Pengujian Metode Hidrograf Satuan Sintetik di Daerah Aliran Sungai (DAS) Belawan

(1)

DAFTAR PUSTAKA

Jayadi, R. (1996). Optimasi Parameter Kalibrasi Model Hujan Aliran Menggunakan Algoritma Gauss-Newton. Media Teknik UGM. No.2 th. XVIII Agustus. Yogyakarta.

Limantara, Lily Montarich (2006). Model Hidrograf Satuan Sintetis untuk DAS-DAS di Sebagian Indonesia. Desertasi. Tidak Diterbitkan. Malang: Universitas Brawijaya.

Linsey, Ray K. JR; Max A. Kohler and Joseph L.H. Paulhus. (1989). Hidrologi Untuk Insinyur. Terjemahan Hermawan. Penerbit Erlangga, Jakarta.

Montarcih, Lily. 2010. Hidrologi Teknik Dasar . CV Citra Malanng.

Mulyantri, F. (1993). Modifikasi Hidrograf Satuan Sintetis Segitiga Untuk ‘Small

Watershed’ Di Wilayah Sungai Bengawan Solo. Jurnal Litbang Pengairan.

No. 26 Th.7-KW.IV Hal. 48.

Nandakumar, N and R.G. Mein (1997). Uncertainty in Rainfall-Runoff Model Simulations And The Implications for Predicting the Hydrologic Effect of Land-Use Change. Journal of Hydrology 192, 211-232.

(2)

Tahanan (PIT) XVIII HATHI Vol. II, 66-76. Proceeding. Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Unibraw Malang.

Soemarto, CD.(1995). Hidrologi Teknik. Penerbit Erlangga, Jakarata

Soewarno (1991). Hidrologi – Pengukuran dan Pengolahan Data Aliran Sungai – Hidrometri. Nova Bandung.

Sosrodarsono, Suyono (1977)Hidrologi Untuk Pengairan. Pradnya Paramita. Jakarta.

Sri Harto, Br. (1995). Analisa Hidrologi. PAU Ilmu Teknik Universitas Gajah Mada Yogyakarta.

(3)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian ini berada pada wilayah Daerah Aliran Sungai (DAS) yaitu DAS Belawan tepatnya pada sungai-sungai yang melewati Kota Medan yaitu Sungai Belawan pada DAS Belawan.

 DAS Belawan

DAS (Daerah Aliran Sungai) Belawan merupakan Daerah Aliran Sungai di Provinsi Sumatera Utara dengan luas 40,789.98 Ha. Daerah Aliran Sungai Belawan terbentang antara 3° 15' 49,83'' s/d 3° 50' 38,89'' garis Lintang Utara dan meridian 98° 29' 58,56'' s/d 98° 43' 21,76'' Bujur Timur.

Secara administrasi DAS Belawan berada pada 2 (dua) Kabupaten/ Kota yaitu Kabupaten Deli Serdang seluas 38,029.30 Ha (93.23 %) dan Kota Medan Seluas 2,760.69 Ha (6.77 %). Pada data spasial sebagian kecil terdapat di Kabupaten Langkat, namun dengan berbagai pertimbangan dileburkan ke Kabupaten Deli Serdang. Adapun Batas DAS Belawan adalah:

Sebelah Utara : Daerah Aliran Sungai Asam Kumbang Sebelah Selatan : Daerah Aliran Sungai Deli

Sebelah Barat : Daerah Aliran Sungai Asam Kumbang dan Wampu

(4)

3.2 Rancangan Penelitian

Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian Kesimpulan dan saran

Selesai

Analisis perbandingan debit model dengan debit observasi

Analisi distribusi hujan

Analisis Curah hujan rencana

Analisis pemodelan hidrograf banjir

rencana

HSS: - Nakayasu - Syneder

Debit Observasi Mulai

Studi Literatur

Pengumpulan data

- Data DAS

- Peta DAS

- Peta guna lahan

- Data curah hujan

- Data debit Survey Lapangan

(5)

Studi penelitian dilakukan sesuai urutan di bawah ini:

1. Studi Literatur

Rumusan-rumusan serta konsep-konsep teoritis dari berbagai literatur dipelajari dan dipahami agar landasan teoritis terpenuhi dalam mengembangkan konsep penelitian mengenai hidrograf satuan sinetik.

3. Pengumpulan Data

Pengumpulan data dalam penelitian ini meliputi:

5. Data Primer

Data Primer adalah data yang diperoleh dengan pengamatan dan pengukuran di lapangan. Secara umum pengertian data primer adalah data yang diperoleh dari sumber pertama/sumber data atau data yang dikumpulkan peneliti secara langsung melalui obyek penelitian.

6. Data Sekunder

(6)

jurnal, buku literatur, internet dan data-data yang digunakan. Secara umum pengertian data sekunder adalah data yang diperoleh dari pihak kedua, data ini biasanya sudah dalam keadaan diolah.

7. Pengolahan Data

Setelah semua data yang dibutuhkan diperoleh, langkah selanjutnya adalah pengolahan data. Data-data yang diperoleh dari hasil survei lapangan, hasil analisa dan data-data yang telah diolah oleh suatu pusat penelitian akan di hitung dengan menggunakan suatu metode.

8. Analisis Data

Dari hasil pengolahan akan dilakukan analisa data sehingga dapat diperoleh kesimpulan akhir yang berarti. Beberapa analisa tersebut berupa:

3. Analisis curah hujan

Data ini berguna untuk mengetahui debit andalan sungai Deli. Data ini diperoleh dari data curah hujan maksimum.

4. Analisis debit andalan

Data ini berguna untuk mengetahui debit andalan di sungai Deli.

(7)

Menghitung debit menggunakan metode HSS Nakayasu, HSS Gamma I dan HSS Syender,Yang berguna untuk perbandingan pada debit observasi.

4. Kesimpulan dan Rekomendasi

Penarikan kesimpulan dapat dilakukan setelah hasil pengolahan data diperoleh, ditambah dengan uraian dan informasi yang diperoleh di lapangan.

3.2.1 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah:

6. Pendahuluan

Pada bab ini akan dibahas latar belakang masalah, maksud dan tujuan penelitian, ruang lingkup atau batasan pembahasan, metodologi penulisan serta sistematika penulisan tugas akhir ini.

7. Tinjauan Pustaka

Pada bab ini akan diuraikan berbagai literature yang berkaitan dengan penelitian/pembahasan. Di dalamnya termasuk paparan tentang hidrologi, hidrograf satuan sintetik, analisis curah hujan, serta rumus-rumus yang berkaitan dengan judul tugas akhir ini.

8. Metodologi Penelitian

(8)

dengan membahas semua tahapan secara umum yang dilakukan dari awal penelitian sampai dengan penarikan kesimpulan.

9. Analisa Data dan Pembahasan

Bab ini berisi spesifikasi data yang akan digunakan dalam penelitian yaitu mencakup data curah hujan, data debit observasi, dan data-data lingkungan lainnya yang mendukung. Kemudian membandingkan antara data debit observasi dengan debit yang didapat dari metode HSS.

10.Kesimpulan dan Saran

Bab ini menjelaskan mengenai hasil dan kesimpulan yang dapat ditarik setelah dilakukan penelitian sehubungan dengan masalah yang telah ditentukan pada bab sebelumnya. Selain itu juga akan diberikan beberapa saran untuk penelitian selanjutnya atau untuk pengembangan lokasi penelitian di masa mendatang.

3.3. Pelaksanaan Penelitian

Metode yang kami lakukan dalam penelitian ini adalah :

3. Penentuan Lokasi Penelitian

(9)

4. Metode Penelitian

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode analisis hidrologi berupa analisis curah hujan, debit andalan, analisis water balance, serta menentukan potensi suplesi berupa trase dan dimensi saluran.

3.5 Variabel yang diamati

(10)

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Hidrologi

Analisis ini bertujuan untuk mengetahui debit limpasan air hujan pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Belawan pada saat hujan. Untuk dapat melakukan analisis ini maka diperlukan data curah hujan stasiun pengamatan pada wilayah tersebut. Pada perhitungan analisis hidrologi, data-data yang dibutuhkan diantaranya adalah data curah hujan harian maksimum.

4.1.1 Curah Hujan Harian Maksimum

Dalam menganalisa curah hujan untuk kebutuhan prakiraan intensitas hujan, diperlukan data curah hujan dalam kurun waktu tertentu. Untuk kebutahan analisa Intensitas huajn dan peramalan banjir yang akurat diperlukan data curah hujan minimal 10 tahun data yang runtut waktu. Data curah hujan yang digunakan untuk analisis curah hujan adalah curah hujan harian maksimum yang pernah terjadi dalam setahun.

