PERENCANAAN PENGENDALIAN BANJIR KALI KRUKUT JAKARTA.

(1)

PERENCANAAN PENGENDALIAN BANJIR KALI KRUKUT JAKARTA

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari

Syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik Sipil Program Studi Diploma III Teknik Sipil

Oleh : EVI NURLELY

1004608

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK SIPIL JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

Perencanaan Pengendalian Banjir

Kali Krukut Jakarta

Oleh Evi Nurlely

Sebuah tugas akhir yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Ahli Madya pada Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan

Januari 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

(3)

EVI NURLELY

PERENCANAAN PENGENDALIAN BANJIR KALI KRUKUT JAKARTA

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING :

Pembimbing I

Drs. H. Rakhmat Yusuf, MT. NIP. 19640424 199101 1 001

Mengetahui

Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Sipil, Ketua Program Studi D3 Teknik Sipil,

(4)

Evi Nurlely, 2014

Perencanaan pengendalian banjir kali krukut Jakarta

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ABSTRAK

Bencana yang berpotensi melanda wilayah Jakarta adalah banjir, kebakaran dan gempa bumi, namun bencana yang menjadi perhatian khusus bagi Jakarta adalah banjir. Kali Krukut termasuk wilayah Sungai Ciliwung Cisadane dengan lokasi DAS Krukut meliputi wilayah Kota Depok dan DKI Jakarta merupakan bagian dari sistem drainase kota yang sering meluap saat musim hujan tiba. Banjir yang meluap akibat curah hujan yang deras, saluran drainase yang buruk, sedimentasi, penyempitan sungai dan penggunaan lahan di sepanjang bantaran Kali Krukut memerlukan perencanaan pengendalian banjir yang tepat untuk menangani permasalahan pada Kali Krukut secara struktural. Simulasi debit banjir kala ulang 20 tahun telah dilakukan dengan metoda pendekatan 1 dimensi menggunakan perangkat lunak HEC-RAS 4.1. Debit banjir yang diperoleh tersebut didapatkan dari analisis hidrologi Kali Krukut yang berupa perhitungan curah hujan, perhitungan hujan wilayah, analisis frekuensi, perhitungan Q base flow, dan perhitungan unit hidrograf. Hasil simulasi menunjukkan bahwa kapasitas Kali Krukut debit banjir kala ulang 20 tahun tidak mampu menampung debit banjir yang terjadi, dengan muka air banjir yang tinggi terutama di bagian hulu. Simulasi yang kedua dengan menormalisasi penampang melintang sungai atau perbaikan sungai dengan pelebaran yang berbentuk penampang trapesium. Dengan normalisasi ketinggian muka air menurun secara signifikan namun masih terdapat banjir terutama di beberapa stasioning bagian hulu. Dengan demikian normalisasi belum mampu menampung debit banjir di bagian hulu sehingga dilakukan simulasi ketiga yaitu menambahkan storage area pada penampang yang sudah dinormalisasi. Dari hasil simulasi dengan storage area, dapat diprediksikan mampu menampung debit banjir dengan kala ulang 20 tahun dan merupakan perencanaan yang tepat untuk pengendalian banjir Kali Krukut Jakarta.

(5)

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR ISI

SAMPUL DALAM

HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN PERNYATAAN

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

UCAPAN TERIMAKASIH... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Identifikasi dan Perumusan Masalah... 2

1.3. Maksud dan Tujuan Penulisan ... 2

1.4. Metode Penulisan ... 2

1.5. Manfaat Penulisan ... 3

1.6. Struktur Organisasi Tugas Akhir... 3

(6)

2.1. Umum ... 4

2.1.1.Definisi Banjir ... 4

2.1.2.Penyebab Banjir ... 4

2.1.3.Penelusuran Banjir ... 6

2.2. Analisa Debit Banjir Rencana ... 8

2.3. Pengendalian Banjir ... 8

2.3.1.Konsep Pengendalian Banjir ... 8

2.3.2.Tanggul ... 10

2.3.3.Normalisasi Arus Sungai ... 11

2.4. Aspek Hidrologi ... 12

2.5. Debit Banjir ... 13

2.5.1.Analisis Frekuensi ... 13

2.5.2.Metode Nakayasu ... 13

2.5.3.Metode Snyder ... 15

2.6. Model Hidraulik Sungai ... 16

2.6.1.Komponen Aliran dan Persamaan dalam HEC-RAS ... 16

BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Data Hidrologi ... 22

3.2. Perhitungan Hujan Wilayah Metoda Aritmatik ... 24

3.3. Analisis Frekuensi ... 25

(7)

3.3.1.1.Metode Log Pearson Tipe III ... 27

3.3.2.Uji Kesesuaian Pemilihan Distribusi ... 29

3.3.2.1. Uji Smirnov-Kolmogorof ... 30

3.3.2.1. Uji Chi Kuadrat ... 33

3.4. Perhitungan Q base flow ... 35

3.5. Perhitungan Unit Hidrograf ... 36

3.5.1.Metode HSS Nakayasu ... 36

3.5.1.1. HSS Nakayasu Distribusi 6 Jam ... 38

3.5.1.2. HSS Nakayasu Distribusi 12 Jam ... 45

3.5.2.Metode HSS Snyder ... 51

3.5.2.1. HSS Snyder Distribusi 6 Jam ... 52

BAB IV SIMULASI PEMODELAN KALI KRUKUT 4.1. Pemodelan Kali Krukut ... 60

4.1.1.Skematisasi Kali Krukut ... 60

4.1.2.Data Geometrik ... 61

4.1.3.Kondisi Batas dan Kondisi Awal Pemodelan ... 62

4.1.4.Eksekusi Perangkat Lunak HEC-RAS ... 62

4.2. Analisis Kondisi Eksisting Kali Krukut ... 62

4.2.1.Analisis Kapasitas Kali Krukut ... 62

4.3. Simulasi Pengendalian Banjir ... 66

(8)

4.3.2.Analisis Hasil dan Simulasi ... 66

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan... 74 5.2. Saran ... 74

(9)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penulisan

Provinsi DKI Jakarta sebagai Ibukota Negara Indonesia dengan segala kegiatan pembangunannya yang selama ini dilaksanakan oleh pemerintah menghadapi permasalahan yang kompleks.

