TUGAS AKHIR
KAJIAN PERENCANAAN POMPA BANJIR
PADA KALI TEBU TAMBAK WEDI SURABAYA
FATHUR REZA AL FATHONI 14.11.00.30
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS WIJAYA KUSUMA SURABAYA
SURABAYA
v
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas berkah, rahmat serta hidayah-Nya yang senantiasa dilimpahkan kepada penulis,sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul : “Kajian Perencanaan Pompa Banjir Pada Kali Tebu Tambak Wedi Surabaya” Dalam penyusunan metodologi penelitian ini banyak hambatan serta rintangan yang penulis hadapi, namun pada akhirnya dapat terlampaui berkat adanya bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak baik moral dan spiritual. Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1) Bapak Johan Paing HW, ST, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Wijaya Kusama Surabaya.
2) Bapak Dr.Ir. Soebagio, MT selaku Kepala Program Studi Teknik Sipil Universitas Wijaya Kusuma Surabaya
3) Ibu Andaryati, ST, MT selaku sekertaris program studi Teknik Sipil Universitas Wijaya Kusuma Surabaya.
4) Bapak Dr. Ir. Soebagio, MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.
5) Bapak Dr. Ir. Soebagio, MT selaku Dosen Wali. 6) Bapak Ir. Soepriyono, MT selaku Dosen Penguji 1 7) Bapak Ahmad Maliki, ST, MT selaku Dosen Penguji 2
8) Kedua orang tua penulis, Ibu dan Ayahku Tercinta dan seluruh keluarga yang telah banyak memberikan bantuan baik moril maupun materil.
vi
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dan masih jauh dari kata sempurna, mengingat keterbatasan pengetahuan kami. Oleh karena itu pendapat dan saran-saran dari berbagai pihak sangat diharapkan gun perbaikan dan kelengkapan untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini.Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan para pembaca pada umumnya.
Surabaya, 8 Juli 2019 Penyusun
Fathur Reza Al Fathoni 14.11.00.30
vii
Kajian Perencanaan Pompa Banjir Pada Kali Tebu Tambak
Wedi Kota Surabaya
Nama Mahasiswa : Fathur Reza Al Fathoni NPM : 14110030
Jurusan : Teknik Sipil FT-UWKS
Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Soebagio, MT.
Abstrak
Permasalahan banjir sering terjadi di daerah Bulak Sari Surabaya. Penyebabnya adalah Kali yang ada pada wilayah tersebut tidak dapat menampung debit banjir pada waktu hujan dengan intensitas tinggi dan bersamaan dengan waktu pasang air laut. Lamanya genangan di wilayah Bulak Sari pada tahun 2015 adalah 110,67 menit dengan kedalaman 16,112 cm. Untuk menangani masalah banjir perlu dilakukan pemasangan pompa banjir pada hilir kali, agar debit banjir dapat dikeluarkan langsung ke laut. Curah hujan rencana dengan Metode Gumbel didapatkan R50 = 150,97 m3/dtk. Debit banjir rencana total
dihitung dengan Metode Rasional dan dipakai periode ulang 50 tahun. Untuk Q 50 tahun Kali Tebu = 52,65 m3/dtk, dan Q 50 tahun Kali Pegirian
= 64,33 m3/dtk, total keseluruhan debit rencana periode ulang 50 tahun
adalah 116,98 m3/dtk. Debit puncak banjir dihitung dengan menggunakan
metode HSS Nakayasu periode ulang 50 tahun. Untuk Qp 50 tahun Kali Tebu = 60,63 m3/dtk, dan Qp 50 tahun Kali Pegirian = 57,98 m3/dtk. Debit
air kotor dipakai periode ulang 25 tahun dengan total = 2,675 m3/dtk.