Selain itu dalam menganalisa curah hujan, stasiun yang dipakai adalah stasiun yang langsung berhubungan dengan daerah genangan banjir. Pada penelitian ini digunakan data hujan selama sepuluh tahun yang tercatat muali 2003 sampai dengan 2012, data curah hujan yang dugunakan adalah data curah hujan dari stasiun Belawan, yang diperoleh dari Badan Meteorologi,Klimatologi dan Geofisika.

(11)

yang bersangkutan. Berdasarkan data curah hujan tersebut, maka diperoleh curah hujan pada tabel 4.1 :

Tabel 4. 1 Data Curah Hujan Stasiun Belawan, Medan Lokasi Pengamatan/Stasiun :

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des

2003 58 118 46 65 49 91 47 87 52 98 66 61

2004 24 21 57 59 48 46 68 236 76 49 30 66

2005 190 30 60 50 75 54 42 41 36 59 20 54

2006 57 36 52 44 40 32 43 62 43 49 50 49

2007 63 40 57 48 44 35 59 47 70 72 101 112

2008 65 39 42 66 51 46 33 69 47 53 55 54

2009 85 81 61 63 79 18 67 62 79 39 61 39

2010 38 28 85 28 52 35 52 57 71 40 78 40

2011 62 19 97 56 43 0 49 49 28 89 55 77

2012 53 29 70 54 56 27 56 46 71 100 92 40

Jumlah 695 441 627 533 537 384 516 756 573 648 608 592

Rerata 70 44 63 53 54 38 52 76 57 65 61 59

(Sumber : Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika Sampali Medan) Debit limpasan air hujan dianalisis dari curah hujan rencana yang terjadi

berdasarkan PUH (Periode Ulang Hujan). Untuk memperoleh data curah hujan yang terjadi berdasarkan PUH tahun tertentu, maka perlu dilakukan analisis berdasarkan langkah-langkah sebagai berikut:

 Analisis curah hujan rencana

 Analisis intensitas curah hujan

(12)

Data curah hujan yang diperoleh dari Badan Meteorolgi dan Geofisika Sampali Kota Medan selama 10 tahun terakhir akan dianalisa terhadap 4 (empat) metode analisa distribusi frekuensi hujan yang ditunjukkan pada tabel 4.2.

Tabel 4. 2 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Belawan, Medan

No Tahun Rmaks

1 2006 62

2 2008 69

3 2009 85

4 2010 85

5 2011 97

6 2012 100

7 2007 112

8 2003 118

9 2005 190

(13)

4.2 Analisa Curah Hujan

4.2.1 Analisa Curah Hujan Distribusi Normal

Data-data yang digunakan dalam perhitungan parameter statistik dapat dilihat pada table 4.3

Tabel 4.3 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Normal No Curah hujan (mm)

Xi (XiX)

2 i (X X)

1 62 -53.40 2851.56

2 69 -46.40 2152.96

3 85 -30.40 924.16

4 85 -30.40 924.16

5 97 -18.40 338.56

6 100 -15.40 237.16

7 112 -3.40 11.56

8 118 2.60 6.76

9 190 74.60 5565.16

10 236 120.60 14544.36

Jumlah 1154 27556.40

X 115.40

S 55.33

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari data-data diatas didapat :X 1154 115.40 mm 10

 

Standar deviasi :

2 i

(X X) 27556.40

S 55.33

n 1 10 1



  

 

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Distribusi Normal No Periode ulang (T)

tahun KT X S

Curah hujan (XT) (mm)

1 2 0 115.40 55.33 115.40

2 5 0.84 115.40 55.33 161.88

3 10 1.28 115.40 55.33 186.22

4 20 1.64 115.40 55.33 206.14

(14)

Berikut hasil analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Normal yang ditunjukkan pada tabel 4.4:

Untuk periode ulang (T) 2 tahun T

T T T

X X

K X X (K S)

S 

    

115.40 (0 55.33) 115.40 mm

   

T T T

X X

K X X (K S)

S 

    

115.40 (0.84 55.33) 161.88 mm

   

T T T

X X

K X X (K S)

S 

    

115.40 (1.28 55.33) 186.22 mm

   

T T T

X X

K X X (K S)

S 

    

115.40 (1.64 55.33) 206.14 mm

   

T T T

X X

K X X (K S)

S 

    

115.40 (2.05 55.33) 228.83 mm

   

T T T

X X

K X X (K S)

S 

    

115.40 (2.33 55.33) 244.32 mm

(15)

4.2.2 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal

Data-data yang digunakan dalam perhitungan parameter statistik dengan sebaran logaritmatik dapat dilihat pada tabel 4.5

Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal No Curah hujan (mm)

Xi Log Xi Log(XiX)

2 i Log(X X)

1 62 1.79 -0.27 0.07

2 69 1.84 -0.22 0.05

3 85 1.93 -0.13 0.02

4 85 1.93 -0.13 0.02

5 97 1.99 -0.08 0.01

6 100 2.00 -0.06 0.00

7 112 2.05 -0.01 0.00

8 118 2.07 0.01 0.00

9 190 2.28 0.22 0.05

10 236 2.37 0.31 0.10

Jumlah 1154 20.2

0.31

115.40 2.02

S 55.33 0.19

Dari data-data diatas didapat :X 20.2 2.02 mm 10

 

Standar deviasi :

2 i

(X X) 0.31

S 0.19

n 1 10 1



  

 

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan dengan Distribusi Log Normal No Periode ulang (T)

tahun KT Log X Log S Log XT

1 2 0 2.02 0.19 2.02 104.71

2 5 0.84 2.02 0.19 2.18 151.22

3 10 1.24 2.02 0.19 2.26 180.14

4 20 1.64 2.02 0.19 2.33 214.59

(16)

Berikut hasil analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Log Normal yang ditunjukkan pada tabel 4.6:

Log XT = LogX(K_TS) T = 2 tahun

Log X2 = 2.02 + (0 × 0.19) Log X2 = 2.02

X2 = 104.71 mm

Log X2 = 2.02 + (0.84 × 0.19) Log X2 = 2.18

X2 = 151.22 mm

Log X2 = 2.02 + (1.24 × 0.19) Log X2 = 2.26

X2 = 180.14 mm

Log X2 = 2.02 + (1.64 × 0.19) Log X2 = 2.33

X2 = 214.59 mm

Log XT = LogX(KTS) T = 50 tahun

(17)

Log X2 = 2.41

X2 = 256.74 mm

Log X2 = 2.02 + (2.33 × 0.19) Log X2 = 2.46

X2 = 290.20 mm

4.2.3 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III

Data-data yang digunakan dalam perhitungan parameter statistik dengan sebaran Log Person III dapat dilihat pada tabel 4.7

Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III No Curah hujan (mm)

Xi Log Xi Log(XiX)

2 i

Log(X X) Log(XiX)3

1 62 1.79 -0.27 0.073 -0.0196

2 69 1.84 -0.22 0.050 -0.0111

3 85 1.93 -0.13 0.018 -0.0023

4 85 1.93 -0.13 0.018 -0.0023

5 97 1.99 -0.08 0.006 -0.0004

6 100 2.00 -0.06 0.004 -0.0002

7 112 2.05 -0.01 0.000 0.0000

8 118 2.07 0.01 0.000 0.0000

9 190 2.28 0.22 0.047 0.0102

10 236 2.37 0.31 0.097 0.0300

Jumlah 1154 20.2

0.310 0.0040

X 115.40 2.02

S 55.33 0.19

G 0.80

Dari data-data diatas didapat: X 20.2 2.02 mm 10

(18)

Standar deviasi:

2 i

(X X) 0.31

S 0.19

n 1 10 1

      Koefisien kemencengan:





n ₃ i i 1 3 3 X X G

(n 1)(n 2)S

10 0.0040

G 0.80

9 8 0.09

         



Tabel 4.8 Hasil Perhitungan dengan Distribusi Log Person III No Periode ulang (T)

tahun K Log X Log S Log XT

1 2 -0.132 2.02 0.19 1.99 98.84

2 5 0.780 2.02 0.19 2.17 147.30

3 10 1.336 2.02 0.19 2.27 187.86

4 20 1.594 2.02 0.19 2.32 210.31

5 50 2.453 2.02 0.19 2.49 306.25

6 100 2.891 2.02 0.19 2.57 370.93

Berikut hasil analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Log Person III yang ditunjukkan pada tabel 4.8:

Log X2 = 2.02 + (-0.132 × 0.19) Log X2 = 1.99

X2 = 98.84 mm

Log X2 = 2.02 + (0.780 × 0.19) Log X2 = 2.17

(19)

Log X2 = 2.02 + (1.336 × 0.19) Log X2 = 2.27

X2 = 187.86 mm

Log X2 = 2.02 + (1.594 × 0.19) Log X2 = 2.32

X2 = 210.31 mm

Log X2 = 2.02 + (2.453 × 0.19) Log X2 = 2.49

X2 = 306.25 mm

Log X2 = 2.02 + (2.891 × 0.19) Log X2 = 2.57

(20)

