ANALISA DEBIT BANJIR BATANG PARIAMAN DENGAN MENGGUNAKAN BEBERAPA METODA

(1)

ANALISA DEBIT BANJIR BATANG PARIAMAN DENGAN

MENGGUNAKAN BEBERAPA METODA

Syadli Syan, Wardi, Afrizal Naumar

Jurusan teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang Email : [email protected], [email protected], [email protected]

Abstrak

Banjir adalah suatu kondisi dimana tidak tertampungnya air dalam saluran pembuangan ( palung sungai ) atau terhambatnya aliran air di dalam saluran pembuangan sehingga meluap menggenangi daerah sekitarnya. Secara umum faktor penyebab banjir dapat diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu faktor alami, faktor manusia faktor alami antara lain air pasang, curah hujan, erosi dan sedimentasi, menurunnya kapasitas sungai, sedangkan faktor manusia antara lain kawasan kumuh , sampah. Berdasarkan hal tersebut perlu di analisa besar debit banjir yang terjadi. Untuk mendapatkan debit dimulai dari perhitungan curah hujan rencana dengan memakai 3 metoda yaitu metoda gumbel, metoda hasper, metoda weduwen dan perhitungan debit banjir menggunakan lima metoda yaitu metoda rasional,metoda hasper, metoda Melchior, metoda weduwen dan metoda rasional singapura, yang mendekati adalah metoda rasional singapura di dapat dari perhitungan sebelumnya, jadi metoda yang sesuai dengan karakteristik DAS batang pariaman yaitu metoda rasional singapura. Perhitungan debit ini akan di gunakan sebagai dasar untuk perencanaan bangunan air di sungai.

(2)

ANALYSIS OF FLOOD DISCHARGE BATANG PARIAMAN USING

SOME METHOD

Syadli Syan, Wardi, Afrizal Naumar

Jurusan teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang Email: [email protected], [email protected], [email protected]

Abstract

Flooding is a condition where its not accommodated in the drain water (river beds) or obstruction of water flow in the sewer so that overflow inundating the surrounding area. In general, factors that cause floods can be classified in two categories, namely natural factors, human factors natural factors such as tides, rainfall, erosion and sedimentation, reducing capacity of the river, while the human factors such as slums, garbage. Based on this analysis need to be in a great flood discharge. To get started discharge plan from the calculation of rainfall using 3 methods namely Gumbel method, method hasper, weduwen method and calculation of flood discharge using five methods that rational methods, methods hasper, Melchior methods, methods and methods of rational weduwen Singapore, which is a method of approaching rational singapore obtained from the previous calculation, so the method according to the characteristics of DAS rod singapore pariaman the rational method. The discharge calculation will be used as a basis for planning and building of water in the river Keywords: Flood, precipitation, methods, characteristics.

(3)

PENDAHULUAN

Bencana banjir termasuk bencana alam yang hampir pasti terjadi pada setiap datangnya musim penghujan. Banjir merupakan suatu kondisi dimana tidak tertampungnya air dalam saluran pembuangan atau terhambatnya aliran air didalam saluran pembuangan sehingga meluap menggenagi daerah sekitarnya. ( suripin, sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan ). Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi akan terjadi setiap saat, hal ini akan diiringi pula dengan peningkatan pembangunan infrastruktur sebagai penunjang perkembangan tersebut, dengan semakin pesatnya pembangunan maka pemanfaatan sumber daya alam khususnya lahan akan semakin meningkat pula.Lahan yang dulunya berupa areal tanah kosong, rerumputan dengan nilai koefisien pengaliran antara 0,05-0,10. Setelah dibangun menjadi0,85 untuk atap bangunan 0,825 untuk jalan aspal, dari perubahan penggunaan lahan tersebut menimbulkan dampak negative terhadap lingkungan, seperti berkurangnya daerah resapan air/infiltrasi ditambah dengan faktor curah hujan yang tinggi, kesalahan perencanaan pembangunan alur sungai dan rusaknya DAS ( suyono, hidrologi untuk pengairan ). Berdasarkan faktor diatas kita perlu mengetahui berapa besar debit banjir yang terjadi pada DAS Batang Pariaman.

Untuk mendapatkan data yang akurat maka perhitungan debit banjir dilakukan dengan menggunakan beberapa metoda.

