commit to user
i
TINJAUAN KAPASITAS TAMPUNGAN SALURAN
SUMBER TANGKILAN SEBAGAI SALURAN
DRAINASE DI WILAYAH SUMBER, SURAKARTA
BAGIAN UTARA
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya pada Program D-III Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dikerjakan Oleh:
ANGGRAENI UTAMI PUTRI NIM. I 8708001
PROGRAM DIPLOMA III INFRASTRUKTUR PERKOTAAN
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
TINJAUAN KAPASITAS TAMPUNGAN SALURAN SUMBER
TANGKILAN SEBAGAI SALURAN DRAINASE DI
WILAYAH SUMBER, SURAKARTA BAGIAN UTARA
TUGAS AKHIR
Dikerjakan Oleh:
ANGGRAENI UTAMI PUTRI NIM. I 8708001
Telah disetujui untuk dipertahankan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Diperiksa dan disetujui ; Dosen Pembimbing
commit to user
iii
LEMBAR PENGESAHAN
TINJAUAN KAPASITAS TAMPUNGAN SALURAN SUMBER
TANGKILAN SEBAGAI SALURAN DRAINASE DI
WILAYAH SUMBER, SURAKARTA BAGIAN UTARA
TUGAS AKHIR
Dikerjakan Oleh: ANGGRAENI UTAMI PUTRI
NIM. I 8708001
Dipertahankan didepan tim penguji:
1. Ir. SUSILOWATI, MSi :... ... NIP. 19480610 195803 2 001
2. Ir. KOOSDARYANI, MT :... NIP. 19541127 198601 2 001
3. Ir. SUBRATAYATI, Msi :... NIP.19460421 198503 2 001
Mengetahui, Disahkan,
Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Ir. BAMBANG SANTOSA, MT NIP. 19590823 198601 1 001
Ketua Program D-III Teknik Jurusan Teknik Sipil FT UNS
commit to user
iv
MOTTO
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan,
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan”
(Q.S. Alam Nasrah: 5-6)
“Jangan pernah berpikir akan kegagalan dan berhenti
berusaha yang terbaik sebelum kamu benar-benar
menemukan kegagalan tersebut”
(penulis)
“Sesungguhnya sholatku, ibadahku, hidupku dan matiku
hanyalah untuk Allah, Tuhan semesta Alam”
commit to user
v
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir dipersembahkan kepada :
Allah SWT, hanya padamulah aku berserah diri, meminta
cahaya penerangan dan ketabahan dalam hidupku
Kedua orang tuaku, adikku, saudara-saudaraku (keluarga
besar SOETIYONO dan MUH.BASRI) yang tak pernah
henti-hentinya memberikan dukungan, semangat, doa serta kasih
sayangnya. Inilah persembahanku, semoga bisa selalu menjadi
bagian dari banyak kebahagiaan yang kita syukuri
Pemimpin fakultas teknik,pemimpin jurusan teknik sipil,ketua
program D3 teknik sipil, Ir.Koosdaryani, MT., Ir.Susilowati,
Msi., dan segenap pengajar dan karyaawan fakultas teknik.
Ipung’s Apartement family, banyak hari yang tidak
terlupakan bersama kalian.
Rekan-rekan Infrastruktur khususnya ’08 dan Gedung
khususnya ’08 berantakan tapi mengutamakan kebersamaan.
Temen-temen BEM FT Loyalitas, mengajarkan aq banyak hal
Lapy sama Suver yang selalu menemani langkah aku.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan dan telah membantu
commit to user
vi
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penyusun panjatkan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul Tinjauan Kapasitas Tampungan Saluran Sumber Tangkilan Sebagai Saluran Drainase Di Wilayah Sumber,
Surakarta Bagian Utara dengan baik.
Dengan adanya tugas akhir ini, kami berharap semoga laporan ini berguna bagi para pembaca dalam mempelajari perencanaan sistem drainase yang berkelanjutan, serta dapat menambah pengetahuan secara teori yang diperoleh di bangku kuliah, menambah wawasan serta pengalaman kerja di lapangan secara langsung.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terimakasih kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dan membantu penulis selama menyelesaikan penulisan tugas akir ini. Kepada segenap civitas Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta stafnya, Ir. Susilowati, M.Si selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir atas arahan dan bimbingannya selama dalam penyusunan tugas ini, Ir. Koosdaryani, MT selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingannya, rekan – rekan dari Teknik sipil semua angkatan dan semua pihak yang telah membantu terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, kritik dan saran maupun masukan yang membawa ke arah perbaikan dan bersifat membangun sangat penyusun harapkan. Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta, Juli 2010
commit to user
vii
ABSTRAK
Anggraeni Utami Putri, 2011. Tinjauan Kapasitas Tampungan Saluran Sumber Tangkilan Sebagai Saluran Drainase Di Wilayah Sumber, Surakarta Bagian Utara. Tugas Akhir Program DIII Infrastruktur Perkotaan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
Air merupakan sumber daya alam yang memiliki peran yang penting dalam kehidupan. Air yang melimpah dapat digunakan dengan baik bila tidak ada masalah pada saat pengaliran. Sebaliknya apabila pada saat pengaliran terdapat masalah maka air dapat menjadi bencana bagi lingkungan sekitarnya. Permasalahan yang terjadi biasa disebut dengan masalah drainase. Pada tahun 2007 saluran Sumber Tangkilan mengalami permasalahan drainase dengan terjadinya genangan. Genangan yang terjadi menjadi sebuah permasalahan tersendiri yang perlu dianalisis.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi eksisting saluran sungai Sumber Tangkilan sebagai saluran drainase.
Penelitian ini menggunakan metode deskriptif kuantitatif . Data-data yang diperlukan antara lain gambar skema daerah tangkapan sistem saluran drainase Kota Surakarta, data dimensi saluran drainase terbuka di sepanjang Sungai Sumber, data curah hujan dan data spesifikasi perencanaan saluran drainase. Dari hasil analisis dapat diketahui bahwa terjadi luapan pada sungai Sumber Tangkilan 1, Sumber tangkilan 2, Sumber tangkilan 3 pada debit rencana periode ulang 10-tahunan
commit to user
viii
ABSTRACT
Anggraeni Utami Putri, 2011.Review Of Bin Capacity Channel Sumber Tangkilan For Drainage Channels In Area Sumber, In Northern Part Of Surakarta. Final Project DIII Urban Infrastructure Program Department of Civil Engineering Faculty of Engineering, Sebelas Maret University.
Water is a natural resource that has an important role in life. Abundant water can be used successfully when there is no drainage problem at the moment. Conversely, if at the moment there are problems then the water flux can be disastrous to the surrounding environment. The problems that occur commonly referred to drainage problems. In 2007 the channel Sumber
Tangkilan experiencing drainage problems with the pool. Puddle that happens to be a separate issue that needs to be analyzed.
The purpose of this study was to determine the existing condition in channel Sumber Tangkilan as drainage channels.
This research uses descriptive quantitative method. The data required include schematic drawings catchment drainage system Surakarta, open drainage channels-dimensional data along the lines Sumber, rainfall data and data specifications drainage planning.
