ABSTRACT
HIDOLOGY ANALYSIS AND BOX CULVERT DRAINAGE CHANNEL
AT ANTASARI STREET IN BANDAR LAMPUNG REGENCY USING
HEC-RAS
BY:
Riyo Ardi Yansyah
This research was conducted to know the Rainfall Intensity in Antasari area
using Intensity Duration Frequency curve (IDF) knowing at what time of year
again when the maximum discharge channel in Antasari will be exeeted and to
know drainage channels capacity in Antasari based on hydrology analysis and
hydraulic using HEC-RAS.
The calculations performed by using minutely rainfall data obtained from
BKMG Panjang, Bandar Lampung from 2000 until 2011. After checked based on
statistical parameters, using Log Pearson III methods to find rain plan based on 2
years, 5 years and 10 years return period. The results were made in IDF curve by
connecting consentration time to IDF curve obtained rainfall intensity for each
return period. This intensity value will be inserted into the rational formula to
obtained the discharge plan value for each return period. The discharge value will
be inserted to channels modelling made on HEC-RAS program. it can be obtained
for what return period the discharge will be exceeded. The hydrology analysis and
hydraulic performed again by using trial and error model. it can obtained the
channel capacity.
Based on these results, it can conclude that the rainfall intensity is 58 mm/hour
for 2 years return period, 76 mm/hour for 5 years return period and 115 mm/hour
for 10 years return period of time. The channels capacity exceeded for 10 years
period of time and channels capacity is 1,09 m
3
/hour
ABSTRAK
ANALISA HIDROLOGI DAN HIDROLIKA SALURAN
DRAINASE
BOX CULVERT
DI JALAN ANTASARI
BANDAR LAMPUNG MENGGUNAKAN PROGRAM
HEC-RAS
Oleh:
Riyo Ardi Yansyah
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui Intensitas hujan yang terjadi di
daerah Antasari dengan menggunakan kurva Intensitas Durasi Frekuensi (IDF),
mengetahui pada kala ulang berapa tahun debit maksimum saluran akan
terlampaui dan untuk mengetahui kapasitas saluran drainase di jalan Antasari
berdasarkan analisis hidrologi dan hidrolika menggunakan program HEC-RAS.
Perhitungan dilakukan menggunakan data hujan menitan yang diperoleh dari
BMKG Panjang Bandar Lampung dari tahun 2000 sampai 2011. Metode Log
Pearson III dipakai untuk mencari hujan rencana dengan kala ulang 2 tahun, 5
tahun dan 10 tahun. Kemudian hasilnya dibuat dalam kurva Intensitas Durasi
Frekuensi (IDF). Waktu konsentrasi dihubungkan ke dalam kurva diperoleh
intensitas hujannya. Nilai intensitas dihitung menggunakan rumus rasional
sehingga diperoleh nilai debit rencana pada setiap kala ulangnya. Debit akan
diinputkan kedalam model saluran pada program HEC-RAS yang kemudian
diamati sehingga pada diperoleh kala ulang berapakah debit saluran tersebut
banjir. Analisis hidrologi dan hidrolika dilakukan kembali dengan memasukkan
debit coba-coba pada model sehinggga dapat diperoleh kapasitas salurannya.
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan intensitas hujan sebesar 58
mm/jam untuk kala ulang 2 tahun, 76 mm/jam untuk kala ulang 5 tahun dan 115
mm/jam untuk kala ulang 10 tahun. Kapasitas saluran sebesar 1,09 m
3
/jam
diperkirakan akan terlampaui pada kala ulang 10 tahun.
ANALISA HIDROLOGI DAN HIDROLIKA SALURAN
DRAINASE
BOX CULVERT
DI JALAN ANTASARI
BANDAR LAMPUNG MENGGUNAKAN PROGRAM
HEC-RAS
Oleh
Riyo Ardi Yansyah
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar
Sarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lampung Barat pada tanggal 14
Februaari 1991. Merupakan anak kedua dari tiga bersaudara
dari keluarga Bapak Asep Saefullah dan Ibu Rasem.
Penulis memulai jenjang pendidikan dari Sekolah Dasar Negeri 2 Gunung
Terang Way Tenong Lampung Barat, kemudian pada tahun 2003 melanjutkan
jenjang pendidikan di SLTP Negeri 2 Way Tenong Lampung Barat, dan SMA
Negeri 1 Way Tenong Lampung Barat pada tahun 2006 dan lulus pada tahun
2009.
MOTO
“Tujuan yang besar menyebabkan hal-hal yang besar dalam hidupmu akan
membesarkanmu”
“Jika hidup itu pilihan, maka pilihan yang terbaik telah dipilihkan dan dijalani
saat ini”
"Yakinlah ada sesuatu yang menantimu selepas banyak kasabaran yang akan
membuatmu terpana hingga kau lupa pedihnya rasa sakit"
(Ali Bin Abi Thalib)
“Barang siapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya kesungguhannya itu adalah
untuk dirinya sendiri.”
(QS Al-Ankabut: 6)
“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagi kamu. Dan boleh
jadi kamu mencintai sesuatu, padahal ia amat buruk bagi kamu. Allah Maha
HALAMAN PERSEMBAHAN
Sebuah karya kecil ini aku persembahkan untuk :
Ayah ku untuk hebatmu, Ibu ku untuk cintamu, Kakak ku untuk rela mu, adik ku
untuk semangatku dan keluarga ku untuk motivasi ku.
Orang yang ku sayang, sahabat, teman – teman yang selalu memberi semangat,
dukungan dan masukan selama ini.
Dan,
SANWACANA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat dan
karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sesuai dengan yang
diharapkan.
Judul skripsi yang penulis buat adalah “Analisa Hidrologi dan Hidrolika
saluran Drainase Box Culvert di Jalan Antasari Bandar Lampung Menggunakan
Program HEC-RAS”.
Diharapkan dengan dilaksanakan penelitian ini, Penulis dapat lebih memahami
ilmu yang telah diperoleh di bangku kuliah serta menambah pengalaman dalam
dunia kerja yang sebenarnya..
Banyak pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini,
penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung.
2.
Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku ketua jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung.
5.
Bapak Ir.Mariyanto,M.T., atas kesempatannya untuk menguji sekaligus
membimbing penulis dalam seminar skripsi.
6.
Ibu Ir. Laksmi Irianti, M.T., selaku pembimbing akademis yang telah banyak
membantu penulis selama ini.
7.
Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Lampung atas ilmu bidang sipil yang telah diberikan selama perkuliahan.
8.
Keluargaku terutama orangtuaku tercinta, Bapak Asep Saefullah dan Ibu
Rasem, serta Kakakku Rendy Prayoga dan Adikku Asri Meilani beserta
keluarga yang telah memberikan dorongan materil dan spiritual dalam
menyelesaikan laporan ini.
9.
Rekan – rekan Kerja Praktek dan rekan – rekan Kuliah Kerja Nyata (KKN).
10.
Serta teman – teman dan rekan – rekan sipil, kakak – kakak, adik – adik yang
Akhir kata semoga Tuhan membalas semua kebaikan semua pihak yang telah
membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini dan semoga laporan skripsi ini
dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Bandar Lampung, 2014
Penulis,
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR
...
DAFTAR TABEL
...
I.
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang ………..
B.
Rumusan Masalah ……….
C.
Batasan Masalah ………...…
D.
Tujuan Penelitian ………..
E.
Manfaat Penelitian ………....
II.
TINJAUAN PUSTAKA
...………
A.
Drainase Perkotaan ………..
B.
Saluran Drainase Box Culvert...………
C.
Hidrologi………...…………
1.
Daerah Aliran Sungai……….………
2.
Presipitasi Hujan ……….………..
3.
Hujan Rencana dan Debit Banjir Rencana……….…………
4.
Analisis Frekuensi……….….
a.
Distribusi Normal……….………
b.
Distribusi Log Normal………..………
c.
Distribusi Gumbel……….……
d.
Distribusi Log Pearson III………....……
5.
Intensitas Durasi Frekuensi………...………
6.
Waktu Konseantrasi………....……
7.
Metode Rasional……….…
8.
Lengkung Aliran (Discharge Rating Curve)………...…….
D.
Hidrolika ………...…….
1.
Penghantar Aliran………...……
2.
