BAB IV
ANALISA DATA
4.1. ANALISA PERMASALAHAN
Muara Sungai Silandak Berlokasi di Pantai Maron, Sebelah Utara dari Kompleks Areal Landasan Terbang Bandara Ahmad Yani Kota Semarang. Sungai Silandak mengalir dari bagian hulu menuju hilir melewati Kompleks Areal Landasan Bandara Ahmad Yani Kota Semarang, kemudian berakhir pada muara yang berlokasi di Pantai Maron. Sungai Silandak termasuk bagian dari sistem drainase kawasan Bandar Udara Ahmad Yani. Selain sangat berdekatan dengan Kompleks Bandar Udara Ahmad Yani, aliran sungai ini juga berdekatan dengan Kompleks Perumahan Penduduk di Kelurahan Tugu Rejo.
LAUT
PANTAI PANTAI
TAM BAK
TAMBAK SUNGAI
SEDIM EN PASIR
SEDIM EN LUM PUR T
A N G G U L
T A N G G U L ARAH DATANG GELOMBANG DOM INAN
Gambar 4.2. Aktivitas Masyarakat di Sekitar Pantai Maron.
Gambar 4.3. Beberapa Aktivitas Perekonomian di Sekitar Pantai Maron
Perubahan tata guna lahan dapat menyebabkan kenaikan debit banjir. Disamping itu, perubahan tata guna lahan juga dapat mengakibatkan terjadinya erosi yang dikarenakan lapisan penutup tanah menjadi berkurang. Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya sedimentasi di sepanjang sungai yang membuat daya tampung sungai menjadi berkurang. Adapun cara menangani masalah tersebut adalah dengan konservasi lahan.
Penutupan mulut sungai yang disebabkan oleh sedimen dapat menyebabkan ketidaklancaran pembuangan debit banjir ke laut sehingga terjadi luapan air di daerah hulu yang berakibat banjir. Hal ini dapat berimbas pada sistem drainase kawasan Bandara dan juga berimbas pada aktifitas penerbangan pada areal landasan, yaitu akan terhambatnya lalu lintas penerbangan di Bandara Ahmad Yani yang disebabkan oleh tidak dapat digunakannya landasan karena tergenang air, serta dapat menimbulkan resiko kecelakaan pada pesawat yang menggunakan landasan dalam kondisi tergenang air. Selain itu juga dapat membawa efek lain, yaitu terjadinya luapan banjir pada daerah sekitar aliran Sungai Silandak lainnya seperti jalan raya, kawasan perindustrian, kawasan perumahan, dan lain – lain.
Gambar 4.5. Kondisi Muara Sungai Silandak yang Mengalami Sedimentasi
Gambar 4.6. Permukaan Sedimen yang Menutupi Mulut Sungai Silandak
4.2. ANALISA HIDROLOGI
Tahapan awal yang dilakukan dalam merencanakan penanganan muara sungai adalah analisa hidrologi. Dalam proses analisis hidrologi ini, digunakan data curah hujan maksimum selama periode 10 tahun ( 1997 – 2006 ) sebagai dasar perhitungan dalam menentukan debit banjir rencana.
4.2.1. Perhitungan Curah Hujan Rencana a. Curah Hujan Maksimum
Data curah hujan yang tersedia dan digunakan dalam penentuan debit banjir rencana dalam laporan ini adalah data hujan harian yang bersumber dari tiga stasiun penakar hujan Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Kota Semarang, yakni Stasiun Semarang Klim, Stasiun Simongan, dan Stasiun Tugu antara tahun 1997 s/d 2006.
Tabel 4.1. Curah Hujan Harian Tahunan Maksimun selama 10 Tahun Untuk Tiga Stasiun
No. Tahun
Semarang Klim ( mm )
Simongan ( mm )
Tugu ( mm )
1 1997 197 124 119
2 1998 103 145 90
3 1999 93 160 115
4 2000 179 203 210
5 2001 109 147 175
6 2002 98 84 120
7 2003 106 122 158
8 2004 85 163 186
9 2005 98 121 123
10 2006 152 198 224
Sumber : Stasiun BMG Kota Semarang
b. Analisis Curah Hujan Wilayah
Metode yang digunakan dalam analisis ini adalah metode thiesen. Perhitungan metode thiesen menggunakan rumus berikut ini :
n pengamatan (Sta. Hujan).
A= A1 + A2 +...An= luas total DAS.
n W W
W1, 2,..., = bobot luas bagian DAS yang terpengaruh di tiap titik pengamatan (Sta. Hujan).
Curah hujan rata – rata dari ketiga stasiun tersebut selanjutnya dibandingkan, kemudian curah hujan rata – rata yang memiliki nilai maksimum diambil sebagai curah hujan areal DAS Sungai Silandak. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.4 - Tabel 4.7.
Tabel 4.2. Luas Pengaruh Hujan
No. Stasiun Luas ( Ha ) Bobot ( % )
1 Semarang Klim 117.71 11.04
2 Simongan 517.02 48.49
3 Tugu 431.44 40.47
Tabel 4.3. Curah Hujan Harian Tahunan Maksimum Tiap Stasiun
No. Tahun
Semarang Klim ( mm )
Simongan ( mm )
Tugu ( mm )
1 1997 197 124 119
2 1998 103 145 90
3 1999 93 160 115
4 2000 179 203 210
5 2001 109 147 175
6 2002 98 84 120
7 2003 106 122 158
8 2004 85 163 186
9 2005 98 121 123
10 2006 152 198 224
Tabel 4.4. Curah Hujan Harian Tahunan Maksimum Berdasarkan Stasiun Semarang Klim
Semarang Klim Simongan Tugu Bobot 11.04 % Bobot 48.49 % Bobot 40.47 %
No. Tanggal Rmax R1 Rmax R2 Rmax R3 R1 + R2 + R3
( mm ) ( mm ) ( mm )
1 19 Januari 1997 197 21.749 100 48.490 119 48.159 118.398
2 21 Februari 1998 103 11.371 122 59.158 35 14.1645 84.694
3 15-Apr-99 93 10.267 90 43.641 72 29.1384 83.047
4 22 Januari 2000 179 19.762 179 86.797 210 84.987 191.546
5 26 Maret 2001 109 12.034 2 0.970 0 0 13.003
6 1-Apr-02 98 10.819 65 31.519 66 26.7102 69.048
7 16 Februari 2003 106 11.702 61 29.579 158 63.9426 105.224
8 13 Januari 2004 85 9.384 0 0.000 0 0 9.384
9 26 Maret 2005 98 10.819 74 35.883 31 12.5457 59.248
Tabel 4.5. Curah Hujan Harian Tahunan Maksimum Berdasarkan Stasiun Simongan
Semarang Klim Simongan Tugu
Tabel 4.6. Curah Hujan Harian Tahunan Maksimum Berdasarkan Stasiun Tugu
Semarang Klim Simongan Tugu
Tabel 4.7. Rekapitulasi Curah Hujan Harian Tahunan Maksimum Tiga Stasiun
c. Pengukuran Dispersi
Suatu kenyataan bahwa tidak semua nilai dari suatu variabel hidrologi terletak atau sama dengan nilai rata - ratanya, tetapi kemungkinan ada nilai yang lebih besar atau lebih kecil dari nilai rata - ratanya. Besarnya dispersi dapat dilakukan pengukuran dispersi, yakni melalui perhitungan parametrik statistik untuk (Xi-X ), (Xrt i-X )rt Perhitungan parametrik stasistik dapat dilihat pada tabel 4.8.
Tabel 4.8. Parameter Statistik Curah Hujan
No. Xi Xi-Xrt ( Xi-Xrt )^2 ( Xi-Xrt )^3 ( Xi-Xrt )^4
1 118.398 1.065 1.134 1.208 1.287
2 84.694 -32.640 1065.337 -34772.066 1134942.839
3 87.155 -30.178 910.706 -27483.184 829384.778
4 191.546 74.213 5507.525 408728.289 30332829.877
5 132.466 15.133 229.014 3465.711 52447.294 6 88.326 -29.007 841.418 -24407.170 707983.665 7 134.803 17.470 305.194 5331.677 93143.324 8 92.687 -24.646 607.411 -14970.058 368947.550
9 80.398 -36.935 1364.179 -50385.695 1860985.575
10 203.444 86.111 7415.070 638517.599 54983261.275
Jml 1213.917 40.587 18246.987 904026.311 90363927.464
Xrt 121.392
Macam pengukuran dispersi antara lain sebagai berikut : 1. Standar Deviasi (S)
Perhitungan standar deviasi digunakan rumus sebagai berikut:
2. Koefisien Skewness (CS)
Perhitungan koefisien skewness digunakan rumus sebagai berikut :
3. Pengukuran Kurtosis (CK)
Perhitungan kurtosis digunakan rumus sebagai berikut :
4
Perhitungan koefisien variasi digunakan rumus sebagai berikut :
X
d. Pemilihan Jenis Sebaran
Tabel 4.9. Parameter Pemilihan Distribusi Curah Hujan
Jenis
sebaran Kriteria Hasil Keterangan
Log Normal
Cs= 3 Cv+Cv3 = 1.164 CS= 1.375
Ck=Cv8+6Cv6+1
5Cv4+16Cv2+3 = 5.501
CK= 2.198
Log pearson Tipe III
Cs ≠ 0 CS= 1.375 Dipilih
Gumbel
Cs ≈ 1,14 CS= 1.375
Ck ≈ 5,4
CK= 2.198
Dari perbandingan beberapa parameter pengukuran dispersi dengan kriteria pada masing – masing jenis sebaran, dapat disimpulkan jenis sebaran yang lebih mendekati adalah Metode Log Pearson Tipe III, sehingga jenis sebaran ini yang akan dipakai dalam perhitungan curah hujan rencana.
e. Pengujian Keselarasan Sebaran
Pengujian keselarasan sebaran digunakan untuk menentukan apakah data sebaran tersebut sesuai dengan salah satu jenis sebaran. Pengujian kecocokan sebaran dilakukan dengan metode chi kuadrat dan uji sebaran Smirnov – Kolmogorov.
