bab iv analisa data sabo dam dan bendung 4.1 ...eprints.undip.ac.id/33847/7/1797_chapter_iv.pdf79...
TRANSCRIPT
74
BAB IV
ANALISA DATA SABO DAM DAN BENDUNG
4.1. ANALISA DATA SABO DAM
4.1.1. Peta Topografi Wilayah Perencanaan
4.1.1.1. Data Peta Topografi
Secara garis besar situasi topografi Gunung Merapi terletak ± 30 km
sebelah utara Yogyakarta dengan elevasi puncak 2965 m di atas permukaan laut.
Bagian puncak mempunyai kemiringan yang sangat terjal membentuk lembah-
lembah yang curam serta alur-alur sungai yang dalam.
Secara umum berdasarkan ketinggian, morfologis daerah lereng barat dan
barat daya Gunung Merapi dapat dibedakan menjadi tiga daerah, yaitu daerah
hulu atas, daerah hulu tengah dan daerah hulu bawah. Secara detail akan
dijelaskan sebagai berikut :
1. Daerah hulu atas
Daerah ini meliputi bagian di atas ketinggian 2000 m di atas permukaan laut
dengan kemiringan lereng antara 30o - 40o yang merupakan daerah produksi
material endapan dan tidak ada tumbuh-tumbuhan yang hidup. Sebagian besar
material tersebut turun mengalir ke arah barat dan barat daya bersama aliran
lahar sampai di daerah lereng bawah dan mengakibatkan kerusakan.
2. Daerah hulu tengah
Daerah ini mempunyai elevasi 500 m – 2000 m di atas permukaan laut dan
sebagian besar daerah ini terancam bahaya awan panas yang bergerak
menyebar ke arah alur-alur sungai. Daerah ini merupakan perkampungan dan
ladang serta banyak endapan lepas akibat longsoran dan endapan dari banjir
lahar dingin (aliran debris ).
3. Daerah hulu bawah
Daerah ini meliputi bagian daerah di bawah ketinggian 500 m di atas
permukaan laut dengan kemiringan lereng antara 1o – 4o, dimana merupakan
daerah dataran rendah dengan persawahan yang luas dan perkampungan yang
75
padat penduduk. Daerah ini banyak memiliki endapan material akibat
perubahan-perubahan alur banjir lahar dingin.
Dalam perencanaan sabo dam dan bendung ini digunakan peta topografi
dengan skala 1 : 25000 untuk mencari batas daerah aliran sungai (DAS) dan juga
untuk menentukan atau mencari lokasi bangunan pengendali sedimen dan
bendung yang tepat berdasarkan letak geografisnya dengan meninjau potongan
melintang dan memanjangnya dengan melihat pada data gambar yang ada.
4.1.1.2. Analisis Data Topografi
Berdasarkan peta topografi diketahui ketinggian Kali Putih terletak pada
ketinggian antara 350 m di atas permukaan air laut sampai dengan 1270 m di atas
permukaan air laut.
4.1.2. GEOMETRI SUNGAI
4.1.2.1. Data Geometri Sungai
Dari gambar potongan melintang Kali Putih dengan skala ( V = 1:100 ; H
= 1:100 ) dan potongan memanjang dengan skala ( V = 1:400 ; H = 1:2000 ) maka
dapat ditentukan lokasi bangunan yang sesuai. Kali Putih panjangnya + 15000 m.
4.1.2.2. Analisis Data Geometri Sungai
Dari data geometri sungai diketahui kemiringan dasar sungai rata-rata
adalah 6 %. Lokasi bangunan sabo dam dan bendung direncanakan terletak pada
potongan melintang yang memiliki kemiringan dasar sungai 4 % dengan elevasi
dasar sungai untuk bangunan bendung + 706,884 m sedangkan elevasi untuk
bangunan sabo dam + 708,643 m.
4.1.3. GEOLOGI SUNGAI
4.1.3.1. Data Geologi Sungai
Daerah Gunung Merapi mempunyai kondisi geologis yang dapat
dikelompokkan menjadi berbagai macam, antara lain :
1. Batuan dasar
Batuan dasar ini merupakan kelompok batuan yang meliputi batuan-batuan dan
endapan vulkanik yang mendasari batuan Gunung Merapi.
76
2. Teras sungai dan endapan-endapan yang terdapat di dasar sungai.
3. Hasil erupsi baru
Kelompok ini sebagian terdiri lava dan fragmen-fragmen piroklastik yang
berasal dari endapan Gunung Merapi sejak tahun 1888 dan lahar yang terjadi
sejak tahun 1930.
4. Hasil erupsi Gunung Merapi muda
Kelompok ini adalah endapan lahar dan lava akibat aktivitas Gunung Merapi
sebelum tahun 1930.
5. Hasil erupsi Gunung Merapi tua.
Hasil erupsi Gunung Merapi tua ini terdiri dari aliran lava Gunung Merapi tua,
batuan-batuan intrusif dan piroklastik.
4.1.3.2. Analisis Data Geologi Sungai
Berdasarkan data geologi, dapat diketahui bahwa daerah Gunung Merapi
mempunyai batuan dasar berupa kelompok batuan dan endapan vulkanik yang
mendasari batuan Gunung Merapi.
4.1.4. MEKANIKA TANAH
4.1.4.1. Data Mekanika Tanah
Data mekanika tanah yang digunakan adalah berdasarkan hasil boring
pada lokasi bangunan. Pengeboran dilakukan sampai kedalaman 20 m, dimana
lapisan tanahnya terdiri dari lapisan pasir batuan dengan diameter 1 cm pada
kedalaman 0 – 6,00 m, lapisan pasir batuan dengan diameter 2 cm pada
kedalaman 6,00 – 11,50 m dan lapisan pasir batuan dengan diameter 2,5 cm pada
kedalaman 11,50 – 20,00 m.
Secara umum lapisan tanah terdiri dari lapisan pasir. Parameter yang
didapat dari hasil penyelidikan tanah adalah sebagai berikut :
1. Spesific gravity (Gs) = 2,745
2. Berat isi kering (γ d) = 1,68 gr/cm3
3. Kohesi (c) = 0,08 kg/cm2
4. Sudut geser = 34 o
5. Kadar air (w) optimum = 17 %
77
6. Permeabilitas = 0,90 x 10-2 m/det.
7. Analisis mekanis tanah
Tabel 4.1. Analisa Ukuran Butiran Nomor Ayakan
Diameter (mm)
Berat tertahan % Tertahan % Lolos
4
10
18
20
30
50
100
200
75,0
50,0
25,0
6,3
4,75
2,00
1,00
0,85
0,600
0,300
0,150
0,075
101,6
203,5
199,6
802,4
329,7
673,0
1980,2
571,4
1049,7
1629,7
920,6
398,4
1,016
2,035
1,996
8,024
3,297
6,730
19,802
5,714
10,497
16,297
9,206
3,984
98,98
96,95
94,95
86,93
83,63
76,90
57,09
51,38
40,89
24,59
15,38
11,4 dalam Tim Proyek Pengendalian Banjir Lahar Gunung Merapi Yogyakarta, 1988
4.1.4.2. Analisis Data Mekanika Tanah
Dari data mekanika tanah dimana tanah pada daerah tersebut merupakan
daerah dengan lapisan pasir maka diusahakan pondasi bangunan tidak terlalu
dalam (digunakan pondasi dangkal) sehingga pelaksanaan pekerjaan tidak terlalu
sukar.
4.1.5. HIDROLOGI
4.1.5.1. Data Hidrologi
Daerah di sekitar Gunung Merapi mempunyai iklim tropis dan temperatur
antara 25 oC – 30 oC dengan kelembaban udara 80 % pada musim hujan, 50 %
pada musim kemarau. Musim hujan berkisar antara bulan Oktober – bulan April
78
dengan curah hujan rata-rata 1300 – 4000 mm/tahun, dimana 80 % hujan terjadi
pada musim hujan.
Dalam perencanaan bangunan sabo dam dan bendung digunakan data
curah hujan untuk menentukan besarnya debit air yang melewati alur Kali Putih.
Curah hujan di daerah aliran sungai ( DAS ) Kali Putih relatif tinggi. Data curah
hujan yang berpengaruh pada DAS Kali Putih terdiri dari beberapa stasiun, yaitu
tercantum pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2. Stasiun Yang Berpengaruh Pada DAS Kali Putih No Stasiun Hujan Tahun Data
1. 2. 3.
Babadan Plawangan Mranggen
1988 – 1997 1988 – 1997 1988 – 1997
Data curah hujan yang dipakai adalah data curah hujan harian selama 10
tahun. Peta letak Stasiun curah hujan Kali Putih untuk Stasiun Babadan, Stasiun
Plawangan dan Stasiun Mranggen disajikan pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Stasiun curah hujan Gunung Merapi
79
4.1.5.2. Analisis Data Hidrologi
Analisa hidrologi digunakan untuk memperkirakan debit banjir rencana pada
perencanaan bangunan air, dalam hal ini adalah bangunan pengendali sedimen
(sabo dam) dan bendung.
Pada tugas akhir ini, data yang digunakan untuk menentukan debit banjir
rencana adalah data curah hujan. Data curah hujan merupakan salah satu dari
beberapa data yang dapat digunakan untuk memperkirakan besarnya debit banjir
rencana.
Pada perencanaan dam penahan sedimen (sabo dam) dan bendung, data
curah hujan harian selama 10 tahun akan diolah menjadi data curah hujan rencana,
yang kemudian diolah lagi menjadi debit banjir rencana. Data curah hujan didapat
dari 3 buah stasiun yang terdekat dengan lokasi Kali Putih yang dianggap dapat
mewakili daerah aliran sungai Kali Putih. Stasiun-stasiun tersebut terletak kurang
lebih antara lain Stasiun Babadan ( + 1278 m ), Stasiun Plawangan ( +1275 m )
dan Stasiun Mranggen + 516 m.
Langkah-langkah dalam analisa hidrologi adalah sebagai berikut :
- Menentukan daerah aliran sungai (DAS) beserta luasnya.
- Menentukan luas pengaruh dari stasiun-stasiun penakar hujan yang mewakili
daerah aliran sungai Kali Putih.
- Menentukan curah hujan maksimum tiap tahunnya dari data curah hujan yang
ada.
- Menganalisa curah hujan rencana dengan periode ulang T tahun.
- Menghitung debit banjir rencana berdasarkan besarnya curah hujan rencana di
atas pada periode ulang T tahun.
4.1.5.2.1. Penentuan Daerah Aliran Sungai ( Catchment Area )
Dalam menentukan batas daerah aliran sungai, pada peta topografi ditarik
garis imajiner yang menghubungkan titik-titik yang memiliki elevasi kontur
tertinggi di sebelah kiri dan kanan sungai yang ditinjau. Di lapangan, batas
daerah aliran sungai tersebut berupa punggung-punggung bukit. Dari peta
80
topografi dengan skala 1 : 25.000 didapat luas daerah aliran sungai Kali Putih
sebesar 8,6875 km2.