Elemen Geometri………...……
3.
Debit Aliran (Discharge) ………...……
4.
Kecepatan aliran (Velocity) ………...……
5.
kriteria Aliran………..……
6.
Sifat aliran………...………
7.
Tipe Aliran………...………
8.
Kemiringan Kritik Aliran……….…………..………
9.
Energi dalam Saluran terbuka………….………
E.
Program HEC-RAS ……….
III.
METODOLOGI PENELITIAN
……….
A.
Lokasi Penelitian .………...……….
B.
Bahan Penelitian………...
C.
Sumber Data……….………
1.
Data Primer……….…...………
2.
Data sekunder………..….………..
D.
Metode Pengolahan Data……….
E.
Diagram Alir ………
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
………...………..
A.
Analisa Hidrologi ……….………
1.
Analisa statistik………..……….
2.
curah Hujan Rencana ………....………….
3.
Kurva Intensitas Durasi Frekuensi (IDF) ………..…
4.
Waktu Konsentrasi………..……
5.
Intensitas Hujan Terhitung………...…..
6.
Koefisien Limpasan………
7.
Debit Puncak..………
B.
Analisis Hidrolika…..…...………
1.
Kalibrasi Model Terhadap Kondisi Lapangan………
2.
Pemodelan saluran pada Program HEC-RAS………….……
a.
Model Saluran Kala Ulang 2 Tahun……….……
b.
Model Saluran Kala Ulang 5 Tahun………….…………
c.
Model Saluran Kala Ulang 10 Tahun………...……
V.
PENUTUP ……….
A.
Kesimpulan ………..
B.
Saran ………
DAFTAR PUSTAKA ………...
LAMPIRAN A (GAMBAR RENCANA DAN DATA HUJAN)
LAMPIRAN B (ANALISIS STATISTIK DAN GRAFIK MODEL)
LAMPIRAN C (SURAT SURAT)
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1.
Nilai koefisien Limpasan (C) ...
2.
Kedalaman hujan beberapa durasi di Bandar Lampung ...
3.
Intensitas hujan terhitung ...
4.
Parameter Statistik Analisis Frekuensi...
5.
Hujan Rancangan Berbagai periode Ulang ...
6.
Hasil perhitungan intensitas saluran ...
7.
Perhitungan Koefisien Limpasan ...
8.
Hasil perhitungan debit puncak ...
9.
Hasil kalibrasi model terhadap kondisi lapangan ...
10.
Hasil perhitungan kemiringan kritik untuk tiap ruas ...
11.
Nilai kemiringan kritis (Ic) dengan kemiringan dasar (Io)...
12.
Hasil perhitungan angka froude ...
13.
Hasil pemodelan debit coba...
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1.
Saluran Box Culvert ...
2.
Siklus Hidrologi ...
3.
DAS Bandar Lampung ...
4.
Kurva IDF ...
5.
Kurva Lengkung Aliran ...
6.
Diagram Garis Energi ...
7.
Kurva Energi Spesifik Dalam Saluran Terbuka ...
8.
Lokasi Penelitian ...
9.
Diagram Alir Penelitian ...
10.
Kurva Intentensitas Durasi Frekuensi (IDF) ...
11.
Daerah aliran saluran dan tata guna lahan ...
12.
Tampak atas saluran pada model HEC-RAS...
13.
Lokasi pengukuran untuk kalibrasi ...
14.
Pembagian ruas saluran ...
15.
Grafik muka air di hulu kala ulang 2 tahun STA 0+00 ...
16.
Grafik muka air di hilir kala ulang 2 tahun STA 0+710 ...
17.
Grafik muka air tertinggi kala ulang 2 tahun STA 0+100 ...
18.
Profil muka air memanjang kala ulang 2 tahun ...
19.
Grafik muka air di hulu kala ulang 5 tahun STA 0+00 ...
20.
Grafik muka air di hilir kala ulang 5 tahun STA 0+710 ...
21.
Grafik muka air tertinggi kala ulang 5 tahun STA 0+100 ...
22.
Profil muka air memanjang kala ulang 5 tahun ...
Grafik muka air di hulu kala ulang 10 tahun STA 0+00 ...
23.
Grafik muka air di hilir kala ulang 10 tahun STA 0+710 ...
24.
Grafik muka air tertinggi kala ulang 10 tahun STA 0+100 ...
25.
Profil muka air memanjang kala ulang 10 tahun ...
26.
Grafik muka air maksimum saluran STA 0+100 ...
I.
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Hujan merupakan komponen masukan yang paling penting dalam proses
hidrologi, karena jumlah kedalaman hujan (raifall depth) akan dialihragamkan
menjadi aliran, baik melalui limpasan permukaan (surface run off), limpasan
antara
(sub surface flow) maupun sebagai aliran tanah (groundwater). Aliran
tersebut sangat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan dan intensitas hujan
yang terjadi pada suatu wilayah.
Perubahan tata guna lahan menjadi kawasan pemukiman maupun pusat
kegiatan manusia menyebabkan air tidak meresap dengan maksimal ke dalam
tanah sehingga sebagian besar akan melimpas. Hal ini menyebabkan air yang
mengalir di permukaan akan semakin besar pula. Karena hal tersebut saluran
drainase harus dirancang sedemikian rupa sehingga air yang melimpas
tersebut tidak menjadikan masalah seperti banjir.
Dalam perancangannya drainase di Antasari perlu dilakukan perhitungan yang
akurat baik secara hidrologi maupun hidrolika. Karena lahan hijau yang ada di
daerah ini sudah beralih fungsi, selain itu kontur dari daerah ini sendiri berada
pada cekungan. Analisa hidrologi digunakan untuk memprediksi debit air
yang masuk pada kala ulang tertentu, biasanya 5 tahun atau 10 tahun untuk
daerah komersial (SNI 03-2406-1991, tentang tata cara perencanaan umum
drainase prkotaan).
Analisa hidrolika digunakan untuk menentukan kapasitas saluran dengan
memperhatikan sifat-sifat hidrolika yang terjadi pada saluran drainase
tersebut. Sifat-sifat tersebut meliputi jenis aliran (steady atau unsteady), angka
kekasaran (manning) dan sifat alirannya (kritis, sub-kritis dan superkritis).
Selanjutnya untuk mempermudah proses perhitungannya digunakan program
HEC-RAS.
HEC-RAS menampilkan hasil hitungan dalam bentuk tabel dan grafik.
Presentasi dalam bentuk grafik dipakai untuk menampilkan tampang lintang
dari suatu River Reach, tampang memanjang aliran (profil muka air sepanjang
alur), kurva ukur debit, gambar perspektif alur atau hidrograf. Presentasi
dalam bentuk tabel dipakai untuk menampilkan hasil rinci berupa angka
variabel di lokasi atau titik tertentu. Hal tersebut dapat mempermudah proses
pemodelan dan analisis.
B.
Rumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan di atas, maka rumusan masalahnya adalah :
1.
Berapakah intensitas hujan yang terjadi di daerah saluran Antasari?
2.
Pada kala ulang berapakah debit saluran Antasari akan terlampaui?
3.
Berapakah kapasitas saluran drainase di jalan Antasari?
C.
Batasan Masalah
Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini diperlukan batasan-batasan
sebagai berikut :
1.
Drainase yang ditinjau berada di jalan Antasari dengan panjang
saluran 713 m.
2.
Analisis hidrologi berdasarkan data curah hujan otomatis yang berupa
data hujan menitan dari BMKG panjang yang berada di Bandar
Lampung selama 11 tahun.
4.
Analisis banjir rencana berdasarkan pada data curah hujan
menggunakan metode rasional dengan kala ulang 2 tahun, 5 tahun dan
10 tahun.
5.
Dalam proses pemodelan, debit yang masuk diasumsikan 100% air.
Tidak terdapat sedimen dan sampah.
6.
Debit yang masuk ke dalam saluran dianggap seragam. Tidak terjadi
pengurangan atau penambahan debit dari hulu ke hilir.
7.
Aliran pada saluran merupakan aliran permanen (steady flow).
Kehilangan energi hanya dipengaruhi oleh gesekan dan hambatan
aliran (akibat sambungan dan perubahan penampang).
8.
Analisis banjir saluran drainase menggunakan alat bantu berupa
perangkat lunak yaitu program HEC-RAS.
