TUGAS AKHIR FULL PRAYOGA

(1)

TUGAS AKHIR

NORMALISASI BATANG MERAO KABUPATEN KERINCI UNTUK MENGURANGI BANJIR

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Universitas Bung Hatta

Oleh :

NAMA : PRAYOGA RAMADHANI NPM : 1910015211097

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS BUNG HATTA

PADANG 2023/2024

(2)

(3)

(4)

iii UNIVERSITAS BUNG HATTA PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Saya mahasiswa di Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta.

Nama Mahasiswa : Prayoga Ramadhani Nomor Pokok Mahasiswa : 1910015211097

Dengan ini menyatakan bahwa karya tulis Tugas Akhir yang saya buat dengan judul

“NORMALISASI BATANG MERAO KABUPATEN KERINCI UNTUK MENGURANGI BANJIR”

Adalah :

1) Dibuat dan diselesaikan sendiri, dengan menggunakan data-data hasil pelaksanaan dan perencanaan sesuai dengan metoda kesipilan.

2) Bukan merupakan duplikasi karya tulis yang sudah dipublikasikan atau yang pernah dipakai untuk mendapatkan gelar sarjana di universitas lain, kecuali pada bagian-bagian sumber informasi dicantumkan dengan cara referensi yang semestinya.

Kalau terbukti saya tidak memenuhi apa yang telah dinyatakan di atas, maka karya tugas akhir ini batal.

Padang, Yang membuat pernyataan

(Prayoga Ramadhani)

(5)

(6)

(7)

vi UNIVERSITAS BUNG HATTA

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa atas segala berkat yang telah diberikan- Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.

Tugas Akhir dengan judul “NORMALISASI BATANG MERAO KABUPATEN KERINCI UNTUK MENGURANGI BANJIR” ini ditujukan untuk memenuhi sebagian persyaratan akademik guna memperoleh gelar Sarjana Teknik Sipil Strata Satu Universitas Bung Hatta, Padang.

Penulis menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan dan doa dari berbagai pihak, Tugas Akhir ini tidak dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena itu, Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses pengerjaan Tugas Akhir ini, yaitu kepada:

1) Allah SWT, karena berkat rahmat dan anugerah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2) Bapak Prof. Dr. Ir. Nasfryzal Carlo, M.Sc., IPM, CSE, selaku Dekan Fakultas.

3) Bapak Indra Khaidir, S.T.,M.Sc., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil.

4) Ibu Embun Sari Ayu, S.T., M.T., selaku Sekretaris Program Studi Teknik Sipil.

5) Ibu Dr.Ir. Lusi Utama, M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis mulai dari awal hingga akhir.

6) Seluruh dosen dan karyawan di lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Bung Hatta.

7) Semua rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil, kakak-kakak senior serta adik-adik junior Program Studi Teknik Sipil Universitas Bung Hatta.

8) Ibu, ayah, kakak, adik serta keluarga besar yang telah memberikan dukungan moril, doa, kasih sayang dan materil.

9) Semua pihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu.

Akhir kata, penulis menyadari bahwa mungkin masih terdapat banyak kekurangan dalam Tugas Akhir ini. Oleh karena itu kritik dan saran dari pembaca akan sangat

(8)

vii UNIVERSITAS BUNG HATTA bermanfaat bagi penulis. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan memberikan informasi bagi semua pihak yang membacanya.

Padang, 2024

Prayoga Ramadhani

(9)

viii UNIVERSITAS BUNG HATTA

DAFTAR ISI

PENGESAHAN INSTITUSI... i

PENGESAHAN TIM PENGUJI ... ii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... iii

ABSTRAK ... iv

ABSTRACT ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... x

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Maksud dan Tujuan ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 4

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Sungai ... 5

2.2 Normalisasi... 5

2.3 Siklus Hidrologi ... 6

2.4 Analisa Curah Hujan ... 7

2.4.1 Analisa Curah Hujan Rata-Rata ... 7

2.4.2 Analisa Curah Hujan Rencana... 10

2.5 Uji Kesesuaian Data... 16

2.5.1 Chi Kuadrat ... 16

2.5.2 Smirnov-Kolmogrov ... 17

2.6 Analisa Debit Banjir Rencana ... 18

2.6.1 Metode Melchior ... 18

2.6.2 Metode Hasper ... 20

2.6.3 Metode Mononobe ... 21

2.7 Analsia Dimensi Sungai ... 22

(10)

ix UNIVERSITAS BUNG HATTA

2.7.1 Analisa Hidraulika ... 22

2.7.2 Kemiringan Sungai ... 22

2.7.3 Kapasitas Sungai ... 23

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 24

3.1 Lokasi Penelitian ... 24

3.2 Data Penelitian... 24

3.3 Metoda Penelitian ... 25

3.4 Alat Yang Digunakan ... 26

3.5 Bagan Alir Penelitian ... 26

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 29

4.1 Penentuan Catchement Area ... 29

4.2 Analisa Curah Hujan ... 30

4.2.1 Analisa Curah Hujan Rata-rata Dengan Metode Thiessen ... 30

4.3 Analisa Curah Hujan Rencana ... 32

4.3.1 Distribusi Gumbel ... 32

4.3.2 Distribusi Normal ... 33

4.3.3 Distribusi Log Person III ... 34

4.3.4 Distribusi Log Normal ... 36

4.4 Uji Kesesuaian Data... 38

4.4.1 Chi Kuadrat ... 38

4.4.2 Smirnov Kolmogorov ... 43

4.5 Perhitungan Debit Banjir Rencana ... 49

4.5.1 Metode Melchior ... 49

4.5.2 Metode Hasper ... 51

4.5.3 Metode Mononobe ... 52

4.6 Analisa Debit Banjir Aktual Berdasarkan Pengamatan ... 54

4.7 Analisa Penampang Rencana ... 56

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 59

5.1 Kesimpulan... 59

5.2 Saran ... 60

DAFTAR PUSTAKA ... 61

(11)

x UNIVERSITAS BUNG HATTA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Keadaan disaat banjir di Desa Lubuk Suli ... 2

Gambar 1.2 Keadaan banjir di Desa Lubuk Suli ... 3

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi ... 6

Gambar 2.2 Cara Penentuan Curah Hujan Metode Aljabar ... 8

Gambar 2.3 Metode Polygon Thiessen ... 9

Gambar 2.4 Daerah Aliran Sungai (DAS) ... 18

Gambar 2.5 Penampang saluran trapesium ... 23

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian ... 24

Gambar 3.2 Kondisi Sungai ... 26

Gambar 3.3 Bagan Alir Penelitian ... 27

Gambar 4.1 Analisa Curah Hujan Dengan Polygon Thiesen ... 29

Gambar 4.2 Profil Melintang Sungai ... 54

Gambar 4.3 Pengukuran Profil Sungai ... 54

Gambar 4.4 Profil Sungai ... 55

Gambar 4.5 Penampang Rencana trapesium ... 56

Gambar 4.6 Penampang Rencana ... 58

(12)

xi UNIVERSITAS BUNG HATTA

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Penggunaan metode berdasarkan jaring-jaring pos penakar hujan .. 10

Tabel 2.2 Penggunaan metode berdasarkan luas DAS ... 10

Tabel 2.3 Penggunaan metode berdasarkan topografi... 10

Tabel 2.4 Reduced Mean, Yn ... 12

Tabel 2.5 Reduced Standard Deviation, Sn ... 12

Tabel 2.6 Reduced Variate, YTr, sebagai fungsi periode ulang ... 13

Tebel 2.7 Nilai Variabel Reduksi Gauss ... 14

Tabel 2.8 Nilai kritis D untuk uji Smirnov-Kolmogrov ... 17

Tabel 2.9 Wilayah luas dibawah kurva Normal ... 17

Tabel 4.1 Perhitungan Hujan Maksimum Harian Rata-rata ... 31

Tabel 4.2 Perhitungan Hujan Harian Maksimum ... 31

Tabel 4.3 Perhitungan Curah Hujan Rencana ... 32

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Curah Hujan Distribusi Gumbel ... 33

