EVALUASI PERHITUNGAN DEBIT BANJIR RENCANA DENGAN HIDROGRAF METODE ITB, NAKAYASU, SNYDER PADA SUB CATCHEMENT SUNGAI CIUJUNG SERANG
Muhammad Reza Aditya Ready Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jl. Raya Meruya Selatan No. 01, Kembangan, Jakarta Barat 11650
[email protected]
Abstrak Kontribusi air dari DAS Bojong manik terhadap sungai Ciujung belum dapat diketahui cara yang tepat untuk digunakan. Salah satu cara untuk mengetahui besarnya debit banjir DAS bojong manik adalah dengan memprediksi besarnya aliran dari data hujan yang ada, oleh karena itu data hujan sebagai masukan utama proses pengalihragaman hujan menjadi suatu hal yang sangat penting dan harus memiliki tingkat ketelitian yang tinggi. Penelitian ini menyajikan suatu pendekatan sederhana untuk membandingkan debit puncak dan bentuk hidrograf aliran antara hidrograf terukur dan hidrograf satuan sintetis pada DAS bojong manik. Beberapa metode hidrograf satuan sintetis seperti cara Snyder, Nakayasu, ITB digunakan untuk menghitung debit puncak dan bentuk hidrograf. Setiap metode menggunakan parameter-parameter yang telah ditentukan oleh metode masing-masing, untuk metode Snyder menggunakan paramter Ct:1 Cp:0,6. Lalu untuk metode Nakayasu menggunakan parameter R:1 C:0,559 dan alpha:1. Dan untuk metode ITB menggunakan parameter Ct:1 Cp:1 R:1 dan alpha:1. Dari parameter-parameter tersebut didapatkan time peak (Tp) Snyder: 2,51 jam, Nakayasu 1,38 jam, dan ITB 0,98 jam. Sedangkan untuk time base (Tb) Snyder:15,4 jam sedangkan untuk ITB dan Nakayasu tidak dirumuskan. Dari hasil kalibrasi model didapatkan metode hidrograf satuan sintetis yang sesuai mendekati karakteristik hidrograf terukur yaitu metode Snyder, yang mana pada periode hujan 10 tahunan mempunyai nilai = 47,32 m3/detik mendekati debit puncak terukur = 49,98 m3/detik. Kata kunci : Hidrograf satuan sintetis, Debit banjir, HSS Snyder, HSS Nakayasu, HSS ITB.
Pendahuluan Dalam perencanaan di bidang sumber daya air, seringkali diperlukan data debit banjir rencana yang realistis. Banjir rencana dengan periode ulang tertentu dapat dihitung dan data debit banjir atau data hujan. Apabila data debit banjir tersedia cukup panjang (>20 tahun), debit banjir dapat langsung dihitung dengan metode analisis probabilitas. Sedang apabila data yang tersedia hanya berupa data hujan dan karakteristik DAS, salah satu metode yang disarankan adalah menghitung debit banjir dari
data hujan maksimum harian rencana dengan superposisi hidrograf satuan. Konsep hidrograf satuan, yang banyak digunakan untuk melakukan transformasi dari hujan menjadi debit aliran. Data yang diperlukan untuk menentukan hidrograf satuan terukur di DAS yang ditinjau adalah data hujan otomatis dan pencatatan debit di titik pengamatan tertentu. Namun jika data hujan yang diperlukan untuk menyusun hidrograf satuan terukur tidak tersedia digunakan analisis hidrograf banjir sintetis.