Bencana yang berpotensi melanda wilayah Jakarta adalah banjir, kebakaran dan gempa bumi. Bencana yang menjadi perhatian khusus bagi Jakarta adalah banjir. Banjir di Jakarta terbagi menjadi dua, yaitu banjir yang disebabkan oleh meluapnya sungai-sungai karena curah hujan yang tinggi dan banjir yang terjadi karena kiriman dari daerah hulu, yaitu Bogor. Terjadinya banjir di Jakarta juga disebabkan oleh sistem drainase yang tidak berfungsi dengan optimal serta tersumbatnya sungai dan saluran air oleh sampah. Selain itu, dibangunnya hunian pada lahan basah atau daerah resapan air serta semakin padatnya pembangunan fisik menyebabkan kemampuan tanah menyerap air menjadi sangat berkurang. Hal lainnya adalah pembangunan prasarana dan sarana pengendalian banjir yang belum berfungsi maksimal.

Ada 13 sungai dan anak sungai yang mengalir ke Jakarta. Sungai ini sebagian besar polanya meander atau berkelak-kelok. Mulai dari Kali Angke, Pesanggrahan, Ciliwung, dan Kali Krukut. DAS Krukut memiliki luas ± 84,9 km2 dengan panjang sungai utama ± 40 Km. Dengan adanya perkembangan pemanfaatan lahan di bagian hulu dan tengah DAS Krukut, maka secara langsung berpengaruh terhadap volume aliran permukaan (run off) yang mengalir ke Kali Krukut. (Sugiyo, 2008:1)

(10)

permukaan (run off) yang mengalir ke Kali Krukut. Kali Krukut termasuk Wilayah Sungai Ciliwung Cisadane dan merupakan bagian dari sistem drainase kota. Ketika musim hujan tiba, Kali Krukut meluap khususnya di daerah Kemang, Jalan Kapten Tendean dan daerah lain yang rawan banjir dapat menghentikan kegiatan ekonomi yang menimbulkan kerugian.

Perlu adanya perencanaan pengendalian banjir yang tepat untuk menangani permasalahan banjir pada sistem Kali Krukut dengan membahasnya sebagai satu kesatuan sistem. Dalam tugas akhir ini, penulis akan mencari solusi yang tepat berupa perencanaan pengendalian banjir secara struktural.

1.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah

Identifikasi Masalah dari tugas akhir ini adalah banjir yang meluap akibat curah hujan yang deras, saluran drainase yang buruk, sedimentasi, penyempitan sungai dan penggunaan lahan di sepanjang bantaran Kali Krukut.

Rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah “Bagaimana perencanaan

pengendalian banjir yang tepat pada sistem Kali Krukut?”.

1.3 Maksud dan Tujuan Penulisan

Maksud dari pembuatan tugas akhir ini adalah melakukan kajian permasalahan banjir yang terletak di Kali Krukut dan mempertimbangkan pengendalian banjir yang mungkin digunakan dalam sistem kali teresebut.

Tujuan dari tugas akhir ini adalah memperoleh perencanaan pengendalian banjir secara struktural.

1.4 Metode Penulisan

(11)

memanjang saluran. Data kepustakaan meliputi pengumpulan hidrologi, dan pemodelan perangkat lunak HEC-RAS 4.1.

Setelah data tersebut didapat, kemudian dibuatkan simulasi untuk mencari kapasitas penampang dari Kali Krukut dan merencanakan pengendalian banjir.

1.5 Manfaat Penulisan

Diharapkan penulis mendapat solusi yang tepat berupa perencanaan pengendalian banjir secara struktural.

1.6 Struktur Organisasi Tugas Akhir

Secara garis besar, isi laporan perencanaan ini adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini akan dibahas mengenai latar belakang penelitian, identifikasi dan perumusan masalah, tujuan penulisan, metode penulisan, manfaat penulisan dan struktur organisasi tugas akhir.

BAB II KAJIAN PUSTAKA

Dalam bab ini akan dibahas teori-teori yang berhubungan dengan permasalahn yang terjadi dan upaya pemecahan masalah. Teori yang digunakan sebagai dasar untuk membahas masalah.

BAB III ANALISIS HIDROLOGI

Dalam bab ini berisi penjabaran mengenai data hujan dan data aliran, analisis hujan, dan debit banjir

(12)

Dalam bab ini akan disajikan simulasi pemodelan menggunakan perangkat lunak HEC-RAS 4.1 dalam menganalisis dan mencari solusi dari permasalahan banjir pada Kali Krukut.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

(13)

BAB III

ANALISIS HIDROLOGI

3.1 Data Hidrologi

Dalam perencanaan pengendalian banjir, perencana memerlukan data-data selengkap mungkin yang berkaitan dengan perencanaan tersebut. Data-data yang tersebut biasa disebut istilah data hidrologi. Berikut ini adalah macam-macam data hidrologi, yaitu:

1. Peta Rupabumi

Peta Rupabumi yang digunakan dalam perencanaan ini mempunyai skala 1:25000

2. Daerah Aliran Sungai (DAS)

Merupakan batas daerah aliran sungai (catchmen area). DAS ini dipakai untuk menentukan debit banjir rencana yang dipengaruhi oleh luas dan bentuk daerah.

3. Lokasi Stasiun Pengamat Hujan

Apabila data curah hujan pada masing-masing stasiun telah lengkap, maka dapat dilakukan analisa hidrologi untuk mengetahui besarnya debit banjir pada periode ulang tertentu.

