BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. Dalam merencanakan bangunan air, analisis awal yang perlu ditinjau adalah

(1)

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

IV-1 BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Tinjauan Umum

Dalam merencanakan bangunan air, analisis awal yang perlu ditinjau adalah analisa hidrologi. Analisa hidrologi diperlukan untuk menentukan besarnya debit banjir rencana yang mana akan berpengaruh terhadap besarnya debit maksimum maupun konstruksi yang akan di bangun. Pada perencanaan revitalisasi sistem drainase perumahan Lippo Cikarang ini, data debit harian selama periode 25 tahun yang akan dijadikan dasar perhitungan dalam menentuan debit banjir rencana.

Data debit harian selanjutnya akan dipilih untuk menentukan debit harian maksimum tahunan untuk selanjutnya di analisis menjadi data debit banjir rencana periode ulang tertentu. Kemudian akan di olah menjadi debit banjir rencana.

Adapun langkah-langkah dalam analisis hidrologi adalah sebagai berikut : a. Menentukan Daerah Aliran Sungai (DAS) beserta luasnya.

b. Menentukan debit harian maksimum tiap tahunnya dari data debit harian dari bendung selama periode 25 tahun.

c. Menghitung debit harian maksimum yang mewakili DAS.

d. Menganalisis debit banjir rencana dengan periode ulang T tahun.

e. Menghitung debit banjir rencana berdasarkan besarnya debit banjir rencana di atas pada periode ulang T tahun.

(2)

IV-2 4.2 Daerah Aliran Sungai

Sebelum menentukan daerah aliran sungai, terlebih dahulu menentukan lokasi Sub Das yang akan di tinjau. Dari lokasi sub DAS ini ke arah hilir, kemudian ditentukan batas daerah aliran sungai dengan menarik garis imajiner yang menghubungkan titik-titik yang memiliki kontur tertinggi terhadap sungai yang ditinjau.

Dari peta topografi didapat luas DAS sungai Cimahabang sebesar 656,6 km². Untuk peta Daerah Aliran Sungai (DAS) dapat dilihat pada gambar 4.1 dibawah ini.

Gambar 4.1 Peta DAS Cimahabang

(3)

IV-3 4.3 Analisa Curah Hujan

4.3.1 Analisa Curah Hujan Rata-Rata Daerah Aliran Sungai

Dari metode perhitungan curah hujan yang ada, digunakan metode Thiesen karena kondisi topografi dan jumlah stasiun memenuhi syarat untuk menggunakan metode ini. Adapun jumlah stasiun hujan yang masuk di lokasi daerah pengaliraan sungai berjumlah 4 buah yaitu Sta.Cileungsi, Cikarang, Cibarusah dan Karawang.

Berdasarkan hasil pengukuran dengan planimeter, luas pengaruh dari tiap stasiun ditunjukkan pada Tabel 4.1 berikut ini.

Tabel 4.1 Luas Pengaruh Stasiun Hujan Terhadap DAS Sungai Cimahabang

No Nama Area Bobot

Stasiun Stasiun (Km2) (%)

82 Cikarang 92.54 14%

85 Cibarusah 455.62 69%

Cileungsi 34.69 5%

98 Karawang 73.76 11%

Luas Total 656.62 100%

4.3.2 Analisis Curah Hujan Dengan Metode Thiessen

Untuk perhitungan curah hujan dengan metode Thiessen digunakan persamaan (2.2)





 



 

n

i n

n i

n n n

Ai RiAi A

A A

R A R A

R A R

1 2

1 2 2 1 1

...

....

Dimana :

R = Curah hujan rata-rata (mm)

R₁ = Curah hujan pada setiap stasiun hujan (mm) A1 = Luasan pengaruh dari setiap stasiun hujan (Km²)

(4)

IV-4 Berikut ini rekapitulasi hasil perhitungan curah hujan rata-rata menggunakan metode Thiessen.

Tabel 4.2 Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata Harian Maksimum dengan Metode Thiessen

Tahun

Tebal Hujan (mm)

Xi

Sta.

1

Sta.

2

Sta.

3

Sta.

4

_14% _69% _11% _5% 100%

1969 105 73 86 82 80 1970 96 80 85 121 85 1971 70 85 107 74 85 1972 81 76 107 153 84 1973 85 75 132 176 88

1974 78 74 70 87 75

1975 77 75 80 70 76

1976 113 74 150 112 90 1977 121 74 135 157 92 1978 150 74 173 92 97 1979 97 75 100 115 83 1980 91 74 60 140 78 1981 179 158 108 171 156 1982 58 115 91 72 102 1983 80 69 126 85 78

1984 75 63 75 85 67

1985 89 74 66 126 78 1986 112 94 112 127 100

1987 69 58 69 78 62

1988 82 69 82 93 73

4.4 Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana

Dari hasil perhitungan curah hujan rata-rata maksimum metode thiessen di atas perlu ditentukan kemungkinan terulangnya curah hujan harian maksimum untuk menentukan debit banjir rencana.

(5)

IV-5 4.4.1 Pengukuran Dispersi

Suatu kenyataan bahwa tidak semua nilai dari suatu variabel hidrologi terletak atau sama dengan nilai rata-ratanya. Besarnya dispersi dapat dilakukan pengukuran, yakni melalui perhitungan parametrik statistik untuk (Xi-X), (Xi-X)², (Xi-X)³, (Xi-X)⁴ terlebih dahulu.