Tinjauan Pustaka Metode hidrograf satuan sintetis adalah metode yang populer digunakan dan memainkan peranan penting dalam banyak perencanaan di bidang sumber daya air khususnya dalam analisis debit banjir DAS yang tidak terukur. Metode ini sederhana, karena hanya membutuhkan data-data karakteristik DAS seperti luas DAS dan panjang sungai dan dalam beberapa kasus dapat juga mencakup karakteristik lahan digunakan. Oleh karena itu, metode ini merupakan alat berguna untuk mensimulasikan aliran dari DAS tidak terukur dan daerah aliran sungai mengalami perubahan penggunaan lahan. Menurut definisi hidrograf satuan sintetis adalah hidrograf limpasan langsung (tanpa aliran dasar) yang tercatat di ujung hilir DAS yang ditimbulkan oleh hujan efektif sebesar satuan (1 mm, 1 cm, 1 inchi) yang terjadi secara merata di seluruh DAS dengan intensitas tetap dalam suatu satuan waktu (misal 1 jam) tertentu. Beberapa asumsi dalam penggunaan hidrograf satuan adalah sebagai berikut: 1. Hujan efektif mempunyai intensitas konstan selama durasi hujan efektif. Untuk memenuhi anggapan ini maka hujan deras untuk analisis adalah hujan dengan durasi singkat. 2. Hujan efektif terdistribusi secara merata pada seluruh DAS. Dengan anggapan ini maka hidrograf satuan tidak berlaku untuk DAS yang sangat luas, karena sulit untuk mendapatkan hujan merata di seluruh DAS. Karakteristik bentuk hidrograf yang merupakan dasar dari konsep hidrograf satuan ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Prinsip penting dalam penggunaan hidrograf satuan dapat sebagai berikut: 1. Lumped response: hidrograf menggambarkan semua kombinasi dari karakteristik fisik DAS yang meliputi (bentuk, ukuran, kemiringan, sifat tanah) dan karakteristik hujan. 2. Time invariant: hidrograf yang dihasilkan oleh hujan dengan durasi dan pola yang serupa memberikan bentuk dan waktu dasar yang serupa pula. 3. Linear response: respons limpasan langsung dipermukaan (direct run off) terhadap hujan effektif bersifat linear, sehingga dapat dilakukan superposisi hidrograf. Dan untuk mengembangkan hidrograf satuan sintetis, beberapa metoda telah tersedia. Beberapa metoda hidrograf satuan sintetis seperti cara nakayasu, snyder-alexeyev, dan ITB sangat populer dan umum digunakan di Indonesia untuk menghitung debit puncak dan bentuk hidrograf banjir. Metode ITB Untuk menganalisis hidrograf satuan sintetis pada suatu DAS dengan cara ITB perlu diketahui beberapa komponen penting pembentuk hidrograf satuan sintetis berikut: 1. Tinggi dan durasi hujan satuan 2. Time lag (Tl), waktu puncak (Tp), dan waktu dasar (Tb) 3. Bentuk hidrograf satuan 4. Debit puncak hidrograf satuan Tinggi dan durasi hujan satuan Tinggi hujan satuan yang umum digunakan adalah 1 inchi atau 1 mm.
Durasi hujan satuan umumnya diambil Tr = 1 jam, namun dapat dipilih durasi lain asalkan dinyatakan dalam satuan jam (misal 0,5 jam, 10 menit = 1/6 jam). Jika durasi data hujan semula dinyatakan dalam 1 jam, jika diinginkan melakukan perhitungan dalam interval 0,5 jam, maka tinggi hujan setiap jam harus dibagi 2 dan didistribusikan dalam interval 0,5 jam. Time lag (Tl), waktu puncak (Tp), dan waktu dasar (Tb) Dari karakteristik fisik DAS dapat dihitung dua elemen-elemen penting yang akan menentukan bentuk dari hidrograf satuan itu yaitu Time lag (Tl), waktu puncak (Tp), dan waktu dasar (Tb). Selain parameter fisik terdapat pula parameter non-fisik yang digunakan untuk proses kalibrasi. Saat ini ada banyak sekali rumus time lag yang telah dikembangkan oleh para peneliti baik di dalam maupun di luar negeri. Beberapa software seperti misalnya program HEC-HMS (Hydrology Modeling System) membebaskan pengguna memilih rumusan time lag yang akan digunakan. Prosedur umum ini juga direncanakan cukup fleksibel dalam mengadopsi rumusan time lag yang akan digunakan. Fleksibilitas seperti ini perlu diberikan karena sudah banyak hasil penelitian tentang time lag yang masih berjalan bahkan dipublikasikan. Namun sejauh ini hasilnya tidak ada yang menunjukkan bahwa satu rumusan time lag sangat jauh lebih baik (superior) dibanding rumusan time lag yang lainnya. Karena itu semua rumus time lag seharusnya dapat digunakan sesuai dengan batasan yang dibuat oleh penyusunnya. Rumus standard untuk time lag yang digunakan adalah penyederhanaan dari rumus snyder sebagai berikut: Tl = Ct 0,81225 L0,6 Dimana: Tl = time lag (jam) Ct = koefisien waktu L = panjang sungai (km). Koefisien Ct diperlukan dalam proses kalibrasi harga Tp. Harga standar koefisien Ct adalah 1, jika Tp perhitungan lebih kecil dari Tp pengamatan, harga diambil Ct > 1 agar harga Tp membesar. Jika Tp perhitungan lebih besar dari Tp pengamatan, harga diambil Ct < 1 agar harga Tp akan mengecil. Proses ini diulang agar Tp perhitungan mendekati Tp pengamatan.