Banyaknya stasiun pengamatan yang diperlukan agar memadai dan memberikan informasi yang benar serta cukup mengenai intensitas dan waktu berlangsungnya hujan adalah seperti telah ditetapkan oleh World Meteorogical

(14)

Tabel 3.1 Hubungan luas catchmen area dengan jumlah stasiun pengamat hujan.

Luas Cathmen Area (km2)

Jumlah Stasiun Pengamat Hujan (Minimum) 79.7488 km2. Oleh karena itu jumlah stasiun pengamatan hujan minimal adalah 2 buah stasiun.

Curah hujan wilayah/daerah (areal rainfall) dapat diperoleh dengan beberapa cara antara lain :

1. Rata-rata Aritmatik

2. Rata-rata Polygon Thiessen 3. Garis Ishoyet

4. Depth Duration Curve, dan

5. Mass Duration Curve

(15)

Gambar 3.1 Peta letak stasiun pengamat hujan.

3.2 Pehitungan Hujan Wilayah Metoda Aritmatik

(16)

Krukut dipakai cara metode aritmatik. Perhitungan hujan wilayah metode aritmatik (rata-rata aljabar) dihitung dengan rumus :

Berikut hasil perhitungan hujan wilayah metode aritmatik berdasarkan data curah hujan harian tahunan maksimum Stasiun Hujan Depok dan Stasiun Hujan Pakubuwono disajikan dalam tabel sebagai berikut:

Tabel 3.2 Hasil Perhitungan Hujan Wilayah Metode Aritmatik

Tahun

Curah Hujan Rata-rata

(mm) Aritmatika

Depok Pakubuwono (mm)

1989 75.00 77.00 76.00

1990 87.00 78.00 82.50

1991 96.00 72.00 84.00

1992 90.00 268.00 179.00

1993 112.00 134.00 123.00

1994 86.00 107.00 96.50

1995 134.00 134.00

1996 99.00 99.00

1997 76.00 76.00

1998 126.00 114.00 120.00

1999 66.00 74.00 70.00

2000 72.00 74.00 73.00

2001 69.00 76.00 72.50

2002 72.00 90.00 81.00

2003 87.00 95.00 91.00

(17)

3.3 Analisis Frekuensi

Kala ulang (return period) didefinisikan sebagai waktu hipotetik di mana hujan atau debit dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui sekali dalam jangka waktu tersebut. Analisis frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data yang tersedia untuk memperoleh probabilitas besaran hujan (debit) di masa yang akan datang.

3.3.1 Pemilihan Distribusi

Untuk memperkirakan besarnya debit banjir dengan kala ulang tertentu, terlebih dahulu data-data hujan didekatkan dengan suatu sebaran distribusi, agar dalam memperkiraan besarnya debit banjir tidak sampai jauh melenceng dari kenyataan banjir yang terjadi. Adapun rumus-rumus yang dipakai dalam penentuan distribusi tersebut antara lain :

1

= Koefisien Kepencengan





Tabel 3.3 Syarat Pemilihan Distribusi

No Sebaran Syarat Keterangan

(18)

3 Gumbel Type I Cs  1,1396 tersebut, maka digunakan sebaran Log Pearson Type III.

Ck  5,4002

Sumber : Sriharto, 1993:245

Berikut ini adalah perhitungan analisis frekuensi yang disajikan ke dalam tabel sebagai berikut:

Tabel 3.4 Perhitungan Analisis Frekuensi

Dari hitungan diatas, analisis ekstrim tidak ada yang memenuhi syarat pemilihan distribusi, maka digunakan sebaran Log Pearson Type III.

Curah Hujan (Xi) (mm)

1 1989 76.00 -21.17 448.03 -9483.25 200728.89

2 1990 82.50 -14.67 215.11 -3154.96 46272.79

3 1991 84.00 -13.17 173.36 -2282.59 30054.07

4 1992 179.00 81.83 6696.69 548012.83 44845716.48

5 1993 123.00 25.83 667.36 17240.16 445370.85

6 1994 96.50 -0.67 0.44 -0.30 0.20

7 1995 134.00 36.83 1356.69 49971.58 1840619.82

8 1996 99.00 1.83 3.36 6.16 11.30

9 1997 76.00 -21.17 448.03 -9483.25 200728.89

10 1998 120.00 22.83 521.36 11904.41 271817.41

11 1999 70.00 -27.17 738.03 -20049.75 544685.00

12 2000 73.00 -24.17 584.03 -14114.00 341088.45

13 2001 72.50 -24.67 608.44 -15008.30 370204.64

14 2002 81.00 -16.17 261.36 -4225.34 68309.63

15 2003 91.00 -6.17 38.03 -234.50 1446.11

Jumlah 1457.500 0.00 12760.33 549098.89 49207054.53

Rerata 97.167

Maksimum 179.000

Minimum 70.000

Standar Deviasi (Stdev) 30.190

Skewness (Cs) 1.645

Koefisien Kurtosis (Ck) 2.740

(19)

3.3.1.1Metode Log Pearson Type III

Prosedur distribusi log pearson III berupa mentransformasikan data asli kedalam nilai logaritmik (ln atau log x10), menghitung nilai-nilai kuadrat parameter statistic dari data yang sudah di transformasikan, dan menghitung besarnya logaritma hujan rencana untuk kala ulang yang dipilih. Berikut ini adalah tabel hasil perhitungan sebaran distribusi log pearson III.