4.1.5.2.2. Perhitungan Curah Hujan Daerah
Dalam perhitungan curah hujan daerah, digunakan Metode Thiessen karena
kondisi dan jumlah stasiun memenuhi syarat untuk digunakan metode ini. Pada
perhitungan ini digunakan prinsip rata-rata tertimbang, dimana besarnya pengaruh
masing-masing stasiun tergantung oleh luas daerah yang ditunjukkan oleh poligon
Thiessen yang didapat dengan cara menarik garis lurus dari masing-masing
Stasiun sehingga membentuk segitiga, kemudian kita bagi segitiga tersebut pada
batas garis sumbunya. Dalam perhitungan digunakan Persamaan 2.5 sebagai
berikut :
R = n
nn
AAARARARA
++++++
.........
21
2211
R = ∑i
nn
ARA .
dimana :
R = curah hujan daerah ( mm )
R1, R2, …, Rn = curah hujan pada stasiun pengamatan 1, 2, …, n ( mm )
A1, A2, …, An = luas derah pada poligon 1, 2, …, n (km2)
Daerah aliran sungai ( DAS ) Kali Putih terbagi dalam luasan poligon
Thiessen yang diperoleh dengan cara menarik garis lurus dari Stasiun Babadan,
Stasiun Plawangan dan Stasiun Mranggen sehingga membentuk segitiga,
kemudian kita bagi segitiga tersebut pada batas garis sumbunya sehingga
membentuk luasan yang mewakili dari masing-masing Stasiun curah hujan
tersebut. Sketsa daerah aliran sungai Kali Putih dan poligon Thiessen dari Stasiun
Babadan, Stasiun Plawangan dan Stasiun Mranggen seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 4.2.
81
Sta. PlawanganSta. Babadan
Sta. Mranggen
Lokasi sabo dam P.179
Batas luas DAS
Kali Putih
Lokasi bendung P.175
+ 1278+ 1275
+ 706
+ 516
+ 722
Gambar 4.2. Sketsa DAS Kali Putih cara Poligon Thiessen
Besarnya luas pengaruh stasiun terhadap daerah aliran sungai Kali Putih
dapat dilihat pada pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3. Luas Pengaruh Stasiun Terhadap DAS Kali Putih No. Nama Stasiun Luas ( Km2 ) Bobot ( % ) 1 2 3
Babadan Plawangan Mranggen
4,50 2,9375 1,25
51,80 33,81 14,39
Luas Total DAS 8,6875 100
Untuk keperluan pada penyusunan tugas akhir ini, data hujan yang akan
digunakan adalah hasil perhitungan dengan Metode Thiessen karena cara ini
merupakan cara yang paling sesuai dengan kondisi dan keadaan lokasi daerah
sekitar Gunung Merapi. Selain itu pemilihan metode ini dengan pertimbangan
sebagai berikut :
1. Merupakan cara yang sangat baik dan mempunyai ketelitian yang baik jika di
bandingkan dengan cara rata-rata aljabar karena memberikan koreksi terhadap
besarnya tinggi hujan selama jangka waktu tertentu.
82
2. Metode ini akan lebih akurat jika daerah yang ditinjau dengan stasiun
pengukuran hujan yang tidak rata, stasiun tersebar merata dengan variasi
hujan tahunan tidak terlalu tinggi.
Curah hujan maksimum dihitung berdasarkan rekapitulasi data curah hujan
harian setiap tahun di masing-masing Stasiun penakar hujan. Hasil perhitungan
curah hujan daerah rata-rata dengan menggunakan Metode Thiessen ditunjukkan
pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4. Perhitungan Curah Hujan Daerah Metode Thiessen
Tahun Tanggal
Curah Hujan Harian Maksimum (mm) Rh Maks
(mm)
Rh Maks Rencana
(mm) Babadan51,80 %
Plawangan 33,81 %
Mranggen 14,39 %
1988 6 Januari 4 Februari
21 Desember
150 150 133
68 136 80
81 185 32
112,3467 150,3031 100,5468
150,3031
1989 3 Januari 26 Maret
14 Desember
59 67,5 116,5
60 196 2
71 109 15
61,0649 116,9177 63,1817
116,9177
1990 14 Januari
5 Desember 17 Desember
47,5 64,5 57,5
102,5 55 68
325 49 95
105,8587 59,0576 66,4463
105,8587
1991 15 Januari 15 April 21 April
62,5 86
44,5
61 158,5
51
27 81 110
58,6884 109,7928 56,1231
109,7928
1992 12 Januari
9 April 17 Nopember
76,5 114,5 115,5
92 49 178
122 63 157
88,288 84,9436 142,6031
142,6031
1993 19 Januari
22 Nopember 10 Desember
23 0
77,8
88 148 136
117 79 371
58,5051 61,4069 139,6689
139,6689
1994 27 Januari
16 Nopember 7 Desember
37,6 91,5 15,5
78 198 103
11 120 49
47,4315 131,6088 49,9044
131,6088
1995 11 Februari 19 Februari
1 Maret
72,5 35 100
78 84 44
251 88 35
100,0457 59,1936 71,7129
100,0457
1996 8 Nopember 1 Desember 5 Desember
53 24 94
144 132 111
61 9
188,5
84,9183 58,3563 113,3463
113,3463
1997 12 Februari 67 119 38 80,4081 110,597
83
8 Desember 12 Desember
100 83
119 105
129 73
110,597 88,9992
Berikut ini contoh perhitungan curah hujan maksimum dengan Metode Thiessen
untuk tahun pengamatan 1988 adalah sebagai berikut :
RHmaks 1988 = ( 150 x 51,80 % ) + ( 68 x 33,81 % ) + ( 81 x 14,39 % )
= 112,3467 mm
4.1.5.2.3. Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana
Berdasarkan curah hujan tahunan, perlu ditentukan kemungkinan
terulangnya curah hujan harian maksimum tersebut untuk menentukan debit banjir
rencana.
Suatu kenyataan bahwa tidak semua variat dari suatu variabel hidrologi
terletak atau sama dengan nilai rata-ratanya, akan tetapi kemungkinan ada nilai
variat yang lebih besar atau lebih kecil dari nilai rata-ratanya. Besarnya derajat
dari sebaran variat di sekitar nilai rata-ratanya disebut dengan variasi atau
dispersi. Cara mengukur besarnya dispersi adalah dengan pengukuran dispersi.
1. Pengukuran Dispersi
Untuk memudahkan perhitungan dispersi maka dilakukan perhitungan
parameter statistik untuk nilai (Xi-X), (Xi-X)2, (Xi-X)3 dan (Xi-X)4 terlebih
dahulu, dimana : Xi = besarnya curah hujan daerah ( mm )
X = rata-rata curah hujan daerah ( mm ).
Hasil perhitungan parameter statistik dapat dilihat pada Tabel 4.5 di bawah
ini :
Tabel 4.5. Parameter Statistik Curah Hujan
No. Tahun Rh ( mm ) (Xi-X) (Xi-X)2 (Xi-X)3 (Xi-X)4 1 1988 150.303 28.229 796.870 22494.762 635002.165 2 1989 116.918 -5.157 26.590 -137.120 707.006583 3 1990 105.859 -16.216 262.943 -4263.751 69138.897 4 1991 109.793 -12.281 150.833 -1852.442 22750.603 5 1992 142.603 20.529 421.435 8651.599 177607.733 6 1993 139.669 17.595 309.573 5446.843 95835.5143 7 1994 131.609 9.5346 90.908 866.774 8264.338 8 1995 100.046 -22.029 485.255 -10689.450 235472.660
84
9 1996 113.346 -8.728 76.1764 -664.861 5802.846 10 1997 110.597 -11.477 131.726 -1511.851 17351.831
Jumlah 1220,742 0 2752.311 18340.514 1267933.595 Rata-rata (X) = 122,07
Berikut ini contoh perhitungan Parameter Statistik Curah Hujan untuk tahun
1988 adalah sebagai berikut :
Xi = 150,303
X = 122,07
Sehingga parameter statistik curah hujannya adalah sebagai berikut :
(Xi-X) = 28,229
(Xi-X)2 = 796,870
(Xi-X)3 = 22494,762
(Xi-X)4 = 635002,165
Berikut ini adalah macam pengukuran dispersi antara lain sebagai berikut :
a. Deviasi Standar ( S )
Perhitungan deviasi standar digunakan Persamaan 2.7 sebagai berikut :
S = 1
)(1
2
−
−∑=
n
XXn
ii
dimana :
S = deviasi standar
Xi = nilai variat ke i
X = nilai rata-rata variat
n = jumlah data
S = deviasi standar
S = )110(
)311,2752(−
= 17,49
85
b. Koefisien Skewness ( Cs )
Kemencengan ( Skewness ) adalah suatu nilai yang menunjukkan derajat
ketidaksimetrisan dari suatu bentuk distribusi. Perhitungannya digunakan
Persamaan 2.8 sebagai berikut :
Cs = 31
3
)2)(1(
)(
Snn
XXnn
ii
−−
−∑=
dimana :
Cs = koefisien Skewness
Xi = nilai variat ke i
X = nilai rata-rata variat
n = jumlah data
S = deviasi standar
Cs = koefisien Skewness
Cs = 3)49,17()210()110(514,1834010xx
x−−
Cs = 0,48
c. Pengukuran Kurtosis ( Ck )
Koefisien kurtosis digunakan untuk menentukan keruncingan kurva dari
bentuk kurva distribusi, yang umumnya dibandingkan dengan distribusi
normal. Perhitungannya digunakan Persamaan 2.9 sebagai berikut :
Ck = 41
42
)3)(2)(1(
)(
Snnn
XXnn
ii
−−−
−∑=
dimana :
Ck = koefisien kurtosis
Xi = nilai variat ke i
X = nilai rata-rata variat
n = jumlah data
S = deviasi standar
86
Ck = 4
2
)49,17()310()210()110(595,126793310
xxxx
−−−
Ck = 2,69
d. Koefisien variasi ( Cv )
Koefisien variasi adalah nilai perbandingan antara deviasi standar dengan
nilai rata-rata hitung suatu distribusi. Perhitungannya menggunakan
Persamaan 2.10 sebagai berikut :
Cv = XS
dimana :
Cv = koefisien variasi
X = nilai rata-rata variat
Cv = 07,12249,17
Cv = 0,14
2. Pengukuran Dispersi Dengan Data Log
Untuk memudahkan perhitungan dispersi maka dilakukan perhitungan
parameter statistik untuk nilai (LogXi- LogX), (LogXi- LogX)2, (LogXi- LogX)3
dan (LogXi- LogX)4 terlebih dahulu, dimana :
Xi = besarnya curah hujan daerah ( mm )
X = rata-rata curah hujan daerah ( mm ).
