Oleh :
HASANUDDIN 105 81 627 07
MUHAMMAD YUSRAN 105 81 675 07
JURUSAN SIPIL DAN PERENCANAAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2014
rahmat dan hidayah-Nyalah sehingga penulis dapat menyusun skripsi ini, dan dapat kami selesaikan dengan baik.
Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan akademik yang harus ditempuh dalam rangka menyelesaikan program studi pada Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
Adapun judul tugas akhir kami adalah : “PENERAPAN HIDROGRAF SATUAN SINTETIK METODE LIMANTARA DAN NAKAYASU PADA DAS SADDANG SUB DAS MAMASA”
Sebagai manusia biasa, penulis sangat menyadari bahwa didalam penulisan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan, baik dari segi teknis penulisan maupun dari perhitungan – perhitungan. Oleh karena itu dengan penuh keikhlasan dan kerendahan hati penulis menerima segala bentuk auto kritik untuk penyempurnaan tulisan ini agar kelak dapat bermanfaat.
Skripsi ini terwujud berkat adanya bantuan, arahan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, kami mengucapkan jazaakumullah khairan katsira dan penghargaan yang setinggi – tingginya kepada :
2. Bapak Muh. Syafaat S. Kuba, S.T. sebagai ketua Jurusan Sipil Fakultas Teknik Univeritas Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak Prof. Dr. Ir. Lawalenna S, M.Si.,M.Eng selaku pembimbing I dan bapak Abd. Rakhim Nanda, S.T.,M.T. pembimbing II, yang telah memberikan bimbingan dan arahan sehingga terwujudnya Skripsi ini.
4. Bapak dan Ibu Dosen serta Staf pada Fakultas Teknik atas waktunya telah mendidik dan melayani penulis selama mengikuti proses belajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Rekan–rekan Mahasiswa Fakultas Teknik, terkhusus saudaraku Angkatan 2007 yang dengan kekraban dan persaudaraannya banyak membantu dalam menyelesaikan tugas ini.
Semoga semua pihak tersebut mendapat pahala yang berlipat ganda di sisi Allah SWT dan skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis, rekan - rekan, msyarakat bangsa dan negara. Amien.
Makassar, 09 Juni 2014
Penulis
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR... vii
DAFTAR TABEL... viii
DAFTAR ISTILAH... ix
DAFTAR SINGKATAN ... x
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah... 5
C. Tujuan Penelitian... 6
D. Manfaat Peneletian... 6
E. Batasan Masalah ... 6
F. Sistematika Penulisan... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Daerah Aliran Sungai... 8
B. Curah Hujan Efektif... 10
C. Hidrograf Satuan... 11
D. Hidrograf Satuan Sintetik ... 14
E. Studi Penelitian Metode HSS Limantara dan Metode HSS Nakayasu ... 19
B. Pengumpulan Data ... 26
C. Analisis Data ... 27
D. Diagram Tahapan Penelitian... 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Karakteristik DAS Saddang... 30
B. Pola Curah Hujan dan Debit Banjir ... 30
C. Hidrograf Limantara dan Nakayasu ... 36
D. Debit Banjir Metode Limantara dan Nakayasu ... 44
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 52
B. Saran ... 53 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Gambar 1 : Bentuk Hidrograf...14
Gambar 2 : Hidrograf Satuan Bebas Terhadap Waktu Dan Limpasannya Berbanding Lurus Dengan Tebal Hujan Efektif (Soemarto 1987) ...15
Gambar 3 : Metode Pemisahan Aliran Dasar (Base Flow) dari Hidrograf Aliran Total...16
Gambar 4 : Perinsip Hidrograf Satuan (Triatmojo, 2008) ...18
Gambar 5 : Diagram Tahapan Penelitian HSS Limantara...29
Gambar 6 : Kurva HSS Limantara ...39
Gambar 7 : Kurva HSS Nakayasu ...43
Gambar 8 : Hidrograf banjir rancangan HSS Limantara...46
Gambar 9 : Hidrograf banjir rancangan HSS Nakayasu ...48
Gambar 10 : Kurva perbandingan HSS Limantara dan HSS Nakayasu ...49
Tabel 2 : Analisis Curah Hujan Rancangan...32
Tabel 3 : Nilai Yt, Yn, dan Sn Sebagai Fungsi dari T ...33
Tabel 4 : Analisa Curah Hujan Rancangan...33
Tabel 5 : Analisa Curah Hujan Rancangan...34
Tabel 6 : Intesitas Curah Jam-jaman ...35
Tabel 7 : Distribusi Hujan Efektif Jam-jaman ...36
Tabel 8 : Perhitungan HSS Limantara ...37
Tabel 9 : Perhitungan HSS Nakayasu ...41
Tabel 10 : DBR HSS Limantara Untuk Q 5 tahun - 200 tahun ...45
Tabel 11 : DBR HSS Nakayasu Untuk Q 5 tahun - 200 tahun ...47
Tabel 12 : Perbandingan Rumus Limantara dan Nakayasu...50
Tabel 13 : DBR HSS Limantara untuk Q 5 tahun ...59
Tabel 14 : DBR HSS Limantara untuk Q 10 tahun ...60
Tabel 15 : DBR HSS Limantara untuk Q 25 tahun ...61
Tabel 16 : DBR HSS Limantara untuk Q 50 tahun ...62
Tabel 17 : DBR HSS Limantara untuk Q 100 tahun ...63
Tabel 18 : DBR HSS Limantara untuk Q 200 tahun ...64
Tabel 19 : DBR HSS Nakayasu untuk Q 5 tahun...65
Tabel 20 : DBR HSS Nakayasu untuk Q 10 tahun ...66
Tabel 21 : DBR HSS Nakayasu untuk Q 25 tahun ...67
Tabel 22 : DBR HSS Nakayasu untuk Q 50 tahun ...68
Tabel 23 : DBR HSS Nakayasu untuk Q 100 tahun ...69
Tabel 24 : DBR HSS Nakayasu untuk Q 200 tahun ...70
pembuatan bangunan air atau bangunan yang keberadaanya di pengaruhi oleh karakteristik aliran banjir
Hidrograf : Suatu grafik yang menggambarkan hubungan antara debit dan waktu
Hidrograf satuan : Hidrograf limpasan langsung yang dihasilkan oleh hujan efektif yang terjadi secara merata di seluruh DAS dan dengan intensitas tetap dalam satuan waktu yang ditetapkan.
Hidrograf satuan
Sintetik : Metoda perhitungan hidrograf yang digunakan dalam banyak perencanaan di bidang sumber daya air
khususnya dalam analisis debit banjir DAS yang tidak terukur.
Hujan efektif : Curah hujan yang menjadi aliran permukaan Kala ulang : Rerata perulangan kurungan waktu dimana debit
banjir yang terjadi menyamai atau melampaui besarnya debit banjir yang ditetapkan
Limpasan : Intensitas hujan yang jatuh disuatu DAS melebihi kapasitas infiltrasi
Limpasan langsung : Aliran air yang mengalir diatas permukaan karena penuhnya kapasitas infiltrasi tanah.
