MODEL PENELUSURAN BANJIR DAERAH ALIRAN SUNGAI BENGAWAN SOLO HULU DENGAN MENGGUNAKAN METODE MUSKINGUM-CUNGE

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

MODEL PENELUSURAN BANJIR DAERAH ALIRAN SUNGAI BENGAWAN SOLO HULU DENGAN MENGGUNAKAN METODE MUSKINGUM-CUNGE TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh : LINDA FITRIANA NIM. I8709017

D3 TEKNIK SIPIL INFRASTRUKTUR PERKOTAAN JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 commit to user

i


digilib.uns.ac.id

MOTTO “Hai orang-orang yang beriman, mintalah pertolongan ( kepada Allah ) dengan Sabar dan Shalat, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar” (Albaqoroh : 153)

Maut bukanlah kehilangan terbesar dalam hidup...kehilangan yang terbesar adalah apa yang mati dalam sanubari sementara kita masih hidup (Norman Cousins) Kekecewaan itu ibarat jalan yang berbongkah-bongkah, melambatkanmu sedikit, tapi kau akan menikmati jalan halus setelahnya. (Author Unknown)

Banyak yang ingin berbeda dari kebanyakan,tetapi enggan dibedakan (Haryanto Kandani).

Jangan pertanyakan bagaimana Kita bisa terjatuh,pertanyakan bagaimana Kita bisa bangkit kembali (Vince Lombardi).

commit to user

iv


digilib.uns.ac.id

PERSEMBAHAN

Ya Allah ........... dengan mengharap ridho dan Hidayah-Mu ingin ku persembahkan Tugas Akhir ini kepada :

1.

Allah SWT yang selalu memberikan kesempatan, petunjuk dan Hidayah Nya dalam penyelesaian Tugas Akhir ini

2.

Untuk Bapak Ibu yang tak henti-hentinya mendoakan, mendidik, menasehati tak pernah jemu dan selalu menaburkan pengorbanan dengan kasih sayang.

3.

Adikku tersayang tahukah Engkau? Sebaik apa dimataku? Sebaik kesempurnaan yang Kau miliki. Kau selalu membuat tersenyum dalam gelisahku.

4.

Pakdhe Budhe,Om Bulik,Nenek Kakek,kakak adik serta semua saudaraku yang turut memberikan semangat serta doa.

5.

Rekan-Rekan Sipil Infrastruktur 2009 yang telah berjuang bersama serta memberi bantuan dan dukungannya.

6.

Teman – teman “Omah Putih” terimakasih selalu menemani, membantu serta memberikan semangat.

7.

Semua orang disekeliling saya yang tak bisa saya sebutkan satu persatu,terimakasih buat semuanya,,,,terimakasih.

Semoga Allah memberikan karunia dan Ridho-Nya pada kalian semua ,,,Amin commit to user

v


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK Linda Fitriana, 2012. Model Penelusuran Banjir Daerah Aliran Sungai Bengawan Solo Hulu Dengan Menggunakan Metode Muskingum – Cunge. Penelusuran banjir adalah metode peramalan besarnya debit banjir (hidrograf) pada suatu titik (ruas), melalui alur tampungan (waduk) atau melalui alur sungai yang diperoleh dari hasil pengukuran besarnya debit banjir (hidrograf) dari titik (ruas) lainnya. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui besarnya outflow maksimum di Sungai Bengawan Solo Hulu. Penelitian ini menggunakan metode deskriptif kuantitatif. Data-data yang diperlukan antara lain peta DAS Bengawan Solo dan data curah hujan stasiun pengamatan hujan Baturetno Watugede tahun 1999 - 2011. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi banjir dengan debit dua tahunan (Q2) dengan debit puncak sebesar=191,900 m3/detik terjadi pada kilometer ke-3 jam ke-5, jika terjadi banjir dengan debit lima tahunan (Q5) debit puncak sebesar=256,368 m3/detik terjadi pada kilometer ke-3 jam ke-5, dan jika terjadi banjir dengan debit sepuluh tahunan (Q10) debit puncak sebesar=299,301 m3/detik terjadi pada kilometer ke-3 jam ke-5. Kata kunci : penelusuran banjir,hidrograf

commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT Linda Fitriana, 2012, “Flood Routing Model Of Bengawan Solo Upstream Watershed With Muskingum – Cunge Method” Flood routing is prediction method of hydrograph in one point pass by basin channel or river channel that received from measuring result of hydrograph from another point. The main purpose of this research is to know maximum outflow in Bengawan Solo Upstream River . In this research use quantitative descriptive method. Needed data which take from Bengawan Solo Watershed maps and rainfall data Baturetno Watugede rain observation station in year 1999 - 2011. Result of research its show that flood with two years discharge have maximum flow about 191,900 m3/sec its happened in third kilometres on fifth to hours,if the flood happened with five years discharge the maximum flow about 256,368 m3/sec its happened in third kilometres on fifth to hours,and if the flood happened with ten years discharge the maximum flow about 299,301 m3/sec its happened in third kilometres on fifth to hours. Keyword : flood routing,hydrograph

commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat dan hidayah-Nya, Sholawat dan Salam teruntuk makhluk Illahi, Muhammad SAW, yang dengan perjuangannya telah dapat mengantarkan umat pilihan terakhir untuk semua umat manusia demi menuju Ridho-Nya. Maka penulis sangat bersyukur karna telah dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini sesuai dengan yang diharapkan. Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul, “Model Penelusuran Banjir Daerah Aliran Sungai Bengawan Solo Hulu Dengan Menggunakan Metode Muskingum Cunge”, ini penulis susun untuk memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada program D3 Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan, walaupun telah diusahakan semaksimal mungkin untuk kesempurnaannya. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan penulisan laporan pada masa mendatang. Penyusunan laporan Tugas Akhir ini tidak dapat terwujud tanpa adanya bimbingan, arahan dan bantuan dari berbagai pihak maka dari itu dalam kesempatan ini pula penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada : 1. Dr.Ir. Rr Rintis Hadiani,MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir. 2. Balai Besar Penelitian Sungai Bengawan Solo dalam proses pengambilan data lapangan. 3. Teman-teman D-III Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan 2009. 4. dan semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir ini. Penulis hanya dapat mengucapkan terima kasih yang sebesar – sebesarnya atas semua bantuan yang telah diberikan, semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan hasil Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya, Amiin. Surakarta, Juli 2012

Penulis commit to user

viii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................

i

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................

ii

HALAMAN PENGESAHAN ..............................................................

iii

HALAMAN MOTTO ...........................................................................

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ...........................................................

v

ABSTRAK ............................................................................................

vi

KATA PENGANTAR…...………… ....................................................

vii

DAFTAR ISI ..........................................................................................

ix

DAFTAR TABEL .................................................................................

xii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................

xiv

DAFTAR NOTASI ................................................................................

xv

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ....................................................................

1

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

2

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

2

1.4. Tujuan Penelitian..................................................................

2

1.5. Manfaat Penulisan ................................................................

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ..................................................................

4

2.1.1 Hujan...........................................................................

5

2.1.1.1 .Alat Pengukur Hujan ........................................

6

2.1.1.2 Limpasan ..........................................................

7

2.1.1.3 Pengukuran Aliran Air .....................................

9

2.1.1.4 Hidrograf Aliran ...............................................

9

2.1.2. Banjir ....................................................................... .

10

2.1.3. Penelusuran Banjir .....................................................

11

commit to user

ix


digilib.uns.ac.id

2.1.3.1. Macam – Macam Metode Penelusuran Banjir

12

2.3.1.1 Penelusuran Banjir Melalui Sungai ....

12

2.2. Dasar Teori ..........................................................................

13

2.2.1. Kepanggahan ..............................................................

13

2.2.2. Data Hujan ..................................................................

13

2.2.3. Poligon Thiessen .........................................................

14

2.2.4 Pengukuran Dispersi ...................................................

14

2.2.4.1 Standar Deviasi .................................................

15

2.2.4.2 Koefisien Skewness ...........................................

15

2.2.4.3 Koefisien Variasi ...............................................

16

2.2.4.4 Koefisien Kurtosis .............................................

16

2.2.5. Pemilihan Jenis Sebaran .............................................

16

2.2.5.1. Distribusi Normal............................................

17

2.2.5.2. Distribusi Log Normal ....................................

17

2.2.5.3. Distribusi Gumbell ..........................................

18

2.2.5.4. Distribusi Log Perason Tipe III ......................

18

2.2.6. Koefisien Limpasan ....................................................

19

2.2.7. Pengujian Kecocokan Sebaran ...................................

19

2.2.8. Debir Banjir Rencana .................................................

19

2.2.8.1. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ...............

19

2.2.9. Metode Muskingum ....................................................

22

2.2.10. Pengembangan Metode Muskingum ..........................

22

2.2.10.1. Metode Muskingum – Cunge..........................

22

BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Lokasi Penelitian .................................................................

25

3.2. Sumber Data ........................................................................

25

3.3. Jenis Penelitian ....................................................................

25

3.4. Prosedur Penelitian ...............................................................

26

3.4.1. Mengolah Data............................................................

26

3.4.2. Penyusunan Laporan ...................................................

27

commit to user

x


digilib.uns.ac.id

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum ....................................................................................

30

4.2 Analisis .................................................................................

30

4.1.1. Data .............................................................................

30

4.1.2. Penyiapan Seri Data Curah Hujan ..............................

30

4.1.3. Uji Kepanggahan Data Hujan .....................................

31

4.1.4. Poligon Thiessen .........................................................

34

4.1.4.1. Perhitungan Koefisien Thiessen .....................

35

4.1.5. Hujan Daerah ..............................................................

35

4.1.6. Perhitungan Parameter Statistik ..................................

36

4.1.7. Uji Chi Kuadrat...........................................................

38

4.1.8. Perhitungan Koefisien Pengaliran ..............................

40

4.1.9. Perhitungan Hujan Kala Ulang ...................................

41

4.1.10. Perhitungan Hidrograf Satuan Nakayasu ....................

42

4.1.11. Perhitungan Penelusuran Banjir Metode Muskingum – Cunge...................................................

47

4.3. Pembahasan ..................... .....................................................

59

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan...........................................................................

61

5.2. Saran.....................................................................................

61

PENUTUP ..............................................................................................

xvii

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................

xviii

LAMPIRAN

commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Nilai Kritik Q untuk Uji Kepanggahan ...............................

13

Tabel 2.2. Parameter Statistik untuk Menentukan Jenis Distribusi .....

17

Tabel 2.3. Koefisien Kekasaran Manning ...........................................

24

Tabel 4.1. Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Hujan Baturetno dan Watugede ...........................................

31

Tabel 4.2. Data Hujan Tahunan DAS Bengawan Solo Hulu ................

31

Tabel 4.3. Uji Kepanggahan dengan Metode RAPS Sta Watugede ......

33

Tabel 4.4. Uji Kepanggahan dengan Metode RAPS Sta Baturetno ......

33

Tabel 4.5. Nilai Kritik Q untuk Uji Kepanggahan ................................

34

Tabel 4.6. Koefisien Thiessen Tiap Stasiun Hujan ..............................

35

Tabel 4.7. Hujan Daerah Tiap Tahun ..................................................

36

Tabel 4.8. Perhitungan Parameter Statistik ..........................................

37

Tabel 4.9. Uji Validitas .........................................................................

37

Tabel 4.10. Pemilihan Jenis Distribusi ....................................................

38

Tabel 4.11. Perhitungan Probabilitas ......................................................

39

Tabel 4.12. Perhitungan Chi Kuadrat(Metode Log Pearson Tipe III).....

40

Tabel 4.13. Perhitungan Nilai ln X..........................................................

41

Tabel 4.14 Presentase Sebaran Hujan 4 Jaman ......................................

42

Tabel 4.15. Hasil Perhitungan Hujan Kala Ulang 2,5 dan 10 Tahun Log Pearson Tipe III .................... .......................................

42

Tabel 4.16. Hasil Perhitungan Debit Kala Ulang 2 Tahun(Q2) ...............

45

Tabel 4.17. Hasil Perhitungan Debit Kala Ulang 5 Tahun(Q5) ..............

46

Tabel 4.18. Hasil Perhitungan Debit Kala Ulang 10 Tahun(Q10) ...........

47

Tabel 4.19. Debit Inflow dari Data Tinggi Muka Air .............................

49

Tabel 4.20. Hasil Analisis pada Pias Pertama (Q2 Tahun)......................

51

Tabel 4.21. Debit Maksimum pada Tiap Pias Berdasarkan Jarak (Q2 Tahun) ..................................................................

