i

PERMODELAN HIDROLOGI DAERAH ALIRAN SUNGAI

BOGOWONTO MENGGUNAKAN HEC-HMS

SKRIPSI

Diajukan kepada

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik dalam

Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

OLEH

TRILAKSONO ADIWIBOWO

NIM : 201010340311094

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

i

ii

iii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Segala puji bagi Allah SWT Tuhan semesta alam yang karunia dan rahmat-

Nya yak pernah berkurang sedikitpun untuk diturunkan kepada seluruh makhluk-

Nya. Shalawat serta salam tetap terlantun bagi baginda Nabi Muhammad SAW,

beserta keluarganya yang mulia, sahabatnya yang tercinta, dan pengikutnya yang

setia hingga akhir zaman.

Dan tak lupa ku persembahkan Karya ilmiah ini kepada :

1. Alm. Ayahanda dan Alm. Ibunda tercinta “Bpk. H.Guntoyo dan Ibu Hj.

Marmiyati.

2. Kakak- kakakku tersayang “Eka Kasmi G dan Moh. Imam Septine R.” Dan

adik-adikku “Annisa Catur G, Nur Amalia P.G dan Nur Azizah S.G.”

Terimakasih atas doa dan support yang sudah diberikan selama ini.

3. Seluruh keluarga besarku yang telah memberikan doa serta dukungan moril

maupun materil.

4. Desti Dwi yang tak lelah selalu untuk mengingatkan dan mendukung saya

selama ini.

5. Rekan-rekan yang telah banyak membantu serta memberikan dorongan dan

motivasi dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

6. Seluruh Dosen-dosen beserta Staf Jurusan Teknik Sipil, dan Staf Laboratorium

Teknik Sipil yang selama ini telah banyak membantu dalam menimba ilmu serta

tak henti-hentinya mensupport saya.

7. Sahabat saya Miftah Farid, Gesit Hakiki, Hazmi Raedy, dan Danny Eko terima

kasih atas dukungan dan doanya selama ini.

8. Teman-teman FKMP KOBAR di malang, terimakasih atas doa dan

dukungannya selama ini.

9. Serta teman-teman yang tak bisa ku sebutka satu-persatu.

Terimakasih banyak atas semua yang telah kalian lakukan dan berikan

kepada saya

iv

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat yang diberikan

dalam menyelesaikan tugas akhir ini, serta shalawat serta salam kepada Nabi Muhammad

SAW sebagai penerang dan panutan bagi umat manusia menuju jalan yang benar yaitu di

ridhai Allah SWT.

Tugas akhir ini kami tulis dengan judul PERMODELAN HIDROLOGI DAERAH

ALIRAN SUNGAI BOGOWONTO DENGAN SOFTWARE HEC-HMS untuk memenuhi

salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah

Malang.

Dalam masa perkulihan sampai penulisan tugas akhir ini tentunya banyak kendala

yang terjadi, namun berkat bantuan berbagai pihak kami dapat menyelesaikan penulisan

tugas akhir ini, untuk itu tidak lupa kami sampaikan terima kasih kepada:

1. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil UMM

2. Ir. Ernawan Setyono, MT , selaku Wali Dosen dan Dosen Pembimbing I

3. Ibu Lourina Evanale Orfa,ST., M.Eng selaku Dosen Pembimbing II

4. Seluruh Staf Jurusan Teknik Sipil, Staf TU Fakultas Teknik dan Staf Laboratorium

Teknik Sipil.

5. Keluarga tercinta, alm ayah, alm ibu, kakak-kakak dan adik-adik ku sebagai motivasi

tertinggi dalam hidup.

6. Rekan-rekan yang telah banyak membantu serta memberikan dorongan dan motivasi

dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

Akhir kata kami mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan tugas akhir

ini dan semoga tugas akhir ini membawa manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan

dibidang ketekniksipilan.

Malang, 2017

Penulis

v

PERMODELAN HIDROLOGI DAERAH ALIRAN SUNGAI

BOGOWONTO MENGGUNAKAN HEC-HMS

TRILAKSONO ADIWIBOWO

201010340311094

JURUSAN TEKNIK SIPIL, FT-UMM

ABSTRAK

Banjir yang terjadi pada suatu wilayah DAS, disebabkan karena

berkurangnya luas daerah resapan air akibat perubahan tata guna lahan yang

tidak terencana dan terpola baik. Salah satunya pendangkalan di dasar sungai.

