commit to user
EVALUASI SALU
SEBAGAI ACUA
Telah D
LURAN DRAINASE PRIMER KALI KEDU
AN REHABILITASI UNTUK PENGENDA
KOTA CILEGON
TESIS
h Disetujui Untuk Diajukan Dalam Seminar Hasi
Oleh
Rethon Muliana Canopy
NIM S941302022
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
DUNG INGAS
DALI BANJIR
commit to user
ii EVALUASI SALURAN DRAINASE PRIMER KALI KEDUNG INGAS
SEBAGAI ACUAN REHABILITASI UNTUK PENGENDALI BANJIR
KOTA CILEGON
TESIS
Oleh
Rethon Muliana Canopy
NIM S941302022
Telah disetujui oleh Tim Pembimbing
Jabatan Nama Tanda Tangan Tanggal
Pembimbing I Dr. Ir. Mamok Suprapto, M.Eng.
NIP. 195107101981031003 ... ...
Pembimbing II Dr. Eng Syafi’I, MT
NIP. 19670602 199702 1 001 ... ...
Mengetahui,
Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil
Program Pasca Sarjana UNS
Dr. Ir. Mamok Suprapto, M.Eng.
commit to user
iii EVALUASI SALURAN DRAINASE PRIMER KALI KEDUNG INGAS
SEBAGAI ACUAN REHABILITASI UNTUK PENGENDALI BANJIR
KOTA CILEGON
TESIS
Oleh
Rethon Muliana Canopy
NIM S941302022
Revisi telah disetujui dan dinyatakan memenuhi syarat untuk menempuh ujian pendadaran tesis pada tanggal...Februari 2015
Komisi Pembimbing
Nama Tanda Tangan Tanggal
Ketua Penguji : Prof. Dr. Ir. Sobriyah, MS NIP. 19480422 198503 2 001
... ...
Sekretaris : Yusep Muslih P.,ST.,MT.,Ph.D. NIP. 19680702 199502 1 001
... ...
Pembimbing I : Dr. Ir. Mamok Suprapto, M.Eng. NIP. 19510710 198103 1 003
... ...
Pembimbing II : Dr. Eng Syafi’I, MT
NIP. 19670602 199702 1 001
... ...
Mengetahui
Direktur Program Ketua Program Studi
Pascasarjana Magister Teknik Sipil
commit to user
iv PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : Rethon Muliana Canopy Nim : S941302022
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tesis yang berjudul:
EVALUASI SALURAN DRAINASE PRIMER KALI KEDUNG INGAS
SEBAGAI ACUAN REHABILITASI UNTUK PENGENDALI BANJIR
KOTA CILEGON
adalah betul-betul karya sendiri. Hal-hal yang bukan karya saya, tertulis dalam
tesis tersebut, diberi tanda citasi dan ditunjukkan dalam Daftar Pustaka.
Apabila dikemudian hari terbukti pernyataan saya tidak benar, maka saya
bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan tesis dan gelar yang saya
peroleh dari tesis tersebut.
Surakarta, Januari 2015
Yang membuat pernyataan
commit to user
v UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan mengucap syukur Alhamdulillah, akhirnya penulis dapat
menyelesaikan tesis ini dengan baik. Tesis dengan judul Evaluasi Saluran
Drainase Primer Kali Kedung Ingas Sebagai Acuan Rehabilitasi Untuk
Pengendali Banjir Kota Cilegon dapat terselesaikan berkat bantuan dari beberapa
pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada:
1. Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Direktur Program Pasca Sarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Balai Pengembangan Sumber Daya Manusia Wilayah II Semarang,
Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat yang telah
memberikan beasiswa pendidikan kepada penulis.
4. Dr. Ir. Mamok Suprapto, M.Eng. Ketua Program Studi Magister Teknik
Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta dan selaku Pembimbing Utama
Tesis.
5. Dr. Eng Syafi’i, MT. Sekretaris Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta dan selaku Dosen Pembimbing
Pendamping.
6. Kusno Adi Sambowo, ST, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing Akademik.
7. Prof. Dr. Ir. Sobriyah, selaku Dosen Pengujiyang memberikan pemahaman
dan saran dalam penyempurnaan penyusunan tesis.
8. Yusep Muslih P.,ST.,MT.,Ph.D., selaku Dosen Penguji yang memberikan
pemahaman dan saran dalam penyempurnaan penyusunan tesis.
9. Segenap Staf Pengajar Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas
Sebelas Maret Surakarta yang telah mau berbagi ilmu dan pengalaman
melalui perkuliahan.
