analisis banjir rancangan dengan metode hss nakayasu pada
TRANSCRIPT
-ProceedingPESAT(Psikologi,Ekonomi,Sastra,Arsitektur& Sipil)UniversitasGunadarma- Depok18- 19Oktober2011
Vol.4 Oktober2011ISSN:1858-2559
ANALISIS BANJIR RANCANGANDENGAN METODE HSS NAKAYASU
PADA BENDUNGAN GINTUNG
Rico SihotaniMiftah Hazm;2
Debby Rahmawatl
J,2,3Pakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas GunadarmaJl. Margonda Raya 100, Pondok Cina Depok 16424, Indonesia
Abstrak
Jebolnya Situ Gintung merupakan akibat dari perubahan debit banjir yang terus bertambah. Haltersebut perlu diana/isis terhadap debit banjir rancangan yang selanjutnya dapat digunakanuntuk merencanakan Bendungan Gintung yang baru. Berdasarkan permasalahan di atas, makaperlu dikembangkan perhitungan banjir rancangan dengan metode HSS Nakayasu. Perhitungandengan menggunaan data hujan. Pada penelitian ini digunakan 18 Pos stasiun penangkar hujanyang diseleksi menurut kelayakan data menjadi 9 pos stasiun hujan dengan memasukan nilaihujan harian maksimum tahunan. Data curah hujan yang disaring memilki tingkat kepercayaanyang rendah, namun masih masuk ke dalam data aman. Dalam penentuan debit banjir rencanaterlebih dahulu dilakukan ana/isa frekuensi dan penetapan sebaran data curah hujan kemudiandiuji dengan chi-kuadrat. Distribusi yang sesuai adalah distribusi Log Pearson Type III. Darihasil ana/isa debit banjir rancangan, untuk merencanakan bendungan digunakan debit banjirkala ulang Ql000 = 289,348 m3/dt.
Kata Kunci: Debit Banjir, Hidrograf Satuan, HSS Nakayasu.
PENDAHULUAN
Situ Gintung yang terletak di Keeamat-an Ciputat Timur, Tangerang Selatan, Pro-vinsi Banten merupakan danau keeil denganluas genangan 21,4 ha (2008). Situ Gintungdimanfaatkan sebagai tempat wisata tamandan perairan semenjak tahun 1970-an. Situ inimerupakan bagian dari Daerah Aliran Sungai(DAS) Cisadane yang bersumber dari Gu-nung Salak dan Gunung Pangrango, Kabu-paten Bogor (PusAir, 2009). Air limpasandari Situ Gintung dialirkan melalui saluransepanjang :I:800mmenuju kali Pasanggrahan.Pada tanggal 27 Maret 2009 tanggul di seki-tar bangunan pelimpah mengalami kelongsor-an yang mengakibatkan kerusakan baik padabangunan spillway dan tanggul maupun sa-luran di hilir situ sampai ke Kali Pasang-grahan.
Jebolnya Situ Gintung disebabkan lim-pasan air yang tidak bisa ditahan oleh ben-dungan. Saat terjadi hujan, debit air mening-kat, sehingga terjadi pelimpasan air disertai
AT- 100
gerusan air di kaki bendungan seeara terus-menerus hingga jebol (Subandrio, 2010). Halini membuktikan bahwa debit banjir yangterjadi sudah melebihi kapasitas dari debitpereneanaan yang sudah dibuat oleh Peme-rintah Belanda pada tahun 1932-1933. Pem-bangunan rumah dan gedung tanpa daerahresapan, serta penambahan fungsi lahan diareal sungai dapat menyebabkan perubahandebit, sehingga debit banjir yang terjadisudah berbeda dengan debit banjir yang lama.Oleh karena itu, debit banjir perlu dihitungulang, dan selanjutnya dapat digunakan se-bagai data perhitungan bangunan air sepertiSpillway. Beberapa data yang diperlukan da-lam pereneanaan bangunan air dari aspek hi-drolis adalah data karakteristik daerah peng-aliran, data iklim, dan data eurah hujan. Datatersebut selanjutnya akan digunakan dalamperhitungan debit reneana.
Sihotangdkk,AnalisisBanjirRancangan...
