skripsirepository.ub.ac.id/7721/1/qomari, basri.pdf · analisis karakteristik genangan terhadap...
TRANSCRIPT
ANALISIS KARAKTERISTIK GENANGAN TERHADAP KEJADIAN
HUJAN DAN SIFAT FISIK TANAH DI UNIVERSITAS BRAWIJAYA
SKRIPSI
TEKNIK PENGAIRAN KONSENTRASI PEMANFAATAN DAN
PENDAYAGUNAAN SUMBER DAYA AIR
Ditujukan untuk memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik
BASRI QOMARI
NIM. 135060407111020
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
MALANG
2017
Sebuah Persembahan untuk:
Ibu, Bapak, Kakak, dan Adik-adik Tercinta
Serta Keluarga Besar Mahasiswa Teknik Pengairan
PERNYATAAN ORISINALITAS SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa sepanjang pengetahuan saya dan
berdasarkan hasil penelusuran berbagai karya ilmiah, gagasan dan masalah ilmiah yang
diteliti dan diulas di dalam naskah skripsi ini adalah asli dari pemikiran saya. tidak terdapat
karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di
suatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau
diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan
disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.
Apabila ternyata di dalam naskah skripsi ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur
jiplakan, saya bersedia skripsi dibatalkan, serta diproses sesuai dengan peraturan
perundang-undangan yang berlaku (UU No. 20 Tahun 2003, pasal 25 ayat 2 dan pasal 70).
Malang, 23 Oktober 2017
Mahasiswa,
Basri Qomari
NIM 135060407111020
i
PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil „Alamiin, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah
mencurahkan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan
penyusunan skripsi yang berjudul “ANALISIS KARAKTERISTIK GENANGAN
TERHADAP KEJADIAN HUJAN DAN SIFAT FISIK TANAH DI UNIVERSITAS
BRAWIJAYA” dengan segala kendala yang telah dihadapi.
Skripsi merupakan kewajiban bagi mahasiswa Jurusan Pengairan Fakultas Teknik
Universitas Brawijaya guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST.). Penyusun menyadari
bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan sehingga
diharapkan banyaknya masukan dari berbagai kalangan khususnya jajaran dosen serta
teman-teman dari Jurusan Pengairan. Hal ini dikarenakan adanya segala bentuk
keterbatasan yang dimiliki oleh penyusun.
Dengan segenap kerendahan hati, penyusun mengucapkan banyak terimakasih
kepada:
1. Allah SWT yang telah merancang seluruh rencana-Nya sehingga memperlancar
penyusun dalam proses penyusunan skripsi ini.
2. Ibu, Bapak, kakak, dan adik-adik penyusun atas do‟a, kasih sayang, dan segala
bentuk dukungannya baik moril maupun materil kepada penyusun agar terus
semangat melakukan yang terbaik.
3. Bapak Dr. Eng. Donny Harisuseno, ST., MT. Dan Ibu Dr. Eng. Evi Nur Cahya,
ST., MT. selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan
serta arahan dalam penyusunan skripsi ini.
4. Bapak Dr. Runi Asmaranto, ST., MT. dan Ibu Dr. Ir. Ussy Andawayanti, MS.
selaku dosen penguji yang telah bersedia memberi masukan dan bimbingan kepada
penyusun.
5. Teman-teman Teknik Pengairan angkatan tahun 2013 yang banyak memberikan
semangat, motivasi, serta bantuan kepada penyusun.
6. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu pada kesempatan ini.
ii
Demikian pengantar yang dapat penyusun sampaikan, diharapkan saran dan kritik
dari semua kalangan untuk membangun skripsi ini lebik baik dan dapat bermanfaat bagi
kita semua.
Malang, Oktober 2017
Penyusun
iii
RINGKASAN
Basri Qomari, Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya,
September 2017, Analisis Karakteristik Genangan Terhadap Kejadian Hujan dan Sifat
Fisik Tanah di Universitas Brawijaya, Dosen Pembimbing: Donny Harisuseno dan Evi
Nur Cahya.
Universitas Brawijaya merupakan lembaga dan fasilitas pendidikan di Kota Malang
dengan jumlah pelajar yang terus meningkat. Peningkatan tersebut juga sebanding dengan
upaya kampus dalam penyediaan ruang atau gedung kuliah yang berpotensi meningkatkan
pembukaan lahan dan dapat memicu terjadinya banjir. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui genangan beserta karakteristiknya sebagai upaya meningkatkan efisiensi
perencanaan bangunan pengendali banjir.
Penelitian dilakukan di delapan lokasi yang tersebar di seluruh Universitas
Brawijaya. Data yang digunakan merupakan data primer berupa hasil pengukuran laju
infiltrasi dan pengujian sifat fisik tanah dan juga data sekunder berupa data hujan dari
Stasiun Hujan Teknik Pengairan. Genangan diperoleh dengan menggabungkan hasil dari
uji infiltrasi dengan pola distribusi intensitas hujan. Intensitas hujan akan dibentuk
berdasarkan data hujan hasil pengamatan Stasiun Hujan Teknik Pengairan dan pengujian
laju infiltrasi menggunakan alat Turf-Tec Infiltrometer. Pada penelitian ini analisis
dilakukan dengan menggunakan kondisi hujan rancangan dengan kala ulang 2, 5, 10 dan
20 tahun. Selain itu juga dilakukan analisis sifat fisik tanah pada lokasi penelitian antara
lain kadar air tanah, porositas tanah dan ukuran butiran tanah yang dalam hal ini adalah
komposisi clay, silt dan sand. Dengan menggunakan metode perbandingan nilai intensitas
hujan dan laju infiltrasi yang terjadi pada suatu kurun waktu tertentu maka akan didapatkan
besaran tinggi genangan dan durasi genangan.
Hasil analisis menunjukkan lima dari delapan lokasi penelitian terjadi genangan.
Hujan rancangan dengan kala ulang 2, 5, 10 dan 20 tahun rata-rata mengakibatkan
terjadinya genangan masing-masing setinggi 17,038, 34,053, 52,981 dan 76,475 mm dan
selama 39, 51, 57 dan 69 menit di lima lokasi tersebut. Berdasarkan hasil analisis genangan
dan sifat fisik tanah di laboratorium didapatkan bahwa sifat fisik tanah yang dapat
mempengaruhi karakteristik genangan hanya komposisi clay yaitu sebesar 60,85% untuk
durasi genangan dan 51,65% untuk tinggi genangan.
Kata kunci: genangan, hujan, sifat fisik tanah, infiltrasi
iv
Halaman ini sengaja dikosongkan
v
SUMMARY
Basri Qomari, Depertement of Water Resources Engineering, Faculty of Engineering,
University of Brawijaya, Oktober 2017, Analysis of Puddle Characteristics of Rainfall and
Soil Physical Properties in University of Brawijaya. Academic Supervisor : Donny
Harisuseno and Evi Nur Cahya
University of Brawijaya is an institution and educational facility in Malang City
with increasing number of students. The increase is also proportional to the campus effort
in the provision of space or buildings that have the potential to increase land clearing and
can trigger flooding. This study aims to determine the puddle and the characteristics as an
effort to improve the efficiency of flood control building planning.
The study was conducted in eight locations spread throughout Brawijaya
University. The data used are primary data in the form of infiltration rate measurement and
soil physicaly properties and also secondary data in the form of rainfall data from Rainfall
Station in Departement of Water Resources Engineering. The puddle was obtained by
combining the results of the infiltration test with the rainfall hyetograph. Rainfall intensity
will be formed based on observation data from Rainfall Station and infiltration test is done
using Turf-Tec Infiltrometer. In this study, the analysis is done by using the design rainfall
conditions with the period of 2, 5, 10 and 20 years. In addition, the analysis of soil physical
properties in the study sites include soil moisture content, porosity and soil grain size in
this case is the composition of clay, silt and sand. By using the method of comparison
between rainfall intensity and infiltration rate at a certain period of time, it will get the high
of puddle and the puddle duration.
The results of the analysis showed that five of the eight research sites were
inundated. Design rainfall with 2, 5, 10 and 20 year period resulted in puddles of 17,038,
34,053, 52,981 and 76,475 mm respectively and for 39, 51, 57 and 69 minutes at the five
sites. Based on the results of puddle analysis and soil physical properties in the laboratory
found that soil physical properties that can affect the characteristics of the puddle only clay
composition of 60.85% for the puddle duration and 51.65% for the high of puddle.
Keywords: puddle, design rainfall, soil physical properties, infiltration
vi
Halaman ini sengaja dikosongkan
vii
DAFTAR ISI
PENGANTAR ................................................................................................................ i
RINGKASAN ................................................................................................................. iii
SUMMARY .................................................................................................................... v
DAFTAR ISI .................................................................................................................. vii
DAFTAR TABEL .......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1
1.1 Latar belakang ............................................................................................ 1
1.2 Identifikasi Masalah ................................................................................... 2
1.3 Rumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ......................................................................................... 3
1.5 Tujuan .......................................................................................................... 3
1.6 Manfaat ....................................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 5
2.1 Siklus Hidrologi ......................................................................................... 5
2.2 Presipitasi dan Hujan .................................................................................. 6
2.2.1 Definisi .............................................................................................. 6
2.2.2 Tipe Hujan ........................................................................................ 7
2.2.3 Intensitas Hujan ................................................................................ 8
2.2.4 Distribusi Hujan (Hyetograph) ......................................................... 9
2.3 Infiltrasi ...................................................................................................... 10
2.3.1 Laju Infiltrasi .................................................................................... 11
2.3.2 Faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi ............................................... 11
2.3.3 Pengukuran Laju Infiltrasi ................................................................ 14
2.4 Uji Konsistensi Data Metode RAPS ........................................................... 15
2.5 Uji Outlier Data .......................................................................................... 16
2.6 Uji Ketiadaan Trend Metode Spearman ..................................................... 17
2.7 Uji Stasioner ............................................................................................... 18
2.8 Uji Persitensi .............................................................................................. 20
2.9 Analisis Distribusi Curah Hujan ................................................................. 20
2.9.1 Metode Distribusi Normal ................................................................ 21
2.9.2 Metode Distribusi Log Normal ......................................................... 22
2.9.3 Metode Distribusi Gumbel ................................................................ 22
2.9.4 Metode Distribusi Log Pearson III ................................................... 23
2.10 Uji Keselarasan Distribusi Frekuensi ......................................................... 25
2.10.1 Uji Chi-Square ................................................................................ 25
2.10.2 Uji Smirnov-Kolmogorof ............................................................... 27
viii
2.11 Genangan ...................................................................................................... 28
2.12 Waktu Penggenangan (Ponding Time) ......................................................... 29
BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................... 31
3.1 Umum .......................................................................................................... 31
3.2 Lokasi Penelitian ......................................................................................... 31
3.3 Persiapan Penelitian .................................................................................... 32
3.4 Pengelompokan Data .................................................................................. 34
3.5 Pelaksanaan Penelitian ................................................................................ 34
3.6 Pengolahan Data Hujan ............................................................................... 38
3.6.1 Analisis Data Hujan Harian Maksimum Tahunan ............................. 38
3.6.2 Analisis Data Hujan ARR (Automatic Rainfall Recorder) ................ 39
3.7 Analisis Karakteristik Genangan ................................................................ 41
3.8 Analisis Hubungan Durasi dan Tinggi Genangan Terhadap Sifat Fisik
Tanah dan Hujan Rancangan ...................................................................... 43
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ................................................................. 45
4.1 Pengujian Laju Infiltrasi ............................................................................. 45
4.2 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi ................................................................. 47
4.3 Hasil Pengamatan Sifat Tanah .................................................................... 56
4.3.1 Ukuran Butiran Tanah ....................................................................... 56
4.3.2 Kadar Air Tanah ................................................................................ 61
4.3.3 Porositas Tanah ................................................................................. 62
4.4 Hasil Pengukuran Data Hujan ..................................................................... 63
4.4.1 Data Hujan Harian Maksimum Tahunan ........................................... 63
4.4.2 Uji Konsistensi Metode RAPS (Rescale Adjusted Partial Sums) ..... 64
4.4.3 Uji Normalitas Data (Outlier) ............................................................ 65
4.4.4 Uji Ketiadaan Trend Metode Spearman ............................................ 66
4.4.5 Uji Stasioner ...................................................................................... 68
4.4.6 Uji Persistensi .................................................................................... 69
4.4.7 Uji Kesesuaian Distribusi .................................................................. 70
4.4.7.1 Uji Smirnov Kolmogorof ....................................................... 70
4.4.7.2 Uji Chi-Square ....................................................................... 73
4.4.8 Analisis Hujan Rancangan ................................................................. 76
4.4.9 Analisis Data Hujan ARR (Automatic Rainfall Recorder) ................ 78
4.5 Distribusi Hujan Kala Ulang 2, 5, 10 dan 20 Tahun ................................... 81
4.6 Karakteristik Genangan ............................................................................... 84
4.7 Analisis Volume Genangan ........................................................................ 108
4.8 Hubungan Durasi Genangan dan Tinggi Genangan Terhadap Sifat Fisik
Tanah dan Kala Ulang Hujan Rancangan ................................................... 108
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 119
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 119
5.2 Saran ........................................................................................................... 120
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR TABEL
No. Judul Halaman
Tabel 2.1 Keadaan Hujan dan Intensitas Hujan........................................................ 9
Tabel 2.2 Nilai Q/n0,5
dan R/n0,5
............................................................................... 16
Tabel 2.3 Nilai Kn Uji Outlier .................................................................................. 17
Tabel 2.4 Persentase Distribusi t Probabilitas 5% .................................................... 19
Tabel 2.5 Persentase Distribusi F Probabilitas 5% ................................................... 19
Tabel 2.6 Parameter Statistik .................................................................................... 20
Tabel 2.7 Nilai Variabel Reduksi Gauss .................................................................. 21
Tabel 2.8 Reduced Mean Yn ..................................................................................... 23
Tabel 2.9 Reduced Standard Deviation Sn ............................................................... 23
Tabel 2.10 Reduced Variate Yt ................................................................................... 23
Tabel 2.11 Harga K untuk Distribusi Log Pearson III ............................................... 25
Tabel 2.12 Distribusi Chi Square ............................................................................... 27
Tabel 2.13 Nilai Kritis Δ0 untuk Uji Smirnov Kolmogorof ....................................... 28
Tabel 3.1 Lokasi Penelitian ...................................................................................... 31
Tabel 3.2 Contoh Tabel Hasil Pembacaan Laju Infiltrasi dengan Alat Turf Tec
Infiltrometer ............................................................................................. 35
Tabel 3.3 Contoh Tabel Perhitungan Intensitas Hujan Rerata ................................. 39
Tabel 3.4 Contoh Tabel Perhitungan Distribusi Hujan ............................................ 40
Tabel 3.5 Contoh Tabel Perhitungan Intensitas Hujan ............................................. 40
Tabel 3.6 Contoh Tabel Perhitungan Tinggi Genangan ........................................... 41
Tabel 3.7 Contoh Tabel Perhitungan Durasi Genangan ........................................... 42
Tabel 3.8 Contoh Tabel Rekapitulasi Perhitungan Tinggi Genangan ...................... 42
Tabel 3.9 Contoh Tabel Rekapitulasi Perhitungan Durasi Genangan ...................... 43
Tabel 4.1 Kondisi Lokasi dan Waktu Penelitian ...................................................... 46
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Kedokteran ........................ 48
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Ilmu Budaya ...................... 49
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA I .............................. 50
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA II ............................. 51
Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Rektorat I ......................................... 52
Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Rektorat II ........................................ 53
Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di GOR Pertamina ................................ 54
Tabel 4.9 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Pertanian ............................ 55
Tabel 4.10 Rekapitulasi Karakteristik Laju Infiltrasi ................................................. 56
Tabel 4.11 Hasil Analisa Butiran Menggunakan Saringan pada Lokasi Fakultas
Kedokteran................................................................................................ 57
Tabel 4.12 Hasil Analisa Agregat Halus Menggunakan Metode Hidrometer ............ 57
Tabel 4.13 Komposisi Penyusun Tanah ..................................................................... 59
Tabel 4.14 Jenis Tanah Berdasarkan Klasifikasi USDA ............................................ 60
Tabel 4.15 Hasil Pengukuran Kadar Air Tanah.......................................................... 61
Tabel 4.16 Hasil Pengukuran Porositas Tanah ........................................................... 62
Tabel 4.17 Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan Stasiun Hujan Pengairan
Tahun 1995 – 2015 ................................................................................... 64
Tabel 4.18 Hasil Uji Konsistensi Metode RAPS ........................................................ 65
x
Tabel 4.19 Hasil Uji Outlier Data Curah Hujan Stasiun Hujan Teknik Pengairan ..... 66
Tabel 4.20 Uji Ketiadaan Trend Hujan ....................................................................... 67
Tabel 4.21 Kelompok Data Huan Tahunan Uji Stasioner ........................................... 68
Tabel 4.22 Perhitungan Uji Persistensi ....................................................................... 69
Tabel 4.23 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Normal ............................................ 71
Tabel 4.24 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Log Normal ..................................... 71
Tabel 4.25 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Gumbel............................................ 72
Tabel 4.26 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Log Pearson III ............................... 72
Tabel 4.27 Rekapitulasi Hasil Uji Smirnov Komogorof ............................................. 73
Tabel 4.28 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Normal ............................................. 74
Tabel 4.29 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Log Normal ..................................... 74
Tabel 4.30 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Gumbel ............................................ 74
Tabel 4.31 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Log Pearson III ................................ 74
Tabel 4.32 Rekapitulasi Kelas Uji Chi Square ............................................................ 74
Tabel 4.33 Perhitungan Chi Square Distribusi Normal ............................................... 75
Tabel 4.34 Perhitungan Chi Square Distribusi Log Normal ....................................... 75
Tabel 4.35 Perhitungan Chi Square Distribusi Gumbel .............................................. 75
Tabel 4.36 Perhitungan Chi Square Distribusi Log Pearson III .................................. 75
Tabel 4.37 Hasil Uji Chi Square ................................................................................. 76
Tabel 4.38 Data Curah Hujan dan Parameter Statistik ................................................ 77
Tabel 4.39 Perhitungan Hujan Rancangan .................................................................. 77
Tabel 4.40 Durasi Hujan Tahunan dan Intenstitas Hujan Rerata Stasiun Hujan
Teknik Pengairan Periode 1995 – 2015 .................................................... 78
Tabel 4.41 Distribusi Hujan pada Hujan Harian Maksimum Tahunan Tahun 2013 ... 80
Tabel 4.42 Distribusi Hujan Kala Ulang 2 Tahun ....................................................... 81
Tabel 4.43 Distribusi Hujan Kala Ulang 5 Tahun ....................................................... 82
Tabel 4.44 Distribusi Hujan Kala Ulang 10 Tahun ..................................................... 83
Tabel 4.45 Distribusi Hujan Kala Ulang 20 Tahun ..................................................... 84
Tabel 4.46 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 5 Tahun ....... 86
Tabel 4.47 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 10 Tahun ..... 87
Tabel 4.48 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 20 Tahun ..... 87
Tabel 4.49 Durasi Genangan Fakultas Kedokteran ..................................................... 88
Tabel 4.50 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 2 Tahun ............ 92
Tabel 4.51 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 5 Tahun ............ 93
Tabel 4.52 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 10 Tahun .......... 93
Tabel 4.53 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 20 Tahun .......... 94
Tabel 4.54 Durasi Genangan Fakultas MIPA II .......................................................... 95
Tabel 4.55 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 2 Tahun ........................ 95
Tabel 4.56 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 5 Tahun ........................ 96
Tabel 4.57 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 10 Tahun ...................... 97
Tabel 4.58 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 20 Tahun ...................... 97
Tabel 4.59 Durasi Genangan Rektorat I ...................................................................... 98
Tabel 4.60 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 5 Tahun ....................... 99
Tabel 4.61 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 10 Tahun ..................... 99
Tabel 4.62 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 20 Tahun ..................... 100
Tabel 4.63 Durasi Genangan Rektorat II ..................................................................... 100
Tabel 4.64 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 2 Tahun ............... 101
Tabel 4.65 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 5 Tahun ............... 101
Tabel 4.66 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 10 Tahun ............. 102
Tabel 4.67 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 20 Tahun ............. 102
xi
Tabel 4.68 Durasi Genangan GOR Pertamina ............................................................ 103
Tabel 4.69 Rekapitulasi Tinggi Genangan ................................................................. 107
Tabel 4.70 Rekapitulasi Waktu Penggenangan (Ponding Time) ............................... 107
Tabel 4.71 Rekapitulasi Durasi Genangan ................................................................. 107
Tabel 4.72 Analisis Volume Genangan Universitas Brawijaya ................................ 108
Tabel 4.73 Rekapitulasi Nilai R2 Hubungan Karakter Genangan dengan Sifat
Fisik Tanah dan Kala Ulang Hujan Rancangan........................................ 117
xii
Halaman ini sengaja dikosongkan
xiii
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Halaman
Gambar 2.1 Siklus Hidrologi ....................................................................................... 6
Gambar 2.2 Proses Terjadinya Hujan Konveksi .......................................................... 7
Gambar 2.3 Proses Terjadinya Hujan Orografis .......................................................... 8
Gambar 2.4 Histogram Distribusi Hujan ..................................................................... 10
Gambar 2.5 Kurva Laju Infiltrasi ................................................................................ 11
Gambar 2.6 Infiltrometer Ring Tunggal ...................................................................... 14
Gambar 2.7 Infiltrometer Ring Ganda ......................................................................... 15
Gambar 2.8 Profil Kelembaban Tanah Sebelum, Saat, dan Setelah Genangan
Terjadi ....................................................................................................... 29
Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian .............................................................................. 32
Gambar 3.2 Alat Turf Tec Infiltrometer ....................................................................... 33
Gambar 3.3 Alat Sekop ................................................................................................ 33
Gambar 3.4 Alat GPS .................................................................................................. 33
Gambar 3.5 Diagram Alir Pengerjaan Skripsi ............................................................. 44
Gambar 4.1 Peta Lokasi Penelitian di Universitas Brawijaya ..................................... 45
Gambar 4.2 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Kedokteran .......................................... 48
Gambar 4.3 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Ilmu Budaya ........................................ 49
Gambar 4.4 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA I ................................................ 50
Gambar 4.5 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA II ............................................... 51
Gambar 4.6 Kurva Laju Infiltrasi di Rektorat I ........................................................... 52
Gambar 4.7 Kurva Laju Infiltrasi di Rektorat II .......................................................... 53
Gambar 4.8 Kurva Laju Infiltrasi di GOR Pertamina .................................................. 54
Gambar 4.9 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Pertanian .............................................. 55
Gambar 4.10 Kurva Distribusi Agregat Fakultas Kedokteran ....................................... 58
Gambar 4.11 Jenis Tanah Fakultas Kedokteran Berdasarkan USDA ........................... 59
Gambar 4.12 Klasifikasi Jenis Tanah Berdasarkan USDA ........................................... 60
Gambar 4.13 Kertas ARR dari Hujan Tahunan Tahun 2013 ......................................... 80
Gambar 4.14 Pola Distribusi Hujan ............................................................................... 81
Gambar 4.15 Histogram Hujan Kala Ulang 2 Tahun .................................................... 82
Gambar 4.16 Histogram Hujan Kala Ulang 5 Tahun .................................................... 83
Gambar 4.17 Histogram Hujan Kala Ulang 10 Tahun .................................................. 83
Gambar 4.18 Histogram Hujan Kala Ulang 20 Tahun .................................................. 84
Gambar 4.19 Analisa Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 2 Tahun ................ 85
Gambar 4.20 Analisa Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 5 Tahun ................ 85
Gambar 4.21 Analisa Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 10 Tahun .............. 86
Gambar 4.22 Analisa Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 20 Tahun .............. 87
Gambar 4.23 Analisa Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 2 Tahun .............. 88
Gambar 4.24 Analisa Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 5 Tahun .............. 89
Gambar 4.25 Analisa Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 10 Tahun ............ 89
Gambar 4.26 Analisa Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 20 Tahun ............ 89
Gambar 4.27 Analisa Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 2 Tahun ....................... 90
Gambar 4.28 Analisa Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 5 Tahun ....................... 90
Gambar 4.29 Analisa Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 10 Tahun ..................... 91
xiv
Gambar 4.30 Analisa Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 20 Tahun ..................... 91
Gambar 4.31 Analisa Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 2 Tahun ...................... 92
Gambar 4.32 Analisa Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 5 Tahun ...................... 92
Gambar 4.33 Analisa Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 10 Tahun .................... 93
Gambar 4.34 Analisa Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 20 Tahun .................... 94
Gambar 4.35 Analisa Genangan Rektorat I Kala Ulang 2 Tahun .................................. 95
Gambar 4.36 Analisa Genangan Rektorat I Kala Ulang 5 Tahun .................................. 96
Gambar 4.37 Analisa Genangan Rektorat I Kala Ulang 10 Tahun ................................ 96
Gambar 4.38 Analisa Genangan Rektorat I Kala Ulang 20 Tahun ................................ 97
Gambar 4.39 Analisa Genangan Rektorat II Kala Ulang 2 Tahun ................................. 98
Gambar 4.40 Analisa Genangan Rektorat II Kala Ulang 5 Tahun ................................. 98
Gambar 4.41 Analisa Genangan Rektorat II Kala Ulang 10 Tahun ............................... 99
Gambar 4.42 Analisa Genangan Rektorat II Kala Ulang 20 Tahun ............................... 99
Gambar 4.43 Analisa Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 2 Tahun ......................... 100
Gambar 4.44 Analisa Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 5 Tahun ......................... 101
Gambar 4.45 Analisa Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 10 Tahun ....................... 101
Gambar 4.46 Analisa Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 20 Tahun ....................... 102
Gambar 4.47 Analisa Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 2 Tahun ..................... 103
Gambar 4.48 Analisa Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 5 Tahun ..................... 103
Gambar 4.49 Analisa Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 10 Tahun ................... 104
Gambar 4.50 Analisa Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 20 Tahun ................... 104
Gambar 4.51 Rekapitulasi Analisa Genangan Kala Ulang 2 Tahun .............................. 105
Gambar 4.52 Rekapitulasi Analisa Genangan Kala Ulang 5 Tahun .............................. 105
Gambar 4.53 Rekapitulasi Analisa Genangan Kala Ulang 10 Tahun ............................ 106
Gambar 4.54 Rekapitulasi Analisa Genangan Kala Ulang 20 Tahun ............................ 106
Gambar 4.55 Kurva Hubungan Kadar Air Akhir dengan Durasi Genangan .................. 109
Gambar 4.56 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Pertama dengan Durasi Genangan ........ 109
Gambar 4.57 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Kedua dengan Durasi Genangan .......... 109
Gambar 4.58 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Ketiga dengan Durasi Genagan ............ 110
Gambar 4.59 Kurva Hubungan Kadar Air Akhir dengan Tinggi Genangan .................. 110
Gambar 4.60 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Pertama dengan Tinggi Genangan ........ 111
Gambar 4.61 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Kedua dengan Tinggi Genangan .......... 111
Gambar 4.62 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Ketiga dengan Tinggi Genagan ............ 111
Gambar 4.63 Kurva Hubungan Porositas dengan Durasi Genangan ............................. 112
Gambar 4.64 Kurva Hubungan Porositas dengan Tinggi Genangan ............................. 112
Gambar 4.65 Kurva Hubungan Komposisi Sand dengan Durasi Genangan .................. 113
Gambar 4.66 Kurva Hubungan Komposisi Sand dengan Tinggi Genangan .................. 113
Gambar 4.67 Kurva Hubungan Komposisi Clay dengan Durasi Genangan .................. 114
Gambar 4.68 Kurva Hubungan Komposisi Clay dengan Tinggi Genangan .................. 114
Gambar 4.69 Kurva Hubungan Komposisi Silt dengan Durasi Genangan .................... 115
Gambar 4.70 Kurva Hubungan Komposisi Silt dengan Tinggi Genangan .................... 115
Gambar 4.71 Kurva Hubungan Kala Ulang Hujan Rancangan dengan
Tinggi Genangan ...................................................................................... 116
Gambar 4.72 Kurva Hubungan Kala Ulang Hujan Rancangan dengan
Durasi Genangan ...................................................................................... 116
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertumbuhan penduduk yang semakin cepat memberikan dampak terhadap proses
pembangunan yang dituntut untuk memenuhi segala bentuk kebutuhan manusia baik
berupa kebutuhan tempat tinggal, perekonomian, sekolah, tempat wisata, sehingga
menyebabkan tertutupnya lahan oleh bahan-bahan kedap air (aspal, beton, dan sejenisnya).