Notasi Defenisi dan Keterangan
A : Luas DAS
BMG : Badan meteorologi dan goefisika
Ct : Koefisien waktu
DAS : Daerah alairan sungai
DBR : Debit banjir rancangan HSS : Hidrograf satuan sintetik
L : Panjang sungai
Lc : Jarak titik berat (km)
Pm : Hujan efektif
Qn : Debit pada persamaan kurva naik
Qp : Debit puncak
Qt : Debit pada persamaan kurva turun
S : Kemiringan sungai
t : Lama hujan (jam)
Tb : Waktu dasar
Tc : Waku konsentrasi
Te : Durasi hujan efektif (jam)
TL : Time lag
Tp : Waktu naik
Tr : Durasi hujan (jam)
A. Latar belakang
Menurut Bambang Triatmodjo (2008). Daerah aliran sungai (DAS) adalah daerah yang dibatasi oleh punggung–punggung gunung/pegunungan dimana air hujan yang jatuh didaerah tersebut akan mengalir menuju sungai utama pada suatu titik/ stasiun yang ditinjau. Debit aliran sungai dapat dijadikan sebagai indikator fungsi DAS dalam pengaturan proses, khususnya alih ragam hujan menjadi aliran. Debit sungai juga dapat dijadikan bahan evaluasi kondisi DAS yang bersangkutan, sehingga debit aliran sungai perlu dalam bentuk sajian yang informatif. Menurut Bambang Triatmodjo (2008), hidrograf adalah kurva yang memberikan hubungan antara parameter aliran dan waktu. Dimana parameter tersebut bisa berupa kedalaman air (evaluasi) atau debit aliran.
Sherman (1932), dalam Sri Harto (1993), mengemukakan bahwa dalam sistem DAS terdapat sifat khas yang menunjukkan sifat tanggapan (respon) DAS terhadap suatu masukan (hujan) tertentu. Tanggapan ini di andaikan tetap untuk masukan dengan besaran dan penyebaran tertentu.
Tanggaan yang demikian dalam konsep hidrologi dikenal dengan hidrograf satuan (unit hidrograf). Hidrograf satuan merupakan hidrograf limpasan langsung (direct runoff hidrograph) yang dihasilkan oleh hujan efektif yang
terjadi secara merta di seluru DAS dengan intensitas tetap dalam satuan waktu yang ditetapkan (Seyhan 1977). Hujan efektif merupakan sisa hujan dalam bentuk limpasan setelah dikurangi dengan evaporasi, intersepsi dan infiltrasi.
Hidrogaraf satuan dapat diperoleh jika terjadi rekaman data cura hujan jam–jaman yang tersebar merata serta data debit jam–jaman dengan kuantitas, kualitas dan kontiunitas yang baik dari DAS yang bersangkuan.
Data hasil pengukuran tinggi muka air debit, hujan harian dan hujan yang lebih pendek, dengan kuantitas, kualitas dan kontiunitas tidak selalu tersedia di setiap DAS sehingga di kembangkan suatu cara untuk untuk mendapatkan hidrograf satuan guna memergunakan data tersebut.
Selama bertahun-tahun para ahli hidrologi mencoba untuk munghubungkan antara reson hidrologi suatu DAS dengan morfogi DAS dan struktur topografinya (Ajward & Muzik 2000). Metode seperti ini dikenal dengan Hidrograf Satuan Sintetik. Dengan demikian perkembangan dan penurunan hidrograf satuan sintetik didasarkan atas karakteristik dari suatu DAS. Metode hidrograf satuan sintetik yang saat ini umum digunakan di indonesia antara lain adalah metode Snyder–SCS, Snyder–Alezeyev, Nakayasu, Gamma–I, HSS–αβγ, Limantara dan ITB. Selain itu program HEC–HMS (pengembangan dari program HEC-I) juga sangat umum digunakan. Metode Snyder–SCS, Snyder Alezeyev, Nakayasu dikembangkan diluar negeri, sedangkan metode perhitungan hidrograf
satuan sintetik yang pertama di kembangkan di indonesia adalah metode HSS Gama–I yang di kembangkan di Universitas Gaja Mada (Harto,1993).
Selanjutnya dikembangkan metode HSS–αβγ di Institut Teknologi 10 November (Laside et. Al, 2003) selajutnya HSS limantara (Lily, 2008) dan HSS ITB (Natakusuma 2009).
Menurut Lily Montarchi Limantara (2008), penulis utama metode HSS Limantara dalam disertasi berjudul "Model Hidrograf Satuan Sintetis untuk DAS-DAS di Sebagian Indonesia". Kurang tersedianya data hidrograf merupakan kendala bagi perencanaan bangunan air. Kendala ini menjadikan model-model HSS (hidrograf satuan sintetis) akan memberikan manfaat yang cukup besar. HSS dapat memberikan informasi penting untuk keperluan evaluasi keamanan bangunan air (hydraulic structures) dan resiko yang didasarkan pada perencanaan (Tung et al.,1995). Di kalangan praktisi, penerapan model tersebut dimaksudkan untuk menganalisis banjir rancangan (design flood) dengan masukan data hujan. Namun demikian, sejauh ini para praktisi yang ada di Indonesia masih sangat "fanatik"
menggunakan HSS Nakayasu, karena dipandang paling praktis, padahal penerapan model tersebut untuk Pulau Jawa masih memerlukan kalibrasi beberapa parameter (Hoesein dan Montarchi 1993). Mereka juga hampir tidak pernah menggunakan HSS Gama-1, karena model tersebut memerlukan 10 jenis data fisik DAS dan tidak dapat diterapkan untuk DAS yang hanya mempunyai satu sungai.
Mengingat model-model HSS diteliti dan dibentuk di daerah yang karakteristik DAS-nya jauh berbeda dengan DAS terapan, maka seringkali memberikan hasil analisis yang kurang akurat. Akibat lebih jauh, akan menimbulkan dampak ketidakefisienan dalam penentuan dimensi bangunan air. Kondisi hidrologi di setiap daerah adalah khas, sehingga tidak semua cara dan konsep yang ada dapat digunakan untuk memecahkan masalah hidrologi disetiap DAS (Sri Harto, 1993).
Idealnya, menurut Lily Montarcih, setiap DAS memiliki hidrograf satuan tertentu. Jika kondisi fisik dan hidrologi secara umum dapat dikatakan homogen, maka sangat dimungkinkan membuat suatu model HSS baru yang serupa dengan model-model yang sudah dihasilkan peneliti- peneliti terdahulu. Model HSS tersebut, antara lain, dimaksudkan untuk mengetahui sifat tanggapan DAS terhadap masukan data hujan, sehingga dapat digunakan sebagai pendukung warning system di lokasi-lokasi rawan banjir. Di samping itu juga untuk mengisi kekosongan data hidrograf akibat kerusakan pada alat AWLR (Automatic Water Level Recorder), sebagai sarana menghitung banjir rancangan. Pembuatan model dalam kajian dengan HSS model Limantara di buat, berdasarkan penelitian–penelitian yang telah dilakukan menggunakan dengan 5 data penunjang, DAS yang diteliti mempunyai luas < 5000 km dan diharapkan menghasilkan persamaan model matematik yang relatif sederhana, tidak perlu kalibrasi parameter untuk diterapkan di Indonesia serta merupakan HSS khas
Indonesia. Disebut sebagai HSS khas Indonesia mengingat lokasi penelitian dilakukan pada DAS–DAS di Indonesia diantaranya: di Jawa (6 DAS, 67 sub-DAS), Bali (2 DAS, 13 sub-DAS), Lombok (1 DAS, 5 sub-DAS) dan Kalimantan Timur (1 DAS, 9 sub-DAS), sehingga mempunyai karakteristik DAS indonesia.