From the analysis results can be seen that occur in the overflow channel Sumber Tangkilan 1, Sumber Tangkilan 2, Sumber Tangkilan 3 on the discharge plan 10-year return period.
commit to user
ix
DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN... ii
HALAMAN PENGESAHAN... iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN...iv
KATA PENGANTAR...vi
ABSTRAK... vii
DAFTAR ISI. ...ix
DAFTAR GAMBAR... xii
DAFTAR TABEL... xiii
DAFTAR LAMPIRAN...xiv
DAFTAR NOTASI...xv
BAB 1 PENDAHULUAN...1
1.1. Latar Belakang...1
1.2. Rumusan Masalah...2
1.3. Batasan Masalah ...3
1.4. Tujuan Penelitian ...3
1.5. Manfaat Penelitian ...3
1.6. Sumber Data ...4
1.7. Sistematika Penyusunan Laporan ...4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ...5
2.1. Tinjauan Pustaka...5
2.1.1. Sistem Drainase ... 5
2.1.2. Permasalahan Drainase...6
2.1.3. Perencanaan Saluran Drainase...8
2.2. Landasan Teori ...8
2.2.1. Analisis Hidrologi ...8
2.2.2. Analisis Hujan Rata-rata Daerah Aliran Sungai ...9
commit to user
x
2.2.3.1. Distribusi Normal...11
2.2.3.2. Distribusi Log-Normal ...12
2.2.3.2. Distribusi Log-Pearsontipe III ...12
2.2.3.4. Distribusi Gumbel...13
2.2.4. Uji Kecocokan ...15
2.2.4.1. Uji Chi-Kuadrat...16
2.2.4.2. Uji Smirnov-Kolmogorov...17
2.2.5. Laju Aliran Puncak ...18
2.2.5.1. Metode Rasional...19
2.2.5.1.1. Koefisien Pengaliran ...19
2.2.5.1.2. Waktu konsentrasi ...21
2.2.5.1.3. Intensitas Hujan (I) ...22
2.2.6. Saluran Drainase ...22
BAB 3 METODE PENULISAN...24
3.1. Lokasi Penelitian...24
3.2. Obyek Penelitian...24
3.2. Langkah-langkah Penelitian ...24
3.2.1. Mencari Data atau Informasi ...24
3.2.2. Mengolah Data...25
3.2.3. Penyusunan Laporan ...26
BAB 4 PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN...27
4.1. Pengumpulan Data Curah Hujan ...27
4.2. Pengolahan Data ...28
4.2.1. Hujan Maksimum Harian Rata-Rata ...28
4.2.2. Analisis Frekuensi...29
4.2.3. Uji Kecocokan ...33
4.2.3.1. Uji Chi-Kuadrat...33
4.2.3.2 Uji Smirnov-Kolmogorov...36
4.2.4. Menghitung Debit Sungai Sumber Tangkilan ...37
commit to user
xi
4.3. Pembahasan ...44
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN...45
5.1. Kesimpulan...45
5.2. Saran...45
DAFTAR PUSTAKA...46
PENUTUP...xvii
commit to user
xii
DAFTAR GAMBAR
commit to user
xiii
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1 Karakteristik Distribusi Frekuensi ...15
Tabel 2.2 Nilai Uji Kritis Smirnov-Kolmogorov ...18
Tabel 2.3 Koefisien Aliran untuk Metode Rasional ...20
Tabel 2.4 Koefisien Limpasan untuk Metode Rasional...20
Tabel 4.1 Data Curah Hujan...27
Tabel 4.2 Rekapitulasi Hujan Maksimum Harian Rata-rata ...28
Tabel 4.3 Perhitungan Parameter Statistik...29
Tabel 4.4 Nilai-nilai pada persamaan distribusi Log Person III...31
Tabel 4.5 Perhitungan Hujan Rencana Dengan Metode Log-Person III ...33
Tabel 4.6 Data Curah Maksimum Harian Rata-Rata...33
Tabel 4.7 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat ...35
Tabel 4.8 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov ...36
Tabel 4.9 Data Sungai Sumber Tangkilan ...37
Tabel 4.10 Perhitungan Qrencana...38
Tabel 4.11 Perhitungan Full Bank Capacity Saluran ...41
Tabel 4.12 Perhitungan Normal CapacitySaluran...43
commit to user
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A
Gambar 1. Master Plan Drainase Kota Surakarta Gambar 2. Jaringan Drainase Sumber Banyuanyar Lampiran B
Tabel 1. Data dimensi Saluran
Tabel 2. Nilai K Distribusi Log-Person Tipe III Tabel 3. Nilai Variabel Reduksi Gauss
commit to user
xv
DAFTAR NOTASI
L = Panjang saluran (km), S = Kemiringan saluran,
C = Koefisien aliran permukaan, Qn = Debit n tahunan (m3/dtk),
Xi = Hujan maksimum harian rata-rata(mm), X
Sd = Simpangan baku, Cv = Koefisien variasi, Cs = Koefisien skewness, n = Koefisien manning, Ck = Kefisien ketajaman,
Y
Sy = Deviasi standar dari logaritmatik Xi,
Cs = Koefisien kemencengan dari variasi logaritmatik Xi, K = Faktor frekuensi,
KT = Faktor frekuensi untuk T tahun,
XT = Hujan harian maksimum rata-rata T tahun (mm),
Y = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahunan,
= Log XTr
XTr = XT= Hujan harian maksimum rata-rata T tahun (mm), X = Xi = Hujan harian maksimum rata-rata,
Oi = Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke i, Ei = Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke i,
2
dk = Derajat kebebasan pada uji chi-kuadrat, = Rata-rata hujan harian maksimum (mm),
= Nilai rata-rata logaritmatik dari Xi,
commit to user
xvi G = Jumlah sub kelompok,
P(X) = Peluang munculnya nilai X,
P’(X) = Peluang teoritis munculnya nilai X,
m = Urutan hujan rata-rata maksimum dari terbesar samapi ke kecil, D = Selisih peluang dengan peluang teoritis munculnya nilai X, N = Jumlah data,
α = Derajat kepercayaan Do = Nilai kritis,
Dmaks = Nilai kritis Dmaks, Tc = Waktu konsentrasi (jam), I = Intensitas hujan (mm/jam),
R24 = Curah hujan maksimum harian dalam 24 jam (mm), Asungai = Catchment area/ daerah tangkapan (ha),
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Air merupakan unsur yang paling penting bagi kehidupan di muka bumi terutama bagi kehidupan umat manusia. Seiring berjalannya waktu kebutuhan akan air meningkat dengan bertambahnya penduduk dan perkembangan ekonomi yang ada. Air yang melimpah dapat digunakan dengan baik bila tidak ada masalah pada saat pengalirannya. Sebaliknya apabila pada saat pengalirannya terdapat masalah maka air yang semula menjadi kebutuhan yang penting berubah menjadi bencana bagi lingkungan sekitarnya. Permasalahan yang terjadi biasa disebut dengan masalah drainase.
Drainase itu sendiri menurut Dr. Ir. Suripin. M.Eng., adalah mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalihkan air. Di dalam dunia teknik sipil, drainase secara umum diartikan sebagai salah satu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, kelebihan irigasi dari suatu kawasan atau lahan. Saluran drainase dapat menyebabkan tergenangnya daerah sekitar apabila pada saluran drainase terjadi gangguan atau penanganan yang tidak baik (Mursitaningsih, 2009).
commit to user
2
air yang tidak tertampung akan menimbulkan bencana atau tergenangnya daerah sekitar drainase.
Saluran Sumber terletak di Desa Sumber, Surakarta bagian utara. Saluran ini merupakan salah satu ssaluran yang mempengaruhi pertumbuhan fisik dalam suatu wilayah tersebut, karena Saluran Sumber merupakan salah satu saluran yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan air oleh penduduk sekitar. Oleh karena itu, seharusnya Sungai Sumber memerlukan perhatian yang lebih agar tidak terjadi permasalahan drainase.
Kenyataannya perlu kita ketahui bahwa, mulai tahun 2007 Saluran Sumber telah mengalami permasalahan drainase. Ini dibuktikan dengan adanya genangan yang terjadi pada saat musim hujan. Masalah inilah yang seharusnya mendapatkan perhatian lebih dari pemerintah dan perlu diadakan penelitian mengenai permasalahan yang muncul. Dengan mempertimbangkan hal-hal yang telah diuraikan di atas, daerah sekitar Desa Sumber dipilih sebagai lokasi studi kasus. Bertambahnya jumlah penduduk daerah tersebut menyebabkan banyak masalah yang dtimbulkan yang bersangkutan dengan masalah drainase. Genangan yang terjadi pada daerah Sumber pada musim penghujan menjadi sebuah permasalahan tersendiri yang dapat dianalisis sehingga dapat langsung ditangani (Sulasno, 2009).
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah tersebut di atas dan agar pembahasan lebih terarah serta mendalam supaya sesuai dengan tujuan, maka permasalahan dirumuskan sebagai berikut :
commit to user
3
1.3.