Waktu puncak Tp didefinisikan sebagai berikut: Tp = Tl + 0,5 Tr Untuk DAS kecil (A < 2 km2), menurut SCS harga Tb dihitung dengan Tb = 8/3 Tp Untuk DAS berukuran sedang dan besar harga secara teoritis Tb dapat berharga tak berhingga (sama dengan cara Nakayasu), namun prakteknya Tb dapat dibatasi sampai lengkung turun mendekati nol, atau dapat juga menggunakan harga berikut: Tb = (10 s/d 20)*Tp Bentuk dasar hidrograf satuan Prosedur umum yang diusulkan dapat mengadopsi berbagai bentuk dasar HSS yang akan digunakan. Beberapa bentuk HSS yang dapat digunakan antara lain adalah SCS triangular, SCS cuvilinear, USGS nationwide SUH, delmarvara, fungsi gamma dan lain-lain. Selain itu ITB telah mengembangkan dua bentuk dasar HSS yang dapat digunakan yaitu bentuk HSS ITB-1 dan HSS ITB-2 sebagai berikut: 1. HSS ITB-1 memiliki persamaan lengkung naik dan lengkung turun seluruhnya yang dinyatakan dengan satu persamaan yang sama yaitu: Q(t) = exp {2 – t-1/t}a.Cp 2. HSS ITB-2 memiliki persamaan lengkung naik dan lengkung turun yang dinyatakan dengan dua persamaan yang berbeda yaitu: Lengkung naik (0 < t < 1): q(t) = ta Lengkung turun (t > 1 s/d oo): q(t) = exp{1 – tB.Cp} Dimana t = T/Tp dan q = Q/Qp masingmasing adalah waktu dan debit yang telah dinormalkan sehingga t = T/Tp berharga antara 0 dan 1, sedang q = Q/Qp. Berharga antara 0 dan oo (atau antara 0 dan 10 jika harga Tb/Tp = 10). Jika sangat diperlukan harga koefisien a dan B dapat dirubah, namun untuk lebih memudahkan, proses kalibrasi dapat dilakukan dengan merubah harga koefisien Cp. Harga standar koefisien Cp adalah 1, jika harga debit puncak perhitungan lebih kecil dari debit puncak pengamatan, maka harga diambil Cp > 1 ini akan membuat harga debit puncak membesar, sebaliknya jika debit puncak perhitungan lebih besara dari hasil pengamatan maka harga diambil Cp < 1 agar harga debit puncak mengecil. Debit puncak hidrograf satuan Sebelum membahas debit puncak hidrograf satuan, akan dijelaskan
kesetaraan luas HSS dengan HSS yang telah dinormalkan. Hal ini berguna dalam menjelaskan penerapan prinsip konservasi mass dalam penurunan debit puncak hidrograf satuan. Untuk memudahkan penjelasan, tinjau suatu kurva hidrograf berbentuk segitiga yang terjadi akibat hujan efektif R=1 mm pada suatu DAS luas A DAS. Integrasi kurva di bawah kurva hidrograf sama dengan volume hidrograf satuan. Misalkan Tp adalah absis dan qp adalah ordinat titik puncak P. Jika seluruh harga pada absis t (waktu) dinormalkan terhadap Tp dan seluruh harga ordinat Q (debit) dinormalkan terhadap qp, akan didapat suatu kurva hidrograf tak berdimensi. Luas bidang di bawah kurva yang telah dinormalkan dapat dihitung dari rumus luas segitiga sebagai berikut: A HSS = ½ * (4*l) = 2 Volume hidrograf satuan V HSS (memiliki dimensi m3) dapat diperoleh dengan cara lebih mudah yaitu mengalikan A HSS dengan Qp dan Tp, atau V HSS = Qp Tp A HSS = (5 m3/s)*(2s)*(2) = 20 (m3) Hasil tersebut dapat digeneralisasi untuk bentuk HSS yang lebih kompleks. Jika hidrograf banjir dinormalkan dengan faktor Qp dan Tp, maka volume HSS dapat dihitung dengan rumus V HSS = Qp Tp A HSS Jika Tp (jam) dikonversi dalam detik, maka: V HS = A HSS Qp Tp 3600 (m3) (Sumber: Dantje K. Natakusumah Vol. 18-No. 3) Dimana A HSS adalah luas HSS tak berdimensi yang dapat dihitung secara exact atau secara numerik. Metode Snyder Untuk mendapatkan suatu hidrograf satuan