53

Tabel 4.22. Debit Maksimum pada Tiap Pias Berdasarkan Waktu (Q2 Tahun) ........................................... commit to user

xii

54


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.23. Debit Maksimum pada Tiap Pias Berdasarkan Jarak (Q5 Tahun) ............................................

55

Tabel 4.24. Debit Maksimum pada Tiap Pias Berdasarkan Waktu (Q5 Tahun) ..........................................

56

Tabel 4.25. Debit Maksimum pada Tiap Pias Berdasarkan Jarak (Q10 Tahun) ............................................

57

Tabel 4.26. Debit Maksimum pada Tiap Pias Berdasarkan Waktu (Q10 Tahun)..........................................

commit to user

xiii

58


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pembagian Daerah dengan Cara Poligon Thiessen .............

14

Gambar 2.2 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ...................................

21

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian.. .......................................................

25

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian .....................................................

27

Gambar 4.1 Poligon Thiessen DAS Bengawan Solo Hulu .....................

35

Gambar 4.2 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ..................................

44

Gambar 4.3 Hidrograf Pias Pertama (Q2 Tahun) ....................................

52

Gambar 4.4 Hidrograf Hasil Perhitungan Metode Muskingum–Cunge (Q2 Tahun) ..........................................

53

Gambar 4.5 Hubungan Antara Jarak dengan Debit Maksimum (Q2 Tahun)..............................................

54

Gambar 4.6 Hubungan Antara Waktu dengan Debit Maksimum (Q2 Tahun)..............................................

55

Gambar 4.7 Hubungan Antara Jarak dengan Debit Maksimum (Q5 Tahun ...............................................

56

Gambar 4.8 Hubungan Antara Waktu dengan Debit Maksimum (Q5 Tahun)..............................................

57

Gambar 4.9 Hubungan Antara Jarak dengan Debit Maksimum (Q10 Tahun) ............................................

58

Gambar 4.10 Hubungan Antara Waktu dengan Debit Maksimum (Q10 Tahun) ............................................

commit to user

xiv

59


digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI

= luas daerah tangkapan (km2) = lebar penampang sungai (m) = koefisien limpasan = konstanta waktu penyimpan (detik) L

= panjang sungai (m)

c

= kecepatan sebuah gelombang kinematis = tinggi curah hujan rerata areal (mm) = jumlah data, k = 1, 2, 3, …, n = banyak sampel = waktu (jam) = faktor berat relatif (penimbang), = curah hujan harian maksimum (mm/hari) = luas daerah pengaruh pos ke – n (km2) = luas wilayah (km2) = tinggi hujan rata-rata tahunan di pos-pos penakar di sekitar X yang dipakai untuk mencari data X yang hilang = tinggi curah hujan rata-rata di X = koefisien kemencengan ,

,

,

= parameter penelusuran banjir

= simpangan baku Ef

= jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke-i

Of

= jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke-i = limpasan sesudah mencapai debit puncak (m3/dt) = debit puncak banjir (m3/dt) = limpasan sebelum menjadi debit puncak (m3/dt) = debit maksimum (m3/dt), = harga satuan (mm) = standart deviasi

commit to user

xv


digilib.uns.ac.id

= kemiringan dasar saluran = nilai komulatif penyimpangan = tenggang waktu dari permukaan sampai puncak banjir (jam) = lama hujan efektif yang besarnya 0,5 sampai 1 tg = tenggang waktu penurunan debit dari puncak sampai 30 % dari debit = tinggi curah hujan yang hilang = Parameter Chi-Kuadrat terhitung = waktu konsentrasi (jam) = curah hujan rerata maksimum, (mm/hari) α

= parameter hidrograf = interval titik uji (m),

∆t

= interval waktu penelusuran

commit to user

xvi


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Sumber daya air di alam ini selain bermanfaat,bisa jadi merugikan manusia jika tidak dikelola dengan baik. Sumber daya air yang tidak terkendali dengan baik bisa menimbulkan banjir. Untuk memperkirakan besarnya debir banjir digunakan suatu metode yang disebut penelusuran banjir. Penelusuran banjir adalah metode peramalan besarnya debit banjir (hidrograf) pada suatu titik (ruas), melalui alur tampungan (waduk) atau melalui alur sungai yang diperoleh dari hasil pengukuran besarnya debit banjir (hidrograf) dari titik (ruas) lainnya. Metode penelusuran banjir yang pertama kali dikenal adalah metode Muskingum, dan selanjutnya terjadi pengembangan metode tersebut, yaitu O’Donnel (1985) dan Muskingum-Cunge (1989). Metode Muskingum berlaku untuk model aliran masuk dan keluar tunggal serta pada sungai atau saluran yang uniform, padahal pada kenyataan di alam sungai selalu memiliki anak sungai – anak sungai dan ununiform. Metode ini menerapkan parameter tampungan (k) dan faktor pembobot (x) dengan cara konvensional, baru kemudian menerapkan parameter penelusuran (Ci). Setelah nilai k dan x dihitung,maka hidrograf debit pada akhir jangkauan dapat dihitung. Cunge mengembangkan metode Muskingum, dengan hanya berdasar bacaan hidrograf di hulu akan didapatkan hidrograf banjir di hilir, dengan batasan aliran masuk dan aliran keluar. Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah daerah tempat presipitasi mengkonsentrasi ke sungai, yang akan dialirkan ke sungai yang lebih besar atau ke badan air yang lebih besar seperti waduk ataupun laut. Daerah Aliran Sungai Bengawan Solo (DAS Bengawan Solo) terletak di Wonogiri. Di sepanjang sungai utama mengalir beberapa anak sungai. Aliran –aliran dari to anak commit usersungai ini dianggap sebagai inflow

1


digilib.uns.ac.id

dalam analisis penelusuran banjir. Di sekitar sungai terdapat pula waduk yang memberikan kontribusi terhadap debit sungai karena digunakan untuk mengairi sawah (irigasi). Aliran air untuk irigasi dari waduk ini dianggap sebagai outflow dari aliran sungai dalam tinjauan penelusuran banjir.

1.2. Rumusan Masalah 1. Bagaimana menghitung parameter sungai k dan x? 2. Bagaimana menghitung inflow maksimum DAS? 3. Bagaimana menghitung debit maksimum di titik uji?

1.3. Batasan Masalah Pembatasan masalah dalam penulisan Tugas Akhir ini supaya tidak meluas dalam pembahasan adalah : 1. Tinjauan di DAS Bengawan Solo Hulu di Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3. 2. Data hujan yang digunakan adalah data hujan dari tahun 1999-2011. 3. Analisis dilakukan terhadap debit Q2, Q5,Q10. 4. ∆ penelusuran tiap 3000 meter. 5. Sungai diasumsikan sebagai saluran segiempat dengan luas penampang sama yaitu A. 6. Koefisien Manning (n) bernilai 0,035 di setiap alur utama dan alur samping di sepanjang potongan sungai.

1.4. Tujuan Penelitian Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah: Mengetahui debit maksimum di Bengawan Solo Hulu dengan metode Muskingum-Cunge.

1.5. Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah : 1. Manfaat teoritis, Memberikan suatu informasi ilmu ketekniksipilan, terutama hidrologi berupa model penelusuran banjir dengan menggunakan metode muskingum-cunge di DAS Bengawan Solo Hulu . commit to user

2


digilib.uns.ac.id

2. Manfaat praktis, nilai k dan x bisa digunakan pada pias Sungai Bengawan Solo Hulu. Selain itu nilai Q2, Q5 dan Q10 juga bisa digunakan.

commit to user

3


digilib.uns.ac.id

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka Hujan merupakan komponen yang paling penting pada proses hidrologi, karena jumlah kedalaman hujan (rainfall depth) dialihragamkan menjadi aliran di sungai baik melalui limpasan permukaan (surface runoff), aliran antara (subsurface flow) atau sebagai aliran air tanah (groundwater) (Sri Harto Br, 1993). Hujan yang jatuh mempunyai intensitas yang tidak sama di tiap daerah , menurut Soemarto,1987: Curah hujan atau input ditentukan oleh intensitas, lama waktu (durasi), dan distribusi curah hujan. Input ini masuk ke dalam sistem DAS dimana terjadi beberapa proses seperti infiltrasi, perkolasi, evapotranspirasi, dan sebagian lain akan menjadi limpasan dan mengalir sebagai output. Hujan dibagi menjadi empat variasi model hujan yaitu : hujan seragam, hujan yang deras ditengah, hujan deras di akhir dan hujan deras di awal (Suprapto M, 2000). Hubungan hujan dengan waktu disebut hyetograf yang diturunkan dari pola curah hujan DAS tersebut, dimana pola curah hujan tersebut merupakan grafik hubungan antara curah hujan dan waktu (Chow,1988). Aliran dari hujan yang tidak meresap ke dalam tanah dapat dibuat suatu hidrograf, yaitu suatu grafik yang menunjukkan hubungan antara debit sungai (sebagai ordinat) dan waktu pengamatan (sebagai absis). Bentuk lengkung hidrograf tergantung dari karakteristik hujan yang mengakibatkan aliran (Subarkah,1978). Karakteristik hidrologi suatu daerah terutama ditentukan oleh keadaan geologi, geografi, dan iklim. Faktor iklim yang membentuk ciri – ciri hidrologi suatu daerah antara lain jumlah dan distribusi presipitasi, pengaruh angin, temperatur, dan kelembaban terhadap evaporasi (Linsley et al,1989). Analisa hidrograf tersebut ada beberapa cara, salah satunya Metode Rasional dimana Metode Rasional menganggap commitbahwa to userintensitas hujan adalah tetap dan

4


digilib.uns.ac.id

seragam yang akan memberikan debit maksimum ketika semua bagian dari daerah aliran memberikan kontribusi ke aliran keluar dari titik yang ditinjau. Pengembangan dari Metode Rasional dinamakan Metode Time Area merupakan penelusuran lahan secara hidrologi yang merubah hyetograf hujan efektif menjadi hidrograf aliran, dengan memperhitungkan distribusi air di permukaan lahan tanpa memperhitungkan efek dari tampungan di lahan. Metode Time Area didasarkan pada konsentrasi aliran yang merupakan pengembangan metode rasional, tetapi dapat dipakai untuk menghitung debit yang berasal dari hujan kompleks (Ponce,1989). 2.1.1

Hujan

Hujan adalah suatu proses turunnya sejumlah air dari atmosfer ke bumi, air tersebut mengalami siklus atau proses yang dapat membawa air tersebut kembali ke atmosfer yang akhirnya turun ke bumi dan begitu seterusnya. Air yang jatuh ke permukaan tanah, ke atas vegetasi, permukaan air dan saluran – saluran air berinfiltrasi ke dalam tanah dan menurun (perkolasi) menuju air tanah. Air mengalir melalui permukaan tanah kemudian ke laut dan selanjutnya berevaporasi, kemudian kembali ke permukaan bumi sebagai hujan/presipitasi. Hujan adalah uap yang mengkonsentrasi dan jatuh ke tanah dalam rangkaian siklus hidrologi. Hujan diukur dalam satuan mm atau cm dengan kurun waktu tertentu seperti jam, hari, bulan, dan tahun. Durasi hujan yaitu waktu yang dihitung dari awal kejadian hujan sampai hujan akhir (Ponce,1989). Kedalaman dan durasi hujan sangat bervariasi, tergantung pada letak geografi, cuaca, iklim, dan waktu. Pada umumnya hujan yang deras mempunyai durasi yang pendek, sebaliknya hujan tidak deras mempunyai durasi yang panjang. Dilihat dari frekuensi hujannya, hujan deras mempunyai frekuensi kejadian lebih jarang daripada hujan tidak deras. Kedalam hujan per satu satuan waktu dapat dinyatakan dalam mm/jam yang dinyatakan sebagai intensitas hujan. Hujan kecil mempunyai intensitas hujan <3 mm/jam, hujan sedang 3-10 mm/jam, dan hujan deras >10 mm/jam (Ponce,1989). Air hujan merupakan salah satu sumber air yang banyak dimanfaatkan oleh commit to user manusia dan semua makhluk hidup yang ada di bumi. Sosrodarsono dan Takeda