DAS Bogowonto merupakan salah sat yang terkena dampak perubahan tesebut.

Debit sungai juga dijadikan sebagai bahan evaluasi kondisi DAS yang

bersangkutan, sehingga debit aliran sungai perlu disajikan dalam bentuk sajian

yang informatif. Salah satu bentuk sajian berupa permodelan hidrologi

menggunakan HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic

Modeling System) dan HSS Nakayasu. Dengan permodelan kala ulang 25

tahun (Q25), kala ulang 50 tahun (Q50) dan kala ulang 100 tahun (Q100).

Dengan melalui beberapa perhitungan didapat debit banjir rencana Hec Hms

figh flow Q25 tahun, Q50 tahun dan Q100 tahun masing-masing 563,6 m³/det,

627,7 m³/det dan 765,8 m³/det dan debit banjir rencana metode Nakayasu Q25

tahun, Q50 tahun dan Q100 tahun masing-masing 591,98 m³/det, 659,11 m³/det

dan 780,70 m³/det.

Kata Kunci: Banjir; Hujan; HEC-HMS; Permodelan Hidrologi

vi

ABSTRACT

Floods that occur in a watershed area, are caused by a reduction in the area

of water catchment areas due to changes in land use that are not well planned

and patterned. One of them is silting in the riverbed. The Bogowonto watershed

is one of those affected by the change. River discharge is also used as an

ingredient for evaluating the condition of the watershed in question, so that river

flow discharge needs to be presented in the form of informative offerings. One

form of dish is hydrological modeling using HEC-HMS (Hydrologic

Engineering Center's Hydrologic Modeling System) and Nakayasu HSS. With

a 25-year return period (Q25), a return period of 50 years (Q50) and a return

period of 100 years (Q100). By calculating some calculations, the planned Hec

flood discharge Hms figh flow Q25 years, Q50 years and Q100 years were

563.6 m³ / s, 627.7 m³ / s and 765.8 m³ / s and planned flood discharge Nakayasu

Q25 year, Q50 year and Q100 year respectively 591.98 m³ / sec, 659.11 m³ /

sec and 780.70 m³ / sec.

Keywords: Floods; Rainfall; HEC-HMS; Hidrology Model

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN....................................................................................i

SURAT PERNYATAAN.......................................................................................ii

LEMBAR PERSEMBAHAN...............................................................................iii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... iv

ABSTRAK..............................................................................................................v

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vi

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

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

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

PEDAHULUAN ..................................................................................................... 1

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

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

1.3 Batasan Masalah............................................................................................ 4

1.4 Maksud dan Tujuan ...................................................................................... 4

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

BAB II .................................................................................................................... 6

TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 6

2.1 Hujan ............................................................................................................. 6

2.1.1 Definisi Hujan ............................................................................................ 6

2.1.2 Klasifikasi Hujan ........................................................................................ 7

vii

2.2 Daerah Aliran Sungai ( DAS ) ...................................................................... 8

2.2.1 Definisi Umum DAS .............................................................................. 8

2.2.2 Klasifikasi Daerah Aliran Sungai........................................................... 9

2.3 Hidrologi ..................................................................................................... 12

2.3.1 Umum ................................................................................................... 12

2.3.2 Siklus Hidrologi ................................................................................... 13

2.4 Analisis Hidrologi ....................................................................................... 14

2.4.1 Hujan Rencana ..................................................................................... 14

2.4.2 Penentuan Hujan Kawasan Metode Poligon Thiessen ......................... 16

2.4.3 Penentuan Analisis Frekuensi .............................................................. 18

2.4.4 Pengeplotan Data ................................................................................. 25

2.4.5 Uji Distribusi Frekuensi ....................................................................... 26

2.5 Distribusi Hujan Jam-jaman ........................................................................ 29

2.6 Pengukuran Elevasi Muka Air .................................................................... 30

2.7 Hidrograf ..................................................................................................... 33

2.7.1 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu .................................................... 35

2.7.2 Hidrograf Satuan Sintetik Soil Coservation Services (SCS)................ 37

2.8 HEC HMS ................................................................................................... 39

BAB III ................................................................................................................. 46

METODE PENELITIAN ...................................................................................... 46

3.1 Lokasi Penelitian ......................................................................................... 46

3.2 Jenis Data .................................................................................................... 47

3.3 Prosedur Penelitian...................................................................................... 47

viii

3.4 Bagan Alir Penelitian .................................................................................. 49

3.5 Bagan Alir Hidrograf Banjir Nakayasu....................................................... 50

3.6 Bagan Alir HEC HMS ................................................................................ 51

BAB IV ................................................................................................................. 52

