FAKULTAS TEKNIK - Universitas Muhammadiyah Makassar

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Rumusan Masalah

Tujuan Penelitian

Manfaat Penelitian

Batasan Masalah

Sistematika Penulisan

LANDASAN TEORI

Analisis Hidrologi

Data hidrologi merupakan informasi yang sangat penting untuk melakukan inventarisasi potensi sumber daya air, pemanfaatan dan pengelolaan sumber daya air secara baik, serta rehabilitasi sumber daya alam seperti air, lahan, dan hutan yang mengalami kerusakan. Dengan demikian, suatu nilai dari data hidrologi tersebut hanya dapat muncul kembali pada waktu yang berbeda sesuai dengan fenomena pada saat nilai tersebut diukur. Struktur hidrolik dalam bidang teknik sipil dapat berupa saluran, bendungan, bangunan pelimpah, tanggul penahan banjir, dan lain sebagainya.

Ukuran dan karakter bangunan ini sangat bergantung pada tujuan pembangunan dan informasi yang diperoleh dari analisis hidrologi. Selama informasi yang jelas mengenai sifat-sifat dan besaran hidrologi belum diketahui, hampir tidak mungkin untuk melakukan analisis untuk menentukan sifat-sifat dan besaran hidrolik yang berbeda-beda. Demikian pula bangunan-bangunan tersebut pada prinsipnya harus didesain sesuai standar desain sehingga diharapkan menghasilkan desain yang memuaskan.

Definisi yang memuaskan dalam hal ini adalah bahwa bangunan hidrolik harus mampu berfungsi baik secara struktural maupun fungsional dalam jangka waktu yang ditentukan. Input untuk menentukan debit banjir rencana pada tugas akhir ini adalah data curah hujan, dimana curah hujan merupakan salah satu dari beberapa input yang dapat digunakan untuk memperkirakan besarnya debit banjir rencana.

Daerah Aliran Sungai

Batas DAS ditentukan dengan menggunakan peta topografi yang dilengkapi dengan garis kontur, biasanya menggunakan peta topografi. Suatu daerah tangkapan air yang sangat besar dapat terdiri dari beberapa sub-DAS dan suatu sub-DAS dapat terdiri dari beberapa sub-DAS, tergantung pada jumlah anak sungai dari cabang-cabang sungai yang ada yang merupakan bagian dari suatu sistem sungai utama. Pada umumnya semakin besar DAS maka jumlah limpasan permukaan juga semakin besar sehingga limpasan permukaan atau debit sungai juga semakin besar.

Analisis Curah Hujan Rencana

Cara perhitungannya adalah dengan mengambil nilai rata-rata aritmatika dari pengukuran curah hujan pada stasiun-stasiun hujan di wilayah tersebut. Dari rata-rata curah hujan dari berbagai stasiun di wilayah sungai, kemudian dianalisis secara statistik untuk memperoleh pola sebaran data curah hujan yang sesuai dengan pola sebaran data rata-rata curah hujan. 𝐶𝑘 = koefisien kurtosis 𝑛 = jumlah data curah hujan 𝑆 = simpangan baku curah hujan 𝑋̅ = nilai rata-rata curah hujan.

Xn = Jumlah aliran/presipitasi periode ulang n tahun 𝑋̅ = Rata-rata curah hujan maksimum selama pengamatan Kt = Faktor frekuensi. Dapat disimpulkan bahwa setelah dilakukan pengujian dengan Chi-square pemilihan jenis sebaran yang memenuhi syarat sebaran, maka dapat dihitung curah hujan yang direncanakan. Perangkat lunak ini digunakan untuk analisis hidrologi dengan mensimulasikan proses curah hujan dan debit langsung dari suatu wilayah sungai.

Model Meteorologi merupakan data masukan curah hujan efektif (presipitasi) yang dapat berupa 15 menit atau jam. Menghitung curah hujan yang direncanakan dengan analisis frekuensi data curah hujan harian maksimum tahunan menggunakan metode Log Person Type III dengan beberapa periode ulang. Data yang diperlukan untuk menentukan debit banjir rencana adalah data curah hujan, dimana curah hujan merupakan salah satu dari beberapa data yang dapat digunakan untuk memperkirakan besarnya debit banjir rencana.

