BAB IV ANALISIS HIDROLOGI

BAB IV ANALISIS HIDROLOGI


4.1 Tinjauan Umum Dalam menganalisistinggi muka air sungai, sebagai langkah awal dilakukan pengumpulan data-data. Data tersebut digunakan sebagai dasar perhitungan stabilitas sungai. Dari data curah hujan yang diperoleh, dilakukan analisis hidrologi yang menghasilkan debit banjir rencana. Adapun langkah-langkah dalam analisis hidrologi adalah sebagai berikut (Sosrodarsono, 1993) : a. Menentukan Daerah Aliran Sungai ( DAS ) beserta luasnya. b. Menentukan luas daerah pengaruh stasiun-stasiun penakar hujan dengan metode Poligon Thiessen. c. Menentukan curah hujan maksimum tiap tahunnya dari data curah hujan yang ada. d. Menganalisis curah hujan rencana dengan periode ulang T tahun. e. Menghitung debit banjir rencana berdasarkan besarnya curah hujan rencana

4.2 Penentuan Luas Pengaruh Stasiun Hujan Adapun jumlah stasiun yang masuk di lokasi DAS Sungai Cisadane berjumlah tiga buah stasiun yaitu Sta Kuripan, Sta Pasir Jaya dan Sta Empang Baru. Penentuan luas pengaruh stasiun hujan dengan metode Thiesen karena kondisi topografi dan jumlah stasiun memenuhi syarat. Dari tiga stasiun tersebut masin-gmasing dihubungkan untuk memperoleh luas daerah pengaruh dari tiap stasiun. Dimana masing-masing stasiun mempunyai daerah pengaruh yang dibentuk dengan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung antara dua stasiun. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.1 sebagai berikut :

III -1


` Tabel 4.1 Luas Pengaruh Stasiun Hujan Terhadap DAS

No 1 2 3

Nama Stasiun Hujan Kuripan Pasir Jaya Empang Baru Jumlah

Poligon Thisseen faktor Prosentase (%) Luas DAS (KM2) 18.54% 58.74% 22.72% 100.00%

242.63 768.71 297.32 1308.66

Gambar 4.1 Luas DAS Akibat Pengaruh Stasiun Hujan Dengan Metode Poligon Thiessen

IV- 2


`

4.3 Analisis Curah Hujan 4.3.1 Ketersediaan Data Hujan Untuk mendapatkan hasil yang memiliki akurasi tinggi, dibutuhkan ketersediaan data yang secara kualitas dan kuantitas cukup memadai. Data hujan yang digunakan direncanakan selama 10 tahun sejak Januari 2003 hingga Desember 2012.

Tabel 4.2 Data Curah Hujan Maksumum NO.

Tahun

1

Tinggi Curah Hujan Pada Statiun ( mm ) Sta. kuripan

Sta. Pasir Jaya

Sta. Empang Baru

2003

172

135

112

2

2004

136

147

103

3

2005

122

132

114

4

2006

135

137

116

5

2007

124

109

110

6

2008

136

168

99

7

2009

145

195

146

8

2010

154

125

100

9

2011

150

93

121

10

2012

106.4

130

143

4.3.2 Analisis Curah Hujan Area Analisis ini dimaksudkan untuk mengetahui curah hujan rata-rata yang terjadi pada daerah tangkapan (catchment area) tersebut, yaitu dengan menganalisis data-data curah hujan maksimum yang didapat dari tiga stasiun penakar hujan yaitu Sta Kuripan, Sta Pasir Jaya dan Sta empang Baru. Metode yang digunakan dalam analisis ini adalah metode poligon thiessen seperti Persamaan 2.3 Bab II sebagai berikut (Soemarto, 1999). Persamaan : R di mana : R = Curah hujan maksimum rata-rata (mm) IV- 3


`

R1, R2,.......,Rn = Curah hujan pada stasiun 1,2,........,n (mm) A1, A2, …,An = Luas daerah pada polygon 1,2,…..,n (km2) Dari ketiga curah hujan rata – rata stasiun dan dibandingkan, yang nilai curah hujan rata – ratanya maksimum diambil sebagai curah hujan areal DAS Sungai Cisadane. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.6 sebagai berikut:

Tabel 4.3 Perhitungan Curah Hujan Rencana Dengan Metode Poligon Thiessen

NO.

