makalah pik final 21 desember 2012

MAKALAHPERANCANGAN INFRASTRUKTUR KEAIRAN-1

KELOMPOK 1 KELAS PAGI

AHMAD SYIHAN 1006659621FEBRINAL 1006659685MAULANA ICHSAN GITURI 1006659735MOHAMMAD BAGUS PRASETYO 1006659741RAHMAN RAEYANI KALELE 1006659760ALFONSUS ADRIAN 1006673986

DEPARTEMEN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIADEPOK 2012

Makalah Perancangan Infrastruktur Keairan-1

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat

rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan makalah akhir ini dengan

lancar. Penulisan makalah akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat

untuk kelulusan mata kuliah Perancangan Infrastruktur Keairan-1 pada Program

Studi Teknik Sipil Universitas Indonesia. Adapun makalah akhir ini disusun

sebagai pelaporan berdasarkan presentasi akhir yang dilaksanakan pada hari

Kamis, tanggal 20 Desember 2012.

Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak,

dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan makalah ini, sangatlah sulit

bagi penulis untuk menyelesaikan makalah ini. Oleh karena itu, penulis

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dian Kurnia S.T., M.T., selaku dosen mata kuliah Perancangan Infrastruktur

Keairan 1 .

2. Dr. Ing. Ir. Dwita Sutjiningsih Dipl. HE., selaku dosen mata kuliah

Perancangan Infrastruktur Keairan 1.

3. Dr. Nyoman Suwartha ST., MT., MAgr., selaku dosen mata kuliah

Perancangan Infrastruktur Keairan 1.

4. Ir. Herr Soeryantono M.Sc., Ph.D., selaku dosen mata kuliah Perancangan

Infrastruktur Keairan 1.

5. Pihak-pihak baik yang secara langsung maupun tak langsung telah

memberikan bantuan dukungan.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam penyusunan

makalah ini. Akhir kata, penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat

bagi pengembangan ilmu.

Depok, Desember 2012

Penyusun

i Universitas Indonesia


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................iDAFTAR ISI...........................................................................................................ii

1. BAB 1 PENDAHULUAN...............................................................................11.1.Latar Belakang............................................................................................11.2.Tujuan.........................................................................................................11.3.Rumusan Masalah.......................................................................................2

2. BAB 2 LANDASAN TEORI.........................................................................32.1.Pengertian DAS..........................................................................................32.2.Delineasi DAS.............................................................................................52.3.Curah Hujan Rata-rata Wilayah..................................................................72.4.Hidrograf Satuan.........................................................................................92.5.Persamaan Aliran Saluran Terbuka...........................................................122.6.Potongan Melintang Saluran.....................................................................132.7.Grafik RRSim09.......................................................................................15

3. BAB 3 PEMBAHASAN...............................................................................173.1.Letak dan Karakteristik Umum.................................................................17

3.1.1. DAS Sungai Cigeuntis...................................................................173.1.2. Data Umum DAS Sungai Cigeuntis...............................................19

3.2.Hubungan Hujan Aliran............................................................................193.2.1. Curah Hujan Wilayah DAS Sungai Cigeuntis...............................193.2.2. Data Curah Hujan...........................................................................213.2.3. Perhitungan Hujan Rencana ..........................................................223.2.4. IDF-Curve......................................................................................263.2.5. Perhitungan Banjir Rencana Metode Rasional...............................283.2.6. Rencana Pemanfaatan DAS...........................................................333.2.7. Perhitungan Penampang Saluran....................................................333.2.8. Perbandingan dengan Aplikasi RRSim09......................................36

3.3.Neraca Air.................................................................................................403.3.1. Aliran Andalan...............................................................................403.3.2. Analisis Kebutuhan Air..................................................................44

4. BAB 4 PENUTUP..........................................................................................484.1 Kesimpulan............................................................................................484.2 Saran......................................................................................................49

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................50

ii Universitas Indonesia


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Sebagai salah satu cabang ilmu tertua di dunia, ilmu teknik sipil merupakan

salah satu ilmu pengetahuan yang luas cakupan ruang lingkupnya, namun

memiliki tujuan utama yang selalu sama, yaitu untuk memberikan kemudahan

bagi umat manusia dalam menjalani kehidupan ini. Berbagai infrastuktur

yang telah dibagun oleh insinyur-insinyur teknik sipil ini telah banyak

memberikan kemudahan serta manfaat yang besar bagi dunia.

Adapun salah satu cabang ilmu dari ilmu teknik sipil adalah ilmu keairan.

Bagian ilmu ini mempelajari mengenai masalah air beserta infrastrukturnya,

mulai dari perhitungan mengenai air limpasan yang terjadi hingga pemodelan

infrastruktur untuk menangani permasalahan yang terjadi di suatu daerah,

dalam hal ini daerah yang kami tinjau adalah DAS sungai Cigeuntis.

Salah satu yang menjadi perhatian pada permasalahan ini adalah mengenai air

limpasan yang terjadi pada daerah tersebut. Sebagai salah satu calon sarjana

teknik sipil, maka dibutuhkan analisis yang tepat melalui penelitian dan

perhitungan terhadap daerah tersebut agar dihasilkan solusi infrastruktur

keairan yang dapat menangani permasalahan yang terdapat di daerah DAS

sungai Cigeuntis tersebut. Berdasarkan hal terkait di atas, maka kami

merancang penulisan makalah ini yaitu untuk menganalisis permasalahan

yang terjadi di lokasi tersebut dan kemudian memberikan solusi yang tepat.

1.2. Tujuan

Tujuan utama dari penulisan makalah ini adalah sebagai berkikut:

1. Untuk melakukan perhitungan terhadap infrastruktur keairan yang berada

pada DAS Sungai Cigeuntis secara sistematis, yang dimulai dari

1 Universitas Indonesia


penentuan delineasi DAS hingga penentuan dimensi infrastruktur kearian

yang akan dibangun.

2. Untuk melakukan perhitungan neraca air yang digunakan dalam

menganalisis kebutuhan air masyarakat yang tinggal di lokasi DAS

sungai Cigeuntis

3. Untuk melatih mahasiswa dalam menganalisis suatu permasalahan

keairan suatu daerah menggunakan perhitungan rumus dan aplikasi-

aplikasi yang tersedia.

4. Untuk melatih mahasiswa dalam memecahkan suatu permasalahan secara

riil dan mampu memberikan analisa lebih lanjut.

1.3. Rumusan Masalah

Berikut adalah rumusan masalah yang menjadi acuan dalam pembahasan

makalah ini:

1. Bagaimana karakteristik umum dan kondisi Daerah Aliran Sungai

(DAS) sungai Cigeuntis yang berada di daerah Cariu, Kabupaten

Karawang.

2. Bagaimana dimensi saluran dan bentuk penampangnya sesuai dengan

yang dibutuhkan di DAS tersebut, berdasarkan perhitungan

menggunakan rumus-rumus dan juga aplikasi yang tersedia.

3. Bagaimana pemecahan solusi yang tepat yang harus diberikan agar pada

lokasi DAS sungai Cigeuntis tidak terjadi limpasan.



BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Pengertian DAS

Daerah Aliran Sungai atau disingkat DAS merupakan istilah geografi untuk

menunjukkan suatu daerah sekitar aliran sungai atau sekelilingnya, dimana

apabila terjadi hujan, airnya akan mengalir ke sungai tersebut. Biasanya

merupakan sebuah daerah yang secara spesifik memiliki luas antara 1 – 10

mile persegi. Batas DAS adalah titik-titik berlevel tinggi dimana air hujan

yang turun di luar dari batas DAS akan mengalir ke aliran berbeda. Di daerah

perkotaan, jaringan drainase hujan dapat memperpanjang batas DAS. Selain

itu, hidrologi air tanah dapat mempengaruhi batas DAS.

Daerah aliran sungai (DAS) dapat diartikan sebagai kawasan yang dibatasi

oleh pemisah topografis yang menampung, menyimpan dan mengalirkan air

hujan yang jatuh di atasnya ke sungai yang akhirnya bermuara ke danau/laut

(Manan, 1979).