10. Teman-teman Mahasiswa Magister Teknik Sipil Universitas Sebelas
commit to user
vi menjadi kakak dan sahabat bagi penulis. Kalian adalah keluargaku selama
di Solo.
11. Bapak, Ibu dan Adik di Jakarta yang begitu sabar dan ikhlas dalam
membantu kelancaran serta kesuksesan kuliah.
12. Istriku Riska Aryati dan jagoan kecilku Rakha Anaqie Hanan atas
pengorbanan, kerelaan, serta ketabahan sehingga penulis mampu
menyelesaikan studi lanjut ini.
13. Mas Januar dan mas Agus yang tak mengenal lelah dalam melayani dan
membantu proses perkuliahan.
14. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini
namun tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Tidak ada yang bisa
penulis berikan sebagai imbalan, hanya do’a semoga Tuhan memberi balasan.
Atas bantuan yang telah bapak dan ibu berikan semoga mendapat balasan
yang setimpal dati Allah SWT, Amin.
Surakarta, Januari 2015
Penulis
commit to user
vii
Rethon Muliana Canopy, 2015. Evaluasi Saluran Drainase Primer Kali Kedung
Ingas Sebagai Acuan Rehabilitasi Untuk Pengendali Banjir Kota Cilegon, Propinsi
Banten. Pembimbing I: Dr. Ir. Mamok Suprapto, M. Eng. Pembimbing II: Dr. Eng.
Syafi’I, MT. Tesis Magister Teknik Sipil, Minat Utama Teknik Rehabilitasi dan
Pemeliharaan Bangunan Sipil, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRAK
Terdapat beberapa lokasi genangan banjir yang terjadi di Cilegon, salah satunya berada di daerah aliran Kali Kedung Ingas. Pertumbuhan ekonomi diiringi perkembangan kawasan yang sangat cepat mengakibatkan berkurangnya luas resapan air hujan dan bertambahnya kawasan genangan banjir baru. Beberapa daerah genangan banjir tersebut antara lain daerah perumahan PGRI - Kedung Ingas Tengah, perumahan Metro Cilegon, Kelurahan Masigit dan beberapa daerah lain. Maka dari itu pengendalian banjir di Kota Cilegon harus dilakukan secepatnya dengan perencanaan yang matang.
Penelitian ini menyajikan suatu pendekatan sederhana. Beberapa metoda hidrograf satuan sinteteis seperti: Nakayasu, Sneyder, ITB-1, ITB-2, dan Gama-1 digunakan untuk menghitung debit rencana. Hasil perhitungan dengan data terukur dikalibrasi. Ada 3 alternatif pengendalian banjir yang diusulkan dalam penelitian ini yaitu normalisasi sungai, pembuatan kolam retensi dan kombinasi normalisasi sungai dengan pembuatan kolam retensi. Alternatif terbaik dikaji berdasarkan perbandingan profil muka air permodelan sungai. Permodelan sungai dilakukan dengan bantuan Software HEC-RAS 4.1.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa hidrograf yang paling mendekati dengan hidrograf terukur adalah hidrograf ITB-1. Debit puncak pada hidrograf kala ulang 5 tahunan adalah sebesar 39,087 m3/s.Debit ini digunakan untuk analisis hidrolika Kali Kedung Ingas. Hasil analisis menunjukkan adanya limpasan air di beberapa ruas Kali Kedung Ingas. Kolam retensi dan metode normalisasi bisa mengurangi dampak banjir kali Kedung Ingas namun jika diterapkan hanya salah satunya saja maka tidak menyelesaikan seluruh masalah. Dengan kombinasi metode normalisasi dan kolam retensi permasalahan banjir Kali Kedung Ingas bisa diselesaikan.
commit to user
viii ABSTRACT
There are few flood location in Cilegon, one of them reside in Kali Kedung Ingas catchment area. The economy growth followed by rapid area development result in catchment area diminish and increase new flood area. Some of the flood area are PGRI housing–Kedung Ingas Tengah, Metro Cilegon housing, Kelurahan Masigit and several others. Therefore flood control in Cilegon had to be done as soon as possible with thorough planning.
This study presents a simple approach. Some of the synthetic unit hidrograph methods such as Nakayasu, Sneyder, ITB-1, ITB-2, and Gama-1 used to calculate the peak discharge. Calculation results with measured data is calibrated. There are 3 alternatives flood control proposed in this study, they are river normalization, the making of retention pond and combination of river normalization with the making of retention pond. The best alternatives studied based on the comparison of river surface model profile. The river modelling conducted with the HEC-RAS 4.1 software assistance.
