Model Hidrologi Penentuan Indeks Banjir Berdasarkan Analisis Debit Banjir Sebagai Pengelolaan Sungai Asahan Chapter III V

(1)

40

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Pemodelan Hidrologi

Pada simulasi sistem merupakan tahapan pendekatan sistem atau proses percobaan dengan menggunakan suatu model untuk mengetahui perilaku sistem. Dalam sistem tersebut dianalisa luas pengaruh DAS /Sub DAS Asahan. Selain itu juga bisa diketahui pengaruhnya pada komponen-komponen dari suatu perlakuan yang dicobakan pada beberapa komponen misalnya curah hujan rerata bulanan stasiun. Hasil simulasi biasanya ditampilkan sebagai grafik dan tabel yang mengilustrasikan variabel-variabel sensitif yang mempengaruhi sistem. Simulasi dilakukan melalui pembuatan struktur dari model yang dibangun dengan cara mendefenisikan setiap variabel yang menyusun model.

Dalam statistik dikenal beberapa jenis distribusi, diantaranya yang banyak digunakan dalam hidrologi adalah :

a. Distribusi normal

(

)

Dengan demikian kemungkinan variat berada pada daerah antara ( x - σ ) dan ( x + σ ) adalah 68,27%. Sejalan dengan itu maka yang berada antara ( x - 2σ) dan ( x + 2σ ) adalah 95,44%.

b. Distribusi log normal

(2)

c. Distribusi Gumbel

d. Distribusi log Pearson III

s

3.1.2. Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi

Uji distribusi frekuensi dimaksudkan untuk mengetahui apakah jenis distribusi yang dipilih sudah tepat, yaitu:

1. Kebenaran antara hasil pengamatan dengan model distribusi yang diharapkan atau yang diperoleh secara teoritis.

2. Kebenaran hipotesa (diterima atau ditolak). Hipotesa adalah rumusan sementara mengenai suatu hal yang dibuat untuk menjelaskan hal tersebut dan menuntun atau mengarahkan penelitian selanjutnya.

Untuk mengadakan uji ini terlebih dahulu harus dilakukan plotting data pengamatan pada kertas probabilitas Log Pearson Type III dan garis durasi yang sesuai. Plotting data dilakukan dengan tahapan sebagai berikut:

1. Data curah hujan maksimum harian rata-rata tiap tahunan disusun dari kecil ke besar

2. Hitung probabilitasnya dengan rumus Weibull 3. Plot data hujan (Xi) dengan probabilitas (P)

(3)

dipilih, maka perlu dilakukan pengujian lebih lanjut. Pengujian ini dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu Uji Chi-Square dan Uji Smirnov Kolmogorov.

3.1.3. Uji Chi-Square

Uji Chi-Square digunakan untuk menguji distribusi pengamatan, apakah sampel memenuhi syarat distribusi yang diuji atau tidak. Adapun prosedur perhitungan uji Chi-Square adalah sebagai berikut (Soewarno, 1995: 194):

1. Data hujan diurutkan dari besar ke kecil 2. Menghitung jumlah kelas dengan rumus:

k = 1 + 3,3 log n

di mana:k = jumlah kelas dan n = banyaknya data 3. Menghitung derajat kebebasan (Dk), Ef, dan χ2

4. Menghitung kelas distribusi

cr

5. Menghitung interval kelas

6. Membuat kelompok-kelompok kelas sesuai dengan jumlah kelas. 7. Mencari besarnya curah hujan yang masuk dalam batas kelas (Ef). 8. Menghitung χ2

χ2 hit=

∑k (Of -Ef)2 i=1

Ef (3.1) dimana: χ

hitung dengan rumus:

2

9. Menentukan χ

hit = nilai chi-square hitung, k = jumlah kelas, Of = frekuensi pengamatan kelas dan Ef = frekuensi teoritis kelas

2

(4)

Dengan mengikuti pola sebaran yang sesuai selanjutnya dihitung curah hujan rencana dalam beberapa metode ulang yang akan digunakan untuk mendapatkan debit banjir rencana seperti pada tabel 3.1. Parameter Pemilihan pola sebaran Distribusi hujan.

Tabel 3.1. Parameter Pemilihan pola sebaran Distribusi hujan

Jenis Sebaran Kriteria

Normal Cs ≈ 0

Ck ≈ 3

Gumbel Cs = 1,1396

Ck = 5,4002

Log Normal

Cs = 3Cv + Cv2

Ck = Cv8 + 6Cv6 + 15Cv4 + 16Cv2 + 3

Log Pearson tipe III Selain dari nilai diatas Sumber : Teknik Perhitungan untuk distribusi debit

(5)

3.2. Analisis Hidrologi

Analisis Hidrologi merupakan bagian awal dalam kegiatan pengembangan sumber daya air. Hasil analisis yang diperoleh dari data hidroklimatologi nantinya sangat berguna untuk analisa hidraulik yang akan dipakai. Masalah yang selalu dijumpai dalam analisis hidrologi adalah terdapatnya banyak cara dalam pemakaian model perhitungan yang digunakan, yang satu sama lainnya memakai pendekatan yang berbeda dan hasilnya juga berbeda. Pemakaian model yang digunakan dalam analisis hidrologi disesuaikan dengan kondisi area penelitian dan ketersediaan data yang ada. Analisis hidrologi yang dilakukan sehubungan dengan penelitian ini adalah analisa curah hujan rencana dan analisa debit banjir rencana.

(6)

akibat fisik yang diakibatkan oleh kejadian banjir terhadap suatu daerah banjir, yaitu luas genangan, kedalaman genangan dan waktu genangan yang terjadi.

3.3. Model Indeks Banjir

Dalam merumuskan indek banjir tentunya diperlukan nilai batas dapat menggambarkan kadar dampaknya akibat banjir tersebut. Nilai batas tersebut tentunya ditentukan setelah analisa data yang ada , misal variabel curah hujan, luas areal , intensitas hujan , debit masukan dan juga luas pengaruh akibat banjir tersebut. Maka dalam hal ini peneliti menurunkan rumusan tersebut dalam 3 kategori yaitu : kondisi minimum , kondisi sedang dan kondisi maksimum untuk mendapatkan hal tersebut akan dibahas dalam bab pembahasan.

3.3.1. Penentuan Daerah Aliran Sungai (DAS)

Daerah Aliran Sungai (DAS) merupakan suatu daerah yang dibatasi atau dikelilingi oleh garis ketinggian dimana setiap air yang jatuh dipermukaan tanah akan dialirkan melalui satu outlet. DAS yang seterusnya akan disebut Catchment area, juga dikatakan sebagai suatu wilayah dataran yang secara topografi dibatasi

(7)

3.3.2.Pemodelan HEC-RAS

Analisa hidrolika sungai dimaksudkan untuk menganalisa profil muka air banjir di sungai dengan berbagai kala ulang dari debit banjir rencana. Analisa hidrolika akan menghitung seberapa jauh pengaruh pengendalian banjir secara struktural terhadap tinggi muka air banjir dan luapan banjir yang terjadi. Model hidrolika aliran satu dimensi yang banyak digunakan saat ini ialah HEC-RAS (River Analysis System. Program HEC-RAS adalah sebuah program yang didalamnya terintegrasi analisa hidrolika, di mana pengguna program dapat berinteraksi dengan sistem menggunakan fungsi Graphical User Interface (GUI). Program ini dapat menunjukkan perhitungan profil permukaan aliran mantap (steady), termasuk juga aliran tak mantap (unsteady), pergerakan sedimen dan beberapa hitungan desain hidrolika. Dalam terminologi HEC-RAS, sebuah pengaturan file data akan berhubungan dengan sistem sungai. Data file dapat dikategorikan sebagai berikut: plan data, geometric data, steadyflow data, unsteady flow data, sediment data dan hydraulic design data.

(8)

rencana. Selanjut dilakukan simulasi banjir, yaitu metode reduksi muka air banjir rencana.

Dengan pendekatan beda hingga yang digunakan pada perangkat lunak HEC - RAS untuk menyelesaikan persamaan-persamaan aliran tidak langgeng, maka sistem Sungai Asahan-Piasa Silau harus dibagi menjadi rangkaian elemen, dimana masing - masing elemen tersebut disebut ruas (station). Setiap ruas dihubungkan dengan ruas lain di bagian hulu maupun hilirnya oleh suatu simpul, rangkaian simpul dan ruas ini disebut skematisasi model.

3.3.3. Penentuan Nilai Indeks Banjir

Indeks Banjir (Sutan Haji, T., 2005) digunakan untuk menyatakan perbandingan antara selisih debit puncak banjir yang terjadi, Qp dengandebit puncak banjir kondisi DAS paling baik,Qp (DAS dengan kondisi 100% hutan) berbanding dengan selisih debit puncak banjir untuk kondisi DAS paling buruk, Qpo (DAS dengan 100% pemukiman) dengan debit puncak banjir kondisi DAS paling baik (Qp100). Karena ini merupakan rasio selisih antara debit banjir dari kejadian yang sebenarnya terhadap kondisi ekstrim, maka nilai Indeks Banjir berkisar antara 0 – 1. Artinya apabila tingkat kondisi DAS semakin baik, selisih Qp dengan Qp100 relatif semakin kecil, maka nilai indeks banjir mendekali angka 0 (nol) dan sebaliknya apabila kondisi DAS semakin buruk nilai Qp mendekati Qp0, sehingga nilai indeksbanjir mendekati nilai 1 (satu).

