criteria design of river performance assessment … · hasil penelitian menunjukkan bahwa komponen...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

DESAIN KRITERIA PENILAIAN KINERJA SUNGAI

BERDASARKAN ASPEK FUNGSI BANGUNAN

(STUDI KASUS SUNGAI PEPE BARU SURAKARTA)

CRITERIA DESIGN OF RIVER PERFORMANCE ASSESSMENT

BASED ON RIVER INFRASTRUCTURE FUNCTION

(CASE STUDY OF PEPE BARU RIVER AT SURAKARTA CITY)

SKRIPSI

Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

COVER

Disusun Oleh :

IDHAM YUNANTO

I0112077

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016

i


commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

DESAIN KRITERIA PENILAIAN KINERJA SUNGAI






SKRIPSI

Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Disusun Oleh :

IDHAM YUNANTO

I0112077

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program

Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Persetujuan :

Dosen Pembimbing I,

Prof. Dr. Ir. Sobriyah, M.S. NIP. 19480422 198503 2 001

Dosen pembimbing II,

Ir. Agus Hari Wahyudi, M. Sc.

NIP. 19630822 198903 1 002


commit to user

iii

PENGESAHAN SKRIPSI

HALAMAN PENGESAHAN DESAIN KRITERIA PENILAIAN KINERJA SUNGAI






Disusun Oleh

IDHAM YUNANTO

I0112077

Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :

Hari : Senin

Tanggal : 9 Mei 2016

Tim Penguji

Nama/NIP Tanda Tangan

1. Prof. Dr. Ir. Sobriyah, M.S.

19480422 198503 2 001 ................................

2. Ir. Agus Hari Wahyudi, M. Sc.

19630822 198903 1 002 ................................

3. Ir. Suyanto, M.M.

19520317 198503 1 001 ................................

4. Ir. Adi Yusuf Muttaqien, M.T.

19581127 198803 1 001 ................................

Disahkan,

Tanggal : ………………………..

Kepala Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik UNS

Wibowo, ST, DEA

NIP. 19681007 199502 1 001


commit to user

iv

ABSTRAK

Idham Yunanto, 2016. Desain Kriteria Penilaian Kinerja Sungai Berdasarkan Aspek

Fungsi Bangunan (Studi Kasus Sungai Pepe Baru Surakarta). Skripsi. Program Studi

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Sungai merupakan sumber kehidupan bagi makhluk hidup. Kurang terpeliharanya sungai

dengan baik dapat menjadikan bencana dan menurunkan fungsi sungai. Permasalahan utama

dari suatu sistem sungai adalah kurangnya deteksi dini terhadap penurunan kinerja sungai

secara menyeluruh. Hal ini tentu dapat memengaruhi fungsi dari sungai itu sendiri. Sampai

saat ini belum ada standar penilaian untuk mengetahui kinerja fungsi bangunan sungai.

Untuk itu penting dilakukan suatu penyusunan desain kriteria yang digunakan untuk menilai

kinerja sungai yang ditinjau dari segi fungsi bangunan sebagai pematus banjir.

Penelitian ini dilakukan di Sungai Pepe Baru, Kota Surakarta dengan metode deskriptif

kuantitatif. Tahapan dari penelitian ini antara lain (1) Menentukan komponen-komponen

bangunan sungai pengendali banjir. (2) Menyusun indikator bangunan sungai dalam

pengendalian banjir. (3) Menyusun kriteria bangunan berdasarkan fungsinya sebagai

pematus banjir. (4) Menghitung distribusi bobot antar komponen sungai. (5)

Mengujicobakan teknik penilaian fungsi bangunan pada Sungai Pepe Baru.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa komponen penting sungai adalah bangunan pelindung,

bangunan pengaturan, dan bangunan pendukung. Bobot untuk setiap komponen sungai

dihitung berdasarkan fungsi sungai sebagai pematus banjir. Distribusi bobot pada setiap

komponen sungai adalah bangunan pelindung 44%, bangunan pengaturan 39%, dan

bangunan pendukung 17%. Hasil penilaian yang diterapkan di Sungai Pepe Baru yaitu

bangunan pelindung 71,089% dengan kategori CUKUP, bangunan pengaturan 68,583%

dengan kategori CUKUP, dan bangunan pendukung 90,499% dengan kategori BAIK.

