ANALISIS BANJIR TAHUNAN DAERAH ALIRAN SUNGAI …/Analisis... · Tabel 4.7. Probabilitas Curah Hujan...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ANALISIS BANJIR TAHUNAN DAERAH ALIRAN

SUNGAI KEDUANG

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya

pada Program D-III Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik – Universitas Sebelas Maret Surakarta

OLEH :

PUTRI PRAMUDYA WARDHANI

NIM : I 8709023

PROGRAM D3 INFRASTRUKTUR PERKOTAAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012


commit to user

iv

MOTTO

Cukuplah Allah SWT sebagai penolongku karena Dia Maha Kuasa atas

seluruh alam dan seluruh makhluk ciptaan-Nya.

Seluruh impianku harus terwujud, tak peduli esok akan terwujud atau

tidak. Aku akan meraihnya walau selangkah demi selangkah akan ku

perjuangkan dengan memberikan terbaik dari diriku, Apabila takdir

berkata lain pastilah Allah SWT Maha Melihat dan memberiku sesuatu

yang lebih baik dari apa yang kupikirkan.

Sesungguhnya sholatku, ibadahku, hidupku dan matiku hanyalah untuk

Allah SWT, Tuhan semesta alam (Q.s Al- An’am :162).

Perubahan adalah hasil akhir dari proses belajar.


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Sembah sujud ku pada Mu Ya ALLAH, puji syukur ku pada Mu karena telah

tercapainya penantian akhir ku selama ini. alhamdulillah……

Dengan izin Mu ini akan ku persembahkan karya ini kepada :

1. Kedua orang tua ku yang kuhormati, kucintai, kubanggakan,terima

kasih atas semua dukungan, doa, dan harapan baik materi maupun rohani.

Kuucapkan Terima kasih untuk semuanya, aku bangga, sayang pada kalian..

2. Temen-temen infrastruktur’09, dan semuanya yang telah

membantu dan menyemangatiku selama ini.

Terima Kasih.


commit to user

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... iii

HALAMAN MOTTO .................................................................................... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... v

KATA PENGANTAR ................................................................................... vi

ABSTRAK .................................................................................................. viii

DAFTAR ISI .................................................................................................. x

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv

DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xvi

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ........................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ........................................................................ 2

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................ 2

1.5. Manfaat Penulisan ....................................................................... 3

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................... 4

2.1.1. Umum ............................................................................... 4

2.1.2. Kualitas Data Hujan .......................................................... 4

2.1.2.1. Kelengkapan Data ............................................... 5

2.1.2.2. Kepanggahan ...................................................... 5

2.1.3.Seri Data Hidrologi ............................................................ 5

2.1.3.1. Data Maksimum Tahunan ..................................... 6

2.1.3.2. Seri Parsial ............................................................ 6


commit to user

vii

2.1.4.Karakteristik Hujan ............................................................ 6

2.1.5. Koefisien Limpasan .......................................................... 10

2.1.6. Curah Hujan Efektif .......................................................... 10

2.1.7. Pola Agihan Hujan ............................................................ 10

2.1.8. Hidrograf Satuan Sintetik ................................................. 11

2.2. Dasar Teori ................................................................................. 11

2.2.1 DAS ................................................................................... 11

2.2.2. Pengalihragaman Hujan Menjadi Aliran ........................... 12

2.2.2.1. Hujan ..................................................................... 12

2.2.2.2. Hujan Wilayah ...................................................... 12

2.2.3. Uji Kepanggahan ............................................................... 13 2.2.4. Analisis Frekuensi 14

2.2.5. Curah Hujan Efektif .......................................................... 18

2.2.5. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ................................. 18

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian ........................................................................ 20

3.2. Data yang Dibutuhkan ................................................................ 21

3.3. Alat yang Digunakan .................................................................. 21

3.4. Tahapan Penelitian ...................................................................... 21

3.5. Diagram Alir Tahapan Penelitian ............................................... 22

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengumpulan Data ............................................................ 26

4.2. Uji Kepanggahan Hujan .............................................................. 27

4.3. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan .............................. 29

4.4. Perhitungan Parameter Statistik .................................................. 32

4.5. Uji Kecocokan ............................................................................ 34

4.6. Perhitungan Hujan Kala Ulang ................................................... 35

4.7. Hujan Eektif Kala Berbagai Ulang ............................................. 37

4.7.1. Hujan Eektif Jam-Jaman Berbagai Kala Ulang ............... 37

4.8. Debit Rencana Berbagai Kala Ulang .......................................... 37

4.8.1. HSS Nakayasu Satu Harian .............................................. 37


commit to user

viii

4 .8.2.Perhitungan Debit Banjir Rencana Berbagai Kala Ulang . 41

4.9. Debit Rencana 2 Harian Maksimum Tahunan............................. 43

4.9.1. Penentuan Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan. 43

4.9.2. Hujan Efektif 2 Harian Tahunan ....................................... 45

4.9.2.1. .Hujan Efektif Jam-jaman 2 Harian Tahunan ............. 45

4.10. HSS Nakayasu 2 Harian Tahunan ..................................... 45

4.11. Perhitungan Debit Banjir Rencana 2 Harian Tahunan ....... 48

4.12. Debit Rencana 2 Harian Maksimum Bulanan........................... . 51

4.12.1. Penentuan Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan 51

4.12.1.1. Hujan Efektif 2 Harian Bulanan ................................ 55

4.12.2. Hujan Efektif Jam-jaman 2 Harian Bulanan .................. 55

4.12.3. HSS Nakayasu 2 Harian Bulanan ................................... 56

4.12.4. Perhitungan Debit Banjir Rencana 2 Harian Bulanan ... 56

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ................................................................................. 60

5.2. Saran ........................................................................................... 60

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 61

PENUTUP .................................................................................................. 62

LAMPIRAN


commit to user

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Rasio Hujan Jam-Jaman ........................................................... 10

Tabel 2.2. Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto ......................................... 11

Tabel 2.3. Nilai Kritik Qdan R ......................................................... 14

Tabel 2.4. Pemilihan Jenis Distribusi ................................................ 15

Tabel 4.1. Curah Hujan Tahunan Stasiun Hujan Jatiroto dan Nguntoronadi 27

Tabel 4.2. Uji Kepanggahan Metode RAPS Sta.Jatiroto ........................... 28

Tabel 4.3. Hujan Wilayah Harian Maksimum dengan Acuan

Terbesar Stasiun Jatiroto .......................................................... 31

Tabel 4.4. Hujan Wilayah Harian Maksimum dengan Acuan Terbesar

Stasiun Nguntoronadi ............................................................... 31

Tabel 4.5. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan DAS Keduang .. 32

Tabel 4.6. Syarat Jenis Distribusi ..................................................... 33

Tabel 4.7. Probabilitas Curah Hujan Metode Log Pearson Tipe III .... 34

Tabel 4.8. Perhitungan Chi Square Test Metode Log Pearson III ............. 35

Tabel 4.9. Perhitungan Data Menggunakan Log Pearson III .................... 35

Tabel 4.10. Hujan Rata-Rata Kala Ulang .................................................... 36

Tabel 4.11. Hujan Efektif Jam-Jaman Kala Ulang ...................................... 37

Tabel 4.12. Unit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Satu Harian ............ 39

Tabel 4.13. Unit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Kala Ulang

2 Tahunan ................................................................................. 42

Tabel 4.14. Debit Banjir Kala Ulang ................................................... 43

Tabel 4.15. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum dengan Acuan Terbesar


commit to user

x

Stasiun Jatiroto ............................................................................ 43

Tabel 4.16. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum dengan Acuan

Terbesar Stasiun Nguntoronadi ................................................... 44

Tabel 4.17. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan DAS Keduang ..... 45

Tabel 4.18. Hujan Efektif Jam-Jaman 2 Harian Tiap Tahun ........................ 46

Tabel 4.19. HSS Nakayasu 2 Harian ............................................................. 46

Tabel 4.20 Unit Hidrograf Satuan Metode Nakayasu 2 Harian Tahunan .... 48

Tabel 4.21 Kesimpulan Pendekatan 2 Harian Maksimum Tahunan .......... 50

Tabe 4.22. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan dengan

Acuan Terbesar Stasiun Jatiroto Pada Bulan Januari .................. 53

Tabel 4.23. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan dengan Acuan

Terbesar Stasiun Nguntoronadi Pada Bulan Januari ................... 53

Tabel 4.24 Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulan

Januari DAS Keduang ................................................................. 54

Tabel 4.25 Hujan 2 Harian Maksimum Bulanan Wilayah DAS Keduang ... 54

Tabel 4.26. Hujan Efektif Jam-Jaman 2 Harian Bulanan.............................. 55

Tabel 4.27. Unit Hidrograf Satuan Metode Nakayasu 2 Harian Bulanan ..... 56

Tabel 4.28. Kesimpulan Pendekatan 2 Harian Maksimum Bulanan ........... 58


commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Cara Rata-Rata Aljabar............................................................. 7

Gambar 2.2. Cara Poligon Thiessen .............................................................. 8

Gambar 2.3. Cara Metode Isohyet................................................................. 9

Gambar 2.4. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ........................................ 19

Gambar 3.1. Peta Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3 DASKeduang ............ 20

Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian Tahap I ............................................. 22

Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian Tahap II ............................................. 24

Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian Tahap III ............................................ 25

Gambar 4.1 Peta Daerah Aliran SungaiBengawan Solo DAS Keduang ...... 26

Gambar 4.2. Hujan Wilayah dengan Metode Poligon Thiessen ................... 29

Gambar 4.3. Grafik Hidrograf Satuan Nakayasu Hujan Satu Harian ........... 41

Gambar 4.4. Grafik Perbandingan Debit Banjir 2 Harian Tahunan .............. 51

Gambar 4.5. Grafik Perbandingan Debit Banjir 2 Harian Bulanan............... 59


commit to user

xii

DAFTAR NOTASI

P Hujan wilayah (mm),

PN Hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm),

Aw Luas wilayah (Km2),

AN Luas masing-masing poligon (Km2),

N Jumlah stasiun pencatat hujan.

Yi Data hujan ke-i,

Y Data hujan rerata –i,

Dy Deviasi standar,

n Jumlah data

Cs Koefisien skewness

Cv Koefisien variasi

Ck Koefisien kurtosis

n Panjang data,

X Tinggi hujan rerata,

S Standar deviasi.

Xi Data hujan ke-i,

X Data hujan rerata –i,

S Deviasi standar,

n Jumlah data,

G Koefisien kemencengan

K Variabel standar untuk X menurut G.

2 Harga Chi-kuadrat terhitung,

K Banyaknya kelas,

Of Frekuensi terbaca pada setiap kelas,

Ef Frekuensi yang diharapkan untuk setiap.

A Luas DAS (km2),

R0 Curah hujan spesifik (= 1mm),


commit to user

xiii

Tp Waktu puncak (jam),

T0.3 Waktu dari puncak banjir sampai 0.3 Qmax. (jam),

Tg Time lag yaitu waktu antara hujan sampai Qmax (jam),

tr Satuan waktu (= 1 jam),

Koefisien ( 1.5 - 3.5),

L Panjang sungai utama (km).


commit to user

xiv


commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Banjir merupakan aliran air yang relatif tinggi dimana melebihi kapasitas

tampungan air yang ada semisal sungai dan saluran air. Faktor penyebab banjir

sangat kompleks karena melibatkan alam (meteorologi dan hidrologi), tata guna

lahan, kegiatan manusia, pembangunan infrastruktur dan lain-lain. Faktor-faktor

inilah yang saling berinteraksi dan menyebabkan kerentanan terjadinya banjir

sangat besar sehingga merugikan makhluk hidup di bumi.

