Perhitungan Debit Rencana - Landasan Teori

BAB III METODOLOGI DAN LANDASAN TEORI

2.2 Landasan Teori

3.2.6 Perhitungan Debit Rencana

Untuk menentukan debit banjir rencana yang mungkin akan mengalir atau terjadi dengan rencana waktu ulang tertentu.

Dalam perencanaan normalisasi dipakai metode rasional.

1. Metode Rasional ( Q ) Rumus :

Q = 0,278 . C . It . A Dimana :

Q = debit puncak yang ditimbulkan oleh hujan dengan intensitas, durasi, danfrekuensi tertentu

(m³/det)

It = intensitas hujan ( mm/jam ) A = luas daerah tangkapan ( km² )

C = koefisien aliran yang tergantung pada jenis permukaan lahan, yang nilainya diberikan tabel 3.7 (Triatmodjo, 2010:144)

Intensitas Hujan dapat dihitung dengan rumus : It = ^𝑅²⁴

Untuk Koefisien Aliran C dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Tabel 3. 7 Koefisien aliran C

Tipe Daerah Aliran C

Rerumputan

Tanah pasir, datar, 2% 0,50-0,10

Tanah pasir, sedang, 2-7% 0,10-0,15

Tanah pasir, curam, 7% 0,15-0,20

Tanah gemuk, datar, 2% 0,13-0,17

Tanah gemuk, sedang, 2-7% 0,18-0,22

Tanah gemuk, curam, 7% 0,25-0,35

Perdagangan

Daerah kota lama 0,75-0,95

Daerah pinggiran 0,50-0,70

Perumahan

Daerah single family 0,30-0,50

Tabel 3. 7 Koefisien aliran C (lanjutan).

Tipe Daerah Aliran C

Multi unit terpisah 0,40-0,60

Multi unit tertutup 0,60-0,75

Suburban 0,25-0,40

Daerah apartemen 0,50-0,70

Industri

Daerah ringan 0,50-0,80

Daerah berat 0,60-0,90

Taman, kuburan 0,10-0,25

Tempat bermain 0,20-0,35

Halaman kereta api 0,20-0,40

Daerah tidak dikerjakan 0,10-0,30

Jalan: beraspal 0,70-0,95

Beton 0,80-0,95

Batu 0,70-0,85

Atap 0,75-0,85

Sumber : Triatmodjo, 2010:145 3.2.7 Menghitung Kapasitas Saluran

Perhitungan kapasitas eksisting dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kapasitas debit yang dapat ditampung saluran.

Hal ini dilakukan sebelum melakukan perencanaan dimensi eksisting sungai. Perhitungan yang dipakai adalah menggunakan persamaan kontinuitas, persamaan tersebut dinyatakan dengan : Sumber : Suripin, 2003:130

Rumus :

Q = A . V

Dimana : Q = Debit aliran (m³/detik)

A = Luas basah penampang saluran (m²) V = Kecepatan aliran (m/detik)

Untuk menentukan V dilakukan perhitungan dengan metode Manning :

Rumus :

V = 1/n. R^2/3. I^1/2

Dimana : n = koefisien kekasaran dinding dan dasar saluran (koefisien kekasaran Manning)

R = Jari-jari hidrolis (R =A/P)

P = Keliling basah penampang saluran (m) I = Kemiringan dasar saluran

Sumber : Suripin, 2003:144

Untuk Koefisien kekasaran Manning dapat dilihat pada tabel 3.8 Tabel 3. 8 Nilai Koefisien Kekasaran Manning

Tipe Saluran Koefisien Manning

Baja 0,011 - 0,014

Baja Permukaan Gelombang 0,021 - 0 ,030

Semen 0,010 - 0,013

3.2.8 Hidrograf Satuan Sintesis Metode Nakayasu

Penggunaan metode Nakayasu disesuaikan dengan ketersediaan data curah hujan, iklim, jenis tanah, karakteristik daerah, luas daerah dan sebagainya.

Debit rencana dihitung dengan menggunakan pendekatan Hidrograf Satuan Sintesis Nakayasu dengan langkah-langkah sebagai berikut. Nakayasu menurunkan rumus hidrograf satuan sintetik berdasarkan hasil pengamatan dan penelitian pada beberapa sungai di Jepang. Besarnya nilai debit puncak hidrograf satuan dihitung dengan rumus :

𝑄_𝑝= 𝐶. 𝐴. 𝑅₀ 3,6 (0,3. 𝑇_𝑝. 𝑇_0,3 Dimana :

Qp = Debit puncak banjir (m³/det) C = Koefisien pengaliran

A = Luas daerah aliran sungai (km²) R0 = Hujan satuan (mm)

Tp = Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam)

T0,3 = Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak sampai menjadi 30% dari debit puncak (jam)

Nakayasu membagi bentuk hidrograf satuan dalam dua bagian, yaitu lengkung naik dan lengkung turun. Pada bagian lengkung naik, besarnya nilai hidrograf satuan dihitung dengan persamaan :

𝑄𝑎 = 𝑄𝑝. ( 𝑡 𝑇𝑝)

2,4

Dimana :

Qa = Limpasan sebelum mencapai debit puncak dan dinyatakan dalam bentuk m³/detik

Pada bagian lengkung turun yang terdiri dari tiga bagian, hitungan limpasan permukaannya adalah :

1. Untuk Qd > 0,30.Qp, 𝑄𝑑 = 𝑄𝑝. 0,3

𝑡−𝑇𝑝 𝑇_0,3

2. Untuk 0,30.Qp>Qd>0,30²Qp, 𝑄𝑑 = 𝑄𝑝. 0,3

(𝑡−𝑇𝑝)+(0,5.𝑇_0,3) 1,5 .𝑇_0,3

3. Untuk 0,30²Qp>Qd, 𝑄𝑑 = 𝑄𝑝. 0,3

Menurut Nakayasu, waktu naik hidrograf bergantung dari waktu konsentrasi, dan dihitung dengan persamaan :

