3 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Hidrologi
Air adalah salah satu komponen abiotik yang ada di bumi dan keberadaannya sangat penting bagi hidup seluruh makhluk yang ada. Bila dikaitkan dengan manusia, air merupakan 80% pengisi tubuh manusia sehingga manusia diwajibkan memenuhi kebutuhan air setiap harinya. Bila dikaitkan dengan makhluk hidup yang lain seperti hewan dan tumbuhan, air tetap mempunyai peran yang penting.
Tumbuhan yang setiap harinya memasak makanan tak hanya membutuhkan klorofil dan sinar surya, namun juga membutuhkan air. Sedangkan, bagi hewan, fungsi air sebagian besar sama dengan yang ada pada manusia, air digunakan untuk minum pemenuh mineral tubuh. Oleh karena perannya yang penting bagi kelangsungan kehidupan, air diharuskan selalu ada sehingga adanya siklus air.
Berikut ini penjelasan lengkap tentang siklus hidrologi. Mulai dari Pengertian siklus hidrologi, proses siklus hidrologi, macam macam siklus hidrologi, dan komponen siklus hidrologi. Bentuk permukaan bumi daerah setempat. Pergerakan massa air, pergerakan massa udara, bentuk permukaan bumi dan temperatur udara tersebut satu sama lain sangat terkait. Mekanisme keterkaitan tersebut dapat digambarkan dalam skema yang sangat sederhana yang disebut Daur/Siklus Hidrologi Sirkus hidrologi adalah gerakan vertikal dan horizontal air balik dalam bentuk uap air,likuid, dan padatan antara permukaan bumi , dibawah permukaan, diatmosfir dan di lautan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 2.1 Proses Terjadinya Hujan (Sumber : M Malik 2015)
Uraian dari masing-masing komponen tersebut adalah sebagai berikut:
1. Penguapan adalah proses berubahnya fasa air menjadi fasa uap karena adanya radiasi matahari yang berdasarkan mekanisme kejadiannya dibedakan atas:
a. Evaporasi, yaitu penguapan langsung massa air akibat radiasi matahari pada permukaan air (laut, sungai, danau dll). Tiupan angin juga dapat memperbesar penguapan.
b. Transpirasi, yaitu penguapan yang berlangsung akibat proses metabolisme tumbuhan yang disebut fotosintesa.
Dengan demikian, adanya tampungan air (laut, danau dan sungai), kelembaban tanah, jenis tumbuhan, kecepatan angin dan tingginya radiasi matahari merupakan faktor penentu besarnya penguapan.
2. Kondensasi adalah proses pendinginan uap air sehingga mengalami sublimasi kembali menjadi butiran air, es ataupun salju. Proses ini terjadi akibat semakin rendahnya temperatur di atmosfeer pada jarak yang lebih jauh dari permukaan bumi. Di daerah tropis, proses kondensasi merubah uap air menjadi butiran air atau es yang lebih besar dan berat sehingga akhirnya jatuh sebagai hujan.
3. Angin merupakan pergerakan massa udara dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan rendah. Angin dapat mempercepat terjadinya penguapan, mempengaruhi besaran temperatur, mempengaruhi kelembaban dan sangat mempengaruhi lokasi jatuhnya hujan.
4. Hujan (Presipitasi) merupakan proses jatuhnya hasil kondensasi uap air berupa massa air, es, ataupun salju dari atmosfer ke daratan ataupun ke laut. Besarnya kelembaban dan rendahnya temperatur atmosfeer merupakan faktor utama penentu besarnya curah hujan.
5. Rembesan (infiltrasi) adalah proses meresapnya air ke dalam tanah karena tanah yang bersangkutan permeable/poros dan kelembabannya belum jenuh. Dengan demikian karakteristik lapisan tanah sangat mempengaruhi besaran rembesan.
6. Perkolasi adalah mengalirnya air melalui media tanah yang poros. Akibat perkolasi akan terjadi aliran air dalam tanah menuju permukaan, sungai, danau, atupun laut yang letaknya lebih rendah. Dengan demikian karakteristik lapisan tanah sangat juga mempengaruhi besaran perkolasi.
7. Aliran permukaan (run off) adalah aliran air di atas permukaan tanah menuju tempat yang lebih rendah baik melalui dataran maupun alur sungai. Aliran permukaan dapat terjadi pada saat hujan turun di permukaan sebuah dataran yang mempunyai daya resap air rendah. Aliran ini
5 juga dapat terjadi di sebuah sungai ataupun alur drainase alami lainnya baik pada saat hujan maupun tidak hujan. Aliran permukaan yang terjadi di sungai pada saat tidak hujan disebut base flow. Base Flow terbentuk karena adanya supply air dari daerah tampungan (danau, reservoir, dan air tanah).
8. Tampungan (retensi) adalah air hujan yang tertahan di daratan baik pada sebuah cekungan (danau, reservoir, dll) maupun air tanah.
9. Intersepsi adalah proses jatuhnya air yang tertahan tumbuhan sebelum menyentuh permukaan bumi.
10. Daerah Aliran Sungai (DAS). Suatu daerah disebut DAS dari suatu sungai apabila semua curah hujan yang jatuh di daerah tersebut akan menyebabkan terjadinya aliran permukaan disungai yang bersangkutan.
Proses daur hidrologi terjadi secara kontinyu sesuai keberadaan radiasi matahari, yang secara sistematis dapat dikatakan sebagai berikut:
1. Air yang menguap dari daratan, sungai, danau, tumbuhan, laut dll, terangkat ke atas oleh difusi yang timbul karena adanya perbedaan temperatur. Di atmosfer, uap air akan bercampur dengan debu dan partikel lainnya membentuk awan yang akan terus mengalir ke atas dimana temperatur udara lebih rendah (dingin), sehingga akhirnya akan terkondensasi dan dapat membentuk awan hujan (mendung).
2. Pergerakan massa air, awan, dan awan hujan tersebut juga sangat dipengaruhi oleh hembusan angin, sehingga posisi dan distribusinya sesuai arah dan kuatnya hembusan angin.
3. Arah dan kuatnya angin, serta stratifikasi temperatur sangat dipengaruhi oleh letak geografi, dan kondisi topografi dari daerah setempat. Dengan demikian kondisi cuaca dan topografi baik setempat maupun kawasan sangat berpengaruh pada pembentukan, posisi dan pergerakan awan mendung.
4. Dalam pergerakan tersebut, awan mendung yang terkondensasi akan mencapai kondisi dimana massa air berubah menjadi butiran air, es, ataupun salju yang cukup berat sehingga akan jatuh sebagai hujan air/es/salju pada suatu wilayah.
5. Air/Es/Salju yang jatuh akan mengalami beberapa proses seperti yang telah diterangkan tersebut diatas yaitu infiltrasi, perkolasi, run off, intersespi, dll. Sehingga sebagian darinya akan mengalir kembali ke tempat penampungan di daratan (air tanah, danau, reservoir) dan sebagian lagi ke laut , untuk kemudian akan diuapkan kembali ke atmosfer
2.1.1 DAS (Daerah Aliran Sungai)
Daerah Aliran Sungai (menurut Undang-undang NO. 7 Tahun 2004 tentang SDA DAS) adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan, dan mengalirkan yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan.Sub DAS adalah bagian dari DAS yang menerima air hujan dan mengalirkannya melalui anak sungai ke sungai uatama. Setiap DAS terbagi habis ke dalam Sub DAS-Sub DAS. Karakteristik DAS adalah gambaran spesifik mengenai DAS yang dicirikan oleh parameter yang berkaitan dengan keadaan morfometri, topografi, tanah, geologi, negetasi, penggunaan lahan, hidrologi dan manusia.
Bagian Hulu DAS adalah suatu wilayah daratan bagian dari DAS yang dicirikan dengan topografi bergelombang, berbukit dan atau bergunung, kerapatan drainase relatif tinggi, merupakan sumber air yang masuk ke sungai utama dan sumber erosi yang sebagian terangkut menjadi sedimen daerah hilir.
Bagian Hilir DAS adalah suatu wilayah daratan bagian dari DAS yang dicirikan dengan topografi datar sampai landai, merupakan daerah endapan sedimen atau aluvial.Pengelolaan DAS adalah upaya manusia dalam mengendalikan hubungan timbal balik antara sumberdaya alam dengan manusia di dalam DAS dan segala aktivitasnya dengan tujuan membina kelestarian dan keserasian ekosistem serta meningkatkan kemanfaatan sumberdaya alam bagi manusia secara berkelanjutan.
2.1.2 Bentuk DAS
Salah satu faktor penentu kecepatan hidrologi adalah bentuk DAS dan sistem jaringan sungai DAS dapat dibedakan berdasarkan bentuk atau pola dimana bentuk ini mempengaruhi waktu konsentrasi air hujan yang jatuh & mengalir menuju outlet. Semakin bulat bentuk DAS berarti semakin singkat waktu konsentrasi yang diperlukan, sehingga semakin tinggi fluktuasi banjir yang terjadi. Sebaliknya semakin lonjong bentuk DAS, waktu konsentrasi yang diperlukan semakin lama sehingga fluktuasi banjir semakin rendah.