(9)

Gambar 3.1. Bagan alir metodelogi

Pengambilan Data

Data Primer : Keadaan Sungai Asahan. Survei Lapangan

Data Sekunder : 1. Peta Administrasi 2. Peta pengguna lahan 3. Peta DAS

4. Data Curah Hujan

Pengolahan Data

ANALISA HIDROLOGI Hasper, Weduwen, Melchior , Rasional,

Nakayasu ANALISIS CURAH HUJAN

Metode Log Pearson Metode Gumbell

Pemodelan HEC-RAS

Indeks Pemanfaatan Indeks Luas Genangan

(10)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pemodelan Hidrologi

4.1.1. Data Hidroklimatologi

Data dipersiapkan dalam proses simulasi baik hidrologi maupun hidrolika adalah data hidroklimatologi yaitu berupa data hujan, dan debit serta data fisik dari Sungai Asahan hulu yaitu berupa peta topografi, peta tata guna lahan dan jaringan sungai yang ada, khususnya data disekitar Sungai Asahan.

Wilayah Kabupaten Asahan terbagi dalam 3 pola aliran sungai yaitu Daerah Aliran Sungai (DAS) Asahan, DAS Piasa dan DAS Silau.Masing-masing DAS dibagi menjadi Wilayah Aliran Sungai (WAS) yang kemudian dibagi lagi menjadi Daerah Pengairan Sungai (DPS). Pembagian DAS dapat dilihat pada gambar 4.1.a

Gambar 4.1a.Peta Pembagian DAS/Sub DAS WS Toba-Asaha

DAS Danau Toba

Sub DAS Asahan Sub DAS Silau

(11)

4.1.2. Penyiapan dan Analisis Data Hidroklimatologi

Data curah hujan dan debit adalah data yang diperlukan dalam simulasi hidrologi. Data hujan yang digunakan diperoleh dari 5 stasiun pengamatan hujan yang dapat mewakili kondisi hujan pada DAS tersebut, yaitu: Stasiun Terusan Tengah, Pulau Maria/Pulau Kemuning, Simpang Kawat, Ujung Seribu dan Balige. Sebaran lokasi dari lima stasiun hujan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.1b.

Gambar 4.1b. Peta sebaran lokasi stasiun hujan di DAS Asahan

Analisis hujan wilayah dilakukan dengan menggunakan metode Poligon Thiessen. Seperti pada Gambar 4.2. Analisis hujan dengan metode ini menggunakan asumsi bahwa curah hujan yang jatuh merata dan seragam pada DAS. Analisis hujan wilayah ini digunakan untuk mendukung perhitungan ketersediaan debit.

PETA LOKASI SATSIUN HUJAN DI DAS ASAHAN

(12)

Gambar 4.2. Analisis hujan wilayah menggunakan poligon Theissen

Ketersediaan debit di DAS Asahan diperhitungkan dengan menggunakan simulasi debit sungai Asahan. Debit banjir diprediksikan berdasarkan data curah hujan dari Stasiun Pencatat Hujan disekitar daerah tangkapan Sungai Asahan. Periode Ulang yang diperhitungkan dalam analisis debit banjir ini adalah 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 25 tahun, 50 tahun, 100 tahun, dan 1000 tahun.

4.1.3 Penyiapan Data Fisik DAS Asahan

(13)

4.1.4 Analisis Kondisi Topografi DAS Asahan

Berdasarkan Peta Rupa Bumi Indonesia yang mencakup wilayah DAS Asahan dapat diidentifikasi karakteristik kelerengan untuk lahan yang bersumber dari bentuk file DEM (Digital Elevation Model). Secara keseluruhan kemiringan lereng di DAS Asahan dapat diklasifikasikan ke dalam kelas kemiringan lereng sebagai berikut: <8%, 8% – 15%, 16% – 25%, dan 26% – 45%. Adapun luasan masing-masing kelas kemiringan lereng di DAS Asahan dapat dilihat pada Tabel 4.1. dan luas DAS Asahan pada Tabel 4.2.

Tabel 4.1.Kemiringan Lereng DAS Asahan subDAS

Luas Tiap Kelas Kemiringan Lereng (Km2) <8% 8 – 15% 16 – 25% 26 – 45%

Asahan 1536,13 40,47 604,46

Silau 930,31 1,89

Piasa 66,12 189,42 65,57 2,00

Tabel 4.2. Luas pengaruh DAS dan Status Kepemilikan No Nama DAS/

Terusan Tengah BWS Sumatera II 54,69 0,03

Ujung Seribu BWS Sumatera II 617,72 0,28

Simpang Kawat BWS Sumatera II 687,88 0,32

Kuala Kemuning BWS Sumatera II 553,30 0,25

3 Sub DAS Piasa Balige BMKG 51,03 0,16

Terusan Tengah BWS Sumatera II 34,22 0,11

Ujung Seribu BWS Sumatera II 237,88 0,74

(14)

4.1.5. Pola Jaringan Sungai

Pola jaringan sungai yang berada pada DAS Sungai Asahan terdiri dari sebuah sungai utama yaitu Sungai Asahan. Sungai Asahan terdiri dari 34 buah anak sungai yang termasuk kedalam sub DAS Asahan, 38 buah anak sungai yang termasuk kedalam sub DAS Silau, dan satu anak sungai yang termasuk kedalam sub DAS Piasa. Bentuk skema pola jaringan Sungai Asahan dan anak-anak sungainya dapat dilihat seperti pada Gambar 4.3. dan Tabel 4.3.

(15)

Tabel 4.3. Anak Sungai SWS Asahan

Sungai induk Anak1 Anak2 Anak3

SWS 01.12 Asahan

01.12.02 S. Silau

01.12.02.2 Piasa

01.12.02.2.1 Sitepa 01.12.02.2.2 Kampa 01.12.02.2.3 Sipukul

01.12.02.2.4 Tulang

01.12.02.3 Hilangan

01.12.02.3.1 Tualang

01.12.02.4 Bunut

01.12.02.5 Ambaluta

01.12.02.5.1 Najojor 01.12.02.5.2 Pandarohan 01.12.02.5.3 Naduras 01.12.02.5.4 Siawak 01.12.02.21.2 Sibio

01.12.02.21.3 Liang

(16)

Tabel 4.4. Anak Sungai Sub DAS Asahan

No. Jaringan Sungai Panjang

(km) No. Jaringan Sungai

Tabel 4.5. Anak Sungai Sub DAS Silau

No. Jaringan Sungai Panjang

(17)

No. Jaringan Sungai Panjang

(km) No. Jaringan Sungai

Panjang (km)

19 A. Sibio 9,17 38 S. Tualang 21,35

Berdasarkan skema pola aliran sungai pada Gambar 4.3. maka dapat dianalisis batas masing-masing sub DAS di DAS Asahan seperti Gambar 4.4. Luas masing-masing sub DAS di DAS Asahan dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Gambar 4.4. Peta sub DAS anak sungai utama di DAS Asahan

Sumber BWS 2012

Tabel 4.6. Luas Masing-masing Sub DAS di DAS Asahan

DAS/Sub DAS Luas Catchment Area(km2)

DAS Asahan 3.436,38

- Sub DAS Asahan 2.181,06

- Sub DAS Silau 932,20

- Sub DAS Piasa 323,12

Identifikasi:

Terjadi penurunan luas hutan akibat alih fungsi lahan sebesar 179,63 km2. Terdapat lahan kritis seluas 92.432,75 ha.

Penanggulangan:

Penghijauan untuk mengembalikan fungsi lahan secara bertahap sampai tahun 2030 dengan melibatkan masyarakat dan dunia usaha. Mendorong peran serta aktif masyarakat dan dunia usaha dalam usaha pelestarian dan konservasi lingkungan.

Meningkatkan kegiatan konservasi hutan dan rehabilitasi lahan kritis. Menyusun grand design kegiatan rehabilitasi lahan.

Peninjauan kembali ijin penebangan hutan. Penegakan hukum pada pelaku illegal logging.

Identifikasi:

Terjadi penurunan luas hutan akibat alih fungsi lahan sebesar 13,86 km2_.

Terdapat lahan kritis seluas 31.688,75 ha. Penanggulangan:

Identifikasi:

Penanggulangan:

Identifikasi:

Penanggulangan:

Penghijauan untuk mengembalikan fungsi lahan secara bertahap sampai tahun 2030 dengan melibatkan masyarakat dan dunia usaha. Mendorong peran serta aktif masyarakat dan dunia usaha sekitar Danau Toba dalam usaha pelestarian dan konservasi lingkungan Danau Toba. Meningkatkan kegiatan konservasi hutan dan rehabilitasi lahan kritis. Menyusun grand design kegiatan rehabilitasi lahan.

(18)

4.1.6. Tata Guna Lahan

Tata guna lahan adalah salah satu karakteristik fisik dari DAS yang dapat menginterpretasikan kondisi permukaan DAS. Perubahan tata guna lahan pada DAS memberikan pengaruh cukup besar terhadap debit banjir (Jayadi, 2000). Tutupan lahan yang terdapat pada DAS memberikan kontribusi terhadap besar kecilnya aliran permukaan yang ditunjukkan dengan nilai koefisien aliran. Tata guna lahan di daerah penelitian terbagi kedalam 3 sub DAS yang ada di DAS Asahan. Luasan tata guna lahan di DAS Asahan dapat dilihat pada Tabel 4.7.dan disajikan pada Gambar 4.5.dan Gambar 4.6.

Tabel 4.7. Luas Tata Guna Lahan di DAS Asahan

Jenis Tata Guna Lahan Luas

km2 (%)

Sawah 513,01 7,10

Permukiman 92,93 1,29

Perkebunan 1.312,07 18,16

Tegalan/Tanah Ladang 1.305,07 18,06

Semak Belukar 1.383,91 19,15

Rawa 228,72 3,17

Perairan 1.182,48 16,37

Hutan 1.207,26 16,71

Total 7.225,45 100

(19)

Gambar 4.5. Peta penggunaan lahan DAS Asahan

Gambar 4.6. Peta Kabupaten Asahan

Sumber :

1. Peta RBI digital lembar 0718 2. Peta RBI digital lembar 0719

Sungai

(20)

4.1.7. Kebutuhan Air Rumah Tangga, Perkotaan dan Industri

Kebutuhan air domestik dan perkotaan di WS Asahan sebagian sudah dilayani oleh PDAM dan sebagian yang lain masih menggunakan air sumur dan air tanah. Sedangkan kebutuhan air industri dialokasikan dari Sungai Asahan dan anak-anak sungainya. Kebutuhan air domestik dan perkotaan yang dipenuhi oleh PDAM tergantung dari jumlah penduduk di masing-masing kabupaten/kota di WS Toba-Asahan.