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Curah Hujan Distribusi Normal ... 34

Tabel 4.6 Parameter Statistik Distribusi Log-Person III ... 35

Tabel 4.7 Perhitungan Curah Hujan Distribusi Log-Person III ... 36

Tabel 4.8 Curah Hujan Maksimum Distribus Log Normal ... 37

Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana Distribusi Log Normal .... 37

Tabel 4.10 Resume Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana ... 37

Tabel 4.11 Data Curah Hujan Diurutkan Dari Terbesar Ke Terkecil ... 39

Tabel 4.12 Perhitungan X² Untuk Distribusi Normal ... 42

Tabel 4.13 Perhitungan X² Untuk Distribusi Gumbel ... 42

Tabel 4.14 Perhitungan X² Untuk Distribusi Log Person III... 43

Tabel 4.15 Perhitungan X² Untuk Distribusi Log Normal ... 43

Tabel 4.16 Rekapitulasi Nilai X² Dan X²cr ... 43

Tabel 4.17 Perhitungan Uji Distribusi Normal Dengan Metode Smirnov Kolmogorov ... 44

Tabel 4.18 Perhitungan Uji Distribusi Gumbel dengan Metode S-K ... 45

Tabel 4.19 Perhitungan Uji Distribusi Log Person III Dengan Metode Smirnov Kolmogorov ... 47

Tabel 4.20 Hasil Perhitungan Uji Distribusi Log Normal ... 48

(13)

xii UNIVERSITAS BUNG HATTA

Tabel 4.21 Rekapitulasi Nilai X2 dan X2cr ... 48

Tabel 4.22 Rekapitulasi Nilai Δp hitung dan Δp kritis... 48

Tabel 4.23 Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal ... 49

Tabel 4.24 Perhitungan Debit Banjir Metode Melchior ... 51

Tabel 4.25 Perhitungan Debit Banjir Metode Hasper ... 52

Tabel 4.26 Hasil Perhitungan Debit Banjir Metode Mononobe ... 53

Tabel 4.27 Rekap Perhitungan Debit Rencana ... 53

Tabel 4.28 Hasil Perhitungan Penampang Rencana... 58

(14)

1 UNIVERSITAS BUNG HATTA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Banjir dalam pengertian umum adalah tergenangnya suatu tempat akibat meluapnya air yang melebihi kapasitas pembuangan air di suatu wilayah dan menimbulkan kerugian fisik, sosial dan ekomoni (Rahayu, 2009).

Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) tahun 2023, banjir adalah berair banyak dan deras, kadang-kadang meluap. Banjir juga dapat di artikan peristiwa terbenamnya daratan karena volume air yang meningkat. Dikutip dari situs Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB), banjir adalah peristiwa atau kejadian alami dimana sebidang tanah atau area yang biasanya merupakan lahan kering, tiba-tiba terendam air karena volume air yang meningkat. Banjir merupakan peristiwa alam yang dapat menimbulkan kerugian bagi penduduk, seperti kerugian harta benda, sawah gagal panen, bahkan aliran air yang membawa material tanah yang halus mampu menyeret material berupa batuan yang lebih berat yang dapat merusak bangunan yang dilewatinya seperti pondasi jembatan,menggenangi dan merusak perumahan dan bangunan, bahkan mampu menghanyutkan bangunan tersebut, bahkan dapat menelan korban jiwa.

Secara umum ada beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya banjir.

Faktor-faktor tersebut meliputi kondisi alam (intensitas hujan yang tinggi, letak geografis wilayah, kondisi topografi, geometri sungai, sedimentasi, dan prilaku manusia seperti perubahan fungsi tata guna lahan. (Lusi Utama 2013).

Kabupaten Kerinci khususnya di Sungai Batang Merao sering terjadi banjir,karena meluapnya Sungai Batang Merao. Dengan kondisi sungai yang masih alami,berakibat mudahnya terkikis dinding sungai (longsor) serta kapasitas penampang sungai yang tidak lagi mampu menampung hujan ketika terjadinya intensitas hujan yang tinggi. Peningkatan jumlah penduduk yang membutuhkan lahan, sehingga terjadinya perubahan lahan menjadi pemukiman. Hal ini disebabkan oleh berkurangnya kapasitas daya serap tanah terhadap air, sehingga air hujan yang jatuh akan lebih banyak menjadi aliran permukaan yang nantinya akan langsung

(15)

2 UNIVERSITAS BUNG HATTA menuju ke saluran-saluran pembuangan dan akan bermuara kesungai pada musim hujan akan menyebabkan naiknya debit banjir. Hal ini hampir terjadi di sepanjang Sungai Batang Merao, yang melewati beberapa kecamatan di Kerinci. Seperti di Kecamatan Depati Tujuh Kabupaten Kerinci, tepatnya di Desa Lubuk Suli dan desa Kubang. Akibat terjadi erosi, perubahan tata guna lahan dan pendangkalan Sungai Batang Merao, akhirnya air sungai meluap mengakibatkan rumah warga terendam banjir. Di saat air surut, badan sungai terus melebar karena pinggiran sungai mengalami erosi akibat pinggir sungai mengalami longsor. Banjir terbesar yang terjadi pada tanggal 13 Maret 2023 (Berita media, Jambi independen 13 Maret 2023) mengakibatkan sejumlah rumah didekat aliran Sungai Batang Merao terendam banjir. Luapan banjir ini juga mengakibatkan terjadinya genangan air didaerah pesawahan, serta jalan desa yang ada di pinggir sungai akan terancam runtuh. Banjir ini juga menyebabkan akses jalan terputus akibat tingginya genangan yang terjadi (50 cm – 100 cm). (Berita media, Jambi independen 13 Maret 2023).

Berdasarkan dari pihak BWS Provinsi Jambi tahun 2023 bahwa banjir yang terjadi di sungai batang Merao disebabkan adanya penurunan kapasitas tampung sungai dan terjadinya penambahan debit sungai akibat terjadinya perubahan fungsi lahan di daerah tangkapan air hujan,

Berdasarkan uraian, kasus di atas dan informasi yang didapat, perlu dilakukan normalisasi Batang Merao agar bisa mengurangi bencana banjir, maka penulis tertarik untuk menyusun penelitian tugas akhir dengan judul “NORMALISASI BATANG MERAO KABUPATEN KERINCI UNTUK MENGURANGI BANJIR”

Gambar 1.1 Keadaan saat banjir di Desa Lubuk Suli Sumber : Jambi-independent.co.id

(16)

3 UNIVERSITAS BUNG HATTA 1.2 Rumusan Masalah

Akibat sering terjadinya banjir di kawasan Kubang dan Lubuk Suli, yang diakibatkan berbagai faktor baik faktor alam maupun faktor manusia, maka permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut :

1. Tentukan curah hujan rencana 2. Berapa besar debit banjir rencana ?

3. Berapa kapasitas Batang Merao yang mampu mengurangi banjir ? 1.3 Maksud dan Tujuan

Maksud penulisan ini adalah menormalisasi sungai Batang Merao yang bertujuan untuk dapat mengurangi banjir yang terjadi.

Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut

1. Untuk menganalisa curah hujan rencana di Batang Merao 2. Untuk menganalisa debit banjir rencana

3. Untuk menganalisa penampang sungai yang dapat mengurangi banjir 1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam pembahasan perencanaan normalisasi sungai untuk mengurangi banjir Batang Merao yaitu :

1. Perencanaan dimensi sungai yang ideal 2. Tidak menganalisa anggaran biaya

3. Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan 10 tahun terakhir 4. Tidak menganalisa perkuatan tebing

Gambar 1.2 Keadaan Banjir di Desa Lubuk Suli Sumber: MetroJambi.com

(17)

4 UNIVERSITAS BUNG HATTA 1.5 Manfaat Penelitian

1. Mengetahui cara paling efektif dalam menanggungali permasalahan banjir yang terjadi di sungai Batang Merao.

2. Sebagai bahan referensi atau literatur bagi mahasiswa yang ingin membahas tentang Normalisasi Sungai

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan yang digunakan pada Tugas Akhir ini sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Didalam bab ini akan menguraikan penjelasan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, ruang lingkup permasalahan, tujuan penelitian, dan manfaat penelitian.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Berisi tentang teori yang bersumber dari literatur-literatur baik itu dari buku- buku maupun dari internet yang membahas tentang dasar teori hidrologi seperti analisa perhitungan curah hujan, debit banjir, penampang sungai dan teori lainnya.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini akan menampilkan bagaimana metodologi penelitian yang akan digunakan dimulai dari pengumpulan data-data yang dibutuhkan dalam penulisan tugas akhir ini. Contohnya data curah hujan, data Sungai Batang Merao, data penampang sungai dan data yang lainnya.

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Bab ini akan menyajikan penjelasan mengenai perhitungan, grafik, atau tabel serta pembahasannya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini akan menyajikan penjelasan mengenai kesimpulan yang dapat diambil dari keseluruhan penulisan Tugas Akhir ini dan saran-saran yang dapat diterima penulis agar lebih baik lagi kedepannya.

(18)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sungai

Sungai merupakan jaringan alur-alur pada permukaan bumi yang terbentuk secara alamiah, mulai dari bentuk kecil di bagian hulu sampai besar di bagian hilir.

Air hujan yang jatuh di atas permukaan bumi dalam perjalannya sebagian kecil menguap dan sebagian besar mengalir dalam bentuk alur-alur kecil, kemudian mengumpul menjadi satu alur besar atau utama. Dengan demikian dikatakan sungai berfungsi menampung curah hujan dan mengalirkannya ke laut.(Ryan Prayogi, 2022) Sungai berfungsi sebagai penampung air hujan yang turun. Di samping itu sungai juga bisa dimanfaatkan untuk pelayaran, pertanian, pariwisata, perikanan bahkan pembangkit listrik tenaga air. Selain sangat bermanfaat bagi manusia sungai juga sering membawa bencana dalam kehidupan manusia terutama bila terjadi banjir bila musim hujan.

2.2 Normalisasi

Normalisasi sungai adalah upaya rekayasa yang dilakukan untuk mengembalikan kapasitas tampung sungai (Ali Firdaus, 2010)

Normalisasi sungai dilakukan agar aliran air yang ada tidak menumpuk pada titik tertentu sehingga sebisa mungkin akan dialirkan langsung menuju muara.

Menormalisasi sungai sangatlah penting karena akan menambah daya tampung air ketika terdapat curah hujan yang ekstrim (tinggi), akan tetapi hal ini juga harus dibarengi dengan pembangunan bangunan seperti kontruksi perkuatan tebing, waduk, bendung ataupun bendungan sehingga air yang dialirkan dapat di atur dan akan ada early warning sistem ketika bangunan tersebut menerima kelebihan muatan air.

Normalisasi sungai dapat dilakukan seperti : merencanakan kapasitas penampang sungai, membuat drainase, mengatur kelerengan daerah agar air dapat mengalir menuju pembuangan, menjaga lingkungan bersih, dan mempertahankan daerah resapan.

(19)

6 UNIVERSITAS BUNG HATTA 2.3 Siklus Hidrologi

Menurut Suripin, ( 2004), Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Air di bumi mengalami suatu siklus melalui serangkaian peristiwa yang berlangsung terus-menerus, di mana kita tidak tahu kapan dan dari mana berawalnya dan kapan pula akan berakhirnya.

Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut. Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh dan kemudian di intersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus.

bergerak secara kontiniu dalam tiga cara yang berbeda:

1. Evapotranspirasi: Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfir) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju dan es.

2. Infiltrasi/perkolasi ke dalam tanah: Air bergerak ke dalam tanah melalui 3. celah- celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal.

4. Air permukaan: Air bergerak di atas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau, makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang tertera pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi Suripin 2004

(20)

7 UNIVERSITAS BUNG HATTA 2.4 Analisa Curah Hujan

2.4.1 Curah Hujan Rata-rata

Curah hujan/Presepitasi adalah peristiwa jatuhnya cairan dari atmosfir ke permukaan bumi. Jumlah presipitasi selalu dinyatakan dalam (mm) curah hujan bisa berwujud dalam 2 bentuk :

a) Presipitasi Cair, berupa : hujan dan embun

b) Presipitasi Beku, berupa : salju, hujan es dan lain-lain.

Presipitasi / curah hujan dibagi atas :

a) Curah Hujan Terpusat (Point Rainfall)

Curah hujan terpusat adalah curah hujan yang didapat dari hasil pencatatan alat pengukur hujan atau data curah hujan yang akan di olah yaitu data kasar / data mentah yang tidak dapat langsung dipakai dan harus diolah sesuai dengan kebutuhan. Data curah hujan yang dihasilkan dapat berupa kesimpulan data yaitu: Besarnya curah hujan perjam, jumlah hujan perhari dan lamanya, jumlah hujan perbulan, jumlah hujan pertahun, besarnya hujan harian maksimum dalam 1 tahun selama pengamatan periode tertentu.

b) Curah Hujan Daerah (Areal Rainfall)

Dari data pencatatan curah hujan hanyalah didapatkan curah hujan disuatu titik tertentu (point rainfall). Bila dalam suatu daerah terdapat beberapa stasiun/pos pencatat curah hujan, maka untuk mendapatkan curah hujan daerah adalah dengan mengambil harga rata-ratanya.

Curah hujan rata-rata inidiperkirakan dari beberapa titik pengamatan curah hujan.

Pada daerah Batang Merao, data curah hujan yang dipakai adalah 10 tahun yaitu dari tahun 2013 hingga 2022, dengan mengambil dari 4 stasiun curah hujan:

a) Stasiun curah hujan Sulak Deras b) Stasiun curah hujan Tanjung Genting c) Stasiun curah hujan Hiang

d) Stasiun Padang Aro

Untuk mendapatkan curah hujan dari beberapa stasiun tersebut digunakan metoda-metoda sebagai berikut :

(21)

8 UNIVERSITAS BUNG HATTA a) Metode Aljabar

Metode aljabar merupakan metode yang paling sederhana dalam analisa hujan kawasan. Motode ini didasarkan pada asumsi bahwa semua penakar hujan mempunyai pengaruh yang sama. Metode ini cocok untuk kawasan dengan topografi rata dan datar dengan luas < 500 km². Untuk perhitungan curah hujan rata-rata dilakukan dengan metoda aljabar, dengan perhitungan curah hujan maksimum rata- rata dari beberapa stasiun hujan. Jika terdapat 3 stasiun maka curah hujan rata-rata :

X̅ =^Xa+Xb+Xc

3 (2.1)

Dimana :

X̅ = curah hujan rata-rata (mm)

X = tinggi curah hujan masing-masing stasiun a,b,dan c (mm) n(3) = banyak stasiun curah hujan

b) MetodeThiessen

Cara ini juga disebut Polygon Thiessen, karena akan digunakan polygon- polygon. Setelah letak stasiun-stasiun hujan diplot dalam gambar catctment area, maka dibuatlah sumbu-sumbu garis-garis penghubung stasiun-stasiun hujan tersebut.