Hasil perhitungan parameter statistik dengan data log dapat dilihat pada Tabel 4.6
di bawah ini :
Tabel 4.6. Parameter Statistik Curah Hujan Dengan Data Log No Tahun Rh (mm) Log Xi (LogXi -LogX) (LogXi -LogX)2 (LogXi - LogX)3 (LogXi - LogX)4 1 1998 150.303 2,177 0,0942 0,0089 0,000838 0,00007894 2 1989 116.918 2,068 -0,0148 0,0002 -0,000003 0,00000004 3 1990 105.859 2,025 -0,0579 0,0034 -0,000194 0,00001125 4 1991 109.793 2,041 -0,0421 0,0018 -0,000075 0,00000316 5 1992 142.603 2,154 0,0713 0,0051 0,000362 0,00002588 6 1993 139.669 2,145 0,0624 0,0039 0,000243 0,00001522 7 1994 131.609 2,119 0,0365 0,0013 0,000048 0,00000179
87
8 1995 100.046 2,000 -0,0825 0,0068 -0,000562 0,00004637 9 1996 113.346 2,054 -0,0282 0,0008 -0,000022 0,00000063 10 1997 110.597 2,044 -0,0389 0,0015 -0,000059 0,00000229
Jumlah 1220,74 20,827 0 0,0337 0,000576 0,00018564 Rata-rata 122,074 2,0826
Berikut ini contoh perhitungan Parameter Statistik Curah Hujan dengan data
log untuk tahun 1988 adalah sebagai berikut :
Xi = 150,303
X = 122,074
Sehingga parameter statistik curah hujannya adalah sebagai berikut :
Log Xi = 2.177
(LogXi - LogX) = 0.0943
(LogXi - LogX)2 = 0.0089
(LogXi - LogX)3 = 0.0008
(LogXi - LogX)4 = 0,00007
Berikut ini adalah macam pengukuran dispersi antara lain sebagai berikut :
a. Deviasi Standar ( S )
Perhitungan deviasi standar digunakan Persamaan 2.7 sebagai berikut :
S = 1
)(1
2
−
−∑=
n
LogXLogXn
ii
dimana :
S = deviasi standar
Xi = nilai variat ke i
X = nilai rata-rata variat
n = jumlah data
S = deviasi standar
S = )110(
)03369389,0(−
= 0,06
88
c. Koefisien Skewness ( Cs )
Kemencengan ( Skewness ) adalah suatu nilai yang menunjukkan derajat
ketidaksimetrisan dari suatu bentuk distribusi. Perhitungannya digunakan
Persamaan 2.8 sebagai berikut :
Cs = 31
3
)2)(1(
)(
Snn
LogXLogXnn
ii
−−
−∑=
dimana :
Cs = koefisien Skewness
Xi = nilai variat ke i
X = nilai rata-rata variat
n = jumlah data
S = deviasi standar
Cs = koefisien Skewness
Cs = 3)06,0()210()110(00057693,010
xxx
−−
Cs = 0,37
c. Pengukuran Kurtosis ( Ck )
Koefisien kurtosis digunakan untuk menentukan keruncingan kurva dari
bentuk kurva distribusi, yang umumnya dibandingkan dengan distribusi
normal. Perhitungannya digunakan Persamaan 2.9 sebagai berikut :
Ck = 41
42
)3)(2)(1(
)(
Snnn
LogXLogXnn
ii
−−−
−∑=
dimana :
Ck = koefisien kurtosis
Xi = nilai variat ke i
X = nilai rata-rata variat
n = jumlah data
S = deviasi standar
89
Ck = 4
2
)06,0()310()210()110(000185642,010
xxxx
−−−
Ck = 2,84
d. Koefisien variasi ( Cv )
Koefisien variasi adalah nilai perbandingan antara deviasi standar dengan
nilai rata-rata hitung suatu distribusi. Perhitungannya menggunakan
Persamaan 2.10 sebagai berikut :
Cv = XS
dimana :
Cv = koefisien variasi
X = nilai rata-rata variat
Cv = 082697662,2
06.0
Cv = 0,03
3. Pemilihan Jenis Sebaran
Dalam statistik dikenal beberapa jenis distribusi, diantaranya yang banyak
digunakan dalam bidang hidrologi adalah sebagai berikut :
1. Distribusi Normal
2. Distribusi Gumbel Tipe I
3. Distribusi Log Pearson Tipe III
Tabel 4.7. Macam Distribusi dan Kriteria Pemilihannya
No. Jenis Distribusi Syarat Hitungan Keterangan
1 Distribusi Normal Cs ≈ 0 Cs = 0,48 -
2 Distribusi Log Normal
Cs = 3 Cv + Cv3
≈ 0,09 0,37 ≠ 0,09 -
3 Distribusi Gumbel Tipe I
Cs ≤ 1,1396 Ck ≤ 5,4002
0,48 ~ 1,139 2,69 ~ 5,4002 Dipilih
4 Distribusi Log Pearson Tipe III Cs < 0 Cs = 0,37 > 0 -
Berdasarkan kriteria-kriteria di atas, maka dipilih jenis Distribusi Gumbel Tipe I.
90
4. Metode Smirnov Kolmogorov
Metode Smirnov Kolmogorov dikenal dengan uji non parametrik karena
pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi. Ketentuan pengujiannya
adalah sebagai berikut :
Data diurutkan dari yang terbesar ke yang terkecil atau sebaliknya dan
ditentukan peluangnya dari masing-masing data tersebut P(X).
P(x) = )1( +n
m
dimana : P (X) = peluang dari X
m = nomor urut
n = jumlah data
Menentukan nilai variabel reduksi F(t) dengan persamaan sebagai berikut :
F(t) = S
XX r−
dimana : F(t) = variabel reduksi
X = curah hujan
Xr = harga rata-rata dari X
Menentukan peluang teoritis P’(X) dari nilai F(t) dengan tabel
Dari nilai peluang tersebut ditentukan selisih antara pengamatan dan peluang
teoritis Dmaks = Maks [ P(X) – P’(X) ].
Berdasarkan tabel nilai kritis Smirnov Kolmogorov ditentukan harga Do
sehingga Do Maks < Do untuk harga yang memenuhi.
Perhitungan uji Smirnov Kolmogorov adalah sebagai berikut :
∑ X = 1149
Xr = 114,9
S = 1
)(1
2
−
−∑n
XrXn
= 9
9,640 = 8,44
n = 10
α = 0,05 atau ( 5% )
∆ atau Do = 0,41
91
Hasil perhitungan Uji Smirnov Kolmogorov dapat dilihat pada Tabel 4.8 di
bawah ini :
Tabel 4.8. Hasil Perhitungan Uji Smirnov Kolmogorov
No X P(X) = m/(n+1) P (X<) f(t) = (X-Xr)/S P'(X) P'(X<) D
(1) (2) (3) (4)=1-(3) (5) (6) (7)=1-(6) (8)=(7)-(4)1 103 0,090909091 0,909091 -1,409952607 0,0735 0,9265 0,0174092 105 0,181818182 0,818182 -1,172985782 0,1056 0,8944 0,0762183 108 0,272727273 0,727273 -0,817535545 0,1977 0,8023 0,0750274 110 0,363636364 0,636364 -0,58056872 0,2578 0,7422 0,1058365 113 0,454545455 0,545455 -0,225118483 0,4013 0,5987 0,0532456 116 0,545454545 0,454545 0,130331754 0,5360 0,4640 0,0094557 120 0,636363636 0,363636 0,604265403 0,7422 0,2578 -0,105848 122 0,727272727 0,272727 0,841232227 0,8023 0,1977 -0,075039 125 0,818181818 0,181818 1,196682464 0,8944 0,1056 -0,0762210 127 0,909090909 0,090909 1,433649289 0,9265 0,0735 -0,01741
Contoh perhitungannya Uji Smirnov Kolmogorov untuk nomor 1 adalah
sebagai berikut :
Nomor = 1
X = 103
P(X) = 0,090909
F(t) = 44,8
)9,114103( − = -1,4099
P'(X) = berdasarkan F(t) dari tabel diperoleh 0,0735 dari tabel
P'(X<) = 1- 0,0735
D = 0,017409.
Dari hasil perhitungan tabel di atas diperoleh Dmaks Distribusi Gumbel Tipe I
= 0,106 < 0,41 maka Distribusi Gumbel Tipe I dapat diterima, sehingga untuk
selanjutnya digunakan Distribusi Gumbel Tipe I dalam perhitungan.
5. Plotting Data
Setelah pemilihan jenis sebaran dilakukan, maka dilakukan prosedur
selanjutnya antara lain sebagai berikut :
1. Penyusunan data curah hujan menurut besarnya
92
2. Memberikan tiap harga pengamatan suatu nomor urut
3. Penghitungan probabilitas untuk tiap harga pengamatan, karena koefisien
skewness (Cs) = 0,48 dan koefisien kurtosis (Ck) = 2,69 maka digunakan
Persamaan 2.11 yaitu Distribusi Gumbel Tipe I sebagai berikut :
P (X )x≤ = ey
e−
− )(
Y = a (X – Xo)
a = 1,283/S
Xo = X – 0,455S
dimana :
P (X )x≤ = fungsi densitas peluang Gumbel Tipe I
e = 2,71828
Y = faktor reduksi Gumbel
X = besar curah hujan pada periode tertentu
x = nilai curah hujan rata-rata
S = deviasi standar
Dari data diketahui :
S = 17,49
X = 122,07
Perhitungan :
a = 49,17
283,1 = 0,073
Xo = )49,17(455,007,122 x− = 114,11
Y = )11,114(073,0 −X
Maka pada tahun 1988 untuk nomor 10 dengan X = 150,30 mm
Y = 0,073 )11,11430,150( −
= 2,655
P = 2,71828 655,2)71828,2( −−
= 0,932
Nilai probabilitas curah hujan dapat dilihat pada Tabel 4.9 di bawah ini :
93
Tabel 4.9. Nilai Probabilitas Curah Hujan No. X X S e a Xo Y P 1 100.046 122,07 17,49 2,71828 0,073 114,112 -1,033 0,060 2 105.859 122,07 17,49 2,71828 0,073 114,112 -0,604 0,160 3 109.793 122,07 17,49 2,71828 0,073 114,112 -0,318 0,253 4 110.597 122,07 17,49 2,71828 0,073 114,112 -0,258 0,274 5 113.346 122,07 17,49 2,71828 0,073 114,112 -0,056 0,347 6 116.918 122,07 17,49 2,71828 0,073 114,112 0,206 0,443 7 131.609 122,07 17,49 2,71828 0,073 114,112 1,284 0,758 8 139.669 122,07 17,49 2,71828 0,073 114,112 1,876 0,858 9 142.603 122,07 17,49 2,71828 0,073 114,112 2,088 0,883 10 150.303 122,07 17,49 2,71828 0,073 114,112 2,655 0,932
4. Pengujian kecocokan sebaran
Pengujian kecocokan sebaran digunakan untuk menguji apakah sebaran
dari data yang ada memenuhi syarat untuk digunakan sebagai data
perencanaan. Dalam tugas akhir ini digunakan pengujian kecocokan sebaran
dengan Metode Uji Chi-Kuadrat seperti pada Persamaan 2.12 sebagi berikut :
Xh2 = ∑
=
−G
i i
ii
EEO
1
2)(
dimana :
Xh2 = parameter Chi-kuadrat
G = jumlah sub-kelompok
Oi = jumlah nilai pengamatan pada sub-kelompok ke I
Ei = jumlah nilai teoritis pada sub-kelompok ke I
Perhitungan :
G = n.ln.33,11+
= 1 + 1,33. ln10 = 4,06 diambil 5
dk = )1( +− RG
untuk Gumbel Tipe I besarnya R = 1
dk = )11(5 +− = 3
Ei = Gn
= 5
10 = 2
94
Oi = data yang diamati
X∆ = ( )1)( min
−−
GXX maks
= )15(
)04,10030,150(−− = 12,565
Xawal = ).2/1( min XX ∆−
= [ ])565,122/1(04,100 x− = 93,758
Hasil perhitungan uji Chi-Kuadrat dapat kita lihat pada Tabel 4.8 di
bawah ini :
Tabel 4.10. Perhitungan Uji Chi-Kuadrat Kemungkinan Ei Oi (Ei – Oi) (Ei – Oi)2/Ei
93,758 < X < 106,323 106,323 < X < 118,888 118,888 < X < 131,453 131,453 < X < 144,018 X > 144,018
2 2 2 2 2
2 4 0 3 1
0 -2 2 -1 1
0 2 2
0,5 0,5
Jumlah 5
Dari Tabel 4.8 diperoleh nilai Chi-Kuadrat ( 2hλ ) = 5 untuk dk = 3, dengan
nilai Chi-Kuadrat ( 2hλ ) = 5, dari tabel Chi-Kuadrat didapat derajad kebebasan
(α ) = 0,5991 atau sekitar 59 %, karena derajad kebebasan lebih besar dari 5 %
maka distribusi Gumbel I dapat diterima.