Berdasarkan latar belakang tersebut, dalam tulisan ini HSS Limantara akan diterapkan pada DAS Saddang Provinsi Sulawesi Selatan.
Untuk keperluan tersebut maka diajukan judul untuk tugas akhir ini yaitu
“PENERAPAN HIDROGRAF SATUAN SINTETIK METODE LIMANTARA DAN NAKAYASU PADA DAS SADDANG SUB DAS MAMASA”
B. Rumusan masalah
Adapun rumusan masalah yang dibahas dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana perbedaan prinsip parameter yang digunakan oleh Metode HSS Limantara dan HSS Nakayasu
2. Bagaimana mengidentifikasi HSS Limantara dengan HSS Nakayasu dalam penerapannya dihubungkan dengan karakteristik DAS yang ada pada Sub DAS Mamasa.
C. Tujuan penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui seberapa sederhana persamaan yang di gunakan HSS cara Limantara dibandingkan dengan HSS Nakayasu.
2. Untuk mengetahui apakah HSS cara Limantara ini dapat diterapkan di DAS Saddang Sub DAS Mamasa.
D. Manfaat penelitian
Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Dapat membandingkan Metode HSS Limantara dan HSS Nakayasu dalam menetukan debit banjir rancangan .
2. Dengan adanya metode HSS Limantar ini diharapkan dapat melengkapi hidrograf satuan sintetik yang sudah ada.
3. Dapat menambah wawasan tentang HSS cara Limantara dan HSS Nakayasu itu sendiri.
E. Batasan Masalah
Oleh karena pada DAS Saddang tidak terdapat data AWLR, maka batasan masalah dalam penelitian ini yaitu hanya meliputi penerapan HSS cara Limantara dibandingkan dengan HSS Nakayasu Pada Sub DAS Mamasa. Karena HSS Nakayasu masih sering di gunakan untuk menghitung debit banjir rancangan.
F. Sistematika Penulisan
Susunan sistematika dalam proposal tugas akhir ini dapat diuraikan sebagai berikut :
Bab Satu, merupakan pendahuluan, yang berisikan penjelasan utama tentang materi pembahasan yakni Latar Belakang, Rumusan Masalah, Tujuan Penelitian, Manfaat Penelitian, Batasan Masalah dan Sistematika Penulisan.
Bab Dua, adalah Tinjauan Pustaka, yang berisikan kajian literatur – literatur yang berhubungan dengan masalah yang dikaji dalam penelitian ini.
Bab Tiga, yaitu Metodologi penelitian, yang menguraikan secara lengkap mengenai metodologi yang digunakan dalam penelitian.
Bab Empat, yaitu Hasil dan Pembahasan, yang menguraikan secara lengkap mengenai analisa perhitungan metode HSS Limantara dan HSS Nakayasu pada DAS Saddang Sub DAS Mamasa .
Bab Lima, yaitu Kesimpulan dan Saran, yang menguraikan tentang kesimpulan dan saran dari hasil analisa perhintungan HSS Limantara dibandingkan dengan HSS Nakayasu pada DAS Saddang Sub DAS Mamasa.
A. Daerah Aliran Sungai
Menurut Dantje K Natakusuma (2011), Daerah aliran sungai yang diartikan sebagai bentang lahan yang dibatasi oleh pembatas topografi (topogtaphy devide) yang menangkap, menampung dan mengalirkan air hujan ke suatu titik pemutusan (outlet) telah secara luas diterima sebagai satuan (unit) pengolahan sumber daya alam yang ada didalam DAS.
DAS sebagai sistem hidrologi dimana titik pemutusan merupakan titik kajian nilai air (water yield) menjelaskan lebih lanjut bahwa air di titik pemutusan tidak hanya berasal dari aliran di permukaan tanah (surface flow) tetapi juga berasal dari aliran bawah tanah, atau aliran permukaan (surface flow) dan aliran bumi (groun water flow). Pergerakan aliran bawa permukaan dan aliran bumi dipengaruhi oleh sifat tanah dan jenis struktur batuan (geologi) yang terdapat disuatu DAS dengan melihat sistem hidrologi tersebut, batas suatu DAS tidak hanya batas di permukaan tanah saja tetapi juga terdapat batas di dalam tanah, dimana batas keduanya tidak selalu bersesuaian (coincide). Batas didalam tanah (dibawa permukaan tanah) relatif lebih sulit ditetapkan dan cenderung bersifat dinamis, sehingga dalam kegiatan praktis batas suatu DAS hanya menggunakan
batas dipermukaan tanah, yang bersifat indikatif untuk aliran di dalam tanah dan untuk keseluruhan sistem hidrologi DAS tersebut (Putro 2013).
Mengacu pada pengertian DAS dalam uraian diatas, maka didalam suatu DAS terdapat suatu komponen sumberdaya, baik sumber daya alam (natural capital), yaitu udara (atmosphere), tanah dan batuan penyusunannya, vegetasi, sawah, sumber daya manusia (human capital) yang satu sama lain salin berinteraksi (interception). Komponen – komponen sumberdaya tersebut adalah khas untuk DAS sehingga menjadi karakteristik dari DAS tersebut (Putro. 2003)
Daerah aliran sungai (DAS) sebagai satuan perencanaan terkecil mempunyai karakteristik yang sangat dipengaruhi oleh jenis tanah, topografi, geologi, geomorfologi, vegetasi dan tataguna lahan (Seyhan 1997). Istilah “one river, one plan, one management” yang popular mengindikasikan pentingnya DAS dikelolah sebagai satu kesatuan utuh ekosistem semberdaya alam (Tim IPB 2002).
Cakupan luas satu DAS bervariasi mulai dari beberapa puluh meter persegi sampai dengan ratusan ribu hektar yang memiliki komponen – komponen masukan yaitu curah hujan, komponen output yaitu debit aliran dan populasi/ sedimen, dan komponen proses manusia, vegetasi, tanah, iklim dan topografi, sehingga Asdak (2002), menyatakan pengolahan DAS adalah suatu proses formulasi dan inplementasi kegiatan atau program yang
bersifat manipulasi sumber daya alam dan manusia yang terdapat di DAS untuk memperoleh manfaat produksi dan jasa tanpa menyebabkan terjadinya sumberdaya tanah dan air.
B. Curah Hujan Efektif
Hujan total (gross rainfall) yang jatuh dalam suatu kawasan akan terdistribusi dalam beberapa komponen. Komponen tersebut adalah evaporasi, infiltrasi, depression, detention stroge, dan direct runoffil aliran langsung (Bedient & Huber 1989). Dengan demikian hujan lebih atau hujan efektif adalah sisa hujan dalam bentuk limpasan sesudah kehilangan akibat evaporasi, intersepsi dan infiltrasi (Wilson 1990). Hujan lebih (volume dari limpasan) untuk satuan kejadian hujan dapat ditentukan dengan menggunakan salah satu persamaan infiltrasi yang sudah dikembangkan (Ward 1995).