Tabel 3.5 Perhitungan Log Pearson Tipe III

Curah Hujan (Xi) (mm)

1 1992 179.00 2.253 0.2817 0.0793 0.0223 6.25

2 1995 134.00 2.127 0.1559 0.0243 0.0038 12.50

3 1993 123.00 2.090 0.1187 0.0141 0.0017 18.75

4 1998 120.00 2.079 0.1080 0.0117 0.0013 25.00

5 1996 99.00 1.996 0.0244 0.0006 0.0000 31.25

6 1994 96.50 1.985 0.0133 0.0002 0.0000 37.50

7 2003 91.00 1.959 -0.0121 0.0001 0.0000 43.75

8 1991 84.00 1.924 -0.0469 0.0022 -0.0001 50.00

9 1990 82.50 1.916 -0.0547 0.0030 -0.0002 56.25

10 2002 81.00 1.908 -0.0627 0.0039 -0.0002 62.50

11 1989 76.00 1.881 -0.0904 0.0082 -0.0007 68.75

12 1997 76.00 1.881 -0.0904 0.0082 -0.0007 75.00

13 2000 73.00 1.863 -0.1079 0.0116 -0.0013 81.25

14 2001 72.50 1.860 -0.1109 0.0123 -0.0014 87.50

15 1999 70.00 1.845 -0.1261 0.0159 -0.0020 93.75

Jumlah 29.568 0.000 0.196 0.022

Rerata 1.971

Maksimum 2.253

Minimum 1.845

Standar Deviasi (Stdev) 0.118

Skewness (Cs) 1.121

Koefisien Kurtosis (Ck) 0.690

(20)

Dari tabel tersebut, dapat disimpulkan bahwa data berjumlah 15, Cs = 1.121, Log X rt =1.971, StDev = 0.118, dan selanjutnya menghitung Log X = Log Xrt + G.S.

Setelah menghitung besarnya logaritma hujan rencana untuk kala ulang yang dipilih, maka selanjutnya adalah menghitung probabilitas hujan maksimum untuk digunakan dalam analisa curah hujan maksimum.

Tabel 3.6 Hujan rencana dan Probabilitas hujan maksimum metode Log Pearson III

Periode

Ulang G Xt

( tahun ) (tabel) (mm)

1 1.01 -1.503 1.794 62.16 99.01

2 2 -0.183 1.950 89.03 50.00

3 5 0.742 2.059 114.53 20.00

4 10 1.341 2.130 134.80 10.00

5 20 1.796 2.183 152.57 5.00

6 25 2.023 2.210 162.31 4.00

7 50 2.594 2.278 189.58 2.00

8 100 3.100 2.338 217.60 1.00

9 200 3.593 2.396 248.85 0.50

10 1000 4.710 2.528 337.23 0.10

(21)

Maka rekapitulasi hasil perhitungan hujan rancangan disajikan tabel berikut ini:

Tabel 3.7 Rekapitulasi hasil perhitungan hujan rancangan

3.3.2 Uji Kesesuaian Pemilihan Distribusi

Untuk mengetahui apakah data tersebut benar sesuai dengan jenis sebaran teoritis yang dipilih maka perlu dilakukan pengujian lebih lanjut. Untuk keperluan analisis uji kesesuaian dipakai dua metode statistik yaitu Uji Smirnov-Kolmogorov dan Uji Chi Kuadrat.

3.3.2.1Uji Smirnov-Kolmogorov

Uji Smirnov-Kolmogorov diperoleh dengan memplot data dan probabilitasnya dari data yang bersangkutan, serta hasil perhitungan empiris dalam bentuk grafis. Dari kedua hasil pengeplotan, dapat diketahui penyimpangan terbesar ( maksimum). Penyimpangan tersebut kemudian dibandingkan dengan penyimpangan kritis yang masih diijinkan ( cr), pada proyek ini digunakan nilai kritis (significant level)  = 5 %. Nilai kritis  untuk pengujian ini tergantung pada jumlah data dan  .

Periode Ulang Log Pearson Type III

( tahun ) (mm)

1 1.01 62.159

2 2 89.030

3 5 114.531

4 10 134.796

5 20 152.567

6 25 162.313

7 50 189.576

8 100 217.596

9 200 248.852

10 1.000 337.226

(22)

Tabel 3.8 Harga Kritis ( Cr ) Untuk Smirnov Kolmogorov Test  (dalam Laporan Penunjang Hidrologi, PT.Kwarsa Hexagon, 2011)

(23)



(24)

Tabel 3.10 Tes distribusi Smirnov Kolmogorov DAS Kali Krukut

Jumlah = 29.568

Rerata = 1.971

Standar Deviasi (Stdev) = 0.118 Skewness (Cs) = 1.121

Jumlah data (n) = 15

Level of Significant (α) = 5%

D kritis = 0.34 (Tabel Smirnov)

D maks = 0.079

Kesimpulan = Hipotesa Log Pearson Diterima

No Tahun Xi P (Xi) Log Xi G P (Xm) [P(Xi) - P(Xm)]

1 1992 179.000 6.25 2.253 2.383 2.739 3.511

2 1995 134.000 12.50 2.127 1.319 10.363 2.137

3 1993 123.000 18.75 2.090 1.004 15.621 3.129

4 1998 120.000 25.00 2.079 0.914 17.137 7.863

5 1996 99.000 31.25 1.996 0.207 37.357 6.107

6 1994 96.500 37.50 1.985 0.113 40.403 2.903

7 2003 91.000 43.75 1.959 -0.103 47.393 3.643

8 1991 84.000 50.00 1.924 -0.397 56.926 6.926

9 1990 82.500 56.25 1.916 -0.463 62.645 6.395

10 2002 81.000 62.50 1.908 -0.530 65.692 3.192

11 1989 76.000 68.75 1.881 -0.765 76.270 7.520

12 1997 76.000 75.00 1.881 -0.765 76.270 1.270

13 2000 73.000 81.25 1.863 -0.913 82.561 1.311

14 2001 72.500 87.50 1.860 -0.938 83.550 3.950

15 1999 70.000 93.75 1.845 -1.067 88.599 5.151

(25)