𝑇𝑝 = 𝑇𝑔 + 0,8 𝑇𝑟

Dimana :

Tg = Waktu konsentrasi (jam)

Tr = Satuan waktu hujan (diambil 1 jam) Dimana persamaan rumus untuk Tr adalah : 𝑇𝑟 = 0,75 . 𝑇𝑔 (karena 0 < Tr < 1)

Waktu konsentrasi dipengaruhi oleh panjang sungai utama (L) : Jika L < 15 km, maka 𝑇𝑔 = 0,21 . 𝐿^0,7

Jika L > 15 km, maka 𝑇𝑔 = 0,4 . 0,058 . 𝐿

Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari puncak sampai debit menjadi 30% dari debit puncak hidrograf satuan dihitung :

𝑇_0,3 = 𝛼. 𝑇𝑔 Dimana :

𝛼 = Koefisien yang bergantung pada karakteristik DAS.

 Untuk daerah pengaliran biasa, 𝛼 = 2

 Untuk bagian naik hidrograf yang lambat dan bagian menurun yang cepat, 𝛼 = 1,5

 Untuk bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian menurun yang lambat, 𝛼 = 3

Contoh grafik Hidrograf Nakayasu dapat dilihat pada gambar 3.1.

Gambar 3. 1 Unit Hidrograf Nakayasu

3.2.9 Perhitungan Aliran Balik (Back Water)

Aliran balik merupakan gangguan pada saluran, dimana profil permukaan air atau lengkungan permukaan aliran pada saluran (kedalaman aliran pada saluran) berubah secara lambat laun. Agar saluran tetap berfungsi dan dapat mengalirkan air dengan baik dan sesuai dengan perencanaan, maka pengaruh adanya back water tersebut harus diperhitungkan dan dipakai sebagai dasar penentuan bangunan-bangunan pelengkap (bangunan penolong) yakni tanggul saluran pada pertemuan saluran sekunder Barata dengan saluran primer Perbatasan. Untuk menghitung dan menentukan panjang pengaruh back water pada penampang teratur digunakan metode Tahapan Langsung atau Direct Step Methode. Langkah perhitungan yang diselesaikan dalam tabel yang terdiri dari 14 kolom sebagai berikut:

Tabel 3. 9 Langkah Perhitungan Metode Tahapan Langsung

Y A P R R4/3 V α=^𝑉²

2𝑔 E ΔE If I̅ _f I0-I̅ _f Δx x

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Keterangan setiap kolom :

1. y = Kedalaman aliran pada saluran (m) 2. A = Luas penampang basah saluran (m²) 3. P = Keliling basah saluran (m)

4. R = Jari-jari hidrolis saluran (m), R = ^𝐴

𝑃

5. R^4/3 =

6. V = Kecepatan aliran rata-rata (m/det)

7. α=^𝑉² pengaruh aliran balik/back water)

3.2.10 Perhitungan Kapasitas Kolam Penampung.

Kolam penampungan (retensi) adalah suatu bangunan atau konstruksi yang berfungsi untuk menampung sementara air banjir atau hujan dan sementara itu sungai induknya tidak dapat menampung lagi debit banjir yang ada. Perencanaan kolam penampungan ini dikombinasikan dengan pompa sehingga pembuangan air dari kolam penampungan bisa lebih cepat.

Dimensi kolam penampungan ini didasarkan pada volume air akibat hujan selama t menit yang telah ditentukan, artinya jika hujan sudah mencapai t menit, maka pompa harus sudah dioperasikan sampai elevasi air dikolam penampungan mencapai batas minimum.

Untuk mengantisipasi agar kolam penampungan tidak meluap melebihi kapasitasnya maka petugas yang mengoperasikan pompa harus selalu siap pada waktu hujan. Suatu daerah dengan elevasi muka tanah yang lebih rendah dari muka air laut dan muka air banjir di sungai menyebabkan daerah tersebut tidak dapat dilayani oleh drainase sistem gravitasi. Maka daerah tersebut perlu dilengkapi dengan stasiun pompa. Pompa ini berfungsi untuk membantu mengeluarkan air dari kolam penampung banjir maupun langsung dari saluran drainase pada

saat air tidak dapat mengalir secara gravitasi. Rumus yang digunakan untuk menghitung kapasitas pompa apabila volume tampungan ditentukan adalah: Qmaks = debit banjir maksimum (m3/detik), Vt = volume tampungan total (m3), ntc = lama terjadinya banjir (detik).

Volume tampungan total (Vt) terdiri dari 3 (tiga) komponen,yaitu:

1. Volume tampungan di kolam retensi (Vk), 2. Volume genangan yang diizinkan terjadi (Vg), 3. Volume tampungan di saluran drainase (Vs) 3.2.11 Kolam Penampungan

Kolam penampungan adalah suatu bangunan/konstruksi yang berfungsi untuk menampung sementara air dari saluran atau kali pada saat pintu klep ditutup karena terjadi air pasang tertinggi dari hilir saluran yang bersamaan dengan hujan deras pada hulu saluran. Dimana air genangan tersebut masuk ke kolam penampung melalui saluran drainase (saluran inflow) dan keluar menuju laut melalui saluran pembuang (saluran outflow) dengan bantuan pompa.

Kolam penampungan ini mempunyai bangunan pelengkap yaitu berupa kolam pengendapan dan kisi-kisi penyaring, dimana fungsi dari kolam penampungan adalah untuk mengendapkan sedimen terbawa sehingga mengurangi endapan sedimen yang masuk ke dalam kolam penampungan, sedangkan fungsi dari kisikisi penyaring adalah mencegah masuknya benda benda yang hanyut menuju kolam penampungan. Untuk gambar skema pompa bisa di lihat pada gambar 3.2.

