ANALISIS DEBIT BANJIR PADA DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS) BAH BOLON PEMATANGSIANTAR MENGGUNAKAN HIDROGRAF SATUAN SINTETIK
1Panji Boi Marihot S iburian, 2Ivan Indrawan,ST.MT, . 2Muhammad Faisal,ST.MT,
2Robi Arianta Sembiring,ST,M.Eng
1Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
2Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Jl.Perpustakaan, Kampus USU Medan, 20155
[email protected] ABSTRAK
Sungai Bah Bolon merupakan salah satu sungai di Pematangsiantar,provinsi Sumatera Utara. Daerah aliran sungai ini merupakan daerah rawan banjir pada saat musim penghujan datang,banyak hal yang menyebabkan daerah ini rawan banjir salah satunya perubahan tata guna lahan di sekitar aliran sungai Bah Bolon. Perencanaan pengendalian banjir, pengamanan sungai, dan struktur bangunan air lainnya dapat dilakukan dengan baik apabila debit banjir rencana di sungai tersebut di ketahui. Metode penelitian yang digunakan yaitu metode empiris. Kemudian dianalisa dengan Intensitas Curah hujan jam-jaman dari tiga stasiun hujan yang selanjutnya parameter tersebut menjadi pendukung untuk menentukan debit banjir dari Metode HSS Nakayasu, HSS Snyder, dan HSS Gama-1.Berdasarkan hasil perhitungan dengan kala ulang 10 tahun diperoleh Hasil debit puncak banjir Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu 3824,778 m3/detik pada t = 6,486 jam, Hidrograf Satuan Sintetik Snyder 49841,8 m3/detik pada t = 5 jam dan Hidrograf Satuan Sintetik Gama-1 sebesar 395,461 m3/detik pada t = 5 jam. Hasil dari tiga metode hidrograf satuan sintetik dengan menggunakan data sungai yang sama di peroleh hidrgraf satuan sintetik yang dapat diterapkan untuk kepentingan perhitungan dan perencanaan bangunan air di sungai Bah Bolon adalah Hidrograf Satuan Sintetik Gama-1
Kata kunci : Hidrograf Satuan Sintetik
ANALYSIS OF FLOOD DISPOSAL IN THE BOLON PEMATANGSIANTAR WATERSHED REGION USING SYNTHETIC UNIT HYDROGRAPH
ABSTRACT
Bah Bolon River is one of the rivers in Pematangsiantar, North Sumatra province. This watershed is a flood-prone area when the rainy season comes, many things make this area prone to flooding, one of which is changes in land use around the Bah Bolon river. Planning for flood control, river security, and other water structures can be carried out properly if the planned flood discharge in the river is known. The research method used is the empirical method. Then it was analyzed by the hourly rainfall intensity from three rain stations, which then became a support for determining the flood discharge from the HSS Nakayasu, HSS Snyder, and HSS Gama-1 methods. Based on the results of calculations with a 10-year return period, the results of the peak flood discharge are Nakayasu Synthetic Unit Hydrograph 3824,778 m3/second at t = 6,486 hours, Snyder Synthetic Hydrograph Unit 49841.8 m3/second at t = 5 hours and Gamma-Synthetic Unit Hydrograph 1 is 395,461 m3/second at t = 5 hours. The results of the three synthetic unit hydrograph methods using the same river data obtained a synthetic unit hydrograph that can be applied for the purposes of calculating and planning water structures in the Bah Bolon river is the Gama-1 Synthetic Unit Hydrograph.
Keywords : Synthetic Unit Hydrograph
1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Sungai Bah Bolon merupakan salah satu sungai di Pematangsiantar, Provinsi Sumatera Utara. Daerah aliran sungai ini merupakan daerah rawan banjir pada saat musim penghujan datang, banyak hal yang menyebabkan daerah ini rawan banjir salah satunya perubahan tata guna lahan di sekitar aliran sungai Bah Bolon. Sungai Bah Bolon merupakan sungai yang mengalir di sepanjang Pematangsiantar, Sumatera Utara, dengan memiliki panjang 63 km dan lebar antara 6 - 20 m (DSDA,2019).
Sungai Bah Bolon tidak hanya mengalir melewati kota saja, namun juga melewati area perkebunan. Sungai Bah Bolon saat ini dimanfaatkan oleh penduduk sebagai irigasi pertanian. Sejumlah penduduk berternak ikan dengan membuat kolam ikan di tepi sungai. Selain itu juga, beberapa warga memanfaatkan sungai Bah Bolon sumber air minum dan untuk mencuci pakaian, serta sungai ini juga di manfaatkan sebagai sumber daya air bagi pabrik-pabrik yang ada di daerah sekitarnya. Foto rumah warga terkena banjir di kawasan Kecamatan Siantar Selatan. Antara lain di Kelurahan Aek Nauli dan Kelurahan Simalungun.