Gambar 3.2 Grafik Uji Distribusi Smirnov-Kolmogorof DAS Kali Krukut

3.3.2.2Uji Chi Kuadrat

Metode ini sama dengan Metode Smirnov-Kolmogorov, yaitu untuk menguji kebenaran distribusi yang dipergunakan pada perhitungan frekuensi analisis. Distribusi dinyatakan benar jika nilai X2 dari hasil perhitungan lebih kecil dari X2 kritis yang masih diizinkan. Metode chi Kuadrat diperoleh berdasarkan rumus:









 k

1

2 2

Ef Of Ef cal

X

dengan:

X2 cal = nilai kritis hasil perhitungan

k = jumlah data

Ef = nilai yang diharapkan (Expected Frequency)

(26)

Batas kritis X2 tergantung pada derajat kebebasan dan . Untuk kasus ini derajat kebebasan mempunyai nilai yang didapat dari perhitungan sebagai berikut: DK = JK - ( P + 1)

dengan

DK = Derajat Kebebasan

JK = Jumlah Kelas

P = Faktor Keterikatan (pengujian chi kuadrat mempunyai keterikatan 2)

Untuk perhitungan Chi Kuadrat, diketahui:  Jumlah data (n) = 15  Penentuan jumlah kelas (k) = 1 + 3,22 Log n

= 4.8

= 5

 Derajat bebas ( g ) = k - h - 1 ; h = 2 = 2.00

 Level of Significant (α) = 5%

 X2 Kritis = 5.99 (Tabel Chi Square)

 Expected Frequency (Ef) = 3.00

Maka hasil perhitungan disajikan dalam tabel sebagai berikut:

(27)

Dari tabel tersebut, terlihat bahwa X2 kritis = 5.99 < X2 hitung = 6.00. Maka kesimpulannya, hipotesa log pearson tidak diterima.

3.4 Perhitungan Q Base Flow

Perhitungan Q base flow atau kondisi awal debit banjir saat t=0 berdasarkan data tinggi muka air Kali Krukut Stasiun Benhil (sumber Balai Hidrologi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air) tahun 1998-2011 yang kemudian data tinggi muka air tersebut dikonversi menjadi besarnya aliran berdasarkan metoda Hymos Manning Q = 9.954(h-0.210)1.868

Tabel 3.12 Data debit Stasiun Benhil Kali Krukut DATA DEBIT STASIUN BENHIL - S. KRUKUT

TAHUN 1998-2011 (m3/detik)

(28)

2005 8.48891131 15.74653 3.1097845 2007 7.62935977 16.67125 4.1917092 2008 8.95596767 17.58684 6.0707862 2009 2.73720775 10.29166 0.9792605 2010 2.99285627 10.33265 1.0796586 2011 1.09642176 3.778881 0.5207198

Gambar 3.3 Grafik debit Stasiun Benhil Kali Krukut

Kondisi awal debit banjir yang dipakai untuk perhitungan selanjutnya yaitu diambil kondisi debit awal yang paling minimum yaitu 0.5207198 m3/detik.

3.5 Perhitungan Unit Hidrograf

Hidrograf merupakan penyajian grafis antara salah satu unsur aliran dengan waktu. Unsur aliran terdiri dari ketinggian air (H), debit (Q) dan debit sedimen (Qs).

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2007 2008 2009 2010 2011 DATA DEBIT STASIUN BENHIL - S. KRUKUT

TAHUN 1998-2011 (m3_/detik)

(29)

3.5.1 Metode HSS Nakayasu

Persamaan umum hidrograf satuan sintetik Nakayasu adalah sebagai berikut (Soemarto, 1987), dan dikoreksi untuk nilai waktu puncak banjir dikalikan 0,75 dan debit puncak banjir dikalikan 1,2 untuk menyesuaikan dengan kondisi di Indonesia.

dengan :

Qp = debit puncak banjir (m3 /dt)

R0 = hujan satuan (mm)

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

T0.3=waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak sampai menjadi 30 % dari debit puncak

Tp = Tg + 0.8 Tr

Persamaan hidrograf satuannya adalah:

(30)

2. Pada kurva turun

Gambar 3.4 Hidrograf Satuan Nakayasu

3.5.1.1 HSS Nakayasu Distribusi 6 Jam

Perhitungan rasio hujan jam-jaman, distribusi hujan jam-jaman dari hujan terpusat selama 6 jam menggunakan rumus sebagai berikut:

Rt = R24/6.(6/t)(2/3) , dan

(31)

Berikut ini adalah hasil perhitungan rasio jam-jaman dari hujan terpusat selama 6 jam.

Tabel 3.13 Rasio hujan jam-jaman selama 6 jam

Jam ke- (t)

Distribusi hujan (Rt) Curah hujan Rasio Kumulatif

0,5 jam-an jam ke- (%) [%]

0.50 0.87 R24 0.44 R24 43.68 43.68

1.00 0.55 R24 0.11 R24 11.35 55.03

1.50 0.42 R24 0.08 R24 7.96 63.00

2.00 0.35 R24 0.06 R24 6.34 69.34

2.50 0.30 R24 0.05 R24 5.35 74.69

3.00 0.26 R24 0.05 R24 4.68 79.37

3.50 0.24 R24 0.04 R24 4.18 83.55

4.00 0.22 R24 0.04 R24 3.80 87.36

4.50 0.20 R24 0.03 R24 3.50 90.86

5.00 0.19 R24 0.03 R24 3.25 94.10

5.50 0.18 R24 0.03 R24 3.04 97.14

6.00 0.17 R24 0.03 R24 2.86 100.00

(32)

Gambar 3.5 Pola distribusi hujan selama 6 jam

Sedangkan perhitungan nisbah hujan jam-jaman disajikan dalam tabel sebagai berikut:

Tabel 3.14 Perhitungan nisbah hujan jam-jaman selama 6 jam

43,68

Pola Distribusi Hujan

Kala

(33)