The study result shares that hydrograph resembles the measured hydrograph are hydrograpgh ITB-1. The peak discharge in 5 years period are 39,087 m3/s. This discharge is used for the hydraulics analysis of Kali Kedung Ingas. The analysis showed water flood in some joint of Kali Kedung Ingas. The retention pond and the normalization method can decrease Kali Kedung Ingas flood impact, but if there are only one that been used, it can’t surceace the whole problem. With the combination of normalization method and the retention pond then the Kali Kedung Ingas flood can be settled.
commit to user
ix KATA PENGANTAR
Alhamdulilah segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT penulis
panjatkan dengan berkah, kemurahan, dan pertolongannya, penulis dapat
menyelesaikan tesis ini sebagai salah satu persyaratan akademik untuk
menyelesaikan Program Pasca Sarjana pada bidang keahlian Teknik Rehabilitasi
dan Pemeliharaan Bangunan Sipil, Program Pascasarjana Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
Secara garis besar tesis dengan judul Evaluasi Saluran Drainase Primer
Kali Kedung Ingas Sebagai Acuan Rehabilitasi Untuk Pengendali Banjir Kota
Cilegon, merupakan penelitian terhadap penyebab terjadinya banjir di daerah kota
Cilegon, serta cara untuk mengendalikan banjir yang terjadi di Kali Kedung Ingas
Kota Cilegon.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini masih jauh dari
kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharapkan adanya saran dan kritik yang
membangun dari semua pihak.
Akhir kata semoga tesis ini dapat bermanfaat dalam memeberikan
sumbangan pengetahuan bagi pembaca.
Surakarta, Januari 2015
commit to user
x DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PERSETUJUAN ii
HALAMAN PENGESAHAN iii
PERNYATAAN ORISINALITAS iv
UCAPAN TERIMA KASIH v
ABSTRAK vii
KATA PENGANTAR ix
DAFTAR ISI x
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR GAMBAR xiv
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN xvi
DAFTAR LAMPIRAN xviii
BAB 1. PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang Masalah 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Batasan Masalah 2
1.4. Tujuan Penelitian 2
1.5. Manfaat Penelitian 2
BAB 2. KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 4
2.1. Kajian Pustaka 4
2.2.1. Debit Rencana 4
2.2.2. Kapasitas Aliran 6
2.2.3. Pengendalian Banjir 7
2.2. Landasan Teori 8
2.2.1. Debit Rencana 8
2.2.2. Kapasitas Aliran 31
2.2.3. Pengendalian Banjir 33
BAB 3. METODE PENELITIAN 36
commit to user
xi
3.2. Parameter dan Variabel 38
3.3. Data 38
3.3.1. Data Hujan 38
3.3.2. Data Geometris Drainase 39
3.3.3. Data Tata Guna Lahan 39
3.4. Alat Yang Digunakan 39
3.5. Analisis Data 39
3.5.1. Menentukan Debit Rencana 39
3.5.2. Menentukan Kapasitas Aliran 41
3.5.3. MenentukanPengendali Banjir 41
BAB 4.HASIL DAN PEMBAHASAN 42
4.1. Debit Rencana 42
4.1.1. Hujan Rencana 42
4.1.2. Uji Kepanggahan Data Hujan 43
4.1.3. Hujan Wilayah 45
4.1.4. Agihan Frekuensi Hujan 46
4.1.5. Hujan Rancangan 50
4.1.6. Intensitas Hujan, Pola Agihan Hujan Jam-jaman 51
4.1.7. Analisis Hidrograf Terukur 53
4.1.8. Debit Banjir Rencana 58
4.2. Kapasitas Aliran Kali Kedung Ingas Eksisting 64
4.3. Pengendalian Banjir 69
4.1.1. Pengendalian Banjir dengan Kolam Retensi 69
4.1.2. Pengendalian Banjir dengan Normalisasi 75
4.1.3. Pengendalian Banjir dengan Kolam Retensi dan Normalisasi 77
4.1.4. Resume Pengendalian Banjir 78
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 80
5.1. Kesimpulan 80
5.2. Saran 80