Garis-garis sumbu ini akan membagi cathment area yang akan mewakili oleh tiap- tiap stasiun.

Hasil metode poligon Thiessen lebih akurat dibandingkan dengan metode rata- rata aljabar. Cara ini cocok untuk daerah datar dengan luas 500-5.000 km², dan jumlah pos penakar hujan terbatas dibadingkan luasnya.

Stasiun

Gambar 2.2 Cara Penentuan Curah Hujan Metode Aljabar

(22)

9 UNIVERSITAS BUNG HATTA Prosedur penerapan metode ini meliputi langkah-langkah sebagai berikut:

a) Lokasi pos penakar hujan diplot pada peta DAS. Antar pos penakar dibuat garis lurus penghubung

b) Tarik garis tegak lurus di tengah-tengah tiap garis penghubung sedemikian rupa, sehingga membentuk polygon Thiessen. Semua titik dalam satu polygon akan mempunyai jarak terdekat dengan pos penakar yang ada di dalamnya dibandingkan dengan jarak terhadap pos lainnya. Selanjutnya, curah hujan pada pos tersebut dianggap representasi hujan pada kawasan dalam poligon yang bersangkutan.

c) Luas areal pada tiap-tiap poligon dapat diukur dengan planimeter dan luas total DAS A, dapat diketahui dengan menjumlahkan semua luasan polygon.

d) Hujan rata-rata DAS dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Rrata= Ra.La+Rb.Lb+Rc.Lc (2.2)

La+Lb+Lc Dimana :

R = curah hujan di setiap stasiun a,b,dan c (mm) L = Koefisien Theisen (km²)

Dalam hal ini metode yang dipakai adalah Metode Thiessen, dengan mempertimbangkan faktor berikut. (Suripin, 2004)

Gambar 2.3 Metode Poligon Thiessen

(23)

10 UNIVERSITAS BUNG HATTA a) Jaring-Jaring Pos Penakar Hujan

Penggunaan metode berdasarkan jaring-jaring pos penakar hujan :

Jumlah pos penakar hujan cukup Metode Ishoyet, Thiesen atau rata-rata Aljabar dapat dipakai

Jumlah pos penakar hujan terbatas Metode rata-rata Aljabar atau Thiesen Pos penakar hujan tunggal Metode hujan titik

b) Luas DAS (Daerah Aliran Sungai) Penggunaan metode berdasarkan luas DAS :

DAS besar (>5000 km2) Metode Ishoyet DAS sedang (500 s/d 5000 km2) Metode Thiesen

DAS kecil (<500 km2 ) Metode rata-rata Aljabar

c) Topografi DAS (Daerah Aliran Sungai) Penggunaan metode berdasarkan topografi :

Pegunungan Metode rata-rata Aljabar

Dataran Metode Thiesen

Berbukit dan tidak beraturan Metode Ishoyet

2.4.2 Analisa Curah Hujan Rencana

Curah hujan rencana adalah perkiraan besarnya curah hujan yang akan terjadi pada periode tertentu seperti curah hujan 2, 5, 10, 25, 50 dan 100 tahunan. Data curah atau curah hujan rencana ini nantinya akan dipergunakan utuk mencari debit rencana.

Beberapa metode yang dipakai seperti metode distribusi gumbel, distribusi normal, distribusi log person III dan log normal. Untuk medapatkan hasil perhitungan

Tabel 2.1 Penggunaan metode berdasarkan jaring-jaring pos penakar hujan

Tabel 2.2 Penggunaan metode berdasarkan luas DAS

Tabel 2.3 Penggunaan metode berdasarkan topografi Sumber : Suripin 2004

Sumber : Suripin 2004

(24)

11 UNIVERSITAS BUNG HATTA yang meyakinkan atau tidak memenuhi persyaratan menggunakan suatu distribusi porbabilitas, maka biasanya diuji dengan menggunakan metode Chi Kuadrat dan metode Smirnov Kolmogorof.

a) Metode Distribusi Gumbel

Data-data untuk metode ini yang harus tersedia adalah curah hujan tahunan.

Metode gumbel ini disebut juga dengan metode distribusi ekstrim. Umumnya digunakan untuk analisa data maksimum. Persamaan yang digunakan adalah :

Curah hujan pada periode (XT) yaitu :

XT = X̅+S x K (2.3)

Dimana :

XT = Hujan rencana atau debit dengan periode ulang T X̅ = Nilai rata-rata dari data hujan

S = Standar deviasi dari data hujan K = Faktor Frekuensi Gumbel

K = ^Yt−Yn

Sn (2.4)

Dimana :

Yt = Reduced Variate

Sn = Reduced Standar Deviation Yn = Reduced Mean

Prosedur perhitungan :

1. Hitung curah hujan maksimum rata-rata 2. Hitung nilai standar deviasi

3. Tentukan nilai Yt dan Yn 4. Hitung nilai K

5. Hitung curah hujan periode ulang T tahun

(25)

N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,5220 20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5332 0,5343 0,5353 30 0,5362 0,5371 0,5380 0,5388 0,5396 0,5403 0,5410 0,5418 0,5424 0,5436 40 0,5436 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 0.5468 0,5473 0,5477 0,5481 50 0,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518 60 0,5521 0,5524 0,5527 0,5530 0,5533 0,5535 0,5538 0,5540 0,5543 0,5545 70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5561 0,5563 0,5565 0,5567 80 0,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585 90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599 100 0,5600 0,5602 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5610 0,5611

N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1,0565 20 1,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,1080 30 1,1124 1,1159 1,1193 1,1226 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1,1388 40 1,1413 1,1436 1,1458 1,1480 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1,1590 50 1,1607 1,1623 1,1638 1,1658 1,1667 1,1681 1,1696 1,1708 1,1721 1,1734 60 1,1747 1,1759 1,1770 1,1782 1,1793 1,1803 1,1814 1,1824 1,1834 1,1844 70 1,1854 1,1863 1,1873 1,1881 1,1890 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 1,1930 80 1,1938 1,1945 1,1953 1,1959 1,1967 1,1973 1,1980 1,1987 1,1994 1,2001 90 1,2007 1,2013 1,2020 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2049 1,2055 1,2060 100 1,2065 1,2069 1,2073 1,2077 1,2081 1,2084 1,2087 1,2090 1,2093 1,2096

Sumber: Suripin (2004)

Tabel 2.5 Reduced Standard Deviation, Sn

Sumber: Suripin (2004) Tabel 2.4 Reduced Mean, Yn

(26)

13 UNIVERSITAS BUNG HATTA Periode Ulang T

(Tahun) Yᴛ Periode Ulang Tᵣ

(Tahun)

Reduced Variate, YTᵣ

2 0,3668 100 4,6012

5 1,4999 200 5,2969

10 2,2510 250 5,5206

20 2,9709 500 6,2149

25 3,1993 1000 6,9087

50 3,9028 5000 8,5188

75 4,3117 10000 9,2121

b) Metode Distribusi Normal

Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss. Rumus yang dipakai pada distribusi normal adalah :

XT = X̅+KT.S (2.5)

Dimana :

XT = Nilai curah hujan periode ulang T tahun

= Nilai curah hujan maksimum rata-rata (mm) KT = Variabel reduksi Gauss

Standar deviasi dihitung dengan menggunakan rumus

(2.6)

Dimana :