D.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian yang akan dilakukan ini adalah :
1.
Mengetahui intensitas hujan yang terjadi di daerah saluran Antasari
menggunakan metode IDF.
2.
Mengetahui pada kala ulang berapa tahun debit saluran di jalan Antasari
akan terlampaui.
3.
Menghitung kapasitas saluran drainase di jalan Antasari.
E.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini yang akan dilakukan ini yaitu :
2.
Mengetahui pada kala ulang berapakah kapasitas saluran drainase di jalan
Antasari akan terlampaui.
3.
Mengetahui kapasitas saluran drainase yang telah dibangun di jalan
Antasari sebagai salah satu upaya mencegah banjir.
4.
Memberikan pengetahuan pada pembaca tentang analisa hidrologi dan
hidrolika saluran drainase.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A.
Drainase Perkotaan
Drainase merupakan sebuah sistem yang dibuat untuk menanggulangi
persoalan kelebihan air yang berada di atas permukaan tanah. Kelebihan air
dapat disebabkan intensitas hujan yang tinggi atau akibat durasi hujan yang
tinggi. Drainase adalah lengkungan atau saluran air di permukaan atau di
bawah tanah, baik yang terbentuk secara alami maupun dibuat oleh manusia
(wikipedia,2014).
Bangunan sistem drainase terdiri dari saluran penerima (interceptor drain),
saluran pengumpul (collector drain), saluran pembawa (conveyor drain),
saluran induk (main drain) dan badan air penerima (receiving water). Di
sepanjang sistem sering dijumpai bangunan lainnya, seperti gorong-gorong,
siphon, pelimpah, bangunan terjun dan stasiun pompa (Suripin, 2004).
Persyaratan dalam perencanaan drainase adalah sebagai berikut :
1.
Perencanaan drainase harus sedemikian rupa sehingga fungsi fasilitas
drainase sebagai penampung, pembagi dan pembuang air sepenuhnya
berdaya guna dan hasil guna.
3.
Perencaan drainase harus mempertimbangkan segi kemudahan dan
nilai ekonomis terhadap pemeliharaan sistem drainase tersebut.
Dalam merencanakan drainase permukaan jalan dilakukan perhitungan
debit aliran (Q) perhitungan dimensi serta kemiringan selokan dan
gorong-gorong, rumus-rumus, tabel, grafik serta contoh perhitungannya.
(SNI 03-3424 :
Tata Cara Perencanaan Drainase Permukaan Jalan,
1994)
B.
Saluran Drainase
Box Culvert
Saluran Box Culvert
adalah saluran gorong-gorong dari beton bertulang yang
berbentuk kotak yang memiliki sambungan pada setiap segmennya sehingga
bersifat kedap air.
Box Culvert ini umumnya digunakan untuk saluran
drainase.
Ukuran
yang
besar
bisa
digunakan
sebagai
jembatan
(wikipedia,2013).
Box Culvert sudah menjadi tren dalam berbagai pembangunan drainase di
perkotaan karena mempunyai banyak keunggulan, diantaranya :
1.
Lebih ringan dalam pemasangan (instal), karena ada 2 komponen yang
terpisah, sehingga biaya alat install dapat ditekan.
2.
Pemasangan lebih mudah dan lebih cepat.
3.
Terdapat Quick Lay Joint System (plat besi join) yang membuat struktur
akan lebih kokoh dan kuat terhadap kemungkinan adanya penurunan
setempat dari pondasi.
4.
Mudah dipindahkan dari satu titik ke titik lain.
C.
Hidrologi
Hidrologi (berasal dari Bahasa Yunani: hydros = air dan logos = ilmu,
Hydrologia, "ilmu air") adalah cabang ilmu teknik sipil yang mempelajari
pergerakan, distribusi, dan kualitas air di seluruh Bumi, termasuk siklus
hidrologi dan sumber daya air.
Siklus hidrologi adalah suatu rangkaian proses yang terjadi dengan air yang
terdiri dari penguapan, presipitasi, infiltrasi dan pengaliran keluar (out flow).
Penguapan terdiri dari evaporasi dan transpirasi. Uap yang dihasilkan
mengalami kondensasi dan dipadatkan membentuk awan yang nantinya
kembali menjadi air dan turun sebagai presipitasi. Sebelum tiba di permukaan
bumi presipitasi tersebut sebagian langsung menguap ke udara, sebagian
tertahan oleh tumbuh-tumbuhan (intersepsi) dan sebagian mencapai
permukaan tanah.
Air yang sampai ke permukaan tanah sebagian akan berinfiltrasi dan sebagian
lagi mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah kemudian mengalir ke tempat
yang lebih rendah (runoff), masuk ke sungai-sungai dan akhirnya ke laut.
Dalam perjalananya sebagian akan mengalami penguapan. Air yang masuk ke
dalam tanah sebagian akan keluar lagi menuju sungai yang disebut dengan
aliran intra (interflow). Sebagian akan turun dan masuk ke dalam air tanah
yang sedikit demi sedikit dan masuk ke dalam sungai sebagai aliran bawah
tanah (groundwater flow).
1.
Daerah Aliran Sungai (DAS)
Menurut Triatmodjo (2008), DAS adalah daerah yang dibatasi oleh
punggung-punggung gunung atau pegunungan dimana air hujan yang
jatuh di daerah tersebut akan mengalir menuju sungai utama pada
suatu
titik/stasiun
yang
ditinjau.
DAS
ditentukan
dengan
menggunakan peta topografi yang dilengkapi dengan garis kontur.
Limpasan akan bergerak dari titik kontur tertinggi menuju titik kontur
yang lebih rendah dalam arah tegak lurus dengan garis kontur
tersebut.
Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor :
11a/PRT/M/2006 Provinsi Lampung terbagi menjadi 3 wilayah sungai
(WS), yaitu WS Seputih-Sekampung, WS Mesuji-Tulang Bawang dan
WS Semangka. Luas WS Seputih-Sekampung sebesar 14.637 km
2
,
dengan panjang seluruh sungai 1.975 km, serta 31 buah cabang sungai
yang terbagi menjadi 4 DAS, yaitu DAS Seputih, DAS Sekampung,
DAS Jepara-Kambas dan DAS Bandar Lampung-Kalianda.
DAS Bandar Lampung terbagi menjadi 14, yaitu Way Simpur, Way
Garuntang, Way Simpang Kanan, Way simpang Kiri, Way Kuripan,
Way Kupang, Way kunyit, Way Lunik 1, Way Lunik 2, Way galih,
Way Keteguhan, Way Sukamaju dan Way Gebang. DAS Way
Kuripan dan DAS Way Garuntang merupakan DAS terbesar di DAS
Bandar Lampung.
DAS tersebut terbagi menjadi menjadi Sub DAS kecil, dengan 11
sungai berada di DAS Way Garuntang dan 4 di DAS sungai berada di
DAS Way Kuripan, dengan luas total sebesar 168,877 km
2
dan
panjang sungai keseluruhan 368,709 km. Daerah Antasari termasuk
DAS Way Garuntang dengan Sub DAS nya adalah DAS Way Kuala.
2.
Presipitasi dan Hujan
Presipitasi didefinisikan sebagai air yang jatuh dari atmosfer ke
permukaan bumi dengan intensitas dan jumlah tertentu serta dalam
wujud air yang tertentu pula. Air yang jatuh dari atmosfer tersebut
bisa saja berwujud hujan, salju, uap air, dan kabut. Karena semua
wilayah Indonesia berada di sekitar garis lintang 0
0
, dapat dipastikan
Indonesia akan mengalami iklim tropis, maka presipitasi yang paling
sering muncul adalah dalam bentuk hujan, sehingga istilah presipitasi
identik dengan hujan.
Hujan diukur di stasiun penakar curah hujan. Stasiun penakar curah
hujan biasanya terdiri dari dua macam, yaitu pencatat hujan otomatis,
dan stasiun pencatat hujan manual. Sedangkan stasiun pencatat curah
hujan manual memerlukan tenaga manusia untuk mencatat curah
hujan harian.
3.
Hujan Rencana dan Debit Banjir Rencana
Menurut Triatmodjo (2008), debit rencana dapat dihitung dari
kedalaman hujan titik dalam penggunaan metode rasional untuk
menentukan debit puncak pada perencanaan drainase dan jembatan
(gorong-gorong). Metode rasional ini digunakan apabila tangkapan
air kecil.
