1. Latar BelakangWaduk Sermo adalah tampungan air yang berasal dari Sungai Serang

yang salah satu fungsinya mengurangi faktor genangan yang disebabkanoleh faktor eksternal yaitu banjir dari Kali Serang. Routing aliran wadukmerupakan prosedur untuk menentukan waktu dan debit aliran di suatu titikpada aliran berdasarkan hidrograf yang diketahui disebelah hulu. Efek daripenyimpanan dan hambatan aliran dalam jangkauan sungai tercermindengan perubahan bentuk hidrograf dan waktu sebagai gerakan floodwavedari hulu ke hilir untuk menunjukkan perubahan besar yang terjadi padahidrograf debit. Waduk Sermo berlokasi di Daerah Istimewa Yogyakarta, tepatnya di Dusun Sermo, Desa Hargowilis, Kecamatan Kokap, KabupatenKulon Progo

Tujuan dilakukan penelitian ini yaitu untuk mengetahui hidrografbanjir hasil routing dan efektifitas fungsi waduk sebagai pengendali banjir.

BAB I PENDAHULUAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Penelitian Terdahulu

Irviany P, J. Adityo, 2008, melakukan penelitian tentang banjir rencana WadukKedung Ombo dengan menggunakan metode flood routing. Dari hasil penelitian dapatdisimpulkan bahwa Waduk Kedung Ombo masih efektif sebagai bangunan pengendalibanjir dengan kala ulang PMF, 125 tahun, 1000 tahun, dan PMF. Hal ini menunjukkanbahwa elevasi puncak bendungan mampu menampung sementara debit banjir yang kemudian melimpahkan melalui bangunan pelimpah.2.2 Pengertian Waduk

Waduk adalah bangunan air yang berfungsi sebagai penangkap air danmenyimpannya di musim penghujan waktu air sungai mengalir dalam jumlah besar. (Ray K. Linsley, Joseph B. Franzini, Djoko Sasongko, 1985).2.3 Routing Waduk

Routing waduk adalah proses untuk menentukan waktu dan banjir rancangan. Dalam reservoir, hal ini dilakukan oleh petugas bagian operasi untuk penyimpanan yang tersedia dalam reservoir, sedangkan dalam saluran, gelombang banjir diamati pada titik-titik yang berurutan di sepanjang sungai untuk mengetahui perubahan hidrograf setelahmelalui reservoir sebagai dasar untuk menghitung tinggi muka air waduk maksimum dandebit outflow maksimum dari spillway.

BAB III LANDASAN TEORI3.1 Hujan Rancangan

Untuk menentukan hujan rerata pada DAS tersebut dapat menggunakan metodepoligon Thiesen. Perhitungan curah hujan harian maksimum tahunan menggunakan metodePolygon Thiessen sesuai dengan persamaan 3.1.

R =

...(3.1)

3.1.2 Analisis FrekuensiDi dalam analisa dan perhitungan curah hujan rancangan, untuk mendapatkan

distribusi frekuensi maka data yang tersedia dianalisa dengan 4 (empat) macam metodedistribusi frekuensi yaitu : Metode Distribusi Gumbel, Metode Distribusi Log Pearson TipeIII, Metode Normal, Metode Distribusi Log Normal. Berdasarkan hasil perhitunganparameter statistik dipilih salah satu dari ke empat distribusi tersebut sesuai dengan syaratpemilihan jenis sebaran.

Tabel 3 Syarat Pemilihan Jenis Sebaran

3.1.3 Uji Chi-KuadratPengujian dilakukan dengan cara Uji Chi Kuadrat dengan penjabaran sebagai berikut :X2 =

(3.2)

Keterangan :X2 = Harga Chi KuadratEf = Frekuensi (banyaknya pengamatan) yang diharapkan, sesuai pembagian kelasOf = Frekuensi yang terbaca pada kelas yang sama