seperti diuraikan dengan prosedur tertentu perlu tersedia data yang baik, yaitu data AWLR, data pengukuran debit, data hujan harian, dan data hujan jamjaman. Yang menjadi masalah adalah bahwa karena berbagai sebab data ini sangat sulit diperoleh atau tidak tersedia. Untuk mengatasi hal ini maka dikembangkan suatu cara untuk mendapat hidrograf satuan tanpa mempergunakan data tersebut. Salah satu cara tersebut dikembangkan oleh F.F. snyder dari Amerika serikat pada tahun 1983 yang memanfaatkan parameter DAS yang
diteliti oleh Snyder berada di dataran tinggi. Snyder mengembangkan model dengan koefisien-koefisien empirik yang menghubungkan unsur-unsur hidrograf satuan dengan karakteristik DAS. Hal tersebut didasarkan pada pemikiran bahwa pengalihragaman hujan menjadi aliran baik pengaruh translasi maupun tampungannya dapat dijelaskan dipengaruhi oleh sistem DAS-nya. Hidrograf satuan tersebut ditentukan dengan unsur yang antara lain Qp (m3/detik), Tb (jam), dan tp (jam) dan tr (jam). Unsur-unsur hidrograf tersebut dihubungkan dengan: A = luas DAS (km2) L = panjang aliran sungai utama (km) Lc = panjang sungai utama diukur dari tempat pengukuran (pelepasan) sampai titik di sungai utama yang terdekat dengan titik berat DAS (km) Dengan unsur-unsur tersebut di atas snyder membuat model hidrograf satuan sintetis sebagai berikut: Tp = 0,75 Ct (L.Lc)0,3 Tr = tp/5,5 Qp = 2,75 Cp.A/tp Tb = 72 + 3.tp atau Tb = 5,56/qpr Dimana Tp = waktu kelambatan (time lag) (jam) Qp = debit puncak (m3/detik) Tb = waktu dasar (jam) Qpr = debit per satuan luas (m3/detik/km2) (Sumber: Dantje K. Natakusumah Vol. 18-No. 3) Ct dan Cp adalah koefisien-koefisien yang bergantung pada satuan dan ciri DAS, koefisien-koefisien Ct dan Cp harus ditentukan secara empirik, karena besarnya berubah-ubah antara daerah yang satu dengan daerah yang lain. Dalam sistem empirik besarnya Ct antara 0,75 sampai 3 sedangkan Cp antara 0,9 sampai 1,4. Besaran nilai Ct dan Cp tersebut diperoleh snyder untuk sejumlah DAS di dataran tinggi, dimana bila nilai Cp mendekati nilai terbesaar maka nilai Ct akan mendekati nilai terkecil, demikian pula sebaliknya. Menurut hasil penelitian hoffmeister dan weisman pada tahun 1977, bahwa pemakaian parameter Lc oleh snyder disebabkan karena bagian hulu suatu DAS dianggap tidak terpengaruh terhadap debit
puncak suatu hidrograf. Mengenai unsur debit puncak, penelitian yang telah dilakukan morgan dan johnson pada tahun 1962 dan sri harto menyatakan bahwa persamaan snyder memberikan debit puncak paling kecil dibandingkan dengan cara-cara lainnya. Pemakaian cara snyder ini dibatasi hanya untuk dataran tinggi sedangkan untuk daerah lain dengan cara tersebut diperlukan ralat dan penyesuaian. Snyder hanya membuat model untuk menghitung debit puncak dan waktu yang diperlukan untuk mencapai puncak dari suatu hidrograf saja, sehingga untuk mendapatkan lengkung hidrografnya memerlukan waktu untuk menghitung parameter-parameternya. Ada sebuah pembaharuan pernah dilakukan Amerika serikat juga, yaitu dalam penggunaan metode snyder dengan parameter hidrograf satuan pada suatu daerah. Espey, Altman, dan Graves pada tahun 1977 mengembangkan satu set persamaan umum untuk menyusun hidrograf satuan dengan meneliti beberapa DAS yang mana menghasilkan persamaan: Tp = 3,1 L0,23 S-0,25 I-0,18 O1,57 Qp = 31,62 . 103 A0,96 T-1,07 Tb = 125,89 . 103 A Qp-0,95 W50 = 16,22 . 103 A0,93 Qp-0,92 W75 = 3,24 . 103 A0,79 I-0,18 Qp0,78