4.
Analisis Frekuensi
Menurut Sri Harto (1993), analisis frekuensi adalah suatu analisa data
hidrologi dengan menggunakan statistika yang bertujuan untuk
memprediksi suatu besaran hujan atau debit dengan masa ulang
tertentu.
Menurut Triatmodjo (2008), dalam statistik dikenal beberapa
parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi :
a.
Rata-rata
X
=
∑ Xi
...(1)
b.
Simpangan baku
s =
∑
( Xi – X)
²
...(2)
c.
Koefisien skewness
Cs =
∑
(
– )
(
) (
)
...(3)
d.
Koefisien kurtosis
Ck =
²
∑
(
– )
e.
Koefisien variasi
Cv =
...(5)
Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi yang umum
digunakan dalam bidang hidrologi. Distribusi tersebut adalah sebagai
berikut:
a.
Distribusi Normal
Distribusi Normal adalah simetris terhadap sumbu vertikal dan
berbentuk lonceng yang disebut juga distribusi
gauss. Sri
Harto (1993), memberikan sifat-sifat distribusi normal, yaitu
nilai koefisien kemencengan (skewness) Cs
≈ 0
dan nilai
koefisien kurtosis Ck
≈ 3.
Rumus yang umum digunakan adalah sebagai berikut :
X
T
=
X
+ K
T
. s
...(6)
Dimana :
X
T
= perkiraan nilai yang diharapkan periode T-tahun
X
= nilai rata-rata sampel
s
= deviasi standar
K
T
= Faktor frekuensi
b.
Distribusi Log Normal
Y
T
=
Y
+ K
T
S
...(7)
dimana :
Y
T
= perkiraan nilai yang terjadi pada T-tahunan
Y
= nilai rata-rata sampel
K
T
= faktor frekuensi
Ciri khas statistik distribusi Log Normal adalah nilai koefisien
skewness
sama dengan tiga kali nilai koefisien variasi (Cv)
atau bertanda positif.
c.
Distribusi Gumbel
Rumus umum yang digunakan dalam metode Gumbel adalah
sebagai berikut :
X =
X
+ s K
...(8)
dimana :
X
= nilai rata-rata
s
= standar deviasi
K
= faktor frekuensi
Menurut Wilson (1972), ciri khas distribusi Gumbel adalah
nilai skewness sama dengan 1,396 dan kurtosis (Ck) = 5,4002.
d.
Distribusi Log Pearson III
Apabila tidak memenuhi ketiga distribusi di atas maka data
tersebut dapat dihitung menggunakan distribusi Log Pearson
III. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :
2)
Hitung harga rata-rata :
=
∑ log Xi
...(9)
3)
Hitung simpangan baku :
s =
∑
( log Xi – logX)
²
...(10)
4)
Hitung Koefisisen kemencengan :
Cs =
∑
(
–
)
(
) (
)
...(11)
5)
Mencari nialai K berdasarkan nilai Cs.
6)
Hitung logaritma hujan dengan periode ulang T :
Log X
T
= log + K s
...(12)
5.
Intensitas Durasi Frekuensi (IDF)
Analisa Intensitas Durasi Frekuensi (IDF) adalah salah satu metode
untuk memperkirakan debit aliran puncak berdasarkan hujan titik.
Data yang digunakan adalah data hujan dengan intensitas tinggi yang
terjadi dalam waktu singkat, seperti hujan 5 menitan, 10 menitan, 15
menitan sampai 120 menitan atau lebih. Untuk itu diperlukan data
hujan dari stasiun pencatat hujan otomatis.
tangkapan hujan dapat terkonsentrasi di titik kontrol yang ditinjau
dalam waktu yang bersamaan yang dapat menghasilkan debit puncak.
Gambar 4. Kurva IDF
Mononob mengusulkan persamaan berikut untuk menurunkan kurva
IDF sebagai berikut :
I
t
=
...(13)
dengan :
I
t
= Intensitas curah hujan untuk lama hujan t (mm/jam)
t
= Lamanya curah hujan (jam)
R
24
= Curah hujan maksimum selama 24 jam (mm)
y = -13.4ln(x) + 101.3
y = -17.8ln(x) + 130.4
y = -21.5ln(x) + 153.7
y = -26.8ln(x) + 187.7
y = -31.5ln(x) + 216.6
y = -36.8ln(x) + 248.9
y = -42.7ln(x) + 285
0
50
100
150
200
250
0
100
200
300
400
500
600
700
800
In
te
n
si
ta
s
H
u
ja
n
(
m
m
/
ja
m
)
Durasi (menit)
Kurva Intensitas Durasi Frekuensi
6.
Waktu Konsentrasi
Menurut Suripin (2004), waktu konsentrasi adalah waktu yang
diperlukan oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh
sampai ke tempat keluaran DAS (titik kontrol) setelah tanah menjadi
jenuh. Berikut rumus yang sering digunakan untuk memperkirakan
waktu konsentrasi yang dikembangkan oleh Kirpich (1940) :
tc =
,
,
...
(14)
dimana :
tc
= waktu konsentrasi (jam)
L
= panjang saluran (Km)
s
= kemiringan saluran
7.
Metode Rasional
Menurut Soewarno (2000) metode rasional dapat dipandang sebagai
salah satu cara praktis dan mudah. Selain itu, penerapannya di
Indonesia masih memberikan peluang untuk dikembangkan.
Beberapa asumsi dasar untuk menggunakan metode rasional adalah:
a.
Curah hujan terjadi dengan intensitas yang tetap dalam jangka
waktu tertentu, setidaknya dengan waktu konsentrasi
c.
Koefisien run off dianggap tetap selama durasi hujan
d.
Luas DAS tidak berubah selama durasi hujan.
Menurut Triatmodjo (2008) beberapa parameter hidrologi yang
diperhitungkan adalah intensitas hujan, durasi hujan, frekuensi hujan,
luas DAS, abtraksi (kehilangan air akibat evaporasi, intersepsi,
infiltrasi dan tampungan permukaan) dan konsentrasi aliran. Metode
aliran didasarkan pada persamaan berikut :
Q = 0.2778 C I A
...(15)
dimana :
Q
= Debit banjir maksimum (m
3
/dtk)
C
= koefisien pengaliran
I
= Intensitas curah hujan (mm/jam)
A
= Luas daerah pengaliran (km
2
)
Koefisien limpasan merupakan suatu nilai yang menunjukkan
kemampuan air melimpas berdasarkan bahan penutup tanah yang
terdapat pada suatu wilayah. Perbedaannya berdasarkan bahan
penutup tanah yang terdapat pada suatu wilayah. Penutup tanah yang
sulit menyerap air akan menyebakan limpasan yang besar begitupun
sebaliknya.
Tabel 1. Nilai koefisien Limpasan (C)
No
Ti pe Al iran
C
1
Rerumputan
Tanah pasir, datar, 2%
0,50 - 0,10
Tanah pasir, sedang, 2-7%
0,10 - 0,15
Tanah pasir, curam, 7%
0,15 - 0,2
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
2
Perdagangan
Daerah kota lama
0,75 - 0,95
Daerah pinggiran
0,50 - 0,70
3
Perumahan
Daerah single family
0,30 - 0,50
Multi unit terpisah
0,40 - 0,60
Multi unit tertutup
0,60 - 0,75
Sub-urban
0,25 - 0,40
Daerah apartemen
0,50 - 0.70
4
Industri
Daerah ringan
0,50 - 0,80
Daerah berat
0,60 - 0,90
5
Taman, kuburan
0,10 - 0,25
6
Tempat bermain
0,20 - 0,35
7
Halaman kereta api
0,20 - 0,40
8
Daerah tidak dikerjakan
0,10 - 0,30
9
Jalan
Beraspal
0,70 - 0,95
Beton
0,80 - 0,95
Batu bata/ paving
0,70 - 0,85
10
Atap
0,75 - 0,95
Sumber : Hidrologi Terapan (Triatmodjo,2008)
8.
Lengkung Aliran ( Discharge Rating Curve)
Gambar 5. Kurva Lengkung Aliran
Kurva lengkung aliran biasanya dibuat dengan cara mengukur
langsung debit aliran dan tinggi muka air yang terjadi di sungai yang
ditinjau. Hal ini juga dilakukan dalam proses kalibrasi model terhadap
kondisi saluran yang sebenarnya.