(21)

Gambar 4.7. Neraca kebutuhan dan ketersediaan air WS Asahan

Pada dasarnya perkembangan jumlah penduduk pada suatu daerah seperti halnya yang terjadi di daerah studi dipengaruhi oleh pertambahan alami dan proses perpindahan penduduk dari suatu wilayah ke wilayah lainnya (migrasi). Dalam penelitian proyeksi penduduk sangat dibutuhkan karena kebutuhan air untuk penduduk bisa diprediksi ke depannya (Bintarto, 1983).

(22)

Tabel 4.8. Proyeksi Penduduk Kabupaten Asahan 2010 s/d 2030 KABUPATEN /KOTA

KECAMATAN

Proyeksi Penduduk Wilayah Sungai Asahan 2010-2018

KAB. ASAHAN

(23)

Lanjutan Tabel 4.8. Proyeksi Penduduk Kabupaten Asahan 2010 s/d 2030

KABUPATEN

/KOTA

Proyeksi Penduduk Wilayah Sungai Asahan 2019-2030

2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 KAB. ASAHAN

1 BP MANDOGE 23903 24261 24625 24994 25369 25750 26136 26528 26926 27330 27740 28156 2 BANDAR 39079 39665 40260 40864 41477 42099 42730 43371 44022 44682 45353 46033 3 PULAU 23243 23591 23945 24305 24669 25039 25415 25796 26183 26576 26974 27379 4 AEK KUASAN 32045 32525 33013 33508 34011 34521 35039 35565 36098 36640 37189 37747 5 SEI 28690 29120 29557 30000 30450 30907 31371 31841 32319 32804 33296 33795 6 TANJUNG 24866 25239 25618 26002 26392 26788 27190 27598 28012 28432 28859 29291 7 SIMPANG 38954 39538 40132 40734 41345 41965 42594 43233 43882 44540 45208 45886 8 AIR BATU 52294 53078 53875 54683 55503 56336 57181 58038 58909 59793 60689 61600 9 BUNTU PANE 39389 39979 40579 41188 41806 42433 43069 43715 44371 45037 45712 46398 10 MERANTI 46179 46872 47575 48289 49013 49748 50494 51252 52021 52801 53593 54397 11 AIR JOMAN 44033 44694 45364 46044 46735 47436 48148 48870 49603 50347 51102 51869 12 TANJUNG 43935 44594 45263 45942 46631 47330 48040 48761 49492 50235 50988 51753 13 SEI BALAI 25414 25795 26182 26575 26974 27378 27789 28206 28629 29058 29494 29937 14 TALAWI 40301 40906 41519 42142 42774 43416 44067 44728 45399 46080 46771 47473 15 LIMA PULUH 63164 64112 65073 66050 67040 68046 69067 70103 71154 72221 73305 74404 16 AIR PUTIH 34713 35234 35763 36299 36843 37396 37957 38526 39104 39691 40286 40891 17 SEI SUKA 38147 38719 39300 39889 40488 41095 41711 42337 42972 43617 44271 44935 18 MEDANG 33500 34003 34513 35030 35556 36089 36631 37180 37738 38304 38878 39462 19 KISARAN 42248 42882 43525 44178 44841 45513 46196 46889 47592 48306 49031 49766 20 KISARAN 49128 49865 50613 51372 52143 52925 53719 54525 55342 56173 57015 57870 Jumlah 23903 24261 786294 798088 810060 822210 834544 847062 859768 872664 885754 899041

(24)

(25)

4.2. Analisa hidrologi

Dari sisi hidrologi faktor dominan penyebab banjir adalah faktor karakteristik hujan. Dalam pengalih ragaman hujan menjadi aliran ada beberapa sifat hujan yang penting untuk diperthatikan, antara lain adalah intensitas hujan (t), kedalaman hujan (d), frekuensi (f) dan luas daerah pengaruh hujan (A) (Soemarto, 1987). Hujan yang mempunyai intensitas tinggi yang dapat menyebabkan tinggi hidrograf di oulet DAS sehingga menimbulkan banjir terhadap sungai yang dilaluinya. Intensitas curah hujan adalah tingginya curah hujan yang terjadi pada satu kurun waktu dimana air tersebut terkonsentrasi (Josroen, 1992), sedangkan durasi adalah lamanya kejadian hujan (Sudjawardi, 1987). Besaran debit banjir hasil analisis hendaknya tidak terlalu kecil agar tidak sering terjadi ancaman kerusakan terhadap bangunan atau daerah-daerah disekitarnya yang diakibatkan oleh banjir yang lebih besar.

Debit banjir rencana diprediksikan berdasarkan data curah hujan dari stasiun pencatat hujan disekitar daerah tangkapan Sungai Asahan. yang diperhitungkan dalam analisis debit banjir ini adalah 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 25 tahun, 50 tahun, 100 tahun, dan 1000 tahun.

(26)

hilir, yaitu: S.Asahan di Porsea, S.Asahan di Siruar, S.Asahan di Tangga dan S.Asahan di Tanjung Balai dan DanauToba.

Analisis Debit Banjir yang dilakukan pada penelitian ini meliputi kegiatan mengolah data mentah sampai didapatkan harga debit. Data hujan yang dipakai untuk analisis ini berasal dari 5 stasiun yang tersebar di beberapa daerah, yaitu: Data curah hujan yang digunakan dalam pekerjaan adalah data hasil pencatatan beberapa stasiun penakar hujan yang tersebar di WS Asahan. Jumlah stasiun hujan yang digunakan adalah 5 stasiun, yaitu: Balige (BMKG), Terusan Tengah (BWSS-2), Ujung Seribu (BWSS-2), Simpang Kawat (BWSS-2) dan Kuala Kemuning (BWSS-2). Pembahasan data tersebut melalui perhitungan tahap demi tahap. Rerata Curah Hujan Bulanan di 5 Lokasi dapat di lihat pada Tabel 4.9.

Tabel 4.9. Rerata Curah Hujan Bulanan di 5 Lokasi Studi

TAHUN

(27)

Gambar 4.8. Sta, Curah Hujan pada 5 Sta.

4.2.1. Analisis Probabilitas Frekwensi Hujan dengan Metode Log Pearson

Analisis yang digunakan adalah analisis Log Pearson. Persamaan yang digunakan untuk menghitung curah hujan rencana dengan menggunakan Metode Log Pearson adalah seperti yang terlihat pada Tabel 4.11. danTabel 4.12.

Tabel 4.11.Hasil Perhitungan Curah hujan rencana dengan metode Log Pearson

No. Tahun Xi(mm) Log Xi (4) - Log Xr (5) 2 (5)3

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

1 2001 140 2,1461 0,0390 0,0015 0,0001

2 2002 117 2,0670 -0,0401 0,0016 -0,0001

3 2003 99 1,9941 -0,1130 0,0128 -0,0014

4 2004 105 2,0200 -0,0871 0,0076 -0,0007

5 2005 98 1,9927 -0,1143 0,0131 -0,0015

6 2006 116 2,0648 -0,0423 0,0018 -0,0001

7 2007 136 2,1341 0,0270 0,0007 0,0000

8 2008 163 2,2111 0,1040 0,0108 0,0011

9 2009 151 2,1777 0,0706 0,0050 0,0004

10 2010 98 1,9932 -0,1139 0,0130 -0,0015

11 2011 164 2,2137 0,1067 0,0114 0,0012

12 2012 160 2,2041 0,0970 0,0094 0,0009

13 2013 139 2,1428 0,0357 0,0013 0,0000

14 2014 137 2,1376 0,0305 0,0009 0,0000

JUMLAH 1685 27,3613 -0,0305 0,0899 -0,0015

c

c c

Sta. Balige

Sta. Ujung Seribu

Sta. Simpang Kawat

(28)

n = 14

Log Xr = 2.107

Sd log X = 0.084

Cs = -0.224

Std.Deviasi = 24.45 • NilaiRata-Rata

Log Xr = ∑ Log Xi

• Standart Deviasi

Sd Log X =�∑ (Log Xi – Log Xr) • Koefisien Skewness

Cs = n∑(Log Xi – Log Xr) 3 (n-1)(n-2)(Sx)3 =

14(-0,0305)

(14-1)(14-2)0,0843= -0,224 Tabel 4.12. Hasil Perhitungan Periode Ulang metode Log Pearson tipe III

Periode

Lampiran 2ditentukan Faktor Frekuensi K Untuk Distribusi Log Pearson Tipe III (Koefisien Asimetri Cs Positif) diperoleh :

(29)

Cs2 = -0,1 → K2

4.2.2. Analisis Probabilitas Frekuensi Hujan dengan Metode Normal

= 0,017

K= 0,000 + -0,01 – 0,0

0,1 - 0,0 (0,017 – 0,000)= 0,0016 Log RT = Log Xr + K∙Sd = 2,107+ (0,0017)∙0,084 = 2,110

RT = 102,0944 = 129 mm

Analisis frekuensi adalah prosedur memperkirakan frekuensi suatu kejadian pada masa lalu atau pada masa yang akan datang (Suroso et al, 2006). Analisis yang digunakan adalah analisis metode Normal. Persamaan yang digunakan untuk menghitung curah hujan rencana dengan menggunakan metode Normal adalah seperti yang terlihat pada Tabel 4.13. sampai dengan Tabel 4.14.