Batasan Masalah
Berdasarkan rumusan masalah di atas serta untuk memperoleh hasil yang lebih akurat dalam studi ini, maka perlu diberikan batasan masalah sebagai berikut: a. Saluran yang dianalisis adalah Saluran Sumber Tangkilan di Wilayah Sumber
Surakarta utara.
b. Air yang menngalir dalam saluran drainase berasal dari air hujan.
c. Saluran drainase di daerah tangkapan sepanjang Saluran Sumber Tangkilan berupa saluran terbuka.
1.4.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk:
Mengetahui kapasitas tampungan Saluran Sumber Tangkilan sebagai saluran drainase.
1.5.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan muncul dari penelitian ini adalah: a. Manfaat teoritis
Untuk pengembangan ilmu pengetahuan di bidang teknik sipil sesuai dengan teori yang didapat di bangku perkuliahan khususnya mengenai permasalahn drainase dam solusi yang atas permasalahan tersebut.
b. Manfaat praktis
commit to user
4
1.6.
Sumber Data
Laporan ini menyajikan pandangan secara umum dengan uraian dan penjelasan berdasarkan data hasil dari pengambilan data. Metode pengumpulan data sebagai dasar untuk menyusun laporan ini diperoleh dari buku catatan dan literatur yang terkait.
1.7.
Sistematika Penyusunan Laporan
Laporan Tugas Akhir ini terdiri dari 5 Bab yang berhubungan dengan masalah drainase. secara garis besar sistematika penyusunan laporan Tugas Akhir ini adlah sebagai berikut:
BAB 1. PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penilitian, sumber data, dan sistematika penyusunan laporan.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Berisi tentang tinjauan pustaka dan dasar teori
BAB 3. METODE PENELITIAN
Berisi tentang lokasi penelitian, waktu penelitian, obyek penelitian, parameter yang diteliti, langkah-langkah penelitian.
BAB 4. PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang pengumpulan data, pengolahan data dan pembahasan.
BAB 5. KESIMPULAN
commit to user
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1.
Tinjauan Pustaka
2.1.1. Sistem DrainaseDrainase yang berasal dari bahasa inggris yaitu drainage mempunyai arti mengalirkan, menguras, membuang, atau mengalirkan air. Dalam bidang teknik sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air hujan, rembesan maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan, sehingga fungsi kawasan/lahan tidak terganggu. Drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dalam salinitas. Jadi drainase menyangkut tidak hanya air permukaan tapin juga air tanah (Suripin, 2004).
Sesuai dengan prinsip sebagai jalur pembuangan maka waktu hujan, air yang mengalir di permukaan diusahakan secepatnya dibuang agar tidak menimbulkan genangan yang dapat mengganggu aktivitas dan bahkandapat menimbulkan kerugian (R. J. Kodoatie, 2005).
Adapun fungsi drainase menurut R. J. Kodoatie adalah:
a. Membebaskan suatu wilayah (terutama yang padat dari pemukiman) dari genangan air, erosi, dan banjir.
b. Karena aliran lancar maka drainase juga berfungsi memperkecil resiko kesehatan lingkungan bebas dari malaria (nyamuk) dan penyakit lainnya. c. Kegunaan tanah permukiman padat akan menjadi lebih baik karena terhindar
dari kelembaban.
commit to user
6
d. Dengan sistem yang baik tata guna lahan dapat dioptimalkan dan juga memperkecil kerusakan-kerusakan struktur tanah untuk jalan dan bangunan lainnya.
Secara umum, sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal (Suripin,2004)
Bangunan dari sistem drainase pada umumnya terdiri dari saluran penerima (interceptor drain), saluran pengumpul (collector drain), saluran pembawa (conveyor drain), saluran induk (main drain), dan badan air penerima (receving waters) (Suripin,2004).
Menurut R. J. Kodoatie sistem jaringan drianase di dalam wilayah kota dibagi atas 2 (dua) bagian yaitu:
a. Sistem drainase mayor adalah sistem saluran yang menampung dan mengalirkan air dari suatu daerah tangkapan air hujan (Catchment Area). Biasanya sitem ini menampung aliran yang berskala besar dan luas seperti saluran drainase primer.
b. Sistem drainase minor adalah sistem saluran dan bangunan pelengkap drainase yang menampung dan mengalirkan air dari daerah tangkapan hujan dimana sebagian besar di dalam wilayah kota, contohnya seperti saluran atau selokan air hujan di sekitar bangunan. Dari segi konstruksinya sistem ini dapat dibedakan menjadi sitem saluran tertutup dan sistem saluran terbuka.
2.1.2. Permasalahan Drainase
commit to user
7
a. Peningkatan Debit
Manajemen sampah yang kurang baik memberi konstribusi percepatan pendangkalan/penyempitan saluran dan sungai. Kapasitas sungai dan saluran drainase menjadi berkurang, sehingga tidak mampu menampung debit yang terjadi, air meluap dan terjadilah genangan atau bahkan bisa terjadi banjir. b. Penataan Lingkungan
1. Perkembangan perumahan-perumahan baru terutama oleh developer/pengembang tidak diikuti dengan penataan drainase yang memadai.
2. Bangunan-bangunan penduduk yang mempersempit dimensi saluran. 3. Perubahan bentuk kontur untuk pengembangan pemukiman sebagian telah
merubah arah aliran yang berdampak kesenjangan antara rencana penataan drainase dengan kenyataan.
c. Perubahan Tata Guna Lahan
1. Pada daerah-daerah bekas persawahan, pada awalnya saluran drainase yang ada merupakan saluran irigasi. Perubahan fungsi ini tidak diikuti dengan perubahan desain saluran.
2. Perubahan tata guna lahan yang tidak sesui dengan perencanaan, terutama pada daerah bantaran sungai dan badan-badan saluran untuk pemukiman. 3. Hampir semua kawasan merupakan lahan bangunan dan kawasan resapan
yang ada sangat kecil.
4. Sebagian saluran yang ada masih saluran alam padahal lahan yang semula kosong telah menjadi pemukiman padat.
d. Kapasitas Saluran
Saluran yang sudah ada kurang mampu menampung kapasitas debit air hujan padahal lahan untuk pengembangan saluran sudah tidak ada (normalisasi) non teknis.
e. Fungsi
commit to user
8
f. Peran masyarakat
Kurangnya kesadaran masyarakat/partisipasi masyarakat yang rendah yang membuang sampah pada saluran sehingga mengakibatkan jalan air tidak lancar.
2.1.3. Perencanaan Saluran Drainase
Saluran drainase harus direncanakan untuk dapat melewatkan debit rencana dengan aman. Perencanaan teknis saluran drainase menurut Suripin mengikuti tahapan :
a. Menentukan debit rencana. b. Menentukan jalur saluran.
c. Merencanakan profil memanjang saluran. d. Merencanakan penampang melintang saluran.
e. Mengatur dan merencanakan bangunan-bangunan serta fasilitas sistem drainase.
Dalam perencanaan perlu memperhatikan cara pelaksanaan, ketersediaan lahan dan bahan, biaya, serta operasi dan pemeliharaan setelah pembangunan selesai. Seluruh item pekerjaan yang disebutkan di atas tidak berdiri sendiri-sendiri, tetapi saling terkait, sehingga dalam proses perencanaan perlu saling cek.
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Analisis Hidrologicommit to user
9
Setiap perencanaan suatu wilayah perlu diperhatikan kelancaran air akibat hujan. Analisis hidrologi merupakan bidang yang sangat rumit dan kompleks. Hal tersebut dikarenakan adanya ketidak pastian dalam hidrologi, keterbatasan teori dan rekaman data, juga keterbatasan ekonomi (Sulasno, 2009).