Ketinggian air mencapai dua meter lebih, seperti yang terlihat di Jalan Pane.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalah dari penelitian ini adalah:
1. Berapa besar debit banjir pada
Sungai Bah Bolon
Pematangsiantar?
2. Hidrograf Satuan Sintetik yang mana yang mendekati pada Sungai Bah Bolon Pematangsiantar?
1.3. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari tugas akhir saya ini yaitu sebagai berikut:
1. Menganalisis debit banjir pada Sungai Bah Bolon dengan menggunakan HSS Nakayasu, HSS Snyder dan HSS Gama I.
2. Untuk memperoleh Hidrograf Satuan Sintetik yang sesuai pada Sungai Bah Bolon.
1.4. Batasan Masalah
Dalam pembahasan tugas akhir ini agar tidak terlalu meluas maka perlu dibuat pembatasan masalah. Adapun permasalahan yang akan dibahas yaitu:
1. Lokasi penelitian berada di Sungai Bah Bolon di Pematangsiantar.
2. Data curah hujan yang dipakai adalah data curah hujan 10 tahun terakhir yaitu tahun 2009 s/d 2018 yang diperoleh dari Pemerintah Provinsi Sumatera Utara Dinas Sumber Daya Air,Cipta Karya dan Tata Ruang.
3. Hidrograf Satuan Sintetik yang digunakan untuk menganalisis Sungai Bah Bolon yaitu: HSS Nakayasu, HSS Snyder dan HSS Gama I.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Sebagai studi dan tambahan ilmu mahasiswa tentang mata kuliah yang berkaitan dengan debit banjir pada sungai.
2. Sebagai pembelajaran kepada pihak yang membutuhkan terkhusus pada pembelajaran yang berkaitan dengan banjir pada sungai.
3. Dapat mengetahui dalam penerapan debit banjir di sekitaran Daerah Aliran Sungai Bah Bolon.
2.TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Daerah Aliran Sungai
Daerah aliran sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak- anak sungainya, yang berfungsi
menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan.
Air pada DAS merupakan aliran air yang mengalami siklus hidrologi secara alamiah. Selama berlangsungnya daur hidrologi, yaitu perjalanan air dari permukaan laut ke atmosfer kemudian ke permukaan tanah dan kembali lagi ke laut yang tidak pernah berhenti tersebut, air tersebut akan tertahan sementara di sungai, danau, dan dalam tanah. Pembagian daerah aliran sungai berdasarkan fungsi hulu, tengah dan hilir (KP Irigasi 01, 2010) 2.2 Siklus Hidrologi
Air di bumi antara lain meliputi yang ada di atmosfir, di atas permukaan tanah dan di bawah permukaan tanah . Jumlah air di bumi kurang lebih berjumlah 1400 x
= 1400 x , yang terdiri dari:
1. Air laut
= 97%
2. Air tawar
= 3%, yang meliputi:
a. Salju, es, gletser
= 75%
b. Air tanah
= 24%
c. Air danau
= 0,3%
d. Butir-butir daerah tak jenuh
= 0,065%
e. Awan, kabut, embun, hujan
= 0,035%
f. Air sungai
= 0,030%
Siklus Hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari
atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. (Suripin, 2004).
Gambar 2.2 Siklus Hidrologi 2.3 Analisis Hujan
Data hujan yang diperoleh dari alat penakar hujan merupakan hujan yang terjadi hanya pada satu titik saja (point reanfall). Mengingat hujan sangat bervariasi terhadap tempat (space), maka untuk kawasan yang luas, satu alat penakar hujan belum dapat menggambarkan hujan wilayah tersebut. Dalam hal ini diperlukan hujan kawasan yang diperoleh dari harga rata-rata curah hujan beberapa stasiun penakar hujan yang ada didalam atau disekitar kawasan tersebut. (Suripin, 2004).
Ada 3 macam cara yang umum dipakai dalam mengitung hujan rata-rata kawasan:
1. Rata-rata aljabar
Merupakan metode yang paling sederhana dalam perhitungan hujan kawasan. Metode ini didasarkan pada asumsi bahwa semua penakar hujan mempunyai pengaruh yang setara.
(Suripin, 2004).
di mana P = tinggi curah hujan rata-rata, P1, P2 . . . Pn = tinggi curah hujan pada pos penakar 1, 2, . . . , n, dan n = banyak pos penakaran.