Dimana :

Xi = Besarnya curah hujan Daerah (mm)

X = Rata-rata curah hujan maksimum daerah (mm)

Perhitungan parametrik statistik dapat dilihat pada Tabel 4.3 berikut ini.

Tabel 4.3 Parameter Statistik Curah Hujan

Tahun Xi Xi - Xr

(Xi -

Xr)² (Xi - Xr)³ (Xi - Xr)⁴

100%

1969 80 -6,69 44,70 -298,9 1998,5

1970 85 -1,30 1,70 -2,2 2,9

1971 85 -1,68 2,82 -4,7 7,9

1972 84 -2,20 4,83 -10,6 23,4

1973 88 1,69 2,87 4,9 8,3

1974 75 -11,59 134,26 -1555,7 18026,4 1975 76 -10,84 117,61 -1275,5 13832,3

1976 90 3,53 12,43 43,8 154,5

1977 92 5,38 28,89 155,3 834,7

1978 97 10,33 106,69 1102,0 11383,0

1979 83 -3,41 11,66 -39,8 135,9

1980 78 -8,19 67,02 -548,6 4491,1 1981 156 69,58 4840,75 336797,8 23432879,6 1982 102 15,54 241,63 3756,1 58387,4 1983 78 -8,66 74,91 -648,4 5612,2 1984 67 -19,27 371,30 -7154,7 137865,8 1985 78 -8,45 71,49 -604,4 5110,3 1986 100 13,88 192,53 2671,4 37066,0 1987 62 -24,64 607,33 -14967,0 368846,5 1988 73 -13,00 168,96 -2196,3 28548,9

JML 1729 0,00 7104,39 315224,39 24125215,44

Xr = 86,45 Yr =

(6)

IV-6 Macam pengukuran dispersi antara lain sebagai berikut :

1. Devisiasi Standart (Sd)

Perhitungan deviasi standar menggunakan persamaan sebagai berikut :

 

1

2











n X Xi Sd

n

t

Dimana :

Sd = Deviasi Standar Curah hujan X = Nilai rata-rata Curah hujan (mm)

Xi = Nilai pengukuran dari suatu Curah ke i (mm) n = Jumlah data curah hujan

1 20

7104

  Sd

Sd = 19,34

2. Koefisien Skewness (Cs)

Perhitungan koefisien skewness menggunakan persamaan sebagai berikut :

 



¹

 

³

2

1 n Sd

n

X Xi n Cs

n

t











Dimana :

Cs = Koefisien skewness

X = Nilai rata-rata Curah hujan (mm) Xi = Nilai varian ke i

n = Jumlah data curah hujan Sd = Deviasi standar

(7)

IV-7



20 1



20 2



19,34³ 39 , 315224 20



  x Cs

5 , 247278

797 , 6304487 Cs

550 ,

2 Cs

3. Koefisien Kurtosis (Ck)

Perhitungan koefisien kurtosis menggunakan persamaan sebagai berikut :

 

4 1

1 4

Sd X n Xi

Ck

n

t









Dimana :

Ck = Koefisien kurtosis n = Jumlah data curah hujan Xi = curah hujan ke i

X = Nilai rata-rata Curah hujan (mm) Sd = Deviasi Standar

344

, 19

24125215 20

/

1 x

Ck 

79 ,

4 Ck

4. Koefisien Variasi (Cv)

X Cv  Sd

Dimana :

Cv = Koefisien varian

(8)

IV-8 X = Nilai rata-rata Curah hujan (mm)

Sd = Deviasi Standar

45 , 86

34 ,

19 Cv

22 ,

0 Cv

Perhitungan parameter statistik untuk analisa distribusi Log Normal dan Log Pearson Type III dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut :

Tabel 4.4 Parameter Statistik Curah Hujan Log

Tahun Xi Log Xi ^{(Log X}ⁱ^- Log Xi)

(Log Xi- Log Xi)^2

(Log Xi-Log Xi)^3

(Log Xi-Log Xi)^4

100%

1969 80 1,902 -0,02669 0,00071 -0,00002 0,00000051 1970 85 1,930 0,00167 0,00000 0,00000 0,00000000 1971 85 1,928 -0,00025 0,00000 0,00000 0,00000000 1972 84 1,926 -0,00292 0,00001 0,00000 0,00000000 1973 88 1,945 0,01670 0,00028 0,00000 0,00000008 1974 75 1,874 -0,05423 0,00294 -0,00016 0,00000865 1975 76 1,879 -0,04995 0,00249 -0,00012 0,00000622 1976 90 1,954 0,02562 0,00066 0,00002 0,00000043 1977 92 1,963 0,03446 0,00119 0,00004 0,00000141 1978 97 1,986 0,05728 0,00328 0,00019 0,00001076 1979 83 1,919 -0,00923 0,00009 0,00000 0,00000001 1980 78 1,894 -0,03494 0,00122 -0,00004 0,00000149 1981 156 2,193 0,26469 0,07006 0,01854 0,00490822 1982 102 2,009 0,08007 0,00641 0,00051 0,00004111 1983 78 1,891 -0,03755 0,00141 -0,00005 0,00000199 1984 67 1,827 -0,10125 0,01025 -0,00104 0,00010509 1985 78 1,892 -0,03643 0,00133 -0,00005 0,00000176 1986 100 2,001 0,07291 0,00532 0,00039 0,00002825 1987 62 1,791 -0,13746 0,01890 -0,00260 0,00035705 1988 73 1,866 -0,06250 0,00391 -0,00024 0,00001526