7 Berikut penjelasan mengenai Bentuk-bentuk DAS dan Sistem Jaringan DAS
1. Bentuk bulu burung
Gambar 2.2 Das Bentuk Bulu Burung
a) Anak sungai terletak dikiri-kanan sungai utama
b) Bentuk DAS ini mempunyai debit banjir yang relatif kecil karena waktu tiba banjir dari anak-anak sungainya yang terletak dikiri kanan sungai utama berbeda-beda.
c) Waktu banjir relatif lama
2. Bentuk radial
Gambar 2.3 Das Bentuk radial
a) Bentuk DAS ini menyerupai kipas, debit banjir terjadi pada titik pertemuan anak- anak sungainya meskipun tidak lama
3. Bentuk paralel
Gambar 2.4 Das Bentuk Paralel
Bentuk DAS ini mempunyai corak dimana 2 jaluraliran sungai yg sejajar, bersatu dibagian hilir. Debit banjir terjadi pada bagian hilir
2.1.3 Urutan Sub DAS
Kedudukan aliran sungai dapat diklasifikasikan secara sistematik berdasarkan urutan sub daerah aliran sungai (Perhatikan Gambar 2.6)
Gambar 2.5 Sub Daerah Aliran Sungai
Dari gambar tampak bahwa setiap aliran sungai yg tdk bercabang disebut sub das urutan pertama. Selanjutnya sub DAS yang menerima aliran dari sub DAS pertama disebut sub DAS kedua dan seterusnya.
9
Gambar 2.6 Sub Daerah Aliran Sungai Urutan Pertama
Semakin besar angka urutan semakin luas wilayah sub das dan semakin banyak percabangan sungai yang terdapat didalam DAS yang bersangkutan Pengelolaan DAS Terpadu adalah rangkaian upaya perumusan tujuan, sinkronisasi program, pelaksanaan dan pengendalian pengelolaan sumber daya DAS lintas multi pihak secara partisipatif berdasarkan kajian kondisi biofisik, ekonomi, sosial, politik dan kelembagaan guna mewujudkan tujuan pengelolaan DAS.
Lembaga Koordinasi Pengelolaan DAS (Forum DAS) adalah organisasi multipihak yang terkoordinasi, terdiri dari unsur-unsur pemerintah yang berkepentingan dengan pengelolaan DAS yang dilegalisasi oleh Presiden, Gubernur, atau Bupati/Walikota sesuai tingkatannya.
Secara alami, pergerakan air terjadi dari tempat berenergi potensial tinggi ke tempat berenergi potensial rendah. Dalam hal ini terdapat dua sumber energi potensial yaitu gravitasi dan panas, yang satu sama lain, pada umumnya berlawanan arah. Pergerakan akibat gravitasi selalu mengarah ke bawah sedangkan pergerakan akibat panas mengarah ke atas. Energi panas natural berasal dari radiasi matahari dan panas bagian dalam bumi.
Pergerakan akibat radiasi matahari terjadi akibat adanya fluktuasi temperatur atmosfer yang dipengaruhi oleh perputaran bumi terhadap matahari (revolusi) dan terhadap sumbunya sendiri (rotasi). Radiasi matahari ini akan merubah air (yang berada di laut, sungai, dll) menjadi uap yang akan bergerak ke atas dan beredar di atmosfer mengikuti gerakan angin. Panas inti bumi akan mengakibatkan massa air dalam tanah, baik dalam bentuk uap maupun air, bergerak ke permukaan tanah ataupun atmosfer. Hal ini terjadi pada saat terjadi rekahan kulit bumi seperti pada saat erupsi gunung berapi, sumber air panas, geothermal, dll. Pergerakan massa air akibat gravitasi terjadi baik di atmosfer (hujan, salju) maupun permukaan tanah (sungai, saluran ) dan bawah tanah (air
tanah). Melihat uraian tersebut diatas, selain letak geografis, mekanisme dan dinamika pergerakan tersebut juga sangat dipengaruhi
2.1.4 Analisa Hidrologi
Analisa hidrologi bertujuan untuk mengetahui besaran hujan rencana terhadap tinggi atau tebalnya hujan dalam jangka waktu tertentu (lamanya pengamatan) yang dinyatakan dalam satuan mm. Data curah hujan yang digunakan dalam analisis hidrologi untuk suatu perencanaan minimal 10 tahun pengamatan yang diperoleh dari stasiun pencatat curah hujan terdekat di lokasi perencanaan. Beberapa metode yang dapat digunakan untuk menganalisa hidrologi sebagai berikut.
1. Metode Distribusi Normal
𝑋𝑇 = 𝑋̅ + 𝑘 . 𝑆𝑥 ………...……… 2.1
𝑆𝑥 = √∑(𝑋𝑖− 𝑋̅)2
𝑛−1 ………...……… 2.2
Ket :
XT = Besarnya curah hujan yang terjadi dengan kala ulnang T tahun X = rata rata hitung variat
Sx = standard deviasi
K = factor frekuensi (nilai variable reduksi gauss)
2. Metode Distribusi Log Normal 𝑙𝑜𝑔𝑋̅ = ∑ 𝑙𝑜𝑔𝑋 𝑛 ………...……… 2.3 𝑆𝑙𝑜𝑔𝑋 = √∑(𝑙𝑜𝑔𝑋−𝑙𝑜𝑔𝑋̅)2 𝑛−1 ………...……… 2.4 log 𝑋 = 𝑙𝑜𝑔𝑋̅̅̅̅̅̅̅ + 𝑘 . 𝑆log 𝑋 ………...……… 2.5 Ket :
11 Slog x = standard deviasidari logaritma
n = jumlah data
log X = logaritma rata – rata k = factor frekuensi
3. Metode Distribusi Frekuensi Gumbel
𝑋𝑇 = 𝑋̅ + 𝑘 . 𝑆𝑥 ………...……… 2.6 𝑋̅ = ∑𝑋𝑖 𝑛 ………...…… 2.7 𝑆𝑋 = √∑(𝑋𝑖−𝑋̅)2 𝑛−1 ………...……… 2.8 Ket : keterangan:
XT = besarnya curah hujan yang terjadi dengan kala ulang T tahun X = rata-rata x maksimum dari seri data Xi
k = faktor frekuensi 𝐾 = 𝑌𝑡 − 𝑌𝑛
𝑆𝑛
Yn, Sn = besaran yang mempunyai fungsi dari jumlah pengamatan Yt = reduksi sebagai fungsi dari probabilitas
n = jumlah data
4 Metode Distribusi Frekuensi Log Pearson Type III
Metode yang dianjurkan dalam pemakaian distribusi Log Pearson Type III adalah dengan mengkorvesikan rangkaian datanya menjadi bentuk logaritmis.
𝑙𝑜𝑔𝑋̅ = ∑ 𝑙𝑜𝑔𝑋 𝑛 ………...……… 2.9 𝑆𝑙𝑜𝑔𝑋 = √ ∑(𝑙𝑜𝑔𝑋−𝑙𝑜𝑔𝑋̅)2 𝑛−1 ……….……… 2.10 𝐶𝑠 = 𝑛 ∑ (𝑙𝑜𝑔𝑋−𝑙𝑜𝑔𝑋𝑟)𝑛1 3 (𝑛−1)(𝑛−1)𝑆13 ………...………….. 2.11
Nilai X bagi setiap probabilitas dihitung dari persamaan :
keterangan:
log X = logaritma rata-rata
Slog X = standart deviasi dari logaritma Cs = koefisien kemencengan k = faktor frekuensi
n = jumlah data keterangan
XT = besarnya curah hujan yang terjadi dengan kala ulang T tahun X = rata-rata hitung variat
Sx = standard deviasi
k = faktor frekuensi (nilai variabel reduksi Gauss)
2.1.5 Distribusi Probabilitas
Dalam analisi frekuensi data hujan atau data debit guna memperoleh nilai hujan rencana atau debit rencan, dikenal beberapa distribusi probabilitas kontinu yang sering digunakan, yaitu Gumbel, Normal, Log Normal, dan Log Person Tipe III
Penentuan jeis distribusi probabailitas yang seusai dengan dara di lakukan dengan mencocokan parameter data tersebut dengan syarat masing-masing jenis distribusi seperti pada table berikut
Tabel 2.1 Persyaratan Parameter Statistik
No Distribusi Persyaratan 1 Gumbel Cs = 1,14 Ck = 5,4 2 Normal Cs = 0 Ck = 3 3 Log Normal Cs = Cv3 + 3c Ck = Cv8 + 6Cv6 + 15Cv4 + 16C2 + 3 4 Log Person Tipe III Selain data dari atas
Sumber : Bambang, T(2008) Keterangan tabel : Koefisien kemencengan (Cs) = 𝑛 ∑ (𝑋𝑖 𝑋̅) 𝑖 𝑖=1 3 (𝑛1)(𝑛2)(𝑠)3 ………...……….. 2.13
13 Koefisien kurtosis (Ck) = 𝑛 ∑ (𝑋𝑖 𝑋̅) 𝑖 𝑖=1 4 (𝑛1)(𝑛2)(𝑛3)(𝑠)4 ………...……….. 2.14
𝑋̅ = nilai rata – rata dari X = 𝑛 ∑𝑖𝑖=1𝑋𝑖
𝑛 ………...……….. 2.15 Standar deviasi (s) = √𝑛∑ (𝑋𝑖 𝑋̅) 𝑖 𝑖=1 2 𝑛 1 ………...……….. 2.16
Xi = data hujan atau debit ke-i n = jumlah data
Di samping dengan menggunakan persyaratan seperti tercantum dalam tabel, guna mendapatkan hasil analisa yang meyakinkan, atau jika tidak ada yang memenuhi persyaratan pada tabel maka penggunaan suatu distribusi probabilitas biasanya diuji dengan metode Chi-Kuadrat atau Smirnov Kolmogorov.
1. Distribusi probabilitas gumbel
Jika data hujan yang dipergunakan dalam perhitungan adalah berupa sampel (populasi terbatas), maka perhitungan hujan rencana berdasarkan Distribusi Probabilitas Cumbel dilakukan dengan rumus-rumus berikut. 𝑋𝑡 = 𝑋̅ + 𝑠 + 𝑘 ………...……….. 2.17 Dimana :
Xt = hujan rencana atau debit dengan periode ulang T. X = nilai rata-rata dari data hujan (X).