Cara ini cocok untuk kawasan dengan topografi rata atau datar, alat
penakar tersebar merata/hampir merata dan harga individual curah hujan tidak terlalu jauh dari harga rata-ratanya.
(Suripin, 2004)
2. Cara Poligon Thiessen
Metode ini dikenal juga sebagai metode rata-rata timbang (weighted mean).
Cara ini memberikan proporsi luasan daerah pengaruh pos penakar hujan untuk mengakomodasi ketidakseragaman jarak.
Daerah pengaruh dibentuk dengan menggambarkan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung antara dua pos penakar terdekat. (Suripin, 2004).
(Gambar 2.2) menunjukkan contoh posisi stasiun 1, 2, dan 3 dari skema poligon Thiessen dalam Daerah Aliran Sungai (DAS).
Gambar 2.3 Poligon Thiessen pada DAS Curah hujan pada suatu daerah dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Dimana:
P : tinggi curah hujan rata-rata daerah (mm).
Pn : tinggi curah hujan pada pos penakar hujan (mm).
An : luas daerah pengaruh pos penakar hujan (km2).
A : luas total DAS (km2).
2.4 Distribusi Probabilitas
Dalam analisis frekuensi data hujan atau debit guna memperoleh nilai hujan rencana atau debit rencana, dikenal beberapa distribusi probabilitas kontinu yang sering digunakan yaitu: Normal, Log Normal, Log Pearson Type III, Gumbel. (I Made Kamiana, 2011).
2.5 Uji Distribusi Probabilitas
Uji distribusi probabilitas dimaksudkan untuk mengetahui apakah persamaan distribusi probabilitas yang dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang dianalisis (I.M.Kamiana, 2011).
2.6 Metode Smirnov-Kolmogorof
Pengujian distribusi probabilitas dengan Metode Smirnov-Kolmogorof dilakukan dengan langkah-langkah perhitungan sebagai berikut:
a. Urutkan data (Xi) dari besar ke kecil atau sebaliknya.
b. Tentukan peluang empiris masing- masing data yang sudah diurut tersebut P(Xi) dengan rumus tertentu, rumus Weibull misalnya :
1 n ) i P(Xi
Dimana :
n : jumlah data.
i : nomor urut data (setelah diurut dari besar ke kecil atau sebaliknya.
c. Tentukan peluang teoritis masing – masing data yang sudah di urut tersebut P’ (Xi ) berdasarkan persamaan distribusi probabilitas yang diplih (Gumbel, Normal, dan sebagainya).
d. Hitung selisih (∆Pi ) antara peluang empiris dan teoritis untuk setiap data yang sudah diurut :
∆Pi = P(Xi) –P’ (Xi)
e. Tentukan apakah ∆Pi < ∆P kritis, jika “tidak” artinya distribusi probabilitas yang dipilih tidak dapat diterima, demikian sebaliknya.
f. ∆P kritis
2.7 Intensitas Hujan Rencana
Intensitas hujan adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu. (Wesli, 2008). Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar
n 2
1
n n 2
2 1 1
A ...
A A
P . A ...
P . A P . P A
A
P . A ...
P . A P .
P A1 1 2 2 n n
periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya.(Suripin, 2004).
Intensitas hujan diperoleh dengan cara melakukan analisis data hujan baik secara statistik maupun secara empiris.
Biasanya intensitas hujan dihubungkan dengan durasi hujan jangka pendek misalnya 5 menit, 30 menit, 60 menit dan jam- jaman. Data curah hujan jangka pendek ini hanya dapat diperoleh dengan menggunakan alat pencatat hujan otomatis. Apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada hanya data hujan harian, maka intensitas hujan dapat dihitung dengan rumus Mononobe.
2.4 Hidrograf Satuan
Hidrograf satuan adalah hidrograf limpasan langsung yang dihasilkan oleh hujan efektif yang terjadi merata diseluruh DAS dan dengan intensitas tetap selama satu satuan waktu yang ditetapkan, yang disebut hujan satuan. Hujan satuan adalah curah hujan yang lamanya sedimikian rupa sehingga lamanya limpasan permukaan tidak menjadi pendek, meskipun curah hujan itu menjadi pendek. Jadi hujan satuan yang dipilih adalah yang lamanya sama atau lebih pendek dari periode naik hidrograf (waktu dari titik permulaan aliran permukaan sampai puncak). Periode limpasan dari hujan satuan semuanya adalah kira-kira sama dan tidak ada sangkut pautnya dengan intensitas hujan.