JML 1729 38,5704 0,0000 0,1304 0,0154 0,00548829

Xr = 86,45 1,9285 G 0,67048718

Macam pengukuran dispersi logaritma antara lain sebagai berikut :

(9)

IV-9 1. Devisiasi Standart (Sd)

 

1 log

1

2











n

X LogXi

Sd

n

t

1 20

1304 , 0

  Sd

Sd = 0,083

2. Koefisien Skewness (Cs)

 



¹

 

³

2

2 1 n Sd n

X Log LogXi n

Cs

n

t













²⁰²⁰¹



²⁰⁰^,⁰¹⁵³⁶⁸²



⁰^,⁰⁸³³

 x

Cs

19455 , 0

30735 ,

 0 Cs

57978 ,

1 Cs

3. Koefisien Kurtosis (Ck)

 

4 1

1 4

Sd

X Log LogXi Ck n

n

t





 

0834

, 0

0054883 ,

0 20 /

1 x

Ck 

822 ,

5 Ck

4. Koefisien Variasi (Cv)

X Log Cv Sd

(10)

IV-10 929

, 1

083 ,

 0 Cv

043 ,

0 Cv

4.4.2 Pemilihan Jenis Sebaran 1. Metode Gumbel Tipe I

Menghitung curah hujan dengan persamaan sebagai berikut :



^Yt ^Yn



Sn X Sd

Xt   

Dimana : X = 86,45

Sd = 19,34

Yn = 0,524 (Tabel 2.8) Sn = 1,0628 (Tabel 2.9) Yt = - ln (ln (t / (t -1)) (Tabel 2.7)

Tabel 4.5 Distribusi Sebaran Metode Gumbel Tipe I

No. Rt

n Yt Yn Sn K Xr SD Rn

(Tahun) (mm)

1 2 20 0,36651

0,524 1,0628 -

0,148 86,45 19,34 83,60 2 5 20 1,49994 0,524 1,0628 0,919 86,45 19,34 104,22 3 10 20 2,25037 0,524 1,0628 1,625 86,45 19,34 117,87 4 25 20 3,19853 0,524 1,0628 2,517 86,45 19,34 135,12 5 50 20 3,90194 0,524 1,0628 3,179 86,45 19,34 147,92 6 100 20 4,60015 0,524 1,0628 3,836 86,45 19,34 160,62

2. Metode log Pearson Tipe III )

(K xSd X

X_t  _t

Sehingga persamaan menjadi

(11)

IV-11 )

(K xSdLogX X

Log

LogX_t  _t

Y = rata-rata hitung nilai Y atau log

n X

X _



Log⁽ ⁾₌_1,9285

Sd = deviasi standar

 

1 log

1

2









n

X LogXi

Sd

n

t = 0,083

Nilai kemencengan

 



¹

 

³

2

2 1 n Sd n

X Log LogXi n

Cs

n

t









 = 579781, , didapat k (tabel 2.6)

Koefisien kurtosis

 

4 1

1 4

Sd

n

t





  = 8225,

Tabel 4.6 Distribusi Sebaran Metode Log Pearson III

No. Rt

Peluang Log Xr Sd KT Y = Log x

Rn

(Tahun) (mm)

1 2 50 1,9285 0,083 -0,0529 1,9241 83,97 2 5 20 1,9285 0,083 0,6946 1,9861 96,84 3 10 10 1,9285 0,083 1,3104 2,0371 108,92 4 25 4 1,9285 0,083 1,8545 2,0822 120,83 5 50 2 1,9285 0,083 2,2199 2,1125 129,56 6 100 1 1,9285 0,083 2,5440 2,1393 137,82

3. Metode log Normal ) (K xSd X

X_t  _t

Sehingga persamaan menjadi ) (K xSdLogX X

Log

LogX_t  _t

(12)

IV-12 Y = rata-rata hitung nilai Y atau log

n X

X _



Log⁽ ⁾₌_1,9285

Sd = deviasi standar

 

1 log

1

2









n

X LogXi

Sd

n

t = 0,083

Nilai kemencengan

 



¹

 

³

2

2 1 n Sd n

X Log LogXi n

Cs

n

t









 = 579781, , didapat k (tabel 2.4)

Koefisien kurtosis

 

4 1

1 4

Sd

n

t





  = 8225,

Tabel 4.7 Distribusi Sebaran Metode Log Normal

No. Rt

Xr Sd KT

Rn

(Tahun) (mm)