4.2.4 Analisa Curah Hujan Distribusi Gumbel

Tabel 4.9 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel No _{Curah hujan (mm)}

Xi m P n 1   Periode Ulang 1 T P

 (XiX)

2 i (X X)

1 62 0.09 11.11 -53.40 2851.56

2 69 0.18 5.56 -46.40 2152.96

3 85 0.27 3.70 -30.40 924.16

4 85 0.36 2.78 -30.40 924.16

5 97 0.45 2.22 -18.40 338.56

6 100 0.54 1.85 -15.40 237.16

7 112 0.64 1.56 -3.40 11.56

8 118 0.73 1.37 2.60 6.76

9 190 0.82 1.21 74.60 5565.16

10 236 0.91 1.10 120.60 14544.36

Jumlah 1154

27556.40

X 115.40

S 55.33

Dari data-data diatas didapat: X 1154 115.40 mm 10

 

Standar deviasi:

2 i

(X X) 27556.40

S 55.33

n 1 10 1



  

 

Dari tabel 2.4 dan tabel 2.5 untuk n = 10

n n Y 0.4952 S 0.9496  

Untuk periode ulang (T) 2 tahun TR

Y 0.3668

TR n n

Y Y 0.3668 0.4952

K 0.91

S 0.9496

 

  

T

(21)

Y 1.5004

TR n n

Y Y 1.5004 0.4952

K 2.10

S 0.9496

 

  

T

X  X K.S 115.40 (2.10 55.33)   231.68 mm

Y 2.2510

TR n n

Y Y 2.2510 0.4952

K 2.89

S 0.9496

 

  

T

X  X K.S 115.40 (2.89 55.33)   275.41 mm

Y 2.9709

TR n n

Y Y 2.9709 0.4952

K 3.65

S 0.9496

 

  

T

X  X K.S 115.40 (3.65 55.33)   317.36 mm

Y 3.9028

TR n n

Y Y 3.9028 0.4952

K 4.63

S 0.9496

 

  

T

X  X K.S 115.40 (4.63 55.33)   371.66 mm

Y 4.6012

TR n n

Y Y 4.6012 0.4952

K 5.37

S 0.9496

 

  

T

X  X K.S 115.40 (5.37 55.33)   412.35 mm

(22)

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan dengan Distribusi Gumbel No Periode ulang (T)

tahun YTR Yn Sn X S K

Curah hujan (XT) 1 2 0.3668 0.4952 0.9496 115.40 55.33 0.91 165.63 2 5 1.5004 0.4952 0.9496 115.40 55.33 2.10 231.68 3 10 2.2510 0.4952 0.9496 115.40 55.33 2.89 275.41 4 20 2.9709 0.4952 0.9496 115.40 55.33 3.65 317.36 5 50 3.9028 0.4952 0.9496 115.40 55.33 4.63 371.66 6 100 4.6012 0.4952 0.9496 115.40 55.33 5.37 412.35 (Sumber : Hasil Perhitungan)

Tabel 4.11 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum No Periode ulang (T)

tahun Normal Log Normal Log Person III Gumbel

1 2 115.40 104.71 98.84 165.63

2 5 161.88 151.22 147.30 231.68

3 10 186.22 180.14 187.86 275.41

4 20 206.14 214.59 210.31 317.36

5 50 228.83 256.74 306.25 371.66

6 100 244.32 290.20 370.93 412.35

Dan selanjutnya hasil analisis dapat dilihat pada grafik berikut gambar 4.1:

Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.00 500.00

2 5 10 20 50 100

C u r a h H u ja n R e n c a n a ( m m )

Periode Ulang (T) tahun

Curah Hujan Rencana Maksimum

Normal

Log Normal

Log Person III

(23)

4.2.5 Analisa Frekuensi Curah Hujan

Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Analisa frekuensi diperlukan seri data hujan yang diperoleh dari penakar hujan, baik yang manual maupun otomatis. Analisa frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran hujan di masa yang akan datang. Dengan anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan yang akan datang masih sama dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu. Analisa frekuensi curah hujan diperlukan untuk menentukan jenis sebaran (distribusi). Perhitungan analisa frekuensi curah hujan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.12 berikut ini.

Tabel 4.12 Analisa Frekuensi Curah Hujan No Curah hujan (mm)

Xi (XiX)

2 i

(X X) (XiX)3

4 i (X X)

1 62 -53.40 2851.56 -152273.30 8131394.43

2 69 -46.40 2152.96 -99897.34 4635236.76

3 85 -30.40 924.16 -28094.46 854071.71

4 85 -30.40 924.16 -28094.46 854071.71

5 97 -18.40 338.56 -6229.50 114622.87

6 100 -15.40 237.16 -3652.26 56244.87

7 112 -3.40 11.56 -39.30 133.63

8 118 2.60 6.76 17.58 45.70

9 190 74.60 5565.16 415160.94 30971005.83

10 236 120.60 14544.36 1754049.82 211538407.81

Jumlah 1154 27556.40 1850947.68 257155235.32

X 115.40

S 55.33

Dari hasil perhitungan diatas selanjutnya ditentukan jenis sebaran yang sesuai, dalam penentuan jenis sebaran diperlukan faktor-faktor sebagai berikut:

(24)

n 3 i i 1 S 3 S 3

n (X X)

C

(n 1)(n 2)S

10 1850947.68

C 1.517

9 8 55.3

         



2. Koefesien Kurtosis (Ck) n 2 4 i i 1 k 4 2 k 4

n

(X

X)

C

(n 1)(n 2)(n 3)S

10

257155235.32

C

5.443

9 8 7 55.3













  



3. Koefesien Variasi (Cv)

v v S C X 55.3 C 0.479 115.4   

4.2.6 Pemilihan Jenis Distribusi

Dalam statistik terdapat beberapa jenis sebaran (distribusi), diantaranya yang sering digunakan dalam hidrologi adalah:

1. Distribusi Gumbel 2. Distribusi Log Normal 3. Distribusi Log Person III 4. Distribusi Normal

(25)

Tabel 4.13 Perbandingan Syarat Distribusi dan Hasil Perhitungan

No Jenis Distribusi Syarat Hasil Perhitungan

1 Gumbel CS ≤ 1.1396

Ck ≤ 5.4002

1.517 ≥ 1.1396 5.443 ≥ 5.4002

2 Log Normal CS = 3 CV + CV

2

CS = 0.8325

1.517 > 0.835

3 Log Person III CS ≈ 0 1.517 > 0

4 Normal CS = 0 1.517 ≠ 0

Berdasarkan perbandingan hasil perhitungan dan syarat diatas, maka dapat dipilih jenis distribusi yang memenuhi syarat, yaitu Distribusi Log Person III.

4.2.7 Pengujian Kecocokan Jenis Sebaran

Pengujian kecocokan jenis sebaran berfungsi untuk menguji apakah sebaran yang dipilih dalam pembuatan duration curve cocok dengan sebaran empirisnya. Dalam hal ini menggunakan metode Chi-Kuadrat dan metode Smirnov Kolmogorov. Uji kecocokan ini untuk mengetahui apakah data curah hujan yang ada sudah sesuai dengan jenis sebaran (distribusi) yang dipilih.

1) Uji Sebaran Chi-Kuadrat (Chi Square Test) 2

G

2 i i

h

i 1 i (O E ) X

E

 





dimana: 2 h

X = parameter chi-kuadrat terhitung G = jumlah sub kelompok

i

O = jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok i i

(26)

Rumus derajat kebebasan:

k

d   G R 1

dimana: k

d = derajat kebebasan G = jumlah kelas

R = banyaknya keterikatan

Perhitungan Chi-kuadrat :

 Jumlah Kelas (G) = 1 + 3,322 log n = 1 + 3,322 log 10

= 4,332 ≈ diambil nilai 4 kelas  Derajat Kebebasan (dk) = G - R - 1

= 4 - 1 - 1 = 2

Untuk dk = 2, signifikan (α) = 1%, maka dari tabel uji chi-kuadrat didapat harga X2 = 9,210.

 Ei = n / k = 10 / 4 = 2,5

 Dx = (Xmax – Xmin) / (k – 1) = (236 – 62) / (4 – 1) = 58

 Xawal = Xmin – (0,5 × Dx) = 62 – (0,5 × 58) = 33

 Tabel Perhitungan X2

Tabel 4.14 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat

No Nilai batasan Oi Ei (Oi – Ei)2 (Oi – Ei)2/Ei

1 33 ≤ X ≥ 91 4 2.5 2.25 0.9

2 91 ≤ X ≥ 149 4 2.5 2.25 0.9

3 149 ≤ X ≥ 207 1 2.5 2.25 0.9

4 207 ≤ X ≥ 265 1 2.5 2.25 0.9

Jumlah 3.6

(27)

Dari hasil perhitungan di atas (tabel 4.14) didapat nilai X2 sebesar 3,6 yang kurang dari nilai X2 pada tabel uji Chi-Kuadrat yang besarnya adalah 9,210. Maka dari pengujian kecocokan penyebaran Distribusi Log Person III dapat diterima.