Hidrograf satuan merupakan model sederhana yang menyatakan respon DAS terhadap hujan.Tujuan dari hidrograf satuan adalah untuk memperkirakan hubungan antara hujan efektif dan aliran permukaan.Konsep hidrograf saatuan pertama kali dikemukakan oleh Sherman pada tahun 1932.
2.5 Hidrograf Satuan Sintetik
Hidrograf Satuan Sintetis adalah hirograf satuan yang diturunkan berdasarkan data sungai pada DAS yang sama atau DAS terdekat tetapi memiiki karakteristik yang sama. (I Made
Kamiana, 2011). Jika tidak cukup tersedia data hujan dan data debit maka penurunan hidrograf satuan suatu DAS dilakukan dengan cara sintetis. Hasilnya disebut dengan Hidrograf Satuan Sintetis (HSS). (I Made Kamiana, 2011). Berikut ini diberikan beberapa metode yang biasa digunakan dalam menurunkan hidrograf banjir :
2.6 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu
Perhitungan debit banjir rancangan menggunakan metode Nakayasu.
Persamaan umum Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu adalah sebagai berikut:
) T T (0,3 3,6
R . A . C
Q
0,3 P
0
p
Tp = tg + 0,8 tr
tg = 0,21 x L0,7 (L < 15 km)
tg = 0,4 + 0,058 x L (L > 15 km)
T0,3 = α x tg
p 4 , 2
p
t x Q
T Q t
2.7 Hidrograf satuan Sintetik Snyder Dalam permulaan tahun 1938 Amerika Serikat telah mengembangkan rumus empiris dengan koefisien-koefisien empiris yang menghubungkan unsur-unsur hidrograf satuan dengan karakteristik daerah pengaliran. Unsur-unsur hidrograf tersebut dihubungkan dengan :
A : Luas daerah pengaliran (km2) L : Panjang aliran utama (km)
LC : Jarak antara titik berat daerah pengaliran dengan pelepasan (outlet)
yang diukur sepanjang aliran utama (km).
(Gambar 2.4)
Gambar 2.5 Posisi L dan Lc pada suatu DAS (Sumber: I Made Kamiana, 2011)
2.8 Hidrogaf Satuan Sintetik Gama I Kajian sifat dasar Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Gama I adalah hasil penelitian 30 buah daerah aliran sungai di Pulau Jawa. Sifat-sifat daerah aliran sungai dalam metode HSS Gama I adalah sebagai berikut:
a. Faktor sumber (source factor, SF) adalah perbandingan antara jumlah panjang sungai tingkat satu dengan jumlah panjang sungai semua tingkat.
b. Frekuensi sumber (source frequency, SN) ditetapkan sebagai perbandingan antara jumlah pangsa sungaitingkat satu dengan pangsa sungai semua tingkat.
c. Faktor simetri (symmetry factor, SIM), ditetapkan sebagai hasil kali antara faktor lebar (WF) dengan luas DAS sebelah hulu (RUA).
d. Faktor lebar (width factor, WF) adalah perbandingan antara lebar DAS yang diukur dari titik sungai yang berjarak
¾ L dan lebar DAS yang diukur dari titik sungai yang berjarak ¼ L dari titik kontrol (outlet).
e. Luas DAS sebelah hulu (relative upper catchment area), yaitu perbandingan antara luas DAS sebelah hulu garis yang ditarik tegak lurus terhadap garis hubung antara titik control (outlet)
dengan titik di sungai yang terdekat dengan pusat berat DAS.
Gambar 2.6 Lebar DAS 0,75L (WU) dan 0,25L (WL) dari outlet
(Sumber :I Made Kamiana, 2011)
3.METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi Penelitian
Daerah Aliran Sungai (DAS) Bah Bolon terletak di Pematangsiantar.
Keadaan geografis Kota Pematangsiantar terletak pada garis koordinat - Lintang Utara dan - Bujur Timur berada di tengah- tengah wilayah Kabupaten Simalungun.
Secara astronomis letak Daerah Aliran Sungai (DAS) Bah Bolon di antara
N dan E.
Daerah Aliran Sungai (DAS) Bah Bolon peta lokasi Daerah Aliran Sungai Bah Bolon dapat dilihat pada Gambar 3.2.1
Gambar 3.2.1 Lokasi Penelitian
Gambar 3.2.2 Peta Daerah Aliran Sungai (DAS) Bah Bolon
3.2 Pengolahan Data
Setelah semua data yang dibutuhkan diperoleh, langkah selanjutnya adalah pengolahan data. Data-data yang telah diolah oleh suatu pusat penelitian akan di hitung dengan menggunakan suatu metode.