Untuk menentukan jumlah curah hujan efektif dapat digunakan persamaan berikut :
Rn = C x R ... (1) Dimana :
Rn = Hujan efektif
C = Koefisien Pengaliran R = Intesitas Curah Hujan
C. Hidrograf Satuan
Hidrogaraf satuan merupakan limpasan langsung (direct runoff hydrograf) yang dihasilkan oleh hujan efektif yang terjadi secara merata di seluruh DAS dan dengan intensitas tetap dalam satuan waktu yang ditetapkan (Sherman 1932, diacu dalam Sri Harto 1993). Untuk menjabarkan lebih jauh tentang hidrograf satuan, terlebih dahulu kita harus ketahui dulu penjelasan teori dasar tentang hidrograf dan bentuk hidrograf seperti dibawah ini.
1. Hidrograf
Hidrograf digambarkan sebagai penyajian garis antara salah satu unsur aliran dengan waktu (Sri Harto. 1993). Sedangkan hidrograf limpasan di defenisikan grafik yang kontinyu yang menunjukan sifat – sifat dan aliran sungai berkaitan dengan waktu (viessman. 1989).
Hidrograf memberikan gambaran mengenai berbagai kondisi (karakteristik) yang ada di DAS secara bersama – sama, sehingga apabila karakteristik DAS berubah maka akan menyebabkan perubahan untuk hidrograf (Sosrodarsono dan Takedd 1983). Hidrograf juga menunjukan tanggapan menyeluruh DAS terhadap masukan tertentu. Sesuai dengan sifat dan perilaku DAS yang bersangkutan, hidrograf aliran selalu berubah sesuai dengan besaran dan waktu terjadinya masukan (Sri Harto. 1993).
Linsley (1982) menyatakan terdapat 3 (tiga) komponen penyusun hidrograf, yaitu: (1) aliran diatas tanah (overland flow/surface runoff), ialah air yang dalam perjalanannya menuju saluran melalui permukaan tanah, (2) aliran bawa permukaan (inretflow/subsurvace storm flow), ialah sebagian air yang memasuki permukaan tanah dan bergerak kesamping melalui lapisan atas tanah sampai saluran sungai. Kecepatan pergerakan aliran permukaan ini lebih lambat dibandingkan dengan aliran permukaan, (3) aliran air tanah (groundwater flow) yang juga disebut sebagai aliran dasar.
Sedangkan Viessman (1989) menambahkan satu komponen lagi sebagai penyusun hidrograf. Sehingga menurutnya komponen hidrograf terdiri dari (1) aliran permukaan langsung, (2) aliran antara (inter flow), (3) air tanah atau aliran dasar, dan (4) presipitasi di saluran air (chanel precepitation).
Wilson (1990) mengemukakan bahwa mula – mula yang ada hanyalah aliran dasar yaitu aliran yang berasal dari air tanah dan akuifer – akuifer yang berbatasan dengan sungai yang mengalir terus – menerus secara perlahan – lahan sepanjang waktu, segera setelah hujan mulai turun, terdapat suatu periode awal dari intersepsi dan infiltrasi sebelum setiap limpasan terukur mencapai aliran sungai/anak sungai dan selama periode turunnya hujan kehilangan tersebut akan terus berlangsung tetapi dalam jumlah yang semakin kecil. Apabila kehilangan awal telah terpenuhi, maka limpasan permukaan akan mulai terjadi dan akan berlanjut terus hingga mencapai satu nilai puncak yang terjadi pada waktu mencapai puncak (TP).
Kemudian limpasan permukaan akan turun sepanjang sisi turun (recession limb) sampai hilang sama sekali.
2. Bentuk Hidrograf
Bentuk hidrograf pada umumnya dapat sangat dipengaruhi oleh sifat hujan yang terjadi, akan tetapi juga dapat dipengaruhi oleh sifat DAS yang lain (Sri Harto. 1993, Viessman 1989). Seyhan (1997) mengemukakan bahwa hidrograf periode pendek terdiri atas cabang naik, puncak (maksimum) dan cabang turun. Sedangkan bentuk hidrograf jangka panjang dibedakan menjadi 3 (tiga) yaitu hidrograf bergigi, hidrograf halus dan hidrograf yang ditunjukan oleh sungai – suungai besar (Ward 1967, diacu dalam seyhan 1977). Perbedaan antara jangka pendek dan jangka panjang tersebut targantung pada panjang waktu dan tujuan pengamatan yang dilakukan (Kobateka 2000).
Seyhan (1977), Viessman. (1989) dan Sri Harto (1993) membagi hidrograf menjadi 3 (tiga) bagian yaitu sisi naik (rising limb). Puncak (crest) dan sisi resesi (recession limb). Oleh sebab itu bentuk hidrograf dapat ditandai dari tiga sifat pokoknya, yaitu waktu naik (time of rise), debit puncak (peak discharger) dan waktu dasar (base time).
Waktu naik adalah waktu yang diukur dari suatu hidrograf mulai naik sampai terjadi debit puncak. Debit puncak (QP) adalah debit maksimum yang terjadi dalam kejadian hujan tertentu. Waktu dasar (Tb)
QP
Sisi Naik/Lengkung Naik Sisi Resesi/Lengkung Resesi TP
Debit (m3/detik)
Waktu (Jam)
TP = Waktu Naik QP = Debit Puncak Tb = Waktu Dasar
Tb
adalah waktu yang diukur saat hidrograf mulai naik sampai wakt dimana debit kembali pada suatu besaran yang ditetapkan (Sri Harto 1993).
Karakter konstribusi air tanah pada aliran sangat berbeda dalam limpasan permukaan, maka konstribusi air tanah harus dianalisa secara terpisah, dan oleh karenanya salah satu syarat utama dalam analisa hidrograf ialah memisahkan kedua hal tersebut (Wilson 1990).
Gambar 1. Bentuk Hidrograf
D. Hidrograf Satuan Sintetik
Soemarto (1987) mengemukakan 4 (empat) dalil dalam teori klasik tentang hidrograf satuan, yang menganggap bahwa teori hidrograf satuan merupakan penerapan dari teori sistem linier dalam bidang hidrologi.
Keempat dalil tersebut adalah sebagai berikut :
1. Dalil I (perinsip merata) : hidrograf satuan ditimbulkan oleh satu satuan hujan lebih yang terjadi merata di seluruh DAS, selama waktu ayang ditetapkan.
1 2
Q11 Q12 Q13
Q21 Q22 Q23
Qh1 Qh2
Qh3 t(jam )
t(jam ) t(jam ) t(jam )
Qh1 = Q11 + 0 Qh1 = Q12 + Q21 Qh1 = Q13 + Q 22
Q (mm3/det)Q (mm3/det)Q (mm3/det)Q (mm3/det)
2. Dalil II (perinsip waktu dasar konstan) : dalam suatu DAS, hidrograf satuan yang dihasilkan oleh hujan – hujan efektif dalam waktu yang sama akan mempunyai waktu dasar yang sama, tanpa melihat intensitas hujan (gambar 2).