S = standar deviasi dari data hujan (X). K = factor frekuensi gumbel 𝑘 = 𝑌1 𝑌𝑛
𝑠𝑛
Yt = reduced variate = − ln − ln𝑇−1
𝑇
Sn = reduced standard deviasi Yn = reduced mean
2. Distribusi Probabilitas Normal
Perhitungan hujan rencana berdasarkan Distribusi probabilitas Normal, jika data yang dipergunakan adalah berupa sampel, dilakukan dengan rumus-rumus berikut.
𝑋𝑡 = 𝑋̅ + 𝑘𝑡 𝑠 ………...………...……….. 2.18 Dimana
Xt = Hujan rencana dengan periode ulang T tahun 𝑋̅ = Nilai rata-rata dari data hujan (X) mm. S = Standar deviasi dari data hujan (X) mm. Kr = Faktor Frekuensi, nilainya bergantung dari T
3. Distribusi Probabilitas Log Normal
Perhitungan hujan rencana berdasarkan Distribusi probabilitas Log Normal, jika data yang dipergunakan adalah berupa sampel, dilakukan dengan rumus-rumus berikut :
𝐿𝑜𝑔 𝑋𝑡 = 𝑙𝑜𝑔𝑋̅̅̅̅̅̅̅ + 𝑘𝑡 . 𝑠𝑙𝑜𝑔 𝑥 ………...……….. 2.19 Dimana
𝐿𝑜𝑔 𝑋𝑡 = nilai logaritmis hujan rencana dengan periode ulang T 𝑙𝑜𝑔𝑋
̅̅̅̅̅̅̅ = nilai rata – rata log x = 𝑛 ∑𝑖𝑖=1𝑋𝑖 𝑛
𝑠𝑙𝑜𝑔 𝑥 = standar deviasi dari log X = 𝑛 ∑𝑖𝑖=1(𝑋𝑖 𝑋̅) 20,5
𝑛−1
𝑘𝑡 = Faktor Frekuensi, nilainya bergantung dari T
4. Distribusi Probabilitas Log Pearson Type lll
Perhitungan hujan rencana rencana berdasarkan Distribusi Probabilitas Log Pearson Type lll, jika data yang dipergunakan adalah berupa sampel, dilakukan dengan rumus-rumus berikut.
𝐿𝑜𝑔 𝑋𝑡 = 𝑙𝑜𝑔𝑋̅̅̅̅̅̅̅ + 𝑘𝑡 . 𝑠𝑙𝑜𝑔 𝑥 ………...……….. 2.20
Dimana
𝐿𝑜𝑔 𝑋𝑡 = nilai logaritmis hujan rencana dengan periode ulang T 𝑙𝑜𝑔𝑋
̅̅̅̅̅̅̅ = nilai rata – rata log x = 𝑛 ∑𝑖𝑖=1𝑋𝑖 𝑛
𝑠𝑙𝑜𝑔 𝑥 = standar deviasi dari log X = 𝑛 ∑ (𝑋𝑖 𝑋̅)
𝑖 𝑖=1
20,5
𝑛−1
15 2.1.6 Uji probabilitas
Uji distribusi probabilitas dimaksudkan untuk mengetahui apakah persamaan distribusi probabilitas yang dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Sebagaimana telah diuraikan sebelumnya, bahwa terdapat 2 metode pengujian distribusi probabilitas, yaitu Metode Chi-Kuadrat (X,2) dan Metode Smirnov-Kolmogorof.
1. Uji Chi Square
Uji Chi-Square dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis (Soewarno, 1995:194). 𝑋𝑛2 = ∑ (𝑂𝑖−𝐸𝑖)2 𝐸𝑖 𝐺 𝑖=1 ………...……….. 2.21 dengan :
Xn2 = parameter chi-kuadrat terhitung G = jumlah sub – kelompok
Oi = jumlah nilai pengamatan pada sub .kelompok ke i Ei = jumlah nilai teoritis pada sub ke- ...lompok ke i
Derajat nyata atau derajat kepercayaan (cr) tertentu yang sering diambil adalah 5%. Derajat kebebasan (Dk) dihitung dengan rumus:
Dk = K – (P + 1) K = 1 + 3,3 log n Dimana :
Dk = Denjat kebebasan.
P = Banyaknya parameter, untuk uji Chi-Kuadrat adalah 2. K = Jumlah kelas distribusi.
n = Banyaknya data
Selanjutnya distribusi probabilitas yang dipakai untuk menentukan curah hujan rencana adalah distribusi probabilitas yang mempunyai simpangan maksimum terkecil dan lebih kecil dari simpangan kritis, atau dirumuskan sebagai berikut:
X2 < X2 cr
Dimana :
X2
cr = parameter Chi-Kuadrat Kritis 2. Uji Smirnov-Kolmogorov
Uji Smirnov-Kolmogorov, sering juga disebut uji kecocokan nonparmtrik (non parametric test), karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distrbusi tertentu (Soewarno, 1995:198). Distribusi dianggap sesuai bila:
Δmaks < Δcr dengan:
Δmaks = simpangan maksimum dari data
Δcr = simpangan yang diperoleh tabel .Smirnov- Kolmogorov. Dengan tahapan pengujian sebagai berikut :
1. Urutkan data (X,) dari besar ke kecil atau sebaliknya.
2. Tentukan peluang empiris masing-masing data yang sudah diurut tersebut P(X,)dengan rumus tertentu, rumus Weibull misalnya.
𝑃(𝑋𝑖) = 𝑛+1
𝑖 ………...………...…….. 2..22
Dimana :
n = jumlah data;
i = nomor urut data (setelah diurut dari besar ke kecil atau sebalinya.
3. Tentukan peluang teoritis masing-masing data yang sudah diurut tersebut P'(X,) berdasarkan persamaan distribusi probabilitas yang dipilih (Cumbel, Normal, dan sebagainya).
4. Hitung selisih (AP,) antara peluang empiris dan teoritis untuk setiap data yang sudah diurut:
Δmaks = P(Xi) – P’(Xi)
2.1.7 Perhitungan Intensitas hujan Rencana
Intensitas hujan rencana, jika yang tersedia adalah hujan harian, dapat ditentukan dengan Rumus Mononobe. Bentuk umum dari Rumus Mononobe adalah :
𝐼 = 𝑋24 24 𝑥 24 𝑡 2 3 ⁄ ………...……….. 2.23
17 Dimana :
𝐼 = intensitas hujan rencana (mm).
𝑋24 = tinggi hujan harian maksimum atau hujan rencana (mm). t = Waktu hujan dari awal sampai jam ke T
Untuk menghitung curah hujan hingga jam ke (t-1) rumus umumnya adalah sebagai berikut :
RT = txRt −
( ) ( )
t−1xR t−1
………...……….. 2.24Dimana :
RT = Curah hujan jam ke T Rt = Rata- rata sampai jam ke T
t = Waktu hujan dari awal sampai jam ke T R(t-1) = Rata- rata hujan dari awal sampai jam ke (t-1)
Koefisien Pengaliran
Koefisien pengaliran adalah suatu variabel yang didasarkan pada kondisi daerah pengaliran dan karakteristik hujan yang jatuh di daerah tersebut. Adapun kondisi dan karakteristik yang dimaksud adalah:
– Keadaan hujan
– Luas dan daerah aliran
– Kemiringan daerah aliran dan kemiringan dasar sungai – Daya infiltrasi dan perkolasi tanah
– Kelembaban tanah
– Suhu udara, angin dan evaporasi – Tata guna lahan
Salah satu konsep penting dalam upaya mengendalikan banjir adalah koefisien aliran permukaan (runoff) yang biasa dilambangkan dengan C. berikut merupakan tabel koefisien aliran permukaan.
Table 2.2 Koefisien Aliran Permukaan (C) Untuk DAS Pertanian Bagi Tanah Kelompok Hidrologi
no Tanaman Penutupan Tanah Dan Kondisi hidrologi
Koefisien C untuk laju hujan mm/jam
25 11 200
1 Tanaman dalam baris
buruk 0.63 0.65 0.66
2 Tanaman dalam baris
baik 0.67 0.56 0.62
3 Padian Buruk 0.38 0.38 0.38
4 Padian Baik 0.18 0.21 0.22
5 Padang rumput Potong, Pergiliran Tanaman Baik
0.29 0.36 0.39
6 Padang rumput
penggembalaan tetap baik
0.02 0.17 0.23
7 Hutan Dewasa baik 0.02 0.10 0.13
Sumber : Schwab, Et Al, 1981 Dalam Arsyad, 2006
Koefisien C didefinisikan sebagai nisbah antara laju puncak aliran permukaan terhadap intensitas hujan. Faktor utama yang mempengaruhi nilai C adalah laju infiltrasi tanah, tanaman penutup tanah dan intensitas hujan (Arsyad, 2006). Koefisien aliran permukaan (C) untuk DAS pertanian bagi tanah kelompok Hidrologi B dan untuk daerah perkotaan tertera dalam table. Koefisien aliran permukaan (C) untuk DAS pertanian bagi tanah kelompok Hidrologi B dan untuk daerah perkotaan tertera dalam tabel.
Table 2.3 Koefisien Pengaliran(C) Untuk Daerah Urban no
Jenis daerah koefisien C
1 Daerah perdagangan • perkotaan • pinggiran 0.70 - 0.90 0.50 - 0.70 2 Pemukiman
• Perumahan satu keluarga
• Perumahan berkelompok terpisah - pisah • Perumhan Berkelompok Bersambung • Suburban
0.30 - 0.50 0.40 - 0.60 0.60 - 0.75 0.25 - 0.40
19
3 Daerah Apartemen 0.50 - 0.70
4
Industri
• Daerah Industri ringan • Daerah Industri berat 0.50 - 0.80 0.60 - 0.90 5 Taman, pekuburan 0.10 - 0.25 6 Tempat bermain 0.20 - 0.35
7 Daerah stasiun kereta 0.10 - 0.30 8 Jalan 0.70 - 0.95 9 bata • jalan hamparan • atap 0.75 - 0.85 0.75 - 0.95 Sumber : Schwab, Et Al, 1981 Dalam Arsyad, 2006
Suripin (2004) mengemukakan faktor utama yang mempengaruhi nilai C adalah laju infiltrasi tanah atau persentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman penutupan tanah dan intensitas hujan. Koefisien ini juga tergantung pada sifat dan kondisi tanah. Laju infiltrasi turun pada hujan yang terus-menerus dan juga dipengaruhi oleh kondisi kejenuhan air sebelumnya. Faktor lain yang juga mempengaruhi nilai C adalah air tanah, derajat kepadatan tanah, porositas tanah dan simpanan depresi.