Dimana: L = panjang total sungai utama (feet) S = kemiringan sungai utama didefinisikan sebagai H/0,8L, dimana H adalah perbedaan elevasi A dan B. A adalah titik pada dasar sungai di bagian hulu yang berjarak 0,2L dari ujung sungai. B adalah titik pada dasar sungai di bagian hilir di tempat pengukuran (feet per foot) I = prosentase daerah kedap air di dalam suatu DAS (%), diasumsi sama dengan 5% dari luasan DAS yang belum dikembanagkan. O = dimensi faktor pengangkutan, dimana merupakan fungsi dari prosentase daerah kedap air dan kekasaran. (tanpa satuan) Tp = waktu naik yang diukur dari permulaan limpasan
sampai puncak hidrograf satuan (menit) Qp = debit puncak hidrograf satuan (cfs/menit) Tb = waktu dasar hidrograf satuan (menit) W50 = lebar hidrograf pada saat 50% tercapainya debit puncak (menit) W75 = lebar hidrograf pada saat 75% tercapainya debit puncak (menit) (Sumber: Hari Siswoyo, pengembangan model hidrograf) Belakangan ini banyak juga digunakan model HSS snyder yang telah diubah, dan telah banyak digunakan di Indonesia. Perubahan tersebut terletak pada: 1. Pangkat 0,3 pada rumus (l) diganti dengan n, sehingga menjadi tp = Ct . (L . Lc)n 2. Tr pada rumus (2) diganti dengan te yang merupakan durasi curah hujan efektif, sedangkan tr = 1 jam Te = tp/5,5 3. Hubungan te, tp, tr, dan Tp adalah sebagai berikut: Bila te > tr maka tp’ = tp + 0,25(tr-te), sehingga Tp = tp’ + 0,5 Bila te < tr maka Tp = tp + 0,5 4. Qp = 0,278 . Cp/Tp Dan Qp = qp . A untuk hujan 1 mm/jam Dimana: qp = puncak hidrograf satuan (m3/det/mm/km2) Qp = debit puncak (m3/detik/mm) Tp = waktu antara titik berat curah hujan hingga puncak hidrograf (jam) Tp = waktu yang diperlukan antara permulaan hujan hingga mencapai puncak hidrograf (jam) (Sumber: Dantje K. Natakusumah Vol. 18-No. 3) Dari tinjauan pustaka terhadap teori-teori yang ada, maka model HSS snyder perlu dikembangkan untuk mempermudah pemakaiannya. Penentuan nilai Ct dan Cp dalam bentuk pendekatan persamaan dengan menggunakan model regrasi dianggap penting. Hal ini mengingat nilainilai tersebut akan berbeda antara DAS yang satu dengan yang lain, sehingga dalam setiap penggunaan model ini selalu dilakukan kalibrasi untuk tiap daerah yang berbeda. Metode Nakayasu
Dalam kaitannya dengan studi tentang sumber daya air, hidrologi mempunyai peranan yang sangat penting. Salah satu faktor yang berperan adalah data hidrologi, kita dapat mengetahui besarnya debit rencana sebagai dasar perencanaan bangunan air. Adapun aspek hidrologi yang perlu dikaji pertama-tama adalah curah hujan daerah rata-rata harian maksimum. Untuk mendapatkan gambaran mengenai distribusi curah hujan di seluruh daerah aliran sungai, maka di berbagai tempat pada suatu daerah aliran sungai tersebut dipasang alat pengukur curah hujan. Untuk menghitung besarnya curah hujan daerah dalam penulisan ini dilakukan dengan metode rerata aritmatik. Rumus perhitungan curah hujan rata-rata adalah: Rn = (p1 + p2 + ..... + pn)/n Dimana p1, p2, p3, hingga pn adalah stasiun yang dilengkapi alat pengukur curah hujan. Curah hujan rancangan adalah hujan terbesar tahunan dengan suatu kemungkinan tertentu atau hujan dengan suatu kemungkinan periode ulang tertentu. Dalam analisis curah hujan rancangan dapat dilakukan dengan beberapa cara, seperti Normal, Log Normal, Pearson, Log Pearson tipe III, dan gumbel.