S = Standar deviasi dari data hujan Xi = Curah hujan ke i

n = Banyak data Prosedur perhitungan :

X̅

S = √∑ⁿ_i−1(Xi − X̅)² n − 1

Tabel 2.6 Reduced Variate, YTr, sebagai fungsi periode ulang

Sumber: Suripin (2004)

(27)

14 UNIVERSITAS BUNG HATTA 1. Hitung nilai curah hujan maksimum rata-rata

2. Hitung nilai standar deviasi 3. Tentukan nilai Kt

4. Hitung nilai curah hujan peride ulang T tahun

Nilai faktor frekuensi Kt umumnya sudah tersedia dalam bentuk tabel untuk mempermudah perhitungan, seperti ditunjukan dalam tabel 2.7, yang umumnya disebut sebagai tabel nilai variabel reduksi Gauss

No Periode Ulang, T (tahun) Peluang Kt

1 1.001 0.999 -3.05

2 1.005 0.995 -2.58

3 1.010 0.990 -2.33

4 1.050 0.950 -1.64

5 1.110 0.900 -1.28

6 1.250 0.800 -0.84

7 1.330 0.750 -0.67

8 1.430 0.700 -0.52

9 1.670 0.600 -0.25

10 2.000 0.500 0

11 2.500 0.400 0.25

12 3.330 0.300 0.52

13 4.000 0.250 0.67

14 5.000 0.200 0.84

15 10.000 0.100 1.28

16 20.000 0.050 1.64

17 50.000 0.020 2.05

18 100.000 0.010 2.33

19 200.000 0.005 2.58

20 500.000 0.002 2.88

21 1.000.000 0.001 3.09

c) Metode Distribusi Log-Person type III

Metode distribusi Log person type III banyak digunakan dalam analisa hidrologi terutama dalam analisa data maksimum dan minimum dengan nilai ekstrim.

Persamaan yang digunakan :

Log X = log X̅̅̅̅̅̅ + KTR (S log X̅̅̅̅̅̅̅̅) (2.7) KTR merupakan Skwe curve faktor (faktor kemencengan skewness), dihitung

Tabel 2.7 Nilai Variabel reduksi Gauss

Sumber : Suripin 2004

(28)

15 UNIVERSITAS BUNG HATTA dengan menggunakan tabel faktor kemencengan skewness

Faktor kemencengan skewness (Cs) dihitung dengan rumus :

Cs = ^{n ∑}ⁿ_i=1(log Xi−log X̅̅̅̅̅̅̅)³

(n−1)(n−2)(S log X̅̅̅̅̅̅̅̅̅)³ (2.8)

Dengan :

Log Xi = Logaritma hujan harian maksimum (mm/jam) Prosedur perhitungan :

1. Tentukan Logaritma dari semua X 2. Hitung nilai rata-rata log X

3. Hitung standar deviasi log X

4. Hitung nilai koefisien kemencengan skewness 5. Hitung curah hujan periode ulang T tahun

d) Distribusi Log Normal

Distribusi Log Normal digunakan apabila nilai-nilai dari variabel random tidak mengikuti distribusi normal, tetapi logaritma memenuhi distribusi log normal untuk menghitung distribusi log normal digunakan persamaan berikut :

Log X = LogX̅̅̅̅̅̅̅ + KT x SLogX (2.9)

Dimana :

Log X = nilai logaritma hujan rencana dengan periode ulang T Log X

̅̅̅̅̅̅̅ = Nilai rata-rata dari Log X S Log X = Standar deviasi dari Log X

KT = Faktor frekuensi, nilainya tergantung dari T Prosedur perhitungan :

1. Hitung nilai logaritma curah hujan maksimum rata-rata 2. Hitung standar deviasi dari logaritma X

3. Hitung nilai curah hujan kala ulang T tahun

(29)

16 UNIVERSITAS BUNG HATTA 2.5 Uji Kesesuaian Data

Ada dua cara yang dapat dilakukan untuk menguji apakah jenis distribusi yang dipilih sesuai dengan data yang ada, yaiut uji Chi-kuadrat dan Smirnov Kolmogorov. Pengujian ini dilakukan setelah digambarkan hubungan antara kedalaman hujan atau debit dan nilai probabilitas diatas kertas probabilitas.

2.5.1 Chi Kuadrat

Uji sebaran ini dimaksudkan untuk mengetahui distribusi-distribusi yang memenuhi syarat untuk dijadikan dasar dalam menentukan debit air rencana dengan periode ulang tertentu.

Rumus yang digunakan dalam perhitungan dengan metode ini adalah sebagai berikut :

(2.10) Dimana :

X² = Nilai Chi Kuadrat terhitung

Ef = Frekuensi yang diharapkan sesuai dengan pembagian kelasnya Of = frekuensi yang diamati pada kelas yang sama

n = Jumlah sub kelompok dengan satu grup Perkiraan hasil dari nilai Xa² (Chi-Kuadrat kritik) :

a. Apabila peluang lebih dari 5%, maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan

b. Apabila peluang kecil <1% distribusi tidak dapat digunakan c. Bila berada 1-5% perlu ditambahkan data

Derajat kebebasan dihitung dengan persamaan :

DK = K-(a +1) (2.11)

Dimana :

DK = Derajat Kebebasan K = Banyak kelas

a = Banyaknya keterikatan (banyaknya parameter), untuk uji Chi- Kuadrat adalah 2.

X²= ∑ ^{(𝑂𝑓−𝐸𝑓)}²

𝐸𝑓 𝑛𝑖=1

(30)

17 UNIVERSITAS BUNG HATTA 2.5.2 Smirnov-Kolmogrov

Metode Smirnov-Kolmogrov juga disebut uji kecocokan non parametik karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu, jarak penyimpangan terbesar merupakan Δpmaks dengan kemungkinan didapat nilai lebih kecil dari nilai Δpkritis ditentukan dari jumlah tahun pada data curah hujan yang digunakan.

N Derajat kepercayaan (a)

0,2 0,1 0,05 0,01

5 0,45 0,51 0,56 0,67

10 0,32 0,37 0,41 0,49

15 0,27 0,3 0,34 0,4

20 0,23 0,26 0,29 0,36

25 0,21 0,24 0,27 0,32

30 0,19 0,22 0,24 29

35 0,18 0,2 0,23 0,27

40 0,17 0,19 0,21 0,25

45 0,16 0,18 0,2 0,24

50 0,15 0,17 0,19 0,23

N>50 1,07/N^0,5 1,22/N^0,5 1,36/N^0,5 1,63/N^0,5

T a = 0,05 T a = 0,05 T a = 0,05 T a =

0,05 -3,40 0,0003 -1,40 0,0753 0,50 0,7088 2,50 0,9946 -3,30 0,0004 -1,30 0,0885 0,60 0,7422 2,60 0,9960 -3,20 0,0006 -1,20 0,1056 0,70 0,7734 2,70 0,9970 -3,10 0,0008 -1,10 0,1251 0,80 0,8023 2,80 0,9978 -3,00 0,0011 -1,00 0,1469 0,90 0,8289 2,90 0,9984 -2,90 0,0016 -0,90 0,1711 1,00 0,8591 3,00 0,9989 -2,80 0,0022 -0,80 0,1977 1,10 0,8749 3,10 0,9992 -2,70 0,0030 -0,70 0,2266 1,20 0,8944 3,20 0,9994 -2,60 0,0040 -0,60 0,2578 1,30 0,9151 3,30 0,9996 -2,50 0,0054 -0,50 0,2912 1,40 0,9265 3,40 0,9997 -2,40 0,0071 -0,40 0,3264 1,50 0,9394

-2,30 0,0071 -0,30 0,3632 1,60 0,9505 -2,20 0,0094 -0,20 0,4013 1,70 0,9590 -2,10 0,0158 -0,10 0,4404 1,80 0,9678

Tabel 2.8 Nilai kritis D untuk uji Smirnov-Kolmogrov

Tebal 2.9 Wilayah luas dibawah kurva Normal Uji Smirnov-Kolmogrov untuk a = 0,05

(31)

18 UNIVERSITAS BUNG HATTA 2.6 Analisa Debit Banjir Rencana

Debit banjir rencana adalah besarnya debit yang direncanakan melewati penampang sungai dengan periode ulang tertentu. Besarnya debit banjir ditentukan berdasarkan curah hujan dan aliran antara lain besarnya hujan, intensitas hujan dan luas Daerah Aliran sungai (DAS)

Proses perhitungan debit banjir rencana diawali dengan pengumpulan data hujan dan topografi. Setelah data curah hujan rata-rata dan curah hujan rencana didapat, maka perhitungan debit banjir rencana dapat dilakukan. Untuk menghitung debit banjir yaitu menggunakan metode Melchior.