Parameter untuk perhitungan unit hidrogaf HSS Nakayasu itu sendiri disajikan dalam tabel sebagai berikut:

Tabel 3.15 Parameter DAS pada perhitungan banir rancangan metode Nakayasu

R Rancangan (mm) 62.16 89.03 114.53 134.80 152.57 162.31 189.58 217.60 248.85 337.23

Koef. Pengaliran

( C ) 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700

Rn (mm) 43.511 62.321 80.172 94.357 106.797 113.619 132.703 152.317 174.196 236.058

Jam ke- Nisbah ( % )

(34)

Parameter DAS

Mencari Ordinat Hidrograf

(35)

Untuk mencari ordinat hidrogaf, selanjutnya melakukan perhitungan yang sebagai berikut:

(36)

Gambar 3.6 Pola ordinat Nakayasu distribusi 6 jam

Tabel 3.16 Rekapitulasi banjir rancangan HSS Nakayasu distribusi 6 jam

(37)

33.00 0.16 14.78 20.94 26.79 31.44 35.52 37.75 44.01 50.44 57.60 77.88

34.00 0.15 13.75 19.46 24.89 29.20 32.98 35.05 40.85 46.81 53.46 72.27

35.00 0.14 12.84 18.16 23.21 27.23 30.75 32.68 38.08 43.63 49.82 67.33

36.00 0.14 12.03 17.00 21.72 25.47 28.76 30.56 35.61 40.80 46.58 62.94

(38)

(39)

(40)

3.5.1.2 HSS Nakayasu Distribusi 12 Jam

Perhitungan rasio hujan jam-jaman, distribusi hujan jam-jaman dari hujan terpusat selama 12 jam menggunakan rumus sebagai berikut:

Rt = R24/12.(12/t)(2/3) , dan

Curah Hujan jam ke T, Rt = t . Rt - (t - 0,5). R(t-1)

Berikut ini adalah hasil perhitungan rasio jam-jaman dari hujan terpusat selama 12 jam.

Tabel 3.17 Rasio hujan jam-jaman HSS Nakayasu selama 12 jam

Rasio Kumulatif

(41)

ke-Evi Nurlely, 2014

Gambar 3.8 Pola distribusi hujan selama 12 jam

Sedangkan perhitungan nisbah hujan jam-jaman disajikan dalam tabel sebagai berikut:

Tabel 3.18 Perhitungan nisbah hujan jam-jaman selama 12 jam

Kala Ulang (Tr) (tahun) 1.01 2 5 10 20 25 50 100 200 1000

R Rancangan (mm) 62.16 89.03 114.53 134.80 152.57 162.31 189.58 217.60 248.85 337.23

Koef. Pengaliran ( C ) 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 0.700 Rn (mm) 43.511 62.321 80.172 94.357 106.797 113.619 132.703 152.317 174.196 236.058

Jam

ke-1 0.437 19.005 27.221 35.018 41.214 46.648 49.628 57.963 66.531 76.087 103.108 2 0.275 11.973 17.148 22.060 25.963 29.386 31.264 36.515 41.912 47.932 64.954 3 0.210 9.137 13.087 16.835 19.814 22.426 23.859 27.866 31.985 36.579 49.569 4 0.173 7.542 10.803 13.897 16.356 18.512 19.695 23.003 26.403 30.195 40.918 5 0.149 6.500 9.309 11.976 14.095 15.953 16.972 19.823 22.753 26.021 35.262 6 0.132 5.756 8.244 10.605 12.482 14.127 15.030 17.554 20.149 23.043 31.227 7 0.119 5.194 7.439 9.570 11.263 12.748 13.562 15.840 18.181 20.793 28.177 8 0.109 4.751 6.805 8.755 10.304 11.662 12.407 14.491 16.633 19.022 25.777 9 0.101 4.392 6.291 8.093 9.525 10.781 11.470 13.397 15.377 17.585 23.830 10 0.094 4.095 5.865 7.544 8.879 10.050 10.692 12.488 14.334 16.393 22.214 11 0.088 3.842 5.504 7.080 8.333 9.431 10.034 11.719 13.451 15.383 20.846

12 0.083 3.626 5.193 6.681 7.863 8.900 9.468 11.059 12.693 14.516 19.672

(42)

Parameter untuk perhitungan unit hidrogaf HSS Nakayasu itu sendiri disajikan dalam tabel sebagai berikut:

Tabel 3.19 Parameter DAS pada perhitungan banir rancangan metode Nakayasu

Parameter DAS

Mencari Ordinat Hidrograf

(43)

Qt = Qmax (0.3)^((t- Tp) + 1.5 T0.3)/(2 T0.3))

Untuk mencari ordinat hidrogaf, selanjutnya melakukan perhitungan yang sebagai berikut:

Mencari Ordinat Hidrograf

1. 0 < t < Tp ---> 0 < t < 8.04

Qt = Q max (t/Tp)^2.4

2. Tp < t < (Tp + T0.3) ---> 8.04 < t < 18.09

Qt = Q max (0.3)^(t-Tp/(T0.3))

3. (Tp + T0.3) < t < (Tp + 2.5T0.3) ----> 18.09 < t < 33.17

Qt = Qmax (0.3)^((t-Tp) + 0.5 T0.3) / 1.5 T0.3)

4. t > (Tp + 2.5 T0.3) ---> t > 33.17

(44)

Gambar 3.9 Pola ordinat Nakayasu distribusi 12 jam

Tabel 3.20 Rekapitulasi banjir rancangan HSS Nakayasu distribusi 12 jam

(45)