Metode Chi Kuadrat
Pengujian kecocokan sebaran dengan metode Chi-kuadrat dengan rumus sebagai berikut :
∑
=− = G
i Ef
Of Ef X
1
2
2 ( )
di mana :
X2 = harga Chi-kuadrat G = jumlah sub-kelompok
Of = frekuensi yang terbaca pada kelas yang sama
Ef = frekuensi yang diharapkan sesuai pembagian kelasnya. Perhitungan :
G = 1 + 1,33 In N, di mana N adalah jumlah data G = 1 + 1,33 In 10
G = 4,06 diambil 10 dk = G – ( R + 1 )
R = untuk distribusi normal dan binominal R = 2 = untuk distribusi poisson R = 1
dk = 10 – ( 2 + 1 ) = 7
G N
Ef = Æ 1
10 10
= = Ef
∆X = ( Xmaks – X min ) / ( G – 1 ) ∆X = ( 203,444 – 80,398 ) / ( 10 – 1 ) ∆X = 13,671
X awal = Xmin – ½ ∆X
= 80,398 – ½*13,671 = 73,5625 Tabel 4.10. Perhitungan Uji Chi-kuadrat
No Probabilitas (%) of ef ef-of
(ef-of)^2/ef
1 73.563 <x< 87.234 3.00 1.000 -2.00 4.00
2 87.234 <x< 100.905 2.00 1.000 -1.00 1.00
3 100.905 <x< 114.576 0.00 1.000 1.00 1.00
4 114.576 <x< 128.247 1.00 1.000 0.00 0.00
5 128.247 <x< 141.918 2.00 1.000 -1.00 1.00
6 141.918 <x< 155.589 0.00 1.000 1.00 1.00
7 155.589 <x< 169.260 0.00 1.000 1.00 1.00
8 169.260 <x< 182.931 0.00 1.000 1.00 1.00
9 182.931 <x< 196.602 1.00 1.000 0.00 0.00
10 196.602 <x< 210.273 1.00 1.000 0.00 0.00
Jumlah 10 f2 7.00
Batas kritis nilai Chi-kuadrat untuk dk = 7dengan α = 5% dari tabel Chi-kuadrat didapatkan nilai (λh)2 cr = 14,067. Nilai (λh)2 = 7 < (λh)2 cr = 14,067 maka pemilihan distribusi Log Pearson Tipe III memenuhi syarat.
Uji Sebaran Smirnov – Kolmogorov
Uji kecocokan smirnov – kolmogorov, sering juga uji kecocokan non parametrik (non parametric test), karena pengujian tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Perhitungan uji kecocokan sebaran dengan Smirnov – Kolmogorov untuk Metode Log Pearson III dapat dilihat pada Tabel 4.11.
Tabel 4.11. Uji Sebaran Smirnov – Kolmogorov
x m P(x) =
m/(n+1) P(x<)
f(t)=(Xi- Xrt) : Sx
P'(x)=
m/(n-1) P'(x<) D
1 2 3 4 = nilai1-
3 5 6
7 =
nilai1-6 8
80.398 1 0.0909 0.9091 -0.9104 0.1111 0.8889 0.0202
84.694 2 0.1818 0.8182 -0.8150 0.2222 0.7778 0.0404 87.155 3 0.2727 0.7273 -0.7604 0.3333 0.6667 0.0606
88.326 4 0.3636 0.6364 -0.7344 0.4444 0.5556 0.0808 92.687 5 0.4545 0.5455 -0.6375 0.5556 0.4444 0.1010
118.398 6 0.5455 0.4545 -0.0665 0.6667 0.3333 0.1212 132.466 7 0.6364 0.3636 0.2459 0.7778 0.2222 0.1414
134.803 8 0.7273 0.2727 0.2978 0.8889 0.1111 0.1616 191.546 9 0.8182 0.1818 1.5580 1.0000 0.0000 0.1818
Tabel. 4.12. Nilai kritis ( Do ) untuk Uji Smirnov-Kolmogorov
n α ( Derajat Kepercayaan )
0.2 0.1 0.05 0.01
5 0.45 0.51 0.56 0.67 10 0.32 0.37 0.41 0.49 15 0.27 0.3 0.34 0.4 20 0.23 0.26 0.29 0.36 25 0.21 0.24 0.27 0.32 30 0.19 0.22 0.24 0.29 35 0.18 0.2 0.23 0.27 40 0.17 0.19 0.21 0.25 45 0.16 0.18 0.2 0.24 50 0.15 0.17 0.19 0.23
>50 1.07/N^0.5 1.22/N^0.5 1.36/N^0.5 1.63/N^0.5
Dari perhitungan nilai D pada Tabel 4.11, diperoleh nilai Dmax =
0,202, data pada peringkat m = 10. Dengan menggunakan data pada Tabel 4.12, untuk derajat kepercayaan 5 % maka diperoleh Do = 0,41. Karena nilai Dmax lebih kecil dari nilai Do kritis ( 0,202<0,41 )
maka persamaan distribusi yang diperoleh dapat diterima.
f . Perhitungan Curah Hujan Rencana
Perhitungan curah hujan rencana untuk periode ulang tertentu dilakukan berdasarkan jenis sebaran terpilih, yaitu metode Log Pearson Tipe III. Untuk menghitung curah hujan rencana dengan metode ini digunakan persamaan berikut :
Log Y = LogX k.S
_
+ ( 4.6 )
X = 10(logY) di mana :
Log Y = besarnya variabel log dengan jangka waktu ulang T tahun Log
_
X = Log curah hujan rata-rata tengah (mean)
X = besarnya curah hujan dengan jangka waktu ulang T tahun
Tabel 4.13. Perhitungan Curah Hujan Rencana
No. Periode Ulang (Log X)Rt K S.Deviasi Log XT XT
( Tahun )
1 2 2.060 -0.08 0.159 2.047 111.501
2 5 2.060 0.807 0.159 2.188 154.270
3 10 2.060 1.323 0.159 2.270 186.362
4 25 2.060 1.914 0.159 2.364 231.380
5 50 2.060 2.317 0.159 2.428 268.166
6 100 2.060 2.695 0.159 2.489 307.968
4.2.2. Debit Banjir Rencana
Debit banjir rencana adalah debit yang direncanakan mengalir melewati penampang sungai dengan periode ulang tertentu yang dijadikan acuan dalam perhitungan dimensi penampang sungai. Sedangkan pengertian dari periode ulang tertentu adalah waktu dimana diperkirakan terjadinya debit banjir rata - rata satu kali dalam periode ulang tersebut. Untuk mencari debit banjir rencana dapat digunakan beberapa metode, antara lain sebagai berikut :
a. Dengan menggunakan data debit banjir pada lokasi setempat dalam kurun waktu minimal 20 tahun.
b. Apabila data debit banjir yang dibutuhkan tidak tersedia, maka kita dapat menggunakan data curah hujan yang diolah menjadi debit banjir melalui metode berikut ini :
1. Rumus empiris, seperti : Metode Rasional, Weduwen, Haspers 2. Cara statistik atau kemungkinan ( FSR Jawa – Sumatera )
3. Dengan unit hidrograf, misalnya : Metode Hidrograf Satuan Sintetik Gama 1
a. Metode Rasional
Digunakan persamaan sebagai berikut : F
r
Qt * * *
6 , 3
1
α
intensitas curah hujan (r)
waktu konsentrasi (t) t =
H = beda tinggi ujung hulu dengan titik tinggi yang ditinjau (Km) = 1,428 Km
Perhitungan debit banjir rencana dengan metode Rasional disajikan pada Tabel 4.14. sebagai berikut:
Tabel 4.14. Perhitungan Debit Banjir Rencana Dengan Metode Rasional
No.