Hujan adalah salah satu bentuk presipitasi yang tidak dapat diprediksi secara pasti baik dalam seberapa besar yang akan terjadi maupun periode dari turunnya hujan tersebut. Tempat dan waktu sangat diperlukan dalam analisis hidrologi selain volume dan ketinggian hujan. Di dalam analisis dan perencanaan hidrologi perlu ditinjau secara cermat karakteristik dari hujan, karakteristik hujan yang perlu ditinjau adalah:
a. Intensitas I, adalah laju hujan atau tinggi air persatuan waktu, misalnya mm/menit, mm/jam, atau mm/hari.
b. Lama waktu (durasi) t, adalah panjang waktu dimana hujan turun dalam menit atau jam.
c. Tinggi hujan d, adalah jumlah atau kedalaman hujan yang terjadi selama durasi hujan dan, dinyatakan dalam ketebalan air di atas permukaan datar, dalam mm.
d. Frekuensi adalah frekuensi kejadian dan biasanya dinyatakan dengan kala ulang (return periode) T, misalnya sekali dalam 2 tahun.
e. Luas adalah luas geografis daerah sebaran hujan.
2.2.2. Analisis hujan Rata-rata daerah aliran sungai
commit to user
10
tersebut ada tiga macam metode yang umum digunakan untuk menghitung hujan rata-rata kawasan. Salah satunya denga metode Polygon Thiessen.
Metode ini juga dikenal sebagai metode rata-rata timbang (weightened mean). Metode ini memberikan proporsi luasan daerah pengaruh pos penakar hujan untuk mengakomodasikan ketidak seragaman jarak. Diasumsikan bahwa variasi hujan antara pos satu dengan yang lainnya adalah linier dan bahwa sembarang pos dianggap dapat mewakili kawasan tersebut. Hujan rata-rata DAS dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut
=
⋯
⋯
=
n
i i n
i i i
A A P
1
1 (2.1)
Dengan P1, P2, ..., Pnadalah curah hujan yang tercatat di pos penakar hujan 1, 2, ..., n. A1, A2, ..., An adalah luas areal polygon 1, 2, ..., n adalah banyaknya pos penakar curah hujan.
Pemilihan metode Polygon Thiessen ini didasarkan pada beberapa faktor, faktor-faktor tersebut antara lain :
a. Jaring-Jaring Penakar Hujan
Jumlah pos penakar hujan cukup Metode Isohyet, Thiessen atau rata-rata aljabar dapat dipakai
Jumlah pos penakar hujan terbatas Metode rata-rata alajabar atau Thiessen
commit to user
11
b. Luas DAS
DAS besar (>5000 km2) Metode Isohyet DAS sedang (500 - 5000 km2) Metode Thiessen
DAS kecil (<500 km2) Metode rata-rata aljabar
c. Topografi DAS
Pegunungan Metode rata-rata aljabar
Dataran Metode Thiessen
Berbukit dan tidak beraturan Metode Isohyet
Sumber : Suripin 2004.
2.2.3. Analisis Frekuensi dan Probabilitas
Perhitungan analisis frekuensi merupakan pengulangan suatu kejadian untuk meramalkan atau menentukan periode ulang berikut nilai probabilitasnya. Adapun distribusi yang dipakai dapat ditentukan setelah mengetahui karakteristik data yang ada, yaitu data curah hujan rata-rata maksimum. Ada empat jenis distribusi frekuensi yang paling lazim digunakan dalam analisis hidrologi, yaitu:
2.2.3.1. Distribusi Normal
Distribusi normal disebut pula distribusiGauss. Persamaan distribusi normal:
d r
T X K S
X (2.2)
Dengan:
XT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan X = nilai rata-rata data,
Sd = deviasi standar,
commit to user
12
2.2.3.2. Distribusi Log-Normal
Jika variabel acak Y = log X terdistribusi secara normal, maka X dikatakan mengikuti distribusi log normal. Persamaan distribusi log normal adalah:
d r
T Y K S
Y (2.3)
X Y log Dengan;
YT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan
Y = nilai rata-rata hitung data
Sd = deviasi standar,
KT = faktor frekuensi.
2.2.3.3. Distribusi Log-Persontipe III
Jika X adalah data curah hujan maka berikut adalah langkah-langkah penggunaan distribusi Log-PersonTipe III :
a. Ubah data ke dalam bentuk logaritmis, X = log X, b. Hitung nilai rata-rata,
n Xi X n i
1 (2.4)
c. Hitung harga simpangan baku,
1 1 2
n X Xi Sd n i (2.5)d. Hitung koefisien kemencengan (Coefficient of Skewness),
3 12 1 n Sd n X Xi n CS n i
commit to user
13
e. Hitung logaritma hujan atau banjir dengan periode ulang T dengan rumus : K
S X XT log d
log (2.7)
Dengan K adalah variabel standar (standarizied variable) untuk X yang besarnya tergantung koefisien kemencengan CS. Nilai K seperti dalam tabel nilai koefisien K untuk Log-Pearson(tabel terlampir). Apabila nilai CS = 0, maka distribusi log-pearson tipe III identik dengan distribusi log normal, sehingga distribusi kumulatif merupakan garis lurus pada grafik.
2.2.3.4. Distribusi Gumbel
Persamaan distribusi Gumbeladalah sebagai berikut:
d r
T X K S
X (2.8)
n n T
S Y Y K r
(2.9)
Dengan:
X = harga rata-rata sampel, K = faktor probabilitas, Sd = deviasi standar,
Yn = reduced mean yang tergantung jumlah sampel n tersedia dalam bentuk
tabel,
Sn = reduced standart deviation yang tergantung jumlah sampel n tersedia dalam
bentuk tabel
r
T
Y = reduced variate, telah ditabelkan
Dengan menggunakan salah satu metode di atas kita dapat mengitung tinggi hujan rencana yang akan digunakan sebagai dasar untuk menentukan dimensi suatu bangunan air.
commit to user
14
teretentu. Sifat-sifat data yang tersedia sangat menentukan jenis analisis yang akan digunakan.
Parameter statistik yang perlu diperhatikan antara lain: a. Nilai rata-rata (Mean)
n Ri R n i
1 (2.10)
b. Nilai Devisiasi Standar (Standart Deviation)
1 1 2
n R Ri Sd n i (2.11)c. Koefisien Variasi (Coefficient of Variation)
R Sd
CS (2.12)
d. Koefisien Kemencengan (Coefficient of Skewness)
3 13
2 1 n Sd n R Ri n CS n i
(2.13)e. Koefisien Ketajaman (Coefficient of Kurtosis)
3 12
2 1 n Sd n R Ri n CK n i
(2.14)Dengan:
R = Curah hujan rata-rata daerah (mm), n = Jumlah data pengamatan,
Ri = Curah hujan di stasiun I (mm), Sd = Standar deviasi (mm),
commit to user
15
[image:31.612.132.521.217.527.2]Untuk menentukan distribusi yang akan digunakan didasarkan pada hasil uji kesesuaiannya terhadap ciri-ciri statistik masing-masing. Kesalahan dalam memilih jenis distribusi akan menyebabkan terjadinya kesalahan perkiraan, baik over estimate ataupun under estimate dimana keduanya sangat tidak diharapkan dalam suatu perhitungan. Karakteristik distribusi frekuensi dapat dilihat sebagai berikut:
Tabel 2.1 Karakteristik Distribusi Frekuensi
Jenis Distribusi Frekuensi Syarat Distribusi
Distribusi normal CS = 0 dan Ck = 3
Distribusi Log- Normal CS>0 dan Ck>3 Distribusi Gumbel CS = 1,139 dan Ck = 5,402 Distribusi Log-Pearson Tipe III CS antara 0 s.d 0,9
Sumber : Soewarno, 1995
Langkah-langkah analisis frekkuensi adalah sebagai berikut:
a. Hitung besaran statistik data hidrologi yang dianalisis (Mean, Standart Deviation, Coefficient of Variation, Coefficient of Skewness, Coefficient of Kurtosi),
b. Perkiraan jenis distribusi frekuensi yang sesuai dengan data berdasarkan besaran statistik tersebut.
c. Urutkan data dari kecil ke besar atau sebaliknya.
d. Melakukan distribusi frekuensi x menurut karakteristik data yang ada.
e. Melakukan uji distribusi (dengan uji Chi Square atauSmirnov-Kolmogorov).