DAS merupakan ekosistem yang terdiri dari unsur utama vegetasi, tanah, air

dan manusia dengan segala upaya yang dilakukan di dalamnya (Soeryono,

1979). Sebagai suatu ekosistem, di DAS terjadi interaksi antara faktor biotik

dan fisik yang menggambarkan keseimbangan masukan dan keluran berupa

erosi dan sedimentasi. Secara singkat dapat disimpulkan bahwa pengertian

DAS adalah sebagai berikut :

a) Suatu wilayah daratan yang menampung, menyimpan kemudian

mengalirkanair hujan ke laut atau danau melalui satu sungai utama.

b) Suatu daerah aliran sungai yang dipisahkan dengan daerah lain oleh

pemisah topografis sehingga dapat dikatakan seluruh wilayah daratan

terbagi atas beberapa DAS.



c) Unsur-unsur utama di dalam suatu DAS adalah sumberdaya alam (tanah,

vegetasi dan air) yang merupakan sasaran dan manusia yang merupakan

pengguna sumberdaya yang ada.

d) Unsur utama (sumberdaya alam dan manusia) di DAS membentuk suatu

ekosistem dimana peristiwa yang terjadi pada suatu unsur akan

mempengaruhi unsur lainnya.

Menurut UU Sumber Daya Air No. 7 Tahun 2004, DAS ialah suatu wilayah

daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak sungai, yang

berfungsi menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari

curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat

merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah

perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan.

Gambar 2.1. Contoh DAS

Batas DAS membagi daerah menjadi daerah geografis secara hidrologi dan

merupakan integrator efektif untuk proses lingkungan. Kondisi yang tidak

dapat dipisahkan (seperti: faktor fisika, kimia, dan biologi) dan penggunaan

air oleh manusia dalam DAS menunjukkan kualitas air dan kondisi aliran air

yang esensial untuk kelangsungan hidup biota dan manusia.



Setiap DAS memiliki kombinasi yang unik dari segi kondisi kimia-fisik-

biologi, penggunaan dan manajemen, dan respon terhadap aliran. DAS

melayani sebagai unit natural yang efektif untuk mengawasi proses-proses

yang mempengaruhi integritas fungsi ekosistem.

Fungsi DAS dapat ditinjau dari dua sisi :

1. Sisi Ketersediaan (Supply) : mencakup kuantitas aliran sungai (debit),

waktu, kualitas aliran sungai.

2. Sisi Permintaan (Demand) : mencakup tersedianya air bersih, tidak

terjadinya bencana banjir, tanah longsor, serta gangguan lumpur.

Untuk membuat batas DAS, maka diperlukan langkah membuat delineasi

DAS menggunakan program softwaretertentu untuk melihat bentuk DAS dari

peta.

2.2. Delineasi DAS

Fungsi dari delineasi DAS adalah :

1. Pengaruh penutup lahan dapat diketahui dengan mudah (tampak jelas).

Mengurangi kesempatan polutan untuk berbaur dengan lingkungan yang

lebih luas.

2. Memberikan tahapan penilaian daerah DAS dapat dilakukan dengan

singkat.

3. Membantu membangun otoritas peraturan yang jelas.

Cara membuat delineasi DAS :

1. Menentukan letak titik origin. Letak titik origin didasarkan pada letak

titik dimana akan dianalisis besar debit di titik tersebut. Biasanya titik

origin terletak di pertemuan antara 2 order sungai.

2. Mengevaluasi topografi sekitar. Memilih topografi yang memiliki level

yang tertinggi di sekitar sungai. Elevasi daerah yang tinggi ditandai

dengan adanya beberapa garis yang menyudut pada peta topografi.



3. Menghubungkan titik-titik elevasi yang dipilih sehingga membentuk

garis batas DAS.

4. Double Check.

5. Mengukur area DAS dengan cara manual (kertas planimeter) atau dengan

program GIS (Geographic Information System)

Gambar 2.2. Langkah-langkah pembuatan delineasi DAS

Keterangan :

a. Subwatershed size

b. Jurisdictional boundaries

c. Homogenous land use

d. Ponds/lakes/reservoirs

e. Existing monitoring stations

f. Road crossings



2.3. Curah Hujan Rata-rata Wilayah

Penentuan curah hujan rata-rata pada suatu wilayah dapat dilakukan dengan

melihat data-data curah hujan pada stasiun curah hujan terdekat. Berikut

penentuannya:

Hanya satu stasiun hujan : menggunakan faktor reduksi

Lebih dari satu stasiun hujan : menggunakan cara rata-rata Aritmatik,

Poligon Thiessen, dan Isohyet

a. Faktor Reduksi

Tabel 2.1. Faktor Reduksi dalam menentukan curah hujan pada suatu daerah

b. Rata-Rata Curah Hujan

Cara ini sesuai untuk wilayah dataran dengan stasion hujan yang tersebar

merata dan hasil penakaran masing-masing stasion tidak menyimpang

jauh (< 10%) dari nilai rata-rata seluruh stasion

d=∑i=1

nd in

d = tinggi curah hujan rata-rata wilayah

di = tinggi curah hujan di stasion-i

n = banyaknya stasion hujan

c. Poligon Thiessen

Rata-rata terbobot (weighted average), masing-masing stasiun hujan

ditentukan luas daerah pengaruhnya berdasarkan poligon yang dibentuk

(menggambarkan garis-garis sumbu pada garis-garis penghubung antara

dua stasion hujan yang berdekatan).


Waktu Hujan

(menit)

Luas Daerah Hujan A dalam Ha

0 500 1000 2000 3000

10 1 0.95 0.87 0.82 0.79

30 1 0.93 0.91 0.84 0.80

60 1 0.9 0.85 0.81 0.78


Gambar 2.3. Metode Poligon Thiessen dalam mencari curah hujan suatu daerah

d=∑i=1

nA i d i

A=∑

i=1

n

p i di


di = tinggi curah hujan di stasion-i

A = luas wilayah

Ai = luas daerah pengaruh stasion-i

n = banyaknya stasion hujan

pi = bobot luas pengaruh stasion-i (jumlah persentase luas = 100 %)

d. Isohyet

Kontur tinggi hujan yang sama (isohyet) dengan interval tertentu,

digambarkan berdasarkan data dari masing-masing stasion hujan.

Selanjutnya luas bagian di antara dua isohyet yang berdekatan diukur dan

nilai rata-rata tinggi hujan di antara dua isohyet dihitung sebagai rata-rata

kedua isohyet yang bersangkutan.

d=∑i=1

ndi−1+di

2. Ai

∑i=1

n

Ai

=∑i=1

ndi−1+di

2. Ai

A


n

iii

n

i

ii dpA

dAd

11



di = tinggi curah hujan pada isohyet ke-i

A = jumlah luas wilayah

Ai = luas bagian wilayah ke-i yang dibatasi oleh dua isohyet yang

berdekatan

n = banyaknya isohyet

2.4. Hidrograf Satuan

Hidrograf adalah suatu grafik yang menggambarkan hubungan antara debit

dengan waktu. Hasil yang diperoleh dari grafik tersebut nantinya adalah

sebuah lengkung hidrograf. Komponen-komponen yang merupakan sumber-

sumber penyebab pengaliran di dalam sungai terdiri dari :

1. aliran permukaan (surface runoff);

2. aliran bawah tanah (sub surface flow);

3. aliran air tanah (groundwater flow),

4. air yang berasal langsung dari hujan (channel precipitation).

Hidrograf satuan pengamatan meru-pakan hidrograf yang menggambarkan

rangkaian kejadian curah hujan yang hanya menghasilkan satu curah hujan

efektif dalam satuan waktu, yang dapat diturunkan dari data hujan terpisah

dengan intensitas merata atau hujan periode tunggal. Namun demikian, hal

tersebut sangat jarang terjadi, yang banyak terjadi adalah hujan dengan

periode kompleks, yaitu curah hujan yang dihasilkan lebih dari satu

periode Hidrograf pengamatan yang dimaksud adalah hidrograf banjir yang

merupakan hidrograf debit (discharge hidrograf), yaitu grafik hubungan

antara debit terhadap waktu, yang didapat dari konversi hidrograf muka air.

Parameter DAS yang dipakai dalam Hidrograf Satuan antara lain :

1. Luas DAS (A)

2. Panjang sungai utama (L)

3. Kemiringan sungai (S);



4. Koefisien penutup lahan (Cn).

5. Perkiraan waktu konsentrasi hujan (Tc)

a. Koefisien Aliran Permukaan (CN)

Koefisien aliran permukaan (Runoff Curve Number) adalah rasio jumlah

limpasan terhadap jumlah curah hujan, dimana nilainya tergantung pada

tekstur tanah, kemiringan lahan, dan jenis penutup lahan.

