modul 7 perhitungan hidrologi - bpsdm.pu.go.id · hidrologi dalam perencanaan bendungan. penekanan...

Modul 7 Perhitungan hidrologi

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi

MODUL PERHITUNGAN HIDROLOGI

PELATIHAN PERENCANAAN BENDUNGAN TINGKAT DASAR

MODUL 07

2017

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

MODUL 7 PERHITUNGAN HIDROLOGI

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya

validasi dan penyempurnaan Modul Perhitungan Hidrologi sebagai Materi Substansi

dalam Pelatihan Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar. Modul ini disusun untuk

memenuhi kebutuhan kompetensi dasar Aparatur Sipil Negara (ASN) di bidang

Sumber Daya Air.

Modul Perhitungan Hidrologi ini disusun dalam 9 (sembilan) bab yang terbagi atas

Pendahuluan, Materi Pokok dan Penutup. Penyusunan modul yang sistematis

diharapkan mampu mempermudah peserta pelatihan dalam memahami perhitungan

hidrologi dalam perencanaan bendungan. Penekanan orientasi pembelajaran pada

modul ini lebih menonjolkan partisipasi aktif dari para peserta.

Akhirnya, ucapan terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada Tim

Penyusun dan Tim Validasi Sistem Diklat, sehingga modul ini dapat disajikan dengan

baik. Perubahan modul di masa mendatang senantiasa terbuka dan dimungkinkan

mengingat akan perkembangan situasi, kebijakan dan peraturan yang terus menerus

terjadi. Semoga Modul ini dapat memberikan manfaat bagi peningkatan kompetensi

ASN di bidang Sumber Daya Air.

Bandung, Nopember 2017

Kepala Pusat Pendidikan dan Pelatihan

Sumber Daya Air dan Konstruksi

Ir. K. M. Arsyad, M.Sc

.


ii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .................................................................................................. i

DAFTAR ISI ...............................................................................................................ii

DAFTAR TABEL .......................................................................................................vi

DAFTAR GAMBAR..................................................................................................vii

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL .................................................................... viii

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

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

1.2 Deskripsi Singkat ............................................................................................. 2

1.3 Tujuan Pembelajaran ....................................................................................... 2

1.3.1 Hasil Belajar .......................................................................................... 2

1.3.2 Indikator Hasil Belajar ............................................................................ 2

1.4 Materi Pokok dan Sub Materi Pokok ................................................................ 2

BAB II PENGOLAHAN DATA HIDROLOGI ..............................................................5

2.1 Iklim ................................................................................................................. 5

2.1.1 Temperatur Udara ................................................................................. 6

2.1.2 Kelembaban Udara ................................................................................ 7

2.1.3 Pengukuraan Penguapan ...................................................................... 8

2.1.4 Temperatur Air Dalam Tangki PAN “A” .................................................. 8

2.1.5 Kecepatan Angin ................................................................................... 9

2.1.6 Lama Penyinaran Matahari .................................................................. 10

2.2 Presipitasi ...................................................................................................... 11

2.3 Pengolahan Data Hujan ................................................................................. 12

2.4 Pengolahan Data Debit Aliran ........................................................................ 14

2.5 Pengumpulan Data Tinggi Air Muka ............................................................... 14

2.5.1 Pengukuran Debit Sungai .................................................................... 15

2.5.2 Perhitungan Debit Sungai .................................................................... 16

2.5.3 Analisis Lengkung Debit (Rating Curve) .............................................. 16

2.5.4 Perhitungan dan Evaluasi Debit ........................................................... 18

2.5.5 Publikasi Debit Sungai ......................................................................... 19

2.6 Latihan ........................................................................................................... 20


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI iii

2.7 Rangkuman ................................................................................................... 20

2.8 Evaluasi ......................................................................................................... 20

BAB III KETERSEDIAAN AIR DAN KAPASITAS WADUK ..................................... 23

3.1 Umum ............................................................................................................ 23

3.2 Ketersediaan Air/ Debit Andalan .................................................................... 24

3.2.1 Pendekatan dan Metodologi ................................................................ 24

3.2.2 Prosedur Perhitungan ......................................................................... 24

3.2.3 Contoh Perhitungan Debit Andalan/ Ketersediaan Air ......................... 28

3.3 Kapasitas Waduk ........................................................................................... 32

3.3.1 Pendekatan Grafis dengan Metode Rippi ............................................ 33

3.3.2 Pendekatan Numerik (Sequent Peak Algorithm) ................................. 34

3.4 Penentuan Tinggi Bendungan ....................................................................... 37

3.5 Latihan........................................................................................................... 37

3.6 Rangkuman ................................................................................................... 38

3.7 Evaluasi ......................................................................................................... 38

BAB IV ANALISIS CURAH HUJAN DESAIN .......................................................... 39

4.1 Umum ............................................................................................................ 39

4.2 Metode Pendekatan....................................................................................... 39

4.2.1 Analisis Hujan ..................................................................................... 39

4.2.2 Pola Distribusi Hujan Badai ................................................................. 40

4.2.3 Hujan Efektif ........................................................................................ 40

4.2.4 Analisis Hubungan Hujan-Limpasan .................................................... 40

4.3 Curah Hujan Desain ...................................................................................... 41

4.3.1 Analisis Frekuensi ............................................................................... 42

4.4 Curah Hujan Maksimum Boleh Jadi (CMB/PMP) ........................................... 53

4.4.1 Uraian Umum ...................................................................................... 53

4.4.2 Perkiraan CMB Menggunakan Metode Hersfield ................................. 53

4.5 Latihan........................................................................................................... 59

4.6 Rangkuman ................................................................................................... 60

4.7 Evaluasi ......................................................................................................... 60

BAB V ANALISA BANJIR DESAIN ........................................................................ 61

5.1 Umum ............................................................................................................ 61

5.2 Banjir Rencana .............................................................................................. 61


iv PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

5.3 Contoh Perhitungan Debit Banjir Rancangan ................................................. 63

5.3.1 Data Debit Sesaat Tersedia dalam Waktu > 20 Tahun ........................ 64

5.3.2 Cara Perhitungan Debit Banjir Rata-Rata Tahunan dengan Metode

Puncak Banjir Di atas Ambang Pada Kondisi Dimana Jumlah Data <10

Tahun .................................................................................................. 68

5.3.3 Debit Banjir Dengan Metode Rasional Pada DAS yang Luasnya <50

Km2 ..................................................................................................... 69

5.3.4 Contoh Perhitungan Debit Banjir Rencana dengan Metode Unit

Hidograf ............................................................................................... 71

5.4 Latihan ........................................................................................................... 76

5.5 Rangkuman ................................................................................................... 76

5.6 Evaluasi ......................................................................................................... 76

BAB VI PENELUSURAN BANJIR ...........................................................................79

6.1 Konsep Dasar Penelusuran Aliran di Waduk .................................................. 79

6.2 Metode Dasar Penelusuran Aliran Waduk...................................................... 82

6.3 Penelusuran Banjir di Suatu Waduk ............................................................... 85

6.3.1 Metode Penelusuran Banjir ................................................................. 86

6.3.2 Anti Routing Waduk ............................................................................. 87

6.4 Kalibrasi Model .............................................................................................. 88

6.4.1 Input Data ............................................................................................ 89

6.5 Latihan ........................................................................................................... 90

6.6 Rangkuman ................................................................................................... 90

6.7 Evaluasi ......................................................................................................... 91

BAB VII RENCANA POLA OPERASI WADUK .......................................................93

7.1 Tujuan ............................................................................................................ 93

7.2 Pola Operasi Waduk ...................................................................................... 93

7.3 Tipe Operasi Waduk ...................................................................................... 95

7.4 Prinsip Dasar Operasi Waduk ........................................................................ 96

7.4.1 Persamaan Dasar ................................................................................ 97

7.4.2 Asumsi/ Batasan .................................................................................. 98

7.4.3 Langkah Waktu.................................................................................... 98

7.4.4 Kebutuhan Data................................................................................... 99

7.5 Simulasi Waduk ............................................................................................. 99


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI v

7.5.1 Komponen Penting .............................................................................. 99

7.5.2 Simulasi Waduk dengan Memperhitungkan Evaporasi ...................... 100

7.5.3 Simulasi Waduk dengan Pelimpah Bebas ......................................... 101

7.5.4 Pola Operasi Waduk Untuk Dua Fungsi ............................................ 102

7.6 Latihan......................................................................................................... 104

7.7 Rangkuman ................................................................................................. 104

7.8 Evaluasi ....................................................................................................... 104

BAB VIII LAJU SEDIMENTASI ............................................................................. 107

8.1 Pendahuluan ............................................................................................... 107

8.2 Mekanisme Angkutan Sedimen ................................................................... 108

8.3 Konsentrasi Sedimen Suspensi ................................................................... 109

8.4 Pengukuran Debit Sedimen Suspensi ......................................................... 110

8.4.1 Metode Integrasi Titik ........................................................................ 112

8.4.2 Metode Integrasi Kedalaman ............................................................. 112

8.5 Botol Sampel dan Analisa Laboratorium ...................................................... 116

8.6 Debit Sedimen Suspensi Pengukuran ......................................................... 116

8.7 Pengukuran Sedimen Dasar ........................................................................ 118

8.8 Pengambilan Material Dasar ........................................................................ 121

8.9 Pengukuran Sedimen Total ......................................................................... 121

8.10 Pengolahan Data Sedimen .......................................................................... 122

8.11 Latihan......................................................................................................... 129

8.12 Rangkuman ................................................................................................. 129

8.13 Evaluasi ....................................................................................................... 130

BAB IX PENUTUP ................................................................................................. 131

9.1 Simpulan ..................................................................................................... 131

9.2 Tindak Lanjut ............................................................................................... 133

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 134

GLOSARIUM ......................................................................................................... 137

KUNCI JAWABAN ................................................................................................ 138

LAMPIRAN


vi PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Temperatur Maksimum Dan Minimum Bulanan Stasiun Ciparay Pada

Bulan Oktober 2009 ...................................................................................7

Tabel 2.2. Kelembaban Udara (RH) ...........................................................................8

Tabel 2.3. Keadaan Curah Hujan dan Intensitas Curah Hujan..................................12

Tabel 3.1. Tahap 1: Pengumpulan Seluruh Data ......................................................28

Tabel 3.2. Tahap 2: Mengurutkan Data dari Besar ke Kecil ......................................29

Tabel 3.3. Data Asli ..................................................................................................30

Tabel 3.4. Tahap 1: Pengelompokan Data Berdasarkan Kurun Waktu (Bulan) .........30

Tabel 3.5. Tahap 2: Pengurutan Data Dari Besar Ke Kecil .......................................31

Tabel 3.6. Tahap 3: Perhitungan Probabilitas Dengan Rumus P=m/(n+1) ................31

Tabel 3.7. Tahap 4: Perhitungan Debit Andal (Probabilitas 80 % atau Kala Ulang 5

Tahun) .....................................................................................................32

Tabel 3.8. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = Inflow Rata-Rata ..................34

Tabel 3.9. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan =2/3 Inflow rata-rata ................36

Tabel 4.1. Hubungan Antara Fungsi Distribusi, Parameter dan Besarnya ................51

Tabel 4.2. Standar Gamma Distribution (w) ..............................................................52

Tabel 4.3. Luas Dibawah Kurva Standar Normal Distribusi ......................................52

Tabel 4.4. Perhitungan Besarnya PMP untuk Masing-Masing Pos Hujan .................57

Tabel 5.1. Patokan Banjir Desain dan Kapasitas Pelimpah Untuk Bangunan

Bendungan ..............................................................................................62

Tabel 8.1. Contoh Lembar Perhitungan pada Kartu Pengukuran Debit dan

Sedimen ................................................................................................ 114


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Pos Klimatologi ...................................................................................... 5

Gambar 2.2. Perhitungan Lama Penyinaran Matahari.............................................. 10

Gambar 2.3. Perhitungan Debit Pengeluaran Dengan Metode Intrerval Tengah ..... 16

Gambar 3.1. Diagram Alir Perhitungan Lengkung Kekerapan Untuk Data

Menerus .............................................................................................. 26

Gambar 3.2. Diagram Alir Perhitungan Lengkung Kekerapan Untuk Data Tidak

Menerus .............................................................................................. 27

Gambar 3.3. Lengkung Kekerapan dengan Data Menerus ...................................... 29

Gambar 3.4. Lengkung Kekerapan Untuk Data Tidak Menerus ............................... 32

Gambar 3.5. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = Inflow Rata-Rata .............. 33

Gambar 3.6. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = 2/3 Inflow Rata-Rata ........ 35

Gambar 3.7. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan =2/3 Inflow rata-rata............ 36

Gambar 4.1. Diagram Analisis Banjir Desain dengan Hidrograf Satuan ................... 41

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Km Durasi Hujan dan Hujan Harian Maksimum

Tahunan Rata-Rata (Hershfield 1965) ................................................. 55

Gambar 4.3. Grafik Hubungan Antara Xn-M/ Xn, dengan Faktor Penyesuaian Xn ... 55

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Antara Sn-m/ Sn, dengan Faktor Penyesuaian Sn ... 56

Gambar 4.5. Grafik Penyesuaian Terhadap Panjang Data ....................................... 56

Gambar 4.6. Grafik Hubungan Km Durasi Hujan dan Hujan Harian Maksimum

Tahunan Rata-Rata ............................................................................. 58

Gambar 4.7. Grafik Hubungan Xn-m / Xn dengan Faktor Penyesuaian Xn .................. 58

Gambar 4.8. Grafik Penyesuaian Terhadap Panjang Data ....................................... 59

Gambar 4.9. Grafik Hubungan Antara Sn-m / Sn dengan Faktor Penyesuaian Sn ...... 59

Gambar 5.1. Bagan Alir Penentuan Banjir Desain dan Kapasitas Pelimpah

Bendungan Sesuai SNI 03-4332-1994 ................................................ 63

Gambar 5.2. Pendekatan Perhitungan Debit Banjir Rancangan ............................... 64

Gambar 5.3. Hidrograph Banjir ................................................................................ 72

Gambar 5.4. Hidrograf Aliran Langsung ................................................................... 73


viii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

Deskripsi

Modul Perhitungan Hidrologi ini terdiri dari tujuh kegiatan belajar mengajar.

Kegiatan pertama membahas tentang pengolahan data hidrologi. Kegiatan

belajar kedua membahas tentang ketersediaan air dan kapasitas waduk.

Kegiatan belajar ketiga membahas tentang analisis curah hujan desain. Kegiatan

belajar keempat membahas tentang analisa banjir desain. Kegiatan belajar

kelima membahas tentang penelusuran banjir. Kegiatan belajar keenam

membahas tentang rencana pola operasi waduk. Kegiatan belajar ketujuh

membahas laju sedimentasi.

Peserta pelatihan mempelajari keseluruhan modul ini dengan cara yang

berurutan. Pemahaman setiap materi pada modul ini diperlukan untuk

memahami Perhitungan Hidrologi dalam kegiatan Perencanaan Bendungan.

Setiap kegiatan belajar dilengkapi dengan latihan atau evaluasi yang menjadi

alat ukur tingkat penguasaan peserta pelatihan setelah mempelajari materi

dalam modul ini.

Persyaratan

Dalam mempelajari modul pembelajaran ini, peserta pelatihan diharapkan dapat

menyimak dengan seksama penjelasan dari pengajar, sehingga dapat

memahami dengan baik materi Perhitungan Hidrologi dalam kegiatan

Perencanaan Bendungan. Untuk menambah wawasan, peserta diharapkan

dapat membaca terlebih dahulu Prinsip Desain Bendungan Urugan.

Metode

Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan adalah

dengan kegiatan pemaparan yang dilakukan oleh Widyaiswara/ Fasilitator,

adanya kesempatan tanya jawab, diskusi, brainstorming, dan studi kasus.


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI ix

Alat Bantu/ Media

Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran ini, diperlukan Alat Bantu/

Media pembelajaran tertentu, yaitu: LCD/ proyektor, Laptop, white board/ Flip

Chart dengan spidol dan penghapusnya, bahan tayang, serta modul dan/atau

bahan ajar.

Tujuan Kurikuler Khusus

Setelah mengikuti semua kegiatan pembelajaran dalam mata pelatihan ini,

peserta diharapkan mampu memahami perhitungan hidrologi untuk perencanaan

bendungan.


x PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Waduk adalah buatan manusia dengan membendung aliran sungai guna

mengendalikan aliran untuk memenuhi kebutuhan air atau mengendalikan

banjir. Operasi waduk diperlukan untuk mengatur pemberian air guna

memenuhi berbagai keperluan secara optimum. Peraturan ini didasarkan pada

aliran masuk, besarnya tampungan, serta kebutuhan yang harus dilayani

dengan langkah waktu berjalan.

Waduk adalah tampungan air pada saat musim hujan dan digunakan pada

musim kemarau yang merubah pola aliran alam supaya dapat digunakan

untuk kesejahteraan manusia. Waduk merupakan penyangga antara

kebutuhan dan pasok air untuk berbahgai kepentingan. Waduk terbentuk

dengan menahan aliran sungai di tempat yang memenuhi persyaratan lokasi

bendungan.

Kegunaan waduk pada dasarnya di bagi ke dalam 4 kelompok, yaitu:

a) Pasokan air untuk keperluan: irigasi, domestik, industri, pemeliharaan

sungai(maintence flow), pelayaran, pengglontoran untuk perbaikan

kualitas air.

b) Pembangkit listrik Tenaga Air

c) Pengendalian Banjir

d) Wisata dan perikanan di waduk

e) Dsb

Karena biaya untuk membangun bendungan cukup mahal, jarang sekali

ditemui waduk yang hanya untuk satu fungsi misalnya hanya untuk

pengendalian banjir saja. Bendungan besar yang ada di Indonesia, waduknya

digunakan untuk berbagai kepentingan yang sering disebut waduk serba

guna.


2 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

1.2 Deskripsi Singkat

Mata pendidikan dan pelatihan ini membekali peserta dengan pengetahuan

mengenai perhitungan hidrologi untuk perencanaan bendungan yang disajikan

dengan cara ceramah dan tanya jawab.

1.3 Tujuan Pembelajaran

1.3.1 Hasil Belajar

Setelah mengikuti semua kegiatan pembelajaran dalam mata pelatihan ini,

peserta diharapkan mampu memahami perhitungan hidrologi untuk

perencanaan bendungan.

1.3.2 Indikator Hasil Belajar

Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diklat diharapkan dapat:

a) Menjelaskan pengolahan data hidrologi

b) Menjelaskan ketersediaan air dan kapasitas waduk

c) Menjelaskan analisis curah hujan desain

d) Menjelaskan analisa banjir desain

e) Menjelaskan penelusuran banjir

f) Menjelaskan rencana pola operasi waduk

g) Menjelaskan laju sedimentasi

1.4 Materi Pokok dan Sub Materi Pokok

Materi Pokok dan Sub Materi modul ini sebagai berikut:

a) Materi Pokok 1: Pengolahan Data Hidrologi

1) Iklim

2) Presipitasi

3) Pengolahan Data Hujan

4) Pengolahan Data Debit Aliran

5) Pengumpulan Data Tinggi Air Muka

6) Latihan

7) Rangkuman

8) Evaluasi



b) Materi Pokok 2: Ketersediaan Air dan Kapasitas Waduk

1) Umum

2) Ketersediaan Air/ Debit Andalan

3) Kapasitas Waduk

4) Penentuan Tinggi Bendungan

5) Latihan

6) Rangkuman

7) Evaluasi

c) Materi Pokok 3: Analisis Curah Hujan Desain

1) Umum

2) Bangunan Pengambilan (intake)

3) Metode Pendekatan

4) Curah Hujan Desain

5) Curah Hujan Maksimum Boleh Jadi (CMB/ PMP)

6) Latihan

7) Rangkuman

8) Evaluasi

d) Materi Pokok 4: Analisa Banjir Desain

1) Umum

2) Banjir Rencana

3) Contoh Perhitungan Debit Banjir Rancangan

4) Latihan

5) Rangkuman

6) Evaluasi



e) Materi Pokok 5: Penelusuran Banjir

1) Konsep Dasar Penelusuran Aliran di Waduk

2) Metode Dasar Penelusuran Aliran Waduk

3) Penelusuran Banjir di Suatu Waduk

4) Kalibrasi Model

5) Latihan

6) Rangkuman

7) Evaluasi

f) Materi Pokok 6: Rencana Pola Operasi Waduk

1) Tujuan

2) Pola Operasi Waduk

3) Tipe Operasi Waduk

4) Simulasi Waduk

5) Latihan

6) Rangkuman

7) Evaluasi

g) Materi Pokok 7: Laju Sedimentasi

1) Pendahuluan

2) Mekanisme Angkutan Sedimen

3) Konsentrasi Sedimen Suspensi

4) Pengukuran Debit Sedimen Suspensi

5) Botol Sampel dan Analisa Laboratorium

6) Debit Sedimen Suspensi Pengukuran

7) Pengukuran Sedimen Dasar

8) Pengambilan Material Dasar

9) Pengukuran Sedimen Total

10) Pengolahan Data Sedimen

11) Latihan

12) Rangkuman

13) Evaluasi



BAB II

PENGOLAHAN DATA HIDROLOGI

2.1 Iklim

Pos iklim yang lengkap terdiri dari berbagai peralatan seperti terlihat pada pos

klimatologi dibawah ini.

Gambar 2.1. Pos Klimatologi

Tangki penampung air

Alat pengukur Radiasi

Matahari Alat Pengukur penguapan

(Panci Penguapan)

Sangkar alat dengan pintu menghadap utara

Penakar Hujan Biasa

Penakar Hujan Otomatik

Alat Pencata Lama Penyinaran

Matahari

Alat pengukur kecepatan angin

Pagar pengamanan sekeliling pos klimatologi Pintu masuk pos klimatologi

1.0 m

1.5 m

1.5 m

1.0 m

1.5 m

2.0

m

3.0

m

1.5

m

10.0 m

6.0

m

DENAH STASIUN KLIMATOLOGI

Indikator Hasil Belajar:

Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan pengolahan

data hidrologi.



2.1.1 Temperatur Udara

a) Temperatur Udara Rata-Rata Harian

Temperatur udara rata-rata harian = 2

TminTmax

Stasiun Ciparay tanggal 1 Agustus 2009

Temperatur maksimum = 30,0 0C

Temperatur minimu = 14,0 0C

Temperatur rata-rata = 2

0.410.03 = 22.0 0C

Hasil rata-rata dibulatkan ke atas dan satu angka belakang koma.

b) Temperatur Maksimum dan Minimum Harian

Ditentukan dari harga tertinggi dan terendah dari pencatatan data yang

dicatat setiap hari.

Stasiun Ciparay pada bulan Agustus 2009

Temperatur maksimum tanggal 19 Agustus 2009 = 32.0 0C

Temperatur minimum tanggal 4 Agustus 2009 = 11.0 0C

c) Temperatur Maksimum dan Minimum Bulanan

Temperatur maksimum rata-rata bulanan = n

Tmax ..... TmaxTmax n21

Temperatur manimum rata-rata bulanan = n

Tmin ..... TminTmin n21



Tabel 2.1. Temperatur Maksimum Dan Minimum Bulanan Stasiun Ciparay Pada Bulan Oktober 2009

Temp. max Temp. min

1 32.0 20.0

2 31.0 20.0

3 31.0 20.0

4 31.0 21.0

5 30.0 19.0

6 30.0 20.0

7 29.0 20.0

8 29.0 20.0

9 30.0 19.0

10 30.0 20.0

11 30.0 20.0

12 30.0 20.0

13 30.0 19.0

14 30.0 20.0

15 29.0 20.0

16 31.0 16.0

17 32.0 18.0

18 30.0 19.0

19 30.0 19.0

20 31.0 18.0

21 30.0 18.0

22 31.0 19.0

23 29.0 20.0

24 29.0 19.0

25 30.0 19.0

26 30.0 19.0

27 29.0 17.0

28 30.0 19.0

29 30.0 19.0

30 31.0 19.0

31 30.0 19.0

Jumlah 935.0 595.0

Rata-rata 30.2 19.2

2.1.2 Kelembaban Udara

Kelembaban udara (Relatif Humidity) didapatkan dari selisih antara bola

kering dan bola basah (depresi) kemudian dilihat pada daftar table Relatif

Humidity (RH) maka hasilnya sudah dapat diketahui.



Bola kering = 23.5

Bola basah = 23.0

Depresi = 0.5

RH = 95 (dari table RH)

Tabel 2.2. Kelembaban Udara (RH)

Bola kering Depresi

0.5 1.0 Dst

22 95 90

23 95 90

24 95 90

dst

2.1.3 Pengukuraan Penguapan

Ada tiga kemungkinan untuk menghitung penguapan dari tangki penguapan

type “A” yang didasarkan ada atau tidak adanya hujan.

Kemungkinan pertama tidak ada hujan.

tgl, 10 - 4 - 2010, air ditambah 3.0 mm berarti penguapan = 3.0 mm.

Kemungkinan kedua ada hujan kecil.

tgl, 8 - 4 - 2010, air ditambah = 2,2 mm

hujan = 0,5 mm

Penguapan = 2.7 mm

Kemungkinan ketiga ada hujan lebat.

tgl, 24 - 4 - 2010, hujan 9.5 mm

air dibuang/ diambil = 4.0 mm

Penguapan = 5.5 mm.

Pencatatan cukup satu angka di belakang koma, dan pembulatan ke atas.

2.1.4 Temperatur Air Dalam Tangki PAN “A”

a) Temperatur harian.

Temperatur mak. pada floating thermometer 24 °C

Temperatur min. pada floating thermometer 21 °C +

45 °C

Temperatur harian 2

45 = 22.5 °C

Pembulatan terdekat : 22.5 0C menjadi 23.0 0C dalam pengisian pada

format klimatologi tidak perlu ada dibelakang koma = 23 0C



b) Temperatur rata-rata harian.

Bulan April 29

29 29 29 29 30 29 30 30 31 27 29 27 29 28 29 30 30 28 28 28 28 27 28 28 28 28 28 30 29 30 Jumlah = 864 Rata-rata = 28,8 29,0.

2.1.5 Kecepatan Angin

Kecepatan angin di ukur dengan menggunakan alat Anemometer untuk

mendapatkan data kecepatan angin adalah tanggal pencatatan dikurang

tanggal sebelumnya.

a) Kecepatan harian.

Pembacaan tgl, 2 - 11 - 2009 = 104128

Pembacaan tgl, 1 - 11 - 2009 = 103072

Selisih 1056 x 100 = 104600 = 105.6 km/hari.



b) Kecepatan angin rata-rata harian.

Bulan April 105.6 98.2 101.3 100.2 77.2 94.8 82.8 92.9 83.0 100.2 70.6 81.2 87.5 73.1 83.3 76.0 76.3 54.1 63.5 56.6 61.1 58.4 80.9 122.4 92.3 64.9 52.1 59.1 62.2 82.4 Jumlah = 2394.2

Rata –rata= 79.81 = 79.8 km/hari.

2.1.6 Lama Penyinaran Matahari

Dari pembakaran diagram sinar matahari, maka lamanya penyinaran matahari

perhitungannya sebagai berikut :

Gambar 2.2. Perhitungan Lama Penyinaran Matahari

Jarak antara garis panjang dengan garis panjang adalah satu jam ditulis 10,

dan antara garis panjang ke garis pendek adalah setengah jam ditulis 5. Hasil



pembacaan selama satu hari dibagi dengan 10, dan hasilnya kemudian dibagi

lagi dengan kemungkinan lamanya penyinaran matahari (semenjak terbit

matahari sampai terbenam, tanpa awan), setelah itu dikalikan 100 %.

Hasil yang terbakar untuk data tanggal 30 – 09 - 2010

Jam 7 – 8 = 5

8 – 9 = 10

9 – 10 = 10

10 – 11 = 10

11 – 12 = 10

12 – 13 = 10

13 – 14 = 10

14 – 15 = 10

15 – 16 = 10

Jumlah = 85

Jadi lama penyinaran = 10

85 = 8.5

Kemungkinan penyinaran untuk Ciparay bulan September adalah 12.04 jam,

yaitu dari waktu matahari terbit jam 05.43 sampai dengan waktu mata hari

terbenam jam 17.47.