3. Dalil III (perinsip linearitas) : besarnya limpasan langsung pada suatu DAS bebanding lurus terhadap tebal huujan efektif, yang berlaku bagi semua hujan dengan waktu yang sama (gambar 2).
4. Dalil IV (perinsip superposisi) : total hidrograf limpasan langsung yang disebabkan oleh berapa kajian hujan yang terpisah merupakan penjumlahan dari tiap –tiap hidrograf satuan (gambar 3).
Hujan (Masukan)
Gambar 2. Hidrograf Satuan Bebas Terhadap Waktu Dan Limpasannya Berbanding Lurus Dengan Tebal Hujan Efektif
(Soemarto 1987)
Schulz (1980) mengemukakan bahwa aplikasi dari konsep hidrograf satuan dari suatu hidrograf aliran permukaan mumbutuhkan analisisi pemisahan aliran permukaan dari aliran dasar terhadap hasil pencatatan.
1 3 2
Tdays
Tdays = (DA)0,2
DA = Luas DAS (mil2)
Titik Infiltrasi
1 = Straight Line Metode 2 = Fixed Base Lenght Mothod 3 = Variabel Slope Mothod
Waktu
Debit
Analisa hidrograf satuan dari perekaman aliran membutuhkan pengisolasian aliran permukaan dari total aliran. Terdapat tiga metode yang umum digunakan uuntuk memisahkan aliran dasar (base fllow) dari total hidrograf yang tercatat, yaitu :
a. Straight Line Method b. Fixed Base Length Method c. Variable Slope Method
Gambar 3. Metode Pemisahan Aliran Dasar (Base Flow) Dari Hidrograf Aliran Total
Menurut defenisi hidrograf satuan adalah hidrograf limpasan langsung (tanpa aliran dasar) yang tercatat di ujung hilir DAS yang ditimbulkan oleh hujan efektif sebesar satu satuan (1 mm, 1 cm, atau 1 inchi) yang terjadi secara merata diseluruh DAS dengan intensitas tetap dalam satu satuan
waktu (misal 1 jam) tertentu (Subramanya, 1984; Remirez, 2000, Triatmojo, 2008). Beberapa asumsi dalam penggunaan hidrograf satuan adalah sebagai berikut.
1. Hujan efektif mempunyai intensitas konstan selama durasi hujan efektif. Untuk memenuhi anggapan ini maka hujan deras untuk analisis adalah hujan dengan durasi singkat.
2. Hujan efektif terdistribusi secara merata pada seluruh DAS dengan anggapan ini maka hidrograf satuan tidak berlaku untuk DAS yang sangat luas, karena sulit untuk mendapatkan hujan merata di seluruh DAS.
Karakteristik bentuk hidrograf yang merupakan dasar dari konsep hidrograf satuan ditunjukan pada Gambar 4 Perinsip penting dalam penggunaan hidrograf satu dapat sebagai berikut:
a. Lumped response: Hidrograf menggambarkan semua kombinasi dari karakteristik fisik DAS yang meliputi (bentuk, ukuran, kemiringan, sifat tanah) dan karakterstik hujan.
b. Time invariant: Hidrograf yang dihasilakan oleh hujan dengan durasi dan pola yang sempurnamemberikan bentuk dan dasar yang serupa pula.
c. Linearresponse: Respon limpasan langsung dipermukaan (direct runoff) terhadap hujan efektif bersifat linear, sehingga dapat dilakukan superposisi hidrograf.
Hujan efektif 1 mm Periode Tr
Hidrograf satuan
Waktu DebitIntensitas Hujan
T Tp Lag
Tr Tc
Hujan efektif 1 mm Periode Tr
Waktu DebitIntensitas Hujan
T
A B
B A
Hidrograf Limasan
Hidrograf Satuan
Tr Tr
(A)
(B)
Hidrograf Limpasan
Waktu DebitIntensitasHujan
Tr A
B - Dua satuan Hujan efektif 1 mm
Hidrograf Satuan B
A
(C)
Gambar 4. Prinsip Hidrograf Satuan (Triatmojo, 2008)
Hidrograf satuan pengukuran dapat diperoleh jika tersedia data rekaman AWLR (automatic water level recorder), pengukuran debit yang cukup dan data hujan (manual dan otomatis). Untuk memudahkan analisa, dipilih kasus hidrograf yang terpisah (isolated) dan mempunyai satu puncak (single peak) serta distribusi hujan yang cukup (Sri Harto 1993). Sesudah hidrograf satuan ditentukan untuk suatu lokasi tertentu, adalah mungkin
untuk menaksir limpasan permukaan dari suatu curah hujan dengan berbagai lama hujan dan intensitas. Hal ini dapat diketahui dengan memanfaatkan informasi kedalaman hujan dan lama hujan efektif yang ditentukan (Seyhan 1977). Untuk mengatasi kendala tidak tersedia data yang cukup dikarenakan kurangnya/tidak adanya stasiun pengukuran pada sejumlah sungai, maka dikembangkanlah beberapa hidrograf satuan sintetis (Veissmen et. Al 1989).
E. Studi Penelitian Metode HSS Limantara dan Metode HSS Nakayasu
1. Metode HSS Limantara
Parameter DAS yang paling mudah diperoleh dan tidak mengalami perubahan adalah sifat geografik dan morfologi DAS (Sri Harto. 1993).
Menrut konsep tampungan, jika seluruh DAS telah terkonstribusi dalam bentuk limpasan, maka akan tercapai aliran maksimum dimana tidak terjadi perubahan tumpangan, (Chow, 1988). Untuk kasus DAS, rumus fungsional waktu puncak mengandung faktor – faktor fisik berupa n (koefisien kekasaran DAS), L (panjang sungai utama), A (luas DAS), S (kemiringan sungai utama) atau Tp = f (n,L,A,S).Karena faktor fisik DAS ada sebanyak 4 buah (n,L,A das S), maka secara korelasi ada hubungan kuat antara n,L,A dan S. Dengan demikian diupayakan strategi pengembangan beberapa
faktor fisik DAS menjadi sebuahparameter, seperti yang dilakukan oleh Mulyantari (1993).
Gupta (1967) dalam Sri Harto (1993) mengadakan penelitian untuk mengaitkan debit puncak dengan faktor fisik DAS yang lain, yaitu Lc (panjang sungai sampai titik terdekat dengan titik berat DAS). Berdasarkan alasan diatas, maka untuk menganalisis hidrograf satuan sintetik pada suatu DAS dengan cara Limantara maka perlu diketahui beberapa komponen penting sebagai pembentukan hidrograf satuan sintetik berikut :
1. Input Data Fisik DAS Data fisik DAS ialah : A = Luas DAS
L = Panjang Sungai Utama
Lc = Panjang Sungai Diukur Sampai Titik Tedekat Dengan Titik Berat DAS
S = Kemiringan Sungai
n = Koofisien Kekasaran DAS
Seperti telah diuraikan sebelumnya, luas DAS (A), panjang sungai utama (L) dan panjang sungai diukur sampai titik terdekat dengan titik berat DAS (Lc) diperkirakan dengan mengukur parameter tersebut pada peta DAS. Panjang sungai (L) merupakan jarak titik outlet ke batas daerah aliran, diukur sepanjang saluran utama pada peta DAS. Sedangkan Lc, yang merupakan panjang sungai dari outtlet sampai titik berat DAS, j
uga diukur sepanjang sungai utama. Kemiringan sungai (S) merupakan kemiringan sungai utama dan bisa diperkirakan berdasarkan rumus.