ProceedingPESAT (Psikologi,Ekonomi,Sastra,Arsitektur& Sipil)UniversitasGunadarma- Depok18- 19Oktober2011
METODE PENELITIAN
Metode Pengumpulan DataData yang diperlukan dalam studi ini
mencakup data sekunder. Pengumpulan datasekunder merupakan data yang diperolehdengan tinjauan kepustakaan dan instansionaldari instansi-insatansi terkait dalam hal iniadalah Lembaga BMKG (Badan Meteorologi\<.lim&o\O'b\Geofw.\k2.)ut\tuK.met\da.\)at\um.data curah hujan. Data curah hujan hariandari stasiun hujan, yaitu stasiun TanjungPriok, BMG, Tangerang, Pakubuono, Depok,Cileduk, Halim, Cengkareng, dan Bekasi.Peta daerah Situ Gintung di dapat padaBBWS (Balai Besar Wilayah Sungai)Ciliwung - Cisadane.
Metode Analisis HidrologiDalam kaitannya dengan studi tentang
sumberdaya air, hidrologi mempunyai pe-ranan yang sangat penting. Salah satu faktoryang berperan adalah data hidrologi, kitadapat mengetahui besarnya debit rencana se-bagai dasar perencanaan bangunan air. Ada-pun aspek hidrologi yang perlu dikaji per-tama-tama adalah curah hujan daerah rata-rata harian maksimum. Untuk mendapatkangambaran mengenai distribusi curah hujan diseluruh daerah aliran sungai, maka di ber-bagai tempat pada suatu daerah aliran sungaitersebut dipasang alat pengukur curah hujan.Untuk menghitung besarnya curah hujan dae-rah dalam penulisan ini dilakukan denganmetode rerata aritmatik. Rumus PerhitunganCurah Hujan rata-rata adalah:
R = PI+ P2+ + Poon
Dimana PI, P2, P3, hingga Po adalah stasiunyang dilengkapi alat pengukur curah hujan.Contoh stasiun hujan terlihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Stasiun Hujan di Suatu DASSumber: Triatmodjo, 2008
Sihotangdkk, Analisis BanjirRancangan...
Vol.4 Oktober2011ISSN:1858-2559
Curah hujan rancangan adalah hujanterbesar tahunan dengan suatu kemungkinantertentu atau hu)an dengan suatu kemung-kinan periode ulang tertentu. Dalam ana\isiscurah hujan rancangan dapat dilakukandengan beberapa cara, seperti Normal, LogNormal, Pearson, Log Pearson Tipe III, danGumbel. Dimana syarat-syarat untuk metodetersebut terlihat pada Tabel 1. Uji distribusi\)to\)a\)\\\~ dimaksud\um. ut\tu~ met\'~)e\A\\u\apakah persamaan distribusi probabilitasyang dipilih dapat mewakili distribusi statis-tik sampel data analisis. Pengujian distribusiprobabilitas dapat dilakukan dengan metodeMetode Chi - Kuadrat (r:)
Tabell. Persyaratan Parameter Statistik SuatuDistribusi
Sumber: Hadidhy, 2010
Untuk memperoleh angka-angka ke-mungkinan besaran debit banjir pada banjiryang diakibatkan oleh luapan sungai, analisisdilakukan dengan menggunakan data banjirterbesar tahunan atau curah hujan terbesartahunan yang sudah terjadi. HSS merupakanmetode yang tepat untuk menghitung debitbanjir karena dari perhitungan HSS akanmenghasilkan nilai debit tiap jam dan padasaat hujan mulai turun, waktu puncak banjirhingga akhir banjir, dibanding dengan meto-de Empiris. Dalam hal ini penulis meng-gunakan metode HSS Nakayasu. Rencanayang digunakan dalam menghitung debithujan rancangan dengan periode ulang 2tahun, 5 tahun, 10 tahun, 25 tahun, 50 tahun,100 tahun, 200 tahun, 500 tahun, dan 1000tahun. Bagan alir penelitian ini dapat dilihatpada Gambar 2.