Jenis Distribusi Syarat

NormalCs = 0Ck = 3

GumbelCs = 1,1396Ck = 5,4002

Log Pearson Tipe III Cs 0

Log NormalCs = 3 Cv + (Cv2) = 3

Ck = 5,383

Nilai X2 yang didapatkan harus lebih kecil dari harga X2cr (harga Chi Kuadratkritik). Setelah didapat harga Chi Kuadrat perlu dihitung Derajat Kebebasan (DK). Secaraumum perhitungan Derajat Kebebasan sebagai berikut :DK = K (P + 1)...........(3.3)Keterangan :DK = Derajat kebebasan (number of degree of freedom)K = Banyak kelasP = Banyaknya suatu keterikatan (constrain) atau sama dengan banyaknya

parameter, untuk sebaran Chi Kuadrat = 23.1.4 Uji Smirnov Kolmogorof

Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorof sering disebut juga uji kecocokan non paremetrik, karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Smirnov-Kolmogorof menentukan taraf signifikan () dan lihat berapa jumlah data yang ada. 3.2 Banjir Rancangan3.2.1 Metode Hidrograf Satuan Sintetis Gama I (HSS Gama I)

Satuan Hidrograf Sintetik GAMA I dibentuk oleh tiga komponen dasar yaituwaktu naik (Tr), debit puncak (Qp) dan waktu dasar (Tb), dengan uraian sebagaiberikut :1. Waktu Naik (Tr) dinyatakan dengan persamaan :Tr = 0,43 (L/100.SF)3 + 1,0665 . SIM + 1,2775 .(3.4)

Keterangan :Tr = Waktu Naik (jam)L = Panjang Sungai (km)SF = Faktor Sumber yaitu perbandingan antara jumlah panjang sungai

tingkat 1 dengan jumlah panjang sungai semua tingkat.SIM = Faktor Simetri yang ditetapkan sebagai hasil kali antara faktor

lebar (WF) dengan luas relative DAS sebelah hulu (RUA)SIM = RUA * WF = 0,373WF = Faktor lebar adalah perbandingan antara lebar DPS yang diukur

dari titik disungai yang berjarak 0,75 L dan lebar DPS yang diukur dari titik yang berjarak 0,25 L dari tempat pengukuran.

2. Debit Puncak (Qp), dihitung berdasarkan persamaan :Qp = 0.1836 . A 0,5886 * JN 0,2381 * Tr -0,4008 ..(3.5)Keterangan :Qp = Debit Puncak (m3/dt)JN = Jumlah pertemuan sungaiTr = Waktu naik (Jam)

3. Waktu Dasar (Tb), dihitung dengan persamaan :Tb = 27,4132 * Tr0,1457 * S-0,0596 * SN0,7344 * RUA0,2574...(3.6)Keterangan :Tb = Waktu Dasar (jam)Tr = Waktu Nik (jam)S = Kemiringan sungai rata rataSn = Frekuensi sumber yaitu perbandingan antara jumlah segmen sungai sungai tingkat

1 dengan jumlah sungai semua tingkat.RUA = Luas DPS sebelah hulu (km2)3.3 Penelusuran Banjir (Flood Routing)

Persamaan hydrologic routing untuk kontinuitas dan penampungan dapat dilihatsebagai berikut :I O =

atau S = I O dengan s = t t ..(3.7)

Keterangan :I = InflowO = Outflow`ds/dt, S= Perubahan tampunganSehingga :

t +

t = S2 S3 ...(3.8)

Dari persamaan (3.17) maka akan didapatkan nilai :Q 2 = I 1 + I 2 Q 1 - +

.(3.9)

Dari hasil penelusuran akan didapat hidrograf aliran, dengan mempunyai sifat khusus, yaitupuncak hidrograf keluaran selalu jatuh pada kaki hidrograf masukan (E.M. Wilson, 1990).

3.4 Kapasitas SpillwayKapasitas Spillway dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Q = C . B. H3/2...(3.10)Keterangan :Q = Debit limpahan ( m/dt)B = Panjang pelimpah (m)H = Tinggi energy diatas ambang bangunan pelimpah (m)C = Koefisien debit bangunan pelimpahDari persamaan Iwasaki dapat diturunkan persamaan sebagai berikut :Cd=2,2000,0416*

0,990

.(3.11)a =

,

=

,,

,...(3.12)

C = 1,6 x

!

!