Tahun

Persentase

Rata² Tahunan

Tinggi Curah Hujan Maximum Tahunan Pada Statiun ( mm ) Sta. Kuripan Sta. Pasir Jaya Sta. Empang Baru 18.52%

58.76%

22.72%

(Ř)

1

2003

175.23

176.12

117.78

162.696

2

2004

138.55

191.77

108.31

162.954

3

2005

124.29

172.20

119.88

151.443

4

2006

137.53

178.73

121.98

158.206

5

2007

126.33

142.20

115.68

133.233

6

2008

138.55

219.17

104.11

178.096

7

2009

147.72

254.39

153.53

211.723

8

2010

156.89

163.07

105.16

148.767

9

2011

152.81

121.33

127.24

128.501

10

2012

108.40

169.60

150.38

153.897

4.4 Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana Dari hasil perhitungan curah hujan rata-rata maksimum dengan metode polygon thiessen di atas perlu ditentukan kemungkinan terulangnya curah hujan bulanan maksimum guna menentukan debit banjir rencana.

Tabel 4.4 Perhitungan parameter statistic untuk distribusi gumbel

1

Tahun 2003

Rh (X) 163

Rh ratarata (x) 159

2

2004

163

159

4

3

2005

151

159

4

2006

158

159

No

(Xi − X ) 4

(Xi − X )2 16

(Xi − X )3

(Xi − X )4 64

256

16

64

256

-8

64

-512

4096

-1

1

-1

1 IV- 4


` 5

2007

133

159

-26

676

-17576

456976

6

2008

178

159

19

361

6859

130321

7

2009

212

159

53

2809

148877

7890481

8

2010

149

159

-10

100

-1000

10000

9

2011

129

159

-30

900

-27000

810000

10

2012

154

159

-5

25

-125

625

-4.36E-01

4968

109650

9303012

Jumlah

1590

1. Perhitungan Distribusi Gumbel X = X- + Sx/Sn (Y-Yn) N

= 10

Jumlah = 1590 Jumlah (X-X-)2 = 4968 Jumlah (X-X-)3 = 109650 Jumlah (X-X-)4 = 9303012 Sx

= 23,49

Macam pengukuran dispersi antara lain sebagai berikut : Deviasi Standar (Sd) Perhitungan deviasi standar menggunakan Persamaan 2.6 pada Bab II (Soemarto,1999).

Dimana Sd

= Deviasi Standart

Xi

= Nilai Variant ke i

X

= Nilai rata-rata Variant

n

= Jumlah data

Sd

=

Sd

= 23,49

IV- 5


`

Koefisien Skewness (CS) Perhitungan koefisien Skewness digunakan Persamaan 2.8 pada Bab II (Soemarto,1999).

Cs = 1,175 Pengukuran Kurtosis (CK) Perhitungan kortosis menggunakan Persamaan 2.9 Bab II (Soemarto,1999).

Ck = 2,83 Koefisien Variasi (CV) Perhitungan koefisien variasi menggunakan Persamaan 2.7 pada Bab II (Soemarto, 1999).

Cv = 0,148 Yn = 0,4952

Sn = 0,9497

IV- 6


` Tabel 4.5 NIlai Reduce standart deviation (Sn) dan nilai Reduce Mean (Yn)

n 10 15 20 25 30 35 40 45 50

sn 0.9497 1.021 1.063 1.091 1.112 1.128 1.141 1.152 1.16

Yn 0.4952 0.5128 0.5236 0.539 0.5362 0.5403 0.5436 0.5463 0.5485

n 60 70 80 90 100 20 500 1000

Sn 1.175 1.185 1.194 1.201 1.206 1.236 1.259 1.269

Yn 0.5521 0.5548 0.5567 0.5586 0.56 0.5672 0.5724 0.5754

(Sumber : Soemarto ,1987) Tabel 4.6 Tabel Nilai Reduced Variate (Yt)

Periode Ulang T (tahun)

K

2 5 10 20 50 100 200 1000

0.367 1.5 2.25 2.996 3.912 4.605 4.828 6.908

(Sumber: Soemarto,1987)

Perhitungan Gumbel :

mm

Tabel 4.7 Perhitungan hujan rancangan Distribusi Gumbel

Periode Ulang T (tahun)

K

XT(mm)

2 5 10 20 50 100 200 1000

0.367 1.5 2.25 2.996 3.912 4.605 4.828 6.908

155.8291 183.8529 202.4034 220.8551 243.5116 260.6523 266.168 317.615 IV- 7


` Tabel 4.8 Perhitungan Log Person

PERHITUNGAN LOG PERSON xi

1 163 2 163 3 151 4 158 5 133 6 178 7 212 8 149 9 129 10 154 total 1590

xi¯

159 159 159 159 159 159 159 159 159 159

log xi

( log xilog xi¯ )

log xi¯

2.2114 2.2014 2.2121 2.2014 2.1802 2.2014 2.1992 2.2014 2.1246 2.2014 2.2507 2.2014 2.3258 2.2014 2.1725 2.2014 2.1089 2.2014 2.1872 2.2014 21.9726 22.0140