Gambar 3.2 Skema Rumah Pompa

Dimensi kolam penampungan didasarkan pada perhitungan debit rencana yang masuk kolam penampungan dari saluran drainase dan debit rencana yang keluar dari kolam penampungan melalui pompa. Adapun rumus yang digunakan untuk menghitung dimensi kolam penampungan ini adalah sebagai berikut :

V = L . B . H Dimana :

V = volume kolam penampungan (m³) L = panjang kolam penampungan (m) B = lebar kolam penampungan (m) H = tinggi kolam penampungan (m)

3.2.12 Diagram Alir Metodologi (Flow Chart)

Untuk alur penyususnan tugas akhir ini bisa di lihat pada diagram alir metolodogi (flow Chart) di bawah :

Mulai

Tahap 1. Persiapan

Tahap 2. Survey Lapangan 1. Mengetahui permasalahan yang

terjadi dilapangan

2. Mengetahui kondisi Eksisting Saluran

Tahap 3. Study Literatur 1. Buku

2. Jurnal

3. SNI 2415 - 2016

Tahap 4. Pengumpulan data 1. Data Hidrologi 2. Data Saluran

3. Data Tata guna lahan

Tahap 5. Analisa Data 1. Menghitung debit rencana

2. Menghitung kapasitas saluran existing.

3. Menghitung kapasitas tampungan dan merencanakan pompa

Tahap 6.

Perbandingan Qrencana < Qfbc

Tahap 7. Alternatif Pengendalian banjir Mengunakan pompa, normalisasi dan long storage

Tahap 8. Kesimpulan

Selesai

Tidak

Iya

37 BAB IV

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Debit Banjir Rencana

Debit banjir rencana pada umumnya direncanakan untuk pembuangan air secepatnya, agar tidak terjadi genangan air yang mengganggu. Pada perencanaan ini debit banjir rencana dihitung menggunakan metode Rasional, karena luas DAS < 2.5 km.

Sumber : Triatmodjo, 2010:144 4.1. 1 Analisis Curah Hujan

Data curah hujan yang digunakan berupa data hujan harian maksimum setiap tahun. Penentuan stasiun hujan yang berpengaruh terhadap lokasi dilakukan penggambaran dengan menggunakan metode Polygon Thiessen. Dari tiga stasiun hujan yang terdekat dengan lokasi studi diketahui hanya satu stasiun hujan yang berpengaruh, yaitu Stasiun Hujan Wonorejo.

Data curah hujan yang diperoleh dari Stasiun Hujan Wonorejo mulai tahun 2003 – 2017. Adapun data curah hujan harian maksimum dapat dilihat pada tabel 4.1. Untuk gambar Peta Pengaruh Stasiun Hujan dilihat pada gambar 4.1.

Tabel 4. 1 Curah Hujan Harian Maksimum.

Tahun Stasiun Hujan Sta.Wonokromo

Tabel 4.1 Curah Hujan Harian Maksimum (lanjutan).

Tahun Stasiun Hujan

4.1. 2 Perhitungan Parameter Dasar Statistik

Sebelum dilakukan perhitungan distribusi probabilitas dari data yang tersedia, dilakukan uji parameter statistik terlebih dahulu terhadap data yang ada, sebab masing-masing distribusi (Distribusi Normal, Distribusi Gumbel dan Distribusi Log Person Type III) memiliki sifat-sifat khas, sehingga setiap data hidrologi harus diuji kesesuaiannya dengan sifat statistikanya. Pemilihan distribusi yang tidak tepat dapat menyebabkan kesalahan perkiraan yang mungkin cukup besar baik over estimate maupun under estimate yang keduanya tidak diinginkan.

Adapun sifat-sifat parameter statistik dari masing-masing distribusi teoritis dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4. 2 Parameter Statistika Distribusi Parameter

Setiap jenis distribusi atau sebaran mempunyai parameter statistik yang terdiri dari nilai-nilai :

R̅ (𝜇 ) = nilai rata-rata hitung (mean) Sd (σ ) = deviasi standar (standart deviation) Cv = koefisien variasi (variation coefficient) Cs = koefisien kemencengan (skewness coefficient) Ck = koefisien ketajaman (kurtosis coefficient)

Dimana setiap parameter statistik tersebut dicari berdasarkan rumus :

 Nilai rata-rata (Mean) : 𝑅̅ =^{∑ 𝑅}_𝑛

 Deviasi standart (Deviation Standart) : 𝑆𝑑 = √^{∑(𝑅−𝑅̅)}²

𝑛−1

 Koefisien Variasi (Variation Coefficient) : 𝐶𝑣 = ^𝑆𝑑

𝑅̅

 Koefisien Kemencengan (Skewness Coefficient) : 𝐶𝑠 = ^{∑(𝑅−𝑅̅)}³^𝑛

(𝑛−1)(𝑛−2)𝑆𝑑³

 Koefisien Ketajaman (Kurtosis Coefficient) : 𝐶𝑘 = ^{∑(𝑅−𝑅̅)}⁴^𝑛²

(𝑛−1)(𝑛−2)(𝑛−3)𝑆𝑑⁴

Data yang digunakan untuk menghitung parameter statistik adalah data curah hujan harian maksimum tahunan dari Stasiun Hujan Wonokromo yang terdapat pada Tabel 4.1. Data curah hujan harian maksimum tersebut diurutkan dari yang terbesar sampai terkecil. Perhitungan parameter statistik data dapat dilihat pada tabel 4.3 dan 4.4.

Tabel 4. 3 Parameter statistik untuk Distribusi Gumbel dan Distribusi Normal.