Secara umum faktor penyebab banjir dapat diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu sebab alami dan manusia ( Robert J. kodoatie, Sugiyanto “ banjir “. Yang termasuk sebab alami pengaruh air pasang, curah hujan, erosi dan sedimentasi, menurunnya kapasitas sungai, kapasitas drainase yang tidak memadai. Faktor manusia Menurunya fungsi DAS, kawasan kumuh, sampah.

Tujuan studi Analisa Debit Banjir Batang Pariaman Dengan Menggunakan Beberapa Metoda ini adalah untuk menentukan metoda yang sesuai dengan karakteristik DAS Batang Pariaman yang akan digunakan sebagai dasar untuk perencanaan bangunan air di sungai.

METODOLOGI

Melakukan studi literatur dan pengumpulan data. Kegiatan yang akan dilakukan secara garis besar dibedakan atas: a. Studi literatur

Dalam studi literatur didapatkan teori-teori yang diperoleh melalui buku – buku untuk analisa yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir.

(4)

b. Pengumpulan data

Data yang dibutuhkan adalah peta tofografi, DAS, data curah hujan10 tahun (tahun 2003 sampai tahun 2012) data debit dan data-data sekunder lainnya. c. Analisa dan perhitungan.

1) Curah Hujan ( Presepitasi )

Presepitasi adalah peristiwa jatuhnya cairan dari atmosfir ke permukaan bumi. Jumlah presepitasi selalu dinyatakan dalam bentuk ( mm ) presepitasi bias berwujud dalam 2 bentuk, presepitasi cair berupa : hujan dan embun, presepitasi beku berupa : salju dan hujan es. Faktor yang mempengaruhi terjadinya presepitasi : uap air di atmosfer, faktor meteorologi, rintangan yang disebabkan gunung dan lain-lain.

2) Curah Hujan terpusat

Curah hujan terpusat adalah curah hujan yang didapat dari hasil pencatatan alat pengukur hujan atau data curah hujan yang akan di olah adalah data kasar yang tidak dapat langsung dipakai. 3) Curah hujan daerah

Curah hujan terpusat adalah curah hujan yang didapat dari beberapa stasiun pencacatcurah hujan dan di rata-ratakan.

4) Curah hujan maksimum

Pada analisa ini, data curah hujan yang akan digunakan adalah data curah hujan rata – rata maksimum yang diperoleh dengan menghitung data curah hujan 10 tahun dari 3 stasiun dengan menggunakan rumus Poligon Thiessen. 5) Curah hujan rencana

Curah hujan rencana adalah perkiraan besarnya curah hujan yang akan terjadi pada periode tertentu seperti curah hujan 2, 5, 10, 25, 50 dan 100 tahunan. Untuk menghitung curah hujan rencana menggunakan 3 metode yaitu metode Gumbel, Hasper, dan Weduwen. Dari ketiga metode tersebut di ambil nilai curah hujan rata-rata. Hal ini dilakukan untuk mencari angka curah hujan yang mungkin terjadi dalam periode tertentu. Jadi nilai curah hujan ini yang akan digunakan untuk perhitungan debit rencana. Untuk menghitung nilai curah hujan rencana digunakan nilai curah hujan maksimum dari metode Poligon Thiessen.

6) Analisa Debit Banjir Rencana.

Intensitas curah hujan adalah curah hujan dalam waktu yang relatif singkat. Curah hujan tidak bertambah sebanding dengan waktu, jika waktu ditentukan

(5)

lebih lama maka penambahan curah hujan itu berkurang ataupun berhenti, jika tidak ada waktu untuk mengamati besarnya curah hujan, maka besarnya dapat dihitung dengan empiris dengan menggunakan rumus-rumus berikut. Untuk perhitungan Debit Banjir Rencana dilakukan dengan lima metoda Rasional, hasper, weduwen, melchior dan rasional singapura

7) Analisa Debit 10 Tahun.

Untuk perhitungan debit 10 tahun terakhir juga dilakukan dengan menggunakan lima metoda di atas.