Mencari curah hujan dengan periode ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 20
tahun, 50 tahun dan 100 tahun. Dari distribusi Gumbel Tipe I didapat :
a = 0,073
Xo = 114.112
Y = a (X – Xo)
Y = )11,114(073,0 −X
X = 073,0
330,8+Y
95
Berdasarkan tabel nilai variabel reduksi Gumbel ( dalam Soewarno, 1995 )
didapat variabel reduksi Gumbel sebagai berikut :
untuk periode ulang 2 tahun Y = 0,366
untuk periode ulang 5 tahun Y = 1,510
untuk periode ulang 10 tahun Y = 2,250
untuk periode ulang 20 tahun Y = 2,970
untuk periode ulang 50 tahun Y = 3,900
untuk periode ulang 100 tahun Y = 4,600
X2 = 073,0
330,8366,0 + = 119,13 mm
X5 = 073,0
330,8510,1 + = 134,79 mm
X10 = 073,0
330,8250,2 + = 144,94 mm
X20 = 073,0
330,8970,2 + = 154,80 mm
X50 = 073,0
330,8900,3 + = 167,54 mm
X100 = 073,0
330,8600,4 + = 177,12 mm
4.1.5.2.4. Perhitungan Debit Banjir Rencana
Analisa debit banjir rencana dihitung dengan menggunakan rumus-rumus
sebagai berikut :
1. Metode Rasional
Perhitungan Metode Rasional menggunakan Persamaan 2.13 adalah sebagai
berikut :
Q = Arf ..6,3
1
dimana :
Q = debit banjir rencana ( m3/det )
f = koefisien pengaliran
96
r = intensitas hujan selama t jam ( mm/jam )
r = 3/2
24 2424
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
TR
R24 = curah hujan harian ( mm )
T = wl
T = waktu konsentrasi ( jam )
W = 20 l
H 6,0
( m/det )
w = 72 l
H 6,0
( km/jam )
w = waktu kecepatan perambatan ( m/det atau km/jam )
l = jarak dari ujung daerah hulu sampai titik yang ditinjau ( km )
A = luas DAS ( km2 )
H = beda tinggi ujung hulu dengan tinggi titik yang ditinjau ( m )
dimana untuk menentukan besarnya koefisien pengaliran (f) digunakan
Tabel 2.2.
Dari perhitungan diperoleh hasil sebagai berikut :
R24 untuk periode ulang 2 tahun = 119,13 mm
R24 untuk periode ulang 5 tahun = 134,79 mm
R24 untuk periode ulang 10 tahun = 144,94 mm
R24 untuk periode ulang 20 tahun = 154,80 mm
R24 untuk periode ulang 50 tahun = 167,54 mm
R24 untuk periode ulang 100 tahun = 177,12 mm
A = 8,6875 km2
l = 7,75 km
f = 0,75 (untuk daerah perbukitan )
H = 1135 m
Hasil perhitungan debit banjir rencana dengan metode rasional dapat kita
lihat pada Tabel 4.11 sebagai berikut :
97
Tabel 4.11. Perhitungan Debit Banjir Rasional T
(tahun) A
(km2) R
(mm) L
(km)H
(km) f w (km/jam)
T (jam)
r (mm/jam)
Q (m3/det)
2 8,6875 119,13 7,75 1,135 0,75 10,02 0,7732 49,03 88,73 5 8,6875 134,79 7,75 1,135 0,75 10,02 0,7732 55,47 100,40 10 8,6875 144,94 7,75 1,135 0,75 10,02 0,7732 59,65 107,96 20 8,6875 154,80 7,75 1,135 0,75 10,02 0,7732 63,71 115,30 50 8,6875 167,54 7,75 1,135 0,75 10,02 0,7732 68,95 124,79 100 8,6875 177,12 7,75 1,135 0,75 10,02 0,7732 72,89 131,92
Berkut ini contoh perhitungan untuk Tabel 4.11 pada periode ulang 2 tahun
adalah sebagai berikut :
Dari data diperoleh :
A = 8,6875 km2
L = 7,75 km
f = 0,75 ( untuk daerah perbukitan )
H = 1135 m
R24 untuk periode ulang 2 tahun = 119,13 mm
Perhitungan waktu kecepatan perambatan ( w ) dapat ditentukan dengan
persamaan sebagai berikut :
w = 72 l
H 6,0
( km/jam )
= 72 75,7
135,1 6,0
= 10,02 km/jam
Perhitungan waktu konsentrasi ( T ) dapat ditentukan dengan persamaan
sebagai berikut :
T = wl
= 02,1075,7 = 0,7732 jam
98
Perhitungan intensitas hujan ( r ) dapat ditentukan dengan persamaan
sebagai berikut :
r = 3/2
24 2424
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
TR
= 3/2
7732,024
2413,119
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ = 49,03 mm/jam
Maka perhitungan debit banjir rencana ( Q ) dapat ditentukan dengan
persamaan sebagai berikut :
Q = Arf ..6,3
1
= 6875,803,4975,06,3
1 xxx = 88,73 m3/det
2. Metode Weduwen
Perhitungan debit banjir rencana dengan Metode Weduwen digunakan
Persamaan 2.14 sebagai berikut :
Qt = Aqn...βα
dimana :
α = )7(
1,41+
−qβ
β = )120(
))9/()1((120A
Att+
+++
qn = ( )45,165,67
240 +tRn
t = 25,0125,0 ...25,0 −− IQL
dimana :
Qt = debit banjir rencana ( m3/det )
Rn = curah hujan maksimum ( mm )
α = koefisien limpasan
β = koefisien pengurangan daerah untuk curah hujan DAS
qn = debit per satuan luas ( m3/det km2 )
99
A = luas daerah pengaliran ( km2 ) sampai 100 km2
t = lamanya curah hujun ( jam )
L = panjang sungai ( km )
I = gradien sungai atau medan yaitu kemiringan rata-rata sungai ( 10 %
bagian hulu dari panjang sungai tidak dihitung. Beda tinggi dan panjang
diambil dari suatu titik 0,1 L dari batas hulu DAS ).
Hasil perhitungan debit banjir rencana dengan Metode Weduwen dapat
kita lihat pada Tabel 4.12.
Tabel 4.12. Perhitungan Debit Banjir Metode Weduwen
T (tahun)
A (km2)
L (km) I Rt
(mm) t
(jam)β qn
(m3/det.km2) α Q
(m3/det)
2 8,6875 7,75 0,06 119,13 2,23 0,95 9,11 0,74 55,66 5 8,6875 7,75 0,06 134,79 2,20 0,95 10,41 0,76 65,19 10 8,6875 7,75 0,06 144,94 2,18 0,95 11,25 0,77 71,50 20 8,6875 7,75 0,06 154,80 2,16 0,95 12,09 0,78 77,72 50 8,6875 7,75 0,06 167,54 2,14 0,95 13,15 0,79 85,86 100 8,6875 7,75 0,06 177,12 2,13 0,95 13,96 0,80 92,06
Berikut ini contoh perhitungan untuk Tabel 4.10 pada periode ulang 2 tahun
adalah sebagai berikut :
Dari data diperoleh :
A = 8,6875 km2
L = 7,75 km
I = 0,06
Rt = 119,13
Debit ( Q ) yang digunakan untuk meghitung lamanya curah hujan ( t )
menggunakan debit perkiraan yaitu debit dari hasil perhitungan Metode
Rasional.
Q pada periode ulang 2 tahun = 88,73 m3/det
Perhitungan lamanya curah hujan ( t ) dapat ditentukan dengan persamaan
sebagai berikut :
t = 25,0125,0 ...25,0 −− IQL
100
= 25,0125,0 06.073,8875,725,0 −− xxx = 2,23 jam
Perhitungan debit banjir ( qn ) dapat ditentukan dengan persamaan sebagai
berikut :
qn = ( )45,165,67
240 +tRn
= ( )45,123,265,67
24013,119
+ = 9,11 (m3/det.km2)
Perhitungan koefisien pengurangan daerah ( β ) dapat ditentukan dengan
persamaan sebagai berikut :
β = )120(
))9/()1((120A
Att+
+++
= )6875,8120(
6875,8))923,2/()123.2((120+
+++ = 0,95
Perhitungan koefisien limpasan hujan (α ) dapat ditentukan dengan
persamaan sebagai berikut :
α = )7(
1,41+
−qβ
= 7)11,995,0(
1,41+
−x
= 0,74
Maka perhitungan debit banjir rencana ( Q ) dapat ditentukan dengan
persamaan sebagai berikut :
Qt = Aqn...βα
= 6875,8.11,9.95,0.738,0 = 55,66 m3/det
3. Metode Haspers
Perhitungan debit banjir rencana dengan Metode Haspers digunakan
Persamaan 2.15 sebagai berikut :
Q = xqxAkxβ (m3/det)
dimana :
Q = debit banjir periode ulang tertentu
k = koefisien run off
101
β = koefisien reduksi
q = intensitas hujan yang diperhitungkan (m3/det/km2)
A = luas DAS (km2).
Perhitungan waktu pengaliran dapat dihitung dengan persamaan sebagai
berikut :
t = 3,08,01,0 −xIxL
dimana :
L = panjang sungai = 7,75 km
I = kemiringan sungai = 0,06
Sehingga waktu pengaliran dapat ditentukan sebagai berikut :
t = 3,08,0 06,075,71,0 −xx = 1,2 jam
Perhitungan koefisien reduksi ( )β , dapat ditentukan dengan persamaan
sebagai berikut :
=β1
12)1(107,31
75,0
2
4,0 Axt
xt t
++
+−
= =+
++
−
126875,8
)12,1(107,32,11
75,0
2
2,14,0
xx x
1,4191
β = 0,7047
Perhitungan koefisien run off (k), dapat ditentukan dengan persamaan
sebagai berikut :
k = 7,0
7,0
075,01012,01
xAxA
++ = 7,0
7,0
6875,8075,016875,8012,01
xx
++ = 0,7866
Perhitungan distribusi hujan (r), dapat ditentukan dengan persamaan
sebagai berikut :
r = )1( +t
txRt
Maka contoh perhitungan distribusi hujan untuk periode ulang 50 tahun
adalah sebagai berikut :
r = )12,1(54,1672,1
+x = 91,39 mm/hari.
102
Dengan cara yang sama akan didapatkan besarnya distribusi hujan pada
periode ulang tertentu. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.13.