Salah satu permasalahan banjir diakibatkan oleh faktor alam adalah curah hujan

yang tinggi dan aliran air di sungai yang secara hidrologis digambarkan sebagai

hidrograf dengan puncak dan volume banjir. Curah hujan yang jatuh di atas

daerah aliran sungai kebanyakan menjadi limpasan langsung yang terdiri dari

limpasan permukaan dan interflow. Aliran semacam ini dapat menghasilkan

puncak banjir yang tinggi. Kejadian debit maksimum atau banjir puncak hanya

beberapa saat tapi dapat menghancurkan tanggul atau tebing, menggenangi

pemukiman dan persawahan, mengganggu aktivitas manusia dan lain-lain

(C.D.Soemarto, 1995).

Sungai Bengawan Solo adalah sungai terpenting di pulau Jawa yang merupakan

pusat penghidupan sebagian masyarakat Jawa Tengah dan Jawa Timur. Akhir-

akhir ini sungai Bengawan Solo mengalami banjir besar di beberapa daerah

termasuk DAS Bengawan Solo Hulu, salah satunya di cabang anak sungainya

yaitu sungai Keduang di Kabupaten Wonogiri Jawa Tengah.


commit to user

2

Penelitian ini dilakukan karena mengingat dampak banjir yang di timbulkan

sangat merugikan makhluk hidup dan alam sekitar, sehingga dianggap perlu

mengkaji karakteristik banjir puncak ditinjau perubahannya maupun kemampuan

dari daerah aliran sungai (DAS) dalam menghadapi hujan badai. Karena aliran

sungai Keduang ini masuk ke waduk Wonogiri maka sungai ini dipilih agar

pengendalian bencana banjir di wilayah Solo dapat berjalan lancar.

1.2. RUMUSAN MASALAH

Masalah yang dapat dirumuskan dari latar belakang masalah di atas adalah:

1. Bagaimana pola distribusi hujan di DAS Keduang?

2. Bagaimana menghitung banjir di DAS Keduang dengan periode ulang?

3. Bagaimana menghitung potensi banjir di DAS Keduang?

1.3. BATASAN MASALAH

Batasan-batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Lokasi penelitian adalah DAS Keduang di Kabupaten Wonogiri.

2. Penelitian hanya membahas banjir tahunan di DAS Keduang.

3. Data curah hujan menggunakan data sekunder, yaitu data hujan manual tahun

1999-2011 yang berasal dari Dinas Pengairan Kabupaten Wonogiri.

1.4. TUJUAN PENELITIAN

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui pola distribusi hujan di DAS Keduang.

2. Mengetahui debit banjir di DAS Keduang dengan periode ulang.

3. Mengetahui potensi banjir di DAS Keduang.


commit to user

3

1.5. MANFAAT PENELITIAN

Manfaat yang diharapkan muncul dari penelitian ini adalah :

1. Memberikan informasi keilmuan dalam bidang teknik sipil khususnya

mengenai hidrologi, yaitu analisis banjir tahunan pada suatu DAS.

2. Memberi informasi karakteristik banjir tahunan di DAS Keduang untuk

pengantisipasian banjir kedepannya.


commit to user

4

4

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

2.1.1. Umum

Banjir adalah aliran yang relatif tinggi dan tidak tertampung oleh alur sungai atau

saluran (SK SNI M-18-189-F, 1989).

Setidaknya ada lima faktor penting penyebab banjir di indonesia yaitu: faktor

hujan, faktor hancurnya retensi Daerah Aliran Sungai (DAS), faktor kesalahan

perencanaan pembangunan alur sungai, faktor pendangkalan sungai dan faktor

kesalahan tata wilayah, pembangunan sarana dan prasarana (Agus Maryono,

2000).

Hujan merupakan faktor utama penyebab banjir. Perubahan iklim menyebabkan

pola hujan berubah dimana saat ini hujan yang terjadi mempunyai waktu yang

pendek tetapi intensitasnya tinggi, akibat keadaan ini saluran-saluran yang tidak

mampu lagi menampung besarnya aliran permukaan dan tanah-tanah cepat

mengalami penjenuhan (Anonim, 2012).

Di kebanyakan daerah aliran sungai sebagian besar curah hujan akan menjadi

limpasan langsung. Aliran semacam ini dapat menghasilkan puncak banjir yang

tinggi (C.D.Soemarto, 1995).

2.1.2. Kualitas Data Hujan

Data yang diperoleh dari alat pencatat, bisa saja jadi tidak panggah karena: alat

pernah rusak, alat pernah pindah tempat, lokasi alat terganggu, atau terdapat data


commit to user

5

tidak sah. Jika ini semua terjadi maka akan sangat merugikan. Oleh karena itu

perlu dilakukan uji kualitas data hujan.

2.1.2.1.Kelengkapan data

Seringkali data hujan yang digunakan hilang karena berbagai faktor maka di

perlukan pengisian data yang hilang untuk menunjang kelengkapan data yang di

butuhkan. Data yang hilang atau kesenjangan (gap) data suatu pos penakar hujan,

pada saat tertentu dapat diisi dengan bantuan data yang tersedia di pos-pos

penakar di sekitarnya pada saat yang sama. Cara yang dipakai dinamakan ratio

normal. Syarat untuk menggunakan carai ini adalah tinggi hujan rata-rata tahunan

pos penakar yang datanya hilang harus diketahui, disamping dibantu dengan data

tinggi hujan rata-rata tahunan dan data pada pos-pos penakar di sekitarnya

(C.D.Sumarto, 1995).

2.1.2.2. Kepanggahan

Uji konsistensi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu: lengkung massa ganda

(double mass curve) untuk stasiun hujan ≥3 (tiga), dan untuk individual stasiun

(Rescaled Adjusted Partial Sums), Sri Harto (2000). Bila Q/ n yang dapat lebih

kecil dari nilai kritik untuk tahun dan confidence level yang sesuai, maka data

dinyatakan panggah.

2.1.3. Seri Data Hidrologi

Ada dua macam seri data yang dipergunakan dalam analisis frekuensi yaitu

(Suripin, 2004):


commit to user

6

2.1.3.1.Data Maksimum Tahunan

Tiap tahun diambil hanya satu besaran maksimum yang dianggap berpengaruh

pada analisis selanjutnya. Seri data seperti ini dikenal dengan seri data maksimum

(maximum annual series). Jumlah data dalam seri akan sama dengan panjang data

yang tersedia. Dalam cara ini, besaran data maksimum kedua dalam suatu tahun

yang mungkin lebih besar dari besaran data maksimum dalam tahun yang lain

tidak diperhitungkan pengruhnya dalam analisis. Hal ini oleh beberapa pihak

dianggap kurang realistis, apalagi jika diingat bahwa perhitungan permulaan

tahun hidrologi tidak selalu seragam, ada yang berdasar musim ada pula yang

mengikuti kalender masehi. Oleh karena itu, Beberapa ahli menyarankan

menggunakan cara seri parsial.

2.1.3.2. Seri Parsial

Dengan menetapkan suatu besaran tertentu sebagai batas bawah, selanjutnya

semua besaran data yang lebih besar dari batas bawah tersebut diambil dan

dijadikan bagian seri data untuk kemudian di analisis seperti biasa. Pengambilan

data bawah dapat dilakukan dengan sistem peringkat, dimana semua besaran data

yang cukup besar diambil, kemudian diurutkan dari besar ke kecil. Data yang

diambil untuk analisis selanjutnya adalah sesuai dengan panjang data yang

diambil dari besaran data yang paling besar. Dalam hal ini dimungkinkan dalam

satu tahun data yang diambil lebih dari satu data, sementara tahun yang lain tidak

ada data yang di ambil.

2.1.4. Karakteristik Hujan

Data hujan yang diperoleh dari alat penakar hujan merupakan hujan yang terjadi

hanya pada satu tempat atau titik saja (point rainfall). Mengingat hujan yang

sangat bervariasi terhadap tempat (space), maka untuk kawasan yang luas, satu

alat penakar hujan belum dapat menggambarkan hujan wilayah tersebut. Dalam


commit to user

7

hal ini diperlukan hujan kawasan yang diperoleh dari harga rata-rata curah hujan

beberapa stasiun penakar hujan yang ada didalam dan/atau di sekitar kawasn

tersebut (Suripin, 2004).

Suripin (2004) menerangkan bahwa ada tiga cara yang digunakan dalam

menghitung hujan rerata kawasan, yaitu:

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. 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.

Gambar 2.1 Cara Rata-Rata Aljabar

2. Metode Poligon Thiessen

Metode ini dikenal juga sebagi metode rata-rata timbang (weighted mean). Cara

ini memberikan proposi 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. Diasumsikan bahwa variasi hujan antara pos yang satu


commit to user

8

dengan yang lainya adalah linier dan bahwa sembarang pos dianggap dapat

mewakili kawasan terdekat.

Hasil metode poligon Thiessen lebih akurat dibandingkan dengan metode rata-

rata aljabar. Cara ini cocok untuk daerah datar dengan luas 500 - 5.000km2, dan

jumlah pos penakar hujan terbatas dibandingkan luasnya.

Gambar 2.2 Cara Poligon Thiessen

3. Metode Isohyet

Metode ini merupakan metode yang paling akurat untuk menentukan hujan rata-

rata, namun diperlukan keahlian dan pengalaman. Cara ini memperhitungkan

secara aktual pengaruh tiap-tiap pos penakar hujan. Dengan kata lain, asumsi

metode Thiessen yang secara membabi buta menganggap bahwa tiap-tiap pos

penakar mencatat kedalaman yang sama untuk daerah sekitarnya dapat dikoreksi.


commit to user

9

Gambar 2.3 Cara Metode Isohyet

Suripin (2004) menyebutkan bahwa analisis frekuensi diperlukan seri data hujan

yang diperoleh dari pos penakar hujan baik yang manual maupun yang otomatis.

Analisis frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu

untuk memperoleh probabilitas besaran hujan dimasa yang akan datang. Dengan

anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan yang akan datang masih sama

dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu. Dalam ilmu statistik dikenal

beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang banyak

digunakan dalam bidang hidrologi adalah:

1. Distribusi Normal,

2. Distribusi Log Normal,

3. Distribusi Log Person III dan

4. Distribusi Gumbel

Diperlukan penguji parameter untuk menguji kecocokan (the goodness of fittest

test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang

diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut.

Pengujian parameter yang sering dipakai adalah:

1. Chi-Kuadrat

2. Smirnov- Kolmogrov


commit to user

10

2.1.5. Koefisien Limpasan

Koefisien limpasan (C) merupakan suatu bilangan yang merupakan nilai

perbandingan antara laju debit puncak dengan intensitas hujan yang dipengaruhi

oleh berbagai faktor seperti laju infiltrasi, keadaan tata guna lahan atau tutupan

lahan, intensitas hujan, permeabilitas dan kemampuan tanah menahan air

(Asdak, 2004).

2.1.6. Curah Hujan Efektif

Curah hujan efektif adalah curah hujan yang menghasilkan limpasan. Tinggi

curah hujan adalah relatif karena tergantung dari kondisi daerah bersangkutan

seperti kelembapan tanah, simpanan permukaan dsb (Anonim,2011).

2.1.7. Pola Agihan Hujan

Secara teoritis, penentuan agihan hujan dapat dilakukan dengan menggunakan

pola agihan Tadashi Tanimoto, Alternating Block Method (ABM), Triangular

Hyetograph Method (THM), Instantaneous Intensity Method (IIM), atau seragam.

Dalam penentuan agihan hujan diperlukan data lama hujan yang biasanya didekati

dengan menghitung waktu konsentrasinya atau dari hasil analisis yang didasarkan

pada kejadian hujan.