5


digilib.uns.ac.id

(1987) mengemukakan bahwa sebagian air hujan yang tiba ke permukaan tanah akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi) dan sebagian lain yang merupakan kelebihan akan mengisi lekuk – lekuk permukaan tanah, kemudian mengalir ke daerah – daerah yang rendahm amsuk ke sungai – sungai dan akhirnya ke laut. Tidak semua butir air yang mengalir akan tiba ke laut. Dalam perjalanannya, sebagian air akan menguap dan kembali ke udara. Sebagian air yang masuk ke dalam tanah, akan keluar kembali ke sungai – sungai dan disebut aliran intra (inter flow). Sebagian besar air ini tersimpan sebagai air tanah (ground water). Air yang tersedia di sungai sangat tergantung pada kondisi hidrologi dan karakteristik daerah pengaliran sungai tersebut, seperti curah hujan, iklim, luas DAS (Daerah Aliran Sungai), dan jenis tanah. Aliran yang masuk ke dalam sungai dibedakan sebagai berikut : 1. Aliran langsung, yaitu bagian dari hujan yang langsung masuk ke sungai. 2. Aliran dasar, yaitu hujan yang terinfiltrasi kemudian menuju air tanah, dan akhirnya mengalir ke sungai. Ada lima unsur yang perlu ditinjau dalam pembicaraan data hujan (dalam Soemarto, 1987), yaitu : 1. Intensitas hujan I, adalah laju hujan = tinggi air per satuan waktu, misalnya : mm/menit, mm/jam, mm/hari. 2. Durasi hujan (duration) t, adalah lamanya curah hujan (durasi dalam menit atau jam. 3. Tinggi hujan h, adalah jumlah atau banyaknya hujan dinyatakan dalam banyaknya ketebalan air diatas permukaan datar, dalam mm. 4. Frekuensi, adalah frekuensi terjadinya, biasanya dinyatakan dengan waktu ulang (return period) T, misalnya sekali dalam T tahun. 5. Luas, adalah luas geografis curah hujan. 2.1.1.1 Alat Pengukur Hujan Banyaknya hujan bisa diukur dengan alat pengukur hujan (rain gauge). Alat pengukur hujan ada dua macam, yaitu : 1 . Alat pengukur hujan biasa. commit(automatic to user rain gauge/recorder). 2 . Alat pengukur hujan otomatis

6


digilib.uns.ac.id

Tujuan pengukuran hujan adalah untuk mengukur banyak dan intensitas hujan yang turun pada permukaan datar, tanpa memperhatikan adanya infiltrasi, pengaliran atau penguapan. 2.1.1.2 Limpasan Limpasan adalah bagian dari hujan, salju atau perpindahan air yang muncul dalam permukaan yang tak terkontrol, sungai atau tampungan. Limpasan dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu : 1. Limpasan permukaan (surface runoff) yaitu bagian limpasan yang mengalir di atas permukaan tanah menuju saluran sungai. 2. Limpasan bawah permukaan (subsurface runoff) dapat dibedakan menjadi dua, yaitu : a. Aliran antara (interflow) yaitu air yang berinfiltrasi ke dalam tanah dan bergerak secara vertikal melalui horizon – horizon tanah bagian atas menuju sungai. Gerakannya lebih lambat dibandingkan surface runoff. b. Aliran bawah tanah/air tanah (baseflow) yaitu air hujan yang berperkolasi ke bawah sungai mencapai muka air tanah. Limpasan dipengaruhi oleh dua faktor yang sangat berbeda yaitu faktor metereologi yang berupa karakteristik curah hujan, dan faktor fisik yang merupakan karakteristik dari daerah tersebut. Faktor karakteristk curah hujan meliputi : 1.

Pola hujan Limpasan pada multi strom lebih besar dibandingkan single strom.

2.

Intensitas curah hujan Curah hujan yang berintensitas tinggi mempunyai limpasan yang lebih besar dibanding hujan dengan intensitas rendah untuk durasi hujan yang sama.

3.

Durasi hujan commit to user

7


digilib.uns.ac.id

Durasi hujan yang lebih lama menghasilkan limpasan yang lebih besar dibandingkan hujan dengan durasi yang lebih pendek untuk intensitas hujan yang sama. 4.

Distribusi hujan Apabila hanya sebagian dari suatu DAS yang hujan, limpasan yang terjadi lebih kecil jika dibandingkan hujan terdistribusi merata ke semua area DAS.

5.

Arah gerak hujan Arah gerak hujan ke hilir akan mempunyai debit puncak yang lebih besar dibandingkan hujan yang bergerak ke arah hulu.

Faktor fisik meliputi hal – hal sebagai berikut : 1.

Tata guna lahan Pada daerah permukiman, limpasan yang terjadi lebih besar dibandingkan daerah persawahan atau padang rumput. Hal ini dikarenakan air hujan langsung melimpas tanpa adanya infiltrasi.

2.

Vegetasi Semakin rapat vegetasi pada suatu daerah, limpasan yang terjadi semakin kecil dibandingkan dengan daerah yang gersang.

3.

Tipe tanah Kapasitas infiltrasi tergantung dari permeabilitas tanah yang menentukan kapasitas simpanan dan mempengaruhi kemampuan air untuk masuk ke lapisan yang lebih dalam.

4.

Kemiringan daerah tangkapan Daerah dengan kemiringan yang curam akan menghasilkan limpasan yang lebih besar dibandingkan kemiringan yang lebih landai.

5.

Bentuk dan luas daerah tangkapan Bentuk daerah tangkapan mempengaruhi pola limpasan yang terjadi, sedangkan luas daerah tangkapan mempengaruhi jumlah air hujan yang masuk. Keduanya berpengaruh pada lamanya waktu yang dibutuhkan air untik mencapai outlet.

2.1.1.3 Pengukuran Aliran Air commit to user

8


digilib.uns.ac.id

Elevasi muka air adalah elevasi permukaan air pada saluran/ sungai, danau diukur terhadap datum. Tujuan pengukuran elevasi muka air pada umumnya adalah : 1. Meramalkan aliran pada daerah banjir. 2. Merencanakan dimensi bangunan yang akan dibangun pada sungai atau didekatnya. Pengukuran aliran air dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : a. Pengukuran manul (papan duga). Alat ini mempunyai skala ukuran (biasanya dalam cm) dipasang pada lokasi yang dipilih sehingga sebagian dari mistar/ papan duga itu terendam air. b. Pengukuran dengan alat pengukur muka air otomatis. 2.1.1.4 Hidrograf Aliran Hidrograf adalah penyajian grafis antara salah satu unsur aliran dengan waktu. “Discharge hydrograph” adalah hidrograf yang menunjukkan hubungan antara debit dengan waktu yang menggambarkan tanggapan menyeluruh (integral respon) DAS terhadap masukan tertentu. Hidrograf aliran selalu berubah sesuai dengan besaran dan waktu terjadinya masukan. Sedangkan hidrograf yang menunjukkan antara tinggi muka air dengan waktu disebut “ Stage Hydrograph “. Faktor lain yang mempengaruhi hidrograf antara lain : 1.

Penutupan Permukaan Tanah. Penutupan permukaan tanah adalah sejumlah luasan yang berada pada suatu permukaan lahan. Penutupan tersebut mempunyai hubungan erat yaitu dengan semakin banyaknya penutupan maka semakin tinggi pula debit limpasan permukaan yang terjadi dan waktunya juga akan semakin cepat.

2.

Jenis tanah. Permeabilitas tanah atau sering diartikan sebagai daya serap tanah terhadap air mempengaruhi limpasan air yang melewati suatu permukaan tanah. Jenis tanah dengan permeabilitas tinggi mengakibatkan kecilnya limpasan permukaan tanah, sebaliknya tanh yang mempunyai permeabilitas rendah dapat mengalirkan air lebih besar. commit to user

9


3.

digilib.uns.ac.id

Kemiringan permukaan tanah Air mengalir dari tempat tinggi ke tempat yang lebih rendah, dengan dasar itu secara logika kita dapat mengetahui semakin besar kemiringan suatu daerah tangkapan makan semakin besar pula limpasan permukaannya.

2.1.2

Banjir

Permasalahan banjir akibat hujan lokal dan rob merupakan permasalahan yang laten.

Banjir adalah merupakan suatu keadaan sungai dimana aliran airnya tidak tertampung oleh palung sungai, karena debit banjir lebih besar dari kapasitas sungai yang ada. Secara umum penyebab terjadinya banjir dapat dikategorikan menjadi dua hal, yaitu karena sebab – sebab alami dan karena tindakan manusia. Penyebab alami terjadinya banjir diantaranya : � Curah hujan Pada musim penghujan curah hujan yang tinggi akan mengakibatkan banjir di sungai dan bilamana melebihi tebing sungai, maka akan timbul banjir atau genangan . � Pengaruh fisiografi Fisiografi atau geografi fisik sungai seperti bentuk, dan kemiringan. Daerah Aliran Sungai (DAS), kemiringan sungai, Geometri hidrolik (Bentuk penampang seperti lebar, kedalaman, potongan memanjang, material dasar sungai), lokasi sungai . � Erosi dan sedimentasi Erosi di DAS berpengaruh terhadap kapasitas penampungan sungai, karena tanah yang tererosi pada DAS tersebut apabila terbawa air hujan ke sungai akan mengendap dan menyebabkan terjadinya sedimentasi. Sedimentasi akan mengurangi kapasitas sungai dan saat terjadi aliran yang melebihi kapasitas sungai dapat menyebabkan banjir. � Kapasitas sungai commit to user

10


digilib.uns.ac.id

Pengurangan kapasitas aliran banjir pada sungai disebabkan oleh pengendapan yang berasal dari erosi dasar sungai dan tebing sungai yang berlebihan, karena tidak adanya vegetasi penutup. � Pengaruh air pasang Air laut memperlambat aliran sungai ke laut. Pada waktu banjir bersamaan dengan air pasang yang tinggi, maka tinggi genangan/banjir menjadi lebih tinggi karena terjadi aliran balik (back water). Penyebab banjir akibat tindakan manusia diantaranya : � Perubahan kondisi daerah pengaliran sungai Perubahan DAS seperti penggundulan hutan, usaha pertanian yang kurang tepat, perluasan kota dan perubahan tata guna lainnya dapat memperburuk masalah banjir karena berkurangnya daerah resapan air dan sediment yang terbawa ke sungai akan memperkecil kapasitas sungai yang mengakibatkan meningkatnya aliran banjir. � Kawasan kumuh Perumahan kumuh yang terdapat di bantaran sungai merupakan penghambat aliran sungai. � Sampah Pembuangan sampah di alur sungai dapat meninggikan muka air banjir karena menghalangi aliran. 2.1.3

Penelusuran Banjir

Penelusuran banjir (flood routing) merupakan prosedur matematika untuk menentukan dan memprediksi perubahan debit aliran dan ketinggian muka air akibat banjir pada satu atau beberapa titik pada suatu ruas aliran sungai. Model penelusuran banjir (flood routing) didasarkan pada persamaan differensial parsial yang memungkinkan untuk menghitung debit aliran dan ketinggian muka air sebagai fungsi dari ruang dan waktu. Penelusuran banjir adalah metode peramalan besarnya debit banjir (hidrograf) pada suatu titik (ruas), melalui alur tampungan (waduk) atau melalui alur sungai commit to user

11


digilib.uns.ac.id

yang diperoleh dari hasil pengukuran besarnya debit banjir (hidrograf) dari titik (ruas) lainnya (Lily Montarcih L, 2010). Penelusuran banjir merupakan hitungan hidrograf banjir di suatu lokasi sungai yang didasarkan pada hidrograf banjir di lokasi lain. Hidrograf banjir dapat ditelusuri lewat palung sungai dengan tujuan : (1) mengetahui hidrograf banjir suatu lokasi yang tidak mempunyai pengamatan muka air, (2) peramalan banjir jangka pendek, (3) perhitungan hidrograf banjir hilir berdasar hidrograf hulu. (Sobriyah dan Sudjarwadi, 2000). Pada dasarnya penelusuran banjir lewat palung sungai merupakan aliran tidak lunak (non steady flow), maka dapat dicari penyelesaiannya. Karena pengaruh gesekan tidak dapat diabaikan, maka penyelesaian persamaan dasar alirannya akan sulit. Dengan menggunakan karakteristik atau finite difference akan dapat diperoleh penyelesaian yang memadai, tetapi masih memerlukan usaha yang sangat besar. 2.1.3.1

Macam – macam metode penelusuran banjir

Metode penelusuran

banjir

yang telah dikembangkan menurut

tingkat

kerumitannya dibagi menjadi tiga kelompok,yaitu : a. Metode penelusuran banjir secara hidrologi, meliputi penelusuran waduk (reservoir routing), penelusuran aliran sungai atau saluran (stream or channel routing). b. Metode penelusuran berdasarkan persamaan convection diffusion. c. Metode penelusuran secara hidrolik, yaitu berdasarkan pada persamaan numerik dan kontinuitas. 2.1.3.1.1 Penelusuran Banjir Melalui Sungai Sungai merupakan suatu aliran terbuka dengan ukuran geometri berubah dengan waktu, tergantung pada debit, material dasar dan tebing, serta jumlah dan jenis sedimen yang terangkut oleh aliran. Pengaruh debit dan angkutan sedimen yang tidak selalu tetap dapat mengakibatkan transport sedimen berhenti. Hal tersebut terjadi sepanjang alur sungai, akhirnya erosi dan endapan yang terjadi dapat mempengaruhi morfologi sungai dan perlahan-lahan akan mempengaruhi commit to user

12


digilib.uns.ac.id

kestabilan sistem. Perubahan geometri sungai sangat berpengaruh pada hidrolika aliran yang akibatnya dapat mengganggu bangunan-bangunan yang ada di sungai. Penelusuran banjir di sungai dan penerapan metode tertentu untuk menganalisis banjir, terkadang memiliki hasil yang tidak sama. Hal ini disebabkan karena setiap metode mempunyai asumsi yang berbeda, namun yang paling penting adalah dilakukannya kalibrasi untuk setiap metode penelusuran banjir agar metode tersebut dapat digunakan dengan akurat (Lily Montarcih L, 2010) .