2.6.1 Metode melchior

Metode Melchior adalah metode perhitungan debit banjir untuk luas tangkapan hujan (catchment area) > 100 km². Rumus yang digunakan adalah :

Qmax=a x I x A x ^r

200 (2.12)

Dimana :

Qmax = Debit maksimum (m³/dt) a = Koefisien pengaliran (Tabel) β = Koefisien reduksi (tabel)

I = Intensitas hujan (m³/dt/km²) (tabel) A = Luas daerah aliran sungai (km²)

Koefisien reduksi adalah perbandingan antara hujan rata-rata dan hujan maksimum pada suatu daerah dan pada waktu yang bersamaan.

Waktu konsentrasi dihitung dengan menggunakan rumus : tc = ^{10 L}

36 V (2.13)

Gambar 2.4 Daerah Aliran Sungai (DAS)

(32)

V = 1,31 (Q x S²)^0,2 (2.14)

S = ^∆H

0,9L (2.15)

Dimana :

tc = Waktu konsentrasi (jam) V = Kecepatan aliran (m/s) L = Panjang sungai (m)

H = Beda elevasi antara titik yang dimaksud dan titik pada 0,9L dari jalan air (m)

S = Kemiringan rata-rata sungai

Melchior menetapkan koefisien pengaliran (α) sebagai angka perbandingan antara limpasan dan curah hujan total, yang besarnya dipengaruhi oleh kemiringan, vegetasi, keadaan tanah, temperatur angin, penguapan dan lama hujan. Pada umumnya koefisien pengaliran ini bernilai antara 0,42 – 0,70. Melchior menganjurkan untuk memakai α = 0,70. Sedangkan untuk koefisien reduksi (β), Melchior menetapkan hubungan antara hujan rata-rata sehari dan hujan terpusat maksimum sehari sebagai berikut. Koefisien reduksi (β) dihitung dengan rumus :

F = ¹

4π x a x b (2.16)

β = β1 X β2 (2.17)

F = ¹⁹⁷⁰

β1−0,12− 3960 + 1720 β1 (2.18)

Dimana :

F = Luas elips (km²) β = Koefisien reduksi a, b = Sumbu elips Prosedur perhitungan :

a. Lukis elips yang mengelilingi daerah aliran dengan sumbu panjang 1,5 x sumbu pendek.

F = ¹

4π x a x b

b. Hitung luas daerah aliran (A) c. Hitung kemiringan rata-rata sungai

(33)

20 UNIVERSITAS BUNG HATTA S = ^∆H

0,9L

d. Dari F maka akan didapat β1 F = ¹⁹⁷⁰

β1−0,12− 3960 + 1720 β1

e. Nilai β2 ditentukan berdasarkan hubungan antara F dan lama hujan f. Menentukan Intensitas hujan (I)

I = 10 x β x R24maksimum

36 x tc (2.19)

tc = ^{10 L}

36 V (2.20)

V = 1,31 (Q x S²)^0,2 (2.21)

Keterangan :

R24 = Hujan harian (mm) g. Hitung Qmax

Q = β1 x Icoba-coba x F (m³/dt) (2.22)

Qmax = α x I x A x ^r

200 (2.23)

2.6.2 Metode Hasper

Metode Hasper yang digunakan untuk menghitung debit rencana maksimum dirumuskan sebagai berikut

Qmax = α x ꞵ x I x A (2.24)

Dimana :

Qmax = Debit maksimum (m³/dt) α = Koefisien pengaliran ꞵ = Koefisien reduksi

I = Intensitas hujan (mm/jam) A = Luas daerah pengaliran (km²) Koefisien pengaliran (α) ditentukan dengan rumus :

α = 1+0,012 x A^0,7

1+0,075 x A^0,7 x I (2.25)

Koefisien reduksi (ꞵ) ditentukan dengan rumus : ꞵ = 1 + tc+3,7 x 10^0,4xtc

tc²+15 x ^A^3/4

12 (2.26)

Waktu konsentrasi (tc) ditentukan dengan rumus :

(34)

Tc = 0,1 x L^0,5 x S^-0,3 (2.27)

Dimana :

L = Panjang sungai (km) S = Kemiringan dasar sungai

Besarnya curah hujan (r dalam satuan mm) untuk lama hujan tertentu (t=tc dalam satuan jam) dan hujan harian maksimum (R24 dalam satuan mm) dirumuskan sebagai berikut (Kamiana, 2011) :

a) Untuk t<2 jam

r = ^{𝑡 𝑥 𝑅24}

𝑡+1−0,0008 𝑥 (260−𝑅24)𝑥 (2−𝑡)² (2.28)

b) Untuk 2 jam <t<19 jam r = ^{𝑡 𝑥 𝑅24}

𝑡+1 (2.29)

c) Untuk 19 jam < t < 30 hari

r = 0,707 x R24 x (t+1)^1/2 (2.30)

Besarnya intensitas hujan (I dalam satuan m³/det/km²) ditentukan berdasarkan hubungan antara r(mm) dan t(jam) dengan rumus :

I = ^𝑟

3,6 𝑥 𝑡 (2.31)

Langkah-langkah perhitungan debit maksimum (Qmaks) dengan metode hasper adalah (Kamiana, 2011) :

1) Hitung nilai a berdasarkan persamaan (2.25) 2) Hitung nilai tc berdasarkan persamaan (2.27) 3) Hitung nilai ꞵ berdasarkan persamaan (2.26)

4) Menghitung nilai r berdasarkan persamaan (2.28), (2.29), (2.30) 5) Menghitung I berdasarkan persamaan (2.31)

6) Menghitung nilai Qmaks berdasarkan persamaan (2.24) 2.6.3 Metode Mononobe

Metode Mononobe dapat digunakan untuk menghitung debit puncak sungai atau saluran.

Rumus umum metode Mononobe sebagai berikut : Qn = ^{𝛼 𝑥 𝐼 𝑥 𝐴}

3,6 (2.32)

Dimana :

(35)

22 UNIVERSITAS BUNG HATTA Qn = Debit banjir rencana dengan periode ulang tertentu (m³/det)

α = Koefisien pengaliran = 0,70

I = Intensitas hujan periode ulang tertentu (m³/det/km²) I = ^𝑅𝑛

24𝑥(²⁴

𝑡𝑐)^2/3

Rn = Curah hujan maksimum periode ulang tertentu (mm) A = Luas catchment (km²)

Tc = Waktu konsentrasi (jam) Tc = L/V

V = Kecepatan aliran sungai (km/jam) V = 72 x (S)^0,6

2.7 Analisa Dimensi Sungai

Untuk menentukan dimensi sungai dipengaruhi oleh besarnya debit yang dialirkan, kemiringan dasar sungai, kekasaran dinding sungai, kecepatan dan lain- lain. Semua ini dilakukan agar memperoleh penampang sungai yang efektif dan efisien.