1 2 1,9285 0,083 0,0000 84,82

2 5 1,9285 0,083 0,8400 99,57

3 10 1,9285 0,083 1,2800 108,29

4 25 1,9285 0,083 1,7083 117,51

5 50 1,9285 0,083 2,0500 125,42

6 100 1,9285 0,083 2,3300 132,31

Tabel 4.8 Curah Hujan Rencana DAS Cilemahabang

No. Rt Metode

(Tahun) Gumbel Log Normal Log Person III

1 2 83,60 84,82 83,97

2 5 104,22 99,57 96,84

3 10 117,87 108,29 108,92

4 25 135,12 117,51 120,83

5 50 147,92 125,42 129,56

6 100 160,62 132,31 137,82

(13)

IV-13 Tabel 4.9 Syarat Pemilihan Jenis Distribusi

Jenis

Sebaran Kriteria Hasil Keterangan

Log Nornal Cs = 0 Cs 1,58 Mendekati

Ck = 3 Ck 5,822 Kurang

Log Pearson Cs = 0 Cs 1,58 Mendekati Type III Ck -3 < Ck < 3 Ck 5,822 Kurang Gumbel Cs = 1.139 Cs 2,55 Mendekati

Ck = 5.402 Ck 4,79 Mendekati

Dari hasil pengujian yang dilakukan di atas jenis sebaran yang memenuhi syarat adalah jenis sebaran Metode Gumbel tipe I. Dari sebaran yang telah memenuhi syarat tersebut perlu kita uji kecocokan sebarannya dengan beberapa metode.

Hasil uji kecocokan sebaran menunjukkan distribusinya dapat diterima atau tidak.

4.4.3 Pengujian Kecocokan Sebaran

4.4.3.1 Uji Sebaran Chi Kuadrat ( Chi Squra Test)

Untuk menguji kecocokan suatu distribusi sebaran Gumbel tipe I data curah hujan, digunakan metode Uji Chi Kuadrat (Chi-Square Test).

Digunakan persamaan sebagai berikut :

K = 1+3.322 log n = 1+3.322 log 20 =5.322 ≈ 5 DK = K-(P+1)

P untuk distribusi normal dan binomial ; P =2 P untuk distribusi poisson ; P =1

DK = 5-(2+1) = 2

EF OF EF

k h i

X

2 1

2



 (  )

(14)

IV-14 Ef = n/K = 20/5 = 4

) 1 /(

min)

(  



X Xmaks X K

) 1 5 /(

) 81 , 61 03 , 156

(  



X

55 ,

23

X

) 2 / 1 ( min

(X x X

Xawal   

) 55 , 23 5 , 0 ( 81 ,

61 x

Xawal   03 ,

50 Xawal

Tabel 4.10 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat

No. Probabilitas Jml Data Of-

Ef (Ef-Of)²/Ef

(%) Of Ef

1 50,03 <X< 73,59 3 4 -1 0,25 2 73,59 <X< 97,14 14 4 10 25 3 97,14 <X< 120,7 2 4 -2 1 4 120,7 <X< 144,3 0 4 -4 4 5 144,3 <X< 167,8 1 4 -3 2,25 6 167,8 <X< 191,4 0 4 -4 4

Jumlah 20 24 -4 36,5

Nilai Chi-Kuadrat (λh)2

= 36,5.

n = 20 K = 5 DK = 2 DK (derajat Signifikasi Alpha)% = 5 Chi-Square kritis (λh²cr )

= 11,070 (λh)²< λh²cr

Hipotesa tidak dapat diterima

(15)

IV-15 Dari pengujian yang dilakukan dengan menggunakan metode chi square didapat (λh)²= 24,5 ; sedangkan λh²cr = 11,070 ( dengan tingkat kepercayaan α = 5%).

Karena (λh)²< λh²cr maka tidak dapat diterima.

4.4.3.2 Uji Sebaran Smirnov - Kolmogorov

Uji kecocokan Smirnov – Kolmogorov, sering juga disebut uji kecocokan non parametrik ( non parametric test ), karena pengujian ini tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu.

Tabel 4.11 Perhitungan Uji Smirnov - Kolmogorov

X m

P(X) =

M/(N+1) P(x<) f(t)

P(X) =

M/(N-1) P'(x<) D (1) (2) (3) (4)= nilai 1-(3) (5) (6)

(7)= nilai

1-(6) (8)

63,6 1 0,048 0,952 -1,18 0,053 0,947 0,005 69,1 2 0,095 0,905 -0,9 0,105 0,895 0,010 74,9 3 0,143 0,857 -0,6 0,158 0,842 0,015 75,5 4 0,190 0,810 -0,57 0,211 0,789 0,020 75,6 5 0,238 0,762 -0,56 0,263 0,737 0,025 77,1 6 0,286 0,714 -0,49 0,316 0,684 0,030 81,1 7 0,333 0,667 -0,27 0,368 0,632 0,035 83,5 8 0,381 0,619 -0,15 0,421 0,579 0,040 86,3 9 0,429 0,571 -0,01 0,474 0,526 0,045 87,0 10 0,476 0,524 0,029 0,526 0,474 0,050 88,1 11 0,524 0,476 0,087 0,579 0,421 0,055 90,1 12 0,571 0,429 0,19 0,632 0,368 0,060 92,8 13 0,619 0,381 0,33 0,684 0,316 0,065 98,2 14 0,667 0,333 0,607 0,737 0,263 0,070 98,8 15 0,714 0,286 0,64 0,789 0,211 0,075 100,9 16 0,762 0,238 0,747 0,842 0,158 0,080 102,0 17 0,810 0,190 0,801 0,895 0,105 0,085 103,2 18 0,857 0,143 0,868 0,947 0,053 0,090 110,2 19 0,905 0,095 1,229 1,000 0,000 0,095 148,4 20 0,952 0,048 3,206 1,053 -0,053 0,100