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Perhitungan Curah Hujan Harian Maksimum Rata-rata

Digunakan metode Poligen Thiessen dengan data curah hujan dari 3 stasiun, dengan rumus : Rrata = C B A L L L    _C _C B B A A .L +R .L R .L R

hasil perhitungan ditabelkan sebagai berikut : Tabel 1. Curah Hujan Maksimum

Rata-Rata

Tahun Curah Hujan Merata (mm) 2003 102,51 2004 175,39 2005 119,79 2006 130,42 2007 130,71 2008 113,36 2009 103 2010 99,44 2011 85,02 2012 98,97

(Sumber Data: Hasil Perhitungan)

Untuk curah hujan rencana penulis menggunakan 3 metode yaitu metode Gumbel, Hasper, dan Weduwen.

 Gumbel Rumus : R = Sx Sn Yn Yt R  * Dimana :

R = Curah hujan kala ulang T tahun (mm)

= Curah hujan maksimum rata-rata

YT = Reduced variate (hubungan dengan return periode, t) Yn = Reduced mean (hubungan dengan banyaknya data, n) Sn = Reduced standar deviasi (hubungan dengan banyak data, n)

(6)

n = Banyak data tahun pengamatan

Untuk perhitungan selanjutnya penulis berikan dalam bentuk penabelan yang terdapat pada tabel dibawah ini :

Tabel. 2 Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Gumbel

 Metode hasper

Data-data tersebut diurut dari curah hujan terbesar ke yang terkecil.

Tabel 3. Rangking Curah Hujan Maximum Rata- Rata Hujan

Max M Tahun Ranking 175,39 1 2004 R1 130,71 2 2007 R2 130,42 3 2006 119,79 4 2005 113,36 5 2008 103 6 2009 102,51 7 2003 99,94 8 2010 98,97 9 2012 85,02 10 2011 1158,61 (Sumber Data: Hasil Perhitungan)

 Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Hasper

Rumus :

RT = + Sd * UT

Dimana :

RT = Curah hujan rencana periode ulang Sd = Standar deviasi =            2 2 ! 1 2 1   R R R R

R = Curah hujan rata-rata R1 = Hujan maksimum pertama R2 = Hujan maksimum kedua U = Variabel standar.

UT = Konstanta hasper sehubungan Dengan periode ulang yang di kehendaki.

Selain yang diatas variabel lain adalah: Tm =

m n1

m = Urutan rangking

n = Jumlah tahun pengamatan Perhitungan untuk periode ulang tahun berikutnya ditabelkan sebagai berikut :

Periode Ulang R Yn Sn Sx Yt Rn 2 115,86 0,4952 0,9496 25,49 0,3665 112,41 5 115,86 0,4952 0,9496 25,49 14,999 142,83 10 115,86 0,4952 0,9496 25,49 22,502 162,97 25 115,86 0,5309 10,915 25,49 31,985 178,16 50 115,86 0,5485 11,607 25,49 39,019 189,50 100 115,86 0,5485 11,607 25,49 46,001 204,84

(7)

Tabel 4. Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Hasper

 Weduwen Rumus:

Rn = Mn x RP

Dimana:

Rn = Hujan rencana dengan perode ulang RP = mp R  RP diambil R70 Sehingga: Rp = mp R

R = Harga terbesar dari R2 atau 5/6 R1

R1 = Hujan maksimum pertama R2 = Hujan maksimum kedua Mn = mp = dari tabel (n: periode

ulang dan, p: lama pengamatan)

Dari data sebelumnya maka perhitungan bisa dilakukan, dengan p = 10.

Rp = 206,48 mm

Tabel 5. Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Weduwen

No T Mn Rp Rn 1 2 0,498 206,48 102,82 2 5 0,602 206,48 124,30 3 10 0,705 206,48 145,56 4 25 0,845 206,48 174,47 5 50 0,948 206,48 195,74 6 100 1,05 206,48 216,80

(Sumber data: hasil perhitungan)

Dari perhitungan curah hujan rencana dengan 3 metode di atas, maka akan didapat curah hujan rencana rata-rata adalah :

Tabel 6. Curah Hujan Rencana Rata– Rata Metode Gumbel, Hasper, Weduwen

(Sumber data: hasil perhitungan ) Analisa Debit Banjir Rencana Metode Rasional Rumus : Q = f . C . I . A Metode/Thn 2 5 10 25 50 100 Gumbel 75,9 109,7 131,9 160,1 181,1 201,8 Hasper 64,8 123 164,9 221,7 265,8 311,8 Weduwen 92,3 111,7 130,8 156,7 175,9 194,8 Rata-rata 77,7 114,7 142,6 179,6 207,6 236,1 T R R1 R2 U1 U2 Sd UT RT 2 115,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 -0,22 108,76 5 115,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 0,64 136,48 10 115,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 1,26 156,46 25 115,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 2,10 183,48 50 115,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 2,75 204,47 100 115,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 3,43 226,37