Tabel 4.13. Hasil perhitungan curah hujan rencana dengan Metode Normal

No. Tahun Xi(mm) (3) - Xr (4) 2 (4)3

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

1 2001 140 9.86 97.23 958.67

2 2002 117 114.57 13126.21 1503865.01

3 2003 99 96.54 9319.58 899693.91

4 2004 105 102.62 10527.59 1080173.75

5 2005 98 96.23 9261.11 891239.71

6 2006 116 113.99 12992.88 1481010.91

7 2007 136 134.06 17971.99 2409319.12

8 2008 163 160.49 25756.66 4133656.59

9 2009 151 148.44 22033.34 3270548.41

10 2010 98 96.34 9281.97 894252.96

11 2011 164 161.47 26074.07 4210300.80

12 2012 160 157.88 24925.99 3935306.25

13 2013 139 136.82 18719.50 2561187.54

14 2014 137 134.91 18201.30 958.67

(30)

n = 14

Xr = 130

Sd = 24,446

Cs = 15,733

• Nilai Rata-Rata

Xr = ∑ Xi • Standart Deviasi

Sd = �∑(Xi – Xr) 2 n – 1 = �

200098,69

14-1 = 24,446

• Koefisien Variasi

Cv = Sd Xr=

24,446

130 = 0,188 • Koefisien Skewness

Cs = n∑(X – Xr) 3

(n-1)(n-2)(Sx)3 = 15,733 • Koefisien Kurtosis

Ck = n

2∑_{(X – Xr)}4

(n-1)(n-2)(n-3)(Sx)4 = 1,72

Adapun parameter statistik dari hasil perhitungan curah hujan rencana dengan metode Normal adalah sebagai berikut; nilai rata-rata, Xr = 130 mm, Standart Deviasi =24,446, koefisien Skewness Cs = 15,733, koefisien variasi Cv = 0,188, koefisien kurtosis Ck = 1,72.

(31)

P = 1

(32)

Gambar 4.9. Hubungan antara curah hujan rencana metode Normal dengan Periode Ulang (tahun)

Untuk hasil perhitungan curah hujan rencana dengan Metode Log Pearson tipe III dapat dilihat pada Tabel 4.14.

Tabel 4.14. Hasil perhitungan curah hujan rencana dengan Metode Log Pearson

(33)

n = 14

Log Xr = 2,107

Sd log X = 0,084

Cs = -0,222

Std. Deviasi = 24,45

Dalam analisis hidrologi, pemakaian distribusi log-Pearson adalah mengkonversikan rangkaian datanya menjadi bentuk logaritma.

Tabel 4.15. Hasil perhitungan curah hujan rencana dengan Metode Log Pearson Tipe III dengan Periode Ulang

Periode

Gambar 4.10. Hubungan antara curah hujan rencana Log Pearson III dengan periode ulang (tahun).

Pada Gambar 4.10. hubungan antara curah hujan rencana yang dihitung dengan metode Log Pearson III dengan Periode Ulang hingga 1000 tahun. Perhitungan curah hujan rencana dihitung juga menggunakan metode Gumbel,

(34)

adapun data curah hujan dan hasil analisa curah hujan rencana metode Gumbel seperti pada Tabel 4.16.

Tabel 4.16. Hasil perhitungan curah hujan rencana dengan Metode Gumbel

Tahun CH (mm)

Pada Tabel 4.16. terlihat bahwa curah hujan maksimum terjadi di tahun 2011 dan curah hujan minimum terjadi di tahun 2005 dan 2010. Adapun hasil perhitungan curah hujan rancangan metode Gumbel adalah seperti terlihat pada Tabel 4.17. dan Gambar 4.11.

Tabel 4.17. Hasil perhitungan curah hujan rancangan Metode Gumbel dengan Periode Ulang

(35)

Untuk periode ulang 2 tahun

Nilai Yt = 0,3665 (tabel nilai reduced variate (Yt)) Nilai Yn = 0,4952 (dari tabel nilai reduced mean (Yn))

Nilai Sn = 0,9496 (dari table nilai reduced standart deviation (Sn)) K=Yt-Yn

Sn =

0,3665-0,4952

0,9496 =-0,136 Nilai hujan harian rencana periode ulang 2 tahun.

Gambar 4.11. Hubungan antara curah hujan rancangan metode Gumbel dan Log Person III dengan Periode Ulang (Tahun)

Pada Gambar 4.11 menjelaskan hubungan antara curah hujan rencana rancangan metode Gumbel, Normal, dan Log Person III dengan Periode Ulang (tahun) yang dihitung dengan Periode Ulang hingga 1000 tahun. Dari hubungan curah hujan dari beberapa metode yang paling maksimum adalah pada metode Gumbel. Hasil perhitungan curah hujan rancangan pada penelitian ini dipakai.

0,00

(36)

Maka nilai ini adalah nilai curah hujan rancangan yang akan dipakai dalam perhitungan debit rancangan. Untuk keperluan pengalih ragaman data hujan ke besaran debit banjir dengan metode hidrograf satuan, diperlukan data hujan jam-jaman. Distribusi hujan jam-jaman dapat diperoleh dari catatan stasiun hujan otomatis.

Menyimpulkan hasil perhitungan apabila χ2 hitung <χ2cr maka distribusi terpenuhi dan apabila nilai χ2 hitung >χ2

Tabel 4.18. Data Curah Hujan

cr maka distribusi tidak terpenuhi. Pada Tabel 4.18. Data Curah Hujan diurutkan dari besar ke kecil.

No Xt(mm) Xt diurut dari besar ke kecil

1. Menghitung jumlah kelas dengan rumus: Jumlah data (n) = 14

Kelas distribusi (K) = 1 + 3,3 log n = 1 + 3,3 log 14 = 4,67 ≈ 5 kelas 2. Menghitung derajat kebebasan (Dk), Ef, dan χ2cr

(37)

Nilai χ2cr

4. Menghitung kelas distribusi

dengan jumlah data (n) = 14, α = 5% dan Dk = 2 adalah = 5,991

Kelas distribusi = 1/5 x 100% =20%,interval distribusi adalah 20%, 40%,60%, dan 80% 5. Menghitung interval kelas

Hasil perhitungan distribusi Frekuensi Uji Chi-Square terdapat pada Tabel 4.19.

Tabel 4.19. Hasil perhitungan distribusi Frekuensi Uji Chi-Square

(38)

�0,842 – 1� �-0,010

Distribusi Log Pearson Type III Log xr = 2,090 (dari Tabel ) Sd = 0,090 (dari Tabel )

Log RT = Log Xr + KT∙Sd = 2,0 90+ (0,084)∙0,090 = 2,17696 RT = 102,17696 = 145.71 mm

6. Membuat kelompok-kelompok kelas sesuai dengan jumlah kelas. 7. Mencari besarnya curah hujan yang masuk dalam batas kelas (Ef). 8. Menghitung χ2

(39)

Tabel 4.20. Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Untuk Metode Normal

No Nilai Batas Jumlah Data Oi - Ei χ2

Kelompok Oi Ei

1 X > 150.69 3 2.80 -0.20 0.01

2 136.31 < X < 150.69 3 2.80 -0.20 0.01 3 123.96 < X < 136.31 1 2.80 1.80 1.16 4 109.86 < X < 123.96 2 2.80 0.80 0.23

5 X < 109.86 5 2.80 -2.20 1.73

Jumlah 14 14.00 3.14

Tabel 4.21. Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Untuk Metode Gumbel

Kelompok Oi Ei

1 X > 156.96 3 2.80 -0.20 0.01

2 134.84 < X < 156.96 4 2.80 -1.20 0.51 3 119.23 < X < 134.84 0 2.80 2.80 2.80 4 104.19 < X < 119.23 3 2.80 -0.20 0.01

5 X < 104.19 4 2.80 -1.20 0.51

Jumlah 14 14 3.86

Tabel 4.22. Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Untuk Metode Log Pearson tipe III

Kelompok Oi Ei

1 X > 151.13 3 2.80 -0.20 0.01

2 132.25 < X < 151.13 4 2.80 -1.20 0.51 3 119.47 < X < 132.25 0 2.80 2.80 2.80 4 108.79 < X < 119.47 2 2.80 0.80 0.23

5 X < 108.79 5 2.80 -2.20 1.73

Jumlah 14 14 5.29

(40)

Berdasarkan Tabel 4.21, 4.22, dan 4.23 semua probabilitas memiliki nilai χ2

< χ2cr, maka dapat disimpulkan bahwa semua distribusi tersebut dapat diterima, namun dari semua distribusi harus diambil nilai χ2

Hasil dari distribusi gumbel ini digunakan dalam perhitungan debit banjir. Hasil perhitungan distribusi hujan jam-jaman untuk berbagai Periode Ulang (hujan rancangan metode Gumbel) ada pada Tabel 4.18.

yang terkecil untuk mendapatkan hasil akhir mendekati yaitu 3,00 < 5,991. Jadi distribusi yang mendekati untuk menganalisa seri data hujan adalah distribusi Gumbel.

4.2.5. Metode Smirnov Kolmogorov

Pengujian distribusi probabilitas dengan Metode Smirnov Kolmogorov dilakukan dengan langkah-langkah perhitungan sebagai berikut :

1. Urutkan data (X) dari besar ke kecil atau sebaliknya.

2. Tentukan peluang empiris masing-masing data yang sudah diurut tersebut P(Xi

P(X_i)= i n+1 n = jumlah data

i = nomor urut data (setelah diurut dari besar ke kecil atau sebaliknya). ) dengan rumus tertentu, rumus Weibull misalnya.

3. Tentukan peluang teoritis masing-masing data yang sudah diurut tersebut P’(Xi

4. Hitung selisih (ΔP

) berdasarkan persamaan distribusi probabilitas yang dipilih (gumbel,normal, dan sebagainya).

i

ΔPi = P(X

) antara peluang empiris dan teoritis untuk setiap data yang sudah diurut :

(41)

5. Tentukan apakah ΔPi < ΔP kritis, jika “tidak” artinya distribusi probabilitas yang dipilih tidak dapat diterima, demikian sebaliknya.

6. ΔP kritis lihat tabel pada Lampiran 4.

Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov Untuk Metode Normal seperti pada tabel 4.23.

Tabel 4.23. Hasil Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov Untuk Metode Normal

Maksimum 0.144

Xrerata = 127,37

• Kolom (3) = peluang empiris (dihitung dengan persamaan Weibull)

P(X_i) = i n + 1=

1

14+1=0,07

(42)

K_T=XT-X� Contoh untuk data pertama :

f

(

t

)

=

163,58-127,37

2 5,74

=1,41

Demikian seterusnya untuk baris berikutnya cara perhitungannya adalah sama. • Kolom (5) = peluang teoritis = 1 – luas di bawah kurva normal sesuai

dengan nilai f(t), yang ditentukan dengan tabel

Untuk nilai f(t) = 1,39 maka luas wilayah di bawah kurva normal adalah 0,9066. Sehingga nilai kolom (5) baris pertama = 1 - 0,9066 = 0,0934.

• Kolom (6) = (ΔPi

Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov Untuk Metode Gumbel seperti pada Tabel 4.24.

) = kolom (5) – kolom (3).

Tabel 4.24. Hasil Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov Untuk Metode Gumbel

(43)

• Kolom (1) = nomor urut data

• Kolom (2) = data hujan diurut dari besar ke kecil

• Kolom (3) = peluang empiris (dihitung dengan persamaan Weibull)

P(X_i) = i n + 1=

1

13+1=0,071

• Kolom (4) = untuk distribusi probabilitas GumbelX_T = X� +K_T∙S •

K_T=XT-X�

S ;atau KT= X_i-X�

S Nilai X� = 127,37 mm

Nilai S = 25,74

Contoh untuk data pertama :

f(t)=

163

,58-127,37 25,74 =1,41

(44)

Tabel 4.25. Hasil Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov Untuk Metode Log Pearson Type III

No. Xi P (Xi) f(t) P' (Xi) Δ P

Maksimum 0.867 • Kolom (1) = nomor urut data

• Kolom (2) = data hujan diurut dari besar ke kecil • Kolom (3) = Yi = Log Xi

• Kolom (4) = peluang empiris (dihitung dengan persamaan Weibull) = Log (163,58) = 2,2137

• Kolom (5) = untuk distribusi probabilitas Log Pearson tipe IIILog X_T = Log X�� +K_T∙S_X

K_T = Log XT – Log X�� Sx

Berdasarkan pada Tabel 4.23. sampai Tabel 4.25. dapat dilihat bahwa:

Jika jumlah data 12 dan α (derajat kepercayaan) adalah 5% maka didapatkan

interpolasi:

n1 = 10 → ΔP1 = 0,41 n = 14 → ΔP = ???

(45)

∆P = 0,41 + 14 – 10

15 - 10 (0,34 – 0,41) = 0,35

ΔP kritis = 0,35

ΔP max distribusi Normal = 0,139 < 0,35 → Diterima

ΔP max distribusi Gumbel = 0,093 < 0,35→ Diterima

ΔP max distribusi Log Pearson tipe III = 0,659 > 0,35 → Ditolak

Jadi distribusi yang digunakan adalah distribusi yang mempunyai nilai ΔP

max terkecil yaitu distribusi Gumbel.

Tabel 4.26. Hasil perhitungan distribusi hujan jam-jaman untuk berbagai Periode Ulang (Hujan rancangan Metode Gumbel)

Waktu

Rasio

Distr. Hujan Jam-jaman (mm/jam)

Jam ( % ) R2 R5 R10 R25 R50 R100 R1000

0 - 1 20.80 15.39 21.09 24.90 29.77 33.40 37.02 49.08

1 - 2 24.00 17.76 24.33 28.74 34.35 38.54 42.71 56.63

2 - 3 27.10 20.06 27.48 32.45 38.78 43.51 48.23 63.94

3 - 4 16.20 11.99 16.42 19.40 23.18 26.01 28.83 38.22

4 - 5 3.70 2.74 3.75 4.43 5.29 5.94 6.59 8.73

5 - 6 2.60 1.92 2.64 3.11 3.72 4.17 4.63 6.13

6 - 7 1.80 1.33 1.82 2.16 2.58 2.89 3.20 4.25

7 - 8 1.40 1.04 1.42 1.68 2.00 2.25 2.49 3.30

8 - 9 1.10 0.81 1.12 1.32 1.57 1.77 1.96 2.60

9 - 10 0.60 0.44 0.61 0.72 0.86 0.96 1.07 1.42

10 - 11 0.30 0.22 0.30 0.36 0.43 0.48 0.53 0.71

11 - 12 0.20 0.15 0.20 0.24 0.29 0.32 0.36 0.47

12 - 13 0.20 0.15 0.20 0.24 0.29 0.32 0.36 0.47

S 100.00

Hujan Harian ( mm/hr ) 126.69 156.96 177.00 202.32 221.11 239.75 301.37

Koef. Pengaliran 0.58 0.65 0.68 0.71 0.73 0.74 0.78

(46)

Waktu Distribusi Kumulatif

Jam Hujan (%)

0 - 1 20.80 20.80

1 - 2 24.00 44.80

2 - 3 27.10 71.90

3 - 4 16.20 88.10

4 - 5 3.70 91.80

5 - 6 2.60 94.40

6 - 7 1.80 96.20

7 - 8 1.40 97.60

8 - 9 1.10 98.70

9 - 10 0.60 99.30

10 - 11 0.30 99.60

11 - 12 0.20 99.80

12 - 13 0.20 100.00

Hujan harian (mm) diambil dari perhitungan distribusi gumbel untuk periode ulang 2, 5, 10, 25, 50, 100, dan 1000. Hasil dari perhitungan yang didapat pada Tabel 4.26. sesudah 4 jam terus terjadi penurunan distribusi hujan jam-jaman untuk berbagai variasi (Hujan rancangan Metode Gumbel), puncak jam terdapat pada waktu jam ke 3.dengan data hasil perhitungan ini maka dalam jangka lima tahun angka mendatang akan diprediksi terjadi banjir yang besar didaerah sungai Asahan dengan kenaikan mencapai 73 %.

Perhitungan Hidrograf Banjir pada periode ulang 2,5,10,25,50,100 dan 1000 Tahunan Sungai Asahan dapat dilihat pada tabel perhitungan metode Nakayasu.

4.2.6. Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu

(47)

ini banyak dipakai dalam perencanaan bendungan dan perbaikan sungai di proyek brantas (JawaTimur), antara lain untuk menentukan debit perencanaan Bendungan Lahor, Sengguruh, Wonorejo, perbaikan Sungai Brantas bagian tengah dan Kajian Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Untuk Perhitungan Debit Banjir Rancangan Di Daerah Aliran Sungai Kodina Sutapa (2005). Hasil perhitungan debit banjir rancangan wilayah Sungai Asahan.

Diketahui perhitungan Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu :

o Luas DAS (A) = 3436,39 km2

o Panjang Sungai (L) = 147 km

(48)

• Hitung debit lengkung naik: 0 < t < Tp atau pada bagian 0 < t <14,2816 jam atau dibulatkan 0 < t <14 jam

 Q = Qp × �t 14,2816 jam< t <(14,2816+13,3890) jam atau 14,2816 jam < t < 27,6706 jam atau dibulatkan 15 ≤ t < 28 jam

 n = 15 → Q = 54,0103 × 0,3�

15-14,2816

13,3890 �_{= 50,632 m}3

• Persamaan debit pada bagian turun: Tp + T

/dt / mm

• Persamaan debit pada bagian turun: t >Tp + T

/dt / mm atau dibulatkan t > 48 jam

 n = 48 → Q = 54,0103 ×0,3�

48-14,2816+1,5∙13,3890

2∙13,3890 �_{= 4,790 m}3_{/dt / mm}

(49)

sebesar 30 % dari debit puncak (jam) Tg = time lag, yaitu waktu antara hujan sampai debit puncak banjir (jam). Tr = satuan waktu hujan ( = 1 jam).

Panjang sungai ( Km )

Hasil perhitungan Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu dapat dilihat pada tabel 4.27.

Tabel 4.27. Hasil perhitungan Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

(50)

23 15.652 16.2863

24 14.306 14.8857

(51)

Tabel 4.28. Hasil perhitungan debit banjir rancangan Periode Ulang 5 Tahun

t U (t,1) R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = Hidrograf

NAKAYASU 20,78 23,98 27,08 16,19 3,70 Banjir

(jam) (m3/dt/mm) (mm/jam) (mm/jam) (mm/jam) (mm/jam) (mm/jam) (m3/dt)

0 0,000 0,000 0,000

1 2,680 55,700 0,000 55,700

2 14,147 293,985 64,269 0,000 358,254

3 20,051 416,686 339,213 72,570 0,000 828,470

4 13,691 284,516 480,792 383,028 43,381 0,000 1191,718

5 7,858 163,290 328,288 542,894 228,969 9,908 1273,350

6 4,964 103,162 188,412 370,692 324,535 52,295 1039,095

7 3,428 71,245 119,033 212,748 221,594 74,122 698,743

8 2,368 49,203 82,206 134,408 127,178 50,611 443,606

9 1,635 33,980 56,773 92,824 80,347 29,047 292,971

10 1,129 23,467 39,208 64,106 55,489 18,351 200,621

11 0,780 16,207 27,078 44,272 38,321 12,673 138,552

12 0,539 11,193 18,700 30,575 26,465 8,752 95,686

13 0,372 7,730 12,915 21,116 18,277 6,045 66,082

14 33.438 694.892 855.304 920.707 460.706 86.832 3018.442

(52)

Hasil perhitungan menunjukkan bahwa nilai debit puncak dari metode Nakayasu berkisar antara 10% sampai 20% dari debit Rational. Berdasarkan hasil di dapat, ternyata bahwa debit puncak banjir dari metode Nakayasu dapat dihitung dengan cara sederhana yaitu dengan mengalikan debit puncak banjir dari Metode Rational dengan tetapan 0,1 sampai 0,2. Tetapan 0,1 dipakai untuk skenario banjir optimis atau resiko yang tetap . Sebaliknya tetapan 0,2 dipakai untuk skenario banjir optimis atau indeks resiko tidak mengalami perubahan sama sekali. Sedangkan tetapan 0,15 dipakai untuk skenario banjir moderat. Berikut adalah perbandingan debit puncak rancangan yang dilakukan dengan metode hidrograf satuan sintetik Nakayasu dengan debit puncak rancangan yang dilakukan dengan metode Rational yang memakai skenario moderat.

4.2.7. Metode Rasional

Dasar metode ini dalam teknik penyajiannya memasukkan faktor curah hujan, keadaan fisik dan sifat hidrolika daerah pengaliran, persamaan umum dari metode ini adalah sebagai berikut :

A i C Q_max =0.278⋅ ⋅ ⋅ dimana :

C = Runoff coefficient

i = Intensitas Maksimum selama waktu konsentrasi (mm/jam) A = Luas daerah pengaliran (km2)

(53)

Tabel 4.29 Luas Pengaruh (Km2) DAS /Sub DAS Asahan

No.

Nama DAS/

Nama Stasiun

Luas

Pengaruh _Koefisien Thiessen

Terusan Tengah 141.67 0.15 Ujung Seribu 470.66 0.50

Simpang Kawat 178.51 0.19 1.00 Total 3436.39

Tabel 4.30. Hasil perhitungan Intensitas curah hujan A = 2181,05 km

Tahun

2

RT(mm) i T (Jam) L(Km) I(mm/jam)

2 126,69 0.002275 32.23 147 4,336

5 156,96 0.002275 32.23 147 5,373

10 177,00 0.002275 32.23 147 6,059

25 202,32 0.002275 32.23 147 6,925

50 221,11 0.002275 32.23 147 7,568

100 239,75 0.002275 32.23 147 8,207

1000 301,37 0.002275 32.23 147 10,316

Tabel 4.31. Hasil perhitungan intensitas curah hujan A = 51,03 km2

Tahun RT(mm) i T (Jam) L(Km) I(mm/jam)

2 126,69 0.002275 7.78 23 11,184

5 156,96 0.002275 7.73 23 13,923

10 177,00 0.002275 7.73 23 15,700

(54)

50 221,11 0.002275 7.73 23 19,613

100 239,75 0.002275 7.73 23 21,267

1000 301,37 0.002275 7.73 23 26,733

Tabel 4.32. Hasil perhitungan intensitas curah hujan A = 178,51km2

Tahun RT(mm) i T (Jam) L(Km) I(mm/jam)

2 126,69 0.002275 9.03 28.15 10,131

5 156,96 0.002275 9.03 28.15 12,551

10 177,00 0.002275 9.03 28.15 14,154

25 202,32 0.002275 9.03 28.15 16,179

50 221,11 0.002275 9.03 28.15 17,681

100 239,75 0.002275 9.03 28.15 19,172

1000 301,37 0.002275 9.03 28.15 24,099

Dari hasil perhitungan intensitas curah hujan pada tabel 4.30-4.32 sangat berpengaruh waktu lamanya hujan turun dan panjangnya sungai, ini juga akan mempengaruhi kejadian banjir yang akan terjadi pada waktu mendatang seperti pada Tabel 4.33.

Tabel 4.33. Hasil perhitungan debit banjir rancangan dengan Metode Rasional No (Tahun) Luas DPS

3 10 2181,05 0,55

6,059

1997.789

4 25 2181,05 0,55

6,925

2281.566

5 50 2181,05 0,55

7,568

2492.088

6 100 2181,05 0,55

8,207

2701.055

7 1000 2181,05 0,55

10,316

(55)

Periode ulang 50 tahun

Q = 0,278∙C∙I∙A = 0,287∙0,55∙7,642∙2181,05= 2492,088 m3/det Hasil perhitungan debit banjir rancangan dengan Metode Rasional dengan 50 tahun didapat Intensitas Curah hujan = 7,568 mm/jam sedangkan debit rancangan = 2492,088 m3/det.

Hasil perhitungan debit banjir rancangan dengan Metode Rasional dengan A =51,05 km2 periode ulang 100 tahun didapat debit rancangan = 163,768 m3/det

4.3. Indeks Banjir

4.3.1. DAS Hulu Sungai

Proyek Asahan mengambil nama Sungai. Bukan jenis atau tempat dari proyek itu sendiri. Sungai Asahan mengaliri Kabupaten Tapanuli Utara dan Kabupaten Asahan. PLTA Sigura-gura dan Tangga lokasinya di Paritohan ± 30 km dari Porsea : Kecamatan Porsea. KAB. Utara.

(56)

Gambar 4.12. Perhitungan debit banjir rancangan 2 tahunan

Gambar 4.13. Perhitungan debit banjir rancangan 5 tahunan

Luas DAS (A) = 617.72 km2 ; Panjang sungai (L) = 89 km ; Angka koreksi = 0.675 , Perhitungan debit banjir rancangan 2 tahunan yang terdapat pada Tabel 4.34. Dari Tabel 4.34 pada luas 617,72 km² dengan panjang L= 41,63

-50 Periode ulang 2 tahun

A=267,46 km2 Periode ulang 5 tahun

R1 =

R2 =

R3 =

R4 =

(57)

km perhitungan debit banjir rancangan 2 tahun dengan 5 tahun kelihatan perubahan debitnya ini sangat mempengaruhi dari intensitas hujan.

Hasil perhitungan debit banjir rancangan pada periode ulang 2 tahunan dengan luas (A) = 617,72 km², L= 41,63 km, dapat dilihat pada Tabel 4.34.

Tabel 4.34. Hasil perhitungan debit banjir rancangan periode ulang 2 tahunan A=617,72 km², L= 41,63 km

15,39 17,76 20,06 11,99 2,74 Banjir

jam m3/dt/mm mm/jam mm/jam mm/jam mm/jam mm/jam m3/dt

0 0.000 0,000 0,000

1 0.746 11,480 0,000 11,480

2 3.936 60,592 13,246 0,000 73,838

3 10.415 160,338 69,914 14,957 0,000 245,209

4 20.774 319,808 185,005 78,945 8,941 0,000 592,698

5 27.613 425,096 369,009 208,902 47,192 2,042 1052,240

6 23.968 368,986 490,495 416,672 124,878 10,778 1411,810

7 18.022 277,439 425,753 553,850 249,081 28,522 1534,645

8 13.550 208,605 320,122 480,746 331,084 75,618 1416,175

9 10.188 156,849 240,698 361,471 287,383 65,637 1112,038

10 7.863 121,049 180,980 271,788 216,082 49,352 839,251

11 6.502 100,092 139,672 204,356 162,471 37,108 643,699

12 5.376 82,763 115,491 157,713 122,161 27,901 506,030

13 4.445 68,435 95,496 130,409 94,279 21,533 410,151

14 3.676 56,587 78,963 107,831 77,956 17,805 339,142

15 3.039 46,790 65,292 89,163 64,460 14,722 280,427

16 2.513 38,689 53,988 73,726 53,300 12,173 231,877

17 2.078 31,991 44,642 60,962 44,072 10,066 191,733

18 1.718 26,453 36,913 50,408 36,442 8,323 158,538

19 1.421 21,873 30,522 41,681 30,133 6,882 131,091

20 1.175 18,086 25,238 34,465 24,916 5,691 108,395

(58)

22 0.803 12,366 17,256 23,564 17,036 3,891 74,112

23 0.664 10,225 14,268 19,484 14,086 3,217 61,281

24 0.549 8,455 11,798 16,111 11,648 2,660 50,671

Skematis Asahan seperti terlihat pada Gambar 4.14.memperlihatkan aliran DAS Asahan.

Gambar 4.14. Skematisasi DAS Asahan

4.3.2. DAS Tengah Sungai

Dari Tabel 4.34. Perhitungan Debit Banjir Rancangan Periode Ulang 2 Tahunan A= 51,03km² , L= 23,21 km debit banjir maksimum terdapat pada jam ke 5 sebesar 166,700 m3/dt sedangkan mulai kenaikan pada jam ke 2 sebesar 27,68 m3/dt. Dengan kenaikan yang begitu tinggi maka perlu di antisipasi debit tersebut dengan menormalisasi sungai Asahan.

(59)

Tabel 4.34. Hasil Perhitungan Debit Banjir Periode Ulang 2 Tahunan A=51,03km² L= 23,21 km

15,39 17,76 20,06 11,99 2,74 Banjir

0 0,000 0,000 0,000

1 0,279 4,300 0,000 4,300

2 1,474 22,697 4,962 0,000 27,658

3 3,290 50,647 26,188 5,603 0,000 82,438

4 2,993 46,079 58,439 29,571 3,349 0,000 137,439

5 1,890 29,101 53,169 65,988 17,677 0,765 166,700

6 1,194 18,379 33,578 60,036 39,446 4,037 155,477

7 0,825 12,697 21,206 37,916 35,889 9,009 116,717

8 0,607 9,346 14,651 23,945 22,665 5,177 75,784

9 0,447 6,880 10,784 16,543 14,314 3,269 51,791

10 0,329 5,064 7,938 12,177 9,889 2,259 37,328

11 0,242 3,728 5,843 8,964 7,279 1,663 27,477

12 0,178 2,744 4,301 6,598 5,358 1,224 20,226

13 0,131 2,020 3,166 4,857 3,944 0,901 14,888

14 0,097 1,487 2,331 3,575 2,903 0,663 10,959

15 0,071 1,094 1,716 2,632 2,137 0,488 8,067

16 0,052 0,806 1,263 1,937 1,573 0,359 5,938

17 0,039 0,593 0,930 1,426 1,158 0,264 4,371

18 0,028 0,437 0,684 1,050 0,852 0,195 3,218

19 0,021 0,321 0,504 0,773 0,627 0,143 2,368

20 0,015 0,237 0,371 0,569 0,462 0,105 1,743

21 0,011 0,174 0,273 0,419 0,340 0,078 1,283

22 0,008 0,128 0,201 0,308 0,250 0,057 0,945

23 0,006 0,094 0,148 0,227 0,184 0,042 0,695

24 0,005 0,069 0,109 0,167 0,136 0,031 0,512

(60)

Tabel 4.35.Hasil Perhitungan Debit Banjir Periode Ulang 2 Tahunan A=34,22 km2, L=15,58 km

15,39 17,76 20,06 11,99 2,74

Banjir

0 0,000 0,000 0,000

1 0,459 7,074 0,000 7,074

2 2,425 37,335 8,162 0,000 45,496

3 2,679 41,241 43,078 9,216 0,000 93,535

4 1,524 23,466 47,586 48,643 5,509 0,000 125,204

5 0,823 12,673 27,076 53,732 29,078 1,258 123,818

6 0,542 8,338 14,623 30,573 32,120 6,641 92,296

7 0,359 5,530 9,621 16,512 18,276 7,336 57,275

8 0,238 3,667 6,380 10,863 9,871 2,254 33,036

9 0,158 2,432 4,231 7,204 6,494 1,483 21,845

10 0,105 1,613 2,806 4,778 4,307 0,984 14,487

11 0,069 1,070 1,861 3,169 2,856 0,652 9,608

12 0,046 0,709 1,234 2,101 1,894 0,433 6,372

13 0,031 0,470 0,819 1,394 1,256 0,287 4,226

14 0,020 0,312 0,543 0,924 0,833 0,190 2,802

15 0,013 0,207 0,360 0,613 0,553 0,126 1,859

16 0,009 0,137 0,239 0,407 0,366 0,084 1,233

17 0,006 0,091 0,158 0,270 0,243 0,056 0,817

18 0,004 0,060 0,105 0,179 0,161 0,037 0,542

19 0,003 0,040 0,070 0,119 0,107 0,024 0,360

20 0,002 0,027 0,046 0,079 0,071 0,016 0,238

21 0,001 0,018 0,031 0,052 0,047 0,011 0,158

22 0,001 0,012 0,020 0,035 0,031 0,007 0,105

23 0,001 0,008 0,013 0,023 0,021 0,005 0,070

(61)

4.3.3. DAS Hilir Sungai

Tabel 4.36.Hasil perhitungan debit Banjir periode ulang 2 tahunan A= 141,37 km², L=22,29 km

NAKAYASU 15,39 17,76 20,06 11,99 2,74 Banjir

0 0,000 0,000 0,000

1 0,860 13,234 0,000 13,234

2 4,537 69,852 15,271 0,000 85,123

3 9,397 144,662 80,599 17,243 0,000 242,504 4 8,185 126,005 166,918 91,009 10,308 0,000 394,239

5 5,095 78,430 145,390 188,478 54,404 2,354 469,056 6 3,171 48,818 90,497 164,169 112,669 12,426 428,579

7 2,223 34,220 56,329 102,186 98,138 25,733 316,606 8 1,620 24,947 39,485 63,605 61,085 13,952 203,073

9 1,181 18,186 28,785 44,585 38,022 8,684 138,261 10 0,861 13,258 20,984 32,503 26,652 6,087 99,484

11 0,628 9,665 15,298 23,695 19,430 4,438 72,525 12 0,458 7,046 11,152 17,274 14,164 3,235 52,871

13 0,334 5,137 8,130 12,593 10,326 2,358 38,543 14 0,243 3,745 5,927 9,180 7,528 1,719 28,098

15 0,177 2,730 4,321 6,692 5,488 1,253 20,484 16 0,129 1,990 3,150 4,879 4,001 0,914 14,933

17 0,094 1,451 2,296 3,557 2,916 0,666 10,886

18 0,069 1,058 1,674 2,593 2,126 0,486 7,936

19 0,050 0,771 1,220 1,890 1,550 0,354 5,786 20 0,037 0,562 0,890 1,378 1,130 0,258 4,218

21 0,027 0,410 0,649 1,005 0,824 0,188 3,075 22 0,019 0,299 0,473 0,732 0,601 0,137 2,241

(62)

Gambar 4.15. Perhitungan debit Banjir rancangan 2 tahun

Hasil Asahan Hilir pada R1, R2, R3, R4 dan R5 didapat debit Banjir rancangan periode ulang 2 tahunan dengan luas sebesar A =178,51 km², panjang , L = 28,15 km debit maksimum sebesar 180,504 m3/dt. Dapat dilihat pada gambar 4.16 dan tabel 4.37.

Tabel 4.37. Hasil perhitungan debit banjir rancangan periode ulang 2 tahunan A =178,51 km², L = 28,15 km

15,39 17,76 20,06 11,99 2,74 Banjir

0 0,000 0,000 0,000

17 0,240 3,700 5,556 8,162 6,349 1,450 25,217

(63)

20 0,109 1,680 2,522 3,705 2,882 0,658 11,448

21 0,084 1,291 1,938 2,848 2,215 0,506 8,798

22 0,064 0,992 1,490 2,189 1,702 0,389 6,762

23 0,050 0,763 1,145 1,682 1,308 0,299 5,197

24 0,038 0,586 0,880 1,293 1,006 0,230 3,994

(64)

4.3.4. Asahan Total

Luas DAS = 2181,05 km2

Panjang Sungai (L) = 147 km2. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rancangan 2 Tahunan pada Tabel 4.38.

Tabel 4.38. Hasil perhitungan debit banjir rancangan 2 tahunan, A = 2181,05 km2; L =147 km

15,39 17,76 20,06 11,99 2,74 Banjir

0 0,000 0,000 0,000

1 0,060 0,929 0,000 0,929 2 0,319 4,906 1,072 0,000 5,978 3 0,843 12,981 5,660 1,211 0,000 19,852

4 1,682 25,891 14,978 6,391 0,724 0,000 47,985 5 2,873 44,232 29,875 16,913 3,821 0,165 95,006

6 4,450 68,513 51,037 33,734 10,110 0,873 164,267 7 6,443 99,186 79,054 57,630 20,165 2,309 258,344

8 8,877 136,656 114,445 89,265 34,450 7,868 382,685 9 11,777 181,299 157,680 129,227 53,361 12,187 533,755

10 15,165 233,460 209,191 178,047 77,250 17,644 715,592 11 19,062 293,464 269,377 236,211 106,434 24,309 929,796

12 23,489 361,616 338,613 304,172 141,204 32,250 1177,855 13 28,464 438,205 417,249 382,350 181,830 41,529 1461,163

14 34,005 523,504 505,621 471,144 228,564 52,203 1781,036 15 35,670 549,133 604,043 570,930 281,643 64,326 2070,076

16 33,438 514,780 633,615 682,066 341,294 77,950 2249,704 17 30,563 470,510 593,977 715,457 407,729 93,123 2280,797

18 27,934 430,047 542,896 670,699 427,690 97,682 2169,015 19 25,532 393,064 496,208 613,020 400,935 91,571 1994,799

(65)

23 17,819 274,316 346,300 427,822 279,809 63,907 1392,155

24 16,286 250,726 316,519 391,030 255,746 58,411 1272,433

Pada Gambar 4.16. Luas DAS = 2181,05 km2 panjang sungai (L) = 147 km2 adalah untuk mendapatkan debit banjir 2 tahunan dan 5 tahunan, sedangkan hasil analisa perhitungan pada kejadian yang dimulai dari jam ke 1 sampai jam ke 5.

Gambar 4.16. Hasil perhitungan banjir 2 tahun dan 5 tahun

Dari hasil perhitungan banjir 2 tahun dan 5 tahun di dapat pada DAS total 801,798 m3/dt dan 965,781 m3/dt. Ternyata makin besar luas kawasan dan makin panjang maka menghasilkan debit yang besar , seharusnya dengan luas yang besar akan memperkecil banjir , tetapi dengan kenaikan yang begitu tinggi maka perlu di antisipasi debit tersebut dengan menormalisasi sungai Asahan dengan membuat indeks banjir sebagai patokan untuk instansi pemerintah dan instansi terkait terutama yang berhubungan dengan masyarakat. Pada gambar 4.17. Hasil perhitungan banjir 2 tahun dan 5 tahun.

(66)

Gambar 4.17. Hasil perhitungan banjir 2 tahun dan 5 tahun

Pada DAS total adalah hasil yang didapat dalam perhitungan yang telah dianalisis berdasarkan hujan jam-jaman R1 s.d R5 dapat dilihat pada tabel 4.39. Perhitungan debit banjir rancangan periode ulang 25 tahunan. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa nilai debit puncak dari metode Nakayasu berkisar antara 10% sampai 20% dari debit Rational. Berdasarkan hasil di atas, ternyata bahwa debit puncak banjir dari Metode Nakayasu dapat dihitung dengan cara sederhana yaitu dengan mengalikan debit puncak banjir dari metode Rational dengan tetapan 0,1 sampai 0,2. Tetapan 0,1 dipakai untuk skenario banjir pada jam ke 4 di dapat 92.779 m3/dt. Sebaliknya jam ke 17 dipakai untuk skenario banjir 4380.641 m3/dt. Dalam hasil perhitungan debit banjir 10 tahun, 25 tahun dapat diprediksi jika terjadi debit tersebut maka akan terjadi banjir besar di wilayah Asahan dan diperkirakan seluruh kawasan tersebut digenangi air.

0

Hidrograf BanjirPeriode Ulang

2 Tahun

Hidrograf BanjirPeriode Ulang

(67)

Tabel 4.39. Perhitungan debit banjir rancangan periode ulang 25 tahunan t U (t,1) R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = Hidrograf

NAKAYASU 29,77 34,35 38,78 23,18 5,29 Banjir jam m3/dt /mm mm/jam mm/jam mm/jam mm/jam mm/jam m3/dt

0 0,000 0,000 0,000

1 0,060 1,797 0,000 1,797

2 0,319 9,485 2,074 0,000 11,558

3 0,843 25,099 10,944 2,341 0,000 38,384

4 1,682 50,062 28,960 12,358 1,400 0,000 92,779

5 2,873 85,525 57,764 32,701 7,387 0,320 183,696

6 4,450 132,473 98,682 65,225 19,548 1,687 317,615

7 6,443 191,778 152,853 111,429 38,990 4,465 499,514

8 8,877 264,228 221,282 172,596 66,610 8,905 733,622

9 11,777 350,546 304,878 249,864 103,176 15,214 1023,678

10 15,165 451,401 404,476 344,259 149,365 23,565 1373,066

11 19,062 567,421 520,848 456,721 205,793 34,114 1784,897

12 23,489 699,194 654,716 588,124 273,021 47,002 2262,058

13 28,464 847,280 806,763 739,284 351,572 62,357 2807,255

14 34,005 1012,209 977,631 910,969 441,934 80,297 3423,040

15 35,670 1061,762 1167,933 1103,908 544,565 100,935 3979,104

16 33,438 995,341 1225,110 1318,791 659,901 124,376 4323,519

17 30,563 909,743 1148,470 1383,354 788,355 150,718 4380,641

18 27,934 831,507 1049,704 1296,814 826,950 180,056 4185,031

19 25,532 759,999 959,431 1185,291 775,217 188,871 3868,810

20 23,336 694,641 876,922 1083,358 708,550 177,056 3540,527

21 21,330 634,903 801,509 990,191 647,616 161,829 3236,049

22 19,495 580,303 732,581 905,037 591,923 147,912 2957,755

23 17,819 530,398 669,580 827,206 541,018 135,192 2703,394

24 16,286 484,785 611,998 756,068 494,492 123,566 2470,908

(68)

Gambar 4.18. Perhitungan debit banjir rancangan 25 tahun

Gambar 4.19. Perhitungan debit banjir rancangan 50 tahun

(69)

Hasil di atas menunjukkan adanya hubungan antara curah hujan rancangan jam jaman pada t (jam) atau R1,R2, R3, R4 dan R5

4.3.5. Analisis Hidrolika dengan Pemodelan HEC–RAS _4.0

, sehingga debit banjir makin bervariasi tergantung dari lamanya hujan yang didapat. Mungkin terdapat keterkaitan antara luas DAS, panjang sungai, dan besaran debit puncak. Signifikan dalam perhitungan debit dengan metode apapun karena lamanya hujan adalah salah satu parameter dalam proses perhitungan debit.

Analisis hidrolika penampang sungai dihitung dengan menggunakan program HEC-RAS. Dengan analisis ini dapat diketahui elevasi muka air pada penampang sungai saat suatu debit air melalui sungai tersebut. Hasil ini merupakan parameter untuk perencanaan bangunan seperti bangunan pengelak, dan bangunan peredam energi. Bentuk geometri saluran atau sungai didasarkan pada data hasil pengukuran situasi, memanjang dan melintang sungai. Koefisien kekasaran, koefisien kontraksi dan koefisien ekspansi ditentukan dengan pendekatan lapangan dan diuji melalui pengujian (Sismanto, 2007).

Data – data yang diperlukan dalam analisis penampang sungai dengan bantuan software HEC-RAS adalah :

1. Penampang memanjang sungai 2. Potongan melintang sungai 3. Data debit yang melalui sungai 4. Angka manning penampang sungai

(70)

Gambar 4.20. Sungai Asahan pada daerah yang sering banjir yaitu daerah desa Padang Mahondang.

Gambar 4.20. Sungai Asahan

4.3.6. Input Data Geometri Sungai

Tahap – tahap dalam input data geometri sungai : 1. Menggambar alur sungai

(71)

Gambar 4.21. Tampilan input data geometri sungai

(72)

Data – data yang dimasukkan pada input data :

River Sta = Nama potongan melintang, di isi dengan angka

yang berurutan

Station = Jarak kumulatif antara titik elevasi potongan dari titik paling pinggir yang bernilai 0

Elevation = Elevasi titik pada station

Downstream reach length = Jarak tiap potongan melintang sungai dengan potongan melintang sebelumnya

Manning’s n value = Koefisien kekasaran saluran Manning Main channel Bank Station = Station titik saluran utama sungai

Cont/Exp Coeficients = Koefisien kontraksi dan ekspansi

Data – data yang digunakan dalam analisis hidrolika penampang sungai gabungan adalah :

1. Data geometri sungai Asahan, Dapat dilihat pada lampiran data perencanaan

2. Angka kekasaran Manning saluran utama sungai = 0.025 3. Angka kekasaran Manning bantaran sungai = 0.03

4. Koefisien kontraksi = 0.1

(73)

4.3.7. Input Data Debit

Di tampilan seperti Gambar 4.23. pada menu Edit pilih cross section output. Data debit yang digunakan adalah debit sungai antara 400 m3/dt dengan interval antara 10 m3/dt.

Gambar 4.23. Tampilan input data debit sungai

4.3.8. Hasil Analisis Hidrolika Sungai Asahan

(74)

(75)

Gambar 4.25. Tampilan grafis muka Air pada penampang melintang sungai

4.3.9. Indeks Debit Banjir

Dalam penentuan Indeks banjir, debit yang diperhitungkan adalah besarnya debit yang menyebabkan terjadinya banjir. Jadi yang dimaksud dengan debit minimum adalah debit terkecil yang menyebabkan saat mulai terjadi banjir. Debit maksimum adalah debit terbesar yang mungkin terjadi akibat dari kemungkinan hujan maksimum terjadi pada DAS. Berdasarkan debit maksimum dan minimum akan didapatkan debit rata-rata. Debit rata-rata merupakan rata-rata nilai debit yang dapat menyebabkan banjir. Berdasarkan uraian diatas maka dapat diklasifikasikan debit inflow dalam dua kondisi debit yang dapat menyebabkan banjir, yaitu debit yang berada antara minimum dan rata-rata serta debit yang berada antara rata-rata dan maksimum.

(76)

nilai awal sebelum nilai yang ditinjau berubah sesuai fungsi waktu. Agar nilai indeks lebih spesifik dapat mencirikan suatu karakteristik tertentu, maka ditambahkan beberapa variabel lain sehingga menjadi rasio antar kelompok variabel.

Jenis maupun jumlah variabel dalam rasio tersebut adalah sama, ini tentunya sangat beralasan karena dapat membandingkan suatu nilai objek yang sama dari satu atau kelompok variabel. Sedangkan dalam pengembangannya, nilai indeks dapat berupa nilai tunggal satu variabel atau jumlah dari beberapa variabel dalam satuan yang sama tentang indeks banjir. Variabel indeks yang menentukan adalah variabel tunggal berupa besaran jumlah hujan dalam nilai tertentu. Dalam hal ini nilai indeks banjir masih mempunyai nilai satuan, akan tetapi karena hanya satu variabel yang menentukan, maka penentuan nilai indeks tidak bermasalah. Indeks banjir dalam disertasinya Suryadi, Y.(2008) merupakan rasio antara nilai debit, nilai indeks tidak mempunyai satuan.

(77)

Dalam menentukan debit puncak terkecil yang dapat menentukan banjir, di lakukan simulasi rainfall runoff dengan data hujan puncak real time dalam masing-masing sub DAS. Setiap simulasi hujan puncak terhadap satu sub DAS, hujan pada sub DAS yang lainnya sesuai dengan real time yang sama. Simulasi tersebut di mulai dari hujan terendah 1 jam sampai dengan hujan yang dapat menimbulkan banjir, sehingga debit tersebut dinamakan debit minimum, Qmin

IQ =Qt − Qmin

Qmaks−Qmin (4.3)

Di mana: I

. Indeks debit inflow di rumuskan sebagai perbandingan antara debit banjir yang terjadi di kurangi debit minimum dengan tenggang debit antara maksimum dengan minimum. Adapun rumusnya adalah sebagai berikut:

Q = Indes debit inflow, Qt = Debit saat kejadian Banjir , Qmin = Debit minimum yang menyebabkan banjir, dan Qmaks

Indeks debit inflow sebagai perbandingan antara debit banjir yang terjadi dikurangi debit minimum dengan tenggang debit antara maksimum dengan minimum . Untuk mendapatkan hubungan antara Indeks debit dapat dilihat hasil perhitungannya ditunjukkan pada tabel 4.40 dan 4.41.

= Debit maksimum yang menyebabkan banjir.

4.3.10. Indeks Luas Genangan

(78)

kecilnya debit inflow. Semakin besar debit banjir maka genangan yang terjadi akan semakin luas sehingga luas genangan yang terjadi akibat oleh debit maksimum disebut dengan Amaks, dan luas genangan yang terjadi akibat debit minimum disebut dengan Amin. Berdasarkan analisis tersebut maka indeks luas genangan dapat dirumuskan sebagai berikut:

IA = (At – Amin) / (Amaks – Amin) (4.4) Dimana: IA= Indeks luas genangan, At = Luas genangan saat kejadian

banjir,

Amin = Luas genangan minimum yang terjadi akibat banjir Amaks

Tabel 4.40. Hasil perhitungan Indeks debit inflow hulu (A = 267,46 km2, L = 18,03 km)

=Luas genangan maksimum yang terjadi akibat banjir

Klasifikasi dari luas genangan disesuaikan dengan klasifikasi debit banjir yang menyebabkan luas genangan tersebut sehingga diperoleh dua klasifikasi, yaitu: luas genangan antara rata-rata dan maksimum, dan luas genangan antara minimum dan rata-rata .

Indeks debit inflow terjadi dikurangi debit minimum dengan tenggang debit antara maksimum dengan minimumyang telah didapat seperti pada Tabel 4.40.

Periode

Ulang Qmaks Qmin Qt

Indeks Debit Inflow

2 943,31 144,42 520,79 0,47

5 1292,16 203,58 645,71 0,41

10 1525,98 240,42 728,16 0,38

25 1823,90 287,36 832,33 0,35

50 2046,39 322,42 909,62 0,34