Total sisa debit banjir Kali Tebu, Kali Pegirian dan debit air kotor adalah 17,815 m3/dtk. Jumlah pompa banjir yang dibutuhkan adalah 9 pompa
dengan kapasitas masing-masing pompa 2 m3/dtk. Lama pengurasan
untuk Kali Tebu adalah 4,07 jam dan unutk Kali Pegirian adalah 3,368 jam.
viii
Abstract
Flood problems often occur in the Bulak Sari area of Surabaya. The reason is that the existing river in the area cannot accommodate flood discharge during high intensity rainfall and at the same time as the tide. The duration of inundation in the Bulak Sari area in 2015 was 110.67 minutes with a depth of 16.112 cm. To deal with the problem of flooding, it is necessary to install a flood pump in the downstream times, so that the flood discharge can be released directly into the sea. The planned rainfall with the Gumbel Method obtained R50 = 150.97 m3/sec. The total planned flood discharge is calculated by the Rational Method and is used for a 50 year return period. For Q 50 years Tebu River = 52.65 m3 /sec, and Q 50 years, Pegirian River time = 64.33 m3 / sec, the total planned discharge for the 50-year return period is 116.98 m3 /sec. Flood peak discharge was calculated using the Nakayasu HSS method for a 50-year return period. For Qp 50 years Tebu River Times = 60.63 m3 / sec, and Qp 50 years Pegirian Times = 57.98 m3/sec. The discharge of dirty water is used for a 25 year return period with a total of = 2,675 m3/sec. The total remaining flood discharge of Tebu River, Pegirian River and dirty water discharge is 17,815 m3 / sec. The number of flood pumps needed is 9 pumps with a capacity of each pump 2 m3/sec. The drainage time for Tebu River is 4.07 hours and for Pegirian River is 3.368 hours.
Keywords: Floods, River, Floods Pumps. .
ix
DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL ...i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN REVISI ... iii
SURAT PERNYATAAN ...iv
KATA PENGANTAR ...v
ABSTRAK ... vii
DAFTAR ISI...ix
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xvii
BAB 1 PEDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Identifikasi Masalah ... 2
1.3 Rumusan Masalah ... 4
1.4 Maksud dan Tujuan ... 4
1.5 Manfaat Penelitian ... 5
1.6 Batasan Masalah ... 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Banjir dan Pompa Pengendali Banjir... 6
2.2 Analisa Hidrologi ... 7
x
2.4 Curah Hujan Rerata Daerah ... 10
2.4.1 Metode Rata-rata Aritmatik ... 11
2.4.2 Metode Thiessen ... 11
2.5 Analisa Frekuensi dan Probabilitas ... 12
2.5.1 Metode Gumbel ... 12
2.5.2 Metode Log Person III ... 14
2.6 Uji Kecocokan Analisa Frekuensi... 15
2.6.1 Chi Square ... 15
2.6.2 Smirnov Kolmogorov... 18
2.7 Debit Banjir Rencana ... 20
2.7.1 Metode Rasional ... 20
2.7.2 Metode Haspers ... 23
2.8 Hidrograf Banjir ... 25
2.8.1 Metode HSS Nakayasu ... 25
2.9 Debit Air Kotor ... 28
2.9.1 Metode Geometric Rate of Growth... 29
2.10 Kapasitas Saluran Eksisting ... 29
2.11 Perhitungan Kapasitas dan Jumlah Pompa ... 31
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 32
3.2 Metode Pengumpulan Data ... 34
3.2.1 Data Primer... 34
3.2.2 Data Sekunder ... 34
xi
3.4 Perhitungan Curah Hujan Rerata Daerah ... 35
3.5 Perhitungan Curah Hujan Rencana ... 35
3.6 Perhitungan Uji Kecocokan Analisis Frekuensi ... 35
3.7 Perhitungan Debit Banjir Rencana ... 36
3.8 Perhitungan Hidrograf Banjir ... 36