(8)

Dimana :

Q = Debit maksimum (m3/dtk) A = Koefisien pengaliran/run-off I = Intensitas curah hujan rata-rata

(mm/jam)

A = Luas daerah pengaliran (km2) Tabel 7. Debit Banjir Rencana Metode

Rasional T (thn) Q (m3/dtk) 2 5,066 5 6,192 10 7,317 25 8,731 50 9,29 100 10,13

(Sumber data: hasil perhitungan) Metode Hasper Rumus: Q = α x β x gn x A Dimana : Koefisien run-off: 7 . 0 7 . 0 075 . 0 1 012 . 0 1 A A       t = ₀_.₁__L0.8 __S0.3 Waktu:  1 = 1+ 12 15 10 7 . 3 3/4 2 4 ,. 0 A t t t      r_n= 1   t R t _t

untuk 2 jam < t < 19 jam, t dalam jam dan R dalam mm

Dimana:

Q_n = Debit banjir dengan periode ulang n tahun

 = Koefisien pengaliran

 = Koefisien reduksi A = Luas catchment area qn = Debit untuk periode ulang

tertentu

Tabel 8. Debit Banjir Rencana Metode Hasper T (thn) Q (m3/dtk) 2 145,31 5 181,16 10 208,64 25 240,78 50 264,53 100 285,02

(Sumber data: hasil perhitungan) Metoda Melchior

(9)

Dengan :

Qn = debit puncak banjir (m3/dt)

α = koefisien aliran

A = luas daerah aliran sungai (km2)

β = Koefisien reduksi

Koefisien reduksi ( β ) dihitung dengan menggunakan rumus 2 1L L 4 1 F   β 1720 3960 0.12 -β 1970 F    F = Luas elips (km2) L1, L2 = Sumbu elips

Tabel 9. Debit Banjir Rencana Metode Melchior T (thn) Q (m3/dtk) 2 66,84 5 83,26 10 95,90 25 110,59 50 121,65 100 135,54

(Sumber data: hasil perhitungan) Metoda Weduwen

Rumus : Qn = α . β . q . f

Rumus-rumus yang digunakan :

7 . β .1 4 -1     A 20 1 f 9 t 1 t 120 β      1.45 t 67.64 q_n   i ) q . β . ( f . 0.476 t _0.125 _0.25 0.375  

Tabel 10. Debit Banjir Rencana Metode Weduwen T (thn) Q (m3/dtk) 2 134,46 5 166,48 10 193,24 25 219,99 50 243,77 100 267,56

(Sumber data: hasil perhitungan) Metoda Rasional Singapura

Rumus : QT = 360 A i C T  Dimana :

QT = debit puncak banjir untuk kala ulang T tahun (m3/d)

(10)

iT = intensitas hujan pada kala ulang T (mm/jam)

A = luas daerah tadah hujan (ha) C = ie5 / i5

Dimana :

C = koefisien limpasan

i5 = intensitas hujan kala ulang 5 tahun (mm/jam)

ie5 = intensitas hujan efektif 5 tahun (mm/jam)

iT = an tc-bn dimana :

iT = intensitas hujan pada kala ulang T (mm/jam)

tc = waktu konsentrasi (menit)

an dan ba diambil dari table Parameter untuk rumus tc

Tabel 11. Debit Banjir Rencana Metode R. Singapura T (thn) Q (m3/dtk) 2 34,08 5 41,42 10 43,26 25 44,87 50 46,02 100 52,92

(Sumber data: hasil perhitungan)

Analisa Debit Banjir 10 tahun Metode Rasional

Rumus : Q = f . C . I . A

Tabel 12. Debit Banjir Metode Rasional

Tahun Q (m³/dt) 2003 4,78 2004 8,27 2005 5,71 2006 5,99 2007 6,28 2008 5,42 2009 5,14 2010 4,57 2011 4,00 2012 4,29