Sedangkan koefisien kekasaran (n) diperkirakan juga berdasarkan rumus.
Kelima parameter yang diperlukan pada penelitian ini seperti tersebut pada uraian sebelumnya, bisa diperoleh dari instansi terkait. Luas DAS (A), panjang sungai utama (L) dan panjang sungai terdekat dengan titik berat DAS (Lc) relatif tidak mengalami perubahan hingga saat ini.
Namun untuk kemiringan sungai (S), jika dipakai data 10 atau 20 tahun yang lalu, jelas tidak sama dengan saat ini, mengingat adanya peroes sedimentasi atau erosi di sungai. Demikian juga untuk data koefisien kekasaran DAS (n), yang mana diperlukan data luas hutan, pasti tidak sama dengan kondisi sekarang. Untuk itu pada penelitian ini, akan dilampirkan peta DAS dari lokasi penelitian.
2. Input Data Non Fisik DAS Data non fisik DAS ialah : R = Cura hujan satuan Cp = Coef debit puncak 3. Debit puncak
Qp = 0,042 .A , .L , .Lc , .S , .n , ...(2)
Dimana :
A = Luas DAS (m /dt/mm)
L = Panjang Sungai Utama (km )
Lc = Panjang Sungai Diukur Sampai Titik Tedekat Dengan Titik Berat DAS (km)
S = Kemiringan Sungai
n = Koofisien Kekasaran DAS
0,042 = koefisien untuk konversi satuan (m , /dt) 4. Kurva Naik
Qn = Qp.[(t/Tp)] , ... (3) Dimana :
Qn = Debit pada persamaan kurva naik (m /dt/mm) Qp = Debit puncak hidrograf satuan (m /dt/mm) t = waktu hidrograf (jam)
Tp = Waktu naik atau waktu mencapai puncak hidrograf (jam) 5. Kurva Turun
Qt = Qp.10 , ( ) ...(4) Dimana :
Qt = Debit pada persamaan kurva turun (m /dt/mm) Qp = Debit puncak hidrograf satuan (m /dt/mm)
Tp = Waktu naik atau waktu mencapai puncak hidrograf (jam
t = Waktu hidrograf (jam)
0,175 = Koefisien untuk konversi satuan (dt ) 6. Time Lag tp
Tg = 0.21 L0.7 (L< 15 km) ... (5) Tg = 0.4 +0.058 L (L> 15 km) ... (6) 7. Waktu Puncak Tp
Tr = 0.75 Tg ... (7) T0,8= 0.8 Tr ... (8) Tp = Tg+0.8Tr ... (9) 2. Metode HSS Nakayasu
Hidrograf satuan sintetik Nakayasu merupakan salah satu hidrograf satuan sintetik yang telah dikembangkan, HSS ini dihasilkan berdasar pengamatan empiris di Jepang. Parameter-parameter dari hidrograf satuan sintetis ini meliputi :
a. Tenggang waktu dari titik berat hujan sampai titik berat hidrograf (time to peak magnitude)
b. Tenggang waktu dari titik berat hujan sampai titik berat hidrograf (time lag)
c. Tenggang waktu hidrograf (time base of hidrograf) d. Luas daerah pengaliran (catchment area)
e. Panjang alur sungai utama terpanjang (length of the longest chanel) f. Koefisien pengaliran (run off coeficient)
Rumus hidrograf satuan sintetik Nakayasu adalah sebagai berikut :
= , ( , , ) ... (10)
dimana :
Qp = debit puncak banjir ( 3/ ) Ro = hujan satuan (mm)
Tp = tenggang waktu dari permukaan hujan sampai puncak banjir (jam)
T0,3 = waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak sampai menjadi 30% dari debit puncak (jam)
Untuk menghitung Tp dan T0,3digunakan rumus:
Tp = Tg + 0,8 tr ... (11) Tr = 0,5 x Tg ... (12) T0,3= α Tg ... (13) dengan :
1). Jika panjang sungai > 15 km ;
Tg = 0,4 + 0,058 L ... (14) 2) Jika panjang sungai < 15 km ;
Tg = 0,21 L , ... (15) Dimana :
Tg = waktu antara hujan sampai debit puncak banjir (jam) α = parameter hidrograf
tr = satuan waktu (1 jam)
persamaan hidrograf satuannya adalah sebagai berikut : 1). Waktu naik (0 ≤ t < Tp) :
Qt : Qmaks( ) , ... (16) 2). Waktu turun
a). 0 ≤ t < (Tp + T0,3):
Qt = Qmaks*0,3( , )... (17) b). ( Tp +T , ) ≤ t < (Tp + T, + , )
Qt = Qmaks*0,3( , ,, ) ... (18) c). t ≥ (Tp + T, + 1,5T , ) :
Qt = Qmaks*0,3( , , , , )... (19)
A. Lokasi Penelitian
Wilayah sungai Saddang luasnya 10.230 km2 berada pada dua provinsi yaitu Sulawesi Selatan dan Sulawesi Barat. Namun dalam pengerjaan laporan ini kami akan mengambil data dari salah satu Sub DAS dari DAS Saddang yaitu Sub DAS Mamasa Kab. Enrekang
B. Pengumpulan Data
Data yang digunakan dalam penulisan ini adalah data – data sekunder yang diperoleh dari Balai Wilayah Sugai Pompengan Provinsi Sulawesi Selatan dan Balai Pemberdayaan Sumber Daya Air Provinsi Sulawesi Selatan, adapun data yang dimaksud antara lain :
1. Peta Topografi
Peta topografi diperoleh dari Bakosurtanal (Badan Koordinasi Survei Dan Pemetaan Nasional), Skala 1:50.000 tahun 1999
2. Karakteristik DAS
Data karakteristik DAS diperoleh dari peta topografi, yang di dalamnya meliputi :
a. Luas DAS b. Panjang Sungai c. Kemiringan Sungai
3. Curah Hujan
Data curah hujan diperoleh dari Balai Wilayah Sungai Pompengan Provinsi Sulawesi Selatan.
C. Analisis Data
Aplikasi metode HSS Limantara dilakukan dengan beberapa tahapan yakni :
1. Pola Curah Hujan Debit Banjir
Perhitungan Curah Hujan Debit Banjir dilakukan dengan beberapa tahapan yakni :
a. Analisis Curah Hujan Wilayah b. Analisis Curah Hujan Rancangan c. Penentuan Tebal Hujan Efektif 2. Perhitungan HSS Limantara
Perhitungan HSS Limantara dilakukan dengan spreed Sheet Microsoft Office Excel 2007 degan urutan sebagai berikut :
a. Time Lag (Tg) b. Waktu Puncak (Tp) c. Waktu Dasar (Tb) d. Debit puncak (Qp) e. Kurva naik (Qn) f. Kurva turun (Qt)
3. Perhitungan HSS Nakayasu
Perhitungan HSS Nakayasu dilakukan dengan spreed Sheet Microsoft Office Excel 2007 degan urutan sebagai berikut :
a. Time Lag (Tg) b. Waktu hujan (Tr) c. Waktu Puncak (Tp) d. Debit puncak (Qp)
4. Perhitungan DBR HSS Limantara dan HSS Nakayasu
Perhitungan DBR HSS Limantara dan HSS Nakayasu dapat di hitung dengan tabel yang tersedia dengan merujuk pada perhitungan sebelumnya.
