Pada musim hujan, curah hujan yang tinggi akan menyebabkan banjir pada sungai-sungai dan jika melebihi tepi sungai maka akan terjadi banjir atau banjir bandang. Karena debit air ini bergantung pada curah hujan yang tidak teratur (bervariasi), maka debit air yang ditampung saluran tersebut juga pasti akan berbeda-beda. Metode mean aritmatika ini digunakan dengan menghitung rata-rata curah hujan dari stasiun terdekat.
Curah hujan pada setiap poligon dianggap diwakili oleh curah hujan dari titik pengamatan pada masing-masing poligon, seperti terlihat pada Gambar 2.3 berikut. Cara menghitung isohyet adalah garis yang menghubungkan tempat-tempat dengan jumlah curah hujan yang sama menurut pembagian wilayah. Cara ini dilakukan dengan membuat kontur berupa garis-garis yang menunjukkan nilai curah hujan yang sama.
Curah hujan didefinisikan sebagai rata-rata curah hujan antara dua isohyet seperti terlihat pada Gambar 2.4. Untuk mengoreksi atau memperkirakan data curah hujan yang tidak lengkap atau hilang, perhitungan dapat dilakukan dengan menggunakan metode timbal balik. Untuk mencari data curah hujan yang hilang dari data curah hujan pada stasiun pencatat curah hujan, maka data yang hilang/tidak lengkap tersebut diestimasi dengan menggunakan metode resiprokal.
Px = Data hujan di stasiun X yang diperkirakan kekurangan data PA, PB = Hujan di stasiun A dan B.
Analisis Hujan Rencana
Dalam perencanaan saluran air di DAS Durian, DAS Kedondong, dan DAS Sahari, periode ulang yang digunakan tergantung pada fungsi saluran tersebut.
Analisa Frekuensi Curah Hujan
Penentuan jenis distribusi probabilitas yang sesuai dengan data dilakukan dengan cara mencocokkan parameter data dengan kebutuhan setiap jenis distribusi seperti terlihat pada Tabel 2.5 di bawah ini. Masing-masing distribusi probabilitas tersebut di atas mempunyai sifat yang unik, sehingga setiap data curah hujan harus diuji kesesuaiannya dengan sifat statistik yang bersangkutan. Cv = Koefisien variasi curah hujan S = Simpangan baku curah hujan x = Nilai rata-rata curah hujan (mm).
Koefisien skewness digunakan untuk mengukur ketajaman bentuk kurva distribusi, yang umumnya dibandingkan dengan distribusi normal.
Perhitungan Hujan rencana dengan Distribusi Frekuensi
Distribusi Normal
Nilai KT bergantung pada nilai T (return period), seperti terlihat pada Tabel 2.6 yang sering disebut sebagai tabel nilai variabel reduksi Gaussian. Nilai KT, atau faktor frekuensi, merupakan fungsi dari payback period dan jenis model distribusi probabilitas matematis yang digunakan untuk analisis peluang. KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari periode peluang atau pengembalian dan jenis model matematika distribusi probabilitas yang digunakan untuk analisis probabilitas.
Nilai KT dapat diperoleh dari tabel yang merupakan fungsi periode ulang dan nilai koefisien variasi.
Distribusi Gumbel
Yn = Nilai rata-rata varian tereduksi (mean of the controlled variance) Nilainya bergantung pada jumlah data (n) dan dapat dilihat pada tabel 2.9. Sn = Simpangan baku varians tereduksi, nilainya tergantung banyaknya data (n) dan dapat dilihat pada tabel 2.10. Nilai Yt merupakan hubungan antara Payback Period (Tr) yang akan direncanakan dengan Pengurangan Variasi dari Variabel (Yt), masing-masing merupakan nilai pengurangan periode yang direncanakan.
Nilai Yn merupakan hubungan reduksi variasi rata-rata (Yn) yang diperoleh berdasarkan jumlah data (n) yang digunakan dalam perencanaan. Nilai Sn merupakan hubungan antara simpangan baku (sn) yang nilainya harus didasarkan pada banyaknya data (n) yang digunakan dalam perencanaan.
Distribusi Pearson Tipe III
Distribusi Log Pearson Type III
Uji Kecocokan Distribusi
Pengujian parameter untuk menguji kesesuaian distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi probabilitas yang diestimasi untuk menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi. Uji kecukupan distribusi ini dimaksudkan untuk mengetahui keakuratan analisis curah hujan terhadap bias data vertikal dan bias data horizontal. Oleh karena itu diketahui apakah pilihan metode distribusi frekuensi yang digunakan dalam perhitungan curah hujan dapat diterima atau ditolak.
Terdapat dua metode pengujian distribusi probabilitas yaitu Metode Chi-Square (X2) dan Metode Smirnov-Kolmogorof (Prasetyo, 2018).
Uji Chi-Kuadrat
Nilai kritis diperoleh dari hubungan antara hasil perhitungan dk dengan tingkat kepercayaan yang digunakan dalam desain (Soewarno, 1995).
Uji kecocokan Smirnov – Kolmogorov
- Intensitas Curah Hujan Rencana
- Waktu Konsentrasi (tc)
- Koefisien Pengaliran
- Analisa Hidrologi (Qp)
- Analisa Hidrolika
- Dimensi Penampang Saluran
- Dimensi Saluran
- Kecepatan Aliran Drainase
- Tinggi Jagaan
- Bangunan bantu
Intensitas hujan adalah banyaknya hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan per satuan waktu. Intensitas hujan diperoleh dengan menganalisis data hujan baik secara statistik maupun empiris. Intensitas hujan merupakan tinggi hujan yang terjadi pada periode air hujan pekat (Prasetyo, 2018).