2.2 Dasar Teori 2.2.1 Kepanggahan Penelitian ini menggunakan metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums) dalam menentukan kepanggahan data. Tabel 2.1 Nilai Kritik Q Untuk Uji Kepanggahan Jumlah Data N 10 13 20 30 40 50 100

Q/√ (n) 90%

95%

99%

1,050 1,065 1,100 1,120 1,130 1,150 1,170

1,140 1,164 1,220 1,240 1,260 1,270 1,290

1,29 1,329 1,42 1,46 1,50 1,52 1,55

Sumber: Bambang Triatmodjo,2008 2.2.2 Data hujan Suripin (2004) menerangkan bahwa data hujan yang diperoleh dari satu stasiun hujan tertentu merupakan hujan yang terjadi hanya pada satu titik saja (point rainfall), maka hujan titik tersebut harus diubah menjadi hujan daerah. Penelitian ini menggunakan metode Thiessen dalam mengubah hujan titik menjadi hujan daerah.

2.2.3 Poligon Thiessen commit to user

13


digilib.uns.ac.id

Cara ini memberikan proporsi luasan daerah pengaruh pos penekar hujan untuk mengakomodasi ketidakseragaman jarak. Cara ini cocok untuk daerah datar dengan luas 500 – 5000 km2 (Sri Harto, 1993).

Gambar 2.1 Pembagian Daerah dengan Cara Poligon Thiessen Rumus metode Thiessen : p

A1 p1

A2 p2 A1 A2

A3 p3 ....... An pn A3 ....... An

p

p1W1

p2W2

p3W3 ....... p nWn

2.1

2.2

dengan : p p1,p2,p3,pn W1,W2,W3,Wn

= curah hujan rata – rata (mm), = curah hujan masing – masing stasiun (mm), = faktor bobot masing – masing stasiun yaitu % daerah pengaruh terhadap luas keseluruhan.

2.2.4 Pengukuran Dispersi Dispersi atau variasi adalah besarnya derajat atau besarnya varian disekitar nilai rata–ratanya. Pengukuran dispersi dilakukan terhadap data untuk mengetahui karakteristik data. Adapun cara pengukuran dispersi antara lain :

2.2.4.1 Standar Deviasi (S)

commit to user

14


digilib.uns.ac.id

Umumnya ukuran dispersi yang paling banyak digunakan adalah deviasi standart (standart deviation) dan varian (variance). Varian digunakan untuk menghitung nilai kuadrat dari deviasi standar. Apabila penyebaran data sangat besar terhadap nilai rata-rata maka nilai standar devioasi akan besar, tetapi apabila penyebaran data sangat kecil terhadap nilai rata-rata maka standar deviasi akan kecil. Rumus : 2

n

xi S

0,5

X

2.3

i 1

n 1

dengan : S xi X n

= standar deviasi, = nilai varian, = curah hujan rata – rata, = jumlah data.

2.2.4.2 Koefisien Skewness (Cs) Kemencengan (skewness) adalah suatu nilai yang menunjukkan derajat ketidaksimetrisan (asymetry) dari suatu bentuk distribusi. Umumnya ukuran kemencengan dinyatakan dengan besarnya koefisien kemencengan (coefficient of skewness). Rumus : Cs

n n 1 n 2 S3

n

xi

X

2.4

3

i 1

dengan: Cs = koefisien kemencengan, Xi = nilai varian, X = nilai rata-rata,

n = jumlah data, S = standar deviasi.

2.2.4.3 Koefisen Variasi (Cv)

commit to user

15


digilib.uns.ac.id

Koefisien variasi (variation coefficient) adalah nilai perbandingan antara deviasi standar dengan nilai rata-rata hitung dari suatu distribusi. Rumus : Cv

2.5

S X

dengan : Cv = koefisien variasi, S = standar deviasi, X = nilai rata-rata.

2.2.4.4 Koefisien Kurtosis (Ck) Pengukuran kurtosis dimaksudkan untuk mengukur keruncingan dari bentuk kurva distribusi, yang umumnya dibandingkan dengan distribusi normal. Rumus :

Ck

n2 n 1 n 2 n 3 S4

n

xi

X

2.6

4

i 1

dengan : Ck = koefisien kurtosis, Xi = nilai varian, X = nilai rata-rata,

n = jumlah data, S = standar deviasi. 2.2.5 Pemilihan Jenis Sebaran Bambang Triadmodjo (2008) memberikan penentuaan jenis analisis distribusi berdasarkan parameter statistik sebagai berikut .

Tabel 2.2 Parameter Statistik Untuk Menentukan Jenis Distribusi No

Jenis Distribusi

commit to user

16

Syarat


digilib.uns.ac.id

1

Normal

2

Log Normal

3

Gumbell

4

Log Pearson Tipe III

Cs =0 Ck =3 Cv3+3Cv Cs (ln x) = 0 Cv8+6Cv6+ 15Cv4+16Cv2+3 Ck (ln x) = 3 Cs = 1,14 Ck = 5,4 Jika semua syarat tidak terpenuhi

2.2.5.1 Distribusi Normal Dalam analisis hidrologi distribusi normal banyak digunakan untuk menganalisis frekuensi curah hujan, analisis statistik dari distribusi curah hujan tahunan, debit rata-rata tahunan. Distribusi normal atau kurva normal disebut pula Distribusi Gauss. Rumus : Xt

X rt

2.7

k .S

dengan : Xt = curah hujan rencana, Xrt = curah hujan rata-rata, k = koefisien distribusi normal, S = standar deviasi. 2.2.5.2 Distribusi Log Normal Distribusi Log Normal, merupakan hasil transformasi dari Distribusi Normal, yaitu dengan mengubah varian X menjadi nilai logaritmik varian X. Rumus : LogX t Xt

LogX rt

k .S

10 LogX t

2.8

dengan : Xt = curah hujan rencana, Xrt = curah hujan rata-rata, k = koefisien distribusi normal, S = standar deviasi. 2.2.5.3 Distribusi Gumbell

commit to user

17


digilib.uns.ac.id

Distribusi Gumbell digunakan untuk analisis data maksimum, misalnya untuk analisis frekuensi banjir. Rumus :

Xt

2.9

Y Yn .S Sn

X rt

dengan : Xt = curah hujan rencana, Xrt = curah hujan rata-rata, S = standar deviasi, Sn = standar deviasi ke –n, Y = koefisien distribusi Gumbell, Yn = koefisien distribusi Gumbell ke –n. 2.2.5.4 Distribusi Log Pearson Tipe III Distribusi Log-Pearson tipe III banyak digunakan dalam analisis hidrologi, terutama dalam analisis data maksimum (banjir) dan minimum (debit minimum) dengan nilai extrim. Bentuk Distribusi Log-Pearson tipe III merupakan hasil transformasi dari distribusi Pearson tipe III dengan menggantikan varian menjadi nilai logaritmik. Rumus : LogX t Xt

LogX rt

k .S

10 LogX t

2.10

dimana : Xt = curah hujan rencana, Xrt = curah hujan rata-rata, k = koefisien distribusi log pearson, S = standar deviasi.

2.2.6 Koefisien Limpasan (C) Koefisien limpasan (C) merupakan suatu bilangan yang merupakan nilai commit to user perbandingan antara laju debit puncak dengan intensitas hujan yang dipengaruhi

18


digilib.uns.ac.id

oleh berbagai faktor seperti laju infiltrasi, keadaan tata guna lahan atau tutupan lahan, intensitas hujan, dan kemampuan tanah menahan air (Asdak, 2004). c=

I

f

2.11

I

2.2.7 Pengujian Kecocokan Sebaran (Uji Chi Kuadrat) Pengujian chi kuadrat dilakukan dengan menggunakan parameter χ2, dengan rumus sebagai berikut : K 2 i 1

Ef

Of Ef

2

2.12

dengan : χ2 = harga Chi - kuadrat terhitung, K = banyaknya kelas, Of = frekuensi terbaca pada setiap kelas, Ef = frekuensi yang diharapkan untuk setiap kelas.

Nilai χ2 hasil perhitungan dibandingkan dengan nilai χ2 kritis (telah ditetapkan). 2.2.8 Debit Banjir Rencana Cara untuk menghitung debit banjir rencana adalah sebagai berikut : 2.2.8.1 Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu Hidrograf satuan sintetik merupakan hidrograf yang didasarkan pada karakteristik fisik dari DAS. Metode hidrograf satuan sintetik dalam penelitian ini menggunakan metode Nakayasu yang merupakan hidrograf satuan sintetik yang sering digunakan pada sungai di pulau Jawa. Hidrograf satuan sintetik Nakayasu dikembangkan berdasarkan beberapa sungai di Jepang (Soemarto, 1987). Namun dengan karakteristik sungai yang hampir sama antara Jepang dan Indonesia, maka hidrograf satuan sintetik ini banyak diterapkan di Indonesia. Rumus debit puncak dari hidrograf satuan Nakayasu adalah : commit to user

19


Qp

digilib.uns.ac.id

A.Ro 3,6.( 0,3.T p T0,3 )

2.13

dengan : Qp

= debit puncak banjir (m3/dtk),

A

= luas daerah maksimum (km2),

Ro

= hujan satuan,

Tp

= waktu mencapai debit puncak,

T0,3

= waktu yang diperlukan oleh penurunan debit,dari puncak sampai 30% dari debit puncak.

Untuk menentukan T p dan T0,3 digunakan pendekatan rumus sebagai berikut : T p = tg + 0,8 tr

2.14

T0,3 = α tg

2.15

tr = 0,5 tg sampai 1 tg

2.16

Sedangkan tg adalah time lag yaitu waktu antara hujan sampai debit puncak banjir (jam) yang dihitung dengan ketentuan : Sungai dengan panjang alur L > 15 km : tg = 0,4 + 0,058 L

2.17

Sungai dengan panjang alur L < 15 km : tg = 0,21 L0,7

2.18

α adalah parameter hidrograf dengan ketentuan : α=2

=> pada daerah pengaliran biasa

α = 1,5

=> pada bagian naik hidrograf lambat, dan turun cepat

α=3

=> pada bagian naik hidrograf cepat, turun lambat

commit to user

20


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.2 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

Menurut Bambang Triatmodjo (2008) bentuk hidrograf satuan Nakayasu dapat digambar dengan mengikuti persamaan sebagai berikut : 1. Pada waktu naik :

0 < t < Tp

0, 24

Qt

t Tp

2.19

Qp

2. Pada kurva turun (decreasing limb) a. Selang nilai : 0 ≤ t ≤ (Tp + T0,3) t Tp

Q(t )

Q p .0,3

2.20

T0 , 3

b. Selang nilai : (Tp + T0,3) ≤ t ≤ (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3) t Tp 0 , 5T0 , 3

Q(t )

Q p .0,3

2.21

1, 5.T0 , 3

c. Selang nilai t > (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3) t Tp 1, 5T0 , 3

Q(t )