0.0100 0.0107 -0.0211 -0.0022 -0.0768 0.0493 0.1244 -0.0289 -0.0925 -0.0142 -0.0414

( log xi-log xi¯ )2

0.0001 0.0001 0.0004 0.0000 0.0059 0.0024 0.0155 0.0008 0.0086 0.0002 0.0340


1x10-6 1,23x10-6 -9,39x10-6 -1,065x10-6 -4,53x10-4 1,198x10-4 1,925x10-3 -2,414x10-5 -7,914x10-4 -2,84x10-6 7,651x10-4


9,921x10-9 1.29 x10-8 2.00 x10-7 2.24 x10-11 3.48x10-5 5.89 x10-6 2.39 x10-4 6.97 x10-7 7.32 x10-5 4.03 x10-8 3.54 x10-4

2. Perhitungan Log Person Type III Log X

= Log X- + K.S Log X

K: Nilai Variable Reduksi Gauss N

= 10

Jumlah log X

= 21,9726

Jumlah Log XJumlah (Log X – Log X-)2

= 0,0340

Jumlah (Log X – Log X-)3

= 7,651x10-4

Jumlah (Log X – Log X-)4

= 3.54 x10-4

Dari table di atas dapat dihitung factor-faktor uji distribusi sebagai berikut : Standar Deviasi (sx)

IV- 8


`

Koefesien Skewnes (Cs)

0,471

Koefesien Curtosis (Ck)

Koefesien Variasi

Tabel 4.9 Nilai variable (K) Log Pearson

2 -0.033

5 0.842

Periode Ulang (Tahun) 10 20 50 0.83 1.818 2.159

100 2.472

200 2.763

1000 3.09

Perhitungan Log Pearson Type III Log Xt

= 2,197+K*0,061 = 2,197 mm

Tabel 4.10 Perhitungan Hujan Rancangan Distribusi Log Pearson Type III

No 1

T (Tahun) 2

K -0.033

Log XT (mm) 2.195

XT (mm) 156.6751

2

5

0.842

2.248

177.0109

3

10

0.83

2.247

176.6038

4 5

20 50

1.818 2.159

2.308 2.327

203.2357 212.3244

6

100

2.472

2.348

222.8435

7

200

2.763

2.365

231.7395

8

1000

3.09

2.385

242.661

IV- 9


` 2.1 Perhitungan PMP Tabel 4.11Perhitungan PMP 1

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Total

Xi (mm) 163 163 151 158 133 178 212 149 129 1436

xi¯ (mm) 159.513146 159.513146 159.513146 159.513146 159.513146 159.513146 159.513146 159.513146 159.513146

(Xi-Xi¯) (mm) 3 3 -8 -1 -26 19 52 -11 -31 0

(Xi-Xi¯)2 (mm) 10.13 11.84 65.13 1.71 690.65 345.32 2725.82 115.47 961.77 4927.84

Xi2 (mm) 26470.04 26553.93 22934.93 25029.09 17751.02 31718.20 44826.43 22131.77 16512.42 233927.84

Standar Deviasi (sx) 24,82

2.2 Perhitungan PMP 2 Tabel 4.12Perhitungan PMP 2

No 1 2 3 4 5 6 7 8 Total

Xi (mm) 163 163 151 158 133 178 212 149 1307

xi¯ (mm) 163.3897056 163.3897056 163.3897056 163.3897056 163.3897056 163.3897056 163.3897056 163.3897056

(Xi-Xi¯) (mm) -1 0 -12 -5 -30 15 48 -15 0

(Xi-Xi¯)2 (mm) 0.48 0.19 142.73 26.87 909.43 216.28 2336.06 213.81 3845.85

Xi2 (mm) 26470.04 26553.93 22934.93 25029.09 17751.02 31718.20 44826.43 22131.77 217415.42

Standar Deviasi (sx)

IV- 10


`

A.

Persamaan rata-rata =

= 0,976

n=9 diperoleh harga factor adjustment → a1 = 95% didapat harga factor adjustment → a2 = 104% xn terkoreksi → xn = xi . a1 . a2 = 163,839 x 95% x 104% = 161,87mm B.