MULAI
Pengumpulan
SELESAI
D. Diagram Tahapan Penelitian
Gambar 5. Diagram Tahapan Penelitian HSS Limantara
Data Karakteristik DAS
Perhitungan HSS Limantara
Perhitungan HSS Nakayasu
Debit Puncak HSS Limantara
Debit Banjir Rancangan HSS Limantara
Data Cura Hujan
Perhitungani Curah Hujan Efektif
Kurva Perbandingan HSS Limantara dan Nakayasu
Kurva HSS Nakayasu
Debit Banjir Rancangan HSS Nakayasu Kurva HSS Limantara
Debit Puncak HSS Nakayasu
Kurva Debit Banjir Rancangan HSS Limantara
Kurva Debit Banjir Rancangan HSS Nakayasu
A. Karakteristik DAS Saddang
Untuk menghitung Hidrograf Satuan Sintetis metode Limantara terlebih dahulu kita input data fisik dari DAS Saddang Sub DAS Mamasa dan data – data penunjang lainnya. Data – data yang akan di input adalah sebagai berikut :
a. Nama Das/ Sungai = SUB DAS Mamasa
b. Luas daerah aliran sungai ( A ) = 308,48 km2 c. Panjang Sungai Utama ( L ) = 120,00 km
d. Tinggi Hujan = 1,00 mm
e. Durasi Hujan Tr = 1,00 Jam
B. Pola Curah Hujan dan Debit Banjir
Adapun tahapan–tahapan untuk menghitung Curah Hujan dan Debit Banjir untuk DAS Saddang sub DAS Mamasa sebagai berikut :
1. Analisis Curah Hujan Wilayah
Metode yang dipakai dalam penelitian ini adalah metode rata- rata aljabar.
= ( 1 + 2 + ⋯ + )
Keterangan :
R = Curah hujan wilayah
R1 + R2 + ... + RN = Curah hujan di tiap titik pengamatan
N = Jumlah titik pengamatan
Untuk perhitungan analisa curah hujan wilayah masing – masing stasiun curah hujan dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Analisis Curah Hujan Wilayah
Tahun
Hujan Rata - Rata Maksimum
1999 59,28
2000 45,53
2001 44,73
2002 124,10
2003 16,93
2004 26,97
2005 42,58
2006 24,11
2007 55,99
2008 31,04
2009 33,90
2010 54,38
2011 34,27
Sumber : Hasil Perhitungan
2. Analisa Curah Hujan Rancangan
Dalam perhitungan curah hujan rancangan metode yang kami gunakan adalah metode Gumbel. Uraian perhitungan metode gumbel akan dituliskan dalam tabel – tabel perhitungan berikut.
Tabel 2. Analisa Curah Hujan Rancangan
No
Crah Hujan (X)
Kala
Ulang X² (X - Xr)² (X - Xr)³
Mm Tahun
1 124,10 14,00 15.400,81 6150,06 482301,77
2 59,28 8,00 3.514,51 185,11 2518,59
3 55,99 5,33 3.135,35 106,43 1097,98
4 54,38 4,00 2.956,82 75,67 658,27
5 45,53 2,67 2.072,53 0,02 0,00
6 44,73 2,29 2.001,07 0,89 -0,84
7 42,58 2,00 1.812,63 9,63 -29,87
8 34,27 1,78 1.174,32 130,17 -1485,20
9 33,90 1,60 1.149,49 138,62 -1632,00
10 31,04 1,45 963,59 214,21 -3135,23
11 26,97 1,33 727,20 350,10 -6550,78
12 24,11 1,23 581,21 465,24 -10034,87
13 16,93 1,14 286,74 826,24 -23749,69
∑ 593,81 46,82 35.776,27 8.652,40 439.958,13
Sumber : Hasil Perhitungan
Banyaknya Data N 13
Harga Rata-Rata Curah Hujan Xr 45,68
Harga Pemangkatan Rata-Rata Curah Hujan Xr 2 2086,45
Simpangan Baku Sx 26,02
Sumber : Hasil Perhitungan
Tabel 3. Nilai Yt, Yn, dan Sn Sebagai fungsi dari T
T Yt Yn Sn K
200 5,3 0,53 1,08 4,8093
100 4,6 0,53 1,08 4,1093
50 3,9 0,53 1,08 3,4093
20 3,13 0,53 1,08 2,6393
25 2,97 0,53 1,08 2,4793
10 2,25 0,53 1,08 1,7593
5 1,5 0,53 1,08 1,0093
2 0,37 0,53 1,08 -0,1207
1,25 -0,89 0,53 1,08 -1,3807
Tabel 4. Analisa Curah Hujan Rancangan
Sumber :Hasil Perhitungan
T Xr Sx K K * Sx Xt = Xr + K * Sn
1,25 45,68 26,02 -1,3807 -35,92687407 9,7508
2 45,68 26,02 -0,1207 -3,141674074 42,5360
5 45,68 26,02 1,0093 26,26092593 71,9386
10 45,68 26,02 1,7593 45,77592593 91,4536
20 45,68 26,02 2,4793 64,51032593 110,1880
25 45,68 26,02 2,6393 68,67352593 114,3512
50 45,68 26,02 3,4093 88,70892593 134,3866
100 45,68 26,02 4,1093 106,9229259 152,6006
200 45,68 26,02 3,4093 88,70892593 134,3866
3. Penentuan Tebal Hujan Efektif
Langkah – langkah perhitungan tebal hujan efektif akan di uraikan pada tabel – tabel berikut :
Tabel 5. Analisa Curah Hujan Rancangan
No Kala Ulang Hujan Rancangan Xt (m³/Hari) (Tahun)
1 5 71,9386
2 10 91,4536
3 25 114,3512
4 50 134,3866
5 100 152,6006
6 200 134,3866
Sumber : Hasil Perhitungan
Distribusi curah hujan efektif pada jam ke T dituliskan dengan rumus sebagai berikut :
Rt = Ro x / Ro = R
6
RT = T x Rt − (T − 1)x ( Rt − 1)
Dimana :
RT = Curah hujan dari awal sampai ke T T = Waktu hujan dai awal T
R24 = Curah hujan maksimum harian
T = Waktu konsentrasi hujan unit menjadi banjir
Tabel 6. Intensitas Curah Hujan Jam - jaman
Sumber : Hasil Perhitungan
Selanjutnya curah hujan efektif dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (5) adalah sebagai berikut :
Rn = c x R Dimana :
Rn = Hujan Efektif
c = Koefisien pengaliran ( 0,64 ) R = Intensitas Curah Hujan No Jam
ke
Rata-rata Hujan
(Rt) Nisbah Hujan Jam-
jaman Persentase
Dari 01 sampai jam
ke-t RT = t . Rt - (t-1) .