AT- 101
CsONormal
Ck3
Cs (In X) 02 Log Normal
Ck (In X) 3Cs>O
3 PearsonCk = 1,5 Cs2+ 3
Cs (In X) > 04 Log Pearson
Ck (In X) = 1,54Type III(Cs(ln xl + 3Cs 1,14
5 GumbelCk 5,40
ProceedingPESAT(Psikologi,Ekonomi,Sastra,Arsitektur& Sipil)UniversitasGunadarma- Depok18- 19Oktober2011
1 Ro
Qmax= 36 x A x (0,3 x Tp + TO,3),.
dengan:Tp : Tg + 0,8 trTg : 0,40 + 0,058 x L, Untuk L > 15 kmTg : 0,21 x LO,7,Untuk L < 15 kmTO,3:ci . Tg
'~ulai"
~i ,MaksUuwu
-ahumm
00__ -Jr_h _ II
Perlntiutgan HujatiKawasan
<mo<_!ft$;"" ,~_~ ~
,AwI1~sDiS~ Pio"bititilS
..
~ ~
1- .,U'i msttibtrii Probibilitas,,), f"" ( ,
e Chi Kuadmt
, oo~ ! ~
,PmUlungmHujanRencana~g,P~t:$OOType m
, tPertUtungan Dellif'Rencana
HSS Nakayasu
tSelesa1
"'"
Gambar 2. Diagram Alir Perencanaan
Vol.4 Oktober2011ISSN:1858-2559
BASIL DAN PEMBABASAN
Dengan menggunakan metode aljabardidapatkan curah hujan maksimum reratadaerah DAS Sampean sebagaimana terlihatpada Tabel 2. Dilanjutkan dengan perhi-tungan Distribusi Probabilitas untuk menen-tukan kesesuaian metode dengan menya-makan syarat parameter-parameter yang ada.Kesesuaian data curah hujan terhadap jenissebaran terlihat pada Tabel 3. Perhitungannilai chi-kuadrat terlihat pada Tabel 4. Ber-dasarkan Tabe1.4, diperoleh bahwa i sebesar5,990 mm, sedangkan X20,05 sebesar 5,991mm, dan X20,01sebesar 9,210 mm.
Perhitungan hujan rencana dengan me-tode Log Pearson tipe III dilakukan denganrumus:
LogXT=LogXr+K. SdNilai koefisien K dicari dari tabel frekuensi.Ringkasan hujan rancangan Metode LogPearson III terlihat pada Tabel 5 sementarahubungan antara curah hujan dengan periodeulang diperlihatkan pada Gambar 3.
Tabel 2. Curah Hujan Maksimum Rerata Daerah
AT- 102 Sihotangdkk,AnalisisBanjirRancangan...
ProceedingPESAT(Psikologi,Ekonomi,Sastra,Arsitektur& Sipil)UniversitasGunadarma- Depok18- 19Oktober2011
Tabel 5. Ringkasan Hujan Rancangan Metode Log PearsonIII
Log XI-
Perhitupg~nLogaritoijkHujan ReneanaPeriod
2
5
10
25
50
100
200
500
1000
1~~
1~36
1~36
1~6
1~6
1~6
1~6
1~6
1~36
Sihotangdkk,Ana/isisBanjirRancangan...
K Sd LogT XT
85,643
10,815
10,823
121,558
129,679
137,614
145,432
151,911
163,356
Vol.4 Oktober2011ISSN:1858-2559
-0,034
0,829
1,283
1,820
2,163
2,477
2,770
3,001
3,385
0,082
0,082
0,082
0,082
0,082
0,082
0,082
0,082
0,082
1,933
2,004
2,041
2,085
2,113
2,139
2,163
2,182
2,213
AT- 103
Tabel4. Perhitungan Nilai Chi-Kuadrat
)\J!liKJj}$Jijh'al tuas (QHti).... ..(Qi.m)
Oi Ei (QiEi)1 --....:.....;JR.