PERHITUNGAN DEBIT BANJIR RENCANA .................................................. 52

4.1 Data Hujan ................................................................................................. 52

4.2 Pengujian Data Curah Hujan ....................................................................... 54

4.2.1 Uji Konsistensi Data ............................................................................ 54

4.2.2 Uji Homogenitas Data .......................................................................... 55

4.3 Curah Hujan Rerata Wilayah ...................................................................... 58

4.4 Curah Hujan Rancangan (Design of Rainfall) ............................................ 64

4.5 Analisa Frekuensi Hujan Rencana .............................................................. 65

4.6 Plotting Data ............................................................................................... 68

4.7 Uji Kecocokan Sebaran ............................................................................... 70

4.7.1 Uji Chi Kuadrat .................................................................................... 70

4.7.2 Uji Smirnov Kolmogorov .................................................................... 72

4.8 Curah Hujan Rancangan Metode Log Pearson III ...................................... 75

4.9 Distribusi Hujan Jam-jam ........................................................................... 75

4.10 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ......................................................... 77

4.11 Permodelan HEC-HMS ............................................................................. 86

4.11.1 Permodelan HEC HMS Low Flow ..................................................... 91

ix

4.11.2 Permodelan HEC HMS High Flow ....................................................... 92

4.12 Perbandingan Hasil Nakayasu dan HEC HMS dengan data lapangan

(AWLR) ............................................................................................................ 95

BAB V ................................................................................................................... 97

KESIMPULAN ..................................................................................................... 97

5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 97

5.2 Saran ............................................................................................................ 97

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 98

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Persyaratan pemilihan jenis distribusi/ Sebaran frekuensi ………… 21