Tabel 4.3 Parameter statistik untuk Distribusi Gumbel dan Perhitungan parameter statistik untuk data tersebut diatas adalah sebegai berikut :

Tabel 4. 4 Parameter statistik untuk Distribusi Log Pearson Type III

Tahun R log R log R-log Ṝ (log R-log Ṝ )² (log R-log Ṝ )³ (log R-log Ṝ )⁴ 1 110.00 2.041

1.953

0.08856 0.00784 0.000695 0.000062

2 107.00 2.029 0.07656 0.00586 0.000449 0.000034

3 106.00 2.025 0.07248 0.00525 0.000381 0.000028

4 104.00 2.017 0.06420 0.00412 0.000265 0.000017

5 100.00 2.000 0.04717 0.00223 0.000105 0.000005

6 98.00 1.991 0.03840 0.00147 0.000057 0.000002

7 95.00 1.978 0.02489 0.00062 0.000015 0.000000

8 92.00 1.964 0.01096 0.00012 0.000001 0.000000

9 87.00 1.940 -0.01331 0.00018 -0.000002 0.000000

10 84.00 1.924 -0.02855 0.00082 -0.000023 0.000001

11 83.00 1.919 -0.03375 0.00114 -0.000038 0.000001

12 81.00 1.908 -0.04434 0.00197 -0.000087 0.000004

13 76.00 1.881 -0.07202 0.00519 -0.000373 0.000027

14 75.00 1.875 -0.07777 0.00605 -0.000470 0.000037

15 63.00 1.799 -0.15349 0.02356 -0.003616 0.000555

Jumlah 29.292 0.00000 0.06641 -0.002644 0.000772

Perhitungan parameter statistik data di atas adalah :

Hasil perhitungan awal parameter statistik dapat dilihat pada tabel 4.5.

Tabel 4. 5 Hasil Perhitungan Awal Parameter Statistik Distribusi Parameter

Statistik Syarat Hasil Keterangan

Normal Cs 0 -0.37 Tidak Diterima

Sesuai dengan hasil perhitungan awal parameter statistik di atas maka metode distribusi yang sesuai adalah : Metode Log Person Type III

4.1. 3 Uji Distribusi Frekuensi

Untuk menentukan kecocokan (the goodness of the fit test) distribusi dari sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan/ mewakili distribusi frekuensi diperlukan pengujian parameter.

Pengujian parameter yang akan disajikan adalah

 Chi-Kuadrat

 Smirnov-Kolmogorov

a. Uji Chi- Kuadrat Metode Distribusi Log Pearson Type III

Parameter yang digunakan dalam pengambilan keputusan Chi-Kuadrat adalah χ². Perhitungan parameter χ² disajikan sebagai berikut :

1. Perhitungan jumlah sub-group Dik:

N = 15

G = 1+1,33 ln N G = 1+1,33 ln 15 = 4,60 ≈ 5 group

2. Perhitungan interval/batasan pada setiap sub-group Untuk menghitung interval/batasan setiap sub-group digunakan persamaan garis lurus berikut:

𝐿𝑜𝑔𝑅 = 𝐿𝑜𝑔𝑅̅̅̅̅̅̅̅ + 𝐾. 𝑆𝑑𝐿𝑜𝑔𝑅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅

Faktor frekuensi untuk distribusi Log Pearson Type III (K) didapat dari Tabel nilai variabel reduksi Gauss.

Dari hasil perhitungan parameter statistik yang telah dilakukan pada Tabel 4.5 untuk Distribusi Log Pearson Type III diperoleh harga :

LogR̅̅̅̅̅̅̅ = 1,953 SdLogR = 0,0667

Cs = -0.67

Sehingga didapat persamaan sebagai berikut:

LogR = LogR̅̅̅̅̅̅̅ + K. SdLogR̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅

 Untuk P = 0,20 didapat K = 0,84 LogR = 1,953 + (0,84).0,067 = 2,01 R = 102.03 mm

3. Setelah R di dapat, maka nilai R diposisikan sesuai dengan interval sub kelompok kemudian dilakukan pendataan Oi dan Ei. Hasil uji Chi-Kuadrat pada distribusi Log Pearson Type III dapat dilihat pada tabel 4.6.

Tabel 4. 6 Hasil Perhitungan Uji-Chi Kuadrat pada Distribusi Log Pearson Type III

No Interval Jumlah Data

berdasarkan Tabel nilai kritis untuk uji Chi-Kuadrat, maka dengan 𝛼 = 5 % diperoleh nilai 𝜒²= 5,991 . dari perhitungan didapat : 𝜒²>𝜒ℎ²→ 5,991 > 3.33

Sehingga Metode Distribusi Log Pearson Type III dapat digunakan.

b. Uji Smirnov- Kolmogorov Metode Distribusi Log Pearson Type III

Uji Smirnov- Kolmogorov dilakukan dengan maksud untuk menyaring metode distribusi yang lolos dari uji kesesuaian distribusi frekuensi dengan metode Chi- Kuadrat.

Prosedur perhitungan uji Smornov-Kolmogorov disajikan sebagai berikut:

Log 𝑅̅ = 1,953 𝑆𝑑𝐿𝑜𝑔𝑅

̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ = 0,067 P(X) = ^𝑚

𝑛+1= ¹

15+1 = 0,063 P(X<) = 1 - P(X) = 1 – 0,063 = 0,938 F(t) = Log R−Log R̅̅̅̅̅̅̅̅

SdLogR

̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ =1,833−1,953

0,067 = −2,31

Berdasarkan tabel wilayah luas dibawah kurva normal dengan nilai F(t) = -1,37, maka diperoleh P’(X) = 0,0853

P’(X<) = 1–P’(X) = 1– 0,0853 = 0,915

D = [(P’(X<) – P(X<)] = 0,915 – 0,938 = -0,023

Perhitungan uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Log Pearson Type III disajikan pada tabel 4.7.