Untuk memperoleh angka-angka kemungkinan besaran debit banjir pada banjir yang diakibatkan oleh luapan sungai, analisis dilakukan dengan menggunakan data banjir terbesar tahunan atau curah hujan terbesar tahunan yang sudah terjadi. HSS merupakan metode yang tepat untuk menghitung debit banjir karena dari perhitungan HSS akan menghasilkan nilai debit tiap jam dan pada saat hujan mulai turun, waktu puncak banjir hingga akhir banjir, dibanding dengan metode empiris. Dalam hal ini penulis menggunakan metode HSS Nakayasu. Dengan rumusan sebagai berikut: Tl = 0,21 L0,7 dengan L < 15 km Tl = 0,527 + 0,058 L dengan L > 15 km Tp = Tl + 0,5 Tr Dimana: Tl = Time lag (jam) L = panjang sungai (km) Tp = waktu puncak (jam) Qp = C A R/3,6 (0,3 Tp + 0,3) Tg = 0,21 L0,7 dengan L < 15 km Tg = 0,4 + 0,058 L dengan L > 15 km Tr = 0,75 Tg T0,8 = 0,8 Tr Tp = Tg + 0,8 Tr Tb = ∞ (Sumber: Dantje K. Natakusumah Vol. 18-No. 3) Yang mana sifat kurva majemuk berubah terhadap karakteristik DAS, dan tidak dinyatakan secara eksplisit tapi mengikuti bentuk kurva HSS.
Hasil dan Pembahasan
(Sumber: Hadidhy, 2010) Uji distribusi probabilitas dimaksudkan untuk mengetahui apakah persamaan distribusi probabilitas yang dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data analisis. Pengujian distribusi probabilitas dapat dilakukan dengan metode Chikuadrat(X2)
Dikarenakan pada studi kasus ini, penulis hanya memakai 1 stasiun oleh karena itu tidak diperlukan untuk mencari curah hujan maksimum rerata daerah DAS, sebagaimana semestinya yang memakai 2 stasiun atau lebih. Lalu ditunjukkan dengan perhitungan distribusi probabilitas untuk menentukan kesesuaian metode dengan menyamakan syarat parameter-parameter yang ada. Kesesuaian data curah hujan terhadap jenis sebaran. Lalu perhitungan Chi-Kuadrat sehingga perhitungan debit banjir rencana dengan periode ulang tertentu, yang akan penulis sajikan pada tabeltabel di bawah ini.
Jenis Sebaran
Syarat
Normal Gumbel Log Pearson Tipe III
Nilai
CS = 0
-0.660470202
tidak memenuhi
Ck = 3
-0.120975177
tidak memenuhi
Cs < 1,1396
-0.265130542
Memenuhi
Ck < 5,4003
-1.012608939
Memenuhi
Cs x 0
Log Normal
Keterangan
0.045344957
tidak memenuhi
Ck = 1,5 Cs^2 + 3
-1.970983793
tidak memenuhi
Cs = 3 Cv + Cv^3
-0.008019482
tidak memenuhi
Cv = 0
-1.301119095
tidak memenuhi
Tabel 2. Uji Chi quadrat Probabilitas
Oi
Ei
Oi-Ei
f2 = ((Oi-Ei)^2/Ei)
16 < x < 52
3
2.6
0.4
0.061538462
52 < x < 88
6
2.6
3.4
4.446153846
88 < x < 124
2
2.6
-0.6
0.138461538
124 < x < 160
1
2.6
-1.6
0.984615385
x > 160
1
2.6
-1.6
0.984615385
13
13
6.615384615
Tabel 3. Uji Smirnov Kolgomorov Tr (tahun)
XTr
M
P(x)=M/(n+1)
P(x<)
f(t)=(Xi-Xrt)/sd
p'(x)
P'(x<)
D
2
94,85
1
0,14
0,86
-1,44
0,20
0,80
0,06
5
141,24
2
0,29
0,71
-0,72
0,40
0,60
0,11
10
171,96
3
0,43
0,57
-0,25
0,60
0,40
0,17
25
210,76
4
0,57
0,43
0,36
0,80
0,20
0,23
50
239,55