Q p .0,3

2.22

2 , 0.T0 , 3

commit to user

21


digilib.uns.ac.id

Hidrograf banjir dihitung dengan persamaan sebagai berikut : n

Qk

Ui .Pn

2.23

( i 1)

i 1

2.2.9 Metode Muskingum Beberapa metode penelusuran banjir mengacu prinsip hidrologi yang didasarkan pada persamaan kontinuitas. Metode ini mengabaikan pengaruh dinamik pada suatu gelombang banjir. Oleh karena itu metode penelusuran banjir yang didasarkan prinsip hidrolika lebih baik hasilnya. Analisis Cunge (1969) menunjukkan bahwa penelusuran Muskingum yang berdasarkan prinsip hidrologi, merupakan suatu teknik penelusuran tampungan yang bisa ditingkatkan untuk melibatkan pengaruh dinamik sampai tingkat tertentu dengan pemilihan parameter– parameter yang tepat. Penelusuran aliran sungai yang telah dikembangkan oleh metode Muskingum menghasilkan keluaran yang cukup baik. Namun dalam menentukan parameter penelusurannya, diperlukan data hidrograf masukan dan keluaran. Cunge mengembangkan metode tersebut dalam menentukan parameter penelusurannya dan hanya dibutuhkan satu data hidrograf aliran di hulu. Dengan melakukan penelusuran model Muskingum - Cunge non linier, dan menetapkan nilai parameter penelusuran yang berubah menurut besarnya debit masukan, akan dihasilkan (1) debit maksimum keluaran dengan nilai parameter penelusuran yang konstan dan (2) untuk penelusuran non linier, kenaikan hidrografnya nampak lebih terjal dibandingkan penurunan yang lebih landai. 2.2.10 Pengembangan Metode Muskingum 2.2.10.1 Metode Muskingum - Cunge (Ponce,1989) Cunge (1969) menganalisa metode Muskingum dan mengembangkannya, sehingga muncul metode Muskingum – Cunge. Dengan metode ini hanya dengan berdasar hidrograf bacaan hidrograf di hulu akan diperoleh hidrograf banjir di hilir. Menurut Lily Montarcih (2010) penghitungan koefisien Muskingum-Cunge commit to user dirumuskan sebagai berikut :

22


digilib.uns.ac.id

k=

x c

2.24

x=

Q 1 1 B.So.c. x 2

2.25

C1 =

C2 =

t K t K

2x 2(1 x)

t K t K

2x 2(1 x)

2(1 x) C3 =

t K

2(1 x) 2

C4 =

t K

t K

t K

2.26

2(1 x)

Sehingga diperoleh persamaan Muskingum-Cunge :

Q nj 11 = C1Qnj

C2Qnj 1 C3Qnj 1 C4QL

2.27

Karena tidak ada lateral flow, maka QL = 0. Persamaan Muskingum-Cunge menjadi :

Q nj 11 = C1Qnj

C2Qnj 1 C3Qnj 1

2.28

Tabel 2.3 Koefisien Kekasaran Manning Karakteristik sungai di dataran

Koefisien

commit to user Minimum

23

kekasaran Normal

Manning Maksimum


digilib.uns.ac.id

Bersih,lurus,tingkat penuh,tak ada kolam Bersih,lurus,tingkat penuh,tak ada kolam,banyak batu dan gulma Bersih,berlekuk,beberapa kolam dan beting Bersih,berlekuk,beberapa kolam dan beting,banyak batu dan gulma Bersih,berlekuk,beberapa kolam dan beting,banyak batu dan gulma,tingkat lebih rendah,lebih banyak lereng,tidak efektif dan bagian - bagian Bersih,berlekuk,beberapa kolam dan beting, gulma dan banyak batu Sungai lembam,kolam – kolam dalam Sungai sangat bergulma,kolam dalam,atau jalur banjir dengan hutan lebat tumbuhan bawah

0.025

0.030

0.033

0.030

0.035

0.040

0.033

0.040

0.045

0.015

0.040

0.045

0.040

0.048

0.055

0.045

0.050

0.060

0.050

0.070

0.080

0.075

0.100

0.150

(Sumber : Chow,1959)

Untuk menghitung debit inflow digunakan rumus dari Data Sungai Bengawan Solo yaitu : Q = A (TMA-ho)b

2.29

dengan : Q

= debit inflow,

A

= 28,452

TMA = tinggi muka air, ho

= -1,195

b

=2

commit to user

24


digilib.uns.ac.id

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian Lokasi penelitian adalah Daerah Aliran Sungai (DAS) Bengawan Solo Hulu, terletak di daerah Wonogiri.

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian

3.2. Sumber Data Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder. Data sekunder yang digunakan adalah : 1. Peta DAS Bengawan Solo Hulu skala 1:25000 dari

FKIP UNS Jurusan

Pendidikan Geografi. 2. Data curah hujan pada tahun 1999- 2011 yang diperoleh dari Perusahaan Umum Jasa Tirta 1 Kabupaten Wonogiri. 3. Data curah hujan pada tahun 1999 – 2011 yang diperoleh dari Dinas Pengairan, Energi dan Sumber Daya Mineral Kabupaten Wonogiri.

3.3. Jenis Penelitian Metode Penelitian yang dipakai adalah metode deskriptif kuantitatif. Sedangkan metode analisisnya adalah dengan menggunakan metode Muskingum Cunge. to user dengan hanya berdasar bacaan Dengan metode ini penelusuran commit bisa dilakukan

25


digilib.uns.ac.id

hidrograf di hulu akan didapatkan hidrograf banjir di hilir, dengan batasan aliran masuk dan aliran keluar.

3.4

Prosedur Penelitian

Tahapan – tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Tahap persiapan Tahap

dimaksudkan

untuk

mempermudah

jalannya

penelitian,

seperti

pengumpulan data, analisis, dan penyusunan laporan. Tahap persiapan meliputi: a. Studi Pustaka Studi pustaka dimaksudkan untuk mendapatkan arahan dan wawasan sehingga mempermudah dalam pengumpulan data, analisis data maupun dalam penyusunan hasil penelitian. b. Observasi Lapangan Observasi lapangan dilakukan untuk mengetahui dimana lokasi atau tempat dilakukannya pengumpulan data yang diperlukan dalam penyusuan penelitian. 2. Pengumpulan Data Pengumpulan data dilakukan dengan menggunakan data yang dimiliki oleh Kantor Balai Besar Penelitian Sungai Bengawan Solo yang mengelola permasalahan yang berhubungan dengan Sungai Bengawan Solo tersebut. 3.4.1

Mengolah Data

Setelah mendapatkan data yang diperlukan, langkah selanjutnya adalah pengolahan data tersebut. Pada tahap pengolahan atau menganalisis data dilakukan dengan menghitung data yang ada dengan rumus yang sesuai. Hasil dari suatu pengolahan data digunakan kembali sebagai data untuk menganalisis yang lainnya dan berlanjut seterusnya sampai mendapatkan hasil akhir tentang penelusuran banjir tahunan di DAS Bengawan Solo Hulu. Adapun urutan dalam analisis data dapat dilihat pada diagram alir pada Gambar 3.2 berikut. commit to user

26


3.4.2

digilib.uns.ac.id

Penyusunan Laporan

Seluruh data atau informasi yang telah terkumpul kemudian diolah atau dianalisis dan disusun untuk mendapatkan hasil akhir yang dapat mengetahui prediksi banjir tahunan yang mungkin terjadi di DAS Bengawan Solo Hulu. Langkah – langkah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : MULAI

Data : -Peta DAS Bengawan Solo Hulu -Peta stasiun hujan Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3 -Data hujan harian stasiun hujan di Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3

Penentuan data hujan harian maksimum tahunan

Perhitungan metode RAPS

Tidak

Uji Metode RAPS

Pemanggahan dengan metode RAPS

Ya

Pembuatan Polygon Thiessen B commit to user

27


digilib.uns.ac.id

B

Perhitungan koefisien Thiessen

Transformasi hujan harian menjadi hujan daerah Thiessen

Perhitungan parameter statistik S,Cv,Ck,dan Cs

Pemilihan jenis distribusi hujan berdasarkan nilai S,Cs,Ck, dan Cv : - Gumbell - Log Normal - Normal - Log Pearson III

Uji kecocokan distribusi data hujan (Uji Chi kuadrat)

Perhitungan koefisien pengaliran (C) berdasarkan luas tata guna lahan

Perhitungan hujan kala ulang P2,P5, dan P10 sesuai jenis distribusi yang dihasilkan

Perhitungan data fisik DAS (luas dan tata guna lahan) dan panjang sungai

Perhitungan unit HSS Nakayasu untuk Q2,Q5, dan Q10

C commit to user

28


digilib.uns.ac.id

C

Pembagian 9 pias model Sungai Bengawan Solo Hulu

Perhitungan parameter sungai yang mempunyai karakteristik sama dengan Sungai Bengawan Solo Hulu

Memasukkan Q2,Q5, dan Q10 sebagai data debit masukan pada perhitungan muskingumcunge

Perhitungan penelusuran banjir dengan metode muskingum-cunge di tiap pias

Persamaan model pada debit maksimum di tiap pias

SELESAI

Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian

commit to user

29


digilib.uns.ac.id

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Umum Sungai Bengawan Solo Hulu terletak di Wonogiri. Panjang sungai Bengawan Solo Hulu kurang lebih 27 km, dan luas catchment areanya kurang lebih 200 km2. Sungai Bengawan Solo Hulu merupakan sungai utama yang bermuara ke dalam Waduk Wonogiri. Letak Sungai Bengawan Solo Hulu yang yang relatif agak tinggi dari daerah sekitarnya sering mengakibatkan banjir, sehingga ini merupakan hal yang menarik untuk dikaji.

4.2.Analisis 4.2.1.Data Data yang digunakan dalam penelitian ini berupa data curah hujan dari tahun 1999 – 2011 sebagai data awal. Data curah hujan diperoleh dari Perusahaan Umum Jasa Tirta I dan Dinas Pengairan, Energi dan Sumber Daya Sumber Mineral Kabupaten Wonogiri. Penelitian ini menggunakan data hujan di stasiun hujan Baturetno dan Watugede. Pemilihan kedua stasiun tersebut sehubungan dengan ketersediaan data di dua stasiun tersebut. 4.2.2. Penyiapan Seri Data Curah Hujan Pengolahan data curah hujan dalam penelitian ini menggunakan data curah hujan harian maksimum tahun 1999 – 2011 di stasiun curah hujan Baturetno dan Watugede. Pengolahan data diawali dengan cara memilih data hujan termaksimum tiap tahun (data curah hujan harian maksimum). Data curah hujan harian maksimum yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 4.1.

commit to user

30


Tabel 4.1.

digilib.uns.ac.id

Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Hujan Baturetno

dan

Watugede No

Tahun

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Stasiun Hujan (mm) Baturetno Watugede 78 143 73 143 53 109 96 67 110 50 94 55 56 85 123 87 163 87 69 68 73 98 87 97 67 97

4.2.3. Uji Kepanggahan Data Hujan Uji kepanggahan data menggunakan uji RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums). Pengujian data dilakukan pada data curah hujan tahunan. Tabel 4.2 Data Hujan Tahunan DAS Bengawan Solo Hulu Tahun 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Hujan Tahunan (mm/tahun) Baturetno Watugede 2159 2667 1625 2477 1437 2010 430 647 1042 347 825 868 671 1061 1235 1867 500 530 927 1198 845 2407 2014 1911 1600 3720

commit to user

31


digilib.uns.ac.id

Uji kepanggahan yang dilakukan memberikan hasil bahwa kedua stasiun, yaitu Baturetno dan Watugede mempunyai data yang panggah dan bisa digunakan untuk analisis. Contoh perhitungan metode RAPS di stasiun Watugede tahun 1999 adalah : Intensitas hujan (i) tahun 1999

= 2667

SK

= (intensitas hujan stasiun Watugede tahun 1999 – rerata intensitas hujan selama 13 tahun) = 2667/ 1670 = 997

Kum SK

= 997

SK**

= (Kum SK/Standar deviasi) = (997/997,3609) = 1,000

Kum SK**

= 1,000

Absolut

= 1,000

Q abs maks

= nilai absolut maksimal dari tahun 1999 sampai tahun 2011 = 3,036

Q/√ (n)

= 3,036 /√ 13 = 0,842

commit to user

32


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.3 Uji Kepanggahan dengan Metode RAPS Sta Watugede Tahun

i

Sk

Kum Sk

Sk**

Kum**

Absolut

1999 2000 2001

2667,000 2477,000 2010,000

997,000 1804,000 2144,000

1,000 0,809 0,341

1,000 1,809 2,150

1,000 1,809 2,150

2002

647,000

1121,000

-1,026

1,124

1,124

2003

347,000

-202,000

-1,327

-0,203

0,203

2004 2005 2006

868,000 1061,000 1867,000

-1004,000 -1613,000 -1416,000

-0,804 -0,611 0,198

-1,007 -1,617 -1,420

1,007 1,617 1,420

2007

530,000

997,000 807,000 340,000 1023,000 1323,000 -802,000 -609,000 197,000 1140,000 -472,000 737,000 241,000 2050,000