Lengkung aliran digunakan untuk mencari debit aliran maksimum
yang dapat ditampung oleh saluran. Kurva lengkung aliran akan
dibuat berdasarkan tren yang terjadi untuk debit-debit yang
dimasukkan ke dalam model, kemudian dari kurva tersebut
ditentukan nilai tinggi alirannya sehingga akan diperoleh debit aliran
maksimum yang dapat ditampung pada saluran tersebut.
D.
Hidrolika
Hidrolika adalah bagian dari hidromekanika (hydro mechanics) yang
berhubungan dengan gerak air atau mekanika aliran. Analisis hidrolika
mecakup hukum ketetapan massa, hukum ketetapan energi dan hukum
ketetapan momentum yang selanjutnya akan dinyatakan dalam persamaan
0.0000
10.0000
20.0000
30.0000
40.0000
50.0000
60.0000
70.0000
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Q
(
m
3
/
d
)
kontinuitas, persamaan energi dan persamaan momentum. Pada aliran saluran
terbuka, terdapat permukaan air bebas yang berhubungan dengan atmosfer
sedangkan pada aliran saluran tertutup tidak ada karena air mengisi semua
penampang saluran.
1. Penghantar Aliran (Flow Conveyance)
Air mengalir dari hulu ke hilir (kecuali ada gaya yang menyebabkan
aliran ke arah sebaliknya) hingga mencapai suatu elevasi permukaan air
tertentu, misalnya permukaan air di danau atau permukaan air di laut.
Kecenderungan ini ditunjukkan oleh aliran di saluran alam yaitu sungai.
Perjalanan air dapat juga melalui bangunan-bangunan air yang dibuat
oleh manusia, seperti saluran irigasi, pipa, gorong - gorong (culvert),
dan saluran buatan yang lain atau kanal (canal). Walaupun pada
umumnya perencanaan saluran ditujukan untuk karakteristik saluran
buatan, namun konsep hidroliknya dapat juga diterapkan seperti pada
saluran alam. Apabila saluran terbuka terhadap atmosfer, seperti sungai,
kanal, gorong-gorong, maka alirannya disebut aliran saluran terbuka
(open channel flow) atau aliran permukaan bebas (free surface flow
).
2. Elemen Geometri
(hydraulic radius). Yang dimaksud dengan penampang saluran
(channel cross section) adalah penampang yang diambil tegak lurus
arah aliran, sedang penampang yang diambil vertikal disebut
penampang vertikal (vertical section).
Saluran buatan biasanya direncanakan dengan penampang beraturan
menurut bentuk geometri yang biasa digunakan, yaitu berbentuk
trapesium, persegi panjang, segi tiga, lingkaran dan parabola. Keliling
basah suatu penampang aliran didefinisikan sebagai bagian/porsi dari
parameter penampang aliran yang bersentuhan (kontak) dengan batas
benda padat yaitu dasar dan/atau dinding saluran, dalam hal aliran di
dalam saluran terbuka batas tersebut adalah dasar dan dinding/tebing
saluran.
Definisi dari jari jari hidrolik (R) adalah luas penampang dibagi keliling
basah, oleh karena itu mempunyai satuan panjang. Kedalaman hidrolik
dari suatu penampang aliran adalah luas penampang dibagi lebar
permukaan.
R =
...(16)
dimana :
R
= Jari-jari hidrolik (m)
Faktor penampang untuk perhitungan aliran kritis adalah perkalian dari
luas penampang aliran (A) dan akar dari kedalaman hidrolik (
√
)
disimbolkan sebagai Z. Faktor penampang untuk perhitungan aliran
seragam adalah perkalian dari luas penampang aliran dan pangkat 2/3
dari jari-jari hidrolik, AR
2/3
. berikut persamaannya :
V =
.
R
/
s
/
... (17)
dimana :
V = kecepatan aliran ( mm/det)
R
= jari-jari hidrolik (m)
n
= koefisien manning
s
= kemiringan saluran
3. Debit Aliran (Discharge)
Debit aliran adalah volume air yang mengalir melalui suatu penampang
tiap satuan waktu dan simbol/notasi yang digunakan adalah Q.
Q = A . V ………...…………....….………..(18)
dimana :
Hukum ketetapan massa pada suatu aliran diantara dua penampang
berlaku:
m
1
= m
2
ρ
1
. A
1
. v
1
= ρ
2
. A
2
. v
2
………...….………..(19)
Untuk kerapatan tetap, ρ
1
= ρ
2
, maka akan didapatkan persamaan:
A
1
. v
1
= A
2
. v
2
= Q
………...…………(20)
Dengan demikian dapat dinyatakan bahwa dalam suatu aliran, diantara
dua penampangnya berlaku Q
1
= Q
2
, dan disebut sebagai persamaan
kontinyuitas.
4. Kecepatan Aliran (Velocity)
Kecepatan aliran (v) dari suatu penampang aliran tidak sama di seluruh
penampang aliran, tetapi bervariasi menurut tempatnya. Apabila cairan
bersentuhan dengan batasnya (di dasar dan dinding saluran) kecepatan
alirannya adalah nol. Dalam perhitungan biasanya digunakan harga
rata-rata dari kecepatan di suatu penampang aliran.
V =
………(21)
Dimana :
V = Kecepatan rata-rata aliran (m/s)
Q = Debit aliran (m
3
/s)
5. Kriteria Aliran
Beberapa kriteria aliran yang tercakup dalam kinematika aliran
diantaranya adalah aliran mantap (steady flow), aliran tak mantap
(unsteady flow), aliran seragam (uniform flow) dan aliran tidak seragam.
Aliran dikatakan sebagai aliran mantap (steady flow) apabila variabel
dari aliran (seperti kecepatan V, tekanan p, rapat massa r, tampang
aliran A, debit Q dan sebagainya) di sembarang titik pada zat cair tidak
berubah dengan waktu. Keadaan ini dapat dinyatakan dalam bentuk
matematis berikut :
= 0;
= 0; = 0;
= 0;
= 0.
Sebaliknya apabila variabel-variabel dari aliran air berubah menurut
waktu disebut sebagai aliran tak mantap (unsteady flow
), sehingga :
≠ 0;
≠ 0;
≠ 0;
≠ 0;
≠ 0.
Aliran tidak seragam dapat dibagi menjadi aliran berubah lambat laun
(gradually varied flow
) dan aliran berubah dengan cepat (rapidly varied
flow). Aliran disebut berubah lambat laun apabila perubahan
variabel-variabel aliran seperti kecepatan, rapat massa, kedalaman, lebar
penampang, debit dan sebagainya terjadi secara lambat laun dalam jarak
yang panjang, sedangkan aliran disebut berubah dengan cepat apabila
perubahan perubahan variabel aliran tersebut terjadi pada jarak yang
pendek.
6. Sifat Aliran
Aliran laminer adalah suatu tipe aliran yang ditunjukkan oleh gerak
partikel- partikel cairan yang beraturan menurut garis-garis arusnya
yang halus dan sejajar. Apabila zat warna diinjeksikan pada suatu titik
dalam aliran, maka zat warna tersebut akan mengalir secara teratur
seperti benang tanpa terjadi difusi dan penyebaran.
Percobaan yang dilakukan pada tahun 1884 oleh Osborn Reynolds
dapat menunjukkan sifat-sifat aliran laminar dan turbulen. Peralatan
yang digunakan dalam percobaan tersebut terdiri dari pipa kaca yang
diatur oleh sebuah katup sehingga dapat melewatkan air dengan
berbagai kecepatan. Melalui pipa kecil yang dihubungkan dengan pipa
kaca tersebut dialirkan zat warna.
Oleh Reynolds ditunjukkan bahwa untuk kecepatan aliran yang kecil di
dalam pipa kaca, zat warna akan mengalir dalam satu garis lurus yang
sejajar dengan sumbu pipa. Apabila katup dibuka sedikit demi sedikit
sehingga kecepatan akan bertambah besar, garis zat warna mulai
bergelombang yang akhirnya pecah dan menyebar pada seluruh aliran
di dalam pipa. Kecepatan pada saat pecah ini adalah kecepatan kritik.