Jadi lama penyinaran = % 100 x 12.4

8.5 = 70.60 % = 71 %.

2.2 Presipitasi

Presipitasi (juga dikenal sebagai satu kelas dalam hydrometeor, yang

merupakan fenomena atmosferik) adalah setiap produk dari kondensasi uap

air di atmosfer. Ia terjadi ketika atmosfer (yang merupakan suatu larutan gas

raksasa) menjadi jenuh dan air kemudian terkondensasi dan keluar dari

larutan tersebut (terpresipitasi). Udara menjadi jenuh melalui dua proses,

pendinginan atau penambahan uap air. (http://id.wikipedia.org/wiki/Presipitasi)

Presipitasi yang mencapai permukaan bumi dapat menjadi beberapa bentuk,

termasuk diantaranya hujan, hujan beu, hujan rintik, salju, sleet, ad hujan es.

Virga.

http://id.wikipedia.org/wiki/Presipitasi



Untuk kajian ini presipitasi yang dimaksud adalah berkaitan dengan curah

hujan. Derajat atau besaran curah hujan dinyatakan dengan jumlah curah

hujan dalam suatu satuan waktu, satuan yang digunakan mm/jam dan disebut

intensitas curah hujan (Sosrodarsono dan Takeda 1978), tabel berikut

menyajikan keadaan curah hujan berkaitan dengan intensitasnya.

Tabel 2.3. Keadaan Curah Hujan dan Intensitas Curah Hujan

Keadaan Curah Hujan Intensitas Curah 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

2.3 Pengolahan Data Hujan

Data hujan diperoleh dari penakar Curah hujan yang dipasang pada suatu

tempat disebu Pos Hujan dengan persyaratan dan kerapatan antar pos

memnuhi kebutuhan keterwakilan suatu wilyah.

Terdapat dua macam penkar hujan yang lazim digunakan di Indonesia, yaitu:

a) Penakar curah hujan biasa; Peralatan penakar curah hujan biasa berupa

tabung/ corong yang mempunyai luas corong 100cm² dan 200cm².

Banyaknya curah hujan ditakar dengan gelas ukur sesuai dengan luas

corong alat hujan yang dipakai.

Cara pengamatan hujan dengan alat ini sebagai berikut:

Pelaksanaan penakaran dilakukan setiap pukul 07.00

Pembacaan data hujan dilakukan dengan tingkat ketelitian satu angka

dibelakang koma.

Data penakaran selanjutnya dicatat langsung pada formulir penakar

hujan yang tersedia

Apabila curah hujan kurang dari 0,1 dianggap 0, tidak diamati/rusak

diberi tanda strip



b) Penakar Curah hujan otomatik

Alat curah hujan otoatik mempunyai luas corong atas 200 cm2. Curah

hujan dicatat dengan system grafik yang dipasang pada tromol dan

digerakan dengan jam secara mekanis. Ada dua macam penakar hujan

otomatik yang perlu diketahui, yaitu:

Tipe siphon

Tipe tipping bucket.

Cara pengamatan:

Pergantian kertas grafik disesuaikan dengan macam kertasnya:

Pada setiap pemasangan kertas grafik sebaiknya ditulis informasi

yang diperlukan, misal: lokasi stasiun, jam/ tanggal/ bulan/ tahun

pemasangan atau pengambilan, tekanan air tandan, nama pengamat

Apabila curah hujan kurang dari 0,1 dianggap 0, tidak diamati/ rusak

diberi tanda strip

Cara pembacaan Grafik:

Grafik curah hujan yang dibaca setiap jamnya, kemudian dijumlahkan

untuk mendapatkan data hujan dalam sehari

Grafik curah hujan mingguan harus dibagi-bagi tiap jamnya terlebih

dahulu untuk memudahkan perhitungan guna mendapatkan distribusi

hujan tiap hari.

Saat ini telah dikembangkan sistem telemetring dimana data dari pengamatan

otomatik tidak dinyatakan dalam grafik tetapi dalam bentuk digital dan

tersimpan dalam peralatan penyimpan/ storage (modem) yang dapat

menyimpan data hujan menitan lebih dari satu tahun data dan dapat juga

ditransmisikan melalui jaringan GSM dan atau internet sehingga dapat

diketahui/ diambil secara real/ tepat waktu.

Hasil akhir pengolahan data hujan adalah tabulasi ketersediaan data hujan

dalam satu periode tertentu, umumnya adalah hujan harian dalam satu tahun,

jika sudah ada data ini maka tentu saja dapat dinyatakan juga dalam

mingguan, dasarian, tengah bulanan, dan bulanan, serta tahunan.



Untuk keperluan khusus data hujan yang diperlukan bukan data harian, tetapi

data harian maksimum (data intensitas hujan perhari tertinggi), dan jika

memungkinkan diperlukan juga berapa lama waktu hujan pada saat tersebut,

untuk informasi semacam ini hanya dapat diperoleh dari pengamatan hujan

otomatis (ARR), baik dalam bentuk grafik atau digital/ logger.

2.4 Pengolahan Data Debit Aliran

Analisis hidrologi pada ujungnya akan memghasikan besar aliran persatuan

waktu, hanya saja jumlah dan letak pos debit tidak sebanyak pos hujan,

karena itu selalu diperlukan data hujan karena tidak semua wilayah dapat

terwakili oleh pengamatan duga air.

Sub-bab berikut ini akan menjelaskan bagaimana data debit aliran ari suatu

Pos Duga Air (PDA) yang terpasang. Untuk mendapatkan data debit sungai

pada suatu lokasi pos duga air diperlukan lima tahap pelaksanaan pekerjaan,

yaitu:

a) Pengumpulan data tinggi muka air

b) Pengukuran debit sungai,

c) Perhitungan debit sungai

d) Pembuatan lengkung debit

e) Perhitungan dan evaluasi data debit.

2.5 Pengumpulan Data Tinggi Air Muka

Tinggi muka air sungai adalah tinggi permukaan air yang diukur dari titik

tertentu yang telah ditetapkan. Tinggi muka air dinyatakan dalam satuan meter

(m) atau centimeter (cm).

Pengamatan tinggi muka air dilakukan dengan dua jenis alat, yaitu :

a) Alat duga air biasa, berupa papan pencatatan tinggi muka air yang dibaca

sebanyak tiga kali sehari pada pukul 07.00, pukul 12.00 dan pukul 17.00.

Disamping itu dibaca setiap jam pada tinggi muka air tertentu seperti pada

saat banjir.

b) Alat duga air otomatik berupa alat yang dapat melakukan pencatatan

fluktuasi tinggi muka air secara otomatis. Hasil pencatatan berupa



hidrograf muka air yang menggambarkan hubungan antara muka air dan

waktu.

2.5.1 Pengukuran Debit Sungai

Prinsip pelaksanaan pengukuran debit sungai adalah mengukur luas

penampang basah, dan kecepatan aliran pada tinggi muka air sungai tertentu.

Debit dapat dihitung dengan rumus :

Keterangan:

Q = debit (m³/detik)

A = luas bagian penampang basah (m²)

V = kecepatan aliran rata-rata pada luas bagian penampang basah (m/detik)

a) Pengukuran Lebar Sungai

Pengukuran lebar sungai dilakukan dengan menggunakan alat ukur lebar.

Jenis alat ukur lebar harus disesuaikan dengan lebar penampang basah

dan sarana penunjang yang tersedia.

b) Pengukuran Kedalaman Sungai

Pengukuran kedalaman sungai dilaksanakan dengan menggunakan alat

ukur kedalaman di setiap penampang vertikal yang telah diukur jaraknya.

Jarak setiap penampang vertikal harus diusahakan serapat mungkin agar

debit tiap sub bagian penampang tidak lebih dari 5% dari debit seluruh

penampang basah.

c) Pengukuran Kecepatan Aliran

Kecepatan aliran rata-rata di suatu penampang basah diperoleh dari hasil

pengukuran kecepatan rata-rata di beberapa penampang vertikal.

Kecepatan rata-rata di suatu penampang vertikal diperoleh dari hasil

pengukuran kecepatan aliran satu titik, dua titik, tiga titik atau lrbih banyak

titik, yang pelaksanaannya tergantung pada kedalaman aliran, lebar aliran

dan sarana yang tersedia.



2.5.2 Perhitungan Debit Sungai

Perhitungan debit pengukuran dilaksanakan dengan metode interval tengah

(Gambar 2.3)

Gambar 2.3. Perhitungan Debit Pengeluaran Dengan Metode Intrerval Tengah

2.5.3 Analisis Lengkung Debit (Rating Curve)

Dari data hasil pengukuran debit sungai dapat dibuat lengkung debit dengan

metoda grafis. Data pengukuran debit digambarkan pada kertas grafik

aritmatik (blangko lengkung debit),dengan skala mendatar merupakan nilai

debit sedangkan skala vertikal atau tegak merupakan ketinggian muka air.

Dengan demikian lengkung debit menyatakan hubungan antara tinggi muka

air dengan debit sungai.

Penggambaran lengkung debit harus memenuhi ketentuan ketentuan sebagai

berikut :

a) Minimum menggunakan satu mistar lengkung debit sesuai dengan posisi

data debit yan telah diplot pada kertas grafik.mistar lengkung debit

merupakan suatu garis persamaan yang menghubungkan setiap posisi

data debit:



b) Lengkung debit ditentukan berdasarkan urutan kronologis dari data

pengukuran debit dengan memperhatikan proses mengendapan dan

penggerusan yang terjadi.

c) Lengkung debit ditentukan mulai dari posisi debit pada muka air rendah,

muka air sedang sampai muka air tinggi.

d) Penentuan arah lengkung debit pada posisi muka air yang lebih tinggi

harus memperhatikan lengkung debit pada posisi muka air yang lebih

rendah.

e) Apabila telah tersedia lengkung debit dari suatu pos duga air yang

sama,maka lengkung debit tersebut harus digunakan sebagai dasar

dalam menentukan lengkung debit berikutnya.

f) Skala gambar lengkung debit untuk muka air rendah, muka air sedang

dan air tinggi harus dapat digambarkan pada suatu blangko lengkung

debit.

g) Kemiringan lengkung debit antara 30° sampai 45°.

Penggambaran lengkung debit dengan komputer

Dalam meningkatnya kualitas, reabilitas, ketelitian dan kecepatan pengolahan

datamaka telah dilakukan uji penyusunan lengkung debit dengan bantuan

program komputer.pembuatan lengkung debit beserta konversi muka air

menjadi debit aliran dengan menggunakan program Hymos.

Lengkung debit pada program Hymos dinyatajab dalam bentuk persamaan

eksponensial sebagai berikut:

Konstanta a, b dan c dihitung berdasarkan jumlah kuadrat terkecil pada

persamaan regresi tidak linear dengan menggunakan data pengukuran Q dan

H yang ada.



2.5.4 Perhitungan dan Evaluasi Debit

a) Pengolahan Data Tinggi Muka Air

1) Tahap Persiapan

Pada tahap ini dilakukan koreksi, antara lain :

Tinggi muka air saat pemasangan dan pada saat pengambilan

grafik, terhadap pembacaan papan duga air;

“waktu”, saat pemasangan dan pengambilan skala waktu pada

grafik;

Pembalikan tinggi muka air;

Keterlambatan atau kecepatan putaran grafik;

Kedudukan elevasi nol papan duga;

Karena factor lain misalnya : pengaruh lumpur, pena blobor, grafik

bertingkat-tingkat dan sebagainya.

2) Tahap Perhitungan

Perhitungan dilaksanakan sebagai berikut

Data pembacaan papan duga

Tinggi muka air rata-rata harian dihitung dengan rumus :

Keterangan :

H = tinggi muka air rata-rata

h = tinggi muka air hasil pembacaan pada pukul 07.00

h ₂ = tinggi muka air hasil pembacaan pada pukul 12.00

h = tinggi muka air hasil pembacaan pada pukul 17.00

Sebelum dirata-rata harus diperiksa dulu kebenarannya.

Data pembacaan grafik muka air (MA)

Pembacaan grafik muka air dilaksanakan dengan menggunakan

ditigzer untuk memperoleh data muka air setiap jam. Apabila

dilaksanakan secara manual dilaksanakan dengan cara:

Apabila fluktuasi MA pada grafik tidak terlalu tajam maka

merata-rata Muka air menggunakan cara “cut and fill”.



Apabila perubahan tinggi MA pada grafik terlalu tajam maka

merata-rata Muka Air dilakukan dengan cara dibaca setiap

jam (Sub Division). Tinggi muka air rata-rata dihitung dengan

rumus :

₂

Keterangan :

H : tinggi muka air harian rata-rata

H : tinggi muka air pada pukul 01.00

H₂ : tinggi muka air pada pukul 02.00

H₂₄ : tinggi muka air pada pukul 24.00

b) Perhitungan Debit Sungai

Setelah diperoleh data tinggi muka air setiap jam atau data tinggi muka air

harian rata-rata dan tabel aliran untuk setiap tinggi muka air, serta

besarnya koreksi penyimpangan maka debit harian rata-rata dapat

dihitung, dengan menggunakan formula dari rafting curve .

c) Evaluasi Debit Sungai

Debit harian rata-rata digambarkan pada kertas grafik dengan

menggunakan plotter dan program computer serta menghasilkan gambar

hidograph debit. Gambar hidograph debit dari dua atau lebih pos duga air

dibandingkan untuk menentukan kebenaran data debitnya.

2.5.5 Publikasi Debit Sungai

Data debit sungai yang dipublikasi adalah data yang sudah memenuhi syarat

teknis dan hasil evaluasi.

Hasil dari publikasi ini adalah data debit harian, untuk keperluan khusus

seperti halnya data hujan diperlukan juga data debit harian maksimum (debit

puncak/banjir pada tahun tersebut) dan disajikan khusus dengan grafiknya

mulai dari kondisi normal, terjadi peningkatan, puncak, penurunan, dan

kembali ke normal, data semacam ini hanya dapat diperoleh dari pos duga air



otomatis atau Automatic Water Level Recorder (AWLR), dalam bentuk grafik

atau digital dengan runtut waktu yang sangat pendek (menit).

2.6 Latihan

Jawablah soal-soal berikut ini!

1. Berikan uraian terkait dengan manfaat data hujan dalam perencanaan

SDA?

2. Berikan penjelasan terkait dengan manfaat dari data iklim/ klimatologi

pada perencanaan SDA?

3. Berikan penjelasan terkait dengan manfaat dari data debit pada

perencanaan SDA?

2.7 Rangkuman

Pengolahan data hidrologi dimulai dari pengolahan data hujan, pengolahan

data debit aliran, pengumpulan data tinggi air muka (perhitungan debit

sungai).

2.8 Evaluasi

Jawablah pertanyaan berikut ini, dengan melingkari jawaban yang Anda

anggap tepat!

1. Data Hidrologi apa yang diperlukan untuk perhitungan besarnya

evapotranspirasi.....

a. Data sedimentasi

b. Data debit

c. Data iklim

d. Semua Salah

2. Metoda Thissen digunakan untuk mengitung .....

a. Besarnya debit aliran

b. Rata – Rata Curah hujan

c. Besarnya evapotranspirasi

d. Semua Salah



3. Metoda yang digunakan untuk menghitung besarnya evapotranspirasi

adalah.....

a. Metoda Thornwaite

b. Metoda Penman

c. Metoda Radiasi

d. Semua Benar



BAB III

KETERSEDIAAN AIR DAN KAPASITAS WADUK

3.1 Umum

Perencanaan suatu proyek penampungan air atau waduk adalah berdasarkan

estimasi atau perkiraan ketersediaan air untuk menjamin suplesi air setiap

tahunnya, baik musim hujan maupun musim kering atau kemarau. Hal

tersebut tidak hanya mencakup kapasitas tamping waduk dan tinggi

bendungan sesuai dengan ketersediaan airnya, tetapi jug seluruh sistim utilasi

harus didesain berdasarkan kebutuhan dan manfaatnya, misalnya kapasitas

terpasang dari PLTA, sistim distribusi irigasi dan lain sebagainya.

Estimasi benefit/ keuntungan yang dihitung berdasarkan dari estimasi

ketersediaan/ suplesi air akan menentukan kelayakan ekonomi dari suatu

bendungan, tergantung dari estimasi data hidrologi. Jadi, tujuan dari studi

hidrologi adalah untuk memperoleh seteliti mungkin pola runoff di daerah

lokasi rencana bendungan bila data aliran dapat diperoleh langsung dari

stasiun pengukur aliran di dekat lokasi rencana bendungan, masalahnya

menjadi mudah dan sederhana, yang kenyataannya hal tersebut tidak selalu

demikian, sehingga perlu dilakukan pendekatan dengan menggunakan data

curah hujan. Estimasi ketersediaan air tersebut dapat dilakukan dengan cara

membuat kurva dari data hidrograf aliran minimal 20 tahun, cara tersebut

dikenal sebagai kurva massa (mass curve), yakni dengan membuat plot/grafik

antara akumulasi aliran terhadap waktu (gambar 3.1)

Tujuan lain dari studi hidrologi tersebut adalah untuk menentukan hidrograf

untuk banjir desain tertentu untuk menentukan kapasitas spillway, saluran

pengelak/ cofferdam, dll.

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan tentang

ketersediaan air dan kapasitas waduk.



3.2 Ketersediaan Air/ Debit Andalan

3.2.1 Pendekatan dan Metodologi

Pendekatan dan metodologi yang dapat digunakan untuk menentukan

ketersediaan air atau debit andalan sangat tergantung pada ketersediaan

data.

a) Data yang diperlukan untuk analisis ketersediaan air adalah data debit

tahunan, bulanan atau harian dengan periode pencatatan cukup panjang

yaitu lebih besar dari 10 tahun untuk analisis harian, 20 tahun untuk

analisis bulanan dan 30 tahun untuk analisis tahunan.

b) Untuk ketelitian yang lebih tinggi, sangat disarankan menggunakan data

observasi harian dengan panjang data lebih besar dari 30 tahun. Data

harus merupakan hasil rekaman pos duga air di lokasi bendungan atau

dekat di sebelah hulu atau hilirnya.

c) Bilamana data yang tersedia sangat pendek lebih kecil dari 10 tahun, dan

data curah hujan tidak tersedia atau perioda pengamatannya mendekati

perioda pengamatan debit maka metoda yang dapat digunakan adalah

metoda stohastik.

d) Bila data debit tersedia dalam perioda yang tidak panjang sedangkan data

curah hujan yang ada pada DPS tersebut cukup panjang maka dapat

digunakan metoda deterministic dengan model rainfall-runoff dimana data

hujan yang panjang dikonversikan ke data debit dengan menggunakan

model tersebut setelah melewati tahapan kalibrasi.

3.2.2 Prosedur Perhitungan

a) Tahapan perhitungan lengkung kekerapan untuk data menerus

Tahapan perhitungan menggunakan lengkung kekerapan dengan data

menerus dapat disusun sebagai berikut :

1) Kumpulkan data debit dengan interval waktu sesuai tujuan

perhitungan;

2) Uji data debit yang akan digunakan secara statistik;

3) Periksa panjang pencatatan data debit, jika data yang tersedia lebih

dari 10 tahun dapat langsung digunakan, jika panjang pencatatan data

kurang dari 10 tahun maka perlu dilakukan pengisian data mengikuti



pedoman no. Pd. T-24-2004-A dengan judul pengisian kekosongan

data hujan dengan metode korelasi distandarisasi non linier bertingkat;

4) Susun seluruh data debit dari besar ke kecil;

5) Tentukan nomor urut data;

6) Hitung probabilitas dari setiap data berdasarkan nomor urut data

dengan menggunakan rumus (3.1);

Formula yang digunakan untuk memplot lengkung aliran durasi dapat

dinyatakan sebagai berikut :

FN [x(i)] = (i-) / (N+1-2) (3.1)

Dimana x(i) adalah observasi terbesar, N adalah jumlah data,

sedangkan i adalah nomor urut dari 1 s/d Jumlah data (N), Data debit

diurut dari besar ke Kecil dan adalah parameter yang sangat

tergantung pada fungsi distribusi dari datanya.

= 3/8 (Blom Formula, Normal Distribusi)

= 0.44 (Gringorten Formula, Gumble Distribusi)

= 0 (Weibull Formula)

= ½ (Hazen Formula)

= 2/5 (Cunnane Formula)

Formula Weibull banyak digunakan untuk analisis hidrologi.

h) Hitung debit andalan berdasarkan probabilitas yang diinginkan, bila

probabilitas yang ada tidak sesuai dengan yang diinginkan maka

dapat dilakukan interpolasi.

i) Rubah probabilitas dari debit andal menjadi kala ulang dengan

menggunakan rumus (3.2).

)(

1

))(1(

1

xXPxXPT

(3.2)

T adalah jumlah tahun yang menunjukkan probabilitas kegagalan

(debit yang terjadi x m3/det) rata-rata sekali dalam T tahun, dapat

disebut sebagai kala ulang. P adalah probabilitas yang didapat dari

persamaan 3.1.



Untuk lebih jelasnya tahapan perhitungan dapat dilihat pada Gambar

3.1.

Gambar 3.1. Diagram Alir Perhitungan Lengkung Kekerapan Untuk Data Menerus

b) Prosedur perhitungan lengkung kekerapan untuk data tidak menerus

(terbagi dalam suatu jangka waktu)

Tahapan perhitungan debit andalan menggunakan lengkung kekerapan

untuk deret data menerus (bulan perbulan atau 10 hari persepuluh hari

atau 2 minggu perdua minggu) dapat disusun sebagai berikut :

a) Kumpulkan data debit dengan interval waktu sesuai tujuan

perhitungan;

b) Uji data debit yang akan digunakan secara statistik;

c) Periksa panjang pencatatan data debit, jika data yang tersedia lebih

dari 10 tahun dapat langsung digunakan, jika panjang pencatatan data

kurang dari 10 tahun maka perlu dilakukan pengisian data mengikuti

Pengumpulan Data Pengujian Data

Debit Andalan

Penyusunan Data dari Besar ke

Kecil untuk seluruh data

Perhitungan Besarnya

Probabilitas/ Kala ulang untuk

setiap data debit

Pengisian atau Perpanjangan

Data

Ya

Tidak Jumlah Data (N )>10 Tahun?



pedoman no. Pd. T-24-2004-A dengan judul pengisian kekosongan

data hujan dengan metode korelasi distandarisasi non linier bertingkat;

d) Susun data debit dari besar ke kecil untuk setiap selang waktu yang

akan digunakan, misal data bulan Januari dan seterusnya atau tengah

bulan pertama bulan Januari dan seterusnya sampai Desember;

e) Tentukan nomor urut data;

f) Hitung probabilitas dari setiap data berdasarkan nomor urut data

dengan menggunakan rumus (1);

g) Hitung debit andalan berdasarkan probabilitas yang diinginkan, bila

probabilitas yang ada tidak sesuai dengan yang diinginkan maka

dapat dilakukan interpolasi;

h) Hitung kala ulang dari debit andalan menggunakan rumus (3.2).

Untuk lebih jelasnya tahapan perhitungan dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Diagram Alir Perhitungan Lengkung Kekerapan Untuk Data Tidak Menerus



3.2.3 Contoh Perhitungan Debit Andalan/ Ketersediaan Air

a) Perhitungan Debit Andalan Menerus

Tabel 3.1. Tahap 1: Pengumpulan Seluruh Data

Tahap 1 : Kumpulkan seluruh data

No urut Debit No urut Debit No urut Debit No urut Debit No urut Debit

1 5,18 31 0,88 61 9,29 91 2,59 121 10,9

2 8,58 32 1,19 62 15,2 92 1,75 122 5,14

3 6,63 33 0,95 63 6,46 93 1,65 123 3,81

4 6 34 3,94 64 4,06 94 1,69 124 3,12

5 3,53 35 3,68 65 2,5 95 5,08 125 2,02

6 4,48 36 6,35 66 1,8 96 6,24 126 1,59

7 1,86 37 6,48 67 1,46 97 4,33 127 1,17

8 1,5 38 8,81 68 0,8 98 6,43 128 0,76

9 5 39 8,01 69 0,67 99 5,64 129 0,72

10 4,42 40 4,55 70 2,34 100 4,15 130 0,81

11 8,37 41 5,12 71 4,95 101 3,75 131 1,37

12 4,46 42 3,43 72 5,71 102 2,96 132 5,72

13 15,4 43 2,07 73 6,83 103 1,5 133 3,65

14 12,5 44 2,5 74 6,21 104 0,67 134 4,53

15 6,97 45 2,3 75 6,17 105 0,8 135 2,75

16 4,2 46 2,33 76 5,06 106 2,1 136 1,71

17 2,45 47 2,42 77 3,66 107 3,5 137 1,12

18 1,6 48 4,41 78 3,42 108 3,69 138 0,92

19 0,83 49 12,5 79 1,34 109 4,97 139 0,62

20 0,43 50 7,35 80 1,67 110 6 140 0,49

21 0,37 51 6,51 81 2,64 111 4,83 141 0,49

22 0,57 52 4,05 82 5,27 112 3,81 142 0,77

23 1,18 53 4,91 83 6,91 113 1,93 143 1,51

24 2,79 54 5,25 84 8,36 114 1,52 144 1,97

25 5,14 55 2,52 85 10,2 115 1,48

26 6,2 56 2,16 86 16,1 116 1,4

27 6,12 57 2,58 87 3,62 117 1,34

28 3,93 58 1,66 88 8,57 118 2,54

29 4,44 59 1,56 89 8,46 119 3,62

30 1,53 60 5,69 90 4,53 120 3,7



Tabel 3.2. Tahap 2: Mengurutkan Data dari Besar ke Kecil

Gambar 3.3. Lengkung Kekerapan dengan Data Menerus

Tahap 1 : Kumpulkan seluruh data

No urut Debit No urut Debit No urut Debit No urut Debit No urut Debit

1 5,18 31 0,88 61 9,29 91 2,59 121 10,9

2 8,58 32 1,19 62 15,2 92 1,75 122 5,14

3 6,63 33 0,95 63 6,46 93 1,65 123 3,81

4 6 34 3,94 64 4,06 94 1,69 124 3,12

5 3,53 35 3,68 65 2,5 95 5,08 125 2,02

6 4,48 36 6,35 66 1,8 96 6,24 126 1,59

7 1,86 37 6,48 67 1,46 97 4,33 127 1,17

8 1,5 38 8,81 68 0,8 98 6,43 128 0,76

9 5 39 8,01 69 0,67 99 5,64 129 0,72

10 4,42 40 4,55 70 2,34 100 4,15 130 0,81

11 8,37 41 5,12 71 4,95 101 3,75 131 1,37

12 4,46 42 3,43 72 5,71 102 2,96 132 5,72

13 15,4 43 2,07 73 6,83 103 1,5 133 3,65

14 12,5 44 2,5 74 6,21 104 0,67 134 4,53

15 6,97 45 2,3 75 6,17 105 0,8 135 2,75

16 4,2 46 2,33 76 5,06 106 2,1 136 1,71

17 2,45 47 2,42 77 3,66 107 3,5 137 1,12

18 1,6 48 4,41 78 3,42 108 3,69 138 0,92

19 0,83 49 12,5 79 1,34 109 4,97 139 0,62

20 0,43 50 7,35 80 1,67 110 6 140 0,49

21 0,37 51 6,51 81 2,64 111 4,83 141 0,49

22 0,57 52 4,05 82 5,27 112 3,81 142 0,77

23 1,18 53 4,91 83 6,91 113 1,93 143 1,51

24 2,79 54 5,25 84 8,36 114 1,52 144 1,97

25 5,14 55 2,52 85 10,2 115 1,48

26 6,2 56 2,16 86 16,1 116 1,4

27 6,12 57 2,58 87 3,62 117 1,34

28 3,93 58 1,66 88 8,57 118 2,54

29 4,44 59 1,56 89 8,46 119 3,62

30 1,53 60 5,69 90 4,53 120 3,7



b) Contoh Perhitungan Debit Andal/ Ketersediaan Air Tidak Menerus (Setiap

Bulan)