Bila variasi tata guna lahan bervariasi maka dapat pula dilakukan

perhitungan CN menggunakan rumus weighted CN atau Composite

Custom CN sebagai berikut:

b. Waktu Konsentrasi (Tc)

Waktu konsentrasi (Time of Concentration) adalah waktu yang

diperlukan limpasan permukaan untuk menempuh titik terjauh hidrolik

dari DAS ke titik pengamatan pada DAS tersebut. Faktor yang

mempengaruhi waktu konsentrasi adalah kekasaran permukaan, bentuk

saluran, pola aliran, dan kemiringan DAS.

Waktu konsentrasi (Tc) digunakan dalam berbagai persamaan untuk

menghitung discharge, terutama dengan metode yang rasional, WINTR-

55, dan WINTR-20. Di sebagian besar daerah aliran sungai, penting

untuk menambahkan banyak waktu yang berbeda dari konsentrasi yang

dihasilkan dari kondisi lapangan yang berbeda limpasan mengalir melalui

untuk mencapai titik penyelidikan. Air bergerak melalui daerah aliran

sungai sebagai sheet flow, dangkal aliran terkonsentrasi, Swales, open

channel, jalan selokan-selokan, badai selokan, atau beberapa kombinasi

dari ini. Bagian ini menjelaskan tentang berbagai kondisi dan sesuai

solusi yang perlu dipertimbangkan ketika memperkirakan total waktu

konsentrasi (Tc) (jumlah waktu perjalanan limpasan).



Adapun Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu konsentrasi ilaha

sebagai berikut:

Kekasaran permukaan.

Salah satu dampak yang paling signifikan dari pembangunan

perkotaan pada kecepatan aliran adalah penurunan retardance

mengalir.

Bentuk saluran dan pola aliran.

Dalam daerah aliran sungai non-perkotaan yang kecil, sebagian besar

waktu perjalananmerupakan Hasil dari aliran darat di daerah hulu.

Biasanya, urbanisasi mengurangi panjang aliran darat oleh limpasan

ke saluran secepat mungkin. Karena desain saluran memiliki

karakteristik hidrolik yang efisien, maka kecepatan aliran air hujan

waktu perjalanan bertambah dan berkurang.

Lereng.

Lereng dapat ditingkatkan atau dikurangi dengan urbanisasi,

tergantung pada sejauh mana daerah tanjakan atau selokan dan parit-

parit jalan yang digunakan dalam mendesain sistem pengelolaan air.

Lereng akan cenderung meningkat ketika saluran menegakkan dan

penurunan ketika aliran darat diarahkan melalui badai selokan, jalan

selokan, dan pengalihan.

Perhitungan waktu konsentrasi dihitung menggunakan Kirpich solution.

Dimana waktu konsentrasi dihitung dengan :

Dimana:

tc = waktu tempuh terjauh (menit)

L = panjang sungai (ft)

S = slope (ft/ft)

2.5. Persamaan Aliran Saluran Terbuka

Persamaan aliran saluran terbuka berdasarkan pada kondisi aliran seragam.

Beberapa persamaan diturunkan menggunakan dasar hukum kekekalan

dimana yang lainnya merupakan penurunan dengan pendekatan empiris :


t c=0 ,0078⋅L0 ,77⋅S−0,385


1. Persamaan Kontinuitas

Konsep dasar yang cukup meyakinkan pada semua masalah aliran adalah

aliran kontinuitas. Persamaan kontinuitas menyatakan bahwa massa per

satuan waktu yang melalui luasan tertentu adalah konstan. Berikut

persamaanya :

Q=A1× V 1=A2 ×V 2=…=An ×V n

Dimana Q adalah debit, A potongan melintang aliran, V kecepatan

aliran.

2. Persamaan Bernoulli

Aliran air pada saluran terbuka memiliki dua jenis energi. (1) energi

potensial dan (2) energi kinetik. Energi potensial disebabkan karena

posisi permukaan air di atas datum. Energi kinetik disebabkan karena

pergerakan air. Total energi pada bagian tertentu dinyatakan oleh

persamaan bernoulli :

H=z+d+ V 2

2 g

Dimana :

H = ketinggian total, dalam meter

Z = jarak di atas datum, dalam meter

D = kedalaman aliran, dalam meter

V 2

2 g= kecepatan aliran, dalam meter

G = percepatan gravitasi = 9.81 m/s2

3. Persamaan Energi

Prinsip dasar yang sering digunakan dalam analisis hidrolika adalah

kekekalan energi atau persamaan energi. Untuk kondisi seragam,

persamaan energi menyatakan bahwa energi pada setiap bagian saluran

adalah sama dengan energi dibawahnya ditambah kehilangan energi.

Persamaan energi menyatakan keadaan tersebut sebagai berikut :



z1+d1+V 1

2

2 g=z2+d2+

V 22

2 g+hL

Dimana hL = kehilangan energi, dalam meter

4. Persamaan Manning

Beberapa persaman diturunkan secara empiris untuk perhitungan

kecepatan aliran rata-rata pada saluran terbuka. Salah satunya adalah

persamaan manning. Keadaan aliran diasumsikan seragam dan turbulen,

berarti kecepatan aliran dapat dihitung dengan :

V=R

23 S

12

n

Dimana :

V = kecepatan, dalam meter per detik

N = koefisien kekasaran manning

S = kemiringan saluran, meter per meter

R = jari-jari hidrolika, dalam meter = A/WP

A = luas area pada bagian tertentu, meter persegi

WP = keliling basah, meter

Umumnya nilai koefisien kekasaran manning (n) tergantung bahan yang

digunakan. Persamaan manning bisa digunakan untuk penyelesaian

saluran trapezoid, persegi panjang dan melingkar.

2.6. Potongan Melintang Saluran

Terdapat beberapa jenis saluran apabila dipotong secara melintang, yang

digunakan sebagai acuan untuk menentukan luas permukaan dari saluran

yang akan dibangun. Jenis-jenis saluran tersebut akan dijelaskan sebagai

berikut.

1. Saluran alam



Saluran alam adalah pengangkut air seperti sungai, kali, dan anak sungai

dibentuk oleh kekuatan alam. Desain drainase yang bagus termasuk

kemampuan saluran alam yang memelihara karakteristik aliran seperti

ukuran dan bentuk saluran, kecepatan aliran, dan distribusi aliran.Ini

harus diakui oleh engineer bahwa sungai memiliki sifat yang terus

berubah di posisi sungai dan bentuk. Perubahan ini bisa lambat atau

cepat, tetapi semua sungai ialah subjek gaya yang menyebabkan

perubahan terjadi.

2. Segitiga atau bentuk V

Bentuk saluran umumnya ditentukan dengan tujuan tertentu, daerah,

kecepatan aliran dan kuantitas aliran yang dibawa. Saluran segitiga atau

bentuk V dimaksudkan untuk kondisi aliran lambat seperti median jalan.

Bentuk V mudah terkena erosi dan akan menggerus lapisan ketika

kecepatan aliran melebihi kecepatan yang diijinkan.

3. Trapezoid

Bentuk saluran yang umum digunakan untuk aliran luas adalah trapezoid.

Saluran trapezoid mudah dibangun dengan mesin dan lebih ekonomis.

Ketika trapezoid diusulkan, keduanya keamanan dan estetika dapat

ditambahkan di sekeliling sudut saluran. Untuk aliran besar,

pertimbangan harus diberikan dengan nilai minimum lebar bawah yaitu 4

meter untuk konstruksi dan pemeliharaan, tetapi kedalaman kurang dari

0.3 meter tidak direkomendasikan.

4. Persegi panjang

Saluran persegi panjang sering digunakan untuk membawa aliran besar di

area yang terbatas. Pada lokasi yang sama, pagar atau bentuk lain palang

mungkin dibutuhkan diantara jalan dan saluran. Meski saluran persegi

panjang relatif mahal, dinding harus didesain tahan terhadap beban

struktur.

2.7. Grafik RRSim09



Grafik hidrograf dari program RRSim09 menunjukkan debit hujan tertinggi,

volume aliran limpasan. Berdasarkan hasil grafik RRSim09, maka kita dapat

mengetahui besar nilai koefisien C berdasarkan ragam penutup lahan. Selain

itu kita juga akan mendapatkan gambaran mengenai hubungan antara waktu

konsentrasi, laju aliran, dan aliran permukaan dengan bentuk DAS dan tata

guna lahan dari DAS tersebut.

