ANALISA DEBIT BANJIR BATANG PARIAMAN DENGAN MENGGUNAKAN BEBERAPA METODA Syadli Syan, Wardi, Afrizal Naumar Jurusan teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang Email :
[email protected],
[email protected],
[email protected] Abstrak Banjir adalah suatu kondisi dimana tidak tertampungnya air dalam saluran pembuangan ( palung sungai ) atau terhambatnya aliran air di dalam saluran pembuangan sehingga meluap menggenangi daerah sekitarnya. Secara umum faktor penyebab banjir dapat diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu faktor alami, faktor manusia faktor alami antara lain air pasang, curah hujan, erosi dan sedimentasi, menurunnya kapasitas sungai, sedangkan faktor manusia antara lain kawasan kumuh , sampah. Berdasarkan hal tersebut perlu di analisa besar debit banjir yang terjadi. Untuk mendapatkan debit dimulai dari perhitungan curah hujan rencana dengan memakai 3 metoda yaitu metoda gumbel, metoda hasper, metoda weduwen dan perhitungan debit banjir menggunakan lima metoda yaitu metoda rasional,metoda hasper, metoda Melchior, metoda weduwen dan metoda rasional singapura, yang mendekati adalah metoda rasional singapura di dapat dari perhitungan sebelumnya, jadi metoda yang sesuai dengan karakteristik DAS batang pariaman yaitu metoda rasional singapura. Perhitungan debit ini akan di gunakan sebagai dasar untuk perencanaan bangunan air di sungai. Kata Kunci : Banjir, curah hujan, metoda, karakteristik.
ANALYSIS OF FLOOD DISCHARGE BATANG PARIAMAN USING SOME METHOD Syadli Syan, Wardi, Afrizal Naumar Jurusan teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang Email:
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstract Flooding is a condition where its not accommodated in the drain water (river beds) or obstruction of water flow in the sewer so that overflow inundating the surrounding area. In general, factors that cause floods can be classified in two categories, namely natural factors, human factors natural factors such as tides, rainfall, erosion and sedimentation, reducing capacity of the river, while the human factors such as slums, garbage. Based on this analysis need to be in a great flood discharge. To get started discharge plan from the calculation of rainfall using 3 methods namely Gumbel method, method hasper, weduwen method and calculation of flood discharge using five methods that rational methods, methods hasper, Melchior methods, methods and methods of rational weduwen Singapore, which is a method of approaching rational singapore obtained from the previous calculation, so the method according to the characteristics of DAS rod singapore pariaman the rational method. The discharge calculation will be used as a basis for planning and building of water in the river Keywords: Flood, precipitation, methods, characteristics.
Untuk mendapatkan data yang akurat maka
PENDAHULUAN Bencana banjir termasuk bencana alam yang hampir pasti terjadi pada setiap datangnya
musim
merupakan
suatu
penghujan. kondisi
dimana
tidak
atau terhambatnya aliran air didalam saluran pembuangan sehingga meluap menggenagi daerah sekitarnya. ( suripin, sistem drainase yang
Perkembangan
berkelanjutan
).
pengetahuan
dan
ilmu
teknologi akan terjadi setiap saat, hal ini akan diiringi
pula
dengan
menggunakan beberapa metoda.
Banjir
tertampungnya air dalam saluran pembuangan
perkotaan
perhitungan debit banjir dilakukan dengan
peningkatan
Secara umum faktor penyebab banjir dapat diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu sebab alami dan manusia ( Robert J. kodoatie, Sugiyanto “ banjir “. Yang termasuk sebab alami pengaruh air pasang, curah hujan, erosi dan
sedimentasi,
sungai,
dengan
semakin
drainase
kapasitas
yang
tidak
memadai. Faktor manusia Menurunya fungsi DAS, kawasan kumuh, sampah. Tujuan studi Analisa Debit Banjir
pembangunan infrastruktur sebagai penunjang perkembangan tersebut,
kapasitas
menurunnya
Batang
Pariaman
Beberapa
sumber daya alam khususnya lahan akan
menentukan metoda yang sesuai dengan
semakin meningkat pula.Lahan yang dulunya
karakteristik DAS Batang Pariaman yang
berupa
akan
rerumputan
dengan nilai koefisien pengaliran antara 0,050,10. Setelah dibangun menjadi0,85 untuk
digunakan
ini
Menggunakan
pesatnya pembangunan maka pemanfaatan
areal tanah kosong,
Metoda
Dengan
sebagai
adalah
dasar
untuk
untuk
perencanaan bangunan air di sungai. METODOLOGI
atap bangunan 0,825 untuk jalan aspal, dari perubahan
penggunaan
menimbulkan dampak lingkungan,
lahan
tersebut
negative
terhadap
seperti berkurangnya
daerah
resapan air/infiltrasi ditambah dengan faktor
Melakukan
studi
literatur
dan
pengumpulan data. Kegiatan yang akan dilakukan secara garis besar dibedakan atas: a.