0,000 - 70,575 1 0,1667 3 -2 4 1,330
70,575 - 78,483 3 0,1667 3 0 0 0,000
78,483 - 85,643 6 0,1667 3 3 9 3,000
85,643 - 93,936 1 0,1667 3 -2 4 1,330
93,936 - 103,548 3 0,1667 3 0 0 0,000
103,548 -- 4 0,1667 3 1 1 0,330
18 1,0000 18 18
ProceedingPESAT(Psikologi,Ekonomi,Sastra,Arsitektur&Sipil)UniversitasGunadarma- Depok18- 19Oktober2011
Vol.4 Oktober2011ISSN:1858-2559
1801601.40
" 120Iii 100~~ SO60
4020o
J. 5 102550 100:200 500 lOOO
Piri6de~ttg(t'.1ux\I
Gambar 3. Graftk Hubungan antara Curah Hujan dengan Periode Ulang
300.0
250.0
~ 200.0:0;! 150.00-
100.0
50.0
2-10-25
50-100-200
50010000.0
I 3 5 7 9 II 13 !-e.hlI9 21 23 25 27 29 31
Gambar 4. Nilai Hujan Rancangan Berbagai Kala Ulang
Tabel6. Ringkasan HidrografBanjirBeberapa Kala Ulang HSS Nakayasu
PeriodetTlan~
251025501002005001000
Perhitungan Debit BanjirLuas daerah aliran Kali Pasanggrahan
(A) adalah 3,2 km2, Panjang sungai utamaadalah 73,68 km, dan Kemiringan dasarsungai rata-rata adalah 0,00125. ebitmaksimum terjadi pada jam ke-9. Dengannilai Qt = 4,162 m3/dt, nilai hujan efektifdapat dihitung dengan persamaan koefisienpengaliran:
a=1_3,14Rtf(
Re = Rt.a
Pada Gambar 4 disajikan nilai hujanrancangan berbagai kala ulang hingga 30 jam.
AT- 104
-Qmaks. ~(103/dt) ,102,526136,505157,375185,227204,898224,401243,866260,175289,348
T(jam)
999999999
Nilai debit banjir maksimum terjadi pada jamke-9. Ringkasan debit banjir HSS Nakayasudapat dilihat pada Tabel6.
SIMPULAN DAN SARAN
SimpulanDari uraian hasil analisis dan pemba-
hasan dapat ditarik beberapa kesimpulan.Kesimpulan pertama adalah pada analisisdistribusi probabilitas hampir menghasilkankesesuaian pada nilai Cs dan Ck yangdiisyaratkan kecuali pada metode Gumbel.Maka dipilih metode Log Pearson Tipe III
Sihotang dkk, Ana/isis BanjirRancangan...
ProceedingPESAT(Psikologi.Ekonomi,Sastra,Arsitektur& Sipil)UniversitasGunadarma- Depok18-19 Oktober2011
karena yang paling lebih mendekati dengansyarat, dimana nilai Ck = 0,207, dan Cs =2,826. Kesimpulan kedua, dengan melakukanuji distribusi probabilitas X2terhadap MetodeLog Pearson Type III masih memenuhi syaratkarena X2 < X2cr,yaitu X20,05 = 5,991, danX20,01 = 9,210 mm, sedangkan X2cr= 5,991.Sehingga tingkat kepercayaan data masihmemnuhi syarat.
Perhitungan debit banjir menggunakanmetode HSS lebih tepat digunakan untukperencanaan bangunan air karena diagramHSS Nakayasu memberikan gambaranmengenai debit ketika awal hujan, saat banjirdan berakhir banjir.
SaranPenulis menyarankan hati-hati dan teliti
dalam melakukan penyaringan data curahhujan, karena kesalahan penyaringan dapatberdampak pada rendahnya tingkat keperca-yaan data pada saat dilakukan analisis ujidistribusi probabilitas.
Sihotangdkk, Ana/isis Banjir Rancangan...
Vol.4 Oktober2011ISSN:1858-2559
DAFTAR PUS TAKA
Hadidhy, Habibi El. 2010. Ana/isis PengaruhBendung terhadap Tanggu/ BanjirSungai U/ar. Tugas Akhir. UniversitasSumatera Utara.
Hadisusanto, Nugroho. 2011. AplikasiHidr%gi. Penerbit Jogja Media Utama.Malang.
Kamiana, I Made. 2011. Teknik PerhitunganDebit Rencana Bangunan Air. PenerbitGaraha Ilmu. Yogyakarta.
Sosrodarsono, S dan Takeda, K (2003).Hidr%gi untuk Pengairan. PradnyaParamita. Jakarta.
Triatmojo, Bambang. 2008. Hidr%giTerapan. Penerbit Beta Offset.Yogyakarta.
AT- 105