3.3 Analisis Data
Dari hasil pengolahan akan dilakukan analisa data sehingga dapat diperoleh kesimpulan akhir yang berarti.
Beberapa analisa tersebut berupa:
a. Analisis curah hujan
Data ini berguna untuk mengetahui intensitas curah hujan jam-jaman dalam kala ulang tahunan untuk digunakan sebagai bagian dalam parameter perhitungan Hidrograf yang akan ditentukan.
b. Analisis debit puncak Hidrograf Satuan Sintetik
Data ini berguna untuk mengetahui debit puncak dari masing-masing metode Hidrograf Satuan Sintetik di Sungai Bah Bolon (Pematangsiantar).
3.4 Kesimpulan dan Saran
Memaparkan hasil analisa dan pembahasan yang telah dilakukan untuk keperluan penerapan atau pengembangan penelitian selanjutnya.
4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Hidrologi
Analisis ini bertujuan untuk mengetahui debit banjir pada kawasan Bah Bolon pada saat hujan. Untuk dapat melakukan analisis ini maka diperlukan data curah hujan stasiun pengamatan pada wilayah tersebut.
Tabel 4. 1 Data Curah Hujan Bulanan (mm) Stasiun Marihat (Simalungun)
T A H U N
J A N
F E B
M A R
A R P
M E I
J U N
J U L
A G S
S E P
O K T
N O V
D E S
M A X
20 09
4 1 2
6 3 8 4
3 0 8
3 4 3
4 1
1 3 6
1 5 1
4 5 9
3 4 3
2 5 5
2 0 3
4 5 9 20
10 1 4 5
5 6
2 1 8
1 8 2
1 5 4
3 7 7
2 0 7
4 1 1
3 7 4
2 4 6
4 8 4
3 7 3
4 8 4 20
11 2 5 9
1 2 0
1 5 1
1 6 0
3 1 2
1 1 3
1 0 0
3 1 2
2 9 7
2 7 0
2 6 1
2 4 3
3 1 2 20
12 9 3
2 3 9
2 7 5
2 6 7
2 2 9
9 4
2 9 1
1 4 3
3 4 3
2 0 6
2 8 6
2 3 3
3 4 3 20
13 4 3 6
3 7 2
2 1 0
3 8 0
2 4 7
1 1 9
1 3 5
2 4 4
2 2 4
4 2 9
3 9 3
5 1 0
5 1 0 20
14 5 8
1 1 9
1 1 6
3 0 2
3 5 1
1 3 2
1 5 9
3 6 9
2 3 6
2 7 9
1 9 3
2 6 8
3 6 9 20
15 1 4 9
5 6
1 0 7
2 1 2
3 4 2
1 5 4
8 6
2 4 5
2 3 6
2 0 6
4 0 7
2 2 1
4 0 7 20
16 9
9 X 3
3 2 4 1
2 4 8
1 7 9
1 5 9
1 3 6
1 2 0
1 8 2
2 1 9
2 1 1
2 4 8 20
17 3 2 0
1 8 4
4 0 0
4 1 5
2 6 0
3 1 9
5 3
2 9 8
5 1 0
3 1 5
3 8 1
1 3 4
5 1 0 20
18 1 4 3
1 1 5
2 2 2
9 1
1 7 8
1 4 6
3 3 9
1 4 6
4 9 4
4 0 4
3 2 2
2 2 9
4 9 4
(Sumber : Dinas Sumber Daya Air, Cipta Karya dan Tata Ruang Medan) Tabel 4. 2 Data Curah Hujan Bulanan (mm) Stasiun Sidamanik (Simalungun)
T A H U N
J A N
F E B
M A R
A R P
M E I
J U N
J U L
A G S
S E P
O K T
N O V
D E S
M A X
20 09
3 6 1
1 3 6
4 4 8
2 6 3
7 4
1 0 9
1 1 4
1 8 3
1 2 0
4 1 5
1 7 2
3 3 2
4 4 8 20
10 2 8 9
9 7
1 5 8
2 0 3
1 1 5
2 0 9
1 9 8
2 0 4
3 1 4
1 1 1