2.2.4. Uji Kecocokan
commit to user
16
2.2.4.1. Uji Chi-Kuadrat
Uji chi-kuadrat dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi yang telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Pengambilan keputusan mengguunakan parameter χ2, yang dapat dihitung dengan rumus: 2 h = 2 1
G i Ei Ei Oi (2.15) Dengan: 2 h = parameter chi-kuadrat terhitung, G = Jumlah sub kelompok,
Oi = jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok I, Ei = jumlah nilai teritis pada sub kelompok i.
Parameter merupakan h2 variable acak. Peluang untuk mencapai nilai h2 sama atau lebih besar dasri nilai chi-kuadrat sebenarnya (χ2)Parameter uji chi-kuadrat adalah sebagai berikut:
a. Urutkan data pengamatan (dari besar ke kecil atau sebaliknya). b. Kelompokkan data menjadi G sub-grup dengan interval peluang (p). c. Jumlahkan data pengamatan sebesar Oitiap-tiap sub-grup.
d. Jumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei. e. Pada tiap sub-grup hitung nilai.
2
) (OiEi dan
2 Ei Ei Oi
f. Jumlah seluruh G sub-grup nilai
2 Ei Ei Oi
untuk menentukan nilai
commit to user
17
g. Tentukan derajad kebebasan dk = G-R-1 (nilai R=2 untuk distribusi normal dan binomial).
Interprestasi hasil uji adalah:
a. Apabila peluang lebih dari 5% maka persamaan yang digunakan dapat diterima.
b. Apabila peluang kurang dari 1% maka persamaan distribusi yang digunakan tidak dapat diterima.
c. Apabila peluang berada antara 1%-5%, maka tidak mungkin mengambil keputusan, misal perlu data tambahan.
2.2.4.2. Uji Smirnov-Kolmogorov
Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorov pengujiannya tidak menggunakan distribusi tertentu. Prosedur pengujiannya adalah :
a. Mengurutkan data (dari besar ke kecil atau sebaliknya) kemudian menentukan besarnya peluang dari masing-masing data tersebut:
X1 = P (X1) X2 = P (X2) X3 = P (X3) Dan seterusnya. Dengan :
- X1, X2, X2, dan seterusnya = data pengamatan
- P (X1), P (X2), P (X3), dan seterusnya = peluang masing-masing data
b. Menentukan nilai masing-masing peluang teoritis dari hasil penggambaran data (persamaan distribusinya)
commit to user
18
c. Menentukan selisih terbesar anta kedua nilai peluang. D = maksimum (P(Xn)-P’(Xn))
[image:34.612.133.526.195.472.2]d. Berdasarkan tabel nilai kritis Smirnov-Kolmogorov test, tentukan harga Do. Tabel 2.2 Nilai Uji Kritis Smirnov-Kolmogorov
N (banyak data)
Derajad Kepercayaan, α
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 0,30 0,34 0,40
20 0,23 0,26 0,29 0,36
25 0,21 0,24 027 0,32
30 0,19 0,22 0,24 0,29
35 0,18 0,20 0,23 0,27
40 0,17 0,19 0,21 0,25
45 0,16 0,18 0,20 0,24
50 0,15 0,17 0,19 0,23
N>50 1,07/N0,5 1,22/N0,5 1,36/N0,5 1,63/N0,5
Sumber : Soewarno, 1995.
2.2.5. Laju Aliran Puncak
commit to user
19
2.2.5.1. Metode Rasional
Metode yang umum dipakai untuk memperkiraan laju aliran permukaan adalah metode Rasional USSCS (1973). Persamaan matematik metode Rasional dinyatakan dalam bentuk:
Qp = 0,002778 CIA (2.16)
Dengan :
Qp= laju permukaan (debit) puncak dalam m3/ detik, C = koefisien aliran permukaan (0 ≤ C ≤ 1),
I = intensitas hujan dalam mm/jam, A = luas DAS dalam hektar.
Metode Rasional sangat dipengaruhi sangat dipengaruhi oleh besarnya koefisien pengaliran, intensitas hujan dan luasan daerah aliran sungai. Karena sangat pentingnya tiga faktor di atas maka berikut adalah penjelasan mengenai masing-masing faktor yang terkait dengan metode Rasional.
2.2.5.1.1. Koefisien Pengaliran
commit to user
20
Tabel 2.3 Koefisien Aliran untuk Metode Rasional. Koefisien aliran C = Ct + Cs+ Cv
Topografi, Ct Tanah, Cs Vegetasi, Cv Datar (<1%) 0,03 Pasir dan Gravel 0,04 Hutan 0,04 Bergelombang 0,08 Lempung berpasir 0,08 Pertanian 0,11 Perbukitan 0,16 Lempung dan lanau 0,16 Padang rumput 0,21 Pegunungan 0,26 Lapian batu 0,26 Tanpa tanaman 0,28
[image:36.612.131.524.152.727.2]Sumber : Hassing dalam Sistem Drainase Yang Berkelanjutan, Suripin, 2004
Tabel 2.4 Koefisien Limpasan untuk Metode Rasional
Diskripsi lahan / karakter permukaan Koefisien aliran (C) Business Perkotaan Pinggiran Perumahan Rumah tunggal Multiunit, terpisah Multiunit, tergabung Perkampungan Apartemen Industri Ringan Berat Perkerasan
Aspal dan beton Batu bata, paving Atap
Halaman, tanah berpasir Datar, 2%
Rata-rata, 2-7% Curam, 7% Halaman, tanah berat
Datar, 2% Rata-rata, 2-7% Curam, 7% Halaman kereta api Taman tempat bermain
0,70 – 0,95 0,50 – 0,70 0,30 – 0,50 0,40 – 0,60 0,60 – 0,75 0,25 – 0,40 0,50 – 0,70 0,50 – 0,80 0,60 – 0,90 0,70 – 0,95 0,50 – 0,70 0,75 – 0,95 0,05 – 0,10 0,10 – 0,15 0,15 – 0,20 0,13 – 0,17 0,18 – 0,22 0,25 – 0,35 0,10 – 0,35 0,20 – 0,35 0,10 – 0,25
commit to user
21
Taman, perkuburan Hutan
Datar, 0-5%
Bergelombang, 5-10% Berbukit, 10-30%
0,10 – 0,40 0,25 – 0,50 0,30 – 0,60
Sumber: McGuen dalam Sistem Darainase Yang Berkelanjutan, Suripin, 2004
Untuk menggunakan lahan yang berbeda nilai C dapat kita hitung dengan menggunakan persamaan:
n
i i n
i i i
DAS
A A C C
1
1 (2.17)
Dengan :
Ai = luas lahan dengan jenis penutup tanah I,
Ci = koefisien aliran permukaan jenis perutup tanah I, n = jumlah jenis penutup.
2.2.5.1.2. Waktu konsentrasi
Waktu konsentrasi suatu DAS adalah waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh ke tempat keluaran DAS (titik kontrol) setelah tanah menjadi jenuh dan depresi-depresi kecil terpenuhi. Perlu diperhatikan juga beberapa faktor yang dapat mempengaruhi besarnya waktu yang diperlukan dari titik masuk sampai titk keluar (to), antara lain :
a. Intensitas hujan b. Jarak aliran
c. Kemiringan medan d. Kapasitas infiltrasi e. Kekasaran medan
commit to user
22
Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan persamaan Kirpich:
385 , 0 2
1000 87 , 0
S L
tc (2.18)
Dengan :
S = kemiringan medan,
L = panjang lintasan aliran di permukaan lahan (km), L = panjang lintasan aliran di dalam saluran/sungai (km).
2.2.5.1.3. Intensitas Hujan (I)
Intensitas hujan disebut juga laju hujan sama dengan tinggi air hujan yang jatuh persatuan waktu dengan satuan mm/menit, mm/jam, mm/hari. Intensitas hujan untuk tctertentu dapat dihitung dengan rumus Mononobe yaitu:
3 2
24 24
24
t R
I (2.19)
Dengan:
I = intensita hujan (mm/jam) t = lamanya hujan (jam)
R24 = curah hujan maksimum harian dalam 24 jam (mm)
2.2.6. Saluran Drainase
commit to user
23
Hubungan dasar untuk aliran seragam dinyatakan dengan persamaan :
2 1 3 2 1 I R n
V (2.20)
P A
R (2.21)
b h b h b h
A 1 2
2 1 2 1 (2.22) 2 2 2 2 1 2 b h b h b
P (2.23)
Dengan :
V = kecepatan rata-rata saluran (m/detik), n = kofisien kekasaran Manning,
R = jari-jari hidrolis (m), P = keliling basah (m),
A = luas penampang saluran (m2), i = kemiringan saluran (m), b = lebar dasar (m),
b1,b2 = lebar kanan/kiri saluran (m), h = tinggi muka air (m).