...(3.12)Keterangan :Cd = Koefisien Limpasan pada saat h =HdW = tinggi Spillway dari dasar (m)Hd = tinggi tekanan air di atas mercu (m)C = Koefisien LimpasanH = tinggi air di atas Spillway (m)a =konstanta yang diperoleh pada saaat h= Hd, sehingga C = Cd

4.1 Lokasi PenelitianWaduk Sermo yang merupakan waduk multipurpose yang terletak di Daerah

Istimewa Yogyakarta, tepatnya Di Dusun Sermo, Desa Hargowilis, Kecamatan Kokap, Kabupaten Kulon Progo yang berjarak 35 km dari kota Yogyakarta. Berdasarkankemiringan lahan pada Kecamatan Temon, Wates, Panjatan, Galur, dan sebagian Lendahmemiliki lereng 0,2%, merupakan wilayah pantai sepanjang 24,9 km, apabila musimpenghujan kawasan tersebut rawan bencana banjir.

Sumber : Balai Besar Wilayah Sungai Serayu - Opak

Gambar 4.1 Peta Wilayah Waduk Sermo

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN

Lokasi Penelitian

4.2 Bagan Alir Penelitian

5.1 Analisa Hidrologi5.1.1 Data Curah HujanStasiun Hujan yang dipakai sebagai dasar perhitungan hidrologi adalah Sta. Kokap, Sta. Kalijoho, Sta. Kenteng dan Sta. Gembongan dengan hasil pengukuran 15 tahun dari tahun1993 sampai 2007.5.1.2 Analisis Curah Hujan RencanaHujan rencana diperhitungkan dengan beberapa periode ulang yang meliputi Periode Ulang50 tahun dan 100 tahun. Perhitungan Periode Ulang Distribusi Normal disajikan pada Tabel5.3.

Gambar 5.1 Pembagian Polygon Thiessen

BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN

No TahunCurah Hujan Harian Maksimum Tahunan

(mm)1 1993 172,8572 1994 122,6063 1995 174,6104 1996 108,9995 1997 82,8546 1998 205,1357 1999 134,1478 2000 169,6179 2001 162,655

10 2002 84,47511 2003 116,91712 2004 106,27013 2005 149,77414 2006 153,47215 2007 107,122

Jumlah 2051,508

Tabel 5.1 Curah Hujan Harian Maksimum TahunanNo Metode Syarat hasil Keterangan

1 Normal Cs = 0 0,163 MemenuhiCk = 3 2,715

2 Log Normal Cv = 0,06 0,265 Tidak MemenuhiCs = 0,204 0,163

3 Gumbel Cs = 1,14 0,163 Tidak MemenuhiCk = 5,40 2,715

4 Log Pearson III Cs 0 0,163 Tidak MemenuhiCv = 0,3 0,265

Tabel 5.2 Pemilihan Jenis Sebaran

No Kala Ulang Xrt S k Xt(Tahun) (mm) Normal (mm)

1 50 136,767 36,281 2,050 211,144

2 100 136,767 36,281 2,330 221,303

Tabel 5.3 Curah Hujan Rencana dengan Periode Ulang 50 dan 100 Tahun

5.1.2 Distribusi Hujan Jam-JamanHasil perhitungan distribusi hujan jam-jaman dengan menggunakan metode Tadashi

Tanimoto kala ulang 50 Tahun,100 tahun, PMF dan PMF disajikan pada Tabel 5.4-5.7.Tabel 5.4 Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto Kala Ulang 50 Tahun

Tabel 5.5 Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto Kala Ulang 100 Tahun

Gambar 5.2 Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto Kala Ulang 50 dan 100 Tahun

0.000

0.020

0.040

0.060

%

H

U

J

A

N

WAKTU (JAM KE-)

Kala Ulang 50 Tahun

1 2 3 4 5 6

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

%

H

U

J

A

N

WAKTU (JAM KE-)

Kala Ulang 100 Tahun

1 2 3 4 5 6

Jam Ke- 1 2 3 4 5 6% Distribusi 26 24 17 13 7 5,5Kala Ulang 5

Xt 211,144Distribusi Hujan Jam-jaman 54,897 50,675 35,894 27,449 14,780 11,613

Jam Ke- 1 2 3 4 5 6% Distribusi 26 24 17 13 7 5,5Kala Ulang 100

Xt 221,303Distribusi Hujan Jam-jaman 57,539 53,113 37,621 28,769 15,491 12,172

Tabel 5.6 Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto Kala Ulang PMF

Tabel 5.7 Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto Kala Ulang PMF

Gambar 5.3 Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto Kala Ulang PMF dan PMF