1. Bentuk DAS

Bentuk DAS yang memanjang dan sempit cenderung menghasilkan laju

aliran permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan DAS yang

berbentuk melebar atau melingkar. Hal ini terjadi karena waktu

konsentrasi DAS yang memanjang lebih lama dibandingkan dengan DAS

yang melebar, sehingga terjadinya konsentrasi air dititik kontrol lebih

lambat yang berpengaruh pada laju dan volume aliran permukaan. Faktor

bentuk juga dapat berpengaruh pada aliran permukaan apabila hujan yang

terjadi tidak serentak diseluruh DAS, tetapi bergerak dari ujung yang satu

ke ujung lainnya. Pada DAS memanjang laju aliran akan lebih kecil

karena aliran permukaan akibat hujan di hulu belum memberikan

kontribusi pada titik kontrol ketika aliran permukaan dari hujan di hilir

telah habis, atau mengecil. Sebaliknya pada DAS melebar, datangnya

aliran permukaan dari semua titik di DAS tidak terpaut banyak, artinya

air dari hulu sudah tiba sebelum aliran dari mengecil/habis.

Topografi

Tampakan rupa muka bumi atau topografi seperti kemiringan lahan,

keadaan dan kerapatan parit dan/atau saluran, dan bentuk-bentuk

cekungan lainnya mempunyai pengaruh pada laju dan volume aliran

permukaan. DAS dengan kemiringan curam disertai parit/saluran yang

rapat akan menghasilkan laju dan volume aliran permukaan yang lebih

tinggi dibandingkan dengan DAS yang landai dengan parit yang jarang

dan adanya cekungan-cekungan. Pengaruh kerapatan parit, yaitu panjang

parit per satuan luas DAS, pada aliran permukaan adalah memperpendek

waktu konsentrasi, sehingga memperbesar laju aliran permukaan.



2. Tata Guna Lahan

Pengaruh tata guna lahan pada aliran permukaan dinyatakan dalam

koefisien aliran permukaan (C), yaitu bilangan yang menunjukkan

perbandingan antara besarnya aliran permukaan dan besarnya curah

hujan. Angka koefisien aliran permukan ini merupakan salah satu

indikator untuk menentukan kondisi fisik suatu DAS. Nilai C berkisar

antara 0 sampai 1.

Nilai C = 0 menunjukkan bahwa semua air hujan terintersepsi dan

terinfiltrasi ke dalam tanah, sebaliknya untuk nilai C = 1 menunjukkkan

bahwa semua air hujan mengalir sebagai aliran permukaan.



BAB 3

PEMBAHASAN

3.1. Letak dan Karakteristik Umum

3.1.1.DAS Sungai Cigeuntis

Kami dari kelompok 1 bertugas mengkaji aliran sungai Cigeuntis di

Kecamatan Tegal Waru, Kabupaten Karawang, Jawa Barat. Setelah

mendapat peta kontur berikut aliran sungainya, kami menentukan terlebih

dahulu point of origin nya, dimana point of origin merupakan titik sungai

dimana kita ingin mengetahui berapa debit air yang melewati titik

tersebut dengan menghitung curah hujan rata-rata dikalikan luas daerah

delineasi. Biasanya, point of origin diletakkan di tempat:

a. Subwatershed ukuran

b. Batas yurisdiksi

c. Penggunaan lahan yang homogen

d. Kolam / danau / waduk

e. Ada stasiun pemantauan

f. Jalan penyeberangan

Point of Origin yang kami tentukan yaitu, berada di dekat jembatan pada

awal cabang anak sungai. Titik tersebut kami pilih sebagai point of origin

sebagai data untuk menjadi acuan dalam mendesain saluran drainase

yang ada di jalan yang dekat dengan sungai Cigeuntis tersebut sehingga

mampu menampung dan menahan tekanan air yang berasal dari sungai

dan persawahan di dekatnya. Informasi kontur yang ditunjukkan pada

peta Cariu membantu dalam pembuatan delineasi DAS sungai Cigeuntis.

Garis delianasi dibuat dengan mengikuti ketinggian tertentu pada suatu

daerah dan berpatokan pada sifat dasar air yaitu mengalir ke tempat

dengan elevasi yang lebih rendah. Setelah itu, kami memulai untuk

menentukan batasan DAS (delineasi DAS). Dalam menentukan batasan

DAS, ada beberapa tahapan yang harus dilakukan, yaitu sebagai berikut:



Penelusuran sungai Cigeuntis dan anak-anak sungainya

Penelusuran sungai tersebut harus dari hulu sampai hilir, dengan

melihat kontur yang tertera pada peta. Delineasi DAS tidak boleh

memotong aliran sungai.

Pengamatan topografi di daerah sungai Cigeuntis

Dalam menentukan batasan DAS, harus ditentukan terlebih dahulu

titik-titik elevasi tertinggi di sekitaran sungai Ciomas. Setelah itu,

memperhatikan punggung-punggung bukitnya, karena biasanya DAS

itu dibatasi oleh punngung bukit.

Penghubungan titik-titik elevasi tertinggi

Titik-titik elevasi tertinggi di sekitaran sungai Cigeuntis,

dihubungkan satu per satu yang bermula dari point of origin lalu

memotong punggung bukit yang ada dan berakhir di point of origin.

Dengan memperhatikan hal-hal di atas, maka didapatlah delineasi DAS

Cigeuntis seperti di bawah ini :

Gambar 3.1. Delianasi DAS Cigeuntis


Point of Origin


3.1.2.Data Umum DAS Sungai Cigeuntis

Jika melihat dari peta daerah sungai Cigeuntis, sungai ini berada di

Kecamatan Tegal Waru, Kabupaten Karawang, Jawa Barat. Berdasarkan

perhitungan kami, luas DAS Cigeuntis apabila point of origin-nya yaitu

jembatan ialah sebesar 14.24 km2 sedangkan luas Kabupaten Karawang

sebesar 1753,27 km2. Jumlah penduduk yang berada di Kabupaten

Karawang menurut data penduduk tahun 2011 sebanyak 2.165.996 jiwa,

sedangkan jumlah penduduk yang mendiami kawasan DAS Cigeuntis

sebanyak 17.592 jiwa.

3.2. Hubungan Hujan Aliran

3.2.1.Curah Hujan Wilayah DAS Sungai Cigeuntis

Dalam menentukan curah hujan wilayah DTA kasus untuk sungai

Cigeuntis terdapat beberapa metode yang bisa digunakan, salah satunya

dengan menggunakan metode Poligon-Thiessen. Metode ini dimulai

dengan mengidentifikasi delineasi DAS sungai, setelah itu menentukan

stasiun terdekat dari DAS tersebut. Stasiun hujan yang telah ditentukan

kemudian diambil data curah hujan tahunan untuk dimasukkan ke dalam

perhitungan. Letak dari stasiun hujan tersebut juga dijadikan sebagai

titik sudut dalam pembuatan olygon yang melalui delineasi DAS.



Berikut hasil metode Poligon-Thiessen pada DAS sungai Cigeuntis :

Gambar 3.2. Metode Poligon-Thiessen pada DAS Sungai Cigeuntis

Pada gambar dapat dilihat bahwa 3 stasiun hujan terdekat dengan DAS

sungai Cigeuntis ialah Stasiun Cariu, Stasiun Cibert dan Stasiun Gadog.

Data curah hujan yang akan dijadikan beban limpasan air permukaan

untuk DAS Cigeuntis diambil dari data Departemen Teknik Sipil

Universitas Indonesia. Dari poligon yang telah terbentuk tersebut

kemudian dapat dihitung luas daerah yang dipengaruhi oleh ketiga

stasiun hujan terdekat. Berikut hasil dari identifikasi luas daerah

pengaruh berdasarkan metode Poligon-Thiessen:

Tabel 3.1. Luas daerah pengaruh stasiun hujan berdasarkan metode Poligon-Thiessen


Stasiun Luas Bobot

St. A Cariu 0.14 km2 0 %

St. B Cibeet 12.3 km2 87.4%

St. C Gadog 1.8 km2 12.6%

Luas Total 14,24 km2 100%


3.2.2.Data Curah Hujan

Data curah hujan yang akan dijadikan beban limpasan air permukaan

untuk DAS Cigeuntis diambil dari data Departemen Teknik Sipil

Universitas Indonesia. Data curah hujan yang digunakan berasal dari 3

stasiun yang terdapat di dalam DAS Cigeuntis yaitu Stasiun A-Cariu,

Stasiun B-Cibeet, dan Stasiun C-Gadog. Data curah hujan yang diambil

merupakan hasil pencatatan data curah hujan selama 10 tahun dari tahun

1998-2007.