Tabel 4.13. Perhitungan Distribusi Hujan Periode Ulang
(tahun) Rt
(mm/hari) Distribusi Hujan
(mm/hari) 2 119,13 64,98 5 134,79 73,52 10 144,94 79,06 20 154,80 84,44 50 167,54 91,39 100 177,12 96,61
Perhitungan intensitas hujan ( q ), dapat kita tentukan dengan persamaan
sebagai berikut :
q = )6,3( xt
r
Maka contoh perhitungan intensitas hujan untuk periode ulang 50 tahun
adalah sebagai berikut :
q50 = )2,16,3(
39,91x
= 21,15 m3/det/km2
Dengan cara yang sama akan didapat besarnya intensitas curah hujan pada
periode ulang tertentu. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.14.
Tabel 4.14. Perhitungan Intensitas Hujan
Periode Ulang (tahun)
Rt (mm/hari)
Intensitas Hujan (m3/det/km2)
2 64,98 15,04 5 73,52 17,02 10 79,06 18,30 20 84,45 19,55 50 91,39 21,15 100 96,61 22,36
Perhitungan Debit banjir Rencana (Q), dapat ditentukan antara lain sebagai
berikut :
Q50 = xqxAkxβ
103
= 0,7866 x 0,7047x 21,15 x 8.6875
= 101,87 m3/det
Dengan cara yang sama akan didapat besarnya debit banjir rencana pada
periode ulang tertentu. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.15.
Tabel 4.15. Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Haspers
Periode Ulang (tahun) Q (m3/det) 2 72,44 5 81,96 10 88,13 20 94,12 50 101,87 100 107,70
Hasil perhitungan debit banjir Metode Rasional, Weduwen dan Haspers
dirangkum dalam Tabel 4.16.
Tabel 4.16. Rangkuman Debit Banjir Rencana
T (tahun)
Rt (mm)
Q (m3/det) Metode Rasional
Metode Weduwen
Metode Haspers
2 119,13 88,73 55,66 72,44 5 134,79 100,40 65,19 81,96 10 144,94 107,96 71,50 88,13 20 154,80 115,30 77,72 94,12 50 167,54 124,79 85,86 101,87 100 177,12 131,92 92,06 107,70
Dari hasil perhitungan debit di atas dapat diketahui bahwa terjadi
perbedaan hasil perhitungan antara Metode Rasional, Metode Weduwen dan
Metode Haspers. Oleh karena itu berdasarkan pertimbangan dari segi keamanan
dan ketidakpastian besarnya debit banjir yang pernah terjadi pada daerah tersebut
maka ditetapkan bahwa debit banjir rencana yang digunakan adalah debit banjir
dengan periode ulang 50 tahun yang diambil dari perhitungan menggunakan
metode Rasional yaitu sebesar 124,79 m3/det.
104
4.1.5.2.5. Skala Perencanaan
Pertimbangan yang harus diperhatikan selain dari periode ulang dalam
perencanaan suatu konstruksi adalah pendekatan terhadap masalah desain struktur
berdasarkan pertimbangan mengenai kemungkinan kerusakan yang terjadi bila
terjadi kegagalan struktur. Oleh karena itu perlu kesadaran atas resiko
ditemukannya kondisi-kondisi tertentu selama kurun waktu tertentu yang dapat
berakibat terhadap pengaru lingkungan, ekonomi, sosial dan lain sebagainya.
Kemungkinan sulit untuk melakukan penilaian terhadap faktor-faktor
tersebut, tetapi pertimbangan atas serangkaian langkah setidaknya dapat
memberikan suatu cara yang logis tentang berbagai pilihan bagi perencana antara
lain sebagai berikut :
1. Identifikasi kejadian atau serangkaian kejadian yang dapat menuju kegagalan,
dan penentuan kemungkinan yang terjadi.
2. Perkiraan pengaruh konstruksi terhadap segi ekonomi, sosial, politik dan
lingkungan.
Pertimbangan dari segi biaya berkaitan erat dengan sifat bangunan
tersebut, dengan kondisi biaya yang ada maka bangunan dapat direncanakan
bersifat permanen maupun semi permanen tergantung kondisi dana dan
kebutuhan. Untuk bangunan permanen diperlukan dana yang cukup besar, tetapi
dari segi kebutuhan dana yang cukup besar tersebut akan bersifat lebih murah
apabila dibandingkan dengan kerugian yang akan terjadi akibat bencana banjir
lahar.
Apabila dilihat dari segi sosial, pada daerah yang memiliki kepadatan yang
cukup besar, sebaiknya bangunan direncanakan permanen dengan periode ulang
yang cukup lama agar tidak terlalu mengganggu kehidupan sosial masyarakat.
Perencanaan bangunan secara permanen juga menguntungkan bagi lingkungan
karena bersifat tahan lama sehingga perbaikan kondisi lingkungan yaitu
kemiringan dasar sungai akan menekan terhadap tingkat kerusakan yang
diakibatkan oleh aliran debris. Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tersebut
di atas maka perencanaan bangunan pengendali sedimen ( sabo dam ) dan
105
bendung Kali Putih direncanakan dengan debit banjir rencana dengan periode
ulang 50 tahun serta bangunan bersifat permanen.
4.1.5.2.6. Perencanaan Debit Banjir Rencana Untuk Sabo Dam
Untuk perencanaan bangunan sabo dam, debit banjir yang digunakan
adalah gabungan antara massa air dan massa sedimen. Perhitungan debit banjirnya
menggunakan Persamaaan 2.16 sebagai berikut :
Qd = α . Qp
dimana :
Qd = debit banjir rencana ( m3/det )
Qp = debit banjir puncak ( m3/det ) = 124,79 m3/det
α = konsentrasi kandungan sedimen
α = dCC
C−**
C* = 0,6 ( untuk aliran debris )
Cd = [ ] )tan(tan1)/(tan
θφρρθ
−−ws
wρ = berat volume air ( gr/cm3 ) = 1,00 gr/cm3
sρ = berat volume sedimen (gr/cm3 ) = 1,91 gr/cm3
tanθ = kemiringan dasar sungai = 0,04
tanφ = koefisien gesekan dalam sedimen. = 34o
Perhitungannya adalah sebagai berikut :
Cd = [ ] )04,034(tan1)1/91,1(04,0
−− = 0,069
α = 069,06,0
6,0−
= 1,129
Qd = 1,129 x 124,79 = 140,89 m3/det
Untuk bangunan penahan sedimen, debit banjir yang dimaksud adalah debit
banjir yang terjadi akibat gabungan massa air dan massa sedimen yang terbawa
oleh air tersebut.
106
4.1.6. SEDIMEN SUNGAI
4.1.6.1. Data Sedimen Sungai
Dari data yang ada didapat jumlah sedimen yang masuk ke alur Kali Putih
dimana debit rencana digunakan untuk periode ulang dua kali dalam 25 tahun
adalah sebesar 6.060.000 m3/tahun, dan bangunan yang telah ada mampu
menampung adalah 3.630.000 m3/ tahun, dan volume sedimen yang diijinkan
melewati alur sungai Kali Putih adalah 260 m3/ tahun.
4.1.6.2. Analisis Data Sedimen Sungai
Dari data sedimen di atas maka dapat diketahui besarnya sedimen yang
masih perlu penanggulangan yaitu sebesar 2.170.000 m3/tahun.
4.2. ANALISA DATA BENDUNG
Dalam analisa bendung, ada beberapa analisa data yang sama dengan yang
digunakan dalam sabo dam antara lain data topografi, data geometri sungai, data
geologi sungai, data mekanika tanah dan data sedimen sungai. Sedangkan untuk
analisa hidrologi bendung berbeda dengan analisa hidrologi sabo dam.
4.2.1. Data Pengairan
Dalam perencanaan bangunan bendung digunakan data kebutuhan air
untuk areal persawahan. Berdasarkan data dari Dinas Pengairan setempat, didapat
kebutuhan air untuk persawahan sebesar 1,42 l/det.Ha dengan areal yang dialiri
sebesar 240 Ha untuk persawahan di sebelah kiri dan 165 Ha di sebelah kanan.
4.2.2. Analisa Data Pengaliran
Kebutuhan air di sawah haruslah tercukupi dengan baik karena ini
merupakan faktor penting dalam pertumbuhan tanaman. Adapun besarnya
kebutuhan air di sawah dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Q = e
NFRxA
dimana :
Q = debit rencana (m3/det)
NFR = kebutuhan bersih air di sawah (l/det.Ha)
107
A = luas daerah yang diairi (Ha)
= 240 Ha di sebelah kiri
= 165 Ha di sebelah kanan
e = efisiensi irigasi = 0,75 (untuk irigasi yang diambil dari waduk atau
bendung yang dikelola dengan baik)
untuk sebelah kiri sungai
Q = 75,024042,1 x = 454,40 l/det = 0,45 m3/det
untuk sebelah kanan sungai :
Q = 75,016542.1 x = 312,40 l/det = 0,31 m3/det
4.2.3. Analisis Debit Andalan
Ketersediaan air yang dimaksudkan disini adalah ketersediaan air di
sungai, yaitu jumlah air yang diperkirakan terus menerus yang ada dalam sungai
dengan jumlah tertentu dalam periode tertentu. Analisis ini dilakukan dengan
menggunakan pengukuran curah hujan dari Stasiun Mranggen, Plawangan dan
Babadan dengan keandalannya 80 %. Adapun tahapan-tahapan yang dilakukan
adalah :
1. Menghitung curah hujan rata-rata dari ketiga stasiun lalu dijumlahkan
pertahunnya mulai dari tahun 1988-1997 secara lengkap.
2. Mengurutkan jumlah intensitas curah hujan rata-rata stasiun dari kecil ke
besar ( disajikan pada Tabel 4.17 ) dan dihitung Rh 20 % kering dengan
rumus sebagai berikut :
Rh (20 %) = 15+
N
dimana :
N : jumlah data.
108
Persamaan ini bertujuan untuk mendapatkan tahun-tahun ”ke berapa”
untuk dianalisis debit andalannya.
3. Analisis debit andalan dapat dihitung berdasarkan Metode DR. F.J. Mock
yang disajikan didalam Tabel 4.19 dengan tujuan untuk mengetahui debit
yang mampu disediakan oleh sungai.
Adapun urutan perhitungan curah hujan (Rh 20%) kering rata-rata dari 3
stasiun yaitu Stasiun Plawangan, Stasiun Babadan dan Stasiun Mranggen dari
kecil ke besar dapat dilihat pada Tabel 4.17.
Berdasarkan Tabel 4.17, kemudian digunakan untuk mengetahui data
curah hujan yang dipakai dalam analisis debit andalan dan perhitungannya adalah
sebagai berikut :
Rh (20 %) = 15+
N = 15
10+ = 3
jadi data yang dipakai adalah data urutan ke 3 yang berkorelasi
tahun 1993
Sebelum analisis debit andalan maka terlebih dahulu menentukan
besarnya evapotranspirasi tanaman (Eto) dengan Metode Penman yang hasil
analisisnya disajikan pada Tabel 4.18.
Sedangkan untuk perhitungan debit andalan 20 % kering dapat dilihat
pada Tabel 4.19 pada urutan no. 24 dengan periode bulanan dan debit andalan
minimum 0,006 m3/dt terjadi pada bulan Agustus yang bisa dikategorikan dalam
bulan kering. Sedangkan debit maksimum 0,063 m3/dt pada bulan Desember yang
biasanya merupakan bulan basah sesuai dengan iklim di Indonesia yaitu iklim
tropis.