Ada beberapa metode penghitungan intensitas hujan untuk perencanaan drainase, namun secara umum penghitungan intensitas hujan menggunakan rumusan Mononobe yang menggunakan data curah hujan harian maksimum, yaitu sebagai berikut (Anugerah, 2019). Dalam Made Kamiana (2010) dalam Setiawan (2019) menyatakan bahwa waktu konsentrasi tc dapat dihitung menggunakan rumus Kirpich dengan persamaan sebagai berikut. Koefisien limpasan adalah perbandingan jumlah limpasan permukaan (bagian hujan yang membentuk limpasan) terhadap total curah hujan.
Kondisi penggunaan lahan sebenarnya di lapangan sangat bervariasi, sehingga untuk menentukan koefisien drainase digunakan koefisien drainase rata-rata atau koefisien drainase komposit regional. Saluran non prismatik merupakan saluran yang mempunyai bentuk penampang dan kemiringan dasar yang bervariasi. Bentuk penampang saluran untuk drainase yang paling umum digunakan adalah penampang trapesium yang banyak digunakan, terutama saluran yang dibuat di dalam negeri dan berbentuk persegi panjang yang digunakan pada lahan terbatas, terbuat dari beton atau pasangan bata, seperti terlihat pada Gambar 2.5 dan Gambar 2.6 .
As = Luas penampang saluran yang tegak lurus arah aliran (m2) V = Rata-rata kecepatan aliran dalam saluran (m/detik). Nilai koefisien kekasaran saluran ditentukan berdasarkan material yang digunakan pada saluran, nilai koefisien kekasaran saluran dan nilai kemiringan dinding saluran menurut material ditunjukkan pada tabel 2.15 dan tabel 2.16. Dalam perencanaan saluran drainase, kemiringan memanjang saluran juga harus memenuhi spesifikasi teknis yang ditentukan pada tabel di atas (Anugerah, 2019).
Kemudian hasil perhitungan debit saluran dibandingkan dengan perhitungan debit drainase berdasarkan intensitas curah hujan yang diperoleh dari analisis hidrologi menggunakan persamaan Modified Rational (Hardjosuprapto, 1998). Debit merupakan faktor konversi dikalikan dengan koefisien tampungan dikalikan dengan koefisien debit dikalikan luas daerah pengaliran sungai dengan menggunakan persamaan sebagai berikut. Batasan debit air berdasarkan bahan penyusun dinding dan dasar saluran ditunjukkan pada Tabel 2.17 di bawah ini.
Batas kecepatan aliran minimum pada saluran adalah 0,6 m/s, dan batas kecepatan maksimum dapat dilihat pada tabel 2.15 di atas (Peraturan Kementerian Pekerjaan Umum No. 12 Tahun 2014). Biaya minimum tinggi sekering menurut debit banjir yang terjadi dapat dilihat pada Tabel 2.18 sebagai berikut.
Bangunan Terjun
Pintu Air
- Konsep Analisa Hidrolika dengan HEC-RAS
- Profil Air Balik (Back Water)
- Penelitian Terdahulu
- Letak Penelitian
Analisis hidrolik merupakan suatu analisis yang kompleks dimana analisis ini dilakukan dengan iterasi berulang-ulang baik pada kondisi aliran konstan (steady flow) maupun kondisi aliran tidak tunak (unsteady flow) dengan memasukkan parameter-parameter tertentu sehingga diperoleh variabel tertentu (Rossana, 2015 dalam Nagrade 2019). Salah satu variabel yang dihasilkan HEC-RAS adalah profil permukaan air, baik pada kondisi aliran tunak (steady flow) maupun aliran tidak tunak (unsteady flow). Perubahan aliran saluran, misalnya perubahan kemiringan dasar, perubahan elevasi dasar (untuk kemiringan) atau perubahan penampang saluran.
Gangguan aliran termasuk, namun tidak terbatas pada, adanya pintu air, saluran pelimpah, atau perubahan ketinggian air di bagian hilir. Metode yang digunakan untuk menggambarkan profil permukaan air adalah metode Direct Stage seperti terlihat pada Gambar 2.9. Di bawah ini adalah beberapa penelitian terdahulu yang dapat dijadikan acuan dalam penulisan tugas akhir ini, seperti terlihat pada Tabel 2.19 di bawah ini.
Kapasitas saluran drainase primer dan saluran drainase sekunder tidak dapat memenuhi debit proyeksi yang ada - Penyempitan saluran. Perencanaan dimensi saluran disesuaikan dengan luas (Cath-ment area) yang mempengaruhi saluran – Perencanaan dimensi saluran. Penelitian yang dilakukan mempunyai cukup banyak persamaan dan perbedaan dengan penelitian-penelitian terdahulu, secara umum kedudukan penelitian dapat digambarkan seperti pada tabel 2.20 dibawah ini.
Berdasarkan penjelasan yang telah disampaikan, terdapat penelitian-penelitian sebelumnya yang hanya mengevaluasi kinerja saluran dan melakukan desain ulang saluran drainase, sehingga penulis mencoba menambahkan bangunan tambahan berupa pintu saluran. Terdapat beberapa persamaan antara metode perencanaan yang digunakan penulis dengan penelitian-penelitian sebelumnya dan perbedaannya terletak pada posisi penelitian yang dilakukan penulis. Pada Gambar 2.10 dijelaskan bahwa penelitian yang dilakukan penulis merupakan perpotongan dari tiga poin utama yang telah ditetapkan pada penelitian sebelumnya.