4 0 2
2 6 4
4 0 2 20
11 1 4 5
1 1 3
1 7 8
1 2 6
2 5 5
1 4 9
2 6
2 7 6
1 9 4
2 4 4
2 9 4
1 6 1
2 9 4 20
12 1 1 9
1 8 0
1 4 4
2 5 1
2 2 9
1 0 1
2 2 4
1 4 4
3 3 1
2 3 0
2 2 8
4 4 1
4 4 1 20
13 4 4 8
3 2 4
1 4 4
3 6 6
2 4 2
1 2 7
1 0 7
2 6 3
1 8 6
3 6 6
4 4 2
3 3 2
4 4 8 20
14 1 8 9
6 6
9 1
1 7 2
2 3 3
9 0
1 5 0
2 2 9
2 4 3
2 2 9
2 6 0
2 4 0
2 6 0 20
15 3 5 5
6 3
1 5 9
2 7 0
2 0 5
1 5 9
5 8
2 3 0
2 2 0
2 4 9
4 4 4
2 6 4
4 4 4 20
16 1 2 5
3 0 1
1 8 1
1 8 9
2 0 3
1 6 2
1 7 0
1 3 9
8 9
1 5 6
2 9 6
1 8 9
3 0 1
20 17
2 8 1
1 8 6
3 1 9
3 6 5
2 2 3
1 5 8
9 3
3 0 8
3 1 5
2 3 0
5 3 0
3 4 2
5 3 0 20
18 3 0 0
1 7 9
9 9
1 2 6
2 6 4
1 2 3
9 8
9 4
3 4 9
5 6 5
4 2 4
5 8 6
5 8 6
(Sumber : Dinas Sumber Daya Air, Cipta Karya dan Tata Ruang Medan ) Tabel 4. 3 Data Curah Hujan Bulanan
(mm) Stasiun Bah Bolon (Batu Bara)
T A H U N
J A N
F E B
M A R
A R P
M E I
J U N
J U L
A G S
S E P
O K T
N O V
D E S
M A X
20 09
1 0 3
0 1 3 7
1 8 7
2 6 6
2 0
1 0 9
1 4 4
1 5 9
1 3 1
2 3 2
5 0
2 6 6 20
10 1 2 5
1 2 6
4 0
5 9
1 8 7
1 0 6
2 2 4
6 6
1 0 4
1 2 9
4 4 9
1 1 0
4 4 9 20
11 1 1 1
3 0
2 0 0
7 2
4 1
1 3 7
7 1
1 6 7
1 2 0
2 8 8
2 5 7
1 8 1
2 8 8 20
12 3 6
2 7
1 0 0
5 9
1 7 4
8 8
1 1 6
1 5
3 6 1
7 5
1 6 4
6 5
3 6 1 20
13 8 4
1 5 0
5 1
1 1 2
7 1 0 5
2 8
1 2 4
9 8
3 7 0
2 7 4
2 0 0
3 7 0 20
14 1 0 1
1 2
3 3
1 3 6
8 1
5 0
4 0
1 3 4
1 7 2
1 8 9
3 7 0
2 8 1
3 7 0 20
15 3 6
5 5
1 2
1 2 7
1 2 6
5 3
1 5 4
1 5 0
9 2
2 0 4
2 2 9
1 9 6
2 2 9 20
16 5 0
2 3 4
4 2
3 1
9 8
8 2
2 1 6
7 0
2 3 6
1 2 8
9 3
1 7 0
2 3 6 20
17 1 2 1
1 8 2
1 6 5
1 1 8
1 5 0
3 5
1 0 4
3 1 7
2 4 7
1 5 5
7 1
8 5
3 1 7 20
18 6
8 2 3
4 8 5
1 6 6
7 9
8 8
7 5
2 0 2
3 8 7
1 5 5
6 9
3 8 7
(Sumber : Dinas Sumber Daya Air, Cipta Karya dan Tata Ruang Medan)
Gambar 4.1 Polygon Thiessen DAS Bah Bolon
Tabel 4.4 Luas Area Pengaruh Stasiun Hujan DAS Bah Bolon
Kemudian data-data diatas diinput ke dalam rumus metode Polygon Thiessen.
i i n
i
P A A
P A P A P
P A1 1 2 2 3 3
Dengan metode Polygon Thiessen maka didapat curah hujan regional maksimum (Tabel 4.5)
Tabel 4.5 Perhitungan Curah Hujan Regional Harian Maksimum
N o
Tah un
Curah Hujan Harian Maximum (mm)
RHmax (mm) Marihat
(Simalungun)
Sidamanik (Simalungun)
Bah Bolon (Batu Bara) 1 200
9 459 448 266 391
2 201
0 484 402 449 445
3 201
1 312 294 288 298
4 201
2 343 441 361 382
5 201
3 510 448 370 443
6 201
4 369 260 370 333
No.