3.9 Perhitungan Debit Air Kotor ... 36
3.10 Perhitungan Kapasitas Saluran Eksisting ... 37
3.11 Perhitungan Kapasitas dan Jumlah Pompa ... 37
BAB 4 PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA 4.1 Pengujian Data Curah Hujan ... 40
4.2 Curah Hujan Rata-rata Harian Maksimum ... 46
4.2.1 C.H Rata-rata Harian Maksimum Metode Aritmatik ... 46
4.2.2 C.H Rata-rata Harian Maksimum Metode Thiessen ... 48
4.3 Perhitungan Curah Hujan Rencana ... 51
4.3.1 Perhitungan Dengan Metode Gumbel ... 51
4.3.2 Uji Smirnov Kolmogrov Metode Gumbel ... 53
4.3.3 Uji Chi Square Metode Gumbel ... 54
4.3.4 Perhitungan Dengan Metode Log Pearson III ... 56
4.3.5 Uji Chi Square Metode Log Pearson III ... 57
4.3.6 Uji Smirnov Kolmogrov Metode Log Pearson III ... 59
4.4 Perhitungan Debit Banjir Rencana ... 62
4.4.1 Debit Rencana Metode Rasional Untuk Kali Tebu ... 63
4.4.2 Debit Rencana Metode Rasional Untuk Kali Pegirian ... 64
xii
4.4.4 Debit Rencana Metode Haspers Untuk Kali Pegirian ... 67
4.5 Perhitungan Hidrograf Banjir Metode HSS Nakayasu ... 70
4.4.1 Perhitungan Distribusi Hujan Jam-jaman ... 70
4.4.2 Perhitungan Hidrograf Banjir Kali Tebu ... 72
4.4.3 Perhitungan Hidrograf Banjir Kali Pegirian ... 72
4.6 Perhitungan Debit Air Kotor ... 88
4.7 Perhitungan Kapasitas Debit Saluran Eksisting ... 95
4.7.1 Perhitungan Kapasitas Debit Kali Tebu ... 96
4.7.1 Perhitungan Kapasitas Debit Kali Pegirian ... 97
4.8 Perhtiungan Jumlah Pompa Pengendali Banjir ... 98
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 101
5.2 Saran ... 102
xiii
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1.1 Data Genangan Wilayah bulak Sari Bulak Sari ... 2
Tabel 2.1 Nilai Yt untuk Metode Gumbel... 13
Tabel 2.2 Nilai Kritis Distribusi Chi Square ... 17
Tabel 2.3 Nilai ΔCr untuk Uji Smirnov Kolmogorov ... 19
Tabel 2.4 Syarat Pemilihan Metode Frekuensi ... 20
Tabel 2.5 Tabel Koefisien Pengaliran (C) ... 22
Tabel 2.6 Kemiringan Dinding Saluran ... 30
Tabel 4.1 Tabel Data Curah hujan ... 38
Tabel 4.2 Uji Konsistensi stasiun Perak ... 40
Tabel 4.3 Uji Konsistensi stasiun Gubeng ... 42
Tabel 4.4 Uji Konsistensi stasiun Kedung Cowek ... 44
Tabel 4.5 Curah Hujan Rerata Daerah Metode Aritmatik ... 46
Tabel 4.6 Pembagian Luas Wilayah Polygon Thiessen ... 48
Tabel 4.7 Cura Hujan Rerata Daerah Metode Thiessen ... 49
Tabel 4.8 Data Curah Hujan Tertinggi 12 ahun Terakhir ... 51
Tabel 4.9 Perhitungan Hujan Rencana Metode Gumbel ... 52
Tabel 4.10 Perhitungan Uji Smirnov Kolmogrov Gumbel ... 53
Tabel 4.11 Perhitungan Uji Chi Square Gumbel ... 55
Tabel 4.12 Perhitungan Metode Log Pearson III ... 56
Tabel 4.13 Perhitungan Hujan Rencana Metode Log Pearson III ... 57
xiv
Tabel 4.15 Perhitungan Uji Smirnov Komogorov Log Person III ... 60
Tabel 4.16 Perbandingan Hasil Perhitungan Metode Gumbel & Log Person III ... 61
Tabel 4.17 Perhitungan Debit Banjir Maksimum Kali Tebu Menggunakan Metode Rasional ... 64
Tabel 4.18 Perhitungan Debit Banjir Maksimum Kali Pegirian Menggunakan Metode Rasional ... 65
Tabel 4.19 Perhitungan Debit Banjir Maksimum Kali Tebu Menggunakan Metode Haspers... 67
Tabel 4.20 Perhitungan Debit Banjir Maksimum Kali Pegirian Menggunakan Metode Haspers... 68
Tabel 4.21 Perbandingan Perhitungan Debit Banjir Rencana Kali Tebu dan Kali Pegirian ... 69
Tabel 4.22 Perbandingan Hasil Total Debit Banjir Rencana ... 69