14.00 0.87 89.83 128.44 165.08 194.20 219.74 233.74 272.91 313.17 358.08 485.06

15.00 0.77 88.29 126.23 162.24 190.85 215.95 229.71 268.20 307.77 351.90 476.68

16.00 0.69 85.71 122.54 157.49 185.26 209.62 222.98 260.34 298.74 341.58 462.70

17.00 0.61 82.03 117.27 150.71 177.28 200.59 213.37 249.12 285.86 326.85 442.74

18.00 0.54 77.13 110.25 141.68 166.66 188.56 200.57 234.18 268.71 307.23 416.16

19.00 0.50 71.19 101.74 130.73 153.77 173.98 185.06 216.05 247.91 283.44 383.92

20.00 0.46 63.86 91.24 117.23 137.88 155.99 165.92 193.70 222.25 254.10 344.16

21.00 0.42 57.40 81.99 105.33 123.87 140.13 149.05 174.00 199.64 228.24 309.11

22.00 0.39 51.77 73.92 94.94 111.65 126.30 134.33 156.81 179.91 205.68 278.53

23.00 0.36 46.83 66.85 85.85 100.95 114.19 121.45 141.76 162.64 185.93 251.77

24.00 0.33 42.50 60.65 77.88 91.56 103.56 110.15 128.56 147.49 168.60 228.28

25.00 0.31 38.69 55.20 70.86 83.30 94.22 100.20 116.94 134.15 153.35 207.62

26.00 0.28 35.34 50.39 64.67 76.02 85.98 91.43 106.70 122.40 139.91 189.40

27.00 0.26 32.37 46.14 59.21 69.59 78.69 83.69 97.66 112.01 128.03 173.31

28.00 0.24 29.74 42.38 54.37 63.89 72.25 76.83 89.65 102.82 117.52 159.06

29.00 0.22 27.41 39.04 50.07 58.84 66.53 70.75 82.54 94.67 108.19 146.43

30.00 0.21 25.34 36.07 46.26 54.35 61.45 65.34 76.23 87.42 99.90 135.19

31.00 0.19 23.44 33.35 42.75 50.22 56.77 60.37 70.42 80.75 92.27 124.85

32.00 0.18 21.68 30.83 39.51 46.41 52.45 55.77 65.05 74.59 85.23 115.31

33.00 0.16 20.06 28.50 36.51 42.88 48.47 51.53 60.10 68.91 78.73 106.50

34.00 0.15 18.60 26.42 33.84 39.74 44.91 47.74 55.67 63.82 72.92 98.63

35.00 0.14 17.30 24.55 31.44 36.91 41.70 44.34 51.69 59.26 67.70 91.55

36.00 0.14 16.12 22.86 29.26 34.35 38.81 41.25 48.09 55.13 62.97 85.15

(46)

(47)

3.5.2 Metode HSS Snyder

Dalam permulaan tahun 1938, F.F. Snyder dari Amerika Serikat telah membuat persamaan empiris dengan koefisien-koefisien empiris yang menghubungkan unsur-unsur hidrograf satuan dengan karakteristik daerah pengaliran. Hidrograf satuan tersebut ditentukan secara cukup baik dengan hubungan ketiga unsur yang lain yaitu Qp (m3/dt ), Tb serta Tr ( jam ). Sumber : dalam Laporan Penunjang Hidrologi, PT.Kwarsa Hexagon, 2011.

Gambar 3.11 Hidrograf Satuan Sintetik Snyder

Unsur-unsur hidrograf tersebut dihubungkan dengan : A = luas daerah pengaliran (km2)

L = panjang aliran utama (km)

Lc = jarak antara titik berat daerah pengaliran dengan pelepasan (outlet)

yang diukur sepanjang aliran utama

Dengan unsur-unsur tersebut di atas Snyder membuat rumus-rumusnya seperti berikut:

(48)

te = tp / 5.5 ; tr = 1 jam Qp = 2.78 * ( cp.A / tp ) Tb = 72 + 3 tp

Dimana :

Cp = koefisien (0.9 – 1.4 ; sumber: Sri Harto Br: Analisis Hidrologi, 1993)

SE = Elevasi mercu

ST = Elevasi puncak

3.5.2.1 HSS Snyder Distribusi 6 Jam

Perhitungan HSS Snyder distribusi 6 jam menggunakan parameter sebagai berikut:

 Parameter HSS Snyder

1. Luas DAS, A = 79.749 km2

2. Panjang sungai utama, L = 32.105 km

3. Panjang sungai dari bagian hilir ke titik berat, Lc =24.079 km

4. Kemiringan sungai, S=0.025

5. Koefisien n, n=0.250

6. Koefisien Ct (koef. snyder => 1.1 - 2.2), Ct =1.10

7. Koefisien Cp (Peaking Coeficient => 0.4 - 0.8), Cp=0.400

8. Q base flow, Qb = 3.779 m3/dt

 Parameter bentuk hidrograf

1. Menghitung waktu dari titik berat hujan ke debit puncak (tp)

(49)

2. Menghitung curah hujan efektif (te)

te = tp / 5,5 = 1.676 jam

3. Menghitung waktu untuk mencapai puncak (Tp)

tr = 1 jam,

o _{Jika te > tr}

tp' = tp + 0,25(te-tr) = 9.388 jam

Tp = tp' + 0,5 = 9.888 jam

o _{Jika te < tr}

Tp = tp + 0,5tr = 9.719 jam

o _{Jika te = tr}

Tp = tp = 9.219 jam

4. Menghitung debit maksimum hidrograf satuan (Qp) qp = 0,278 (Cp/tp) = 0.011 m3/dt/km2

Qp = qp . A = 0.912 m3/dt

5. Perhitungan absis (nilai x)

x = t / tp

6. Penghitungan koefisien l dan a

l = Qp.Tp/(A.h) = 0.111

a = 1,32I2 + 0,15I + 0,045 = 0.078

7. Perhitungan besarnya ordinat y

y = 10-α(1-x)^2/x)

8. Perhitungan besarnya Qt

(50)

Berikut ini adalah tabel hasil perhitungan ordinat HSS Snyder

Tabel 3.21 Ordinat HSS Snyder

t x y Qt

(jam) (m3/dt/mm)