Untuk DAS Bengawan Solo sendiri telah diteliti bahwa pola agihan hujan dengan

memanfaatkan data hujan di DAS Bengawan Solo menggunakan lama hujan 4

jam (Sobriyah, 2005).

Tabel 2.1 Rasio Hujan Jam-Jaman

Waktu (t) 1 2 3 4

% Hujan 40,50 31,25 14,75 13,50

Sumber: Sobriyah, 2005


commit to user

11

Model agihan hujan Tadashi Tanimoto merupakan hasil analisis dengan

memanfaatkan data hujan jam-jaman yang ada di pulau Jawa dengan

menggunakan lama hujan 8 (delapan) jam (Mamok, 2008).

Tabel 2.2. Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto

Waktu (jam ke-) 1 2 3 4 5 6 7 8

% distribusi hujan 26 24 17 13 7 5.5 4 3.5

% distribusi hujan kumulatif 26 50 67 80 87 92.5 96.5 100

Sumber: Mamok,2008

2.1.8. Hidrograf Satuan Sintetik

Untuk membuat hidrograf banjir pada sungai-sungai yang tidak ada atau sedikit

sekali dilakukan observasi hidrograf banjirnya, maka perlu dicari karakteristik

atau parameter daerah pengaliran tersebut terlebih dulu, misalnya waktu untuk

mencapai puncak hidrograf (Time to peak magnitude), lebar dasar, luas,

kemiringan, panjang alur terpanjang (length of the longest channel), koefisien

limpasan (runoff coefficient) dan sebagainya.

Banyak ragam hidrograf satuan sintetik (HSS) yang telah dikembangkan. Untuk

Indonesia, khususnya Pulau Jawa telah dikembangkan HSS GAMA-1 yang

merupakan hasil penelitian Prof. Dr. Ir. Sri Harto, Dipl H dari Universitas Gadjah

Mada. Berikut beberapa HSS yang umum dikenal dalam praktek:

1. HSS Nakayasu

2. HSS Snyder

3. HSS SCS

4. HSS Gama-I

2.2. Dasar Teori

2.2.1. DAS

Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah suatu wilayah yang dibatasi oleh batas-batas

topografi secara alami sedemikian rupa sehingga setiap air hujan yang jatuh dalam


commit to user

12

DAS tersebut akan mengalir melalui titik tertentu (titik pengukuran di sungai)

dalam DAS tersebut. Pengertian DAS sering diidentikkan dengan watershed,

catchment area atau river basin (Naik Sinukaban, 2007).

2.2.2. Pengalihragaman Hujan Menjadi Aliran

2.2.2.1. Hujan

Presipitasi adalah istilah umum untuk menyatakan uap air yang mengkondensasi

dan jatuh dari atmosfer ke bumi dalam segala bentuknya dalam rangkaian siklus

hidrologi. Jika air yang jatuh berbentuk cair di sebut hujan dan jika berupa padat

disebut salju.

Karakteristik hujan yang perlu ditinjau dalm analisis dan perencanaan hidrologi,

meliputi:

1. Intensitas I, adalah laju hujan = tinggi air persatuan waktu, misalnya

mm/menit, mm/jam, atau mm/hari.

2. Lama waktu (durasi) t,adalah panjang waktu dimana hujan turun dalam

menit atau jam.

3. Tinggi hujan d, adalah jumlah atau kedalaman hujan yang terjadi selama

durasi hujan dan, dinyatakan dalam ketebalan air di atas permukaan datar,

dalam mm.

4. Frekuensi adalah frekuensi kejadian dan biasa dinyatakan dengan kala

ulang T, misalnya sekali dalam 2 tahun.

5. Luas adalah luas geografis daerah sebaran hujan.

2.2.2.2. Hujan Wilayah

Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air

dan rancangan pengendalian banjir adalah curah hujan rerata di seluruh daerah

yang bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu (Suyono Sudarso,


commit to user

13

1976). Dalam penelitian ini dipilih cara poligon thiessen dengan persamaan

berikut ini:

N

N

N

w

PAA

PN

1

.1

………………………………………………...…………...(2.1)

dengan:

P = hujan wilayah (mm),

PN = hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm),

Aw = luas wilayah (Km2),

AN = luas masing-masing poligon (Km2),

N = jumlah stasiun pencatat hujan.

2.2.3. Uji Kepanggahan

Uji konsistensi dapat dilakukan dengan lengkung massa ganda (double mass

curve) untuk stasiun hujan ≥3 (tiga), dan untuk individual stasiun (stand alone

station) dengan cara RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums), Sri Harto (2000).

Bila nQ / yang didapat lebih kecil dari nilai kritik untuk tahun dan confidence

level yang sesuai, maka data dinyatakan panggah. Uji kepanggahan dapat

dilakukan dengan menggunakan persamaan-persamaan berikut:

k

i

ik YYS1

* , dengan k = 1, 2, 3, ..., n …………………………………….(2.2)

0*

0S .................................................................................................................(2.3)

y

kk

D

SS

*** , dengan k = 0, 1, 2, 3, ...., n...............................................................(2.4)

n

i

iy

n

YYD

1

2

2 ........................................................................................(2.5)

dengan:

Yi = data hujan ke-i,

Y = data hujan rerata –i,

Dy = deviasi standar,

n = jumlah data.


commit to user

14

Untuk uji kepanggahan digunakan cara statistik:

|| **

kSmaksQ , 0 ≤ k ≤ n, atau.........................................................................(2.6)

**** min kk SimumSmaksimumR , dengan 0 ≤ k ≤ n.......................................(2.7)

Nilai kritik Q dan R ditunjukkan dalam Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Nilai kritik Q dan R

N n

Q

n

R

90% 95% 99% 90% 95% 99%

10 1.05 1.14 1.29 1.21 1.28 1.38

20 1.10 1.22 1.42 1.34 1.43 1.60

30 1.12 1.24 1.46 1.40 1.50 1.70

40 1.13 1.26 1.50 1.42 1.53 1.74

50 1.14 1.27 1.52 1.44 1.55 1.78

100 1.17 1.29 1.55 1.50 1.62 1.86

∞ 1.22 1.36 1.63 1.62 1.75 2.00

Sumber:Mamok Suprapto,2008

2.2.4. Analisis Frekuensi

Analisis data hidrologi dengan menggunakan statistika yang bertujuan untuk

memprediksi suatu besaran hujan atau debit dengan masa ulang tertentu. Analisis

frekuensi dalam penelitian ini menggunakan data maksimum tahunan, data hujan

harian dan data hujan harian maksimum rerata maksimum. Distribusi hujan dapat

dipilih sesuai parameter statistik seperti nilai rerata, standar deviasi, koefisien

variasi, dan koefisien skewness dari rata yang ada diikuti uji statistik.

Rumus-rumus parameter statistik yang digunakan dalam penelitian ini untuk

menentukan jenis distribusi frekuensi sebagai berikut.

Standar deviasi, S =

5.0

1

2

1n

Xxn

i

i

………………………………….……..(2.8)


commit to user

15

Koefisien skewness, Cs =

3

1321

n

i

i Xxsnn

n ………………….……(2.9)

Koefisien variasi, Cv = X

S…………………………………………………...(2.10)

Koefisien kurtosis, Ck = n

i

i XxSnnn

n

1

4

4

2

321...........................(2.11)

dengan:

n : panjang data,

X : tinggi hujan rerata,

S : standar deviasi.

Distribusi frekuensi memiliki beberapa jenis antara lain distribusi normal, Log

Normal, Gumbel dan Log Pearson III.Untuk mengetahui jenis yang digunakan

maka harus mengetahui syarat-syarat yang bisa masuk, dengan menghitung

parameter statistiknya. Syarat pemilihan jenis distribusi dapat dilihat pada Tabel

2.4 sebagai berikut:

Tabel 2.4. Tabel Pemilihan Jenis Distribusi

No. Jenis Distribusi Syarat

1. Normal Cs=0

Ck=0

2. Log Normal Cs (ln x) = Cv3+3Cv

Ck(ln x) = Cv8+6Cv

6+15Cv

4+16Cv

2+3

3. Log Person Tipe III Jika semua syarat tidak terpenuhi

4. Gumbel Cs= 1,14

Ck= 5,4

Suripin (2004) menyebutkan bahwa pada situasi tertentu, walaupun data yang

diperkirakan mengikuti distribusi sudah dikonversi kedalam bentuk logaritmis,


commit to user

16

ternyata kedekatan antara data dan teori tidak cukup kuat untuk menjustikasi

pemakaian Log Normal. Person telah mengembangkan serangkaian fungsi

probabilitas yang dapat dipakai hampir semua distribusi probabilitas empiris.

Tidak seperti konsep yang melatar belakangi pemakian distribusi Log Normal

untuk banjir puncak, maka distribusi probabilitas ini hampir tidak berbasis teori.

Distribusi ini dipakai karena fleksibilitasnya. Log-Person Tipe III menjadi

perhatian para ahli sumber daya air karena memiliki (i) harga rata-rata, (ii)

simpangan baku dan (iii) koefisien kemencengan. Yang menarik, jika koefisien

kemencengan sama dengan nol, distribusi kembali ke distribusi Log Normal

Langkah –langkah penggunaan Log Person Tipe III, sebagai berikut:

1. Mengubah data ke dalam bentuk logaritmis:

X= log X…………………………………………………………………(2.12)

2. Menghitung harga rata-rata:

log X = n

Xn

i

i

1

log

……………………………………………………….(2.13)

3. Menghitung harga simpangan baku:

S =

5.0

1

2

1n

Xxn

i

i

……………………………………………………..(2.14)

4. Menghitung koefisien kemencengan:


commit to user

17

G = 3

1

3

21

loglog

snn

XXnn

i

i

………….………..……...……………………(2.15)

5. Menghitung logaritma hujan atau banjir dengan periode ulang T:

Log XT = log X + K.s……………………………….…………………..(2.16)

dengan:

Xi = data hujan ke-i,

X = data hujan rerata –i,

S = deviasi standar,

n = jumlah data,

G = koefisien kemencengan

K = variabel standar untuk X menurut G.

Untuk memilih distribusi yang sesuai dengan data yang ada, perlu dilakukan uji

statistik. Pengujian bisa dilakukan dengan uji Chi-kuadrat atau uji Smirnov-

Kolmogorof. Untuk penelitian ini menggunakan uji Chi kuadrat

1. Uji Chi Kuadrat

Pengujiaan chi-kuadrat dilakukan dengan menggunakan parameter 2, dengan

rumus sebagai berikut:

K

i Ef

OfEfx

1

2

2 ………………………………………………………….(2.17)

dengan: 2 : harga Chi-kuadrat terhitung,

K : banyaknya kelas,

Of : frekuensi terbaca pada setiap kelas,

Ef : frekuensi yang diharapkan untuk setiap kelas.


commit to user

18

2.2.5. Curah Hujan Efektif

Curah hujan efektif adalah bagian dari curah hujan total yang menghasilkan

limpasan langsung .Curah hujan efektif merupakan hasil perkalian dari koefisien

pengaliran dengan curah hujan total (Anonim, 2010).

Heff = XT x C

dengan :

XT = Hujan rancangan

C = Koefisien limpasan

2.2.6. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

Hidrograf yang dipakai dalam penelitian ini dipakai hidrograf Nakayasu.

Hidrograf satuan sintetik Nakayasu yang dikembangkan di Jepang juga banyak

diaplikasikan di Indonesia. HSS ini pada umumnya memberikan hasil yang relatif

teliti. HSS ini juga diperkirakan berdasarkan karakteristik DAS dengan beberapa

rumus empiris, berikut ini.