Sedangkan hasil penilaian kinerja fungsi Sungai Pepe Baru secara keseluruhan sebagai

pematus banjir adalah 73,9% dengan kategori CUKUP.

Kata kunci : sungai, kriteria penilaian, kinerja sungai, pematus banjir.

iv


commit to user

v

ABSTRACT

Idham Yunanto, 2016. Criteria Design of River Performance Assessment Based

on River Infrastructure Function (Case Study of Pepe Baru River at Surakarta

City). Thesis. Department of Civil Engineering Faculty of Engineering Sebelas

Maret University Surakarta.

River is a source of life for living beings. Less maintenance of river properly can

make a disaster and reduce the function of the river. The main problem of a river

system is the lack of early detection of a decrease in overall performance of the

river. It certainly can affect the function of the river itself. Until now there has been

no standard assessment to determine the performance of the building function of

the river. It's important to do a compilation of criteria design used to assess the

performance of the river in terms of the building function as flood drainage.

This research was conducted at Pepe Baru River Surakarta City with quantitative

descriptive method. The stages of this research, among others (1) Determining the

building components river flood control. (2) Develop indicators of building a river

in flood control. (3) Develop criteria based on building function as flood drainage.

(4) Calculating the weight distribution between the components of the river. (5)

Applying the valuation techniques of building functions on Pepe Baru River.

The results show that an important component of the river is the protective building,

building arrangement, and support buildings. The weights for each component are

calculated based on the function of the river as flood drainage. The distribution of

the weight of each component stream is 44% protective building, building

arrangement 39%, and 17% supporting buildings. Results of the assessment are

applied in Pepe Baru River is building protective 71.089% with categories

ENOUGH, building arrangement with categories ENOUGH 68.583%, and

90.499% support buildings with GOOD category. While the results of performance

evaluation function Pepe Baru River overall as flood drainage was 73.9% with

categories ENOUGH.

Keywords : river, assessment criteria, river performance, flood drainage.

v


commit to user

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan penelitian

dengan judul “Desain Kriteria Penilaian Kinerja Sungai Berdasarkan Aspek Fungsi

Bangunan (Studi Kasus Sungai Pepe Baru Surakarta)”. Penelitian ini merupakan

salah satu persyaratan akademik untuk meraih gelar Sarjana pada Program Studi

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam penyusunan laporan ini, penyusun banyak menerima bantuan dari berbagai

pihak, oleh karena itu penyusun mengucapkan terima kasih kepada :

1. Prof. Dr. Ir. Sobriyah, M.S. selaku dosen pembimbing 1 yang telah memberikan

pengarahan selama penyusunan skripsi

2. Bapak Ir. Agus Hari Wahyudi, M.Sc. selaku dosen pembimbing 2 yang telah

memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi.

3. Kedua orang tua penulis, (Alm.) Bapak M. Imron dan Ibu Inawati atas segala

doa, semangat, dan dukungan yang tidak pernah putus diberikan untuk penulis.

4. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil UNS, khususnya untuk teman-

teman angkatan 2012 atas segala dukungan dan semangat kekeluargaan selama

ini.

5. Seluruh pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah

membantu kelancaran tugas kerja hingga terwujudnya laporan ini.

Penyusun menyadari keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang penyusun

miliki sehingga masih ada kekurangan dalam penyusunan skripsi ini, untuk itu

penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca.

Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca

umumnya.