Metoda Hasper

Rumus: Q = α x β x gn x A

Tabel 13. Debit Banjir Metode Hasper

Tahun Q (m³/dt) 2003 137,85 2004 237,99 2005 162,42 2006 176,97 2007 177,43 2008 107,02 2009 139,88

(11)

2010 134,72

2011 115,47

2012 134,25

(Sumber data: hasil perhitungan) Metoda Melchior

Rumus : Qn = . nF . q Rn/200

Tabel 14. Debit Banjir Metode Melchior

Tahun Q (m³/dt) 2003 63,44 2004 108,93 2005 74,27 2006 80,46 2007 81,69 2008 70,55 2009 64,36 2010 61,89 2011 53,22 2012 60,65

Metoda Weduwen

Rumus : Qn = α . β . qn .{A.(Rn/240)} Tabel 15 Debit Banjir Metode Weduwen

Tahun Q (m³/dt) 2003 127,62 2004 218,36 2005 149,14 2006 162,38 2007 163,73 2008 141,13 2009 128,23 2010 123,80 2011 105,85 2012 123,22

(Sumber data: hasil perhitungan) Metoda Rasional Singapura

Rumus : QT =

360 A i

C T 

Tabel 16. Debit Banjir Metode R.Singapura Tahun Q (m³/dt) 2003 23,58 2004 40,36 2005 27,58 2006 30,01 2007 30,08 2008 26,08 2009 23,70 2010 22,88 2011 19,56 2012 22,77

(Sumber data: hasil perhitungan) Data debit dari PSDA

Tabel 17. Debit Banjir PSDA

Tahun Q (m³/dt) 2003 20,50 2004 16,84 2005 45,01 2006 47,28 2007 59,36

(12)

2008 45,01

2009 10,92

2010 63,80

2011 65,00

2012 33,12

(Sumber data: hasil perhitungan) Kesimpulan dan Saran

Dari hasil analisa dan perhitungan di atas maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut

1. Semakin tinggi curah hujan debit banjir yang terjadi juga akan semakin besar hal ini dapat dilihat dari perhitungan debit dari lima metode yang dipakai, dimana curah hujan maksimum terjadi pada tahun 2004 dan debit maksimum juga terjadi pada tahun 2004.

2. Metode Rasional digunakan untuk sungai-sungai dengan daerah pengaliran yang luas, dan juga untuk perencanaan drainase.

3. Metode Hasper digunakan untuk luas DAS kecil dari 100 km².

4. Metode weduwen diterbitkan pertama kali pada tahun 1937 metode ini sahih untuk daerah pengaliran kurang dari 100 km².

5. Syarat batas dalam penghitungan metode Melchior untuk DAS yang kecil, untuk DAS yang luas hasil kurang akurat. 6. Metode yang cocok dengan karakteristik

batang pariaman adalah metode Rasional Singapura, hal ini dibuktikan dari hasil perhitungan debit dimana hasil perhitungan mendekati data yang sebenarnya ( PSDA SUMBAR ).

Saran

Dari hasil analis adan perhitungan yang dilakukan, maka disarankan hal-hal berikut : 1. Sebaiknya tidaktidak dilakukan

pembangunan pemukiman disepanjang sungai.

2. Membuat sumur resapan disepanjang daerah pengaliran sungai untuk antisipasi banjir akibat curah hujan yang tinggi.

3. Apabila dimasa yang akan datang dilaksankan pekerjaan yang berhubungan dengan daerah aliran sungai batang pariaman sebaiknya perencana menggunakan metoda rasional singapura dalam perhitungan debit banjir rencana, hal ini didasari dari hasil perhitungan dalam pembahasan sebelumnya.

(13)

DAFTAR PUSTAKA

Dinas Pengelolaan sumber Daya Air( PSDA ) SUMBAR

Sudarsono, Suyono, Ir, dan Takeda Kensaku. Hidrologi untuk Pengairan. PT. Pradyna Paramita, Jakarta,

Suripin, Dr. Ir. M. Eng, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Andi, Yogyakarta,2004.

Paulus Joseph, L.H. 1996. Hidrologi untuk Insinyur Edisi ke 3. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Soemarto. C.D. 1999. Hidrologi Teknik Jilid 2. Jakarta: Penerbit Erlangga.