Selain itu untuk memenuhi kebutuhan pangan, lahan resapan dapat berubah menjadi lahan
pertanian. Penutupan lahan dengan berbagai macam tujuan tersebut akan meningkatkan
volume air hujan yang langsung melimpas dan menjadi aliran permukaan (Surface Run
Off). Besarnya nilai aliran permukaan yang dengan cepat menuju saluran drainase dan
terbuang ke laut menyebabkan tidak adanya air yang meresap dan tersimpan di dalam
tanah.
Perubahan jenis tata guna lahan yang bermacam-macam dan terjadi sangat cepat ini
memerlukan penyeimbang yaitu dengan upaya konservasi pada sumber daya air. Hal ini
disebabkan dengan adanya perubahan jenis tata guna lahan akan memunculkan dampak
buruk terhadap siklus hidrologi berupa berkurangnya nilai kapasitas infiltrasi tanah. Selain
itu dengan kondisi lahan yang tertutup juga akan menimbulkan potensi terjadinya banjir.
Kondisi itu semua akan menyebabkan permukaan tanah akan mudah terkena erosi akibat
tidak adanya pengisian air tanah (recharge) dan besarnya debit limpasan. Oleh karena itu
diperlukan upaya konservasi yang lebih efektif pada daerah perkotaan. Penelitian terhadap
permasalahan infiltrasi dan limpasan merupakan langkah awal sebelum melanjutkan pada
upaya berikutnya.
Infiltrasi dan limpasan merupakan dua variabel yang sangat berkaitan, yaitu
keduanya merupakan kejadian respon tanah terhadap hujan. Laju infiltrasi pada suatu
lokasi akan menentukan jumlah limpasan yang terjadi. Jika suatu lokasi memiliki laju
infiltrasi yang relatif rendah jika dibandingkan dengan hujan yang terjadi, maka limpasan
akan segera terjadi dan berpotensi menjadi banjir. Oleh karena itu diperlukan penelitian
mengenai laju infiltrasi guna mengetahui jumlah limpasan yang akan terjadi secara aktual.
2
Menurut penelitian yang dilakukan Henry dan Awudu pada tahun 2015 dinyatakan
bahwa suspensi dari jenis tanah lempung memberikan waktu singkat untuk terjadinya
genangan permukaan atau limpasan. Oleh karena itu jenis tanah akan memberikan
pengaruh terhadap waktu terjadinya genangan. Dengan mengetahui waktu penggenangan
dan intensitas hujan maka akan diketahui besaran tinggi air hujan yang melimpas di atas
tanah jenuh. Hal ini dapat digunakan sebagai dasar perencanaan pengendali banjir pada
daerah hujan sehingga akan meningkatkan efisiensi dalam perhitungan dimensi teknologi
pengendali banjir.
Universitas Brawijaya (UB) merupakan lembaga pendidikan yang di dalamnya
terdapat lebih dari 60.000 orang yang terdiri dari dosen, mahasiswa, dan staf. Ditambah
dengan masuknya ribuan mahasiswa baru setiap tahunnya, tentu memiliki kebutuhan yang
beragam dan membutuhkan lahan yang luas sehingga dari tahun ke tahun semakin banyak
lahan yang tertutup guna memenuhi kebutuhan kehidupan kampus. Sebagai langkah
menghindari banjir, maka diperlukan perencanaan yang efisien mengenai teknologi
pengelolaan banjir di kampus UB.
1.2 Identifikasi Masalah
Banjir merupakan salah satu permasalahan utama dalam kehidupan perkotaan.
Kerugian yang diakibatkan oleh banjir dapat mencapai jumlah yang sangat besar terutama
fasilitas umum yang rusak akibat banjir. Universitas Brawijaya sebagai salah satu fasilitas
pendidikan di wilayah Kota Malang tentu perlu diperhatikan dalam hal pengendalian
banjir. Kondisi ini menuntut ketelitian dalam merencanakan volume banjir. Volume banjir
erat hubungannya dengan waktu kejadian banjir atau durasi genangan. Durasi genangan
dimulai saat nilai intensitas hujan melebih kapasitas infiltrasi tanah. Durasi genangan akan
sangat menentukan jumlah tinggi hujan yang terkonversi menjadi limpasan berdasarkan
nilai intensitas hujan. Durasi dan tinggi genangan yang terjadi merupakan karakteristik dari
suatu genangan yang sangat penting. Oleh karena itu data mengenai karakteristik genangan
yaitu durasi genangan dan tinggi genangan sangat dibutuhkan dalam perencanaan
teknologi pengendali banjir pada daerah perkotaan khususnya di Universitas Brawijaya
agar tercipta teknologi yang efisien.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah di atas, maka permasalahan dalam penelitian ini
dapat dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana laju infiltrasi di Universitas Brawijaya?
3
2. Bagaimana pola distribusi hujan untuk Stasiun Hujan Laboratorium Hidrologi
Teknik Pengairan Universitas Brawijaya?
3. Bagaimana karakteristik genangan yang terjadi pada berbagai intensitas hujan dan
sifat fisik tanah di Universitas Brawijaya?
1.4 Batasan Masalah
Agar tidak menyimpang dalam pembahasan maka diperlukan untuk dibuat batasan-
batasan masalah sebagai berikut:
1. Lokasi penelitian di Universitas Brawijaya.
2. Dalam analisa hujan hanya menggunakan Stasiun Hujan Jurusan Teknik Pengairan
Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.
3. Dalam penelitian ini tidak dibahas dan tidak dihubungkan terhadap sistem drainase
yang ada di Universitas Brawijaya.
4. Tidak membahas genangan yang terjadi pada lahan dengan bahan penutup kedap air
atau sejenisnya.
5. Tidak membahas pengaruh topografi terhadap laju infiltrasi
1.5 Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa karakteristik genangan dengan
memperhatikan nilai hujan dan laju infiltrasi di Universitas Brawijaya. Sesuai dengan apa
yang tercantum pada rumusan masalah, lebih spesifik lagi tujuan penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Mengetahui laju infiltrasi yang terjadi di Universitas Brawijaya
2. Mengetahui pola distribusi hujan berdasarkan data hujan hasil pengamatan Stasiun
Hujan Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya
3. Mengetahui karakteristik genangan yang terjadi di Universitas Brawijaya
berdasarkan intensitas hujan dan sifat fisik tanah.
1.6 Manfaat
Diharapkan dengan selesainya penelitian ini akan diketahui histogram hujan dan laju
infiltrasi sehingga dapat digunakan untuk menentukan genangan. Hal ini dapat
dimanfaatkan untuk meningkatkan tingkat efisiensi dalam mendesain perencanaan
teknologi pengendali banjir khususnya di wilayah Universitas Brawijaya dan umumnya
secara konsep di wilayah perkotaan.
4
Halaman ini sengaja dikosongkan
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Siklus Hidrologi
Air merupakan sumber daya alam yang memiliki manfaat paling besar terhadap
kehidupan manusia. Air yang terdapat di alam berada dalam berbagai macam bentuk yaitu
cair, padat/es, salju dan uap yang terkumpul di atmosfer. Keberadaan air di alam ini selalu
mengalami perubahan dan tidak statis. Proses air menguap dari permukaan laut, danau,
sungai, tanah dan tumbuhan-tumbuhan akibat terkena panas matahari. Kemudian proses
alam selanjutnya membuat air dalam bentuk uap berubah menjadi hujan. Hujan yang jatuh
ke permukaan bumi mengalami dua respon yaitu sebagian menyusup ke dalam tanah
(infiltrasi) dan sebagian lagi mengalir di atas permukaan tanah (run off). Air permukan ini
mengalir ke dalam sungai, danau, kemudia mengalir ke laut, kemudian dari tempat itu
menguap lagi dan seterusnya berputar yang disebut siklus hidrologi (Soemarto, 1987:16).
Siklus hidrologi merupakan fokus utama ilmu hidrologi. Siklus tersebut tidak
dimulai dan tidak diakhiri, dan di dalamnya banyak proses yang terjadi secara kontinyu.
(Chow, 1988: 2). Siklus air (siklus hidrologi) adalah rangkaian peristiwa yang dimulai saat
air jatuh ke bumi (hujan) hingga menguap ke udara untuk kemudian jatuh kembali ke bumi
yang merupakan konsep dasar keseimbangan air secara global dan menunjukkan semua hal
yang berhubungan dengan air. Prosesnya sendiri berlangsun mulai dari tahap awal
terjadinya proses penguapan (evaporasi) secara vertikal dan di udara mengalami
pengembunan (evapotranspirasi), lalu terjadi hujan akibat berat air atau salju yang ada di
gumpalan awan. Lalu air hujan jatuh ke atas permukaan tanah yang mengalir melalui akar
tanaman dan ada yang langsung masuk ke pori-pori tanah. Dan di dalam tanah terbentuklah
jaringan air tanah yang juga mengalami transpirasi dengan butir tanah sehingga dengan air
yang berlebih tanah menjadi jenuh air sehingga terbentuklah genangan air (Arsyad,
2010:56). Air tanah (groundwater) yang bergerak jauh lebih lambat keluar lewat alur-alur
masuk ke sungai atau langsung merembes ke pantai. Maka seluruh siklus telah dijalani,
kemudian akan berulang kembali.
6
Gambar 2.1. Siklus Hidrologi
Sumber: Martha (1987:3)
2.2 Presipitasi dan Hujan
2.2.1 Definisi
Presipitasi adalah turunnya air dari atmosfer ke permukaan bumi yang bisa berupa
hujan, hujan salju, kabut, embun, dan hujan es. Di daerah tropis hujan memberikan
sumbangan terbesar sehingga seringkali hujanlah yang dianggap presipitasi
(Triatmodjo, 2008:17). Sedangkan menurut Sosrodarsono (1976:7) presipitasi adalah
nama umum dari uap yang mengkondensasi dan jatuh ke tanah dalam rangkaian proses
siklus hidrologi, biasanya jumlah selalu dinyatakan dengan dalamnya presipitasi (mm).
Jika uap air yang jatuh berbentuk cair disebut hujan (rainfall) dan jika berbentuk padat
disebut salju (snow).
Hujan merupakan suatu peristiwa siklus hidrologi yang terjadi tidak merata di
semua tempat, ada tempat yang mempunyai curah huja yang tingi dan ada tempat yang
mempunyai curah hujan yang rendah. Tinggi rendahnya curah hujan tersebut disebabkan
oleh letak suatu daerah dan iklim setempat, serta kebasahan udara (uap). Pada umumnya di
lereng gunung curah hujan lebih besar dibandingkan di daratan (Soetedjo, 1970).
Menurut Triatmodjo (2008:17), atmosfer bumi mengandung uap air, meskipun
jumlah uap air sangat kecil dibanding gas-gas lain di atmosfer, tetapi merupakan sumber
air tawar terpenting bagi kehidupan di bumi. Air berada di udara dalam bentuk gas (uap
7
air), zat cair (butir-butir air), dan dalam bentuk kristal es. Kumpulan butir air dan kristal es
tersebut mempunyai ukuran yang sangat halus (diameter 2-4 mikron) membentuk awan
yang melayang di udara, awan terbentuk sebagai hasil pendinginan dari udara basah yang
bergerak ke atas. Proses pendinginan terjadi karena menurunnya suhu udara secara
adiabatis dengan bertambahnya ketinggian. Partikel debu, kristal garam, dan kristal es yang
melayang di udara dapat berfungsi sebagai inti kondensasi yang dapat mempercepat proses
pendinginan, dengan demikian ada dua syarat penting terjadinya hujan yaitu massa udara
harus mengandung cukup uap air dan massa udara harus naik ke atas sedemikan sehingga
menjadi dingin.
2.2.2 Tipe Hujan
Hujan terjadi karena udara basah yang naik ke atmosfer mengalami pendinginan
sehingga terjadi proses kondensasi, naiknya udara ke atas dapat terjadi secara siklonik,
orografik, dan konvektif. Hujan dapat dibedakan berdasarkan cara naik udara ke atas yaitu
: (Triatmodjo, 2008:18)
1. Hujan konvektif
Di daerah tropis pada musim kemarau udara yang berada di dekat permukaan tanah
mengalami pemanasan yang intensif. Pemanasan tersebut penyebabkan rapat massa
berkurang, udara basah naik ke atas dan mengalami pendinginan sehingga terjadi
kondensasi dan terjadi hujan. Hujan yang terjadi karena proses ini disebut hujan
konvektif. Biasanya terjadi setempat, mempunyai intensitas yang tinggi dan durasi
singkat.
Gambar 2.2. Proses Terjadinya Hujan Konveksi
Sumber: Waryono (1987)
8
2. Hujan siklonik
Jika massa udara panas yang relatif ringan bertemu dengan massa udara dingin
yang relatif berat, maka udara panas akan bergerak di atas udara dingin. Udara yang
bergerak ke atas tersebut akan mengalami pendinginan dan kemudia terkondensasi
dan terbentuk awan dan hujan. Hujan yang terjadi disebut hujan siklonik, yang
mempunyai sifat tidak terlalu lebat dan berlangsung lebih lama.
3. Hujan orografis
Udara lembab yang tertiup angin dan melintasi daerah pegunungan akan naik dan
mengalami pendinginan sehingga terbentuk awan dan hujan. Sisi gunung yang
dilalui awan tersebut banyak mendapatkan hujan, sedang sisi yang lain (sisi yang
berlawanan arah) dilalui udara kering. Daerah tersebut tidak tetap tergantung pada
musim (arah angin). Hujan ini terjadi di pegunungan dan merupakan pemasok air
tanah, danau, bendungan, dan sungai.
Gambar 2.3. Proses Terjadinya Hujan Orografis
Sumber: Rafi’i (1995)
2.2.3 Intensitas Hujan
Karakteristik hujan meliputi tebal hujan, intensitas hujan dan durasi hujan (Hadi,
2006). Menurut Joesron (2008:59), intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan
yang terjadi pada suatu kurun waktu. Analisa intensitas curah hujan dapat diproses dari
data curah hujan yang terjadi pada masa lampau. Hujan umumnya dibedakan menjadi lima
tingkatan sesuai intensitasnya seperti yang disajikan pada Tabel 2.1 berikut ini.
9
Tabel 2.1 Keadaan Hujan dan Intensitas Hujan
Keadaan Hujan Intensitas Hujan (mm)
1 Jam 24 Jam
Hujan sangat ringan < 1 < 5
Hujan ringan 1 - 5 5 - 20
Hujan normal 5 - 10 20 - 50
Hujan lebat 10 - 20 50 - 100
Hujan sangat lebat > 20 > 100
Sumber: Triatmodjo (2008:20)
Dalam penelitian ini nilai intensitas curah hujan diestimasi menggunakan metode
Mononobe seperti yang dijabarkan sebagai berikut:
(
) (
) ⁄
(2-1)
dengan:
I = Intensitas curah hujan (mm/jam)
t = Lamanya waktu kejadian hujan (jam)
R24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)
2.2.4 Distribusi Hujan (Hyetograph)
Hyetograph atau histogram adalah kedalaman hujan atau intensitas hujan dengan
pertambahan waktu sebagai absis dan kedalaman hujan atau intensitas hujan sebagai
ordinat. Dalam perhitungan banjir rancangan, diperlukan masukan berupa hujan rancangan
yang didistribusikan ke dalam kedalaman hujan jam-jaman. Untuk dapat mengubah hujan
rancangan ke dalam besaran hujan jam-jaman perlu didapatkan terlebih dahulu suatu pola
distribusi hujan jam-jaman. Apabila yang tersedia adalah data hujan harian, untuk
mendapatkan kedalaman hujan jam-jaman dari hujan rancangan dapat menggunakan model
distribusi hujan (Triatmodjo, 2008:268). Salah satu model distribusi hujan yang
dikembangkan untuk mengalihragamkan hujan harian ke hujan jam-jaman menggunakan
Alternating Block Method (ABM) (Chow, 1988:466).
Alternating Block Method adalah cara sederhana untuk membuat hyetograph
rencana dari kurva IDF. Hyetograph rencana yang dihasilkan oleh metode ini adalah
hujan yang terjadi dalam n rangkaian interval waktu yang berurutan dengan durasi ∆t = 1
jam selama waktu Td = n x ∆ t, dalam hal ini durasi hujan = 4 jam. Untuk periode ulang
tertentu, intensitas hujan diperoleh dari kurva IDF pada setiap durasi waktu ∆t, 2 ∆t, 3 ∆t,
dan 4 ∆t. Kedalaman hujan diperoleh dari perkalian antara intensitas hujan dan durasi
waktu tersebut. Perbedaan antara nilai kedalaman hujan yang berurutan merupakan
10
pertambahan hujan dalam interval waktu ∆t. Pertambahan hujan tersebut (blok-blok),
diurutkan kembali ke dalam rangkaian waktu dengan intensitas hujan maksimum berada
pada tengah-tengah durasi hujan Td dan blok-blok sisanya disusun dalam urutan menurun
secara bolak-balik pada kanan dan kiri dari blok tengah. Dengan demikian telah terbentuk
hyetograph rencana (Triatmodjo, 2008:270).
Gambar 2.4. Histogram Distribusi Hujan
Sumber: Triatmodjo (2008:21)
2.3 Infiltrasi
Menurut Asdak (2010:228-229), infiltrasi adalah aliran masuk ke dalam tanah
sebagai akibat gaya kapiler dan gaya gravitasi. Gaya kapiler menyebabkan air bergerak ke
segala arah, sementara gaya gravitasi menyebabkan aliran selalu menuju ke tempat yang
lebih rendah. air kapiler selalu bergerak dari daerah basah menuju daerah yang lebih
kering. Tanah kering mempunyai gaya kapiler lebih besar daripada tanah basah. Gaya
tersebut berkurang dengan bertambahnya kelembaban tanah. Selain itu, gaya kapiler akan
lebih berpengaruh pada tanah berbutir halus daripada tanah berbutir kasar. Proses infiltrasi
pada tanah kering, air masuk melalui permukaan tanah karena pengaruh gaya gravitasi dan
gaya kapiler. Dengan berjalannya waktu tanah menjadi basah dan lembab sehingga
menurunnya nilai gaya kapiler dan nilai laju infiltrasi. Hal ini berbeda dengan gaya
gravitasi yang terus membawa air mengisi pori-pori tanah. Dengan semakin terisinya pori-
pori tanah, laju infiltrasi semakin berkurang hingga mencapai kondisi konstan atau sama
dengan laju perkolasi melalui tanah.
11
2.3.1 Laju Infiltrasi
Menurut Horton (1940:399), laju infiltrasi adalah volume air yang mengalir ke
dalam profil persatuan luas. Pengaliran yang memiliki satuan kecepatan juga dikenal
dengan kecepatan infiltrasi. Pada kondisi laju hujan yang melebihi kemampuan tanah
untuk menyerap air maka infiltrasi akan terjadi dengan laju maksimal yang sama dengan
kapasitas infiltrasi. Kemampuan tanah menyerap air akan semakin berkurang dengan
semakin bertambahnya waktu. Pada tingkat awal kecepatan penyerapan air cukup tinggi
dan pada tingkat waktu tertentu kecepatan penyerapan air ini akan menjadi konstan.
Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam tanah melalui permukaan tanah
secara vertikal. Sedangkan banyaknya air yang masuk melalui permukaan tanah setiap
satuan waktu disebut sebagai laju infiltrasi (infiltration rate). Nilai laju infiltrasi yang
efektif akan menurunkan nilai aliran permukaan, sebaliknya jika nilai laju infiltrasi yang
tidak efektif akan memperbesar nilai aliran permukaan (Arsyad, 2006).
Laju infiltrasi sangat dipengaruhi oleh nilai intensitas hujan. Nilai laju infiltrasi
dapat kurang dari atau sama dengan kapasitas infiltrasi. Jika intensitas hujan kurang dari
kapasitas infiltrasi maka laju infiltrasi yang terjadi akan kurang dari kapasitas infiltrasi dan
dapat sama dengan nilai intensitas hujan itu sendiri. Dan, jika intensitas hujan lebih dari
kapasitas infiltrasi maka laju infiltrasi akan sama dengan kapasitas infiltrasi (Soesanto,
2008).
Gambar 2.5. Kurva Laju Infiltrasi
Sumber: Triatmodjo (2008:92)
2.3.2 Faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi
Berikut faktor-faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya infiltrasi:
1. Struktur Tanah
Struktur tanah adalah susunan agregat-agregat pirmer tanah secara alami
menjadi bentuk tertentu yang dibatasi oleh bidang-bidang. Struktur tanah dapat
12
dinilai dari stabilitas agregat, kerapatan lindak, dan porositas tanah. Struktur tanah
ditentukan oleh tiga grup yaitu mineral-mineral liat, oksida-oksida besi, dan
mangan, serta bahan organik koloidal gum yang dihasilkan oleh jasad renik.
Bentuk struktur tanah akan sangat mempengaruhi kejadian infiltrasinya.
Tanah dengan struktur butiran yang bulat (granular dan remah) dapat menghasilkan
tanah dengan daya serap tinggi sehingga air mudah meresap ke dalam tanah.
Sedangkan tanah dengan struktur remah (tidak mantap), sangat mudah hancur
akibat hantaman air hujan dan menjadi butiran-butiran halus, sehingga menutup
pori-pori tanah. Akibatnya air infiltrasi terhambat dan meningkatnya aliran
permukaan.
2. Kadar Air Tanah
Menurut Asdak (2010), laju infiltrasi akan sangat dipengaruhi oleh kadar air
tanah. Bertambahnya kadar air dan kelembaban dari tanah akan menyebabkan
butiran tanah berkembang, dengan demikian menutup pori-pori tanah dan
mengurangi nilai laju infiltrasi.
Keberadaan vegetasi atau tanaman pada suatu lahan akan mempengaruhi
nilai kadar air pada tanah. Dengan adanya suatu vegetasi akan meningkatkan kadar
air kapasitas lapang dan kadar air maksimum, hal ini disebabkan oleh bahan
organik yang dihasilkan vegetasi dapat mengikat air sampai enam kali berat sendiri
sehingga kemampuan infiltrasipun tinggi (Hakim dkk, 1986).
Adapun persamaan untuk mencari nilai kadar air dalam tanah adalah
sebagai beriku:
% (2-2)
dengan:
w = Kadar air
Ww = Berat tanah basah
Wd = Berat tanah kering
3. Ruang Pori Tanah
Porositas adalah proporsi ruang pori total yang terdapat dalam satuan
volume tanah yang dapat ditempati oleh fluida baik udara maupun air, sehingga
merupakan indikator kondisi drainase dan aerase tanah. Tanah porous adalah tanah
yang mempunyai cukup ruang pori untuk pergerakan air dan udara masuk dan
keluar tanah secara leluasa dan sebaliknya jika tanah tidak porous maka tanah tidak
13
memiliki cukup ruang pori untuk air dan udara masuk dan keluar tanah (Hanafiah,
2005: 79).
Porositas juga dapat dikatakan sebagai volume pori, merupakan persentasi
dari seluruh volume tanah, yang tidak diisi bahan padat, terdiri tas pori yang
bermacam ukuran dan bentuk mulai dari ruang submikroskopis dan mikroskopis di
antara partikel primer sampai pada pori-pori besar dan lorong yang dibuat akar dan
binatang yang meliang (Rahim, 2003).
Pada dasarnya tanah memiliki dua macam jenis pori, pori mikro dan pori
makro. Walaupun perbedaan dari keduanya tidak ada garis batas yang jelas atau
imaginer, namun pori-pori mikro memiliki ciri menghambat lalu lintas fluida dan
membatasi gerak kapiler. Sebaliknya pori-pori makro dapat menunjukkan lalu lintas
fluida dan memudahkan perkolasi air. Jadi dalam tanah pasir meskipun jumlah
ruang pori rendah, lalu lintas udara sangat lancar karena pori-pori makro yang
menguasai tanah tersebut (Buckman and Brady, 1982).
Porositas dapat menentukan kemampuan tanah dalam menyimpan air. Pada
nilai porositas yang tinggi, tanah akan dapat menyimpan air dalam jumlah besar,
sehingga air hujan yang datang dapat meresap atau mengalami infiltrasi dengan
cepat sehingga tidak dapat terjadinya aliran permukaan (Suryatmojo, 2006).
Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total
pori-pori batuan dengan volume total batuan per satuan volume tertentu, yang
dirumuskan sebagai berikut:
(2-3)
dengan:
= Porositas (%)
Vp = Volume pori-pori (cm3)
Vb = Volume batuan total (cm3)
Vgr = Volume butiran (cm3)
4. Tekstur Tanah
Di dalam tanah terdapat beberapa tekstur butir-butri yaitu pasir (2 mm -
50μm), debu (50 μm – 2 μm), dan liat (< 2 μm). Menurut Hardjowigeno (1993),
kelas tekstur tanah dibagi dalam 12 kelas yaitu: pasir, pasri berlempung, lempung
berpasir, lempung, lempung berdebu, debu, lempung liat, lempung liat berpasir,
lempung liat berdebu, liat berpasir, liat berdebu, dan liat.
14
Pada tanah bertekstur pasir, laju infiltrasi akan sangat cepat, pada tekstur
lempung laju infiltrasi adalah sedang hingga cepat dan pada tekstur liat laju
infiltrasi tanah akan sangat lambat (Sarief, 1985).
2.3.3 Pengukuran Laju Infiltrasi
Pengukuran laju infiltrasi bertujuan untuk memperoleh gambaran tentang laju
infiltrasi sebagai fungsi waktu. Menurut Asdak (2010:231-232) pengukuran infiltrasi dapat
dengan menggunakan rainfall simulator, alat-alat infiltrometer, dan dengan teknik
pemisahan hidrograf aliran dari data aliran curah hujan.
Pengukuran infiltrasi di lapangan dapat menggunakan beberapa alat infiltrometer
yang telah populer digunakan seperti di bawah ini:
1. Infiltrometer ring tunggal (Single Ring Infiltrometer)
Infiltrometer ring tunggal merupakan alat pengukur infiltrasi berupa silinder
baja atau bahan lain berdiameter 25-30 cm. Tinggi alat kurang lebih 50 cm. Pada
dinding silinder terdapat skala dalam mm. Alat ini juga dilengkapi dengan
bantalan kayu dan pukul besi untuk memasukkan silinder ke dalam tanah.
Gambar 2.6. Infiltrometer Ring Tunggal
Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Infiltrometer
2. Infiltrometer ring ganda (Double Ring Infiltrometer)
Pada dasarnya prinsip kerja infiltrometer ring ganda sama dengan ring
tunggal. Letak perbedaannya adalah pada alat pengukur infiltrasi ini terdapat dua
silinder dengan diameter yang berbeda. Dalam pemakaiannya, silinder dalam
dimaukkan terlebih dahulu ke dalam tanah seperti yang dilakukan pada
infiltrometer ring tunggal, kemudian silinder kedua dimasukkan secara
konsentris ke dalam tanah dengan cara yang sama.
15
Gambar 2.7. Infiltrometer Ring Ganda
Sumber: http://hydropedologie.agrobiologie.cz
2.4 Uji Konsistensi Data Metode RAPS
Suatu deret data curah hujan untuk satu stasiun tertentu dimungkinkan sifatnya
tidak konsisten. Data seperti ini tidak dapat langsung digunakan dalam analisis, karena
sebenarnya data tersebut berasal dari populasi data yang berbeda. Sehingga diperlukan
suatu uji yang dapat mengetahui ada atau tidak adanya penyimpangan dari data itu sendiri.