2) Uji Sebaran Smirnov-Kolmogorov

(28)

Tabel 4.15 Perhitungan Uji Smirnov Kolmogorov

Dari hasil perhitungan di atas didapat nilai Dmax sebesar 0,435 yang kurang dari nilai Dcr pada tabel uji Smirnov Kolmogorov

yang besarnya adalah 0,490. Maka dari pengujian kecocokan penyebaran Distribusi Log Person III dapat diterima. No Tahun

Curah Hujan (mm)

Xi

M P(X) m

N 1 

 P(X ) _X

X X

k S



 P '(X) m

N 1 

 DP '(X) P(X ) 

1 2003 62 1 0.091 0.909 -0.965 0.053 -0.856

2 2004 69 2 0.182 0.818 -0.839 0.105 -0.713

3 2005 85 3 0.273 0.727 -0.549 0.158 -0.569

4 2006 85 4 0.364 0.636 -0.549 0.211 -0.426

5 2007 97 5 0.455 0.545 -0.333 0.263 -0.282

6 2008 100 6 0.545 0.455 -0.278 0.316 -0.139

7 2009 112 7 0.636 0.364 -0.061 0.368 0.005

8 2010 118 8 0.727 0.273 0.047 0.421 0.148

9 2011 190 9 0.818 0.182 1.348 0.474 0.292

(29)

4.2.8 Koefisien Pengaliran

Koefisien pengaliran adalah suatu variabel yang didasarkan pada kondisidaerah pengaliran dan karakteristik hujan yang jatuh di daerah tersebut. Adapunkondisi dan karakteristik yang dimaksud adalah:

• Kondisi hujan

• Luas dan bentuk daerah pengaliran

• Kemiringan daerah aliran dan kemiringan dasar sungai

• Daya infiltrasi dan perkolasi tanah

• Kebasahan tanah

• Suhu udara dan angin serta evaporasi

• Tata guna lahan

Dalam hal ini telah ditentukan nilai dari koefisien limpasan terhadap kondisi karakter permukaannya yaitu (tabel 4.16):

Tabel 4.16Nilai Koefisien Run Off (C)

Diskripsi lahan/karakter permukan Koefisien aliran, C

Industri

Ringan 0,55

Sedang 0,65

Berat 0,85

Perumahan

Multiunit, tergabung 0,60

Ruang Terbuka Hijau 0,28

(Sumber:Suripin 2004)

4.2.5 Intensitas Hujan Rencana

(30)

cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin jauh pula intensitasnya.

Hubungan antara intensitas hujan, lamanya hujan dan frekuensi hujan biasanya dinyatakan dalam lengkung Intensitas Durasi Frekuensi (IDF) yaitu Intensity, Duration, Frequency Curve. Diperlukan data hujan jangka pendek misalnya 5 menit, 10 menit, 30 menit, 60 menit dan jam-jaman untuk membentuk lengkung IDF. Data hujan jenis ini hanya dapat diperoleh dari stasiun penakar otomatis, selanjutnya berdasarkan hujan jangka pendek tersebut lengkung IDF dapat dibuat. Dari tabel dibawah dan divariasikan terhadap waktu konsentrasi serta fungsi dari drainase itu sendiri (primer atau sekunder).

(31)

[image:31.595.110.515.255.750.2]

Tabel 4.17 Analisa Intensitas Curah Hujan N

o

T t I (mm/jam)

(menit

) (jam) R2 R5 R10 R20 R50 R100

1 5 0.0833

3 179.60 9 267.66 9 341.37 3 382.16 9 556.50 8 674.04 3 2 10 0.1666

7 113.14 2 168.61 4 215.04 3 240.74 2 350.56 4 424.60 3 3 20 0.3333

3 71.276

106.22 2 135.47 1 151.66 1 220.84 6 267.48 9 4 30 0.5000

0 54.394 81.062

103.38 3 115.73 8 168.53 6 204.13 1 5 40 0.6666

7 44.901 66.915 85.341 95.539

139.12 3

168.50 6 6 50 0.8333

3 38.695 57.666 73.545 82.334

119.89 3

145.21 5 7 60 1.0000

0 34.266 51.066 65.127 72.910

106.17 1

128.59 4 8 70 1.1666

7 30.919 46.079 58.767 65.790 95.802

116.03 5 9 80 1.3333

3 28.286 42.154 53.762 60.186 87.642

106.15 2 10 90 1.5000

0 26.150 38.971 49.702 55.641 81.024 98.136 11 100 1.6666

7 24.376 36.327 46.330 51.867 75.528 91.479 12 110 1.8333

3 22.875 34.091 43.478 48.674 70.878 85.848 13 120 2.0000

0 21.586 32.170 41.028 45.931 66.884 81.009 14 130 2.1666

7 20.464 30.498 38.896 43.544 63.408 76.800 15 140 2.3333

3 19.478 29.028 37.021 41.445 60.352 73.098 16 150 2.5000

(32)

17 160 2.6666

7 17.819 26.555 33.868 37.915 55.211 66.872 18 170 2.8333

3 17.113 25.504 32.526 36.413 53.024 64.223 19 180 3.0000

0 16.473 24.550 31.310 35.052 51.042 61.822 (Sumber : Hasil Perhitungan)

Salah satu contoh perhitungan (R2, R5, R10, R20, R50 dan R100) analisa intensitas curah hujan Distribusi Log Person III diatas sebagai berikut:

Untuk periode ulang (T) 2 tahun 2 3 24 T 2 3 T T R 24 I 24 t 98.84 24 I 24 0.08333

I 179.609 mm / jam

   _ _      _ _   

I 267.669 mm / jam

   _ _      _ _   

(33)

2 3 24 T 2 3 T T R 24 I 24 t 187.86 24 I 24 0.08333 I 341.373 mm / jam

   _ _      _ _   

I 382.169 mm / jam

   _ _      _ _   

Untuk periode ulang (T) 50 tahun 2 3 24 T 2 3 T T R 24 I 24 t 306.25 24 I 24 0.08333 I 556.508 mm / jam

   _ _      _ _   

I 674.043 mm / jam

   _ _      _ _   

(34)

[image:34.595.125.520.91.327.2]

Gambar 4.2 Grafik Intensitas Curah Hujan

4.3 Analisa Hidrograf Satuan Sintetik

4.3.1 Hidrograf Satuan Nakayasu

Lokasi Studi 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700

5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180

In te n si ta s C u r a h H u ja n (m m /ja m )

[image:34.595.119.546.444.813.2]

Waktu Konsentrasi (menit)

Grafik Intensitas Curah Hujan

(35)

Gambar 4.3: Peta Rencana Tata Ruang Kota Medan (BAPPEDA PEMPROVSU, 2010)

[image:35.595.107.516.411.551.2]

Hidrograf satuan sintetis (HSS) Nakayasu adalah metode yang berasal dari Jepang. Adapun parameter yang dibutuhkan dalam menghitung HSS Nakayasu (tabel 4.18) antara lain:

Tabel 4.18 Parameter untuk Menghitung HSS Nakayasu

Parameter Nilai Satuan Keterangan

Luas DAS (A) 417,63 Km2 Dari BWS

Panjang Sungai (L) 77 Km Dari BWS

Koefisien Pengaliran (C) 0,24 - Dari Perhitungan Tata Guna lahan Hujan Satuan (Ro) 1 mm Curah Hujan Spesifik

[image:35.595.178.444.627.740.2]

(Sumber: Perhitungan dan alnalisa data)

Tabel 4.19 Hujan Efektif Daerah Pengaliran

t (Jam) Hujan (mm/jam)

1 65,127

2 41,028

(36)

[image:36.595.70.573.374.705.2]

Tabel 4.20 Zona Tata Guna Lahan DAS Belawan

Tabel 4.21 Nilai Koefisien Pengaliran DAS Belawan

Sumber hasil perhitungan

No Zona Penggunaan Lahan Koefisien

Limpasan ©

Luasan Area

(ha) C x A

1 Air empang 0.2 15.46 3.092

2 Air rawa 0.15 1,273.87 191.0805

3 Air tawar sungai 0.15 1,298.93 194.8395

4 Hutan rimba 0.15 4,279.09 641.8635

5 Pasir/bukit pasir laut 0.15 23.99 3.5985

6 Perkebunan/kebun 0.4 3,845.88 1538.352

7 Permukiman dan tempat kegiatan 0.9 1970.32 1773.288

8 Sawah 0.15 7,396.18 1109.427

9 Semak belukar/alang-alang 0.2 6665.57 1333.114

10 Tegalan/ladang 0.2 14,993.71 2998.742

(37)

Crerata = . = 0.24

Dari hasil perhitungan di atas maka nilai koefisien limpasan 0.24 ini dapat diartikan bahwa air hujan yang turun akan melimpas ke permukaan dan mengalir menuju daerah hilir (Tabel 4.18). Nilai koefisien ini juga dapat digunakan untuk menentukan kondisi fisik dari DAS Belawan yang artinya memiliki kondisi fisik yang baik. Hal ini sesuai dengan pernyataan Kodoatie dan Syarief (2005), yang menyatakan bahwa angka koefisien aliran permukaan itu merupakan salah satu indikator untuk menentukan kondisi fisik suatu DAS. Nilai C berkisar antara 0 - 1. Nilai C = 0 menunjukkan bahwa semua air hujan terinterepsi dan terinfiltrasi ke dalam tanah dan sebaliknya untuk C = 1 menunjukkan bahwa semua air hujan mengalir sebagai aliran permukaan (run off). Perubahan tata guna lahan yang terjadi secara langsung mempengaruhi debit puncak yang terjadi pada suatu DAS.