Persamaan standar deviasi =

= 1,058

n=9 gambar 3 → b1 = 105% gambar 2 → b2 = 125% → sn = sd. b1 . b2 = 24,82 x 105% x 125% = 32,576 mm

sn terkoreksi



xn = 161,87mm dengan durasi 24 jam (1 hari) Panjang Alur Sungai= 79,6 Km



A = Luas DAS Total (Atotal) = 1.343,77 km2 Dapat dihitung harga Xt sebagai berikut :



Dengan durasi 24 jam ( 1 hari), dari gambar 6 didapat harga PMP terkoreksi = 100%, Xm = xn + Km.SD = 161,87 + (79,6. 24,82) = 2137,542mm Xt = Xm x faktor reduksi (c) x fixed (PMP) = 2137,542 x (98/100) x (100/100) = 2094,79 mm

IV- 11


` Tabel 4.13 Analisis Distribusi Frekuensi Metode Normal dan Log Normal

HUJAN MAKSIMUM NO

X (mm) 163 163 151 158 133 178 212 149 129 154 1590

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Jumlah

NORMAL (x(Xi − X x)^2 )3 16 64 16 64 64 -512 1 -1 676 -17576 361 6859 2809 148877 100 -1000 900 -27000 25 -125 4968 109650

LOG NORMAL (Xi − X )4 log xi ( log xi-log xi¯ )2 256 2.2114 0.0001 256 2.2121 0.0001 4096 2.1802 0.0004 1 2.1992 0 456976 2.1246 0.0059 130321 2.2507 0.0024 7890481 2.3258 0.0155 10000 2.1725 0.0008 810000 2.1089 0.0086 625 2.1872 0.0002 9303012 21.9726 0.034

( log xi-log xi¯ )3 1x10-6 1,23x10-6 -9,39x10-6 -1,065x10-6 -4,53x10-4 1,198x10-4 1,925x10-3 -2,414x10-5 -7,914x10-4 -2,84x10-6 7,651x10-4

3. Perhitungan Distribusi Normal X = X- + K.S N

= 10

Jumlah = 1590 Jumlah (X-X-)2 = 4968 Jumlah (X-X-)3 = 109650 Jumlah (X-X-)4 = 9303012 Standart Deviasi (Sd) Sd

=

Sd

= 23,49 Koefesien Variasi (Cv)

IV- 12


`

Koefesien Skewnes (Cs)

0,468

Koefesien Curtosis (Ck)

Tabel 4.14 Nilai Variable (K) Distribusi Normal (Reduksi Gauss)

Periode Ulang (Tahun) 2

5

10

20

50

100

200

1000

0

0.841

1.281

1.645

2.054

2.327

2.58

3.091

(Sumber : Soemarto ,1987)

Perhitungan Distribusi normal Xt

= 159 + K.23,49 = 159 mm

Tabel 4.15 Perhitungan Hujan Rancangan Distribusi Normal

No

T (Tahun)

K

XT (mm)

1

2

0

159

2

5

0.841

178.76

3

10

1.281

189.09

4

20

1.645

197.64

5

50

2.054

207.25

6

100

2.327

213.66

7

200

2.58

219.60

8

1000

3.091

231.61

Dari perhitungan hujan rancangan dengan menggunakan tiga metode distribusi diatas kemudian dibandingkan dengan persyaratan yang kemudian digunakan untuk memilih jenis sebaran yang dipakai. IV- 13


` Tabel 4.16 Pemilihan jenis Distribusi Menurut Kriteria

Jenis Distribusi Normal Gumbel Log person Type III

Syarat Cs ≈ 0 Ck =3,0 Cs ≤ 1.1396 Ck ≤ 5.4002 Cs ≠ 0 Ck ≈ 3

Perhitungan Cs = 0,468 ck = Cs = 1,175 Ck = 2,83 Cs = 0.471 Ck =

Kesimpulan Tidak memenuhi Tidak memenuhi memenuhi

Dari hasil perbandingan diatas metode yang paling mendekati dengan persayratan adalah metode Log Pearson Type III. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa distribusi data yang digunakan adalah distribusi Log Pearson Type III. 4.5 Uji Kesesuaian Distribusi Pengujian kesesuaian dengan sebaran adalah untuk menguji apakah sebaran yang dipilih dalam pembuatan kurva cocok dengan sebaran empirisnya. Uji Chi Kuadrat dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang dipilih dapat mewakili distribusi statistik data yang dianalisis. Penentuan parameter ini menggunakan

Cr

yang dihitung dengan rumus :

Dimana : Cr = harga Chi Kuadrat Efi

= banyaknya frekuensi yang diharapkan

ofi

= Frekuensi yang terbaca pada kelas i

n

= Jumlah data

Prosedur perhitungan uji Chi Kuadrat adalah : Urutkan data pengamatan dari besar ke kecil

IV- 14


`

Hitunglah jumlah kelas yang ada (K) = 1 + 3,322 log n. Dalam pembagian kelas disarankan agar setiap kelas terdapat minimal tiga buah pengamatan. Hitung nilai Hitunglah banyaknya of untuk masing-masing kelas hitung nilai X2Cr untuk setiap kelas kemudian hitung nilai total X2Cr dari tabel untuk derajat nyata tertentu yang sering diambil sebesar 5% dengan parameter derajat kebebasan. Tabel 4.17 Perhitungan curah hujan rencana untuk kala ulang (10,20,50,100,200) tahun