5
0,71
0,29
0,80
1,00
0,00
0,29
100
268,13
6
0,86
0,14
1,25
1,20
-0,20
0,34
jumlah data
6
D max
nilai rata-rata x
187,748
0,3429
standart deviasi
64,3707
D kritis < Diterima
0,48
Tabel 4. Perhitungan Unit Hidrograf Snyder
Metode Snyder Karakteristik DAS meliputi: - Luas DAS (A total) 9,745 km2 - Panjang sungai (L) 7,5 km - Jarak titik berat ke outlet (Lc) 4 km - Koefisien waktu (Ct) 1 - Koefisien puncak (Cp) 0.6 - Koefisien n 0.3
T (jam)
X
Y
Q
0
0
0
0
1
0.3875
0.526757
0.328207
2
0.775001
0.957672
0.596698
3
1.162501
0.985073
0.613771
4
1.550001
0.878782
0.547544
5
1.937501
0.740557
0.46142
6
2.325002
0.606553
0.377926
7
2.712502
0.488777
0.304543
8
3.100002
0.389885
0.242926
9
3.487502
0.308899
0.192466
10
3.875003
0.243577
0.151766
11
4.262503
0.191407
0.11926
12
4.650003
0.150021
0.093474
13
5.037504
0.11735
0.073118
14
5.425004
0.091651
0.057105
15
5.812504
0.07149
0.044543
16
6.200004
0.055707
0.034709
17
6.587505
0.043372
0.027024
18
6.975005
0.033745
0.021026
19
7.362505
0.02624
0.016349
20
7.750005
0.020393
0.012706
21
8.137506
0.015843
0.009871
22
8.525006
0.012303
0.007666
23
8.912506
0.009551
0.005951
24
9.300007
0.007412
0.004619
Parameter-parameter hidrograf: -
Time lag (TL) 2,08 jam
-
Durasi hujan efektif (te) 0,378 jam
-
Durasi hujan standart (Tr) 1 jam Waktu puncak (Tp) 2,58 jam
-
Time base (Tb) 15,403 jam
-
Debit puncak (Qp) 0.623 m3/det Aliran dasar (Qb) 1.609 m3/det
Unit Hidrograf Snyder 0.7 0.6 Q (m3/detik)
-
0.5 0.4 0.3
Series1
0.2 0.1 0 1
4
7 10 13 16 19 22 25 T (jam)
Tabel 5. Perhitungan Unit Hidrograf Nakayasu
Metode Nakayasu -
Luas DAS (A total) 9,745 km2 Panjang sungai (L) 7,5 km Koeffisien (a) 1 Hujan Netto Satuan 1 mm/jam Run off Coefficient (C) 0,559
Parameter-parameter hidrograf: -
Waktu konsentrasi (Tg)
-
Durasi hujan standart (Tr) 0,645 jam
T (jam)
HSS Unit
0
0
1
0.55150578
2
0.4968375
3
0.16398441
4
0.07686919
5
0.03818894
6
0.01897243
7
0.00942558
8
0.00468267
9
0.00232637
10
0.00115575
11
0.00057418
12
0.00028526
-
T0.8 0,516 Waktu konsentrasi (Tp)
13
0.00014172
-
14
7.0405E-05
1,377 jam Debit puncak (Qp)
15
3.4978E-05
-
16
1.7377E-05
17
8.633E-06
-
1,1881 Aliran dasar (Qb)
18
4.2889E-06
19
2.1307E-06
20
1.0586E-06
21
5.259E-07
22
2.6127E-07
23
1.298E-07
24
6.4485E-08
1.609
Unit Hidrograf Nakayasu 0.6
Q (m3/detik)
0.5 0.4 0.3 Series1
0.2 0.1
0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 T (jam)
Tabel 6. Perhitungan Unit Hidrograf ITB
Metode ITB -
Luas DAS (A total) 9,745 km2 Panjang sungai (L) 7,5 km Tinggi curah hujan satuan (R) 1 mm Durasi hujan satuan (Tr) 1 jam Kemiringan sungai 0,017926 Koefisien waktu 1 Koefisien puncak (Cp) 1 Alpha 1 Luas A Hss 2,0345
T (jam)
T
Q
A
0
0
0
0
1
1.020164
0.999602
0.509879
2
2.040327
0.588376
0.809998
3
3.060491
0.249801
0.427539
4
4.080654
0.097737
0.177273
5
5.100818
0.037012
0.068733
6
6.120981