Table 2.4 Koefisien Limpasan Untuk Metoda Rasional no bisnis lahan / karakter lahan koefisien C
1 bisnis • perkotaan • pinggiran 0.70 - 0.95 0.50 - 0.70 2 perumahan • rumah tunggal
• multiunit terpisah , terpisah • multiunit tergabung • perkampungan • apartemen 0.30 - 0.50 0.40 - 0.80 0.60 - 0.75 0.25 - 0.40 0.50 - 0.70 Lanjutan tabel 2.3
3 industri • ringan • berat 0.50 - 0.80 0.60 - 0.90 4 perkerasan
• aspal dan beton • batu bata, paving
0.70 - 0.95 0.50 - 0.70
5 Atap 0.75 - 0.95
6
halaman tanah berpasir datar 2% rata-rata 2 - 7% curam 7% 0.05 - 0.10 0.10 - 0.15 0.15 - 0.20 7
halaman tanah berat datar 2% rata-rata 2 - 7% curam 7% 0.13 - 0.17 0.18 - 0.22 0.25 - 0.35 8 halaman kereta api 0.10 - 0.35 9 halamn tempat bermain 0.20 - 0.35
10 taman pekuburan 0.10 - 0.25 11 hutan datar 0 - 5% bergelombang 5 - 10% berbukit 10 -30% 0.10 - 0.40 0.25 - 0.50 0.30 - 0.60 Sumber : (Mc Guen, 1989 Dalam Suripin 2003)
2.2 BANJIR
2.2.1 Pengertian Banjir
Banjir merupakan salah satu bencana alam di mana daratan tergenang oleh aliran air yang berlebihan. Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) menunjukkan bahwa banjir berarti “berair banyak dan deras kadang-kadang meluap atau peristiwa terbenamnya daratan karena peningkatan volume air”.Bencana ini sering terjadi baik di pedesaan maupun perkotaan, bahkan di beberapa tempat banjir sudah menjadi agenda tahunan. Banjir di lokasi berbeda juga tentunya akan menimbulkan dampak yang berbeda. Banjir di perkotaan sebagian besar akan menimbulkan kerusakan pada sarana dan prasarana pemukiman warga. Lain hal nya jika bencana ini terjadi di pedesaan yang pada umumnya akan menyebabkan terendamnya lahan pertanian dan ladang milik masyarakat.
21 2.2.1.1 Penyebab Banjir
Banjir terjadi bukan hanya tanpa sebab, namun disebabkan oleh banyak faktor baik berupa faktor alam maupun faktor manusia. Berikut adalah berbagai penyebab terjadinya salah satu bencana hidrometeorologi ini.
1. Kondisi Topografi
Daerah dengan kondisi topografi rendah atau disebut dataran rendah akan beresiko lebih tinggi dilanda banjir daripada dataran tinggi. Hal ini umum terjadi karena air mengalir dari tempat tinggi ke tempat yang lebih rendah. Selain itu, daerah hilir dari suatu DAS (Daerah Aliran Sungai) cenderung memiliki kemiringan lereng yang rendah sehingga lebih berpeluang terjadi bencana hidrometeorologi ini.
2. Intensitas Hujan yang Tinggi
Hujan lebat yang terjadi terus-menerus dapat menyebabkan volume air di daratan meningkat. Apabila hal ini terus terjadi maka sungai tidak akan mampu lagi menampung banyaknya volume air
3. Penyumbatan Aliran Air
Penyumbatan aliran air baik di sungai maupun di selokan karena sampah yang menumpuk akan menyebabkan terganggunya aliran air. Hal ini tentunya akan membuat aliran air cepat meluap sehingga menyebabkan bencana hidrometeorologi ini.
4. Sedikitnya Area Peresapan Air
Area peresapan air sangatlah penting untuk meresapkan air yang ada di permukaan menuju ke dalam tanah. Pada saat ini, area resapan air sangat jarang ditemukan terlebih di daerah perkotaan. Daerah yang seharusnya menjadi area peresapan air justru tertutup oleh bangunan aspal ataupun beton sehingga air yang seharusnya meresap akan menggenang di permukaan.
5. Penggundulan Hutan
Hutan dengan banyak pohon-pohon di dalamnya berfungsi untuk menahan dan menyerap air sehingga aliran air di permukaan tidak menggenang. Apabila terjadi penebangan pohon yang berlebihan atau penggundulan hutan, fungsi hutan ini akan hilang, akibatnya air akan langsung mengalir ke daerah yang lebih rendah dalam jumlah yang banyak dan menyebabkan banjir di daerah hilir suatu DAS.
2.2.1.2 Jenis-Jenis Banjir
Banjir yang terjadi bukan hanya banjir akibat luapan air saja seperti yang diketahui orang pada umumnya. Pada dasarnya terdapat beberapa jenis banjir, antara lain:
1. Banjir Air
Banjir air merupakan banjir yang paling sering terjadi dan paling umum diketahui oleh banyak orang. Bahkan seringkali masyarakat memaknai kata banjir sebagai jenis banjir ini. Bencana ini disebabkan oleh meluapnya air sungai, danau, atau selokan sehingga air akan menggenangi daratan di sekitarnya. Pada umumnya naiknya volume air ini disebabkan karena badai atau hujan lebat yang terjadi terus-menerus.
2. Banjir Bandang
Jenis bencana alam banjir yang satu ini tidak hanya mengandung air, namun juga mengangkut lumpur dan berbagai material lainnya sehingga dapat menyebabkan kerusakan yang sangat besar dan berbahaya. Bahkan seringkali banjir bandang disertai dengan terbawanya bongkahan batu besar yang menghancurkan pemukiman masyarakat. Banjir bandang umumnya terjadi di daerah pegunungan. Bencana alam ini menyerupai tanah longsor disertai air yang volumenya sangat besar.
3. Banjir Rob (Pasang Air Laut)
Terjadinya banjir rob atau yang disebut banjir genangan disebabkan oleh pasang air laut. Bencana ini hanya terjadi di daerah yang dekat dengan pesisir pantai atau di daerah yang permukaannya lebih rendah daripada permukaan air laut. Kondisi rona air bencana alam ini umumnya lebih jernih daripada air banjir yang biasanya terjadi.
4. Banjir Lahar Dingin
Banjir lahar dingin merupakan jenis banjir yang disebabkan karena erupsi gunung berapi yang mengeluarkan lahar dingin. Lahar dingin ini menyebar ke lingkungan sekitarnya dan bahkan dapat masuk ke sungai atau danau sehingga menyebabkan pendangkalan. Apabila pendangkalan
23 sungai atau danau terjadi maka akan memperbesar potensi terjadinya banjir yang disertai dengan lumpur atau lahar dingin.
2.2.1.3 Dampak
Bancana alam apapun yang terjadi pasti menimbulkan dampak bagi kehidupan sekitar, baik dari segi materi maupun non-materi, begitu pula untuk bencan ini. Berikut ini beberapa dampak yang disebabkan oleh bencana banjir:
1. Rusaknya Sarana dan Prasarana
Terjadinya banjir menyebabkan rusaknya berbagai sarana dan prasarana umum yang ada. Arus banjir yang dasyat bahkan dapat menghancurkan rumah dan bangunan-bangunan lainnya. Bencana ini juga dapat merusak aliran listrik sehingga akan terjadi pemadaman listrik dalam jangka waktu yang cukup lama. Ketika bencana ini terjadi listrik juga bisa saja konslet dan menyebabkan banyak aktivitas terhenti, bahkan bisa saja sangat membahayakan nyawa manusia.
2. Kerugian Materi (Hilangnya Harta Benda)
Banjir dengan arus yang kuat dapat menyebabkan hanyutnya berbagai macam material yang berharga bagi pemiliknya. Dalam mengantisipasi adanya kerugian material selama bencana banjir berlangsung sebaiknya daerah yang rawan terkena bencana ini melakukan rencana kegiatan-kegiatan mitigasi.
3. Melumpuhkan Aktivitas Sehari-Hari
Terjadinya banjir juga akan menyebabkan terganggunya aktivitas sehari-hari. Sebagian besar kegiatan di daerah yang terkena bencana ini tidak akan berjalan dengan normal, contonya adalah berhentinya kegiatan belajar mengajar di sekolah, tidak beroperasinya sektor-sektor vital perekonomian, terputusnya akses distribusi darat, dan lain sebagainya. Lumpuhnya kegiatan ini merupakan salah satu dampak yang menimbulkan suatu kerugian yang sangat besar.
4. Timbulnya Berbagai Jenis Penyakit
Banjir menyebabkan lingkungan sekitar menjadi kotor dan kumuh. Air akan menggenangi tempat-tempat sampah dan membuat sampah berserakan. Hal ini tentunya akan memicu timbulnya banyak
bibit penyakit seperti diare, disentri, berbagai penyakit kulit (panu, jamur kulit, gatal-gatal), dan lain sebagainnya.
5. Mengakibatkan Adanya Korban Jiwa
Banjir yang sangat dahsyat dan mendadak akan banyak menimbulkan korban jiwa. Arus air banjir yang sangat kuat dapat menyebabkan orang hanyut dan tenggelam sehingga banyak korban meninggal. Rusaknya berbagai sarana dan prasarana publik pun dapat menyebabkan korban meninggal.