Studi literatur
kesalahan
Dalam studi literatur didapatkan teori-
perencanaan pembangunan alur sungai dan
teori yang diperoleh melalui buku – buku
rusaknya DAS ( suyono, hidrologi untuk
untuk analisa yang berhubungan dengan
pengairan ). Berdasarkan faktor diatas kita
penulisan tugas akhir.
curah
hujan
yang
tinggi,
perlu mengetahui berapa besar debit banjir yang terjadi pada DAS Batang Pariaman.
b.
4) Curah hujan maksimum
Pengumpulan data Data yang dibutuhkan adalah
peta
tofografi, DAS, data curah hujan10 tahun (tahun 2003 sampai tahun 2012) data debit dan data-data sekunder lainnya. c.
Analisa dan perhitungan.
Pada analisa ini, data curah hujan yang akan digunakan adalah data curah hujan rata – rata maksimum yang diperoleh dengan menghitung data curah hujan 10 tahun
dari
3
stasiun
dengan
menggunakan rumus Poligon Thiessen.
1) Curah Hujan ( Presepitasi )
5) Curah hujan rencana Presepitasi adalah peristiwa jatuhnya cairan dari atmosfir ke permukaan
Curah hujan rencana adalah perkiraan
bumi.
selalu
besarnya curah hujan yang akan terjadi
dinyatakan dalam bentuk ( mm )
pada periode tertentu seperti curah
presepitasi bias berwujud dalam 2
hujan 2, 5, 10, 25, 50 dan 100 tahunan.
bentuk, presepitasi cair berupa : hujan
Untuk menghitung curah hujan rencana
dan embun, presepitasi beku berupa :
menggunakan 3 metode yaitu metode
salju
yang
Gumbel, Hasper, dan Weduwen. Dari
mempengaruhi terjadinya presepitasi :
ketiga metode tersebut di ambil nilai
uap air di atmosfer, faktor meteorologi,
curah hujan rata-rata. Hal ini dilakukan
rintangan yang disebabkan gunung dan
untuk mencari angka curah hujan yang
lain-lain.
mungkin terjadi dalam periode tertentu.
Jumlah
dan
presepitasi
hujan es.
Faktor
2) Curah Hujan terpusat
Jadi nilai curah hujan ini yang akan digunakan untuk perhitungan debit
Curah hujan terpusat adalah curah hujan
rencana. Untuk menghitung nilai curah
yang didapat dari hasil pencatatan alat
hujan rencana digunakan nilai curah
pengukur hujan atau data curah hujan
hujan maksimum dari metode Poligon
yang akan di olah adalah data kasar
Thiessen.
yang tidak dapat langsung dipakai. 3) Curah hujan daerah Curah hujan terpusat adalah curah hujan yang didapat dari beberapa stasiun pencacatcurah hujan dan di rata-ratakan.
6) Analisa Debit Banjir Rencana. Intensitas curah hujan adalah curah hujan dalam waktu yang relatif singkat. Curah hujan tidak bertambah sebanding dengan waktu, jika waktu ditentukan
lebih lama maka penambahan curah
2005
119,79
hujan itu berkurang ataupun berhenti,
2006
130,42
jika tidak ada waktu untuk mengamati
2007
130,71
2008
113,36
2009
103
2010
99,44
2011
85,02
2012
98,97
besarnya curah hujan, maka besarnya dapat dihitung dengan empiris dengan menggunakan Untuk
rumus-rumus
perhitungan
Debit
berikut. Banjir
Rencana dilakukan dengan lima metoda Rasional, hasper, weduwen, melchior
(Sumber Data: Hasil Perhitungan)
dan rasional singapura Untuk
7) Analisa Debit 10 Tahun.
curah
hujan
Untuk perhitungan debit 10 tahun
menggunakan
terakhir
Gumbel, Hasper, dan Weduwen.
juga
dilakukan
dengan
menggunakan lima metoda di atas.