6 100 10.662 307.968 10.75 0.0452 0.5 0.898 114.70536 169.8547
b. Metode Weduwen
Waktu Konsentrasi (t)
i = gradien sungai atau medan yaitu kemiringan rata-rata sungai (10% bagian hulu dari panjang sungai tidak dihitung. Beda tinggi dan panjang diambil dari suatu titik 0,1 L dari batas hulu DAS).
Tabel 4.15. Perhitungan Debit Banjir Rencana Dengan Metode Weduwen
No.
Periode
Ulang F qn t β α q Qt
tahun Km2 mm jam jam m3/det
1 2 10.6617 111.501 1.75 0.9390 0.9632945 21.14 203.8713
2 5 10.6617 154.270 1.75 0.9390 0.9730013 21.14 205.92566
3 10 10.6617 186.362 1.75 0.9390 0.9774718 21.14 206.87178
4 25 10.6617 231.380 1.75 0.9390 0.9817181 21.14 207.77048 5 50 10.6617 268.166 1.75 0.9390 0.9841581 21.14 208.28688
c. Metode Haspers
Untuk menghitung besarnya debit dengan metode Haspers digunakan persamaan berikut :
Rt = curah hujan maksimum (mm/hari)
Tabel 4.16. Perhitungan Debit Rencana Metode Haspers
No.
Periode Rmax F L
I t Rt
qn Koef.
Red
Koef. Qt
Tahun mm Km2 Km m3/det.km Alir m3/det
1 2 112 10.6617 10.75 0.0042 3.451 86.453 6.958 1.066 0.216 17.042
2 5 154 10.6617 10.75 0.0042 3.451 119.614 9.627 1.066 0.216 23.579
3 10 186 10.6617 10.75 0.0042 3.451 144.497 11.629 1.066 0.216 28.484
4 25 231 10.6617 10.75 0.0042 3.451 179.402 14.438 1.066 0.216 35.365
5 50 268 10.6617 10.75 0.0042 3.451 207.924 16.734 1.066 0.216 40.988
6 100 308 10.6617 10.75 0.0042 3.451 238.785 19.217 1.066 0.216 47.071
d. Metode Hidrograf Satuan Sintetik Gamma 1
Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetik Gamma I menggunakan persamaan-persamaan yang dijelaskan pada Bab II ( Soemarto, 1999 ) dengan langkah-langkah :
1) Menentukan data-data yang digunakan dalam perhitungan Hidrograf Sintetik Gamma I DAS Sungai Silandak .
2) Menghitung TR (time of resesion) 3) Menghitung debit puncak QP
4) Menghitung waktu dasar TB (time base) 5) Menghitung koefisien tampungan k 6) Menghitung besar aliran dasar QB 7) Menghitung indeks infiltrasi
8) Perhitungan intensitas curah hujan menggunakan distribusi hujan jam-jaman
9) Menghitung unit resesi Hidrograf
10) Menghitung distribusi hujan efektif untuk memperoleh hidrograf dengan metode F Indeks. Kemudian dapat dihitung hidrograf banjirnya.
Didapat data :
Panjang pangsa sungai semua tingkat = 26,49 km Panjang Sungai (L) = 10,75 km
WU = 3,193 km
WL = 1,575 km
Luas DAS (A) = 10,6617 km2
Luas DAS hulu (AU) = 5,684 km2 Kemiringan Sungai rata-rata (S) = 0,00417
Beda Tinggi (H) = 45,04 m
WF = WU / WL = 2,027
Faktor sumber (SF) = 0,403 Frekuensi Sumber (SN) = 0,536 Kerapatan Jaringan kuras (D) = 2,485 Jumlah pertemuan sungai (JN) = 22 buah Perbandingan AU dan DAS (RUA) = 0,533
SIM = RUA * WF = 1,09
Waktu Puncak (TR) :
TR = 0,43 * (L/100SF) 3 +1,0665*SIM+1,2775 = 2,448 jam
Debit Puncak (QP) :
Qp = 0,1836 * A0,5886 * JN 0,2381 *TR -0,4008 = 1,078 m3/dt
Waktu Dasar (TB) :
TB = 27,4132 * TR 0,1457 * S -0,0956 *SN 0,7344 * RUA 0,2574 = 28,37 jam
K = 0,5617 * A 0,1798 * S -0,1446 *SF -1,0897 * D 0,0452 = 5,326
Hujan Efektif :
Ø indeks = 10,4903 – 3,859 * 10-6 * A2 + 1,6985 * 10-13 * (A/SN)4
= 10,489 mm/jam Aliran Dasar (Base Flow)
QB = 0,4751 * A0,6444 *D 0,943 = 5,151 m3/dt
Qt = Qp * e-t/k
= 1,078 * e-t / 5,326
Koefisien distribusi hujan jam-jaman yang digunakan untuk perhitungan intensitas curah hujan antara lain sebagai berikut :
Waktu (jam) 1 2 3 4 5 6 7 8
Distribusi (%) 24 21 27 7 9 5 3 3
( Sumber : KP – 02 Irigasi )
Tabel 4.17. Unit Resesi Hidrograf HSS Gamma I
t (jam)
Qt (m3dtk)
t (jam)
Qt (m3dtk)
0 0.000 15 0.0645
1 0.441 16 0.0534
2.445 1.078 17 0.0443
3 0.614 18 0.0367
4 0.509 19 0.0304
5 0.422 20 0.0252
6 0.349 21 0.0209
7 0.290 22 0.0173
8 0.240 23 0.0144
9 0.199 24 0.0119
Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Gamma I
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200
0 5 10 15 20 25 30 35
t ( jam )
Q (
m
^
3/
d
e
t )
Tabel 4.18. Debit Banjir Rancangan 2 Tahunan
Distribusi Hujan 26.760 23.415 30.105 7.805 10.035 5.575 3.345 3.345 ALIRAN HIDROGRAF
Ø indeks 10.489 DASAR BANJIR
HUJAN EFEKTIF 16.271 12.926 19.616 0 0 0 0 0 (QB) 2 TAHUN
Waktu (t) Qt=
qp.e^(-t/k)
Jam HSS H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8
0 0.0000 0 5.151 5.151
1 0.4404 7.165 0 5.151 12.316
2 0.8807 14.330 5.692 0 5.151 25.174
3 0.6138 9.987 11.384 8.638 0 5.151 35.160
4 0.5087 8.277 7.934 17.276 0 0 5.151 38.638
5 0.4216 6.860 6.575 12.040 0 0 0 5.151 30.626
6 0.3494 5.686 5.450 9.979 0 0 0 0 5.151 26.265
7 0.2896 4.712 4.517 8.270 0 0 0 0 0 5.151 22.651
8 0.2400 3.906 3.744 6.855 0 0 0 0 0 5.151 19.655
9 0.1989 3.237 3.103 5.681 0 0 0 0 0 5.151 17.172
10 0.1649 2.683 2.572 4.709 0 0 0 0 0 5.151 15.114
11 0.1367 2.224 2.131 3.903 0 0 0 0 0 5.151 13.409
12 0.1133 1.843 1.767 3.235 0 0 0 0 0 5.151 11.995
13 0.0939 1.528 1.464 2.681 0 0 0 0 0 5.151 10.824
14 0.0778 1.266 1.214 2.222 0 0 0 0 0 5.151 9.852
15 0.0645 1.049 1.006 1.842 0 0 0 0 0 5.151 9.048
16 0.0534 0.870 0.834 1.526 0 0 0 0 0 5.151 8.381
17 0.0443 0.721 0.691 1.265 0 0 0 0 0 5.151 7.828
18 0.0367 0.597 0.573 1.048 0 0 0 0 0 5.151 7.370
19 0.0304 0.495 0.475 0.869 0 0 0 0 0 5.151 6.990
20 0.0252 0.410 0.393 0.720 0 0 0 0 0 5.151 6.675
21 0.0209 0.340 0.326 0.597 0 0 0 0 0 5.151 6.414
22 0.0173 0.282 0.270 0.495 0 0 0 0 0 5.151 6.198
23 0.0144 0.234 0.224 0.410 0 0 0 0 0 5.151 6.019
24 0.0119 0.194 0.186 0.340 0 0 0 0 0 5.151 5.870
25 0.0099 0.161 0.154 0.282 0 0 0 0 0 5.151 5.747
26 0.0082 0.133 0.128 0.233 0 0 0 0 0 5.151 5.645
27 0.0068 0.110 0.106 0.193 0 0 0 0 0 5.151 5.560
28 0.0056 0.091 0.088 0.160 0 0 0 0 0 5.151 5.490
Tabel 4.19. Debit Banjir Rancangan 5 Tahunan
Distribusi Hujan 37.025 32.397 41.653 10.799 13.884 7.713 4.628 4.628 ALIRAN HIDROGRAF
Ø indeks 10.489 DASAR BANJIR
HUJAN EFEKTIF 26.536 21.908 31.164 0.000 3.395 0 0 0 (QB) 5 TAHUN
Waktu (t) Qt=
qp.e^(-t/k)
Jam HSS H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8
0 0.0000 0.000 5.151 5.151
1 0.4404 11.685 0.000 5.151 16.836
2 0.8807 23.371 9.647 0.000 5.151 38.169