2.2.1.4 Metode Normalisasi Sungai
pada dasarnya kegiatan pengendalian banjir adalah suatu kegiatan yang meliputi aktifitas sebagai berikut :
1. Mengenali besarnya debit
2. Mengisolasi daerah genangan banjir 3. Mengurangi tinggi elevasi banjir
Pengendalian banjir dapat dilakukan berbagai cara namun yang penting adalah dipertimbangkan secara keseluruhan dan di cari system yang optimal kegiatan banjir menurut lokasi dan daerahnya dapat dikelompokan menjadi 2 :
1. Hulu : membangun dam pengendali banjir yang dapat memperlambat waktu tiba banjir dan menurunkan besarnya debit banjir, pembutan waduk lapangan yang dapta merubah pola hidrogaf banjir dan penghijauan di daerah aliran sungai.
2. Hilir : melakukan perbaikan alur sungai dan tanggul, sudetan pada alur yang kritis, pembuatan alur pengendali banjir atau fload way, pemanfaatan daerah gengan untuk retading basin dsb.
25
Gambar 2.7 Bagan Pengendali Banjir Sturktu Dan Non Struktur Sumber : Robert J. Kodoatie 2013 metode dtruktur dan nonstruktur
2.2.2 Analisa Debit Banjir Rancangan
Perhitungan debit banjir rencana rancangan dapat dilakukan dengan 2 jenis data yaitu perhitungan debit banjir rancangan denan menggunakan data debit dan perhitungan debit banjir rancangan dengan menggunakan data hujan. Perhitungan debit banjir rancangan berdasarkan data debit memerlukan data debit maksimum tahunan yang di dapat dari hasil perhiutngan debit menggunakan automatic water level recording (AWLR) pada suatu sungai
1. Metode Empiris
Metode Haspers adalah salah satu metode perhitungan banjir dengan dasar metode rasional. Metode ini dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut (anonim, 2007)
Qt = α x β x q x A ………...……….. 2.25
Dengan : Qt : Debit dengan kemungkinan ulang T tahun (m3/det) α : Koefisie pengaliran
β : Koefisien reduksi q : Intensits hujan (m3/km2/det)
A : Luas daerah pengaliran (Km2)
Tahapan untuk menghitung debit banjir rencana dengan metode ini adalah sebagai berikut : Koefisien pengaliran (α)
α =
1+0.012 (𝐴)0.7 1+0.075 (𝐴)0.7 ………...……….. 2.26 Koefisien reduksi (β) 1 𝛽= 1 +
𝑡+3.7 (10)−0.41∗𝑡 𝑡2+15𝑥
𝐴0.75 12……..………….
………...……….. 2.27 t = waktu konsentrasi Waktu konsentrasi (t) T = 0.1 * L 0.8 * I -0.3……..………….
………...……….. 2.28 Dengan L = panjang sungai (km)I = kemiringan rata – rata sungai Intensitas hujan menurut Haspers
𝑞 =
𝑟3.6 𝑡
………...……….. 2.29
Harga r tergantung time concentration yaitu : t < 2 jam → r = 𝑡∗𝑅𝑇 𝑡+1−0.0008 (260−𝑅𝑇)(2−𝑇)2
……….
………...……... 2.30 2 jam < t < 19 jam → 𝑡∗𝑅𝑇 𝑡+1 ………...……….. 2.31 19 jam < t < 30 hari → r = 0.0707𝑅𝑇√𝑡 + 1………….
……….….. 2.32 Dimanaq = Intensitas hujan (mm/jam) r = Waktu konsentrasi (jam)
Rt = Curah hujan harian dengan kala ulang / perioede T tahun (mm)
2. Metode Rasional
Menurut Coldman (1986) dalam Suripin (2004),metode rasional dapat digunakan untuk daerah pengaliran < 300 ha. Menurut Ponce (1989) dalam Bambang T (2008), metode rasional dapat digunakan untuk daerah pengaliran < 2,5 km2.
27 Metode rasional di tulis dengan formula sebagai berikut
Q = 0.278 * C * I * A
………….
………...……….. 2.33 𝐼 = (𝑅𝑡 24) ( 24 𝑡𝑐) 2/3………….
………...……….. 2.34 𝑡𝑐 = 0.0195 ∗ 𝐿0.77 𝑆−0.385………….
………...……….. 2.35 Dimana :Q = Debit renacana puncak banjir (m3/det)
C = Koefisien aliran (diperkirakan dengan table mononobe) I = Intensitas hujan selama waktu tiba banjir (mm/jam) A = Luas DPS (km2)
tc = Waktu konsentrasi (jam) L = Panjang sungai (km) S = Kemiringan sungai (m/m)
3. Metode Melchior
Metode Melchior yang berlaku untuk daerah pengaliran di wilayah Jakarta, secara umum di rumuskan sebagai berikut.
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 𝛼 . 𝐼 . 𝐴 Dimana : 𝑄𝑚𝑎𝑥 = debit maksimum (m3/dt). 𝛼 = koefisien Pengaliran. Β = koefisien reduksi. I = intensitas hu.ian (m3/dt/Km2). A = luas daerah Pengaliran (Km2).
a. Koefisien limpasan air hujan
Koefisien limpasan air hujan (α) memiliki nilai – nilai koefisien yang di ambil dari metode kurva bilangan US Soil Conversation Service (Anonim, 1986). Dan nilai atau harga koefisien limpasan air hujan disajikan pada tabel 2.1
Table 2.5 Nilai Koefisien Limpasan Air Hujan
Tana Penutup Kelompok Hidrologis Tanah
C D
1. Hutan lebat (vegetasi dikembangkan dengan baik) 2. Hutan dengan kelebatan sedang (vegetasi
dikembangkan dengan cukup baik)
3. Tanaman lading dan daerah – daerah gundul (terjal)
0.60 0.65 0.75 0.70 0.75 0.80 Sumber : (anonim, 1986)
Sedangkan pembagian deskripsi pengelompokan tanah hidrologi adalah sebagai berikut : - Kelompok C
Tanah bertekstur agak halus sampai halus dengan laju infiltrasi rendah (koefisien permeabilitas kecil)
- Kelompok D
Terdiri dari tanah lempung, tanah yang memiliki lapisan penahanan di permukaan serta tanah dangkal di atas bahan yang hampir kedap air.
b. Curah Hujan
Curah hujan di ambil dengan intensitas rata – rata curah huja sampai waktu terjadinya debit puncak. Ini adalah periode T (waktu konsentrasi) setelah mulainya turun hujan. Curah hujan (q) di tentukan sebagai daerah hujan terpusat dan dikonversi menjadi luas daerah hujan (KPI – 01 Irigasi, 1986)
29
Gambar 2.8 Luas Daerah Curah Hujan Sumber : Melchior (1986)
1. Waktu Konsentrasi
Melchior menetapkan waktu konsentrasi T, (KP-01 Irigasi, 1986), sebagai berikut:
Tc = 0.186 * L * Q-0.2 * I-0.4 ...
………….
………...……….. 2.36 Dimana :Tc = waktu konsentrasi (jam) L = Panjang debit (km) Q = debit pucak (m3/dt)
2.2.3 Hidrograf Satuan
Hidrograf adalah penyajian secara grafis hubungan salah satu unsur aliran misalnya debit (Q) terhadap waktu (t). lstilah selanjutnya yang disebut dengan hidrograf dalam buku ini adalah hubungan antara debit dengan waktu.
Hidrograf satuan dapat dipergunakan antara lain untuk:
1. Memperkirakan banjir rencana pada suatu DAS atau sub DAS.
2. Menurunkan hidrograf satuan DAS atau sub-DAS lain khususnya yang mempunyai kemiripan karakter.
3. Penggunaan hidrograf satuan harus memperhatikan luas DAS atau sub-DAS.
4. Dalam Linsley (1989) dijelaskan bahwa penggunaan hidrograf satuan tidak boleh lebih dari 5000 km2, kecuali diperkenankan pengurangan akurasi. Dalam Chow (l9BB) dijelaskan bahwa penggunaan hidrograf satuan diperbolehkan untuk luas DAS 30 s/d 30.000 Km,.
1. HSS Nakayasu
Nakayasu (1950) telah menyelidiki hidrograf satuan di Jepang dan memberikan seperangkat persamaan untuk membentuk suatu hidrograf satuan. Untuk memperkirakan debit banjir yang akan terjadi dapat dilakukan analisis Rainfall (Runoff Model) dengan metode Nakayasu. Persamaan umum hidrograf satuan sintetik Nakayasu adalah sebagai berikut (Soemarto,1987):
𝑄𝑝 = 𝐴 𝑥 𝑅0
3,6 𝑥 (0,3 𝑥 𝑇𝑝+ 𝑇0,3) …………...……….. 2.37
dengan:
QP = debit puncak banjir (m3/det), R0 = hujan satuan (mm),
TP = tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam)
T0,3 = waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dimulai dari debit puncak sampai menjadi 30 % dari debit puncak.