Tabel perhitungan analisis debit rencana secara lengkap dapat dilihat pada
Tabel 4.17 sampai dengan Tabel 4.25 sebagai berikut :
109
Tabel 4.17 dst TA BAB 4 fix.doc
109
Tabel 4.17. Perhitungan Curah Hujan (R 20%) Kering Dari Rata-rata 3 Stasiun Stasiun : Mranggen, Plawangan dan Babadan
Tahun Bulan Jumlah Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember
1997 256.667 549.667 155 228.667 86.333 7.333 1 0.333 1 17 203.667 580.333 2087.001 1994 437.533 257.5 554.167 245 72.5 9.833 16.667 0 0 57 326.667 330.667 2307.534 1993 407.33 420.167 409.333 297.533 163 131.5 1.5 15.1667 18 46.167 454.167 586.5 2950.363 1991 425.33 432.67 323.33 557.33 62.667 0.667 6.333 0 7.333 90.333 526.67 521 2953.663 1990 476.17 460.83 296.83 300.83 151.33 118 72 91.5 41.5 158.5 181.5 634.83 2983.820 1996 402.667 382.667 374 374 37 19 26 119.667 6.667 318.333 534 439.667 3033.668 1988 600.33 543.67 434.67 278.17 201.33 11.5 39.333 32 23 350.67 428.33 295.33 3238.333 1995 567.5 554.433 491.5 213.167 114.833 284.5 75.167 2.1667 11.333 239.5 517 219 3290.100 1989 492.17 563.33 433.17 243.33 291 181.33 189.17 70.667 51.833 167.17 347.5 427.17 3457.840 1992 584.8 496.5 304.67 454.17 198.87 50.833 76.667 297.5 252.17 385.33 676.7 865.2 4643.410
110
Tabel 4.18. Perhitungan Evapotranspirasi Dengan Penman Modifikasi
No Dasar Unit Bulan
Keterangan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember
1 Suhu udara oC 25.35 25.775 25.75 25.95 26.15 25.6 25.1 24.85 25.95 26.8 26.15 25.5 Data
2 Kelembaban Relatif % 83.5 82 81.5 84 79.5 78 75 75 70.5 69.5 78 84 Data
3 Kecepatan Angin m/det 0.8889 0.7222 0.7639 0.6528 0.8611 0.9028 0.9861 1.1944 1.6250 1.4167 1.1111 0.6389 Data
4 Penyinaran Matahari 12 Jam % 22.5 40.5 66 43 54 54.5 57.5 54.5 51.5 55.5 40.5 32.5 Data
5 Lintang Selatan 7.07 7.07 7.07 7.07 7.07 7.07 7.07 7.07 7.07 7.07 7.07 7.07 Data
Perhitungan Penman
6 Tabel Penman 1 dan (1) 9.01 9.06 9.06 9.08 9.10 9.03 8.97 8.95 9.08 9.18 9.10 9.02 Tabel
7 Tabel Penman 2 dan (1) 2.49 2.54 2.54 2.56 2.59 2.51 2.45 2.42 2.56 2.67 2.59 2.50 Tabel
8 Tabel Penman 3 dan (1) mmHg 24.35 24.94 24.94 25.31 25.6 24.64 23.9 23.6 25.31 26.46 25.6 24.49 Tabel
9 Tabel Penman 4 dan (1) 1.94 1.97 1.97 1.98 2.00 1.95 1.92 1.90 1.98 2.04 2.00 1.95 Tabel
10 (2)*(8) mmHg 20.332 20.451 20.326 21.260 20.352 19.219 17.925 17.700 17.844 18.390 19.968 20.572 Rumus
11 Tabel Penman 5 dan (10) 0.123 0.122 0.123 0.114 0.122 0.132 0.145 0.146 0.146 0.140 0.126 0.121 Tabel
12 (8)-(10) mmHg 4.0178 4.489 4.614 4.050 5.248 5.421 5.975 5.900 7.467 8.070 5.632 3.918 Rumus
13 Tabel Penman 6 dan (3) 0.169 0.151 0.16 0.151 0.169 0.169 0.178 0.197 0.234 0.215 0.187 0.151 Tabel
14 (12)*(13) 0.679 0.678 0.738 0.612 0.887 0.916 1.064 1.162 1.747 1.735 1.053 0.592 Rumus
15 Tabel Penman 7 dan (5) 9.12 9.16 8.9 8.32 7.64 7.25 7.37 7.95 8.59 8.99 9.08 9.06 Tabel
16 Tabel Penman 8 dan (4) 0.30 0.37 0.45 0.37 0.41 0.41 0.45 0.41 0.41 0.41 0.37 0.34 Tabel
17 (15)*(16) 2.736 3.389 4.005 3.078 3.132 2.973 3.317 3.259 3.522 3.686 3.360 3.080 Rumus
18 8*{1-(4)} 6.20 4.76 2.72 4.56 3.68 3.64 3.40 3.64 3.88 3.56 4.76 5.40 Rumus
19 1 - {(18)/10} 0.380 0.524 0.728 0.544 0.632 0.636 0.66 0.636 0.612 0.644 0.524 0.460 Rumus
20 (6)*(11)*(19) 0.421 0.579 0.811 0.563 0.702 0.758 0.858 0.831 0.811 0.828 0.601 0.502 Rumus
21 (17)-(20) 2.315 2.810 3.194 2.515 2.431 2.214 2.458 2.428 2.711 2.858 2.759 2.578 Rumus
22 (7)*(21) 5.764 7.137 8.112 6.439 6.296 5.558 6.022 5.877 6.939 7.632 7.145 6.446 Rumus
23 (14)+(22) 6.443 7.815 8.850 7.051 7.183 6.474 7.086 7.039 8.686 9.367 8.198 7.038 Rumus
24 (23)/(9) mm/hr 3.321 3.967 4.493 3.561 3.591 3.320 3.691 3.705 4.387 4.592 4.099 3.609 Rumus
Evapotranspirasi (Eto) mm/bln 102.956 111.080 139.269 106.828 111.330 99.605 114.410 114.850 131.610 142.335 122.980 111.879 Rumus
111
Tabel 4.19. Perhitungan Debit Andalan Rh 20 % Kering
No
Uraian
Bulan
Unit Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember
1 Curah Hujan (Rh 20 %) P 407.333 420.167 409.333 297.533 163 131.5 1.5 15.1667 18 46.667 454.167 586.5
2 Hari Hujan (n) n 19 19 23 16 7 10 2 4 6 11 21 24
Evapotranspirasi
3 Evapotranspirasi Eto 102.956 111.080 139.269 106.828 111.33 99.605 114.407 114.850 131.610 142.335 122.976 111.879
4 Exposed Surface % 30 30 30 30 40 50 60 70 70 50 40 30
5 (m/20)*(18-n) % -0.015 -0.015 -0.075 0.03 0.22 0.2 0.48 0.49 0.42 0.175 -0.06 -0.09
6 dE = (m/20)*(18-n)*Eto (3)*(5) -1.544 -1.666 -10.450 3.205 24.493 19.921 54.915 56.276 55.276 24.909 -7.379 -10.069
7 Et = Eto - dE (3)-(6) 104.500 112.747 149.714 103.623 86.837 79.684 59.491 58.573 76.334 117.427 130.355 121.948
Keseimbangan Air
8 Run off Storm (Rs) = P - Eto (1)-(7) 302.833 307.420 259.619 193.910 76.163 51.816 57.991 43.406 58.334 70.760 323.812 464.552
9 Run off Storm 5% Rs 5%*(8) 15.142 15.371 12.981 9.695 3.808 2.591 2.900 2.170 2.917 3.538 16.191 23.228
10 Soil Storage (8)-(9) 287.691 292.049 246.638 184.214 72.355 49.226 55.092 41.236 55.417 67.222 307.621 441.324
11 Soil Moisture (SMC = 150) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
12 Water Surplus (8)-(10) 15.142 15.371 12.981 9.695 3.808 2.591 2.900 2.170 2.917 3.538 16.191 23.228
Aliran dan Penyimpanan Air Tanah
13 Initial Storage 50% SMC 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75
14 Infiltration = i * Ws ; I = 0,2 (12)*0,2 3.028 3.074 2.596 1.939 0.762 0.518 0.580 0.434 0.583 0.708 3.238 4.646
15 0,5 x ( 1 + k ) x Infiltration 0.5*(1+k)*(14) 2.877 2.921 2.466 1.842 0.724 0.492 0.551 0.412 0.554 0.672 3.076 4.413
16 k x V(n-1) k*(15) 2.589 2.628 2.220 1.658 0.651 0.443 0.496 0.371 0.499 0.605 2.769 3.972
17 Storage Volume (Vn) (15)+(16) 5.466 5.549 4.686 3.500 1.375 0.935 1.047 0.783 1.053 1.277 5.845 8.385
18 dVn = Vn - V(n-1) (17)-{(16)/0.9} 2.589 2.628 2.220 1.658 0.651 0.443 0.496 0.371 0.499 0.605 2.769 3.972
19 Base Flow (14)-(18) 0.439 0.446 0.376 0.281 0.110 0.075 0.084 0.063 0.085 0.103 0.470 0.674
20 Direct Run Off (12)-(14) 12.113 12.297 10.385 7.756 3.047 2.073 2.320 1.736 2.333 2.830 12.952 18.582
21 Run Off (19)+(20) 12.552 12.743 10.761 8.038 3.157 2.148 2.404 1.799 2.418 2.933 13.422 19.256
22 Catchment Area m2 8687500 8687500 8687500 8687500 8687500 8687500 8687500 8687500 8687500 8687500 8687500 8687500
23 Debit (mm/bln) (21)*(22) 109049213.5 110701118.4 93488041.29 69826348.14 27425987.48 18658921.79 20882520.81 15630438.34 21005768.2 25480490 116603685.4 167283712.6
24 Debit (m3/det) 0.041 0.046 0.035 0.027 0.010 0.007 0.007 0.006 0.008 0.010 0.045 0.062
112
Tabel 4.20. Perhitungan Curah Hujan Efektif Terkoreksi (Re) Dari Rata-rata 3 Stasiun Stasiun : Mranggen, Plawangan dan Babadan
Tahun
Bulan
Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember 1988 600.33 543.67 434.67 278.17 201.33 11.5 39.33 32 23 350.7 428.3 295.3
1989 492.17 563.33 433.17 243.33 291 181.33 189.2 70.67 51.83 167.2 347.5 427.2
1990 476.17 460.83 296.83 300.83 151.33 118 72 91.5 41.5 158.5 181.5 634.8
1991 425.33 432.67 323.33 557.33 62.667 0.667 6.333 0 7.333 90.33 526.7 521
1992 584.8 496.5 304.67 454.17 198.87 50.833 76.67 297.5 252.2 385.3 676.7 865.2
1993 407.33 420.167 409.333 297.533 163 131.5 1.5 15.17 18 46.17 454.2 586.5
1994 437.533 257.5 554.167 245 72.5 9.833 16.67 0 0 57 326.7 330.7
1995 567.5 554.433 491.5 213.167 114.833 284.5 75.17 2.167 11.33 239.5 517 219
1996 402.667 382.667 374 374 37 19 26 119.7 6.667 318.3 534 439.7
1997 256.667 549.667 155 228.667 86.333 7.33333 1 0.333 1 17 203.7 580.3
Rata-rata 465.050 466.143 377.667 319.220 137.886 81.450 50.38 62.9 41.28 183 419.6 490
SD 147.062 147.406 119.429 100.946 43.605 25.757 15.93 19.89 13.05 57.87 132.7 154.9
Re Bulanan 341.224 342.028 277.108 234.223 101.171 59.762 36.97 46.15 30.29 134.3 307.9 359.5
Re Harian 11.007 12.215 8.939 7.807 3.264 1.992 1.193 1.489 1.010 4.331 10.260 11.600
113
Tabel 4.21. Perhitungan Kebutuhan Air untuk Padi Uraian
Satuan
Bulan
Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Eto mm/hr 3.231 3.967 4.493 3.561 3.591 3.32 3.691 3.705 4.387 4.592 4.099 3.609 Eo = 1.1*Eto mm/hr 3.5541 4.364 4.942 3.917 3.95 3.652 4.06 4.076 4.826 5.051 4.509 3.97 Perkolasi (P) mm/hr 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Eo+P mm/hr 5.5541 6.364 6.942 5.917 5.95 5.652 6.06 6.076 6.826 7.051 6.509 5.97 R20% kering (Rh) mm/bln 407.33 420.2 409.3 297.5 163 131.5 1.5 15.17 18 46.67 454.2 586.5 mm/hr 13.14 15.01 13.2 9.918 5.258 4.383 0.048 0.489 0.6 1.505 15.14 18.92 Faktor Tanaman (kc) Etc = kc*Eto 1.2 Et1 mm/hr 3.8772 4.76 5.392 4.273 4.309 3.984 4.429 4.446 5.264 5.51 4.919 4.331 1.27 Et2 mm/hr 4.1034 5.038 5.706 4.522 4.561 4.216 4.688 4.705 5.571 5.832 5.206 4.583 1.33 Et3 mm/hr 4.2972 5.276 5.976 4.736 4.776 4.416 4.909 4.928 5.835 6.107 5.452 4.8 1.3 Et4 mm/hr 4.2003 5.157 5.841 4.629 4.668 4.316 4.798 4.817 5.703 5.97 5.329 4.692 1.3 Et5 mm/hr 4.2003 5.157 5.841 4.629 4.668 4.316 4.798 4.817 5.703 5.97 5.329 4.692 0 Et6 mm/hr 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Faktor hujan (kh) ( Golongan II ) Re = kh*Rh 0.18 Re1 mm/hr 2.3652 2.701 2.377 1.785 0.946 0.789 0.009 0.088 0.108 0.271 2.725 3.405 0.53 Re2 mm/hr 6.9641 7.953 6.998 5.256 2.787 2.323 0.026 0.259 0.318 0.798 8.024 10.03 0.55 Re3 mm/hr 7.2269 8.253 7.262 5.455 2.892 2.411 0.027 0.269 0.33 0.828 8.326 10.41 0.4 Re4 mm/hr 5.2559 6.002 5.282 3.967 2.103 1.753 0.019 0.196 0.24 0.602 6.056 7.568 0.4 Re5 mm/hr 5.2559 6.002 5.282 3.967 2.103 1.753 0.019 0.196 0.24 0.602 6.056 7.568 0.4 Re6 mm/hr 5.2559 6.002 5.282 3.967 2.103 1.753 0.019 0.196 0.24 0.602 6.056 7.568 0.4 Re7 mm/hr 5.2559 6.002 5.282 3.967 2.103 1.753 0.019 0.196 0.24 0.602 6.056 7.568 0.2 Re8 mm/hr 2.628 3.001 2.641 1.984 1.052 0.877 0.01 0.098 0.120 0.301 3.028 3.784
114
Uraian
Satuan
Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember
Penyiapan Lahan 250 mm selama 30 hari
Dua minggu periode pertama
LP mm/hr 11.7 11.85 11.4 11.42 11.43 11.24 11.1 11.7 11.87 11.44 11.13 11.22
LP-Re1 A mm/hr 6.444 5.848 6.118 7.453 9.327 9.487 11.08 11.5 11.63 10.84 5.074 3.652
A*0.116 B l/det/ha 0.748 0.678 0.71 0.865 1.082 1.1 1.285 1.334 1.349 1.257 0.589 0.424
B*1.250 C l/det/ha 0.934 0.848 0.887 1.081 1.352 1.376 1.607 1.668 1.686 1.571 0.736 0.53
C*0.150 D l/det/ha 0.14 0.127 0.133 0.162 0.203 0.206 0.241 0.25 0.253 0.236 0.11 0.079
D*0.110 E l/det/ha 0.015 0.014 0.015 0.018 0.022 0.023 0.027 0.028 0.028 0.026 0.012 0.009
Penyiapan Lahan 250mm selama 30 hari
Dua minggu periode kedua
LP mm/hr 11.7 11.85 11.4 11.42 11.43 11.24 11.1 11.7 11.87 11.44 11.13 11.22
LP-Re2 A mm/hr 11.7 11.85 11.4 11.42 11.43 11.24 11.1 11.7 11.87 11.44 11.13 11.22
A*0,116 B l/det/ha 1.357 1.375 1.322 1.325 1.326 1.304 1.288 1.357 1.377 1.327 1.291 1.302
B*1,250 C l/det/ha 1.697 1.718 1.653 1.656 1.657 1.63 1.61 1.697 1.721 1.659 1.614 1.627
C*0,150 D l/det/ha 0.254 0.258 0.248 0.248 0.249 0.244 0.241 0.254 0.258 0.249 0.242 0.244
D*0,110 E l/det/ha 0.028 0.028 0.027 0.027 0.027 0.027 0.027 0.028 0.028 0.027 0.027 0.027
115
Uraian
Satuan
Bulan
Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Kebutuhan air pada tumbuhan Padi
Dua minggu periode pertama
WL = 3,33 mm/hr (KP 01) mm/hr
Et1 - Re3 + P + WL A mm/hr 1.98 1.837 3.459 4.148 6.747 6.903 9.733 9.507 10.26 10.01 1.922 0
A*0,116 B l/det/ha 0.23 0.213 0.401 0.481 0.783 0.801 1.129 1.103 1.191 1.161 0.223 0
B*1,250 C l/det/ha 0.287 0.266 0.502 0.602 0.978 1.001 1.411 1.379 1.488 1.452 0.279 0
C*0,150 D l/det/ha 0.043 0.04 0.075 0.09 0.147 0.15 0.212 0.207 0.223 0.218 0.042 0
D*0,110 E l/det/ha 0.005 0.004 0.008 0.01 0.016 0.017 0.023 0.023 0.025 0.024 0.005 0
Kebutuhan air pada tumbuhan Padi
Dua minggu periode kedua
WL = 3,33 mm/hr (KP 01) mm/hr
Et2 - Re4 + P + WL A mm/hr 4.177 4.366 5.754 5.885 7.787 7.793 9.998 9.84 10.66 10.56 4.48 2.346
A*0,116 B l/det/ha 0.485 0.506 0.668 0.683 0.903 0.904 1.16 1.141 1.237 1.225 0.52 0.272
B*1,250 C l/det/ha 0.606 0.633 0.834 0.853 1.129 1.13 1.45 1.427 1.546 1.531 0.65 0.34
C*0,150 D l/det/ha 0.091 0.095 0.125 0.128 0.169 0.169 0.217 0.214 0.232 0.23 0.097 0.051
D*0,110 E l/det/ha 0.01 0.01 0.014 0.014 0.019 0.019 0.024 0.024 0.026 0.025 0.011 0.006
Kebutuhan air pada tumbuhan Padi
Dua minggu periode ketiga
WL = 3,33 mm/hr (KP 01) mm/hr
Et3 - Re5 + P + WL A mm/hr 4.371 4.604 6.024 6.099 8.003 7.992 10.22 10.06 10.92 10.84 4.726 2.562
A*0,116 B l/det/ha 0.507 0.534 0.699 0.707 0.928 0.927 1.185 1.167 1.267 1.257 0.548 0.297
B*1,250 C l/det/ha 0.634 0.668 0.873 0.884 1.16 1.159 1.482 1.459 1.584 1.571 0.685 0.372
C*0,150 D l/det/ha 0.095 0.1 0.131 0.133 0.174 0.174 0.222 0.219 0.238 0.236 0.103 0.056
D*0,110 E l/det/ha 0.01 0.011 0.014 0.015 0.019 0.019 0.024 0.024 0.026 0.026 0.011 0.006
116
Uraian
Satuan
Bulan
Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Kebutuhan Air pada tumbuhan Padi
Dua minggu periode keempat
WL = 3,33 mm/hr (KP 01) mm/hr
Et4 - Re6 + P + WL A mm/hr 4.274 4.485 5.889 5.992 7.895 7.893 10.11 9.951 10.79 10.7 4.603 2.454
A*0,116 B l/det/ha 0.71 0.744 0.978 0.995 1.311 1.31 1.678 1.652 1.792 1.776 0.764 0.407
B*1,250 C l/det/ha 0.887 0.931 1.222 1.243 1.638 1.638 2.098 2.065 2.24 2.22 0.955 0.509
C*0,150 D l/det/ha 0.133 0.14 0.183 0.187 0.246 0.246 0.315 0.31 0.336 0.333 0.143 0.076
D*0,110 E l/det/ha 0.015 0.015 0.02 0.021 0.027 0.027 0.035 0.034 0.037 0.037 0.016 0.008
Kebutuhan Air pada tumbuhan Padi
Dua minggu periode kelima
WL = 3,33 mm/hr (KP 01) mm/hr
Et5 - Re7 + P A mm/hr 0.944 1.155 2.559 2.662 4.565 4.563 6.779 6.621 7.463 7.367 1.273 0.000
A*0,116 B l/det/ha 0.11 0.134 0.297 0.309 0.53 0.529 0.786 0.768 0.866 0.855 0.148 0.000
B*1,250 C l/det/ha 0.137 0.167 0.371 0.386 0.662 0.662 0.983 0.96 1.082 1.068 0.185 0.000
C*0,150 D l/det/ha 0.021 0.025 0.056 0.058 0.099 0.099 0.147 0.144 0.162 0.16 0.028 0.000
D*0,110 E l/det/ha 0.002 0.003 0.006 0.006 0.011 0.011 0.016 0.016 0.018 0.018 0.003 0.000
Kebutuhan Air pada tumbuhan Padi
Dua minggu periode keenam
WL = 3,33 mm/hr (KP 01) mm/hr
Et6 - Re8 + P A mm/hr 0.000 0.000 0.000 0.016 0.948 1.123 1.99 1.902 1.88 1.699 0.000 0.000
A*0,116 B l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.002 0.11 0.13 0.231 0.221 0.218 0.197 0.000 0.000
B*1,250 C l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.002 0.138 0.163 0.289 0.276 0.273 0.246 0.000 0.000
C*0,150 D l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.021 0.024 0.043 0.041 0.041 0.037 0.000 0.000
D*0,110 E l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002 0.003 0.005 0.005 0.004 0.004 0.000 0.000
117
Tabel 4.22. Kebutuhan Air Selama Penyiapan Lahan Untuk Jagung Uraian
Satuan
Bulan
Ketrangan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember
Eto mm/hr 3.231 3.967 4.493 3.561 3.591 3.32 3.691 3.705 4.387 4.592 4.099 3.609
T = 15 hari S = 50
Eo = 1,1*Eto mm/hr 3.5541 4.364 4.942 3.917 3.95 3.652 4.06 4.076 4.826 5.051 4.509 3.97
Perkoasi (P) mm/hr 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
M = Eo+P mm/hr 5.5541 6.364 6.942 5.917 5.95 5.652 6.06 6.076 6.826 7.051 6.509 5.97
k = MT/S mm/bln 1.66623 1.909 2.083 1.775 1.785 1.696 1.818 1.823 2.048 2.115 1.953 1.791
ek mm/hr 5.292179 6.747 8.026 5.901 5.96 5.45 6.16 6.188 7.75 8.293 7.047 5.995
LP = M*ek / (ek-1) mm/hr 6.848105 7.471 7.93 7.124 7.15 6.922 7.235 7.247 7.837 8.018 7.585 7.165
118
Tabel 4.23. Perhitungan Kebutuhan Air Untuk Jagung Uraian
Satuan
Bulan
Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Eto mm/hr 3.231 3.967 4.493 3.561 3.591 3.32 3.691 3.705 4.387 4.592 4.099 3.609
Eo = 1,1*Eto mm/hr 3.5541 4.364 4.942 3.917 3.95 3.652 4.06 4.076 4.826 5.051 4.509 3.97
Faktor Koreksi mm/hr 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
Curah hujan efektif terkoreksi (Re) mm/hr 11.007 12.22 8.939 7.807 3.264 1.992 1.193 1.489 1.01 4.331 10.26 11.6
Etc = kc*Eto
0,5 mm/hr 1.6155 1.984 2.247 1.781 1.796 1.66 1.846 1.853 2.194 2.296 2.05 1.805
0,59 mm/hr 1.90629 2.341 2.651 2.101 2.119 1.959 2.178 2.186 2.588 2.709 2.418 2.129