Angka Reynold pada percobaan ini dihitung dengan persamaan berikut:
μ
ρDV
ρD
μ
V
R
e
...………(22)
atau
R
e
=
……….………...(23)
R
e
=
(
)
………..…………(24)
Dimana : R
e
= Angka Reynolds
V = Kecepatan rata-rata (m/s)
R = Jari-jari hidrolik (m)
v = Viskositas kinematis, tersedia dalam tabel sifat-sifat
cairan (m
2
/s)
= Rapat massa fluida (kg/m
3
)
D = Garis tengah pipa (m)
= Kekentalan mutlak (Pa dtk)
Menurut hasil percobaan yang dilakukan oleh Reynold, apabila angka
Reynold kurang dari 2000, aliran biasanya merupakan aliran laminer.
Apabila angka Reynold lebih besar dari 4000, aliran biasanya adalah
turbulen. Sedangkan apabila berkisar antara 2000 dan 4000 aliran dapat
laminer atau turbulen tergantung pada faktor-faktor lain yang
mempengaruhi.
7. Tipe Aliran
Efek dari gaya gravitasi pada suatu aliran ditunjukkan dalam
perbandingan atau rasio antara gaya inersia dan gaya gravitasi. Rasio
antara gaya-gaya tersebut dinyatakan dalam angka Froude, yaitu:
Fr =
√
( . )
...………
(26)
Dimana :
Fr = Angka Froude
V = Kecepatan rata-rata aliran (m/s)
g = Gaya gravitasi (m/s
2
)
L = Panjang karakteristik (m)
Dalam aliran saluran terbuka panjang karakteristik disamakan dengan
kedalaman hidrolik (D). Dengan demikian untuk aliran saluran terbuka
angka Froude adalah:
Fr
=
√
( . )
………
…(27)
Apabila angka Fr adalah sama dengan 1, maka :
v =
g. D
………...(28)
Apabila harga Fr kurang dari 1, tipe aliran tersebut adalah aliran
sub-kritis (subcritical flow), dalam kondisi ini gaya gravitasi memegang
peran lebih besar, dan kecepatan aliran lebih kecil daripada kecepatan
rambat gelombang dan hal ini ditunjukkan dengan alirannya yang
tenang.
Sebaliknya apabila harga Fr lebih dari 1, tipe alirannya adalah aliran
super kritis (supercritical flow), dalam hal ini gaya-gaya inersia menjadi
dominan, jadi aliran mempunyai kecepatan besar, kecepatan aliran lebih
besar daripada kecepatan rambat gelombang yang ditandai dengan
alirannya yang deras.
8. Kemiringan Kritik Aliran
Menurut Triatmodjo (2006), kemiringan dasar saluran yang diperlukan
untuk menghasilkan aliran seragam di dalam saluran pada kedalaman
kritik disebut dengan kemiringan kritik Ic. Apabila kecepatan aliran
pada kedalaman kritik seperti pada persamaan (28), sehingga
kemiringan kritik menjadi :
Ic =
²
………...………...(29)
dimana :
Ic
= kemiringan kritik
g
= grafitasi (m
2
/s)
Apabila aliran seragam terjadi pada saluran dengan kemiringn dasar lebih
kecil dari kemiringn kritik (Io < Ic), maka aliran adalah sub kritik. Apabila
kemiringan dasar lebih besar dari kemiringan kritik (Io > Ic), maka aliran
adalah super kritik.
[image:48.595.213.459.253.409.2]9. Energi Dalam Saluran Terbuka
Gambar 6. Diagram Garis Energi
Jumlah tinggi energi pada penampang di hulu akan sama dengan jumlah
tinggi energi pada penampang hilir, hal ini dinyatakan dengan
persamaan Bernoulli :
z
1
+ y
1
+ α
1
=
z
2
+ y
2
+ α
2
+ hf…………...(30)
Jika α
1
= α
2
= 1 dan hf = 0 maka persamaan di atas menjadi :
Untuk saluran dengan kemiringan kecil
dan α = 1, energi spesifik
adalah jumlah kedalaman air ditambah tinggi kecepatan, atau:
E = y
+
atau
E = y
+
²
[image:49.595.153.489.151.401.2]²
...
(32)
Gambar 7. Kurva Energi Spesifik Dalam Saluran Terbuka
E.
Program HEC-RAS
Menurut Sitepu (2010) HEC-RAS
adalah suatu sistem
software
gabungan
yang dirancang untuk penggunaan yang interaktif di lingkungan. Sistem ini
terdiri atas
Grafical User Interface (GUI), komponen-komponen analisis
hidrolik, kemampuan penyimpanan data ,manajeme dan grafik. pada dasarnya
HEC-RAS berisi tiga komponen analisis hidrolik satu dimensi, yaitu :
1.
Perhitungan profil permukaan air aliran tunak (steady flow).
2.
Simulasi aliran tak tunak (unsteady flow).
Hitungan hidrolika aliran pada dasarnya adalah mencari kedalaman dan
kecepatan aliran di sepanjang alu. Hitungan hidraulika aliran di dalam
HEC-RAS dilkukan dengan membagi aliran ke dalam dua kategori yaitu aliran
permanen dan aliran tak permanen.
Untuk aliran permanen (steady flow analisis), HEC-RAS memakai persamaan
energi kecuali di tempat yang kedalaman alirannya melewati kedalaman
kritis. Di tempat terjadi loncat air, pertemuan alur dan air dangkal melalui
jembatan, HEC-RAS memakai persamaan kekekalan momentum. Di tempat
terjadi terjunan, aliran peluap dan aliran melalui bendung HEC-RAS
memakai persamaan empiris.
Untuk aliran tak permanen (Usteady flow analisis), HEC-RAS memakai
persamaan kekekalan massa dan persamaan momentum. Kedua persamaan
dituliskan dalam bentuk persamaan differensial parsial, kemudian
diselesaikan dengan metode pendekatan beda hingga (finite difference
approximation).
Kalibrasi dilakukan untuk menyesuaikan model dengan keadaan sebenarnya
sehingga
hasilnya dapat dipertanggungjawabkan.
Adapun
langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :
3.
Nilai debit tersebut dimasukkan ke dalam model saluran yang telah
dibuat pada program HEC-RAS.
4.
Memasukkan nilai koefisien
manning dengan metode coba-coba
sampai tinggi permukaan pada model sama dengan tinggi air pada
pengukuran di lapangan.
5.
Mengambil nilai rata-rata koefisien
manning yang diperoleh dari
beberapa titik yang dilakukan kalibrasi.
6.
Koefisien
manning
rata-rata yang didapat akan dipakai pada saat
pemodelan saluran.
Adapun langkah-langkah dalam menjalankan program ini secara umum dapat
dibagi menjadi tiga, yaitu menggambar penampang saluran, input data
hidrologi dan input data hidrolika. Input data hidrologi untuk program
HEC-RAS adalah data debit, dalam hal ini adalah debit rancangan karena di data
didapat dari perhitungan berdasarkan data hujan.
Sedangkan untuk data hidrolikanya adalah jenis aliran (steady atau unsteady),
Geometri saluran yang terdiri dari alur, tampang panjang dan lintang,
kekasaran dasar (koefisien
manning), serta kehilangan energi di tempat
perubahan saluran (koefisien ekspansi dan kontraksi). HEC-RAS juga
membutuhkan geometri struktur hidrolik yang ada di sepanjang saluran
misalnya jembatan, pintu air, bendung, peluap dan sejenisnya.
III. METODE PENELITIAN
A.
Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian ini adalah di saluran drainase Antasari, Kecamatan
Sukarame, kota Bandar Lampung, Provinsi Lampung.
[image:53.595.135.518.347.633.2]B.
Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah data hujan otomatis yang
digunakan berasal dari stasiun pengukur kedalaman hujan Bandar Lampung.
Data hujan ini diperoleh dari BMKG (badan meteorologi klimatologi dan
geofisika) Panjang Kota Bandar Lampung. Data hujan yang dipergunakan
untuk studi ini adalah data hujan periode tahun 2000 sampai tahun 2011.
C.
Sumber Data
1.
Data Primer
Data Primer, merupakan data yang diperoleh secara langsung dari
sumbernya, diamati, dan dicatat untuk pertama kalinya. Data primer
dalam penelitian ini diperoleh dengan cara:
a.