A = Luas daerah tangkapan sampai outlet C = Koefisien pengaliran
31
Untuk menentukan Tp dan T0,3 digunakan pendekatan rumus sebagai berikut :
Tp = tg + 0,8 tr …………...……….. 2.38
T0,3 = a tg …………...……….. 2.39
tr = 0,5 tg sampai tg …………...……….. 2.40 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 …………...……….. 2.41 – Sungai dengan panjang alur L < 15 km : tg = 0,21 L0,7 …………...……….. 2.42 dimana :
tr = Satuan Waktu hujan (jam) a = Parameter hidrograf, untuk a = 2 => Pada daerah pengaliran biasa
a =1,5 => Pada bagian naik hydrograf lambat, dan turun cepat a = 3 => Pada bagian naik hydrograf cepat, turun lambat
Gambar 2.9 Hidrograf Satuan Metode Nakayasu
Bagian lengkung naik (rising limb) hidrograf satuan mempunyai persamaan: 𝑄𝑎 = 𝑄𝑝(𝑡 𝑇𝑝) 24 ………...……….. 2.43 dengan:
Qa = limpasan sebelum mencapai – debit puncak (m3/dtk), T = waktu,
Qp = debit puncak (m3/dtk)
Pada bagian lengkung turun (dicreasing limb): Untuk Qd > 0,3 𝑄𝑝𝑄𝑑 = 𝑄𝑝x 0,3 𝑇−𝑇𝑝 𝑇0,3 ………...……….. 2.44 Untuk 0,3Qp > Qd > 0,32Qp 𝑄𝑑 = 𝑄𝑝 𝑥 0,3 𝑇−𝑇𝑝+0,5𝑇0,3 1,5𝑇0,3 ………...……….. 2.45 Untuk 0,32Qp > Qd 𝑄𝑑 = 𝑄𝑝 𝑥 0,3 𝑇−𝑇𝑝+1,5𝑇0,3 2𝑇0,3 ………...……….. 2.46 2. HSS Snyder
Snyder (1938) mendapatkan dan mengembangkan hidrograf satuan DAS di Amerika Serikat yang berukuran 30 sampai 30.000 km2 dengan menghubungkan unsur-unsur hidrograf satuan dengan karakteristik DAS akibat hujan 1 cm.
Unsur-unsur hidrograf satuan yang dimaksud adalah: a. Debit puncak (Qp, m3/dt)
b. Waktu dasar (Tb, jam). c. Durasi hujan (tr,jam).
Karakteristik DAS yang dimaksud adalah: a. Luas DAS (A, km2).
33 c. Jarak antara titik berat DAS dengan yang diukur di sepanjang aliran utama (Lc,km)
Gambar 2.10 Posisi L dan Lc pada suatu DAS
Sumber : teknik perhitungan debit rencana bangunan air (I Made Kamiana)
Gambar 2.11 Hidrograf satuan Snyder Standar (tp = 5,5 tr)
Gambar 2.12 Hidrograf satuan Snyder Standar (tp ≠ 5,5 tr)
Sumber : teknik perhitungan debit rencana bangunan air (I Made Kamiana) Rumus-rumus dalam Hidrograf Satuan Snyder adalah sebagai berikut:
a. Jika tp = 5,5 tr (jam) atau hidrograf satuan standar :
• tp = 0,75 Ct ( L x Lc)0,3 (jam) ………..……….. 2.47 • tp =tp / 5,5 (jam) ………..……….. 2.48 • Tp = 0,5 tr + tp (jam) ………..……….. 2.49 • qp = 2,75 x (Cp/ tp) (m3/det/km2cm) ………..……..……….. 2.50 • Qp = qp x A (m3/det/cm) ………..……….. 2.51 • Tb = 72 + 3 x tp (jam) ………..……….. 2.52 • W75% = 1,22 x qp R-1,08 (jam) ………..……….. 2.53 • W50% = 2,14 x qp R-1,08 (jam) ………..……….. 2.54 Harga L dan Lc diukur dari Peta DAS
Cp dan Ct koefisien yang bergantung dari karakteristik DAS Cp = 0,9 s/d 1,4
Ct = 0,75 s/d 3 A = luas DAS (km2)
35 b. jika tp ≠ 5,5 tr (jam) atau hidrograf satuan standar :
• tp = 0,75 Ct ( L x Lc)0,3 (jam) ……….……….. 2.55 • tp R =tp + (tR – tr)/4 (jam) ………..………...……….. 2.56 • Tp R = 0,5 tR + tp R (jam) ………..………...……….. 2.57 • qp R = (qp x tp)/tp R (m3/det/km2cm) ………..………..….. 2.58 • Qp R = qp R x A (m3/det/cm) ………..……….….. 2.59 • Tb = 5,56 + qp R (jam) ………..………..….….. 2.60 • W75% = 1,22 x qp R-1,08 (jam) ………..………... 2.61 • W50% = 2,14 x qp R-1,08 (jam) ………..………...…….. 2.62
2.3 Analisa Kapasitas Saliran
Untuk mengetahui kondisi penampang sungai di lapangan maka dilakukan perhitungankapasitas sungai. Peninjauan kapasitas penampang sungai dilakukan pada saat air meluap dengan memperhatikan tinggi tanggul kanan ataupun tinggi tanggul kiri terendah.
Dengan menggunakan rumus sbb :
Q = A . V Q = 1 𝑛 . A. R 2/3.I0,5 ……….…..……….………...…….. 2.63 Dimana : A = Luas penampang P = Keliling penampang R = Jari-jari hidrolis I = Kemiringan n = Kekasaran manning
Tabel 2.6 Tipikal harga koefisien kekasaran Manning, n yang sering digunakan
No. Tipe saluran dan jenis bahan Harga n
Minimum Normal Maksimum 1. Beton
▪ Gorong-gorong lurus dan bebas dari kotoran
▪ Gorong-gorong dengan lengkungan dan sedikit kotoran/gangguan ▪ Beton dipoles
▪ Saluran pembuang dengan bak kontrol 0,010 0,011 0,011 0,013 0,011 0,013 0,012 0,015 0,013 0,014 0,014 0,017 2. Tanah, lurus dan seragam
▪ Bersih baru
▪ Bersih telah melapuk ▪ Berkerikil
▪ Berumput pendek, sedikit tanaman pengganggu 0,016 0,018 0,022 0,022 0,018 0,022 0,025 0,027 0,020 0,025 0,030 0,033 3. Saluran alam ▪ Bersih lurus ▪ Bersih, berkelok-kelok ▪ Banyak tanaman pengganggu ▪ Dataran banjir berumput pendek –
tinggi ▪ Saluran di belukar 0,025 0,033 0,050 0,025 0,035 0,030 0,040 0,070 0,030 0,050 0,033 0,045 0,08 0,035 0,07 Sumber : Open Channel Hydraulics oleh Ven Te Chow.
2.3.1 Bentuk Saluran
Potongan melintang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat melewatkan debit maksimum untuk luas penampang basah, kekasaran, dan kemiringan dasar tertentu. Berdasarkan persamaan kontinuitas, tampak jelas bahwa untuk luas penampang melintang tetap, debit maksimum dicapai jika kecepatan aliran maksimum. Dari rumus Manning maupun Chezy, dapat dilihat bahwa untuk kemiringan dasar dan kekasaran tetap, kecepatan maksimum dicapai jika jari-jari hidraulik, R, maksimum. Selanjutnya, untuk luas penampang tetap, jari-jari hidraulik maksimum jika keliling basah, P, minimum. Kondisi seperti yang telah kita pahami tersebut
37 memberi jalan untuk menentukan dimensi penampang melintang saluran yang ekonomis untuk berbagai macam bentuk, seperti dijabarkan berikut.
1. Penampang Berbentuk Persegi
Untuk penampang melintang saluran berbentuk persegi dengan lebar dasar B, dan kedalaman air h (Gambar 6-2), luas penampang basah, A, dan keliling basah, P, dapat dituliskan sebagai berikut: Bh A = ……….………..………...…….. 2.64 atau h A B = ...…..………...…….. 2.65
Gambar 2.13 Penampang Persegi Panjang
h 2 B
P= + ...…..………...…….. 2.66 Substitusi persamaan (6-20) ke dalam persamaan (6-21) kita peroleh:
h 2 h A
P= + ...…..………...…….. 2.67 Dengan asumsi luas penampang, A, adalah konstan, persamaan (2.64) dapat dideferensialkan terhadap h dan dipersamakan dengan nol untuk memperoleh harga P minimum.
0 2 h A dh dP 2+ = − = Bh h 2 A= 2 = atau h B
2 B h atau h 2 B= = ...,,,………...…….. 2.68 Jari-jari hidraulik h 2 B Bh P A R + = = ...…..….……..….….. 2.69 atau 2 h h 2 h 2 h 2 R 2 = + = ...…..……….. 2.70
Dapat kita lihat bahwa bentuk penampang melintang persegi yang paling ekonomis adalah jika kedalaman air setengah dari lebar dasar saluran, atau jari-jari hidrauliknya setengah dari kedalaman air.
2.3.2 Aliran Subkritis, Kritis, dan Superkritis
Aliran kritis merupakan kondisi alirn yang di pakai sebagai pegangan dalam menentukan dimensi pada bangunan ukur debit, pada kondisi tersebut, yang disebut sebgai keadaan aliran modular bilamana kondisi debitnya maksimum dienergi spesifiknya dalam minimum.
Aliran subkritis dan aliran superkritis dapat diketahui melalui nilai bilangan Froude (F). bilangan Froude tersebut membedakan jenis aliran menjadi 3 jenis yakni : Alira kritis, sub kritis dan superkritis (Queensland department of natural resources and mines, 2004) ketiga jenis aliran dapat di jelaskan sebagai berikut:
1. Aliran kritis, jika bilngan Froude sama dengan 1 (Froude = 1) dan ganggunan permukaaan (ex : riak yang terjadi jika sebuah batu dilempar kedalam sungai) tidak akan bergerak menyebar/menyebar melawan arah arus.
2. Aliran subkritis, jika bilngan Froude sama dengan 1 (Froude < 1) untuk aliran subkritis, kedalaman biasnya lebih besar dan kecepatan aliran lebih rendah (ex : riak yang terjadidapat melawan arus). Kecepatan air < dari kecepatan gelombang hulu aliran dipengaruhi oleh pengendali pada hilir.
39 3. Aliran superkritis, jika bilngan Froude sama dengan 1 (Froude > 1) untuk aliran subkritis, kedalaman relative lebih kecil dan kecepatan relative tinggi (ex : segala riak yang terjadi mengikuti arah arus sungai). Kecepatan air > dari kecepatan gelombang hulu aliran tidak dipengaruhi oleh pengendali pada hilir.