Tabel 3.3. Data Asli

No Tahun 19

85 87 88 89 90 91 92 93 95 96 97 99

1 5,18 15,4 5,14 6,48 12,5 9,29 6,83 10,2 4,33 4,97 10,9 3,65

2 8,58 12,5 6,2 8,81 7,35 15,2 6,21 16,1 6,43 6 5,14 4,53

3 6,63 6,97 6,12 8,01 6,51 6,46 6,17 3,62 5,64 4,83 3,81 2,75

4 6 4,2 3,93 4,55 4,05 4,06 5,06 8,57 4,15 3,81 3,12 1,71

5 3,53 2,45 4,44 5,12 4,91 2,5 3,66 8,46 3,75 1,93 2,02 1,12

6 4,48 1,6 1,53 3,43 5,25 1,8 3,42 4,53 2,96 1,52 1,59 0,92

7 1,86 0,83 0,88 2,07 2,52 1,46 1,34 2,59 1,5 1,48 1,17 0,62

8 1,5 0,43 1,19 2,5 2,16 0,8 1,67 1,75 0,67 1,4 0,76 0,49

9 5 0,37 0,95 2,3 2,58 0,67 2,64 1,65 0,8 1,34 0,72 0,49

10 4,42 0,57 3,94 2,33 1,66 2,34 5,27 1,69 2,1 2,54 0,81 0,77

11 8,37 1,18 3,68 2,42 1,56 4,95 6,91 5,08 3,5 3,62 1,37 1,51

12 4,46 2,79 6,35 4,41 5,69 5,71 8,36 6,24 3,69 3,7 5,72 1,97

Tabel 3.4. Tahap 1: Pengelompokan Data Berdasarkan Kurun Waktu (Bulan)

No Bulan ke-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 15,40 16,10 8,01 8,57 8,46 5,25 2,59 2,50 5,00 5,27 8,37 8,36

2 12,50 15,20 6,97 6,00 5,12 4,53 2,52 2,16 2,64 4,42 6,91 6,35

3 10,90 12,50 6,63 5,06 4,91 4,48 2,07 1,75 2,58 3,94 5,08 6,24

4 10,20 8,81 6,51 4,55 4,44 3,43 1,86 1,67 2,30 2,54 4,95 5,72

5 9,29 8,58 6,46 4,20 3,75 3,42 1,50 1,50 1,65 2,34 3,68 5,71

6 6,83 7,35 6,17 4,15 3,66 2,96 1,48 1,40 1,34 2,33 3,62 5,69

7 6,48 6,43 6,12 4,06 3,53 1,80 1,46 1,19 0,95 2,10 3,50 4,46

8 5,18 6,21 5,64 4,05 2,50 1,60 1,34 0,80 0,80 1,69 2,42 4,41

9 5,14 6,20 4,83 3,93 2,45 1,59 1,17 0,76 0,72 1,66 1,56 3,70

10 4,97 6,00 3,81 3,81 2,02 1,53 0,88 0,67 0,67 0,81 1,51 3,69

11 4,33 5,14 3,62 3,12 1,93 1,52 0,83 0,49 0,49 0,77 1,37 2,79

12 3,65 4,53 2,75 1,71 1,12 0,92 0,62 0,43 0,37 0,57 1,18 1,97



Tabel 3.5. Tahap 2: Pengurutan Data Dari Besar Ke Kecil

No Bulan ke-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 15,40 16,10 8,01 8,57 8,46 5,25 2,59 2,50 5,00 5,27 8,37 8,36

2 12,50 15,20 6,97 6,00 5,12 4,53 2,52 2,16 2,64 4,42 6,91 6,35

3 10,90 12,50 6,63 5,06 4,91 4,48 2,07 1,75 2,58 3,94 5,08 6,24

4 10,20 8,81 6,51 4,55 4,44 3,43 1,86 1,67 2,30 2,54 4,95 5,72

5 9,29 8,58 6,46 4,20 3,75 3,42 1,50 1,50 1,65 2,34 3,68 5,71

6 6,83 7,35 6,17 4,15 3,66 2,96 1,48 1,40 1,34 2,33 3,62 5,69

7 6,48 6,43 6,12 4,06 3,53 1,80 1,46 1,19 0,95 2,10 3,50 4,46

8 5,18 6,21 5,64 4,05 2,50 1,60 1,34 0,80 0,80 1,69 2,42 4,41

9 5,14 6,20 4,83 3,93 2,45 1,59 1,17 0,76 0,72 1,66 1,56 3,70

10 4,97 6,00 3,81 3,81 2,02 1,53 0,88 0,67 0,67 0,81 1,51 3,69

11 4,33 5,14 3,62 3,12 1,93 1,52 0,83 0,49 0,49 0,77 1,37 2,79

12 3,65 4,53 2,75 1,71 1,12 0,92 0,62 0,43 0,37 0,57 1,18 1,97

Tabel 3.6. Tahap 3: Perhitungan Probabilitas Dengan Rumus P=m/(n+1)

No Probabilitas Bulan ke-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 0,08 15,40 16,10 8,01 8,57 8,46 5,25 2,59 2,50 5,00 5,27 8,37 8,36

2 0,15 12,50 15,20 6,97 6,00 5,12 4,53 2,52 2,16 2,64 4,42 6,91 6,35

3 0,23 10,90 12,50 6,63 5,06 4,91 4,48 2,07 1,75 2,58 3,94 5,08 6,24

4 0,31 10,20 8,81 6,51 4,55 4,44 3,43 1,86 1,67 2,30 2,54 4,95 5,72

5 0,38 9,29 8,58 6,46 4,20 3,75 3,42 1,50 1,50 1,65 2,34 3,68 5,71

6 0,46 6,83 7,35 6,17 4,15 3,66 2,96 1,48 1,40 1,34 2,33 3,62 5,69

7 0,54 6,48 6,43 6,12 4,06 3,53 1,80 1,46 1,19 0,95 2,10 3,50 4,46

8 0,62 5,18 6,21 5,64 4,05 2,50 1,60 1,34 0,80 0,80 1,69 2,42 4,41

9 0,69 5,14 6,20 4,83 3,93 2,45 1,59 1,17 0,76 0,72 1,66 1,56 3,70

10 0,77 4,97 6,00 3,81 3,81 2,02 1,53 0,88 0,67 0,67 0,81 1,51 3,69

11 0,85 4,33 5,14 3,62 3,12 1,93 1,52 0,83 0,49 0,49 0,77 1,37 2,79

12 0,92 3,65 4,53 2,75 1,71 1,12 0,92 0,62 0,43 0,37 0,57 1,18 1,97



Tabel 3.7. Tahap 4: Perhitungan Debit Andal (Probabilitas 80 % atau Kala Ulang 5 Tahun)

Probabilitas Bulan ke-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0,8 4,71 5,66 3,73 3,53 1,98 1,53 0,86 0,60 0,60 0,79 1,45 3,33

Gambar 3.4. Lengkung Kekerapan Untuk Data Tidak Menerus

3.3 Kapasitas Waduk

Ada dua metode dasar untuk menentukan kapasitas waduk, yaitu pendekatan

grafis dengan metode Rippl dan pendekatan numeric (Sequent Peak

Algorithm). Kedua metode memanfaatkan periode kritis, yang merupakan

periode aliran keluar (permintaan atau pengambilan) dari waduk lebih besar

daripada aliran masuk. Perbedaan daam akumulasi pengambilan dan

akumulasi aliran masuk selama periode kritis adalah penyimpanan yang

diperlukan untuk memasok kebutuhan yang diminta dalam periode kritis (atau

untuk menjamin ketersediaan yang aman). Jika periode waktu yang ditinjau

mencakup lebih dari satu periode kritis, penyimpanan maksimum waduk

terbesar diambil sebagai kapasitas waduk.

Jelas bahwa jika perhitungan kapasitas waduk didasarkan pada satu tahun

data, hal itu mungkin tidak representative, karena tahun yang mewakili

mungkin lebih kering atau lebih basah dari biasanya. Seri data minimum 20

tahun atau lebih panjang pencatatan data direkomendasikan untuk digunakan

sebagai periode desain.

Lengkung Kekerapan untuk Data Tidak Menerus

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Bulan

Deb

it (

m3/d

et)



3.3.1 Pendekatan Grafis dengan Metode Rippi

Pendekatan grafik hanya dapat diterapkan pada rancangan pengambilan air

waduk yang konstan. Metode ini membutuhkan aliran masuk diakumulasikan

dan diplot, yang biasanya dilakukan secara bulanan. Kapasitas tampungan

yang diperlukan diperoleh dengan menggambar garis singgung pada awal

periode kritis dan dari akhir periode kritis. Masa kritis mencakup pada bulan-

bulan selama aliran masuk kurang dari aliran keluar. Tabel 3.8 adalah contoh

waduk pada satu tahun tertentu dengan perhitungan dilaksanakan selama 24

bulan. Seri data pada tahun tersebut diulang, karena periode kritis tidak dapat

diakhiri sebelum akhir tahun.

Aliran masuk pertama-tama dikonversi dari m³/s ke dalam m³ (10⁶) per bulan.

Outflow diambil konstan dan sama dengan rata-rata aliran, yang dikenal

sebagai kasus waduk yang ideal. Contoh ini menunjukkan bahwa aliran keluar

dari bulan Mei seterusnya lebih besar daripada aliran masuk. Sejak saat itu

pengurangan waduk adalah untuk mencapai tingkat minimum pada bulan

November dan garis tangent yang menyinggung aliran kumulatif pada bulan

April adalah penyimpangan air yang diperlukan untuk mempertahankan

pengambilan konstan. Estimasi lengkung maa dan garis singgungnya diplot

dalam Gambar 3.5.

Gambar 3.5. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = Inflow Rata-Rata



Tabel 3.8. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = Inflow Rata-Rata

Pengambilan air biasanya ditentukan lebih kecil dari rata-rata inflow untuk

mengurangi tinggi bendungan dan beayanya. Jika pengambilan air waduk

tersebut diambil sama dengan 2/3 dari aliran masuk rata-rata, kapasitas

waduk yang diperlukan berkurang sekitar setengah dari nilai untuk kasus

waduk yang ideal (lihat Tabel 3.5 dan Gambar 3.8). Sebagai konsekuensinya

1/3 dari aliran masuk melimpas keluar melalui pelimpah dan hal ini dapat

dimanfaatkan untuk produksi energi.

3.3.2 Pendekatan Numerik (Sequent Peak Algorithm)

Pendekatan numerik sangat cocok untuk konsep yang tidak konstan dalam

waktu. Prosedur menghitung untuk setiap t bulan deficit penyimpanan S dalam

waduk sebagai berikut :

Inflow Inflow Kumulatif Outflow Kumulatif Kumulatif Kapasitas

(m3/s) (10^6m3) Inflow (m3/s) Outflow Outlow - Inflow Waduk

(10^6m3) (Av.Inflow) (10^6m3) (10^6m3) (10^6m3)

0

J 448 1200 1200

F 506 1224 2424

M 183 489 2913

A 173 449 3362 3362 0

M 119 318 3680 417 3779 99

J 56 144 3824 417 4196 372

J 37 100 3924 417 4614 690

A 15 39 3963 417 5031 1068

S 9.3 24 3987 417 5448 1461

O 15 39 4026 417 5865 1839

N 76 197 4223 417 6282 2059 2059

D 292 783 5006 417 6699 1693

J 448 1200 6206 417 7117 911

F 506 1224 7430 417 7534 104

M 183 489 7919 417 7951 32

A 173 449 8368 417 8368 0

M 119 318 8686 417 8785 99

J 56 144 8830 417 9202 372

J 37 100 8930 417 9620 690

A 15 39 8969 417 10037 1068

S 9.3 24 8993 417 10454 1461

O 15 39 9032 417 10871 1839

N 76 197 9229 417 11288 2059 2059

D 292 783 10012 417 11705 1693

Average 417

Bulan



Gambar 3.6. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = 2/3 Inflow Rata-Rata

Dengan :

O : Aliran Keluar (Outflow)

I : Aliran Masuk (Inflow)

Untuk memudahkan, dipakai contoh sebelumnya dengan kebutuhan air=2/3

debit inflow rata-rata. Seperti pada Tabel 3.9 dan gambar 3.6. Selama delapan

bulan pertama aliran keluar sama dengan 0,5 Inflow rata-rata dan dalam 4

bulan terakhir kebutuhan air sama dengan dua kali Inflow rata-rata. Perlu

dicatat bahwa aliran keluar tahunan rata-rata sama dengan 2/3 Inflow rata-rata

sama seperti pada contoh sebelumnya.



Tabel 3.9. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan =2/3 Inflow rata-rata

Gambar 3.7. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan =2/3 Inflow rata-rata

Inflow Inflow Kumulatif Outflow Kumulatif Kumulatif Kapasitas

(m3/s) (10^6m3) Inflow (m3/s) Outflow Outlow - Inflow Waduk

(10^6m3) (2/3 Inflow) (10^6m3) (10^6m3) (10^6m3)

0

J 448 1200 1200

F 506 1224 2424

M 183 489 2913

A 173 449 3362

M 119 318 3680 3680 0

J 56 144 3824 278 3958 134

J 37 100 3924 278 4237 313

A 15 39 3963 278 4515 552

S 9.3 24 3987 278 4793 806

O 15 39 4026 278 5071 1045

N 76 197 4223 278 5350 1127 1127

D 292 783 5006 278 5628 622

J 448 1200 6206

F 506 1224 7430

M 183 489 7919

A 173 449 8368

M 119 318 8686 278 8686 0

J 56 144 8830 278 8964 134

J 37 100 8930 278 9243 313

A 15 39 8969 278 9521 552

S 9.3 24 8993 278 9799 806

O 15 39 9032 278 10077 1045

N 76 197 9229 278 10356 1127 1127

D 292 783 10012 278 10634 622

Average 417

Bulan



3.4 Penentuan Tinggi Bendungan

Tinggi bendungan dapat ditentukan oleh mengetahui kapasitas atau volume

waduk yang disesuaikan dengan kebutuhan, seperti diuraikan di atas dengan

menggunakan kurva elevasi dan volume waduk yang dibutuhkan, sebagai

berikut:

a) Tentukan volume air yang dibutuhkan, sesuai dengan manfaat waduk,

misalnya untuk irigasi, listrik air baku,dan lain-lainnya, sesuai dengan

proyeksi waktu tertentu.

b) Plot-kan kebutuhan air pada kurva kumulatif aliran vs waktu seperti pada

gambar di atas, misalnya garis putus-putus warna merah.

c) Tarik garis melalui puncak kurva suatu garis yang sejajar dengan garis

kebutuhan tersebut.

d) Melalui suatu titik pada lembah kurva, tarik garis vertikal yang memotong

garis sejajar tersebut.

e) Ukur garis potong tersebut yang menyatakan volume air yang harus

ditampung, sesuai dengan kebutuhan.

f) Tarik garis pada kurva elevasi vs volume waduk (yang sebelumnya sudah

dibuat terlebih dahulu), sehingga diperoleh elevasi muka air waduk

normal. Dengan menambahkan suatu tinggi jagaan dapat diperoleh

elevasi puncak atau tinggi bendungan.

3.5 Latihan

Jawablah soal-soal berikut dengan benar!

1. Bagaimana pendapat Saudara/i terkait dengan tata guna lahan terhadap

perubahan kapasitas tampung suatu waduk ?

2. Pada kondisi dimana debit pengamatan aliran masuk ke waduk tidak

teramati, langkah apa yang Saudara/i akan lakukan untuk memperkirakan

besarnya inflow yang masuk ke waduk. Berikan uraiannya.

3. Bangunan air apa yang saudara harus rencanakan jika ketersediaan air di

suatu DAS tidak memadai untuk pemenuhan kebutuhan airnya, data

hidrologi apa yang Saudara/i butuhkan?



3.6 Rangkuman








3.7 Evaluasi

Jawablah pertanyaan berikut ini, dengan melingkari jawaban yang Anda

anggap tepat!

1. Besarnya inflow ke waduk dapat ditentukan dari....

a. Pengamatan debit aliran sungai-sungai disekeliling waduk

b. Dari perhitungan keseimbangan tata air di DAS

c. Dari pemeruman

d. Semuanya benar

2. Kapasitas tampung waduk dapat dihitung jika diketahui.....

a. Data inflow yang masuk kewaduk

b. Data kebutuhan air dihilir waduk

c. a dab b benar

d. Semuanya salah

3. Perubahan tata guna lahan dari hutan ke pemukiman akan berpengaruh

pada.....

a. Berkurangnya volume air pada musim hujan

b. Meningkatnya inflow ke waduk pada musim kemarau

c. Menurunnya frekwensi limpasan air melalui spilway

d. Semuanya salah



BAB IV

ANALISIS CURAH HUJAN DESAIN

4.1 Umum

Pada bagian ini akan dituliskan bagaimana analisis banjir desain dari data

hujan dimulai dari metode pendekatan hingga penentuan curah hujan desain

yang berisikan analisis frekuensi dan curah hujan maksimum boleh jadi (CMB)

atau Probable Maximum Precipitation.

4.2 Metode Pendekatan

4.2.1 Analisis Hujan

Langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a) Pengelolaan data hujan, yang meliputi penyaringan atau pemeriksaan ata

dengan cara manual dan statistik serta pengisian data yang hilang.

b) Hitung hujan rata-rata dengan polygon Thiessen atau Isohiet

c) Analisis frekuensi hujan rata-rata dengan menggunakan cara distribusi

Gumbel, Log Pearson tipe III dan Log Normal.

d) Pemeriksaan kecocokan (goodness of fit) untuk memilih metode distribusi

yang paling cocok dengan metode Kolmogorov Smirnov dan Chi Square.

e) Tetapkan besar koefisien reduksi (Coefficient of reduction) dari analisis

DAD (Depth Area Duration) atau dari kurva koefisien reduksi PSA 007.

f) Hitung curah hujan DAS (basin rainfall) dari hasil analisis frekuensi

dikalikan dengan koefisien reduksi. Curah hujan DAS ini merupakan curah

hujan desain yang dicari.

g) Lakukan pula analisis curah hujan maksimum boleh jadi (CMB/PMPM)

dari masing-masing pos hujan untuk menghitung CMB-DAS.

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan analisis curah

hujan desain.



4.2.2 Pola Distribusi Hujan Badai

Untuk menghitung jumlah hujan-limpasan dengan metode Unit Hidrograf

Sintetis, diperlukan pola distribusi hujan badai jam-jaman, yang meliputi :

a) Durasi hujan

b) Distribusi hujan

Durasi hujan dan distribusi hujan ini dapat disusun hidrograf hujan badai yang

menggambarkan hubungan antara intensitas hujan dengan interval waktu.

4.2.3 Hujan Efektif

Pada analisis hubungan hubungan hujan-limpasan, curah hujan total, harus

dirubah menjadi curah hujan efektif yaitu curah hujan yang menghasilkan

limpasan langsung (direct run-off). Curah hujan efektif adalah curah hujan total

dikurangi dengan kehilangan (losses) yang terdiri dari kehilangan awal dan

infiltrasi. Besar hujan yang terinfiltrasi dapat dihitung dengan metode Horton,

Indeks infiltrasi (Phi index) atau metode Green and Amps.

4.2.4 Analisis Hubungan Hujan-Limpasan

Untuk mendapatkan hidrograf banjir aliran masuk (inflow hydrograph) suatu

rencana bendungan, diperlukan hidrograf debit banjir sesaat hasil

pengamatan. Bila hidrograf pengamatan tidak tersedia, dapat dilakukan

analisis hubungan hujan dan limpasan dengan menggunakan metode unit

hidrograf satuan sintetik.

Ada beberapa jenis hidrograf satuan yang lazim digunakan di Indonesia yaitu

Synder, Clark, SCS, Gama I, Nakayasu, ITB-1, ITB-2,. Didalam SK SNI-18-

1989-F dan SNI Perhitungan Debit Banjir SNI 2415-2016 metode yang

direkomendasikan untuk digunakan adalah metoda Snyder, SCS dan Gama I.

Bila memungkinkan, seyogyanya unit hidrograf sintetis ini, diuji / dikalibrasi

dengan data pengamatan banjir dan curah hujan yang terjadi sbg penyebab

dari banjir yang terjadi. Didalam pemakaiannya, disarankan digunakan

beberapa metode yang selanjutnya diperbandingkan hasilnya dan dipilih yang

paling sesuai.



Gambar 4.1. Diagram Analisis Banjir Desain dengan Hidrograf Satuan

4.3 Curah Hujan Desain

Curah hujan untuk periode ulang tertentu secara statistik dapat diperkirakan

berdasarkan seri data curah hujan harian maksimum tahunan (maximum

annual series) jangka panjang (> 20 tahun) dengan analis distribusi frekuensi.

Curah hujan desain saat ini biasanya dihitung untuk periode ulang 2, 5, 10, 20

atau 25, 100, dan 1000 tahun.

Hujan Titik

Pengujian Data (Outlier)

Analisa Frekwensi

Area Reduction Factor (ARF)

Distribusi Hujan Jam-jaman

Hujan DPS

Hujan Desain

Hujan efektif

Parameter DPS

Hidrograf Satuan

Sintetik

DEBIT DESAIN INFLOW

RESERVOIR ROUTING

DEBIT DESAIN OUT FLOW

M.A ALIRAN BANJIR OBSERVASI

(LENGKUNG DEBIT)

HIDROGRAF BANJIR

HUJAN EFEKTIF

HIDROGRAF

SATUAN AKTUAL

R-R MODEL



Disamping curah hujan desain dengan periode ulang tersebut diatas,untuk

keperluan desain bangunan pelimpah perlu dihitung pula curah hujan

maksimum boleh jadi (CMB) atau “probable maximum precipitation” (PMP).

4.3.1 Analisis Frekuensi

Analisis frekuensi dilakukan untuk mencari distribusi yang sesuai dengan data

observasi yang teramati dari pos-pos hujan yang ada. Analisis frekuensi dapat

dilakukan dengan seri data hujan maupun data debit. Jenis distribusi frekuensi

yang banyak digunakan dalam Hidrologi adalah :

a) Ditribusi Gumbel

b) Distribusi Pearson dan Log Pearson tipe III

c) Ditribusi Gamma dan Log Gamma

d) Distribusi Normal dan Log Normal

Dalam kenyataanya jarang dijumpai data hujan atau data debit yang sesuai

dengan ditribusi normal.Masin-masing distribusi memiliki sifat-sifat khas,

sehingga setiap data hidrologi harus diuji kesesuaiannya dengan sifat statistic

masing-masing distribusi.pemeliharaan distribusi yang tidak tepat dapat

mengundang kesalahan yang cukup besar, dengan demikian pengambilan

salah satu distribusi secara sembarang sangat tidak dianjurkan.

Berikut sajian secara umum beberapa sifat khas masing-masing distribusi

Distribusi Normal

Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (skewness) hampir sama nol

(Cs~0) dengan Koefisien kurtosis = 3

Distribusi Log Normal

Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (skewness) Cs hampir sama

dengan 3 dan bertanda positif,atau dengan nilai Cs kira-kira sama dengan

tiga kali nilai koefisien variansi Cv.

Distribusi Gumbel tipe I

Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (skewness) Cs~1,1396

Distribusi mempunyai sifat khas yang dapat dipergunakan untuk

memperkirakan jenis distribusi lain.



Untuk analisis frekuensi ini, data hujan yang dimaksud adalah data hujan rata-

rata DAS. Ada dua cara penyiapan data yang disarankan yang dianggap

paling baik,seperti berikut:

a) Data hujan DAS diperoleh dengan menghitung hujan rata-rata setiap hari

sepanjang data yang tersedia. Bila tersedia data 20 tahun, berarti

hitungan rata-rata diulang sebanyak 20x365=7300 kali. Cara ini yang

terbaik, akan tetapi memrlukan waktu penyiapan data yang cukup

panjang.

b) Pendekatan yang dapat dilakukan untuk menggantikan cara pertama

dilakukan seperti berikut ini.

1) Dalam satu tahun tertentu, untuk stasiun I dicari data hujan maksimum

tahunannya. Selanjutnya dicari hujan harian pada hari kejadian yang

sama dalam tahun yang sama, dan kemudian di hitung rata-rata DAS.

Masih dalam tahun yang sama, dicari hujan maksimum tahunan untuk

stasiun II. Untuk hari kejadian yang sama, hujan harian untuk stasiun-

stasiun lain dicari dan dirata-ratakan. Demikian selanjutnya sehingga

dlam satu tahun itu jika terdapat N buah staisun maka akan terdapat N

buah data hujan rata-rata DAS.

2) Untuk tahun berikutnya cara yang sama dilakukan untuk seluruh data

yang tersedia. Dengan cara ini, bila tersedia T tahub data dan dalam

DAS terdapat N stasiun hujan, maka setiap tahun akan terdapat N

data hujan rata-rata DAS, dan seluruhnya terdapat TxN data. Hujan

rata-rata yang diperoleh dengan cara ini dianggap sama (mendekati)

hujan-hujan terbesar yang terjadi. Oleh sebab itu, hujan maksimum

tahunan DAS tersebut sama dengan hujan maksimum yang diperoleh

dengan hitungan diatas setiap tahun. Cara ini ternyata memberikan

hasil yang sangat dekat dengan cara yang dianjurkan dalam butir 1.

Apabila dari data yang tersedia tidak mungkin dilakukan dengan

kedua cara tersebut diatas, maka dapat dilakukan penyiapan data

dengan cara ke 3.



c) Analisis frekuensi dilakukan terhadap data hujan harian maksimum

tahunan pada setiap stasiun hujan (point rainfall) sepanjang data yang

tersedia. Hasil analisis frekuensi kemudian dirata-ratakan sehingga

mendapatkan curah hujan rata-rata rencana untuk berbagai perioda ulang.

Selanjutnya curah hujan rata-rata dikalikan dengan koefisien reduksi dari

perhitungan DAD (Depth Area Duration) atau berdasarkan koefisien reduksi

luas wilayah (ARF), sehingga diperoleh curah hujan DAS.

Perhitungan debit banjir dapat dilakukan dengan pendekatan analisis dengan

prosedur sebagai berikut :

a) Bilamana data mengikuti Fungsi Distribusi Gumbel

Persamaan Gumbel untuk kala ulang (Tr)

)45,078,0 ySXX xTr

YSXX xTr .

1

2

2

N

XXS

i

x

Y = -ln (-ln (T

1T ))

dengan pengertian :

X = rata-rata tahunan dari seri data debit pengamatan banjir sesaat

Sx = simpangan baku

Y = perubahan reduksi

N = jumlah data

XTr = besarnya debit banjir rencanauntuk kala ulang Tr

Tr = periode ulang

Prosedur perhitungan debit banjir dengan metoda Gumbel :

1) Kumpulkan data debit banjir sesaat maximum > 20 tahun

2) Hitung parameter statistik dari data debit banjir sesaat ),,( X

X = rata-rata

= standar deviasi

= kemiringan (skewness)

= Koefisien kurtosis



3) Periksa apakah 1.14 dan kurtosis 5,4 jika ya maka dapat

menggunakan formula Gumbel, jika tidak pilih distribusi lainnya

4) Jika 1.14, hitung besarnya Y dan XTr dari persamaan-persamaan

tersebut di atas.

b) Bilamana data mengikuti Fungsi Distribusi selain Gumbel (Normal, Log

Normal, Gamma dan Pearson).

Fungsi distribusi lain yang dapat digunakan untuk analisis frekuensi

adalah seperti terlihat pada tabel 2 kolom 1, Untuk pemecahan fungsi

distribusi tersebut, persamaan fungsi distribusi perlu ditrasformasikan ke

standar gamma atau standar normal distribusi.

Distribusi Gamma, Log gamma, Pearson, Log Pearson ditransformasikan

ke distribusi standar gamma yang tersedia tabelnya (tabel 3, adalah tabel

standar gamma) sedangkan Distribusi Normal dan Log Normal

ditransformasikan ke distribusi standar normal yang juga tersedia tabelnya

(tabel 4 adalah tabel standar normal).