0.013789
0.025912
7
7.141145
0.005089
0.009629
8
8.161308
0.001867
0.003548
9
9.181472
0.000683
0.001301
10
10.20164
0.000249
0.000475
11
11.2218
9.05E-05
0.000173
Parameter-parameter hidrograf:
12
12.24196
3.29E-05
6.29E-05
-
13
13.26213
1.19E-05
2.29E-05
14
14.28229
4.33E-06
8.29E-06
15
15.30245
1.57E-06
3.01E-06
16
16.32262
5.67E-07
1.09E-06
17
17.34278
2.05E-07
3.94E-07
18
18.36294
7.43E-08
1.43E-07
19
19.38311
2.69E-08
5.16E-08
20
20.40327
9.71E-09
1.86E-08
21
21.42343
3.51E-09
6.74E-09
22
22.4436
1.27E-09
2.44E-09
23
23.46376
4.58E-10
8.8E-10
24
24.48393
1.65E-10
3.18E-10
(Tl) 1,47 jam
-
Waktu konsentrasi (Tp)
-
0,98 jam Debit puncak (Qp)
-
Aliran dasar (Qb) 1.609 m3/det
2.034559
Q (m3/detik)
Unit Hidrograf ITB 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
Series1
1 4 7 10 13 16 19 22 25 T (jam)
Q (m3/detik)
Hidrograf banjir Snyder 80 70 60 50 40 30 20 10 0
2 Tahunan 5 Tahunan 10 Tahunan 25 Tahunan 50 Tahunan 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
100 Tahunan
T (jam)
Hidrograf Banjir Nakayasu 120
Q (m3/detik)
100 2 Tahunan
80
5 Tahunan
60
10 Tahunan
40
25 Tahunan
20
50 Tahunan
0
100 Tahunan 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 T (jam)
Hidrograf Banjir ITB Q (m3/detik)
100 80
2 Tahunan
60
5 Tahunan
40
10 Tahunan
20
25 Tahunan
0
50 Tahunan 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 T (jam)
100 Tahunan
Kesimpulan dan Saran Kesimpulan 1.
2.
3.
Dalam evaluasi pemilihan metode dari ketiga metode tersebut dipilih metode Snyder karena Time Peak (Tp) yang dimiliki oleh snyder lebih logis untuk DAS yang mempunyai luas 9.745 km2, Yaitu luas DAS yang termasuk kedalam DAS ukuran sedang. Sedangkan untuk metode ITB dan Nakayasu mempunyai Time Peak (Tp) yang biasa dimiliki oleh DAS berukuran kecil yaitu DAS (< 2 km2). Metode yang paling sesuai digunakan dalam perhitungan debit puncak banjir adalah metode Snyder, bisa dilihat pada tabel 6.2. di bawah ini. yang mana pada periode hujan 10 tahunan mempunyai nilai = 47,32 m3/detik mendekati debit puncak terukur = 49,98 m3/detik. Berdasarkan parameter-parameter hidrograf yaitu debit puncak (Q) dan time peak (Tp) disimpulkan bahwa metode Snyder merupakan metode yang paling cocok untuk perhitungan sub DAS Bojong manik.
Saran 1.
Dapat menganalisa parameter-parameter hidrograf seperti: Ct, Cp, alpha, R dan laim-lain dengan benar. Karena dapat mempengaruhi hasil terutama untuk metode ITB yang mempunyai syarat dan ketentuan tambahan dalam unit hidrografnya.
Daftar Pustaka Soemarto, C.D., 1995, Hidrologi Teknik, Jakarta: Erlangga. Triatmodjo, B., 2008, Hidrologi Terapan, Yogyakarta: Penerbit Beta Ofset. Wilson, E.M., 2014, Hidrologi Teknik, Bandung: Penerbit ITB Bandung. Dantje, K. N., 2011, Prosedur Umum Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis dengan cara ITB, Bandung: Jurnal Teknik Sipil ITB.