Q AR T Tpmax. ..

/ ( . )1

360 30 0 3 ........................................................................(2.18)

T T tp g r08. ………………………………………….…….………………(2.19)

T Tg0 3. …………………………………………………..………………..(2.20)

T Lg 0 4 0 058. . untuk L 15 km...........................................................(2.21)

T Lg 021 0 7. . untuk L 15 km...........................................................(2.22)

Persamaan hidrograf satuan Nakayasu adalah sebagai berikut:

1. Pada lengkung naik (0 t Tp)

QpT

tQt

p

4.2

…...………………………………………….(2.23)

2. Pada lengkung turun/ sisi resesi (t Tp)

1. Selang nilai : 0 ≤ t ≤ (TP+T0,3)


commit to user

19

QpQT

Tt

t

p

3.03.0)( ……………………………………...…….(2.24)

2. Selang nilai : (TP+T0,3) ≤ t ≤ (TP+T0,3+1,5 T0,3)

QpQT

TTt

t

p

3.0

3.0

5.1

5.0

)( 3.0 ……………………………...…..…..(2.25)

3. Selang nilai : t > (TP+T0,3+1,5 T0,3)

QpQT

TTt

t

p

3.0

3.0

2

5.1

)( 3.0 ………………………………………(2.26)

dengan:

A : luas DAS (km2),

R0 : curah hujan spesifik (= 1mm),

Tp : waktu puncak (jam),

T0.3 : waktu dari puncak banjir sampai 0.3 Qmax. (jam),

Tg : time lag yaitu waktu antara hujan sampai Qmax (jam),

tr : satuan waktu (= 1 jam),

: koefisien ( 1.5 - 3.5),

L : panjang sungai utama (km).

Gambar 2.4 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

tr

Lengkung turun Lengkung naik

QP O,3 QP

O,32 QP

TP T0,3 1,5 T0,3

i

o


commit to user

20

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian di DAS Keduang yang terletak di Kabupaten Wonogiri Jawa

Tengah, seperti yang di tunjukan Gambar 3.1. Stasiun hujan yang digunakan

hanya Nguntoronadi dan Jatiroto dan masing-masing mewakili hulu dan hilir

sungai keduang

Gambar 3.1 Peta Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3 DAS Keduang.


commit to user

21

3.2. Data yang Dibutuhkan

Data yang dibutuhkan dalam analisis adalah:

1. Peta DAS Keduang

2. Peta batas DAS Wongiri

3. Data hujan dari stasiun Nguntoronadi dan Jatiroto

3.3. Alat yang Digunakan

1. AutoCAD untuk pengolahan peta DAS.

2. Microsoft Excel untuk membantu menghitung pengolahan data.

3.4. Tahapan Penelitian

1. Mengumpulkan data hujan dari DPU kota Wonogiri

2. Memilih data hujan harian dari stasiun Nguntoronadi dan Jatiroto

3. Melakukan uji kepanggahan dari stasiun hujan

4. Melakukan plotting stasiun hujan dan pembuatan poligon thiessen.

5. Menghitung parameter statistik data hujan.

6. Melakukan uji kecocokan distribusi frekuensi data.

7. Melakukan test uji distribusi

8. Menghitung hujan rencana.

9. Menentukan debit banjir menggunakan metode nakayasu

Tahapan penelitian ditunjukan dalam bagan alir Gambar 3.2 – Gambar 3.4


commit to user

22

22

3.5. Diagram Alir Tahapan Penelitian

Tidak

Ya

Mulai

Data:

Peta DAS Keduang

Data hujan harian stasiun

hujan di sub DAS

Keduang

Penentuan data hujan harian

maksimum tahunan

Uji Konsistensi

Konsisten

Perhitungan Hujan Wilayah

Pemanggahan

dengan RAPS

A


commit to user

23

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian Tahap 1

Perhitungan parameter statistik

Uji Kecocokan Distribusi Hujan

Perhitungan Hujan Kala Ulang

Pemilihan Distribusi Hujan

Perhitungan Hujan Efektif Jam-Jaman

Kala Ulang

Perhitungan Hidrograf Nakayasu Satu

Harian

Perhitungan Banjir Kala Ulang

Selesai

A

Mulai

Data Hujan Harian


commit to user

24

Gambar 3.3 Diagram Alir Peneitian Tahap 2

Data Hujan Harian

Mulai


commit to user

25

Gambar 3.4 Diagram Alir Peneitian Tahap 3


commit to user

26

BAB 4

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengumpulan Data

Pengumpulan data tinjauan analisis banjir tahunan sub DAS Bengawan Solo Hulu

3 DAS Keduang, Wonogiri meliputi:

1. Peta RBI Bakosurtanal skala 1:2500, Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3 DAS

Keduang.

Gambar 4.1 Peta Daerah Aliran Sungai Bengawan Solo DAS Keduang.

2. Data curah hujan tahun 1999 - 2011 stasiun hujan Jatiroto dan Nguntoronadi,

data lengkap dapat dilihat pada lampiran (A1-A26).


commit to user

27

4.2. Uji Kepanggahan Hujan

Untuk mengetahui besarnya curah hujan rencana yang terjadi di DAS Keduang

diperlukan data curah hujan harian selama beberapa tahun terakhir pada stasiun

penakar hujan terdekat. Data curah hujan yang digunakan diperoleh dari Dinas

pengairan Wonogiri yang merupakan data curah hujan harian selama 13 tahun

terakhir (1999-2011) dari stasiun penakar hujan Jatiroto dan Nguntoronadi.

Tabel 4.1 Curah Hujan Tahunan Stasiun Hujan Jatiroto dan Nguntoronadi

Tahun Curah hujan (mm/tahun)

Sta.Jatiroto Sta.Nguntoronadi

1999 2123 1943

2000 2433 1630

2001 1851 1731

2002 1327 1569

2003 1150 411

2004 1391 538

2005 1008 531

2006 2305 575

2007 1314 499

2008 905 183

2009 1825 1058

2010 2727 1553

2011 2307 1984

Sumber: Dinas Pengairan Kabupaten Wonogiri

Uji konsistensi harus dilakukan untuk data hujan yang akan diolah karena data

hujan harus panggah agar hasilnya tidak meragukan. Uji konsistensi dilakukan

dengan cara RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums) , karena hanya terdapat 2

stasiun hujan saja.


commit to user

28

Uji Kepanggahan Metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums)

Contoh perhitungan untuk stasiun hujan Jatiroto tahun 1999:

Hujan (i) = 2123,000

Hujan (i) rerata selama 13 tahun = 13

000,2366= 1820,000

SK = 2123,000 – 1820,462 = 302,538

SK Kumulatif = 0,000 + 302,538 = 302,538

Standar deviasi = 544,839

SK** =

839,544

538,302 = 0,555

SK** Kumulatif = 0,000 + 0,555 = 0,555

KumulatifSK ** = 0,555

Hasil uji kepanggahan untuk stasiun Jatiroto dengan cara RAPS (Rescaled

Adjusted Partial Sums) dapat dilihat pada Tabel 4

Tabel 4.2 Uji Kepanggahan Metode RAPS Sta. Jatiroto

Tahun i SK Kum SK SK** Kum SK** Absolut

1999 2123 302,538 302,538 0,555 0,555 0,555

2000 2433 612,538 915,077 1,124 1,680 1,680

2001 1851 30,538 945,615 0,056 1,736 1,736

2002 1327 -493,462 452,154 -0,906 0,830 0,830

2003 1150 -670,462 -218,308 -1,231 -0,401 0,401

2004 1391 -429,462 -647,769 -0,788 -1,189 1,189

2005 1008 -812,462 -1460,231 -1,491 -2,680 2,680

2006 2305 484,538 -975,692 0,889 -1,791 1,791

2007 1314 -506,462 -1482,154 -0,930 -2,720 2,720

2008 1905 84,538 -1397,615 0,155 -2,565 2,565

2009 1825 4,538 -1393,077 0,008 -2,557 2,557

2010 2727 906,538 -486,538 1,664 -0,893 0,893

2011 2307 486,538 0,000 0,893 0,000 0,000

JUMLAH 23666

RATA-RATA 1820,4615

SD 544,83937

N 13


commit to user

29

Q Abs 2,720 Nilai Kritik

Maks Keterangan

Abs <

0,745

Q/sqrt (n) 1,065 Panggah

Berdasarkan nilai yang didapat pada Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa nilai QRAPS

hit (maks) terdapat pada tahun 2007. Kemudian QRAPS hit (maks) / n = 0,745.

Nilai ini dibandingkan dengan nilai kritik terdapat pada tabel 2.2 dengan n = 13

dan confidance interval 90%, maka untuk interval 13 tahun nilai QRAPSKrittik =

1,065. Disimpulkan QRAPS hit (maks) / n = 0,745 < nilai QRAPSKrittik = 1,065,

hasil ini menunjukan data hujan pada stasiun hujan Jatiroto panggah.

4.3. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan

Data yang diperlukan berupa curah hujan harian dari beberapa pos penakar hujan,

luas area yang ditampung tiap pos stasiun dan luas daerah aliran sungai dengan

rumus poligon Thiessen. Dalam hal ini diperlukan hujan wilayah yang diperoleh

dari harga rata-rata hujan beberapa stasiun penakar hujan yang ada di dalam dan/

atau di sekitar wilayah tersebut.

Gambar 4.2 Hujan Wilayah Dengan Metode Poligon Thiessen


commit to user

30

Data stasun hujan DAS Keduang

Stasiun penakar hujan yang digunakan:

1. Jatiroto

2. Nguntoronadi

Luas daerah tangkapan hujan masing-masing stasiun penakar hujan dengan

menggunakan tool program AutoCAD:

A1 = 381,836

Km2

A2 = 39,146 Km2

Total luas DAS Keduang = 420,982 Km2

Sebagai contoh perhitungan adalah curah hujan tahun 1999:

Curah hujan maksimum tiap stasiun pada tahun 1999 adalah:

P1 = 68 mm/hari

P2 = 20 mm/hari

Koefisien Thiesen masing-masing stasiun hujan

C1 =

totalA

A1

=

982,420

836,381

= 0,907

C2 =

totalA

A2

=

982,420

145,39

= 0,093

Curah hujan wilayah tahun 1999 adalah

2211 XCPXCPP

P = 68,000X0,907+20,000X0,093

P =63,537 mm/hari

Hasil curah hujan untuk tahun berikutnya terdapat pada tabel sebagai berikut:


commit to user

31

Tabel 4.3 Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan dengan Acuan Terbesar

Stasiun Jatiroto

Tahun

Sta.