Tabel 4. 7 Hasil Perhitungan Uji Smirnov- Kolmogorov Metode Distribusi Log Pearson Type III.

m R Log R P(X) P(X<) F(t) P'(X) P'(X<) D

1 2 3 4 = (m/(n+1)) 5 = (1-kol.4) 6 = 7 8 = (1-kol.7) 9 = (8 - 5)

1 63 1.799 0.063 0.938 -2.31 0.0104 0.990 0.052

2 75 1.875 0.125 0.875 -1.17 0.1210 0.879 0.004

3 76 1.881 0.188 0.813 -1.08 0.1401 0.860 0.047

4 81 1.908 0.250 0.750 -0.67 0.2514 0.749 -0.001

5 83 1.919 0.313 0.688 -0.51 0.3050 0.695 0.008

6 84 1.924 0.375 0.625 -0.43 0.3336 0.666 0.041

7 87 1.940 0.438 0.563 -0.20 0.4207 0.579 0.017

8 92 1.964 0.500 0.500 0.16 0.5239 0.476 -0.024

9 95 1.978 0.563 0.438 0.37 0.6443 0.356 -0.082

10 98 1.991 0.625 0.375 0.58 0.7190 0.281 -0.094

11 100 2.000 0.688 0.313 0.71 0.7611 0.239 -0.074

12 104 2.017 0.750 0.250 0.96 0.8315 0.169 -0.082

13 106 2.025 0.813 0.188 1.09 0.8621 0.138 -0.050

14 107 2.029 0.875 0.125 1.15 0.8749 0.125 0.000

15 110 2.041 0.938 0.063 1.33 0.9082 0.092 0.029

Dmax 0.052

Dari perhitungan di atas didapatkan D maksimum = 0.052 . Data pada peringkat (m) ke - 2, sedangkan harga D0 = 0,34 di dapatkan dari tabel Nilai Kritis untuk uji Smirnov-Kolmogorov, karena D max < D0 → -0,052 < 0,34 ,maka uji Distribusi Log Pearson Type III dapat digunakan.

4.1. 4 Perhitungan Curah Hujan Rencana

Hujan rencana adalah curah hujan terbesar tahunan dengan peluang tertentu yang mungkin terjadi di suatu daerah.

Dari hasil uji distribusi dan uji kecocokan yang dilakukan maka perhitungan curah hujan rencana menggunakan Metode Distribusi Log Pearson Type III. Perhitungan curah hujan rencana dilakukan pada periode ulang 2, 5, dan 10 tahun. Berdasarkan perhitungan Metode Distribusi Log Pearson Type III diperoleh nilai :

𝐿𝑜𝑔𝑅̅ = 1,953

K = 0,857

Dari perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.8.

Tabel 4. 8 Perhitungan Curah Hujan Rencana Periode

Ulang Cs K S Log R Rt

2 2 1.953 -0.667 0.144 0.067 1.962 5 5 1.953 -0.667 0.857 0.067 2.010 10 10 1.953 -0.667 1.189 0.067 2.032 4.1. 5 Perhitungan Intensitas Curah Hujan ( I )

Dari peta sistem drainase dapat diketahui data dari setiap saluran. Dari hasil perhitungan curah hujan rencana dapat diketahui besarnya intensitas curah hujan periode ulang 2, 5, dan 10 tahun dengan menggunakan metode Mononobe seperti persamaan berikut:

𝐿𝑜 𝑅̅̅̅̅̅̅

I = [^𝑅24₂₄] [²⁴_tc]

Berikut perhitungan intensitas curah hujan dengan periode ulang 2, 5, dan 10 tahun pada saluran Tersier Rungkut Jarak titik terjauh DAS dengan inlet saluran L0 L0 = 80 m

Perhitungan waktu konsentrasi (tc) t₀= 0,0195 [ ⁸⁰

Intensitas curah hujan periode ulang 2 tahun R24 = 91,.707 mm Intensitas curah hujan periode ulang 5 tahun

R24 = 102,294 mm

Untuk perhitungan intensitas curah hujan seluruh saluran Tersier dapat dilihat pada tabel 4.9.

Tabel 4. 9 Perhitungan Intensitas Curah Hujan Saluran Tersier

Saluran Tersier L.Sal A Lo Io to to tf tc

Intensitas mm/jam

m km2 m menit jam jam jam 2tahun

Margorejo utara 160 0.025 463 0.0006 9.750 0.162 0.1300 0.292 72.160 Margorejo selatan 270 0.008 265 0.0004 16.633 0.277 0.3150 0.592 45.081 Margorejo 1F 315 0.017 430 0.0007 16.023 0.267 0.2797 0.547 47.547 Margorejo Sawah 260 0.016 402 0.0009 12.396 0.207 0.1331 0.340 65.303 Margorejo Indah 7 335 0.032 369 0.0003 22.891 0.382 0.4067 0.788 37.258 Bendul Merisi Besar 1 700 0.036 234 0.0002 48.469 0.808 0.6445 1.452 24.791 Bendul Merisi Besar Selatan 120 0.003 448 0.0008 6.994 0.117 0.0953 0.212 89.456 Bendul Merisi Besar Timur 190 0.010 436 0.0006 11.085 0.185 0.1734 0.358 63.047 Raya Gadung 5 430 0.021 462 0.0008 19.067 0.318 0.1493 0.467 52.814

Tabel 4. 10 Tabel Perhitungan Intensitas Curah Hujan Saluran Sekunder

Saluran Sekunder L.Sal A Lo Io to to tf tc

Intensitas mm/jam

m km2 m menit jam jam jam 5 tahun

Margorejo 1 600 0.233 300 0.0004 33.126 0.091 0.0612 0.868 38.970 Margorejo 2 600 0.200 300 0.0002 39.423 0.552 0.3160 1.053 34.260 Jetis 1250 1.098 625 0.0001 87.415 0.657 0.3961 2.231 20.906 Bendul Merisi Permai 1184 0.175 370 0.0003 44.885 1.457 0.7106 1.485 27.247

4.1. 6 Koefisien Koefisien Pengaliran ( C)

Perhitungan koefisien pengaliran berdasarkan luas daerah tangkapan hujan dan tata guna lahan wilayah tersebut serta nilai koefisien pengaliran yang didapat dari Tabel 3.7

Nilai koefisien pengaliran ( C ) yang diambil untuk beberapa tata guna lahan sebagai berikut :

Pemukiman = 0.50

Fasilitas Umum = 0.18 Jasa & perdagangan = 0.85

Dari seluruh kawasan di DAS Saluran Margorejo Indah nilai koefisien ( C ) menggunakan nilai = 0.50 karena hampir semua merupakan daerah pemukiman.