Dengan melakukan perhitungan besarnya rata-rata dari data pengamatan

puncak-puncak debit hasil pengamatan ( x atau x), standar deviasi (x)

dan skewness/ kemiringan (x) dapat dihitung parameter dari suatu fungsi

distribusi dengan prosedur sebagai berikut :

Hitung besarnya x (x) , x, dan x dari data puncak-puncak banjir

dengan periode > 20 tahun

Hitung besarnya parameter distribusinya, sebagai contoh untuk

perhitungan distribusi Pearson (parameter distribusinya a,b dan c)

2/1x

b

2b diketahui

ba 22x a diketahui

x = ab + c c diketahui



Dengan menggunakan formula seperti terlihat pada tabel 2 kolom 5

dapat ditentukan besarnya debit banjir rencana dengan prosedur

sebagai berikut :

Tentukan besarnya periode ulang banjir

Hitung besarnya probabilitas kemungkinan terjadinya (p) = T

1 dan

Kemungkinan tidak terjadi (np) = 1 - T

1 (Tabel 3 dan 4)

untuk dapat w atau y

Dari parameter model dan nilai (y atau w), hitung besarnya debit banjir

rencananya

Berikut disajikan secara umum beberapa sifat khas masing-masing

distribusi.

Distribusi Normal

Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (skewness) hampir atau

sama dengan nol (Cs 0) dengan kurtosis 3

Distribusi Log Normal

Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (Skewness) Cs 3 dan

bertanda positif. Atau dengan nilai Cs kira-kira sama dengan tiga kali

nilai koefisien variassi Cv.

Distribusi Gumbel Tipe I

Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (skewness) Cs 1,1396.

Sedangkan nilai kurtosis Ck 5,4002

Distribusi Log Pearson Tipe III

Tidak mempunyai sifat khas yang dapat dipergunakan utuk

memperkirakan jenis distribusi ini.

Prosedur didalam menghitung besarnya banjir rencana dengan

menggunakan Normal Distribusi

Pilih puncak-puncak banjir setiap tahunnya (< 20 tahun)

Hitung parameter statistik yang terdiri dari rata-rata, standar deviasi

dan kemiringan data debit banjir ),,( X

Tentukan besarnya perioda ulang banjir yang akan dihitung



Hitung probabilitas kemungkinan terjadi (p) = 1/T dan kemungkinan

tidak terjadi (np) = 1 – 1/T

Lihat tabel stadard normal, tentukan nilai Y dari (np) yang dihitung

Hitung besarnya banjir rencana dengan formula

XTR= X + Y

dengan pengertian:

XTR adalah debit banjir rencana untuk suatu periode ulang Tr

X adalah rata-rata puncak debit banjir

adalah standar deviasi dari data puncak debit banjir

Y adalah nilai yang didapatkan dari tabel standar normal dan

tergantung pada perioda ulangnya

Prosedur didalam menghitung besarnya banjir rencana dengan

menggunakan log Normal distribusi ada 2 pendekatan :

1) Melogaritmakan data puncak debit banjir

2) Menghitung parameter fungsi distribusi log normal 3 parameter (a, c,

k)

Prosedur a :

1) Pilih puncak-puncak banjir setiap tahunnya (> 20 tahun)

2) Data puncak banjir dilogkan (log x1, log x2, log x3..... dst)

3) Misalkan Z1 = log xx1, Z2 = logx2 dst

Hitung parameter statistik dari data Z ( Z , Z , Z )

Tentukan besarnya periode ulang (T tahun) banjir yang akan dihitung

4) Hitung (P) = 1/T dan (np) = 1 - 1/T

5) Lihat tabel standar normal, tentukan nilai y dari (np) yang dihitung

6) Hitung besarnya ZTR = Z + z . Y

7) Hitung besarnya debit banjir rencana dengan formula

XTr = 10 TRZ



Prosedur b:

Prosedur perhitungan debit banjir dengan fungsi distribusi log normal 3

parameter (a, c, dan k) :

1) Pilih puncak-puncak banjir setiap tahun pengamatan (> 20 tahun)

2) Hitung parameter statistik ( ,,X ) dari data debit tersebut

3) Hitung parameter fungsi distribusi

21

2u

1)1()1(3

1

213

1

21 22 uuuu

lnK

2/3)1(

C

23

CXa

4) Hitung (p) = 1/T dan (np) = 1 - 1/T

5) Dari tabel standard normal distribusi dan nilai kemungkinan tidak

terjadi (np) tentukan nilai y

6) Hitung besarnya banjir rencana

XTR= a + c exp (Ky)

Prosedur perhitungan debit banjir dengan fungsi distribusi Gamma

1) Pilih puncak-puncak banjir setiap tahun pengamatan (> 20 tahun)

2) Hitung parameter statistik ( X , , ) dari data debit tersebut


didapatbb

2

1

2

didapataba 22

4) Hitung (p) = 1/T dan (np) = 1 – 1/T

5) Dari tabel standard gamma distribusi, nilai b dan kemungkinan tidak

terjadi (np) yang telah dihitung tentukan, diperoleh nilai w

6) Hitung besarnya debit banjir rencana

XTr = a . w



Prosedur perhitungan debit banjir dengan distribusi Log Gamma

1) Pilih puncak-puncak banjir setiap tahun selama > 20 tahun

2) Ambil harga log dari puncak-puncak banjir tersebut

(z1 = log X1, z2 = log X2 ................. dst)

3) Hitung parameter statistik dari seri data zi

( Z , Z , Z )


didapatbb

2

1

2

didapataba 22

5) Hitung (p) = 1/T dan (np) = 1 – 1/T


terjadi (np) yang telah dihitung, tentukan nilai w

7) Hitung ZTr = a.w

8) Hitung besarnya debit banjir rencana XTR = 10 TRZ

Prosedur perhitungan debit banjir rencana dengan menggunakan

distribusi Pearson


2) Hitung parameter statistik dari data banjir tersebut ( X , , )

3) Hitung parameter distribusi pearson

ccabX

aba

bb

22

2

4) Hitung P = 1/T dan up = 1 – 1/T

5) Dari tabel standard gamma distribusi dan nilai b, up yang telah

dihitung, tentukan nilai w

6) Hitung besarnya hujan rencana XTR= c + aw



Prosedur perhitungan debit banjir dengan distribusi Log Pearson


2) Ambil harga log dari puncak-puncak banjir tersebut

(z1 = log X1, z2 = log X2 ................. dst)

3) Hitung parameter statistik dari seri data zi

( Z , Z , Z )


didapatbb

2

1

2

didapataba 22

Z = c +ab c didapat

5) Hitung (p) = 1/T dan (np) = 1 – 1/T


terjadi (np) yang telah dihitung, tentukan nilai w

7) Hitung ZTr = c + a.w

Hitung besarnya debit banjir rencana XTR = 10 TRZ



Tabel 4.1. Hubungan Antara Fungsi Distribusi, Parameter dan Besarnya Debit Banjir Rencana



Tabel 4.2. Standar Gamma Distribution (w)

Tabel 4.3. Luas Dibawah Kurva Standar Normal Distribusi

Non Ex. P 0.1 0.5 1 5 10 15 20 25 28 31 34 37 40

0.00 0.00 0.00 0.00 0.74 2.96 5.79 8.96 12.34 14.44 16.59 18.78 21.00 23.26

0.01 0.00 0.00 0.01 1.28 4.13 7.48 11.08 14.85 17.17 19.53 21.92 24.33 26.77

0.02 0.00 0.00 0.02 1.53 4.62 8.15 11.92 15.83 18.23 20.66 23.12 25.60 28.11

0.03 0.00 0.00 0.03 1.71 4.95 8.60 12.47 16.48 18.93 21.40 23.91 26.43 28.98

0.04 0.00 0.00 0.04 1.85 5.21 8.95 12.90 16.97 19.46 21.97 24.51 27.07 29.65

0.05 0.00 0.00 0.05 1.97 5.43 9.25 13.25 17.38 19.90 22.44 25.01 27.59 30.20

0.06 0.00 0.00 0.06 2.08 5.62 9.50 13.56 17.74 20.28 22.85 25.44 28.05 30.67

0.07 0.00 0.00 0.07 2.18 5.79 9.73 13.84 18.05 20.62 23.21 25.82 28.45 31.09

0.08 0.00 0.01 0.08 2.27 5.94 9.93 14.08 18.34 20.93 23.54 26.17 28.81 31.47

0.09 0.00 0.01 0.09 2.35 6.09 10.12 14.31 18.60 21.21 23.84 26.48 29.14 31.82

0.10 0.00 0.01 0.11 2.43 6.22 10.30 14.53 18.84 21.47 24.11 26.77 29.45 32.14

0.20 0.00 0.03 0.22 3.09 7.29 11.68 16.17 20.72 23.48 26.24 29.02 31.81 34.60

0.30 0.00 0.07 0.36 3.63 8.13 12.75 17.44 22.16 25.00 27.86 30.72 33.59 36.46

0.40 0.00 0.14 0.51 4.15 8.90 13.72 18.57 23.43 26.36 29.29 32.22 35.16 38.09

0.50 0.00 0.23 0.69 4.67 9.67 14.67 19.67 24.67 27.67 30.67 33.67 36.67 39.67

0.60 0.00 0.35 0.92 5.24 10.48 15.66 20.81 25.95 29.02 32.09 35.16 38.22 41.28

0.70 0.02 0.54 1.20 5.89 11.39 16.77 22.08 27.36 30.52 33.66 36.80 39.93 43.06

0.80 0.07 0.82 1.61 6.72 12.52 18.13 23.63 29.08 32.33 35.56 38.79 42.00 45.20

0.90 0.27 1.35 2.30 7.99 14.21 20.13 25.90 31.58 34.96 38.32 41.65 44.98 48.29

0.95 0.58 1.92 3.00 9.15 15.71 21.89 27.88 33.75 37.23 40.69 44.13 47.54 50.94

0.96 0.70 2.11 3.22 9.51 16.16 22.42 28.47 34.40 37.91 41.40 44.86 48.30 51.73

0.97 0.87 2.35 3.51 9.96 16.73 23.08 29.21 35.21 38.76 42.28 45.78 49.26 52.71

0.98 1.12 2.71 3.91 10.58 17.51 23.98 30.22 36.31 39.91 43.48 47.02 50.54 54.03

0.99 1.59 3.32 4.61 11.60 18.78 25.45 31.85 38.08 41.76 45.40 49.01 52.60 56.16

1.00 3.36 5.41 6.91 14.79 22.66 29.85 36.70 43.33 47.23 51.08 54.90 58.67 62.42

Tabel 4.2 Standar Gamma Distribution (w)



4.4 Curah Hujan Maksimum Boleh Jadi (CMB/PMP)

4.4.1 Uraian Umum

Desain bangunan pelimpah pada bendungan besar, perlu memperhitungkan

factor keamanan agar menampung dan mengalirkan air dengan aman. Oleh

karena itu dibutuhkan perkiraan besarnya hujan badai terbesar yang akan

menghasilkan debit aliran masuk yang besar pula. Nilai besaran hujan badai

terbesar yang mungkin terjadi ditinjau secara matematis maupun fisik

(meteorology) harus realistis. Dengan demikian banjir aliran masuk (inflow)

akan menjadi realistis pula dan akan menghasilkan suatu dimensi bangunan

yang cukup tinggi tingkat kehandalannya.

Curah Hujan Maksimum Boleh Jadi (CMB) atau Probable Maximum

Precipitation (PMP) dapat diartikan sebagai curah hujan terbesar dengan

durasi tertentu yang secara fisik dimungkinkan terjadi pada suatu pos atau

DAS. Secara umum besar CMB ini berkisar antara 2 sampai 6 kali hujan kala

ulang 100 tahun. Secara meteorology CMB dapat diperkirakan dengan

metode “Storm Transposition” dan “Moisture Maximation” yang membutuhkan

data-data meteorology seperti, pusat tekanan tinggi dan rendah, “moisture

source”, “dew point” dan lain-lain. Data meteorology yang dibutuhkan untuk

kedua macam pendekatan tersebut, di Indonesia masih sangat kurang.

Metode lain yang dpat digunakan, adalah pendekatan statistic. Data yang

diperlukan pada perhitungan dengan metode ini, adalah berupa seri data

hujan harian maksimum tahunan dengan panjang data sangat disarankan >

30 tahun. Untuk keperluan desain bendungan-bendungan besar, disarankan

dilakukan studi CMB ini secara khusus.

4.4.2 Perkiraan CMB Menggunakan Metode Hersfield

Metode Hersfield (1961, 1986) merupakan prosedur statistic yang digunakan

untuk memperkirakan CMB, untuk kondisi dimana data meteorology sangat

kurang atau perlu analisis secara cepat.

Pada metode ini CMB dihitung untuk masing-masing pos hujan (point rainfall),

yang selanjutnya dicari CMB rata-ratanya, dan akhirnya diubah menjadi hujan

DAS yang diperoleh dari perkalian CMB rata-rata dengan koefisien reduksi.

Hersfield mengembangkan rumus frekuensi menjadi :



Xm = Xn + Km Sn

Dimana :

Xn dan Sn = rata-rata dan simpangan baku dari rentetan data hujan harian

maksimum tahunan berjumlah n.

Km ditentukan berdasarkan observasi pada pencatatan hujan harian dari 2700

pos hujan yang 90% berada di Amerika. Km berbanding terbalik dengan hujan

harian maksimum rata-rata dan nilainya bervariai untuk berbagai durasi

(1 jam; 6 jam dan 24 jam), lihat gambar 4.2 yang diambil dari Manual for

Estimation of Probable Maximum Precipitation. Untuk dapat menerapkan

rumus diatas diperlukan nilai rata-rata dan simpangan baku dari setiap pos.

Hujan ekstrim yang sangat jarang terjadi, katakan dengan periode ulang 500

tahunan atau lebih, kemungkinan dapat ditemui dalam kurun waktu

pengamatan misalnya 30 tahun, kejadian yang sangat jarang disebut “Outlier”

yang mungkin cukup berpengaruh pada besaran Xn dan Sn dari rentetan data

yang bersangkutan. Untuk data yang panjang besarnya pengaruh berkurang

dibandingkan dengan data pendek, serta tergantung pula pada tingkat

kejarangkejadian hujan atau outlier. Hal ini menjadi salah satu lingkup studi

Hershfield sehingga menghasilkan:

a) Grafik hubungan antara Xn-m/Xn, dengan factor penyesuaian Xn

b) Grafik hubungan antara Sn-m/Sn, dengan factor penyesuaian Sn dimana

Xn-m dan Sn-m adalah rata-rata dan simpangan baku dari rentetan data

setelah mengeluarkan nilai terbesar dari rentetan tersbut.

Kedua jenis grafik tersebut dapat dilihat pada gambar 4.3 dan 4.4 disamping

itu ada dua grafik tambahan yang diperlukan untuk penyesuaian terhadap

panjang data n, dan periode waktu pengamatan (24 jam), masing-masing lihat

gambar 4.5. Bagi daerah-daerah yang sudah memiliki peta isohiet CMB hasil

studi Puslitbang Air seperti Pulau Jawa, perlu dihitung pula CMB-DAS

berdasarkan perhitungan CMB hujan titik, oleh karena itu menjadi CMB-DAS

masih perlu dikalikan dengan koefisien reduksi. Selnjutnya hasil-hasil

perhitungan dari kedua cara tersebut dibandingkan dan dipilih yang paling

realistis.



Gambar 4.2. Grafik Hubungan Km Durasi Hujan dan Hujan Harian Maksimum Tahunan Rata-Rata (Hershfield 1965)

Gambar 4.3. Grafik Hubungan Antara Xn-M/ Xn, dengan Faktor

Penyesuaian Xn



Gambar 4.4. Grafik Hubungan Antara Sn-m/ Sn, dengan Faktor

Penyesuaian Sn

Gambar 4.5. Grafik Penyesuaian Terhadap Panjang Data



Urutan perhitungan Curah hujan Maksimum Boleh jadi adalah sebagai berikut:

a) Sesuaikan nilai Xn dan Sn berdasarkan grafik gambar (4.3),(4.4) dan (4.5)

b) Cari nilai Km dari gambar (4.2) berdasarkan nilai Xn yang sudah

disesuaikan

c) Hitung besar CMB tiap pos hujan (point rainfall), atau Xm berdasarkan

rumus Hersfield

d) Sesuaikan nilai Xm (hasil hitungan butir iii) berdasarkan gambar (4.2),

dimana untuk periode pengmatan atau pencatatan setiap 24 jam besar

factor penyesuaian adalah = 1.03

e) Hitung CMB rata-rata dari beberapa hasil hitungan CMB tiap pos hujan

f) Hitung CMB-DAS dengan cara mengalikan CMB rata-rata dengan factor

reduksi ARF =1.152-0.1233*LOG(A), dimana A adalah luas DAS

Catatan : Xn-m dan Sn-m adalah mean atau nilai rata-rata dan nilai rata-rata

simpangan baku yang dihitung dengan membuang data hujan maksimum

pada setap seri, sementara Xn dan Sn dihitung tanpa membuang data hujan

maksimum.

Tabel 4.4. Perhitungan Besarnya PMP untuk Masing-Masing Pos Hujan

No. Jumlah Mean Mean Xn-m/Xn Dari Dari Adjusted Stdev. Stdev Dari Dari Adjusted Km Xm=Xn+Km*Sn PMP

Pos n Xn Xn-m Gbr 2 Gbr 3 Xn Sn Sn-m Gbr 4 Gbr 3 Sn (24 Jam) (24 Jam) *1.13

14 Kalawara 21 75.61 73.39 0.97 1.02 1.015 78.28 22.57 20.66 0.92 1.02 1.025 23.59 16.2 459.61 519.36 450.81

20 Kulawi 26 74.18 72.42 0.98 1.02 1.010 76.42 15.01 12.26 0.82 0.92 1.050 14.50 16.2 311.88 352.42 305.90

51 Sioyong 12 111.27 103.13 0.93 0.99 1.040 114.56 37.41 25.79 0.69 0.81 1.175 35.61 14.8 641.54 724.94 629.25

55 Tanamea 19 106.35 103.63 0.97 1.02 1.025 110.64 28.09 26.21 0.93 1.04 1.035 30.24 14.9 562.45 635.57 551.67

58 Tompe 10 87.89 82.66 0.94 1.01 1.05 93.21 18.91 9.70 0.51 0.61 1.300 15.00 15.6 326.93 369.43 320.67

460.48 520.34 451.66

Nama Pos Sn-m/SnPMP Setelah Reduksi

Area, ARF=0.868



Grafik yang digunakan untuk Perhitungan PMP

Gambar 4.6. Grafik Hubungan Km Durasi Hujan dan Hujan Harian

Maksimum Tahunan Rata-Rata

Gambar 4.7. Grafik Hubungan Xn-m / Xn dengan Faktor Penyesuaian Xn

2.6244

GAMBAR 1

Grafik hubungan Km, durasi hujan dan hujan harian maksimum tahunan rata-rata

2.6244

GAMBAR 2

Grafik hubungan Xn-m / X n dengan factor penyesuaian Xn



Gambar 4.8. Grafik Penyesuaian Terhadap Panjang Data

Gambar 4.9. Grafik Hubungan Antara Sn-m / Sn dengan Faktor Penyesuaian Sn

4.5 Latihan

1. Berikan uraian singkat bagaimana tahapan yang perlu dilakukan bila

Saudara/i diminta untuk menghitung hujan rencana pada kondisi dimana

data hujan harian maximum tahunan tidak tersedia dalam 10 tahun.

2. Berikan uraian singkat pada kondisi apa kita menggunakan fungsi

distribusi Normal dan Gumble untuk perhitungan hujan rencana?

3. Berikan uraian singkat bagaimana tahapan Saudara/i menghitung

besarnya intensitas hujan untuk kebutuhan perhitungan besarnya debit

banjir rencana pada suatu daerah pemukiman?

2.6244

GAMBAR 3

Grafik penyesuaian terhadap panjang data

2.6244

GAMBAR 4

Grafik hubungan antara Sn-m / Sn dengan faktor penyesuaian Sn



4.6 Rangkuman






(meteorology) harus realistis.

4.7 Evaluasi

1. Data hujan yang digunakan untuk analisis besarnya hujan rancangan

adalah.....

a. Data curah hujan bulanan maximum

b. Data curah hujan harian maximum tahunan

c. Data curah hujan tahunan maximum

d. Semuanya benar

2. Data hujan rancangan yang digunakan untuk perhitungan debit banjir

merupakan data hujan yang dihitung dari....

a. Data Pos hujan yang paling besar didalam DAS

b. Data Rata-rata Beberapa pos hujan didalam DAS

c. Data terkecil dari beberapa pos hujan didalam dan diluar DAS

d. Semuanya benar

3. Analisis PMP (Probable Maximum Precipitation) diperlukan untuk

menghitung besarnya.....

a. Hujan rancangan dengan perioda ulang 1000 tahun

b. Debit Banjir rancangan dengan perioda ulang 1000 tahun

c. Probable Maximum Flood

d. Semuanya Benar



BAB V

ANALISA BANJIR DESAIN

5.1 Umum

Untuk membuat desain bangunan pelimpah, diperlukan debit banjir rencana

yang realistis. Untuk hal ini, angka-angka hasil perhitungan hidrologi perlu diuji

dengan menggunakan data banjir-banjir besar dari pencatatan atau

pengamatan setempat. Disini banjir rencana dibedakan menjadi dua, yaitu;

yang pertama banjir rencana dengan periode ulang tertentu misal banjir

dengan periode ulang 25,100, dan 1000 tahun yang umum dikenal sebagai

Q25, Q100, Q1000 yang kedua adalah Banjir Maksimum Boleh jadi (BMB)

atau dikenal sebagai “Probable Mximum Flood” (PMF).

Untuk pembuatan desain bendungan lazimnya diperlukan data banjir dengan

kala ulang 2, 5, 10, 25, 50, 100, 1000 tahun dan PMB. Pada tabel 3 disajikan

patokan banjir desain dan kapasitas pelimpah yang dikutip dari SNI 03,3432-

1994, dan pada gambar 3.1 diperlihatkan bagan alir penentuan banjir desain

dan kapasitas pelimpah bendungan. Untuk bangunan pengelak, didesain

dengan banjir kala ulang 25 tahun, atau kala ulang 10 tahun per setiap tahun

pelaksanaaan kontruksi tergantung pada pertimbangan risiko dan biaya

pembangunan.

5.2 Banjir Rencana

Banjir Rencana dengan periode ulang tertentu dapat dihitung dari data debit

banjir atau data hujan. Apabila data debit banjir tersedia cukup panjang

(>20tahun), debit banjir dapat langsung dihitung dengan metode analisis

probabilitas Gumbel, Log Pearson atau Log Normal. Sedang apabila data

yang tersedia hanya berupa data hujan dan karakteristik DPS, metode yang

disarankan untuk digunakan adalah metode hidrograf satuan/ unit hidrograf.

Khusus untuk perhitungan BMB, metode perhitungan yang paling sesuai

adalah hidrograf satuan. Metode rasional hanya digunakan untuk banjir


analisis banjir desain.



dessain bangunan pengelak, dan tidak disarankan untuk digunakan pada

perhitungan banjir dan bendungan kecuali hanya sebagai pembanding.

Selanjutnya di bawah ini akan diuraikan perhitungan debit banjir rencana

dengan metode hidrograf satuan. Metode-metode perhitungan debit banjir

lain, untuk lebih jauh jelasnya dapat dilihat pada SK SNI M-18-1989-F yang

telah dibaharui dengan SK SNI No. 31 KEP-BSN-2-2016 tentang “Metode

Perhitungan Debit Banjir”. Secara garis besar perhitungan debit banjir desain

terdiri dari 3 tahap sebagai berikut;

- Perhitungan curah hujan desain

- Perhitungan debit banjir desain

- Pengujian hasil perhitungan debit banjir desain

Tabel 5.1. Patokan Banjir Desain dan Kapasitas Pelimpah Untuk Bangunan Bendungan

* Q1000 = debit puncak banjir dengan kala ulang 1000 tahun

** BMB = banjir maksimum boleh jadi

*** Q100 = debit puncak banjir dengan kala ulang 100 tahun



Gambar 5.1. Bagan Alir Penentuan Banjir Desain dan Kapasitas Pelimpah Bendungan Sesuai SNI 03-4332-1994

5.3 Contoh Perhitungan Debit Banjir Rancangan

Perhitungan debit banjir rancanagan sangat tergantung pada ketersediaan

data dan tahapan kegiatannya. Pendekatan yang dapat dilakukan adalah

seperti terlihat pada Gambar dibawah ini :

Mulai

Tentukan Tipe Bendungan

Urugan Beton

Konsekuensi daerah hilir

besar?


sedang ?

Qdes: Q1000 dan BMB

Qdes: BMB dan pilih terbesar Q1000

dan 0.5BMB

Q500, Q1000 dan pilih terbesar Q1000 dan

0.5BMB

YaYa

Tidak

Tidak

Tentukan Tinggi Bendungan

H<15 m(Rendah)

H=15-25 m(Sedang)

H> 25 m(Tinggi)

Kapasitas Pelimpah- Reservoir Routing

-Minimum 15% BMB


-Minimum 25% BMB


-Minimum 35% BMB

Ya

Tidak Tidak

Ya Ya


besar?


sedang ?