Uji RAPS (Rescale Adjusted Partial Sums) dilakukan dengan cara menghitung nilai
komulatif dari penyimpangan terhadap rata-rata dari data tersebut. Berikut besaran-besaran
yang digunakan dalam uji RAPS (Sri Harto, 1993:59-60) :
- (2-4)
| | nilai mutlak Sk
*
( - )
(2-5)
∑ (2-6)
(2-7)
-
(2-8)
Nilai statistik Q dan R diberikan dalam Tabel 2.2 berikut ini :
16
Tabel 2.2 Nilai Q/n0,5
dan R/n0,5
n Q/n
0,5
R/n
0,5
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 1,29 1,55
1,50 1,62 1,86
1,22 1,36 1,63 1,62 1,75 2,00
Sumber : Sri Harto (1993:60)
2.5 Uji Outlier Data
Data outlier merupakan data yang keberadaannya dan nilainya melenceng jauh dari
kumpulan datanya. Penyimpangan ini antara lain terjadi akibat kesalahan dalam
pembacaan atau tindakan kurang teliti lainnya dalam memperoleh data. Uji outlier ini
berfungsi untuk menilai data curah hujan yang sudah ada, yaitu apakah ada data yang
menyimpang terlampau jauh dari kelompok data yang ada. Dalam Chow (1988:404) uji
outlier memerlukan nilai rata-rata dan standart deviasi dari data tersebut serta harga
koefisien Kn sesuai Tabel 2.3. Dalam pembuatan batas ini kelompok data tersebut terlebih
dahulu diubah bentuk menjadi bentuk logaritmik.
(2-9)
- (2-10)
dengan :
= ambang atas
= ambang bawah
= rata-rata nilai logaritmik curah hujan
= koefisien dari tabel outlier
= standart deviasi
17
Tabel 2.3 Nilai Kn Uji Outlier
Jumlah
Data n Kn
Jumlah
Data n Kn
Jumlah
Data n Kn
Jumlah
Data n Kn
10 2,036 24 2,467 38 2,661 60 2,837
11 2,088 25 2,486 39 2,671 65 2,866
12 2,134 26 2,502 40 2,681 70 2,893
13 2,175 27 2,519 41 2,692 75 2,917
14 2,213 28 2,534 42 2,700 80 2,940
15 2,247 29 2,549 43 2,710 85 2,961
16 2,279 30 2,563 44 2,719 90 2,981
17 2,309 31 2,577 45 2,727 95 3,000
18 2,335 32 2,591 46 2,736 100 3,017
19 2,361 33 2,604 47 2,744 110 3,049
20 2,385 34 2,616 48 2,753 120 3,078
21 2,408 35 2,628 49 2,760 130 3,104
22 2,429 36 2,639 50 2,768 140 3,129
23 2,448 37 2,650 55 2,804
Sumber: Chow (1988:404)
2.6 Uji Ketiadaan Trend Metode Spearman
Trend merupakan perwujudan korelasi antara besaran waktu dengan suatu variabel
tertentu termasuk variabel dalam hidrologi. Nilai dari korelasi tersebut dapat digunakan
dalam menentukan deret suatu data memiliki trend atau tidak. Salah satu cara dalam
menentukan nilai korelasi peringkat adalah metode Spearman, yang dapat dirumuskan
sebagai berikut (Soewarno, 1995:67-68):
- ∑ ( )
- (2-11)
*
+
(2-12)
dengan:
KP = koefisien korelasi peringkat dari Spearman
n = jumlah data
dt = Rt – Tt
Tt = peringkat dari waktu
Rt = peringkat dari variabel hidrologi dalam deret berkala
t = nilai distribusi t, pada derajat kebebasan (n-2) untuk derajat kepercayaan
tertentu (untuk 5%)
18
2.7 Uji Stasioner
Deret berkala pada umumnya dibedakan menjadi dua tipe yaitu stasioner dan tidak
stasioner. Deret disebut stasioner apabila nilai parameter parameter statistiknya relatif tidak
berubah dari bagian periode waktu yang ada. Jika terdapat parameter yang berubah dari
periode satu ke periode lainnya, maka data tersebut disebut sebagai deret berkala tidak
stasioner. Suatu deret berkala yang tidak stasioner menunjukkan bahwa data tidak
homogen atau tidan sama jenis.
Suatu deret berkala yang telah diuji ketidakadaan trendnya dan tidak ditemukan
adanya trend, maka dilanjutkan dengan uji Stasioner yang bertujuan untuk menguji
kestabilan nilai varian dan rerata dari deret berkala. Pengujian nilai varian deret berkala
dapat dilakukan dengan menggunakan uji F (Fisher Test) sedangkan dalam pengujian
kestabilan nilai rerata dapat dilakukan menggunakan uji t (Student Test). Berikut
persamaan yang digunakan dalam uji Stasioner (Soewarno, 1995:76):
Uji F (Fisher Test)
( - )
( - )
(2-13)
Uji t (Student Test)
-
(
) (2-14)
(
- ) (2-15)
dengan:
N1 = jumlah data kelompok data pertama
N2 = jumlah data kelompok data kedua
S1 = simpangan baku kelompok data pertama
S2 = simpangan baku kelompok data kedua
= rerata kelompok data pertama
= rerata kelompok data kedua
19
Tabel 2.4 Persentase Distribusi t Probabilitas 5%
df
Pr
0,250 0,100 0,050 0,025 0,010 0,005 0,001
0,500 0,200 0,100 0,050 0,020 0,010 0,002
1 1,00000 3,07768 6,31375 12,70620 31,82052 63,65674 318,30884
2 0,81650 1,88562 2,91999 4,30265 6,96456 9,92484 22,32712
3 0,76489 1,63774 2,35336 3,18245 4,54070 5,84091 10,21453
4 0,74070 1,53321 2,13185 2,77645 3,74695 4,60409 7,17318
5 0,72669 1,47588 2,01505 2,57058 3,36493 4,03214 5,89343
6 0,71756 1,43976 1,94318 2,44691 3,14267 3,70743 5,20763
7 0,71114 1,41492 1,89458 2,36462 2,99795 3,49948 4,78529
8 0,70639 1,39682 1,85955 2,30600 2,89646 3,35539 4,50079
9 0,70272 1,38303 1,83311 2,26216 2,82144 3,24984 4,29681
10 0,69981 1,37218 1,81246 2,22814 2,76377 3,16927 4,14370
11 0,69745 1,36343 1,79588 2,20099 2,71808 3,10581 4,02470
12 0,69548 1,35622 1,78229 2,17881 2,68100 3,05454 3,92963
13 0,69383 1,35017 1,77093 2,16037 2,65031 3,01228 3,85198
14 0,69242 1,34503 1,76131 2,14479 2,62449 2,97684 3,78739
15 0,69120 1,34061 1,75305 2,13145 2,60248 2,94671 3,73283
16 0,69013 1,33676 1,74588 2,11991 2,58349 2,92078 3,68615
17 0,68920 1,33338 1,73961 2,10982 2,56693 2,89823 3,64577
18 0,68836 1,33039 1,73406 2,10092 2,55238 2,87844 3,61048
19 0,68762 1,32773 1,72913 2,09302 2,53948 2,86093 3,57940
20 0,68695 1,32534 1,72472 2,08596 2,52798 2,84534 3,55181
21 0,68635 1,32319 1,72074 2,07961 2,51765 2,83136 3,52715
22 0,68581 1,32124 1,71714 2,07387 2,50832 2,81876 3,50499
23 0,68531 1,31946 1,71387 2,06866 2,49987 2,80734 3,48496
24 0,68485 1,31784 1,71088 2,06390 2,49216 2,79694 3,46678
25 0,68443 1,31635 1,70814 2,05954 2,48511 2,78744 3,45019
Sumber: http://junaidichaniago.wordpress.com
Tabel 2.5 Persentase Distribusi F Probabilitas 5%
N2 N1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 161 199 216 225 230 234 237 239 241 242 243 244 245 245 246
2 18,5 19,00 19,16 19,25 19,30 19,33 19,35 19,37 19,38 19,40 19,40 19,41 19,42 19,42 19,43
3 10,1 9,55 9,28 9,12 9,01 8,94 8,89 8,85 8,81 8,79 8,76 8,74 8,73 8,71 8,70
4 7,71 6,94 6,59 6,39 6,26 6,16 6,09 6,04 6,00 5,96 5,94 5,91 5,89 5,87 5,86
5 6,61 5,79 5,41 5,19 5,05 4,95 4,88 4,82 4,77 4,74 4,70 4,68 4,66 4,64 4,62
6 5,99 5,14 4,76 4,53 4,39 4,28 4,21 4,15 4,10 4,06 4,03 4,00 3,98 3,96 3,94
7 5,59 4,74 4,35 4,12 3,97 3,87 3,79 3,73 3,68 3,64 3,60 3,57 3,55 3,53 3,51
8 5,32 4,46 4,07 3,84 3,69 3,58 3,50 3,44 3,39 3,35 3,31 3,28 3,26 3,24 3,22
9 5,12 4,26 3,86 3,63 3,48 3,37 3,29 3,23 3,18 3,14 3,10 3,07 3,05 3,03 3,01
10 4,96 4,10 3,71 3,48 3,33 3,22 3,14 3,07 3,02 2,98 2,94 2,91 2,89 2,86 2,85
11 4,84 3,98 3,59 3,36 3,20 3,09 3,01 2,95 2,90 2,85 2,82 2,79 2,76 2,74 2,72
12 4,75 3,89 3,49 3,26 3,11 3,00 2,91 2,85 2,80 2,75 2,72 2,69 2,66 2,64 2,62
13 4,67 3,81 3,41 3,18 3,03 2,92 2,83 2,77 2,71 2,67 2,63 2,60 2,58 2,55 2,53
14 4,60 3,74 3,34 3,11 2,96 2,85 2,76 2,70 2,65 2,60 2,57 2,53 2,51 2,48 2,46
15 4,54 3,68 3,29 3,06 2,90 2,79 2,71 2,64 2,59 2,54 2,51 2,48 2,45 2,42 2,40
16 4,49 3,63 3,24 3,01 2,85 2,74 2,66 2,59 2,54 2,49 2,46 2,42 2,40 2,37 2,35
17 4,45 3,59 3,20 2,96 2,81 2,70 2,61 2,55 2,49 2,45 2,41 2,38 2,35 2,33 2,31
18 4,41 3,55 3,16 2,93 2,77 2,66 2,58 2,51 2,46 2,41 2,37 2,34 2,31 2,29 2,27
19 4,38 3,52 3,13 2,90 2,74 2,63 2,54 2,48 2,42 2,38 2,34 2,31 2,28 2,26 2,23
20 4,35 3,49 3,10 2,87 2,71 2,60 2,51 2,45 2,39 2,35 2,31 2,28 2,25 2,22 2,20
21 4,32 3,47 3,07 2,84 2,68 2,57 2,49 2,42 2,37 2,32 2,28 2,25 2,22 2,20 2,18
22 4,30 3,44 3,05 2,82 2,66 2,55 2,46 2,40 2,34 2,30 2,26 2,23 2,20 2,17 2,15
23 4,28 3,42 3,03 2,80 2,64 2,53 2,44 2,37 2,32 2,27 2,24 2,20 2,18 2,15 2,13
24 4,26 3,40 3,01 2,78 2,62 2,51 2,42 2,36 2,30 2,25 2,22 2,18 2,15 2,13 2,11
25 4,24 3,39 2,99 2,76 2,60 2,49 2,40 2,34 2,28 2,24 2,20 2,16 2,14 2,11 2,09
Sumber: http://junaidichaniago.wordpress.com
20
2.8 Uji Persistensi
Fakta bahwa data berasal dari sampel data acak harus melalui uji yang merupakan
persyaratan dalam analisis distribusi frekuensi. Persistensi (Persistence) merupakan
ketidaktergantungan dari setiap nilai dalam deret berkala terhadap waktu kejadian. Dalam
melaksanakan pengujian persistensi harus dihitung nilai koefisien korelasi serial.
Penentuan koefisien korelasi serial dapat menggunakan metode Spearman seperti yang
dirumuskan berikut ini (Soewarno, 1995:77):
- ∑ ( )
- (2-16)
*
+
(2-17)
dengan:
KS = koefisien korelasi serial
m = N - 1
N = jumlah data
di = perbedaan nilai antara peringkat data ke Xi dan ke Xi+1
t = nilai dari distribusi-t pada derajat kebebasan m-2 dan derajat kepercaaan
tertentu (umumya 5% ditolak atau 95% diterima)
2.9 Analisa Distribusi Curah Hujan
Distribusi frekuensi digunakan untuk memperoleh probabilitas besaran hujan
rencana dalam berbagai periode ulang. Dasar perhitungan distribusi frekuensi adalah
parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi rata-rata, simpangan baku,
koefisien variasi, dan koefisien skewness (kepencengan) ditunjukkan pada Tabel. 2.4
berikut ini:
Tabel 2.6 Parameter Statistik
Parameter Sampel
Rata-rata
Simpangan Baku
Koefisien Variasi
Koefisien Kepencengan
Sumber: Singh (1992)
21
Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi yang banyak
digunakan dalam bidang hidrologi. Berikut ini empat jenis distribusi frekuensi yang paling
banyak digunakan dalam bidang hidrologi:
a. Distribusi Normal
b. Distribusi Log Normal
c. Distribusi Gumbel
d. Distribusi Log Pearson III.
2.9.1 Metode Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal dapat disebut juga sebagai distribusi Gauss.
Perhitungan curah hujan rancangan menurut metode ini mempunyai persamaan sebagai
berikut:
RT=R KTS (2-18)
dengan:
= Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahun
= Nilai rata-rata data
= Deviasi standar data
= Faktor frekuensi distribusi normal
Untuk mempermudah perhitunga, nilai faktor frekuensi KT pada umumnya tersedia
dalam bentuk tabel yang disebut tabel nilai variabel reduksi Gauss, seperti yang dibawah
ini:
Tabel 2.7 Nilai Variabel Reduksi Gauss No. Periode Ulang, T (tahun) Peluang KT
1 1,001 0,999 -3,05
2 1,005 0,995 -2,58
3 1,010 0,990 -2,33
4 1,053 0,950 -1,64
5 1,111 0,900 -1,28
6 1,250 0,800 -0,84
7 1,333 0,750 -0,67
8 1,429 0,700 -0,52
9 1,667 0,600 -0,25
10 2,000 0,500 0
11 2,500 0,400 0,25
12 3,333 0,300 0,52
13 4,000 0,250 0,67
14 5,000 0,200 0,84
15 10,000 0,100 1,28
16 20,000 0,050 1,64
17 50,000 0,020 2,05
18 100,000 0,010 2,33
19 200,000 0,005 2,58
20 500,000 0,002 2,88
21 1000,000 0,001 3,09
Sumber: Suripin (2004:51)
22
2.9.2 Metode Distribusi Log Normal
Dalam distribusi log normal data R diubah ke dalam bentuk bilangan logaritmik Y
= ln R. Jika variabel Y = ln R terdistribusi secara normal, maka R dikatakan mengikui
distribusi log normal. Untuk distribusi ini perhitungan curah hujan rancangan dapat
menggunakan persamaan berikut ini:
(2-19)
dengan:
= Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahun
= Nilai rata-rata data
= Faktor frekuensi
= Deviasi standar data
Atau dapat digunakan persamaan dalam bentuk R seperti di bawah ini:
(2-20)
2.9.3 Metode Distribusi Gumbel
Untuk menghitung curah hujanrencana dengan metode distribusi Gumbel
digunakan persamaan distribusi frekuensi empiris sebagai berikut (Soemarto, 1988:233-
235):
(2-21)
( - )
(2-22)
- (
( - )) (2-23)
Hubungan antara periode ulang T dengan YT dapat dihitung dengan rumus (untuk
T 20, maka Y = ln T) :
- (- -
) (2-24)
dengan:
= Curah hujan untuk periode ulang T tahun
= Curah hujan harian maksimum rata-rata
= Deviasi standar
= Faktor penurangan devisi standar rata-rata sebagai fungsi dari jumlah data
= Faktor frekuensi
Nilai Yn, Sn, dan Yt masing-masing dapat ditentukan berdasarkan pada Tabel 2.6,
Tabel 2.7, dan Tabel 2.8 berikut:
23
Tabel 2.8 Reduced Mean Yn N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,5220
20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5332 0,5343 0,5353
30 0,5362 0,5371 0,538 0,5388 0,5396 0,5403 0,5410 0,5418 0,5424 0,5436
40 0,5436 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 0,5468 0,5473 0,5477 0,5481
50 0,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518
60 0,5521 0,5524 0,5527 0,5530 0,5533 0,5535 0,5538 0,554 0,5543 0,5545
70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5562 0,5563 0,5565 0,5567
80 0,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585
90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599
100 0,5600 0,5602 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5610 0,5611
Sumber: Suripin (2004:51)
Tabel 2.9 Reduced Standard Deviation Sn N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 0,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1,0565
20 1,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,108
30 1,1124 1,1159 1,1193 1,1226 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1,1388
40 1,1413 1,1436 1,1458 1,148 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1,159
50 1,1607 1,1623 1,1638 1,1658 1,1667 1,1681 1,1696 1,1708 1,1721 1,1734
60 1,1747 1,1759 1,177 1,1782 1,1793 1,1803 1,1814 1,1824 1,1834 1,1844
70 1,1854 1,1863 1,1873 1,1881 1,189 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 1,193
80 1,1938 1,1945 1,1953 1,1959 1,1967 1,1973 1,198 1,1987 1,1994 1,2001
90 1,2007 1,2013 1,202 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2049 1,2055 1,206
100 1,2065 1,2069 1,2073 1,2077 1,2081 1,2084 1,2087 1,209 1,2093 1,2096
Sumber: Suripin (2004:52)
Tabel 2.10 Reduced Variate Yt
Periode Ulang, Tr (Tahun) Yt
2 0,3668
5 1,5004
10 2,251
20 2,9709
25 3,1993
50 3,9028
75 4,3117
100 4,6012
200 5,2969
250 5,5206
500 6,2149
1000 6,9087
5000 8,5188
10000 9,2121
Sumber: Suripin (2004:52)
2.9.4 Metode Distribusi Log Pearson III
Parameter statistik yang digunakan pada distribusi ini adalah harga rata-rata,
standar deviasi, dan koefisien kepencengan. Untuk menghitung banjir rencana dalam
24
praktek, The Hydrology Committe of the Water Resources Council, USA, menganjurkan
pertama kali mentransformasi data ke nilai logaritmanya, kemudian menghitung
parameter-parameter statistikanya.
Secara garis besar langkah-langkahnya adalah sebagai berikut (Soemarto,
1988:243-244):
a. Ubahlah data banjir tahunan sebanyak n buah tersebut ke dalam harga logaritmanya
(R1, R2, R3,...Rn, menjadi log R1, log R2, log R3,... log Rn)
b. Hitung harga rata-ratanya dengan rumus:
∑
(2-25)
c. Hitung harga deviasi standarnya dengan rumus:
√∑ ( )
(2-26)
d. Hitung koefisien kepencengan dengan rumus:
√ ∑ ( )
( )( ) (2-27)
e. Hitung logaritma hujan atau banjir dengan periode ulang T menggunakan rumus:
(2-28)
dengan:
= Nilai log curah hujan dengan periode ulang T tahun
= Nilai rata-rata log curah hujan harian maksimum
K = Faktor frekuensi
25
Tabel 2.11 Harga K untuk Distribusi Log Pearson III
Kepencengan
(Cs)
Periode Ulang Tahun
1,0101 1,25 2 5 10 25 50 100
Peluang (%)
99,0001 80 50 20 10 4 2 1
3,0 -0,667 -0,636 0,396 0,420 1,180 2,278 3,151 4,051
2,8 -0,714 -0,666 0,384 0,460 1,210 2,275 3,114 3,973
2,6 -0,769 -0,696 0,368 0,499 1,238 2,267 3,071 3,889
2,4 -0,832 -0,725 0,351 0,537 1,262 2,256 3,023 3,800
2,2 -0,805 -0,752 0,330 0,574 1,284 2,240 2,970 3,705
2,0 -0,990 -0,777 0,307 0,609 1,302 2,219 2,920 3,605
1,8 -1,087 -0,799 0,282 0,643 1,318 2,193 2,848 3,499
1,6 -1,197 -0,817 0,254 0,675 1,329 2,163 2,780 3,388
1,4 -1,318 -0,832 0,225 0,705 1,337 2,128 2,706 3,271
1,2 -1,449 0,844 0,195 0,732 1,340 2,087 2,697 3,149
1,0 -1,588 -0,852 0,164 0,758 1,340 2,043 2,542 3,022
0,8 -1,733 -0,856 0,132 0,780 1,336 1,993 2,453 2,891
0,6 -1,880 -0,857 0,099 0,800 1,328 1,939 2,359 2,755
0,4 -2,029 -0,855 0,066 0,816 1,317 1,880 2,261 2,615
0,2 -2,178 -0,850 0,033 0,830 1,301 1,818 2,159 2,472
0,0 -2,326 -0,842 0,000 0,842 1,282 1,751 2,051 2,326
-0,2 -2,472 -0,830 -0,033 0,850 1,258 1,680 1,945 2,178
-0,4 -2,615 -0,816 -0,066 0,855 1,231 1,606 1,834 2,029
-0,6 -2,755 -0,800 -0,099 0,857 1,200 1,528 1,720 1,880
-0,8 -2,891 -0,780 -0,132 0,856 1,166 1,448 1,606 1,733
-1,0 -3,022 -0,758 -0,164 0,852 1,128 1,266 1,492 1,588
-1,2 -3,149 -0,732 -0,195 0,844 1,086 1,282 1,379 1,449
-1,4 -3,271 -0,705 -0,225 0,832 1,041 1,198 1,270 1,318
-1,6 -3,388 -0,675 -0,254 0,817 0,994 1,116 1,166 1,197
-1,8 -3,499 -0,643 -0,282 0,799 0,945 1,035 1,069 1,087
-2,0 -3,605 -0,609 -0,307 0,777 0,895 0,959 0,980 0,990
-2,2 -3,705 -0,574 -0,330 0,752 0,844 0,888 0,900 0,832
-2,4 -3,800 -0,537 -0,351 0,725 0,795 0,823 0,830 0,805
-2,6 -3,889 -0,499 -0,368 0,696 0,747 0,764 0,768 0,769
-2,8 -3,973 -0,460 -0,384 0,666 0,702 0,712 0,714 0,714
-3,0 -4,051 -0,420 -0,396 0,636 0,660 0,666 0,666 0,667
Sumber: Suripin (2004:43)
2.10 Uji Keselarasan Distribusi Frekuensi
Untuk menjamin bahwa pendekatan empiris benar-benar bisa diwakili oleh kurva
teoritis, perlu dilakukan uji kesesuaian distribusi, yang biasa dikenal sebagai testing of
goodness of fit. Ada dua jenis uji keselarasan yaitu uji keselarasan chi square dan Smirnov
kolmogorof. Pada tes ini biasanya yang diamati adalah hasil perhitungan yang diharapkan.
2.10.1 Uji Chi-Square
Prinsip pengujian dengan metode ini didasarkan pada jumlah pengamatan yang
diharapkan pada pembagian kelas, dan ditentukan terhadap jumlah data pengamatan yang
terbaca di dalam kelas tersebut, atau dengan membandingkan nilai chi square (X2) dengan
nilai chi square kritis (X2
cr). Uji keselarasan chi square menggunakan rumus (Soewarno,
1995:194):
26
∑( )
(2-29)
dengan:
X2 = Nilai Chi Square
Oi = Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke-i
Ei = Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke-i
N = Jumlah data
Suata distribusi dikatakan selaras jika nilai X2 hitung < X
2 kritis. Dari hasil
pengamatan yang didapat dicari nilai penyimpangannnya dengan chi square kritis paling
kecil. Untuk suatu nilai nyata tertentu (level of significant) yang sering diambil adalah 5 %.
Derajat kebebeasan ini secara umum dihitung dengan rumus sebagai berikut (Soewarno,
1995:195) :
Dk = K – (P+1) (2-30)
dengan:
Dk = Derajat kebebasan
P = Nilai untuk distribusi Metode Gumbel, P = 1
Adapun kriteria penialaian hasilnya adalah sebagai berikut :
Apabila peluang lebih dari 5% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan
dapat diterima.
Apabila peluang lebih kecil dari 1% maka persamaan distribusi teoritis yang
digunakan dapat diterima.
Apabila peluang 1% - 5% maka tidak mungkin mengambil keputusan, perlu
penambahan data.
27
Tabel 2.12 Distribusi Chi Square
Derajat
Bebas (Dk) 20% 10% 5% 1% 0,1%
1 1,642 2,706 3,841 6,635 10,827
2 3,219 4,605 5,991 9,210 13,815
3 4,642 6,251 7,815 11,345 16,268
4 5,989 7,779 9,488 13,277 18,465
5 7,289 9,236 11,070 15,086 20,517
6 8,558 10,645 12,592 16,812 22,457
7 9,803 12,017 14,067 18,475 24,322
8 11,030 13,362 15,507 20,090 26,125
9 12,242 14,987 16,919 21,666 27,877
10 13,442 15,987 18,307 23,209 29,588
11 14,631 17,275 19,675 24,725 31,264
12 15,812 18,549 21,026 26,217 32,909
13 16,985 19,812 22,362 27,688 34,528
14 18,151 21,064 23,685 29,141 36,123
15 19,311 22,307 24,996 30,578 37,697
16 20,465 23,542 26,296 32,000 39,252
17 21,615 24,769 27,587 33,409 40,790
18 22,760 25,989 28,869 34,805 42,312
19 23,900 27,204 30,144 36,191 43,820
20 25,038 28,412 31,410 37,566 45,315
Sumber : CD, Soemarto
2.10.2 Uji Smirnov-Kolmogorof
Uji keselarasan Smirnov-Kolmogorof, sering juga disebut uji keselarasan non
parametrik (non parametrik test), karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi
distribusi tertentu. Prosedurnya adalah sebagai berikut :
Rumus yang dipakai :
( )
(2-31)
Adapun prosedur penggunaan uji ini adalah sebagai berikut:
a. Urutkan data (dari besar ke kecil atau sebaliknya) dan tentukan besarnya peluang
dari masing-masing data tersebut
X1 = P (X1)
X2 = P (X2)
X3 = P (X3), dan seterusnya
28
b. Urutkan nilai masing-masing peluang teoritis dari hasil penggambaran data
(persamaan distribusinya).
X1 = P’ (X1)
X2 = P’ (X2)
X3 = P’ (X3), dan seterusnya
c. Dari kedua nilai peluang tersebut, tentukan selisih terbesarnya antar peluang
pengamatan dengan peluang teoritis.
Δmaks = |S (Xn) – P (Xn)| (2-32)
d. Berdasarkan Tabel 2.8 nilai kritis Δ0
Tabel 2.13 Nilai Kritis Δ0 untuk Uji Smirnov Kolmogorof
N Derajat Kepercayaan (α)
0,20 0,10 0,05 0,01
5 0,45 0,51 0,56 0,67
10 0,32 0,37 0,41 0,49
15 0,27 0,30 0,34 0,40
20 0,23 0,26 0,29 0,36
25 0,21 0,24 0,27 0,32
30 0,19 0,22 0,24 0,29
35 0,18 0,20 0,23 0,27
40 0,17 0,19 0,21 0,25
45 0,16 0,18 0,20 0,24
50 0,15 0,17 0,19 0,23
>50
Sumber: Bonnier (1980)
2.11 Genangan
Menurut Hadisusanto (2004) banjir berasal dari aliran limpasan yang mengalir
melalui sungai atau menjadi genangan. Sedangkan limpasan adalah aliran air mengalir
pada permukaan tanah yang ditimbulkan oleh curah hujan setalah air mengalami infiltrasi
dan evaporasi, selanutnya mengalir menuju ke sungai. Genangan terjadi karena intenstias
hujan yang jatuh di suatu daerah melebihi kapasitas infiltrasi, setelah laju infiltrasi
terpenuhi air akan mengisi cekungan pada permukaan tanah yang selanjutnya akan menjadi
aliran saat cekungan-cekungan penuh. Berikut beberapa keadaan yang dapat
mengakibatkan terjadinya genangan:
1. Terjadi hujan atau pemberian air ke permukaan
2. Nilai intensitas hujan lebih besar dari pada nilai laju dan kapasitas infiltrasi tanah
dan topografi
29
3. Topografi dan kelerangan tanah yang memungkinkan untuk terjadinya aliran air di
atas permukaan tanah.
Genangan sangat erat hubungannya dengan proses infiltrasi, oleh karena itu dengan
memahami faktor-faktor yang mempengaruhi kejadian infiltrasi akan membantu dalam
mencari nilai genangan. Menurut Sosrodarsono dan Takeda (1978:135) limpasan atau
genangan dapat terjadi ketika jumlah curah hujan yang jatuh dan mengenai permukaan
melebihi nilai laju infiltrasi, setelah laju infiltrasi terpenuhi, air mulai mengisi cekungan
permukaan.