4.1. 7 Perhitungan Debit Banjir Rencana

Dengan menggunakan metode Rasional perhitungan debit banjir rencana seperti persamaan berikut

Q = 0.278 . C . It . A

Dari data yang telah diperoleh diatas maka dapat dihitung debit bajir rencananya.

Sebagai contoh perhitungan debit banjir rencana metode Rasional sebagai berikut :

Perhitungan debit banjir rencana Saluran Tersier Rungkut Barata 1

Tabel 4. 11 Hasil Perhitungan Debit Rencana 2 Tahun Saluran Tersier

No Nama Saluran Tc I C A Q

jam mm/jam km2

1 Margorejo utara 0.292 72.160 0.50 0.025 0.251

2 Margorejo selatan 0.592 45.081 0.50 0.008 0.051

3 Margorejo 1F 0.547 47.547 0.50 0.017 0.111

4 Margorejo Sawah 0.340 65.303 0.50 0.016 0.147

5 Margorejo Indah 7 0.788 37.258 0.50 0.032 0.165

6 Bendul Merisi Besar 1 1.452 24.791 0.50 0.036 0.123 7

Bendul Merisi Besar

Selatan 0.212 89.456 0.50 0.003 0.039

8 Bendul Merisi Besar Timur 0.358 63.047 0.50 0.010 0.088

9 Raya Gadung 5 0.467 52.814 0.50 0.021 0.156

10 Bendul Merisi Selatan 0.569 46.296 0.50 0.013 0.084

11 Margorejo Indah 4 0.667 41.631 0.50 0.014 0.083

12 Bendul Merisi Permai 0.362 62.566 0.50 0.025 0.217

13 jetis wetan 0.152 111.506 0.50 0.013 0.203

Tabel 4. 12 Hasil perhitungan debit rencana 5 tahun Saluran Sekunder

No Nama Saluran Tc I C A Q

jam mm/jam

1 Margorejo 1 0.868 38.970 0.50 0.233 1.258

2 Margorejo 2 1.053 34.260 0.50 0.200 0.952

3 Jetis 2.209 20.906 0.50 1.098 3.187

4 Bendul Merisi Permai 1.485 27.247 0.50 0.175 0.662

Tabel 4. 13 Hasil Perhitungan Fullbank Saluran Tersier

No Nama Saluran Bentuk

Penampang

L ΔH I Penampang

R V Debit

Fullbank

b y A P

(m) (m) (m) (m) (m) (m²) (m) (m) (m/s) m³/s 1 Margorejo utara Persegi 160 0.100 0.00063 0.70 0.60 0.420 1.900 0.221 0.342 0.144 2 Margorejo selatan Persegi 270 0.120 0.00044 0.40 0.60 0.240 1.600 0.150 0.238 0.057 2 Margorejo 1F Persegi 315 0.210 0.00067 0.50 0.50 0.250 1.500 0.167 0.313 0.078 3 Margorejo Sawah Persegi 260 0.230 0.00088 1.10 0.70 0.770 2.500 0.308 0.543 0.418 4 Margorejo Indah 7 Persegi 335 0.100 0.00030 0.50 0.80 0.400 2.100 0.190 0.229 0.092 5 Bendul Mer. Besar 1 Persegi 700 0.130 0.00019 1.40 1.00 1.400 3.400 0.412 0.302 0.422 6 Bendul Mer. Besar

Selatan Persegi

120 0.100 0.00083 0.50 0.50 0.250 1.500 0.167 0.350 0.087 7 Sidosermo 5 Persegi 270 0.12 0.0004 0.4 0.6 0.240 1.600 0.150 0.527 0.127 8 Raya Gadung 5 Persegi 430 0.340 0.00079 2.00 1.50 3.000 5.000 0.600 0.800 2.400 8 Bendul Merisi

Selatan Persegi

375 0.300 0.00080 0.50 0.70 0.350 1.900 0.184 0.366 0.128 9 Margorejo Indah 4 Persegi 410 0.270 0.00066 0.60 0.50 0.300 1.600 0.188 0.336 0.101 10 Bendul Merisi Permai Persegi 315 0.487 0.00070 3.00 1.50 4.500 6.000 0.750 0.874 3.931 11 jetis wetan Persegi 100 0.110 0.00110 0.60 0.60 0.360 1.800 0.200 0.454 0.163

Tabel 4. 14 Hasil Perhitungan Fullbank Saluran Sekunder

b a y z m A P

(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m

) (m) (m) (m/s) m

/s 1 Margorejo 1 Trapesium 600 0.22 0.00037 1.6 1.0 1.25 0.50 0.48 2.000 3.50 0.57 0.53 1.05 2 Margorejo 2 Trapesium 600 0.14 0.00023 1.6 1.0 1.25 0.50 0.48 2.000 3.50 0.57 0.42 0.84 3 Jetis Trapesium 1,250 0.16 0.00013 3.4 4.5 1.70 1.00 0.32 6.715 6.80 0.99 0.45 3.01 4 Bendul Merisi Permai Trapesium 1,184 0.30 0.00025 1.6 2.0 1.50 1.00 0.13 2.700 4.60 0.59 0.45 1.21 No Nama Saluran Bentuk

Penampang

L Penampang

R V Debit

Fullbank

ΔH I

Tabel 4. 15 Perhitungan Debit Banjir Rencana Saluran Tersier Q2 Fullbank m³/s m³/s

1 Margorejo utara Persegi 0.251 0.144 -0.107 BANJIR

2 Margorejo selatan Persegi 0.051 0.057 0.006 AMAN

3 Margorejo 1F Persegi 0.111 0.078 -0.033 BANJIR

4 Margorejo Sawah Persegi 0.147 0.418 0.270 AMAN

5 Margorejo Indah 7 Persegi 0.165 0.092 -0.073 BANJIR 6 Bendul Merisi Besar 1 Persegi 0.123 0.422 0.300 AMAN 7 Bendul Merisi Besar Sel. Persegi 0.039 0.087 0.049 AMAN