Qdes: Q200 Kapasitas Pelimpah

min 125% Qdes

Qdes: Q100 Kapasitas Pelimpah

min 125% Qdes

Qdes: 0.5 Q100 Kapasitas Pelimpah

min 125% Qdes

Ya Ya

TidakTidak

Selesai



Gambar 5.2. Pendekatan Perhitungan Debit Banjir Rancangan

5.3.1 Data Debit Sesaat Tersedia dalam Waktu > 20 Tahun

Contoh perhitungan debit banjir rencana dari data debit banjir

pengamatan

Debit Banjir

Pengamatan

Debit Banjir Pengamatan

No. X X2 X

3 No X Z=Log X Z

2 Z

3

1 135 18225 2460375 1 135 2,130 4,537 9,664

2 100 10000 1000000 2 100 2,000 4,000 8,000

3 169 28561 4826809 3 169 2,228 4,963 11,058

4 119 14161 1685159 4 119 2,076 4,308 8,941

5 110 12100 1331000 5 110 2,041 4,167 8,507

6 200 40000 8000000 6 200 2,301 5,295 12,183

7 111 12321 1367631 7 111 2,045 4,183 8,556

8 190 36100 6859000 8 190 2,279 5,193 11,833

9 127 16129 2048383 9 127 2,104 4,426 9,311

10 88 7744 681472 10 88 1,944 3,781 7,352

11 130 16900 2197000 11 130 2,114 4,469 9,447

12 150 22500 3375000 12 150 2,176 4,735 10,305

13 105 11025 1157625 13 105 2,021 4,085 8,257

14 90 8100 729000 14 90 1,954 3,819 7,463

15 94 8836 830584 15 94 1,973 3,893 7,682

16 86 7396 636056 16 86 1,934 3,742 7,239

17 97 9409 912673 17 97 1,987 3,947 7,842

PERHITUNGAN DEBIT BANJIR

DATA PUNCAK BANJIR > 20 THN

ANALISA FREKWENSI

PUNCAK DEBIT BANJIR RENCANA

DATA HUJAN HARIAN MAXIMUM > 20 THN

ANALISA FREKWENSI

HUJAN RENCANA

DISTRIBUSI HUJAN

MODEL RAINFALL-RUNOFF

HIDROGRAPH BANJIR RENCANA

DATA HUJAN MENITAN MAXIMUM > 20 THN

ANALISA FREKWENSI

INTENSITAS DURATION FREQUENCY (IDF)

WAKTU KONSENTRASI Tc

MODEL RASIONAL Q = C I A

DEBIT PUNCAK BANJIR

ANALISA REGIONAL

ANALISIS REGRESI, KORELASI

BANJIR HULU / HILIR FLOOD ROUTING

ANALISA FREQUENCY

ANALISA REGIONAL

DATA HIDROLOGI DISEKITARNYA

MANUAL

/OTOMATIK TELEMETERI

NWP (NUMERICAL

WEATHER PREDICTION)

Planning Operasional/Peramalan

Peramalan

BENCANA ? KEBUTUHAN PLANNING PERINGATAN DINI

TIM KOORDINASI

INFORMASI KE MASYARAKAT

Tidak Ya



18 138 19044 2628072 18 138 2,140 4,579 9,799

19 165 27225 4492125 19 165 2,217 4,917 10,904

20 126 15876 2000376 20 126 2,100 4,412 9,266

21 125 15625 1953125 21 125 2,097 4,397 9,220

22 113 12769 1442897 22 113 2,053 4,215 8,654

23 87 7569 658503 23 87 1,940 3,762 7,296

24 137 18769 2571353 24 137 2,137 4,566 9,755

25 108 11664 1259712 25 108 2,033 4,135 8,408

26 78 6084 474552 26 78 1,892 3,580 6,774

27 155 24025 3723875 27 155 2,190 4,798 10,508

Total 3333 438157 61302357

Total

3333 56,1079 116,9043

244,2251

M1 = 123.4 M1 = 2,078

M2 = 16229.0 M2 = 4,33

M3 = 2270457.7 M3 = 9,046

m2 = 989.5 m2 = 0,011

m3 = 22898.6 m3 = 0,00

X rata2 = 123.4 Z rata2 = 2,078

STD = 31.46 STD ( Z ) = 0,107

Skewness = 0.736 Skewness = 0,278

Normal Distribusi : YXX

T= 5 P = 1/5 NP = 4/5 Y5 = 0,85 T = 50 P = 1/50 NP = 49/50 Y50 = 0,05 T = 100 P = 1/100 NP = 99/100 Y100 = 2,33

24,15185,0.46,314,12355 YXX

89,18705,2.46,314,1235050 YXX

70,19633,2.46,314,123100100 YXX

Log Normal :

16895,285,0.107,0078,255 YZZ Z

29735,205,2.107,0078,25050 YZZ Z

32731,233,2.107,0078,2100100 YZZ Z

55,14710 5

5 Z

X

31,19810 50

50 Z

X

48,21210 100

100 Z

X



Log Normal 3 parameter :

27,12

)736,0(1

21

22

u

1)1()1(3

1

21

31

21

22

uuuu

1)127,1(27,1)127,1(27,13

1

213

1

21 22

1)783,027,1()783,027,1( 31

31

058,11)787,0()271,1(

237,0058,1 LnLnK

0,127

)1058,1(058,1

45,31

)1( 21

21

C

23,7)058,1(0,1274,123 21

21

CXa

T= 5 NP = 1-1/5 = 4/5 Y5 = 0,85

T= 50 NP = 1-1/50 = 49/50 Y50 = 2,05

T= 100 NP = 1-1/100 = 99/50 Y100 = 2,33

1,148)85,0.237,0exp(12723,7)exp( 55 KYCaX

1,199)05,2.237,0exp(12723,7)exp( 5050 KYCaX

4,213)33,2.237,0exp(12723,7)exp( 100100 KYCaX

Gamma Distribusi :

Hitung parameter distribusi Gamma (a,b)

b

2

38,742

2

2

bb

11,13438,7

)46,31( 22222

baba

58,11a

T= 5 NP = 1-1/5 = 4/5 b = 7,4 W5 = 57,752 T= 50 NP = 1-1/50 = 49/50 b = 7,4 W50 = 67,639 T= 100 NP = 1-1/100 = 99/100 b = 7,4 W100 = 69,971

55 aWX 666,68

5050 aWX 783,26

100100 aWX 810,26



Pearson III Distribusi Hitung Parameter distribusi

38,7)736,0(

44222

b

b

58,1138,7/)46.31( 22

22 b

aba

94,3738,7.58,114,123 ccabX

T = 5 NP = 1 - 4/5 = 4/5 b = 7,4 W5 = 57,752 T = 50 NP = 1 – 1/50 = 49/50 b = 7,4 W50 = 67,539 T = 100 NP = 1 – 1/100 = 99/100 b = 7,4 W100 = 69,971 X5 = c + a W5 = 37,94 + 11,58 . 57,752 = 706,71 X50 = c + aW50 = 37,94 + 11,58 . 67,539 = 820,04 X100 = c + aW100 = 37,94 + 11,58 . 69,971 = 848,20

Log Pearson Distribusi :

Hitung parameter distribusi

757,51)278,0(

44222

b

b

015,0757,51

)107,0( 22

b

a

302,1757,51.015,0078,2 cabcZ

T= 5 P = 1/5 NP= 4/5 Y5 = 0,85 W5 = 57,752 T= 50 P = 1/50 NP= 49/50 Y50 = 2,05 W50 = 67,539 T= 100 P = 1/100 NP= 99/100 Y100 = 2,33 W100 = 69,971

1683,2752,57.015,0302,155 aWcZ

3151,2539,67.015,0302,15050 aWcZ

3516,2971,69.015,0302,1100100 aWcZ

3,1471010 1683,2

55

ZX

6,2061010 3151,2

5050

ZX

7,2241010 3516,2

100100

ZX



Gumbel Distribusi : Parameter distribusi X = 123,4

= 31,46 Mencari harga K

T= 5 P = 1/5 u= - Ln -Ln(1-p) =1,5 K= 0,7797u – 0,45 = 0,7196 T= 50 P = 1/50 u= 3,90 K= 0,7797u – 0,45 = 2,5908 T= 100 P = 1/100 u= 4,600 K= 0,7797u – 0,45 = 3,1366 Menentukan hujan rencana

0,1467196,0.46,314,12355 KXX

9,2045908,2.46,314,1235050 KXX

0,2221366,3.46,314,123100100 KXX

5.3.2 Cara Perhitungan Debit Banjir Rata-Rata Tahunan dengan Metode

Puncak Banjir Di atas Ambang Pada Kondisi Dimana Jumlah Data <10

Tahun

Q = qo + (0,5772 + ln L) m3/det

dengan pengertian :

M

i

qoqiM 1

1

L = M/N

Tahun Banjir (m3/det)

1977 4365,6

4032,3

4026,1

1978 4843,4

4340,1

4113,3

1979 4596,2

1980 4232,6

4461,3



Batas Banjir diatas ambang (qo) = 4000 m3/det

Panjang tahun data (N) = 4 tahun

Jumlah banjir diatas ambang (M) = 9

= 9

1 {(4365,6 - 4000) + (4032,3 - 4000) + (4026,1 - 4000) + (4843,4 - 4000)

+ (4340,1- 4000) + (4113,3 - 4000) + (4596,2 - 4000) + (4232,6 – 4000) +

4461,3 - 4000)}

= 334,5 m3/det

L = M/N = 9/4 = 2,25 kejadian banjir/ tahun

Q = 4000 + 334.5 (0,5772 + ln 2,25) = 4464,3 m3/det

5.3.3 Debit Banjir Dengan Metode Rasional Pada DAS yang Luasnya <50 Km2

a) Contoh Perhitungan Banjir Dengan Metode Melchior

S. Cipinang

f = 54.08 km2

= 0.9

i = 0.002319

q

R

t

thn

24 50

36.

q

208 2 145188

36 9 56 088

. .

. ..

5 2...31.1 ifqV

361.0002319.008.54088.69.031.1 5 2 V

TL

Vjam

36

36

36 0 36127 525

. . . . ..

08.54088.69.049.0... fqQ

Q m 1451883

. / det



b) Contoh Perhitungan Banjir dengan Metode Weduwen

S. Cipinang

f

ft

t

120

.9

1120

misalnya : t jam

12

12012 1

9 5 954 1

120 54 10882 .

. .

..

qt

67 65

145

67 65

12 1455030

.

.

.

..

141

71

41

0882 5030 70 641

.

.

.

. . ..

q

c) Contoh Perhitungan Banjir dengan Metode Harspers

f

f

075,01

012,01 7,0

= 537,0

225.2

196,1

1,54.075,01

1,54.012,017,0

7,0

3,08,01,0 iLt x = 85,10)002319,0.(36.1,0 3,08,0 jam

12)15(

)107,3(1

1 4/3

2

4,0 fx

xt

t

t

= 135,1

12

1,54.

1585,10

10.7,385,101

75,0

2

85,10.4,0

= 0,88

untuk 2 jam < t < 19 jam,

1

. 24

t

RtRt = 63,190

185,10

2,208.85,10

mm

det//88,485,10.6,3

63,190

6,3

23 kmmt

Rtq

Q50 = .. q.t = 0,537.0,88.4,88.54,1 = 124,75 m3/s

det/878.1531.54030.5882.0641.0... 3mxxxfqQ



d) Contoh Perhitungan Banjir dengan Metode Jepang

S. Cipinang

890.1)002319.0(72)(72 6.06.0 iV

t L i jam

0 0138 0 0138 35791 0 002319 18814

0 6 0 6. ( )( ) . ( . )( . ) .

. .

RtR

tmm jam

100

2 3 2 3

24

24 208 2

24

24

1881410 204

/ /

.

.. /

det/955.137

6.3

08.54204.109.0

6.3

. 3

100 mfRtC

Q

5.3.4 Contoh Perhitungan Debit Banjir Rencana dengan Metode Unit Hidograf

a) Contoh Perhitungan Pembuatan Aktual Unit Hidograf Satuan

Data di bawah ini adalah hasil pengukuran aliran darihujan lebat dengan

durasi 6 jam, luas daerah pengaliran sungai yang diukur ini = 316 km2

Asumsikan aliran dasarnya konstan = 17.0 m3/det

Waktu Aliran Waktu Aliran Waktu Aliran

1 Juni 0,00 17,0 2 Juni 0,00 150,0 3 Juni 0,00 53,8

6,00 113,2 6,00 113,2 6,00 42,5

12,00 254,5 12,00 87,7 12,00 31,1

18,00 198,0 18,00 67,9 18,00 22,6

4 Juni 0,00 17,0

Pertanyaan :

1) Hitung dan gambar unit hidrograp dengan durasi 6 jam

2) Hitung tinggi hujan efektif yang diwakili oleh Flood Hydrograph



Gambar 5.3. Hidrograph Banjir

Waktu Debit Total Aliran dasar Ordinat limpasan langsung Ordinat hidrograp satuan

Tanggal Tanggal (m3/det) (m

3/det) (m

3/det) (m

3/det)

(1) (2) (3) (4) (5)

1 Juni 0,00 17,00 17 0,00 0.000

6,00 113,20 17 96,20 14.846

12.00 264,60 17 247,60 86.651

18,00 198,00 17 181,00 27.932

2 Juni 0,00 150,00 17 133,00 20.526

6,00 113,20 17 96,20 14.846

12,00 87,70 17 70,70 10.910

18,00 67,90 17 50,90 7.855

3 Juni 0,00 53,80 17 36,80 5.679

6,00 42,50 17 25,50 3.935

12,00 81,10 17 14,10 2.176

18,00 22,64 17 5,640 0.870

4 Juni 0,00 1700 17 0,00 0.000

Qnet = 947,54

heff = 316000000

60.60.6.54,947 = 0,0648 m = 6,48 cm

b) Contoh Perhitungan Debit Banjir dengan Menggunakan Aktual Ubit

Hydrograph

Hitung hujan eff, besarnya 2; 6,75 dan 3,75 cm dan dimulai selang 3 jam

Ordinat dari unit hidrograp diberikan dalam Tabel berikut :

Jam 03 06 09 12 15 18 21 24 03 06 09 12 15 18 21 24

Ordinat Unit Hidrologi (m

3/det)

0 110 365 500 390 310 250 235 175 130 95 65 40 22 10 0

100

200

300

0

0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6

FLOOD HYDROGRAPH

UNIT HYDROGRAPH

Waktu (jam)

Q(m3/det)



Asumsikan kehilangan air awal = 6 mm, indeks infiltrasi = 2,5 mm/jam,

aliran dasar (base flow) = 10 m/det

Gambar 5.4. Hidrograf Aliran Langsung

Jam

Ordinat Unit

Hidrograf (m

3/det)

Ordinat Limpasan Langsung Base Ordinat

Limpasan Total

(m3/det)

U1 U2 U3 UTotal Flow

(m3/det) (m

3/det) (m

3/det) (m

3/det) (m

3/det)

(2)xheff (2)xheff (2)xheff

(1) (2) (3) (4) (5) (6)=(3)+(4)+(5) (7) (8)=(6)+(7)

03 06 09 12 15 18 21 24 03 05 07 12 15 18 21 24 03 06 09

0 110 365 500 590 310 250 235 175 130 95 65 48 22 10 0

0 220 730

1000 780 620 500 470 350 260 190 130 80 44 20 0

0

742,50 2463,75

3375 2632,60 2092,50 1687,50 1586,25 1181,25 877,50 841,25 438,75 27,00

148,50 67,5

0

0

412,60 1368,75

1876 1462,60 1162,50 937,50 881,26 656,25 487,25 356,25 243,75 150,00 82,50 37,50

0

0 220,00 1472,6

3876,25 5522,75 5127,60 4055,00 3320,00 2873,75 2322,60 1723,75 1258,50 875,00 557,75 318,5 150,00 37,50

0

10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

10,00 230,00 1482,50 3886,25 5532,75 5137,50 4065,00 3330,00 2883,75 2332,50 1733,75 1268,50 885,00 567,75 328,50 160,00 47,50

10

Debit Banjir = 5532,7 m3/det (= Ordinat Debit Limpasan Total Maksimum)

U1 U2

U3

Q=U1+U2+U3

Q = (m3/det)

heff

t



c) Contoh Perhitungan Debit Banjir dengan Menggunakan Aktual Ubit

Hydrograph

Metoda ini khususnya digunakan untuk membuat unit hidrograp pada

lokasi-lokasi di sungai yang tidak mempunyai pengamatan (observasi).

Perhitungan Hidrograp satuan dari Snyder :

n

Cp LLCt ).(1

L adalah Panjang sungai (km)

LC adalah Panjang sungai dari titik berat basin ke outlet (km)

pt adalah Waktu dari titik berat curah hujan efektif ke puncak banjir

C1, n adalah Koefisien-koefisien yang tergantung dari karakteristik daerah

pengalirannya

p

p

pt

cq 275

qp adalah Debit maksimum unit hidrograp (m3/det/km2)

cp adalah Koefisien tergantung dari karakteristik daerah pengalirannya

5,5

tptc

ct adalah Lamanya curah hujan efektif

Jika ct > Rt

)(25,0' cRpp tttt

Sehingga didapat waktu untuk mencapai debit maksimum

)(5,0' cRp tttTp

Jika ct < Rt

Rp ttTp 5,0

Tp adalah Waktu penaikan banjir (time rise to peak)

Rt adalah Durasi hujan efektif (jam)

1000

4,25.

AqQ pp

pQ adalah debit maksimum total (m3/det)



pq adalah debit maksimum unit hydrograph (1 m3/det/km2)

A adalah luas daerah aliran (km2)

Bentuk dari Unit Hidrograp ditentukan oleh persamaan Alexseyev.

t (jam) 1 2 3 4 5 6 7 8

R (mm) 7,51 5,10 8,28 3,10 2,33 0,77 0,51 0,25

Fp (mm) 9,31 5,12 3,57 3,01 2,80 2,72 2,69 2,68

R-fp 0,00 0,00 4,70 0,09 0,00 0,00 0,00 0,00

Unit hidrograp

Parameter pisik : L = 40,000 km A = 725 km2 Lc = 17,50 km

Parameter non pisik : Ct = 1,10 Cp = 0,69 n = 0,30

85,7)0,405,17(1,1 3.0 xxt p

kmdtlxq p //241785,7

69,0275

jamte 43,15,5

85,7

te > tr = 1 tp = 7,85 + 0,25 (1-1,43) = 7,74 jam Tp = 7,74 +0,5 x 1 = 8,24 jam

det/309,4457251000

4,2517,24 mQp

72,07204,251000

360024,809,445

xx

xx

8373,8)( afa

x

xY

28373.8 )1(

10

Q = f (t)

W

TQ

Alexseyevpersamaanx

xY

tp

tX

Qp

QY

pp

a

.

,)1(

102

W = 1000h.A h = curah hujan efektif (excess rainfall)

dalam mm

t tp

Q

Qp



5.4 Latihan

1. Sebutkan pendekatan yang dapat Saudara/i dapat lakukan untuk

perhitungan debit banjir rencana pada saat data debit observasi tidak

tersedia dalam kurun waktu yang cukup?

2. Menurut pendapat Saudara/i metoda apa yang paling tepat untuk

perhitungan debit banjir untuk DAS yang kecil dan daerah pemukiman /

drainase perkotaan dan apa yang melandasi pendapat Saudara.

3. Berikan penjelasan data debit banjir rancangan yang Saudara/i akan

hitung akan dibutuhkan untuk apa dalam perencanaan suatu bendungan/

waduk ?

5.5 Rangkuman









5.6 Evaluasi

1. Data yang diperlukan dalam perhitungan debit banjir design adalah.....

a. Data debit banjir harian maximum yang teramati di lokasi banjir

minimal 10 thn

b. Data curah hujan harian

c. Data debit banjir sesaat maximum untuk kurun waktu minimal 10

tahun

d. Semuanya benar



2. Banjir dengan periode ulang 5 tahun adalah.....

a. Kejadian banjir dengan tingkat probabilitas 20%

b. Kejadian banjir yang terjadi setiap 5 tahun sekali

c. Kejadian banjir tahun 2000 dan akan terjadi lagi pada tahun 2005

d. Banjir yang terjadi dengan interval 5 tahun

3. Perhitungan Hidrograp Banjir Rencana dapat menggunakan pendekatan

model.....

a. Synder

b. Analisa Sistem

c. Stokastik

d. Semua Benar



BAB VI

PENELUSURAN BANJIR

6.1 Konsep Dasar Penelusuran Aliran di Waduk

Metode ini digunakan untuk menghitung hidrograf aliran ke luar dari waduk

dengan muka air datar, jika diketahui hidrograp aliran masuk dan karakteristik

tampungan aliran keluar. Tampungan disini mempunyai pengertian isi atau

volume air dalam waduk. Dengan berubahnya bentuk hidrograp aliran masuk

maka adanya isi tampungan akan berubah pula. Persamaan daasar yang

digunakan adalah persamaan kesinambungan dimana :

Volume Rata2 Aliran masuk – Vol. Rata-rata Aliran keluar= perubahan Vol.

Tampungan

2(In+In=1) t – 2(On+On+1) t = Sn+1 - Sn

Diamana :

In = Aliran masuk pada interval waktu n

On = Aliran keluar pada interval waktu n

Sn = Storage/Volume tampungan di waduk pada interval waktu n

Selisih aliran masuk dan aliran keluar merupakan pertambahan tampungan

jika bernilai positif dan pengurangan tampungan bila bernilai negatif, seperti

terlihat pada gambar 6.1.

Selanjutnya persamaan (1) dapat ditulis dengan cara berikut :


penelusuran banjir.



Gambar 6.1. Hubungan Antara Tampunan dan Debit

(2Sn+1/Δt)+ On+1-(2Sn/ Δt) – On)=( ln + ln +1 )

Supaya On+1 dapat dihitung dari persmaan 2, maka fungsi tampungan vs

aliran keluar yang berhubungan dengan (2S/Δt)+O dan O merupakan hal yang

sangat penting untuk ditentukan. Cara yang dapat digunakan untuk

menentukan hubungan tersebut adalah melalui hubungan elevasi-tampungan

(vol.waduk) dan elevasi- aliran keluar seperti terlihat pada gambar 6.2 dan

gambar 6.3.

Hubungan antara elevasi muka air dan tampungan atau volume waduk dapat

ditentukan dari pengukuran dengan echo sounder sehingga dapat dibuat

kontur ketinggian/ elevasi berhubungan dengan luas genangan waduk dan

dapat dihitung volumenya.



Gambar 6.2. Hubungan Elevasi dan Volume Tampungan Waduk

Hubungan antara elevasi-debit aliran ditentukan dari rumus hidrolika yang

menyangkut hubungan antara tinggi air diatas mercu pelimpah dan debit

aliran yang melalui pelimpah (Gambar 6.3)

Gambar 6.3. Hubungan Antara Elevasi Mercu dan Outflow

Pada mulanya Sn dan On perlu diketahui sehingga semua besran di ruas

kanan diketaui sehingga bessaran (2Sn+1)/Δt + On+1 dapat dihitung. Nilai

besaran On+1 dapat dicari melalui kurva hubungan O dan (2S/Δt)+O seperti

pada Gambar 4 atau melalui interpolasi nilai-nilai yang ada dalam tabel. Untuk

mencari nilai Sn dan On pada langkah waktu berikutnya, nilai besaran

(2Sn+1)/Δt-On+1 dihitung melalui persamaan berikut ini :

(2Sn+1)/Δt-On+1) = (2Sn+1)/Δt-On+1) -2On+1

Pada ruas kanan pada persamaan 3 terdiri dari 2 anu yang telah diketahui

besarnya sebelumnya, (2Sn+1)/Δt-On+1) dan On+1, sehingga ruas kiri dapat

dihitung. Prosedur perhitungan ini diulangi setiap urutan penelusuran.



Gambar 6.4. Prosedur Untuk Mendapatkan Fungsi Tampunan – Air Keluar

6.2 Metode Dasar Penelusuran Aliran Waduk

Metode ini digunakan untuk menghitung hidrograf aliran ke luar dari waduk

dengan muka air datar, jika diketahui hidrograp aliran masuk dan karakteristik

tampungan aliran keluar. Tampungan disini mempunyai pengertian sisi atau

volume air dalam waduk. Dengan berubahnya bentuk hidrograp aliran masuk

maka adanya isi tampungan akan berubah pula. Persamaan dasar yang

digunakan adalah persamaan kesinambungan dimana :

[

] [

] …………………………….(1)

Dimana :

I1 = inflow permulaan periode

I2 = inflow di akhir periode

01 = outflow pada permulaan periode

02 = outflow di akhir periode

S1 = storage pada permulaan periode

S2 = storage di akhir periode

t = durasi waktu (time duration)

Pada danau alam dimana simpanan (storage) adalah fungsi dari outflow pada

elevasi berapapun juga, Ts menggambarkan factor pembanding antara

simpanan (storage) dan outflow



S=Ts°............................................................................................................. (3)

Persamaan yang dipakai computer dapat dikaji lebih mudah dengan melihat

persamaan (3) dan Gambar (5) sebagai berikut :

Persamaan 3 :

= Ts ( d 0 / dt ) ....................................................................................... (4)

Masukan persamaan (4) ke persamaan (2) menjadi :

It = 0t + Ts (d0/dt).......................................................................................... (5)

Gambar 6.5. Prosedur Dasar Strorage Routing

Persamaan 1 :

[

] [

]

Pada Gambar 6.5 terlihat

[

]



Bagi dengan t, menjadi :

Kurangi 01 pada ruas, persamaan menjadi :

Supaya persamaan lebih mudah digunakan, kalikan kedua ruas dengan

sehingga didapat :

Bila Dimana :

Im = inflow rata-rata

01 = outflow pada permulaan periode

t = selang waktu

Ts = waktu simpanan (storage time)

Bila inflow dan outflow permulaan periode diketahui, maka outflow pada akhir

periode (02) didapat dari persamaan (7).

Gambar 6.6. Satu Kenaikan dari Storage Routing

Input Data yang diperlukan:

Besarnya Inflow Hidrograph

Besarnya pola Outflow dari outlet (kebutuhan) dan dari overspill

(hubungan elevasi diatas mercu dan outflow)

Hubungan elevasi-storage-area

Interval waktu untuk analisis dan waktu simpanan



Output :Besarnya outflow untuk setiap time step

6.3 Penelusuran Banjir di Suatu Waduk

Sistem operasi suatu waduk memerlukan adanya kajian untuk mengetahui

berapa besarnya debit masuk (inflow) dan debit keluar (outflow) serta debit

maksimum yang terbuang lewat pelimpah pada saat muka air waduk melebihi

normal atau saat banjir.

Hidrograf outflow suatu waduk dapat dicari berdasarkan hidrograf inflow

dengan metode penelusuran hidrolik (hidrologic routing). Cara lain untuk

mengetahui hidrograf outflow suatu waduk dapat diketahui melalui data yang

tercatat lewat pelimpah. Data ini diperkirakan dapat digunakan untuk

memprediksi hidrograf inflow, yang sangat diperlukan untuk menentukan

system operasi waduk.

Hal ini dilakukan karena tidak setiap waduk tersedia data inflow-nya. Analisis

dapat dilakukan dengan mencoba memodifikasi rumusan yang telah ada

untuk mendapatkan inflow suatu waduk apabila diketahui outflow.

Data yang digunakan dalam analisis ini adalah data primer yang diambil dari

dat pengamatan di sekitar waduk. Variabel yang akan diamati adalah evaluasi/

fluktuasi muka air waduk dan debit yang dikeluarkan (dari pelimpah dan atau

outlet) sedangkan inflow ke wauk berasal dari sungai dan hujan. Data-data

yang dihasilkan dari inflow ke waduk berasal dari sungai dan hujan. Data-data

yang dihasilkan dari pengamatan dapat dicari dari modifikasi rumus baru

dengan berbagai perbandingan. Data hasil perhitungan yang didapatkan

kemudian dibandingkan dengan data pengamatan.



6.3.1 Metode Penelusuran Banjir

Penelusuran banjir waduk data dilakukan secara hidrologic routing yang

berdasarkan pada persamaan kontinuitas.

I – Q = dS/dt ……………........................................................……………… [1]

Dengan:

I = debit yang masuk pada waduk (m3/dt)

Q = debit yang keluar melalui pelimpah (m3/dt)

dS = perubahan besarnya tampungan / storage (m3)

dt = periode penelusuran (dt)

Bila periode penelusuran dt diubah menjadi Δt, II dan I2 dapat diketahui dari

hidrograf debit masuk ke waduk, sedangkan S merupakan tampungan waduk

pada permulaan periode penelusuran yang diukur dari faslitas pengeluaran

(mercu bangunan pelimpa atau outlet), maka penelusuran banjir menurut

Schulz (1976).

Dengan :

II = debit yang masuk di atas debit yang dicari (m3/dt), I2 = debit masuk

yang dicari (m3/dt)

Q = debit yang keluar dari waduk (m3/dt), Ψ1 = keadaan pada saat

permulaann penelusuran

Ψ2 = keadaan pada saat akhir penelusuran, Δt = periode peneusuran

(detik,jam, atau hari)

S = besarnya tampungan (storage) waduk (m3), Q adalah debit keluar pada

permulaan periode penelusuran. Kalau pengeluarannya berupa

pelimpah, maka

Q = C.B.H3/2………………............................................................………….. [4]

Dengan :

C = koefisien debit bangunan pelimpah (1,7,-2,2m1/2/dt)

B = lebar bangunan ambang pelimpah (m)

H = Tinggi energy di atas ambang bangunan pelimpah (m)



6.3.2 Anti Routing Waduk

Anti Routing waduk digunakan untuk proses kebalikan dari flood routing.

Proses anti routing untuk memprediksi besarnya inflow apabila outflow sudah

diketahui. Inflow yang diperhitungkan hanya berasal dari sungai yang

besarnya belum diketahui.

Data yang didapatkan dari percobaan di labolatorium yang digunakan adalah :

a) Debit keluar (outflow)

b) Interval waktu (Δt=jam)

Dari rumus 3 dapat ditulis menjadi berikut :

{

}

Dengan I1 = Q1

Penelusuran banjir menurut O’Donnel (1985) O’Donnel (dalam Sobriyah,2003)

menganggap bahwa jika ada aliran yang masuk sebagai tambahan inflow

sebesar alfa Inflow pada penelusuran banjir sungai, pertambahan aliran lateral

tersebut dapat langsung dijumlahkan pada aliran masukan inflow (I), sehingga

alirannya menjadi I (I+α). Analog dengan anggapan inni, hidrograf aliran

waduk bagian hilir sama dengan penjumlahan hidrograf aliran di hulu dan

hujan.