3 0.6138 16.286 19.295 13.723 0 5.151 54.455
4 0.5087 13.498 13.446 27.447 0 0.000 5.151 59.542
5 0.4216 11.188 11.144 19.127 0 1.495 0 5.151 48.105
6 0.3494 9.272 9.236 15.853 0 2.990 0 0 5.151 42.503
7 0.2896 7.685 7.655 13.139 0 2.084 0 0 0 5.151 35.714
8 0.2400 6.370 6.345 10.890 0 1.727 0 0 0 5.151 30.482
9 0.1989 5.279 5.259 9.026 0 1.431 0 0 0 5.151 26.146
10 0.1649 4.375 4.358 7.481 0 1.186 0 0 0 5.151 22.552
11 0.1367 3.626 3.612 6.200 0 0.983 0 0 0 5.151 19.573
12 0.1133 3.006 2.994 5.139 0 0.815 0 0 0 5.151 17.104
13 0.0939 2.491 2.481 4.259 0 0.675 0 0 0 5.151 15.058
14 0.0778 2.065 2.057 3.530 0 0.560 0 0 0 5.151 13.362
15 0.0645 1.711 1.705 2.926 0 0.464 0 0 0 5.151 11.957
16 0.0534 1.418 1.413 2.425 0 0.385 0 0 0 5.151 10.792
17 0.0443 1.176 1.171 2.010 0 0.319 0 0 0 5.151 9.826
18 0.0367 0.974 0.970 1.666 0 0.264 0 0 0 5.151 9.026
19 0.0304 0.808 0.804 1.381 0 0.219 0 0 0 5.151 8.362
20 0.0252 0.669 0.667 1.144 0 0.181 0 0 0 5.151 7.813
21 0.0209 0.555 0.553 0.948 0 0.150 0 0 0 5.151 7.357
22 0.0173 0.460 0.458 0.786 0 0 0 0 0 5.151 6.979
23 0.0144 0.381 0.380 0.651 0 0 0 0 0 5.151 6.666
24 0.0119 0.316 0.315 0.540 0 0 0 0 0 5.151 6.407
25 0.0099 0.262 0.261 0.448 0 0 0 0 0 5.151 6.192
26 0.0082 0.217 0.216 0.371 0 0 0 0 0 5.151 6.014
27 0.0068 0.180 0.179 0.307 0 0 0 0 0 5.151 5.866
28 0.0056 0.149 0.148 0.255 0 0 0 0 0 5.151 5.744
Tabel 4.20. Debit Banjir Rancangan 10 Tahunan
Distribusi Hujan 44.727 39.136 50.318 13.045 16.773 9.318 5.591 5.591 ALIRAN HIDROGRAF
Ø indeks 10.489 DASAR BANJIR
HUJAN EFEKTIF 34.238 28.647 39.829 2.556 6.284 0 0 0 (QB) 10 TAHUN
Waktu (t)
Qt=
qp.e^(-t/k)
Jam HSS H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8
0 0.0000 0.000 5.151 5.151
1 0.4404 15.077 0.000 5.151 20.228
2 0.8807 30.154 12.615 0.000 5.151 47.920
3 0.6138 21.013 25.230 17.539 0.000 5.151 68.933
4 0.5087 17.416 17.582 35.078 1.126 0.000 5.151 76.353
5 0.4216 14.435 14.572 24.445 2.251 2.767 0.000 5.151 63.622
6 0.3494 11.964 12.078 20.260 1.569 5.534 0.000 0.000 5.151 56.556
7 0.2896 9.916 10.010 16.792 1.300 3.857 0.000 0.000 0.000 5.151 47.026
8 0.2400 8.218 8.297 13.917 1.078 3.196 0.000 0.000 0.000 5.151 39.858
9 0.1989 6.812 6.876 11.535 0.893 2.649 0.000 0.000 0.000 5.151 33.916
10 0.1649 5.645 5.699 9.560 0.740 2.196 0.000 0.000 0.000 5.151 28.992
11 0.1367 4.679 4.724 7.924 0.614 1.820 0.000 0.000 0.000 5.151 24.911
12 0.1133 3.878 3.915 6.567 0.509 1.508 0.000 0.000 0.000 5.151 21.528
13 0.0939 3.214 3.245 5.443 0.422 1.250 0.000 0.000 0.000 5.151 18.725
14 0.0778 2.664 2.689 4.511 0.349 1.036 0.000 0.000 0.000 5.151 16.401
15 0.0645 2.208 2.229 3.739 0.290 0.859 0.000 0.000 0.000 5.151 14.475
16 0.0534 1.830 1.847 3.099 0.240 0.712 0.000 0.000 0.000 5.151 12.879
17 0.0443 1.517 1.531 2.569 0.199 0.590 0.000 0.000 0.000 5.151 11.556
18 0.0367 1.257 1.269 2.129 0.165 0.489 0.000 0.000 0.000 5.151 10.460
19 0.0304 1.042 1.052 1.764 0.137 0.405 0.000 0.000 0.000 5.151 9.551
20 0.0252 0.864 0.872 1.462 0.113 0.336 0.000 0.000 0.000 5.151 8.798
21 0.0209 0.716 0.723 1.212 0.094 0.278 0.000 0.000 0.000 5.151 8.173
22 0.0173 0.593 0.599 1.005 0.078 0.231 0.000 0.000 0.000 5.151 7.656
23 0.0144 0.492 0.496 0.833 0.064 0.191 0.000 0.000 0.000 5.151 7.227
24 0.0119 0.407 0.411 0.690 0.053 0.158 0.000 0.000 0.000 5.151 6.872
25 0.0099 0.338 0.341 0.572 0.044 0.131 0.000 0.000 0.000 5.151 6.577
26 0.0082 0.280 0.283 0.474 0.037 0.109 0.000 0.000 0.000 5.151 6.333
27 0.0068 0.232 0.234 0.393 0.030 0.090 0.000 0.000 0.000 5.151 6.131
28 0.0056 0.192 0.194 0.326 0.025 0.075 0.000 0.000 0.000 5.151 5.963
Tabel 4.21. Debit Banjir Rancangan 25 Tahunan
Distribusi Hujan 55.531 48.590 62.473 16.197 20.824 11.569 6.941 6.941 ALIRAN HIDROGRAF
Ø indeks 10.489 DASAR BANJIR
HUJAN EFEKTIF 45.042 38.101 51.984 5.708 10.335 1.080 0 0 (QB) 25 TAHUN
Waktu (t) Qt=
qp.e^(-t/k)
Jam HSS H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8
0 0.0000 0.000 5.151 5.151
1 0.4404 19.835 0.000 5.151 24.986
2 0.8807 39.670 16.778 0.000 5.151 61.599
3 0.6138 27.645 33.556 22.891 0.000 5.151 89.243
4 0.5087 22.912 23.384 45.783 2.513 0.000 5.151 99.744
5 0.4216 18.990 19.381 31.905 5.027 4.551 0.000 5.151 85.005
6 0.3494 15.739 16.064 26.443 3.503 9.102 0.476 0.000 5.151 76.478
7 0.2896 13.045 13.314 21.917 2.903 6.343 0.951 0.000 0.000 5.151 63.624
8 0.2400 10.812 11.035 18.165 2.406 5.257 0.663 0.000 0.000 5.151 53.489
9 0.1989 8.961 9.146 15.055 1.994 4.357 0.549 0.000 0.000 5.151 45.214
10 0.1649 7.427 7.580 12.478 1.653 3.611 0.455 0.000 0.000 5.151 38.356
11 0.1367 6.156 6.282 10.342 1.370 2.993 0.377 0.000 0.000 5.151 32.672
12 0.1133 5.102 5.207 8.572 1.136 2.481 0.313 0.000 0.000 5.151 27.961
13 0.0939 4.229 4.316 7.104 0.941 2.056 0.259 0.000 0.000 5.151 24.056
14 0.0778 3.505 3.577 5.888 0.780 1.704 0.215 0.000 0.000 5.151 20.820
15 0.0645 2.905 2.965 4.880 0.646 1.412 0.178 0.000 0.000 5.151 18.137
16 0.0534 2.407 2.457 4.045 0.536 1.171 0.148 0.000 0.000 5.151 15.914
17 0.0443 1.995 2.036 3.352 0.444 0.970 0.122 0.000 0.000 5.151 14.072
18 0.0367 1.654 1.688 2.778 0.368 0.804 0.101 0.000 0.000 5.151 12.545
19 0.0304 1.371 1.399 2.303 0.305 0.667 0.084 0.000 0.000 5.151 11.279
20 0.0252 1.136 1.159 1.909 0.253 0.552 0.070 0.000 0.000 5.151 10.230
21 0.0209 0.942 0.961 1.582 0.210 0.458 0.058 0.000 0.000 5.151 9.361
22 0.0173 0.780 0.796 1.311 0.174 0.379 0.048 0.000 0.000 5.151 8.640
23 0.0144 0.647 0.660 1.087 0.144 0.315 0.040 0.000 0.000 5.151 8.043
24 0.0119 0.536 0.547 0.901 0.119 0.261 0.033 0.000 0.000 5.151 7.548
25 0.0099 0.444 0.453 0.746 0.099 0.216 0.027 0.000 0.000 5.151 7.137
26 0.0082 0.368 0.376 0.619 0.082 0.179 0.023 0.000 0.000 5.151 6.797
27 0.0068 0.305 0.311 0.513 0.068 0.148 0.019 0.000 0.000 5.151 6.516
28 0.0056 0.253 0.258 0.425 0.056 0.123 0.016 0.000 0.000 5.151 6.282
Tabel 4.22. Debit Banjir Rancangan 50 Tahunan
Distribusi Hujan 64.360 56.315 72.405 18.772 24.135 13.408 8.045 8.045 ALIRAN HIDROGRAF