3
rencana
metode
yaitu
penulis metode
Gumbel Rumus :
ANALISA DAN PEMBAHASAN Perhitungan
Curah
Hujan
Harian
Maksimum Rata-rata Digunakan metode Poligen Thiessen dengan
R= R
Yt Yn * Sx Sn
Dimana : R
data curah hujan dari 3 stasiun, dengan rumus
= Curah hujan kala ulang T tahun (mm)
:
= Curah hujan maksimum Rrata =
R A . LA + R B . LB R C . LC L A L B LC
rata-rata YT
dengan return periode, t)
hasil perhitungan ditabelkan sebagai berikut : Yn Tabel 1. Curah Hujan Maksimum Rata-Rata Tahun
= Reduced variate (hubungan
= Reduced mean (hubungan dengan banyaknya data, n)
Sn
= Reduced standar deviasi
Curah Hujan Merata
(hubungan dengan banyak
(mm)
data, n)
2003
102,51
2004
175,39
Sd
= Standar deviasi
n
=
Banyak
data
tahun
pengamatan Untuk perhitungan selanjutnya penulis berikan
dalam
bentuk
penabelan
98,97
9
2012
85,02
10 2011
1158,61
yang (Sumber Data: Hasil Perhitungan)
terdapat pada tabel dibawah ini : Perhitungan Curah Hujan Rencana Tabel. 2 Perhitungan Curah Hujan
Metode Hasper
Rencana Metode Gumbel Periode Ulang 2 5 10 25 50 100
R 115,86 115,86 115,86 115,86 115,86 115,86
Yn 0,4952 0,4952 0,4952 0,5309 0,5485 0,5485
Sn 0,9496 0,9496 0,9496 10,915 11,607 11,607
Sx 25,49 25,49 25,49 25,49 25,49 25,49
Yt 0,3665 14,999 22,502 31,985 39,019 46,001
Rn 112,41 142,83 162,97 178,16 189,50 204,84
Rumus
:
RT
=
Dimana
:
RT =
Curah hujan rencana periode
ulang
(Sumber Data: Hasil Perhitungan)
Sd
+ Sd * UT
Metode hasper
=
1 R1 R R 2 R 2 2 !
=
Data-data tersebut diurut dari curah hujan terbesar ke yang terkecil.
Standar deviasi
R = Curah hujan rata-rata
R1 = Hujan maksimum pertama R2 = Hujan maksimum kedua
Tabel 3. Rangking Curah Hujan Maximum Rata- Rata Hujan Max
M
U = Variabel standar. UT = Konstanta hasper sehubungan Dengan periode ulang yang di
Tahun Ranking
kehendaki.
175,39
1
2004
R1
130,71
2
2007
R2
130,42
3
2006
119,79
4
2005
113,36
5
2008
103
6
2009
102,51
7
2003
99,94
8
2010
Selain yang diatas variabel lain adalah: Tm =
n 1 m
m =
Urutan rangking
n
Jumlah tahun pengamatan
=
Perhitungan untuk periode ulang tahun berikutnya ditabelkan sebagai berikut :
Tabel 4. Perhitungan Curah Hujan
Tabel 5. Perhitungan Curah Hujan
Rencana Metode Hasper
Rencana Metode Weduwen
T
R
R1
R2
U1
U2
Sd
UT
RT
2
115,86
175,39
130,71
1,35
0,73
32,22
-0,22
108,76
5
115,86
175,39
130,71
1,35
0,73
32,22
0,64
136,48
10
115,86
175,39
130,71
1,35
0,73
32,22
1,26
156,46
25
115,86
175,39
130,71
1,35
0,73
32,22
2,10
183,48
50
115,86
175,39
130,71
1,35
0,73
32,22
2,75
204,47
100
115,86
175,39
130,71
1,35
0,73
32,22
3,43
226,37
(Sumber Data: Hasil Perhitungan)
Weduwen
No
T
Mn
Rp
Rn
1
2
0,498
206,48
102,82
2
5
0,602
206,48
124,30
3
10
0,705
206,48
145,56
4
25
0,845
206,48
174,47
5
50
0,948
206,48
195,74
6
100
1,05
206,48
216,80
(Sumber data: hasil perhitungan)
Rumus: Rn = Mn x RP
Dari perhitungan curah hujan rencana dengan
Dimana:
3 metode di atas, maka akan didapat curah
Rn = Hujan rencana dengan perode
hujan rencana rata-rata adalah :
ulang RP =
R mp
Tabel 6. Curah Hujan Rencana Rata– Rata
RP diambil R70
Metode Gumbel, Hasper, Weduwen
Sehingga: Rp = R
=
R mp
Harga terbesar dari R2 atau 5/6 R1
R1 =
Hujan maksimum pertama
R2 =
Hujan maksimum kedua
Mn =
mp = dari tabel (n: periode ulang
dan,
p:
lama
Metode/Thn
2
5
10
25
50
100
Gumbel
75,9
109,7
131,9
160,1
181,1
201,8
Hasper
64,8
123
164,9
221,7
265,8
311,8
Weduwen
92,3
111,7
130,8
156,7
175,9
194,8
Rata-rata
77,7
114,7
142,6
179,6
207,6
236,1
(Sumber data: hasil perhitungan )
Analisa Debit Banjir Rencana
pengamatan) Dari data sebelumnya maka perhitungan bisa dilakukan, dengan p = 10.