2.12 Waktu Penggenangan (Ponding Time)
Menurut Brutsaert (2005:337), waktu penggenangan (ponding time) adalah istilah
yang digunakan dalam ilmu hidrologi untuk permukaan tanah yang jenuh (dari hujan) dan
terjadi air yang menggenang. Saat terjadi hujan, air akan tergenang jika intensitas hujan
melebihi nilai kapasitas infiltrasi tanah yang menerima hujan. Waktu penggenangan (tp)
terhitung saat awal mula hujan terjadi hingga saat air mulai tergenang di atas permukaan
tanah.
Waktu sebelum terjadi penggenangan (t < tp), intensitas hujan kurang dari potensi
laju infiltrasi tanah dan permukaan tanah dalam kondisi tidak jenuh. Penggenangan mulai
terjadi ketika intensitas hujan melebihi nilai laju infiltrasi. Pada saat ini (t = tp), permukaan
tanah mulai jenuh dengan air. Saat hujan masih berlanjut (t > tp), zona jenuh tanah akan
semakin dalam dan aliran permukaan mulai terjadi dari air yang telah tergenang.
Gambar 2.8. Profil Kelembaban Tanah Sebelum, Saat, dan Setelah Genangan Terjadi
30
Halaman ini sengaja dikosongkan
31
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Umum
Dalam melakukan penelitian terhadap kejadian genangan dapat digunakan variabel
hujan dan infiltrasi. Data infiltrasi didapat dengan pengukuran langsung dengan metode
penggenangan (flooding) menggunakan alat Turf-tec Infiltrometer. Metode flooding adalah
dengan menggenangi tanah pada suatu wadah untuk mendapatkan perubahan tinggi air
setiap satuan waktu sehingga didapat kurva laju infiltrasi. Data hujan yang digunakan
adalah data hujan otomatis untuk membentuk histogram dan data hujan harian maksimum
tahunan untuk menentukan besar kejadian hujan dan dari kedua besaran tersebut dapat
dibentuk histogram distribusi hujan. Genangan didapatkan dengan menggabungkan kurva
laju infiltrasi dan histogram distribusi intensitas hujan. Dari hasil genangan yang dihasilkan
dapat diperoleh karakter berupa tinggi genangan dan durasi genangan.
3.2 Lokasi Penelitian
Kampus Universitas Brawijaya (UB) terletak di tengah Kota Malang. Secara
geografis wilayah kampus UB berada di 112o
36’ 45,88” BT dan 7o 57’ 20,00” LS.
Universitas Brawijaya berda pada elevasi +492 m dpl, memiliki luas wilayah total
2.203.948 m2 yang terdiri dari 103.728 m
2 luas bangungan dan 2.100.220 m
2 luas lahan
terbuka. Agar penelitian berjalan sesuai dengan apa yang diharapkan maka penulis
membatasi ruang lingkup penelitian, yaitu penelitian akan dilakukan kepada satu jenis
tanah yang berfungsi sebagai taman dan bervegetasi tanaman rumput gajah mini yang
merupakan jenis penutup tanah utama di Universitas Brawijaya.
Tabel 3.1 Lokasi Penelitian
No Lokasi
1 Fakultas Kedokteran
2 Fakultas Ilmu Budaya
3 Fakultas MIPA I
4 Fakultas MIPA II
5 Rektorat I
6 Rektorat II
7 Gedung Olah Raga Pertamina
8 Fakultas Pertanian
Sumber: Data Penelitian
32
Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian
Sumber: Data Penelitian
3.3 Persiapan Penelitian
Berikut persiapan yang diperlukan dalam melakukan penelitian:
1. Persiapan lokasi penelitian
Lahan yang dipilih sebagai lokasi percobaan berupa lahan tanah yang bervegetasi
rumput gajah mini dan berfungsi sebagai taman yang merupakan jenis penutup
lahan tanah utama di Universitas Brawijaya. Setiap lokasi memiliki radius bebas
yaitu minimal dua meter.
2. Persiapan alat-alat penelitian
Persiapan ini menampilkan instrumen yang akan digunakan selama masa percobaan
di lokasi beserta fungsi dari alat tersebut. Berikut alat-alat yang akan digunakan
selama di lokasi penelitian:
33
Turf-Tec Infiltrometer
Digunakan untuk mengukur laju infiltrasi aktual
Gambar 3.2 Alat Turf-Tec Infiltrometer
Sumber: http://www.turf-tec.com/IN2lit.html
Sekop
Digunakan untuk mengambil sampel tanah
Gambar 3.3 Alat Sekop
Sumber: https://depomatrial.wordpress.com/author/depomatrial2013/
Global Positioning System (GPS)
Digunakan untuk menentukan koordinat lokasi sampel
Gambar 3.4 Alat GPS
Sumber: adliayob.files.wordpress.com
34
3. Persiapan analisis sifat fisik tanah
Persiapan ini merupakan pengambilan contoh tanah untuk mengetahui sifat fisik
tanah uji yaitu kadar air, ukuran butiran, dan porositas tanah. Ketiga sifat fisik tanah
ini merupakan sifat yang berpengaruh terhadap laju air di dalam tanah.
4. Persiapan data curah hujan
Berdasarkan lokasi penelitian maka pengambilan data curah hujan yang dapat
mewakili kejadian hujan di lokasi adalah data curah hujan dari Stasiun Hujan
Laboratorium Hidrologi Jurusan Pengairan Fakultas Teknik. Pengambilan data
curah hujan selama 21 tahun yaitu dari tahun 1995 hingga 2015. Dari stasiun ini
juga diambil data durasi hujan harian untuk diolah mencari distribusi hujan setiap
waktunya (Hyetograph).
3.4 Pengelompokan Data
Data-data yang diperoleh merupakan data primer dan sekunder. Data pengamatan
langsung laju infiltrasi menggunakan alat Turf-Tec Infiltrometer dan data hasil pengamatan
sifat fisik tanah merupakan jenis data primer sedangkan data hujan yang diperoleh dari
Laboratorium Hidrologi merupakan data sekunder.
Proses pengambilan data infiltasi disesuaikan dengan standart yang telah
dikeluarkan baik untuk infiltrasi ring ganda maupun standart dari alat Turf-Tec
Infiltrometer.
Sifat fisik tanah yang akan diamati adalah kadar air tanah, porositas tanah, dan
ukuran butiran tanah. Pengamatan terhadap kadar air dan porositas tanah dapat dengan
mengambil sampel tanah terganggu sedangkan untuk pengamatan ukuran butiran tanah
menggunakan metode hidrometer.
Data curah hujan diperoleh dari hasil pembacaan alat penakar hujan milik stasiun
hujan Laboratorium Hidrologi Jurusan Pengairan Fakultas Teknik. Data curah hujan yang
akan digunakan adalah data yang dihasilkan oleh alat penakar hujan otomatis (Automatic
Rainfall Recorder).
3.5 Pelaksanaan Penelitian
Langkah-langkah yang akan dilakukan dalam melaksanakan penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Pengambilan sampel tanah dengan menggunakan sekop kurang lebih seberat 1 Kg.
Sampel tanah yang diambil merupakan tanah asli bukan hasil pengukuran infiltrasi
yang memiliki jarak berdekatan dengan sampel tanah pengukuran infiltrasi.
35
Pengambilan sampel tanah cukup pada level tanah yang diuji infiltrasinya yaitu
sedalam alat Turf-Tec Infiltrometer masuk ke dalam tanah.
2. Pengambilan data infiltrasi dengan menggunakan alat Turf-Tec Infiltrometer.
Pengukuran laju infiltrasi dilakukan sebanyak tiga kali pada masing-masing lokasi.
Berikut cara pengujian laju infiltrasi menggnakan alat Turf-Tec Infiltrometer:
a. Memilih kondisi lahan yang tidak berbatu
b. Memilih lokasi tanah yang tidak memiliki kemiringan
c. Pangkas rumput pada permukaan tanah menggunakan sekop
d. Tancapkan alat Turf-Tec Infiltrometer ke tanah dengan cara ditekan dan
diputar satu arah agar tidak merusak kondisi tanah
e. Kondisikan alat tegak lurus dengan permukaan tanah
f. Untuk menghindari rusaknya struktur tanah, sebelum menuangkan air ke
dalam ring dalam, permukaan tanah ditutup menggunakan plastik lalu
tuangkan air ke dalam ring luar terlebih dahulu untuk menghindari
rembesan ke arah luar kemudian isi ring dalam hingga penuh
g. Tepat saat air penuh tarik plastik dengan cepat dan tambahkan kembali air
ke dalam ring hingga ketinggian tertentu
h. Baca penurunan ketinggian permukaan air setiap satuan waktu
i. Ulangi langkah di atas sehingga mencapai pembacaan konstan
j. Catat hasil pembacaan dengan tabel sebagai berikut:
Tabel 3.2 Contoh Tabel Hasil Pembacaan Laju Infiltrasi dengan Alat Turf-
Tec Infiltrometer
No
Waktu
(menit)
Selisih Waktu
(menit)
Penurunan
(mm)
Laju Infiltrasi
(mm/menit)
[1] [2] [3] [4]
1
2
3
4
5
n
dengan:
[1] = waktu pelaksanaan (menit)
[2] = selisih antarwaktu pelaksanaan ([1]n – [1]n-1)
[3] = penuruanan muka air pada alat Turf-Tec Infiltrometer (mm)
[4] = laju infiltrasi ([3] / [2])
36
n = jumlah data
3. Pengamatan sifat fisik tanah dilakukan sebagai berikut:
a. Percobaan Gradasi Butiran.
Benda uji dikeringkan dalam oven dengan suhu (110±5)oC, sampai berat
tetap.
Saring benda uji lewat susunan saringan dengan ukuran saringan paling
besar ditempatkan paling atas. Saringan diguncangan dengan tangan atau
mesin pengguncang selama 15 menit.
Timbang masing-masing sampel yang tertahan pada setiap saringan.
Hitung komulatif sampel tertahan dalam masing-masing saringan
terhadap total benda uji.
b. Percobaan Hidrometer.
Siapkan benda uji yang lolos saringan nomor 200 sebanyak 500 gram.
Campur benda uji dengan larutan NaOH 10% lalu diamkan selama 24
jam.
Masukkan campuran ke dalam mangkok dispersi kemudian tambahkan
air suling hingga setengah volume mangkok.
Aduk dengan menggunakan mixer selama 15 menit.
Pindahkan campuran ke dalam tabung gelas ukur lalu tambahkan air
suling sampai volume campuran menjadi 1000 mL.
Dengan menggunakan telapak muka tangan, tutup mulut tabung rapat
dan kocok secara bolak balik sebanyak 20 kali.
Tempatkan tabung yang berisi campuran dalam bak.
Masukkan alat hidrometer ke dalam tabung, dan biarkan hidrometer
terapung bebas.
Baca angka skala hidrometer dan temperatur untuk kelangsungan waktu
30 detik, 60 detik, 120 detik, 5 menit, 15 menit, 30 menit, 60 menit, 250
menit, dan 1440 menit.
Tuangkan campuran ke saringan No.200 dan cuci sampai airnya jernih,
kemudian keringkan dengan oven pada temperatur 110oC ± 5
oC.
c. Percobaan Kadar Air.
Timbang dan catatlah berat talam (W1)
37
Masukkan benda uji ke dalam talam kemudian timbang dan catat
beratnya (W2)
Hitunglah berat benda uji (W3= W2 - W1)
Keringkan benda uji beserta talam dalam oven dengan suhu 110oC ± 5
oC
sampai beratnya tetap
Setelah kering timbang dan catat berat benda uji beserta talam (W4)
Hitunglah berat benda uji kering (W5 = W4 – W1)
d. Percobaan Specific Gravity.
Keringkan benda uji dalam oven pada temperatur 110oC ± 5
oC selama 24
jam, setelah itu dinginkan dalam desikator;
Cuci piknometer atau botol ukur dengan air suling, kemudian
dikeringkan dan selanjutnya timbang (W1);
Masukkan benda uji ke dalam piknometer atau botol ukur yang
digunakan, kemudian timbang (W2);
Tambahkan air suling ke dalam piknometer atau botol ukur yang berisi
benda uji, sehingga piknometer atau botol ukur terisi duapertiganya;
Untuk benda uji yang mengandung lempung, diamkan benda uji
terendam selama 24 jam atau lebih;
Panaskan piknometer atau botol ukur yang berisi rendaman benda uji
dengan hati-hati selama 10 menit atau lebih sehingga udara dalam benda
uji ke luar seluruhnya. Untuk mempercepat proses pengeluaran udara,
piknometer atau botol ukur dapat dimiringkan sekali-kali;
Pengeluaran udara dapat dilakukan dengan pompa hampa udara, dengan
tekanan 13,33 kpa (100 mm Hg);
Rendamlah piknometeratau botol ukur dalam bak perendam, sampai
temperaturnya tetap. Tambahkan air suling secukupnya sampai penuh.
Keringkan bagian luarnya, lalu timbang (W3);
Ukur temperatur isi piknometer atau botol ukur, untuk mendapatkan
faktor koreksi (K);
Bila isi piknoeter atau botol ukur belum diketahui, isisnya ditentukan
sebagai berikut:
- Kosongkan dan bersihkan piknometer atau botol ukur yang akan
digunakan;
38
- Isi piknometer atau botol ukur dengan air suling yang temperaturnya
sam, kemudian keringkan dan timbang (W4).
3.6 Pengolahan Data Hujan
3.6.1 Analisis Data Hujan Harian Maksimum Tahunan
1. Data yang akan digunakan adalah data hujan harian maksimum tahunan pada
Stasiun Hujan Teknik Pengairan.
2. Menguji konsistensi data dengan metode RAPS (Rescal Adjusted Partial Sums).
Penggunaan metode ini dikarenakan jumlah stasiun hujan yang digunakan hanya
satu dan metode ini cocok untuk penelitian yang hanya menggunakan satu atau dua
stasiun hujan.
3. Menguji normalitas data yang bertujuan untuk menyeleksi data yang dinilai tidak
normal agar dapat mendapatkan hasil yang ideal. Dalam pengujian ini
menggunakan metode statistik yang menggunakan nilai logaritmik dari data yang
tersedia. Dalam perhitungan ini digunakan bilangan logaritmik basis 10 dan
menggunakan persamaan (2-9) dan persamaan (2-10).
4. Menguji ketiadaan trend pada deret data hujan dengan menggunakan metode
Spearman. Dalam uji ini akan diketahui apakah terdapat trend pada data atau tidak.
Jika tidak terdapat trend pada data maka deret data tersebut dapat digunakan dalam
analisis frekuensi.
5. Selanjutnya data akan diuji apakah terdapat perubahan secara signifikan pada nilai
varian dan rerata dari deret data yang disebut uji stasioner.
6. Data kemudian akan diuji dengan uji persistensi untuk mengetahui apakah terdapat
pengaruh suatu data terhadap data lain atau ketidaktergantungan dari setiap nilai
dalam deret data berkala.
7. Setelah melalui sederet pengujian dan data dinyatakan dapat digunakan dalam
analisis frekuensi maka kemudian dari deret data yang ada akan diuji kesesuaian
jenis distribusi menggunakan uji Smirnov Kolmogorof dan uji Chi-Square. Hasil
dari kedua uji akan menunjukkan jenis distribusi yang paling cocok bagi data untuk
digunakan dalam analisis frekuensi.
8. Menghitung hujan rancangan menggunakan distribusi frekuensi. Dalam analisis
hujan rancangan akan dicari nilai hujan dengan kala ulang 2 tahun, 5 tahun, 10
tahun dan 20 tahun sesuai dengan standart perencanaan sistem drainase. Hal ini
dikarenakan hujan yang direncanakan dinilai merupakan beban bagi badan saluran
drainase.
39
3.6.2 Analisis Data Hujan ARR (Automatic Rainfall Recorder)
1. Data kertas ARR yang akan digunakan adalah data sesuai dengan hujan harian
maksimum tahunan.
2. Menghitung durasi total hujan yang terjadi pada hari yang bersangkutan. Secara
visual dapat ditentukan namun tingkat ketelitian yang sangat rendah sehingga
dibutuhkan alat bantu berupa aplikasi skalatis yang dalam penelitian ini akan
digunakan aplikasi AutoCAD 2014 Student Version.
3. Lakukan hal yang sama disetiap tahun data.
4. Menghitung intensitas hujan rerata berdasarkan durasi waktu hujan dan tinggi hujan
tahunan. Kemudian rekap hasil analisis intensitas hujan rerata seperti pada tabel di
bawah ini:
Tabel 3.3 Contoh Tabel Perhitungan Intensitas Hujan Rerata
No. Tahun
Durasi Hujan
(jam)
Tinggi
Hujan (mm)
Intensitas Hujan
Rerata (mm/jam)
[1] [2] [3] [4]
1
2
3
4
5
n
dengan:
[1] = tahun kejadian hujan
[2] = durasi kejadian hujan (data)
[3] = tinggi hujan tahunan (data)
[4] = intensitas hujan rerata ([3]/[2])
n = jumlah data
5. Berdasarakan nilai intensitas hujan rerata, kemudian dipilih tahun kejadian yang
memiliki nilai intensitas hujan rerata tertinggi. Hal ini dikarenakan dengan nilai
intensitas tertinggi maka potensi terjadinya genangan akan semakin besar.
6. Menganalisis pola distribusi hujan pada tahun yang memiliki intensitas hujan rerata
tertinggi berdasarkan data durasi hujan. Dalam menganalisis pola distribusi hujan
menggunakan metode pembagian waktu sekecil mungkin agar hasil yang didapat
semakin baik. Oleh karena itu dibutuhkan alat bantuk dikarenakan skala dari kertas
40
ARR tidak memungkinkan untuk dilihat secara visual sehingga akan digunakan
aplikasi AutoCAD 2014 Student Version. Hasil analisis distribusi kemudian
divisualisasi seperti pada Gambar 2.4 dan direkapitulasi dalam sebuah tabel seperti
di bawah ini:
Tabel 3.4 Contoh Tabel Perhitungan Distribusi Hujan
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Tinggi
Hujan (mm)
Distribusi
Hujan (%)
[1] [2] [3]
1
2
3
4
5
6
7
n
Total
dengan:
[1] = periode hujan
[2] = tinggi hujan (hasil pengamatan)
[3] = distribusi hujan ([2]/Total[2])
n = jumlah pembagian waktu hujan
7. Berdasarkan Tabel 3.4 dan data hujan rancangan (R24) selanjutnya akan dibuat
histogram pada masing-masing hujan dengan kala ulang tertentu. Berikut contoh
tabel pembuatan histogram hujan:
Tabel 3.5 Contoh Tabel Perhitungan Intensitas Hujan
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Distribusi
Hujan (%)
Tinggi Hujan
(mm)
Intensitas Hujan
(mm/menit)
[1] [2] [3] [4]
1
2
3
4
5
6
7
n
dengan:
[1] = waktu kejadian hujan
[2] = distribusi hujan
41
[3] = tinggi hujan (R24 x [2])
[4] = intensitas hujan ([3]/[1])
8. Gambarkan hasil analisis distribusi hujan pada Tabel 3.5 di atas menjadi sebuah
histogram seperti pada Gambar 2.4.
3.7 Analisis Karakteristik Genangan
1. Langkah pertama adalah dengan mencari genangan yang terjadi. Dalam
menganalisis genangan dapat menggunakan dua besaran yaitu laju infiltrasi dan
intensitas hujan yaitu dengan menggabungkan kurva laju infiltrasi (Gambar 2.5)
dengan histogram hujan (Gambar 2.4). Genangan terjadi saat nilai intensitas hujan
melebihi laju infiltrasi. Tinggi genangan dideskripsikan sebagai wilayah yang
berada di antara kurva laju infiltrasi dan intensitas hujaan saat intensitas hujan lebih
besar dibandingkan dengan laju infiltrasi dan durasi genangan adalah lama
terjadinya genangan.
2. Berdasarkan analisis genangan selanjutnya akan didapatkan karakteristik genangan
yaitu tinggi genangan yang terjadi (mm) dan durasi kejadian genangan (menit).
3. Perhitungan total tinggi genangan dan durasi genangan yang terjadi seperti pada
Tabel 3.6 dan Tabel 3.7 di bawah ini:
Tabel 3.6 Contoh Tabel Perhitungan Tinggi Genangan
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
[1] [2] [3] [4] [5]
1
n
Jumlah =
dengan:
[1] = rentang waktu periode
[2] = intensitas hujan (hasil perhitungan)
[3] = laju infiltrasi (hasil perhitungan)
[4] = laju limpasan ([2] – [3])
[5] = tinggi genangan ([4] x [1])
n = jumlah periode terjadinya genangan
42
Tabel 3.7 Contoh Tabel Perhitungan Durasi Genangan
No.
Kala Ulang
Hujan
(Tahun)
Waktu
Penggenangan
(menit)
Waktu Akhir
Genangan
(Menit)
Durasi
Genangan
(menit)
[1] [2] [3] [4]
1 2
2 5
3 10
4 20
dengan:
[1] = kala ulang hujan
[2] = waktu penggenangan
[3] = waktu akhir genangan
[4] = durasi genangan ([3] – [2])
4. Lakukan perhitungan seperti di atas untuk semua lokasi dan setiap kala ulang
hujannya.
5. Rekapitulasi hasil analisis durasi genangan dan tinggi genangan seperti pada Tabel
3.8 dan Tabel 3.9 dibawah ini:
Tabel 3.8 Contoh Tabel Rekapitulasi Perhitungan Tinggi Genangan
No. Lokasi
Tinggi Genangan (mm)
Kala
Ulang
2 Th
Kala
Ulang
5 Th
Kala
Ulang
10 Th
Kala
Ulang
20 Th
1 Fakultas Kedokteran
2 Fakultas Ilmu Budaya
3 Fakultas MIPA I
4 Fakultas MIPA II
5 Rektorat I
6 Rektorat II
7 GOR Pertamina
8 Fakultas Pertanian
Rerata
43
Tabel 3.9 Contoh Tabel Rekapitulasi Perhitungan Durasi Genangan
No. Lokasi
Durasi Genangan (menit)
Kala
Ulang
2 Th
Kala
Ulang
5 Th
Kala
Ulang
10 Th
Kala
Ulang
20 Th
1 Fakultas Kedokteran
2 Fakultas Ilmu Budaya
3 Fakultas MIPA I
4 Fakultas MIPA II
5 Rektorat I
6 Rektorat II
7 GOR Pertamina
8 Fakultas Pertanian
Rerata
3.8 Analisis Hubungan Durasi dan Tinggi Genangan Terhadap Sifat Fisik Tanah
dan Hujan Rancangan
Durasi genangan dan tinggi genangan yang telah didapat selanjutnya akan
dianalisis hubungannya terhadap parameter yang dinilai mempengaruhi dalam penelitian
ini yaitu sifat fisik tanah termasuk komposisi tanah. Parameter lainnya adalah nilai hujan
rancangan dalam hal ini kala ulang dari hujan rancangan.
Sifat fisik tanah yang akan dianalisis hubungannya dengan genangan adalah kadar
air tanah, porositas tanah, komposisi clay, silt dan sand. Parameter-parameter tersebut akan
dihubungkan dengan durasi genangan dan tinggi genangan yang dihasilkan oleh hujan
rancangan kala ulang. Parameter kala ulang hujan rancangan juga akan dihubungkan
dengan rerata durasi dan tinggi genangan dari semua lokasi penelitian.
Dalam penelitian ini bentuk hubungan yang akan dibuat merupakan hasil analisis
regresi menggunakan alat bantu software Microsoft Office Word 2013. Pemilihan bentuk
regresi berdasarkan nilai R2 yang paling mendekati nilai 1.
44
Gambar 3.5 Diagram Alir Pengerjaan Skripsi
Mulai
Pelaksanaan Percobaan Infiltrasi
dan Pengambilan Sampel Tanah
Pendugaan Laju
Infiltrasi (f) Turf-
Tec Infiltrometer
Sifat fisik tanah:
Ukuran Butiran
Porositas
Kadar Air
Data Curah Hujan
Tahun 1995 - 2015
Histogram Hujan
dengan R24 Kurva Laju Infiltrasi
Analisis Kejadian
Genangan dan
Karakteristiknya
Analisis Hubungan (regresi) Karakteristik
Genangan terhadap Sifat Tanah dan Hujan
Rancangan (R24)
Simpulan
Selesai
Analisis Hujan
Rancangan (R24)
Analisis Distribusi
Hujan (%)
45
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Laju Infiltrasi
Penelitian ini dilakukan di delapan lokasi yang tersebar di Universitas Brawijaya
seperti pada Gambar 4.1. Pada lokasi penelitian dilakukan pengujian laju infiltrasi dan
pengambilan sampel tanah untuk diuji sifat-sifatnya diantaranya kadar air, ukuran butiran,
dan porositas tanah. Lokasi penelitian dan rinciannya dapat dilihat pada Tabel 4.1 di bawah
ini.
Gambar 4.1 Peta Lokasi Penelitian di Universitas Brawijaya
46
Tabel 4.1 Kondisi Lokasi dan Waktu Penelitian
No. Nama
Lokasi Foto Lokasi Koordinat Kondisi dan Waktu
1 Fakultas
Kedokteran
7o 57’ 14,74’’ LS
112o 36’ 44,47’’ BT
Pengujian dilakukan pada Juli
2016, November 2016 dan
Maret 2017
Cuaca cerah
Permukaan tanah lembab
Berpenutup vegetasi rumput
gajah tipis
2
Fakultas
Ilmu
Budaya
7o 57’ 10,23’’ LS
112o 36’ 44,93’’ BT
Pengujian dilakukan pada Juli
2016, November 2016 dan
Maret 2017
Cuaca cerah
Permukaan tanah kering
berongga
Berpenutup vegetasi rumput
gajah lebat
3 Fakultas
MIPA I
7o 57’ 7’,01’’ LS
112o 36’ 46,48’’ BT
Pengujian dilakukan pada Juli
2016, November 2016 dan
Maret 2017
Cuaca cerah
Permukaan tanah kering
Berpenutup vegetasi rumput
gajah tipis
4 Fakultas
MIPA II
7o 57’ 6,79’’ LS
112o 36’ 43,93’’ BT
Pengujian dilakukan pada Juli
2016, November 2016 dan
Maret 2017
Cuaca cerah
Permukaan tanah kering
Berpenutup vegetasi rumput
gajah tipis
47
No. Nama
Lokasi Foto Lokasi Koordinat Kondisi dan Waktu
5 Gedung
Rektorat I
7o 57’ 9,31’’ LS
112o 36’ 51,11’’ BT
Pengujian dilakukan pada Juli
2016, November 2016 dan
Maret 2017
Cuaca cerah
Pemukaan tanah kering
Berpenutup vegetasi rumput
gajah tipis
6 Gedung
Rektorat II
7o 57’ 8,85’’ LS
112o 36’ 49,1’’ BT
Pengujian dilakukan pada Juli
2016, November 2016 dan
Maret 2017
Cuaca cerah
Permukaan tanah sedikit lembab
Berpenutup vegetasi rumput
gajah lebat
7
Gedung
Olahraga
Pertamina
7o 57’ 9,99’’ LS
112o 36’ 54,51’’ BT
Pengujian dilakukan pada Juli
2016, November 2016 dan
Maret 2017
Cuaca cerah
Permukaan tanah sedikit lembab
Berpenutup vegetasi rumput
gajah lebat
8 Fakultas
Pertanian
7o 57’ 15,74’’ LS
112o 36’ 43,23’’ BT
Pengujian dilakukan pada Juli
2016, November 2016 dan
Maret 2017
Cuaca cerah
Permukaan tanah lembab dan
padat
Berpenutup vegetasi rumput
gajah tebal
Sumber: Hasil Pengukuran di Lapangan
4.2 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi
Pengujian laju infiltrasi di lapangan menggunakan alat Turf Tec Infiltrometer
menunjukkan bahwa besar laju infiltrasi akan terus berkurang nilainya seiring berjalannya
waktu. Hal ini disebabkan aliran air yang bergerak akibat gaya kapiler dan gaya gravitasi
48
menyebabkan tanah menjadi basah. Pada kurun waktu tertentu nilai laju infiltrasi akan
menunjukkan angka yang tetap yang disebabkan kondisi tanah basah yang sudah menjadi
jenuh. Dengan menggunakan Tabel 3.2 berikut hasil pengukuran laju infiltrasi pada semua
lokasi penelitian beserta contoh perhitungannya:
49
Contoh perhitungan Tabel 4.2 No. 15 (Fakultas Kedokteran):
12 mm
- - 25 – 20 = 5 menit
-
2,4 mm/menit
1. Fakultas Kedokteran
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Kedokteran
No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)
(menit) (menit) (mm) (mm/menit)
Start 0
1 1 1 6 6,0
2 2 1 5 5,0
3 3 1 4 4,0
4 4 1 3 3,0
5 5 1 3 3,0
6 6 1 3 3,0
7 7 1 3 3,0
8 8 1 3 3,0
9 10 2 6 3,0
10 12 2 5 2,5
11 14 2 5 2,5
12 16 2 5 2,5
13 18 2 5 2,5
14 20 2 5 2,5
15 25 5 12 2,4
16 30 5 10 2,0
17 35 5 10 2,0
18 40 5 10 2,0
19 45 5 10 2,0
20 50 5 10 2,0
21 55 5 10 2,0
22 65 10 20 2,0
23 75 10 20 2,0
24 85 10 20 2,0
25 95 10 20 2,0
26 105 10 20 2,0
Sumber: Hasil Pengamatan di Lapangan
Gambar 4.2 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Kedokteran
Sumber: Hasil Perhitungan
0
1
2
3
4
5
6
7
0 20 40 60 80 100 120Kap
asit
as I
nfi
ltra
si (
mm
/menit
)
Waktu (menit)
50
2. Fakultas Ilmu Budaya
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Ilmu Budaya
No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)
(menit) (menit) (mm) (mm/menit)
Start 0
1 1 1 12 12,0
2 2 1 8 8,0
3 3 1 8 8,0
4 4 1 7 7,0
5 5 1 6 6,0
6 6 1 6 6,0
7 7 1 6 6,0
8 8 1 6 6,0
9 9 1 5 5,0
10 10 1 5 5,0
11 11 1 5 5,0
12 12 1 5 5,0
13 13 1 5 5,0
14 23 10 40 4,0
15 33 10 40 4,0
16 43 10 40 4,0
17 53 10 40 4,0
18 63 10 40 4,0
19 73 10 35 3,5
20 83 10 35 3,5
21 93 10 35 3,5
22 103 10 35 3,5
23 113 10 35 3,5
24 123 10 35 3,5
25 133 10 35 3,5
26 143 10 35 3,5
Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan
Gambar 4.3 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Ilmu Budaya
Sumber: Hasil Perhitungan
0
2
4
6
8
10
12
14
0 50 100 150Kap
asit
as I
nfi
ltra
si (
mm
/menit
)
Waktu (menit)
51
3. Fakultas MIPA I
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA I
No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)
(menit) (menit) (mm) (mm/menit)
Start 0
1 1 1 14,0 14,0
2 2 1 9,0 9,0
3 3 1 8,0 8,0
4 4 1 7,0 7,0
5 5 1 6,0 6,0
6 6 1 6,0 6,0
7 7 1 6,0 6,0
8 8 1 5,0 5,0
9 9 1 5,0 5,0
10 10 1 5,0 5,0
11 11 1 5,0 5,0
12 12 1 4,0 4,0
13 13 1 4,0 4,0
14 14 1 4,0 4,0
15 15 1 4,0 4,0
16 17 2 8,0 4,0
17 19 2 6,0 3,0
18 21 2 6,0 3,0
19 23 2 6,0 3,0
20 25 2 6,0 3,0
21 27 2 6,0 3,0
22 29 2 6,0 3,0
23 31 2 6,0 3,0
24 36 5 15,0 3,0
25 41 5 15,0 3,0
26 46 5 15,0 3,0
27 51 5 15,0 3,0
28 56 5 15,0 3,0
29 61 5 15,0 3,0
30 66 5 15,0 3,0
Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan
Gambar 4.4 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA I
Sumber: Hasil Perhitungan
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 15 30 45 60 75Kap
asit
as I
nfi
ltra
si (
mm
/menit
)
Waktu (menit)
52
4. Fakultas MIPA II
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA II
No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)
(menit) (menit) (mm) (mm/menit)
Start 0
1 1 1 4,0 4,0
2 2 1 2,0 2,0
3 3 1 1,0 1,0
4 4 1 1,0 1,0
5 5 1 1,0 1,0
6 6 1 1,0 1,0
7 7 1 1,0 1,0
8 8 1 1,0 1,0
9 9 1 1,0 1,0
10 11 2 2,0 1,0
11 13 2 2,0 1,0
12 15 2 2,0 1,0
13 17 2 2,0 1,0
14 19 2 2,0 1,0
15 21 2 2,0 1,0
16 23 2 2,0 1,0
17 28 5 4,0 0,8
18 33 5 4,0 0,8
19 38 5 4,0 0,8
20 43 5 4,0 0,8
21 48 5 4,0 0,8
22 58 10 5,0 0,5
23 68 10 5,0 0,5
24 78 10 5,0 0,5
25 88 10 5,0 0,5
26 98 10 5,0 0,5
Sumber: Hasil Pengukuran di Lapangan
Gambar 4.5 Kurva Laju Infiltrasi Fakultas MIPA II
Sumber: Hasil Perhitungan
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
0 15 30 45 60 75 90 105Kap
asit
as I
nfi
ltra
si (
mm
/menit
)
Waktu (menit)
53
5. Gedung Rektorat I
Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Gedung Rektorat I
No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)
(menit) (menit) (mm) (mm/menit)
Start 0
1 1 1 8,0 8,0
2 2 1 7,0 7,0
3 3 1 7,0 7,0
4 4 1 6,0 6,0
5 5 1 6,0 6,0
6 6 1 5,0 5,0
7 7 1 4,0 4,0
8 8 1 3,0 3,0
9 9 1 3,0 3,0
10 10 1 2,0 2,0
11 11 1 2,0 2,0
12 12 1 1,0 1,0
13 13 1 1,0 1,0
14 14 1 1,0 1,0
15 15 1 1,0 1,0
16 16 1 1,0 1,0
17 18 2 2,0 1,0
18 20 2 2,0 1,0
19 22 2 2,0 1,0
20 24 2 2,0 1,0
21 26 2 2,0 1,0
22 36 10 10,0 1,0
23 46 10 10,0 1,0
24 56 10 10,0 1,0
25 66 10 10,0 1,0
26 76 10 10,0 1,0
Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan
Gambar 4.6 Kurva Laju Infiltrasi di Gedung Rektorat I
Sumber: Hasil Perhitungan
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 15 30 45 60 75 90Kap
asit
as I
nfi
ltra
si (
mm
/menit
)
Waktu (menit)
54
6. Gedung Rektorat II
Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Gedung Rektorat II
No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)
(menit) (menit) (mm) (mm/menit)
Start 0
1 1 1 14,0 14,0
2 2 1 11,0 11,0
3 3 1 8,0 8,0
4 4 1 7,0 7,0
5 5 1 5,0 5,0
6 6 1 4,0 4,0
7 7 1 2,0 2,0
8 8 1 2,0 2,0
9 9 1 2,0 2,0
10 10 1 2,0 2,0
11 11 1 2,0 2,0
12 13 2 4,0 2,0
13 15 2 4,0 2,0
14 17 2 4,0 2,0
15 19 2 4,0 2,0
16 21 2 4,0 2,0
Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan
Gambar 4.7 Kurva Laju Infiltrasi di Gedung Rektorat II
Sumber: Hasil Perhitungan
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20Kap
asit
as I
nfi
ltra
si (
mm
/menit
)
Waktu (menit)
55
7. Gedung Olahraga
Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Gedung Olahraga
No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)
(menit) (menit) (mm) (mm/menit)
Start 0
1 1 1 15,0 15,0
2 2 1 9,0 9,0
3 3 1 7,0 7,0
4 4 1 6,0 6,0
5 5 1 5,0 5,0
6 6 1 6,0 6,0
7 7 1 6,0 6,0
8 8 1 5,0 5,0
9 9 1 5,0 5,0
10 10 1 5,0 5,0
11 11 1 5,0 5,0
12 12 1 5,0 5,0
13 13 1 4,0 4,0
14 14 1 4,0 4,0
15 15 1 4,0 4,0
16 16 1 2,0 2,0
17 17 1 2,0 2,0
18 18 1 2,0 2,0
19 19 1 1,0 1,0
20 20 1 1,0 1,0
21 21 1 1,0 1,0
22 22 1 1,0 1,0
23 23 1 1,0 1,0
24 25 2 2,0 1,0
25 27 2 2,0 1,0
26 29 2 2,0 1,0
27 31 2 2,0 1,0
28 33 2 2,0 1,0
29 35 2 2,0 1,0
30 37 2 2,0 1,0
31 39 2 2,0 1,0
Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan
Gambar 4.8. Kurva Laju Infiltrasi di Gedung Olahraga
Sumber: Hasil Perhitungan
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 10 20 30 40Kap
asit
as I
nfi
ltra
si (
mm
/menit
)
Waktu (menit)
56
8. Fakultas Pertanian
Tabel 4.9 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Pertanian
No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)
(menit) (menit) (mm) (mm/menit)
Start 0
1 1 1 14,0 14,0
2 2 1 6,0 6,0
3 3 1 5,0 5,0
4 4 1 5,0 5,0
5 5 1 4,0 4,0
6 6 1 4,0 4,0
7 7 1 4,0 4,0
8 8 1 4,0 4,0
9 9 1 4,0 4,0
10 11 2 8,0 4,0
11 13 2 8,0 4,0
12 15 2 8,0 4,0
13 17 2 8,0 4,0
14 19 2 8,0 4,0
15 29 10 40,0 4,0
16 39 10 40,0 4,0
17 49 10 40,0 4,0
18 59 10 40,0 4,0
19 69 10 40,0 4,0
20 79 10 40,0 4,0
Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan
Gambar 4.9. Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Pertanian
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil pengukuran infiltrasi di atas didapatkan kurva laju infiltrasi yang
beragam dari semua lokasi pengujian. Kemudian akan direkapitulasi mengenai
karakter dari laju infiltrasi yaitu f0 dan fc yang merupakan kapasitas infiltrasi awal
dan kapasitas infiltrasi konstan. Berikut tabel rekapitulasi karakteristik laju infiltrasi
di Universitas Brawijaya:
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
0 20 40 60 80Kap
asit
as I
nfi
ltra
si (
mm
/menit
)
Waktu (menit)
57
Tabel 4.10 Rekapitulasi Karakteristik Laju Infiltrasi
No. Lokasi Laju Infiltrasi Awal
(fo) (mm/menit)
Laju Infiltrasi Konstan
(fc) (mm/menit)
1 Fakultas Kedokteran 6,00 2,00
2 Fakultas Ilmu Budaya 12,00 3,50
3 Fakultas MIPA I 14,00 3,00
4 Fakultas MIPA II 4,00 0,50
5 Rektorat I 8,00 1,00
6 Rektorat II 14,00 2,00
7 GOR Pertamina 15,00 1,00
8 Fakultas Pertanian 14,00 4,00
Rerata 10,88 2,13
Sumber: Hasil Perhitungan
4.3 Hasil Pengamatan Sifat Tanah
Saat dilakukan pengukuran laju infiltrasi secara bersamaan sampel tanah diambil
untuk dilakukan pengujian sifat fisik tanah yang dinilai mempengaruhi nilai dari laju
infiltrasi yang didapat. Sifat-sifat tersebut antara lain ukuran butiran, kadar air, dan
porositas tanah. Pengujian sifat fisik dilakukan di Laboratorium Tanah dan Air Tanah
Jurusan Teknik Pengairan.
4.3.1 Ukuran Butiran Tanah
Pengukuran ukuran butiran tanah pada masing-masing lokasi hanya dilakukan
dalam sekali pengujian. Hal ini dikarenakan kondisi butiran tanah pada masing-masing
periode pengukuran laju infiltrasi diasumsikan tidak ada perubahan. Hasil pengukuran
butiran tanah di Laboratorium didapatkan tanah tersusun oleh berbagai jenis butiran tanah.
Pengujian ukuran butiran menggunakan alat saringan dan untuk benda uji yang lolos
saringan 200 akan digunakan sebagai benda uji dari pengukuran hidrometer. Hasil dari
kedua alat tersebut akan digunakan sebagai pertimbangan jenis tanah menggunakan
klasifikasi USDA (United States Departement of Agriculture).
Pengukuran butiran menggunakan alat saringan dengan nomor saringan 4, 10, 20,
30, 40, 60, 100, dan 200. Pengukuran ini akan menghasilkan persentase pasir terhadap
sampel tanah. Berikut contoh hasil pengukuran butiran menggunakan saringan :
58
Tabel 4.11 Hasil Analisis Butiran Menggunakan Saringan pada Lokasi Fakultas
Kedokteran
Saringan Berat
Tertahan
Saringan (g)
Jumlah
Berat
Tertahan (g)
Komulatif
Berat
Tertahan (%)
Komulatif
Berat Lolos
Saringan (%) No Diameter (mm)
4 4,750 0 0 0 100
10 2,000 0 0 0 100
20 0,850 0 0 0 100
30 0,600 0 0 0 100
40 0,425 0 0 0 100
60 0,250 1,668 1,668 3,336 96,664
100 0,150 2,859 4,527 9,054 90,946
200 0,075 0,714 5,241 10,482 89,518
Pan 44,759 50 100 0
Sumber : Hasil Pengukuran di Laboratorium
Pengukuran menggunakan alat saringan pada sampel tanah pada lokasi Fakultas
Kedokteran didapatkan berat sampel yang tertahan pada saringan nomor 4 hingga 200
sebesar 5,241 g atau sebesar 10,482% dari total jumlah sampel. Hasil ini menunjukkan
bahwa persentase pasir (tertahan saringan nomor 4 hingga 200) sebesar 10,482%. Untuk
pengukuran jenis ukuran tanah yang lainnya (lolos saringan nomor 200) selanjutnya akan
diuji menggunakan metode hidrometer. Berikut hasil uji hidrometer pada sampel tanah
Fakultas Kedokteran:
Tabel 4.12 Hasil Analisis Agregat Halus Menggunakan Metode Hidrometer
Waktu
(menit)
Suhu
(C)
Pembacaan
Hidrometer
(Rh)
Permbacaan
Terkoreksi
(Rh,K)
Koreksi
Suhu
(K)
R
Kedalaman
Efektif
Hidrometer
(Zr)
Diameter
(mm)
Finner
(%)
%
Finner
(%)
Endapan
(%)
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]
0 29 1,013 1,014 0,013 14 6,864 0,000 43,392 56,608 38,844
0,5 29 1,012 1,013 0,013 13 7,160 0,049 40,054 59,946 35,856
1 29 1,011 1,012 0,013 12 7,455 0,035 36,716 63,284 32,868
2 29 1,01 1,011 0,013 11 7,751 0,025 33,378 66,622 29,880
15 28,5 1,008 1,009 0,013 9 8,341 0,010 26,703 73,297 23,904
30 28 1,007 1,008 0,013 8 8,637 0,007 23,365 76,635 20,916
60 28 1,0065 1,0075 0,013 7,5 8,785 0,005 21,696 78,304 19,422
120 28 1,006 1,007 0,013 7 8,932 0,004 20,027 79,973 17,928
1440 28 1,004 1,005 0,013 5 9,523 0,001 13,351 86,649 11,952
Sumber : Hasil Perhitungan
dengan:
[1] = Waktu Pengukuran
[2] = Data
[3] = Data
[4] = [3]+0,001
59
[5] = Tabel harga K (Das, Braja:20)
[6] = 1000 x ([4]-1)
[7] = (-0,2954 x [6]) + 11
[8] = [5] x ([7]/[1])0,5
[9] = ((1000 x 100)/50) x (Gs/(Gs-1)) x ([4]-1)
[10] = (100-[9])
[11] = ([9]/100) x (lolos saringan no. 200)
Gambar 4.10 Kurva Distribusi Agregat Fakultas Kedokteran
Sumber : Hasil Perhitungan
Hasil pengukuran hidrometer pada sampel tanah di lokasi Fakultas Kedokteran
melalui interpolasi didapatkan endapan sebesar 14,192% pada diameter 0,002 yang dengan
kata lain angka tersebut menunjukkan persentase clay pada sampel tanah. Bersamaan
dengan hasil analisis ayakan yang menghasilkan sand sebesar 10,482%, maka dapat
ditentukan persentase silt sebesar 75,326%.
Berdasarkan pola komposisi tanah sampel tanah Fakultas Kedokteran, dengan
menggunakan klasifikasi USDA maka didapatkan jenis tanah pada lokasi tersebut, seperti
pada gambar dibawah ini:
60
Gambar 4.11 Jenis Tanah Fakultas Kedokteran Berdasarkan USDA
Sumber : Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil klasifikasi tanah di lokasi Fakultas Kedokteran dengan
menggunakan segitiga USDA didapatkan tanah pada lokasi tersebut berjenis Silty Loam.
Berikut hasil analisis butiran pada semua lokasi beserta jenis tanahnya :
Tabel 4.13 Komposisi Penyusun Tanah
No. Lokasi Ukuran Butiran Tanah (φ)
Clay (%) Silt (%) Sand (%)
1 F. Kedokeran 14,192 75,326 10,482
2 F. Ilmu Budaya 14,235 50,523 35,242
3 F. MIPA I 12,288 43,190 44,522
4 F. MIPA II 16,385 64,129 19,486
5 G. Rektorat I 17,766 51,560 30,674
6 G. Rektorat II 16,186 59,196 24,618
7 G. Olahraga 27,954 41,524 30,522
8 F. Pertanian 16,780 52,258 30,962
Rerata 16,973 54,713 28,314
Sumber: Hasil Perhitungan
61
Hasil pengujian didapatkan berbagai nilai dari masing-masing komposisi pada
setiap lokasi. Untuk menentukan jenis tanah dari lokasi penelitian maka dilakukan plotting
pada segitiga USDA berdasarkan masing-masing bobot yang tertera pada Tabel 4.12.
Berikut hasil klasifikasi tanah berdasarkan USDA pada semua lokasi penelitian:
Gambar 4.12 Klasifikasi Jenis Tanah Berdasarkan USDA
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.14 Jenis Tanah Berdasarkan Klasifikasi USDA
No. Lokasi Jenis Tanah
1 F. Kedokteran Silty Loam
2 F. Ilmu Budaya Loam
3 F. MIPA I Loam
4 F. MIPA II Silty Loam
5 G. Rektorat I Silty Loam
6 G. Rektorat II Silty Loam
7 G. Olahraga Clay Loam
8 F. Pertanian Silty Loam
Sumber: Hasil Perhitungan
62
Klasifikasi berdasarkan segitiga USDA merupakan perbandingan persentase pasir
(sand), lanau (silt), dan liat (clay). Menurut hasil pengukuran yang telah digambarkan pada
Gambar 4.10 didapatkan jenis tanah pada lokasi penelitian didominasi oleh lempung
berlanau (silty loam) atau yang sering disebut lempung berdebu. Jenis tanah tersebut
didapatkan dari lima lokasi yaitu Fakultas Kedokteran, Fakultas MIPA II, Gedung Rektorat
I dan II, dan Fakultas Pertanian. Fakultas Ilmu Budaya dan Fakultas MIPA I memiliki jenis
tanah yang sama yaitu lempung (loam), sedangkan tanah di Gedung Olahraga berjenis
lempung berliat (clay loam).
4.3.2 Kadar Air Tanah
Pengukuran kadar air dilakukan pada setiap pengujian laju infiltrasi. Perhitungan
kadar air dilakukan di laboratorium dengan mengambil sampel sebanyak tiga cawan pada
lokasi yang berdekatan. Pengukuran kadar air akhir menggunakan metode rerata dari hasil
pengukuran kadar air pada masing-masing pengujian infiltrasi. Berikut hasil pengukuran
kadar air akhir masing-masing lokasi dan contoh perhitungannya.
Tabel 4.15 Hasil Pengukuran Kadar Air Tanah
No. Lokasi Kadar Air (%)
Rerata (%) w1 w2 w3
1 F. Kedokteran 80,000 92,857 91,667 88,175
2 F. Ilmu Budaya 64,706 92,857 91,667 83,077
3 F. MIPA I 84,000 84,615 77,778 82,131
4 F. MIPA II 93,750 82,353 90,323 88,809
5 Rektorat I 73,333 89,286 88,889 83,836
6 Rektorat II 88,462 84,615 84,615 85,897
7 G. Olahraga 75,862 82,143 88,462 82,155
8 F. Pertanian 96,000 85,294 79,310 86,868
Rerata 85,118
Sumber: Hasil Perhitungan
Contoh perhitungan kadar air pada lokasi Fakultas Kedokteran:
Kadar air uji infiltrasi pertama (w1):
w1 = (berat air / berat tanah kering) × 100%
= (24/30) × 100%
= 80,00%
Kadar air uji infiltrasi kedua (w2):
w2 = (berat air / berat tanah kering) × 100%
= (26/28) × 100%
= 92,86%
63
Kadar air uji infiltrasi ketiga (w3):
w3 = (berat air / berat tanah kering) × 100%
= (22/24) × 100%
= 91,67%
Kadar air akhir (w):
w = (80,00% + 92,86% +91,67%) / 3
= 88,17%
Dari hasil pengukuran kadar air tanah di laboratorium didapatkan rata-rata kadar air
tanah dari lokasi penelitian sebesar 85,118% dengan kadar air tanah tertinggi sebesar
88,809% pada lokasi Fakultas MIPA II dan kadar air tanah terendah sebesar 82,131% pada
lokasi Fakultas MIPA I.
4.3.3 Porositas Tanah
Pengukuran porositas tanah memerlukan data-data seperti berat jenis tanah dan
volume tanah yang terlebih dahulu telah dilakukan pengujian di laboratorium. Berikut hasil
pengukuran tingkat porositas tanah pada setiap lokasi penelitian serta contoh perhitungan
pada lokasi Fakultas Kedokteran.
Tabel 4.16 Hasil Pengukuran Porositas Tanah
No. Lokasi Porositas (%)
1 F. Kedokteran 65,073
2 F. Ilmu Budaya 65,933
3 F. MIPA I 66,341
4 F. MIPA II 62,292
5 Rektorat I 57,984
6 Rektorat II 66,361
7 G. Olahraga 67,146
8 F. Pertanian 65,262
Rerata 64,549
Sumber: Hasil Perhitungan
Contoh perhitungan untuk lokasi Fakultas Kedokteran:
Berat jenis tanah (Gs) = 2,495 (hasil uji Laboratorium)
Berat volume air (ɣw) = 0,986 g/cm3 (hasil uji Laboratorium)
Berat tanah kering (ws) = 27,333 g (hasil uji Laboratorium)
Volume total (V) = 31,821 cm3
Berat volume butiran padat (ɣs) = Gs × ɣw
= 2,495 × 0,9857
= 2,459 g/cm3
64
Volume of Solid (Vs) = ws / ɣs
= 27,333 / 2,459
= 11,114 cm3
Volume of Void (Vv) = V - Vs
= 31,831 – 11,114
= 20,707 cm3
Porositas (n) = (Vv / V) × 100%
= (20,707/31,821) × 100%
= 65,073%
Hasil pengukuran nilai porositas tanah pada lokasi penelitian didapatkan rata-rata
nilai porositas tanah pada tanah uji sebesar 64,549% dengan nilai porositas tertinggi
sebesar 67,146% pada lokasi Gedung Olahraga dan nilai porositas terendah sebesar
57,984% pada lokasi Gedung Rektorat I.
4.4 Hasil Pengukuran Data Hujan
Data hujan diperoleh dari Stasiun Hujan Laboratorium Hidrologi Jurusan Teknik
Pengairan selama kurun waktu 21 tahun terhitung sejak tahun 1995 hingga 2015. Data
curah hujan harian akan digunakan sebagai alat perencanaan nilai intensitas hujan
sedangkan data dari kertas ARR (Automatic Rainfall Recorder) akan ditransformasikan
menjadi histogram kejadian hujan.
4.4.1 Data Hujan Harian Maksimum Tahunan
Data yang diperoleh berupa data curah hujan harian yang terjadi sepanjang tahun
selama tahun 1995 hingga 2015. Data tersebut kemudian dipangkas menjadi data curah
hujan harian maksimum tahunan sehingga didapatkan nilai curah hujan harian maksimum
selama 21 tahun seperti berikut ini:
65
Tabel 4.17 Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan Stasiun Hujan Pengairan Tahun
1995-2015
Tahun Curah Hujan Harian Maksimum (mm)
1995 135
1996 82
1997 60,25
1998 112,25
1999 101,75
2000 206
2001 80
2002 116
2003 90
2004 71,45
2005 100,4
2006 102,5
2007 71,5
2008 220
2009 83
2010 156,5
2011 93,5
2012 111,5
2013 119
2014 75,3
2015 111
Sumber: Laboratorium Hidrologi Teknik Pengairan
4.4.2 Uji Konsistensi Metode RAPS (Rescale Adjusted Partial Sums)
Uji konsistensi atau uji kepanggahan ini dilakukan terhadap data curah hujan
tahunan dengan tujuan untuk mengetahui adanya penyimpangan data hujan, sehingga dapat
disimpulkan bahwa data tersebut layak dipakai dalam analisis selanjutnya atau tidak. Uji
RAPS dilakukan dengan cara menghitung nilai komulatif dari penyimpangan terhadap
rata-rata. Berikut hasil uji konsistensi data curah hujan dengan metode RAPS:
66
Tabel 4.18 Hasil Uji Konsistensi Metode RAPS
No. Tahun Hujan
(mm) Sk
* |Sk
*| Dy
2 Sk
** |Sk
**|
1 1995 135,000 25,529 25,529 31,034 0,633 0,633
2 1996 82,000 -27,471 27,471 35,937 -0,681 0,681
3 1997 60,250 -49,221 49,221 115,369 -1,220 1,220
4 1998 112,250 2,779 2,779 0,368 0,069 0,069
5 1999 101,750 -7,721 7,721 2,839 -0,191 0,191
6 2000 206,000 96,529 96,529 443,703 2,393 2,393
7 2001 80,000 -29,471 29,471 41,360 -0,731 0,731
8 2002 116,000 6,529 6,529 2,030 0,162 0,162
9 2003 90,000 -19,471 19,471 18,054 -0,483 0,483
10 2004 71,450 -38,021 38,021 68,839 -0,943 0,943
11 2005 100,400 -9,071 9,071 3,919 -0,225 0,225
12 2006 102,500 -6,971 6,971 2,314 -0,173 0,173
13 2007 71,500 -37,971 37,971 68,659 -0,941 0,941
14 2008 220,000 110,529 110,529 581,741 2,740 2,740
15 2009 83,000 -26,471 26,471 33,368 -0,656 0,656
16 2010 156,500 47,029 47,029 105,318 1,166 1,166
17 2011 93,500 -15,971 15,971 12,147 -0,396 0,396
18 2012 111,500 2,029 2,029 0,196 0,050 0,050
19 2013 119,000 9,529 9,529 4,324 0,236 0,236
20 2014 75,300 -34,171 34,171 55,604 -0,847 0,847
21 2015 111,000 1,529 1,529 0,111 0,038 0,038
Rerata 109,471
Jumlah 2298,900 1627,234
Sumber: Hasil Perhitungan
Q = Sk**
maks = 2,740
R = Sk**
maks - Sk**
min = 2,740 – (-1,220) = 3,960
Q/(n0,5
) = 2,740 / (210,5
) = 0,598
R/(n0,5
) = 3,960 / (210,5
) = 0,864
Hasil perhitungan di atas didapatkan nilai Q/(n0,5
)hitung (0,598) kurang dari
Q/(n0,5
)tabel (1,102) dan R/(n0,5
)hitung (0,864) kurang dari R/(n0,5
)tabel (1,346), sehingga dapat
disimpulkan bahwa data curah hujan masih dalam batas konsistensi.
4.4.3 Uji Normalitas Data (Outlier)
Uji ini digunakan untuk mengetahui ambang batas atas dan bawah dari rangkain
data yang ada, sehingga nantinya diharapkan data yang melebih kedua batas tersebut tidak
akan digunakan dan hanya menggunakan data yang berada pada batas normal. Uji ini
menggunakan nilai logaritmik (Y) dari nilai curah hujan yang telah diurutkan dari curah
hujan terbesar hingga terkecil. Kemudian dicari nilai rata-rata dan standar penyimpangan
67
dari deret data logaritmik tersebut, serta menggunakan harga koefisien Kn berdasarkan
Tabel 2.3. Berikut hasil uji normalitas data curah hujan Stasiun Hujan Laboratorium
Hidrologi Teknik Pengairan:
Tabel 4.19 Hasil Uji Outlier Data Curah Hujan Stasiun Hujan Teknik Pengairan
Tahun Curah Hujan (mm) Y Keterangan
2008 220 2,342 Nilai Ambang Atas (XH)
2000 206 2,314 XH = 230,018 mm
2010 156,5 2,195
1995 135 2,130 Nilai Ambang Bawah (XL)
2013 119 2,076 XL = 46,533 mm
2002 116 2,064
1998 112,25 2,050 Karena :
2012 111,5 2,047 XL < X < XH
2015 111 2,045
2006 102,5 2,011 Maka :
1999 101,75 2,008 Tidak ada data yang
2005 100,4 2,002 perlu dibuang
2011 93,5 1,971 (semua data digunakan)
2003 90 1,954
2009 83 1,919
1996 82 1,914
2001 80 1,903
2014 75,3 1,877
2007 71,5 1,854
2004 71,45 1,854
1997 60,25 1,780
Rerata 109,471 2,015
Sd 41,335 0,144
Kn 2,408 (tabel)
Sumber : Hasil Perhitungan
Batas atas data diperoleh dari persamaan (2-9) sebesar 230,018 mm dan batas
bawah diperoleh dari persamaan (2-10) sebesar 46,533 mm. Hasil ini menunjukkan tidak
ada data dari kelompok data hujan yang akan dibuang karena kelompok data masih dalam
batas normalitas data yang selanjutnya dapat digunakan untuk analisis hujan rancangan.
4.4.4 Uji Ketiadaan Trend Metode Spearman
Deret berkala dengan jumlah data 10 atau lebih jika menunjukkan gerakan yang
berjangka panjang dan menuju ke satu arah baik naik maupun turun dapat disebut dengan
pola atau trend. Data curah hujan harian maksimum tahunan yang didapat sebanyak 21
tahun, maka sangat perlu dilakukan pengujian ketiadaan trend pada deret berkala data
68
curah hujan ini agar dapat ditentukan metode dalam merencanakan nilai curah hujan
rancangan.
Dalam uji ketiadaan trend diperlukan perhitungan korelasi peringkat yang dalam
hal ini digunakan metode Spearman karena metode ini dinilai dapat bekerja untuk satu
jenis variabel hidrologi saja, dalam analisis ini hujan tahunan. Berikut hasil uji ketiadaan
trend pada data curah hujan tahunan:
Tabel 4.20 Uji Ketiadaan Trend Hujan
No. (Tt) Tahun Curah
Hujan
Peringkat
(Rt) dt dt
2
1 1995 135 4 -3 9
2 1996 82 16 -14 196
3 1997 60,25 21 -18 324
4 1998 112,25 7 -3 9
5 1999 101,75 11 -6 36
6 2000 206 2 4 16
7 2001 80 17 -10 100
8 2002 116 6 2 4
9 2003 90 14 -5 25
10 2004 71,45 20 -10 100
11 2005 100,4 12 -1 1
12 2006 102,5 10 2 4
13 2007 71,5 19 -6 36
14 2008 220 1 13 169
15 2009 83 15 0 0
16 2010 156,5 3 13 169
17 2011 93,5 13 4 16
18 2012 111,5 8 10 100
19 2013 119 5 14 196
20 2014 75,3 18 2 4
21 2015 111 9 12 144
Jumlah 1658
N 21
KP -0,077
th -0,335
Sumber: Hasil Perhitungan
Menggunakan persamaan (2-11) dan (2-12) maka didapatkan nilai koefisien
korelasi peringkat (KP) sebesar -0,077 dan nilai distribusi t hitung (th) sebesar -0,335. Nilai
distribusi t hasil perhitungan selanjutnya dibandingkan dengan nilai distribusi t
berdasarkan Tabel 2.4 (tt) dengan nilai tt sebesar 2,093 maka th < tt. Hasil ini membuktikan
secara teoritis bahwa deret berkala hujan tahunan Stasiun Jurusan Teknik Pengairan
69
periode 1995 – 2015 tidak terdapat trend, sehingga data hujan yang tersedia dapat
digunakan untuk analisis distribusi frekuensi.
4.4.5 Uji Stasioner
Setelah melalui uji ketiadaan trend dan tidak ditemukan trend, selanjutnya data
akan uji kestabilannya dengan cara membagi data menjadi dua kelompok data dan akan
diuji apakah terdapat perubahan secara signifikan pada nilai varian dan rerata dari data
tersebut. Menggunakan persamaan (2-13), (2-14) dan (2-15) akan ditentukan apakah deret
data tersebut stasioner atau tidak. Berikut hasil perhitungannya:
Tabel 4.21 Kelompok Data Hujan Tahunan Uji Stasioner
No. Kelompok I
No. Kelompok II
Tahun Hujan (mm) Tahun Hujan (mm)
1 1995 135 11 2005 100,4
2 1996 82 12 2006 102,5
3 1997 60,25 13 2007 71,5
4 1998 112,25 14 2008 220
5 1999 101,75 15 2009 83
6 2000 206 16 2010 156,5
7 2001 80 17 2011 93,5
8 2002 116 18 2012 111,5
9 2003 90 19 2013 119
10 2004 71,45 20 2014 75,3
21 2015 111
N1 10
N2 11
Jumlah 1054,7
Jumlah 1244,2
Rerata 105,47
Rerata 113,109
Sd1 41,886
Sd2 42,516
Sumber: Hasil Perhitungan
Hasil perhitungan parameter statistik dari dua kelompok data untuk uji stasioner
selanjutnya digunakan untuk menentukan nilai hitung uji t (th) dan nilai hitung uji F (Fh).
70
Menggunakan persamaan (2-13) diperoleh nilai Fh = 0,980; sedangkan nilai Ft =
3,02 (lihat Tabel 2.5) maka Fh < Ft. Hasil ini menunjukkan bahwa data hujan pada lokasi
studi berdasarkan uji kestabilan varian adalah stasioner atau homogen. Selain itu dengan
menggunakan (2-14) dan (2-15) diperoleh nilai th = -0,394; sedangkan nilai tt = 2,093 (lihat
Tabel 2.4) maka th < tt. Hasil ini menunjukkan bahwa data hujan pada lokasi studi
berdasarkan uji kestabilan nilai rerata adalah stasioner atau homogen.
4.4.6 Uji Persistensi
Selanjutnya data perlu untuk dilakukan uji persistensi yang bertujuan untuk
mengetahui ketidaktergantungan dari setiap nilai dalam deret berkala. Dalam melakukan
pengujian ini diperlukan nilai korelasi serial menggunakan metode Spearman seperti pada
persaman (2-16). Jika pada uji ini tidak ditemukan kebergantungan dari setiap nilai, maka
data tersebut dapat digunakan dalam analisis frekuensi. Berikut hasil pengujian persistensi
dari data hujan tahunan Stasiun Jurusan Teknik Pengairan periode tahun 1995 – 2015:
Tabel 4.22 Perhitungan Uji Persistensi
No. Tahun Xi (mm) Peringkat di di2
1 1995 135 4 - -
2 1996 82 16 12 144
3 1997 60,25 21 5 25
4 1998 112,25 7 -14 196
5 1999 101,75 11 4 16
6 2000 206 2 -9 81
7 2001 80 17 15 225
8 2002 116 6 -11 121
9 2003 90 14 8 64
10 2004 71,45 20 6 36
11 2005 100,4 12 -8 64
12 2006 102,5 10 -2 4
13 2007 71,5 19 9 81
14 2008 220 1 -18 324
15 2009 83 15 14 196
16 2010 156,5 3 -12 144
17 2011 93,5 13 10 100
18 2012 111,5 8 -5 25
19 2013 119 5 -3 9
20 2014 75,3 18 13 169
21 2015 111 9 -9 81
Jumlah 2105
m 20
KP -0,583
th -3,042
Sumber: Hasil Perhitungan
Perhitungan di atas menunjukkan nilai th = -3,042; sedangkan nilai tt (berdasarkan
Tabel 2.4) sebesar 2,101 maka th < tt. Maka dengan hasil tersebut dapat disebutkan bahwa
deret data hujan tahunan milik Stasiun Jurusan Teknik Pengairan periode tahu 1995 – 2015
71
adalah persistensi atau tidak bergantung dari setiap nilai datanya sehingga data tersebut
layak untuk dilakukan analisis distribusi frekuensi.
Berdasarkan hasil dari keseluruhan analisis statistik yang telah diuraikan di atas
secara detail, yaitu meliputi uji konsistensi, ketiadaan trend, stasioner dan persistensi, maka
secara teoritis data hujan tersebut dapat disimpulkan layak dan valid untuk digunakan
dalam analisis hidrologi meliputi analisis frekuensi.
4.4.7 Uji Kesesuaian Distribusi
Dalam perencanaan nilai hujan rancangan digunakan metode distribusi frekuensi.
Namun dalam penggunaan distribusi frekuensi, data terlebih dahulu diuji melalui uji
kesesuaian distribusi untuk mengetahui jenis distribusi yang akan digunakan yang cocok
untuk kelompok data tersebut. Terdapat dua uji kesesuaian yang dapat digunakan untuk
menentukan jenis distribusi yang akan digunakan, yaitu Uji Smirnov Kolmogorof dan Uji
Chi Square.
4.4.7.1 Uji Smirnov Kolmogorof
Uji ini sebagai alternatif untuk menguji kesesuain distribusi dengan cara
mengurutkan data dari kecil ke besar. Kemudian menghitung simpangan maksimum
dengan menggunakan persamaan (2-25). Jenis distribusi yang akan diuji adalah distribusi
normal, log normal, gumbel, dan log pearson III. Berikut hasil simpangan maksimum pada
masing-masing jenis distribusi :
72
Tabel 4.23 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Normal No.
Urut Data
Sx
(Weibull)
Dist. Normal
z Px | Sx - Px |
1 60,25 0,045 -1,191 0,117 0,072
2 71,45 0,091 -0,920 0,179 0,088
3 71,50 0,136 -0,919 0,179 0,043
4 75,30 0,182 -0,827 0,203 0,021
5 80,00 0,227 -0,713 0,239 0,012
6 82,00 0,273 -0,665 0,251 0,021
7 83,00 0,318 -0,640 0,261 0,057
8 90,00 0,364 -0,471 0,319 0,044
9 93,50 0,409 -0,386 0,348 0,061
10 100,40 0,455 -0,219 0,413 0,042
11 101,75 0,500 -0,187 0,425 0,075
12 102,50 0,545 -0,169 0,433 0,113
13 111,00 0,591 0,037 0,516 0,075
14 111,50 0,636 0,049 0,520 0,116
15 112,25 0,682 0,067 0,528 0,154
16 116,00 0,727 0,158 0,536 0,191
17 119,00 0,773 0,231 0,591 0,182
18 135,00 0,818 0,618 0,732 0,086
19 156,50 0,864 1,138 0,873 0,009
20 206,00 0,909 2,335 0,990 0,081
21 220,00 0,955 2,674 0,996 0,042
Rerata 109,471 Maks 0,191
Sd 41,335
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.24 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Log Normal No.
Urut Data
Sx
(Weibull)
Dist. Log Normal
z Px | Sx - Px |
1 4,10 0,045 -1,629 0,052 0,006
2 4,27 0,091 -1,116 0,131 0,040
3 4,27 0,136 -1,113 0,134 0,003
4 4,32 0,182 -0,957 0,169 0,013
5 4,38 0,227 -0,775 0,218 0,010
6 4,41 0,273 -0,701 0,242 0,031
7 4,42 0,318 -0,664 0,255 0,064
8 4,50 0,364 -0,420 0,337 0,026
9 4,54 0,409 -0,305 0,378 0,031
10 4,61 0,455 -0,090 0,464 0,010
11 4,62 0,500 -0,050 0,480 0,020
12 4,63 0,545 -0,028 0,488 0,057
13 4,71 0,591 0,212 0,583 0,008
14 4,71 0,636 0,226 0,591 0,045
15 4,72 0,682 0,246 0,599 0,083
16 4,75 0,727 0,345 0,536 0,191
17 4,78 0,773 0,422 0,663 0,110
18 4,91 0,818 0,802 0,788 0,030
19 5,05 0,864 1,247 0,894 0,031
20 5,33 0,909 2,076 0,981 0,072
21 5,39 0,955 2,274 0,988 0,034
Rerata 4,639 Maks 0,191
Sd 0,332
Sumber : Hasil Perhitungan
73
Tabel 4.25 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Gumbel No.
Urut Data
Sx
(Weibull)
Dist. Gumbel
G Yt Tr Px | Sx - Px |
1 60,25 0,045 -1,191 -0,748 1,137 0,121 0,075
2 71,45 0,091 -0,920 -0,459 1,259 0,206 0,115
3 71,50 0,136 -0,919 -0,457 1,259 0,206 0,070
4 75,30 0,182 -0,827 -0,359 1,314 0,239 0,057
5 80,00 0,227 -0,713 -0,237 1,392 0,281 0,054
6 82,00 0,273 -0,665 -0,186 1,429 0,300 0,027
7 83,00 0,318 -0,640 -0,160 1,448 0,309 -0,009
8 90,00 0,364 -0,471 0,021 1,602 0,376 0,012
9 93,50 0,409 -0,386 0,112 1,692 0,409 0,000
10 100,40 0,455 -0,219 0,290 1,899 0,473 0,019
11 101,75 0,500 -0,187 0,325 1,944 0,486 -0,014
12 102,50 0,545 -0,169 0,345 1,970 0,492 -0,053
13 111,00 0,591 0,037 0,565 2,306 0,566 -0,025
14 111,50 0,636 0,049 0,578 2,328 0,571 -0,066
15 112,25 0,682 0,067 0,597 2,362 0,577 -0,105
16 116,00 0,727 0,158 0,694 2,543 0,607 -0,120
17 119,00 0,773 0,231 0,772 2,702 0,630 -0,143
18 135,00 0,818 0,618 1,186 3,799 0,737 -0,081
19 156,50 0,864 1,138 1,742 6,224 0,839 -0,024
20 206,00 0,909 2,335 3,023 21,057 0,953 0,043
21 220,00 0,955 2,674 3,385 30,029 0,967 0,012
Sn 1,0696 Maks 0,115
Yn 0,5252
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.26 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Log Pearson III No.
Urut Data
Sx
(Weibull)
Dist. Log Pearson III
K Px | Sx - Px |
1 1,78 0,045 -1,629 0,023 0,022
2 1,85 0,091 -1,116 0,117 0,026
3 1,85 0,136 -1,113 0,118 0,019
4 1,88 0,182 -0,957 0,168 0,014
5 1,90 0,227 -0,775 0,232 0,005
6 1,91 0,273 -0,701 0,261 0,011
7 1,92 0,318 -0,664 0,276 0,042
8 1,95 0,364 -0,420 0,377 0,014
9 1,97 0,409 -0,305 0,426 0,017
10 2,00 0,455 -0,090 0,515 0,061
11 2,01 0,500 -0,050 0,531 0,031
12 2,01 0,545 -0,028 0,540 0,006
13 2,05 0,591 0,212 0,630 0,039
14 2,05 0,636 0,226 0,635 0,002
15 2,05 0,682 0,246 0,641 0,040
16 2,06 0,727 0,345 0,676 0,052
17 2,08 0,773 0,422 0,702 0,071
18 2,13 0,818 0,802 0,804 0,015
19 2,19 0,864 1,247 0,884 0,020
20 2,31 0,909 2,076 0,964 0,055
21 2,34 0,955 2,274 0,973 0,018
Rerata 2,015
Maks 0,071
Sd 0,144
Cs 0,781
Sumber : Hasil Perhitungan
74
dengan :
Sx = posisi data x menurut plotting Weibull
z = faktor frekuensi distribusi normal
G = faktor frekuensi distribusi gumbel
K = faktor frekuensi distribusi log pearson III
Px = posisi data x menurut garis sebaran teoritis masing-masing jenis distribusi
Setelah diketahui nilai maksimum dari penyimpangan pada masing-masing
distribusi kemudia dilakukan perbandingan dengan nilai penyimpangan kritis sesuai pada
Tabel 2.10. Jika nilai simpangan maksimum kurang dari simpangan kritis yang diberikan,
maka jenis distribusi tersebut sesuai dengan kelompok data. Berikut hasil perbandingan
semua jenis distribusi terhadap penyimpangan kritis:
Tabel 4.27 Rekapitulasi Hasil Uji Smirnov Kolmogorof
Distribusi Δmax Δcr 5% (0,286) Δcr 1% (0,352)
Normal 0,191 Memenuhi Memenuhi
Log Normal 0,191 Memenuhi Memenuhi
Gumbel 0,115 Memenuhi Memenuhi
Log Pearson III 0,071 Memenuhi Memenuhi
Sumber : Hasil Perhitungan
Hasil uji di atas menghasilkan simpulan bahwa dari empat jenis distribusi yang
dilakukan uji, semua jenis distribusi sesuai dan dapat digunakan sebagai dasar perencanaan
pada kelompok data tersebut. Namun dalam pemilihan jenis distribusi yang akan
digunakan berdasarkan uji Smirnov Kolmogorof adalah distribusi jenis log pearson III
yang dinilai memiliki penyimpangan paling kecil.
4.4.7.2 Uji Chi-Square
Uji kesesuaian jenis distribusi terhadap kelompok data yang selanjutnya adalah uji
Chi Square. Konsep uji ini menggunakan rasio kuadrat perbedaan jumlah data pada setiap
kelasnya terhadap jumlah data perkelas, sehingga diperlukan untuk membentuk kelas-kelas
data dalam melakukan uji ini. Berikut langkah kerja dalam melakukan uji Chi Square:
1. Menentukan jumlah kelas (c)
= 1 + (3,322 x log (n)) ; n = jumlah data
= 1 + (3,322 x log 21) = 5,392 ≈ 5
2. Menghitung peluang berdasarkan jumlah kelas
= 100% / c
= 100% / 5 = 20%
75
3. Menghitung nilai frekuensi yang diharapkan setiap kelas (Ej)
= n / c
= 21/5 = 4,200
4. Menghitung batas kelas (Xr) berdasarakan jenis distribusi
Tabel 4.28 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Normal
No. Probabilitas (%) z Xr (mm)
1 80 -0,842 74,683
2 60 -0,253 98,999
3 40 0,253 119,944
4 20 0,842 144,260
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.29 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Log Normal
No. Probabilitas (%) z ln (Xr) Xr (mm)
1 80 -0,842 4,360 78,249
2 60 -0,253 4,555 95,116
3 40 0,253 4,723 112,530
4 20 0,842 4,918 136,786
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.30 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Gumbel
No. Probabilitas (%) Kala Ulang Yt G Xr (mm)
1 80 1,250 -0,476 -0,936 4,466
2 60 1,667 0,087 -0,409 58,448
3 40 2,500 0,672 0,137 114,442
4 20 5,000 1,500 0,911 193,810
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.31 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Log Pearson III
No. Probabilitas (%) K Log (Xr) Xr (mm)
1 80 -0,856 1,891 77,869
2 60 -0,366 1,962 91,613
3 40 0,125 2,033 107,847
4 20 0,782 2,127 134,100
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.32 Rekapitulasi Kelas Uji Chi Square
Kelas Distribusi
Normal Log Normal Gumbel Log Pearson III
1 0,000 - 74,683 0,000 - 78,249 0,000 - 4,466 0,000 - 77,869
2 74,683 - 98,999 78,249 - 95,116 4,466 - 58,448 77,869 - 91,613
3 98,999 - 119,944 95,116 - 112,530 58,448 - 114,442 91,613 - 107,847
4 119,944 - 144,260 112,530 - 136,786 114,442 - 193,810 107,847 - 134,100
5 144,260 - ~ 136,786 - ~ 193,810 - ~ 134,100 - ~
Sumber : Hasil Perhitungan
76
5. Perhitungan Chi Square pada setiap jenis distribusi
Tabel 4.33 Perhitungan Chi Square Distribusi Normal
Kelas Interval Ej Oj (Oj – Ej)2/Ej
1 0,000 - 74,683 4,200 3 0,3
2 74,683 - 98,999 4,200 6 0,8
3 98,999 - 119,944 4,200 8 3,4
4 119,944 - 144,260 4,200 1 2,4
5 144,260 - ~ 4,200 3 0,3
Maks = 3,438
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.34 Perhitungan Chi Square Distribusi Log Normal
Kelas Interval Ej Oj (Oj – Ej)2/Ej
1 0,000 - 78,249 4,200 4 0,0
2 78,249 - 95,116 4,200 5 0,2
3 95,116 - 112,530 4,200 6 0,8
4 112,530 - 136,786 4,200 3 0,3
5 136,786 - ~ 4,200 3 0,3
Maks = 0,771
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.35 Perhitungan Chi Square Distribusi Gumbel
Kelas Interval Ej Oj (Oj – Ej)2/Ej
1 0,000 - 4,466 4,200 0 4,2
2 4,466 - 58,448 4,200 0 4,2
3 58,448 - 114,442 4,200 15 27,8
4 114,442 - 193,810 4,200 4 0,0
5 193,810 - ~ 4,200 2 1,2
Maks = 27,7714
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.36 Perhitungan Chi Square Distribusi Log Pearson III
Kelas Interval Ej Oj (Oj – Ej)2/Ej
1 0,000 - 77,869 4,200 4 0,0
2 77,869 - 91,613 4,200 4 0,0
3 91,613 - 107,847 4,200 4 0,0
4 107,847 - 134,100 4,200 5 0,2
5 134,100 - ~ 4,200 4 0,0
Maks = 0,152
Sumber : Hasil Perhitungan
6. Menentukan nilai Chi Square izin
Menentukan nilai derajat bebas (Dk)
= c – 1 – m ; m = 2 (jika harus mengestimasi nilai rerata dan simpangan baku
dari sampel)
77
= 5 – 1 – 2 = 2
Berdasarkan Tabel 2.10 didapatkan untuk α=5% sebesar 5,991 dan untuk α=1%
sebesar 9,210.
7. Perbandingan dengan nilai Chi Square izin
Tabel 4.37 Hasil Uji Chi Square
No. Distribusi Δmax Δcr
α=5% (5,99) α=1% (9,21)
1 Normal 3,438 Diterima Diterima
2 Log Normal 0,771 Diterima Diterima
3 Gumbel 27,771 Tidak Diterima Tidak Diterima
4 Log Pearson III 0,152 Diterima Diterima
Sumber : Hasil Perhitungan
Hasil uji Chi Square pada semua jenis distribusi didapatkan terjadinya penolakan
jenis distribusi pada distribusi Gumbel yang memiliki nilai rasio kuadrat perbedaan jumlah
data dalam kelas terhadap jumlah data setiap kelas paling besar dan lebih besar dari yang
diizinkan. Pada jenis distribusi lainnya dinilai sesuai dengan kelompok data. Namun dalam
pemilihan jenis distribusi yang akan digunakan dipilih jenis distribusi Log Pearson III
karena memiliki nilai yang terkecil.
4.4.8 Analisis Hujan Rancangan
Jenis distribusi yang telah dipilih yaitu distribusi Log Pearson III selanjutnya akan
digunakan untuk merencanakan besar hujan dengan kala ulang tertentu. Dalam penelitian
ini kala ulang yang akan digunakan yaitu kala ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, dan 20
tahun.
Dalam penggunaan jenis distribusi Log Pearson III data terlebih dahulu
ditransformasikan ke dalam bentuk logaritmik dengan basis 10. Selanjutnya dicari
parameter-parameter statistik dari deret data logaritmik tersebut seperti rata-rata,
simpangan baku (Sd), dan kepencengan (Cs) berdasarkan persamaan 2-18, 2-19, dan 2-20.
Nilai hujan rancangan kemudian ditentukan menggunakan persamaan 2-21 menggunakan
parameter-parameter statistik serta nilai faktor frekuensi berdasarkan Tabel 2.9. Berikut
hasil perhitungan hujan rancangan pada beberapa kala ulang menggunakan distribusi Log
Pearson III beserta contoh perhitungannya:
78
Tabel 4.38 Data Curah Hujan dan Parameter Statistik
Tahun Curah Hujan (R) (mm) log R
1995 135 2,130
1996 82 1,914
1997 60,25 1,780
1998 112,25 2,050
1999 101,75 2,008
2000 206 2,314
2001 80 1,903
2002 116 2,064
2003 90 1,954
2004 71,45 1,854
2005 100,4 2,002
2006 102,5 2,011
2007 71,5 1,854
2008 220 2,342
2009 83 1,919
2010 156,5 2,195
2011 93,5 1,971
2012 111,5 2,047
2013 119 2,076
2014 75,3 1,877
2015 111 2,045
Rerata 109,471 2,015
Sd 41,335 0,144
Cs 0,781
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 4.39 Perhitungan Hujan Rancangan
No. Kala Ulang (tahun) Peluang K log R R (mm)
1 2 50% -0,129 1,996 99,125
2 5 20% 0,782 2,127 134,100
3 10 10% 1,336 2,207 161,160
4 20 5% 1,835 2,279 190,213
Sumber : Hasil Perhitungan
Contoh perhitungan kala ulang 10 tahun:
Diberikan data :
Rerata = 2,015
Sd = 0,144
K = 1,336 (hasil pembacaan Tabel 2.9)
Maka :
2,015+(1,336×0,144)
=2,207
R = 102,207
= 161,160 mm
79
4.4.9 Analisis Data Hujan ARR (Automatic Rainfall Recorder)
Setelah mendapatkan nilai hujan rancangan selanjutnya diperlukan pola distribusi
hujan guna membuat pola intensitas hujan yang nantinya akan gunakan untuk menentukan
ponding time. Sebelum menghitung bentuk distribusi hujan, terlebih dahulu menentukan
nilai durasi hujan yang akan digunakan. Dalam menentukan durasi hujan digunakan data
dari alat penakar hujan otomatis atau automatic raifall recorder (ARR) yang berupa kertas
pembacaan hujan. Kertas ARR menunjukkan nilai tinggi hujan serta durasi terjadinya
hujan. Metode yang dapat digunakan untuk menentukan durasi suatu data hujan dari kertas
ARR yaitu secara visual atau dengan pengelihatan, namun dapat juga menggunakan
bantuan software untuk mendapatkan hasil yang lebih detail. Data yang digunakan ialah
data durasi dari kejadian hujan tahunan berdasarkan data alat penakar hujan manual.
Berikut hasil pengamatan durasi hujan tahunan pada periode tahun 1995 hingga 2015 di
Stasiun Jurusan Teknik Pengairan:
Tabel 4.40 Durasi Hujan Tahunan dan Intensitas Hujan Rerata Stasiun Hujan Teknik
Pengairan Periode 1995 – 2015
No. Tahun
Durasi Hujan
(jam)
Tinggi
Hujan (mm)
Intensitas Hujan
Rerata (mm/jam)
[1] [2] [3] [4]
1 1995 - 135,000 -
2 1996 4,633 82,000 17,699
3 1997 - 60,250 -
4 1998 4,362 112,250 25,735
5 1999 3,950 101,750 25,762
6 2000 - 206,000 -
7 2001 12,644 80,000 6,327
8 2002 8,084 116,000 14,349
9 2003 2,491 90,000 36,130
10 2004 5,726 71,450 12,478
11 2005 - 100,400 -
12 2006 - 102,500 -
13 2007 1,707 71,500 41,898
14 2008 11,209 220,000 19,626
15 2009 2,606 83,000 31,850
16 2010 - 156,500 -
17 2011 - 93,500 -
18 2012 2,653 111,500 42,025
19 2013 1,977 119,000 60,187
20 2014 6,187 75,300 12,170
21 2015 - 111,000 -
Intensitas Maksimal (mm/jam) 60,187
Sumber: Hasil Perhitungan
80
dengan:
[1] = tahun kejadian hujan
[2] = durasi kejadian hujan (data)
[3] = tinggi hujan tahunan (data)
[4] = intensitas hujan rerata ([3]/[2])
Berikut contoh perhitungan intensitas hujan rerata tahun 2007:
I = [3]/[2] = 71,500 / 1,707 = 41,898 mm/jam
Tabel 4.39 menunjukkan masing-masing durasi pada setiap kejadian hujan tahunan.
Hasil di atas juga menunjukkan tidak semua data hujan tahunan tercatat pada kertas ARR.
Hal ini dapat disebabkan oleh banyak faktor terutama kesalahan fungsional dari alat
penakar hujan sendiri atau penyebab lainnya.
Pada tabel tersebut juga dapat dilihat durasi kejadian hujan paling kecil terjadi pada
tahun 2013 yaitu selama 1,977 jam dan durasi kejadian hujan paling besar terjadi pada
tahun 2001 yaitu selama 12,644 jam. Dalam pemilihan durasi yang akan digunakan untuk
membuat distribusi hujan digunakan pertimbangan ketinggian intensitas. Hal ini
dikarenakan tingginya intensitas hujan yang akan mempengaruhi terjadinya genangan.
Maka dalam menentukan durasi, dipilih nilai intensitas rerata yang tertinggi yang diperoleh
dari tinggi hujan tahunan dibagi dengan nilai durasi hujan itu sendiri. Setelah dilakukan
perhitungan didapatkan nilai intensitas rerata tertinggi terjadi pada tahun 2013 yaitu
sebesar 60,187 mm/jam.
Berdasarkan hasil tersebut selanjutnya dipilih kejadian hujan tahunan pada tahun
2013 untuk diteliti bentuk distribusi hujannya. Menentukan pola distribusi hujan dapat
menggunakan bantuan aplikasi AutoCAD untuk memudahkan dalam mendapatkan hasil
yang lebih detail. Berikut gambaran kertas ARR pada kejadian hujan tahunan pada tahun
2013 beserta hasil perhitungan distribusi hujannya:
81
Gambar 4.13 Kertas ARR dari Hujan Tahunan Tahun 2013
Sumber: Laboratorium Hidrologi Jurusan Teknik Pengairan
Tabel 4.41 Distribusi Hujan pada Hujan Harian Maksimum Tahunan Tahun 2013
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Tinggi
Hujan (mm)
Distribusi
Hujan (%)
[1] [2] [3]
1 0 ~ 15 4,263 3,582%
2 15 ~ 30 3,038 2,553%
3 30 ~ 45 21,883 18,389%
4 45 ~ 60 26,976 22,669%
5 60 ~ 75 26,976 22,669%
6 75 ~ 90 20,465 17,197%
7 90 ~ 105 13,113 11,019%
8 105 ~ 120 2,288 1,922%
Total 119,000 100%
Sumber: Hasil Perhitungan
dengan:
[1] = periode hujan
[2] = tinggi hujan (hasil pengamatan)
[3] = distribusi hujan ([2]/Total[2])
Berikut contoh perhitungan distribusi hujan periode ketiga:
= [2] / Total [2]
= 21,883 / 119,00
= 18,389%
82
Gambar 4.14 Pola Distribusi Hujan
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.13 menunjukkan kerapatan pencatatan oleh ARR. Hal ini juga
menggambarkan tingginya intensitas hujan yang terjadi pada saat itu. Berdasarkan gambar
tersebut selanjutnya dilakukan analisis terhadap pola distribusi hujan dan hasilnya
ditunjukkan dalam Tabel 4.40. Pada tabel hasil perhitungan pola distribusi didapatkan
bentuk distribusi hujan yang pada periode awal terdistribusi sebagian kecil dan terus
meningkat hingga mencapai puncak pada periode keempat dan kelima yaitu sebesar
22,669% yang kemudian berkurang hingga akhir periode. Hal tersebut juga dapat terlihat
jelas pada Gambar 4.14.
4.5 Distribusi Hujan Kala Ulang 2, 5, 10 dan 20 Tahun
Berdasarkan nilai hujan rancangan pada Tabel 4.38 dan pola distribusi hujan pada
Gambar 4.13 selanjutnya akan dibuat distribusi hujan dalam bentuk histogram pada setiap
kala ulang 2, 5, 10 dan 20 tahun. Berikut hasil perhitungan dan gambaran histogram hujan
pada masing-masing kala ulang:
1. Kala ulang 2 tahun (R24 = 99,125 mm)
Tabel 4.42 Distribusi Hujan Kala Ulang 2 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Distribusi
Hujan (%)
Tinggi Hujan
(mm)
Intensitas Hujan
(mm/menit)
[1] [2] [3] [4]
1 0 ~ 15 3,582% 3,551 0,237
2 15 ~ 30 2,553% 2,530 0,169
3 30 ~ 45 18,389% 18,229 1,215
4 45 ~ 60 22,669% 22,471 1,498
5 60 ~ 75 22,669% 22,471 1,498
6 75 ~ 90 17,197% 17,047 1,136
7 90 ~ 105 11,019% 10,923 0,728
8 105 ~ 120 1,922% 1,905 0,127
Sumber: Hasil Perhitungan
3,582% 2,553%
18,389%
22,669% 22,669%
17,197%
11,019%
1,922%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
Per
sen
tase
(%
)
Waktu (menit)
83
dengan:
[1] = waktu kejadian hujan
[2] = distribusi hujan
[3] = tinggi hujan (R24 x [2])
[4] = intensitas hujan ([3]/[1])
Berikut contoh perhitungan intenstias hujan pada periode ketiga:
= [3] / [1]
= (R24 x [2]) / [1]
= (99,125 x 18,389%) / 15 menit
= 1,215 mm/menit
Gambar 4.15 Histogram Hujan Kala Ulang 2 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
2. Kala ulang 5 tahun (134,100 mm)
Tabel 4.43 Distribusi Hujan Kala Ulang 5 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Distribusi
Hujan (%)
Tinggi
Hujan (mm)
Intensitas Hujan
(mm/menit)
1 0 ~ 15 3,582% 4,803 0,320
2 15 ~ 30 2,553% 3,423 0,228
3 30 ~ 45 18,389% 24,660 1,644
4 45 ~ 60 22,669% 30,399 2,027
5 60 ~ 75 22,669% 30,399 2,027
6 75 ~ 90 17,197% 23,061 1,537
7 90 ~ 105 11,019% 14,776 0,985
8 105 ~ 120 1,922% 2,578 0,172
Sumber: Hasil Perhitungan
0,237 0,169
1,215 1,498 1,498
1,136
0,728
0,127
0
1
1
2
2
3
3
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
Inte
nsi
tas
Huja
n (
mm
/men
it)
Waktu (menit)
84
Gambar 4.16 Histogram Hujan Kala Ulang 5 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
3. Kala ulang 10 tahun (161,160 mm)
Tabel 4.44 Distribusi Hujan Kala Ulang 10 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Distribusi
Hujan (%)
Tinggi
Hujan (mm)
Intensitas Hujan
(mm/menit)
1 0 ~ 15 3,582% 5,773 0,385
2 15 ~ 30 2,553% 4,114 0,274
3 30 ~ 45 18,389% 29,636 1,976
4 45 ~ 60 22,669% 36,533 2,436
5 60 ~ 75 22,669% 36,533 2,436
6 75 ~ 90 17,197% 27,715 1,848
7 90 ~ 105 11,019% 17,758 1,184
8 105 ~ 120 1,922% 3,098 0,207
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.17 Histogram Hujan Kala Ulang 10 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,320 0,228
1,644
2,027 2,027
1,537
0,985
0,172
0
1
1
2
2
3
3
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
Inte
nsi
tas
Hu
jan
(m
m/m
enit
)
Waktu (menit)
0,385 0,274
1,976
2,436 2,436
1,848
1,184
0,207
0
1
1
2
2
3
3
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
Inte
nsi
tas
Hu
jan
(m
m/m
enit
)
Waktu (menit)
85
4. Kala ulang 20 tahun (190,213 mm)
Tabel 4.45 Distribusi Hujan Kala Ulang 20 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Distribusi
Hujan (%)
Tinggi
Hujan (mm)
Intensitas Hujan
(mm/menit)
1 0 ~ 15 3,582% 6,813 0,454
2 15 ~ 30 2,553% 4,855 0,324
3 30 ~ 45 18,389% 34,979 2,332
4 45 ~ 60 22,669% 43,119 2,875
5 60 ~ 75 22,669% 43,119 2,875
6 75 ~ 90 17,197% 32,711 2,181
7 90 ~ 105 11,019% 20,959 1,397
8 105 ~ 120 1,922% 3,656 0,244
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.18 Histogram Hujan Kala Ulang 20 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
4.6 Karakteristik Genangan
Genangan merupakan salah satu respon oleh tanah akibat adanya air yang jatuh ke
permukaan tanah yang dalam hal ini adalah hujan. Air hujan yang tidak dapat meresap ke
dalam tanah akan menjadi limpasan jika mengalir dan menjadi genangan saat tidak
mengalir. Pada penelitian ini diasumsikan bahwa air yang tidak masuk ke dalam tanah
akan menjadi genangan. Genangan erat hubungannya dengan kapasitas infiltrasi yang
dimiliki oleh tanah. Selain itu nilai dari genangan sendiri juga sangat dipengaruhi oleh
intensitas hujan yang turun, sehingga dalam menganalisis suatu potensi genangan dapat
dengan cara membandingkan antara intensitas hujan (mm/menit) dengan laju infiltrasi
(mm/menit).
0,454 0,324
2,332
2,875 2,875
2,181
1,397
0,244
0
1
1
2
2
3
3
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
Inte
nsi
tas
Huja
n (
mm
/men
it)
Waktu (menit)
86
Dengan mengetahui histogram hujan dan laju infiltrasi pada suatu lokasi maka
dapat ditentukan karakteristik genangan pada lokasi tersebut. Karakteristik genangan
adalah ciri dari genangan yang dalam penelitian ini genangan memiliki dua ciri utama
yaitu tinggi genangan dan durasi genangan. Tinggi genangan yaitu kedalaman genangan
yang dapat menentukan volume sedangkan durasi genangan merupakan waktu kejadian
genangan yang dapat menjadi informasi penting terhadap pengendalian banjir.
Durasi genangan dapat dicari dengan memperhatikan waktu genangan mulai terjadi
dan waktu genangan berakhir. Sedangkan untuk tinggi genangan dapat dengan menghitung
selisih dari laju infiltrasi dengan intensitas hujan selama durasi genangan. Berikut hasil
analisis karakteristik genangan yang terjadi pada beberapa lokasi di Universitas Brawijaya:
1. Fakultas Kedokteran (Silty Loam)
Kala ulang 2 tahun
Gambar 4.19 Analisis Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 2 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 5 tahun
Gambar 4.20 Analisis Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 5 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,237 0,169
1,215 1,498 1,498
1,136 0,728
0,127
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
5
6
7
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,320 0,228
1,644 2,027 2,027
1,537 0,985
0,172
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
5
6
7
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
87
Tabel 4.46 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 5 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
[1] [2] [3] [4] [5]
1 45 ~ 60 2,027 2,000 0,027 0,399
2 60 ~ 75 2,027 2,000 0,027 0,399
Jumlah = 0,798
Sumber: Hasil Perhitungan
dengan:
[1] = rentang waktu periode
[2] = intensitas hujan (hasil perhitungan)
[3] = laju infiltrasi (hasil perhitungan)
[4] = laju limpasan ([2] – [3])
[5] = tinggi genangan ([4] x [1])
Berikut contoh perhitungan tinggi genangan pada periode kedua:
= [4] x [1]
= ([2] – [3]) x [1]
= (2,027 – 2,000) × 15 menit
= 0,027 mm/menit × 15 menit
= 0,399 mm
Kala ulang 10 tahun
Gambar 4.21 Waktu Penggengan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 10 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,385 0,274
1,976 2,436 2,436
1,848
1,184
0,207
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
5
6
7
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
88
Tabel 4.47 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 10 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 45 ~ 60 2,436 2,000 0,436 6,533
2 60 ~ 75 2,436 2,000 0,436 6,533
Jumlah = 13,067
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 20 tahun
Gambar 4.22 Analisis Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 20 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.48 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 20 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 2,332 2,000 0,332 4,979
2 45 ~ 60 2,875 2,000 0,875 13,119
3 60 ~ 75 2,875 2,000 0,875 13,119
4 75 ~ 90 2,181 2,000 0,181 2,711
Jumlah = 33,929
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil analisis didapatkan genangan pada kala ulang hujan 5, 10, dan
20 tahun. Lokasi Fakultas Kedokteran dengan jenis tanah silty loam atau lempung
berlanau jika disimulasikan dengan hujan kala ulang 20 tahun akan menghasilkan
genangan setinggi 33,929 mm yang terjadi selama 60 menit. Pada hujan kala
ulang 5 dan 10 tahun terjadi genangan pada periode keempat atau pada menit ke
45, sedangkan pada hujan kala ulang 20 tahun terjadi genangan pada periode
ketiga atau pada menit ke 30. Durasi kejadian genangan juga terdapat perbedaan,
hujan dengan kala ulang 5 dan 10 tahun menghasilkan genangan selama 30 menit
sedangkan hujan kala ulang 20 tahun menghasilkan genangan selama 60 menit.
0,454 0,324
2,332 2,875 2,875
2,181
1,397
0,244
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
5
6
7
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensita
s Hujan
Laju
Infiltrasi
89
Hasil ini mendukung fakta saat pengujian infiltrasi berlangsung kondisi
permukaan tanah pada lokasi ini yang lembab dan vegetasi rumput gajah yang
menutupi tanah relatif tipis sehingga potensi terjadinya genangan relatif cukup
tinggi. Berikut hasil perhitungan durasi genangan di lokasi Fakultas Kedokteran:
Tabel 4.49 Durasi Genangan Fakultas Kedokteran
No.
Kala Ulang
Hujan
(Tahun)
Waktu
Penggenangan
(menit)
Waktu Akhir
Genangan
(Menit)
Durasi
Genangan
(menit)
[1] [2] [3] [4]
1 2 - - -
2 5 45 75 30
3 10 45 75 30
4 20 30 90 60
Sumber: Hasil Perhitungan
dengan:
[1] = kala ulang hujan
[2] = waktu penggenangan
[3] = waktu akhir genangan
[4] = durasi genangan ([3] – [2])
Berikut contoh perhitungan durasi genangan pada kala ulang 10 tahun:
= [3] – [2]
= 75 – 45
= 30 menit
2. Fakultas Ilmu Budaya (Loam)
Kala ulang 2 tahun
Gambar 4.23 Analisis Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 2 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,237 0,169 1,215 1,498 1,498 1,136 0,728
0,127
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
90
Kala ulang 5 tahun
Gambar 4.24 Analisis Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 5 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 10 tahun
Gambar 4.25 Analisis Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 10 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 20 tahun
Gambar 4.26 Analisis Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 20 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,320 0,228
1,644 2,027 2,027 1,537
0,985 0,172
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,385 0,274
1,976 2,436 2,436
1,848 1,184
0,207
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,454 0,324
2,332 2,875 2,875
2,181 1,397
0,244
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
91
Berdasarkan hasil analisis tidak ditemukan genangan pada lokasi Fakultas Ilmu
Budaya yang memiliki jenis tanah loam atau lempung. Hal ini disebabkan nilai
laju infiltrasi yang lebih besar jika dibandingkan dengan intensitas hujan yang
turun. Kondisi tanah pada saat pengujian laju infiltrasi juga menunjukkan kondisi
tanah yang kering dan beronggoa serta penutup tanah berupa rumput gajah yang
relatif tebal dan lebat sehingga dinilai dapat meningkatkan laju infiltrasi dan
mengurangi potensi terjadinya genangan.
3. Fakultas MIPA I (Loam)
Kala ulang 2 tahun
Gambar 4.27 Analisis Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 2 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 5 tahun
Gambar 4.28 Analisis Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 5 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,237 0,169 1,215 1,498 1,498 1,136 0,728
0,127
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,320 0,228
1,644 2,027 2,027 1,537
0,985 0,172
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
92
Kala ulang 10 tahun
Gambar 4.29 Analisis Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 10 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 20 tahun
Gambar 4.30 Analisis Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 20 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil analisis tidak terjadi genangan pada lokasi Fakultas MIPA I
yang memiliki jenis tanah loam atau lempung. Hal ini disebabkan nilai laju
infiltrasi yang lebih besar jika dibandingkan dengan intensitas hujan yang turun.
Kondisi permukaan tanah pada saat pengujian laju infiltrasi menunjukkan kondisi
tanah yang kering sehingga diyakini dapat mempengaruhi laju infiltrasi dan
mengurangi potensi terjadinya genangan.
0,385 0,274
1,976 2,436 2,436 1,848
1,184 0,207
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,454 0,324
2,332 2,875 2,875
2,181 1,397
0,244
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
93
4. Fakultas MIPA II (Silty Loam)
Kala ulang 2 tahun
Gambar 4.31 Analisis Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 2 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.50 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 2 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 1,215 0,800 0,415 6,229
2 45 ~ 48 1,498 0,800 0,698 2,094
3 48 ~ 58 1,498 0,500 0,650 6,500
4 58 ~ 75 1,498 0,500 0,998 16,967
5 75 ~ 90 1,136 0,500 0,636 9,547
6 90 ~ 105 0,728 0,500 0,228 3,423
Jumlah = 44,759
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 5 tahun
Gambar 4.32 Analisis Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 5 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,237 0,169
1,215 1,498 1,498
1,136
0,728
0,127
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,320 0,228
1,644
2,027 2,027
1,537
0,985
0,172
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
94
Tabel 4.51 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 5 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 1,644 0,800 0,844 12,660
2 45 ~ 48 2,027 0,800 1,227 3,680
3 48 ~ 58 2,027 0,500 0,650 6,500
4 58 ~ 75 2,027 0,500 1,527 25,952
5 75 ~ 90 1,537 0,500 1,037 15,561
6 90 ~ 105 0,985 0,500 0,485 7,276
Jumlah = 71,630
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 10 tahun
Gambar 4.33 Analisis Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 10 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.52 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 10 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 1,976 0,800 1,176 17,636
2 45 ~ 48 2,436 0,800 1,636 4,907
3 48 ~ 58 2,436 0,500 0,650 6,500
4 58 ~ 75 2,436 0,500 1,936 32,904
5 75 ~ 90 1,848 0,500 1,348 20,215
6 90 ~ 105 1,184 0,500 0,684 10,258
Jumlah = 92,420
Sumber: Hasil Perhitungan
0,385 0,274
1,976
2,436 2,436
1,848
1,184
0,207
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
95
Kala ulang 20 tahun
Gambara 4.34 Analisis Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 20 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.53 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 20 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 2,332 0,800 1,532 22,979
2 45 ~ 48 2,875 0,800 2,075 6,224
3 48 ~ 58 2,875 0,500 0,650 6,500
4 58 ~ 75 2,875 0,500 2,375 40,369
5 75 ~ 90 2,181 0,500 1,681 25,211
6 90 ~ 105 1,397 0,500 0,897 13,459
Jumlah = 114,742
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil analisis didapatkan genangan pada semua simulasi hujan
rancangan. Lokasi Fakultas MIPA II yang memiliki jenis tanah silty loam atau
lempung berlanau jika disimulasikan dengan hujan rancangan kala ulang 20 tahun
terjadi genangan setinggi 114,742 mm yang terjadi selama 75 menit. Durasi
genangan yang dihasilkan semua kala ulang hujan memiliki kesamaan yaitu
selama 75 menit. Hal ini disebabkan rendahnya nilai infiltrasi di lokasi ini yang
jika digabungkan dengan histogram hujan akan menghasilkan hasil yang relatif
sama. Berdasarkan Tabel 4.1 kondisi permukaan tanah pada saat pengujian laju
infiltrasi menunjukkan kondisi yang sedikit kering namun lahan berpenutup
rumput gajah yang relatif jarang dan tipis sehingga dengan kondisi tersebut dinilai
mempengaruhi laju infiltrasi dan meningkatkan potensi terjadinya genangan.
Fakta pada beberapa tahun Berikut hasil perhitungan durasi genangan di lokasi
Fakultas MIPA II:
0,454 0,324
2,332
2,875 2,875
2,181
1,397
0,244
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
96
Tabel 4.54 Durasi Genangan Fakultas MIPA II
No.
Kala Ulang
Hujan
(Tahun)
Waktu
Penggenangan
(menit)
Waktu Akhir
Genangan
(Menit)
Durasi
Genangan
(menit)
1 2 30 105 75
2 5 30 105 75
3 10 30 105 75
4 20 30 105 75
Sumber: Hasil Perhitungan
5. Rektorat I (Silty Loam)
Kala ulang 2 tahun
Gambar 4.35 Analisis Genangan Rektorat I Kala Ulang 2 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.55 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 2 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 1,215 1,000 0,215 3,229
2 45 ~ 60 1,498 1,000 0,498 7,471
3 60 ~ 75 1,498 1,000 0,498 7,471
4 75 ~ 90 1,136 1,000 0,136 2,047
Jumlah = 20,217
Sumber: Hasil Perhitungan
0,237 0,169
1,215 1,498 1,498 1,136
0,728 0,127
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
97
Kala ulang 5 tahun
Gambar 4.36 Analisis Genangan Rektorat I Kala Ulang 5 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.56 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 5 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 1,644 1,000 0,644 9,660
2 45 ~ 60 2,027 1,000 1,027 15,399
3 60 ~ 75 2,027 1,000 1,027 15,399
4 75 ~ 90 1,537 1,000 0,537 8,061
Jumlah = 48,519
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 10 tahun
Gambar 4.37 Analisis Genangan Rektorat I Kala Ulang 10 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,320 0,228
1,644 2,027 2,027
1,537 0,985
0,172
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,385 0,274
1,976 2,436 2,436
1,848 1,184
0,207
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
98
Tabel 4.57 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 10 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 1,976 1,000 0,976 14,636
2 45 ~ 60 2,436 1,000 1,436 21,533
3 60 ~ 75 2,436 1,000 1,436 21,533
4 75 ~ 90 1,848 1,000 0,848 12,715
5 90 ~ 105 1,184 1,000 0,184 2,758
Jumlah = 73,176
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 20 tahun
Gambar 4.38 Analisis Genangan Rektorat I Kala Ulang 20 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.58 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 20 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 2,332 1,000 1,332 19,979
2 45 ~ 60 2,875 1,000 1,875 28,119
3 60 ~ 75 2,875 1,000 1,875 28,119
4 75 ~ 90 2,181 1,000 1,181 17,711
5 90 ~ 105 1,397 1,000 0,397 5,959
Jumlah = 99,888
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil analisis didapatkan genangan pada semua simulasi hujan
rancangan. Lokasi Rektorat I yang memiliki jenis tanah silty loam atau lempung
berlanau jika disimulasikan dengan hujan rancangan 20 tahun terjadi genangan
setinggi 99,888 mm yang terjadi selama 75 menit. Tinggi genangan yang terjadi
juga sesuai dengan kondisi saat pengukuran infiltrasi berlangsung yaitu sangat
tipis dan jarang adanya vegetasi rumput gajah dilokasi yang dinilai mempengaruhi
0,454 0,324
2,332 2,875 2,875
2,181
1,397
0,244
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
99
berkurangnya daya serap air ke dalam tanah dan secara tidak langsung potensi
terjadinya genangan juga besar. Durasi genangan yang terjadi juga beragam pada
masing-masing hujan dan berikut hasil analisis durasi genangan di lokasi Rektorat
I:
Tabel 4.59 Durasi Genangan Rektorat I
No.
Kala Ulang
Hujan
(Tahun)
Waktu
Penggenangan
(menit)
Waktu Akhir
Genangan
(Menit)
Durasi
Genangan
(menit)
1 2 30 90 60
2 5 30 90 60
3 10 30 105 75
4 20 30 105 75
Sumber: Hasil Perhitungan
6. Rektorat II (Silty Loam)
Kala ulang 2 tahun
Gambar 4.39 Analisis Genangan Rektorat II Kala Ulang 2 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 5 tahun
Gambar 4.40 Analisis Genangan Rektorat II Kala Ulang 5 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,237 0,169 1,215 1,498 1,498 1,136 0,728
0,127
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,320 0,228
1,644 2,027 2,027 1,537 0,985
0,172
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
100
Tabel 4.60 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 5 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 45 ~ 60 2,027 2,000 0,027 0,399
2 60 ~ 75 2,027 2,000 0,027 0,399
Jumlah = 0,798
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 10 tahun
Gambar 4.41 Analisis Genangan Rektorat II Kala Ulang 10 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.61 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 10 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 45 ~ 60 2,436 2,000 0,436 6,533
2 60 ~ 75 2,436 2,000 0,436 6,533
Jumlah = 13,067
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 20 tahun
Gambar 4.42 Analisis Genangan Rektorat II Kala Ulang 20 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,385 0,274
1,976 2,436 2,436 1,848
1,184 0,207
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,454 0,324
2,332 2,875 2,875
2,181 1,397
0,244
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju Infiltrasi
101
Tabel 4.62 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 20 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 2,332 2,000 0,332 4,979
2 45 ~ 60 2,875 2,000 0,875 13,119
3 60 ~ 75 2,875 2,000 0,875 13,119
4 75 ~ 90 2,181 2,000 0,181 2,711
Jumlah = 33,929
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil analisis didapatkan genangan pada simulasi hujan dengan kala
ulang 5, 10, dan 20 tahun. Dengan jenis tanah silty loam pada lokasi Rektorat II
jika disimulasikan hujan kala ulang 20 tahun akan menghasilkan tinggi genangan
33,929 mm dengan durasi 60 menit. Kondisi permukaan tanah yang sedikit
lembab dinilai mempengaruhi untuk terjadinya genangan namun penutup vegetasi
rumput gajah yang cukup tebal dan lebat yang membuat genangan yang terjadi
relatif kecil. Durasi genangan untuk kala ulang 5 tahun memiliki nilai yang sama
dengan kala ulang 10 tahun, sedangkan untuk kondisi kala ulang 20 tahun
memiliki durasi genangan yang lebih lama. Berikut hasil analisis durasi genangan
lokasi Rektorat II:
Tabel 4.63 Durasi Genangan Rektorat II
No. Kala Ulang
Hujan (Tahun)
Waktu
Penggenangan
(menit)
Waktu Akhir
Genangan
(Menit)
Durasi
Genangan
(menit)
1 2 - - -
2 5 45 75 30
3 10 45 75 30
4 20 30 90 60
Sumber: Hasil Perhitungan
7. GOR Pertamina (Clay Loam)
Kala ulang 2 tahun
Gambar 4.43 Analisis Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 2 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,237 0,169 1,215 1,498 1,498 1,136 0,728 0,127
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
3
6
9
12
15
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
102
Tabel 4.64 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 2 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 1,215 1,000 0,215 3,229
2 45 ~ 60 1,498 1,000 0,498 7,471
3 60 ~ 75 1,498 1,000 0,498 7,471
4 75 ~ 90 1,136 1,000 0,136 2,047
Jumlah = 20,217
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 5 tahun
Gambar 4.44 Analisis Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 5 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.65 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 5 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 1,644 1,000 0,644 9,660
2 45 ~ 60 2,027 1,000 1,027 15,399
3 60 ~ 75 2,027 1,000 1,027 15,399
4 75 ~ 90 1,537 1,000 0,537 8,061
Jumlah = 48,519
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 10 tahun
Gambar 4.45 Analisis Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 10 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,320 0,228
1,644 2,027 2,027 1,537 0,985
0,172
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
3
6
9
12
15
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,385 0,274
1,976 2,436 2,436 1,848
1,184 0,207
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
3
6
9
12
15
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
103
Tabel 4.66 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 10 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 1,976 1,000 0,976 14,636
2 45 ~ 60 2,436 1,000 1,436 21,533
3 60 ~ 75 2,436 1,000 1,436 21,533
4 75 ~ 90 1,848 1,000 0,848 12,715
5 90 ~ 105 1,184 1,000 0,184 2,758
Jumlah = 73,176
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 20 tahun
Gambar 4.46 Analisis Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 20 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.67 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 20 Tahun
Periode
ke-
Waktu
(menit)
Intensitas
Hujan
(mm/menit)
Laju
Infiltrasi
(mm/menit)
Laju
Limpasan
(mm/menit)
Tinggi
Genangan
(mm)
1 30 ~ 45 2,332 1,000 1,332 19,979
2 45 ~ 60 2,875 1,000 1,875 28,119
3 60 ~ 75 2,875 1,000 1,875 28,119
4 75 ~ 90 2,181 1,000 1,181 17,711
5 90 ~ 105 1,397 1,000 0,397 5,959
Jumlah = 99,888
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil analisis didapatkan genangan pada semua simulasi hujan
rancangan. Lokasi GOR Pertamina yang memiliki jenis tanah clay loam atau
lempung berliat jika disimulasikan dengan hujan kala ulang 20 tahun akan
menghasilkan genangan setinggi 99,888 mm yang terjadi selama 75 menit.
Tingginya genangan yang terjadi juga dikarenakan kondisi permukaan tanah saat
pengujian laju infiltrasi yang cukup lembab sehingga dinilai meningkatkan daya
serap air ke dalam tanah. Durasi genangan yang terjadi juga beragam pada
0,454 0,324
2,332 2,875 2,875
2,181 1,397
0,244
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
3
6
9
12
15
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
104
masing-masing hujan dan berikut hasil analisis durasi genangan di lokasi GOR
Pertamina:
Tabel 4.68 Durasi Genangan GOR Pertamina
No.
Kala Ulang
Hujan
(Tahun)
Waktu
Penggenangan
(menit)
Waktu Akhir
Genangan
(Menit)
Durasi
Genangan
(menit)
1 2 30 90 60
2 5 30 90 60
3 10 30 105 75
4 20 30 105 75
Sumber: Hasil Perhitungan
8. Fakultas Pertanian (Silty Loam)
Kala ulang 2 tahun
Gambar 4.47 Analisis Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 2 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 5 tahun
Gambar 4.48 Analisis Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 5 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,237 0,169 1,215 1,498 1,498 1,136 0,728
0,127
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,320 0,228
1,644 2,027 2,027 1,537 0,985
0,172
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
105
Kala ulang 10 tahun
Gambar 4.49 Waktu Penggengan Fakultas Pertanian Kala Ulang 10 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Kala ulang 20 tahun
Gambar 4.50 Analisis Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 20 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil analisis tidak didapatkan genangan pada semua simulasi hujan
rancangan pada lokasi Fakultas Pertanian yang memiliki jenis tanah silty loam
atau lempung berlanau. Hal ini dikarenakan nilai laju infiltrasi yang melebihi
besar intensitas hujan, sehingga semua hujan yang turun langsung diteruskan pada
proses infiltrasi dan tidak terjadi genangan.
Melihat hasil analisis genangan pada semua lokasi dan Tabel 4.1 yang
menggambarkan kondisi lapangan, dapat dilihat bahwa terdapat pengaruh oleh kondisi
permukaan tanah dan kondisi penutup lahan pada saat pengujian laju infiltrasi. Dari
beberapa hasil analisis genangan didapatkan bahwa semakin kering tanah maka semakin
kecil tinggi genangan yang terjadi begitu juga sebaliknya. Hal ini dikarenakan kondisi saat
tanah kering gampang untuk menerima air dan menyerap air sehingga potensi laju infiltrasi
0,385 0,274
1,976 2,436 2,436 1,848
1,184 0,207
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
0,454 0,324
2,332 2,875 2,875
2,181 1,397
0,244
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
2
4
6
8
10
12
14
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas
Hujan
Laju
Infiltrasi
106
semakin besar dan potensi genangan yang terjadi semakin kecil. Selain itu kondisi penutup
lahan juga dapat mempengaruhi potensi terjadinya genangan pada suatu lokasi. Kondisi
penutup berupa vegetasi rumput gajah yang semakin lebat atau banyak maka semakin kecil
potensi terjadinya genangan. Hal ini serupa dengan teori yang menyebutkan bahwa
keberadaan vegetasi di atas permukaan tanah akan meningkatkan potensi laju infiltrasi.
Selanjutnya di bawah ini merupakan rekapitulasi hasil analisis waktu penggenangan, tinggi
genangan dan durasi genangan pada masing-masing kala ulang hujan:
Gambar 4.51 Rekapitulasi Analisis Genangan Kala Ulang 2 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.52 Rekapitulasi Analisis Genangan Kala Ulang 5 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,237 0,169
1,215 1,498 1,498 1,136
0,728 0,127
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
3
6
9
12
15
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas Hujan
Laju Infiltrasi GOR
Laju Infiltrasi Pertanian
Laju Infiltrasi Rektorat II
Laju Infiltrasi Rektorat I
Laju Infiltrasi MIPA II
Laju Infiltrasi MIPA I
Laju Infiltrasi Ilmu Budaya
Laju Infiltrasi Kedokteran
0,320 0,228
1,644 2,027 2,027
1,537 0,985
0,172
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
3
6
9
12
15
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas Hujan
Laju Infiltrasi GOR
Laju Infiltrasi Pertanian
Laju Infiltrasi Rektorat II
Laju Infiltrasi Rektorat I
Laju Infiltrasi MIPA II
Laju Infiltrasi MIPA I
Laju Infiltrasi Ilmu Budaya
Laju Infiltrasi Kedokteran
107
Gambar 4.53 Rekapitulasi Analisis Genangan Kala Ulang 10 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.54 Rekapitulasi Analisis Genangan Kala Ulang 20 Tahun
Sumber: Hasil Perhitungan
0,385 0,274
1,976 2,436 2,436
1,848 1,184
0,207
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
3
6
9
12
15
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas Hujan
Laju Infiltrasi GOR
Laju Infiltrasi Pertanian
Laju Infiltrasi Rektorat II
Laju Infiltrasi Rektorat I
Laju Infiltrasi MIPA II
Laju Infiltrasi MIPA I
Laju Infiltrasi Ilmu Budaya
Laju Infiltrasi Kedokteran
0,454 0,324
2,332 2,875 2,875
2,181
1,397
0,244
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0
3
6
9
12
15
0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120
(mm
/men
it)
Waktu (menit)
Intensitas Hujan
Laju Infiltrasi GOR
Laju Infiltrasi Pertanian
Laju Infiltrasi Rektorat II
Laju Infiltrasi Rektorat I
Laju Infiltrasi MIPA II
Laju Infiltrasi MIPA I
Laju Infiltrasi Ilmu Budaya
Laju Infiltrasi Kedokteran
108
Tabel 4.69 Rekapitulasi Tinggi Genangan
No. Lokasi Jenis
Tanah
Tinggi Genangan (mm)
Kala Ulang
2 Th
Kala Ulang
5 Th
Kala Ulang
10 Th
Kala Ulang
20 Th
1 Fakultas Kedokteran Silty Loam 0,000 0,798 13,067 33,929
2 Fakultas MIPA II Silty Loam 44,759 71,630 92,420 114,742
3 Rektorat I Silty Loam 20,217 48,519 73,176 99,888
4 Rektorat II Silty Loam 0,000 0,798 13,067 33,929
5 GOR Pertamina Clay Loam 20,217 48,519 73,176 99,888
Rerata 17,038 34,053 52,981 76,475
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.70 Rekapitulasi Waktu Penggenangan (Ponding Time)
No. Lokasi Jenis
Tanah
Waktu Penggenangan (menit)
Kala Ulang
2 Th
Kala Ulang
5 Th
Kala Ulang
10 Th
Kala Ulang
20 Th
1 Fakultas Kedokteran Silty Loam 120 45 45 30
2 Fakultas MIPA II Silty Loam 30 30 30 30
3 Rektorat I Silty Loam 30 30 30 30
4 Rektorat II Silty Loam 120 45 45 30
5 GOR Pertamina Clay Loam 30 30 30 30
Rerata 66 36 36 30
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 4.71 Rekapitulasi Durasi Genangan
No. Lokasi Jenis
Tanah
Durasi Genangan (menit)
Kala Ulang
2 Th
Kala Ulang
5 Th
Kala Ulang
10 Th
Kala Ulang
20 Th
1 Fakultas Kedokteran Silty Loam 0 30 30 60
2 Fakultas MIPA II Silty Loam 75 75 75 75
3 Rektorat I Silty Loam 60 60 75 75
4 Rektorat II Silty Loam 0 30 30 60
5 GOR Pertamina Clay Loam 60 60 75 75
Rerata 39 51 57 69
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil analisis genangan pada semua lokasi penelitian didapatkan lima
dari total delapan lokasi yang terjadi genangan akibat hujan rancangan. Hasil ini sesuai
dengan hasil observasi handboring (lampiran) yang menggambarkan ketiga lokasi yang
tidak terjadi genangan yaitu Fakultas Ilmu Budaya, MIPA I dan Pertanian memiliki kondisi
struktur tanah yang berpasir dan berbatuan. Selain itu pada lokasi-lokasi tersebut memiliki
penutup lahan rumput gajah yang relatif lebih tebal.
109
4.7 Analisis Volume Genangan
Hasil analisis genangan selanjutnya dapat digunakan dalam perhitungan volume
banjir di Universitas Brawijaya. Dengan nilai tinggi genangan rerata (mm) pada masing-
masing kejadian hujan rancangan dan luas wilayah lahan terbuka (m2) dapat diperoleh
volume genangan (m3). Hasil analisis ini dapat digunakan sebagai dasar dalam
perencanaan bangunan pengendali banjir di wilayah Universitas Brawijaya.
Berdasarkan tinggi genangan rerata pada Tabel 4.69 berikut perhitungan analisis
volume genangan yang terjadi di Universitas Brawijaya pada masing-masing kala ulang
hujan dengan luas area terbuka (A) 2100220 m2:
Tabel 4.72 Analisis Volume Genangan Universitas Brawijaya
No. T h V
(tahun) (mm) (m3)
1 2 17,038 35784,344
2 5 34,053 71518,474
3 10 52,981 111271,959
4 20 76,475 160615,283
Sumber: Hasil Perhitungan
dengan:
T = periode kala ulang hujan
h = tinggi genangan rerata
V = volume genangan ( h x A )
Contoh perhitungan pada kala ulang hujan 10 tahun:
V = h x A
= 52,981 mm x 2.100.220 m2
V = 111.271,959 m3
4.8 Hubungan Durasi Genangan dan Tinggi Genangan Terhadap Sifat Fisik
Tanah dan Kala Ulang Hujan Rancangan
Untuk mengetahui tingkat pengaruh variabel yang telah diukur terhadap
karakteristik genangan maka selanjutnya akan dicari nilai hubungan menggunakan model
regresi pada aplikasi Microsoft Office Word 2013. Dalam pemilihan model regresi
berdasarkan nilai R2 yang dihasilkan masing-masing model kemudian dipilih model regresi
yang memiliki R2 paling besar.
Karakteristik berupa durasi dan tinggi genangan akan dihubungkan kepada variabel
yang mempengaruhi kedua karakter genangan berupa sifat fisik tanah, komposisi tanah dan
hujan rancangan yang digunakan dalam mencari nilai genangan. Analisis hubungan sifat
fisik dan komposisi tanah dengan durasi dan tinggi genangan dilakukan menggunakan data
110
hasil genangan dengan kala ulang hujan 20 tahun. Hal ini dikarenakan dengan kala ulang
maksimal karakter genangan akan lebih terlihat. Sedangkan analisis hubungan durasi dan
tinggi genangan dengan hujan rancangan dilakukan dengan menghitung rerata durasi dan
tinggi genangan pada semua lokasi terhadap semua kala ulang hujan. Berikut hasil analisis
regresi sifat fisik tanah, komposisi tanah dan hujan rancangan terhadap karakteristik
genangan berdasarkan data pada Tabel 4.12, 4.14, 4.15, 4.68, 4.69:
Hubungan Kadar Air dengan Karakter Genangan
Gambar 4.55 Kurva Hubungan Kadar Air Akhir dengan Durasi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.56 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Pertama dengan Durasi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.57 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Kedua dengan Durasi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
R² = 0,4736
50
55
60
65
70
75
80
80 82 84 86 88 90
Du
rasi
Gen
angan
(m
enit
)
Kadar Air Akhir (%)
R² = 0,8516
50
55
60
65
70
75
80
85
90
70 75 80 85 90 95
Du
rasi
Gen
angan
(m
enit
)
Kadar Air Pengujian Pertama (%)
R² = 0,2361
50
55
60
65
70
75
80
80 82 84 86 88 90 92 94
Du
rasi
Gen
angan
(m
enit
)
Kadar Air Uji Kedua (%)
111
Gambar 4.58 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Ketiga dengan Durasi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan Gambar 4.55, 4.56, 4.57 dan 4.58 di atas telah didapatkan hubungan
sifat fisik tanah berupa kadar air terhadap durasi genangan yang terjadi. Menurut
Gambar 4.55 terdapat hubungan yang kecil dengan nilai R2 47,36% menggunakan
model regresi polinomial. Kurva tersebut tidak sesuai dengan teori yang Asdak
sebutkan bahwa tingkat kadar air yang tinggi akan menurunkan laju infiltrasi
sehingga potensi genangan semakin besar. Hasil kadar air pada pengujian pertama,
kedua dan ketiga juga menghasilkan nilai hubungan yang berbeda dan bentuk kurva
yang berbeda pula.
Gambar 4.59 Kurva Hubungan Kadar Air Akhir denga Tinggi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
R² = 0,9201
50
55
60
65
70
75
80
80 82 84 86 88 90 92 94
Du
rasi
Gen
angan
(m
enit
)
Kadar Air (%)
R² = 0,4203 30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
Tin
ggi
Gen
angan
(m
m)
Kadar Air Akhir (%)
112
Gambar 4.60 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Pertama dengan Tinggi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.61 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Kedua dengan Tinggi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.62 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Ketiga dengan Tinggi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan analisis hubungan kadar air dengan tinggi genangan didapatkan hasil
yang relatif sama dengan hubungan kadar air dengan durasi genangan. Hal ini
dikarenakan durasi genangan berbanding lurus dengan tinggi genangan.
R² = 0,8526
0
20
40
60
80
100
120
70 75 80 85 90 95
Tin
ggi
Gen
angan
(m
m)
Kadar Air Pertama(%)
R² = 0,2751
0
20
40
60
80
100
120
80 82 84 86 88 90 92 94
Tin
ggi
Gen
angan
(m
m)
Kadar Air Kedua (%)
R² = 0,8246
0
20
40
60
80
100
120
80 82 84 86 88 90 92 94
Tin
ggi
Gen
angan
(m
m)
Kadar Air Ketiga (%)
113
Hubungan Porositas dengan Karakter Genangan
Gambar 4.63 Kurva Hubungan Porositas dengan Durasi Genangan
Sumber: Hasil Perhitunga
Gambar 4.64 Kurva Hubungan Porositas dengan Tinggi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan Gambar 4.63 dan 4.64 didapatkan nilai hubungan porositas tanah
dengan karakter genangan yang masing-masing sangat kecil. Menurut Suryatmojo
nilai porositas yang tinggi akan meningkatkan laju infiltrasi dan mengurangi
potensi terjadinya genangan. Jika dilihat bentuk kurva yang terbentuk, kurva pada
kedua gambar tersebut sesuai dengan teori yang ada namun memiliki nilai
hubungan yang kecil.
R² = 0,2275
50
55
60
65
70
75
80
56 58 60 62 64 66 68
Du
rasi
Gen
angan
(m
enit
)
Porositas (%)
R² = 0,23
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
56 58 60 62 64 66 68
Tin
ggi
Gen
angan
(m
m)
Porositas (%)
114
Hubungan Komposisi Sand dengan Karakter Genangan
Gambar 4.65 Kurva Hubungan Komposisi Sand dengan Durasi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.66 Kurva Hubungan Komposisi Sand dengan Tinggi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Menurut Serief komposisi sand atau pasir akan mempengaruhi nilai laju infiltrasi
dengan perbandingan lurus yaitu semakin besar komposisi pasir pada tanah akan
meningkatkan laju infiltrasi yang secara tidak langsung berpengaruh mengurangi
potensi terjadinya genangan. Berdasarkan kedua gambar di atas didapatkan kurva
yang tidak sesuai dengan teori yang ada dan juga menghasilkan nilai hubungan
yang sangat kecil yaitu 36,92% untuk durasi genangan dan 32,18% untuk tinggi
genangan.
R² = 0,3692
50
55
60
65
70
75
80
0 5 10 15 20 25 30 35
Du
rasi
Gen
angan
(m
enit
)
Komposisi Sand (%)
R² = 0,3218
30
45
60
75
90
105
120
0 5 10 15 20 25 30 35
Tin
ggi
Gen
angan
(m
m)
Komposisi Sand (%)
115
Hubungan Komposisi Clay dengan Karakter Genangan
Gambar 4.67 Kurva Hubungan Komposisi Clay dengan Durasi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.68 Kurva Hubungan Komposisi Clay dengan Tinggi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Menurut teori yang dikemukakan oleh Serief menyebutkan bahwa semakin tinggi
komposisi clay atau liat akan mengurangi nilai laju infiltrasi yang secara tidak
langsung meningkatkan potensi terjadinya genangan. Gambar 4.67 dan 4.68
menunjukkan bentuk kurva yang sesuai dengan teori yang disebutkan dan memiliki
nilai hubungan yang cukup bagus yakni 60,85% untuk durasi genangan dan 51,65%
untuk tinggi genangan.
R² = 0,6085
50
60
70
80
90
100
10 15 20 25 30
Du
rasi
Gen
angan
(m
enit
)
Komposisi Clay (%)
R² = 0,5165
30
50
70
90
110
130
150
10 15 20 25 30
Tin
ggi
Gen
angan
(m
m)
Komposisi Clay (%)
116
Hubungan Komposisi Silt dengan Karakter Genangan
Gambar 4.69 Kurva Hubungan Komposisi Silt dengan Durasi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.70 Kurva Hubungan Komposisi Silt dengan Tinggi Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan Gambar 4.69 dan 4.70 menghasilkan hubungan antara komposisi silt
dengan karakter genangan yang tidak cukup bagus dengan nilai R2 41,45% untuk
durasi genangan dan 34,05% untuk tinggi genangan. Kedua kurva di atas juga
menunjukkan hubungan semakin besar komposisi silt maka semakin kecil durasi
dan tinggi genangan yang terjadi.
R² = 0,4145
50
55
60
65
70
75
80
40 50 60 70 80
Wak
tu G
enan
gan
(m
enit
)
Komposisi Silt (%)
R² = 0,3405
30
50
70
90
110
130
150
40 50 60 70 80
Tin
ggi
Gen
angan
(m
m)
Komposisi Silt (%)
117
Hubungan Kala Ulang Hujan Rancangan dengan Karakter Genangan
Gambar 4.71 Kurva Hubungan Kala Ulang Hujan Rancangan dengan Tinggi
Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.72 Kurva Hubungan Kala Ulang Hujan Rancangan dengan Durasi
Genangan
Sumber: Hasil Perhitungan
Gambar 4.71 menunjukkan hubungan kala ulang hujan rancangan dengan tinggi
genangan menggunakan model regresi polinomial dengan nilai R2 = 99,97%. Nilai tersebut
menunjukkan perubahan tinggi genangan dipengaruhi oleh perubahan variabel kala ulang
hujan rancangan yang hampir sempurna. Sedangkan untuk gambar 4.72 menunjukkan
hubungan kala ulang hujan rancangan dengan durasi genangan menggunakan model
polinomial dengan nilai R2 sebesar 99,50% yang berarti perubahan durasi genangan
99,50% dipengaruhi oleh perubahan variabel kala ulang hujan rancangan.
Terdapat perbedaan nilai hubungan kala ulang hujan rancangan terhadap kedua
karakter genangan. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.51 hingga Gambar 4.54 dan Tabel
4.69 dan Tabel 4.70 bahwa dalam perbedaan kala ulang hujan rancangan pasti akan
merubah nilai tinggi genangan namun tidak tentu dengan durasi genangan sehingga nilai
hubungan kala ulang hujan rancangan terhadap tinggi genangan lebih besar jika
dibandingkan dengan nilai hubungan kala ulang hujan rancangan terhadap durasi
R² = 0,9997
0
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80
Kal
a U
lan
g H
uja
n R
anca
ngan
(Tah
un
)
Tinggi Genangan (mm)
R² = 0,995
0
5
10
15
20
25
30 40 50 60 70
Kal
a U
lan
g H
uja
n R
anca
ngan
(Tah
un
)
Durasi Genangan (menit)
118
genangan. Berikut tabel rekapitulasi dari hasil analisis hubungan karakter genangan
terhadap sifat fisik tanah dan kala ulang hujan rancangan:
Tabel 4.73 Rekapitulasi Nilai R2 Hubungan Karakter Genangan dengan Sifat Fisik Tanah
dan Kala Ulang Hujan Rancangan
No. Parameter R
2 terhadap
Durasi Genangan Tinggi Genangan
1 Kadar Air Tanah 47,360% 42,030%
2 Porositas Tanah 22,750% 23,000%
3 Komposisi Clay 60,850% 51,650%
4 Komposisi Silt 41,450% 34,050%
5 Komposisi Sand 36,920% 32,180%
6 Kala Ulang R24 99,970% 99,500%
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil analisis yang ditampilkan pada Tabel 4.71 dapat dilihat bahwa
hanya komposisi clay yang dinilai perubahan variabelnya dapat mempengaruhi perubahan
variabel dari durasi dan tinggi genangan yang masing-masing sebesar 60,85% dan 51,65%.
Selain itu parameter lainnya hanya memiliki nilai R2 yang kurang dari 50% atau 0,5 yang
dinilai perubahan variabelnya tidak dapat mempengaruhi perubahan variabel karakter
genangan.
119
Halaman ini sengaja dikosongkan
119
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan rumusan permasalahan dan hasil analisis dalam penelitian ini terdapat
beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Setelah dilakukan pengujian terhadap laju infiltrasi menggunakan alat Turf-Tec
Infiltrometer yang merupakan alat infiltrometer double ring atau cincin ganda di
Universitas Brawijaya, didapatkan nilai karakteristik infiltrasi yang variatif.
Karakteristik laju infiltrasi berupa laju infiltrasi awal (f0) dan laju infiltrasi konstan
(fc). Berdasarkan hasil pengujian laju infiltrasi didapatkan nilai rerata f0 sebesar
10,88 mm/menit dan nilai rerata fc sebesar 2,13 mm/menit.
2. Menggunakan data hujan pada periode tahun 1995 hingga tahun 2015 pada alat
penakar hujan manual Stasiun Hujan Teknik Pengairan didapatkan nilai hujan
rancangan dengan kala ulang 2, 5, 10 dan 20 tahun yang masing-masing sebesar
99,125 mm, 134,100 mm, 161,160 mm dan 190,213 mm. Dengan menggunakan
data hujan pada periode yang sama berdasarkan penggunaan alat penakar hujan
otomatis didapatkan pola distribusi dengan pembagian waktu menjadi delapan
periode masing-masing 15 menit. Pola distribusi hujan memiliki nilai puncak
distribusi pada periode keempat atau pada menit ke-45 sebesar 22,669%.
3. Berdasarkan hasil pengujian laju infiltrasi dan pola distribusi hujan didapatkan
karakteristik genangan yaitu durasi genangan dan tinggi genangan. Waktu
penggenangan (ponding time) yang terjadi pada masing-masing kala ulang hujan
memiliki nilai yang relatif sama. Waktu penggenangan akibat hujan kala ulang 2
tahun selama 66 menit, sedangkan kala ulang 5 dan 10 tahun memiliki nilai rerata
36 menit dan sakibat hujan kala ulang 20 tahun memiliki nilai yang lebih singkat
yaitu 30 menit. Durasi genangan yang terjadi akibat hujan kala ulang 2, 5, 10 dan
20 tahun masing-masing 39 menit, 51 menit, 57 menit dan 69 menit. Selain itu
rerata tinggi genangan yang terjadi akibat hujan kala ulang tersebut masing-masing
17,038 mm, 34,053 mm, 52,981 mm dan 76,475 mm. Kejadian genangan dengan
durasi terlama dan tinggi terbesar terjadi pada lokasi Fakutlas MIPA II.
120
Berdasarkan analisa hubungan karakteristik tanah dengan genangan didapatkan
hanya komposisi clay yang dapat mempengaruhi perubahan nilai durasi dan tinggi
genangan. Terdapat beberapa lokasi yang secara analisis tidak terjadi genangan. Hal
ini dikarenakan tingkat kelembaban permukaan tanah pada saat pengujian laju
infiltrasi dan pengaruh dari vegetasi penutup lahan.
Dapat disimpulkan bahwa genangan semakin cepat terjadi dengan durasi kejadian
yang semakin lama jika dikenai hujan dengan kala ulang yang semakin besar.
Begitu juga tinggi genangan yang terjadi akan semakin tinggi dengan periode kala
ulang hujan yang semakin besar.
5.2 Saran
Setelah dilakukan penelitian ini ditemukan beberapa kekurangan yang perlu
diperhatikan untuk penelitian selanjutnya. Berikut beberapa saran yang dapat digunakan
untuk penyempurnaan penelitian berikutnya:
1. Penggunaan alat Turf-Tec Infiltrometer dinilai kurang sesuai untuk penelitian ini.
Hal ini dikarenakan diameter dalam dan luar dari alat tersebut relatif kecil sehingga
terdapat pengaruh dari gaya hidrostatis saat pengisian ulang pada alat ukur. Gaya
hidrostatis berpengaruh pada pembacaan awal tepat setelah pengisian ulang. Oleh
karena itu kedepannya lebih baik menggunakan alat infiltrometer yang lebih sesuai
dengan SNI.
2. Pengujian sifat fisik tanah akan lebih dapat menggambarkan kondisi riil di lapangan
jika pengambilan sampel sampai kedalaman tertentu yang dinilai masih dapat
dipengaruhi oleh aliran infiltrasi. Sehingga dengan hasil sifat fisik yang lebih sesuai
diharapkan mendapatkan nilai hubungan yang lebih baik dan sesuai dengan teori
yang ada.
3. Dalam penentuan pola distribusi hujan (histogram) akan lebih baik jika periode
yang digunakan semakin kecil. Hal tersebut dapat membantu tujuan penelitian
untuk mendapatkan karakteristik genangan yang lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, Sitanala. 2010. Konservasi Tanah & Air. Edisi Kedua. Cetakan Kedua. Bogor:
Penerbit IPB Press.
Asdak, Chay. 2010. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Cetakan Kelima.
Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Bonnier. 1980. Probability Distribution and Probability Analysis. Bandung: DPMA.
Brutsaert, Wilfried. 2005. Hydrology An Introduction. Cetakan Pertama. United Kingdom:
Cambridge University Press.
Buckman dan Nyle.C. Brady. 1982. Ilmu Tanah. Jakarta: Bhatara Karya Aksara.
Chow, Ven Te., Maidment, David R., Mays, Larry W. 1988. Applied Hydrology.
Singapore: McGraw-Hill Book Company
Hadi, P. 2006. Pemahaman Karakteristik Hujan sebagai Dasar Pemilihan Model
Hidrologi: Studi Kasus di DAS Bengawan Solo Hulu. Forum Geografi. 20.
Hadisusanto, Nugroho. 2010. Aplikasi Hidrologi. Yogyakarta: Jogja Media Utama.
Hakim, dkk. 1986. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Lampung: Penerbit Universitas Lampung.
Hanafiah, K.A. 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada.
Hardjowigeno, S. 1993. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis. Jakarta: Akademika
Pressindo.
Joesron, Loebis. 2008. Banjir Rencana untuk Bangunan Air. Cetakan Ketiga. Jakarta:
Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum.
Martha, Joyce. 1987. Mengenal Dasar-Dasar Hidrologi. Cetakan Pertama. Bandung:
Nova.
Rahim, S.R. 2003. Pengendalian Erosi Tanah. Jakarta: Bumi Aksara.
Sarief, S. 1985. Ilmu Tanah Pertanian. Bandung: Penerbit Pustaka Buana.
Singh, P. V. 1992. Elementary Hydrology. New Jersey: Prentice-Hall Englewood Cliffs.
Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik. Surabaya: Usaha Nasional.
Soewarno. 1995. Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data. Jilid 1. Bandung:
Nova.
Suyono Sosrodarsono, Ir. Kensaku Takeda. 1978. Hidrologi untuk Pengairan. Cetakan
Kesembilan. Jakarta: PT. Abadi.
Suripin. 2004. Sistem Drainase yang Berkelanjutan. Yogyakarta: Penerbit Andi Offset.
Suryatmojo, H. 2006. Konsep Dasar Hidrologi Hutan. Jurusan Konservasi Sumber Daya
Hutan, Fakultas Kehutanan UGM, Yogyakarta.
Triatmodjo, Bambang. 2008. Hidrologi Terapan. Cetakan Pertama. Yogyakarta: Beta
Offset.
Waryono, dkk. 1987. Pengantar Meteorologi dan Klimatologi. Surabaya: PT. Bina Ilmu.