commit to user
xii DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Nilai kritik Q dan R. 9
Tabel 2.2. Tabel Agihan Chi Kuadrat X2. 12
Tabel 2.3. Tabel Nilai kritis Do untuk Uji Smirnov-Kolmogorov 12
Tabel 2.4. Nilai Variabel (k) Reduksi Gauss 13
Tabel 2.5. Nilai Sn dan Yn 14
Tabel 2.6. Nilai Variabel (Y) Reduksi Gumbel 14
Tabel 2.7. Nilai k Agihan Log Pearson Type III 15
Tabel 2.8. Koefisien Manning 30
Tabel 2.9. Tabel Kala ulang berdasarkan tipologi kota & luas daerah pengaliran 31
Tabel 2.10. Kota Berdasarkan Jumlah Penduduknya 31
Tabel 3.1. Parameter dan Variabel 38
Tabel 4.1. Hujan Bulanan 42
Tabel 4.2. Hujan Maksimum 42
Tabel 4.3. Hujan Harian Maksimum dan Jumlah Hujan Tahunan
Stasiun Meteorologi Kelas I Serang 43
Tabel 4.4. Nilai Kritik Q untuk Uji Kepanggahan 44
Tabel 4.5. Uji Kepanggahan pada Stasiun Meteorologi Kelas I Serang 44
Tabel 4.6. Hujan Wilayah 45
Tabel 4.7. Analisis Agihan Frekuensi Hujan dengan Metode Agihan Normal 46
Tabel 4.8. Hasil Pengukuran Dispersi 46
Tabel 4.9. Perhitungan Variabel Pengukuran Dispersi dengan Logaritma Normal 47
Tabel 4.10. Hasil Pengukuran Dispersi 47
Tabel 4.11. Hasil Pengukuran Dispersi dengan Logaritma 47
Tabel 4.12. Hasil Uji Agihan Frekuensi 48
Tabel 4.13. Metode Chi Kuadrat 49
Tabel 4.14. Metode Smirnov-Kolmogorov 49
Tabel 4.15. Perhitungan Hujan Rancangan Metode Log Pearson Type III 50
commit to user
xiii
Tabel 4.17. Perhtungan Debit dengan Tinggi (H) Terukur pada tanggal
5 Februari 2005 53
Tabel 4.18. Pembacaan tinggi muka air tanggal 5 Februari 2015 55
Tabel 4.19. Hasil Perhitungan Debit Tanggal 5 Februari 2015 56
Tabel 4.20. Persentase Perbandingan Antara Debit Hitungan Dan Debit Terukur 56
Tabel 4.21. Persentase Perbandingan Antara Waktu Puncak Hitungan Dan Waktu
Puncak Terukur 56
Tabel 4.22. Persentase Perbandingan Antara Volume Hitungan Dan Volume Terukur 56
Tabel 4.23. Perhitungan Kurva HSS ITB-1 60
Tabel 4.24. Tabel Hidrograf Aliran Metode HSS ITB-1 Kala Ulang 5 Tahun 61
Tabel 4.25. Debit Puncak Banjr Untuk Tiap Kala Ulang Metode ITB-1 63
Tabel 4.26. Perbandingan kolam retensi dengan kedalaman 2m dan 4 m 74
Tabel 4.27. Jumlah Stasiun yang Mengalami Banjir di Kali Kedung Ingas 78
Tabel 4.28. Maksimum Penurunan Muka Air di Kali Kedung Ingas 78
commit to user
xiv DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hidrograf satuan sintetik GAMA I 17
Gambar 2.2 Sketsa Penetapan WF 19
Gambar 2.3 Sketsa Penetapan RUA 19
Gambar 2.4 Grafik Hidrograf Nakayasu 21
Gambar 2.5 Grafik Hidrograf Snyder-Alexeyef 25
Gambar 2.6 Contoh Penampang Saluran Dalam HEC-RAS 33
Gambar 2.7 Persamaan Energi 33
Gambar 2.8 Konsep Pengendalian Banjir 34
Gambar 3.1. Wilayah Daerah Aliran SungaiKedung Ingas 37
Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian 41
Gambar 4.1. Stasiun Hujan Meteorologi Kelas I Serang 45
Gambar 4.2. Grafik Hubungan Tinggi Muka Air dan Debit 54
Gambar 4.3 Hidrograf terukur dan hitungan 56
Gambar 4.4 Hidrograf Aliran HSS ITB-1 63
Gambar 4.5 Kali Kedung Ingas pada permodelan HEC-RAS 64
Gambar 4.6 Contoh Penampang Cross Section 65
Gambar 4.7 Pemasukan Panjang Aliran Kali Kedung Ingas 65
Gambar 4.8 Tampak Memanjang Kali Kedung Ingas 66
Gambar 4.9 Pemasukan Boundary Condition 66
Gambar 4.10 Pemasukan Flow Hydrograph 67
Gambar 4.11 Pemasukan Stage Hydrograph 67
Gambar 4.12 Hasil Simulasi Kondisi Eksisting (Water Surface Max) 68
Gambar 4.13 Peta Lokasi Daerah Genangan Dilihat dari Geometri Sungai 68
Gambar 4.14 Peta Lokasi Daerah Genangan Kota Cilegon 2006 69