Tabel 2.2 Nilai K untuk distribusi Log Person III ……………………………. 25

Tabel 2.3 Reduced Mean (Yn) ………………………………………………... 27

Tabel 2.4 Reduced Standar Deviation ( Sn ) ………………………………….. 27

Tabel 2.5 Reduced Variated (Ytr) …………………………………………….. 28

Tabel 2.6 Nilai kritis Do untuk uji Smirnov-Kolmogorov ……………………. 30

Tabel 2.7 Harga Chi-Square (X²) untuk Chi-Square test ……………………… 32

Tabel 2.8 Intensitas Hujan dalam % yang Disarankan PSA 007 ……………… 33

Tabel 2.9 Nilai t/Tp dan q/qp HSS SCS ………………………………………. 43

Tabel 4.1 Curah Hujan Maksimum Harian DAS Bogowonto 1996 s/d 2014…. 59

Tabel 4.2 Persiapan Uji Bartlett untuk 4 Stasiun Hujan ………………………. 63

Tabel 4.3 Perhitungan Uji Bartlett untuk 4 Stasiun Hujan ……………………. 64

Tabel 4.4 Curah Hujan Rerata Metode Polygon Thiessen ……………………. 66

Tabel 4.5 Hujan Maksimum Harian 4 Stasiun Hujan DAS Bogowonto ……… 70

Tabel 4.6 Persyaratan Metode Sebaran ……………………………………….. 71

Tabel 4.7 Perhitungan Statistik Curah Hujan Maksimum

Tahunan Stasiun Hujan …………………………………………….. 71

Tabel 4.8 Perhitungan Parameter Statistik Distribusi Curah Hujan ………….. 72

Tabel 4.9 Perhitungan Statistik (Logaritma) Curah

Hujan Maksimum Tahunan ………………………………………… 72

xi

Tabel 4.10 Perhitungan Parameter Statistik Logaritma

Distribusi Curah Hujan ……………………………………………73

Tabel 4.11 Rekapitulasi Hasil Distribusi …………………………………….. 74

Tabel 4.12 Perhitungan Plotting Data ……………………………………….. 74

Tabel 4.13 Ranking data curah hujan wilayah ………………………………. 76

Tabel 4.14 Hitungan X²Cr …………………………………………………… 77

Tabel 4.15 Uji Kolmogorov untuk Log Pearson III …………………………. 78

Tabel 4.16 Curah hujan rancangan metode Log Person III …………………. 80

Tabel 4.17 Intensitas Hujan dalam % yang Disarankan PSA 007 …………… 81

Tabel 4.18 Tata Guna Lahan DAS Bogowonto Tahun 2015 ………………… 82

Tabel 4.19 Rekapitulasi analisa hujan jam-jaman …………………………… 82

Tabel 4.20 Hidrograf Banjir Nakayasu Q25 tahun …………………………... 85

Tabel 4.21 Hidrograf Banjir Nakayasu Q50 tahun …………………………… 87

Tabel 4.22 Hidrograf Banjir Nakayasu Q100 Tahun ………………………… 89

Tabel 4.23 Debit rata-rata bulanan hasil permodelan

Hec Hms Low Flow …………………...…………………………. 98

Tabel 4.24 Data debit maksimum harian Awlr Pungangan ………………… 101

Tabel 4.25 Parameter Logaritmik debit maksimum harian

Awlr Pungangan ...………………………………………………. 102

Tabel 4.26 Perhitungan Log Person III debit puncak maksimum

Awlr Pungangan …………………………………………………. 103

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) ……………………………………... 10

Gambar 2.2 Contoh DAS Bulu Burung ………………………………………... 12

Gambar 2.3 Contoh DAS Radial ………………………………………………. 12

Gambar 2.4 Contoh DAS Pararel ………………………………………………. 13

Gambar 2.5 Pengukuran tinggi curah hujan Metode Thiessen ………………… 18

Gambar 2.6 Komponen Hidrograf aliran sungai ……………………………….. 39

Gambar 2.7 Sketsa Hidrograf Satuan Sintetik Model Nakayasu ………………. 41

Gambar 2.8 Sketsa Hidrograf Satuan Sintetik SCS tak berdimensi …………… 43

Gambar 2.9 Contoh Userface HEC HMS ……………………………………… 44

Gambar 2.10 Contoh Hasil Simulasi HEC-HMS ……………………………… 46

Gambar 3.1 Lokasi Model Peneltian DAS Bogowonto ……………………….. 52

Gambar 4.1 Lengkung massa ganda masing-masing Stasiun Hujan ………….. 62

Gambar 4.2 Polygon Thiessen 4 Stasiun Hujan DAS Bogowonto ……………. 66

Gambar 4.3 Plotting data pada kertas Probabilitas ……………………………. 75

Gambar 4.3 Hidrograf Banjir Nakayasu Q25 Tahun ………………………….. 86

Gambar 4.4 Hidrograf Banjir Nakayasu Q50 tahun …………………………… 88

Gambar 4.4 Hidrograf Banjir Nakayasu Q100 tahun ………………………….. 90

Gambar 4.5 Persiapan Model HEC HMS Das Bogowonto ……………………. 92

Gambar 4.6 Skema HEC HMS Das Bogowonto ………………………………. 93

Gambar 4.7 Data Input atribut untuk Sub Bassin model ………………………..94

xiii

Gambar 4.8 Grafik debit banjir Low Flow permodelan HEC HMS

Das Bogowonto …………………………………………………… 98

Gambar 4.9 Grafik debit banjir permodelan High Flow Q25 tahun ……………. 99

Gambar 4.10 Grafik debit banjir permodelan High Flow Q50 tahun ……………100

Gambar 4.11 Grafik debit banjir permodelan High Flow Q100 tahun ………….100

Gambar 4.12 Grafik perbandingan hasil Awlr dengan Hec HMS dan

Nakayasu ……………….………………......................................103

98

DAFTAR PUSTAKA

• Asdak, chay. 2004. Hidrologi dan pengelolaan daerah aliran sungai.

Gadjah mada university press. Yogyakarta.

• Hydrologic modelling system HEC HMS applications guide. Desember

2002. Http://www.Hec.Usace.Army.Mil. Usace. 2000. Geospatial

hydrologic modelling extension HEC geohms users manual. Juli 2000.

Http://www.Hec.Usace.Army.Mil. Http://www.Hec.Usace.Army.Mil.

• Panduan HEC-HMS dan aplikasinya di bidang teknik sumber daya air.

Malang. CV citra. Usace. 2000. Hydrologic modelling system HEC HMS

technical reference manual. Maret 2000. Usace. 2002.

• Press. Chow, ven te. 1997. Hidrolika saluran terbuka. Erlangga. Jakarta.

Harto, sri. 1993. Analisis erlangga suhartanto, ery. 2998.

• Soemarto, C. D. 1995. Hidrologi teknik. Erlangga. Jakarta.

• Triatmojo, bambang. 2008. Hidrologi terapan. Beta offset. Yogyakarta