Tabel 3.2. Data Curah Hujan Stasiun Cariu

Tabel 3.3. Data Curah Hujan Stasiun Cibeet



Tabel 3.3. Data Curah Hujan Stasiun Gadog

3.2.3.Perhitungan Hujan Rencana

Berdasarkan data-data pada masing – masing stasiun hujan yang berada

dekat dengan DAS sungai Cigeuntis, ditentukan nilai curah hujan

tertingginya pada setiap tahunnya. Data ini merupakan komponen

masukan penting dalam proses hidrologi. Karakteristik hujan diantaranya

adalah intensitas, durasi, kedalaman, dan frekuensi. Untuk DAS sungai

Cigeuntis, periode ulang yang digunakan adalah periode ulang dua puluh

lima tahunan (25 tahunan). Periode ini dipakai dikarenakan pada DAS

sungai Cigeuntis tersebut akan dibangun sebuah saluran perkotaan kecil

(storm sewer in small cities) sebagai penampung limpasan air sungai dari

hulu pengunungan.

Data hujan yang maksimal diambil guna untuk mendapatkan suatu

keadaan kritis saluran, serta sebagai kapasitas maksimal yang harus

dimiliki saluran air dalam menampung debit hujan. Data curah hujan

maksimum juga diambil untuk mencegah kemungkinan terjadinya

limpasan ketika curah hujan mencapai maksimum. Kemudian data curah

hujan maksimum ini dijadikan landasan perhitungan hujan maksimum



rencana. Curah hujan maksimum di masing-masing stasiun di DAS

Cigeuntis adalah sebagai berikut:

Tabel 3.4. Data Curah Hujan maksimum di 3 Stasiun dari tahun 1998-2007

Dari data curah hujan harian sepanjang tahun tersebut, dicari curah hujan

maksimum harian tiap tahunnya. Selanjutnya ialah dicari nilai rata-rata

dari masing-masing stasiun dan simpangan bakunya sesuai dengan

metode pengolahan statistik. Berikut ini adalah rumus dan perhitungan

curah hujan tahunan DAS Sungai Cigeuntis.

Curah hujan untuk periode ulang (P) dapat dihitung dengan

menggunakan rumus:

Pn=X̄+K Tr⋅S X

Dimana: X̄ : nilai rata-rata hujan maksimum rencana

Ktr : faktor frekuensi pengulangan

Sx : simpangan baku hujan maksimum rencana

Dan Ktr dapat dihitung dengan rumus:

KTr=Y Tr−Y N

SN



Dimana: Ytr : reduced variate

Yn : reduced mean

SN : reduced standard deviation

Tr : masa ulang

Dalam menentukan nilai intensitas hujan rencana digunakan metode

“Gumbel Extreme Value Distribution” , dengan menggunakan metode

tersebut kita akan mendapatkan hujan harian maksimum rencana untuk 5,

10, 25, 50, dan 100 tahunan pada setiap stasiun yang kemudian hujan

harian maksimum rencana tersebut akan dikalikan bobot untuk masing –

masing stasiun kemudian dijumlahkan yang kemudian angka tersebut

merupakan angka curah hujan maksimum harian rencana yang mewakili

DAS. Berikut hasil perhitungan hujan harian maksimum rencana untuk 5,

10, 25, 50, dan 100 tahunan :

Tabel 3.5. Perhitungan curah hujan maksimum Stasiun Cariu



Tabel 3.6. Perhitungan curah hujan maksimum Stasiun Cibeet

Tabel 3.7. Perhitungan curah hujan maksimum Stasiun Gadog



Berdasarkan perhitungan curah hujan maksimum rencana pada keriga

stasiun tersebut, maka dapat dihitung curah hujan maksimum rencana

pada DAS sungai Cigeuntis, berdasarkan dari penjumlahan nilai Xtr

terboboti. Adapun nilai curah hujan maksimum rencana untuk DAS ini

disajikan pada table berikut ini.

Tabel 3.8. Perhitungan curah hujan maksimum rencana pada DAS sungai Cigeuntis

R24 5 tahun 10 tahun 25 tahun 50 tahun 100 tahun

ΣXtr 102.1117 mm 105.3841 mm 117.4845 mm 126.4619 mm 135.3741 mm

3.2.4. IDF-Curve

Kurva IDF adalah kurva yang menyatakan hubungan dua parameter

hujan yang penting, yaitu intensitas dan durasi yang dihubungkan secara

statisktik dengan suatu frekuensi kejadiannya (Loebis, 1992). Intensitas

curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada suatu kurun

waktu dimana air tersebut terkonsentrasi (Joesron Loebis, 1987).

Sedangkan durasi hujan adalah lamanya suatu kejadian hujan (Joesron

Loebis, 1992).

Penurunan kurva IDF dilakukan dengan menggunakan metode rasional

yaitu dengan menggunakan persamaan “mononobe” sebagai berikut :

I t=P

24 (24t )

23

Dimana: P : curah hujan tahunan 24jam (mm)

t : waktu (jam)



Lengkung IDF 5 th

R24 15 30 45 60 75 90 105 120

102.1117 89.20279 56.19423 42.88423 35.40015 30.50692 27.01537 24.37697 22.3007

Lengkung IDF 10 th

R24 15 30 45 60 75 90 105 120

105.3841 92.06148 57.9951 44.25854 36.53462 31.48458 27.88113 25.15818 23.01537

Lengkung IDF 25th

R24 15 30 45 60 75 90 105 120

117.4845 102.6322 64.65422 49.3404 40.7296 35.09971 31.0825 28.0469 25.65804

Lengkung IDF 50 th

R24 15 30 45 60 75 90 105 120

126.4619 110.4746 69.59465 53.11066 43.84188 37.78179 33.45762 30.19005 27.61865

Lengkung IDF 100th

R24 15 30 45 60 75 90 105 120

135.3741 118.2602 74.49926 56.85358 46.93159 40.44442 35.81551 32.31766 29.56505

Tabel 3.9 Perhitungan intensitas menggunakan rumus Mononobe

Berdasarkan data-data tersebut diperoleh grafik kurva IDF (IDF-Curve)

sebagai berikut.

Gambar 3.3. Lengkung IDF (IDF Curve) untuk DAS Sungai Cigeuntis

3.2.5.Perhitungan Banjir Rencana Metode Rasional

Penghitungan debit banjir rencana dari DAS rencana yang telah

ditentukan diawal menggunakan metode rasional. Secara garis besar,

dalam menghitung besar debit banjir rencana yang terjadi, setidaknya

terdapat 4 hal yang harus diketahui. Keempat hal tersebut adalah:

1. Waktu periode ulang banjir

2. Koefisien limpasan DAS

3. Intensitas curah hujan (mm/jam)



4. Luas DAS (m2)

Besarnya debit rencana merupakan hasil perkalian koefisien limpasan

(C), Intensitas curah hujan (I), dan luas DAS (A). Secara matematis,

hubungan ketiga variabel tersebut adalah sebagai berikut:

Q=C . I . A

Q = Debit banjir rencana (m3/detik)

C = Koefisien limpasan DAS

I = Intensitas curah hujan (m/detik)

A = Luas DAS (m2)

Berikut perhitungan debit banjir rencana dari DTA kasus

Penentuan periode ulang banjir rencana

Periode ulang banjir rencana disesuaikan dengan bangunan rencana

yang akan didirikan. Pada kasus ini, kami berencana untuk membuat

saluran perkotaan pada kota dengan luasan kecil. Berdasarkan

literatur yang diperoleh, untuk bangunan berupa saluran perkotaan

pada kota kecil, periode ulang yang digunakan adalah 25 tahun. Oleh

karena itu, kami memakai periode ulang 25 tahun untuk

penghitungan debit banjir rencana pada kasus ini.