Hitung aliran banjir rencana berdasarkan jumlah curah hujan rencana di atas selama periode ulang T tahun. Data curah hujan harian maksimum diperoleh dari curah hujan harian maksimum dalam satu tahun pada tiga stasiun. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui rata-rata jumlah curah hujan yang terjadi di daerah tangkapan air dengan menganalisis data puncak curah hujan yang diperoleh dari tiga stasiun pengukur hujan yaitu Sta Arango, Sta Apparang III dan Sta Sangkala.

Dari hasil perhitungan rata-rata curah hujan wilayah dengan metode Thiessen, perlu diketahui kemungkinan pengulangan curah hujan harian yang akan digunakan dalam menentukan debit banjir rencana. Pada penelitian ini periode ulang yang digunakan untuk mencari nilai curah hujan adalah 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 25 tahun dan 50 tahun. Berdasarkan uji goodness-of-fit distribusi yang dilakukan dengan metode Chi Square dan Smirnov Kolmogorof, perhitungan curah hujan terjadwal dengan distribusi Log Pearson III dapat digunakan untuk menganalisis distribusi curah hujan per jam.

Untuk mencari intensitas curah hujan digunakan metode Mononobe dengan periode ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 20 tahun, 25 tahun dan 50 tahun dengan nilai durasi curah hujan (t) menggunakan jam ke-1 hingga jam ke-6.

Tabel 1. Pertimbangan Cara yang Dapat Digunakan

Analisa Frekuensi

Pengujian Kecocokan Distribusi

Uji Chi-Kuadrat
Uji Smirnov-Kolmogorof

Pengujian goodness of fit distribusi ini dapat dilakukan dengan dua cara yaitu Chi-Square atau Smirnov Kolmogorov. Uji Chi-Square bertujuan untuk mengetahui apakah persamaan distribusi yang dipilih dapat mewakili distribusi statistik dari sampel data yang dianalisis. Oi = Jumlah data yang diamati pada subset ke-i Ei = Jumlah data yang secara teoritis terdapat pada subset tersebut.

Kelompokkan data ke dalam subgrup G, masing-masing subgrup berisi paling sedikit empat observasi. Hitung jumlah atau banyaknya data yang secara teoritis ada pada setiap subset (Ei). Pengujian goodness of fit suatu distribusi dengan metode ini dinilai lebih sederhana dibandingkan pengujian dengan metode chi-square.

Tentukan peluang teoritis munculnya bilangan ke-m P'(Xm) Peluang teoritis diperoleh dari tabel. Jika D < Do maka distribusi teoritis yang digunakan dapat diterima, jika D > Do maka distribusi teoritis yang digunakan tidak dapat diterima.

Analisa Intensitas Hujan

Debit Banjir Rencana

Hidrograf Satuan

Pemodelan HEC-HMS

Berdasarkan hubungan karakteristik hidrograf satuan (puncak dan waktu puncak) dengan karakteristik daerah aliran sungai, misalnya hidrograf satuan Snyder. HEC-HMS dirancang untuk diterapkan pada wilayah geografis yang sangat luas untuk memecahkan permasalahan termasuk penyediaan air di daerah drainase sungai, hidrologi banjir dan drainase air di kota-kota kecil atau daerah tangkapan air alami. Hidrograf satuan yang dihasilkan dapat digunakan secara langsung atau digabungkan dengan perangkat lunak lain yang digunakan dalam bidang ketersediaan air, drainase perkotaan, prediksi dampak urbanisasi, desain dan mitigasi saluran pelimpah.

Model HEC – HMS dapat memberikan simulasi hidrologi debit puncak harian untuk menghitung debit banjir rencana suatu daerah aliran sungai. Dalam pengoperasiannya menggunakan basis sistem Windows, sehingga model ini mudah dipelajari dan digunakan, namun tetap dilakukan dengan pengetahuan mendalam tentang model yang digunakan. Pada model HEC-HMS digunakan teori klasik hidrograf satuan dalam pemodelannya, antara lain hidrograf satuan sintetik Synder, Clark, SCS, atau kita dapat mengembangkan hidrograf satuan lainnya menggunakan fasilitas hidrograf yang ditentukan pengguna (U.S. Army Corps of Engineering, 2001).