2.7.1 Analisa Hidraulika

Dalam perencanaan penampang sungai, kita harus memperhatikan faktor- faktor kapasitas pengaliran, kapasitas sungai, kecepatan aliran, bahan konstruksi.

Kemiringan dasar sungai untuk penampang. Jenis sungai yang digunakan adalah sungai terbuka berdasarkan aliran seragam. Aliran seragam (uniform flow) dianggap memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

a) Kedalaman, luas basah, kecepatan, dan debit setiap penampang pada sungai yang lurus adalah konstan.

b) Garis energi, muka air dasar dan dasar sungai sejajar, besar kemiringannya sama.

2.7.2 Kemiringan Sungai

Kemiringan memanjang dasar sungai biasanya diatur dengan keadaan tinggi topografi dan tinggi energi yang diperlukan untuk mengalirkan air. Dalam berbagai hal, kemiringa ini dapat pula bergantung pada kegunaan sungai. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam penentuan kemiringan sungai adalah cara pembangunan, kehilangan akibat rembesan, perubahan iklim, dan ukuran sungai.

(36)

23 UNIVERSITAS BUNG HATTA a) Untuk perhitungan debit rencana pada hidrologi teknis, kemiringan memanjang sungai (l) yang dipakai adalah l sungai pada DAS

b) Untuk perhitungan debit banjir pada bagian studi, kemiringan memanjang sungai (l) yang dipakai adalah kemiringan sungai.

2.7.3 Kapasitas Sungai

Perhitungan kecepatan rata-rata dengan menggunakan rumus Manning adalah sebagai berikut :

a. Penampang Trapesium

Q = A x V (2.33)

A = (b = m.h)h (2.34)

P = b + 2h√1 + m² (2.35)

R = ^A

P (2.36)

V = ¹

n. R^2/3.S^1/2 (2.37)

Dimana :

Q = Debit (m³/dt)

V = Kecepatan aliran rata-rata (m/dt) n = Koefisien kekasaran Manning m = Talud

A = Luas keliling basah (m²) R = jari-jari hidrolis (m) P = Keliling basah (m) S = Kemiringan sungai

Gambar 2.5 Penampang saluran Trapesium

(37)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi Penelitian

Sungai Batang Merao di Kabupaten Kerinci melewati banyak wilayah, yang salah satunya Kecamatan Depati Tujuh yang khususnya di desa Lubuk Suli dan desa Ladeh yang dijadikan sebagai study kasus dalam penyusunan tugas akhir ini.

Secara geografis Kabupaten Kerinci terletak antara 1ô40’-2ô26’ Lintang Selatan dan 101ô08’-101ô50’ Bujur Timur dengan luas wilayah 332.814 Ha.

Kabupaten Kerinci merupakan salah satu wilayah ujung Barat Provinsi Jambi yang berbatasan langsung dengan Provinsi Sumatera Barat dan Provinsi Bengkulu. Oleh karena itu Kabupaten Kerinci memjadi wilayah strategis yang dilalui jalan utama Jambi-Sumatera Barat-Bengkulu.

3.2 Data Penelitian

Data penelitian terdiri dari 2 jenis, yaitu data primer dan data sekunder : a. Data Primer

Data primer diperoleh dengan pengukuran langsung berdasarkan keadaan dilapangan, seperti data pengukuran lebar penampang saluran, tinggi penampang saluran, tinggi muka air dan lain-lain.

b. Data Sekunder

Data sekunder merupakan data pendukung yang dipakai dalam proses pembuatan dan penyusunan Laporan Tugas Akhir ini. Data sekunder ini didapat dari instansi terkait baik dari sekitar lokasi penelitian maupun ditempat lain yang menunjang dengan penelitian tersebut. Data-data sekunder yang digunakan adalah sebagai berikut :

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian

(38)

25 UNIVERSITAS BUNG HATTA 1. Data Study Literatul

Untuk studi literatul ini perlu diperhatikan supaya kegiatan yang akan dilaksanakan berdasarkan teori yang sudah ada dan bagaimana tatacara pemecahan masalah dari kegiatan tersebut.

Langkah awal yang harus dilaksanakan adalah mengumpulkan data berupa buku catatan, buku hasil studi terdahulu maupun gambar lain-lain yang dapat digunakan sebagai referensi dalam pelaksanaanya pekerjaan survei inventory.

2. Data Topografi

Peta lokasi Daerah Aliran Sungai (DAS)

Data topografi digunakan untuk mengetahui luas Daerah Aliran Sungai (DAS) Batang Merao, Kabupaten Kerinci. Peta topografi yang digunakan adalah peta topografi lokasi penelitian.

3. Data Hidrologi, terdiri dari

Data curah hujan dari 4 stasiun yaitu Stasiun Curah hujan Siulak Deras, Stasiun curah hujan Tanjung Genting, Stasiun curah hujan Hiang dan Stasiun Padang Aro dari tahun 2013 sampai tahun 2022

3.3 Metoda Penelitian

Metoda adalah langkah-langkah atau tahap dalam menyusun tugas akhir ini yaitu :

a. Survei lapangan

Survei lapangan ini dilakukan dengan langsung turun ke lapangan untuk melihat kondisi dari lokasi penelitian, dan juga melihat permasalahan yang terjadi pada lokasi dilakukannya penelitian

b. Pengumpulan data

Melakukan pengumpulan data contohnya seperti data topografi, data curah hujan, dan data-data penampang sungai batang merao

c. Analisa curah hujan kawasan

Setelah semua data sudah didapatkan maka selanjutnya melakukan analisa curah hujan dengan metode poligon Thiessen

d. Analisa hujan rencana

(39)

26 UNIVERSITAS BUNG HATTA Melakukan analisa curah hujan rencana, penulis disini menggunakan metode distribusi normal, distribusi Gumbel, distribusi Log Person III, dan distribusi Log Normal

e. Analisa debit banjir rencana

Analisa debit banjir rencana menggunakan metode Melchior, Hasper, dan metode Mononobe

f. Analisa penampang saluran

Analisa penampang saluran dengan menggunakan data yang telah didapatkan dari lapangan seperti lebar penampang sungai, tinggi muka air.

g. Analisa perkuatan tebing

3.4 Alat Yang Digunakan

Untuk kelancaran dan kemudahan dalam melakukan penelitian ini maka alat- alat yang dibutuhkan adalah sebagai berikut :

a. Perangkat keras (Hardware): Laptop, Handphone, Printer dan alat tulis b. Perangkat lunak (Software): Microsoft Word, Microsoft Excel dan Google

Earth

c. Meteran, Tali dan Kayu

3.5 Bagan Alir Penelitian

Penerapan secara sistematis perlu digunakan untuk menentukan akurat atau tidaknya langkah-langkah yang diambil. Adapun tahap-tahap pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut :

Gambar 3.2 Kondisi Sungai Batang Merao

(40)

27 UNIVERSITAS BUNG HATTA Mulai

Survey Lapangan

Identifikasi Masalah

Studi Literatur

Pengumpulan Data

Data Primer :

 Pengukuran Tinggi Air Sungai

 Pengukuran Lebar penampang Sungai

Data Sekunder :

 Data Curah Hujan

 Peta Topografi

Analisa Curah Hujan Metode Polygon Theysen

Analisa Curah Hujan Rencana

Metode Distribusi Gumbel

Metode Distribusi Normal

Metode Distribusi Log-Person III

Uji Kesesuaian Data

A Metode Distribusi

Log Normal

(41)

28 UNIVERSITAS BUNG HATTA Metode

Chi-Kuadrat

Metode Smirnov-Kolmogrov A

Analisa Debit Banjir Rencana metode Melchior,Hasper, dan

Mononobe

Analisa Dimensi Sungai

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Gambar 3.3 Bagan Alir Penelitian

(42)

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Penentuan Catchement Area

Sebelum menentukan luas Catchement Area sungai, terlebih dahulu menentukan kawasan yang terjadi banjir yang akan direncanakan untuk dinormalisasikan. Dari lokasi ini ke arah hulu, kemudian ditentukan batas Catchement Area dengan menarik garis imajiner yang menghubungkan titik-titik yang memiliki kontur tertinggi sebelah kiri dan kanan sungai yang akan ditinjau.