Dari parameter-parameter diatas selanjutnya kita akan menhitung hidrograf satuan dengan beberapa faktor sebagai berikut :

1.Menghitung waktu konsentrasi hujan

Untuk panjang sungai L > 15 km maka, tg = 0,40 + 0,058.L

tg = 0,40 + 0,058(77) = 4,866 jam

ambil tr = 0,75tg maka,

tr = 0,75(4,866) = 3,6495 jam

(38)

Tp = tg+0,8tr = 4,17+0,8(3,1275) = 7,7856 jam

3. Menghitung waktu penurunan debit

Ambil nilai = 2, untuk pengaliran biasa

T0,3 =  tg = 2 x 4,866 = 9,732 jam

4. Menghitung debit maksimum

Base Flow (Qb) = 0.5 x Qp = 0.5 x 2.30715 = 1.153 m3/dt

5. Menghitung kurva naik dan kurva turun hidrograf

Data diatas digunakan sebagai parameter untuk input unit Hidrograf Sungai Belawan,sedangkan data Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu dapat dilihat pada perhitungan berikut:

a. Kurva naik

1. , maka

Rumus kurva naik maka,

3 c.A.Ro 0, 24(417, 63)(1)

Qp = = = 2,30715 m / det

3, 6(0,3T + T_p ) 3, 6[(0,3)(6, 672) + (8,34)] 0,3

0 _{t Tp}

0 t 7, 7856

2,4 Q = Q .(t / T )t _p _p

(39)

( Persamaan kurva naik)

b. Kurva turun

1.Kurva turun pertama

, maka

Rumus kurva turun maka,

(Persamaan kurva turun 1)

2.Kurva turun kedua

, maka

Rumus kurva turun

maka,

(Persamaan kurva turun 2) T_p t < (T + T_p )

0,3 

7, 7856t < 17,5176

t-Tp T

0,3 Q 1 = Qp.0,3_t

t-7,7856 8,34

Q 1 = 2, 30715 x 0, 3_t

0,3 ( 0,3 1,5 0,3)

p p

T T  t T T  T

17,5176 t 32,1156

0,3

0,3 (0,5 )

1,5

2

.0,3

p

t T T

T t

Q

Qp

 



(40)

3.Kurva turun ketiga

, maka

Rumus kurva turun

maka,

(Persamaan kurva turun 3)

6. Memasukkan hasil perhitungan ke table

Hasil dari perhitungan diatas kemudian ditabelkan dengan keterangan sebagai berikut:

Kolom (1): Keterangan rentang waktu kurva naik dan kurva turun

Kolom (2): Periode hidrograf dengan selang waktu 1 jam

Kolom (3): Persamaan Qt (persamaan 2.27)

Kolom (4): Hasil kali Qt dengan periode hidrograf 0,3 0,3

( _p 1,5 )

t T T  T

32,1156 t

0,3 0,3

(1,5 ) 1,5

3

.0,3

p

t T T

T t

Q

Qp

 



t-(7,7856)+[1,5(9,732)]

1,5(9,732)

(41)

Kolom (5): Kolom (4) x Akibat hujan kolom (5)

Kolom (6): Kolom (4) x Akibat hujan kolom (6) diturunkan satu baris

Kolom (7): Kolom (4) x Akibat hujan kolom (7), diturunkan dua baris

(42)

[image:42.792.89.712.99.541.2]

Tabel 4.22 Tabel Hasil Perhitungan HSS Nakayasu

Keterangan t (jam) Persamaan Qt

(m3/det/mm)

Akibat Hujan (mm) Total

(m3/det)

65,127 41,028 31,31

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)

Kurva naik 0 0 0 0 0 0

1 0.016748489 1.090778848 0 0 1.1075273

2 0.088399055 5.757165275 0.68715701 0 6.5327213

3 0.233919618 15.23448295 3.62683644 0.524395 19.619634

4 0.466573011 30.3865005 9.59725407 2.7677744 43.218102

5 0.79708318 51.91163626 19.1425575 7.3240232 79.175300

6 1.234635145 80.40808306 32.7027287 14.608400 128.95384

7 1.787355456 116.4050988 50.6546107 24.956674 193.80373

Kurva turun-1 8 2.462587117 160.3809112 73.3316196 38.656426 274.83154

9 1.985315937 129.297671 101.035024 55.962099 288.28011

10 1.754291867 114.2517664 81.4535422 77.103602 274.56320

11 1.550151236 100.9566995 71.9750867 62.160241 236.64217

12 1.369765716 89.20873176 63.5996049 54.926878 209.10498

13 1.210371009 78.82783271 56.1987477 48.535235 184.77218

14 1.069524491 69.65492152 49.6591017 42.887364 163.27091

15 0.945067775 61.54942899 43.8804508 37.896716 144.27166

16 0.835093639 54.38714346 38.7742406 33.486811 127.48328

17 0.737916798 48.05830731 34.2622218 29.590072 112.64851

Kurva turun-2 18 0.652048076 42.46593505 30.2752503 26.146781 99.540015

19 0.439649411 28.6330472 26.7522284 23.104174 78.929100

20 0.396582318 25.82821661 18.0379360 20.415625 64.678360

21 0.357733983 23.29814108 16.2709793 13.765423 53.692277

22 0.322691145 21.01590621 14.6771098 12.416992 48.432699

23 0.291081027 18.95723407 13.2393723 11.200650 43.688338

24 0.262567367 17.10022494 11.9424723 10.103459 39.408724

25 0.236846843 15.42512436 10.7726139 9.1137469 35.548332

26 0.213645845 13.91411296 9.71735228 8.2209842 32.066095

27 0.192717566 12.55111693 8.76546174 7.4156746 28.924970

28 0.173839376 11.32163701 7.90681630 6.6892514 26.091544

p p

T  t T

7, 7856 p

T  t Q = 1362,374.(t / 8,315)_n 2,4

t-8,315 10,394

Q 1 = 1362, 374.0, 3_t

0,3

( )

p p

T  t T T

17,5176 p

T  t

t-[8,315+(0,5(10,394)] 1,5(10,394) Q 2 = 1362,374(0,3)_t

( 1, 5 )

0,3 0,3 0,3

T_pT  t T_pT  T

(43)

Keterangan t (jam) Persamaan Qn atau Qt

m3/det/mm

Akibat Hujan (mm) Total

m3/det

65,129 41,028 31,31

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (1) (2)

Kurva turun-2 30 0.141449643 9.212190883 6.433619186 5.442910848 21.23017056

31 0.127593546 8.309784841 5.803395942 4.909735223 19.15050955

32 0.115094761 7.495776519 5.234907987 4.428788314 17.27456758

Kurva turun -3 33 0.103820331 6.761506669 4.722107867 3.994953911 15.58238878

34 0.093650318 6.099164286 4.259540523 3.603616976 14.0559721

35 0.073353085 4.777266391 3.842285263 3.25061455 11.94351929

36 0.067546036 4.39907068 3.009530386 2.932191469 10.40833857

37 0.062198706 4.050815103 2.771278761 2.296685103 9.180977672

38 0.057274701 3.730129427 2.551888495 2.114866384 8.454159007

39 0.052740508 3.434831063 2.349866417 1.947441474 7.784879462

40 0.048565268 3.162910205 2.163837561 1.793270876 7.168583911

(Sumber: Hasil perhitungan)

t-[8,315+(0,5(10,394)] 1,5(10,394) Q 2 = 1362,374(0,3)_t

18, 70937 t 34,30051

0,3 0,3

( _p 1,5 )

t T T  T

34,30051 t

(44)

(45)

4.3.2 Hidrograf Satuan Snyder

Dalam permulaan tahun 1938, F.F.Snyder dari Amerika Serikat, telah mengembangkan rumus empiris dengan koefisien-koefisien empiris yang menghubungkan unsure-unsur hidrograf satuan dengan karakteristik daerah pengaliran.