No 1 2 3 4 5 6 7 8

T (Tahun) 2 5 10 20 50 100 200 1000

K 0 0.841 1.281 1.645 2.054 2.327 2.58 3.091

XT (mm) 2.934 2.99 3.01 3.03 3.06 3.08 3.09 3.12

XT (mm) 859.01352 966.05088 1028.0163 1081.434 1145.5129 1191.242 1233.1048 1324.3415

Rumus derajat kebebasan adalah: DK = K- (R+1) Dimana : DK = derajat kebebasan K = kelas R = banyaknya keterikatan ( biasanya diambil R = 2 untuk distribusi normal dan binomial dan R = 1 untuk distribusi Poisson dan Gumbel) Perhitungan : K = 1 + 3,322 log n = 1 + 3,322 log 10 = 4,322 ≈ 5

DK = K – ( R + 1 ) = 5 – ( 1 + 1 ) = 3 IV- 15


` Tabel 4.18 Tabel nilai kritis untuk uji Chi Kuadrat

DK 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0.995 0,0000393 0,1000 0,0717 0,207 0,412 0,676 0,989 1,344 1,735 2,156

0.99 0,000157 0,021 0,115 0,297 0,554 0,872 0,1,239 1,646 2,088 0,558

0.975 0,000928 0,05806 0,216 0,4848 0,831 1,237 1,690 2,180 2,700 3,247

ᾀ 0.95 0,00393 0,103 0,352 0,711 1,145 1,635 2,167 1,733 3,325 3,940

0.05 3,841 5,991 7,815 9,488 11,070 12,592 14,067 15,507 16,919 18,307

0.025 5,024 7,378 9,348 11,143 12,832 14,449 16,013 17,535 19,023 20,483

0.01 6,635 9,210 11,345 13,277 15,086 16,812 18,475 20,090 21,666 23,209

0.005 7,879 10,579 12,838 14,860 16,750 18,548 20,278 21,955 23,589 25,188

Untuk DK = 3, signifikasi (α) = 5% maka dari table 4.18 harga X2Cr = 7,815 =2

= ( 2,1089 – 0,027) = 2,0819

Tabel 4.19 Hitungan X2Cr

Nilai batas tiap kelas

EF

Of

(Ef-Of)2

(Ef-Of)2/Ef

2,0819 < Ri < 2,1089

2

1

1

0.5

2,1089< Ri < 2,1359

2

1

1

0.5

2,1359< Ri < 2,1629

2

0

0

0

2,1629< Ri < 2,1899

2

3

1

0.5

2,1899< Ri < 2,2169

2

5

1

0.5

Jumlah

10

10

X2

2

IV- 16


`

Karena nilai X2Cr analisis < X2Cr tabel ( 2 < 7,815 ) maka untuk menghitung curah hujan rencana dapat menggunakan distribusi Log Pearson Type III. 4.6 Distribusi Curah Hujan Rencana Analisis curah hujan rencana ini bertujuan untuk mengetahui besarnya curah hujan maksimum dalam periode ulang tertentu yang nantinya dipergunakan untuk perhitungan debit banjir rencana. Tabel 4.20 Tabel Uji kolmogorov

X

m

P(x) = m/(n+1)

P(x<)

f(t)

P'(x) = m/(n1)

P'(x<)

D

1

2

3

4 = nilai 1-3

5

6

7 = nilai 1-6

8 = nilai 7-4

129 133 149 151 154 158 163 163 178 212

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0.0909 0.1818 0.2727 0.3636 0.4545 0.5455 0.6364 0.7273 0.8182 0.9091

0.9091 0.8182 0.7273 0.6364 0.5455 0.4545 0.3636 0.2727 0.1818 0.0909

-1.2997 -1.0980 -0.4360 -0.3220 -0.2175 -0.0338 0.1575 0.1685 0.8137 2.2467

0.1111 0.2222 0.3333 0.4444 0.5556 0.6667 0.7778 0.8889 1.0000 1.1111

0.8889 0.7778 0.6667 0.5556 0.4444 0.3333 0.2222 0.1111 0.0000 -0.1111

-0.0202 -0.0404 -0.0606 -0.0808 -0.1010 -0.1212 -0.1414 -0.1616 -0.1818 -0.2020

4.7 DISTRIBUSI CURAH HUJAN JAM-JAMAN Pada perencanaan sungai, untuk memperkirakan hidrograf banjir rancangan dengan cara hidrograf satuan (unit hidrograf) perlu diketahui dulu sebaran hujan jamjaman dengan suatu interval tertentu. Dalam study ini untuk perhitungannya digunakan rumus mononobe, sebagai berikut :