(Suripin, 2004)

Gambar 4.1 Analisa Curah Hujan Dengan Polygon Thiesen

Dari peta Topografi Catchement Area sungai batang merao di peroleh data sebagai berikut :

1. Luas Catchement Area ( A) = 359,258 km² 2. Panjang Sungai ( L ) = 49 km 3. Leff ( 0,9 x L ) = 44,1 km 4. Elevasi Hulu Sungai = + 1395 m 5. Elevasi Hilir Sungai = + 795 m

6. Beda tinggi = 600 m

7. Kemiringan Dasar Sungai ( S ) = ^1395−795

0,9 𝑥 49000

= 0,013

(43)

30 UNIVERSITAS BUNG HATTA 4.2 Analisa Curah Hujan

Dalam penentuan curah hujan, pengukuran dilakukan dibeberapa stasiun hujan, stasiun hujan yang dipakai ada 4, yaitu stasiun Tanjung Genting, stasiun Siulak Deras, stasiun Hiang dan stasiun Padang Aro. Metode yang digunakan dalam perhitungan curah hujan harian maksimum rata-rata adalah metode Polygon Thiessen, dengan memakai data hujan selama 10 tahun dari tahun 2013 sampai dengan tahun 2022, sehingga didapat data curah hujan maksimum harian rata-rata dengan hasil seperti pada tabel 4.1

4.2.1 Analisa Curah Hujan Rata-rata Dengan Metode Thiessen Rumus :

Rrata = 𝑅𝐴.𝐿𝐴+𝑅𝐵.𝐿𝐵+𝑅𝐶.𝐿𝐶 𝐿𝐴+𝐿𝐵+𝐿𝐶

Dimana :

R = Tinggi curah hujan rata-rata (mm)

RA, RB, RC, = Curah hujan maksimum pada stasiun A, B, C LA, LB, LC = Luas daerah yang terwakili oleh stasiun A, B, C

A = Luas Catchment Area (Km²)

Beriku contoh perhitungan pada bulan tahun 2013 :

 Curah hujan pada stasiun pengamatan : Rtanjung genting =63 mm

Rsiulak Deras = 72 mm

Rhiang = 74 mm

Rpadang aro = 67 mm

 Luas daerah yang mengenai DAS

Luas pengaruh stasiun hujan Tanjung Genting = 124,359 km² Luas pengaruh stasiun hujan Siulak Deras = 211,650 km² Luas pengaruh stasiun hujan Hiang = 12,278 km² Luas pengaruh stasiun Padang Aro = 10,971 km²

Total = 359,258 km²

Sehingga :

R = (63 𝑥 124,359)+(72 𝑥 211,650)+(74,𝑥 12,278)+(67𝑥10,971

359,258 = 68,732 mm

Koefisien Thiessen :

(44)

 Stasiun Tanjung Genting = ^124,359

359,258 = 0,346 mm

 Stasiun Siulak Deras = ^211,650

359,258 = 0,589 mm

 Stasiun Hiang = ^12,278

359,258 = 0,034 mm

 Stasiun Padang Aro = ^10,971

359,258 = 0,030 mm

No

Kejadian Hujan Harian Maksimum Hujan

Harian Maksimum

Rata-rata (mm) Tahun

Sta Tanjung Genting

Sta Siulak

Deras

Sta Padang

Aro

Sta Hiang 0,346 0,589 0,03 0,034

1 2013 63 72 67 74 68,732

2 2014 61 73 105 91 70,347

3 2015 105 73 109 105 86,167

4 2016 116 67 180 89 88,025

5 2017 64 61 100 99 64,439

6 2018 68 93 117 105 85,385

7 2019 79 82 165 72 83,03

8 2020 90 100 118 99 96,946

9 2021 50 158 198 87 119,26

10 2022 75 94 121 98 88,278

Dari hasil perhitungan di atas maka didapat nilai curah hujan maksimum setiap tahunnya yang akan digunakan untuk perhitungan curah hujan rencana pada tabel 4.2

Sumber : pengolahan data

Tabel 4.1 Perhitungan Hujan Maksimum Harian Rata-rata

Tabel 4.2 Perhitungan Hujan Harian Maksimum

(45)

32 UNIVERSITAS BUNG HATTA 4.3 Analisa Curah Hujan Rencana

Analisa curah hujan rencana dapat diperhitungkan untuk periode ulang 2 tahun, 10 tahun, 25 tahun dan 50 tahun, dengan menggunakan metode :

a. Distribusi Gumbel b. Distribusi Normal

c. Distribusi Log-Person III d. Distribusi Log Normal 4.3.1 Distribusi Gumbel

Adapun metode yang penulis gunakan dalam perhitungan curah hujan rencana yaitu metode Gumbel, sebagai berikut :

No Tahun Xi Rata-rata X Rata-rata (Xi-X) (Xi - X)2

1 2013 68,732 85,061 -16,329 266,633

2 2014 70,347 85,061 -14,714 216,499

3 2015 86,167 85,061 1,106 1,223

4 2016 88,025 85,061 2,964 8,786

5 2017 64,439 85,061 -20,622 425,263

6 2018 85,385 85,061 0,324 0,105

7 2019 83,03 85,061 -2,031 4,125

8 2020 96,946 85,061 11,885 141,256

9 2021 119,26 85,061 34,199 1169,578

10 2022 88,278 85,061 3,217 10,350

Jmlh 850,609 2243,817

rata-rata 85,061

sd 15,790

Rumus :

XT = 𝑋̅ + ^{𝑌𝑡−𝑌𝑛}

𝑆𝑛 𝑥 𝑆𝑥 Dimana :

X = Curah hujan kala ulang T tahun (mm) X = Curah hujan maksimum rata-rata

Yt = Reduced Variate (hubungan dengan return periode, t) Yn = Reduced Mean (hubungan dengan banyak data, n) Sn = Reduced standar deviasi

Tabel 4.3 Perhitungan Curah Hujan Rencana

(46)

33 UNIVERSITAS BUNG HATTA Sx = Standar deviasi

n = Banyak data tahun pengamatan

Untuk curah hujan 10 tahun nilai Reduced Variate (Yt) dari tabel 2.6, Reduced Mean (Yn) dari tabel 2.4 dan Reduced Standar Deviasi (Sn) dari tabel 2.5

Jumlah data (n) = 10

Sn = 0,9496

Yn = 0,4952

Yt = 2,2510

Standar deviasi ( Sx ) = √^{∑(𝑋𝑖−𝑋𝑟)}²

𝑛−1

= √^2243,817

10−1

= 15,790

Reduced (Yn ) = 0,4952

Untuk 2 tahunan (Yt) = 0,3665 Reduced Standar Deviation (Sn) = 0,9496 Contoh untuk periode ulang 2 tahun

XT = 85,061 + [0,3665−0,4952