Menghitung koefisien limpasan (C)

Koefisien limpasan merupakan besaran nilai yang mewakili tata

guna lahan dari Daerah Aliran Sungai (DAS). Dalam menghitung

koefisien limpasan das, terlebih dahulu mengetahui tata guna lahan

dari DAS tersebut dan mengetahui luasannya. Berikut tata guna

lahan dan bobot luasannya dari DAS kasus:

Kebun = 0,1209%

Sawah = 0,2906%

Hutan = 0,5884%



Setelah mengetahui tata guna lahan dari DAS tersebut, dengan

menggunakan periode ulang banjir rencana yang telah diketahui, tim

penyusun membandingkannya dengan Runoff Coefficient untuk

mengetahui besar koefisien limpasan dari masing-masing bagian

(kebun, sawah, dan hutan). Runoff Coeficient ditunjukkan pada tabel

dibawah ini :

Tabel 3.10. Koefisien Limpasan

Ketika telah mendapatkan besar koefisien limpasan dari tiap-tiap

baguan, langkah selanjutnya adalah mengalikan besar koefisien

limpasan yang diperoleh dari runoff coefficient dengan bobot luas

dari setiap bagian tata guna lahan. Secara matematis dapat dituliskan

sebagai berikut:

C= ∑(c x A)

∑ A

C = Koefisien limpasan DAS

C = koefisien limpasan dari runoff coefficient

A = Luas setiap bagian (kebun, sawah, hutan) (Km2)

Setelah dilakukan perhitungan, diperoleh hasil sebagai berikut:

Tabel 3.11. Koefisien limpasan DAS Sungai Cigeuntis periode ulang 25 tahunan

Menghitung Intensitas curah hujan



Intensitas curah hujan yang digunakan adalah intensitas curah hujan

dengan periode ulang 25 tahunan. Terdapat dua cara dalam

menentukan besar intensitas curah hujan periode ulang 25 tahunan:

menggunakan persamaan Mononobe dan menggunakan lengkung

kurva IDF. Kedua persamaan tersebut akan menghasilkan sebuah

hasil yang relatif sama besar. Pada perhitungan kali ini, tim

menggunakan metode pertama (persamaan mononobe) dan

membandingkan hasil perhitungan yang diperoleh dengan lengkung

kurva IDF. Persamaan mononobe yang digunakan:

I 25=R24

24 ( 24t )

23

I25 = Intensitas curah hujan (mm/jam)

T = waktu (jam)

R24 = Curah hujan harian

Pada perhitungannya, waktu yang digunakan dalam persamaan

mononobe diatas adalah waktu yang diperlukan oleh aliran hujan

dari hulu hingga hilir sungai (waktu konsentrasi). Waktu konsentrasi

diperoleh dari persamaan:

T c=0,01947(L)0.77(S)−0,385

Tc = Waktu konsentrasi yang dibutuhkan

L = Panjang sungai induk (m)

S = Kemiringan sungai

Kemiringan sungai diperoleh dari:

S= elevasi hulu−elevasi hilirpanjang sungai

S=720−2503800

S=0,124



Dan panjang sungai induk = 3,8 km = 3800 m

Berdasarkan data-data tersebut, dapat dihitung waktu konsentrasi

menggunakan persamaan diatas. Adapun waktu konsentrasi pada

daerah DAS sungai Cigeuntis ini:

T c=0,01947(L)0,77(S)−0,385

T c=0,01947(3800)0,77(0.124)−0,385

T c=24,8217 menit=0,4137 jam

Menghitung Intensitas curah hujan maksimum pada periode

ulang 25 tahun

Didapatkan sebelumnya data-data curah hujan maksimum harian

(R24 = 117.4845 mm) dan juga waktu konsentrasi untuk DAS sungai

Cigeuntis (Tc = 0.4137 jam). Dari kedua data tersebut dapat

diperoleh intensitas hujan maksimum pada periode ulang 25 tahunan

menggunakan rumus mononobe:

I 25=R24

24 ( 24t )

23

I 25=117.4845

24 ( 240.4317 )

23

I 25=73.36 mm /jam

Dibandingkan dengan menggunakan lengkung kurva IDF berikut ini:



Gambar 3.4. Intensitas hujan maksimum menggunakan lengkung IDF (IDF Curve)

untuk DAS Sungai Cigeuntis

Menghitung Debit Banjir Rencana

Berdasarkan hasil perhitungan sebelumnya, didapatkan nilai

koefisien limpasan C, intensitas hujan maksimum 25 tahunan I, dan

juga luas DAS sungai Cigeuntis seperti yang tertera berikut, dapat

dihitung debit banjir rencana Q, menggunakan metode rasional.

C = 0.4313

I = 73.36 mm/jam

A = 14,24 Km2

Untuk menghitung debit banjir rencana (Q), digunakan metode

rasional menggunakan persamaan:

Q=C . I . A

Sehingga diperoleh nilai debit banjir rencana sebagai berikut:

Q=0.4313 x 73.36 . 10−3 mjam

x14.24 .106 m2

Q=450549.72m3

jam

Q=125.1527m3

detik


73.36


3.1.6. Rencana Pemanfaatan DAS

Telah dijelaskan di atas bahwa pemilihan periode ulang (payback

periods) untuk DAS sungai Cigeuntis ini menggunakan periode ulang 25

tahunan. Rencana pemanfaatan DAS yang mendasari periode ulang 25

tahunan ialah untuk membangun saluran perkotaan pada kota kecil yang

berfungsi sebagai saluran penampungan air sungai yang mengalir pada

sungai Cigeuntis dari hulu.

3.1.7.Perhitungan Penampang Saluran

Untuk menghitung dimensi penampang saluran, terlebih dahulu kita

mengidentifikasikan data-data yang harus diperlukan. Saluran yang ingin

dibuat, seperti yang telah dijelaskan, ialah saluran drainase dengan

bentuk trapezoid (trapesium) yang terbuat dari material alam (natural

stream channel). Adapun data-data yang telah diketahui ialah sebagai

berikut:

Nilai koefisien kekasaran material (n) = 0.03

Debit Rencana (Metode Rasional, Q) = 125 m3/detik

Metode yang digunakan untuk menghitung dimensi saluran adalah

metode rasional yaitu dengan menggunakan rumus – rumus yang sudah

tersedia yang merupakan hasil penelitian yang sudah akurat. Berikut

rumus yang digunakan untuk menghitung perancangan saluran:

Q = A . v

Q = debit aliran (m3/s)

A = Luas Penampang (m2)

v = Kecepatan Aliran (m/s)

Kecepatan aliran dicari dengan menggunakan persamaan “manning”

sebagai berikut:

v=R

23 S

12

n



Dimana :

v = kecepatan, dalam m/s

n = koefisien kekasaran manning

S = kemiringan saluran

R = jari-jari hidrolika, m, = A/WP

A = luas area pada bagian tertentu, m2

WP = keliling basah, m

Berikut perhitungan dimensi saluranya:

Q=A × v

A=12

(b+x ) h

Apabila diasumsikan b=1.5 h

A=12

(1.5 h+1.5 h+2 h ) h

tan60 °= h

x '→ x '=0.58h

sin 60 °= hy

→ y=1.154 h

v=1n ( A

℘ )23 √s .

1n

v=1n ( A

℘ )23 √s .

10.03

W P=b+2 (1.154 h )=1.5 h+2.308 h=3.8 h

v= 10.03 ( 2.5 h2

3.8 h )23 √0.124

v=11.74 (0.697 h)2 /3=11.74 ×0.73 h2/3

v=8.58 h2 /3

Q=A × v

125=2.6 h2× 8.58 h23

125=21.45 h8 /3

h8/3=5.3 →h=2 m b=2.89 →3m x=4.009→ 4 m



Gambar 3.5. Desain Saluran drainase yang dirancang pada DAS Sungai Cigeuntis

Dari gambar 3.5. dapat disimpulkan bahwa dimensi saluran ialah lebar b

= 3 meter, tinggi (serta jagaan) h = 2,7 meter, dan lebar (b+x) = 9 meter.

Namun apabila dilakukan pengecekan kecepatan diperoleh:

v = Q/A

Q=125 m3/detik

A=1/2 (3+6) x 2,7

A=12,15 m2

v = 10 m/detik

Adapun kecepatan ini lebih besar daripada kecepaatan maksimum

literature yaitu sebesar 2 m/s yang dapat menyebabkan ketidakstabilan

saluran yang dibangun dengan kecepatan arus sungai, sehingga kami

melakukan desain ulang dan mendapatkan dimensi-dimensi sebagai

berikut:



Gambar 3.6. Desain Saluran drainase yang dirancang pada DAS Sungai Cigeuntis

setelah dilakukan pengecekan kecepatan

Dengan pengecekan ulang kecepatan aliran sungainya:

v = Q/A

Q = 125 m3/detik

A = 1/2 (15+6) x 8

A = 84 m2

v = 1,5 m/detik

Dengan demikian didapatkan nilai v = 1,5 m/detik dan telah memenuhi

kecepatan aliran yang diizinkan yaitu 2 m/detik. Oleh karena itu, dimensi

saluran inilah yang digunakan sebagai saluran yang dirancang untuk

menampung aliran sungai dari hulu pada DAS sungai Cigeuntis.

3.1.8.Perbandingan dengan Aplikasi RRSim09

Software RRSim09 merupakan software yang mensimulasikan DAS jika

dihujani yang kemudian menghitung aliran limpasan yang terjadi pada

DAS serta besaran infiltrasi yang terjadi jika di hujani selama waktu yang

ditentukan oleh pengguna software, kemudian hasil dari limpasan

tersebut dan infiltrasi tersebut disajikan dalam sebuah grafik.