8 Sidosermo 5 Persegi 0.088 0.127 0.039 AMAN

9 Raya Gadung 5 Persegi 0.156 2.400 2.245 AMAN

10 Bendul Merisi Selatan Persegi 0.084 0.128 0.044 AMAN

11 Margorejo Indah 4 Persegi 0.083 0.101 0.018 AMAN

12 Bendul Merisi Permai Persegi 0.217 3.931 3.714 AMAN

13 jetis wetan Persegi 0.203 0.163 -0.040 BANJIR

No Nama Saluran Bentuk

Penampang

Debit

Selisih Keterangan

Tabel 4. 16 Tabel Perhitungan Debit Banjir Rencana Saluran Sekunder

No Nama Saluran Bentuk

Penampang

Debit

Selisih Keterangan Q5 Fullbank

m³/s m³/s

1 Margorejo 1 Trapesium 1.258 1.055 -0.204 BANJIR 2 Margorejo 2 Trapesium 0.952 0.841 -0.110 BANJIR

3 Jetis Trapesium 3.187 3.013 -0.173 BANJIR

4 Bendul Merisi Permai Trapesium 0.662 1.205 0.543 AMAN

59

Setelah dilakukan analisa pada Saluran Jetis masih tidak bisa memenuhi debit rencana maka dilakukan perubahan dimensi menjadi saluran persegi dengan lebar yang sama hanya merubah kedalaman Saluran Jetis.

Analisa saluran baru dilakukan dengan cara coba – coba:

Diket:

I = 0,001 m V = 0,449 m/s b = 3,4 m

h =(coba-coba; 2,2 m) Penyelesaian:

A = 3,4 m x 2,2 m = 7,48 m2

P = 3,4 m + (2 x 2,2 m ) = 7,8 m

R = 7,48 m2 / 7,8 m = 7,8 m

Q = 7,48 m x 0,449 m/s = 3,358 m3/s

Jadi setelah menggunakan h (coba-coba) sebesar 2,2 m didapat nilai debit fullbanknya 3,358m3/s lebih besar dengan nilau debit rencana 3,187 m3/s maka dimensi ini dapat digunakan. Hasil perhitungan saluran keseluruhan dapat dilihat di tabel 4.17 dan 4.18.

Tabel 4. 17 Tabel Perhitungan Dimensi Saluran Baru Tersier

Tabel 4. 18 Tabel Perhitungan Dimensi Saluran Baru Sekunder

b y A P

(m) (m) (m) (m) (m) (m²) (m) (m) (m/s) m³/s m³/s

1 Margorejo utara Persegi 160 0.100 0.00063 0.80 1.00 0.800 2.800 0.286 0.342 0.274 0.251 AMAN 2 Margorejo 1F Persegi 315 0.210 0.00067 0.50 0.80 0.400 2.100 0.190 0.313 0.125 0.111 AMAN 3 Margorejo Indah 7 Persegi 335 0.100 0.00030 1.00 1.00 1.000 3.000 0.333 0.229 0.229 0.165 AMAN 4 jetis wetan Persegi 100 0.110 0.00110 0.60 0.80 0.480 2.200 0.218 0.454 0.218 0.203 AMAN Q2 Keterangan Penampang

R V Debit Fullbank No Nama Saluran Bentuk

Penampang

L ΔH I

b y A P

(m) (m) (m) (m) (m) (m

) (m) (m) (m/s) m

/s m

/s

1 Margorejo 1 Persegi 600 0.22 0.0004 1.6 1.6 2.560 4.800 0.533 0.527 1.350 1.258 AMAN 2 Margorejo 2 Persegi 600 0.140 0.0002 1.60 1.60 2.560 4.800 0.533 0.421 1.077 0.952 AMAN 3 Jetis Persegi ## 0.160 0.0001 3.40 2.20 7.480 7.800 0.959 0.449 3.357 3.187 AMAN No Nama Saluran Bentuk

Penampang

L ΔH I Penampang Q5 Keterangan

R V Debit

Fullbank

4.2 Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu Data curah hujan yang diperoleh dari Stasiun Hujan Kebonagung, Stasiun Hujan Wonorejo dan Stasiun Hujan Wonokromo mulai tahun 2003 – 2017. Adapun data curah hujan harian maksimum dapat dilihat pada tabel 4.19.

Tabel 4. 19 Curah Hujan Harian Maksimum

Untuk menghitung curah hujan harian maksimum rata-rata digunakan metode Polygon Thiessen karena ada tiga stasiun hujan yang berpengaruh pada catchment area yaitu Stasiun Hujan Kebonagung, Stasiun Hujan Wonorejo dan Stasiun Hujan Wonokromo

Tahun Stasiun Hujan Stasiun Hujan Stasiun Hujan Sta.Wonorejo Sta.Gungsari Sta.Wonokromo

2003 76 75 76

Untuk menghitung curah hujan harian maksimum rata-rata digunakan persamaan berikut:

𝑅̅ =𝐴₁𝑅₁+ 𝐴₂𝑅₂+. . . . +𝐴_𝑛𝑅_𝑛 𝐴₁+ 𝐴₂+. . . . +𝐴_𝑛

Perhitungan curah hujan harian maksimum rata-rata dapat dilihat pada tabel 4.20 :

Tabel 4. 20 Curah Hujan Harian Maksimum rata-rata.

Perhitungan Curah Hujan Harian Maksimum diatas adalah sebagai berikut:

Wonorejo KebonAgung Wonokromo CH Harian Maksimum rata-rata

Curah Hujan Harian Maksimum

4.2. 1 Perhitungan Parameter Dasar Statistik

Adapun sifat-sifat parameter statistik dari masing-masing distribusi teoritis dapat dilihat pada tabel 4.21.

Tabel 4. 20 Parameter Statistika.