Ø indeks 10.489 DASAR BANJIR
HUJAN EFEKTIF 53.871 45.826 61.916 8.283 13.646 2.919 0 0 (QB) 50 TAHUN
Waktu (t) Qt=
qp.e^(-t/k)
Jam HSS H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8
0 0.0000 0.000 5.151 5.151
1 0.4404 23.722 0.000 5.151 28.873
2 0.8807 47.445 20.180 0.000 5.151 72.776
3 0.6138 33.063 40.360 27.265 0.000 5.151 105.839
4 0.5087 27.403 28.126 54.530 3.647 0.000 5.151 118.857
5 0.4216 22.712 23.311 38.001 7.295 6.009 0.000 5.151 102.479
6 0.3494 18.824 19.320 31.496 5.083 12.018 1.286 0.000 5.151 93.178
7 0.2896 15.602 16.013 26.104 4.213 8.375 2.571 0.000 0.000 5.151 78.029
8 0.2400 12.931 13.272 21.635 3.492 6.941 1.792 0.000 0.000 5.151 65.214
9 0.1989 10.717 11.000 17.932 2.894 5.753 1.485 0.000 0.000 5.151 54.933
10 0.1649 8.883 9.117 14.862 2.399 4.768 1.231 0.000 0.000 5.151 46.411
11 0.1367 7.362 7.556 12.318 1.988 3.952 1.020 0.000 0.000 5.151 39.348
12 0.1133 6.102 6.263 10.209 1.648 3.276 0.845 0.000 0.000 5.151 33.494
13 0.0939 5.057 5.191 8.462 1.366 2.715 0.701 0.000 0.000 5.151 28.642
14 0.0778 4.192 4.302 7.013 1.132 2.250 0.581 0.000 0.000 5.151 24.621
15 0.0645 3.474 3.566 5.813 0.938 1.865 0.481 0.000 0.000 5.151 21.288
16 0.0534 2.879 2.955 4.818 0.778 1.546 0.399 0.000 0.000 5.151 18.525
17 0.0443 2.386 2.449 3.993 0.644 1.281 0.331 0.000 0.000 5.151 16.236
18 0.0367 1.978 2.030 3.309 0.534 1.062 0.274 0.000 0.000 5.151 14.338
19 0.0304 1.639 1.683 2.743 0.443 0.880 0.227 0.000 0.000 5.151 12.766
20 0.0252 1.359 1.395 2.273 0.367 0.729 0.188 0.000 0.000 5.151 11.462
21 0.0209 1.126 1.156 1.884 0.304 0.605 0.156 0.000 0.000 5.151 10.382
22 0.0173 0.933 0.958 1.562 0.252 0.501 0.129 0.000 0.000 5.151 9.486
23 0.0144 0.774 0.794 1.294 0.209 0.415 0.107 0.000 0.000 5.151 8.744
24 0.0119 0.641 0.658 1.073 0.173 0.344 0.089 0.000 0.000 5.151 8.129
25 0.0099 0.531 0.545 0.889 0.144 0.285 0.074 0.000 0.000 5.151 7.619
26 0.0082 0.440 0.452 0.737 0.119 0.236 0.061 0.000 0.000 5.151 7.197
27 0.0068 0.365 0.375 0.611 0.099 0.196 0.051 0.000 0.000 5.151 6.847
28 0.0056 0.303 0.311 0.506 0.082 0.162 0.042 0.000 0.000 5.151 6.556
Tabel 4.23. Debit Banjir Rancangan 100 Tahunan
Distribusi Hujan 73.912 64.673 83.151 21.558 27.717 15.398 9.239 9.239 ALIRAN HIDROGRAF
Ø indeks 10.489 DASAR BANJIR
HUJAN EFEKTIF 63.423 54.184 72.662 11.069 17.228 4.909 0 0 (QB) 100 TAHUN
Waktu (t) Qt=
qp.e^(-t/k)
Jam HSS H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8
0 0.0000 0.000 5.151 5.151
1 0.4404 27.929 0.000 5.151 33.080
2 0.8807 55.858 23.861 0.000 5.151 84.870
3 0.6138 38.926 47.721 31.998 0.000 5.151 123.796
4 0.5087 32.262 33.256 63.995 4.874 0.000 5.151 139.538
5 0.4216 26.740 27.563 44.596 9.748 7.587 0.000 5.151 121.385
6 0.3494 22.162 22.844 36.962 6.793 15.173 2.162 0.000 5.151 111.248
7 0.2896 18.368 18.934 30.635 5.631 10.574 4.324 0.000 0.000 5.151 93.616
8 0.2400 15.224 15.693 25.391 4.667 8.764 3.013 0.000 0.000 5.151 77.902
9 0.1989 12.618 13.006 21.044 3.868 7.263 2.497 0.000 0.000 5.151 65.448
10 0.1649 10.458 10.780 17.442 3.206 6.020 2.070 0.000 0.000 5.151 55.126
11 0.1367 8.668 8.934 14.456 2.657 4.990 1.716 0.000 0.000 5.151 46.571
12 0.1133 7.184 7.405 11.981 2.202 4.135 1.422 0.000 0.000 5.151 39.481
13 0.0939 5.954 6.137 9.930 1.825 3.427 1.178 0.000 0.000 5.151 33.604
14 0.0778 4.935 5.087 8.230 1.513 2.841 0.977 0.000 0.000 5.151 28.733
15 0.0645 4.090 4.216 6.821 1.254 2.354 0.810 0.000 0.000 5.151 24.696
16 0.0534 3.390 3.494 5.654 1.039 1.951 0.671 0.000 0.000 5.151 21.350
17 0.0443 2.810 2.896 4.686 0.861 1.617 0.556 0.000 0.000 5.151 18.577
18 0.0367 2.329 2.400 3.884 0.714 1.340 0.461 0.000 0.000 5.151 16.279
19 0.0304 1.930 1.989 3.219 0.592 1.111 0.382 0.000 0.000 5.151 14.374
20 0.0252 1.600 1.649 2.668 0.490 0.921 0.317 0.000 0.000 5.151 12.795
21 0.0209 1.326 1.367 2.211 0.406 0.763 0.262 0.000 0.000 5.151 11.487
22 0.0173 1.099 1.133 1.833 0.337 0.633 0.217 0.000 0.000 5.151 10.402
23 0.0144 0.911 0.939 1.519 0.279 0.524 0.180 0.000 0.000 5.151 9.503
24 0.0119 0.755 0.778 1.259 0.231 0.435 0.000 0.000 0.000 5.151 8.609
25 0.0099 0.626 0.645 1.043 0.192 0.360 0.000 0.000 0.000 5.151 8.017
26 0.0082 0.519 0.534 0.865 0.159 0.298 0.000 0.000 0.000 5.151 7.526
27 0.0068 0.430 0.443 0.717 0.132 0.247 0.000 0.000 0.000 5.151 7.120
28 0.0056 0.356 0.367 0.594 0.109 0.205 0.000 0.000 0.000 5.151 6.783
Tabel 4.24. Rekapitulasi Debit banjir Rancangan HSS GAMA 1
Waktu DEBIT BANJIR RENCANA (m3/dt)
(Jam) 2 th 5 th 10 th 25 th 50 th 100 th
0 5.151 5.151 5.151 5.151 5.151 5.151
1 12.316 16.836 20.228 24.986 28.873 33.080
2 25.174 38.169 47.920 61.599 72.776 84.870 3 35.160 54.455 68.933 89.243 105.839 123.796 4 38.638 59.542 76.353 99.744 118.857 139.538
5 30.626 48.105 63.622 85.005 102.479 121.385 6 26.265 42.503 56.556 76.478 93.178 111.248
7 22.651 35.714 47.026 63.624 78.029 93.616 8 19.655 30.482 39.858 53.489 65.214 77.902
9 17.172 26.146 33.916 45.214 54.933 65.448 10 15.114 22.552 28.992 38.356 46.411 55.126
11 13.409 19.573 24.911 32.672 39.348 46.571 12 11.995 17.104 21.528 27.961 33.494 39.481
13 10.824 15.058 18.725 24.056 28.642 33.604 14 9.852 13.362 16.401 20.820 24.621 28.733
15 9.048 11.957 14.475 18.137 21.288 24.696 16 8.381 10.792 12.879 15.914 18.525 21.350
17 7.828 9.826 11.556 14.072 16.236 18.577 18 7.370 9.026 10.460 12.545 14.338 16.279 19 6.990 8.362 9.551 11.279 12.766 14.374
20 6.675 7.813 8.798 10.230 11.462 12.795 21 6.414 7.357 8.173 9.361 10.382 11.487
22 6.198 6.979 7.656 8.640 9.486 10.402 23 6.019 6.666 7.227 8.043 8.744 9.503
24 5.870 6.407 6.872 7.548 8.129 8.609 25 5.747 6.192 6.577 7.137 7.619 8.017
26 5.645 6.014 6.333 6.797 7.197 7.526 27 5.560 5.866 6.131 6.516 6.847 7.120
Hidrograf HSS Gama 1
0 20 40 60 80 100 120 140 160
0 5 10 15 20 25
Waktu (jam)
Q (
m
3/
d
t)
Q2 thn Q 5 thn Q 10 thn Q 25 thn Q 50 thn Q 100 thn
Gambar 4.8. Hidrograf HSS GAMA I
Hasil perhitungan debit rencana berdasarkan keempat metode di atas ditampilkan dalam tabel 4.25 berikut.