(16)

IV-16 Dmak

= 0,100.

m = 20 N = 20 Do = 0,294 Dmak< Do

Hipotesa dapat diterima

Dari hasil perhitungan nilai D pada tabel 4.11, menunjukkan nilai Dmak = 0,100, data pada peringkat m = 20. Dengan menggunakan data pada Tabel 2.11 , untuk derajat kepercayaan 5% maka diperoleh Do = 0,294 untuk nilai N = 20. Karena nilai Dmak < Do maka persamaan distribusi yang diperoleh dapat diterima.

4.5 Perhitungan Intensitas Curah Hujan

Perhitungan intensitas curah hujan ini menggunakan metode Dr. Mononobe yang merupakan sebuah variasi dari persamaan-persamaan curah hujan jangka pendek, persamaannya sebagai berikut :

m

c t

x t I R









 24

24

Tabel 4.12 Perhitungan Intensitas Curah Hujan

Periode Intensitas ( I )

ulang 2 th 5 th 10 th 25 th 50 th 100 th

R24 83,60 104,22 117,87 135,12 147,92 160,62

(mm)

t (jam) (mm/jam) (mm/jam) (mm/jam) (mm/jam) (mm/jam) (mm/jam)

1 28,98 36,13 40,86 46,84 51,28 55,69

2 18,26 22,76 25,74 29,51 32,31 35,08

3 13,93 17,37 19,65 22,52 24,65 26,77

4 11,50 14,34 16,22 18,59 20,35 22,10

(17)

IV-17

5 9,91 12,36 13,98 16,02 17,54 19,04

6 8,78 10,94 12,38 14,19 15,53 16,86

7 7,92 9,87 11,17 12,80 14,01 15,22

8 7,25 9,03 10,22 11,71 12,82 13,92

9 6,70 8,35 9,44 10,83 11,85 12,87

10 6,24 7,78 8,80 10,09 11,05 12,00

11 5,86 7,30 8,26 9,47 10,37 11,26

12 5,53 6,89 7,80 8,94 9,78 10,62

13 5,24 6,53 7,39 8,47 9,28 10,07

14 4,99 6,22 7,03 8,06 8,83 9,59

15 4,76 5,94 6,72 7,70 8,43 9,16

16 4,56 5,69 6,44 7,38 8,08 8,77

17 4,38 5,46 6,18 7,09 7,76 8,42

18 4,22 5,26 5,95 6,82 7,47 8,11

19 4,07 5,07 5,74 6,58 7,20 7,82

20 3,93 4,90 5,55 6,36 6,96 7,56

21 3,81 4,75 5,37 6,15 6,74 7,32

22 3,69 4,60 5,20 5,97 6,53 7,09

23 3,58 4,47 5,05 5,79 6,34 6,89

24 3,48 4,34 4,91 5,63 6,16 6,69

Grafik Intensitas Hujan dengan periode ulang tertentu dapat dilihat pada gambar berikut :

(18)

IV-18 Gambar 4.2 Grafik Intensitas Hujan Periode Ulang 2 ~ 100 th

4.6 Perhitungan Debit Banjir Rencana

Dalam perhitungan debit banjir rencana dalam perencanaan ini menggunakan metode sebagai berikut :

1. Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode rasional Persamaan :

A I C Q0,278 . .

(19)

IV-19

3 /

24 2

24 









c t

x t I R

Tc=L/W

6 . 0

72 



 L

W H

Dimana :

Q = Debit banjir rencana (m³/detik) C = Koefisien run off

I = Intensitas hujan maksimum selama waktu konsentrasi (mm/jam) R = Intansitas hujan selama t jam (mm/jam)

T = Waktu konsentrasi (jam)

L = Panjang sungai (Km) =15.686 Km A = Luas DAS (Km²) =656.62 Km²

H = beda tinggi ujung hulu dengan titik tinggi yang ditinjau (Km) =0.038 Km Tabel 4.13 Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Rasional

No

Periode

Ulang A R24 L H C S

W T I Q

tahun Ha mm m m % m/det det mm/det m3/det

1 2 65.662 83,6 15.686 38 0,8 0,002 0,54 8,08 7,20 104,99 2 5 65.662 104,2 15.686 38 0,8 0,002 0,54 8,08 8,97 130,89 3 10 65.662 117,9 15.686 38 0,8 0,002 0,54 8,08 10,15 148,03 4 25 65.662 135,1 15.686 38 0,8 0,002 0,54 8,08 11,63 169,70 5 50 65.662 147,9 15.686 38 0,8 0,002 0,54 8,08 12,73 185,77 6 100 65.662 160,6 15.686 38 0,8 0,002 0,54 8,08 13,82 201,73

2. Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Melchior

Metode melchior dapat digunakan untuk menghitung debit banjir rencana untuk luas DAS > 100 Km².

Persamaan :

(20)

IV-20 F

R Q.. ₁.