Pada peta DAS Sungai Cigentis, terdapat beberapa legenda yang

merepresentasikan tataguna lahan tersebut , seperti perkebunan , hutan,

pemukiman dan rawa. Tata guna lahan tersebut kemudian dikonversikan

dalam betuk tabulasi microsoft excel dengan warna tertentu, dimana satu

warna merepresentasikan 1 tata lahan. Pada program ini akan

disimulasikan berbagai variasi data yaitu tunggi hujan dan durasi hujan

pada DAS Sungai Cigeuntis. Hasil dari simulasi ini diinformasikan

melalui grafik garis, dimana kita dapat menganalisis kapan banjir atau

limpasan terjadi

Gambar 3.7. Tata guna lahan DAS Sungai Cigeuntis setelah dikonversikan ke program

RRSim09

Berikut penggunaan aplikasi RRSim09:

- Tinggi hujan 1 satuan , Durasi hujan 1DT





- Durasi hujan 4 DT, Tinggi hujan: 1,1,1,1 satuan



- Durasi hujan 4 DT ,Tinggi hujan: 2,2,2,2 satuan

- Durasi hujan 4 DT,Tinggi hujan: 2,4,3,1 satuan

Untuk tata guna lahan diputar 90 derajat searah jarum jam dilakukan hal

yang sama seperti sebelumnya, namun yangmembedakan ialah tata guna

lahan yang digunakan diputar sebesar 90 derajat searah jarum jam. Hal

ini dimaksudkan untuk mencari kesamaan data apabila lokasi hulu dan

hilirnya dipindahkan. Adapun tata-guna lahan setelah diputar 90 derajat

ialah sebagai berikut:



Gambar 3.8. Tata guna lahan DAS Sungai Cigeuntis setelah dikonversikan ke program

RRSim09, yang diputar 90 derajat

Dapat disimpulkan bahwa dari penggunaan simulasi program ini hujan

yang terjadi tidak seluruhnya dialirkan diatas permukaan (runoff). Pada

suatu debit dan durasi hujan tertentu terdapat sebagian yang menyerap

ke dalam tanah. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti tata

guna lahan, durasi hujan, dan tinggi hujan. Oleh karena itu, kami dapat

menyimpulkan bahwa pada DAS membutuhkan saluran drainase untuk

menyalurkan air limpasan yang terjadi pada DAS, selain bermanfaat

untuk mencegahnya air meluap ke pemukiman dan perkebunan pada

DAS.

3.1.3. Neraca Air

3.2.1.Aliran Andalan

Aliran andalan dibutuhkan dalam menentukan ketersediaan air di DAS

sungai Cigeuntis. Untuk menentukan aliran andalan pada DAS tersebut

diperlukan data intensitas curah hujan bulanan dari DAS sungai

Cigeuntis setiap tahunnya. Pada perhitungan kali ini, digunakan data

intensitas curah hujan bulanan dari tahun 1998-2007. Intensitas curah

hujan bulanan diperoleh dengan menjumlahkan intensitas curah hujan

terboboti dari setiap stasiun curah hujan yang mempengaruhi DAS sungai

Cigeuntis. Intensitas curah hujan bulanan terboboti merupakan hasil

perkalian intensitas curah hujan bulanan dari setiap stasiun hujan yang



mempengaruhi DAS dengan bobot luas setiap stasiun tersebut. Setelah

dilakukan perhitungan, diperoleh intensitas curah hujan bulanan DAS

sungai Cigeuntis adalah sebagai berikut:

Tabel 3.12. Data curah hujan bulanan DAS sungai Cigeuntis yang sudah terboboti

Tahun Jan Feb Mar AprMe

iJun Jul

Ag

sSep Okt Nov Des

1998 418 126 136 215 218 115 85 102 106 122 198 145

1999 118 450 358 180 111 187 113 79 214 326 110 284

2000 259 240 211 187 87 100 42 16 59 341 364 395

2001 408 125 396 207 89 56 30 85 153 408 535 54

2002 780 620 192 339 125 93 150 30 46 134 427 199

2003 671 676 434 204 139 83 151 38 42 40 98 119

2004 104 508 41 83 192 17 17 3.4 175 191 177 217

2005 259 551 414 192 238 57 29 6.9 14 176 267 202

2006 419 439 502 207 133 120 93 35 20 263 218 196

2007 682 490 204 132 142 63 38 23 37 57 138 153

2008 90 61 48.2 36 0 22 43 13 6 17 55 26

Setelah memperoleh data intensitas curah hujan bulan DTA kasus dari

tahun 1997-2008, langkah selanjutnya adalah mencari Intensitas curah

hujan bulanan rata-rata setiap tahunnya, Kemudian mengurutkannya atau

merangking intensitas curah hujan bulanan rata-rata pada setiap

tahunnya. Ketika telah diperoleh besar rata-rata intensitas curah hujan

bulanan rata-rata dari setiap bulannya, langkah berikutnya adalah

menentukan peluang terjadinya intensitas curah hujan rata-rata tersebut

dengan rumus:

P= Mn+1

Dimana :

P = Peluang munculnya (%)

M = rangking

N = jumlah data




Tabel 3.13. Data curah hujan bulanan DAS sungai Cigeuntis berdasarkan peluangnya

Tahun

Jan

Feb

Mar

Apr

Mei

Jun

JulAgs

Sep

Okt

Nov

Des

Rata-rata

Tahunan

Ranking m

Peluang P (%)

1998418

126

136

215

218

115

84.7

102

106

122

198

145

166 9 75

1999118

450

358

180

111

187

113

78.6

214

326

110

284

211 5 42

2000259

240

211

187

87.4

100

42.4

15.8

58.8

341

364

395

192 7 58

2001408

125

396

207

88.9

5629.5

85.1

153

408

535

53.8

212 4 33

2002780

620

192

339

125

93150

29.6

46.2

134

427

199

261 1 8

2003671

676

434

204

139

84151

37.7

41.6

39.7

98.1

119

225 2 17

2004104

508

41 83192

172

17.2

3.38

175

191

177

217

144 10 83

2005259

551

414

192

238

5729.4

6.89

14.3

176

267

202

201 6 50

2006419

439

502

207

133

120

93.2

35.4

19.7

263

218

196

221 3 25

2007682

490

204

132

142

6338.3

2337.3

57.2

138

153

180 8 67

200890.4

61.1

48 36 0 2242.9

135.98

17.3

55.3

25.7

35 11 92

Ketika sudah diperoleh peluang dari curah hujan rata-rata bulanan di

setiap tahunnya, diambil 5 tahun dengan peluang keluarnya mendekati

80%. Penentuan angka 80% adalah anjuran dari dosen pembimbing

tugas. Setelah memisahkan 5 tahun yang memiliki peluang mendekati

80%, kami menghitung kembali intensitas curah hujan bulanan rata-rata

dari kelima tahun tersebut pada bulan yang sama. Setelah mengetahui

intensitas curah hujan bulanan rata-rata disetiap bulannya, kemudian

menentukan intensitas andalan. Intensitas andalan adalah intensitas curah

hujan bulanan yang mendekati intensitas curah hujan bulanan rata-rata.




Tabel 3.13. Data intensitas curah hujan andalan

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des TahunanRata-rata tahunan

1998 418 126 136 215 218115

85 102 106 122 198 145 1986 166

2000 259 240 211 187 87100

42 16 59 341 364 395 2301 192

2004 104 508 41 83 192 17 17 3 175 191 177 217 1725 144

2007 682 490 204 132 142 63 38 23 37 57 138 153 2161 180

2008 90 61 48 36 0 22 43 13 6 17 55 26 418 35

I-rata-rata

311 285 128 131 128 63 45 31 77 146 186 187 143

I-andalan

259 240 285 209 103 60 72 51 73 177 212 290 178

Dengan menggunakan metode rasional, diperoleh debit aliran andalan

seperti pada tabel berikut:

Tabel 3.14. Debit aliran andalan DAS sungai Cigeuntis

Sehingga berdasarkan data debit andalan pada bulan-bulan di atas, dapat

diplot suatu histogram yang kemudian menyatakan jumlah ketersediaan

air yang ada di DAS sungai Cigeuntis. Adapun histogram ketersediaan

air diplot pada grafik di bawah ini.



Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des0

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

1400000

1600000

1800000

15907031474011

835273810706872123

386928264094

141259

362361

749289

1087083

1332752

Histogram Ketersediaan Air

Series1

Bulan

Debt

Alir

an (m

^3/b

ulan

)

Gambar 3.9. Histogramketersediaan air DAS sungai Cigeuntis

3.2.2.Analisis Kebutuhan Air

Kebutuhan air di DTA Kasus adalah jumlah air yang dibutuhkan oleh

DTA kasus setiap bulannya. Dalam menentukan kebutuhan air DTA

kasus, terlebih dahulu mencari beberapa data yang terkait seputar DTA

kasus yaitu jumlah penduduk DTA kasus dan pendapatan perkapita di

DTA kasus tersebut. Dengan menggunakan data yang berasal dari situs

pemerintahan daerah setempat, diperoleh data bahwa jumlah penduduk di

DTA kasus pada tahun 2011 diperkirakan sebanyak 17.592 Jiwa dengan

pendapatan perkapita Rp. Rp2.436.783/bln.

Proyeksi kebutuhan air DTA kasus diperoleh dengan menggunakan

sebuah persamaan regresi umum :

y = M1.x1 + M2.x2 + M3.x3

dimana :

M1,M2,M3 merupakan bilangan konstanta



X1= Jumlah penduduk (juta jiwa)

X2= Pendapatan penduduk (juta)

X3= Luas wilayah (m2)

Besar bilangan M1,M2, dan M3 didapat dari persamaan regresi linear

proyeksi kebutuhan air mahasiswa mata kuliah Perancangan Infrastruktur

Keairan. Setelah dilakukan perhitungan diperoleh besar dari ketiga nilai

berikut adalah sebagai berikut:

M1= 130.053

M2= 19.38

M3=0.269

Ketika ketiga bilangan tersebut telah diketahui besarannya, tahapan

selanjutnya adalah menentukan proyeksi jumlah penduduk dan

pendapatan perkapita pada tahun rencana. Tahun rencana pada kasus ini

adalah 2025. Berikut perhitungan proyeksi jumlah penduduk dan

pendapatan perkapita dari DTA kasus.

a. Proyeksi Jumlah Penduduk DTA Kasus

Proyeksi jumlah penduduk DTA kasus menggunakan metode Trend

Oriented:

Pt = Po . ert

Keterangan:

Pt= Jumlah penduduk pada tahun yang direncanakan (2025)

Po= Jumlah penduduk pada tahun dasar

e = bilangan eksponensial (2.718)

r = angka pertumbuhan penduduk (jiwa)

t = jangka waktu (tahun)

Sehingga menggunakan rumus tersebut diperoleh jumlah penduduk

pada tahun 2025 pada DAS sungai Cigeuntis ialah sebagai berikut:



Pt = Po . ert

Pt = 17592 x 2.710.018x14

Pt = 22634 jiwa

b. Proyeksi Pendapatan Perkapita di DTA kasus

Proyeksi pendapatan perkapita di DTA kasus menggunakan metode

Future Worth Analysis:

F = P (1+i)n

Keterangan:

F = Nilai proyeksi pendapatan

P = Nilai pendapatan per kapita awal

I = laju pertumbuhan ekonomi

N= selisih tahun yang akan diproyeksi

Sehingga menggunakan rumus tersebut diperoleh pendapatan per

kapitan pada tahun 2025 pada masyarakat yang mendiami DAS

sungai Cigeuntis ialah sebagai berikut:

F = P (1+i)n

F = Rp. 2,436,784 (1+0.612)14

F = Rp. 5,597297

F = Rp. 5,6 juta

c. Proyeksi kebutuhan air pada DTA Kasus

Berdasarkan kedua data tersebut, yaitu data jumlah penduduk dan

pendapatan per kapita pada tahun rencana (2025), dengan

ditambahkan dengan variable ketiga yaitu luas wilayah yang tetap

(14,24 km2, menghasilkan nilai pada persamaan regresi linear yaitu

sebagai berikut:

y = M1.x1 + M2.x2 + M3.x3

y = 130.053 (22634) + 19.38 (5,6) + 0.269 (14.24)

y = 6,774,262 liter/hari

y = 203,227.86 m3/bulan



Jika dibandingkan dengan histogram ketersedian air diperoleh

kesimpulan bahwa pada bulan agustus DTA kasus mengalami

kekurangan air seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini

Gambar 3.10. Perbandingan antara proyeksi kebutuhan air pada tahun 2025 di DAS

sungai Cigeuntis dengan ketersediaan air pada DAS sungai Cigeuntis


203227,86


BAB 4

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Beberapa poin penting dalam penulisan laporan ini salah satu diantaranya

adalah untuk mengetahui hubungan hujan dan aliran dan dalam hal ini

berkaitan dengan perhitungan banjir rencana banjir rencana daerah aliran

sungai (DAS) kasus yang diberikan serta desain saluran sebagai salah satu

upaya preventif yang dapat dilakuakan. Dengan menggunakan data curah

hujan dari beberapa stasiun yang ada di sekitar daerah aliran sungai (DAS)

maka bisa didapatkan intensitas hujan harian, tahunan ataupun dalam periode

ulang yang diinginkan, dan dalam hal ini diambil intensitas hujan periode

ulang 25 tahunan.

Dari curah hujan yang ada bisa didapat debit limpasan yang ada dengan

menggunakan persamaan rasional dan dipresentasikan kedalam periode

ulang 25 tahunan. Adanya debit limpasan ini karena Hujan yang terjadi tidak

seluruhnya dialirkan diatas permukaan (runoff), melainkan terdapat sebagian

yang menyerap kedalam tanah. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor

seperti tata guna lahan, durasi hujan, dan tinggi hujan sesuai dengan kondisi

DAS kasus. Dan dari limpasan ini bisa tergambar banjir rencana untuk

periode ulang 25 tahunan. Dengan mengetahui debit banjir rencana maka

akan ada langkah preventif yang bisa dilakukan yaitu dengan mendisain

saluran yang dapat menampung air limpasan sesuai debit banjir rencana yang

telah dihitung sebelumnya.

Selain hal diatas akan dihitung juga debit andalan yang merupakan

banyaknya debit yang bisa dimanfaatkan untuk lokasi DAS kasus berdasarkan

kondisi curah hujan di salah satu stasiun hujan. Adanya debit andalan ini bisa

dibandingkan dengan kebutuhan air masyarakat daerah setempat. Sehingga



dapat diketahui apakah terjadi kekeringan atau kelebihan air untuk suatu

periode waktu.

Berikut data-data terkait kondisi DAS pada sepanjang sungai Cigeuntis pada

peta Cariu:

Luas DAS ( polygon-Thiessen ) 14.24 km2

Debit banjir rencana (periode ulang 25

tahunan)125 m3/detik

Desain saluran

Lebar saluran(bawah) : 6 m

Lebar saluran(atas) : 15m

Tinggi saluran : 8 m

Kemiringan : 60

Kebutuhan air DAS Cariu ( per bulan ) 203.227,86 m3/bulan

4.2. Saran

Secara umum, DAS Cariu telah memiliki resapan air yang cukup karena lebih

dari 1/3 lahannya terdiri dari hutan yang dapat menyerap air untuk disimpan

didalam tanah, sedangkan sisanya terdiri dari kebun dan sawah. Dengan

koefisien limpasan sekitar 0.43 berarti kira-kira lebih dari setengah debit air

yang ada bisa diserap dalam tata guna lahan, dan sisanya akan ada dalam

bentuk limpasan. Dengan adanya limpasan maka perlu dibuat saluran, waduk

ataupun bentuk penyimpan air lainnya sehingga air limpasan dapat

dimanfaatkan semestinya dalam kondisi kekurangan air pada masa-masa

kemarau, sehingga kebutuhan masyarakat masih bisa terpenuhi.



DAFTAR PUSTAKA

Bahan kuliah Perencanaan Infrastruktur Keairan 1. Universitas Indonesia. Depok,

2012.

Chow, Ven. 1988. Applied Hydrology. USA: The McGraw-Hill Company.

Daerah Aliran Sungai. 2009. www. acehpedia.org/Daerah_Aliran_Sungai . Diakses

pada tanggal 21 Desember 2012.

Pemerintah Kabupaten Karawang. 2012. www.KarawangKab.go.id. Diakses pada

tanggal 27 November 2012.

Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik. Surabaya: Usaha Nasional.

Wilson, E.M. 1993. Hidrologi Teknik. Edisi Keempat. Bandung: Penerbit ITB.


http://www.KarawangKab.go.id/

http://www.acehpedia.org/Daerah_Aliran_Sungai

makalah pik final 21 desember 2012

Documents