Tabel 4.25. Rekapitulasi Debit Rencana
No. Periode ( Tahun )
Rasional Weduwen Haspers HSS Gamma
1 2 61.497 203.871 17.042 35.160
2 5 85.085 205.926 23.579 54.455
3 10 102.785 206.872 28.484 68.933
4 25 127.614 207.770 35.365 89.243
5 50 147.903 208.287 40.988 105.839
Berdasarkan hasil penelusuran data kondisi eksisting Sungai Silandak tahun 2006, dapat diperoleh data debit banjir rencana pada muara adalah sebesar 145 m3/dt untuk periode ulang 50 tahun ( Q50 = 145 m3/dt ) ( Gambar
Potongan Memanjang dan Melintang Relokasi Sungai Silandak akibat Perpanjangan
Landasan Bandar Udara Ahmad Yani 2006 ). Sehingga debit rencana yang dijadikan acuan adalah debit rencana metode Rasional sebesar 147,903 m3/dt untuk periode ulang 50 tahun.
4.3. ANALISA HIDROLIKA
Analisa hidrolika dalam laporan tugas akhir ini menggunakan program HEC-RAS. Adapun tujuan dari penggunaan program HEC – RAS adalah untuk mengevaluasi kinerja penampang saluran pada sungai Silandak, sehingga dapat diketahui apakah penampang eksisting masih cukup mampu menampung debit banjir rencana atau tidak. Lokasi yang ditinjau adalah dari ujung muara hingga aliran sungai yang berjarak satu kilometer dari muara sungai.
Upst ream
11 10
9 8 7 6
5 4 3 2
1
SI la nd ak
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.10. Penampang Melintang
Pada Jarak Satu Kilometer Dari Muara ( Sta 1 + 053 Km )
Gambar 4.11. Penampang Sta 0 + 900 Km
0 10 20 30 40 50 60
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.13. Penampang Sta 0 + 700 Km
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.14. Penampang Sta 0 + 600 Km
0 10 20 30 40 50 60
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.16. Penampang Sta 0 + 400 Km
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.17. Penampang Sta 0 + 300 Km
0 10 20 30 40 50 60
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.19. Penampang Sta 0 + 153 Km
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.20. Penampang Pada Muara Sungai ( Sta 0 + 000 Km )
Output hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 4.26. Output Perhitungan dengan menggunakan HEC - RAS
4.4. ANALISIS HIDRO-OSEANOGRAFI 4.4.1. Analisa Data Angin
Kegunaan data angin adalah untuk peramalan tinggi dan periode gelombang. Data yang digunakan adalah data angin yang diperoleh data Stasiun Meteorologi BMG Maritim Kota Semarang dalam kurun waktu antara tahun 1999 – 2006.
Tabel 4.27. Persentase Kecepatan Angin 1999 - 2006
ANGIN
KEC. ANGIN JUMLAH < 5
knot
5 - 12 knot
13 - 19 knot
> 19
knot (%)
U 18.00 2.33 0.14 0.00 20.48 TL 2.41 0.05 0.00 0.00 2.47
T 18.44 1.51 0.00 0.00 19.96 TG 16.13 1.12 0.00 0.00 17.25
S 0.71 0.26 0.00 0.00 0.97 BL 11.22 8.12 0.28 0.20 19.83
B 4.97 12.32 0.28 0.07 17.64 BD 1.11 0.05 0.00 0.00 1.17
CALM 0.25
TOTAL 100.00
Gambar 4.21. Windrose Kecepatan Angin Tahun 1999 – 2006
UTARA
BARAT TIMUR
SELATAN BARAT LAUT
BARAT DAYA TENGGARA
TIMUR LAUT
0.25 %
KETERANGAN :
< 5 Knot
5 - 13 Knot
13 - 19 Knot
> 19 Knot 5 %10 %
15 % 20 %25 %
Dengan melihat windrose yang diperoleh serta mempertimbangkan lokasi perairan yang terletak disebelah utara menuju Laut Jawa, maka dapat disimpulkan arah angin yang paling dominan adalah berasal dari arah utara.
4.4.2. Analisa Data Pasang Surut
Definisi pasang surut adalah suatu gerakan naik – turunnya permukaan air laut, dimana amplitudo dan fasenya berhubungan langsung terhadap gaya geofisika yang periodik, yakni gaya yang ditimbulkan oleh gerak reguler benda-benda angkasa, terutama bulan – bumi – matahari.
Dari hasil perkiraan elevasi pasang surut inilah datum-datum ini dapat dicari. Beberapa datum yang biasa digunakan adalah :
HHWL : Highest high water level, yaitu elevasi tertinggi muka air selama periode tertentu.
MHWL : Mean high water level, yaitu rata-rata elevasi pasang (tinggi) muka air selama periode tertentu.
MSL : Mean sea level, yaitu elevasi tinggi muka air rata-rata.
MLWL : Mean low water level, yaitu rata-rata elevasi surut (rendah) muka air pada periode tertentu.
LLWL : Lowest low water level, yaitu elevasi muka air terendah selama periode tertentu.
Data Pasang Surut selama satu tahun pada tahun 2006 diolah sehingga didapat data pasang surut maksimum dan minimum per bulan. Dari data pasang surut maksimum dan minimum perbulan maka dapat diperoleh besarnya nilai HHWL, MHWL, MSL, MLWL, dan LLWL.
GRAFIK PASANG SURUT TAHUN 2006
HHWL LLWL MSL MHWL MLWL PASUT TAHUNAN
Gambar 4.22. Grafik Pasang Surut Tahun 2006
Tabel 4.28. Pasang Surut Maksimum dan Minimum per Bulan selama Tahun 2006
No. Bulan Maksimum Minimum
9 September 1.01 0.10
MSL =
Gambar 4.23. Tingkatan Elevasi Muka Air Laut Tahun 2006
Hasil simulasi penampang sungai dengan menggunakan program HEC-RAS berdasarkan data debit banjir rencana dan data pasang tertinggi dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.24. Penampang Melintang Sungai Bagian Muara
Air tinggi tertinggi pada pasang surut besar (HHWL)
Air rendah terendah pada pasang surut besar (LLWL) Air tinggi tertinggi rata-rata (MHHWL)
Air rendah terendah rata-rata (MLLWL) Muka laut rata-rata (duduk tengah) (MSL) Elevasi datum
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.25. Penampang Sta 0 + 153 Km
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.26. Penampang Sta 0 + 200 Km
0 10 20 30 40 50 60
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.28. Penampang Sta 0 + 400 Km
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.29. Penampang Sta 0 + 500 Km
0 10 20 30 40 50 60
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.31. Penampang Sta 0 + 700 Km
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.32. Penampang Sta 0 + 800 Km
0 10 20 30 40 50 60
0 10 20 30 40 50 60
Gambar 4.34. Penampang Melintang
Pada Jarak Satu Kilometer Dari Muara ( Sta 1 + 053 Km )
Tabel 4.29. Output Perhitungan dengan menggunakan HEC - RAS
Reach River Sta Profile Total Q Ch El Min W.S. Elev W.S. Crit E.G. Elev Slope E.G. Chnl Vel Flow Area Width Top Froude # Chl
4.4.3. Peramalan Gelombang Angin a. Perhitungan Fetch Efektif
Perhitungan fetch efektif diberikan oleh persamaan sebagai berikut:
... ( 4.10 ) Dimana:
Feff = Fetch rerata efektif
X1 = Panjang segmen fetch yang diukur dari titik
observasi gelombang menuju pulau terdekat. Feff = Σx1 cos α
α = Deviasi pada kedua sisi dari arah angin dengan menggunakan pertambahan 6° sampai sudut sebesar 42° pada kedua sisi arah angin.