Jatiroto

(mm/hari) Tanggal

Sta.Nguntoronadi

(mm/hari)

Hujan

Wilayah

(mm/hari)

1999 68 1-Feb 20 63,537

2000 95 23-Feb 25 88,491

2001 85 25-Apr 0 77,096

2002 80 4-Feb 48 77,024

2003 70 10-Des 36 66,858

2004 102 3-Nov 53 97,421

2005 107 14-Mar 55 102,165

2006 82 23-Sep 42 78,319

2007 237 26-Des 123 226,360

2008 75 9-Okt 39 71,633

2009 74 20-Jan 54 72,140

2010 160 6-Des 33 148,191

2011 80 24-Nov 0 72,561

Tabel 4.4 Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan dengan Acuan Terbesar

Stasiun Nguntoronadi

Tahun

Sta. Nguntoronadi

(mm/hari) Tanggal

Sta.Jatiroto

(mm/hari)

Hujan Wilayah

(mm/hari)

1999 60 4-Jan 18 21,905

2000 45 7-Apr 35 35,930

2001 45 9-Feb 36 36,837

2002 58 30-Jan 0 5,393

2003 36 10-Des 70 66,857

2004 53 3-Nov 102 97,421

2005 55 14-Mar 107 102,165

2006 42 23-Sep 82 78,319

2007 123 26-Des 237 226,361

2008 39 9-Okt 75 71,633

2009 67 2-Feb 57 57,930

2010 139 7-Des 50 58,276

2011 135 7-Mei 16 27,065


commit to user

32

Tabel 4.5 Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan DAS Keduang

Tahun

Hujan Wilayah (mm/hari)

1999 63,537

2000 88,491

2001 77,096

2002 77,025

2003 66,858

2004 97,421

2005 102,165

2006 78,319

2007 226,360

2008 71,633

2009 72,140

2010 148,191

2011 72,561

4.4. Perhitungan Parameter Statistik

Penentuan distribusi hujan dilakukan dengan menganalisis data curah hujan harian

maksimum yang diperoleh dengan analisis frekuensi. Dari hasil perhitungan

menggunakan rumus 2.8-2.11 diperoleh nilai masing-masing parameter statistik

adalah sebagai berikut:

1. Hasil dispersi data normal

Xbar = 124,796/13 = 95,523

S =

5,0

113

79,24456= 45,145

Cv = 525,95

145,45 = 0,473

CS = 3145,45213113

13 2273011,641= 2,433

Ck = 4

2

145,45313213113

13 40813749,74= 1,258


commit to user

33

2. Hasil dispersi data logaritma normal

Xbar = 44,786/13 = 4,488

S =

5,0

113

199,1= 0,359

Cv = 988,4

359,0 = 0,080

CS = 3359,0213113

13 0,092= 1,819

Ck = 4

2

359,0313213113

13 0,084= 0,888

Tabel 4.6 Syarat Jenis Distribusi

Jenis

Distribusi

Syarat Hasil Keputusan

Normal Cs = 0 Ck = 3

Cs = 2,43

Ck = 1,26

Tidak

Tidak

Log

Normal

Cs (lnx) Cv3+3v = 0,24

Ck (lnx) Cv8+6Cv6+15CCv2

+3 = 3,10

Cs = 1,82

Ck = 0,89

Tidak

Tidak

Gumbell Cs > 0

Ck = 1,5 Cs2 + 3

=11,8

Cs = 2,43

Ck = 1,26

Tidak

Tidak

Log

Person

Tipe III

Jika semua syarat tidak terpenuhi Cs = 1,82

Ck = 0,89

Ya

Ya

Setelah dihitung parameter statistiknya maka diperoleh hasil yaitu distribusi yang

digunakan Log Pearson III


commit to user

34

4.5. Uji Kecocokan

Uji Chi Kuadrat dilakukan untuk jenis distribusi data Log Pearson III dengan

tingkat signifikasi 5 %.

Tabel 4.7 Probabilitas Curah Hujan Metode Log Pearson III

No X Sn

Log Xi G Pr P (x) [Sn (x) -

P (x)] (mm) (%)

1 63,54 7,14 1,803 -0,938 101,9552 -1,9552 9,098

2 66,86 14,29 1,825 -0,796 76,6979 23,3021 9,016

3 71,63 21,43 1,855 -0,604 66,2236 33,7764 12,348

4 72,14 28,57 1,858 -0,584 65,1524 34,8476 6,276

5 72,56 35,71 1,861 -0,568 64,2693 35,7307 0,016

6 77,02 42,86 1,887 -0,402 55,2069 44,7931 1,936

7 77,10 50,00 1,887 -0,399 52,8342 47,1658 2,834

8 78,32 57,14 1,894 -0,355 51,4978 48,5022 8,641

9 88,49 64,29 1,947 -0,015 29,7506 70,2494 5,964

10 97,42 71,43 1,989 0,253 10,1084 89,8916 18,463

11 102,16 78,57 2,009 0,385 9,7092 90,2908 11,719

12 148,19 85,71 2,171 1,422 6,5861 93,4139 7,700

13 226,36 92,86 2,355 2,603 3,0289 96,9711 4,114

Xr = 1,949

SD = 0,156

Cs = 1,8191

Uji Chi Square (x2)

Jumlah Kelas :

K

= 1 + 3,22 Log n K

= 5,0 Derajat bebas ( ) = K-h-1; h=2

Derajat bebas ( ) = 2

Signifikansi ( , %) = 5,00

Kritis

= 5,991

Expected frequency = 2,6


commit to user

35

Tabel 4.8 Perhitungan Chi Square Test (Metode Log Pearson III)

No Probability (P)

Expected

Frequency (Ef)

Ovserved

Frequency

(Of)

Ef - Of (Ef - Of)2

1 0,00 < P 20,00 2,6 0 2,6 6,76

2 20,00 < P 40,00 2,6 4 -1,4 1,96

3 40,00 < P 60,00 2,6 3 -0,4 0,16

4 60,00 < P 80,00 2,6 1 1,6 2,56

5 80,00 < P 100,00 2,6 4 -1,4 1,96

Jumlah 13,40

Kritis

= 5,991

x2 hitung

= 5,833

Kesimpulan : Hipotesa Log Pearson III Diterima

Maka distribusi hujan yang digunakan adalah Log Pearson III karena x2 < ∆ kritis

4.6. Perhitungan Hujan Kala Ulang

Perhitungan parameter statistik data menghasilkan bahwa distribusi hujan yang

dipakai adalah Log Pearson III. Data masukan dalam perhitungan ini adalah hujan

wilayah DAS Keduang.

Tabel 4.9 Perhitungan Data Menggunakan Log Pearson III

Tahun R24 Max ln X ln X-ln Xi (ln X-ln Xi)2 (ln X-ln Xi)3

1999 63,537 4,152 -0,337 0,113 -0,038 2000 88,491 4,483 -0,005 0,000 0,000 2001 77,096 4,345 -0,143 0,021 -0,003 2002 77,024 4,344 -0,144 0,021 -0,003 2003 66,858 4,203 -0,286 0,082 -0,023 2004 97,421 4,579 0,091 0,008 0,001 2005 102,165 4,627 0,138 0,019 0,003 2006 78,319 4,361 -0,128 0,016 -0,002 2007 226,360 5,422 0,934 0,872 0,814 2008 71,633 4,272 -0,217 0,047 -0,010

Bersambung ke Halaman Berikutnya


commit to user

36

Sambungan Tabel 4.9 2009 72,140 4,279 -0,210 0,044 -0,009 2010 148,191 4,999 0,510 0,260 0,133 2011 72,561 4,284 -0,204 0,042 -0,008

Jumlah 1241,796 58,348 0,000 1,545 0,853

S =

5,0

113

199,1= 0,359

CS = 3359,0213113

13 0,092= 1,819

Maka hujan kala ulang dapat dihitung, sebagai berikut:

Tabel 4.10 Hujan Rata- Rata Kala Ulang

T G G.S ln Xi + G.S Rt

(mm/hr) 2 -0,282 -0,101 4,387 80,372 5 0,643 0,231 4,719 112,002 10 1,318 0,473 4,961 142,690 20 1,901 0,682 5,170 175,906 50 2,848 1,022 5,510 247,046 100 3,499 1,255 5,744 312,039 200 4,147 1,488 5,976 393,705 1000 5,640 2,024 6,512 672,651

Log Pearson III

log xn = log x + Kn

Hujan Kala Ulang Periode Ulang 2 tahun

log x2 = log x + K2

= 4,49 + (-0,282X0,359)

= 4,389

X2 = 80,372

mm/hari


commit to user

37

4.7. Hujan Efektif Berbagai Kala Ulang

Untuk mengetahui hujan efektif digunakan perkalian antara hujan kala ulang

dengan koefisien limpasan

Rumus : heffektif = Rt x koefisien Run off

Data : Rt (2 th) = 80,37

C = 0,401 (Adi Prasetya N,2012)

Hasil : = 32,551 mm

.

4.7.1. Hujan efektif Jam-jaman Berbagai Kala Ulang

Menghitung hujan efektif jam-jaman dengan mengalikan hujan efektif dengan

rasio hujan jam-jaman pada Tabel 2.1. Sebagai contoh perhitungan diambil hujan

periode 2 tahun pada jam 1.

Rumus : heffektif Jam-jaman = heffektif x rasio hujan jam-jaman

Data : heffektif = 32,551 mm

rasio hujan jam-jaman = 0,405

Hasil = 13,053 mm/jam

Hasil hitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.11.

Tabel 4.11 Hujan Efektif Jam-Jaman dengan Kala Ulang

T 1 2 3 4 2 13,053 10,072 4,754 4,351 5 18,190 14,035 6,625 6,063 10 23,174 17,881 8,440 7,725 20 28,568 22,043 10,404 9,523 50 40,122 30,958 14,612 13,374 100 50,677 39,102 18,456 16,892 200 63,940 49,336 23,287 21,313 1000 109,242 84,292 39,786 36,414

4.8. Debit Banjir Rencana Berbagai Kala Ulang

4.8.1. HSS Nakayasu Satu Harian

Menghitung debit rencana yang dimiliki oleh DAS yang mempunyai luas lebih

dari 12,5 km2, hanya bisa dihitung dengan selain metode rasional. Maka untuk


commit to user

38

penelitian ini di pakai perhitungan Hidrograf Nakayasu dengan menggunakan

rumus 2.18 – rumus 2.26, maka dapat dihitung sebagai berikut:

Perhitungan:

Tg = 0,4 + 0,058 L

= 0,4 + 0,058 45

= 3,01 jam

Tr = 1 Tg

= 1 3,01

= 3,01

Tp = Tg + 0,8 Tr

= 3,01 + 0,8 3,01

= 5,42

T0.3 = α Tg

= 2 3,01

= 6,02

1.5T0.3 = 1,5 T0,3

= 1,5 6,02

= 9,03

Qp = A Ro

3.6 (0,3Tp+T0,3)

= 420,8 1

3.6 (0,3 x 5,418+6,02)

= 15,295 m3/dt

Mencari perumusan dan batasan waktu untuk data selanjutnya dalam metode

Nakayasu:

Qa =

= 15,295

Qd1 =

= 15,295


commit to user

39

Qd2 =

= 15,295

Qd3 =

= 15,295

Batasan waktu:

Qa = t < Tp

t < 5,42

Qd1 = Tp < t < Tp + T0,3

5,42 < t < 11,44

Qd2 = Tp + T0,3 < t < Tp + T0,3 + 1.5 T0,3

11,44 < t < 20,47

Qd3 = t > Tp + T0,3 + 1.5 T0,3

t > 22,091

Tabel 4.12 Unit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Satu Harian

t Qt Ket

Q

Komulatif Kontrol

UH Koreksi

(m3/dt)

0 0,000 0,000 0,000 0,000

1 0,265

0,265 954,218 0,243

2 1,399

1,399 5036,393 1,283

3 3,702

Qa 3,702 133,192 3,396

4 7,384

7,384 26582,243 6,774

5 12,615

12,615 45412,526 11,573

5,418 15,295 15,295 55063,175 14,032

6 13,615 13,615 49012,913 12,490

7

11,147

11,147 40128,561 10,226

8

9,126

Q1 9,126 32854,635 8,373

9

7,472

7,472 26899,222 6,855

10

6,118

6,118 22023,319 5,612

11

5,009

5,009 18031,250 4,595

11,438 4,589 4,589 16518,953 4,210

Bersambung ke Halaman Berikutnya:


commit to user

40

Sambungan Tabel 4.12:

12 4,257 Q2 4,257 15326,398 3,906

13

3,726

3,726 13413,295 3,418

14

3,261

3,261 11738,994 2,992

15

2,854

2,854 10273,685 2,618

16

2,498

2,498 8991,282 2,291

17

2,186

2,186 7868,954 2,005

18

1,913

1,913 6886,719 1,755

19

1,674

1,674 6027,091 1,536

20

1,465

1,465 5274,765 1,344

20,468 1,377 1,377 4955,686 1,263

21

1,305 1,305 4698,939 1,197

22

1,181 Q3 1.181 4251.786 1,084

23

1,069 1.069 3847.183 0,980

24 0,967 0.967 3481.083 0,887

Kontrol

Vtot 458880.461 m3

4.5888E+14 mm3

Luas 4.2098E+14 mm2

Vtot/Luas 1.090 mm

Hujan harusnya 1 mm jadi perlu dikoreksi.