0,96 mm/hr 3.10176 3.808 4.313 3.419 3.447 3.187 3.543 3.557 4.212 4.408 3.935 3.465
1,05 mm/hr 3.39255 4.165 4.718 3.739 3.771 3.486 3.876 3.89 4.606 4.822 4.304 3.789
1,02 mm/hr 3.29562 4.046 4.583 3.632 3.663 3.386 3.765 3.779 4.475 4.684 4.181 3.681
0,95 mm/hr 3.06945 3.769 4.268 3.383 3.411 3.154 3.506 3.52 4.168 4.362 3.894 3.429
Penyiapan Lahan 50mm selama 15 hari
Dua minggu periode pertama
LP mm/hr 7.127 7.388 6.849 6.915 6.984 6.776 7.227 7.155 7.465 6.865 6.695 6.742
LP-Ret A mm/hr 0.000 0.000 0.000 0.000 3.72 4.784 6.034 5.666 6.455 2.534 6.695 6.742
A*0,116 B l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.432 0.555 0.7 0.657 0.749 0.294 0.777 0.782
B*1,250 C l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.539 0.694 0.875 0.822 0.936 0.367 0.971 0.978
C*0,150 D l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.081 0.104 0.131 0.123 0.14 0.055 0.146 0.147
D*0,110 E l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.009 0.011 0.014 0.014 0.015 0.006 0.016 0.016
119
Uraian
Satuan
Bulan
Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Kebutuhan air pada tumbuhan jagung
Dua minggu periode pertama
Et1 - Ret A mm/hr 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.653 0.364 1.184 0.000 0.000 0.000
A*0,116 B l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.076 0.042 0.137 0.000 0.000 0.000
B*1,250 C l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.095 0.053 0.172 0.000 0.000 0.000
C*0,150 D l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.014 0.008 0.026 0.000 0.000 0.000
D*0,110 E l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002 0.001 0.003 0.000 0.000 0.000
Kebutuhan air pada tumbuhan jagung
Dua minggu periode kedua
Et2 - Ret A mm/hr 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.985 0.697 1.579 0.000 0.000 0.000
A*0,116 B l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.114 0.081 0.183 0.000 0.000 0.000
B*1,250 C l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.143 0.101 0.229 0.000 0.000 0.000
C*0,150 D l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.021 0.015 0.034 0.000 0.000 0.000
D*0,110 E l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002 0.002 0.004 0.000 0.000 0.000
Kebutuhan air pada tumbuhan jagung
Dua minggu periode ketiga
Et3 - Ret A mm/hr 0.000 0.000 0.000 0.000 0.184 1.195 2.351 2.068 3.202 0.077 0.000 0.000
A*0,116 B l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.021 0.139 0.273 0.24 0.371 0.009 0.000 0.000
B*1,250 C l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.027 0.173 0.341 0.3 0.464 0.011 0.000 0.000
C*0,150 D l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.004 0.026 0.051 0.045 0.07 0.002 0.000 0.000
D*0,110 E l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.006 0.005 0.008 0.000 0.000 0.000
120
Uraian
Satuan
Bulan
Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Kebutuhan Air pada tumbuhan Jagung
Dua minggu periode keempat
Et4 - Ret A mm/hr 0.000 0.000 0.000 0.000 0.507 1.494 2.683 2.401 3.597 0.49 0.000 0.000
A*0,116 B l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.059 0.173 0.311 0.279 0.417 0.057 0.000 0.000
B*1,250 C l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.074 0.217 0.389 0.348 0.522 0.071 0.000 0.000
C*0,150 D l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.011 0.032 0.058 0.052 0.078 0.011 0.000 0.000
D*0,110 E l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.004 0.006 0.006 0.009 0.001 0.000 0.000
Kebutuhan Air pada tumbuhan Jagung
Dua minggu periode kelima
Et5 - Ret A mm/hr 0.000 0.000 0.000 0.000 0.399 1.394 2.572 2.29 3.465 0.352 0.000 0.000
A*0,116 B l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.046 0.162 0.298 0.266 0.402 0.041 0.000 0.000
B*1,250 C l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.058 0.202 0.373 0.332 0.502 0.051 0.000 0.000
C*0,150 D l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.009 0.03 0.056 0.05 0.075 0.008 0.000 0.000
D*0,110 E l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.003 0.006 0.005 0.008 0.001 0.000 0.000
Kebutuhan Air pada tumbuhan Jagung
Dua minggu periode keenam
Et6 - Ret A mm/hr 0.000 0.000 0.000 0.000 0.148 1.162 2.314 2.031 3.158 0.031 0.000 0.000
A*0,116 B l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.017 0.135 0.268 0.236 0.366 0.004 0.000 0.000
B*1,250 C l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.021 0.168 0.336 0.294 0.458 0.004 0.000 0.000
C*0,150 D l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.025 0.05 0.044 0.069 0.001 0.000 0.000
D*0,110 E l/det/ha 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.006 0.005 0.008 0.000 0.000 0.000
Tabel 4.24. Pola dan Tata Tanam Daerah Bendung Kali Putih
Kode1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
LP Padi LP Padi LP Jagung
Penyiapan Sawah (lt/det/Ha) B 1.257 1.327 0.223 0.52 0.297 0.407 0.11 0 0.678 1.375 0.401 0.668 0.707 0.995 0.53 0.11 0.555 0 0.114 0.273 0.274 0.266 0.366 0 Sal. tersier (lt/det/Ha) C 1.571 1.659 0.279 0.65 0.372 0.509 0.137 0 0.848 1.718 0.502 0.834 0.884 1.243 0.662 0.138 0.694 0 0.143 0.341 0.348 0.332 0.458 0 Sal sekunder (lt/det/Ha) D 0.236 0.249 0.042 0.097 0.056 0.076 0.04 0 0.127 0.258 0.075 0.125 0.133 0.187 0.099 0.021 0.104 0 0.021 0.051 0.052 0.05 0.069 0 Sal primer (lt/det/Ha) E 0.026 0.027 0.005 0.011 0.006 0.008 0.002 0 0.014 0.028 0.008 0.014 0.015 0.021 0.011 0.002 0.011 0 0.002 0.006 0.006 0.005 0.008 0 Tanaman P
LP Padi LP Padi
Sawah (lt/det/Ha) B 1.257 1.291 0.223 0.272 0.297 0.71 0.11 0 0.678 1.332 0.401 0.683 0.707 1.311 0.53 0.13 0 Pengeringa Sal. tersier (lt/det/Ha) C 1.571 1.614 0.279 0.34 0.372 0.807 0.137 0 0.848 1.653 0.502 0.853 0.884 1.638 0.662 0.163 0 Sal sekunder (lt/det/Ha) D 0.236 0.242 0.042 0.051 0.056 0.133 0.021 0 0.127 0.248 0.075 0.128 0.133 0.246 0.099 0.024 0 Sal primer (lt/det/Ha) E 0.026 0.027 0.005 0.006 0.006 0.015 0.002 0 0.014 0.027 0.008 0.014 0.015 0.027 0.011 0.003 0
Tanaman P
Debit tersedia (m^3/det) 0.005 0.005 0.0225 0.0225 0.031 0.031 0.0205 0.0205 0.023 0.023 0.0175 0.0175 0.0135 0.014 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 Debit kebutuhan I +II (lt/det.Ha) 3.09 6.352 3.723 1.827 1.4 1.731 1.954 0.27 1.667 5.046 4.246 2.627 3.417 4.185 4.524 1.573 1.684 0 0.28 0.671 0.68 0.653 0.901 0 Efisiensi irigasi (e) 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 Luas lahan yang mampu dialiri (Ha) 1.2136 0.5904 4.5326 9.23645 16.607 13.432 7.8685 56.944 10.348 3.4185 3.0911 4.99619 2.9631 2.419 0.8289 2.384 2.2268 13.393 5.5887 5.5147 5.7427 4.162 Keb. air untuk lahan yang mampu di airi (m^3/det) 0.0038 0.0038 0.0169 0.01688 0.0233 0.0233 0.0154 0.0154 0.0173 0.0173 0.0131 0.01313 0.0101 0.01 0.0038 0.0038 0.0038 0.0038 0.0038 0.0038 0.0038 0.0038
Keterangan : LP = Lahan persiapan 1.214 = (0.005*1000*075)/ 3.09 0.0038 = (3.09*1.2136)/1000
Golongan II
Keteran
Golongan I
Juni Juli Agustus September
Angka Kebutuhan Oktober Nopember Desember Januari Pebruari Maret April Mei
Tabel 4.25. Perhitumgan Neraca Air Daerah Bendung Kali PutihUraian Oktober Nopember Desember Januari februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Nomor pada grafik 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Debit andalan (m 3̂/det) 0.005 0.005 0.0225 0.0225 0.031 0.031 0.0205 0.0205 0.023 0.023 0.0175 0.0175 0.0135 0.0135 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 Kebutuhan air untuk lahan (m 3̂/det) 0.0038 0.0038 0.016875 0.016875 0.02325 0.02325 0.015375 0.015375 0.01725 0.01725 0.013125 0.013125 0.010125 0.010125 0.00375 0.00375 0.00375 0.00375 0.00375 0.00375 0.00375 0.00375
Surplus / Defisit ( + / - ) 0.0012 0.0013 0.005625 0.005625 0.00775 0.00775 0.005125 0.005125 0.00575 0.00575 0.004375 0.004375 0.003375 0.003375 0.00125 0.00125 0.00125 0.005 0.00125 0.00125 0.00125 0.00125 0.00125 0.005
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Debit andalan (m^3/det)
Kebutuhan air untuk lahan (m^3/det)