Jam Ke- 1 2 3 4 5 6% Distribusi 26 24 17 13 7 5,5Kala Ulang PMF

Xt 499,581Distribusi Hujan Jam-jaman 129,891 119,899 84,929 64,946 34,971 27,477

Jam Ke- 1 2 3 4 5 6% Distribusi 26 24 17 13 7 5,5Kala Ulang PMF

Xt 249,790Distribusi Hujan Jam-jaman 64,946 59,950 42,464 32,473 17,485 13,738

0.000

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

%

H

U

J

A

N

WAKTU (JAM KE-)

Kala Ulang 1/2 PMF

1 2 3 4 5 6

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

%

H

U

J

A

N

WAKTU (JAM KE-)

Kala Ulang PMF

1 2 3 4 5 6

5.1.3 Hidrograf Satuan Sinetis Gama I (HSS GAMA I)Waktu Naik (Tr) diperoleh adalah 3,193 jam, Debit Puncak (Qp) diperoleh adalah 3,912

m3/dt, Waktu Dasar (Tb) diperoleh adalah 29,433 jam, Koefisien Tampungan (K) diperolehadalah 5,323, indeks Hujan Efektif () diperoleh adalah 10,453 mm/jam, Base Flow atau aliranDasar (Qb) diperoleh adalah 10,413 m3/dt.

Gambar 5.4 Hidrograf Satuan Sintetis Gama I

Gambar 5.5 Hidrograf Limpasan Langsung Metode HSS Gama I

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

0 5 10 15 20 25 30 35

Q

(

m

/

d

t

)

T (jam)

HSS Gama I

5.1.4 Flood Routing

Inflow

Outflow

Gambar 5.6 Hidrograf Aliran Inflow dan Outflow Dengan Kala Ulang 50 Tahun dan 100 Tahun

Berdasarkan hasil penelusuran banjir aliran inflow dan outflow untuk Kala Ulang 50 tahundiperoleh penurunan debit sebesar 78,574 m/dt dan untuk 100 Tahun dengan debit 82,355m/dt dengan pergeseran penurunan puncak hidrograf terjadi setelah selang waktu 2 jam.

00

100

200

300

400

500

600

700

00 10 20 30 40

D

e

b

i

t

(

m

/

d

)

Waktu (jam)

00

100

200

300

400

500

600

700

00 10 20 30 40D

e

b

i

t

(

m

/

d

)

Waktu (jam)

Inflow

Outflow

Gambar 5.7 Hidrograf aliran inflow dan outflow Dengan kala ulang PMF dan PMF

Berdasarkan hasil penelusuran banjir aliran inflow dan outflow untuk PMF diperoleh penurunandebit sebesar 185,912 m/dt dan untuk PMF dengan debit 93,000 m/dt dengan pergeseran penurunanpuncak hidrograf terjadi setelah selang waktu 2 jam.

0.000

0.400

0.800

1.200

1.600

00 05 10 15 20 25 30 35

D

e

b

i

t

(

m

/

d

)

Waktu (jam)

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

00 05 10 15 20 25 30 35

D

e

b

i

t

(

m

/

d

)

Waktu (jam)

Tabel 5.8 Rekapitulasi Penurunan Puncak Hidrograf Banjir

5.2 Perhitungan Kapasitas SpillwayTabel 5.9 Elevasi M.A Yang Melalui Spillway

Kala UlangI

(m/dt)O

(m/dt)Penurunan Puncak Hidrograf

(m/dt)Prosentase

(%) Selisih

50 631,5 553,0 78,574 0,786 2100 661,4 579,1 82,355 0,824 2

1/2 PMF 745,220 652,264 93,000 0,930 2PMF 1480,028 1294,116 185,912 1,859 2

Kala Ulang Pintu Kondisi Q HKedalaman

M.A Elv. M.A(Tahun) (m/dt) (m) (m) (m)