Dimana : Rt

= intensits curah hujan rerata dalam T jam

R24

= Curah hujan dalam 1 hari (mm) IV- 17


`

T

= Waktu konsentrasi hujan (jam)

Perkiraan distribusi hujan menggunakan rumus monobe disajikan pada tabel sebagai berikut: T = 1 jam, RT =

= 0,464.R24

T = 2 jam, RT =

= 0,292.R24

T = 3 jam, RT =

= 0,223.R24

T = 4 jam, RT =

= 0,184.R24

T = 5 jam, RT =

= 0,158.R24

T = 6 jam, RT =

= 0,140 R24

T = 7 jam, RT =

= 0,126.R24

T = 8 jam, RT =

= 0,116.R24

T = 9 jam, RT =

= 0,107.R24

T = 10 jam, RT =

= 0,1.R24

Perhitungan Jam – jaman : Rumus : RT = t.RT – (t – 1).(RT – 1) t = 1 jam, R1 = 1.(0,464.R24) – (1 – 1).(R1-1) = 1.0,464.R24

= 46,4%

t = 2 jam, R2 = 2.(0,292.R24) – (2 – 1).(R2-1) = 2.0,292.R24 – 1.0,464

= 12 %

t = 3 jam, R3 = 3.(0,223.R24) – (3 – 1).(R3-1) = 3.0,223.R24 – 2.0,292

= 8,5 %

t = 4 jam, R4 = 4.(0,184.R24) – (4 – 1).(R4-1) = 4.0,184.R24 – 3.0,223

= 6,7 %

t = 5 jam, R5 = 5.(0,158.R24) – (5 – 1).(R5-1) = 5.0,158.R24 – 4.0,184

= 5,4 %

t = 6 jam, R6 = 6.(0,140.R24) – (6 – 1).(R6-1) = 6.0,140.R24 – 5.0,158

= 5%

IV- 18


`

t = 7 jam, R3 = 7.(0,126.R24) – (7 – 1).(R7-1) = 7.0,126.R24 – 6.0,140

= 4,2 %

t = 8 jam, R4 = 8.(0,116.R24) – (8 – 1).(R8-1) = 8.0,116.R24 – 7.0,126

= 4,6 %

t = 9 jam, R5 = 9.(0,107.R24) – (9 – 1).(R9-1) = 9.0,107.R24 – 8.0,116

= 3,5 %

t = 10 jam, R6 = 10.(0,1.R24) – (10 – 1).(R10-1) = 10.0,1.R24 – 9.0,107

= 3,7 %

4.8 TATA GUNA LAHAN

Gambar 4.2 Peta Tata Guna Lahan

Koefisien limpasan (C): Angka koefisien limpasan merupakan indikator apakah suatu DAS telahmengalami gangguan. Besar kecilnya nilai C tergantung pada permebilitas dan kemampuan tanah dalam menapung air. Nilai C yang besar menunjukkan bahwa banyak air hujan yang menjadi limpasan. Koefisien lipasan permukaan pada kajian ini dihitung berdasarkan pola penggunaan lahan hasil inventarisasi dari Sub Balai Rehabilitasi Lahan dan Konversasi Tanah pada tahun 1997. Karena tata guna lahan. Maka nilai tetapan C diberikan bobot IV- 19


`

(weighted) untuk memperoleh nilai rata-rata tertimbang. Perhitungan selengkapnya disajikan dalam tabel berikut : Tabel 4.21 Tabel Perhitungan Koefesien Limpasan (C) Penggunaan Lahan

Luas (Km2)

CN

Luas (%)

CN Komposit (%)

1

Kebun

49

139.9611

10.705

5.25

2

Tegalan

65

86.60153

6.624

4.31

3

Sawah

59

194.0401

14.841

8.76

4

Pemukiman

98

811.6984

62.083

60.84

5

Danau

61

59.90996

4.582

2.80

6

Hutan Rimba

25

15.22912

1.165

0.29

1307.44

100

82.23

CN

0.822349185

1. Koefesien pengfaliran (c) Untuk kala ulang 10 tahun Hujan netto

= 0,82 = 176,604

= kala ulang/periode.Koefesien pengaliran = 176,604*0,82 = 144,9 mms

Tabel 4.22 Tabel Perhitungan kala ulang 10 tahun

Jam

Nisban (%)

MK

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

46.4 12 8.5 6.7 5.4 5 4.2 4.6 3.5 3.7

144.9 144.9 144.9 144.9 144.9 144.9 144.9 144.9 144.9 144.9

2. Koefesien pengfaliran (c) Untuk kala ulang 20 tahun

Hujan jamjaman 0.464 0.12 0.085 0.067 0.054 0.05 0.042 0.046 0.035 0.037

Ri = Rt.Hujan netto 67.23 17.39 12.32 9.71 7.82 7.25 6.09 6.67 5.07 5.36

= 0,82 = 203,2357

IV- 20


`

Hujan netto

= kala ulang/periode.Koefesien pengaliran = 203,2357*0,82 = 166,7 mm


Jam

Nisban (%)