[image:45.595.106.519.347.504.2]

Adapun parameter-parameter yang dibutuhkan dalam analisis HSS Snyder adalah sebagai berikut (tabel 4.23 ) :

Tabel 4.23 Parameter untuk menghitung HSS Snyder

Parameter Nilai Satuan Keterangan

Luas DAS (A) 417,63 Km2 Dari data BWS

Panjang Sungai Utama (L) 77 Km Dari data BWS Jarak antara titik berat DAS dan

outlet (Lc)

45,455 Km Dari Peta DAS Belawan

Koefisien Ct 2,26 - Perhitungan

Koefisien Cp 0,2006 - Perhitungan

TR asumsi 1 Jam Asumsi

Curah Hujan (h) 0,187 m Dari Distribusi Gumbel

(sumber :Hasil Perhitungan dan analisa data)

Dari parameter diatas nilai Ct dan Cp harus diperoleh melalui perhitungan terlebih dahulu. Adapun parameter tambahan yang diperlukan adalah nilai t_pR=

24 jam (Suripin,2003) dan debit puncak sebesar 15,933m / det3 yang diperoleh dari BWS untuk DAS BELAWAN.

Karena tpR jauh dari 5,5 tR, maka kelambatan DAS standar adalah: R

t R = 5,5 t_p t R = 5,5 (1) = 5,5_p

(46)

(dikombinasikan ke pers 2.28)

Dapat diperoleh nilai tr dan tp sebagai berikut :

Menghitung nilai Ct dan Cp dengan rumus sebagai berikut :

Koefisien Cp dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Dari parameter diatas selanjutkan kita akan mencari hidrograf satuan dengan beberapa factor-faktor, antara lain :

t_{r x}4 t = 24 +_p

4

t_{r -} 4 5,5 t = 24 +_r

4 (5,5 4) t = 24 4 + t _r  _r1

(22 1) t = 96 1 _r  t = 4,5238_r jam

t = 5,5 t_p _r t = 24,88_p jam

0,3

t = C (L.L )_p _t _c 24,88 = C (77x45, 455)_t 0,3

C = 2, 26_t

241,8688 ₃

q_pR = 0.571m / det.cm

417, 63 

2, 75.Cp

q =

pR _t

pR

2, 75.Cp 0,571 =

24

(47)

1. Mencari waktu mulai titik berat hujan sampai debit puncak (tp)

2.Mencari waktu mencapai puncak banjir (Tp)

3. Mencari lama curah hujan efektif (tr’)

karena tr’>tr maka digunakan persamaan 2.33 antar lain :

4. Mencari debit puncak (Qp)

5. Memasukkan hasil perhitungan ke tabel

Ordinat hidrograf satuan dihitung dengan persamaan Alexeyev t = 24,88 jam_p

t_r 1

T ' = t +_p _p = 24,88 + = 25,38 jam

2 2

t_p _24,88

t ' =_r = = 4,523 5,5 5,5

t_r 1

T = t +_p _p = 10,994 + = 11, 494 jam

2 2

3

Qp = qp.A = 0, 0246 x 417, 63 = 10,326 m / det / mm

C_p ₁

qp = 0, 278. = 0, 278 = 0, 0247

t_p 10,994

λ = (Qp.T ) / (h.A) = (10,326 x 11,743) / (0,187 _p x 417, 63) = 1,543

2 2

(48)

Setelah itu hasilnya ditabelkan dengan keterangan sebagai berikut (tabel 4.24) : Kolom (1) : Periode hidrograf dengan selang waktu 1 jam

Kolom (2) : X=t/Tp Kolom (3) :Y 10a.(1x) /2 x

[image:48.595.41.582.285.753.2]

Kolom(4): Q=Y.Qp karenaY= Q/Qp

Tabel 4.24 Tabel hasil perhitungan HSS Snyder

t x y Q Akibat hujan (mm)

65,127 mm 41,028 mm 31,31 mm Total

0 0 0 0 0 0 0 0

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(Sumber: hasil perhitungan)

(54)

[image:54.842.205.642.109.405.2]

Gambar 4.5 Grafik Hidrograf Sintetik Synder

0 50 100 150 200 250 300

1

12 23 34 45 56 67 78 89 ₁₀₀ ₁₁₁ ₁₂₂ ₁₃₃ ₁₄₄ ₁₅₅ ₁₆₆ ₁₇₇ ₁₈₈ ₁₉₉

D

ebi

t(

m

3

/det

)

Waktu(Jam)

Hidrograf Satuan Sintetik Snyder Sungai

Belawan

Total

Akibat hujan 31,31 mm

Akibat hujan 41,028 mm

(55)

4.2.3 Hidrograf Satuan Gamma-1

[image:55.595.109.448.282.594.2]

Hidrograf satuan sintetis (HSS) Gamma-1 asalnya dari Indonesia.Ditemukan oleh Sri Harto.Pengamatannya dilakukan pada ±300 banjir di sungai-sungai di pulau Jawa. Adapun parameter yang dibutuhkan dalam menghitung HSS Gamma -1 antara lain(tabel 4.25):

Tabel 4.25 Parameter untuk menghitung HSS Gamma-1

Parameter Nilai Keterangan

Luas DAS (A) 417,63 Km2 Dari BWS

Panjang Sungai Utama (L) 77 Km Dari BWS Kemiringan Sungai rata-rata (S) 0,0128 Analisa Peta Kerapatan Jaringan Kuras (D) 0,1843 Perhitungan Luas DAS bagian Hulu (RUA) 0,4402 Analisa Peta

Faktor Lebar (WF) 2,093 Analisa Peta

Faktor Simetri (SIM) 0,9213 Perhitungan

Faktor Sumber (SF) 0,274 Perhitungan

Frekuensi Sumber (SN) 0,44 Analisa Peta

Jumlah Pertemuan Sungai (JN) 14 Analisa Peta

(Sumber: Analisa Peta)

(56)

1. Menghitung waktu mencapai debit puncak (tr)

3 77 3

0, 43( ) 1, 0655 1, 2775 0, 43( ) 1, 0655(0,9213) 1, 2775 0,9734

100. 100 0, 274

L

tr SIM jam

SF x

      

2. Menghitung waktu dasar (Tb)

0,1457 0,0986 0,7344 0,2574

0,1457 0,0986 0,7344 0,2574 27, 4132

27, 4132(0,9732) (0, 00798) (0, 44) (0, 4402)

11,874

Tb tr S SN RUA

jam     

3. Menghitung koefisien tampungan (K) 0,1793 0,1446 1,0897 0,0452

0,1793 0,1446 1,0897 0,0452 0,5617

0,5617(417, 63) (0, 00798) (0, 274) (0,1556)

12,5968

K A S SF D

 

  

4. Menghitung debit puncak hidrograf (Qp)

0,5886 0,4008 0,2381

0,5886 0,4008 0,2381 3

0,1836

0,1836(417, 63) (0,9734) (14) 11.86188148m /det

Qp A TR JN

 

 

5. Menghitung

Hasil dari perhitungan diatas kemudian dimasukkan ke dalam table (tabel 4.26), dengan keterangan sebagai berikut:

Kolom (1): Periode hidrograf dengan selang waktu 1 jam

Kolom (2): Debit dalam waktu tertentu . t K

QtQp e

0,6444 0,9430 0,6444 0,9430 3

0, 475 0, 475(417, 63) (0,1843) 4, 71070 det

(57)

[image:57.595.255.370.142.648.2]

Tabel 4.26 Tabel Hasil Perhitungan HSS Gamma-1

(Sumber: Hasil perhitungan)

(58)

[image:58.842.185.658.82.314.2]

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Qt dengan Periode Hidrograf

0 2 4 6 8 10 12 14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 UH Deli

(59)

[image:59.595.143.482.152.755.2]

Tabel 4.21 Perbandingan metode Hidrograf

No T (jam) HSS Snyder HSS Nakayasu HSS Gamma-1

1 0 0 0 4.46382

2 1 0.038481897 1.107527337 4.10274

3 2 0.325113438 6.532721341 3.77087

4 3 2.358357237 19.6196342 3.46584

5 4 7.556442449 43.21810201 3.18548

6 5 16.07353521 79.17530017 2.92781

7 6 26.84109267 128.9538479 2.69097

8 7 38.46410541 193.8037393 2.4733

9 8 49.94566587 274.8315443 2.27323

10 9 60.73142807 288.2801105 2.08935 11 10 70.56610686 274.5632032 1.92034 12 11 79.36774248 236.6421795 1.765 13 12 87.14717955 209.1049807 1.62223 14 13 93.9613065 184.7721867 1.49101