Q = V . A
Dengan :
Q = debit aliran pada saluran (m3/detik), V = kecepatan aliran (m/detik),
commit to user
24
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1.
Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian dilakukan di saluran drainase daaerah tangkapan air hujan sepanjang Sungai Sumber Tangkilan Kota Surakarta.
3.2.
Obyek Penelitian
Obyek penelitian ini adalah saluran drainase yang terdapat pada kawasan daerah tangkapan air hujan sepanjang Sungai Sumber Tangkilan yang sesuai dengan gambar skema daerah tangkapan sistem drainase Kota Surakarta yang telah direncanakan sebelumnya.
3.3.
Langkah-langkah Penilitian
Penelitian ini dilakukan secara bertahap, langkah-langkah penelitian ini adalah: d. Mencari data atau informasi
e. Mengolah data f. Penyusunan laporan
3.3.1. Mencari Data atau Informasi
a. Tahap Persiapan
Tahap ini dimaksudkan untuk mempermudah jalannya penilitian, seperti pengumpulan data, analisis, dan penyusunan laporan. Tahap persiapan meliputi:
[image:40.612.133.507.214.464.2]commit to user
25
1. Studi Pustaka
Studi pustaka dimaksudkan untuk mendapatkan arahan dan wawasan sehingga mempermudah dalam pengumpulan data, analisis maupun dalam penyusunan hasil penelitian.
2. Observasi Lapangan
Observasi lapangan dilakukan untuk mengetahui dimana lokasi atau tempat dilakukannya pengumpulun data yang diperlukan dalam penyusunan penelitian
b. Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan dengan menggunakan data yang diperoleh dari Dinas wilayah Kota Surakarta. Data sekunder yang diperoleh antara lain: 1. Gambar skema daerah tangkapan sistem saluran drainase Kota Surakarta, 2. Data dimensi saluran drainase terbuka di sepanjang Sungai Sumber, 3. Data curah hujan,
Data curah hujan yang digunakan selama 22 tahun dari tahun 1985 hingga tahun 2006. Data curah hujan yang dididapat merupakan data curah hujan maksimum harian dari stasiun terdekat, yang terletak disekitara lokasi daerah tangkapan air hujan. Data curah hujan yang diambil adalah hujan terbesar pada setiap tahun pengamatan.
4. Data spesifikasi perencanaan saluran drainase.
3.3.2. Mengolah Data
Setelah mendapatkan data yang diperlukan, langkah selanjutnya adalah mengolah data tersebut. Pada tahap mengolah atau menganalisis data dilakukan dengan menghitung data yang ada dengan rumus yang sesuai.
commit to user
26
[image:42.612.127.511.142.486.2]Adapun urutan dalam analisis data dapat dilihat pada diagram alir berikut ini:
Gambar 3.1 Diagram Alir Analisis Data
3.3.3. Penyusunan Laporan
Seluruh data yang telah terkumpul kemudian diolah atau dianalisis dan disusun untuk mendapatkan hasil akhir yang dapat memberikan solusi atas kinerja saluran drainase yang ada pada kawasan sepanjang Sungai Sumber Tangkilan Kota Surakarta.
Mulai
Data Curah Hujan
Data Saluran Drainase
Hitungan Debit Rencana
Hitungan Debit di Saluran
Drainase Evaluasi
Kesimpulan
commit to user
27
BAB 4
PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN
3.4. Pengumpulan Data Curah Hujan
[image:43.612.128.515.216.643.2]Data curah hujan yang digunakan selama 22 tahun dari tahun 1985 hingga tahun 2006. Data curah hujan yang didapat merupakan data curah hujan maksimum harian dari Stasiun terdekat, yang terletak disekitar lokasi. Data hujan yang diambil adalah hujan terbesar pada setiap tahun pengamatan. Data tersebut dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
Tabel 4.1 Data Curah Hujan
Tahun
Sta 1 Sta 2 Sta 3
(mm) (mm) (mm)
1985 147 211 105
1986 158 171 116
1987 131 141 85
1988 149 87 150
1989 234 136 127
1990 162 131 105
1991 182 182 115
1992 179 168 76
1993 166 161 131
1994 98 141 11
1995 80 102 149
1996 104 91 112
1997 86 175 136
1998 55 215 95
1999 57 175 90
2000 86 177 92
dilanjutkan
commit to user
28
lanjutan
2001 86 176 110
2002 65 187 80
2003 59 190 85
2004 94 113 104
2005 111 101 89
2006 132 106 92
(Sumber: Departement Pekerjaan Umum Surakarta)
3.5. Pengolahan Data
4.2.1 Hujan Maksimum Harian Rata-Rata
[image:44.612.129.527.113.726.2]Untuk menghitung curah hujan maksimum harian rata-rata digunakan metode Poligon Thiessen. Dari data curah hujan yang didapat, kemudian dianalisis sebagai berikut.
Tabel 4.2 Rekapitulasi Hujan Maksimum Harian Rata-Rata
Tahun
Sta 1 (mm) A= 207.9 ha
Sta 2 (mm) A=1946.46 ha
Sta 3 (mm) A=750.7 ha
Hujan Maksimum Harian Rata-rata (mm)
1985 147 105 105 130.4635
1986 158 116 116 132.8559
1987 131 85 85 102.7459
1988 149 150 150 139.1867
1989 234 127 127 147.8124
1990 162 105 105 119.666
1991 182 115 115 138.389
1992 179 76 76 110.0997
1993 166 131 131 142.3742
1994 98 11 111 113.7193
1995 80 149 149 128.6259
1996 104 112 112 107.0132
1997 86 136 136 133.5667
1998 55 95 95 108.0408
1999 57 90 90 98.39575
2000 86 92 92 105.2642
2001 86 110 110 116.8118
2002 65 80 80 95.35447
2003 59 85 85 98.03348
commit to user
29
2004 94 104 104 103.7159
2005 111 89 89 94.99219
2006 132 92 92 101.5754
Total 2568.702
4.2.2 Analisis Frekuensi
Untuk menentukan distribusi frekuensi yang akan digunakan dalam menganalisis data, diperlukan pendekatan dengan parameter-parameter statistik pada Persamaan 2.2 sampai dengan Persamaan 2.14.