50

Irigasi Dibuka 550,960 4,824 8,824 141,424Air Baku DitutupIrigasi Ditutup 550,920 4,824 8,824 141,424Air Baku Dibuka

100

Irigasi Dibuka577,064 4,975 8,975 141,575

Air Baku DitutupIrigasi Ditutup

577,024 4,975 8,975 141,575Air Baku Dibuka

1/2 PMF

Irigasi Dibuka 650,264 5,388 9,388 141,988Air Baku DitutupIrigasi Ditutup 650,224 5,387 9,387 141,987Air Baku Dibuka

PMF

Irigasi Dibuka 1292,116 8,515 12,515 145,115Air Baku Ditutup

Irigasi Ditutup 1292,076 8,515 12,515 145,115Air Baku Dibuka

Dari hasil perhitungan debit yang keluar melalui spillway untuk kala ulang 50 tahun jikapintu untuk irigasi dibuka dan air baku ditutup diperoleh debit 550,960 m/dt dengan elevasi141,424 m, jika pintu untuk irigasi ditutup dan air baku dibuka diperoleh debit 550,920 m/dt dengan elevasi 141,424 m. kondisi ini menunjukkan bahwa elevasi M.A tidakmelebihi tinggi tanggul dengan elevasi 141,6 m sehingga kondisi ini masih aman.

Dari hasil perhitungan debit yang keluar melalui spillway untuk kala ulang 100 tahun jikapintu untuk irigasi dibuka dan air baku ditutup diperoleh debit 577,064 m/dt dengan elevasi141,575 m, jika pintu untuk irigasi ditutup dan air baku dibuka diperoleh debit 577,024 m/dt dengan elevasi 141,575 m. kondisi ini menunjukkan bahwa elevasi M.A tidakmelebihi tinggi tanggul dengan elevasi 141,6 m sehingga kondisi ini masih aman.

Dari hasil perhitungan debit yang keluar melalui spillway untuk kala ulang PMF jikapintu untuk irigasi dibuka dan air baku ditutup diperoleh debit 650,264 m/dt dengan elevasi141,988 m, jika pintu untuk irigasi ditutup dan air baku dibuka diperoleh debit 650,224 m/dt dengan elevasi 141,987 m. kondisi ini menunjukkan bahwa elevasi M.A melebihitinggi tanggul dengan elevasi 141,6 m sehingga kondisi ini sudah tidak aman.

Dari hasil perhitungan debit yang keluar melalui spillway untuk kala ulang PMF jika pintuuntuk irigasi dibuka dan air baku ditutup diperoleh debit 1292,116 m/dt dengan elevasi145,115 m, jika pintu untuk irigasi ditutup dan air baku dibuka diperoleh debit 1292,076 m/dt dengan elevasi 145,115 m. kondisi ini menunjukkan bahwa elevasi M.A melebihitinggi tanggul dengan elevasi 141,6 m sehingga kondisi ini sudah tidak aman.

Kesimpulan1) Dari hasil penelusuran banjir melalui waduk bahwa debit puncak outflow lebih kecil dari

pada debit inflow. Berkurangnya puncak debit tersebut disebabkan karena adanya debityang tertampung dalam waduk.

2) Dari hasil analisis penelusuran banjir melalui waduk bahwa debit puncak yang melaluispillway untuk kala ulang 50 tahun adalah 552,960 m/dt dengan elevasi 141,436 m jikapintu irigasi dan air baku ditutup sedangkan jika dibuka 550,940 m/dt dengan elevasi141,424 m dan untuk kala ulang100 tahun adalah 579,064 m/dt dengan elevasi 141,587m jika pintu irigasi dan air baku ditutup sedangkan jika dibuka 577,044 m/dt denganelevasi 141,575 m. Dari hasil analisis Waduk Sermo masih efektif sebagai bangunanpengendali banjir untuk kala ulang 50 tahun, 100 tahun karena kondisi elevasi muka airtidak melebihi tinggi tanggul dengan elevasi 141,6 m.

Saran1) Perlu adanya studi kelayakan teknis, ekonomi dan sosial untuk mempertimbangan

pemanfaatan Waduk Sermo.

2) Perlu adanya analisis sedimentasi untuk mempertimbangakan pemanfaatantampungan air waduk yang masih efektif.

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN