PERENCANAAN CHECK DAM PANADARAN SUNGAI BANYUAPIT GROBOGAN Design Of Panadaran Check Dam Banyuapit River s Grobogan

(1)

I

LAPORAN TUGAS AKHIR

PERENCANAAN CHECK DAM PANADARAN

SUNGAI BANYUAPIT GROBOGAN

Design Of Panadaran Check Dam Banyuapit River’s Grobogan

Diajukan untuk melengkapi persyaratan menempuh ujian akhir Program S1 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Semarang

Oleh :

FAHMI SYAHAB ZIYADUN NIAM

FARIS MIFTAHUL KHOERI

C.141.13.0036 C.111.12.0023

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEMARANG

(2)

II

HALAMAN PENGESAHAN

PERENCANAAN CHECK DAM PANADARAN

SUNGAI BANYUAPIT GROBOGAN

Design Of Panadaran Check Dam Banyuapit River’s Grobogan

Disusun Oleh :

FAHMI SYAHAB ZIYADUN NIAM

FARIS MIFTAHUL KHOERI

C.141.13.0036

C.111.12.0023

Tugas akhir ini telah diterima

Sebagai salah satu persyaratan menempuh ujian akhir

Semarang, ... November 2016

Pembimbing Utama

Ir. Edy Susilo, M.T NIP. 06557003102016

Pembimbing Pendamping

Ir. Diah Setyati Budiningrum, M.T NIP. 06557003102020

Mengetahui Ketua Program Studi

S1 Teknik Sipil

Purwanto, S.T, M.T NIP. 06557003102051

(3)

III

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan karunia-Nya,kami telah dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul Perencanaan Check Dam Panadaran Sungai Banyuapit Grobogan dengan baik dan lancar. Tugas akhir merupakan mata kuliah wajib yang harus ditempuh dalam rangka menyelesaikan pendidikan kesarjanaan Strata 1 di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Semarang. Melalui Tugas Akhir ini kamibanyak mempelajari dan sekaligus memperoleh pengalaman secara langsung dalam proses perencanaan suatu bendung penahan sedimen (Check Dam) mulai dari studi pustaka sampai pada perhitungan dimensi dan anggaran. Dari pengalaman itu, diharapkan nantinya dapat bermanfaaat pada masa yang akan datang.

Dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini, kami banyak dibantu oleh berbagai pihak. Pada kesempatan ini, dengan penuh rasa hormat kami ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Purwanto, ST, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Semarang.

2. Ir. Edy Susilo, MT., selaku dosen pembimbing utama.

3. Ir. Diah Setyati Budiningrum, MT., selaku dosen pembimbing pendamping. 4. Dosen wali, staf pengajaran dan seluruh karyawan Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Semarang.

5. Balai Besar Wilayah Sungai Pemali Juana dan instansi terkait lainnya.

6. Kepada bapak, ibu, dan keluarga tercinta serta teman-teman yang telah memberikan banyak dorongan, doa, dan dana sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

Kami menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih banyak kekurangan dan jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat kami harapkan. Demikian laporan ini kami buat, semoga dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Semarang, November 2016 Penyusun

(4)

IV

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... I HALAMAN PENGESAHAN ... II KATA PENGANTAR ... III DAFTAR ISI ... IV SURAT TUGAS UNTUK PEMBIMBING UTAMA ... VII LEMBAR SOAL ... IX DAFTAR TABEL ... X DAFTAR GAMBAR/GRAFIK ... XV BAB I. PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Lokasi Studi ... 2

1.3. Maksud dan Tujuan ... 4

1.4. Ruang Lingkup Pembahasan ... 5

1.5. Sistematika Penulisan ... 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 7

2.1. Tinjauan Umum ... 7

2.2. Analisis Hidrologi ... 7

2.2.1. Analisis Curah Hujan Maksimum Rata-rata ... 7

2.2.2. Perhitungan Curah Hujan Rencana ... 9

2.2.3. Perhtungan Intensitas Curah Hujan ... 17

2.2.4. Perhitungan Debit Banjir Rencana... 19

2.3. Analisis Geoteknik ... 25

2.4. Analisis Erosi dan Sedimentasi ... 26

2.5. Perencanaan Konstruksi Check dam ... 29

2.5.1. Perhitungan Debit Rencana... 30

2.5.2. Perencanaan Peluap ... 30

(5)

V

2.5.3.1. Gaya-gaya yang Bekerja pada Main dam ... 32

2.5.3.2. Penampang Main dam ... 35

2.5.3.3. Analisis Stabilitas Main dam ... 36

2.5.4. Perencanaan Pondasi ... 37

2.5.5. Perencanaan Sayap ... 38

2.5.6. Perencanaan Sub Dam dan Kolam Olak ... 39

2.5.7. Perencanaan Bangunan Pelengkap ... 41

2.6. Tampungan Sedimen ... 44

BAB III. METODOLOGI ... 45

3.1. Survei Lapangan ... 45

3.2. Metode Pengumpulan Data ... 45

3.3. Ketersediaan Data ... 45

3.4. Analisis Data ... 46

3.4.1. Evaluasi Sedimen pada DAS dan Alternatif Penanganannya 46 3.4.2. Analisis Data Hidrologi ... 46

3.5. Perencanaan Konstruksi Check Dam ... 46

3.6. Pembuatan Dokumen Kontrak ... 46

3.6.1. Rencana Kerja dan Syarat Teknis ... 46

3.6.2. Rencana Anggaran Biaya dan Gambar ... 47

3.6.3. Time Schedule dan Network Planning ... 47

3.7. Diagram Alir Penyusunan Tugas Akhir Perencanaan Check Dam Panadaran Sungai Banyuapit Grobogan ... 48

BAB IV. ANALISIS DATA ... 50

4.1. Analisis Topografi ... 50

4.2. Analisis Geometri Sungai ... 51

4.3. Analisis Geoteknik ... 52

4.4. Analisis Mekanika Tanah ... 54

4.5. Analisis Klimatologi ... 56

4.6. Analisis Hidrologi ... 58

(6)

VI

4.6.2. Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana ... 64

4.6.3. Pengujian Kecocokan Sebaran ... 70

4.6.4. Plotting Sebaran Metode Log Pearson III ... 75

4.6.5. Analisis Intensitas Curah Hujan... 76

4.6.6. Perhitungan Debit Rencana... 78

4.7. Analisis Erosi Lahan dan Sedimentasi ... 109

BAB V. PERENCANAAN CHECK DAM ... 115

5.1. Perhitungan Debit Desain ... 115

5.2. Perencanaan Main Dam ... 115

5.2.1. Tinggi Efektif Main Dam... 115

5.2.2. Perencanaan Lebar Peluap Main Dam ... 116

5.2.3. Tinggi Air Diatas Peluap ... 117

5.2.4. Tinggi Jagaan ... 117

5.2.5. Tebal Peluap Main Dam ... 118

5.2.6. Kedalaman Pondasi Main Dam ... 118

5.2.7. Kemiringan Tubuh Main Dam ... 119

5.2.8. Kontruksi Sayap Main Dam... 120

5.3. Perencanaan Sub Dam dan Lantai Terjun (Apron) ... 121

5.3.1. Lebar dan Tebal Peluap Sub Dam ... 121

5.3.2. Perhitungan Tebal Lantai Terjun (Apron)... 121

5.3.3. Tinggi Sub Dam ... 121

5.3.4. Panjang Lantai Terjun ... 122

5.3.5. Perhitungan Pondasi Sub Dam ... 124

5.3.6. Kemiringan Tubuh Sub Dam ... 124

5.3.7. Konstruksi Sayap Sub Dam ... 124

5.4. Bangunan Pelengkap ... 126

5.4.1. Konstruksi Dinding Tepi... 126

5.4.2. Lubang Drainase ... 126

5.4.3. Perlindungan Dasar Sungai (Riverbed Protection Works) 127 5.5. Stabilitas Main Dam ... 127

(7)

VII

5.5.2. Stabilitas Main Dam Pada Dinding Tepi ... 131

5.6. Kontrol Tebal Lantai dan Rembesan ... 134

5.7. Kontrol Terhadap Gerusan (Scouring) ... 137

5.8. Metode Pelaksanaan ... 141

5.9. Tampungan Sedimen ... 141

BAB VI. RENCANA KERJA DAN SYARAT-SYARAT ... 143

6.1. Syarat-Syarat Umum ... 143

6.2. Syarat-Syarat Administrasi ... 154

6.3. Syarat-Syarat Teknis ... 183

BAB VII. RENCANA ANGGARAN BIAYA ... 195

7.1. Uraian ... 195

7.2. Daftar Harga Satuan Upah, Bahan dan Alat ... 195

7.3. Analisis Harga Satuan Pekerjaan ... 197

7.4. Analisis Volume Pekerjaan ... 206

7.5. Rekapitulasi Rencana Anggaran Biaya... 212

7.6. Jadwal Peleksanaan ... 213

7.6.1. Analisis Teknik Tenaga Kerja ... 213

7.6.2. Jadwal Pelaksanaan ... 215

7.6.3. Network Planning ... 216

7.6.3.1. Definisi Network Planning ... 216

7.6.3.2. Gambar Network Planning ... 217

BAB VII. PENUTUP ... 218

8.1. Kesimpulan ... 218

8.2. Saran ... 218

DAFTAR PUSTAKA ... XVII LAMPIRAN ... XIX

(8)

(9)

(10)

X

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Nilai Variabel Reduksi Gauss ... 12

Tabel 2.2. Standar Variabel (Kt) ... 13

Tabel 2.3. Harga Reduced Variate (Yt) ... 14

Tabel 2.4. Hubungan Harga Rata-rata Reduced Variate (Yn) dengan Jumlah Data (n) 14 Tabel 2.5. Hubungan Standar Deviasi Reduced Variate (Sn) dengan Jumlah Data (n) 14 Tabel 2.6. Nilai k Berdasarkan Harga Koefisien Skewness (Cs) ... 15

Tabel 2.7. Macam Distribusi dan Kriteria Pemilihannya ... 16

Tabel 2.8. Nilai Kritis untuk Distribusi Chi Square (x2) ... 17

Tabel 2.9. Nilai Delta Maksimum untuk Uji Keselarasan Smirnov Kolmogorof ... 17

Tabel 2.10. Faktor Reduksi (AFR) ... 24

Tabel 2.11. Growth Factor (GF) ... 24

Tabel 2.12. Koefisien Kekasaran Manning (n)... 25

Tabel 2.13. Nilai M untuk Beberapa Tekstur Tanah ... 28

Tabel 2.14. Kode Struktur Tanah untuk Menghitung Nilai s ... 28

Tabel 2.15. Kode Permeabilitas Tanah untuk Menghitung Nilai p ... 28

Tabel 2.16. Faktor Tata Guna Lahan (C)... 28

Tabel 2.17. Faktor Konservasi Praktis (P) ... 29

Tabel 2.18. Koefisien Limpasan ... 30

Tabel 2.19. Tinggi Jagaan... 31

Tabel 2.20. Tebal Mercu Peluap ... 32

Tabel 2.21. Gaya-gaya yang Bekerja untuk Kondisi Normal dan Banjir ... 32

Tabel 2.22. Nilai Cm ... 34

Tabel 2.23. Daya Dukung Tanah yang Diijinkan ... 37

Tabel 2.24. Kedalaman Minimum Penanaman Pondasi Main Dam ... 38

(11)

XI

Tabel 4.2. Hasil Laboratorium Mekanika Tanah ... 55

Tabel 4.3. Suhu dan Curah Hujan Rata-rata Di Kota Semarang, Jawa Tengah ... 57

Tabel 4.4. Data Hujan Harian Maksimum Stasiun Salatiga 86 ... 58

Tabel 4.5. Data Hujan Harian Maksimum Stasiun Grenjeng 82a ... 59

Tabel 4.6. Data Hujan Harian Maksimum Stasiun Cepoko 88 ... 59

Tabel 4.7. Data Hujan Harian Maksimum Stasiun Silumut 85a ... 59

Tabel 4.8. Perhitungan Curah Hujan Harian Maksimum Rerata Tahunan Tahun 2006 Metode Polygon Thiessen ... 62

Tabel 4.18. Rekapitulasi Perhitungan Curah Hujan Harian Maksimum Rerata Tahunan Metode Polygon Thiessen ... 64

(12)

XII

Tabel 4.19. Perhitungan Parameter Statistik Curah Hujan ... 65

Tabel 4.20. Perhitungan Parameter Statistik Curah Hujan dengan Data Log ... 68

Tabel 4.21. Macam Distribusi dan Kriteria Pemilihannya ... 70

Tabel 4.22. Tabel Nilai Kritis Smirnov-Kolmogorov ... 71

Tabel 4.23. Perhitungan Pengujian Metode Smirnov-Kolmogorof ... 71

Tabel 4.24. Nilai Xcr2 Kritis untuk Metode Chi-Kuadrat ... 72

Tabel 4.25. Perhitungan Metode Chi Kuadrat ... 73

Tabel 4.26. Nilai K Berdasarkan Harga Koefisien Skewness (Cs) dan Periode Ulang (Tr) ... 74

Tabel 4.27. Perhitungan Curah Hujan Rencana dengan Metode Log Pearson III ... 75

Tabel 4.28. Nilai Input Plotting pada Kertas Probabilitas Log Pearson III ... 75

Tabel 4.29. Perhitungan Intensitas Curah Hujan dengan Metode Mononobe ... 77

Tabel 4.30. Unit Hidrograf HSS Gama I ... 81

Tabel 4.31. Perhitungan Curah Hujan Efektif (Reff)... 83

Tabel 4.32. Hidrograf Banjir Periode Ulang 2 Tahun ... 86

Tabel 4.38. Rekapitulasi Debit Banjir Rencana dengan Metode HSS Gama I ... 92

Tabel 4.39. Debit Banjir Rencana Maksimum dengan Metode HSS Gama I ... 94

Tabel 4.40. Perhitungan Hidrograf Satuan Metode Nakayasu ... 96

(13)

XIII

Tabel 4.47. Rekapitulasi Debit Banjir Rencana dengan Metode HSS Nakayasu ... 104

Tabel 4.48. Debit Banjir Rencana Maksimum dengan Metode HSS Nakayasu ... 105

Tabel 4.49. Perhitungan Debit Banjir Metode Haspers ... 107

Tabel 4.50. Rangkuman Perhitungan Debit Banjir Rencana ... 108

Tabel 4.51. Nilai M untuk Beberapa Tekstur Tanah ... 110

Tabel 4.52. Kode Struktur Tanah untuk Menghitung Nilai s ... 110

Tabel 4.53. Kode Permeabilitas Tanah untuk Menghitung Nilai p ... 111

Tabel 4.54. Faktor Tata Guna Lahan (C)... 111

Tabel 4.55. Perhitungan Faktor Tata Guna Lahan (C) ... 112

Tabel 4.56. Faktor Konservasi Praktis (P) ... 112

Tabel 4.57. Rangkuman Perhitungan Besarnya Erosi atau Kehilangan Tanah ... 113

Tabel 4.58. Hasil Survey Sedimentasi Anak Sungai Tuntang ... 114

Tabel 5.1. Kedalaman Pondasi Sub Dam ... 124

Tabel 5.2. Data Lapangan ... 128

Tabel 5.3. Gaya dan Momen Tahan Saat Kondisi Banjir ... 129

Tabel 5.4. Gaya dan Momen Guling Saat Kondisi Banjir ... 129

Tabel 5.5. Data Check Dam Pada Dinding Tepi... 131

Tabel 5.6. Gaya dan Momen Tahan Pada Dinding Tepi ... 132

Tabel 5.7. Gaya dan Momen Guling Pada Dinding Tepi ... 132

Tabel 5.8. Gaya angkat (Uplift) ... 135

Tabel 5.9. Data Uplift ... 136

Tabel 5.10. Gaya Akibat Berat Lantai Terjun ... 136

Tabel 5.11. Gaya Akibat Gaya Angkat (Uplift) ... 136

Tabel 5.12. Dimensi Bangunan Check Dam ... 139

Tabel 5.13. Faktor Pemilihan Lokasi Bangunan Check Dam ... 140

Tabel 7.1. Daftar Harga Satuan Upah, Bahan dan Tenaga ... 195

(14)

XIV

Tabel 7.3. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Lumpsum Pekerjaan ... 197

Tabel 7.4. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Direksi Keet ... 197

Tabel 7.5. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Lumpsum Instalasi Air dan Listrik Kerja ... 198

Tabel 7.6. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Papan Nama Proyek ... 198

Tabel 7.7. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Lumpsum Dokumentasi & Administrasi ... 199

Tabel 7.8. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Land Clearing & Land Stripping .... 199

Tabel 7.9. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Saluran Pengelak ... 200

Tabel 7.10. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Lumpsum Pengeringan ... 200

Tabel 7.11. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Galian Tanah ... 200

Tabel 7.12. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Timbunan Tanah ... 201

Tabel 7.13. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Bekisting ... 201

Tabel 7.14. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Beton K-225 ... 202

Tabel 7.15. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Beton K-300 ... 203

Tabel 7.16. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Pasangan Batu Kali ... 203

Tabel 7.17. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Plesteran ... 204

Tabel 7.18. Analisis Harga Satuan Pekerjaan Bronjong Kawat ... 205

Tabel 7.19. Analisis Volume Pekerjaan ... 206

Tabel 7.20. Analisis Rencana Anggaran Biaya ... 212

Tabel 7.21. Rekapitulasi Rencana Anggaran Biaya ... 213

Tabel 7.22. Analisis Tenaga Kerja ... 213

(15)

XV

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Kondisi Anak Sungai Tuntang... 2

Gambar 1.2. Wilayah Daerah Aliran (DAS) Sungai Tuntang ... 3

Gambar 1.3. Peta Lokasi Sungai Tuntang ... 4

Gambar 2.1. Sketsa Metode Poligon Thiessen ... 9

Gambar 2.2. Sketsa Penetapan WF dan RUA ... 20

Gambar 2.3. Grafik Time Lag ... 22

Gambar 2.4. Penampang Saluran ... 24

Gambar 2.5. Penampang Peluap ... 31

Gambar 2.6. Tebal Peluap Main Dam ... 32

Gambar 2.7. Gaya-gaya yang Bekerja pada Main Dam ... 34

Gambar 2.8. Sketsa Kedalaman Pondasi ... 38

Gambar 2.9. Kemiringan Sayap ... 38

Gambar 2.10. Sketsa Sayap Main Dam ... 39

Gambar 2.11. Letak Sub Dam dan Kolam Olak ... 39

Gambar 2.12. Sketsa Dinding Tepi Bangunan Check Dam ... 42

Gambar 2.13. Bagian-Bagian Check Dam... 43

Gambar 2.14. Sketsa Sedimen Tertampung ... 44

Gambar 3.1. Diagram Alir Penyusunan Tugas Akhir ... 48

Gambar 3.2. Diagram Alir Analisis Hidrologi ... 49

Gambar 4.1. Kondisi Topografi DAS Tuntang ... 51

Gambar 4.2. Peta Geologi DAS Tuntang ... 53

Gambar 4.3. Lokasi Pengeboran Tanah... 56

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Suhu dan Curah Hujan ... 57

Gambar 4.5. Sketsa Poligon Thiessen DAS Sungai Tuntang ... 61

(16)

XVI

Gambar 4.7. Histogram Intensitas Curah Hujan... 78

Gambar 4.8. DAS Sungai Banyuapit ... 79

Gambar 4.9. Hidrograf Satuan Sintetik Gama I ... 82

Gambar 4.10. Kurva Debit Banjir Rencana dengan Metode HSS Gama I ... 94

Gambar 4.11. Unit Hidrograf Metode Nakayasu ... 97

Gambar 4.12. Kurva Debit Banjir Rencana dengan Metode HSS Nakayasu ... 105

Gambar 4.13. Gambar Potongan Melintang Sungai ... 108

Gambar 5.1. Penampang Melintang Sungai ... 116

Gambar 5.2. Penampang Melintang Peluap Main Dam ... 117

Gambar 5.3. Tebal Peluap Main Dam ... 118

Gambar 5.4. Sketsa Tinggi Main Dam dan Kedalaman Pondasi Main Dam ... 118

Gambar 5.5. Sketsa Sayap Main Dam ... 120

Gambar 5.6. Sketsa Kemiringan Sayap Main Dam ... 121

Gambar 5.7. Sketsa Panjang Kolam Olak ... 122

Gambar 5.8. Sketsa Kedalaman Pondasi Sub Dam ... 124

Gambar 5.9. Sketsa Bangunan Check Dam ... 125

Gambar 5.10. Sketsa Dinding Tepi Bangunan Check Dam ... 126

Gambar 5.11. Lubang Drainase Bangunan Check Dam ... 127

Gambar 5.12. Gaya Yang Bekerja Pada Main Dam Pada Saat Banjir ... 128

Gambar 5.13. Gaya Yang Bekerja Pada Dinding Tepi ... 131

Gambar 5.14. Panjang Rembesan ... 134

Gambar 5.15. Diagram Gaya Angkat (Uplift) ... 135

Gambar 5.16. Sketsa Scouring ... 138

Gambar 5.17. Lokasi Bangunan Check Dam ... 140

Gambar 5.18. Sketsa Sedimen Tertampung ... 142

Gambar 6.1. Contoh Sampul Penawaran Bagian Depan ... 146

Gambar 6.2. Contoh Sampul Penawaran Bagian Belakang ... 146

(17)

(18)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Saat ini kondisi sungai Tuntang mulai dari waduk alam Rawapening sampai bendung Glapan mulai mengalami pendangkalan. Hal ini disebabkan karena perubahan fungsi lahan yang cukup luas di bagian hulu yang mengakibatkan berkurangnya daya resap air ke tanah dan kemiringan dasar sungai yang cukup landai serta banyaknya anak sungai pada sungai Tuntang karena kountur tanah yang beragam. Akibatnya pada saat terjadi hujan, butiran tanah permukaan terbawa ke palung sungai yang menimbulkan sedimentasi atau endapan material pada palung sungai. Bila hal ini terjadi secara menerus dimana endapan akan menuju ke hilir, maka kapasitas sungai Tuntang sebagai penampung volume air menjadi berkurang, akibatnya pada suatu saat air akan melimpas tanggul dan menggenangi lahan sekitarnya. Melihat kondisi di atas maka dapat dikatakan bahwa tingkat kerusakan lingkungan dalam Daerah Aliran Sungai (DAS) Tuntang dirasakan telah meningkat, oleh karena itu sangat dibutuhkan pengelolaan daerah pengaliran sungai yang efektif dengan menekankan pada konservasi dan pengamanan terhadap lahan kritis terutama di anak sungai Tuntang seperti Sungai Bancak, Senjoyo, dan anak sungai lainnya, dimana sungai Tuntang mulai dari bendung Glapan ke arah hulu di waduk alam Rawapening mempunyai morfologi sungai yang berkelok-kelok (meander). Di sisi kanan dan kiri sungai tersebut merupakan dataran dan perbukitan yang bergelombang, kondisi ini memicu terjadinya erosi yang cukup tinggi baik pada permukaan tanah (erosi lahan) maupun di palung sungai (erosi alur). Besarnya erosi juga diakibatkan budidaya tanaman di lereng bukit dengan jenis tanaman yang rentan genangan air, karena lereng-lereng bukit tidak dirancang dengan sistem terasering yang baik.

Sumber permasalahan yang menyebabkan tingginya tingkat sedimentasi di sungai Tuntang adalah kondisi kawasan hutan/green canopy yang semakin berkurang dan perubahan tataguna lahan berupa alih fungsi lahan di bagian hulu.

1. Kondisi Kawasan Hutan

Banyak sekali daerah hulu yang dahulu hutan berubah fungsi menjadi daerah pertanian/perkebunan atau pemukiman, atau dibiarkan terbuka tanpa tanaman penutup

(19)

2 yang berarti. Berkurangnya vegetasi penutup lahan ini menyebabkan tingkat erosi meningkat saat terjadi hujan dan masuk ke alur sungai.

2. Perubahan Tata Guna Lahan/ Alih Fungsi Lahan

Banyaknya pembukaan hutan untuk dijadikan kawasan pertanian/perkebunan dan pemukiman menyebabkan makin tingginya laju infiltrasi air ke arah hilir tanpa melalui proses penyerapan terlebih dahulu, sehingga mengakibatkan mudah terangkutnya material lepas pada saat musim hujan datang.

Karena itu sebagai salah satu penanganan sementara untuk mengurangi sedimen di sungai Tuntang diperlukan adanya perencanaan bangunan check dam sebagai upaya konservasi di DAS Tuntang. Bangunan check dam merupakan bangunan melintang sungai yang berfungsi untuk menahan sedimen dan menstabilkan dasar sungai/morfologi sungai.

Gambar 1.1: Kondisi Anak Sungai Tuntang

1.2. Lokasi Studi

Lokasi studi Tugas Akhir terletak di wilayah aliran Sungai Tuntang dalam sistem sungai dimulai dari hulu yang berada di daerah waduk alam Rawa Pening Kabupaten Semarang. Lokasi cek dam berada di anak Sungai Tuntang Desa Panadaran Kecamatan Gubug Kabupaten Grobogan .

(20)

3 Data teknis Sungai Tuntang :

Luas DAS (Daerah Irigasi Glapan) - Tanpa Rawa Pening : 514 km2 - Dengan Rawa Pening : 796 km2

DPS Tuntang berada disebelah Selatan berbatasan dengan daerah pegunungan Merbabu, Telomoyo dan Ungaran, disebelah Timur oleh Kabupaten Grobogan dan Kecamatan Telawa (Kabupaten Demak) dan di sebelah Barat oleh Kabupaten Semarang. Sedangkan muara sungai Tuntang adalah Laut Jawa. Secara administrasi DPS Tuntang meliputi Kabupaten Semarang, Kota Salatiga, Kabupaten Grobogan dan Kabupaten Demak.

Sumber : Peta DAS Sungai Tuntang, Balai PSDA Jragung Tuntang

(21)

4

Sumber : Peta rupa bumi, Badan Koordinasi Survei dan Pemetaan Nasional (Bakusurtanal) 2000. Gambar 1.3: Peta Lokasi Sungai Tuntang

1.3. Maksud dan Tujuan

Maksud dari Perencanaan check dam Panadaran, Grobogan adalah untuk menahan dan menampung sedimen, sehingga diharapkan dengan adanya penampungan sedimen kemiringan dasar sungai dapat diperkecil, dengan kemiringan yang lebih kecil akan mengakibatkan kecepatan pada sungai tersebut menjadi lebih kecil dan bahaya yang diakibatkan oleh aliran debit dapat ditekan seminimal mungkin.

Sedangkan tujuan dari perencanaan check dam Panadaran, Grobogan adalah : 1. Menciptakan rasa aman terhadap masyarakat yang tingal di kawasan yang rawan

terhadap bahaya erosi dan sedimentasi.

2. Melindungi dan mengamankan pemukiman warga.

Lokasi Pekerjaan Detail Desain

Check Dam Panadaran

(22)

5 3. Memelihara dan melestarikan sumber daya alam dan meningkatkan kondisi

lingkungan alam sekitar.

1.4. Ruang Lingkup Pembahasan

Dalam penyusunan tugas akhir Perencanaan check dam Sungai Banyuapit, Grobogan, permasalahan yang dibahas meliputi :

1. Analisis hidrologi, berupa analisis curah hujan dari stasiun pengamatan, analisis distribusi hujan dan perhitungan debit utama.

2. Perencanaan dimensi hidrolis bangunan dam, berupa perencanaan main dam, lantai terjun (apron), sub dam.

3. Kontrol kestabilan bangunan main dam terhadap guling, geser eksentrisitas dan daya dukung tanah.

1.5. Sistematika Penulisan

Sistematika penyusunan Laporan Tugas Akhir terdiri dari beberapa bab dan masing-masing bab terdiri dari beberapa sub bab. Secara garis besar sistematika penyusunannya adalah sebagai berikut :

BAB I. PENDAHULUAN

Pada bab pendahuluan dibahas mengenai latar belakang, pokok permasalahan, lokasi pembangunan, maksud dan tujuan, lingkup masalah serta sistematika penyusunan laporan.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Berisi landasan teori dan dasar–dasar perhitungan yang akan digunakan sebagai acuan dalam perencanaan check dam.

BAB III. METODOLOGI

Pada bab metodologi diuraikan tentang alur penyelesaian tugas akhir yang berisi flow chart / bagan alir mengenai uraian kegiatan mulai dari survey lapangan, identifikasi masalah, pengumpulan data, analisis atau pengolahan data dan perencanaan check dam. BAB IV. ANALISIS DATA

Pada bab analisis data berisi tentang analisis data hidrologi yang akan digunakan untuk mencari debit banjir rencana yang akan digunakan dalam perhitungan perencanan check dam. Analisis data yang dilakukan meliputi peta topografi, data geometri, data klimatologi, data curah hujan dan data sedimentasi.

(23)

6 BAB V. PERENCANAAN

Pada bab perencanaan dibahas tentang perhitungan perencanaan check dam, gaya–gaya yang bekerja dan perhitungan stabilitas pada bangunan

BAB VI. RENCANA KERJA DAN SYARAT-SYARAT

Berisi tentang syarat-syarat umum, syarat-syarat administrasi dan syarat-syarat teknis yang harus dipenuhi dalam pelaksanaan pembangunan check dam.

BAB VII. RENCANA ANGGARAN BIAYA

Berisi tentang analisa harga satuan bahan dan pekerjaan, rencana anggaran biaya, penyusunan jadwal waktu pelaksanaan (time schedule) dan perencanaan jaringan kerja (network planning).

BAB VIII. PENUTUP

Pada bab penutup berisi tentang kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil perencanaan

(24)

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Umum

Check dam adalah bangunan pengendali yang dibuat karena adanya aliran air dengan konsentrasi sedimen yang cukup besar, di mana sedimen tersebut berasal dari erosi tanah pada bagian hulu sungai. Hal pokok yang menjadi parameter dalam perencanaan check dam adalah sejauh mana sedimen yang larut mampu ditahan oleh bangunan tersebut, pemilihan lokasi check dam, stabilitas bangunan check dam terhadap gaya guling dan gaya geser, biaya pembangunan dan perawatan check dam, serta faktor keamanan.

Dalam Tinjauan Pustaka Laporan Tugas Akhir Perencanaan Check Dam Panadaran, Kecamatan Gubug, Kabupaten Grobogan, rumus yang digunakan diambil dari standar baku yang menyangkut perencanaan bangunan check dam yang sering digunakan di Indonesia.

2.2. Analisis Hidrologi

Analisis hidrologi merupakan pengolahan data-data hidrologi, seperti : curah hujan, debit sungai, tinggi muka air sungai, kecepatan aliran, kosentrasi sedimen sungai dan lain-lain yang akan selalu berubah terhadap waktu. Data hidrologi digunakan untuk menentukan besarnya debit banjir rencana, di mana debit banjir rencana merupakan debit yang dijadikan sebagai dasar perencanaan, yaitu debit maksimum rencana di sungai atau saluran alamiah dengan periode ulang tertentu (QTR) yang dapat dialirkan tanpa

membahayakan lingkungan sekitar dan stabilitas check dam. Pengujian konsistensi data hujan menggunakan metode uji Double Mass Curve.

2.2.1. Analisis Curah Hujan Maksimum rata - rata

Pengamatan curah hujan dilakukan pada stasiun - stasiun pengamatan yang terletak di dalam atau di sekitar Daerah Aliran Sungai (DAS) untuk mendapatkan curah hujan maksimum harian (R24). Penentuan curah hujan maksimum harian (R24) rata - rata wilayah

DAS dari beberapa stasiun pengamatan tersebut dapat dihitung dengan beberapa metode antara lain : metode Rata-rata Aljabar (Arithmatic Mean Method) dan metode Poligon Thiessen (Thiessen Polygon Method).

(25)

8 Tinggi rata - rata curah hujan yang didapatkan dengan mengambil nilai rata - rata hitung (arithmetic mean) pengukuran hujan di pos pengamatan – pengamatan hujan di dalam areal tersebut. Jadi metode rata-rata aljabar akan memberikan hasil yang dapat dipercaya jika pos – pos pengamatan berada pada area yang tidak terlalu luas dan ditempatkan secara merata di areal tersebut. Nilai curah hujan daerah / wilayah ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

̅ =1/n (R1 + R2 + ... +Rn)

keterangan :

̅ = besar curah hujan rerata daerah (mm). n = jumlah stasiun pengamat hujan.

R1, R2, ...,Rn = besar curah hujan di tiap stasiun pengamat hujan. 2. Metode Poligon Thiessen (Polygon Thiessen Method)

Metode Poligon Thiessen sering digunakan pada analisis hidrologi karena memberikan hasil yang relatif lebih baik dan obyektif dibanding dengan metode sebelumnya. Metode Poligon Thiessen dipakai apabila tersedia minimum 3 buah stasiun hujan yang tersebar tidak merata. Metode Poligon Thiessen memperhitungkan luas daerah yang mewakili dari pos-pos hujan yang bersangkutan, untuk digunakan sebagai faktor pembobot dalam perhitungan curah hujan rata-rata DAS (areal rainfall). Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

1. Tentukan stasiun pengamatan curah hujan yang berpengaruh pada daerah pengaliran.

2. Tarik garis penghubungan antar stasiun pengamatan hujan.

3. Tarik garis sumbunya secara tegak lurus dari tiap-tiap garis hubung.

4. Hitung luas DAS pada wilayah yang dipengaruhi oleh stasiun pengamatan hujan tersebut.

Metode Poligon Thiessen dipandang cukup baik karena memberikan koreksi terhadap kedalaman hujan sebagai fungsi luas daerah yang diwakili. Rumus yang digunakan untuk menghitung curah hujannya adalah sebagai berikut.

̅

keterangan :

A1,A2 ,...,An = luas daerah pengaruh dari setiap stasiun pengamat hujan (km

2

). R1,R2 ,...,Rn = curah hujan pada setiap stasiun hujan (mm).

(26)

9 n = banyaknya stasiun hujan.

̅ = besarnya curah hujan rerata daerah (mm).

Cara penentuan luas daerah pengaruh hujan dengan Poligon Thiessen dapat dilihat seperti pada gambar berikut :

Gambar 2.1: Sketsa Metode Poligon Thiessen 2.2.2. Perhitungan Curah Hujan Rencana

Analisis curah hujan rencana ditujukan untuk mengetahui besarnya curah hujan maksimum dalam periode ulang tertentu yang nantinya dipergunakan untuk perhitungan debit banjir rencana. Data curah hujan maksimum tahunan perlu diuji sebelum digunakan sebagai masukan untuk tahap berikutnya. Pengujian yang dilakukan berupa uji konsistensi. Uji konsistensi data berfungsi untuk mengetahui kebenaran data yang ada. Kebenaran data tersebut tergantung pada beberapa faktor, seperti:

1. Berubahnya spesifikasi alat penakar hujan. 2. Berpindahnya tempat alat ukur hujan.

3. Perubahan lingkungan di sekitar alat penakar hujan.

Cara pengujian konsistensi data hujan dapat dilakukan dengan metode kurva massa ganda (double mass curve). Metode ini membandingkan nilai kumulatif sekumpulan data yang akan diuji dengan nilai kumulatif seri data pos referensi (pos referensi dapat berupa satu pos atau rerata dari beberapa pos terdekat). Hasil tersebut kemudian diplot pada bidang kartesius sehingga membentuk kurva/garis. Koreksi dilakukan apabila terjadi perubahan kemiringan pada kurva yang artinya data tersebut tidak konsisten. Koreksi diperoleh dengan mengkalikan/membagi data sebelum/sesudah patahan dengan faktor koreksi.

keterangan :

= faktor koreksi.

β = kemiringan kurva setelah patahan. α = kemiringan kurva sebelum patahan.

(27)

10 Perhitungan curah hujan rencana digunakan analisis frekuensi dengan menggunakan metode kemungkinan (Probability Distribution) teoritis yang ada. Beberapa jenis distribusi antara lain :

1. Distribusi Normal. 2. Distribusi Log Normal. 3. Distribusi Gumbel.

4. Distribusi Log Pearson III.

Dalam penentuan metode yang akan digunakan, terlebih dahulu ditentukan parameter-parameter statistik sebagai berikut :

a. Harga rata – rata ( ̅) Rumus :

̅

∑

keterangan :

̅ = curah hujan rata – rata (mm).

Ri = curah hujan di stasiun hujan ke- i (mm).

n = jumlah data. b. Standar deviasi (Sx)

Standar deviasi (Sx) merupakan ukuran sebaran yang paling banyak digunakan. Apabila penyebaran sangat besar terhadap nilai rata-rata, maka nilai standart deviasi akan besar, akan tetapi jika penyebaran data sangat kecil terhadap nilai rata-rata maka nilai standar deviasi akan kecil pula. Standar deviasi dapat dihitung dengan rumus berikut :

√

∑ ̅

keterangan :

= nilai standar deviasi.

n = jumlah data. c. Koefisien Variasi (Cv)

Koefisien variasi (Cv) adalah nilai perbandingan antara deviasi standar dengan nilai rata-rata hitung dari suatu distribusi normal. Koefisien variasi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

(28)

11

_̅

keterangan :

Cv = nilai koefisien variasi. = nilai standar deviasi.

̅ = curah hujan rata – rata (mm). d. Koefisien Skewness (Cs)

Koefisien skewness (Cs) adalah suatu nilai yang menunjukkan derajat ketidaksimetrisan (asimetri) dari suatu bentuk distribusi. Apabila kurva frekuensi dari suatu distribusi mempunyai ekor memanjang ke kanan atau ke kiri terhadap titik pusat maksimum, maka kurva tersebut tidak akan berbentuk simetri. Keadaan tersebut disebut condong ke kanan atau ke kiri. Pengukuran kecondongan adalah untuk mengukur seberapa besar kurva frekuensi dari suatu distribusi tidak simetri atau condong. Ukuran kecondongan dinyatakan dengan besarnya koefisien kecondongan atau koefisien skewness, dan dapat dihitung dengan persamaan :

Cs =

∑

̅

keterangan :

Cs = nilai koefisien Skewness. = nilai standar deviasi.

n = jumlah data.

̅ = curah hujan rata – rata (mm). e. Koefisien Kurtosis (Ck)

Pengukuran kurtosis (Ck) dimaksudkan untuk mengukur keruncingan dari bentuk kurva distribusi dan sebagai pembandingnya adalah distribusi normal. Koefisien Kurtosis (Coefficient of Kurtosis) dirumuskan sebagai berikut:

C

k

=

∑

keterangan :

Ck = nilai koefisien kurtosis.

= nilai standar deviasi.

(29)

12 n = jumlah data.

̅ = curah hujan rata – rata (mm).

Dari harga parameter statistik tersebut di atas akan dipilih jenis distribusi yang sesuai. 1. Distribusi Normal

Dalam analisis hidrologi distribusi normal banyak digunakan untuk menganalisis frekuensi curah hujan, analisis statistik dari distribusi curah hujan tahunan, debit rata-rata tahunan. Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss.

Rumus :

xT = ̅ + Kt*

keterangan :

xT = besarnya curah hujan yang mungkin terjadi dengan periode ulang T tahun (mm).

̅ = curah hujan rata – rata (mm).

= standar deviasi data hujan maksimum tahunan (mm). Kt = standar variabel untuk periode ulang t tahun.

Tabel 2.1: Nilai Variabel Reduksi Gauss

No. Periode Ulang (T)

(Tahun) Kt 1 1,001 -3,05 2 1,005 -2,58 3 1,010 -2,33 4 1,050 -1,64 5 1,110 -1,28 6 1,250 -0,84 7 1,330 -0,67 8 1,430 -0,52 9 1,670 -0,25 10 2,000 0 11 2,500 0,25

No. Periode Ulang (T)

(Tahun) Kt 12 3,330 0,52 13 4,000 0,67 14 5,000 0,84 15 10,000 1,28 16 20,000 1,64 17 50,000 2,05 18 100,000 2,33 19 200,000 2,58 20 500,000 2,88 21 1000,000 3,09 (Sumber: Karmiana, 2011)

(30)

13 2. Distribusi Log Normal

Rumus :

log xT = logxn + Kt*

keterangan :

xT = besarnya curah hujan yang mungkin terjadi dengan periode ulang T tahun.

xn = curah hujan rata – rata.

= standar deviasi data hujan maksimum tahunan. Kt = standar variabel untuk periode ulang t tahun.

Tabel 2.2: Standar variabel (Kt)

T Kt T Kt T Kt 1 -1,86 20 1,89 90 3,34 2 -0,22 25 2,1 100 3,45 3 0,17 30 2,27 110 3,53 4 0,44 35 2,41 120 3,62 5 0,64 40 2,54 130 3,7 6 0,81 45 2,65 140 3,77 7 0,95 50 2,75 150 3,84 8 1,06 55 2,86 160 3,91 9 1,17 60 2,93 170 3,97 10 1,26 65 3,02 180 4,03 11 1,35 70 3,08 190 4,09 12 1,43 75 3,6 200 4,14 13 1,5 80 3,21 221 4,24 14 1,57 85 3,28 240 4,33 15 1,63 90 3,33 260 4,42 ( Sumber : Soemarto, CD, 1995) 3. Distribusi Gumbel

Metode ini merupakan metode dari nilai-nilai ekstrim (maksimum atau minimum). Fungsi metode Gumbel merupakan fungsi eksponensial ganda. (Sri Harto, 1993).

Rumus umum :

xTr = ̅ *Kr

keterangan:

xTr = tinggi hujan untuk periode ulang T tahun (mm). x = harga rata-rata data hujan (mm).

(31)

14 Kr = faktor frekuensi Gumbel, diperoleh dari rumus :

Kr =

–

keterangan :

Yt = reduced variate.

Yn = harga rata-rata reduced variate.

Sn = standar deviasi reduced variate.

Tabel 2.3: Harga Reduced Variate (Yt)

Periode Ulang Reduced Variate (Yt) 2 0,3665 5 1,4999 10 2,2502 25 3,1985 50 3,9019 100 4,6001

( Sumber : Jeasron Loebis, 1987)

Tabel 2.4: Hubungan harga rata-rata Reduced Variate (Yn) dengan jumlah data (n)

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,0206 1,0315 1,0411 1,0493 1,0565 20 1,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0664 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,1086 30 1,1124 1,1159 1,1193 1,1226 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1,1388 40 1,1413 1,1436 1,1458 1,148 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1,159 50 1,1607 1,1623 1,1638 1,1638 1,1667 1,1681 1,1696 1,1706 1,1721 1,1734 60 1,1747 1,1759 1,177 1,177 1,1793 1,1803 1,1814 1,1824 1,1834 1,1844 70 1,1854 1,1863 1,1873 1,1873 1,189 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 1,193 80 1,1938 1,1945 1,1953 1,1953 1,967 1,1973 1,198 1,1987 1,1994 1,2001 90 1,2007 1,2013 1,202 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2049 1,2055 1,206 100 1,2065

Tabel 2.5: Hubungan standar deviasi Reduced Variate (Sn) dengan jumlah data (n)

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,495 0,5 0,504 0,507 0,51 0,513 0,516 0,518 0,52 0,552 20 0,524 0,525 0,527 0,528 0,53 0,531 0,532 0,533 0,534 0,535 30 0,536 0,537 0,538 0,539 0,54 0,54 0,54 0,542 0,542 0,543 40 0,544 0,544 0,545 0,545 0,546 0,546 0,546 0,547 0,548 0,548 50 0,549 0,549 0,549 0,55 0,55 0,55 0,551 0,551 0,552 0,552

(32)

15 n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 60 0,552 0,552 0,553 0,553 0,553 0,553 0,554 0,554 0,554 0,555 70 0,555 0,555 0,555 0,556 0,556 0,556 0,556 0,556 0,557 0,557 80 0,557 0,557 0,557 0,557 0,558 0,558 0,558 0,558 0,558 0,559 90 0,559 0,559 0,559 0,559 0,559 0,557 0,56 0,56 0,56 0,56 100 0,5586

4. Distribusi Log Person III

Langkah-langkah yang diperlukan adalah sebagai berikut:

a. Gantilah data X1, X2, X3, …,Xn menjadi data dalam logaritma, yaitu: log X1,

log X2, log X3, …,log Xn.

b. Hitung rata-rata dari logaritma data tersebut. c. Hitung standar deviasi data di atas.

d. Hitung koefisien skewness.

e. Hitung logaritma data yang dipilih dengan rumus : logxTr = ̅̅̅̅̅̅̅

keterangan :

log xTr = logaritma curah hujan rencana pada reka ulang Tr tahun (mm).

̅̅̅̅̅̅̅ = logaritma curah hujan rata-rata (mm). Sx = standar deviasi (mm).

K(Tr,Cs) = faktor frekuensi Pearson tipe III yang tergantung pada harga Tr (periode ulang) dan Cs (koefisien skewness).

Tabel 2.6: Nilai k berdasarkan Harga Koefisien Skewness (Cs)

Cs Periode ulang 2 5 10 25 50 100 0 0 0,842 1,282 1,751 2,054 2,326 -0,1 0,017 0,836 1,27 1,761 2 2,252 0,2 0,033 0,85 1,258 1,68 1,945 2,178 -0,3 0,05 0,853 1,245 1,643 1,89 2,104 -0,4 0,066 0,855 1,231 1,606 1,834 2,029 -0,5 0,083 0,856 1,216 1,567 1,777 1,955 -0,6 0,099 0,857 1,2 1,528 1,72 1,88 -0,7 0,116 0,857 1,183 1,488 1,663 1,806 -0,8 0,132 0,856 1,166 1,448 1,606 1,733 -0,9 0,148 0,854 1,147 1,407 1,549 1,66

(33)

16 Cs Periode ulang 2 5 10 25 50 100 -1 0,164 0,852 1,128 1,366 1,492 1,588 -1,1 0,18 0,848 1,107 1,324 1,435 1,518 -1,2 0,195 0,844 1,086 1,282 1,379 1,449 -1,3 0,21 0,838 1,064 1,24 1,324 1,383 -1,4 0,225 0,832 1,041 1,198 1,27 1,318 -1,5 0,24 0,825 1,018 1,157 1,217 1,256 -1,6 0,254 0,817 0,994 1,116 1,166 1,197 -1,7 0,268 0,808 0,97 1,075 1,116 1,14 -1,8 0,282 0,799 0,945 1,035 1,069 1,087 -1,9 0,294 0,788 0,92 0,996 1,023 1,037 -2 0,307 0,777 0,895 0,959 0,98 0,99

Berdasarkan pada parameter-parameter statistik di atas dipilih jenis distribusi yang sesuai dan memenuhi syarat – syarat sebagai berikut :

Tabel 2.7: Macam Distribusi dan Kriteria Pemilihannya

No. Jenis Distribusi Syarat

1 Distribusi Normal

Cs ≈ 0 ± 0,3 Ck ≈ 3,00

2 Distribusi Log Normal Cs ≈ Cv

3_{+ 3 C} v = 0,3 Ck ≈ Cv8 + 6Cv6 + 15Cv4 + 16Cv2 ≈ 3,00 3 Distribusi Gumbel Cs ≈ 1,1396 Ck ≈ 5,4002

4 Distribusi Log Pearson Tipe III Cs ≠ 0

Cs ≠ 1,1396

(Sumber : Karmiana, 2011)

Setelah ditentukan metode distribusi yang digunakan, dilakukan pengujian terhadap metode distribusi yang digunakan. Pengujian dilakukan untuk menentukan apakah metode distribusi yang telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Ada dua jenis keselarasan (Goodnes of Fit Test), yaitu uji keselarasan Chi Square dan Smirnov Kolmogorof. Pada tahap pengujian yang diamati adalah nilai hasil perhitungan yang diharapkan. (Soewarno, 1995).

(34)

17 1.Uji Chi Square

Prinsip pengujian Chi Square berdasarkan pada jumlah pengamatan yang diharapkan pada pembagian kelas, dan ditentukan terhadap jumlah data pengamatan yang terbaca di dalam kelas tersebut, atau dengan membandingkan nilai Chi Square (x2) dengan nilai Chi Square kritis (xcr2). Perhitungannya dengan menggunakan persamaan

(Shahin, 1976:186) :

∑

Jumlah kelas distribusi dihitung dengan rumus (Harto, 181:80) : k = 1+ 1,33 ln (n)

Dk = k – (P + 1) keterangan :

Oi = nilai yang diamati (observed frequency). Ei = nilai yang diharapkan (expected frequency).

k = jumlah kelas distribusi (disarankan banyaknya kelas >5). n = banyaknya data.

Dk = derajat kebebasan.

P = banyaknya parameter sebaran chi square (Normal = 2 ; Gumbel = 1).

Tabel 2.8: Nilai kritis untuk distribusi Chi Square (x2)

Dk (α) Derajat kepercayaan 0,995 0,99 0,975 0,95 0,05 0,025 0,01 0,005 1 0,0000393 0,00016 0,00098 0,0039 3,841 5,024 6,635 7,879 2 0,01 0,0201 0,0506 0,103 5,991 7,378 9,21 10,6 3 0,0717 0,115 0,216 0,352 7,815 9,348 11,35 12,84 4 0,207 0,297 0,484 0,711 9,488 11,14 13,28 14,86 5 0,412 0,554 0,831 1,145 11,07 12,83 15,09 16,75 6 0,676 0,872 1,237 1,635 12,59 14,45 16,81 18,55 7 0,989 1,239 1,69 2,167 14,07 16,01 18,48 20,28 8 1,344 1,646 2,18 2,733 15,51 17,54 20,09 21,96 9 1,735 2,088 2,7 3,325 16,92 19,02 21,67 23,59 10 2,156 2,558 3,247 3,94 18,31 20,48 23,21 25,19 ( Sumber : Soewarno,1995)

(35)

18 2. Uji Smirnov Kolmogorof

Pengujian Smirnov Kolmogorof dilakukan dengan membandingkan probabilitas untuk tiap variabel dari distribusi empiris dan teoritis sehingga didapat perbedaan (Δ) tertentu. Perbedaan maksimum yang dihitung (Δmaks) dibandingkan dengan perbedaan

kritis (Δcr) untuk suatu derajat nyata dan banyaknya varian tertentu, maka sebaran sesuai

jika (Δmaks) < (Δcr).

Rumus yang dipakai (Soewarno, 1995):

Tabel 2.9: Nilai delta maksimum untuk uji keselarasan Smirnov Kolmogorof

n (a) Derajat kepercayaan 0,2 0,1 0,05 0,01 5 0,45 0,51 0,56 0,67 10 0,32 0,37 0,41 0,49 15 0,27 0,3 0,34 0,4 20 0,23 0,26 0,29 0,36 25 0,21 0,24 0,27 0,32 30 0,19 0,22 0,24 0,29 35 0,18 0,2 0,23 0,27 40 0,17 0,19 0,21 0,25 45 0,16 0,18 0,2 0,24 50 0,15 0,17 0,19 0,23 <50 1,07/n 1,22/n 1,36/n 1,63/n

2.2.3 Perhitungan Intensitas Curah Hujan

Untuk menentukan Debit Banjir Rencana (Design Flood), perlu didapatkan harga suatu Intensitas Curah Hujan. Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada kurun waktu tertentu di mana air tersebut berkonsentrasi. Analisis intensitas curah hujan dapat diproses dari data curah hujan yang telah terjadi pada masa lampau. (Joesron Loebis, 1987)

1. Menurut Mononobe

Rumus yang dipakai (Sumber : Soemarto, CD, 1999) :

R24

*

+

(36)

19 b t a i  

 



 



     ₂ 2 2 i i p t i t i i b



















 



     ₂ 2 2 log log log log log log log log t t p t i t t i a









₂





2 log log log log log log



     t t p i t p t i b

 



     ₂ 2 2 2 i i p i t i i t i a

 



 



      ₂ 2 2 i i p t i p t i i b

 



   ₂ 2 2 2 i i p i t i i t i a keterangan :

i = Intensitas curah hujan (mm/jam).

R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm).

t = lamanya curah hujan (jam). 2. Menurut Sherman

Rumus yang digunakan (Sumber : Soemarto, CD, 1999) :

keterangan :

i = intensitas curah hujan (mm/jam). t = lamanya curah hujan (menit).

a,b = konstanta yang tergantung pada lama curah hujan yang terjadi di daerah aliran.

3. Menurut Talbot

4. Menurut Ishiguro

2.2.4 Perhitungan Debit Banjir Rencana

Tujuan utama analisis debit banjir adalah untuk memperoleh debit puncak dan hidrograf banjir yang akan digunakan sebagai data penting dalam menentukan dimensi bangunan yang direncanakan. Metode perhitungan yang digunakan adalah : Metode HSS Gama I , Metode Nakayasu, Metode Haspers, Metode FSR Jawa Sumatra dan Metode Passing Capacity.

(37)

20 Satuan hidrograf sintetik Gama I dibentuk oleh beberapa komponen dasar yaitu waktu naik (TR), debit puncak (Qp), waktu dasar (TB), curah hujan efektif (Reff) dengan uraian sebagai berikut :

Waktu naik (TR) dinyatakan dengan rumus : TR = 0,43(

) + 1,0665 SIM + 1,2775

keterangan :

TR = waktu naik (jam). L = panjang sungai (km).

SF = faktor sumber yaitu perbandingan antara jumlah panjang sungai tingkat I dengan jumlah panjang sungai semua tingkat.

SIM = faktor simetri ditetapkan sebagai hasil kali antara factor lebar (WF) dengan luas relatif DAS sebelah hulu.

Debit puncak (Qp) dinyatakan dengan rumus : Qp = 0,1836A0,5886 JN-0,2381 TR-0,4008

keterangan :

Qp = debit puncak (m3/dt). JN = jumlah pertemuan sungai. TR = waktu naik.

Waktu dasar (TB) dinyatakan dengan rumus :

TB = 27,4132.TR0,1457.S-0,0986.SN0,7344.RUA0,2574 keterangan :

TB = Waktu dasar (jam). TR = Waktu naik (jam).

S = Kelandaian sungai rata-rata.

SN = Frekuensi sumber yaitu perbandingan antara jumlah segmen sungai-sungai tingkat I dengan jumlah sungai semua tingkat.

RUA = Luas DPS sebelah hulu (km).

Curah hujan efektif (Reff) dihitung dengan rumus : ,

dengan nilai

keterangan :

(38)

21 i = intensitas curah hujan (mm/jam).

Reff = curah hujan efektif (mm/jam).

Gambar 2.2: Sketsa Penetapan WF dan RUA

2. Metode Nakayasu

Metode Nakayatsu telah berulang kali diterapkan di Jawa Timur terutama pada DTA Sungai Brantas. Sampai sekarang hasilnya cukup memuaskan. Penggunaan metode Nakayatsu memerlukan beberapa karakteristik parameter daerah alirannya sebagai berikut:

- Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak hidrograf (time of peak). - Tenggang waktu dari titik berat hujan sampai titik berat hidrograf (time lag). - Tenggang waktu hidrograf (time base of hydrograph).

- Luas daerah tangkapan air.

- Panjang alur sungai utama terpanjang (length of the longest channel). - Koefisien pengaliran.

Rumus dari hidrograf satuan Nakayasu adalah :

keterangan :

Qp = Debit puncak banjir (m3/det).

Ro = Hujan satuan (mm).

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

Q C A R T T p o p        3 6, ( ,0 3 _{0 3}_, )

(39)

22 T0,3 = Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari puncak sampai 30% dari

debit puncak.

A = Luas daerah tangkapan sampai outlet. C = Koefisien pengaliran.

Untuk menentukan Tp dan T0,3 digunakan pendekatan rumus sebagai berikut :

Tp = Tg + 0,8 Tr.

T0,3 =  Tg.

Tr = 0,5 Tg sampai Tg.

Tb = Tp + T0,3 + 1,5T0,3 + 2T0,3

Tg adalah time lag yaitu waktu antara hujan sampai debit puncak banjir (jam). Tg dihitung dengan ketentuan sebagai berikut :

- Sungai dengan panjang alur L  15 km : Tg = 0,4 + 0,058 L

- Sungai dengan panjang alur L  15 km : Tg = 0,21 L0,7

keterangan :

Tr = satuan waktu hujan (jam).

 = parameter hidrograf, untuk.

 = 2 = pada daerah pengaliran biasa.

 =1,5 = pada bagian naik hidrograf lambat, dan turun cepat.

 = 3 = pada bagian naik hidrograf cepat, turun lambat.

tr

0.8 tr tg O

i

lengkung naik lengkung turun

Tp To.3 1.5 To.3 0.3 Qp 0.3 Q Qp 2 t

Gambar 2.3: Grafik Time lag

- Pada waktu naik : 0 < t < Tp

(40)

23

- Pada kurva turun (decreasing limb) Selang nilai : 0  t  (Tp+T0,3) Q _t Qp t Tp T ( ) ( ) . , ,   0 3 0 3 Selang nilai: (Tp+T0,3)  t  (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3) Q Qp p t t ( ) ( , ) , , , ,      0 3 0 3 0 3 05 15 T T T Selang nilai : t > (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3) Q Qp p t t () ( , ) , , , ,       0 3 0 3 0 3 15 20 T T T keterangan :

Q(t) = limpasan sebelum mencari debit puncak (m3).

T = waktu (jam).

Rumus tersebut merupakan rumus empiris, maka penerapannya terhadap suatu daerah aliran harus didahului dengan suatu pemilihan parameter-parameter yang sesuai yaitu Tp dan , dan pola distribusi hujan agar didapatkan suatu pola hidrograf yang sesuai dengan hidrograf banjir yang diamati.

Hidrograf banjir dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

keterangan :

Qk = Debit Banjir pada jam ke – k.

Ui = Ordinat hidrograf satuan (I = 1, 2, 3 .. .n).

Pn = Hujan netto dalam waktu yang berurutan (n = 1,2,..n) .

Bf = Aliran dasar (base flow).

3. Metode Haspers Rumus : QT = Qk U P i n i n i  1   1



. ( )

(41)

24 keterangan :

QT = debit banjir yang diperkirakan dalam periode ulang tertentu (m3/detik).

α = koefisien run off. β = koefisien reduksi.

q = hujan maksimum (m3/det/km2). A = luas daerah pengaliran sungai (km2). Prosedur perhitungan : 1. t = 0,1*L0,8*I-0,3 2. 3.

Untuk t< 2 jam, digunakan rumus :

r =

Untuk t > 2jam, digunakan rumus :

dan

keterangan :

t = lamanya curah hujan (jam).

R = curah hujan harian maksimum (mm/hari). (Hidrologi Untuk Pengairan, Ir. Suyono Sosrodarsono)

4. Metode Passing Capacity dan Flood Marking

Metode Passing Capacity yaitu menghitung debit banjir rencana dengan memperhatikan keadaan sungai dan menggunakan data penampang sungai yang ada. Sedangkan metode Flood Marking adalah menghitung debit banjir rencana dengan memperhatikan tinggi muka air maksimum yang pernah terjadi. Tinggi muka air dapat diperoleh dari bekas banjir yang pernah terjadi atau dari keterangan masyarakat sekitar. Rumus yang digunakan untuk metode Passing Capacity dan Flood Marking adalah :

Q = A*V

R =

⁄ ⁄

(42)

25

√ keterangan :

Q = volume banjir yang melalui tampang (m3/dtk). A = luas penampang basah (m2).

V = kecepatan aliran (m/dtk). R = jari – jari hidrolis (m). I = kemiringan sungai.

P =keliling penampang basah sungai(m). n = koefisien kekasaran Manning. B = lebar sungai (m).

m = kemiringan penampang saluran

Gambar 2.4 Penampang saluran

Tabel 2.12: Koefisien kekasaran Manning (n)

Kondisi dan Tipe Alur

Harga

Min Normal Maks

Mengalir pada dataran rendah

1. Alur bersih, lurus, elevasi muka air penuh, tidak ada celah atau

bagian yang dalam (kedung) 0,025 0,030 0,033

2. Sama seperti di atas tetapi lebih banyak batu dan rumput/

tanaman 0,030 0,035 0,040

3. Alur bersih melingkar, dengan bagian dalam dan dangkal 0,033 0,040 0,045

4. Sama seperti diatas, tetapi lebih banyak batu dan

rumput/tanaman 0,035 0,045 0,050

5. Sama seperti di atas, tetapi elevasi muka air lebih rendah dan

lebih banyak perubahan kemiringan dan lebar 0,040 0,048 0,055

6. Sama sepeti di atas, tetapi lebih banyak batu 0,045 0,050 0,060

7. Penggal sungai dengan aliran pelan, penuh rumput, dengan

kolam yang dalam 0,050 0,070 0,080

8. Alur banyak rumput, alur yang dalam, atau lintasan banjir

(43)

26

Kondisi dan Tipe Alur

Harga

Min Normal Maks Sungai pegunungan, pada alur tidak ada vegetasi, tebing

sungai curam, pepohonan semak pada tebing tenggelam saat muka air tinggi.

1. Dasar Sungai : kerikil, kerakal, dengan batu besar 0,030 0,040 0,050

2. Dasar Sungai : kerakal dengan batu besar 0,040 0,050 0,070

(Sumber : Bambang Triadmojo, Hidrolika II)

2.3. Analisis Geoteknik

Analisis geoteknik dilaksanakan untuk mendapatkan data tanah yang akan digunakan dalam perhitungan konstruksi check dam. Samplel tanah yang akan diteliti di laboratorium meliputi :

1. Kadar Air

Pemeriksaan kadar air dimaksudkan untuk menentukan kadar air tanah. Kadar air tanah adalah perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat kering dari tanah tersebut (dinyatakan dalam %). Prosedur mengikuti cara ASTM D. 2216-71, PB 0117-76.