Gambar 6.7. Aliran Lateral Masuk Sungai

Hidrograf aliran outflow merupakan penjumlahan hidrograf aliran outflow dan

hujan. Secara umum hidrograf aliran putflow diperoleh dengan persamaan

sebagai berikut :

I + Hj – Q = ds/dt…….............................................................…………………[6]

Dengan :

Hj = hujan,

Ds/dt = storage per satuan waktu.

6.4 Kalibrasi Model

Model yang dikembangkan untuk perkiraan besarnya debit disususn untuk

mensimulasikan proses oeprasi waduk yang ada di alam. Keluaran model

diharapkan mampu mendekati keadaan waduk yang sebenarnya. Namun

demikiran, model tidak mungkin dapat mensimulasikan proses di alam dengan

tepat. Oleh karena itu akan selalu ada penyimpangan antara hasil keluaran

model dan pengamatan di lapangan. Untuk mengetahuin ketepatan perkiraan

tersebut dilakukan kalibrasi model (Fleming, 1975).

Suatu proses kalibrasi yang menghasilkan keluaran simulasi yang persis

sama dengan catatan hasil pengamatan tentunya tidak mungkin akan

tercapai.

Permasalahan yang biasa timbul dalam proses kalibraasi adalah tingkat

kesesuaan antara keluaran model dengan hasil pengamatan. Tingkat



kesesuaian ini ditinjau dari % kesalahan yang terjadi dan disarankan sekecil

mungkin tanpa menyebutkan suatu nilai (Fleming,1975;HEC-1,1990).

Tingkat kesesuaian yang perlu dilihat pada mode adalah sebagai berikut :

| |

| |

| |

............................................. (7)

Dengan :

ΔQc = Beda debit puncak antara pengamatan dan simulasi (m3/dt)

ΔV = beda volume aliran antara pengamatan dan simulasi (m3)

Δtc = beda waktu mencapai puncak antara pengamatan dan simulasi (Jam)

Qpp = debit puncak pengamatan (m3/dt)

Qps = debit puncak simulasi (m3/dt)

Vp = volume aliran pengamatan (m3)

Vs = volume aliran simulasi (m3)

Tcp = waktu puncak pengamatan (jam)

Tcs = waktu puncak simulasi (jam)

6.4.1 Input Data

Data hubungan antara elevasi – volume dan area

Data besarnya outflow (pelimpah dan outlet)



6.5 Latihan

1. Menurut pendapat Saudara/i kapan diperlukan analisis penelusuran

banjir?

2. Bagaimana dampak dari pengaruh sedimentasi pada penelusuran banjir ?

3. Menurut pendapat saudara apakah pengaruh dari perubahan tata guna

lahan dapat berpengaruh pada penelusuran banjir di waduk?

6.6 Rangkuman
























6.7 Evaluasi

1. Penelusuran banjir dimaksudkan untuk mengetahui besarnya hidrograph

banjir.....

a. Dihilir dari pengamatan debit banjir

b. Mengetahui besarnya outflow dari inflow yang masuk ke waduk

c. a dan b benar

d. Semua salah

2. Persamaan dasar yang dapat dilakukan untuk penelusuran banjir disuatu

bendungan adalah.....

a. Continuity dan Momentum (Unsteady Flow)

b. Persamaan Storage

c. Muskingum

d. Semua Benar

3. Pada kondisi dimana ada pengaruh pasang surut, penelusuran banjir

disuatu aliran sungai menggunakan persamaan.....

a. Continuity dan Momentum (Unsteady Flow)

b. Storage

c. Muskingum

d. Semua Benar



BAB VII

RENCANA POLA OPERASI WADUK

7.1 Tujuan

Tujuan dilakukan studi operasi waduk adalah untuk menentukan penggunaan

air waduk yang optimum terutama untuk berbagai keperluan. Kata optimum

digunakan untuk membuat keseimbangan berbagai keperluan yang biasanya

air yang diperoleh akan lebih sedikit dibandingkan jika waduk hanya

digunakan untuk satu fungsi saja. Misalnya, air yang diperoleh untuk

hydropower tidak maksimum, jika waduk harus memenuhi keperluan irigasi,

domestic dan keperluan lainnya. Sebaliknya, jika waduk hanya untuk

hydropower, air yang dperoleh untuk hydropower akan maksimum.

7.2 Pola Operasi Waduk

Pola operasi waduk harus disusun untuk pegangan operasi waduk di

lapangan. Pola ini dihasilkan dari air keluaran yang optimum dan harus

diperbaharui terus menerus sesuai dengan kondisi yang ada. Kaji ulang pola

operasi eaduk dilakukan, karena pengaruh perubahan data hidrologi dan

meteorology serta perubahan peruntukan waduk.

Pedoman dalam pola operasi waduk dapat dilakukan/ dibuat untuk tahap

perencanaan maupun tahap pengoperasian waduk. Hal-hal yang diperlukan

pada tahap perencanaan dan tahap operasi dapat dilihat pada Gambar 7.1

dibawah ini.


rencana pola operasi waduk.



Gambar 7.1. Tahap Perencanaan dan Tahap Pengoperasian Waduk



Dampak dari perubahan iklim dan rusaknya DAS di hulunya akan

mengakibatkan perubahan air masukan ke waduk. Demikian juga dengan

pergeseran musim dan kekeringan yang semakin panang sangat

memepengaruhi pola tanam padi yang membutuhkan perubahan pola operasi

waduk untuk antisipasinya

Pola operasi waduk ini juga dibutuhkan untuk menjamin air keluar dari waduk

pada saat banjir tidak menyebabkan atau memperparah banjir dihilirnya.

Sebaliknya, pada musim kemarau dapat mengurangi dampak kekeringan

dengan pengatura penyimpanan air pada akhir musim penghujan.

7.3 Tipe Operasi Waduk

Operasi waduk dapat dibagi ke dalam beberapa tipe, operasi waduk dapat

dibagi menjadi tiga tipe sebagai berikut :

a) Type untuk jangka panjang dengan durasi musiman atau tahunan: type ini

menggunakan inflow (aliran masuk) dan outflow (aliran keluar) musiman

(musim kemarau dan penghujan) atau tahunan. Hal ini biasanya

dibutuhkan pada awal persiapan proyek.

b) Type jangka pendek dengan durasi harian, mingguan, sepuluh harian,

tengah bulanan, ataupun bulanan: type ini digunakan untuk memenuhi

fluktuasi kebutuhan air domestic, irigasi, industry dsb. Langkah waktu

untuk memenuhi kebutuhsn irigasi biasanya mingguan, sepuluh harian

atau tengah bulanan sesuai dengan pola tanam yang ada. Type ini yang

banyak dilakukan di Indonesia.

c) Type untuk operasi waduk pada kondisi ekstrim seperti banjir: type ini

biasanya mempunyai durasi sangat pendek jam-jaman yang sangat erat

dengan desain pelimpah. Karena lebar spillway menentukan beaya, studi

ini dibutuhkan pada saat persiapan proyek. Disamping itu, pelimpah

sangat erat hubungannya dengan keamanan bendungan yang didasarkan

pada periode ulang banjir rencana yang digunakan.

Operasi waduk dalam tahapan operasional dapat dilakukan dengan durasi

bulan atau dua mingguan menggunakan rule curve yang telah disusun untuk

masing-masing waduk seperti terlihat pada Gambar 7.2 dibawah ini.



Gambar 7.2. Pola Operasi Waduk dari Waktu ke Waktu Berpedomankan Pada Rule Curve yang Telah Dibuat.

7.4 Prinsip Dasar Operasi Waduk

Operasi waduk ini dilakukan langkah demi langkah, langkah waktu

sebelumnya menjadi dasar langkah waktu selanjutnya yang didasarkan pada

neraca air (water balance). Hal ini berarti, setiap langkah waktu tidak dapat

berdiri sendiri, dan setiap simulasi dimulai pada kondisi tinggi muka air atau

besar tampungan tertentu. Tampungan yang dioperasikan secara sketsa

dapat dilihat pada Gambar berikut ini.



Gambar 7.3. Tampungan di Waduk

7.4.1 Persamaan Dasar

Persamaan dasar pada operasi waduk adalah Aliran Masuk dikurangi Aliran

Keluar adalah Perbedan Tampungan yang persamaannya seperti berikut dan

ilustrasinya dapat dilihat pada Gambar 7.4.

Inflow(I)-Outflow(O)=ΔStorage…………………………......................……… (1)

St+1 = S1+I1-(O1+E1+R1)……………………………………………................... (2)

Kondisi tampungan lebih besar dari tampungan maksimum:

St+1 > Smax , maka akan terdapat limpasan sebesar (St+1-Smax)

St+1 = Smax

O1=O1+limpasan

Kondisi tampungan lebih kecil dari tampungan minimum:

St+1 < Smin , maka akan terdapat kekurangan sebesar (Smin-St-1)

St+1 = Smin

O1=O1-kekurangan



Dengan :

S = tampungan

I = debil inflow

O = debit outflow

E = evaporasi

R = resapan

t = langkah waktu

Gambar 7.4. Neraca Air di Waduk

7.4.2 Asumsi/ Batasan

Tampungan maksimum adalah besarnya kapasitas pada elevasi pelimpah,

dan tampungan minimum adalah kapasitas pada elevasi tampungan mati.

Simulasi dilakukan dibawah kapasitas maksimum dan diatas kapasitas

minimum. Jika tampungan lebih dari kapasitas maksimum air akan melimpas

waduk dan jika lebih rendah di bawah kapasitas minimum, outflow target tidak

akan terpenuhi, karena air tidak akan mengalir.

7.4.3 Langkah Waktu

Langkah waktu yangdigunakan tergantung dari keperluan simulasi. Langkah

waktu periode pendek, yaitu 1 jam an maupun harian biasanya digunakan

untuk simulasi banjir. Untuk simulasi yang lain digunakan langkah waktu

mingguan, sepuluh harian, tengah bulanan, dan bulanan. Langkah waktu

hujan

evaporasi

Infitrasi



musiman dan tahunan biasanya digunakan untuk melihat gambaran secara

umum kemampuan waduk.

7.4.4 Kebutuhan Data

Data yang dibutuhkan dalam simulasi waduk adalah sebagai berikut:

a) Data debit inflow (m3/s) sesuai dengan langkah waktunya

b) Data hujan di daerah hulu. Jika tidak ada debit, maka digunakan data

hujan untuk mendapatkan besaran debit inflow menggunakan pendekatan

hubungan hujan-limpasan. Untuk itu diperukan data lainnya seperti

karakteristik Sub DAS

c) Data hujan diatas waduk

d) Data evaporasi waduk

e) Data infiltrasi

f) Data teknis bendungan: elevasi pelimpah, tinggi muka air minimum dan

maksimum, lebar pelimpah, volume minimum dan maksimum.

g) Kebutuhan air dan jenisnya yang harus dipenuhi

h) Hubungan elevasi-tampungan-luas permukaan waduk.

7.5 Simulasi Waduk

7.5.1 Komponen Penting

Ketika melakukan simulasi Neraca air suatu waduk, komponen yang paling

penting adalah inflow dan kebutuhan air, seperti yang digunakan dalam

latihan sebelumnya. Jika kapasitas penyimpnanan waduk adalah tetap, waduk

bisa kering atau menjadi penuh dan mulai limpas. Dengan

mempertimbangkan aspek-aspek seperti tersebut diatas, Neraca air di waduk

dapat ditulis sebagai berikut:

S1=St-1+(I-R-Ot-L+K)*Δt ........……………………………….. (4)

Dengan :

St-1 : Tampungan waduk pada langkah awal (m3)

St : Tampungan waduk pada akhir dari langkah waktu(m3)

I : inflow atau aliran masuk selama periode yang disimulasikan (m3/s)

R : resapan (m3/s)

Ot : Rencana pengeluaran (m3/s)

L : limpasan dari pelimpah (m3/s)



K : Kekurangan air (m3/s)

Δt : Durasi langkah waktu

Persamaan 4 dilakukan dengan terlebih dahulu menggunakan outlow sama

dengan target. Nilai St diperoleh setelah membandingkan dengan maksimum

dan minimum penyimpanan dalam waduk. Panjang interval waktu dapat

bervariasi dari 1 jam sampai 1 bulan, tergantung pada ukuran waduk dan

tujuan simulasi. Untuk mempelajari masalah pengendalian banjir langkah

waktu kecil (1jam atau 1 hari) diperlukan, namun untuk simulasi langkah-

langkah operasi waduk dari satu minggu atau ssatu bulan mungkin lebih tepat.

Secara umum, semakin besar waduk, semakin besar langkah waktu yang

akan digunakan.

7.5.2 Simulasi Waduk dengan Memperhitungkan Evaporasi

Sejauh ini efek dari penguapan dan curah hujan di waduk belum

dipertimbangkan. Komponen-komponen ini umumnya diabaikan dalam kasus

penelusuran banjir, menggunakan langkah-langkah waktu kecil. Namun,

ketika simulasi periode waktu yang panjang ini mungkin kontribusi variable

tersebut cukup signifikan, terutama jika luas permukaan waduk cukup besar

dalam hubungannya dengan penyimpangan. Jika seri aliran digunakan untuk

simulasi diperoleh di lokasi bendungan, sebelum bendugan itu dibangun.

Besaran aliran masuk mencakup curah hujan diatas waduk. Berkenaan

dengan kehilangan air akibat penguapan, kondiinya evapotranspirasi akan

berubah akibat dari adanya perubahan pemanfaatan lahan dari areal

tumbuhan dengan evapontraspirasi actual Ea dengan kondisi air terbuka

dengan laju penguapan Eo harus dipertimbangkan. Oleh karena itu

persamaan neraca air dapat ditulis sebagai berikut:

St = St-1+[I-R-Oa-(Eo-Ea]*Δt……………………………………………….(5)

Dengan :

Oa : outflow actual

Eo : Evaporasi (m3/s)

Ea : evapotranspirasi actual (m3/s)

A : luas permukaan waduk (m2)



7.5.3 Simulasi Waduk dengan Pelimpah Bebas

Secara garis besar, simulasi di waduk yang sudah ada waduknya dapat dilihat

pada persamaan (1) dan (2) diatas. Semua unit satuan dalam m3, jadi semua

variable yang menggunakan unit satuan m3/waktu harus dikalikann dengan

langkah waktu, untuk yang unit satuannya mm/waktu harus dikalikan luasan

dan langkah waktu.

Luas permukaan waduk berubah dengan jumlah air yang disimpan. Solusi

persamaan neraca air di waduk memerlukan hubungan antara A dan S. Nilai

rata-rata A untuk langkah waktu Δt, maka dapat ditemukan sebagai rata-rata A

untuk penyimpanan St-1 dan St. sejak St tidak diketahui, persamaan neraca

air harus diselesaikan dengan literasi. Sebagai contoh lengkung hubungan

Elevasi-Tampungan-Luas Permukaan waduk dapat dilihat pada gambar 7.5.

Gambar 7.5. Contoh Hubungan Elevasi-Volume-Luas Permukaan Waduk

Simulasi waduk untuk analisis menghasilkan penelusuran aliran masuk

mengikuti Standard Pola Operasi Waduk, dapat diringkas sebagai berikut:

a) Kebutuhan rencana tidak terpenuhi jika penyimpanan air pada akhir

jangka waktu kurang dari tampungan mati;

b) Jika pada akhir langkah waktu waduk penuh, Outflow actual sama

dengan nilai outflow rencana ditambah jumlah yang impas.

Dalam analisis waduk, time series inflow, curah hujan dan penguapan

diketahui nilai-nilainya. Hal ini memungkinkan adanya parameter yang tidak



diketahui, seperti variasi penyimpanan dari waktu ke waktu dan outflow actual

dari waduk. Dari hasil analisis outflow target dapat diperkirakan sebagai fungsi

dari waktu. Setelah pembangunan waduk, Standard Pola Operasi waduk tidak

mungkin sepenuhnya berlaku, karena waduk dapat melayani lebih dari satu

tujuan, seperti konservasi air, pembangkit listrik, retensi banjir dan rekreasi.

Untuk waduk serbaguna, operator harus mengontrol pengeluaran,

mempertimbangkan semua fungsi dan mengkaji bahwa aliran masuk di masa

depan mengandung ketidakpastian (uncertainly). Untuk mengatasi varibilitas

inflow, pola operasi waduk (rule curve) ditetapkan yang bervariasi sepanjang

tahun. Kurva aturan yang digunakan oleh operator sebagai pedoman untuk

operasional setiap harinya.

7.5.4 Pola Operasi Waduk Untuk Dua Fungsi

Operasi waduk dengan dua fungsi menggunakan contoh Rule Curve waduk

Jatiluhur yang melayani dua tujuan: yaitu konservasi air (untuk irigasi) dan

retensi banjir (aturan kurva diberikan pada Gambar 7.6). Aturan operasi

berikut biasanya berlaku untuk situasi ini:

a) Pola Lengkung Banjir (Flood Rule Curve, FRC) merupakan tingkat

penyimpanan maksimum yang diperlukan untuk menyimpan banjir besar.

Hal ini biasanya dianggap sebagai batas yang tidak dapat ditawar atau

dilanggar. Operator mungkin tdak selalu berhasil dalam mematuhi

peraturan ini, khususnya pada operasi sehari-hari. Keberhasilan

tergantung pada pelepasan air oleh operator. Jika waduk umpamanya

menggunakan pintu bawah dengan kapasitas maksimum Qb, aturan

operasi adalah sebagai berikut di bawah.



Gambar 7.6. Contoh Pola Operasi Waduk

Jika S>FRC dan S – FRC < Qb kemudian T=D+(S-FRC)dan S=FRC

Jika S>FRC dan S – FRC > Qb kemudian T=D-Qb dan S=S-Qb

(dalam hal ini penyimpanan S melebihi FRC, di mana D adalah

outflow target dan Q adalah outflow actual)

Lengkung Operasi Waduk untuk Konservasi (The Conservation Rule

Curve, CRC) adalah batas yang fleksibel dalam air dapat ditawar atau

dilanggar. Dalam contoh ini CRC mengacu pada konservasi air untuk

irigasi. Jika penyimpanan melewati CRC, outflow dari waduk

berkurang presentase rasio r sebagai berikut:

Jika S<CRC, maka Q=r*D dan S dihitung kembali dengan Q=r*D

Dengan cara ini, pengaruh kekurangan pada pengguna air diminimalkan.

Penerapan penjatahan air juga disebut sebagai nilai perlindungan

konsumen. Alih-alih mengurangi outflow dengan presentase tertentu,

aturan pola operasi waduk secara khusus (heaging rule curves) berlaku

dalam kasus kekurangan air.



b) Lengkung Tampungan Mati (The Dead Storage Curve, DSC) adalah batas

yang tidak bisa dilanggar, karena air yang tersimpan tidak bisa

dioperasikan di bawah batas tampungan mati. Jika S turun di bawah DSC,

outflow berkurang sebagai berikut:

Jika S<DSC, maka Q=S+D-DSC dan S=DSC (Qperlu dikoreksi jika

tampaknya negative karena penguapan).

7.6 Latihan

1. Berikan uraian tentang tahapan dalam penyusunan pola operasi dari

suatu waduk?

2. Berikan penjelasan mengapa sering terjadi konflik dalam pola operasi

waduk yang multifungsi?

3. Solusi apa yang saudara usulkan didalam mengoperasikan waduk

multifungsi supaya optimal?

7.7 Rangkuman






7.8 Evaluasi

1. Menurut pendapat saudara data apa yang diperlukan untuk pola operasi

dari suatu waduk......

a. Data inflow yang masuk ke waduk

b. Data kebutuhan air hilir

c. Kurva hubungan antara elevasi-area dan volume

d. Semuanya benar



2. Apa yang dimaksud dengan waduk multi fungsi adalah.....

a. Waduk yang peruntukkannya untuk irigasi

b. Waduk yang peruntukannya untuk PLTA

c. Waduk yang peruntukannya untuk pengendalian banjir

d. Semua benar

3. Apa yang diperlukan didalam melakukan operasi dari suatu waduk.....

a. Besarnya tampungan waduk

b. Kurva hubungan antara elevasi-area-storage

c. Sedimentasi ke waduk

d. Rule curve



BAB VIII

LAJU SEDIMENTASI

8.1 Pendahuluan

Kajian hidrologi suatu satuan wilayah sungai (SWS) atau daerah pengaliran

sungai (DPS) yang terkait dengan masalah pengelolaan dan pengembangan

sumber daya air, konservasi tanah dan air, perencanaan bangunan air

umumnya tidak lepas dari tersedianya data sedimen yang terangkut oleh

aliran sungai. Sebagai misal menentukan berapa besar laju pendangkalan:

sungai, saluran irigasi, waduk, danau, situ, ataupun penentuan laju erosi

lahan, semuanya itu ditentukan oleh tersedianya data sedimen runtut waktu

dari suatu lokasi pos duga air. Perencaan tanggul banjir, perencanaan lebar

dan kemiringan saluran irigasi tidak lepas dari penentuan debit sedimen di

lokasi yang direncanakan itu.

Hasil sedimen (sediment yield) suatu DPS merupakan bagian dari material

hasil erosi yang terangkut melalui jaringan pengaliran ke arah hilir atau di titik

pengukuran. Hasil sedimen yang dinyatakan dalam satuan volume atau tebal

sedimen per satuan luas DPS disebut dengan laju hasil sedimen (sediment

yield rate).

Banyak faktor yang berpengaruh terhadap hasil sedimen, antara lain :

a) jumlah dan intensitas curah hujan;

b) Vegetasi penutup;

c) Pengunaan lahan;

d) Tipe tanah dan formasi geologi;

e) Jaringan pengaliran seperti kemiringan, panjang, bentuki dan ukuran;

f) Karakteristik sedimen seperti ukuran dan mineralogi;

g) Karakteristik hidraulik alur dan

h) Aliran permukaan.

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan tentang laju

sedimentasi.



8.2 Mekanisme Angkutan Sedimen

Muatan sedimen atau debit sedimen (sediment load or sediment discharge)

adalah seluruh sedimen total yang terangkut oleh aliran sungai di suatu lokasi

pengukuran, umumnya dinyatakan dengan satuan berat per satuan waktu

(ton/hari, kg/det) atau satuan volume (m3/hari). Berdasarkan cara

pengangkutannya muatan sedimen diklasifikasikan menjadi 2 bagian, yaitu :

a) Muatan sedimen dasar (bed load);

b) Muatan sedimen suspensi (suspended load).

Muatan sedimen dasar adalah bagian dari muatan sedimen yang bergerak di

sepanjang dasar sungai dengan cara menggelinding, meloncat-loncat ataupun

bergeser. Muatan sedimen suspensi adalah bagian dari muatan sedimen

yang bergerak tersuspensi atau melayang di dalam aliran dan hanya sedikit

sekali berinteraksi dengan dasar sungai karena selalu terdorong ke atas oleh

turbulensi aliran. Umumnya partikel muatan sedimen dasar lebih kasar jika

dibanding muatan sedimen tersuspensi. Beberapa bagian dari partikel

sedimen dapat terjadi bergerak sebagai muatan sedimen suspensi di suatu

titik, tetapi di lain tempat dapat bergerak sebagai muatan sedimen dasar, atau

dapat terjadi sebaliknya.

Berdasarkan ukuran partikel sedimen, maka muatan sedimen dapat

dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu :

a) Muatan material dasar (bed-material load);

b) Muatan material halus (fine-material load).

Muatan material dasar adalah bagian dari muatan sedimen yang berada di

dasar sungai umumnya ukuran partikelnya lebih kasar, bersumber dari dasar

sungai dan cenderung mengendap pada kondisi aliran tertentu. Sedangkan

muatan material halus, yang umumnya dinyatakan sebagai muatan bilas

(wash load), adalah bagian dari muatan sedimen yang ukurannya alus, tidak

berasal dari dasar sungai, dan cenderung mengendap. Sumber utama dari

muatan bilas adalah hasil pelapukan dari lapisan atas batuan atau tanah dari

DPS yang bersangkutan. Muatan bilas akan dapat ditemui dengan jumlah

yang besar pada saat awal musim hujan.



Bagian dari material dasar di samping bergerak sebagai muatan sedimen

dasar ada juga yang bergerak sebagai muatan sedimen suspensi. Bagian itu

disebut sebagai muatan material dasar tersuspensi (suspended bed-material

load). Dari uraian itu, maka dapat dikatakan bahwa muatan sedimen suspensi

terdiri dari gabungan muatan bilas dan muatan material dasar tersusupensi.

Secara umum dapat dikatakan bahwa, permasalahan angkutan sedimen

adalah sangat rumit, karena sifat fisik dari partikel dan jumlah angkutan

sedimen sangat berbeda-beda merpakan variabel yang tidak dapat diukur.

Walaupun demikian terdapat hubungan korelasi yang rendah. Saat

mengendap kecepatan aliran lebih rendah dibanding saat sedimen terangkut.

Suatu alur sungai sering dijumpai pulau-pulau kecil atau dataran banjir yang

terdiri dari material lepas dan tebing sungai melalui daerah volkanik atau

tebing sungai yang mengalami pelapukan dan mudah longsor, keadaan itu

dapat menambah angkutan sedimen.

Muatan sedimen dasar umumnya sulit diukur di lapangan dan oleh karena itu

umumnya ditaksir sebagai prosentase terhadap muatan sedimen suspensi

atau dihitung dengan rumus-rumus empiris. Umumnya rumus-rumus itu

dikembangkan dari hasil penelitian di luar negeri. Oleh karena itu penerapan

rumus perhitungan muatan sedimen dasar masih perlu dikalibrasikan sesuai

dengan kondisi di Indonesia.

8.3 Konsentrasi Sedimen Suspensi

Di dalam campuran air dan sedimen dengan volume tertentu, yang dimaksud

dengan konsentrasi sedimen suspensi adalah perbandingan antara berat

kering dari kandungan sedimen itu terhadap berat campuran air dan sedimen

tersebut, dan dinyatakan dengan satuan 1 bagian per sejuta atau ditulis 1

gram/1 juta gram (part per million atau ppm) dan dapat dirumuskan sebagai :

610 x Bas

Bsppm ........................................................................... (8.1)

Keterangan :

Bs = berat sedimen kering

Bas = berat campuran air dan sedimen



Konsentrasi sedimen suspensi dapat juga dinyatakan sebagai berat kering

dari kandunan sedimen terhadap volume total campuran air dan sedimen dari

suatu sampel sedimen suspensi, dan dinyatakan dalam satuan berat per

volume (mg/L, g/m3, kg/m3). Untuk mengubah satuan konsentrasi sedimen

dalam ppm menjadi mg/L adalah mengkalikan dengan bilangan 1,00 untuk

konsentrasi kurang dari 15.900 ppm dan dikalikan dengan bilangan 1,02 –

1,50 untuk konsentrasi berkisar antara 16.000 – 542.000 ppm.

Konsentrasi sedimen suspensi bervariasi terhadap kedalaman aliran. Pada

umumnya konsentrasi semakin besar mendekati dasar sungai dan semakin

rendah mendekati permukaan aliran. Butiran halus seperti liat (clay) dan debu

(silt) cenderung mempunyai sebaran konsentrasi yang seragam terhadap

kedalaman, jika dibanding partikel yang lebih kasar. Pada bagian panjang

alur sungai yang relatif pendek, muatan sedimen suspensi dapat dianggap

tetap konsentrasinya. Tetapi pada alur sungai yang relatif lebih panjang

konsentrasi sedimen suspensi akan sangat bervariasi dari suatu lokasi di hulu

ke lokasi di hilir. Partikel sedimen dengan ukuran tertentu yang terendap di

suatu lokasi, di bagian lokasi lain dapat terangkut dari dasar sungai dengan

jumlah yang berbeda. Kecepatan aliran pada saat mengangkut akan lebih

besar dibanding kecepatan aliran pada sat mengendapkan sedimen. Dengan

demikian ada hubungan antara debit aliran dan konsentrasi sedimen

tersuspensi.