Metode Rasional Rumus :
Rp =206,48 mm Q=f.C.I.A
Dimana :
1 t 3.7 10 0 ,.4 t A 3 / 4 = 1+ 12 t 2 15
Q
=
Debit maksimum (m3/dtk)
A
=
Koefisien pengaliran/run-off
rn =
I
=
Intensitas curah hujan rata-rata
jam dan R dalam mm
(mm/jam) A
Dimana:
Luas daerah pengaliran (km2)
=
t Rt untuk 2 jam < t < 19 jam, t dalam t 1
Qn =
Debit banjir dengan periode
Tabel 7. Debit Banjir Rencana Metode
ulang n tahun
Rasional T
Q
(thn)
(m3/dtk)
2
5,066
5
6,192
10
7,317
25
8,731
50
9,29
100
10,13
=
Koefisien pengaliran
=
Koefisien reduksi
A
=
Luas catchment area
qn =
Debit untuk periode ulang tertentu
Tabel 8. Debit Banjir Rencana Metode
(Sumber data: hasil perhitungan)
Hasper
Metode Hasper
Rumus: Q = α x β x gn x A Dimana : Koefisien run-off: 1 0.012 A 0.7 1 0.075 A 0.7
T
Q 3
(thn)
(m /dtk)
2
145,31
5
181,16
10
208,64
25
240,78
50
264,53
100
285,02
(Sumber data: hasil perhitungan)
t = 0.1 L0.8 S 0.3
Metoda Melchior
Waktu:
Rumus : Qn = α . β. q. A
Dengan :
Rumus-rumus yang digunakan :
Qn
=
debit puncak banjir (m3/dt)
α
=
koefisien aliran
A
=
luas daerah aliran sungai (km2)
1-
=
Koefisien reduksi
Koefisien reduksi ( β ) dihitung dengan
t 1 f t 9 120 A
120 β
β
4 .1 β . 7
qn
67.64 t 1.45
t
0.476 . f 0.375 ( . β . q ) 0.125 i 0.25
menggunakan rumus 1 F L1 L 2 4
Tabel 10. Debit Banjir Rencana Metode
1970 F 3960 1720 β β - 0.12
Weduwen T
F =
2
Luas elips (km )
Q 3
(thn)
(m /dtk)
2
134,46
5
166,48
Tabel 9. Debit Banjir Rencana Metode
10
193,24
Melchior
25
219,99
50
243,77
100
267,56
L1, L2 = Sumbu elips
T
Q
(thn)
(m3/dtk)
2
66,84
5
83,26
10
95,90
25
110,59
50
121,65
100
135,54
(Sumber data: hasil perhitungan)
Metoda Rasional Singapura Rumus : QT
=
C iT A 360
Dimana : (Sumber data: hasil perhitungan)
Metoda Weduwen Rumus : Qn =
QT
= debit puncak banjir untuk kala ulang
T tahun (m3/d)
α.β.q.f C
= koefisien limpasan
iT
= intensitas hujan pada kala ulang T (mm/jam)
A
=
Analisa Debit Banjir 10 tahun Metode Rasional
luas daerah tadah hujan (ha)
Rumus :
C = ie5 / i5
Q=f.C.I.A
Dimana : Tabel 12. Debit Banjir Metode Rasional C
= koefisien limpasan
i5
= intensitas hujan kala ulang 5 tahun (mm/jam)
ie5 =
intensitas hujan efektif 5
tahun
(mm/jam) iT
=
an tc-bn
dimana : iT
=
intensitas hujan pada kala
ulang
T (mm/jam) tc
=
waktu konsentrasi (menit)
an dan ba diambil dari table Parameter untuk
Tahun
Q (m³/dt)
2003
4,78
2004
8,27
2005
5,71
2006
5,99
2007
6,28
2008
5,42
2009
5,14
2010
4,57
2011
4,00
2012
4,29
(Sumber data: hasil perhitungan)
Metoda Hasper Rumus: Q = α x β x gn x A
rumus tc Tabel 11. Debit Banjir Rencana Metode R.