2 . 0 2) . .(

31 , 1 Qi V 

 0,12 ³⁹⁷⁰ ¹⁷²⁰

1970  

  F

V t L

36

10

t R R

. 36

. . 10 ₂₄



Dimana :

Q = Debit banjir rencana (m³/detik) α = Koefisien pengaliran = 0,52

ᵝ = Koefisien pengurangan daerah untuk curah hujan di DAS t = Waktu konsentrasi (jam)

F = Luas daerah pengaliran (km²) = 656.62 Km² V = Kecepatan aliran (m/detik)

R = Intensitas curah hujan selama durasi t (mm/hari) L = Panjang sungai (km) = 15.686 Km

Menentukan

ᵝ

 0,12 ³⁹⁷⁰ ¹⁷²⁰

1970  

  F

 0,12 ³⁹⁷⁰ ¹⁷²⁰ 62 1970

.

656  

 

Harga Koefisien reduksi (

ᵝ

) dicari dengan trial error, diperoleh = 0.6962 Menentukan

i

L i H

9 .

 0

(21)

IV-21 15686

9 . 0

38 i x

0027 .

0 i

Menentukan I

Harga I dicari berdasarkan Tabel 2.14 dan nilai F = 656.62 Km²dengan cara interpolasi diperoleh nilai I = 2.432 m³/det/km².

Menentukan V

2 . 0 2) . .(

31 , 1 Qi V 

2 . 0 2 1. . ) ..

.(

31 ,

1 R Fi

V  

2 . 0 2) 0027 . 0 62 . 656 . 1 . 135 6962 . 0 .(

31 ,

1 x x x

V 

2 . 0 2) 0027 . 0 61755 .(

31 ,

1 x

V 

8514 , 0 . 31 ,

1 V

1154 ,

1

V m/det

Menentukan t

V t L

36

10

) 1154 , 1 ( 36

) 686 . 15 (

10 t

153 , 40

86 .

156 t

9065 ,

3

t jam = 14064 det

Tabel 4.14 Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Melchior

No

Periode

Ulang A R24 L i V t

qn β Qmaks

tahun Km² mm m m/det jam m3/det m3/det

1 2 656,62 83,6 15.686 0,003 1,013 4,300 4,098 0,70 249,91 2 5 656,62 104,2 15.686 0,003 1,059 4,115 5,279 0,70 311,55 3 10 656,62 117,9 15.686 0,003 1,085 4,015 6,080 0,70 352,37

(22)

IV-22

4 25 656,62 135,1 15.686 0,003 1,115 3,906 7,111 0,70 403,94 5 50 656,62 147,9 15.686 0,003 1,136 3,836 7,887 0,70 442,20 6 100 656,62 160,6 15.686 0,003 1,155 3,774 8,667 0,70 480,18

3. Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Hasper

Perhitungan debit banjir rencana untuk metode ini menggunakan persamaan sebagai berikut :

A qn Q.. .

7 , 0

7 . 0

. 075 , 0 1

. 012 , 0 1

A A



 



12 15

10 7 , 1 3

1 ³^/⁴

2

4 .

0 A

t x x

t ^t



 

 ^



3 , 0 8 , 0 . 1 ,

0 ^

 L I t

 Untuk t<2jam

)2

2 )(

24 260 ( 0008 , 0 1

24

t R

t Rt tR



 

 Untuk 2 jam< t<19jam

1 24

  t Rt tR

 Untuk 19 jam< t<30jam Rt 0,707R24 t1

Dimana t (jam) dan R24,Rt (mm Menentukan α

7 , 0

7 . 0

. 075 , 0 1

. 012 , 0 1

A A



 



7 , 0

7 . 0

62 , 656 . 075 , 0 1

62 , 656 . 012 , 0 1



 



7 ,

780

, 93 . 075 , 0 1

78 , 93 . 012 , 0 1



 



(23)

IV-23 03

, 8

13 ,

 2



26 ,

0



Menentukan tc

3 , 0 8 , 0 . 1 ,

0 ^

 L I t

3 , 0 8

,

0 . 0.003 686

. 15 1 ,

0 ^

 x x

t

0914 . 5 . 05 . 9 1 ,

0 x x

t  34 .

5

t jam

Menentukan β

15 12 10 7 , 3 1 1

1 ³^/⁴

2

4 .

0 A

t x

x ^t



 

 ^



12 62 . 656 15

34 . 5

10 7 , 3 1 1

1 ³^/⁴

2

51 . 5 4 . 0

x ^x x



 

 ^



27 . 1 1

 

79 .