Gambar 4.35. Fetch Gelombang Arah Dominan
Hasil perhitungan fetch efektif dapat dilihat pada tabel 4.30. Tabel 4.30. Perhitungan Fetch Efektif
α cosα X1( km ) x1. cos α
42 0.7431 118.75 88.24313 36 0.8090 102.5 82.9225
30 0.8660 100 86.6
24 0.9135 107.5 98.20125 18 0.9511 122.5 116.5098 12 0.9781 147.5 144.2698 6 0.9945 131.25 130.5281
0 1.0000 23.75 23.75
6 0.9945 87.5 87.01875 12 0.9781 91.25 89.25163 18 0.9511 103.75 98.67663 24 0.9135 83.75 76.50563
30 0.8660 8.75 7.5775
36 0.8090 6.25 5.05625
42 0.7431 0 0
Besarnya fetch efektif dihitung dengan menggunakan persamaan 4.10.
Feff =
5106 , 13
111 . 1135
= 84,016 kilometer
b. Peramalan Gelombang Di Laut Dalam
Langkah – langkah peramalan gelombang di laut dalam adalah sebagai berikut :
1. Dihitung nilai kecepatan maksimum tahunan dari arah angin yang paling dominan berdasarkan windrose, dalam hal ini arah yang dominan adalah utara. Contoh : tahun 1999, kecepatan angin 19 knot ( kolom 2 Tabel 4.30 ).
2. Kecepatan angin pada kolom 2 dikonversi menjadi m/dt ( 1 knot = 0.514 m/dt ). Contoh : kecepatan angin 19 knot = 9,766 m/dt ( kolom 3 Tabel 4.30 ).
3. Dihitung kecepatan angin di laut dengan menggunakan grafik hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat.
(Bambang Triatmodjo,Teknik Pantai, 1999) Gambar 4.36. Hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat
Feff = Σx1 cos α
Contoh : dari grafik diperoleh nilai RL = 1,15.
Tabel 4.31. Perhitungan Kecepatan Gelombang Arah Maksimum (Utara)
Tahun Kecepatan UL RL UW UA
Peramalan tinggi gelombang dan periode gelombang laut dalam dapat dihitung dengan menggunakan rumus fetch limited. Rumus – rumus yang digunakan antara lain sebagai berikut :
a. Tinggi gelombang
2
b. Periode gelombang
Feff : panjang fetch efektif ( kilometer )
UA : kecepatan angin terkoreksi ( meter / detik )
g : percepatan gravitasi ( 9,81 meter / detik )
Tabel 4.32. Peramalan Tinggi Dan Periode Gelombang Arah Maksimum
Tahun Kecepatan UA Fetch Tinggi Periode ( Knot ) ( m/s ) ( Km ) ( m ) ( detik )
1999 19 13.908 84.016 2.052 6.57
2000 15 11.522 84.016 1.700 6.17
2001 32 21.691 84.016 3.201 7.62
2002 25 17.429 84.016 2.572 7.08
2003 25 17.429 84.016 2.572 7.08
2004 15 11.522 84.016 1.700 6.17
2005 25 17.429 84.016 2.572 7.08
2006 17 12.782 84.016 1.886 6.39
c. Gelombang Representatif
Berdasarkan hasil perhitungan peramalan gelombang yang telah diperoleh, langkah selanjutnya adalah perhitungan statistik gelombang untuk mendapatkan gelombang representatif yang akan digunakan dalam perhitungan bangunan pantai. Tahapan awal adalah mengurutkan tinggi dan periode gelombang dari yang tertinggi hingga terendah.
Tabel 4.33. Tinggi dan Periode Gelombang
No. Tinggi Periode Urut ( m ) ( detik )
1 3.201 7.620
2 2.572 7.084
3 2.572 7.084
4 2.572 7.084
5 2.052 6.570
6 1.886 6.388
7 1.700 6.171
8 1.700 6.171
Gelombang 10 % ( H10 ) :
n = 10 % x 8 = 0,8 ~ 1 data H10 = 3,201 m
T10 = 7,620 detik
Gelombang 33,3 % ( gelombang signifikan, Hs ) : n = 33,3 % x 8 = 2,664 ~ 3 data
Gelombang maksimum dan periode maksimum :
Hmax = 3,201 m
Tmax = 7,620 detik
d. Perkiraan Gelombang Dengan Periode Ulang
Perkiraan gelombang dengan periode ulang dilakukan dengan
menggunakan distribusi Gumbel (Fisher-Tippett Type I) dan
distribusi tersebut dilakukan untuk kemudian dipilih yang
memberikan hasil terbaik.
1. DistribusiFisher-Tippett Type I
Perhitungan probabilitas gelombang metode Fisher Typpett
dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut :
12
NT : jumlah kejadian gelombang selama pencatatan.
Hitungan data selanjutnya dilakukan dengan analisis regresi linear
dari hubungan berikut :
Hm =Âym + B^ ( 4.12 )
dimana nilai ym diberikan oleh bentuk berikut ini :
ym = -ln { - ln P (Hs ≤ Hsm) ( 4.13 )
Dengan Âdan B^ adalah perkiraan dari parameter skala dan lokal
yang diperoleh dari analisis regresi linear.
Tinggi gelombang signifikan untuk berbagai periode ulang
dihitung dari fungsi distribusi probabilitas dengan rumus sebagai
berikut :
Hsr = Â yr + B^ ( 4.14 )
dimana yr diberikan oleh bentuk berikut ini :
yr = -ln { - ln (
Hsr : tinggi gelombang signifikan dengan periode ulang
Tr
K : panjang data (tahun)
L : rerata jumlah kejadian per tahun =NT/K
Proses perhitungan gelombang dengan periode ulang metode
Fisher Typpett Type I adalah sebagai berikut :
Tabel 4.34. Perhitungan Gelombang Dengan Periode Ulang ( Metode Fisher Tippett Type I )
No. Hsm P - ln( P ) Ym HsmYm Ym2
Dari tabel 4.34, didapat beberapa parameter yang digunakan
dalam perhitungan gelombang dengan periode ulang, yaitu :
N = 8 K = 8
NT = 8 λ = 1
L = NT / K = 8/8 = 1
Hsm = 18,255 / 8 = 2,282 ym = 4,270 / 8 = 0,534
Dari beberapa nilai di atas selanjutnya dihitung parameter  dan
B^ berdasar data Hsm dan ysm seperti terlihat pada Tabel 4.34.
dengan menggunakan persamaan berikut ini :
= 0,437
B^ = Hsm – Â ym
= 2,282 – ( 0,437 x 0,534 )
= 2,049
Persamaan regresi yang diperoleh adalah :
Hsr = 0,437 yr + 2,049
Hasil perhitungan tinggi gelombang signifikan dengan beberapa
periode ulang dapat dilihat pada tabel 4.35.
Tabel 4.35. Tinggi Gelombang Dengan Periode Ulang Tertentu
Tahun Yr Hsr
Hitungan perkiraan tinggi gelombang ekstrim dilakukan dengan
cara yang sama seperti Metode Fisher-Tippett Type I, hanya
persamaan dan koefisien yang digunakan disesuaikan untuk
Metode Weibull. Rumus-rumus probabilitas yang digunakan
untuk Metode Weibull adalah sebagai berikut :
k
Hitungan didasarkan pada analisis regresi linear dari hubungan
Persamaan ( 4.17 ) dengan nilai ym ditentukan dari persamaan
sebagai berikut :
Tinggi gelombang signifikan ditentukan oleh persamaan ( 4.14 )
dengan nilai yr didapatkan dari persamaan :
( )
{
}
kr
r LT
y = ln 1 ( 4.19 )
Tabel 4.36. Perhitungan Gelombang Dengan Periode Ulang (Metode Weibull)
No. Hsm P 1 – ln( P ) Ym HsmYm Ym^2
Jumlah 18.255 4.23111 9.4036 26.0204 23.6216
Dari tabel di atas, didapat beberapa parameter yang digunakan
dalam perhitungan gelombang dengan periode ulang, yaitu :
N = 8 K = 8
NT = 8 λ = 1
L = NT / K = 8/8 = 1
Hsm = 18,255 / 8 = 2,282 ym = 9,4036/8 = 1,175
Dari beberapa nilai di atas selanjutnya dihitung parameter  dan
B^
dengan berdasarkan pada data Hsm dan ysm seperti pada Tabel
4.36. Perhitungan tinggi gelombang dengan periode ulang tertentu
menggunakan persamaan berikut ini :
= 2,282 - 0,363 x 1,175
= 1,855
Persamaan regresi yang diperoleh adalah :
Hsr = 0,387 yr + 1,855
Selanjutnya hitungan tinggi gelombang signifikan dengan
beberapa periode ulang dilakukan dengan Tabel 4.37.