Nama Stasiun Penakar Curah
Hujan
Luas Area (km2)
1
Stasiun
Marihat 32,695
2 Stasiun Sidamanik 60,86
3 Stasiun Bah Bolon 61,86 Luas Total 155,415
7 201
5 407 444 229 360
8 201
6 248 301 236 262
9 201
7 510 530 317 452
1 0
201
8 494 586 387 489
(Sumber : Perhitungan) 4.2 Koefisien Pengaliran DAS Bah Bolon
Tabel 4.6 Zona Penggunaan Lahan DAS Bah Bolon
No Zona Penggunaan Lahan Luas Area (ha)
1 Perkebunan 2388,83
2 Pertanian 1303,34
3 Hutan 399,93
4 Pemukiman 173,81
Koefisien limpasan merupakan variabel yang paling menentukan debit banjir. Pemilihan harga C yang tepat memerlukan pengalaman hidrologi yang luas. Faktor utama yang memepengaruhi C adalah laju infiltrasi tanah atau persentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman penutup tanah, dan intensitas hujan. Koefisien limpasan juga tergantung pada sifat dan kondisi tanah. Laju infiltrasi menurun pada hujan yang terus-menerus dan juga dipengaruhi oleh kondisi kejenuhan air sebelumnya. Faktor lain yang mempengaruhi nilai C yaitu air tanah, derajat kepadatan tanah, porositas tanah dan simpanan depresi (Suripin, 2004)
Tabel 4.7 Nilai Koefisien Pengaliran di DAS Bah Bolon
N o
Zona Penggunaan
Lahan
Koefisien Limpasan ©
Luasan Area
(ha)
C x A
1 Perkebunan 0,56 2388,83 874,4
5
2 Pertanian 0,31 1303,34 484,0
71
3 Hutan 0,09 399,93 140,5
37
4 Pemukiman 0,04 173,81 0,000
21
Total 4265,91 274,8
276
Crerata = = 0,176000054 = 0,17
Dari hasil perhitungan diatas maka nilai koefisien limpasan 0,17 ini dapat diartikan bahwa air hujan yang turun akan melimpas ke permukaan dan mengalir menuju daerah hilir (Tabel 4.7).
4.3 Distribusi Probabilitas 4.3.1 Distribusi Normal
Untuk mengetahui besarnya curah hujan yang diharapkan berulang setiap tahun adalah menggunakan rumus sebagai berikut:
Tabel 4.9 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal
(Sumber : Hasil Perhitungan) 4.3.2 Metode Distribusi Log Normal
Besarnya curah hujan yang diharapkan berulang t tahun dapat diketahui melalui perhitungan sebagai berikut:
K SLogX
X Log X
Log T T
Tabel 4.11 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log
Normal
(Sumber : Hasil Perhitungan)
Kala ulang X KT S XT (mm) 2 385,5 0 73,287 385,500 5 385,5 0,84 73,287 447,061 10 385,5 1,28 73,287 479,307 25 385,5 1,71 73,287 510,820 50 385,5 2,05 73,287 535,738 100 385,5 2,33 73,287 556,258
Kala ulang Log X KT S Log X Log XT XT (mm)
2 2,578 0 0,087 2,578 378,854 5 2,578 0,84 0,087 2,651 448,225 10 2,578 1,28 0,087 2,690 489,493 25 2,578 1,71 0,087 2,727 533,492 50 2,578 2,05 0,087 2,757 571,064 100 2,578 2,33 0,087 2,781 603,985
4.3.3 Distribusi Log Pearson III
Untuk mencari besarnya curah hujan dengan rumus berikut:
K SLogX
X Log X
Log T T
Tabel 4.13 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Pearson III
(Sumber : Hasil Perhitungan) 4.3.4 Distribusi Gumbel
esarnya curah hujan yang diharapkan berulang setiap t tahun dapat diketahui melalui perhitungan sebagai berikut:
K S
X
XT T
Tabel 4.15 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel
Kala
Ulang X Yt Kt (mm) XT
2 385,
5
0,366 8
-
0,135 375,592
5 385,
5
1,500
4 1,058
463,070
10 385,
5
2,251
0 1,849
520,992
25 385,
5
3,199
3 2,847
594,171
50 385,
5
3,902
8 3,588
648,459
100 385,
5
4,601
2 4,323
702,353
(Sumber : Hasil Perhitungan) 4.4 Uji Distribusi Probabilitas
4.4.1 Uji Chi-Kuadrat
Berikut langkah-langkah perhitungan uji distribusi probabilitas metode Chi-Kuadrat :
Menghitung jumlah kelas
Menghitung derajat kebebasan (Dk) dan χ2cr