Dengan menggunakan Persamaan 2.10 maka diperoleh hasil:
Rata-rata (X ) =
N
i Xi
N 1
1
22 70217 . 2568
[image:45.612.124.485.105.164.2]= 116.7592
Tabel 4.3 Perhitungan Parameter Statistik
No. Xi (Xi-X ) (Xi-X )2 (Xi-X )3 (Xi-X )4 1 130.46349 13.7043 187.8077587 2573.773322 35271.75425 2 132.85585 16.0967 259.1026186 4170.688007 67134.16694 3 102.74588 -14.013 196.3728334 -2751.833225 38562.28972 4 139.18673 22.4275 502.9945865 11280.93161 253003.554 5 147.81240 31.0532 964.3020353 29944.67646 929878.4152 6 119.66600 2.90681 8.449557564 24.56127759 71.39502302 7 138.38899 21.6298 467.8480659 10119.45813 218881.8128 8 110.09965 -6.6595 44.34942489 -295.3466088 1966.871488 9 142.37424 25.6151 656.1308707 16806.82614 430507.7195 10 113.71925 -3.0399 9.241206911 -28.09267153 85.39990517 11 128.62593 11.8667 140.8195867 1671.069828 19830.15599 12 107.01318 -9.746 94.98464202 -925.7209353 9022.08222 13 133.56670 16.8075 282.4922617 4747.990414 79801.8779 14 108.04076 -8.7184 76.0109561 -662.6959142 5777.665447 15 98.39575 -18.363 337.2159011 -6192.443713 113714.5639 16 105.26418 -11.495 132.1352335 -1518.895707 17459.71992 17 116.81180 0.05261 0.002767375 0.00014558 7.65837E-06 18 95.35447 -21.405 458.1621606 -9806.834071 209912.5654
lanjutan
commit to user
30
19 98.03348 -18.726 350.6522743 -6566.213354 122957.0174 20 103.71587 -13.043 170.1281399 -2219.035401 28943.584 21 94.99219 -21.767 473.8020796 -10313.24759 224488.4107 22 101.57537 -15.184 230.548416 -3500.605848 53152.57211 Jumlah 2568.70217 6043.553377 36559.01029 2860423.594
Dengan menggunakan Persamaan 2.11 sampai Persamaan 2.14 diperoleh hasil perhitungan distribusi frekuensi sebagai berikut:
Simpangan baku (Sd)
1 ) ( 1 2
N X X N i i 1 22 5534 . 66043 943 . 16 Koefisien variasi (Cv)
X Sd 7592 . 166 943 . 16 1453 . 0 3 1 3 ) 2 ( ) 1 ( ) ( Sd N N X X N N i i
3 943 . 16 ) 2 22 ( ) 1 22 ( ) 01029 . 36559 ( 22 39225 . 0 4 1 4 2 ) 3 ( ) 2 ( ) 1 ( ) ( Sd N N N X X N N i i
4 2 943 . 16 ) 3 22 ( ) 2 22 ( ) 1 22 ( ) 594 . 2860423 ( 22 0947 . 2 Koefisien skewness (Cs)Koefisien ketajaman (Ck)
commit to user
31
Dari perhitungan di atas didapat nilai Cs = 0.3225 dan Ck = 2.09472, maka dapat disimpulkan bahwa sesuai dengan Tabel 2.1, persamaan distribusi yang dipakai dalam analisis data curah hujan adalah distribusi Log Person III.
[image:47.612.129.566.198.605.2]Hujan maksimum harian rata-rata yang telah diperoleh diurutkan dari besar ke kecil, kemudian dianalisis berdasarkan distribusi yang dipilih untuk mendapatkan hujan dengan periode ulang tertentu. Maka hasil perhitungan disajikan dalam Tabel 4.4 berikut ini.
Tabel 4.4 Nilai-Nilai Pada Persamaan Distribusi Log Person III
commit to user
32
Nilai rata-rata logaritmatik dari X:
Y N Xi N N i
log 22 3859 . 45 063 . 2 Deviasi standar dari logaritmatik X
Sy
1 log log 1 2 N X X N i i ) 1 22 ( 0815353 . 0 06224 . 0 Koefisien kemencengan dari variasi logaritmatik X:
CS 1 3
3 ) 2 ( ) 1 ( ) ( Sy N N X X N iN i
3 06224 . 0 ) 2 22 ( ) 1 22 ( ) 001194993 . 0 ( 22 2596 . 0 Dari Persamaan 2.7 serta Tabel Lampiran B-2 nilai K untuk distribusi Log Person IIIdengan CS = 0.2596 dan T = 5 tahun didapat nilai K = 0.825, maka
Y = Log X2 = 2.063+ (0.06224 x 0.825) = 2.1143
X2 = 130.12
commit to user
33
Tabel 4.5 Perhitungan Hujan Rencana Dengan Metode Log-Person III
T Y K Sy Y=log XTr XTr (mm)
T2
2.063 -0.0407 0.06224 2.06046 114.937 T5
2.063 0.825 0.06224 2.114344 130.12 T10
2.063 1.306 0.06224 2.144282 139.406 T25
2.063 1.836 0.06224 2.17727 150.408 T50
2.063 2.189 0.06224 2.199241 158.213 T100
2.063 2.514 0.06224 2.21947 165.756
4.2.3 Uji Kecocokan
4.2.3.1 Uji Chi-Kuadrat
[image:49.612.127.527.126.732.2]Langkah selanjutnya adalah melakukan uji kecocokan. Uji kecocokan yang pertama dilakukan adalah dengan menggunakan perhitungan uji Chi-Kuadrat.
Tabel 4.6 Data Curah Hujan Maksimum Harian Rata-Rata
No. Tahun Maks
1 1989 147.8124
2 1993 142.3742
3 1988 139.1867
4 1991 138.3890
5 1997 133.5667
6 1986 132.8559
7 1985 130.4635
8 1995 128.6259
9 1990 119.6660
10 2001 116.8118
11 1994 113.7193
12 1992 110.0997
13 1998 108.0408
commit to user
34
14 1996 107.0132
15 2000 105.2642
16 2004 103.7159
17 1987 102.7459
18 2006 101.5754
19 1999 98.3958
20 2003 98.0335
21 2002 95.3545
22 2005 94.9922
15 2000 105.2642
Dari data tersebut dilakukan pembagian data pengamatan menjadi 5 sub-bagian, interval peluang P = 0.20. Besarnya peluang adalah sebagai berikut:
Sub group 1 P≤ 0.20 Sub group 2 P ≤ 0.40 Sub group 3 P ≤ 0.60 Sub group 4 P ≤ 0.80 Sub group 5 P > 0.80 Berdasarkan persaman garis lurus: X = X Sd.k
X = 116.7591+16.943k
Dari persamaan garis lurus dan Tabel lampiran B-3 untuk Nilai Variabel Reduksi Gauss maka didapat perhitungan sebagai berikut:
a. Untuk P = 1 - 0.20 = 0.80
X= 116.7591+16.943 x 0.84 = 130.9912 mm/jam b. Untuk P = 1 - 0.40 = 0.60
X= 116.7591+16.943 x 0.25 = 120.9945 mm/jam
commit to user
35
c. Untuk P = 1 - 0.60 = 0.40
X= 116.7591+16.943 x (-0.25) = 112.5234 mm/jam
d. Untuk P = 1 - 0.80 = 0.20
X= 116.7591+16.943 x (-0.84) = 102.5270 mm/jam
Sehingga:
a. Sub group 1 x kurang dari 102.5270 mm/jam b. Sub group 2 102.5270 < x ≤ 112.5234 mm/jam c. Sub group 3 112.5234 < x ≤ 120.9945 mm/jam d. Sub group 4 120.9945 < x ≤ 130.9912 mm/jam e. Sub group 5 x > 130.9912 mm/jam
[image:51.612.127.487.111.642.2]Perhitungan selanjutnya disajikan pada Tabel 4.7 sebagai berikut: Tabel 4.7 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat
No. Nilai Batas Sub Kelompok (mm/jam)
Jumlah Data
Oi- Ei
2 2
i
i i
E E O Oi Ei
1. x ≤102.5270 5 4.4 0.6 0.0186
2. 102.5270 < x ≤ 112.5234 6 4.4 1.6 0.1322
3. 112.5234 < x ≤ 120.9945 3 4.4 -1.4 0.1012
4. 120.9945 < x ≤ 130.9912 2 4.4 -2.4 0.2975
5. x > 130.9912 6 4.4 1.6 0.1322
Jumlah 22 22 - 0.6817
commit to user
36
mencapai nilai Chi-kuadrat sama atau lebih besar dari 0.6817 dengan derajat kebebasan dk = G-R-1 = 5-2-1 = 2, kurang lebih pada peluang 0.85.
Oleh karena peluang yang diperoleh adalah 85% (lebih besar 5%), maka Persamaan distribusi Log-Person III dapat diterima.
4.2.3.2 Uji Smirnov-Kolmogorov
[image:52.612.128.570.214.708.2]Uji kecocokan selanjutnya dengan menggunakan perhitungan uji Smirnov-Kolmogorov. Berikut ini adalah perhitungan yang disajikan dalam Tabel 4.7 berikut:
Tabel 4.8 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov
M X log X
P(X)
) 1 (N
m P(X<) log X f(t) P’ (X) P(X<) D
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
commit to user
37
Dari perhitungan di atas didapat: a. Dmaks = 0.11971
b. N = 22
c. Derajat kepercayaan = 5% = 0.05
d. Nilai kritis Douji Smirnov-Kolmogrof= 0.282 (berdasar Tabel 2.2)
Dari data di atas dimana nilai Dmaks lebih kecil dari nilai Do (0.11971<0.282) maka Persamaan distribusi Log-Person III dapat diterima.
