,196 895,855 943,564 23,854 0,38 531,38
18 14,651 32,076 887,630 927,931 20,151 0,34 531,34
19 12,351 27,002 880,324 914,632 17,154 0,30 531,30
20 10,444 22,795 873,594 903,119 14,763 0,27 531,27
21 8,864 19,308 867,622 892,903 12,640 0,25 531,25
22 7,554 16,417 862,441 884,040 10,799 0,22 531,22
23 6,467 14,021 857,743 876,462 9,360 0,20 531,20
24 5,567 12,034 853,309 869,777 8,234 0,18 531,18
Sumber : Hasil perhitungan, 2007
48
Gambar 3.6 Hubungan debit inflow dan outflow pada pelimpah Waduk Jehem
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Jam
Deb
it (
m3/d
t)
Debit Inflow = 415,735 m3/dt
Debit Outflow = 270,650 m3/dt
49
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan di depan, maka dapat
diringkas beberapa hal sebagai berikut :
a. Analisis curah hujan rencana dilakukan dengan menggunakan
Metode Log Pearson Tipe III, yang menghasilkan curah hujan
rencana sebagai berikut :
Periode ulang (tahun) 25 50 100 200 1000
Curah hujan rencana
(mm/hari) 253,23 294,52 340,47 391,33 533,39
b. Analisis debit banjir rencana dilakukan dengan menggunakan
Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu, menghasilkan debit
rencana, adalah :
Q1000 = 346,446 m3/dt
QPMF = 415,735 m3/dt
c. Hasil penelusuran banjir (flood routing) melalui pelimpah
berdasarkan QPMF, adalah :
Qoutflow = 270,650 m3/dt
4.2 Saran
Perlu dilakukan analisis hidrologi dengan menggunakan metode alternative
lainnya untuk mendapatkan hasil desain yang lebih sempurna, sebagai koreksi atas
kesalahan akibat ketidak telitian dalam perhitungan pada saat perencanaan.
50
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1980. Cara Menghitung Design Flood. Sub Direktorat Sungai, Direktorat
Jendral Pengairan, Departeman Pekerjaan Umum RI, Bandung.
Anonim. 1986. Standard Perencanaan Irigasi : Kriteria Perencanaan Bagian
Bangunan (KP – 02). CV. Galang Persada, Bandung.
Bambang Triatmodjo. 1996. Hidraulika II. Beta Offset, Yogyakarta.
Chow, V.T., Nensi Rosalina, E.V. 1997, Hidrolika Saluran Terbuka. Edisi – 4.
Erlangga, Jakarta.
Chow, V.T., Maidment, D.R., Mays, L.W. 1988, Applied Hydrology, McGraw
Hill, New York, U.S.A
Erman Mawardi., Memed, M. 2002. Desain Hidraulik Bendungan Tetap Untuk
Irigasi Teknis. Alfabeta, Bandung.
Gorda, IGN. 1997. Methode Penelitian Ilmu Sosial Ekonomi. Widya Kriya
Gematama, Denpasar.
Hoffman, C.J. 1955. Design Of Small Dams. U.S. Bureau of Reclamattion
Iman Surbarkah. 1980. Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air. Idea Dharma,
Bandung.
Shahin, M. M. A. 1976. Statistical Methods in Hydrology. IHE Delft, The
Netherlands, Netherlands.
Soemarto, C.D, 1995. Hidrologi Teknik. Edisi Ke – 2. Erlangga, Jakarta.
Sri Harto. 1993. Analisis Hidrologi. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Suyono Sosrodarsono., Takeda, K. 2003. Hidrologi Untuk Pengairan. Edisi – 9.
PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Suyono Sosrodarsono., Takeda, K. 2002. Bendungan Type Urugan. Edisi – 5. PT.
Pradnya Paramita, Jakarta.
top related