Tabel 13. Debit Banjir Metode Hasper
Singapura T
Q
Tahun
Q (m³/dt)
2003
137,85
2004
237,99
2005
162,42
2006
176,97
2007
177,43
2008
107,02
2009
139,88
3
(thn)
(m /dtk)
2
34,08
5
41,42
10
43,26
25
44,87
50
46,02
100
52,92
(Sumber data: hasil perhitungan)
2010
134,72
2009
128,23
2011
115,47
2010
123,80
2012
134,25
2011
105,85
2012
123,22
(Sumber data: hasil perhitungan)
(Sumber data: hasil perhitungan)
Metoda Melchior Metoda Rasional Singapura Rumus : Qn = . nF . q Rn/200 Tabel 14. Debit Banjir Metode Melchior
Rumus : QT
=
C iT A 360
Tabel 16. Debit Banjir Metode
Tahun
Q (m³/dt)
2003
63,44
2004
108,93
2005
74,27
Tahun
Q (m³/dt)
2006
80,46
2003
23,58
2007
81,69
2004
40,36
2008
70,55
2005
27,58
2009
64,36
2006
30,01
2010
61,89
2007
30,08
2011
53,22
2008
26,08
2012
60,65
2009
23,70
2010
22,88
2011
19,56
2012
22,77
(Sumber data: hasil perhitungan)
Metoda Weduwen Rumus : Qn = α . β . qn .{A.(Rn/240)}
R.Singapura
(Sumber data: hasil perhitungan)
Data debit dari PSDA Tabel 15 Debit Banjir Metode Weduwen Tabel 17. Debit Banjir PSDA Tahun
Q (m³/dt)
2003
127,62
Tahun
Q (m³/dt)
2004
218,36
2003
20,50
2005
149,14
2004
16,84
2006
162,38
2005
45,01
2007
163,73
2006
47,28
2008
141,13
2007
59,36
2008
45,01
5. Syarat batas dalam penghitungan metode
2009
10,92
Melchior untuk DAS yang kecil, untuk
2010
63,80
DAS yang luas hasil kurang akurat.
2011
65,00
2012
33,12
6. Metode yang cocok dengan karakteristik batang pariaman adalah metode Rasional
(Sumber data: hasil perhitungan)
Singapura, hal ini dibuktikan dari hasil
Kesimpulan dan Saran
perhitungan
debit
dimana
Dari hasil analisa dan perhitungan di atas
perhitungan
maka
sebenarnya ( PSDA SUMBAR ).
dapat ditarik
kesimpulan sebagai
berikut
data
yang
Saran
1. Semakin tinggi curah hujan debit banjir yang terjadi juga akan semakin besar hal ini dapat dilihat dari perhitungan debit
Dari hasil analis adan perhitungan yang dilakukan, maka disarankan hal-hal berikut : 1.
2.
perencanaan
drainase. 3. Metode Hasper digunakan untuk luas DAS kecil dari 100 km². 4. Metode weduwen diterbitkan pertama kali pada tahun 1937 metode ini sahih untuk daerah pengaliran kurang dari 100 km².
sungai
untuk
tinggi.
sungai dengan daerah pengaliran yang untuk
pengaliran
antisipasi banjir akibat curah hujan yang
2. Metode Rasional digunakan untuk sungai-
juga
dilakukan
Membuat sumur resapan disepanjang daerah
terjadi pada tahun 2004.
dan
tidaktidak
sungai.
curah hujan maksimum terjadi pada tahun 2004 dan debit maksimum juga
Sebaiknya
pembangunan pemukiman disepanjang
dari lima metode yang dipakai, dimana
luas,
mendekati
hasil
3.
Apabila
dimasa
dilaksankan berhubungan sungai
akan
pekerjaan dengan
batang
perencana
yang
datang yang
daerah
aliran
pariaman
sebaiknya
menggunakan
metoda
rasional singapura dalam perhitungan debit banjir rencana, hal ini didasari dari hasil perhitungan sebelumnya.
dalam pembahasan
DAFTAR PUSTAKA Dinas Pengelolaan sumber Daya Air( PSDA ) SUMBAR Sudarsono, Suyono, Ir, dan Takeda Kensaku. Hidrologi untuk Pengairan. PT. Pradyna Paramita, Jakarta, Suripin, Dr. Ir. M. Eng, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Andi, Yogyakarta,2004. Paulus Joseph, L.H. 1996. Hidrologi untuk Insinyur Edisi ke 3. Jakarta: Penerbit Erlangga. Soemarto. C.D. 1999. Hidrologi Teknik Jilid 2. Jakarta: Penerbit Erlangga.