Surakarta, Mei 2016

Penyusun

vi


commit to user

vii

DAFTAR ISI

COVER….. .............................................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii

ABSTRAK ………………………………………………………………………..iv

ABSTRACT………………………………………………………………………...v

KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xiii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv

BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

1.4 Batasan Masalah ......................................................................... 4

1.5 Manfaat Penilaian ....................................................................... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ........................................ 5

2.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................... 5

2.2 Dasar Teori ................................................................................. 7

2.2.1 Sungai ......................................................................................... 7

2.2.2 Bangunan Sungai ........................................................................ 8

2.2.2.1. Tanggul ....................................................................................... 8

2.2.2.2. Perkuatan Lereng ........................................................................ 8

2.2.2.3. Krib ............................................................................................. 9

2.2.2.4. Ambang (Ground Sill) .............................................................. 10

2.2.2.5. Bendung .................................................................................... 12

2.2.2.6. Pintu Air .................................................................................... 14

2.2.2.7. Stasiun Pompa .......................................................................... 15

2.2.3 Analisis Hidrologi ..................................................................... 16

2.2.3.1. Daerah Aliran Sungai (DAS) .................................................... 16

2.2.3.2. Karakteristik Hujan ................................................................... 16


commit to user

viii

2.2.3.3. Hujan Wilayah .......................................................................... 17

2.2.3.4. Uji Kepanggahan ...................................................................... 18

2.2.3.5. Pola Agihan Hujan .................................................................... 20

2.2.3.6. Hidrograf Satuan Sintetik ......................................................... 20

2.2.4 Perhitungan Profil Muka Air .................................................... 23

2.2.5 Metode Analytical Hierarki Process (AHP) ............................. 26

2.2.5.1. Pembobotan .............................................................................. 26

2.2.5.2. Penentuan Prioritas Alternatif ................................................... 27

2.2.5.3. Konsistensi ................................................................................ 27

2.2.6 Evaluasi Kinerja Sungai ........................................................... 29

BAB 3 METODE PENELITIAN.......................................................................... 32

3.1 Metode Penelitian ..................................................................... 32

3.2 Lokasi Penelitian ...................................................................... 32

3.3 Data ........................................................................................... 33

3.4 Alat yang Digunakan ................................................................ 33

3.5 Tahapan Penelitian .................................................................... 34

3.5.1 Pengumpulan Data .................................................................... 34

3.5.2 Sumber Data dan Teknik Pengumpulan Data ........................... 34

3.5.3 Teknik Pengolahan Data ........................................................... 35

3.5.4 Teknik Analisis Data ................................................................ 35

3.6 Diagram Alir Penelitian ............................................................ 36

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN .......................................................... 37

4.1 Analisis Data ............................................................................. 37

4.1.1 Data yang Digunakan ............................................................... 37

4.1.2 Komponen Sungai .................................................................... 37

4.1.3 Prosedur Penilaian Kinerja Fungsi Sungai ............................... 38

4.1.4 Analisis Hidrologi ..................................................................... 46

4.1.4.1. Uji Kepanggahan Hujan ........................................................... 46

4.1.4.2. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan ............................ 49

4.1.4.3. Perhitungan Parameter Statistik ................................................ 52

4.1.4.4. Perhitungan Hujan Kala Ulang ................................................. 53

4.1.4.5. Hujan Efektif Berbagai Kala Ulang .......................................... 55

4.1.4.6. Hujan Efektif Jam-Jaman Berbagai Kala Ulang ....................... 55

4.1.4.7. Debit Banjir Rencana Berbagai Kala Ulang ............................. 56

4.1.4.7.1. Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu ......................... 56

4.1.4.7.2. Menghitung Variabel Pokok ................................................ 56


commit to user

ix

4.1.4.8. Perhitungan Debit Banjir Rencana Berbagai Kala Ulang ......... 59

4.1.5 Analisis Hidrolika ..................................................................... 61

4.1.6 Perhitungan Komponen dan Pembobotan ................................ 62

4.1.6.1. Pembentukan Matriks Pairwise Comparison ........................... 62

4.1.6.2. Perhitungan Eigen Vektor Ternormalisasi ................................ 63

4.1.6.3. Perhitungan Rasio Konsistensi ................................................. 64

4.2 Pembahasan .............................................................................. 66

4.2.1 Penilaian Fungsi Sungai Pepe Baru .......................................... 66

4.2.1.1. Bangunan Pelindung ................................................................. 68

4.2.1.1.1. Tanggul Sungai (34%) ......................................................... 68

4.2.1.1.2. Perkuatan Lereng / Talud (10%) .......................................... 69

4.2.1.2. Bangunan Pengaturan Sungai ................................................... 70

4.2.1.2.1. Ambang / Groundsill (13%) ................................................. 70

4.2.1.2.2. Pintu Air (26%) .................................................................... 70

4.2.1.3. Bangunan Pendukung Sungai ................................................... 71

4.2.1.3.1. Bendung (6%) ...................................................................... 71

4.2.1.3.2. Abutmen dan Pilar Jembatan (6%) ....................................... 72

4.2.1.3.3. Sudetan (4%) ........................................................................ 72

4.2.2 Penilaian Kinerja Sungai Pepe Baru Secara Keseluruhan ........ 73

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 78

5.1 Kesimpulan ............................................................................... 78

5.2 Saran ......................................................................................... 79

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 80

ix


commit to user

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi Bendung ............................................................................. 13

Tabel 2.2 Nilai kritik Q dan R .............................................................................. 19

Tabel 2.3 Rasio Hujan Jam-Jaman ....................................................................... 20

Tabel 2.4 Nilai Indeks Random ............................................................................ 28

Tabel 2.5 Desain penilaian jaringan drainase ....................................................... 30

Tabel 4.1 Komponen-komponen sungai............................................................... 38

Tabel 4.2 Kriteria penilaian bangunan pelindung sungai ..................................... 39

Tabel 4.3 Kriteria penilaian bangunan pengaturan sungai ................................... 40

Tabel 4.4 Kriteria penilaian bangunan pendukung sungai ................................... 44

Tabel 4.5 Curah Hujan Tahunan Stasiun Hujan DPUPK Boyolali dan Ngemplak

............................................................................................................ 46

Tabel 4.6 Uji Kepanggahan Metode RAPS sta. DPUPK Boyolali ...................... 47

Tabel 4.7 Uji Kepanggahan Metode RAPS sta. Ngemplak.................................. 48

Tabel 4.8 Hujan wilayah harian maksimum tahunan acuan stasiun DPUPK

Boyolali .............................................................................................. 50

Tabel 4.9 Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan Acuan Stasiun Ngemplak

............................................................................................................ 51

Tabel 4.10 Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan DAS Pepe Baru ........... 51

Tabel 4.11 Uji pemilihan sebaran yang sesuai ..................................................... 52

Tabel 4.12 Syarat pemilihan jenis distribusi ........................................................ 53

Tabel 4.13 Perhitungan data dengan Metode Log Pearson III ............................. 54

Tabel 4.14 Hujan rata-rata kala ulang .................................................................. 55

Tabel 4.15 Hujan efektif jam-jaman dengan kala ulang (mm/jam)...................... 56

Tabel 4.16 Nilai hasil perhitungan variabel pokok .............................................. 57

Tabel 4.17 Unit Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu ............................... 58

Tabel 4.18 Unit Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu periode ulang 2 tahun

............................................................................................................ 60

Tabel 4.19 Debit Banjir Kala Ulang ..................................................................... 61

Tabel 4.20 Skala perbandingan nilai kriteria ........................................................ 62

Tabel 4.21 Rekapitulasi penilaian kriteria bangunan sungai ................................ 64

Tabel 4.22 Bobot Penilaian Sungai ...................................................................... 67

Tabel 4.23 Bobot Fungsi Tanggul Sungai ............................................................ 68

Tabel 4.24 Bobot Fungsi Perkuatan Lereng / Talud............................................. 69

Tabel 4.25 Bobot Fungsi Ambang / Groundsill ................................................... 70


commit to user

xi

Tabel 4.26 Bobot Fungsi Pintu Air ...................................................................... 70

Tabel 4.27 Bobot Fungsi Bendung ....................................................................... 71

Tabel 4.28 Bobot Fungsi Abutmen dan Pilar Jembatan ....................................... 72

Tabel 4.29 Bobot Fungsi Sudetan ........................................................................ 72

Tabel 4.30 Contoh Perhitungan Kinerja Bangunan Talud ................................... 74

Tabel 4.31 Rekapitulasi Kinerja Sungai Pepe Baru ............................................. 76

xi


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Perkuatan lereng / talud ..................................................................... 9

Gambar 2.2 Bangunan Ambang pada sungai ...................................................... 11

Gambar 2.3 Bendung pada sungai ....................................................................... 14

Gambar 2.4 Hidrograf Nakayasu ......................................................................... 22

Gambar 2.5 Titik-titik kontrol di saluran terbuka................................................ 23

Gambar 2.6 Metode integrasi numerik ................................................................ 25

Gambar 2.7 Metode langkah langsung ................................................................ 25

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian...................................................................... 33

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian ................................................................... 36

Gambar 4.1 Hujan Wilayah dengan Metode Poligon Thiessen .......................... 49

Gambar 4.2 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu Harian ............. 59

Gambar 4.3 Distribusi Komponen dan Bobot Sungai ......................................... 66

Gambar 4.4 Distribusi Komponen dan Bobot di Sungai Pepe Baru ................... 68

Gambar 4.5 Hasil Penilaian Kinerja Sungai Pepe Baru ...................................... 76

xii


commit to user

xiii

DAFTAR NOTASI

Simbol Keterangan Satuan

A Luas DAS km2

A1, A2, …., An Luas areal polygon 1, 2, …., n km2

Bpd Kinerja bangunan pelindung sungai %

Bpl Kinerja bangunan pelindung sungai %

Bpt Kinerja bangunan pengaturan sungai %

C Koefisien Pengaliran

C1, C2, …., Cn Koefisien Thiessen stasiun hujan 1, 2, …., n

CI Indeks konsistensi

CR Rasio konsistensi

Dy Deviasi standar

I Data ke…

I Kemiringan dasar saluran

L Panjang alur sungai Km

N Jumlah data

P1, P2, …., Pn Curah hujan yang tercatat di pos penakar hujan 1, 2,

…., n mm

Qp Debit puncak banjir m3/detik

R Curah hujan satuan mm

R Jari-jari hidraulis m

RI Indeks Random

S Kinerja sungai %

T Waktu jam

Tg Waktu antara hujan sampai debit puncak banjir jam

Tp Waktu naik hingga puncak banjir jam

Tr Satuan waktu hujan jam

T0,3 Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari

puncak sampai 30% dari debit puncak jam

V Kecepatan aliran km/jam

p̅ Curah hujan metode polygon Thiessen mm

Λmaks eigenvalue maksimum

xiii


commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A ANALISIS HIDROLOGI …………………………. LA-1 – LA-6

LAMPIRAN B HASIL RUNNING HEC-RAS 4.1 ……………….. LB-1 – LB-40

LAMPIRAN C PERHITUNGAN BOBOT KOMPONEN ……….... LC-1 – LC-6

LAMPIRAN D DISTRIBUSI PEMBOBOTAN ................................ LD-1 – LD-4

LAMPIRAN E PENILAIAN KINERJA SUNGAI PEPE BARU .... LE-1 – LE-16

xiv

criteria design of river performance assessment … · hasil penelitian menunjukkan bahwa komponen...

Documents