0



Menentukan Rt

1 24

  t Rt tR

1 34 . 5

1 . 135 34 . 25 5

 x  R

34 . 6

322 . 25 721 R

80 . 113 25

R mm

(24)

IV-24 Tabel 4.15 Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Hasper

No

Periode

Ulang A R24 L I t Rn

qn β Q

tahun Ha mm m jam mm m3/det m3/det

1 2 65.662 83,60 15.686 0,003 5,338 70,41 3,66 0,8 180,68 2 5 65.662 104,22 15.686 0,003 5,338 87,78 4,57 0,8 225,25 3 10 65.662 117,87 15.686 0,003 5,338 99,27 5,17 0,8 254,76 4 25 65.662 135,12 15.686 0,003 5,338 113,80 5,92 0,8 292,04 5 50 65.662 147,92 15.686 0,003 5,338 124,58 6,48 0,8 319,70 6 100 65.662 160,62 15.686 0,003 5,338 135,28 7,04 0,8 347,16

4. Perhitungan Debit Banjir Dengan Metode passing Capacity

Metode passing capacity digunakan sebagai kontrol terhadap hasil perhitungan debit banjir rencana yang diperoleh dari data curah hujan. Langkah- langkah perhitungan dengan metode passing capacity adalah sebagai berikut :

Penampang sungai

+27,165 25,82 m

5,5 m

+21,624

m 7,01 m

Gambar 4.3 Potongan Melintang sisi Sungai Cimahabang

1. Menentukan kemiringan dasar sungai dengan mengambil beda tinggi elevasi hulu ke hilir dengan dibagi panjang sungai.

I=(61-23) / 15686 = 0.0024

2. Menentukan besaran koefisien manning berdasarkan kondisi dasar sungai, ditentukan n = 0.25

3. Menghitung luas penampang aliran B atas = 25,82 m

H total = 5,5 m

(25)

IV-25 Tinggi jagaan = 1,0 m

H efektif = 4,5 m B bawah = 7,01 m

A = (25,82+7,01) x 0,5 x 4,5 = 73,87 m² 4. Menghitung keliling basah

P = 27,86 m

5. Menghitung jari-jari hidrolis

2,65

86 , 27

87 ,

73 



 P R A

6. Menghitung debit aliran

R I A

Q n1 ²^/³ ⁰^,⁵



87 , 73 0024 , 0 65 , 0252 , 0

1 2/3 0,5

 Q

det / 574 , 278 m³ Q

Tabel 4.16 Rekapitulasi Debit banjir Rencana

No

Periode

Ulang Metode Passing

tahun Rasional Melchior Hasper Capacity

1 2 104,99 249,91 180,68

2 5 130,89 311,55 225,25

3 10 148,03 352,37 254,76

4 25 169,70 403,94 292,04 278,57

5 50 185,77 442,20 319,70

6 100 201,73 480,18 347,16

Dari hasil perhitungan debit dengan tiga metode yang berbeda, maka dapat diketahui bahwa terjadi perbedaan antara hasil perhitungan dari ketiga metode tersebut. Berdasarkan pertimbangan keamanan dan efisiensi serta ketidakpastian

(26)

IV-26 besarnya debit banjir yang terjadi di daerah tersebut, maka diantara ketiga metode tersebut dipakai debit maksimum dengan periode ulang 25 tahun sebesar 169,70 m³/det; 403,94 m³/det; 292,04 m³/det

Hasil perhitungan kapasitas existing sungai, digunakan untuk menentukan debit banjir rencana yang akan dipakai. Berdasarkan hasil perhitungan metode passing capacity, maka dipakai debit maksimum dengan periode ulang 25 tahun metode Hasper sebesar 292,04 m³/det, yang selanjutnya menjadi acuan dalam perhitungan perencanaan teknis penampang.

Berdasarkan hasil perhitungan diatas maka dengan elevasi dasar sungai +21,624 dengan ketinggian air 4,5 m maka elevasi muka air sungai +26,165 hal ini menyebabkan terjadinnya backwater di area saluran outlet Perumahan Lippo Cikarang. Dengan elevasi dasar existing +25.193 sedangkan elevasi atas +28.233.

Gambar 4.4 Layout Saluran terindikasi genangan

Perhitungan dimensi saluran existing yang terjadi indikasi genangan antara lain:

(27)

IV-27 1. Saluran existing Jalan Padjajaran

Menentukan α

7 , 0

7 . 0

. 075 , 0 1

. 012 , 0 1

A A



 



7 , 0

7 . 0

2 , 116 . 075 , 0 1

2 , 116 . 012 , 0 1



 



90 , 27 . 075 , 0 1

90 , 27 . 012 , 0 1



 



09 , 3

33 ,

 1

 = 0,43

Menentukan tc

3 , 0 8 , 0 . 1 ,

0 ^

 L I t

3 , 0 8

,

0 . 0.003 1900

1 ,

0 ^

 x x

t

713 . 5 . 671 , 1 1 ,

0 x x

t  95 ,

0

t jam

Menentukan β

12 15

10 7 , 3 1 1

1 ³^/⁴

2

4 .

0 A

t x

x ^t



 

 ^



12 2 , 116 15

95 , 0

10 7 , 3 1 1

1 ³^/⁴

2

95 , 0 4 . 0

x ^x x



 

 ^



84 , 1 2

 

35 .

0



Menentukan Rt

)2

2 ( ) 24 260 ( 0008 , 0 1

24

t x R x

t Rt tR



 

(28)

IV-28 2

)^

95 , 0 2 ( ) 1 , 135 260 ( 0008 , 0 1 95 , 0

1 . 135 95 , 25 0



 

x R x

8 , 1 25129 R

90 , 69 25

R mm

Tabel 4.17 Rekapitulasi Debit Banjir Rencana di Jalan Padjajaran

No

Periode

qn β Q

1 2 116,2 83,60 1900 0,003 0,955 44,33 12,90 0,8 5,10 2 5 116,2 104,22 1900 0,003 0,955 54,71 15,92 0,8 6,30 3 10 116,2 117,87 1900 0,003 0,955 61,48 17,89 0,8 7,07 4 25 116,2 135,12 1900 0,003 0,955 69,90 20,34 0,8 8,04 5 50 116,2 147,92 1900 0,003 0,955 76,06 22,13 0,8 8,75 6 100 116,2 160,62 1900 0,003 0,955 82,10 23,89 0,8 9,45

Menghitung kapasitas saluran existing

 Menentukan kemiringan dasar sungai dengan mengambil beda tinggi elevasi

hulu ke hilir dengan dibagi panjang saluran.