Kontrol

Koreksi

Vtot 420980 m3

4.2098E+14 mm3

Luas 4.2098E+14 mm2

Sesuai dengan Tabel 4.11 maka dapat dibuat grafik HSS Nakayasu sebagai

berikut :


commit to user

41

Gambar 4.3 Grafik Hidrograf Satuan Nakayasu Hujan Satu Harian

4.8.2. Perhitungan Debit Banjir Rencana Berbagai Kala Ulang

Misal Q debit di jam ke 4

Q jam 1= UH 4 X h efektif 1

= 6,774 x 13,053

= 88,422

Jadi total Q saat di jam ke 4

= Q1+ Q2+Q3+Q4

= 88,422+34,207+6,102+1,058

= 129,789

Maka debit rencana 2 tahunan dapat dicari dengan:

= Q Maks jam 0-24

=392,6

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324

De

bit

(m

3/d

t)

Waktu (jam)

GRAFIK HSS NAKAYASU

GRAFIK…

Tg

Qp

Tp T0,3 1,5 T0,3

0,3 Qp

0,32Qp

0,8 tr


commit to user

42

Tabel 4.13 Unit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Periode Ulang 2 Tahun

Waktu UH 1 2 3 4 Q

(jam) m3/det 13,053 10,072 4,754 4,351 m

3/det

0 0,000 0,000 0,000

1 0,243 3,174 0,000 3,174

2 1,283 16,753 2,449 0,000 19,202

3 3,396 44,331 12,927 1,156 0,000 58,414

4 6,774 88,422 34,207 6,102 1,058 129,789

5 11,573 151,059 68,229 16,146 5,584 241,017

5,418 14,032 183,160 116,560 32,204 14,777 346,702

6 12,490 163,035 141,331 55,017 29,474 388,856

7 10,226 133,482 125,801 66,708 50,353 376,345

8 8,373 109,286 102,998 59,378 61,053 332,716

9 6,855 89,477 84,328 48,615 54,345 276,765

10 5,612 73,258 69,042 39,803 44,494 226,597

11 4,595 59,978 56,527 32,588 36,429 185,523

11,438 4,210 54,948 46,281 26,681 29,826 157,735

12 3,906 50,981 42,399 21,845 24,419 139,644

13 3,418 44,617 39,338 20,012 19,993 123,961

14 2,992 39,048 34,428 18,568 18,316 110,360

15 2,618 34,174 30,130 16,250 16,994 97,548

16 2,291 29,908 26,369 14,222 14,872 85,372

17 2,005 26,175 23,078 12,446 13,016 74,715

18 1,755 22,908 20,197 10,893 11,391 65,389

19 1,536 20,048 17,676 9,533 9,969 57,227

20 1.,344 17,546 15,470 8,343 8,725 50,084

20,468 1,263 16,484 13,539 7,302 7,636 44,961

21 1,197 15,630 12,720 6,390 6,683 41,423

22 1,084 14,143 12,061 6,004 5,849 38,056

23 0,980 12,797 10,913 5,693 5,495 34,898

24 0,887 11,579 9,875 5,151 5,210 31,815

Debit Maksimum 388,856

Perhitungan debit 5 th, 10 th, 20 th, 50 th, 100 th, 200

th , 1000 th dapat dilakukan

dengan cara yang sama dan dapat dilihat di lampiran (B5-B8). Dengan hasil

sebagai berikut:


commit to user

43

Tabel 4.14 Debit Banjir Kala Ulang

Kala Ulang Debit Banjir

2 tahun 388.856 m3/det

5 tahun 541,874 m3/det

10 tahun 690,347 m3/det

20 tahun 851,048 m3/det

50 tahun 1195,229 m3/det

100 tahun 1509,666 m3/det

200 tahun 1904,774 m3/det

1000 tahun 3254,336 m3/det

4.9. Debit Banjir Rencana 2 Harian Maksimum Tahunan

Penggunaan % distribusi hujan untuk debit rencana 2 harian berbeda dengan

sebelumnya. Apabila satu harian menggunakan distribusi hujan 4 jaman maka

untuk 2 hari menggunakan distribusi 8 jaman yaitu mengikuti distribusi Tadashi

Tanimoto.

4.9.1. Penentuan Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan

Penentuan hujan wilayah 2 harian mrnggunakan penjumlahan curah hujan 2

harian dari tiap tahun dan dipilih yang terbesar, dan dikalikan dengan koefisien

Thiessen

Tabel 4.15 Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan dengan Acuan Terbesar

Stasiun Jatiroto

Tahun

Sta Jatroto

(mm/2hari) Tanggal

Sta.Nguntoronadi

(mm/2hari)

Hujan Wilayah

(mm/2hari)

1999 110 10-11 Des 77 106,931

2000 95 18-19 okt 0 86,166

2001 102 3-4 mar 0 92,515

2002 100 9-10 feb 50 95,3507

2003 98 16-17 feb 51 93,601

2004 147 2-3 nov 76 140,401

2005 147 2-3 des 76 140,401

2006 107 23-24 sept 55 102,196



commit to user

44


2007 136 7-8 Des 70 129,895

2008 114 3-4 nov 59 108,882

2009 101 2-3 feb 94 100,349

2010 210 6-7 des 172 206,467

2011 114 2-3 feb 20 105,259

Tabel 4.16 Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan dengan Acuan Terbesar

Stasiun Nguntoronadi

Tahun

Sta Nguntoronadi

(mm/2hari) Tanggal

Sta.

Jatiroto

(mm/2hari)

Hujan

Wilayah

(mm/2hari)

1999 78 17-18 april 0 7,250

2000 85 27-28 mar 0 7,900

2001 70 8-9 feb 59 60,022

2002 83 29-30 jan 0 7,718

2003 51 16-17 Feb 98 93,601

2004 76 2-3 nov 147 140,401

2005 76 2-3 des 147 140,401

2006 55 23-24 sept 107 102,196

2007 70 7-8 Des 136 129,894

2008 59 3-4 nov 114 108,882

2009 112 19-20 jan 0 10,414

2010 172 6-7 Des 210 206,466

2011 155 6-7 mei 39 49,786


commit to user

45

Tabel 4.17 Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan DAS Keduang

Tahun

Hujan Wilayah

(mm/2hari)

1999 106,931

2000 86,166

2001 92,515

2002 95,350

2003 93,600

2004 140,400

2005 140,400

2006 102,196

2007 129,894

2008 108,882

2009 100,349

2010 206,466

2011 105,259

4.9.2. Hujan Efektif 2 Harian Tahunan

Untuk mengetahui hujan effektif digunakan perkalian antara hujan hujan wiayah

dengan koefisien limpasan.. Sebagai contoh tahun 1999

Data : P 1999 = 106,931

C = 4,01 (Adi Prasetya N,2012).

heffektif = P 1999 x koreffisien Run off

= 428,793 mm/2hari

4.9.2.1.Hujan Efektif Jam-jaman 2 Harian Tahunan


distribusi hujan Tadashi Tanimoto pada Tabel 2.2 Sebagai contoh perhitungan

diambil hujantahun 1999.


Data : heffektif = 428,793 mm/2hari

distribusi hujan = 0,405

Hasil = 13,053 mm/2hari

Hasil hitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.18


commit to user

46

Tabel 4.18 Hujan Efektif Jam-Jaman 2 Harian Tiap Tahun (mm/2hari)

Tahun 1 2 3 4 5 6 7 8

1999 11,149 10,291 7,290 5,574 3,002 2,353 1,715 1,501

2000 8,984 8,293 5,874 4,492 2,419 1,900 1,382 1,20

2001 9,646 8,904 6,307 4,823 2,597 2,040 1,484 1,298

2002 9,941 9,177 6,500 4,971 2,676 2,403 1,129 1,338

2003 9,759 9,008 6,38 4,879 2,627 2,064 1,501 1,314

2004 14,638 13,512 9,571 7,319 3,941 3,097 2,252 1,971

2005 14,638 13,512 9,571 7,319 3,941 3,097 2,212 1,971

2006 10,625 9,835 6,967 5,328 2,869 2,257 1,639 1,434

2007 13,543 12,501 8,855 6,771 3,646 2,865 2,089 18,823

2008 11,352 10,479 7,423 5,676 3,056 2,401 1,746 1,528

2009 10,462 9,658 6,841 5,231 3,817 2,213 1,610 1,408

2010 21,526 19,870 14,075 10,763 5,796 4,554 3,312 2,898

2011 10,974 110,130 7,176 5,487 2,955 2,321 1,688 1,477

4.10. HSS Nakayasu 2 Harian Maksimum Tahunan

Penggunaan Hidrograf Nakayasu pada pencarian debit banjir 2 harian tahunan

sama seperti perhitungan 4.6 tetapi perbedaannya hanya panjang waktunya

diperpanjang menjadi 48 jam dan dapat dilihat pada Tabel 4.19.

Tabel 4.19 Unit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Hujan 2 Harian Tahunan

t Qt Ket

Q

Komulatif Kontrol

UH Koreksi

(m3/dt)

0 0,000 0,000 0,000 0,000

1 0,265

0,265 954,218 0,233

2 1,399

1,399 5036,393 1,230

3 3,702

3,702 13327,192 3,256

4 7,384

Qa 7,384 26582,243 6,494

5 12,615

12,615 45412,526 11,094

5,418 15,295 15,295 55063,175 13,451

6

13,615

13,615 49012,913 11,973

7

11,147

11,147 40128,561 9,803

8

9,126

9,126 32854,635 8,026

9

7,472

Q1 7,472 26899,222 6,571

10

6,118

6,118 22023,319 5,380

11

5,009

5.,009 18031,250 4,405

Bersambung ke halaman berikutnya:


commit to user

47


11,438

4,589

4,589 16518,953 4,035

12 4,257 4,257 15326,398 3,744

13

3,726

3,726 13413,295 3,277

14

3,261

3,261 11738,994 2,868

15

2,854

2,854 10273,685 2,510

16

2,498

Q2 2,498 8991,282 2,196

17

2,186

2,186 7868,954 1,922

18

1,913

1,913 6886,719 1,682

19

1,674

1,674 6027,091 1,472

20

1,465

1,465 5274,765 1,289

20,468

1,377

1,377 4955,686 1,211

21 1,282 1,282 4616,348 1,128

22

1,122 1,122 4040,116 0,987

23

0,982 0,982 3535,813 0,864

24

0,860 0,860 3094,458 0.,756

25

0,752 0,752 2708,195 0,662

26

0,658 0,658 2370,148 0,579

27

0,576 0,576 2074,296 0,507

28

0,504 0,504 1815,374 0,443

29

0,441 0,441 1588,772 0,388

30

0,386 0,386 1390,455 0,340

31

0,338 0,338 1216,893 0,297

32

0,296 0,296 1064,995 0,260

33

0,259 Q3 0,259 932,058 0,228

34

0,227 0,227 815,715 0,199

35

0,198 0,198 713,894 0,174

36

0,174 0,174 624,783 0,153

37

0,152 0,152 546,795 0,134

38

0,133 0,133 478,542 0,117

39

0,116 0,116 418,808 0,102

40

0,102 0,102 366,531 0,090

41

0,089 0,089 320,779 0,078

42

0,078 0,078 280,738 0,069

43

0,068 0,068 245,695 0,060

44

0,060 0,060 215,027 0,053

45

0,052 0,052 188,186 0,046

46

0,046 0,046 164,696 0,040



commit to user

48


47

0,040 0,040 144,138 0,035

48 0,035 0,035 126,146 0,031

Kontrol

Vtot 478699,864 m3

4,787E+14 mm3

Luas 4,21E+14 mm2

Vtot/Luas 1,137 mm

harusnya 1 mm perlu di koreksi

Kontrol

Koreksi

Vtot 420980 m3

4,21E+14 mm3

Luas 4,21E+14 mm2

Vtot/Luas 1,00 mm

4.11. Perhitungan Debit banjir Rencana 2 Harian Maksimum Tahunan

Perhitungan debit banjir rencana 2 harian tahunan sama seperti langkah

perhitungan 4.8.2 debit rencana berbagai kala ulang yang tersaji pada tabel

dibawah ini:


commit to user

49

Tabel 4.20 Unit Hidrograf Satuan Metode Nakayasu 2 Harian Tahunan

Tahun 1999

Waktu UH 1 2 3 4 5 6 7 8 Q

(jam) m3/det 11,149 10,291 7,290 5,574 3,002 2,358 1,715 1,501 m3/det

0 0,000 0,000 0,000

1 0,233 2,599 0,000 2,599

2 1,230 13,716 2,399 0,000 16,115

3 3,256 36,296 12,661 1,699 0,000 50,656

4 6,494 72,395 33,504 8,968 1,299 0,000 116,167

5 11,094 123,679 66,826 23,732 6,858 0,700 221,795

5,418 13,451 149,962 114,165 47,335 18,148 9,772 0,000

339,382

6 11,973 133,484 138,426 80,867 36,198 19,491 0,550 0,000

409,015

7 9,803 109,288 123,216 98,052 61,839 33,298 2,902 0,400 0,000 428,995

8 8,026 89,478 100,881 87,278 74,981 40,374 7,678 2,110 0,350 403,130

9 6,571 73,259 82,595 71,458 66,742 35,938 15,314 5,584 1,846 352,736

10 5,380 59,979 67,623 58,505 54,644 29,424 26,163 11,138 4,886 312,362

11 4,405 49,107 55,366 47,900 44,739 24,090 31,723 19,027 9,746 281,697

11,438 4,035 44,988 45,330 39,217 36,629 19,723 28,237 23,071 16,649 253,845

12 3,744 41,741 41,528 32,109 29,990 16,148 23,119 20,536 20,187 225,357

13 3,277 36,530 38,530 29,416 24,554 13,221 18,928 16,814 17,969 195,961

14 2,868 31,971 33,720 27,292 22,494 12,112 15,497 13,766 14,712 171,564

15 2,510 27,980 29,511 23,885 20,870 11,238 12,688 11,271 12,045 149,488

16 2,196 24,487 25,828 20,904 18,265 9,835 10,388 9,228 9,862 128,796

17 1,922 21,431 22,604 18,295 15,985 8,607 9,517 7,555 8,074 112,067

18 1,682 18,756 19,782 16,011 13,990 7,533 8,830 6,921 6,611 98,433

19 1,472 16,414 17,313 14,012 12,244 6,593 7,728 6,422 6,056 86,781

20 1,289 14,366 15,152 12,263 10,715 5,770 6,763 5,620 5,619 76,268

20,468 1,211 13,497 13,261 10,733 9,378 5,050 5,919 4,919 4,918 67,672

21 1,128 12,572 12,458 9,393 8,207 4,419 5,180 4,305 4,304 60,838

22 0,987 11,003 11,605 8,825 7,183 3,868 4,533 3,767 3,767 54,551

23 0,864 9,630 10,157 8,220 6,748 3,634 3,968 3,297 3,296 48,950

24 0,756 8,428 8,889 7,194 6,286 3,385 3,472 2,885 2,885 43,424

25 0,662 7,376 7,779 6,296 5,502 2,962 3,039 2,525 2,525 38,004

26 0,579 6,455 6,808 5,510 4,815 2,593 2,855 2,210 2,210 33,456

27 0,507 5,649 5,958 4,823 4,214 2,269 2,660 2,076 1,934 29,583

28 0,443 4,944 5,215 4,221 3,688 1,986 2,328 1,934 1,817 26,131

29 0,388 4,327 4,564 3,694 3,227 1,738 2,037 1,693 1,692 22,972

30 0,340 3,787 3,994 3,233 2,825 1,521 1,783 1,481 1,481 20,105

31 0,297 3,314 3,496 2,829 2,472 1,331 1,560 1,297 1,296 17,595

32 0,260 2,900 3,059 2,476 2,163 1,165 1,365 1,135 1,134 15,399

33 0,228 2,538 2,677 2,167 1,893 1,020 1,195 0,993 0,993 13,477

34 0,199 2,222 2,343 1,896 1,657 0,892 1,046 0,869 0,869 11,794

35 0,174 1,944 2,051 1,660 1,450 0,781 0,915 0,761 0,760 10,322

36 0,153 1,702 1,795 1,453 1,269 0,683 0,801 0,666 0,666 9,034

37 0,134 1,489 1,571 1,271 1,111 0,598 0,701 0,583 0,582 7,906

38 0,117 1,303 1,375 1,113 0,972 0,523 0,614 0,510 0,510 6,919

39 0,102 1,141 1,203 0,974 0,851 0,458 0,537 0,446 0,446 6,056



commit to user

50

Sambungan Tabel 4.20: 40 0,090 0,998 1,053 0,852 0,745 0,401 0,470 0,391 0,390 5,300

41 0,078 0,874 0,921 0,746 0,652 0,351 0,411 0,342 0,342 4,638

42 0,069 0,765 0,806 0,653 0,570 0,307 0,360 0,299 0,299 4,059

43 0,060 0,669 0,706 0,571 0,499 0,269 0,315 0,262 0,262 3,553

44 0,053 0,586 0,618 0,500 0,437 0,235 0,276 0,229 0,229 3,109

45 0,046 0,513 0,541 0,438 0,382 0,206 0,241 0,201 0,200 2,721

46 0,040 0,449 0,473 0,383 0,335 0,180 0,211 0,175 0,175 2,381

47 0,035 0,393 0,414 0,335 0,293 0,158 0,185 0,154 0,154 2,084

48 0,031 0,344 0,362 0,293 0,256 0,138 0,162 0,134 0,134 1,824

Disimpulkan bahwa debit banjir 2 harian tahun 1999 berpotensi banjir kala ulang

2 tahunan

Untuk hitungan di tahun selanjutnya dapat dilihat pada lampiran (B9-B22).

Tabel 4.21 Kesimpulan Potensi Debit Banjir 2 Harian Maksimum Tahunan

Tahun Debit (m3/detik) Kesimpulan

1999 428,995 Berpotensi banjir 2 tahunan













Agar terlihat jelas dapat digambarkan pada grafik perbandingan, sebagai berikut


commit to user

51

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Debit Banjir 2 Harian Tahunan

Potensi banjir tahunan berdasarkan hujan 2 harian maksimum tahunan pada tahun

1999-2002, 2006, 2008, 2009 dan 2011 berpotensi banjir Q2. Tahun 2003-2005

dan 2007 berpotensi banjir Q5. Tahun 2010 berpotensi banjir Q10.

4.12. Debit Banjir Rencana 2 Harian Maksimum Bulanan

Penggunaan % distribusi hujan untuk debit rencana 2 harian bulanan

menggunaakan % distribusi Tadashi Tanimoto. Hujan rerata dihitung

menggunakan penjumlahan 2 hari berturut-turut di setiap bulannya pada 13 tahun

dan diambil hujan wilayah yang tertinggi tiap bulanya.

4.12.1. Penentuan Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan

Penentuan hujan wilayah 2 harian bulanan menggunakan penjumlahan curah

hujan 2 harian dari tiap bulan pada 13 tahun berturut-turut dan dipilih yang

terbesar, lalu dikalikan dengan koefisien Thiessen setelah itu ke 13 curah hujan

diambil yang tertinggi maka curah hujan tersebut telah mewakili hujan wilayah

bulanan untuk 2 hari.

0.000

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

700.000

800.000

900.000

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Deb

it (

m3 /

det

ik)

Tahun

DEBIT

Q2

Q5

Keterangan:


commit to user

52

Sebagai contoh perhitungan adalah hujan 2 harian bulanan maksimum wilayah

bulan januari dengan acuan stasiun Jatiroto :

Curah hujan maksimum stasiun Jatiroto tahun 1999 adalah:

Misal pada tanggal 29-30 terjadi hujan maksimum 2 harian maka:

P29 = 5 mm/hari

P30 = 66 mm/hari

P maks Januari = 66+5

= 71 mm/2hari

Curah hujan maksimum stasiun Nguntoronadi pada tanggal yang sama tahun 1999

adalah:

P29 = 42 mm/hari

P30 = 6 mm/hari

P maks Januari = 42+6

= 48 mm/2hari

Koefisien Thiesen masing-masing stasiun hujan:

C1 =

totalA

A1

=

982,420

836,381

= 0,907

C2 =

totalA

A2

=

982,420

148,39

= 0,093

Curah hujan total tahun 1999 adalah:

2111 XCPXCPP

P = 71,00X0,907+48,00X0,093

P = 68,861 mm/2 hari


commit to user

53

Tabel 4.22 Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan dengan Acuan Terbesar

Stasiun Jatiroto Pada Bulan Januari

Tahun

Sta Jatroto

(mm/2hari) Tanggal

Sta.nguntoronadi

(mm/2hari)

HujanWilayah

(mm/2hari)

1999 71 29sd30 48 68,861

2000 60 9sd10 45 58.,605

2001 70 10sd11 0 63,491

2002 0 29sd30 83 7,718

2003 50 23sd24 26 47,755

2004 76 24sd25 39 72,588

2005 0

0 0,000

2006 64 24sd25 33 61,127

2007 0

0 0,000

2008 27 30sd31 14 25,788

2009 73 9sd10 0 66,212

2010 0 21sd22 45 4,184

2011 98 7sd8 0 88,887

Tabel 4.23 Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan dengan Acuan Terbesar

Stasiun Nguntoronadi Pada Bulan Januari

Tahun

Sta.Nguntoronadi

(mm/2hari) Tanggal

Sta. Jatiroto

(mm/2hari)

Hujan Wilayah

(mm/2hari)

1999 65 3sd4 54 55,023

2000 50 19sd20 0 4,649

2001 55 25sd26 0 5,114

2002 83 29sd30 0 7,718

2003 26 23sd24 50 47,755

2004 39 24sd25 76 72,588

2005 0

0 0,000

2006 33 24sd25 64 61,127

2007 0

0 0,000

2008 14 30sd31 27 25,788

2009 112 19sd20 0 10,414

2010 45 21sd22 0 4,184

2011 145 3sd4 0 13,483


commit to user

54

Tabel 4.24 Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulan Januari DAS Keduang

Tahun

Hujan Wilayah (mm/2hari)

1999 68,861

2000 58,605

2001 63,491

2002 7,718

2003 47,755

2004 72,588

2005 0,000

2006 61,127

2007 0,000

2008 25,788

2009 66,212

2010 4,184

2011 88,887

Selanjutnya hasil hujan wilayah 2 harian maksimum bulanan dapat dilihat pada

tabel 4.25.