-2556,000

-1,143

-2,563

2,563

-3028,000 -2291,000 -2050,000 0,000

-0,473 0,739 0,242 2,055

-3,036 -2,297 -2,055 0,000

3,036 2,297 2,055 0,000

2008 2009 2010 2011 Jumlah Rerata SD N Q Abs Maks

1198,000 2407,000 1911,000 3720,000 21710,000 1670,000 997,361 13 3,036

Abs (Q/√n)

Nilai Kriktik

Keterangan

1,164

Panggah

< 0,842

Tabel 4.4 Uji Kepanggahan dengan Metode RAPS Sta Baturetno Tahun

i

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

2159 1625 1437 430 1042 825 671 1235 500

Sk*

Kum Sk*

981,308 981,308 447,308 1428,615 259,308 1687,923 -747,692 940,231 -135,692 804,538 -352,692 451,846 -506,692 -54,846 57,308 2,462 commit to user -677,692 -675,231

33

Sk**

Kum

Absolut

1,767 0,805 0,467 -1,346 -0,244 -0,635 -0,912 0,103 -1,220

1,767 2,572 3,039 1,693 1,448 0,813 -0,099 0,004 -1,216

1,767 2,572 3,039 1,693 1,448 0,813 0,099 0,004 1,216


2008 2009 2010 2011 Jumlah Rerata SD N Q Abs

digilib.uns.ac.id

927 845 2014 1600 15310,000 1177,692 555,481 13

Maks

3,039

Abs (Q/√n)

-250,692 -332,692 836,308 422,308

-925,923 -1258,615 -422,308 0,000

-0,451 -0,599 1,506 0,760

-1,667 -2,266 -0,760 0,000

Nilai Kriktik

Keterangan

1,164

Panggah

1,667 2,266 0,760 0,000

< 0,842

Dari hasil perhitungan diatas kemudian dicari nilai kritik pada tabel 2.1. Tabel 4.5 Nilai Kritik Q untuk Uji Kepanggahan n 13

90 % 1,065

95 % 1,164

99 % 1,329

Karena 0,842 < titik kritik panggah maka data hujan di stasiun Watugede dan Baturetno panggah 4.2.4.Poligon Thiessen Transformasi hujan titik menjadi hujan daerah dengan menggunakan poligon Thiessen. Metode ini sering dipakai di Indonesia terkait dengan ketersediaan data pada stasiun baturetno dan Watugede dan metode ini memperhatikan jarak antar stasiun hujan. Data curah hujan masing – masing stasiun diubah menjadi hujan daerah dengan menggunakan metode poligon Thiessen. Posisi dari tiap stasiun hujan diplot ke dalam peta DAS Bengawan Solo Hulu kemudian plot garis yang menghubungkan kedua stasiun hujan.

commit to user

34


digilib.uns.ac.id

Baturetno

Watugede

Gambar 4.1 Poligon Thiessen DAS Bengawan Solo Hulu 4.2.4.1 Perhitungan Koefisien Thiessen Hasil pengeplotan poligon Thiessen DAS Bengawan Solo Hulu dengan stasiun hujan Baturetno dan Watugede menghasilkan koefisien Thiessen untuk tiap stasiun hujan. Perhitungan koefisien Thiessen dilakukan dengan membandingkan antara luas poligon Thiessen untuk tiap stasiun hujan dan luas total DAS Bengawan Solo Hulu. Contoh perhitungan koefisien Thiessen untuk poligon Baturetno adalah : Luas poligon stasiun hujan Baturetno

= 110,752 km2.

Luas DAS Bengawan Solo Hulu

= 205,529 km2.

Koefisien Thiessen Baturetno

= 110,752 / 205,529 = 0,539.

Tabel 4.6 Koefisien Thiessen Tiap Stasiun Hujan Stasiun hujan Baturetno Watugede Jumlah

Luas 110,752 94,777 205,529

Koef Thiessen 0,539 0,461 1

4.2.5.Hujan daerah Koefisien Thiessen digunakan sebagai pengali dalam perhitungan hujan daerah. Hujan daerah mewakili hujan yang terjadi di seluruh DAS Bengawan Solo Hulu.

commit to user

35


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.7 Hujan Daerah Tiap Tahun No

Tahun

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Baturetno 0,539 78 73 53 96 110 94 56 123 163 69 73 87 67

Watugede 0,461 143 143 109 67 50 55 85 87 87 68 98 97 97

Hujan daerah 107,965 105,270 78,816 82,631 82,340 76,021 69,369 106,404 127,964 68,539 84,525 91,610 80,830

Contoh perhitungan hujan daerah pada tahun 1999 adalah : Hujan titik tahun 1999 di stasiun hujan Baturetno = 78 Hujan titik tahun 1999 di stasiun hujan Watugede = 143 Hujan daerah tahun 1999

= (78 x 0,539) + (143 x 0,461) = 107,965

4.2.6.Perhitungan Parameter Statistik Perhitungan parameter dilakukan terhadap hujan daerah yang dihasilkan pada tabel 4.7. Parameter yang dilakukan adalah perhitungan dispersi data yaitu deviasi standar (S), koefisien Skewness (Cs), koefisien variasi (Cv), dan koefisien kurtosis(Ck). Perhitungan dilakukan berdasarkan Rumus 2.3 – 2.6. Hasil perhitungan digunakan dalam menentukan jenis distribusi data sesuai nilai S,Cv,Ck, dan Cs yang dihasilkan.

commit to user

36


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.8 Perhitungan Parameter Statistik No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Tahun

R24 Max

1999 2000 2001 2002 2003 2004

67,540 93,951 64,263 54,049 82,340 50,666

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Jumlah

39,185 78,283 127,964 37,191 60,553 76,518 62,390 894,893

X - Xbar -1,298 25,113 -4,575 -14,789 13,502 -18,172 -29,653 9,445 59,126 -31,647 -8,285 7,680 -6,448 0,000

(X - Xbar)2 1,685 630,667 20,930 218,712 182,306 330,219 879,296 89,209 3495,893 1001,528 68,640 58,984 41,576 7019,644

(X - Xbar)3 -2,186 15837,980 -95,753 -3234,519 2461,511 -6000,710 -26073,692 842,590 206698,437 -31695,271 -568,677 452,998 -268,077 158354,631

(X - Xbar)4 2,838 397740,401 438,062 47835,046 33235,507 109044,448 773161,187 7958,331 12221267,674 1003057,814 4711,443 3479,063 1728,540 14603660,354

Dari Tabel 4.8 didapat nilai : Rata-rata (Xbar )

= 68,84

Standar deviasi (S)

= 24,19

Koefisien varian (Cv)

= 0,35

Koefisien skewness (Cs)

= 1,10

Koefisien kurtosis (Ck)

= 1,96

Tabel 4.9 Uji Validitas No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Tahun 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

ln R24 Max 4,213 4,543 4,163 3,990 4,411 3,925 3,669 4,360 4,852 3,616 4,103

X - Xbar (X - Xbar)2 0,035 0,001 0,365 0,133 -0,015 0,000 -0,188 0,036 0,233 0,054 -0,253 0,064 -0,509 0,260 0,182 0,033 0,674 0,454 -0,562 0,316 -0,075 to user 0,006 commit

37

(X - Xbar)3 0,000 0,049 0,000 -0,007 0,013 -0,016 -0,132 0,006 0,306 -0,178 0,000

(X - Xbar)4 0,000 0,018 0,000 0,001 0,003 0,004 0,067 0,001 0,206 0,100 0,000


12 13

2001 2002 Jumlah

digilib.uns.ac.id

4,338 4,133 54,315

0,160 -0,045 0,000

0,025 0,002 1,384

0,004 0,000 0,043

0,001 0,000 0,401

Dari Tabel 4.9 didapat nilai : Rata-rata (Xbar )

= 4,18

Standar deviasi (S)

= 0,34

Koefisien varian (Cv)

= 0,08


= 0,11

Koefisien kurtosis (Ck)

= 0,23

Dari perhitungan parameter statistik berdasarkan Tabel 4.8 dan tabel 4.9 kemudian disesuaikan dengan syarat pada tabel 2.2 maka jenis distribusi data yang digunakan adalah Log Pearson tipe III. Tabel 4.10 Pemilihan Jenis Distribusi Jenis Distribusi Normal Log Normal Gumbell Log Pearson Tipe III

Syarat

Hasil

Keputusan

Cs =0 Ck =3 Cv3+3Cv Cs (ln x) = 0 Cv8+6Cv6+ 15Cv4+16Cv2+3 Ck (ln x) = 3 Cs = 1,14 Ck = 5,4 Jika semua syarat tidak terpenuhi

Cs = 1,10 Ck = 1,96 Cs = 0,11 Ck = 0,23 Cs = 1,10 Ck = 1,96 Cs = 0,11 Ck = 0,23

Tidak Tidak Tidak Ya

4.2.7.Uji Chi Kuadrat Sebelum melakukan uji chi kuadrat diperlukan perhitungan probabilitas yang dapat dilihat pada Tabel 4.11.

commit to user

38


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.11 Perhitungan Probabilitas X

Sn

No

Log Xi

G

Pr

P (x)

[Sn (x) - P (x)]

(mm)

(%)

1

37,182

7,143

1,570

-1,656

95,296

4,704

2,439

2

39,197

14,286

1,593

-1,500

103,698

-3,698

17,984

3

50,653

21,429

1,705

-0,745

76,337

23,663

2,235

4

54,037

28,571

1,733

-0,555

69,437

30,563

1,992

5

60,549

35,714

1,782

-0,220

57,294

42,706

6,992

6

62,389

42,857

1,795

-0,132

54,101

45,899

3,042

7

64,274

50,000

1,808

-0,044

50,895

49,105

0,895

8

67,559

57,143

1,830

0,103

45,739

54,261

2,881

9

76,523

64,286

1,884

0,470

27,996

72,004

7,718

10

78,270

71,429

1,894

0,536

11,733

88,267

16,838

11

82,332

78,571

1,916

0,685

10,813

89,187

10,616

12

93,963

85,714

1,973

1,074

8,409

91,591

5,877

13

127,954

92,857

2,107

1,984

2,793

97,207

4,350

Xr

1,815

SD

0,147

Cs

0,109

Uji Chi kuadrat dilakukan untuk jenis distribusi data Log Pearson dengan tingkat signifikansi yang dipakai adalah 5 %. Perhitungan yang dilakukan dengan Uji Chi Kuadrat adalah : Jumlah kelas

= 1 + 3,22 commit log (13)to user = 4,586 = 5

39


digilib.uns.ac.id

Derajat kebebasan = 2 ∆ kritis

= 5,991

Frekuensi harapan = 2,6 Tabel 4.12 Perhitungan Chi Kuadrat (Metode Log Pearson Tipe III)

No

1 2 3 4 5

Probability (P)

0,00 < P 20,00 < P 40,00 < P 60,00 < P 80,00 < P 100,00

Expected Frequency (Ef)

2,6 2,6 2,6 2,6

20,00 40,00 60,00 80,00

2,6 Jumlah

Ovserved Frequency (Of)

1 2 4 1 4 12

Ef - Of

(Ef - Of)2

1,6 0,6 -1,4 1,6

2,56 0,36 1,96 2,56

-1,4

1,96 9,40

Uji Chi Kuadrat dari tabel 4.12 menghasilkan x2 = 9,400 dan nilai x2 kritis = 5,991, maka x2> x2 kritis sehingga Uji Chi Kuadrat diterima. Hasil perhitungan Uji Chi Kuadrat menunjukkan bahwa data panggah. Data dinyatakan panggah karena panggah di perhitungan dan bisa digunakan dalam analisis. 4.2.8.Perhitungan Koefisien Pengaliran (C) Data yang diolah adalah luas tata guna lahan DAS Tirtomoyo yang merupakan DAS terdekat dengan DAS Bengawan Solo Hulu berdasarkan peta bakosurtanal skala 1:25000 dalam format shapefile (ArcGIS). Dari hasil perhitungan koefisien pengaliran diperoleh 0,396 (Wahyu U, 2012).

commit to user

40


digilib.uns.ac.id

4.2.9.Perhitungan Hujan Kala Ulang Perhitungan parameter statistik data menghasilkan bahwa distribusi hujan yang dipakai adalah Log Pearson Tipe III. Data masukan dalam perhitungan ini adalah hujan daerah DAS Bengawan Solo Hulu. Tabel 4.13. Perhitungan Nilai ln X Tahun 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Jumlah