8.4 Pengukuran Debit Sedimen Suspensi

Pengukuran debit sedimen suspensi adalah dengan cara mengukur debit dan

pengambilan sampel sedimen suspensi. Sampel sedimen suspensi yang

diukur dari suatu lokasi pos duga air bersamaan dengan saat pengukuran

debit di suatu SWS atau DPS antara lain berguna untuk menentukan :

a) Konsentrasi sedimen suspensi saat pengukuran pada debit tertentu;

b) Debit atau volume sedimen suspensi per satuan waktu yang terangkut

saat pengukuran.

Lokasi pengukuran harus memenuhi syarat sebagai lokasi pengukuran debit

dan konsentrasi sedimen suspensi, antara lain :



a) Aliran tidak melimpah, bagian alur sungai yang lurus sepanjang lebih dari

3 x lebar aliran saat banjir dan mudah dicapai;

b) Bebas dari arus balik, terjunan;

c) Konsentrasi sedimen tercampur merata pada lebar penampang

pengukuran;

d) Aliran tampak turbulen sehingga sedimen tercampur meskipun

turbulensinya tidak tinggi, bila turbulensinya tinggi, maka tidak tepat

sebagai lokasi pengukuran debit;

e) Terdapat kereta gantung atau sarana pengukuran lainnya pada saat

banjir;

f) Bentuk penampang sungai teratur, tidak berbatu-batu, tidak mempunyai

dataran banjir, tidak terdapat penyempitan alur atau pelebaran alur yang

berarti.

Peralatan yang digunakan adalah alat ukur tinggi muka air jenis otomatik

(AWLR), dilengkapi papan duga air. Alat ukur debit menggunakan alat ukur

arus (current meter). Alat ukur lebar dan kedalaman aliran. Alat pengambil

sampel sedimen jenis USDH 48 untuk digunakan pada saat pengukuran debit

dengan merawas dan USD 59 untuk pengukuran debit menggunakan perahu.

Alat komunikasi, alat hitung dan botol sampel isi 500 ml lengkap dengan

etiketnya, selain itu dilengkapi kartu pengukuran debit, blanko pembacaan

muka air, alat penerangan untuk melaksanakan pengukuran pada malam hari

dan baju pelampung.

Pengukuran konsentrasi sedimen dapat dilaksanakan dengan salah satu dari

dua metode, yaitu :

a) Integrasi titik (point integration), dan atau

b) Integrasi kedalaman (depth integration).

Jika maksud pengambilan sampel untuk mendapatkan data distribusi

konsentrasi sedimen suspensi terhadap kedalaman, maka digunakan metode

integrasi titik. Metode integrasi kedalaman diperlukan bila diinginkan analisa

hidrologi yang terkait dengan sedimen suspensi dari suatu SWS atau DPS. Di

Indonesia umumnya menggunakan metoda integrasi kedalaman. Penampang

melintang sungai di lokasi pengukuran dibagi-bagi menjadi beberapa jalur

vertikal. Jalur vertikal adalah jalur ke arah vertikal dari dasar sungai ke

permukaan air dari suatu penampang basah.



8.4.1 Metode Integrasi Titik

Jarak setiap vertikal ditentukan sedemikian rupa sehingga besarnya

kecepatan aliran dan konsentrasi sedimen dari setiap vertikal diperkirakan

perbedaannya relatif kecil terhadap vertikal di sebelah kanan atau kirinya.

Minimal diperlukan 3 buah vertikal. Setiap vertikal dapat dilakukan minimal 5

titik pengambilan sampel (multipoint method) atau dengan cara sederhana

(simplified method).

Cara sederhana ditentukan sesuai dengan metode pengukuran kecepatan

pada proses pengukuran debit, yaitu cara satu titik pada 60% kedalaman, dua

titik pada 20 % dan 80 % kedalaman atau tiga titik pada 20 %, 60 %, dan 80 %

kedalaman, tergantung kedalaman aliran setiap jalur vertikal. Konsentrasi

rata-rata di setiap jalur vertikal dari sebanyak n buah titik pengambilan sampel

dapat dihitung dengan rumus :

n

1i

i

n

1i

ii

V

V C

C

Keterangan :

C = konsentrasi rata-rata di suatu vertikal

Ci = konsentrasi pada titik pengukuran

Vi = kecepatan aliran pada titik pengukuran

Jika sampel diperlukan untuk menghitung debit sedimen suspensi, maka

kecepatan aliran di setiap titik pengambilan sampel harus diukur.

8.4.2 Metode Integrasi Kedalaman

Pada metode integrasi kedalaman sampel sedimen suspensi diukur dengan

cara menggerakan alat pengambil sampel sedimen turun dan naik pada

kecepatan gerak yang sama untuk setiap vertikal sehingga diperoleh volume

sampel sesuai yang telah ditentukan. Umumnya ditentukan volume sampel

sebesar 473 ml sampai 3000 ml, tergantung dari jenis alat yang digunakan.

Terdapat dua metode integrasi kedalaman, yaitu :

a) EDI (equal-discharge-increment);



b) EWI (equal-width-increment) disebut juga ETR (equal-transit-rate).

Pada cara EDI, penampang melintang dibagi-bagi menjadi beberapa bagian

sub penampang, dari bagian ditentukan debitnya adalah sama besarnya.

Oleh karena itu, penerapan cara ini, debit harus diukur terlebih dahulu

sebelum sampel sedimen diambil. Sampel sedimen diambil tepat di bagian

tengah dari setiap bagian penampang. Misal, bila setiap bagian penampang

menampung 25 % dari debit total saat pengukuran, maka sampel sedimen

harus diambil pada jalur vertikal yang mempunyai debit kumulatif mulai dari

12,5 %; 37,5 %; 62,5 % sampai 87,5 % dari debit total. Umumnya penampang

pengukuran dibagi menjadi 3 sampai 10 bagian.

Contoh menentukan titik pengambilan sampel sedimen suspensi cara EDI

seperti tercantum pada Tabel 8.1 berikut ini.



Tabel 8.1. Contoh Lembar Perhitungan pada Kartu Pengukuran Debit dan

Sedimen

No. Rai

Leba

r

Dala

m Titik N Wakt

u

Kecepatan (Vi) Luas Debit Kumula

tif

(bi) (li) (di) Titik Rata2 (ai) (qi) (qi)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0 0.00 0.00 0.00

1 0.50 0.50 0.16 0.6 100 50 0.283 0.283 0.080 0.023 0.023

2 1.00 0.50 0.26 0.6 162 50 0.448 0.448 0.130 0.058 0.081

3 1.50 0.50 0.24 0.6 148 50 0.411 0.411 0.120 0.049 0.130

4 2.00 0.50 0.21 0.6 147 50 0.408 0.408 0.105 0.043 0.173

5 2.50 0.50 0.41 0.2 182 50 0.500 0.422 0.25 0.087 0.260

0.8 123 50 0.344

6 3.00 0.50 0.34 0.6 208 50 0.560 0.560 0.170 0.097 0.357

*)

7 3.50 0.50 0.36 0.6 227 50 0.618 0.618 0.180 0.111 0.468

8 4.00 0.50 0.42 0.2 221 50 0.602 0.507 0.210 0.106 0.574

0.8 148 50 0.411

9 4.50 0.50 0.40 0.2 239 50 0.649 0.583 0.200 0.117 0.691

0.8 188 50 0.516

*)

10 5.00 0.50 0.40 0.2 261 50 0.707 0.573 0.200 0.114 0.805

0.8 158 50 0.437

11 5.50 0.50 0.40 0.2 258 50 0.699 0.611 0.200 0.122 0.927

0.8 191 50 0.523

12 6.00 0.00 0.00

Debit total Q = 0.927

Tanda *) = titik pengambilan sampel sedimen

Keterangan :

a) Kolom 1, 2, 4, 5, 6 dan 7 diukur di lapangan

b) Debit dihitung dengan metode interval tengah

c) Debit total = 0,927 m3/detik, bila sampel sedimen diambil pada 1/6, 3/6

dan 5/6 debit, maka titik pengambilan sampel (tanda *)) :

1) 1/6 x 0,927 m3/det = 0,154 m3/det, diantara rai ke-3 dan ke-4;

2) 3/6 x 0,927 m3/det = 0,463 m3/det, tepat pada rai ke-7;

3) 5/6 x 0,927 m3/det = 0,772 m3/det, diantara rai ke-9 dan ke-10.



Konsentrasi sedimen suspensi rata-rata dari jumlah bagian penampang

sebanyak i = 1, 2, 3, ......... n buah pada saat pengukuran debit dilaksanakan

dapat dihitung dengan rumus :

n

1i

i

n

1i

i

q

q x C

C ...................................................................

bila debit setiap bagian penampang (qi) tidak sama besarnya.

n

C

C

n

1i

i

bila debit setiap bagian penampang (qi) sama besarnya.

EWI atau ETR

Pada cara EWI atau ETR, penampang melintang pengukuran dibagi menjadi

minimal 3 jalur vertikal dengan jarak antara setiap vertikal adalah sama.

Konsentrasi rata-rata dari i = 1, 2, 3.......... n buah vertikal saat pengukuran

dihitung dengan rumus :

n

1i

i

n

1i

i

U

W

C

Keterangan :

Wi = berat sampel pada vertikal ke-i

Ui = volume sampel pada vertikal ke-i

Keuntungan cara EWI adalah tidak selalu diperlukan pengukuran debit, tetapi

yang menjadi kendala adalah sulitnya menentukan waktu gerak alat

pengambil sampel turun dan naik dari semua vertikal harus sama, agar

volume sampel sama besarnya, memenuhi ketentuan teknis dari setiap jenis

alat yang digunakan. Cara ini sangat jarang digunakan di Indonesia.



8.5 Botol Sampel dan Analisa Laboratorium

Setelah sampel sedimen diambil dengan volume sesuai ketentuan, kemudian

disimpan di dalam botol khusus yang tidak mudah : pecah, bocor dan rusak.

Botol setelah diisi harus tertutup rapat dan diberi label yang bertuliskan :

a) Nomor sampel;

b) Nama sungai dan lokasi;

c) Tanggal, waktu dan nama pengukur;

d) Tinggi muka air dan debit saat pengukuran.

Kemudian dianalisa di laboratorium untuk menentukan :

a) Konsentrasi sedimen suspensi, ukuran butir, dan

b) Berat jenis kering (dry density, unit weight, specific weight).

8.6 Debit Sedimen Suspensi Pengukuran

Pada suatu lokasi pos duga air dari suatu SWS atau DPS, bila suatu saat

terukur debit sebesar Q dengan konsentrasi sedimen suspensi rata-rata

sebesar C (hasil analisa laboratorium sampel sedimen suspensi), maka debit

sedimen pada saat pengukuran sebesar Qs, dapat dihitung dengan rumus :

Q . C .k Qs

Nilai k adalah faktor yang sama besarnya, tergantung dari satuan setiap

unsur.

Bila nilai Qs (ton/hari), C (mg/L) dan Q (m3/detik), dengan interval waktu 24

jam, maka k = 0,0864 sehingga ;

Q x C x 0,0864 Qs

Nilai k=1, bila Qs (kg/detik), C (kg/m3) dan Q (m3/detik), maka debit sedimen

suspensi saat pengukuran adalah :

Q . C Qs



Contoh :

Dari pengukuran debit sebesar 25 m3/detik, dilakukan pengambilan sampel

sedimen dengan cara integrasi kedalaman pada 3 jalur vertikal bagian debit :

1/6, 3/6 dan 5/6 debit. Hasil konsentrasinya untuk setiap bagian adalah :

Debit 8,5 m3/detik, konsentrasi 1200 mg/L;



Hitung konsentrasi dan debit sedimen !.

Jawaban dari contoh tersebut :

Dengan menggunakan rumus 6.1 diperoleh :

C = 1/25 [(8,5 x 1200) + (8,2 x 1500) + (8,3 x 1100)] = 1265 mg/L

Dengan menggunakan rumus 6.2 diperoleh debit sedimen saat pengukuran :

Qs = 0,0864 x 1265 mg/L x 25 m3/detik = 2732,4 ton/hari

Pengukuran debit sedimen harus selalu diikuti pengukuran debit, pengambilan

sampel sedimen tanpa pengukuran debit datanya tidak akan bermanfaat untuk

analisis hidrologi. Data debit sedimen pengukuran dan debit pengukuran

tersebut selanjutnya digunakan sebagai basis pengolahan :

a) Analisis lengkung sedimen;

b) Perhitungan debit sedimen runtut waktu (bila tersedia debit runtut waktu).

Dengan tahap itu, maka sedimen yield suatu DPS dapat ditentukan setelah

menghitung debit sedimen dasar dan sedimen suspensi yang terletak di

daerah unsample zone (lokasi setebal beberapa cm diantara alat pengambil

sampel dan dasar sungai). Umumnya sedimen unsample zone diperkirakan 2

– 10 % dari sedimen suspensi.



8.7 Pengukuran Sedimen Dasar

Pengukuran sedimen dasar dapat dilakukan dengan cara :

a) Pengukuran debit sedimen dasar per satuan lebar

Sedimen dasar terdiri dari partikel kasar, sampai saat ini metode

pengukuran dan perataannya masih dalam pengembangan. Belum

ditemukan satu metode atau alat yang cocok untuk semua kondisi sungai

di lapangan. Salah satu contoh adalah jenis BTMA (Bed-load Transport

Meter Arnhem). Pengukuran dilakukan dengan cara EWI atau EDI.

b) Pemetaan dasar sungai secara berkala

Pemetaan dasar sungai dapat dilakukan dengan cara konvensional atau

dengan echo sounding. Dengan membandingkan perubahan elevasi

setiap pemetaan, maka dapat ditentukan debit sedimen dasar per satuan

waktu.

c) Perhitungan dengan rumus empiris

Telah banyak dikembangkan rumus empiris untuk menghitung sedimen

dasar, meskipun demikian penerapannya di Indonesia masih perlu

pengkajian lebih lanjut. Rumus itu diantaranya :

1) Rumus Meyer – Peter

Menurut Meyer-Peter, sedimen dasar dihitung dengan rumus :

x Wq Q bb

3

50ss

b

D g

1 x

-

q

2/1

0,188 - 4

S n

n R

D x

-

2/3'

50s

26

D n

1/6

90'



Keterangan :

Qb = debit sedimen dasar (kg/det)

Qb = debit sedimen dasar/satuan lebar (kg/detik/m)

dan s = kerapatan air (density) dan partikel (kg/m3)

g = percepatan gravitasi = 9,81 m/detik2

n’ = koefisien kekasaran untuk dasar rata

n = kekasaran aktual dihitung dari rumus Manning

D90 dan D50 = ukuran butir 90 % dan 50 % lolos saringan (mm)

Contoh

Dari pengukuran lapangan diperoleh data :

Tinggi muka air (H) = 1,80 m

Debit (Q) = 152 m3/detik

Luas penampang (A) = 116 m

Lebar aliran (L) = 103 m

Lebar dasar (W) = 101 m

Kemiringan muka air (S) = 0,0007

eRadius hidraulis (R) = 1,07 m

Ukuran butir = D90 = 4,7 mm

D50 = 3,20 mm

Hitung sedimen dasar saat itu bila kerapatan (density) air dan sedimen

dianggap = specific gravity (BD) ari dan sedimen. BD air = 1,00

ton/m3 dan sedimen = 2,65 ton/m3.

Jawab

Kecepatan rata-rata = A

Q = V = 1,31 m/detik

Koefisien kekasaran Manning = 0,0212 n S R n

1 V 1/22/3

Maka = 0,0157 4,7 x 1/26 n6/1'



4-

2/3

-3

10 x 7 x 0,0212

0,0157 07,1

10 x 3,20 x

1000

1000- 2650

11,07 (tanpa satuan)

10 x 3,20 x 9,81

1 x

1000 - 2650

1000 x

2650072,0

1/2

33-

b

qb = 0,139 kg/detik/m

Qb = 0,139 kg/detik/m x 101

m = 14 kg/detik

2) Rumus Einstein

Rumus pendekatan yang digunakan, untuk menghitung debit sedimen

dasar/unit lebar :

3

35ss

b

D g

1 x

-

q

S n

n R

D x

-

2/3'

35s

Hubungan dan ditentukan dari grafik khusus.

Contoh

Tentukan debit sedimen dasar dari contoh sebelumnya jika D35 = 2,9

mm.

Jawab

Dari rumus 7.6 akan diperoleh :

4-

2/3

-3

10 x 7 x 0,0212

0,0157 07,1

10 x 2,90 x

1000

1000- 2650

10 (tanpa satuan)

Dari tabel khusus diperoleh = 0,09 (tanpa satuan)



Dengan rumus 7.5 diperoleh :

10 x 2,90 x 9,81

1 x

1000 - 2650

1000 x

265009,0

1/2

33-

b

qb = 0,149 kg/detik/m

Debit sedimen dasar seluruh penampang :

Qb = 0,149 kg/detik/m x 101 m = 15,14 kg/detik

(hasil hampir = perhitungan rumus MEYER-PETER = 14,0 kg/detik)

8.8 Pengambilan Material Dasar

Pengambilan sampel material dasar (bed material) penting untuk perhitungan

debit sedimen dasar menggunakan rumus empiris seperti Meyer-Peter dan

Einstein atau kajian hidrologi lainnya. Pengambilan dapat dilaksanakan

secara random pada penampang melintang dan memanjang ruas sungai.

Peralatan yang digunakan antara lain : Van Veen Grab (Bottom grab); Gravel

Sampler; US-BMH tipe : 53, 54, 60 dan sebagainya. Contoh material dasar

kemudian dianalisis di laboratorium untuk menentukan distribusi ukuran butir.

8.9 Pengukuran Sedimen Total

Pengukuran sedimen total (suspensi + sedimen dasar) yang terangkut pada

suatu sungai dapat dilaksanakan dengan cara :

a) Melaksanakan sampling (pengukuran sedimen suspensi dan sedimen

dasar seperti telah dijelaskan dimuka);

b) Menggunakan alat tampung sedimen;

Cara ini dapat dilakukan pada alur sungai kecil dan menyempit atau pada

plot-plot erosi. Biasanya dilengkapi ambang sebagai alat ukur debit.

Sedimen total per satuan waktu langsung dapat ditentukan dari alat

tampung yang tersedia.

c) Memetakan topografi danau atau waduk.

Cara ini digunakan untuk mengetahui laju sedimentasi total dari semua

sungai yang masuk danau atau waduk. Pemetaan dilakukan secara

berkala misal sekali setahun. Dengan menghitung beda volume total dari

setiap pemetaan terhadap volume total pemetaan sebelumnya, maka

sedimen total per satuan waktu dapat ditentukan.



Pemetaan dapat dilakukan dengan metode: garis kontur atau jalur (range).

Metode garis kontur dilaksanakan sebelum waduk diisi air. Metode jalur

digunakan setelah pengisian waduk. Data yang diperlukan: peta dasar, lokasi

jalur pemetaan, nomor jalur, BM, titik tetap pembantu. Diperlukan: perahu dan

perlengkapannya, alat ukur jarak dan arah, alat ukur kedalaman (echo

sounding), alat komunikasi, rambu-rambu dan sebagainya.

Pengukuran jarak horisontal dapat dilakukan dengan metode sudut tunggal

atau sudut ganda, tergantung kemudahan pelaksanaan dan ketelitian yang

diinginkan.

8.10 Pengolahan Data Sedimen

Pengolahan data sedimen dimaksudkan untuk memperoleh laju hasil sedimen

(ton/ha/tahun, m3/ha/tahun, mm/tahun) dari suatu DPS. Langkah

pengolahannya adalah sebagai berikut :

a) Mengumpulkan data pengukuran sedimen suspensi dan debit.

b) Mengumpulkan data debit runtut waktu.

c) Mengumpulkan lengkung sedimen suspensi.

d) Mengumpulkan debit sedimen suspensi runtut waktu.

e) Mengumpulkan debit sedimen suspensi pada unsample zone.

f) Mengumpulkan debit sedimen dasar runtut waktu.

g) Mengumpulkan debit sedimen total runtut waktu.

h) Menghitung hasil sedimen per tahun.

Berikut ini penjelasan lengkapnya.

a) Mengumpulkan data pengukuran sedimen suspensi dan debit.

Data yang dikumpulkan dari suatu lokasi pos duga air (DPS) meliputi :

konsentrasi sedimen, debit dan tanggal pengukuran. Debit sedimen

suspensi dihitung berdasarkan data konsentrasi dan debit. Data tersebut

harus dibuat dalam suatu tabel dalam urutan kronologis.

b) Mengumpulkan data debit runtut waktu.

Data debit runtut waktu dari pos duga air (DPS) yang akan diolah dapat

dikumpulkan dari buku publikasi debit. Sudah barang tentu untuk lokasi



dan waktu pengukuran sama dengan lokasi dan waktu pengukuran

sedimen. Data debit tersebut harus dilakukan pengecekan tentang

kebenaran datanya, misal dengan analisa :

- Hidrograf

- Statistik.

Data debit yang salah atau meragukan kebenarannya harus tidak

digunakan untuk perhitungan sedimen.

c) Mengumpulkan lengkung sedimen suspensi.

Lengkung sedimen suspensi adalah grafik atau persamaan yang

menggambarkan hubungan antara debit sedimen (Qs) terhadap debit (Q).

Data yang digunakan harus terlebih dahulu dicek kebenarannya. Rumus

umum yang digunakan :

b

s Q a Q

Dalam hal ini a = koefisien dan b = eksponen. Persmaan 10.1 dapat

diubah sebagai persamaan linier sederhana sebagai berikut :

Q log b a log Q log s

atau

bX a Y

Dalam hal ini Yi = log Qsi sebagai variabel tidak bebas (VTB) dan Xi = log

Qi sebagai variabel bebas (VB) untuk sebanyak i > dari 10 buah

pengukuran mulai kondisi muka air rendah sampai tinggi. Nilai a = titik

potong (intercept) dan b = koefisien regresi yang untuk n buah data dapat

ditentukan dengan cara kuadrat terkecil, seperti rumus berikut ini :

Xvarian

XYkovarian

X - X

Y - YX - X

bn

1i

2_

i

_

i

n

1i

_

i

......................

__

X b - Y a .............................................................

n

1i

i

_

Y n

1 Y ...............................................................



n

1i

i

_

X n

1 X ..............................................................

Ketelitian persamaan dapat ditentukan dari analisis regresi linier

sederhana, antara lain menentukan nilai :

a. R = koefisien korelasi

b. R2 = koefisien determinasi

c. SEE = kesalahan standar perkiraan (Standard Error of Estimate)

d. Uji t

e. Uji F

2) Jika nilai R > 0,70 dianggap persamaan 10.3 cukup baik. Nilai R

dihitung dengan persamaan berikut ini :

_

i

_

i

Y- Y

Y - Y

R

3) Penentuan koefisien determinasi (R2), jika angkanya mendekati 100 %

dianggap yang terbaik. Angka R2 dihitung menggunakan :

_

i

_

i

2

Y- Y

Y - Y

R

4) Penentuan angka SEE, semakin kecil angka SEE maka model yang

dihasilkan semakin baik. Angka SEE dihitung dengan persamaan

berikut ini :

2 -n

Y - Y

SEE

n

1i

2

ii

5) Uji koefisien regresi, jika setiap koefisien regresi dinyatakan dengan ,

maka dapat dilakukan uji-t dengan hipotesa sebagai berikut :

(a) Ho : = 0 (koefisien regresi tidak signifikan);

(b) Ho : 0 (koefisien regresi signifikan);

(c) Pedoman untuk menarik kesimpulan :



(1) Dengan menggunakan angka Tabel-t (Tabel-t umumnya

tersedia di dalam buku-buku statistik) :

jika t hitung terletak di daerah penerimaan, maka Ho

diterima;

jika t hitung terletak di daerah penolakkan, maka Ho

ditolak;

Angka hitung t, untuk derajat bebas (n-2) ditentukan dari

persamaan :

SEB

- b i ii

Dalam hal ini bi adalah koefisien regresi yang ditaksir dan

i adalah parameter yang dihipotesakan. SEB adalah

kesalahan standar angka bi. SEB dapat dihitung dengan

persamaan :

2

i

_

i X - X

1 SEE SEB

(2) Dengan menggunakan angka peluang (P) :

jika P terhitung > 5,0%, maka Ho diterima;

jika F terhitung < 5,0%, maka Ho ditolak.

6) Uji signifikasi menyeluruh, menggunakan uji-F untuk menguji apakah

memang terdapat hubungan antara VTB terhadap VB. Jika koefisien

regresi pada persamaan dinyatakan dengan , maka hipotesa yang

digunakan adalah :

(a) Ho : = 0 (tidak ada hubungan antara VTB terhadap VB);

(b) Ho : 0 (terdapat hubungan antara VTB terhadap VB);

(c) Pedoman untuk menarik kesimpulan :

(1) Dengan menggunakan angka Tabel-F (Tabel-F umumnya

tersedia di dalam buku-buku statistik) :

jika F hitung terletak di daerah penerimaan, maka Ho

diterima;

jika F hitung terletak di daerah penolakan, maka Ho ditolak;



Angka F dihitung dengan persamaan :

1 -k -n

R - 1

kR

F2

2

(2) Dengan menggunakan angka peluang (P) :

jika P terhitung > 5,0%, maka Ho diterima;

jika P terhitung < 5,0%, maka Ho ditolak.

Persamaan 10.1 – 10.13 dapat dengan mudah diselesaikan

menggukanan paket program statistik pada program lembar kerja

seperti : EXCEL, QUATRO atau LOTUS.

Contoh

Tentukan persamaan lengkung sedimen data berikut ini.

Q (X) QS(Y) Log 10 X Log 10 Y

35 1.73 1.5441 0.2380

39 2.45 1.5911 0.3892 HASIL

43 3.31 1.6335 0.5198

54 6.83 1.7324 0.6344 Multiple R 0.983

56 6.99 1.7482 0.8445 R. Square 0.965

88 10.44 1.9445 1.0187 Adjusted R Square 0.961

95 16.36 1.9777 1.2138 Standard Error 0.092

105 27.47 2.0212 1.4389 Observations 10

112 29.06 2.0492 1.4633

119 33.96 2.0755 1.5310

Df SS MS F Significance F

Regression 1 1.878 1.787 223.649 0.00000039

Residual 8 0.067 0.008

Total 9 1.945

Coefficients Standard

Error

t Stat P-value Lower

95%

Upper

95%

Lower

95.0%

Upper

95.0%

Intercept -3.1583 0.276 -11.436 0.0000031 -3.795 -2.521 -3.795 -2.521

X Variable 2.2423 0.150 14.955 0.0000004 1.897 2.588 1.897 2.588



d) Menghitung debit sedimen suspensi runtut waktu

Dari debit runtut waktu (1 Jan – 31 Des) dari suatu DPS dapat untuk

menghitung sedimen suspensi runtut waktu setelah setiap nilai debit

ditransformasikan menjadi sedimen suspensi berdasarkan persamaan

lengkung sedimen yang telah ditetapkan.

e) Menghitung debit sedimen suspensi pada unzample zone

Pada saat pengukuran sedimen suspensi tidak seluruh kedalaman dapat

terwakili diambil sampelnya. Ada bagian kedalaman yang lokasinya

hampir mendekati dasar sungai tidak dapat terambil sampelnya, kira-kira

setinggi alat ukur sedimen. Sedimen suspensi di lokasi itu disebut

unsample zone. Umumnya nilai sedimen suspensi di lokasi unsample

zone (Qsu) ditaksir, misal 10% terhadap debit sedimen suspensi dan

dirumuskan sebagai berikut :

ssu Q % Q

f) Menghitung debit sedimen dasar runtut waktu

Cara perhitungan sedimen dasar runtut waktu = sedimen runtut waktu.

Terlebih dahulu menentukan lengkung sedimen dasar untuk kemudian

digunakan sebagai alat transformasi menentukan sedimen dasar runtut



waktu. Namun karena umumnya sedimen dasar sulit diukur, maka

besarnya debit sedimen dasar (Qsd) dalam satu tahun ditaksir berdasarkan

persentase sedimen suspensi untuk tahun yang bersangkutan. Misalnya

sebesar 10% dari sedimen suspensi. Umumnya dirumuskan sebagai

berikut :

ssd Q % Q .................................................................

g) Menghitung debit sedimen total runtut waktu

Sedimen total (Qstot) dihitung dengan rumus :

sdsusstot Q Q Q Q

h) Menghitung hasil sedimen per tahun

Hasil sedimen (SED, sediment yield) dihitund dari volume sedimen total

dibagi dengan luas DPS.