0.0 0.00 0.00 0.00

0.5 0.05 0.04 0.04

1.0 0.10 0.25 0.22

1.5 0.15 0.44 0.40

2.0 0.21 0.58 0.53

2.5 0.26 0.68 0.62

3.0 0.31 0.76 0.69

3.5 0.36 0.82 0.74

4.0 0.41 0.86 0.78

4.5 0.46 0.89 0.82

5.0 0.51 0.92 0.84

5.5 0.57 0.94 0.86

6.0 0.62 0.96 0.87

6.5 0.67 0.97 0.89

7.0 0.72 0.98 0.89

7.5 0.77 0.99 0.90

8.0 0.82 0.99 0.91

(51)

9.0 0.93 1.00 0.91

9.5 0.98 1.00 0.91

10.0 1.03 1.00 0.91

10.5 1.08 1.00 0.91

11.0 1.13 1.00 0.91

11.5 1.18 0.99 0.91

12.0 1.23 0.99 0.91

12.5 1.29 0.99 0.90

13.0 1.34 0.98 0.90

t x y Qt

(jam) (m3/dt/mm)

14.0 1.44 0.98 0.89

14.5 1.49 0.97 0.89

15.0 1.54 0.97 0.88

15.5 1.59 0.96 0.88

16.0 1.65 0.96 0.87

16.5 1.70 0.95 0.87

17.0 1.75 0.94 0.86

17.5 1.80 0.94 0.86

18.0 1.85 0.93 0.85

18.5 1.90 0.93 0.84

19.0 1.95 0.92 0.84

19.5 2.01 0.91 0.83

20.0 2.06 0.91 0.83

20.5 2.11 0.90 0.82

21.0 2.16 0.89 0.82

21.5 2.21 0.89 0.81

22.0 2.26 0.88 0.80

22.5 2.32 0.87 0.80

(52)

23.5 2.42 0.86 0.79

24.0 2.47 0.85 0.78

Sedangkan rekapitulasi banjir rancangan dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

(53)

(54)

(55)

(56)

Tabel 3.23 Perbandingan Perhitungan Debit Banjir Rencana dengan Berbagai Metode

Kala Ulang

Q banjir (m3/detik) Metode HSS

Nakayasu

Metode HSS Nakayasu

Metode HSS Snyder (tahun) Distribusi 6 Jam Distribusi 12 Jam Distribusi 6 Jam

1.01 103.329 90.344 129.851

2 147.772 129.174 185.760

5 189.950 166.026 238.820

10 223.467 195.309 280.983

20 252.860 220.990 317.959

25 268.980 235.074 338.237

50 314.071 274.470 394.961

100 360.416 314.962 453.262

1000 558.278 487.834 702.169

(57)

BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

1. Hampir semua titik stasioning di Kali Krukut tidak dapat menahan debit banjir dengan kala ulang 20 tahunan.

2. Upaya perencanaan pengendalian banjir Kali Krukut Jakarta adalah menormalisasi sungai atau memperbaiki tampang melintang sungai kemudian direncanakan pula storage area dengan lateral structure. 3. Pada kondisi eksisting, banjir di bagian hulu merupakan banjir tertinggi

daripada bagian-bagian lainnya.

4. Perencanaan pengendalian banjir di Kali Krukut dengan normalisasi telah berhasil menurunkan muka air yang cukup besar terutama di bagian hulu namun masih saja mengalami banjir.

5. Perencanaan storage area pada tampang melintang yang sudah dinormalisasi mampu mengendalikan banjir dengan kala ulang 20 tahunan.

6. Secara keseluruhan dapat disimpulkan bahwa profil aliran yang dihasilkan dari suatu sistem alur sungai sangat bergantung dari nilai debit masukan di hulu, serta keadaan tampang sungai, baik melintang maupun memanjang. Sehingga jika terjadi perubahan terhadap salah satu maupun keduanya sekaligus, maka output yang terjadi juga akan berbeda.

5.2 Saran

(58)

(59)

DAFTAR PUSTAKA

BR, Sri Harto. (1993). Analisis Hidrologi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama. CD, Soemarto. (1995). Hidrologi Teknik. Jakarta : Erlangga.

Hydrologic Engineering Center. (2010) .HEC-RAS River Analysis System,

Applications Guide, Version 4.1, January 2010. U. S. Army Cormps of

Engineers: Davis, CA.

Hydrologic Engineering Center. (2010). HEC-RAS River Analysis System,

Hydraulic Reference Manual, Version 4.1, January 2010. U. S. Army

Cormps of Engineers: Davis, CA.

Hydrologic Engineering Center. (2010). HEC-RAS River Analysis System, User’s

Manual, Version 4.1, January 2010. U. S. Army Cormps of Engineers:

Davis, CA.

Istiarto. (2012). Dasar Simple Geometri River. Yogyakarta.

Kodoatie, Robert J. (2013). Rekayasa dan Manajemen Banjir Kota. Yogyakarta : CV Andi.

Maryono, Agus. (2007). Restorasi Sungai. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

PT Kwarsa Hexagon. (2011). Laporan Penunjang Hidrologi. PPKSDA Ciliwung-Cisadane, Direktorat Sungai dan Danau, Ditjen Penataan Ruang dan Pengembangan Wilayah, Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah, Jakarta.

Siswoko. (2007). Banjir, Masalah Banjir, dan Upaya Mengatasinya : Mengatasi

Kelangkaan Air dan Banjir secara terpadu. Makalah dalam Lokakarya

Nasional Hari Air Dunia Ke-15 Tahun 2007.

Sugiyo, K. (2008). Kualitas Air Kali Krukut Sehubungan Dengan Penggunaan

Tanah Daerah Sempadannya. Skripsi Sarjana pada FPMIPA UPI.

(60)