R24 Max 67,540 93,951 64,263 54,049 82,340 50,666 39,185 78,283 127,964 37,191 60,553 76,518 62,390 894,893

ln X 4,213 4,543 4,163 3,990 4,411 3,925 3,668 4,360 4,852 3,616 4,104 4,338 4,133 54,315

ln X-ln Xi 0,035 0,365 -0,015 -0,188 0,233 -0,253 -0,510 0,182 0,674 -0,562 -0,075 0,159 -0,045 0,000

(ln X-ln Xi)2 0,001 0,133 0,000 0,035 0,054 0,064 0,260 0,033 0,454 0,316 0,006 0,025 0,002 1,384

(ln X-ln Xi)3 0,000 0,048 0,000 -0,007 0,013 -0,016 -0,133 0,006 0,306 -0,178 0,000 0,004 0,000 0,044

Dari Tabel 4.13 diperoleh : Rata-rata (Xi)

= 68,84

ln Xi

= 4,18

Standar deviasi (S)

= 0,34


= 0,11

Perhitungan menghasilkan koefisien kemelencengan 0,1 dimana nilai ini digunakan dalam menentukan koefisien distribusi Log Pearson Tipe III. DAS Bengawan Solo menggunakan pola hujan 4 jaman. Sehingga dalam analisis Log Pearson Tipe III pada penelitian ini menggunakan persentase sebaran hujan 4 jaman (Sobriyah, 2003).

commit to user

41


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.14 Persentase Sebaran Hujan 4 Jaman Waktu (jam-ke) Persentase sebaran

1 0,405

2 0,312

3 0,148

4 0,135

Perhitungan hujan kala ulang Log Pearson Tipe III dengan memperhatikan nilai koefisien Log Pearson tipe III, standar deviasi (S), persentase hujan 4 jaman, dan koefisien pengaliran (C). Tabel 4.15 Hasil Perhitungan Hujan Kala Ulang 2,5 dan 10 Tahun Log Pearson Tipe III Hujan kala ulang 2 5 10

1 10,399 13,892 16,218

2 8,024 10,719 12,514

3 3,787 5,059 5,907

4 3,466 4,631 5,406

4.2.10. Perhitungan Hidrograf Satuan Nakayasu Penelitian ini menggunakan hidrograf satuan Nakayasu karena metode ini sesuai dengan tipe sungai di DAS Bengawan Solo Hulu. Hasil perhitungan hidrograf satuan Nakayasu adalah : Waktu konsentrasi (Tg), untuk panjang sungai > 15 km. Tg

= 1,983 jam

Koefisien alpha (α) α

=2

Satuan waktu yang digunakan (Tr) Tr

= 1,983 jam

Waktu puncak (Tp) Tp

= 3,570 jam

Waktu resesi (T0,3) T0,3

= 3,967 jam

1,5 T0,3

= 5,950 jam

Debit puncak (Qp) Qp

= 11,333 m3/detik

Tp + T0,3

= 7,537 jam = 8 jam commit to user Tp + T0,3 + 1,5 T0,3 = 13,487 jam = 13 jam

42


digilib.uns.ac.id

Contoh perhitungan unit hidrograf satuan Nakayasu mengikuti interval waktu sebagai berikut : Pada kurva naik

: 0 < t < Tp

Perhitungan pada jam ke 2 :

Q

2 3,570

0 , 24

x11,333 = 2,821

Pada kurva turun : o Selang nilai : 0 ≤ t ≤ (Tp + T0,3) Perhitungan pada jam ke 5 :

Q 11,333x0,3

5 3, 570 3, 967

= 7,343

o Selang nilai : (Tp + T0,3) ≤ t ≤ (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3) Perhitungan pada jam ke 10 :

Q 11,333x0,3

10 3,570 0,5 x 3,967 5,950

= 2,065

o Selang nilai t > (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3) Perhitungan pada jam ke 20 :

Q 11,333.0,3

20 3,570 5,950 2 x 3,967

= 0,380

Perhitungan unit hidrograf satuan Nakayasu selengkapnya dapat dilihat di lampiran B-12. Unit hidrograf

yang dihasilkan harus dibagi dengan faktor koreksi untuk

menjadikan unit hidrograf per satu milimeter. Faktor koreksi unit hidrograf yaitu perbandingan antara jumlah volume dengan luas DAS. Contoh perhitungan koreksi unit hidrograf satuan Nakayasu pada jam ke 5 adalah :

commit to user

43


Faktor koreksi

digilib.uns.ac.id

= volume total / luas DAS = (2,542 x 1014) / (2,055 x 1014) = 1,237

Unit hidrograf terkoreksi = 7,343 x (1 /1,237) = 5,936

Debit (m3/detik)

Waktu (jam)

Gambar 4.2 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

Unit hidrograf satuan Nakayasu yang diperoleh kemudian dikalikan oleh faktor sebaran hujan pada perhitungan hujan periode kala ulang 2,5 dan 10 tahun metode Log Pearson tipe III. Hasil dari perhitungan adalah debit kala ulang 2,5 dan 10 tahun (Q2,Q5 dan Q10) yang digunakan sebagai masukan pada penelusuran banjir menggunakan metode muskingum-cunge.

commit to user

44


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Debit Kala Ulang 2 Tahun (Q2) Waktu (jam)

UH m3/det

1 10,399

2 8,024

0 1 2 3 3,570 4 5 6 7 7,537 8 9 10 11 12 13 13,487 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0,000 0,432 2,281 6,036 9,163 8,043 5,938 4,383 3,236 2,749 2,503 2,045 1,670 1,364 1,114 0,910 0,825 0,763 0,656 0,563 0,484 0,416 0,357 0,307 0,264 0,227 0,195 0,167

0,000 4,494 23,719 62,765 95,287 83,638 61,743 45,580 33,648 28,588 26,031 21,263 17,368 14,186 11,588 9,465 8,577 7,934 6,817 5,857 5,033 4,324 3,715 3,192 2,743 2,356 2,025 1,740

0,000 3,468 18,302 48,430 73,524 64,535 47,641 35,170 25,963 22,058 20,086 16,406 13,401 10,946 8,941 7,303 6,618 6,122 5,260 4,519 3,883 3,336 2,867 2,463 2,116 1,818 1,562

3 3,787

0,000 1,637 8,638 22,859 34,703 30,461 22,487 16,600 12,255 10,412 9,481 7,744 6,325 5,167 4,220 3,447 3,124 2,890 2,483 2,133 1,833 1,575 1,353 1,163 0,999 0,858

commit to user

45

4 3,466

Q m /det

0,000 1,498 7,906 20,922 31,762 27,879 20,581 15,193 11,216 9,529 8,677 7,088 5,789 4,729 3,863 3,155 2,859 2,645 2,272 1,952 1,678 1,441 1,238 1,064

0,000 4,494 27,187 82,704 152,355 181,518 168,888 144,604 123,067 99,030 80,925 66,953 54,471 44,860 37,536 30,660 25,889 22,728 19,925 17,162 14,894 12,985 11,157 9,586 8,236 7,076 6,080 5,224

3


digilib.uns.ac.id


UH m3/det

1 13,892

0 1 2 3 3,570 4 5 6 7 7,537 8 9 10 11 12 13 13,487 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0,000 0,432 2,281 6,036 9,163 8,043 5,938 4,383 3,236 2,749 2,503 2,045 1,670 1,364 1,114 0,910 0,825 0,763 0,656 0,563 0,484 0,416 0,357 0,307 0,264 0,227 0,195 0,167

0,000 6,004 31,688 83,851 127,298 111,736 82,485 60,892 44,952 38,191 34,776 28,406 23,202 18,952 15,480 12,645 11,458 10,600 9,107 7,825 6,723 5,777 4,963 4,264 3,664 3,148 2,705 2,324

2 10,719 0,000 4,632 24,450 64,700 98,223 86,216 63,646 46,985 34,685 29,469 26,834 21,918 17,903 14,623 11,945 9,757 8,841 8,179 7,027 6,038 5,188 4,457 3,830 3,290 2,827 2,429 2,087

3 5,059

0,000 2,187 11,541 30,538 46,361 40,694 30,041 22,177 16,371 13,909 12,665 10,345 8,450 6,902 5,638 4,605 4,173 3,860 3,317 2,850 2,449 2,104 1,808 1,553 1,334 1,147

4 4,631

Q m /det

0,000 2,001 10,563 27,950 42,433 37,245 27,495 20,297 14,984 12,730 11,592 9,469 7,734 6,317 5,160 4,215 3,819 3,533 3,036 2,608 2,241 1,926 1,654 1,421

0,000 6,004 36,320 110,488 203,538 242,498 225,625 193,183 164,411 132,299 108,112 89,446 72,770 59,931 50,146 40,960 34,587 30,363 26,619 22,927 19,897 17,347 14,905 12,806 11,003 9,454 8,123 6,979

commit to user

46

3


digilib.uns.ac.id


UH m3/det

1 16,218

2 12,514

3 5,907

4 5,406

Q m /det

0 1 2 3 3,570 4 5 6 7 7,537 8 9 10 11 12 13 13,487 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0,000 0,432 2,281 6,036 9,163 8,043 5,938 4,383 3,236 2,749 2,503 2,045 1,670 1,364 1,114 0,910 0,825 0,763 0,656 0,563 0,484 0,416 0,357 0,307 0,264 0,227 0,195 0,167

0,000 0,000 7,009 0,000 7,009 36,994 5,408 0,000 42,402 97,893 28,545 2,553 128,991 148,616 75,535 13,473 0,000 237,624 130,447 114,673 35,652 2,336 283,109 96,299 100,654 54,125 12,331 263,410 71,090 74,305 47,509 32,631 225,534 52,480 54,853 35,072 49,539 191,944 44,587 40,494 25,891 43,482 154,454 40,600 34,404 19,113 32,100 126,217 33,163 31,327 16,239 23,697 104,425 27,088 25,589 14,786 17,493 84,956 22,126 20,901 12,078 14,862 69,967 18,073 17,072 9,865 13,533 58,544 14,762 13,945 8,058 11,054 47,820 13,377 11,391 6,582 9,029 40,379 12,375 10,322 5,376 7,375 35,448 10,632 9,548 4,872 6,024 31,077 9,135 8,204 4,507 4,921 26,767 7,849 7,049 3,872 4,459 23,229 6,744 6,056 3,327 4,125 20,252 5,794 5,204 2,859 3,544 17,401 4,979 4,471 2,456 3,045 14,951 4,278 3,841 2,110 2,616 12,846 3,675 3,301 1,813 2,248 11,037 3,158 2,836 1,558 1,931 9,483 2,713 2,437 1,339 1,660 8,148

3

4.2.11. Perhitungan Penelusuran Banjir Metode Muskingum-Cunge Analisis dalam perhitungan ini dilakukan secara bertahap dimana masing – masing tahap terdapat masukan sesuai data dari tahap tersebut. Model sungai dibagi menjadi 9 pias dengan menganggap masing – masing pias memiliki jarak dan kemiringan (slope) yang sama. Selain itu lebar saluran (B) dan koefisien Manning sepanjang saluran juga dianggap sama. commit to user

47


digilib.uns.ac.id

Karena data tinggi muka air di sungai Bengawan Solo tidak tersedia maka untuk menentukan parameter – parameter penelusuran banjir kita dapat menggunakan data sungai lain pada satu DAS yang sama, hal ini dapat dilakukan karena sungai pada satu DAS yang sama mempunyai bentuk Flow Duration Curve yang sama pula (Tallaksen, 2005). Sehingga sungai Dengkeng yang terletak di pos duga air Jarum dapat digunakan dalam penelitian ini. Data Sungai Dengkeng pos duga air Jarum: - Lebar dasar sungai rata - rata (B)

= 30 m

- Slope /kelandaian sungai (So)

= 0,0261

- Jarak AWLR hulu dengan hilir (L)

= 67 km

- Waktu pengukuran setiap 1 jam selama 24 jam - Koefisien kekasaran Manning (n) untuk alur sungai = 0,035 (Chow,1959) - Delta x (∆x)

= 3 km =3000 m

- Delta t (∆t )

= 8 jam = 28800 detik

-c

= 2 m/s (tidak ada

lateral flow) -A

= 28,452

- ho

= -1,195

-b

=2

- Debit inflow

=A(TMA-ho)b

(berasal dari data Bengawan Solo)

Data tinggi muka air diambil pada bulan Mei tahun 2011 (tertinggi) setiap 8 jam (Berdasarkan data pos duga air Jarum) selama 15 hari. Contoh perhitungan debit inflow dari tinggi muka air : - Tinggi muka air

= 1,730 m

-A

= 28,452

- ho

= -1,195

-b

=2

commit to user

48


digilib.uns.ac.id

= A (TMA-ho)b

- Debit inflow

= 28,452 (1,730-(-1,195))2 = 243,425 m3/detik Tabel 4.19 Debit Inflow dari Data Tinggi Muka Air Tinggi muka air (m) 1,000 1,730 1,650 2,140 2,670 1,890 1,440 1,200 1,070 1,020 0,990 0,980 0,970 1,300 2,950 3,040 1,590 1,340 3,020 4,050 3,260 2,790 1,990

a.