Gambar 4.15 Potensi Area yang bisa dijadikan kolam retensi 69
Gambar 4.16 Permodelan Kolam Retensi pada HEC-RAS 70
Gambar 4.17 Pendefinisian Kolam Retensi Kedalamn 2m (Storage Area) 70
commit to user
xv
Kolam Retensi 71
Gambar 4.19 Aliran Air yang Masuk Ke Dalam Kolam Retensi Kedalaman 2m 71
Gambar 4.20 Hasil Simulasi Setelah Pengendalian Dengan Metode Kolam
Retensi Kedalaman 2m 72
Gambar 4.21 Pendefinisian Kolam Retensi Kedalaman 4 m (Storage Area) 72
Gambar 4.22 Pendefinisian Lateral Structure Penghubung Antara Sungai dan
Kolam Retensi 73
Gambar 4.23 Aliran Air yang Masuk Ke Dalam Kolam Retensi Kedalaman 4m 73
Gambar 4.24 Hasil Simulasi Setelah Pengendalian Dengan Metode Kolam
Retensi Kedalaman 4 m 74
Gambar 4.25Slope yang Telah Diperbaiki 75
Gambar 4.26 Salah Satu Penampang Sebelum dan Sesudah di Normalisasi 76
Gambar 4.27 Hasil Simulasi Setelah Pengendalian Dengan Metode Normalisasi 76
Gambar 4.28 Hasil Simulasi Setelah Pengendalian Dengan Metode Kolam
Retensi dan Normalisasi 77
commit to user
xvi DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
= Parameter hidrograf
maks = Selisih data probabilitas teoritis dan empiris
A = luas DAS dalam km2 C = Koefisien pengaliran
D = kerapatan jaringan kuras, jumlah panjang sungai semua tingkat tiap satian luas DAS
Dy = Deviasi Standar
Dk = Derajat kebebasan
Ei = Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke-i G = Jumlah kelas
I = intensitas hujan dengan kala ulang T untuk durasi t (mm/jam) JN = jumlah pertemuan sungai.
k = Koefisien kemencengan untuk agihan Normal K = koefisien tampungan
L = panjang sungai dalam km
Lc = Jarak antara titik berat daerah pengaliran dengan pelepasan (outlet) yang
diukur sepanjang aliran utama n = Jumlah Data
Oi = Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke-i
Pe = Peluang empiris
Pt = Peluang teoritis
Q1 = debit pada jam ke t (m3/dtk) Qp = debit puncak (m3/dtk) Ro = Hujan satuan (mm)
R24 = intensitas hujan harian untuk kala ulang T (mm/jam)
RUA = luas DAS sebelah hulu, perbandingan antara luas DAS yang diukur di hulu garis yang ditarik tegak lurus garis hubung antara stasiun hidrometri dengan titik yang paling dekat dengan titik berat DAS, melalui titik tersebut.
s = kemiringan sungai dalam m/m S = Standar deviasi
SF = faktor sumber, perbandingan antara jumlah panjang sungai tingkat satu dengan jumlah panjang sungai semua tingkat. SIM = faktor simetri, hasi kali antara faktor lebar (WF) dengan luas
DAS sebelah hulu (RUA) Sn = Standar deviasi ke n
SN = frekuensi sumber, perbandingan antara jumlah pangsa sungai tingkat satu dengan jumlah pangsa sungai semua tingkat. t = durasi hujan (jam)
tc = waktu konsentrasi (jam)
tr = Satuan Waktu hujan (jam)
T0,3 = Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari puncak sampai 30%
commit to user
xvii Tp = Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam)
WF = faktor lebar, perbandingan antara lebar DAS yang diukur di titik sungai yang berjarak 0,75 L dengan lebar DAS yang diukur di sungai yang berjarak 0,25 L dari stasiun hidrometri
x2 = Harga chi kuadrat = Hujan rerata (mm)
Xi = Hujan dalam periode ulang i tahun (mm)
XT = Hujan rancangan dalam periode ulang n tahun (mm)
Y = Koefisien untuk agihan Gumbel Ȳ = Data Hujan Rerata-I
Yi = Data Hujan Ke-i
commit to user
xviii DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A - DATA HUJAN LA
LAMPIRAN B - HASIL ANALISA DEBIT TERUKUR DENGAN METODE LB
NAKAYASU, SNEYDER, ITB 1, ITB 2, DAN GAMA 1
LAMPIRAN C - TABEL PERHITUNGAN DEBIT RENCANA KALA ULANG LC