Menghitung kelas distribusi
Menghitung interval kelas
Tabel 4.28 Rekapitulasi nilai χ2 dan χ2cr
(Sumber : Hasil Perhitungan) 4.4.2 Uji Smirnov Kolmogorof
Tabel 4.33 Rekapitulasi Simpangan Maksimum
ΔP Keseluruhan DistribusiProbabilitas
No
Jenis Distribusi Probabilitas Norm
al
Log Normal
Log Pearson III
Gum bel
1 -
0,068 -0,068 -0,068 -0,003
2 -
0,090 -0,090 -0,090 -0,024 3 0,012 0,012 0,012 0,027 4 0,128 0,128 0,128 0,087 5 0,125 0,125 0,125 0,068 6 0,156 0,156 0,156 0,090 7 0,086 0,086 0,086 0,019 8 0,049 0,049 0,049 -0,015
9 -
0,030 -0,030 -0,030 -0,088
10 -
0,061 -0,061 -0,061 -0,108 ma
x 0,156 0,156 0,156 0,090
(Sumber : Hasil Perhitungan) Berdasarkan tabel 4.33 dapat dilihat bahwa:
Simpangan maksimum
ΔPmaksimum
berturut-turut 0,156 ; 0,156 ; 0,156 dan 0,090
Kala Ulang Log
X KT
S Log
X Log
XT
XT (mm)
2 2,578
-
0,148 0,087 2,566 367,795 5 2,578 0,769 0,087 2,645 441,899 10 2,578 1,339 0,087 2,695 495,308 25 2,578 2,018 0,087 2,754 567,418 50 2,578 2,498 0,087 2,796 624,642 100 2,578 2,957 0,087 2,836 684,753
Distribusi Probabilitas
χ2
terhitung χ2cr Keterangan
Normal 0 5,991 Diterima
Log Normal 0 5,991 Diterima
Log Pearson III 3 5,991 Diterima
Gumbel 2 5,991 Diterima
Jika jumlah data (n) = 10 dan α adalah 5% maka dari lampiran 1.7 di dapat
ΔPkritis = 0,41
Jadi
ΔPmaksimum
< ΔPkritis 0,090 < 0,41Dari pengujian distribusi probabilitas didapat persamaan distribusi probabilitas yang dapat mewakili yaitu distribusi Gumbel karena memiliki parameter chi kuadrat terkecil dari semua distribusi atau nilai χ2 = 1 dan simpangan baku maksimum pada uji smirnov-kolgomorof lebih kecil dari simpangan baku kritis (0,090 < 0,41).
4.5 Analisis Intensitas Hujan
Tabel 4.35 Analisis Intensitas Hujan (mm/jam)
(Sumber : Hasil Perhitungan)
Secara grafis intensitas dapat dilihat pada grafik berikut ini :
Gambar 4.3 Grafik Intensitas Hujan 4.6 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu
Adapun parameter yang dibutuhkan untuk perhitungan Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu pada DAS Bah Bolon :
Tabel 4.39 Rekapitulasi Debit Puncak Berbagai Periode Ulang
No Periode Ulang (T) (Tahun)
Debit Puncak (Qp) (m3/dt)
1 2 2758,371
2 5 3399,960
3 10 3824,778
4 25 4361,494
5 50 4759,659
6 100 5154,933
(Sumber : Hasil Perhitungan)
Gambar 4.4 Grafik Debit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu 4.7 Hidrograf Satuan Sintetik Snyder
Adapun parameter yang dibutuhkan untuk perhitungan Metode Hidrograf
t 375,592 463,070 520,992 594,171 648,459 702,353
(menit) It 2 Thn It 5 Thn It 10 Thn It 25 Thn It 50 Thn It 100 Thn 10 429,946 530,083 596,387 680,156 742,300 803,993 20 270,849 333,931 375,700 428,471 467,620 506,484 30 206,696 254,837 286,713 326,985 356,861 386,520 40 170,624 210,364 236,676 269,920 294,582 319,065 50 147,039 181,286 203,961 232,610 253,863 274,962 60 130,210 160,537 180,618 205,988 224,808 243,492 70 117,494 144,859 162,978 185,870 202,853 219,712 80 107,486 132,521 149,097 170,039 185,575 200,998 90 99,369 122,513 137,837 157,198 171,561 185,819 100 92,629 114,203 128,488 146,535 159,924 173,215 110 86,926 107,172 120,578 137,514 150,078 162,551 120 82,027 101,132 113,782 129,764 141,620 153,390 130 77,765 95,877 107,870 123,021 134,261 145,420 140 74,016 91,255 102,670 117,091 127,789 138,410 150 70,689 87,153 98,054 111,827 122,045 132,188 160 67,712 83,483 93,925 107,118 116,905 126,621 170 65,030 80,176 90,205 102,875 112,274 121,606 180 62,599 77,178 86,832 99,029 108,077 117,059