Observasi lapangan
Observasi dilakukan dengan datang langsung ke lokasi dan
melakukan pengamatan langsung dan mencatat hal-hal penting yang
ada di lapangan.
b.
Dokumentasi
c.
Pengukuran langsung
Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui luas daerah tangkapan
hujan di daerah Antasari yang mempengaruhi saluran drainase yang
akan ditinjau. Pengukuran dilakukan menggunakan alat
Global
Positioning System (GPS).
2.
Data sekunder
Data Sekunder merupakan data yang didapatkan oleh peneliti dengan
cara tidak langsung. Data sekunder beserta sumbernya pada penelitian ini
adalah sebagai berikut:
a. Gambar Rencana
Gambar rencana berupa detail lokasi saluran, gambar potongan
penampang melintang saluran, gambar potongan penampang
memanjang saluran. Sumber data diperoleh dari Kementrian
Pekerjaan Umum Direktorat Jendral Cipta Karya.
b. Data Hujan Otomatis
D.
Metode Pengolahan Data
Setelah data primer dan sekunder terpenuhi maka selanjutnya akan dilakukan
pengolahan data. Tahapan pengolahan data pada penelitian ini adalah sebagai
berikut :
1.
Tahapan pertama yaitu menentukan daerah tangkapan hujan dari
saluran drainase Antasari dengan mengukur langsung menggunakan
GPS.
2.
Tahapan kedua yaitu menentukan hujan rancangan berdasarkan data
curah hujan menitan yang diperoleh dari data hujan otomatis dengan
menganggap data hujan tersebut sebagai hujan titik. Hujan titik
berarti kedalaman hujan pada lokasi saluran dianggap sama dengan
kedalaman hujan yang tercatat pada alat pengukur curah hujan
otomatis pada stasiun pengukur curah hujan yang terdekat dari saluran
drainase yang ditinjau. Hal ini boleh dilakukan karena daerah
tangkapan hujan pada skala saluran drainase mempunyai luasan yang
relatif kecil terhadap daerah tangkapan hujan pada DAS (daerah aliran
sungai) dimana saluran tersebut berada.
4.
Tahapan keempat yaitu menentukan nilai debit rancangan dengan
menggunakan metode rasional dengan kala ulang 2 tahun, 5 tahun dan
10 tahun. Penentuan nilai debit rancangan dengan menggunakan
metode rasional memerlukan data luasan daerah tangkapan hujan,
intensitas hujan rancangan dan koefisien limpasan, dimana nilai
koefisien ditentukan berdasarkan pada tata guna lahan yang ada di
daerah tangkapan hujan di daerah Antasari.
5.
Tahapan kelima yaitu menentukan data-data hidrolika saluran drainase
Antasari berupa ukuran penampang melintang saluran, ukuran
penampang memanjang saluran, kemiringan saluran dan koefisien
kekasaran (angka
Manning). Koefisien
mannning didapat dari hasil
kalibrasi model terhadap kondisi asli di lapangan.
6.
Langkah keenam yaitu melakukan pemodelan saluran drainase
Antasari dengan menggunakan program HEC-RAS. Adapun masukan
(input) data dalam pemodelan HEC-RAS yaitu hasil dari analisis
hidrologi dan hidrolika pada tahapan-tahapan yang telah dilakukan
sebelumnya. Hasil keluaran (output) dari program HEC-RAS akan
menunjukkan tinggi muka air pada saluran untuk masing-masing
variasi debit yang dimasukkan pada setiap kala ulangnya.
8.
Langkah kedelapan yaitu memodelkan hasil perhitungan debit dan
tinggi muka air pada saluran kedalam kurva lengkung debit pada titik
yang memiliki kedalaman tertinggi.
9.
Langkah kesembilan yaitu melakukan interpolasi tinggi muka air
maksimum yang dapat dicapai ke dalam kurva lengkung aliran pada
kedua titik tersebut.
10.
Langkah kesepuluh yaitu melakukan analisis dan pembahasan dari
hasil penelitian yang telah dilakukan.
11.
Kesimpulan dan saran.
Gambar 10. Diagram Alir Penelitian
1.
Jenis aliran
2.
Geometri Saluran
3.
Koefisien Manning
(kalibrasi)
Data Primer:
1.
Survey lokasi
2.
Daerah tangkapan
3.
Dokumentasi
Data Sekunder:
1.
Gambar Rencana
2.
Data Hujan Harian
Kecukupan data
Tidak
Pengolahan data
Ya
Data Curah Hujan Menitan
Data Hidrolika
Mulai
Permasalahan
Identifikasi Masalah
Studi Pustaka:
1.
Peraturan
2.
Literatur
Pengumpulan data
Analisa Hidrologi
1.
Hujan Rancangan
2.
Intensitas (metode IDF)
3.
Debit puncak (Metode Rasional)
Debit rancangan
( Q
2,
Q
5
dan
Q
10
)
Pemodelan HEC-RAS
Hasil penelitian dan pembahasan
Kesimpulan dan saran
Selesai
Kapasitas Saluran
Tinggi muka air pada penampang
IV.
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pemodelan dan perhitungan yang telah dilakukan maka
diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1.
Intensitas hujan di daerah Antasari adalah sebesar 58 mm/jam untuk
kala ulang 2 tahun, 76 mm/jam untuk kala ulang 5 tahun dan 115
mm/jam untuk kala ulang 10 tahun
2.
Berdasarkan analisa hidrologi dan hidrolika yang dilakukan
menggunakan metode rasional diketahui bahwa kapasitas saluran
akan terlampaui pada kala ulang 10 tahun.
3.
Kapasitas saluran drainase Antasari diperoleh sebesar 1,09 m
3
/s.
B.
Saran
Untuk menghasilakan pemodelan yang lebih akurat maka perlu
diperhatiakan hal-hal sebagai berikut :
1.
Pada saat kalibrasi hendaknya saluran benar-benar bersih, bebas dari
sedimen dan sampah. Kemudian titik yang ditinjau minimal 3 titik.
DAFTAR PUSTAKA
Harijanto Didik. Perencanaan Sistem Drainase Saluran Rungkut Medokan.
Skripsi. Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh November.
Istiarto, 2010. Modul Pelatihan HEC-RAS. Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
Karnisah Iin, 2010. Aliran Dalam Saluran Terbuka. KBK Sumber Daya Air
Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Bandung.
Kodoatie, J.R., 2009. Hidrolika Terapan Aliran pada Saluran Terbuka dan Pipa.
Andi Publisher, Yogyakarta.
Linsley, R.K. Jr, Max A. Kohler, Joseph L. H. Paulhus, 1996
Hidrologi untuk
Insinyur Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga
Lusiana Diah, 2006. Studi Efektifitas Saluran Pelangwot Untuk Pengendalian
Banjir Sungai Bengawan Solo. Skripsi. Institut Teknologi Sumatra
Singh, P.V.,1992. Elementary Hydrology. Prentice-Hall Englewod Cliffs,
New Jersey
Sitepu, 2010. Simulasi Morfologi Dasar Sungai Way Sekampung Menggunakan
Software HEC-RAS. Skripsi. Universitas Lampung
Sri Harto, 1993. Analisa Hidrologi. Gramedia Pustaka, Jakarta.
Suripin, 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Andi Offset,
Yogyakarta.
Streeter,V.L, Wylie, J., 1984. Mekanika Fluida (Terjemahan). Erlangga, Jakarta.
Triatmodjo Bambang, 2008. Hidrologi Terapan. Beta Offset, Yogyakarta.
Triatmodjo Bambang, 2008. Hidrolika I. Beta Offset, Yogyakarta.
Triatmodjo Bambang, 2008. Hidrolilka II. Beta Offset, Yogyakarta.