15 14 99.8870433 163.2709123 1.3704

16 15 105.0072941 144.2716639 1.25954 17 16 109.403632 127.4832896 1.15766 18 17 113.1527238 112.648518 1.06401 19 18 116.3248096 99.54001537 0.97795 20 19 118.9832903 78.92910002 0.89884 21 20 121.1848918 64.67836023 0.82613 22 21 122.9801093 53.69227746 0.7593 23 22 124.4137684 48.43269956 0.69788 24 23 125.5256131 43.68833839 0.64143 25 24 126.3508741 39.40872446 0.58955 26 25 126.9207962 35.54833212 0.54186 27 26 127.2631139 32.06609537 0.49803 28 27 127.4024761 28.9249709 0.45774 29 28 127.3608192 26.09154411 0.42071 30 29 127.1576952 23.5356736 0.38668 31 30 126.8105577 21.23017056 0.3554 32 31 126.3350116 19.15050955 0.32665 33 32 125.7450308 17.27456758 0.30023 34 33 125.0531474 15.58238878 0.27594 35 34 124.2706172 14.0559721 0.25362 36 35 123.4075639 11.94351929 0.23311 37 36 122.4731054 10.40833857 0.21425

38 37 121.4754641 9.180977672 0

39 38 120.4220637 8.454159007 0

(60)

41 40 118.1741883 7.168583911 -

42 41 116.991284 - -

43 42 115.7758865 - -

44 43 114.5325182 - -

45 44 113.2652844 - -

46 45 111.9779149 - -

47 46 110.6737992 - -

48 47 109.3560197 - -

49 ₄₈ 108.0273797 _- _-

50 49 106.6904302 - -

51 50 105.3474922 - -

52 51 104.0006778 - -

53 52 102.6519091 - -

54 53 101.3029346 - -

55 54 99.9553447 - -

56 55 98.61058531 - -

57 56 97.26997021 - -

58 57 95.93469229 - -

59 58 94.60583379 - -

60 59 93.28437546 - -

61 60 91.97120503 - -

62 61 90.66712484 - -

63 62 89.37285882 - -

64 63 88.08905883 - -

65 64 86.81631049 - -

66 65 85.55513851 - -

67 66 84.30601149 - -

68 67 83.06934645 - -

69 68 81.84551285 - -

70 69 80.63483638 - -

71 70 79.43760238 - -

72 71 78.25405899 - -

73 72 77.08442012 - -

74 73 75.92886805 - -

75 74 74.78755597 - -

76 75 73.66061021 - -

77 76 72.54813238 - -

78 77 71.45020126 - -

79 78 70.36687464 - -

80 79 69.29819097 - -

81 80 68.24417087 - -

82 81 67.20481855 - -

83 82 66.18012315 - -

84 83 65.17005993 - -

(61)

86 ₈₅ 63.19366843 _- _-

87 86 62.22723107 - -

88 87 61.27520961 - -

89 88 60.33752531 - -

90 89 59.41409125 - -

91 90 58.50481297 - -

92 91 57.60958921 - -

93 92 56.7283125 - -

94 93 55.86086973 - -

95 94 55.0071427 - -

96 95 54.16700863 - -

97 96 53.34034059 - -

98 97 52.52700797 - -

99 98 51.72687685 - -

100 99 50.9398104 - -

101 100 50.16566919 - -

102 101 49.40431158 - -

103 102 48.65559393 - -

104 103 47.91937094 - -

105 104 47.19549592 - -

106 105 46.48382097 - -

107 106 45.78419726 - -

108 107 45.0964752 - -

109 108 44.42050468 - -

110 109 43.75613518 - -

111 110 43.103216 - -

112 111 42.46159639 - -

113 112 41.83112567 - -

114 113 41.21165341 - -

115 114 40.60302951 - -

116 115 40.00510432 - -

117 116 39.41772878 - -

118 117 38.84075447 - -

119 118 38.27403372 - -

120 119 37.71741969 - -

121 120 37.17076644 - -

122 121 36.63392902 - -

123 ₁₂₂ 36.10676349 _- _-

124 ₁₂₃ 35.58912703 _- _-

125 124 35.08087795 - -

126 125 34.58187577 - -

127 126 34.09198122 - -

128 127 33.61105633 - -

(62)

130 129 32.67557022 - -

131 130 32.22073973 - -

132 131 31.77434042 - -

133 132 31.33624115 - -

134 133 30.90631224 - -

135 134 30.48442544 - -

136 135 30.070454 - -

137 136 29.66427262 - -

138 137 29.26575752 - -

139 138 28.8747864 - -

140 139 28.49123847 - -

141 140 28.11499447 - -

142 141 27.74593662 - -

143 142 27.38394869 - -

144 143 27.02891593 - -

145 144 26.68072514 - -

146 145 26.3392646 - -

147 146 26.0044241 - -

148 147 25.67609497 - -

149 148 25.35416998 - -

150 149 25.03854343 - -

151 150 24.72911108 - -

152 151 24.42577019 - -

153 152 24.12841946 - -

154 153 23.83695906 - -

155 154 23.55129059 - -

156 155 23.27131711 - -

157 156 22.99694309 - -

158 157 22.7280744 - -

159 158 22.46461833 - -

160 159 22.20648355 - -

161 160 21.9535801 - -

162 161 21.70581938 - -

163 162 21.46311416 - -

164 163 21.22537851 - -

165 164 20.99252786 - -

166 165 20.7644789 - -

167 166 20.54114965 - -

168 167 20.32245939 - -

169 168 20.10832867 - -

170 169 19.89867929 - -

171 170 19.69343428 - -

172 171 19.49251787 - -

173 172 19.29585554 - -

(63)

175 174 18.9150008 - -

176 175 18.73066519 - -

177 176 18.5502972 - -

178 177 18.37382808 - -

179 178 18.20119019 - -

180 179 18.03231699 - -

181 180 17.86714302 - -

182 181 17.70560392 - -

183 182 17.54763634 - -

184 183 17.39317801 - -

185 184 17.24216766 - -

186 185 17.09454505 - -

187 186 16.95025092 - -

188 187 16.809227 - -

189 188 16.671416 - -

190 189 16.53676157 - -

191 190 16.40520831 - -

192 191 16.27670174 - -

193 192 16.1511883 - -

194 193 16.02861532 - -

195 194 15.90893103 - -

196 195 15.79208452 - -

197 196 15.67802575 - -

198 197 15.56670553 - -

199 198 15.45807548 - -

200 199 15.35208806 - -

201 200 15.24869654 - -

202 201 15.14785498 - -

203 202 15.04951823 - -

204 203 14.9536419 - -

205 204 14.86018236 - -

206 ₂₀₅ 14.76909674 _- _-

207 ₂₀₆ 14.68034289 _- _-

(64)

Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Hidrograf Satuan Sintetik Snyder, Nakayasu dan Gamma I

0 50 100 150 200 250 300 350

1

11 21 31 41 51 61 71 81 91 ₁₀₁ ₁₁₁ ₁₂₁ ₁₃₁ ₁₄₁ ₁₅₁ ₁₆₁ ₁₇₁ ₁₈₁ ₁₉₁ ₂₀₁

HSS Snyder

HSS Nakayasu

(65)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisa pada bab sebelumnya maka didapat kesimpulan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Curah hujan harian terbesar atau maksimum dalam kala 10 tahun (tahun 2003- tahun 2012) pada data curah hujan adalah sebesar 236 m3/detik pada tahun 2004

2. Debit puncak Daerah Aliran Sungai (DAS) Belawan menggunakan metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu sebesar 288,2801105 m3/detik pada t = 9 jam.

3. Debit puncak Daerah Aliran Sungai (DAS) Belawan menggunakan metode Hidrograf Satuan Sintetik Snyder sebesar 127,4024761 m3/detik pada t = 27 jam.

4. Debit puncak Daerah Aliran Sungai (DAS) Belawan menggunakan metode Hidrograf Satuan Sintetik Gamma-1 sebesar 4,46382 m3/detik pada

t = 1 jam

(66)

Sintetik Nakayasu. Karena dari hasil analisis diperoleh bahwa HSS Nakayasu menghasilkan debit 288,2801105 m3/detik dan hasil ini paling mendekati dari karakteristik data debit DAS Belawan yang diambil dari BWSS II dimana nilainya yaitu:

Luas 417,63 Km2 Debit minimum 9,793 m3/detik

Panjang 77 Km Debit rata-rata 15,93376 m3/detik

Lebar 52 m Debit banjir 241,8688 m3/detik

Kemiringan (s) 0,0128

(67)

DAS lain yang ternyata sangat menentukan pengalihragaman hujan menjadi banjir. Parameter-parameter tersebut yaitu parameter dalam metode HSS Gamma I.

5.2 Saran

1. Dari hasil penelitian diharapkan penelitian ini menjadi masukan yang berguna dalam proses pengambilan keputusan untuk kepentingan pengukuran debit pada DAS Belawan.