Debit (m3/dt) 137,082 243,425 230,291 316,450 425,022 270,784 197,549 163,201 145,965 139,592 135,836 134,596 133,361 177,114 488,835 510,293 220,680 182,839 505,485 782,715 564,688 451,824 288,623

Tinggi muka air (m) 1,670 1,550 1,380 1,300 1,230 1,020 1,000 0,970 0,920 0,900 0,880 0,840 0,830 0,960 0,980 0,960 0,990 0,920 0,910 0,970 0,980 0,950 1,700

Menghitung Koefisien Penelusuran 1. Menentukan nilai k k = ∆x/c ∆x = 3 km, sedangkan c = 2 m/s k=

3kmx1000m / km 1500 sec onds 2m / s commit to user

49

Debit (m3/dt) 233,540 214,387 188,655 177,114 167,316 139,592 137,082 133,361 127,272 124,877 122,504 117,826 116,671 132,132 134,596 132,132 135,836 127,272 126,072 133,361 134,596 130,908 238,457


digilib.uns.ac.id

2. Menentukan nilai x

x=

Q 1 1 B.So.c. x 2

Semua variabel diketahui, B= 30 m, So = 0,0261, c = 2 m/s, dan∆x = 3000 m, dan Q puncak diambil dari Tabel 4.19. x =

782,7152m 3 / s 1 = 0,416697 1 2 (30).(0,0261).(2).(3000)m 3 / s

3. Menghitung Koefisien Muskingum-Cunge

C1 =

C2 =

t K t K

3600 2(0,416697) 1500 = = 0,906574 3600 2(1 0,416697) 2(1 x) 1500

t K t K

2x

3600 2(0,416697) = 1500 = 0,439243 3600 2(1 0,416697) 2(1 x) 1500

2x

3600 t 2(1 0,416697) 1500 = -0,34582 K = 3600 2(1 0,416697) 2(1 x) 1500

2(1 x) C3 =

t K

Perhitungan penelusuran banjir menggunakan metode Muskingum-Cunge Perhitungan lengkap dapat dilihat pada lampiran. Contoh perhitungan adalah :  Pias pertama pada Q2 tahun C1 = 0,907 C2 = 0,439 C3 = -0,346 Data debit masukan adalah Q2 unit HSS Nakayasu, dengan pada saat t = 0, Q = 0 m3/s pada tiap pias sungai. commit to user

50


digilib.uns.ac.id

Persamaan Muskingum-cunge :

Q nj 11 = C1Q nj

C2Q nj 1 C3Q nj 1 C4QL

Karena tidak ada lateral flow, maka QL = 0. Persamaan Muskingum-cunge menjadi :

Q nj 11 = C1Q nj

C2Q nj

1

C3Q nj 1

Kemudian, nilai 0 disubstitusikan ke masing – masing nilai n dan j pada persamaan muskingum-cunge sebagai berikut : Q11 = C1Q00

C 2 Q01

C 3 Q10

C 2 Q01

C 3 Q10

Q 00 = 0,000

Q 01 = 4,494

Q10 = 0,000 Q11 = C1Q00

Q11 = (0,907)(0,000)+(0,439)(4,494)+(-0,346)(0,000) = 1,974 m3/detik Q12 = C1Q01

C 2 Q02

C 3 Q11

Q12 = (0,907)( 4,494)+(0,439)(27,187)+(-0,346)(1,974) = 15,333 m3/detik

Perhitungan dilakukan secara terus menerus hingga batas hidrograf masukan yaitu 24 jam. Hasil debit dari pias pertama akan menjadi masukan pada pias kedua, hasil pias kedua akan menjadi masukan pada pias ketiga, dan demikian seterusnya hingga pias ke sembilan. Hasil analisis pada pias pertama : Tabel 4.20 Hasil Analisis pada Pias Pertama (Q2 Tahun) Pias Input 0,000 4,494 27,187 82,704 181,518 168,888 144,604 123,067 80,925 66,953 54,471

I Output 0,000 1,974 15,333 55,671 135,456 191,900 150,264 133,187 101,057 67,826commit to user 61,169

51


44,860 37,536 30,660 22,728 19,925 17,162 14,894 12,985 11,157 9,586 8,236 7,076 6,080 5,224

digilib.uns.ac.id

47,933 40,581 33,463 26,207 20,294 18,584 15,674 13,786 11,905 10,208 8,778 7,539 6,479 5,566

Debit (m3/detik)

Waktu (jam)

Gambar 4.3 Hidrograf Pias Pertama (Q2 Tahun) Perhitungan untuk pias selanjutnya seperti pada perhitungan diatas. Perhitungan lengkap dapat dilihat di lampiran B-20.

commit to user

52


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.4 Hidrograf Hasil Perhitungan Metode Muskingum-Cunge (Q2 Tahun) Tabel 4.21 Debit Maksimum pada Tiap Pias Berdasarkan Jarak (Q2 Tahun) Pias (km) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Debit maksimum (m3/detik) 181,518 191,900 180,041 187,337 178,773 184,684 175,937 182,443 172,484 180,148

commit to user

53


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.5 Hubungan Antara Jarak dengan Debit Maksimum (Q2 Tahun) Tabel 4.22 Debit Maksimum pada Tiap Pias Berdasarkan Waktu (Q2 Tahun) Waktu (jam ke) 4 5 6 6 7 7 8 8 9 9


commit to user

54


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.6 Hubungan Antara Waktu dengan Debit Maksimum (Q2 Tahun) Tabel 4.23 Debit Maksimum pada Tiap Pias Berdasarkan Jarak (Q5 Tahun) Pias (km) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9


commit to user

55


digilib.uns.ac.id



commit to user

56


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.8 Hubungan Antara Waktu dengan Debit Maksimum (Q5 Tahun) Tabel 4.25 Debit Maksimum pada Tiap Pias Berdasarkan Jarak (Q10 Tahun) Pias (km) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9


commit to user

57


digilib.uns.ac.id



commit to user

58


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.10 Hubungan Antara Waktu dengan Debit Maksimum (Q10 Tahun)

4.3. Pembahasan Dari data Sungai Dengkeng Stasiun Jarum sebagai berikut : - Lebar dasar sungai rata - rata

(B)

= 30 m

- Slope /kelandaian sungai (So)

= 0,0261

- Jarak AWLR hulu ke hilir (L)

= 67 km

- Waktu pengukuran setiap 1 jam selama 24 jam - Koefisien kekasaran Manning (n) untuk alur sungai

= 0,035 (Chow,1959)

- Delta x (∆x)

= 3 km =3000 m

- Delta t (∆t )

= 8 jam = 28800 detik

- c

= 2 m/s

- A

= 28,452

- ho

= -1,195

- b

=2

- Debit inflow

= A (TMA-ho)b, dan

tidak ada lateral flow.

Untuk Sungai Bengawan Solo yang mempunyai : -

Lebar rata – rata penampang bawah sungai (B) commit to user Kelandaian sungai (So)

59

= 57 m = 0,004074


-

digilib.uns.ac.id

Jarak AWLR hulu ke hilir (L)

= 27 km

Maka diperoleh karakteristik yaitu : k = 1500 second ; x = 0,417 ; C1 = 0,907 ; C2 = 0,439 ; C3 = -0,346

Selanjutnya parameter tersebut digunakan dalam perhitungan routing sungai Bengawan Solo Hulu.

commit to user

60


digilib.uns.ac.id

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan

Dari hasil analisa perhitungan dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa : 1. Untuk perhitungan penelusuran banjir Sungai Bengawan Solo Hulu digunakan karakter dari pos duga air Jarum sebagai berikut ; k = 1500 detik ; x = 0,417; C1 = 0,907; C2 = 0,439 dan C3 = -0,346. 2. Inflow maksimum di DAS Bengawan Solo Hulu yaitu 782,715 m3/detik pada tinggi muka air 4,05 m. 3. Jika terjadi banjir dengan debit dua tahunan (Q2) dengan debit puncak sebesar = 191,900 m3/detik terjadi pada kilometer ke-3 jam ke-5, Jika terjadi banjir dengan debit lima tahunan (Q5) dengan debit puncak sebesar = 256,368 m3/detik terjadi pada kilometer ke-3 jam ke-5, dan jika terjadi banjir dengan debit sepuluh tahunan (Q10) dengan debit puncak sebesar = 299,301 m3/detik terjadi pada kilometer ke-3 jam ke-5.

5.2.

Saran

Penelitian ini merupakan penelitian awal untuk penelusuran banjir dengan metode muskingum-cunge,sehingga masih bisa untuk dikembangkan lebih jauh. Saran bagi peneliti selanjutnya : 1. Interval waktu yang pendek sehingga banjir maksimum tiap pias dapat lebih terlihat. 2. Memperhatikan jarak antar pias dengan interval yang konstan. Saran bagi praktisi : 1. Memperhatikan model banjir yang sesuai dengan sungai tertentu dalam membangun infrastruktur keairan. commit to user

61


digilib.uns.ac.id

PENUTUP

Puji syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT atas rahmat dan berkat-NYA sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman dan semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir ini.

Kami menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak kekurangan dalam dasar teori maupun kekurangtelitian dalam perhitungan. Untuk itu kami mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun untuk menyempurnakan Laporan Tugas Akhir ini.

Akhirnya penulis berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat berguna bagi semua pihak, khususnya bagi penulis sendiri dan bagi semua civitas akademika Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.

commit to user

62


digilib.uns.ac.id

DAFTAR PUSTAKA

Asdak,

C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah .Yogyakarta:Gadjah Mada University Press.

Chow, V.T David M.R, dan Larry W.M Singapore:McGraw-Hill Bokk Co.

Aliran

Sungai

1988. Applied Hidrology.

Hadianti,Rr.Rintis. 2009. Analisis Kekeringan Berdasarkan Data Hidrologi. Disertasi,Universitas Brawijaya. Malang Istiqomah, Lutfi. 2006. Penelusuran Banjir dengan Metode Muskingum Cunge dan O’Donnel. Skripsi, Fakultas Teknik Universitas Negeri Sebelas Maret. Surakarta. Linsley R.K., Franzini J.B. 1989. Teknik Sumber Daya Air. Jakarta:Airlangga. Montarcih, Lily . 2010. Penelusuran Banjir Lewat Sungai : studi kasus sungai Dodokan. Malang: CV.Citra Malang. Ponce V.M. 1989. Engineering Hydrology,Principles and Practices,Prentice Hall,Englewood Cliffs,New Jersey. Sobriyah dan Sudjarwadi. 2000. Penggabungan Metode O’Donnel dan Muskingum Cunge Untuk Penelusuran Banjir Pada Jaringan Sungai. Media Teknik No.4 Tahun XXII edisi November. Soemarto C.D. 1897. Hidrologi Teknik. Surabaya:Usaha Nasional. Sri Harto Br. 1993. Analisis Hidrologi. Jakarta:Gramedia Pustaka Utama. Subarkah,Imam. 1980. Hidrologi Bandung:Idea Darma.

Untuk

Perencanaan

Bangunan

Air.

Sulianti, Ika. 2008. Perbandingan Beberapa Metode Penelusuran Banjir Secara Hidrologi (Studi Kasus Sungai Belitang di Sus DAS Komering. Jurnal Sipil. Vol. 3.No.1. September. Suprapto, Mamok. 2000. Hidrologi. Surakarta:Jurusan Teknik Sipil FT UNS. Triadmojo, Bambang. 2008. Hidrologi Terapan. Yogyakarta:Beta Offset. commit to user

63

MODEL PENELUSURAN BANJIR DAERAH ALIRAN SUNGAI BENGAWAN SOLO HULU DENGAN MENGGUNAKAN METODE MUSKINGUM-CUNGE

Recommend Documents