LA M PIRA N A
(Gam bar Ren can a & Dat a Huj an )
VILLA CITRA
POS
PERU MAHAN
J ln MORO TAI
JLN P.A NTA SAR I Paku Banten BAN KBCA RUKO RUKO OLYM PIA RUKO RUKO RUM AH D Y N ASTIMEBEL TA NAHKOSO NG SO NY ELECTRIC GAN G MANUNGGAL M ULIA KE RAMIC RESTORA NT
GANG SMP SWAS TA 20 M USTIK A JATI JEPARA WASKIT AKARYA SANJAYAMOTOR RM .M INA NG SEN TRAL JA YA MOTO R TAN AH K OSONG GALAMOTO R GEDUNG 3 LT GEDUN G AD IRA RUKO RUKO RUKO R UKO RUKO RU KO RUKO RUKO RUKO RUKO RUKO R UKO RUKO W ARU NG RUKO R UM AH R UM AH R UM A H R UM AH
RUMAH
RUK O RUKO RUKO RUKO RUKO RUKO RU KO RUKO RUKO RUK O RUKO
STA 0+
00
(A.1ka)
STA 0+50 (A.2ka)
STA 0+100 (A.3ka)
STA 0+1 50
(A. 4ka)
STA 0+200 (A.5ka)
STA 0+250 (A.6ka)
STA 0+300 (A. 7ka)
STA 0+350 (A.8ka)
STA 0+400 (A.9ka)
STA 0+450 (A.10ka)
STA 0+
500
(A. 11ka)
STA 0+ 550
(A. 12ka)
STA 0+600 (A.13ka)
STA 0+650 (A.14ka)
S TA 0+70 0
(A.15ka)
STA 0+713 (A.16ka) STA 0+00
(A.1ki)
STA 0+
50
(A.2ki)
STA 0+100 (A. 3ki)
STA 0+1 50
(A. 4ki)
STA 0+200 (A.5ki)
ST A 0+250
(A.6ki)
STA 0+300 (A.7ki)
STA 0+ 350
(A.8ki)
STA 0+
400
(A.9ki)
STA 0+
450
(A.10ki)
STA 0+500 (A.11ki)
STA 0+ 550
(A.12ki)
STA 0+600 (A.13ki)
STA 0+
650
(A.14ki)
S TA 0+700 (A.15ki) S TA 0+713
(A.16ki)
JL N P .A NT ASA RI J L N P .A N T A S A R I JLN P .A N TAS ARI JLN P .AN TAS ARI JL N P .A N T AS A R I JLN P .A NTA SAR I JLN P .AN TAS ARI P O M B E N S IN 0 20 50 (m ) 30 1 0 U L A Y O U T T O T A L
J LN ARI F RAHMAN HAKI M
1
5
2
U DECKER PRECAST
LANTAI KERJA URUGAN PASIR
1190 TUTUP U-DECKER PRECASH
BEBAN BERAT
900
1180
1
4
0
1
0
0
0
1
1
0
95 1100 95
7
0
0
5
5
0
1620
9
4
3
7
7
5 1272
1
6
8
1
4
0
0
1
5
0
1
2
0 120
U DECKER PRECAST
LANTAI KERJA URUGAN PASIR
115 1400 115
1
0
0 100
1
8
0
1630 TUTUP U-DECKER PRECASH
BEBAN BERAT
LUBANG ANGKAT
LUBANG ANGKAT
BIDANG PERSAMAAN : NOMOR PROFIL JARAK PROFIL/JARAK LANGSUNG
TANGGUL KIRI TANGGUL KANAN DASAR SALURAN K E T IN G G IA N E X S IS T IN G TANGGUL SALURAN MUKA AIR SALURAN DASAR SALURAN PADA AS
R E N C A N A
+ 68 m.
50.00
0
0
.0
0
50.00 50.00 50.00 50.00
5 0 .0 0 1 0 0 .0 0 1 5 0 .0 0 2 0 0 .0 0 2 5 0 .0 0 69 TYPE SALURAN
Q = 1.32 m³
TIPE S1B
DIMENSI SALURAN
STA 0+00
(A.1ka) STA 0+50(A.2ka)
STA 0+100 (A.3ka) STA 0+150 (A.4ka) STA 0+200 (A.5ka) STA 0+250 (A.6ka)
Muka Air Saluran Tanggul Saluran 7 2 .0 2 7 1 .0 4 7 1 .0 3 7 0 .3 7 7 1 .2 4 7 0 .2 5 7 1 .2 4 7 0 .3 7 7 1 .1 7 7 0 .3 7 7 2 .0 7 7 0 .3 7 7 1 .4 5 7 1 .1 5 7 0 .6 9 7 1 .3 7 1 .0 0 7 0 .3 0 7 1 .1 5 7 0 .8 5 7 0 .1 5 7 1 .0 5 7 0 .7 5 7 0 .0 5 7 0 .9 6 7 0 .6 6 6 9 .9 6 7 0 .8 6 7 0 .5 6 6 9 .8 6
BIDANG PERSAMAAN : NOMOR PROFIL
JARAK PROFIL/JARAK LANGSUNG
TANGGUL KIRI TANGGUL KANAN DASAR SALURAN KET IN G G IAN EXSI ST IN G TANGGUL SALURAN MUKA AIR SALURAN DASAR SALURAN PADA AS
R
EN
C
AN
A
+ 65 m. 69
TYPE SALURAN DIMENSI SALURAN 0 10 20 30 40 50 m 0 1 2 3 4 5 m
Skala Vertikal
Skala Horizontal
Q = 1.32 m³
TIPE S1B
50.00 50.00 50.00
7 2 .9 2 7 2 .6 5 6 9 .4 7 7 2 .2 1 7 2 .4 1 67 68 66 50.00 7 2 .4 7 50.00 STA 0+300 (A.7ka) STA 0+350 (A.8ka) STA 0+400 (A.9ka) STA 0+450 (A.10ka) STA 0+500 (A.11ka) STA 0+250 (A.6ka)
Muka Air Saluran Tanggul Saluran 4 5 0 .0 0 4 0 0 .0 0 5 0 0 .0 0 2 5 0 .0 0 3 0 0 .0 0 3 5 0 .0 0 7 2 .0 7 7 0 .3 7 7 2 .3 5 7 0 .6 0 7 2 .5 7 7 0 .3 7 7 1 .5 9 7 0 .0 2 7 2 .7 1 6 9 .4 3 6 9 .1 5 6 8 .7 7 7 0 .8 6 7 0 .5 6 6 9 .8 6 7 0 .7 7 7 0 .4 7 6 9 .7 7 6 9 .1 6 6 8 .8 6 6 7 .7 6 7 0 .6 7 7 0 .3 7 6 9 .6 7 7 0 .5 8 7 0 .2 8 6 9 .5 8 7 0 .4 8 7 0 .1 8 6 9 .4 8
BIDANG PERSAMAAN : NOMOR PROFIL
JARAK PROFIL/JARAK LANGSUNG TANGGUL KIRI TANGGUL KANAN DASAR SALURAN K E T IN G G IA
N EXS
IS
T
IN
G
TANGGUL SALURAN MUKA AIR SALURAN DASAR SALURAN PADA AS
R E N C A N A
+ 61 m. 62 63 64 65 66
50.00 50.00 50.00 50.00 13.00
6 7 .2 1 6 6 .3 3 6 7 .0 7 6 6 .0 5 6 6 .3 5 TYPE SALURAN DIMENSI SALURAN TIPE S1B
Q = 5.05 m³
0 10 20 30 40 50 m 0 1 2 3 4 5 m
Skala Vertikal Skala Horizontal 6 9 .4 7 STA 0+550 (A.12ka) STA 0+600 (A.13ka) STA 0+650 (A.14ka) STA 0+700 (A.15ka) STA 0+713 (A.16ka) STA 0+500 (A.11ka)
Dasar Saluran Rencana Muka Air Saluran
Tanggul Saluran 6 9 .1 5 6 8 .7 7 6 7 .3 1 6 6 .4 4 6 7 .0 5 6 5 .5 8 6 7 .0 5 6 5 .6 5 6 6 .1 2 6 5 .0 1 6 6 .2 1 6 3 .2 5 6 9 .1 6 6 8 .8 6 6 7 .7 6 6 7 .4 4 6 7 .1 4 6 6 .0 4 6 6 .8 0 6 6 .5 0 6 6 .4 0 6 6 .1 7 6 5 .8 7 6 4 .7 7 6 5 ,5 3 6 5 .2 3 6 4 .1 3 6 6 4 .9 0 6 4 .6 0 6 3 .5 0 7 4 3 .0 0
No. St a. Hujan Ot m 96293 Lapor an Bulan M ARET Ty pe penakar : PH HELLMAN
Tahun 2000
5 10 15 30 45 60 120 3 6 12 07- 08- 09- 10- 11- 12- 13- 14- 15- 16- 17- 18- 19-