I=5,7/ 1900 = 0.003

 Menentukan besaran koefisien manning berdasarkan kondisi dasar sungai, ditentukan n = 0.17

 Menghitung luas penampang aliran

B atas = 1,5 m H total = 0,8 m Tinggi jagaan = 0 m

Kemiringan dinding (m) = 0 H efektif = 0,8 m B bawah = 1,5 m

(29)

IV-29 A = (1,5+1,5) x 0,5 x 0,8 = 1,20 m²

 Menghitung keliling basah

P=(2x(h^2)+((h x m)^2)^0,5)+B P = 3,10 m

 Menghitung jari-jari hidrolis

0,387

10 , 3

20 ,

1 



 P R A

 Menghitung debit

R I A

Q n1 ²^/³ ⁰^,⁵



20 , 1 003 , 0 387 , 0170 , 0

1 2/3 0,5

 Q

det / 054 , 2 m³ Q

Dimensi saluran terpasang di Jalan Padjajaran terdapat 2 x1,50mx0,80m sehingga debit yang dapat tertampung saluran tersebut adalah 2 x 2,054 m³/det =4,11 m³/det sehingga terindikasi menggenang di jalan setinggi 0,21m.

2. Saluran existing Jalan Surakarta Menentukan α

7 , 0

7 . 0

. 075 , 0 1

. 012 , 0 1

A A



 



7 , 0

7 . 0

99 , 121 . 075 , 0 1

99 , 121 . 012 , 0 1



 



90 , 29 . 075 , 0 1

90 , 28 . 012 , 0 1



 



(30)

IV-30 17

, 3

35 ,

1

 = 0,43

Menentukan tc

3 , 0 8 , 0 . 1 ,

0 ^

 L I t

3 , 0 8

,

0 . 0.003 1900

1 ,

0 ^

 x x

t

713 . 5 . 671 , 1 1 ,

0 x x

t  95 ,

0

t jam

Menentukan β

15 12 10 7 , 3 1 1

1 ³^/⁴

2

4 .

0 A

t x

x ^t



 

 ^



12 99 , 121 15

95 , 0

10 7 , 3 1 1

1 ³^/⁴

2

95 , 0 4 . 0

x ^x x



 

 ^



91 , 1 2

 

34 .

0



Menentukan Rt

)2

2 ( ) 24 260 ( 0008 , 0 1

24

t x R x

t Rt tR



 

2 )^

95 , 0 2 ( ) 1 , 135 260 ( 0008 , 0 1 95 , 0

1 . 135 95 , 25 0



 

x R x

8 , 1 25129 R

90 , 69 25

R mm

(31)

IV-31 Tabel 4.18 Rekapitulasi Debit Banjir Rencana di Jalan Surakarta

No

Periode

qn β Q

1 2 122,0 83,60 1.900 0,003 0,95 44,33 12,90 0,8 5,35 2 5 122,0 104,22 1.900 0,003 0,95 54,71 15,92 0,8 6,61 3 10 122,0 117,87 1.900 0,003 0,95 61,48 17,89 0,8 7,43 4 25 122,0 135,12 1.900 0,003 0,95 69,90 20,34 0,8 8,44 5 50 122,0 147,92 1.900 0,003 0,95 76,06 22,13 0,8 9,19 6 100 122,0 160,62 1.900 0,003 0,95 82,10 23,89 0,8 9,92

Menghitung kapasitas saluran existing dengan menggunakan sistem perhitungan diatas adalah sebagai berikut:

Tabel 4.19 Rekapitulasi Debit saluran di Jalan Surakarta

Keterangan Satuan

Dimensi 1

Dimensi

2 Genangan

Lebar m 1,5 0,8 16,5

H total m 0,8 0,8 0,18

m (h:v) 0 0 0

F (clr) m 0 0 0

B bottom m 1,5 0,8 16,5

h efektif m 0,8 0,8 0,1835

Lebar

efektif m 1,5 0,8 16,5

Area ef m2 1,2 0,64 3,02775

O Kel

basah m 3,10 2,4 16,867

R m 0,387 0,267 0,180

n 0,017 0,017 0,017

s 0,003 0,003 0,003

V m/s 1,621 1,264 0,971

Q m3/s 1,945 0,809 2,940

N 2 2 1

Qtotal m3/s 3,890 1,618 2,940

Total m3/s 8,449

Dimensi saluran terpasang di Jalan Padjajaran terdapat 2 x1,50mx0,80m dan 2 x 0,80m x 0,80m. Debit yang dapat tertampung saluran tersebut adalah 7,508 m³/det sehingga terindikasi menggenang di jalan setinggi 0,18m.