MK

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

46.4 12 8.5 6.7 5.4 5 4.2 4.6 3.5 3.7

166.706 166.706 166.706 166.706 166.706 166.706 166.706 166.706 166.706 166.706

3. Koefesien pengfaliran (c) Untuk kala ulang 50 tahun Hujan netto

Hujan jamjaman 0.464 0.12 0.085 0.067 0.054 0.05 0.042 0.046 0.035 0.037

Ri = Rt.Hujan netto 77.35 20.00 14.17 11.17 9.00 8.34 7.00 7.67 5.83 6.17

= 0,82 = 212,3244

= kala ulang/periode.Koefesien pengaliran = 212,33*0,82 =174,106008 mm


Jam

Nisban (%)

MK

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

46.4 12 8.5 6.7 5.4 5 4.2 4.6 3.5 3.7

174.1106 174.1106 174.1106 174.1106 174.1106 174.1106 174.1106 174.1106 174.1106 174.1106

Hujan jamjaman 0.464 0.12 0.085 0.067 0.054 0.05 0.042 0.046 0.035 0.037

Ri = Rt.Hujan netto 80.79 20.89 14.80 11.67 9.40 8.71 7.31 8.01 6.09 6.44

IV- 21


`

4. Koefesien pengfaliran (c)

= 0,82

Untuk kala ulang 100 tahun = 222.8435 Hujan netto



Jam

Nisban (%)

MK

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

46.4 12 8.5 6.7 5.4 5 4.2 4.6 3.5 3.7

182.7452 182.7452 182.7452 182.7452 182.7452 182.7452 182.7452 182.7452 182.7452 182.7452

5. Koefesien pengfaliran (c)

Hujan jamjaman 0.464 0.12 0.085 0.067 0.054 0.05 0.042 0.046 0.035 0.037

Ri = Rt.Hujan netto 84.79 21.93 15.53 12.24 9.87 9.14 7.68 8.41 6.40 6.76

= 0,82

Untuk kala ulang PMP = 2094,79 Hujan netto


IV- 22


` Tabel 4.26 Tabel Perhitungan kala ulang PMP

`

Nisban (%)

MK

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

46.4 12 8.5 6.7 5.4 5 4.2 4.6 3.5 3.7

1717.736 1717.736 1717.736 1717.736 1717.736 1717.736 1717.736 1717.736 1717.736 1717.736

Hujan jamjaman 0.464 0.12 0.085 0.067 0.054 0.05 0.042 0.046 0.035 0.037

Ri = Rt.Hujan netto 797.0 206.1 146.0 115.1 92.8 85.9 72.1 79.0 60.1 63.6

4.9 Parameter / Data Daerah Aliran Sungai (DAS) -

= 13.086,71 km2 Luas DAS Total (Atotal) Luas DAS Hulu (AU) = 6543,355 Km2 Lebar DAS ¾ L (B1) = 59,7 Km Lebar DAS ¼ L (B2) = 19,9 Km Panjang Alur Sungai Utama (L) = 79,6 Km Kemiringan Sungai Utama (S) = 0,6 Jumlah Panjang Sungai Semua Tingkat (LN) = 127.97 Km Jumlah Panjang Sungai Tingkat Satu (L1) = = 2,8 x 52 = 145,6 Km Jumlah Pertemuan Sungai (JN) = 17 titik Jumlah Pangsa Sungai Semua Tingkat (PN) = 2,8 x 9= 25,2 buah Jumlah Pangsa Sungai Tingkat Satu (P1) = 9 buah Beda Tinggi Elevasi Sungai Hulu dan Hilir Rerata(H)= 200 m

4.9.1 Perhitungan Parameter DAS : 1. Faktor sumber (SF) : SF =

=

= 2,8

2. Frekuensi sumber (SN) : SN =

=

= 0,357

3. Faktor lebar (WF) : WF =

=3 IV- 23


`

4. Luas DAS sebelum hulu (RUA) : RUA =

=

= 0,5

5. Faktor simetris (SIM) : SIM = WF x RUA = 3 x 0,5 = 1,5 Cek :Ternyata SIM = 1,5 ≥ 0,5, maka bentuk DAS lebar dibagian hulu dan menyempit dibagian hilir. 6. Kerapatan jaringan kuras (D) : D=