2. Untuk hasil perhitungan yang lebih akurat sebaiknya menggunakan data curah hujan jam-jaman.

(68)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Daerah Aliran Sungai (DAS)

2.1.1 Pengertian DAS

Daerah aliran sungai (DAS) adalah daerah tangkapan air yang dihulu dibatasi oleh punggung–punggung gunung atau bukit, dimana air hujan yang jatuh di daerah tersebut dan air tanahnya akan mengalir menuju sungai utama pada suatu titik/stasiun yang ditinjau (Triatmodjo, 2009). Undang-undang No.7 tahun 2004 pasal 1 menyatakan bahwa DAS adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan.

DAS biasanya dibagi menjadi tiga bagian yaitu daerah hulu, tengah, dan hilir. Fungsi suatu DAS merupakan suatu respon gabungan yang dilakukan oleh seluruh faktor alamiah dan buatan manusia dan yang ada pada DAS tersebut. Sebuah DAS yang besar dapat dibagi menjadi SubDAS-SubDAS yang lebih kecil (Gambar 2.1). Unit spasial yang lebih kecil dapat dibentuk pada SubDAS untuk melakukan analisa spasial yang lebih akurat berdasarkan jenis tanah dan penggunaan lahannya.

(69)

[image:69.595.139.478.134.386.2]

Gambar 2.1: Daerah Aliran Sungai (DAS) 2.1.2 Pengertian Sungai

Permukaan bumi secara alami mengalami erosi begitu muncul ke permukaan. Salah satu faktor penting penyebab erosi yang bekerja secara terus menerus untuk mengikis permukaan bumi, hingga sama dengan permukaan laut adalah air. Air adalah benda cair yang senantiasa bergerak ke arah tempat yang lebih rendah yang dipengaruhi oleh gradien sungai dan gaya gravitasi bumi. Menurut Sandy (1985), dalam pergerakannya air selain melarutkan sesuatu juga mengikis bumi sehingga akhirnya terbentuklah cekungan dimana air tertampung melalui saluran kecil atau besar yang disebut dengan istilah alur sungai.

(70)

Suatu kesatuan wilayah tata air yang terbentuk secara alamiah, dimana air akan mengalir melalui sungai dan anak sungai disebut daerah aliran sungai (DAS). Dalam istilah bahasa inggris disebut Catchment Area, Watershed, atau River Basin.

[image:70.595.144.477.261.420.2]

Menurut Waryono (2001) bahwa struktur sungai pada hakekatnya merupakan bentuk luar penampang badan sungai yang memiliki karakteristik berbeda pada bagian hulu, tengah, dan hilir. Lebih jauh dikemukakan bahwa bagian dari struktur sungai meliputi badan sungai, tanggul sungai dan bantaran sungai. Forman (1986) menggambarkan struktur koridor sungai secara rinci sebagai berikut (Gambar 2.2):

Gambar 2.2: Struktur Koridor Sungai

Keterangan:

A: Penyangga tepian sungai D: Batas tinggi air semu

B: Dataran Banjir E: Dasar Sungai

C: Badan Sungai F: Vegetasi riparian

Fungsi pokok sungai adalah untuk mengalirkan kelebihan air dari permukaan tanah, sedangkan fungsi lainnya adalah dapat digunakan untuk kesejahteraan manusia, seperti sumber air minum, PLTA, pengairan, transportasi air, untuk meninggikan tanah yang rendah dan mengatur suhu tanah. Menurut peraturan perundangan yang ada, fungsi sungai adalah:

(71)

b. _{Sungai harus dilindungi dan dijaga kelestariannya, ditingkatkan fungsi dan} pemanfaatannya, dan dikendalikan daya rusaknya terhadap lingkungan.

2.1.3 Bentuk-bentuk Daerah Aliran Sungai

Bentuk bentuk DAS dapat dibagi dalam empat, antara lain: A. Bentuk memanjang/ bulu burung

B. Bentuk radial C. Bentuk paralel D. Bentuk komplek

A. Bentuk memanjang/ bulu burung

[image:71.595.183.333.454.644.2]

Biasanya induk sungainya akan memanjang dengan anak anak sungai langsung mengalir ke induk sungai kadang kadang berbentuk seperti bulu burung. Bentuk ini biasanya akan menyebabkan besar aliran banjir relatif lebih kecil karena perjalanan banjir dari anak sungai itu berbeda beda, dan banjir berlangsung agak lama. Bentuk dari DAS ini ditunjukkan pada (Gambar 2.3).

(72)

B. Bentuk radial

[image:72.595.237.368.255.407.2]

Bentuk DAS ini seolah olah memusat pada satu titik sehingga menggambarkan adanya bentuk radial, kadang kadang gambaran tersebut memberi bentuk kipas atau lingkaran. Sebagai akibat dari bentuk tersebut maka waktu yang diperlukan aliran yang datang dari segala penjuru anak sungai memerlukan waktu yang hampir bersamaan. Sebagai contoh DAS Bengawan Solo seperti pada (Gambar 2.4).

Gambar 2.4: DAS bentuk radial C. Bentuk paralel

DAS ini dibentuk oleh dua jalur DAS yang bersatu dibagian hilir. Apabila terjadi banjir di daerah hilir biasanya terjadi setelah dibawah titik pertemuan. Sebagai contoh adalah banjir di Batang Hari di bawah pertemuan Batang Tembesi seperti pada (Gambar 2.5).

(73)

D. Bentuk komplek

[image:73.595.240.375.177.324.2]

DAS Bentuk komplek merupakan bentuk kejadian gabungan dari beberapa bentuk DAS yang dijelaskan di atas, sebagai contoh pada (Gambar 2.6).

Gambar 2.6: DAS bentuk komplek

2.2 Hidrologi

(74)

[image:74.595.155.429.138.349.2]

Gambar 2.7 Siklus Hidrologi

2.2.1 Curah Hujan

(75)

Ada 3 macam cara yang berbeda dalam menentukan tinggi curah hujan rata-rata pada areal tertentu dari angka-angka curah hujan di beberapa titik pos penakar atau pencatat.

1. Rata-rata aljabar

Tinggi rata-rata curah hujan didapatkan dengan mengambil nilai rata-rata hitung

(arithmatic mean) pengukuran hujan di pos penakar-penakar hujan di dalam areal studi.

d = d +d +d + … + dn_n = ∑n di_n

i= (2.1)

di mana d = tinggi curah hujan rata-rata, d1, d2 . . . dn = tinggi curah hujan pada pos penakar 1, 2, . . . , n, dan n = banyak pos penakaran.

Cara ini akan memberikan hasil yang dapat dipercaya jika pos-pos penakarnya ditempatkan secara merata di areal tersebut, dan hasil penakaran masing-masing pos penakar tidak menyimpang jauh dari nilai rata-rata seluruh pos di seluruh areal.

2. Cara Poligon Thiessen

(76)

[image:76.595.152.427.73.233.2]

Gambar 2.8 Poligon Thiessen pada DAS Curah hujan pada suatu daerah dapat dihitung dengan persamaan berikut:

(2.2) (2.3) dimana d = tinggi curah hujan rerata daerah (mm), dn = hujan pada pos penakar hujan (mm), An = luas daerah pengaruh pos penakar hujan (km2), dan A = luas total DAS (km2).

3. Cara isohyet

Dalam hal ini kita harus menggambarkan dulu kontur dengan tinggi curah hujan yang sama (isohyet), seperti terlihat pada Gambar 2.9 berikut.

Gambar 2.9 Peta Isohyet n 2 1 n n 2 2 1 1 A ... A A d . A ... d . A d . A d        A d . A ... d . A d . A

[image:76.595.195.430.574.733.2]

(77)

Kemudian luas bagian di antara isohyet-isohyet yeng berdekatan diukur, dan nilai rata-ratanya dihitung sebagai berikut:

(2.4)

(2.5) di mana d = tinggi curah hujan rata-rata areal, A = luas areal total = A1 + A2 + A3 + ...+ An, dan d0, d1, ..., dn = curah hujan pada isohyet 0, 1, 2, ..., n.

Ini adalah cara yang paling teliti untuk mendapatkan hujan areal rata-rata, tetapi memerlukan jaringan pos penakar yang relatif lebih padat yang memungkinkan untuk membuat isohyet. Pada waktu menggambar garis-garis isohyet sebaiknya juga memperhatikan pengaruh bukit atau gunung terhadap distribusi hujan (hujan orografik).

2.2.2 Distribusi Frekuensi Curah Hujan

Untuk menganalisis probabilitas curah hujan biasanya dipakai beberapa macam distribusi yaitu:

A. Distribusi Normal

B. Log Normal

C. Gumbel

D.Log Pearson Type III

A. Distribusi Normal

(78)

Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss. Untuk analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode distribusi Normal, dengan persamaan