Tabel 4.25 Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan DAS Keduang

Bulan R48 (mm/2 hari)

Januari 88,887

Februari 105,259

Maret 93,422

april 71,654

Mei 85,259

Juni 91,690

Juli 43,537

Agustus 67,813

September 102,165

Oktober 105,979

November 140,401

Desember 206,467


commit to user

55

4.12.2. Hujan Efektif 2 Harian Bulanan

Untuk mengetahui hujan effektif digunakan perkalian antara hujan hujan wiayah

dengan koefisien limpasan.. Sebagai contoh bulan januari

Data : P januari = 88,887

C = 0,401 (Adi Prasetya N,2012).

heffektif = P januari x koreffisien Run off

= 35,644 mm/2hari

4.12.2.1. Hujan Efektif Jam-jaman 2 Harian Bulanan


distribusi hujan Tadashi Tanimoto pada Tabel 2.2 Sebagai contoh perhitungan

diambil hujantahun 1999.


Data : heffektif = 35,644 mm/2hari

distribusi hujan = 0,405

Hasil = 9,267 mm/2hari

Hasil hitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.26

Tabel 4.26 Hujan Efektif Jam-jaman 2 Harian Maksimum Bulanan

Bulan 1 2 3 4 5 6 7 8

Januari 9,267 8,555 6,059 4,634 2,495 1,960 1,426 1,248

Februari 10,974 10,130 7,176 5,487 2,955 2,321 1,688 1,477

Maret 9,740 8,991 6,369 4,870 2,622 2,060 1,498 1,311

April 7,471 6,896 4,885 3,735 2,011 1,580 1,149 1,006

Mei 8,889 8,205 5,812 4,445 2,393 1,880 1,368 1,197

Juni 9,560 8,824 6,251 4,780 2,574 2,022 1,471 1,287

Juli 4,539 4,190 2,968 2,270 1,222 0,960 0,698 0,611

Agustus 7,070 6,526 4,623 3,535 1,904 1,496 1,088 0,952

September 10,652 9,832 6,965 5,326 2,868 2,253 1,639 1,434

Oktober 11,049 10,199 7,225 5,525 2,975 2,337 1,700 1,487

November 14,638 13,512 9,571 7,319 3,941 3,097 2,252 1,971

Desember 21,526 19,870 14,075 10,763 5,796 4,554 3,312 2,898


commit to user

56

4.12.3. HSS Nakayasu 2 Harian Maksimum Bulanan

Hidrograf Nakayasu 2 harian bulanan yang digunakan sama seperti Hidrograf

Nakayasu 2 harian tahunan pada perhitungan 4.8 dan tabel 4.19.

4.12.4. Perhitungan Debit Banjir Rencana 2 Harian Maksimum Bulanan

Perhitungan debit banjir rencana sama seperti perhitungan 4.8.2 dan tersaji pada

tabel dibawah ini.

Tabel 4.27 Unit Hidrograf Satuan Metode Nakayasu 2 Harian Bulanan

Bulan Januari

Waktu UH 1 2 3 4 5 6 7 8 Q

(jam) m3/det 9,267 8,555 6,059 4,634 2,495 1,960 1,426 1,248 m3/det

0 0,000 0,000 0,000

1 0,233 2,160 0,000 2,160

2 1,230 11,402 1,994 0,000 13,396

3 3,256 30,171 10,525 1,412 0,000 42,108

4 6,494 60,179 27,850 7,455 1,080 0,000 96,564

5 11,094 102,809 55,550 19,727 5,701 0,582 184,368

5,418 13,451 124,656 94,900 39,348 15,086 3,070 0,000 277,060

6 11,973 110,959 115,067 67,221 30,090 8,123 0,457 0,000 331,917

7 9,803 90,846 102,424 81,506 51,404 16,202 2,412 0,332 0,000 345,127

8 8,026 74,379 83,858 72,550 62,328 27,679 6,382 1,754 0,291 329,222

9 6,571 60,897 68,658 59,399 55,480 33,561 12,730 4,642 1,535 296,901

10 5,380 49,858 56,212 48,632 45,423 29,874 21,748 9,258 4,062 265,067

11 4,405 40,821 46,023 39,817 37,189 24,459 26,370 15,817 8,101 238,596

11,438 4,035 37,397 37,681 32,600 30,448 20,025 23,472 19,178 13,840 214,640

12 3,744 34,697 34,520 26,690 24,929 16,395 19,217 17,071 16,781 190,301

13 3,277 30,366 32,028 24,452 20,410 13,423 15,734 13,976 14,937 165,327

14 2,868 26,576 28,030 22,687 18,698 10,990 12,882 11,443 12,229 143,535

15 2,510 23,258 24,531 19,855 17,349 10,068 10,547 9,369 10,013 124,990

16 2,196 20,355 21,469 17,376 15,183 9,342 8,635 7,670 8,198 108,229

17 1,922 17,814 18,789 15,207 13,288 8,175 7,911 6,280 6,712 94,177

18 1,682 15,591 16,444 13,309 11,629 7,155 7,340 5,753 5,495 82,716

19 1,472 13,645 14,391 11,648 10,178 6,262 6,424 5,338 5,034 72,919

20 1,289 11,941 12,595 10,194 8,907 5,480 5,622 4,672 4,671 64,082

20,468 1,211 11,219 11,023 8,921 7,795 4,796 4,920 4,089 4,088 56,851

21 1,128 10,451 10,356 7,808 6,822 4,197 4,306 3,578 3,577 51,096

22 0,987 9,146 9,647 7,336 5,971 3,674 3,768 3,132 3,131 45,804

23 0,864 8,005 8,443 6,833 5,610 3,215 3,298 2,741 2,740 40,884

24 0,756 7,005 7,389 5,980 5,225 3,021 2,886 2,399 2,398 36,304

25 0,662 6,131 6,467 5,234 4,573 2,814 2,526 2,099 2,099 31,942

26 0,579 5,366 5,659 4,581 4,002 2,462 2,373 1,837 1,837 28,118



commit to user

57


27 0,507 4,696 4,953 4,009 3,503 2,155 2,211 1,726 1,608 24,860

28 0,443 4,110 4,335 3,508 3,066 1,886 1,935 1,608 1,510 21,957

29 0,388 3,597 3,794 3,070 2,683 1,651 1,693 1,407 1,407 19,302

30 0,340 3,148 3,320 2,687 2,348 1,445 1,482 1,231 1,231 16,892

31 0,297 2,755 2,906 2,352 2,055 1,264 1,297 1,078 1,078 14,784

32 0,260 2,411 2,543 2,058 1,798 1,106 1,135 0,943 0,943 12,938

33 0,228 2,110 2,226 1,801 1,574 0,968 0,993 0,825 0,825 11,323

34 0,199 1,847 1,948 1,576 1,377 0,847 0,869 0,722 0,722 9,910

35 0,174 1,616 1,705 1,380 1,206 0,742 0,761 0,632 0,632 8,673

36 0,153 1,414 1,492 1,207 1,055 0,649 0,666 0,553 0,553 7,590

37 0,134 1,238 1,306 1,057 0,923 0,568 0,583 0,484 0,484 6,643

38 0,117 1,083 1,143 0,925 0,808 0,497 0,510 0,424 0,424 5,814

39 0,102 0,948 1,000 0,809 0,707 0,435 0,446 0,371 0,371 5,088

40 0,090 0,830 0,875 0,708 0,619 0,381 0,391 0,325 0,325 4,453

41 0,078 0,726 0,766 0,620 0,542 0,333 0,342 0,284 0,284 3,897

42 0,069 0,636 0,670 0,543 0,474 0,292 0,299 0,249 0,249 3,411

43 0,060 0,556 0,587 0,475 0,415 0,255 0,262 0,218 0,218 2,985

44 0,053 0,487 0,513 0,416 0,363 0,223 0,229 0,190 0,190 2,612

45 0,046 0,426 0,449 0,364 0,318 0,196 0,201 0,167 0,167 2,286

46 0,040 0,373 0,393 0,318 0,278 0,171 0,176 0,146 0,146 2,001

47 0,035 0,326 0,344 0,279 0,243 0,150 0,154 0,128 0,128 1,751

48 0,031 0,286 0,301 0,244 0,213 0,131 0,134 0,112 0,112 1,533


commit to user

59

Disimpulkan bahwa besarnya debit banjir 2 harian Bulan Januari mendekati

potensi banjir 2 tahunan.

Untuk hitungan di bulan selanjutnya dapat dilihat di lampiran (B33-B55).

Tabel 4.28 Kesimpulan Potensi Debit Banjir 2 Harian Maksimum Bulanan

Bulan Debit (m3/detik) Kesimpulan

Januari 345,127 Berpotensi banjir 2 tahunan

Februari 408,395 Berpotensi banjir 2 tahunan

Maret 362,735 Berpotensi banjir 2 tahunan

April 278,215 Tidak Berpotensi Banjir

Mei 331,040 Tidak Berpotensi Banjir

uni 356,010 Berpotensi banjir 2 tahunan

Juli 169,042 Tidak Berpotensi Banjir

Agustus 263,299 Tidak Berpotensi Banjir

September 396,680 Berpotensi banjir 2 tahunan

Oktober 411,488 Berpotensi banjir 2 tahunan

November 545,140 Berpotensi banjir 5 tahunan

Desember 801,657 Berpotensi banjir 10 tahunan

Agar terlihat jelas dapat digambarkan pada grafik di bawah ini:

58


commit to user

65

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Debit Banjir 2 Harian Bulanan

Potensi banjir bulanan berdasarkan hujan 2 harian maksimum bulanan pada kurun

waktu analisis tahun 1999-2011, Januari-Maret, Juni dan September-Oktober

berpotensi banjir Q2.Bulan November berpotensi Q5.Bulan Desember berpotensi

Q10.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Ags Sep Okt Nov Des

Deb

it (

m3 /

det

ik)

Bulan

DEBITQ2Q5Q10

Keterangan:

59


commit to user

60

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Dari hasil dan perhitungan pola distribusi hujan, untuk DAS Keduang

mengikuti pola distribusi hujan Log Pearson Tipe III.

2. Hasil perhitungan debit banjir kala ulang sebagai berikut : Q2 = 388,856

m3/detik, Q5 = 541,874 m

3/detik, Q10 = 690,347 m

3/detik, Q20 = 851,048

m3/detik, Q50 = 1195,229 m

3/detik, Q100 = 1509,666 m

3/detik, Q200 =

1904,774 m3/detik, Q1000 = 3254,336 m

3/detik.

3. Potensi banjir tahunan berdasarkan hujan 2 harian maksimum tahunan

pada tahun 1999-2002, 2006, 2008, 2009 dan 2011 berpotensi banjir Q2.

Tahun 2003-2005dan 2007 berpotensi banjir Q5. Tahun 2010 berpotensi

banjir Q10. Potensi banjir bulanan berdasarkan hujan 2 harian maksimum

bulanan pada kurun waktu analisis tahun 1999-2011, Januari-Maret, Juni

dan September-Oktober berpotensi banjir Q2. Bulan November berpotensi

Q5. Bulan Desember berpotensi Q10.

5.2. Saran

1. Dalam penelitian selanjutnya diharapkan koefisien limpasan dihitung

sendiri menggunakan peta dan alat bantu yang tersedia.

2. Untuk masyarakat pada umumnya diharapkan menjaga sungai agar

tidak terjadi banjir.

ANALISIS BANJIR TAHUNAN DAERAH ALIRAN SUNGAI …/Analisis... · Tabel 4.7. Probabilitas Curah Hujan...

Documents

Transcript of ANALISIS BANJIR TAHUNAN DAERAH ALIRAN SUNGAI …/Analisis... · Tabel 4.7. Probabilitas Curah Hujan...