Volume sedimen = Qstot (ton/tahun) : berat jenis (ton/m3)

SED = Volumen sedimen : luas DPS .........................

Contoh .......................................................................

Dari DPS Waduk PLTA PB Sudirman dengan luas DPS = 1022 Km2,

berdasarkan data tahun 1956 – 1979 mempunyai angkutan sedimen

melayang rata-rata 7,040 juta ton/tahun. Hitung hasil sedimen DPS itu jika

berat jenis sedimen = 1,097 ton/m3.

Jawab

Qs = 7,040 juta ton/tahun

Qsu = 0,704 juta ton/tahun........ (dianggap 10% Qs)

Qsd = 0,704 juta ton/tahun........ (dianggap 10% Qs)

Dengan rumus 10.16 diperoleh Qstot = 8,448 juta ton/tahun

Dengan rumus 10.17 diperoleh volume sedimen

/tahunm juta 7,70 ton/m907,1

ton/tahunjuta 8,448 volsed 3

3



Dengan rumus 10.18, maka sediment yield DPS PLTA Waduk PB

Sudirman adalah :

km 1022

/tahunm juta 7,70 SED

2

3

SED = (7,70 x 106 x 10

3x3 mm

3/tahun) : (1022 x 10

6x2 mm

2)

mm/tahun 7,53 mm10 x 022,1

/tahunmm 10 x 7,70 SED

215

315

Jadi sediment yield yang masuk Waduk PLTA PB Sudirman diperkirakan

setara dengan tebal erosi 7,53 mm/tahun.

8.11 Latihan

1. Menurut pandangan Saudara/i apakah pengaruh dari perubahan tata guna

lahan dan perubahan iklim berpengaruh pada laju sedimentasi. Uraikan

mengapa dan bagaimana?

2. Hal-hal apakah yang dapat diidentifikasi secara awal bahwa telah terjadi

pendangkalan suatu waduk, meskipun belum dilakukan pengukuran

kembali kapasitas tampung waduk?

3. Ada beberapa pendekatan yang dapat digunakan untuk memperkirakan

Sedimentasi yang terjadi di waduk, Sebutkan?

8.12 Rangkuman













8.13 Evaluasi

1. Pengambilan sampel air dan sedimen dasar dapat dilakukan.....

a. Setelah dilakukannya pengukuran debit

b. Bisa dilakukan kapan saja

c. Dilakukan secara kontinu tanpa melakukan pengukuran debit

d. Semuanya benar

2. Pengambilan sampel air dimaksudkan untuk mendapatkan.....

a. Besarnya konsentrasi sedimen layang yang terkandung dalam aliran

b. Besaran butiran sedimen dasar

c. Berat jenis butiran

d. Besarnya total sedimen yang terkandung dalam aliran

3. Besarnya kandungan sedimen layang dan sedimen dasar dapat

digunakan sebagai dasar dalam perhitungan layanan umur waduk jika

diketahui.....

a. Debit rata-rata sedimen tahunan yang terangkut dalam aliran

b. Kurva hubungan elevasi – area dan volume dari suatu waduk

c. Data besarnya inflow tahunan yang masuk ke waduk

d. Semuanya benar



BAB IX

PENUTUP

9.1 Simpulan

Pengolahan data hidrologi dimulai dari pengolahan data hujan, pengolahan

data debit aliran, pengumpulan data tinggi air muka (perhitungan debit

sungai).













(meteorology) harus realistis.


















9.2 Tindak Lanjut

Untuk dapat mendalami materi ini, Peserta diharapkan mengikuti materi

selanjutnya dan membaca literatur yang ada pada daftar pustaka modul ini.



DAFTAR PUSTAKA

Bell.F.C. Generalized Rainfall Distribution Frequency Relationships, J. Hydraul. Div.

ASCE, vol 95, pp 311-327.

Burges, S.J., Latenmaier, D.P. and Bates, C.L, 1975. Properties of the Three

Parameter Lognormal Probability Distribution, Water Resour. Res., 11(2) :

229-235

Chow, V.T. A General Formula for Hydrologic Frequency Analysis, Trans. Am.

Geophys. Union, Vol. 32, pp. 231-237, April 1951.

Dalrymple, T. Regional Flood Frequency, High Res. Board Res. Rep. 11-B, pp. 4-20,

1950.

Dep. PU., 1986 : Perencanaan Jaringan Irigasi, Standar Perencanaan Irigasi KP 01

dan KP 04, Penerbit CV galang Persada, Bandung.

DPMA, 1982, Penelitian dan Evaluasi Tingkat Erosi yang Terjadi di Suatu DPS,

DPMA, Bandung.

Elizabeth M. Shaw, 1980 : Hydrology in Practice, Chapman and Hall, London.

Gumbel, E.J. Statistics of Extremes, Columbia University Press, New York, 1958.

Gringorten I.,1962. Fitting Meteorological Extrems by Various Distribution, J. R.

Meteorol. Soc., vol 88, pp 170-176.

Gringorten I.,1963. Plotting Rule foe Extrems Probability Paper, J. Geophy. Res., vol

68, pp 813-814

Jackson, D.R., 1981. WRC Standard Flood Frequency Guideline, Journal of the

Water Resources Management and Planning Division, American Society of

Civil Engineering 107(WR1), 211-224

Johnson, W.L. and S. Kotz., 1970. Distribution in Statistics : Continuous Univariate

Distribution – 1, Houghton – Mifflin Co., Boston



Linsley, R. K.,M.A. Kohler,and J.L.H. Paulus 1982 : Hydrology for Engineers,

3d.Ed.Mc.Graw Hill, New York.

Loebis, J., 1984. Banjir Rencana untuk Bangunan Air, Direktorat Penyelidikan

masalah Air, Dept. Pekerjaan Umum.

Mutreja. K.M, 1990 : Applied Hydrology, Tata Mc. Graw Hill, New Delhi.

Nemec, 1970 : Engineering Hydrology, Mc. Graw Hill, New York.

O’Connell, P.E.(1981), An Evaluation of Flood Forecasting Procedures for River

Basin, Indonesia, Institute of Hydrology, Wallingford, Oxon, U.K.

Paulhus,J.L.H., and J.F. Miller. Flood Frequency Derive from Rainfall Data. J.

Hydraul. Div. ASCE. Vol 83, pp 1451, December 1957.

Ponce, VG, 1989, Engineering Hydrology, Prentice-Hall, New Jersey.

Rob. Van der Weert, 1994 : Hydrologycal Conditions in Indonesia, Delft Hydraulic,

Netherland.

Sampudjo, K; Mohd. Arief Ilyas, 1989, Erosion and Sedimentation Monitoring in the

Upper Citarum River Basin, Makalah disajikan pada ISEV di Yogyakarta.

Santosh, K.G., 1977 : Water Resources and Hidrology, Khana Pub. New Delhi.

Schults, E.F., 1973 : Problem Applied Hydrology, Water Resources Publication,

Seyhan, E., 1977 : Fundamental of Hydrology, Free University, The Netherland.

Slade, J.J., Jr., 1936. An asymmetric probability function, Trans. Of Am. Soc. Civil

Eng. 101 : 35-61

SNI 03-2415-1991, Metode perhitungan debit banjir.

Soewarno, 1991, Hidrologi-Hidrometri, Penerbit Nova, Bandung.

Soewarno, 1998, Hidrologi Operasional, Jilid 1 dan 2, Naskah sedang dalam proses

penerbitan.



Soewarno, 2000 : Hidrologi Operasional ; - jilid I, Penerbit PT Citra Aditya Bakti,

Bandung.

Stedinger, J.R., 1980. Fitting lognormal distributions to hydrologic data, Water

Resour. Res. 16(3) : 481-490

Travaglio, M., 1981, Suspended Sampling and Measurement, DPMA, Bandung.

Varshney, R.S., 1974 : Engineering Hydrology, Nem Chand & Bros, Roorke.

Victor Miguel Ponce, 1989 : Engineering Hydrology – Principles and Practices,

Prentice Hall, New Jersey.

Wilson, E.M., 1990 : Engineering Hydrology, The Macmillan Press. LTD.

WMO, 1990, Manual on Operational Methods for the Measurement of Sediment

Transport, WMO – Manual No. 686.

World Meteorological Organization, 1969. Estimation of Maximum Floods, WMO no.

233, Tech . Note. 81, 1996, Geneva, Switzerland

World Meteorological Organization, 1983. WMO-No-168, Guide to Hydrological

Practices, Volume II Analysis, Forecasting and Other Application, Secretariat

of WMO, Geneva, Switzerland

World Meteorological Organization, 1976. WMO-No-168, Guide to Hydrolological

Practices, Volume I, Data, Secretariat of WMO, Geneva, Switzerland



GLOSARIUM

Relatif Humidity : Kelembaban Udara

PDA : Pos Duga Air

AWLR : Automatic Water Level Recorder

CMB atau Probable

Maximum Precipitation

: Curah Hujan Maksimum Boleh Jadi

DAD : Depth Area Duration

BMB : Banjir Maksimum Boleh Jadi

SWS : Satuan Wilayah Sungai

DPS : Daerah Pengaliran Sungai



KUNCI JAWABAN

A. LATIHAN MATERI POKOK 1: PENGOLAHAN DATA HIDROLOGI

1. Berikan uraian terkait dengan manfaat data hujan dalam perencanaan

SDA?

Jawaban:

Data hujan sangat dibutuhkan dalam analisis hidrologi dan SDA adalah

untuk :

Perhitungan hujan rancangan dan PMP sebagai input untuk

perhitungan debit banjir rancangan guna desain suayu infrastruktur

bangunan air khususnya dan bangunan Sipil lainnya.

Perhitungan besarnya hujan efektif guna pemanfaatan air yang optimal

bagi pemenuhan kebutuhan air irigasi

Perhitungan intensitas hujan yang diperlukan pada design saluran

drainase.

Perhitungan keseimbangan tata air

2. Berikan penjelasan terkait dengan manfaat dari data iklim / klimatologi pada

perencanaan SDA?

Jawaban:

Manfaat Data iklim adalah dapat digunakan untuk menghitung besarnya

evapotranspirasi serta kebutuhan air tanaman disuatu areal petak tanaman.

3. Berikan penjelasan terkait dengan manfaat dari data debit pada

perencanaan SDA?

Jawaban:

Manfaat dari data debit untuk perencanaan adalah sebagai berikut :

Data debit dapat dibedakan dalam 3 jenis durasi yaitu :

• Data debit banjir (dengan durasi jam-jaman) untuk kurun waktu

pengamatan selama 10 tahun digunakan untuk perhitungan debit banjir

rencana, umumnya digunakan untuk design pelimpah dan flood

storage.

• Data debit aliran rendah rata-rata harian / 3 harian / 7 harian / bulanan

untuk kurun waktu pengamatan selama 10 tahun digunakan untuk



perhitungan debit aliran rendah / debit aliran kering rencana, umumnya

digunakan untuk perencanaan alokasi air dan kebutuhan air

lingkungan.

• Data debit rata-rata harian untuk kurun waktu pengamatan selama 10

tahun digunakan untuk perhitungan debit andalan / ketersediaan air.

• Data debit sedimen digunakan untuk mengetahui sedimen yang

terangkut setiap tahunnya diperlukan untuk design dead storage dan

umur layanan waduk

B. EVALUASI MATERI POKOK 1: PENGOLAHAN DATA HIDROLOGI

1. C

2. B

3. D

C. LATIHAN MATERI POKOK 2: KETERSEDIAAN AIR DAN KAPASITAS

WADUK

1. Bagaimana pendapat Saudara/i terkait dengan tata guna lahan terhadap

perubahan kapasitas tampung suatu waduk?

Jawaban:

Dengan adanya perubahan tata guna lahan dari hutan menjadi kebun /

ladang maka

o Akan terjadi peningkatan laju sedimentasi, hal ini disebabkan karena

pada saat terjadi hujan, maka dengan terbukanya areal dari hutan ke

ladang, energi hujan yang jatuh lebih menggerus permukaan tanah

dibandingkan jika tutupan lahannya hutan, sehingga sedimentasinya

akan meningkat dan akan masuk kewaduk yang berdampak pada

penurunan kapasitas tampung waduk.

o b. Disamping itu pada saat hujan jatuh pada lahan hutan akan

terintersepsi pada hutan yang masih lebat sehingga air masih dapat

tetampung dalam tampungan tanah dihulu sebelum mengalir kehilir dan

keluar sebagai mata-mata air / baseflow. Pada kondisi tutupan lahan

yang terbuka hujan yang jatuh tidak dapat tertampung lagi sehingga

langsung menjadi aliran dan tidak ada kesempatan hujan yang jatuh

meresap kedalam tanah, hal ini berdampak pada waktu musim



kemarau debit aliran rendah/ baseflownya menjadi kering dan

sebaliknya pada musim hujan akan terjadi peningkatan debit banjir.

2. Pada kondisi dimana debit pengamatan aliran masuk ke waduk tidak

teramati, langkah apa yang Saudara/i akan lakukan untuk memperkirakan

besarnya inflow yang masuk ke waduk. Berikan uraiannya.

Jawaban:

Besarnya infalow yang masuk kewaduk dapat ditentukan / dibedakan pada

kondisi waduk masih direncanakan dan waduk yang telah dioperasikan.

a. Pada perencanaan waduk, bila debit observasi inflow yang masuk tidak

ada maka dapat dilakukan simulasi dengan menggunakan hubungan

antara data hujan dan data aliran dimulut waduk (dihulu) untuk

mendapatkan besarnya debit aliran sinthetis. Debit ini selanjutnya

dianalisis untuk dapat dikategorikan menjadi debit inflow tahun kering,

normal dan tahun basah.

b. Pada waduk yang telah dioperasikan, bila debit observasi inflow yang

masuk tidak ada maka dapat dilakukan:

simulasi dengan menggunakan hubungan antara data hujan dan

data aliran dimulut waduk (dihulu) untuk mendapatkan besarnya

debit aliran sinthetis. Debit ini selanjutnya dianalisis untuk dapat

dikategorikan menjadi debit inflow tahun kering, normal dan tahun

basah.

perhitungan net inflow menggunakan persamaan storage sbb :

Storage 2 = Storage 1 + Inflow – Outflow

dari persamaan ini Inflow dapat diketahui / dihitung karena :

Storage kemarin (S1) dan Storage hari ini (S2) dapat terbaca pada

pengamatan dibendungan serta Outflow termonitor sehingga Inflow

dapat diketahui.

Dilakukan pemasangan pos pengamatan duga muka air dihulu dari

waduk (direkomendasikan pada waduk yang telah beroperasi

menggunakan observasi secara real time dengan perangkat

telemeteri)



3. Bangunan air apa yang saudara harus rencanakan jika ketersediaan air di

suatu DAS tidak memadai untuk pemenuhan kebutuhan airnya, data

hidrologi apa yang Saudara/i butuhkan?

Jawaban:

Pada kondisi ketersediaan air tidak memadai untuk pemenuhan kebutuhan

air, maka infrastruktur yang perlu dibangun adalah bendungan. Data

hidrologi yang dibutuhkan terdiri dari data observasi hidrologi (data hujan,

data debit, data iklim, data sedimentasi) yang durasi datanya disesuaikan

dengan analisis hidrologi yang diperlukan untuk menunjang perencanaan

bendungan seperti analisis hujan rencana, analisis debit banjir rencana,

analisis penelusuran banjir, analisis evapotranspirasi, analisis hujan efektif,

analisis debit andalan, debit aliran rendah, dan debit sedimentasi.

D. EVALUASI MATERI POKOK 2: KETERSEDIAAN AIR DAN KAPASITAS

WADUK

1. A

2. C

3. D

E. LATIHAN MATERI POKOK 3: ANALISIS CURAH HUJAN DESAIN

1. Berikan uraian singkat bagaimana tahapan yang perlu dilakukan bila

Saudara/i diminta untuk menghitung hujan rencana pada kondisi dimana

data hujan harian maximum tahunan tidak tersedia dalam 10 tahun.

Jawaban:

Pada kondisi dimana data pengamatan hujan harian maximum tidak

tersedia didalam DAS untuk kurun waktu 10 tahun, maka tahapan yang

perlu dilakukan adalah :

Mengumpulkan data hujan harian max disekitar DAS

Cari korelasi antara data hujan didalam dan diluar DAS jika korelasi

baik lakukan transposing data.

Pelajari peta isohyet yang telah dikeluarkan oleh BMKG, apa perlu

dilakukan koreksi/ konversi antara besaran hujan didalam DAS dan

diluar DAS



Hitung hujan rencana untuk masing-masing pos disekitar DAS

Hitung hujan rancangan rata-rata nya

2. Berikan uraian singkat pada kondisi apa kita menggunakan fungsi distribusi

Normal dan Gumble untuk perhitungan hujan rencana?

Jawaban:

Perhitungan Banjir Rencana menggunakan Fungsi distribusi Normal dipilih

jika koefisien kemiringan (skewness mendekati nol) sedangkan untuk fungsi

distribusi Gumble dipilih jika skewness nya mendekati 1.13.

3. Berikan uraian singkat bagaimana tahapan Saudara/i menghitung

besarnya intensitas hujan untuk kebutuhan perhitungan besarnya debit

banjir rencana pada suatu daerah pemukiman?

Jawaban:

Tahapan yang dilakukan untuk menghitung besarnya intensitas curah hujan

untuk berbagai perioda ulang adalah sebagai berikut :

a. Pada kondisi data hujan durasi pendek tersedia untuk kurun waktu

minimal 10 Tahun.

• Kumpulkan hujan max untuk durasi 5 menit, 10 menit, 30 menit, 60

menit, 120 menit setiap tahunnya untuk kurun waktu 10 tahun.

• Buat analisis frekwensi untuk masing-masing durasi pada data

hujan tersebut

• Hitung besarnya intensitas dan buat kurva IDF nya

• Dengan metoda Talbot, Isiguro, Sherman dapat ditentukan formula

hubungan antara waktu dan besarnya intensitas.

b. Pada kondisi data hujan durasi pendek tidak tersedia.

• Menggunakan formula Bell

• Menggunakan pendekatan Mononobe

F. EVALUASI MATERI POKOK 3: ANALISIS CURAH HUJAN DESAIN

1. B

2. B

3. C



G. LATIHAN MATERI POKOK 4: ANALISA BANJIR DESAIN

1. Sebutkan pendekatan yang dapat Saudara/i dapat lakukan untuk

perhitungan debit banjir rencana pada saat data debit observasi tidak

tersedia dalam kurun waktu yang cukup?

Jawaban:

Pada kondisi dimana tidak tersedia data debit banjir ada beberapa

pendekatan dan metoda yang dapat digunakan yaitu :

a. Untuk DAS yang > 50 km2

Perhitungan debit banjir dari Aktual Unit Hidrograp jika tersedia

atau dapat teramatinya satu atau dua kejadian banjir dan besaran

hujan yang menyebabkan banjir tersebut.

Perhitungan debit banjir dari sinthetic unit hydrograph dimana input

untuk model dapat dihitung dan parameter model dapat

diperkirakan dari karakteristik DAS.

b. Untuk DAS yang < 50 km2

Perhitungan debit puncak banjir dapat dihitung dengan

menggunakan metoda Rasional dimana Intensitas hujan dapat

ditentukan dari pengamatan hujan dengan durasi pendek atau dari

persamaan Bell.

2. Menurut pendapat Saudara/i metoda apa yang paling tepat untuk

perhitungan debit banjir untuk DAS yang kecil dan daerah pemukiman/

drainase perkotaan dan apa yang melandasi pendapat Saudara.

Jawaban:

Metoda yang dapat digunakan untuk perhitungan debit banjir pada drainase

perkotaan adalah metoda rasional karena hujan yang digunakan sebagai

input kedalam metoda rasional adalah hujan dengan durasi pendek

(intensitas hujan) yang besarnya ditentukan sesuai dengan waktu

konsentrasi hujan yang umumnya pada daerah pemukiman mempunyai

durasi lebih kecil dari 1 jam.



3. Berikan penjelasan data debit banjir rancangan yang Saudara/i akan hitung

akan dibutuhkan untuk apa dalam perencanaan suatu bendungan/ waduk?

Jawaban:

Besarnya debit banjir rencana yang dihitung digunakan untuk perhitungan

dimensi dari spillway (pelimpah) dan flood storage (tampungan banjir).

Perhitungan ini juga akan terkait dengan luas areal genangan yang terjadi

bila terjadi banjir untuk suatu perioda ulang tertentu.

H. EVALUASI MATERI POKOK 4: ANALISA BANJIR DESAIN

1. C

2. A

3. A

I. LATIHAN MATERI POKOK 5: PENELUSURAN BANJIR

1. Menurut pendapat Saudara/i kapan diperlukan analisis penelusuran banjir?

Jawaban:

Penelusuran banjir dilakukan pada saat:

a. Di sungai :

Perencana ingin mengetahui kondisi muka air dan debit sepanjang

sungai dari hulu kehilir

Dampak dari luapan banjir terjadi dihilir dari lokasi pemantauan banjir

Mengetahui dampak dari pengaruh pasang surut terhadap tinggi

muka air dihilir sungai

b. Di waduk :

Untuk mengetahui besaran outflow akibat hidrograph banjir yang

masuk kewaduk dan masukan untuk kebutuhan design dari

bangunan pelimpah dan flood storage

2. Bagaimana dampak dari pengaruh sedimentasi pada penelusuran banjir?

Jawaban:

Dampak dari pengaruh sedimentasi pada penelusuran banjir adalah akan

terjadi peningkatan tinggi muka air disungai/ diwaduk untuk kondisi sesudah

adanya sedimentasi (pada kondisi terjadi besaran banjir pada perioda ulang

yang sama).



3. Menurut pendapat saudara apakah pengaruh dari perubahan tata guna

lahan dapat berpengaruh pada penelusuran banjir di waduk?

Jawaban:

Perubahan tata guna lahan akan mengakibatkan terjadinya perubahan

karakteristik aliran dimana akan terjadi peningkatan debit banjir dalam

penelusuran debit banjir akan terjadi peningkatan besaran outflownya atau

dengan perkataan lain frekwensi terjadi air keluar dari pelimpah akan

bertambah sering.

J. EVALUASI MATERI POKOK 5: PENELUSURAN BANJIR

1. C

2. B

3. A

K. LATIHAN MATERI POKOK 6: RENCANA POLA OPERASI WADUK

1. Berikan uraian tentang tahapan dalam penyusunan pola operasi dari suatu

waduk?

Jawaban:

Tahapan dalam penyusunan pola operasi waduk adalah:

a. Membuat rule curve dimana dalam pembuatan ini diperlukan data dan

analisis sebagai berikut:

f. Data pola inflow untuk tahun basah, normal dan kering

g. Data kebutuhan air sesuai kebutuhan (kondisi normal sesuai target)

dan kondisi minimum (kondisi min air yang diperlukan)

h. Kurva hubungan antara Elevasi – Area – Storage

i. Menetapkan kebijakan dalam sistim pengoperasian waduk (yearly

return atau multi year return).

j. Melakukan simulasi untuk mencari kondisi batas operasi waduk

untuk tahun basah, normal dan kering.

k. Penetapan rule curve untuk kurun waktu tertentu (misalnya 3-5 tahun

dan dapat disesuaikan sesuai dengan kondisi dan kebutuhan).

b. Mengaplikasikan rule curve tersebut untuk pola operasi tahunan

c. Memprediksi besaran inflow tahunan yang mungkin terjadi



d. Dilakukan penyesuaian dari bulan ke bulan bila terjadi penyimpangan

antara prediksi inflow dan kondisi aktual inflow yang teramati.

2. Berikan penjelasan mengapa sering terjadi konflik dalam pola operasi

waduk yang multifungsi?

Jawaban:

Konflik sering terjadi pada kondisi dimana waduk mempunyai fungsi ganda

misalnya waduk yang dibangun untuk kebutuhan pembangkitan tenaga

listrik dan untuk pengendalian banjir. Pada pola operasinya pasti akan

terjadi konflik karena untuk pembangkitan PLTA agar bisa optimal produksi

listriknya muka air waduk dijaga tinggi (waduk dalam kondisi penuh)

sedangkan bila waduk ini juga berfungsi untuk pengendalian banjir, maka

perlu tersedia tampungan yang memadai bila terjadi banjir (waduk kosong)

sehingga banjir dapat diredam sementara di waduk.

3. Solusi apa yang saudara usulkan didalam mengoperasikan waduk

multifungsi supaya optimal?

Jawaban:

Solusi yang dapat dilakukan dalam mengoperasikan waduk multi fungsi

adalah :

a. Diperlukannya suatu instansi pengelola waduk tersebut

b. Ditetapkannya prioritas dari waduk tersebut

c. Dilakukannya optimasi dari pengoperasiannya dengan menentukan

objective function nya :

Maximum Benefit

Minimum Cost atau Minimum Risk

Equal Sharing (semua sektor menanggung resiko)

L. EVALUASI MATERI POKOK 6: RENCANA POLA OPERASI WADUK

1. D

2. D

3. D



M. LATIHAN MATERI POKOK 7: LAJU SEDIMENTASI

1. Menurut pandangan Saudara/i apakah pengaruh dari perubahan tata guna

lahan dan perubahan iklim berpengaruh pada laju sedimentasi. Uraikan

mengapa dan bagaimana?

Jawaban:

Perubahan tata guna lahan dari hutan ke tanaman kebun / ladang akan

berdampak pada peningkatan erosi di DAS dan ini akan menyebabkan

peningkatan sedimentasi di sungai dan di waduk. Ini terjadi karena pada

saat terjadi hujan dengan tutupan hutan energi tetesan hujan tidak

langsung jatuh ke tanah tapi akan tertahan dipohon-pohon sebagai

intersepsi, sehingga pengelupasan permukaan tanah tidak terjadi dalam

persentasi yang besar, berbeda bila tutupan lahannya ladang / kebun

dimana hujan yang jatuh langsung mengenai permukaan tanah dan erosi

akan terjadi.

Perubahan iklim yang terjadi saat ini telah dirasakan dimana seringkali

terjadi pada musim kemarau masih terjadi hujan lebat dengan intensitas

hujan yang teramati terjadi peningkatan (terlihat dari pemantauan total

hujan yang hampir merata dari tahun ke tahun namun jumlah hari hujan

menurun). Dengan intensitas hujan meningkat maka terjadi energi

pengelupasan tanah / erosi yang bertambah besar sehingga terjadi

peningkatan laju sedimentasi yang bertambah besar.

2. Hal-hal apakah yang dapat diidentifikasi secara awal bahwa telah terjadi

pendangkalan suatu waduk, meskipun belum dilakukan pengukuran

kembali kapasitas tampung waduk?

Jawaban:

Pendangkalan telah terjadi dapat teramati dari terjadinya peningkatan

frekwensi limpasan air melaui pelimpah, hal ini disebabkan pada saat

belum terjadi pendangkalan yang besar debit banjir masih dapat

tertampung di waduk, tapi karena ada pengurangan kapasitas tampung

waduk oleh adanya sedimentasi, maka jika terjadi banjir waduk sudah tidak

dapat menampung nya lagi sehingga air akan terbuang melalui pelimpah

bertambah sering.



3. Ada beberapa pendekatan yang dapat digunakan untuk memperkirakan

Sedimentasi yang terjadi di waduk, Sebutkan.

Jawaban:

Sedimentasi di waduk dapat didekati/ diperkirakan dengan

- Melakukan pemeruman

- Melakukan pengukuran debit dan pengambilan sampel air dan material

dasar pada sungai / anak sungai yang masuk ke waduk

- Melakukan analisis erosi dan sedimentasi yang terjadi di DAS

N. EVALUASI MATERI POKOK 7: LAJU SEDIMENTASI

1. A

2. A

3. D

modul 7 perhitungan hidrologi - bpsdm.pu.go.id · hidrologi dalam perencanaan bendungan. penekanan...

Documents