Tabel 4.37. Tinggi Gelombang dengan Periode Ulang Tertentu ( Metode Weibull )
Tahun Yr Hsr
2 0.6134 2.078
5 1.8861 2.540
10 3.0406 2.959 25 4.7527 3.580 50 6.1641 4.093 100 7.6617 4.636
Hasil perhitungan probabilitas tinggi gelombang dengan kedua
metode diatas ditampilkan dalam tabel 4.38.
Tabel 4.38. Rekapitulasi Perhitungan Tinggi Gelombang Dengan Periode Ulang Tertentu
Periode Ulang
( th )
Tinggi Gelombang ( m )
Fisher - Tippet Weibull
2 2.209 2.078
5 2.705 2.540
10 3.032 2.959
25 3.447 3.580
50 3.754 4.093
100 4.059 4.636
Berdasarkan data tinggi gelombang pada tabel 4.38, gelombang
rencana yang digunakan adalah gelombang rencana berdasarkan
perhitungan metode Weibull, yaitu sebesar 3,580 meter untuk periode
e. Peramalan Mawar Gelombang ( Waverose )
Dari data hasil peramalan gelombang, dapat diketahui besaran tinggi
gelombang beserta arahnya sehingga dapat dibuat Waverosenya.
Hasil perhitungan selengkapnya disajikan dalam bentuk prosentase
pada Tabel 4.39 berikut :
Tabel 4.39. Persentase Tinggi Gelombang Tahun 1999 - 2006
ARAH
TINGGI GELOMBANG ( % ) JUMLAH
% < 0.1 0.1 - 0.25 0.25 - 0.5 0.5 - 0.75 0.75 - 1 > 1 m
U 4.44 11.37 1 0.38 0.27 0 17.40 TL 0.76 1.28 0.13 0.00 0.00 0.00 2.18
T 7.09 12.55 0.23 0.00 0.00 0.00 19.86 TG 4.78 9.88 0.75 0.00 0.00 0.00 15.40
S 0.24 0.51 0.00 0.00 0.00 0.00 0.75 BD 0.33 0.94 0.23 0.00 0.00 0.00 1.51
B 1.56 5.30 8.43 2.61 0.22 0.59 18.71 BL 2.62 7.43 3.90 2.55 0.73 0.78 18.01
CALM 6.18
TOTAL 100.00
Selanjutnya dari tabel di atas dapat disajikan dalam bentuk mawar
gelombang (waverose), seperti terlihat pada gambar berikut ini :
UTARA
BARAT TIMUR
SELATAN BARAT LAUT
BARAT DAYA TENGGARA
TIMUR LAUT
6.18 %
KETERANGAN :
< 0.1 m
0.1 - 0.25 m
0.25 - 0.5 m
0.5 - 0.75 m 5 %10 %
15 % 20 %25 %
30 %
0.75 - 1 m
>1 m
f. Perhitungan Gelombang Laut Dalam Ekivalen
Perhitungan gelombang ekivalen menggunakan persamaan berikut :
H’o = Ks x Kr x Ho
Dengan :
Ks = Koefisien shoaling
Kr = koefisien refraksi
Ho = tinggi gelombang representatif
H’o = tinggi gelombang laut dalam ekivalen
Dimana :
¾ Tinggi gelombang (H’o) = 3,580 meter
¾ Periode gelombang (T) = 7,263 detik
¾ Arah datang gelombang dari Barat Laut ( 45˚ )
¾ Kedalaman ditinjau pada kedalaman -3,00 meter.
Kedalaman air dilokasi bangunan berdasarkan HWL, MWL dan
LWL :
dHWL = 1,28 – ( -3 ) = 4,28 m
dLWL = 0,00 – ( -3 ) = 3,00 m
dMWL = 0,54 – ( -3 ) = 3,54 m
a. Perhitungan koefisien shoaling ( Ks )
Lo = 1,56 x T2 = 1,56 x 7,2632 = 82,292 m
b. Perhitungan koefisien refraksi (Kr) :
Sin α= sinα
Dari perhitungan di atas koefisien didapat tinggi gelombang ekivalen
( H’o ) adalah sebagai berikut :
H’o = Ks x Kr x Ho
= 1,050 x 0,867 x 3,580
= 3,259 meter
g. Perhitungan Tinggi dan Kedalaman Gelombang Pecah
H’o = 3,259 meter
Dari pengukuran pada peta bathimetri, diperoleh kemiringan dasar laut sebesar m = 0.02
Dari grafik pada gambar 4.38, diperoleh nilai Hb/H’o : 05
, 1 'o = H
Hb
Hb = 1,05 x 3,259 = 3,422 m
Perhitungan kedalaman gelombang pecah :
2
gT Hb
= 2
263 , 7 81 , 9
422 , 3
× = 0,0066
( Bambang Triatmodjo, Teknik Pantai ) Gambar 4.39. Grafik Penentuan Kedalaman Gelombang Pecah
Dengan menggunakan grafik penentuan kedalaman gelombang pecah ( gambar 4.39 ) pada m = 0,02 diperoleh :
Hb db
= 1,2
db = 1,2 x 3,422 = 4,106 meter
db = 4,106 meter
Karena db > dHWL > dLWL , berarti pada kedalaman -3,00 meter
dibawah muka air terendah gelombang sudah pecah.
4.4.4. Tinggi Muka Air Laut Rencana
Tinggi muka air laut rencana tergantung pada pasang surut, wave setup, wind setup, tsunami dan pemanasan global. Dalam perencanaan ini, tidak semua parameter tersebut digunakan. Hal ini disebabkan kecilnya kemungkinan terjadinya semua parameter secara bersamaan. Oleh karena itu elevasi muka air rencana hanya didasarkan pada pasang surut, wave setup, dan pemanasan global.
a. Pasang Surut
Dari data pengukuran pasang surut pada BAB IV, didapat beberapa elevasi muka air, yaitu HHWL : + 1,28 meter; MHWL : 1,04 meter; MSL : 0,53 meter; dan MLWL : 0,02 meter.
b. Wave Setup
Wave Setup dihitung dengan menggunakan persamaan :
b
Dari perhitungan sebelumnya, diperoleh data hasil perhitungan sebagai berikut :
c. Kenaikan Muka Air Laut Karena Pemanasan Global
Kenaikan muka air karena pemanasan global ( Sea Level Rise ( SLR ) ) diperkirakan dari gambar 4.40 yang hasilnya adalah 0,2 m untuk jangka waktu 25 tahun.
( Triatmodjo, Teknik Pantai ) Gambar 4.40. Perkiraan Kenaikan Muka Air Laut
Perhitungan elevasi muka air rencana ( Design Water Level ( DWL ) ) : DWL = HHWL + Sw + SLR
= 1,28 + 0,5 + 0,2
= 1,98 meter
4.4.5. Sedimentasi
Perhitungan Sedimen Sejajar Pantai :
Perhitungan transpor sedimen sepanjang pantai menggunakan rumus berikut :
b b Cb Hb g
P ρ .sinα .cosα 8
2
1 = ( 4.24 )
Dimana :
Qs : angkutan sedimen sepanjang pantai ( m3/hari )
P1 : komponen fluks energi gelombang sepanjang pantai pada saat
pecah ( Nm/d/m )
ρ : rapat massa air laut ( kg/m3 ) Hb : tinggi gelombang pecah ( m )
Cb : cepat rambat gelombang pecah ( m/d ) = g.db αb : sudut datang gelombang pecah
Dari data hasil perhitungan sebelumnya, maka perhitungan transpor sedimen sepanjang pantai adalah sebagai berikut :
Cb = g.db = 9,81.4,106 = 6,346 m/det αb = 45o ; Hb = 3,422 meter
b b Cb Hb g
P ρ .sinα .cosα 8
2 1 =
P1 = 3,422 .6,346.sin45.cos45
8 81 , 9 . 025 ,
1 2
= 46,702 ton – m/det/m = 46,702 x 24 x 3600 = 4035052,8 ton-m/hari/m
Qs = 0,401 x P1
= 0,401 x 4035052,8 = 1618056,173 m3/hari
4.5. ANALISA DATA TANAH
digunakan adalah pada titik terdekat dengan muara sungai ( kode : S3 dan B3; lihat peta lokasi pengambilan sampel pada gambar 4.41 ).
Tabel 4.40. Data Tanah
No. Kedalaman Gs γ γd W C Φ ( m ) ( gr/cm3) ( gr/cm3 ) ( % ) ( kg/cm2) ( º )
1 -1,00 2,6950 1,6605 1,2479 33,06 0,11 20
2 -2,00 2,6842 1,7565 1,3594 29,22 0,13 22
3 -3,00 2,7191 1,7189 1,3774 24,79 0,12 24
4 -4,00 2,6915 1,7235 1,3827 24,65 0,10 23
5 -5,00 2,6864 1,7117 1,3481 26,97 0,09 21