2. Unit Density ()

Percobaan dilakukan untuk mendapatkan berat volume tanah baik dalam keadaan basah maupun kering. Prosedur percobaan mengikuti ASTM D.423-66 dan ASTM D 424-59.

3. Grain Size Distribution

Pada pengujian Grain Size Distribution contoh tanah yang berbutir kasar adalah tanah yang tertahan pada ayakan no. 200 (diameter butir 0.075 mm), sedangkan tanah berbutir halus adalah tanah yang berdiameter 0.075 mm ditentukan dengan analisis hidrometri. Prosedur pengujian mengikuti ASTM D 421-85 dan D 422-72, AASHTO 87 dan T.88,PB 0107-76.

Nama tanah berdasarkan ukuran butirannya sesuai standart ASTM adalah sebagai berikut: - Kerikil > 4.75 mm

- Pasir 4.75 - 0.074 mm - Lanau 0.074- 0.002 mm - Lempung < 0.002 mm -

(44)

27 4. Specific Gravity (Gs)

Nilai berat jenis tanah ditentukan dengan menggunakan botol Picnometer dan perlengkapannya. Prosedur mengikuti cara ASTM D 854-83 atau AASHO T.100, PB 0108-76.

5. Direct Shear Test

Tujuannya adalah untuk mendapatkan nilai kekuatan geser tanah, dengan melakukan percobaan geseran langsung. Prosedur mengikuti ASTM D.3080, AASHO T.236, PB 01 16 -76.

2.4. Analisis Erosi dan Sedimentasi

Erosi tanah adalah suatu proses atau peristiwa hilangnya lapisan permukaan tanah atas, baik disebabkan oleh pergerakan air maupun angin (Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air, Dr. Ir. Suripin, M. Eng). Proses erosi tanah yang disebabkan oleh air meliputi 3 tahap, yaitu :

1. Pemecahan bongkah-bongkah agregat tanah ke dalam bentuk butir-butir kecil atau partikel tanah.

2. Pemindahan atau pengangkutan butir-butir yang kecil tersebut.

3. Pengendapan butir-butir atau partikel tersebut di tempat yang lebih rendah, di dasar sungai atau waduk.

Faktor-faktor yang mempengaruhi erosi : 1. Erosivitas

Erosivitas adalah sifat curah hujan. Faktor-faktor erosivitas adalah : - Faktor yang menentukan energi , yaitu erosivitas hujan (R).

- Faktor yang mempengaruhi besarnya energi yaitu kemiringan permukaan tanah dan lereng (LS).

2. Erodibilitas

Erodibilitas adalah ketidaksanggupan tanah untuk menerima tumbukan butir-butir hujan. Faktor-faktor erodilitas adalah :

- Sifat ketahanan tanah (K). - Faktor pengelolaan tanaman (C).

- Faktor konservasi tanah atau pengelolaan tanah (P).

Secara umum, faktor-faktor tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan yang dikenal sebagai Persamaan Umum Kehilangan Tanah ( PUKT ), yaitu :

(45)

28 R = K = , - L S = √ keterangan :

EA = kehilangan tanah (ton/ha/th). R = faktor erosivitas hujan (KJ/ha/th). K = faktor erodibilitas tanah.

LS = faktor panjang dan kemiringan lereng. C = faktor tata guna lahan.

P = faktor konservasi praktis.

Pb = curah hujan bulanan (cm) (Lampiran data curah hujan). M = persentase pasir sangat halus dan debu.

O = persentase bahan organik.

s = kode struktur tanah yang dipergunakan dalam klasifikasi tanah. p = kelas permeabilitas tanah.

Ar = luas DAS (km2). L = panjang lereng (km). L ch = panjang DAS (km).

S = kemiringan lereng = 0,048.

z = konstanta yang besanya bervariasi tergantung besarnya S.

Sedimentasi adalah proses mengendapnya material fragmental oleh air sebagai akibat dari adanya erosi ( Hidrologi Teknik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl.H).

Tabel 2.13: Nilai M untuk Beberapa Tekstur Tanah

Kelas Tekstur Tanah M Kelas Tekstur Tanah M

Lempung berat 210 Pasir lanauan 1245

Lempung sedang 750 Lanau berlempung 3770

Lempung pasiran 1213 Lanau pasiran 4005

Lempung ringan 1685 Lanau 1390

Lanau lempung 2160 Lanau liatan 6330

Pasir lempung liatan 2830 Liat 8245

Lanau lempungan 2830 Campuran merata 4000

Pasir 3055

(46)

29

Tabel 2.14: Kode Struktur Tanah untuk Menghitung Nilai s

Kelas Struktur Tanah Kode

Granuler sangat halus (< 1 mm) 1

Granuler halus (1 - 2) 2

Granuler sedang sampai kasar (2 - 10 mm) 3

Berbentuk blok, blocky, plat, masif 4

(Sumber : Suripin, 2002) Tabel 2.15: Kode Permeabilitas Tanah untuk Menghitung Nilai p

Kelas Permeabilitas Kecepatan (cm/jam) Kode

Sangat lambat < 0,5 1

Lambat 0,5 - 2,0 2

Lambat sampai sedang 2,0 - 6,3 3

Sedang 6,3 - 12,7 4

Sedang sampai cepat 12,7 - 25,4 5

Cepat > 25,4 6

(Sumber : Suripin, 2002) Tabel 2.16: Faktor Tata Guna Lahan(C)

Macam Penggunaan Lahan Nilai

Perumahan daerah single family 0,3 - 0,5

multi units, terpisah - pisah 0,4 - 0,6

multi units, tertutup 0,6 - 0,75

suburban 0,25 - 0,4

daerah rumah apartemen 0,5 - 0,7

Tanah terbuka, tanpa tanaman 1

Hutan atau semak belukar 0,001

Savannah dan prairie dalam kondisi baik 0,01

Savanah dan prairie yang rusak untuk gembalaan 0,1

Sawah 0,01

Tegalan tidak dispesifikasi 0,7

Kebun Campuran Kerapatan tinggi 0,1

Kerapatan sedang 0,2

Kerapatan rendah 0,5

Perladangan 0,4

Hutan alam Serasah banyak 0,001

Serasah sedikit 0,005

Hutan produksi Tebang habis 0,5

Tebang pilih 0,2

(47)

30

Padang rumput (stepa) dan savana 0,001

(Sumber : Sarief,1985)

Tabel 2.17: Faktor Konservasi Praktis (P)

Kemiringan (%) Faktor P

0-8 0,5

8,1-20 0,75

>20 0,9

(Sumber : Seta,1991)

Faktor-faktor yang mempengaruhi sedimentasi yaitu : a. Iklim.

b. Tanah. c. Topografi. d. Tanaman.

e. Macam penggunaan lahan. f. Kegiatan manusia.

g. Karakteristik hidrolika sungai.

h. Karakteristik penampung sedimen, check dam, dan waduk. i. Kegiatan gunung berapi.

Menghitung Sedimen Delivery Ratio(SDR) dengan rumus (Suripin, 2001) Perhitungan yield sedimen dengan persamaan (Suripin , 1998) :

keterangan :

SY = hasil sedimen per satuan luas. EA = erosi total.

SDR = Sedimen delivery ratio.

2.5. Perencanaan Konstruksi Check Dam

Perencanaan dam pengendali sedimen secara teknis meliputi perencanaan sebagai berikut :

a. Perhitungan debit desain. b. Perencanaan peluap. c. Perencanaan main dam. d. Perencanaan pondasi. e. Perencanaan sayap.

(48)

31 f. Perencanaan sub dam.

g. Bangunan pelengkap.

2.5.1 Perhitungan Debit Rencana

Dalam perhitungan debit rencana, pengaruh faktor konsentrasi sedimen juga harus diperhitungan, sehingga persamaannya menjadi :

(Hidrologi Teknik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. H)

keterangan :

Qd = debit rencana (m3/dtk).

Q = debit banjir rencana .

α = rasio konsentrasi sedimen rendah = maksimum 10%.

2.5.2 Perencanaan peluap a. Lebar Peluap Main Dam

Untuk menghitung lebar peluap main dam digunakan persamaan sebagai berikut : B1 = a * √

Keterangan :

B1 = lebar peluap main dam ( m ).

Qd = debit rencana ( m3/det ).

a = koefisian limpasan.

Tabel 2.18: Koefisien Limpasan

Luas DAS (km²) a

A ≤ 1 2,0-3,0

1 ≤ A ≤ 10 2,0-4,0

10 ≤ A ≤ 100 3,0-5,0

A ≥ 100 3,0-6,0

Sumber: Technical Standards and Building for Sabo Engineering, 2010 b. Tinggi Air di atas Peluap

Rumus yang digunakan adalah :

√

keterangan :

Q = debit rencana (m3/detik). C = koefisien debit (0,6 - 0,66) . g = percepatan gravitasi (9,81 m/det2). B1 = lebar peluap bagian bawah (m).