Distribusi Parameter

Setiap jenis distribusi atau sebaran mempunyai parameter statistik yang terdiri dari nilai-nilai :

R̅ (𝜇 ) : nilai rata-rata hitung (mean) Sd (σ ) : deviasi standar (standart deviation) Cv : koefisien variasi (variation coefficient)

Cs : koefisien kemencengan (skewness coefficient) Ck : koefisien ketajaman (kurtosis coefficient)

Dimana setiap parameter statistik tersebut dicari berdasarkan rumus :

 Nilai rata-rata (Mean) : 𝑅̅ =^{∑ 𝑅}

𝑛

 Deviasi standart (Deviation Standart) : 𝑆𝑑 = √^{∑(𝑅−𝑅̅)}²

𝑛−1

 Koefisien Variasi (Variation Coefficient) : 𝐶𝑣 = ^𝑆𝑑_𝑅̅

 Koefisien Kemencengan (Skewness Coefficient) : 𝐶𝑠 = (𝑛−1)(𝑛−2)𝑆𝑑^{∑(𝑅−𝑅̅)}³^𝑛 ³

 Koefisien Ketajaman (Kurtosis Coefficient) : 𝐶𝑘 = (𝑛−1)(𝑛−2)(𝑛−3)𝑆𝑑^{∑(𝑅−𝑅̅)}⁴^𝑛² ⁴

Data yang digunakan untuk menghitung parameter statistik adalah data curah hujan harian maksimum rata-rata tahunan dari Stasiun Hujan Wonokromo, Stasiun Hujan Kebonagung dan Stasiun Hujan Wonorejo yang terdapat pada Tabel 4.13 data curah hujan harian maksimum tersebut diurutkan dari yang terbesar sampai terkecil. Perhitungan parameter statistik data dapat dilihat pada tabel 4.22 dan tabel 4.23.

Tabel 4. 21 Parameter statistik untuk Distribusi Gumbel dan Distribusi Normal

Tahun R

10 ¹⁰⁶ ^2.03 ^0.005 ^0.000381 ^0.000028 ¹⁰⁶

11 ⁸⁷ ^1.94 ^0.000 ^-0.000002 ^0.000000 ⁸⁷

12 ⁸³ ^1.92 ^0.001 ^-0.000038 ^0.000001 ⁸³

13 ⁶³ ^1.80 ^0.024 ^-0.003616 ^0.000555 ⁶³

14 ⁷⁵ ^1.88 ^0.006 ^-0.000470 ^0.000037 ⁷⁵

15 ⁸⁴ ^1.92 ^0.001 ^-0.000023 ^0.000001 ⁸⁴

∑ 1361 29.292 0.0664 -0.00264 0.000772 1361 Perhitungan parameter statistik untuk data tersebut diatas adalah sebegai berikut :

𝑅̅ =^{∑ 𝑅}

𝑛 =¹³⁶¹

15 = 90,73 𝑆𝑑 = √^{∑(𝑅−𝑅̅)}²

𝑛−1 = √^0,0664

15−1 = 0,069 𝐶𝑣 =𝑆𝑑

𝑅̅ =0,069

1361 = 0,005 𝐶𝑠 = ^{∑(𝑅−𝑅̅)}³^𝑛

(𝑛−1)(𝑛−2)𝑆𝑑³= −0,00264 . 15

(15−1)(15−2)0,069³= −0.07 𝐶𝑘 = ^{∑(𝑅−𝑅̅)}⁴^𝑛

(𝑛−1)(𝑛−2)(𝑛−3)𝑆𝑑⁴ = 0,000772 . 15²

(15−1)(15−2)(15−3)0,069⁴= 3,53

Tabel 4. 22 Parameter statistik untuk Distribusi Log Pearson Type III.

Tahun R log R log R-log Ṝ (log R-log Ṝ )² (log R-log Ṝ )³ (log R-log Ṝ )⁴ 1 113.39 2.055

1.966

0.08878 0.00788 0.000700 0.000062

2 109.12 2.038 0.07210 0.00520 0.000375 0.000027

3 104.60 2.020 0.05375 0.00289 0.000155 0.000008

4 103.36 2.014 0.04858 0.00236 0.000115 0.000006

5 98.66 1.994 0.02837 0.00081 0.000023 0.000001

6 97.65 1.990 0.02390 0.00057 0.000014 0.000000

7 96.52 1.985 0.01881 0.00035 0.000007 0.000000

8 94.94 1.977 0.01167 0.00014 0.000002 0.000000

9 92.27 1.965 -0.00072 0.00000 0.000000 0.000000

10 90.61 1.957 -0.00860 0.00007 -0.000001 0.000000

11 85.77 1.933 -0.03246 0.00105 -0.000034 0.000001

12 84.34 1.926 -0.03974 0.00158 -0.000063 0.000002

13 78.86 1.897 -0.06890 0.00475 -0.000327 0.000023

14 75.78 1.880 -0.08625 0.00744 -0.000642 0.000055

15 71.86 1.856 -0.10930 0.01195 -0.001306 0.000143

Jumlah 29.487 0.00000 0.04704 -0.000983 0.000328

Perhitungan parameter statistik data di atas adalah :

Hasil perhitungan awal parameter statistik dapat dilihat pada tabel 4.24.

Tabel 4.23 Hasil Perhitungan Awal Parameter Statistik Distribusi Parameter

Statistik Syarat Hasil Keterangan

Normal Cs 0 -0,02 Tidak Diterima

4.2. 2 Uji Distribusi Frekuensi

Pengujian parameter yang akan disajikan adalah

 Chi-Kuadrat

 Smirnov-Kolmogorov

a. Uji Chi- Kuadrat Metode Distribusi Log Pearson Type III

Parameter yang digunakan dalam pengambilan keputusan

Dalam dokumen PEMILIHAN SATU DARI TIGA ALTERNATIF PENGENDALIAN BANJIR DAERAH MARGOREJO INDAH KOTA SURABAYA (Halaman 45-120)