Parameter yang menentukan ketiga jenis aliran tersebut adalah nisbah antara gaya gravitasi dan gaya inertia, yang dinyatakan dengan bilangan Froude (Fr). Untuk saluran berbentuk persegi, bilangan Froude didefinisikan sebagai :
h g V Fr . = ...….…….. 2.71 dengan
V = kecepatan aliran (m/det), h = kedalaman aliran (m), g = percepatan gravitasi (m/det2)
h
g. .= kecepatan gelombang dangkal
2.3.3 Permodelan HEC-RAS
Untuk analisa hidrolika pada sungai pengerjaannya menggunakan software HEC-RAS 5.0.6. Dalam software HEC-RAS 5.0.6 ini terdapat dua jenis asumsi aliran yaitu steady flow dan unsteady flow. Data input yang digunakan dalam melakukan analisa dengan software HEC-RAS 5.0.6, yaitu:
1. Kondisi sungai yang diamati sama dengan kondisi dari data yang ada. 2. Analisa menggunakan Steady Flow.
3. Nilai koefisien manning yang dipakai sesuai dengan kondisi eksisting sungai.
4. Debit yang digunakan adalah debit maksimum yang dihasilkan dari perhitungan Hidrograf Nakayasu.
1. Starting Hec Ras
Setelah kita menginstall Hec Ras, biasanya ikon Hec Ras akan muncul di start menu, nah untuk mulai menggunakan Hec Ras, silahkan klik ikon “Hec Ras” tersebut..dan biasanya akan muncul tampilan awal seperti ini.
Gambar 2.14 Laman Awal Hecr-Ras
Untuk mulai pekerjaan Hec Ras (istilah di Hec Ras adalah Project), klik “File”, trus “New Project”, kemudian simpan Project dengan nama sesuai selera pada direktori atau folder yg diinginkan. Naah jadilah sebuah project di Hec Ras.
2. Mengisi Geometri Data
Langkah selanjutnya adalah membuat dan mengisi geometri data. Pembuatan geometri data adalah dengan cara klik tool bar “Edit/Enter Geometric Data” dari tampilan awal Hec Ras. Geometric Data memiliki tampilan seperti ini.
41 Setelah muncul tampilan Geometric Data, langkah selanjutnya adalah membuat lay out sungai dengan cara klik tool bar “River Reach” dari tampilan Geometric Data , kemudian kita bisa mulai menggambar lay out sungai yang diinginkan, dan jangan lupa untuk memberi nama River dan Reach nya. Arah aliran saluran adalah sesuai dengan arah penggambaran, jadi jangan sampai kebalik yaa..kalau kita menggambar lay out sungai dari kiri ke kanan, berarti bagian hulu ada di sebelah kiri, sedangkan bagian hilir adalah sebelah kanan.. Nah setelah lay out sungai selesai dibuat kita bisa langsung memasukkan data potongan melintang (cross section) sungai dengan cara
klik ikon “Cross Section” pada tampilan Geometric Data , sehingga selanjutnya akan muncul tampilan seperti ini.
Gambar 2.16 Ploting Data Cross Section
Untuk memasukkan data-data potongan melintang, kita bisa klik “Option” trus “Add a New Cross Section”..biasanya kita akan diminta untuk memasukkan nomor stationing (Sta) atau nomor patok. Untuk penomoran patok, kita hanya diperbolehkan memasukkan angka, dimana angka terkecil adalah nomor patok (Sta) yang paling dekat dengan muara. Setelah mengisikan nomor patok, kita bisa langsung memasukkan data potongan melintang (biasanya didapatkan dari pengukuran topografi) pada bagian kiri tampilan Cross Section Data. Pada bagian kiri ampilan Cross Section Data terdapat dua buah kolom, yaitu “station” dan “elevation”. Yang dimaksud dengan station adalah jarak pias potongan melintang (sumbu X), sedangkan yang dimaksud dengan elevation adalah elevasi pias potongan melintang (sumbu Y). Selain data station dan elevation yang ada di bagian kiri tampilan Cross Section Data, kita juga harus memasukkan “Downstream Reach Length” atau jarak antar potongan melintang yang kini sedang dibuat dengan potongan melintang dihilirnya, angka Manning, dan Main Channel Bank Station (sumbu X untuk tebing kiri
dan tebing kanan), yang berada pada bagian tengah tampilan Cross Section Data. Pada Reach Length, kita harus memasukkan data berupa jarak pada LOB (Left Over Bank) atau tebing kiri, Channel atau bagian tengah, dan ROB (Right Over Bank). Angka Manning dimasukkan berdasarkan kekasaran material dinding saluran, sedangkan data Bank Stationing dimasukkan berdasarkan tebing yang ada pada data potongan melintang.
Selain data potongan melintang dimasukkan kita juga bisa memasukkan bangunan-bangunan yang ada di sungai. Bangunan-bangunan yang ada di sungai bisa berupa bangunan melintang sungai/inline structure (bisa berupa pintu air/gate ataupun bendung/weir), bangunan sejajar sungai/lateral structure (bisa berupa pintu air/gate ataupun bendung/weir), tampungan air/storage area, dan juga pompa.
Setelah semua geometri data selesai dimasukkan, jangan lupa di save yaaa..caranya seperti menyimpan file biasa, yaitu dengan klik “File” trus “Save Geometric Data As”.
3. Memasukkan Data Aliran
Langkah kita selanjutnya adalah memasukkan data aliran. Sebelum memasukkan data aliran, kita harus memastikan terlebih dahulu jenis aliran yang akan disimulasi. Disini ada 2 jenis aliran, yaitu aliran steady (aliran tunak), dan aliran unsteady (aliran tak tunak).
4. Aliran Steady
Jika kita akan menggunakan aliran aliran steady (parameter aliran yang tidak berubah terhadap waktu), berarti tinggal klik ikon “Enter/Edit Steady Flow Data” yang ada di tampilan awal Hec Ras, sehingga selanjutnya akan muncul tampilan seperti berikut ini.
43
Gambar 2.17 Laman Steady Flow
Setelah muncul tampilan steady flow data, masukkan debit puncak pada kolom PF, dan diasumsikan bahwa debit yang terjadi merupakan aliran yang konstan. Selain itu, kita juga harus memasukkan Boundary Condition dengan cara klik tool bar “Reach Boundary Condition” yang terletak di bagian atas tampilan Steady Flow Data. Nah pada Boundary Condition atau kondisi batas ini, kita bisa memasukkan data yang ada di hulu maupun dihilir sungai dengan cara mengklik salah satu ikon “Known W.S., Critical Depth, Normal Depth, dan Rating Curve”. Tentu saja data yang dimasukkan haruslah sesuai dengan kondisi yang ada dan pada kondisi puncak. Jika kita memilih Known W.S. berarti kita mengetahui muka air di hilir saluran, jika kita memilih Critical Depth berarti kita mengasumsikan bahwa di hilir saluran akan terjadi muka air kritis, sedangkan jika kita memilih Normal Depth, biasanya kita akan diminta untuk memasukkan kemiringan dasar saluran (slope), dan yang terakhir, jika kita memilih rating curve, berarti kita sudah memiliki data elevasi vs debit, yang biasanya terdapat di bendung.
5. Aliran Unsteady
Jika aliran yang kita miliki merupakan aliran unsteady (parameter aliran yang berubah terhadap waktu), berarti kita sebaiknya menganalisis aliran secara unsteady. Untuk memasukkan data aliran, tinggal klik ikon edit/enter Unsteady Flow Data ( ) sehingga akan muncul tampilan sebagai berikut.
Gambar 2.18 Laman Unsteady Flow
Pada tab Boundary Condition, kita dapat memasukkan data-data kondisi batas yang kita miliki, dimana itemnya hampir sama dengan kondisi batas pada aliran steady. Hanya saja, data yang dimasukkan di boundary condition pada aliran unsteady bukan hanya pada kondisi puncak saja, melainkan data aliran tiap waktu. Data yang kita masukkan bisa tiap detik, menit, jam, hari, bahkan bulan.
Pada aliran unsteady, selain data boundary condition, kita juga harus memasukkan data initial condition. Data initial condition ini merupakan asumsi aliran pada jam ke-nol.
Setelah data aliran telah selesai dimasukkan, jangan lupa untuk menyimpan yaa…caranya sama, yaitu klik file, kemudian save flow data as..
6. Running Simulasi Aliran
Ok..kalau semua data sudah dimasukkan, saatnya untuk running simulasi aliran. Simulasi aliran adalah proses menghitung dari semua data yang telah dimasukkan. Proses simulasi ini menyesuaikan jenis aliran yang tadi telah kita pilih, jika kita menggunakan aliran steady, berarti klik “Perform A Steady Flow Simulation” pada ikon yang bergambar orang berlari pada jalan yang mendatar , sedangkan jika kita menggunakan aliran unsteady, berarti klik “Perform An Unsteady Flow Simulation” pada ikon yang bergambar orang berlari pada jalan yang menanjak . Oiya, khusus untuk running aliran unsteady, jangan lupa untuk meng-klik item-item pada
45 “Programs to Run”, mengisi waktu atau tanggal simulasi pada “Simulation Time Window”, dan menyetting interval waktu perhitungan pada “Computation Setting”.
Pada tampilan Flow Analysis, kita bisa memilih “Geometry File dan “Flow File” yang akan kita running, dan kita dapat menamai “Plan” sesuai keinginan kita. Selanjutnya tinggal klik “Compute”, dan selesai…
7. Lihat Hasil
Kita bisa melihat hasil running kita secara grafis maupun dengan tabel. Untuk grafis, kita dapat melihat visual hasil running dengan mengklik salah satu dari ikon . Dari ikon-ikon tersebut, kita bisa melihat potongan melintang saluran, potongan memanjang saluran, rating curve, penampakan 3D, dan hidrografnya. Sedangkan jika kita ingin melihat hasil running berupa tabel, kita dapat mengklik ikon “View Summary Output Tables by Profile” atau ..