Tabel 4.23 Rasio Distribusi Hujan Jam-jaman ... 71
Tabel 4.24 Hasil Perhitungan Distribusi Hujan jam-jaman ... 71
Tabel 4.25 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir ... 72
Tabel 4.26 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana Kali Tebu Periode Ulang 2 Tahun ... 75
Tabel 4.27 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana Kali Pegirian Periode Ulang 2 Tahun ... 76
Tabel 4.28 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana Kali Tebu Periode Ulang 5 Tahun ... 77
xv
Tabel 4.29 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana Kali Pegirian
Periode Ulang 5 Tahun ... 78
Tabel 4.30 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana Kali Tebu Periode Ulang 10 Tahun ... 80
Tabel 4.31 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana Kali Pegirian Periode Ulang 10 Tahun ... 81
Tabel 4.32 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana Kali Pegirian Periode Ulang 25 Tahun ... 82
Tabel 4.33 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana Kali Pegirian Periode Ulang 25 Tahun ... 83
Tabel 4.34 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana Kali Pegirian Periode Ulang 50 Tahun ... 85
Tabel 4.35 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rencana Kali Pegirian Periode Ulang 50 Tahun ... 86
Tabel 4.36 Hasil Perhitungan Debit Puncak Banjir HSS Nakayasu .... 87
Tabel 4.37 Hasil Perbandingan Debit Banjir rencana ... 88
Tabel 4.38 Jumlah Penduduk Pada catchment Area ... 88
Tabel 4.39 Total Jumlah Penduduk Pada Catchment Area ... 90
Tabel 4.40 Hasil Perhitungan Debit Air Kotor ... 92
Tabel 4.41 Perhitungan Genangan Kali Tebu Periode Ulang 50 Tahun ... 98
Tabel 4.42 Perhitungan Genangan Kali Pegirian Periode Ulang 50 Tahun ... 99
xvi
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 1.1 Lokasi Studi Manukan Lor Surabaya ... 3
Gambar 2.1 Skema Uji Konsistensi ... 9
Gambar 2.2 Metode Thiessen ... 11
Gambar 2.3 HSS Nakayasu ... 25
Gambar 2.4 Penampang Trapesium ... 31
Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian ... 32
Gambar 4.1 Lokasi Stasiun Hujan dan Catchment Area ... 39
Gambar 4.2 Uji Konsistensi Stasiun Hujan Perak ... 41
Gambar 4.3 Uji Konsistensi Stasiun Hujan Gubeng ... 43
Gambar 4.4 Uji Konsistensi Stasiun Hujan Kedung Cowek ... 45
Gambar 4.5 Pembagian Luas Wilayah Dengan Polygon Thiessen ... 48
Gambar 4.6 DAS Kali Tebu dan Kali Pegirian ... 62
Gambar 4.7 Hidrograf Banjir HSS Nakayasu ... 74
Gambar 4.8 Hidrograf Aliran Periode Ulang 2 Tahun ... 77
Gambar 4.9 Hidrograf Aliran Periode Ulang 5 Tahun ... 79
Gambar 4.10 Hidrograf Aliran Periode Ulang 10 Tahun ... 82
Gambar 4.11 Hidrograf Aliran Periode Ulang 25 Tahun ... 84
Gambar 4.12 Hidrograf Aliran Periode Ulang 50 Tahun ... 87
xvii
Gambar 4.14 Grafik Genangan Air Kali Tebu Periode Ulang
50 Tahun ... 99
Gambar 4.15 Grafik Genangan Air Kali Pegirian Periode Ulang
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
Lampiran 1 Hubungan Reduced Mean Yn dengan Besarnya
Sample n ... 105
Lampiran 2 Hubungan Reduced standart Deviation Sn dengan Sample n ... 106
Lampiran 3 Tabel Skew Curve Faktor K ... 107
Lampiran 4 Nilai Kritis Chi Square ... 109
Lampiran 5 Smirnov Kolmogorov ... 111
Lampiran 6 Grafik Probabilitas Gumbel ... 112
Lampiran 7 Grafik Probabilitas Log Person III ... 112