=

= 0,098

7. Waktu naik Hidrograf (TR) : TR = 0.43 ( = (0.43 (

)3 + 1.0665 x SIM + 1.2775 )3) + (1.0665 x 1,5) + 1.2775= 2,89 detik

8. Debit puncak hidrograf (Qp) : Qp = 0,1836 x A0,5886 x TR-0,4008 x JN0,2381 0,5886 = 0,1836 x x 2,877-0,4008 x 170,2381 = 0.1836 x68,33x 0.655 x 1,963 = 16,10 m3/dtk 9. Waktu Dasar Hidrograf (TB) : TB = 27,4132 x TR0,1457 x S-0,0986 x SN0,7344 x RUA0,25 = 27,4132 x 2,890,1457 x 0,6-0,0986 x 0,3570,7344 x 0,50,25 = 27,4132 x 1,167 x 1,05x 0,469 x 0,5604 = 13,28→ 13 jam 10. Koefisien penampung (K) : K = 0,5617 x A0,1793 x S-0,1446 x SF-1,0897 x D0,0452 0,1793 = 0,5617 x x 0,6-0,1446 x 2.8-1,0897 x 0,0980,0452 = 0,5617 x 3,72 x 1,598 x 0,325 x 0,9 = 1 11. Aliran dasar (QB) : QB = 0,4751 x A0,6444 x D0,9430 = 0,4751 x 1308,670,6444 x 0,0980,9430 = 0,4751 x 1982,83x 0,112 = 5.41m3/dtk 12. Debit resesif hidrograf (Qt) : Qt = Qp x

→ dimana e =2,74

IV- 24


` Tabel 4.27 Tabel Qt Tabel Qt Jam

-t/k

Qt = QP x e

(t)

m3/dtk

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

0 6.02189781 2.197772923 0.802106906 0.292739747 0.106839324 0.038992454 0.014230823 0.005193731 0.001895522 0.000691796 0.00025248 9.21461E-05 3.363E-05 1.22737E-05 4.47946E-06 1.63484E-06 5.96657E-07 2.17758E-07 7.94737E-08 2.9005E-08 1.05858E-08

IV- 25


`

Tabel 4.28 Tabel Perhitungan Hidrograf Banjir Rancangan

t

Tr = 10 th

(jam)

Q (m³/dt)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Max

5.41 22.24722628 15.96300229 83.45124171 92.36483274 84.23658129 77.83758441 68.51678263 70.59495717 59.73115225 57.51261031 24.42555121 12.34998219 7.942840216 6.33439424 5.418320491 5.413036675 5.411108276 5.41040448 5.410147621 5.410053876 5.410019663 92.36483274

Tr = 20 th

Tr = 50 th

Tr = 100 th

Tr = PMP

Q (m³/dt)

Q (m³/dt)

Q (m³/dt)

Q (m³/dt)

5.41 493.1837226 309.8894608 206.862358 151.1955321 115.222238 99.68453941 83.8368392 82.2081165 70.17208631 67.82681982 28.18986125 13.72381797 8.444240137 6.517386911 5.814155807 5.557502119 5.46383289 5.42964704 5.417170453 5.412616954 5.410955093 493.1837226

5.41 517.271314 324.70245 218.290456 156.811626 120.885046 102.594323 89.0539137 86.5811364 73.5746483 72.4408935 29.8738298 14.338405 8.66854198 6.5992489 5.84403244 5.568406 5.46781241 5.43109942 5.41770052 5.41281041 5.4110257 517.271314

5.41 4804.86255 2997.54597 1976.62751 512.829997 250.818758 150.015386 5.64321111 5.63198883 5.62908767 5.61129855 5.60788877 85.8987185 34.7854447 16.1309652 9.32276103 6.83801497 5.93117335 5.60020925 5.47941943 5.43533556 5.41924655 4804.86255

5.41 471.2037956 295.8456918 196.7387196 142.5025984 109.6408753 93.67309319 79.7760924 80.72609212 69.02901172 65.78372691 27.4442069 13.45168135 8.344920201 6.481138759 5.800926555 5.552673925 5.462070776 5.429003933 5.416935742 5.412531293 5.410923829 471.2037956

Tabel 4.29 Tabel Perhitungan Debit Maksimum

Q Q 10 Q 20 Q 50 Q 100 Q PMP

Q MAXIMUM (m3/dt) 92.36483274 471.2037956 493.1837226 517.2713139 4804.862555

IV- 26


`

6000

Hidrograf Gamma 1 5000 Tr = 20 th Q (m³/dt) 4000

Tr = 50 th Q (m³/dt) Tr = 100 th Q (m³/dt)

3 / dt ) Q (m3000

Tr = PMP Q (m³/dt)

2000

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122 t (jam)

IV- 27

BAB IV ANALISIS HIDROLOGI

Recommend Documents