4.2.4 Menghitung Debit Saluran Sumber Tangkilan
[image:53.612.127.529.176.514.2]Saluran Sumber Tangkilan dibagi menjadi 3 ruas sungai, dimana debit masing-masing sungai berbeda. Data-data yang diperoleh mengenai Saluran Sumber Tangkilan dapat dilihat pada Tabel 4.7 berikut ini:
Tabel 4.9 Data Sungai Sumber Tangkilan
Sungai Panjang (Km) Luas Das (Ha) C S
S.Sumber
Tangkilan 1 0.855 72.354 0.56 0.01
S.Sumber
Tangkilan 2 0.77 89.005 0.56 0.01
S.Sumber
Tangkilan 2 3.65 205.567 0.62 0.01
(Sumber : Departemen Pekerjaan Umum Surakarta)
Untuk menghitung debit Saluran Sumber Tangkilan digunakan R10 = 139.406 mm/hari. Berikut adalah perhitungan untuk menentukan debit Saluran Sumber Tangkilan.
Untuk menghitung debit tiap-tiap saluran digunakan metode rasional pada Persamaan 2.16
commit to user
38
a. Debit SST1 C = 0.56 A = 72.354 ha L = 0.855 km
Dengan menggunakan Persaman 2.18 didapat:
Waktu konsentrasi (Tc) =
385 . 0 2 1000 87 . 0 S L = 385 . 0 2 01 . 0 1000 855 . 0 87 . 0
= 0.3462 jam
Dari menggunakan Persamaan 2.19 didapat:
Intensitas hujan (I) = 3
2
24 24
24
t R 3 2 3462 . 0 24 24 406 . 139
= 98.022 mm/jam
Qss1= 0.002778 x 0.56 x 98.022 x 72.354
=11.3044 m3/dt
[image:54.612.144.444.190.476.2]Hasil perhitungan pada periode ulang yang lainnya dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:
Tabel 4.10 Perhitungan Qrencana
Sungai L(Km) C Tc(jam) I (mm/jam) A(ha) Q10(m3/dt) SST1 0.855 0.56 0.3462 98.022 72.354 11.0334 SST2 0.77 0.56 0.31938 103.435 89.005 14.3220 SST3 3.65 0.62 1.05847 46.533 205.567 16.4754
(pers. 2.18)
commit to user
39
4.2.5 Perhitungan Full Bank Capacity dan Normal Capacity
Dalam perhitungan ini diambil crossing penampang Sungai Sumber Tangkilan. Analisis ini untuk mengetahui kapasitas saluran pada kondisi penuh.
2 1 3 2 1 i R n
v
Q = v . A
Data Saluran Sumber Tangkilan 1: Kekasaran saluran n = 0.025 Kemiringan lahan i = 0.001 Tinggi h = 1.7 m
W = 0.5 m
Lebar bawah b = 1.9 m Lebar kanan b1 = 1.3 m
a. Perhitungan full bank capacitySaluran Sumber Tangkilan1: Luas penampang saluran:
b h b h b h
A 1 2
2 1 2 1
1.3 1.7
2 1 7 . 1 3 . 1 2 1 7 . 1 3 2 44 . 5 m Keliling basah: 2 2 2 2 1 2 b h b h b
P
2 2 2 2 3 . 1 7 . 1 3 . 1 7 . 1 9 .
1
commit to user
40
Jari-jari hidrolis
P A R
18 . 6
44 . 5
= 0.88 m Kecepatan
2 1 3 2
1
i R n
v
2 1 3 2
1
20 1
i R vSST
= 1.64301 m/dt Q = v.A
= 1.64301 x 5.44 = 8.093797 m3/dt
41
Tabel 4.11 Perhitungan Full Bank Capacity Saluran
Saluran b
(m)
b1 (m)
b2 (m)
h
(m) n i
A (m2)
P (m)
R (m)
V (m/dt)
Q (m3/dt) Sungai Sumber
Tangkilan 1 1.9 1.3 1.3 1.7 0.025 0.002 5.44 6.18019 0.88023 1.64301 8.93797 Sungai Sumber
Tangkilan 2 1.6 1.6 1.6 1.8 0.025 0.002 5.76 6.41664 0.89767 1.66463 9.58828 Sungai Sumber
commit to user
42
b. Perhitungan kapasitas normal Saluran Sumber Tangkilan 1: W = 0.5 m
hn = h – W
= 1.7-0.5 = 1.2 m Luas penampang saluran:
b h b h b h
A 1 2
2 1 2 1
1.3 1
2 1 1 3 . 1 2 1 1 9 . 1 2 84 . 3 m Keliling basah: 2 2 2 2 1 2 b h b h b
P
2 2 2
2 1.3 1.2 1.3
2 . 1 9 .
1
= 5.438 m Jari-jari hidrolis P A R 438 . 5 84 . 3
= 0.706 m Kecepatan 2 1 3 2 1 i R n
v
2 1 3 2 1 20 1 i R vSST
= 1.41846 m/dt Q = v.A
= 1.41846 x 3.84 = 5.44689 m3/dt
43
Tabel 4.10 Perhitungan Normal Capacity Saluran
Saluran b
(m)
b1 (m)
b2 (m)
h
(m) n i
A (m2)
P (m)
R (m)
V (m/dt)
Q (m3/dt) Sungai Sumber
Tangkilan 1 1.9 1.3 1.3 1.2 0.025 0.002 3.84 5.43836 0.7061 1.41846 5.44689 Sungai Sumber
Tangkilan 2 1.6 1.6 1.6 1.3 0.025 0.002 4.16 5.72311 0.72688 1.44616 6.01602 Sungai Sumber
commit to user
44
4.3. Pembahasan
[image:60.612.128.512.213.474.2]Dari analisis Q normal, Q full bank capacity, dan Q rencana di atas dibuat perbandingan hasil perhitungan untuk mengetahui kondisi Saluran Sumber Tangkilan. Hasil perbandingan hasil analisis disajikan dalam Tabel 4.13 berikut:
Tabel 4.13 Perbandingan kapasitas Saluran Dengan Debit Rencana
Saluran Q normal (m3/dt)
Q full bank (m3/dt)
Q rencana
(m3/dt) Kondisi
Sungai ST1 5.4469 8.938 11.0334 Meluap
Sungai ST2 6.0160 9.588 14.3220 Meluap
Sungai ST3 6.9346 10.778 16.4754 Meluap
commit to user
45
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil analisis yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
a. Periode ulang yang dipakai pada kawasan Saluran Sumber Tangkilan adalah 10 tahun, karena catchment areasaluran tersebut melebihi 500 Ha.
b. Dari analisis perhitungan kapasitas normal Saluran Sumber Tangkilan 1 adalah 5.4469 m3/dt sedang kapasitas full bank adalah 8.938 m3/dt dan Q10 adalah 10.298
yang artinya saluran di lapangan tidak dapat menampung debit yang terjadi.
c. Dari analisis perhitungan kapasitas normal Saluran Sumber Tangkilan 2 adalah 6.0160 m3/dt sedang kapasitas full bank adalah 9.588 m3/dt dan Q10 adalah 13.368
yang artinya saluran di lapangan tidak dapat menampung debit yang terjadi.
d. Dari analisis perhitungan kapasitas normal Sungai Saluran Tangkilan 3 adalah 6.9346 m3/dt sedang kapasitas full bank adalah 10.778 m3/dt dan Q10 adalah 15.378 yang
artinya saluran di lapangan tidak dapat menampung debit yang terjadi.
5.2 Saran
Dari analisis data yang telah dilakukan, berikut merupakan saran untuk pihak yang terkait dengan studi yang dilakukan:
a. Membangun sumur resapan bisa menjadi salah satu alternatif untuk mengurangi terjadinya banjir di wilayah tersebut.
b. Perlu adanya perbaikan saluran dengan mengacu pada data penelitian yang lebih lanjut dengan data saat ini.