(R1-1) ( % )
1 0 - 1 0,5503 R24 0,5503 R24 55,03
2 1 - 2 0,3467 R24 0,1430 R24 14,30
3 2 - 3 0,2646 R24 0,1003 R24 10,03
4 3 - 4 0,2184 R24 0,0799 R24 7,99
5 4 - 5 0,1882 R24 0,0675 R24 6,75
6 5 - 6 0,1667 R24 0,0590 R24 5,90
Untuk selanjutnya dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 7. Distribusi Hujan Efektif Jam –jaman
Waktu (Jam)
Rasio Distribusi Hujan Jam-jaman
(%) 5 tahun 10 tahun 25 tahun 50 tahun 100 tahun 200 Tahun
(jam) (jam) (jam) (jam) (jam) (jam)
1 2 3 4 5 6 7
1 55,0321 23,7536 30,1973 37,7579 44,3735 50,3876 56,4017 2 34,6681 14,9638 19,0231 14,9638 14,9638 31,7422 35,5309 3 26,4567 11,4195 14,5174 11,4195 11,4195 24,2238 27,1151
4 21,8395 9,4266 11,9838 9,4266 9,4266 19,9963 22,3830
5 18,8207 8,1236 10,3273 8,1236 8,1236 17,2323 19,2891
6 16,6667 7,1939 9,1454 7,1939 7,1939 15,2601 17,0815
Hujan efektif 74,8811 95,1943 88,8854 95,5010 158,8424 177,8014
Koefisien pengaliran 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Prob. hujan harian 71,9386 91,4536 114,3512 134,3866 152,6006 170,8146 Sumber : Hasil Perhitungan
Indikator ketelitian hasil dinilai dari ratio tinggi limpasan dan tinggi hujan efektif. Dalam hal ini ratio untuk hasil HSS Limantara 95,50 %.
C. Hidrograf Limantara dan Nakayasu
Dalam uraian selanjutnya akan di jabarkan perhitungan HSS Limantara untuk DAS Saddang (sub DAS Mamasa) dan perhitungan HSS Nakayasu dengan DAS dan sub DAS yang sama sebagai perbandingan untuk perhitungan kedua metode tersebut.
1. Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetik Limantara
Untuk perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis metode Limantara dilakukan dalam berbagai tahapan. Adapun hasil dari perhitungan tersebut dapat dilihat pada table berikut :
Tabel 8. Perhitungan HSS Limantara
Jam Ke - HSS
Keterangan
(Jam) (m^3/det/mm)
(1) (2)
0,000 0,000
Qnaik
0,750 0,672
1,500 1,448
2,250 2,268
3,000 3,119
3,750 3,993
4,500 4,886
5,250 5,795
6,000 6,718
6,750 7,654
7,500 8,601
8,250 9,558
9,000 10,524
9,750 11,499
10,304 12,225
10,500 11,296
Qturun
11,250 8,350
12,000 6,172
12,750 4,562
13,500 3,372
14,250 2,493
15,000 1,843
15,750 1,362
16,500 1,007
17,250 0,744
18,000 0,550
18,750 0,407
19,500 0,301
20,250 0,222
21,000 0,164
21,750 0,121
22,500 0,090
23,250 0,066
24,000 0,049
24,750 0,036
25,500 0,027
26,250 0,020
27,000 0,015
27,750 0,011
28,500 0,008
29,250 0,006
30,000 0,004
30,750 0,003
31,500 0,002
32,250 0,002
33,000 0,001
33,750 0,001
34,500 0,001
35,250 0,001
36,000 0,000
Sumber : Hasil Perhitungan
Dengan merujuk pada Tabel 8 maka dapat dibentuk kurva HSS Limantara untuk DAS Saddang (sub DAS Mamasa) seperti terlihat pada Gambar 6.
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0
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 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
Q = m3/det
Waktu (Jam)
Qp = 12, 22 3/ det
Gambar 6 : Kurva HSS Limantara
2. Pembahasan Hidrograf Satuan Sintetik Limantara
Dalam proses analisis, terlihat bahwa parameter yang berpengaruh terhadap perubahan waktu mencapai puncak dan debit puncak adalah parameter Lc. Untuk DAS yang cenderung menyempit di bagian hilir, maka titik berat DAS akan terletak hampir ke hulu. Walaupun Lc cenderung panjang, namun dengan kondisi DAS menyempit ke bagian hilir, maka akan mempercepat naiknya debit puncak (waktu untuk mencapai debit puncak relatif singkat). Sebaliknya untuk DAS yang mempunyai lebar cenderung merata dari hulu ke hilir, maka titik berat DAS akan terletak hampir di tengah DAS. Dalam hal ini walaupun Lc relatif pendek, dengan kondisi DAS yang lebar, akan memperlambat naiknya debit puncak (waktu untuk mencapai debit puncak relatif lama).
3. Pernitungan Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu
Untuk perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis metode Nakayasu dilakukan dalam berbagai tahapan. Adapun tahapan – tahapan hasil dari perhitungan tersebut dapat dilihat pada table berikut :
Tabel 9. Perhitungan HSS Nakayasu
Sumber : Hasil Perhitungan
t Q
Keterangan
(jam) m³/dtk
0 0,0000
Qnaik
1 0,0266
2 0,1403
3 0,3713
4 0,7405
5 1,2651
6 1,9595
7 2,8367
8 3,9084
9 5,1852
10 6,6770
10,30 7,1746
11 6,4025
Qturun1
12 5,4364
13 4,6160
14 3,9194
15 3,3280
16 2,8258
17 2,3993
18 2,0373
19 1,7298
Qturun 2
20 1,4688
21 1,2472
22 1,0590
23 0,8992
24 0,7635
25 0,6483
26 0,5504
27 0,4674
28 0,3968
29 0,3370
30 0,2861
Qturun 3
31 0,2429
32 0,2063
33 0,1751
34 0,1487
35 0,1263
36 0,1072
37 0,0910
38 0,0773
39 0,0656
40 0,0557
41 0,0473
42 0,0402
43 0,0341
44 0,0290
45 0,0246
46 0,0209
47 0,0177
48 0,0151
49 0,0128
50 0,0109
51 0,0092
52 0,0078
53 0,0066
54 0,0056
55 0,0048
56 0,0041
57 0,0035
Dengan merujuk pada Tabel 9 maka dapat dibentuk kurva HSS Nakayasu untuk DAS Saddang (sub DAS Mamasa) seperti terlihat pada Gambar 7.
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61
Q = m3 / det
Waktu (Jam)
Qp = 7, 17 3/ det
Gambar 7 : Kurva HSS Nakayasu
4. Pembahasan Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu
Untuk proses analisis HSS dengan metode Nakayasu, terlihat bahwa parameter yang berpengaruh terhadap perubahan waktu mencapai puncak dan debit puncak adalah parameter alpha (α) dan parameter tg, ordinat sebelum mencapai waktu dipengaruhi oleh pangkat dari t/Tp, serta ordinat turunnya dipengaruhi oleh prosentase penurunan hidrograf (0,3 – 0,5) tergantung karakteristik DAS nya.
D. Debit Banjir Metode Limantara dan Nakayasu 1. Perhitungan DBR Metode Limantara
Perhitungan DBR dengan menggunakan metode HSS Limantara ditunjukkan pada Tabel perhitungan di bawah ini.