Sedangkan untuk melengkapi analisis hidrologi ini digunakan hidrograf satuan sintetik dari SCS (jasa konservasi tanah) dengan menganalisis beberapa parameter. Langkah-langkah pendugaan debit banjir pada daerah tadah hujan dengan menggunakan model HEC-HMS diuraikan sebagai berikut: a. Pemodelan hidrograf satuan mempunyai kelemahan pada wilayah yang luas, sehingga perlu dilakukan pemisahan wilayah DAS menjadi beberapa sub DAS berdasarkan percabangan sungai. , serta perlu memperhatikan batas-batas wilayah yang mempengaruhi daerah aliran sungai.

Metode Loss Rate merupakan suatu model untuk menghitung kehilangan air yang terjadi akibat proses infiltrasi dan pengurangan penyimpanan. Konsep dasar metode ini memperhitungkan rata-rata kehilangan air hujan yang terjadi pada saat hujan. Infiltrasi merupakan hasil proses penyerapan air hujan oleh permukaan tanah, sedangkan penurunan tampungan merupakan akibat perbedaan topografi dalam suatu DAS.

Air hujan yang jatuh akan meresap atau menguap, hal ini akan sangat mempengaruhi debit banjir yang akan mengalir ke sungai. Metode ini terdiri dari parameter (Constant Rate) dan kondisi default (Initial Loss), yang menggambarkan kondisi fisik daerah tangkapan air seperti lahan dan penggunaan lahan. Setelah semua variabel input di atas dimasukkan, maka untuk menjalankan pemodelan agar dapat dijalankan maka model cekungan dan model meteorologi harus digabungkan.

Analisa Hidrolika

Pemodelan HEC-RAS
Langkah-Langkah Menggunakan HEC-RAS

Data masukan pada program ini adalah data penampang sepanjang sungai, profil memanjang sungai, parameter hidrolik sungai (kekasaran dasar sungai dan tepian sungai), parameter bangunan sungai, debit aliran (debit rencana) dan tinggi muka air. di Sungai. mulut sungai. Untuk memulai proyek baru, buka menu file di jendela utama HEC-RAS dan pilih Proyek Baru. Langkah ini dilakukan dengan memilih Unit System dari menu Options di jendela utama HEC-RAS.

Langkah selanjutnya adalah memasukkan data geometri yang diperlukan, yang terdiri dari skema sistem saluran, data cross-sectional. Pada tampilan ini setiap penampang mempunyai nama sungai (Rivier), bagian (Reich), Stasiun Sungai dan Deskripsi yang berfungsi untuk menggambarkan letak penampang pada sistem saluran. Pada suatu sistem kanal/sungai, penampang yang memiliki jumlah stasiun sungai terbanyak akan terletak di bagian hulu kanal/sungai.

Akan muncul kotak input, masukkan nomor stasiun sungai untuk penampang baru lalu tekan OK. Setelah semua data aliran dimasukkan ke dalam tabel, langkah selanjutnya adalah kondisi batas apa pun yang mungkin diperlukan. Kondisi batas diperlukan untuk menentukan tinggi muka air awal pada ujung-ujung sistem saluran/sungai (hulu dan hilir).

Pada rezim aliran subkritis, kondisi batas hanya diperlukan pada ujung hilir sistem saluran/sungai. Jika rezim aliran superkritis ingin dihitung, kondisi batas pada kedua ujung sistem sungai harus dimasukkan. Kondisi batas internal secara otomatis terdaftar dalam tabel berdasarkan bagaimana sistem sungai ditentukan dalam editor data geometri.

Fitur editor kondisi batas tambahan memungkinkan pengguna menentukan jenis kondisi batas yang berbeda untuk setiap profil di suatu lokasi. Setelah semua data kondisi batas dimasukkan, tekan OK untuk kembali ke editor data aliran tunak. Untuk menjalankan simulasi, pilih Steady Flow Analysis dari menu Run di layar utama HEC-RAS.