2.4 Dinding Penahan
Dalam penulisan ini penulis merencankan penggunaan dinding penahan untuk solusi mereduksi banjir yang terjadi di sungai Kota Ambon Kecamatan Sirirmau
1. Definisi Dinding Penahan Tanah
Dinding penahan tanah adalah suatu konstruksi yang berfungsi untu menahan tanah lepas atau alami dan mencegah keruntuhan tanah yang miring atau lereng yang kemantapannya tidak dapat dijamin oleh lereng tanah itu sendiri. Tanah yang tertahan memberikan dorongan secara aktif pada struktur dinding sehingga struktur cenderung akan terguling atau akan tergeser. Bentuk dinding penahan harus sede mikian hingga resultan gaya-gaya terletak pada bagian tengah sejarak sepertiga lebar atau e < B/6 (e = eksentrisitas dihitung dari pusat fondasi).
2. Fungsi Dinding Penahan Tanah
Dinding penahan tanah berfungsi untuk menyokong tanah serta mencegahnya dari bahaya kelongsoran. Baik akibat beban air hujan, berat tanah itu sendiri maupun akibat beban yang bekerja di atasnya.
3. Kegunaan Dinding Penahan Tanah
Dinding penahan tanah sudah digunakan secara luas dalam hubungannya dengan jalan raya, jalan kereta api, jembatan, kanal dan lainnya. Aplikasi yang umum menggunakan dinding penahan tanah antara lain sebagai berikut:
a. Jalan raya atau jalan kereta api yang dibangun di daerah lereng.
b. Jalan raya atau jalan kereta api yang ditinggikan untuk mendapatkan perbedaan elevasi. c. Jalan raya atau jalan kereta api yang dibuat lebih rendah agar didapat perbedaan elevasi. d. Dinding penahan tanah yang menjadi batas pinggir kanal.
e. Dinding khusus yang disebut parapet walls atau flood walls, yang digunakan untuk mengurangi/menahan banjir dari sungai.
f. Dinding penahan tanah yang digunakan untuk menahan tanah pengisi dalam membentuk suatu jembatan. Tanah pengisi ini disebut approach fill dan dinding penahan disebut abutments. g. Dinding penahan yang digunakan untuk menahan tanah di sekitar bangunan atau gedung-gedung.
h. Dinding penahan tanah yang digunakan sebagai tempat penyimpanan material seperti pasir, biji besi, dan lain-lain
4. Jenis-jensi Dinding Penahan Tanah
Berdasarkan cara untuk mencapai stabilitasnya, maka dinding penahan tanah dapat digolongkan dalam beberapa jenis yaitu Dinding Gravitasi, Dinding Penahan Kantiliver, Dinding Kontravort, Dinding Butters. Beberapa jenis dinding penahan tanah antara lain
47 a. Dinding Penahan Tanah Type Gravitasi (gravity wall)
Gambar 2.19 Dinding Penahan Tanah Type Gravitasi
Sumber : Hardiyatmo,2014
Dinding ini dibuat dari beton tidak bertulang atau pasangan batu, terkadang pada dinding jenis ini dipasang tulangan pada permukaan dinding untuk mencegah retakan permukaan akibat perubahan temperatur.
Catatan :
Apabila dinding penahan tanah tidak dihitung untuk menahan air maka wajib dipasang subdrain (pipa PVC Ø 2,5 Inc) agar tidak terjadi gaya horizontal yang diakibatkan oleh tekanan air.
b. Dinding Penahan Tanah Type Kantilever (Cantilever retaining wall)
Dinding ini terdiri dari kombinasi dinding dengan beton bertulang yang berbentuk huruf T. Ketebalan dari kedua bagian relatif tipis dan secara penuh diberi tulangan untuk menahan momen dan gaya lintang yang bekerja pada dinding tersebut. Stabilitas konstruksinya diperoleh dari berat sendiri dinding penahan dan berat tanah diatas tumit tapak ( hell ). Terdapat 3 bagian struktur yang berfungsi sebagai kantiliver, yaitu bagian dinding vertical ( steem ), tumit tapak dan ujung kaki tapak ( toe ). Biasanya ketinggian dinding ini tidak lebih dari 6– 7 meter.
Gambar 2.20 Dinding Penahan Tanah Type Kantilever
Sumber : Hardiyatmo,2014
Catatan :
Apabila dinding penahan tanah tidak dihitung untuk menahan air maka wajib dipasang subdrain (pipa PVC Ø 2,5 Inc) agar tidak terjadi gaya horizontal yang diakibatkan oleh tekanan air.
c. Dinding Penahan Tanah Type Counterfort (counterfort wall)
Dinding ini terdiri dari dinding beton bertulang tipis yang di bagian dalam dinding pada jarak tertentu didukung oleh pelat/dinding vertikal yang disebut counterfort (dinding penguat). Ruang di atas pelat pondasi diisi dengan tanah urug. Apabila tekanan tanah aktif pada dinding vertical cukup besar, maka bagian dinding vertical dan tumit perlu disatukan ( kontrafort ) Kontrafort berfungsi sebagai pengikat tarik dinding vertical dan ditempatkan pada bagian timbunan dengan interfal jarak tertentu. Dinding kontrafort akan lebih ekonomis digunakan bila ketinggian dinding lebih dari 7 meter. Seperti pada Gambar berikut
49
Gambar 2.21 Dinding Penahan Tanah Tipe Konterfort (counterfort wall) Sumber : Hardiyatmo,2014
Bahan dinding penahan tanah type counterfort = beton bertulang A = 20 Cm sampai dengan 30 Cm B = 0,4H sampai dengan 0,7H C = H/14 sampai dengan H/12 D = H/14 sampai dengan H/12 E = 0,3H sampai dengan 0,6H F = Minimum 20 Cm Catatan :
Apabila dinding penahan tanah tidak dihitung untuk menahan air maka wajib dipasang subdrain (pipa PVC Ø 2,5 Inc) agar tidak terjadi gaya horizontal yang diakibatkan oleh tekanan air.
d. Dinding Penahan Tanah Type Buttress (butters Wall)
Dinding Buttress hampir sama dengan dinding kontrafort, hanya bedanya bagian kontrafort diletakkan di depan dinding. Dalam hal ini, struktur kontrafort berfungsi memikul tegangan tekan. Pada dinding ini, bagian tumit 10 lebih pendek dari pada bagian kaki. Stabilitas konstruksinya diperoleh dari berat sendiri dinding penahan dan berat tanah diatas tumit tapak. Dinding ini dibangun pada sisi dinding di bawah tertekan untuk memperkecilgaya irisan yang bekerja pada dinding memanjang dan pelat lantai. Dinding ini lebih ekonomis untuk ketinggian lebih dari 7 meter. Kelemahan dari dinding ini adalah penahannya yang lebih sulit daripada jenis lainnya dan pemadatan dengan cara rolling pada tanah di bagian belakang adalah jauh lebih sulit.
Gambar 2.22 Dinding Penahan Tanah Type Buttress Sumber : Hardiyatmo,2014 A = 20 Cm sampai dengan 30 Cm B = 0,4H sampai dengan 0,7H C = H/14 sampai dengan H/12 D = 0,3H sampai dengan 0,6H E = Minimum 20 Cm Catatan :
1. Apabila dinding penahan tanah tidak dihitung untuk menahan air maka wajib dipasang subdrain (pipa PVC Ø 2,5 Inc) agar tidak terjadi gaya horizontal yang diakibatkan oleh tekanan air. Untuk pemasangan pipa subdrainnya lihat skema pemasangan pipa dibagian No 5
2. Untuk penulangan dinding penahan tanah type buttress prinsipnya sama dengan dinding penahan tanah type counterfort
51 2.4.2 Perencanaan Dinding Penahan Tanah
Berdasarkan survey lapangan yang telah dilakukan pada lokasi yang akan di bangun dinding penahan tanah ini, serta dengan mempertimbangkan tingkat kesulitan dalam pelaksanaan, disusun beberapa konsep perencanaan turap antara lain:
1. Dinding penahan tanah yang direncanakan tidak mengganggu atau merusak aliran air sungai (tidak mengganggu luas penanampang basah sungai)
2. Dinding penahan tanah berfungsi sebagai dinding yag dapat menahan kelongsoran tebing sungai dan melindungi tebing sungai terhadap gerusan air.
3. Dinding penahan tanah dapat menahan tekanan tanah aktif serta tekanan air dan beban beban lainya yang bekerja pada dinding penahan tanah
4. Dinding penahan tanah direncanakan memiliki ketahanan jangka panjang pada lingkungan pada siklus basah, kering dan lembab
5. Dinding penahan tanah memiliki tekanan tanah lateral tanah aktif dan air, serta memiliki gaya aksial dan lateral yang bekerja pada dinding penahan tanah.
Berikut merupakan urutan perencanaan dinding penahan tanah 1. Menetapkan jenis dinding penahan tanah yang paling sesuai
2. Memperikirakan ukuran/dimensi dinding penahan tanah yang diperlukan 3. Hitung gaya-gaya yang bekerja di atas dasar fondasi dinding penahan.
4. Tentukan letak resultan gaya-gaya yang bekerja. Letak dari resultan tersebut digunakan untuk mengetahui kestabilan dinding penahan terhadap bahaya penggulingan.
5. Mengontrol stabilitas dinding penahan tanah terhadap a. Bahaya guling
b. Bahaya geser, dan
c. Bahaya kelongsoran daya dukung tanah
6. Merencanakan struktur atau konstruksi sehingga konstruksi dinding penahan tanah mampu memikul segala beban atau muatan yang dipikul. (Hardiyatmo,2014)
