Bab 4 Analisa Hidrologi

Studi Kelayakan PLTM KALIERANG , Kabupaten Tegal

BAB 4

ANALISA HIDROLOGI

4.1 ANALISA HIDROLOGI

Analisa Hidrologi dilakukan untuk mendapatkan besarnya debit andalan yang akan

digunakan oleh pembangkit listrik dan penentuan debit banjir rancangan. Untuk maksud

tersebut akan diperlukan pengumpulan semua data Hidro-Meteorologi yang ada untuk

daerah lokasi proyek seperti data hujan, data iklim, penguapan, data debit sungai dan

sebagainya untuk periode waktu yang panjang.

Lingkup pekerjaan mencakup :

Pembuatan kurva debit (Flow Duration Curve – FDC) sebagai dasar penentuan

Debit Andalan Pembangkit (Dependable Flow).

Analisa Aliran Rendah (Low Flow) untuk mendapatkan karakteristik Debit Jangka

Panjang serta menentukan ketersediaan air untuk Pembangkit PLTM

Analisa Debit Banjir rencana dengan periode ulang 2 tahun, 5 tahun, 50 tahun,

dan 100 tahun.

4.2 DEBIT ANDALAN

4.2.1 Ketersediaan Data

Sebelum melakukan analisis terkait besarnya debit andalan untuk masing-masing lokasi

bendung, maka harus dilakukan kajian tentang ketersediaan data yang ada disekitar

lokasi. Data yang dikumpulan meliputi data debit, data hujan, dan data klimatologi. Kajian

potensi debit (debit andal) sebenarnya hanya membutuhkan data debit saja sebagi input,

akan tetapi pada kebanyakan lokasi rencana PLTM, data debit umumnya tidak tersedia

secara lengkap dengan panjang perekaman yang kontinu. Maka dari itu harus juga

dilakukan pengumpulan data hujan dan data klimatologi yang akan dijadikan alternative

input pemodelan data debit apabila data debit tidak tersedia. Barchart ketersediaan data

debit, hujan dan klimatologi disekitar lokasi PLTM KALIERANG dapat dilihat pada Tabel

4.1. berikut.

PT SUKAJAYA HYDRO ENERGY1


Tabel 4.1. Barchart ketersediaan data PLTM KALIERANG

Nama Pos

Jenis Pos

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

Bojong Hujan 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Kemaron Hujan 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Tuwel Iklim 1 1 1 1 1

Setelah kita mendata ketersedian data debit, hujan dan klimatologi lokasi bendung, maka

langkah selanjutnya adalah membuat peta lokasi dari masing-masing pos dan bendung.

Gambar 7 adalah peta lokasi bendung dan pos hidrologi di sekitar calon PLTM. Dapat kita

lihat bahwa untuk Bendung KALIERANG terdapat di DAS Kalierang dengan Pos hujan

terdapat pada pos hujan Bojong dan kemaron, sedangkan pos klimatologi terdekat

dengan lokasi bendung adalah Pos Klimatologi Tuwel.

Gambar 4-1. Peta Lokasi Pos Hidrologi sekitar PLTM KALIERANG

4.2.2 Analisis Data Hujan Dan Data Klimatologi

Pada Gambar 4-1. dapat kita lihat bahwa pada pos hujan yang berpengaruh adalah

Bojong dan Kemaron, sedangkan Pos Klimatologi yang berpengaruh dalam CA pos duga

air ini adalah Tuwel.

Berdasar barchart ketersedian data juga dapat kita lihat bahwa data hujan tersedia antara

PT SUKAJAYA HYDRO ENERGY

PLTM KALIERANGPos HujanBojong

Pos IklimTuwelDAS Gung

Pos Hujan Kemaron

2


tahun 1990-2008 dengan beberapa tahun kosong data, sedangkan data hujan tersedia

umumnya dari tahun 1992-2012, sementara data klimatologi tersedia tahun 2004 – 2007.

Sehingga perhitungan debit untuk lokasi bendung harus dilakukan dengan prinsip

pemodelan rainfall-runoff. Berikut ini berturut-turut adalah data hujan, dan klimatologi -

temperatur disekitar calon bendung.

Tabel 4.1. Data Hujan Pada Pos Hujan di Stasiun Kemaron

NO. TAHUNBULAN

JAN PEB MAR APR MEI JUN JUL AGT SEP OKT NOP DES

1 1990 222,9 340,6 94,7 81,8 128,8 64,7 18,8 120,6 45,9 64,7 171,2 507,6

2 1991 14,1 12,9 11,2 11,8 10,6 7,1 4,1 8,2 4,1 3,5 8,2 15,9

3 1992 312,9 355,9 234,1 280,6 214,7 53,5 23,5 42,4 174,7 268,9 350,7 475,9

4 1993 881,8 309,4 208,8 511,2 109,4 227,9 22,4 51,8 60,6 61,2 298,0 386,5

5 1994 675,9 258,2 188,8 248,8 20,6 11,8 0,0 0,0 0,0 35,3 416,5 295,3

6 1995 684,1 741,2 515,9 532,9 431,8 272,9 109,4 0,0 24,1 234,1 586,4 492,1

7 1996 597,1 480,0 772,9 268,8 74,1 24,1 29,4 81,8 35,3 326,5 599,1 358,2

8 1997 730,0 257,6 135,3 703,5 115,3 27,6 1,8 0,0 0,0 1,2 1,8 217,1

9 1998 177,6 163,5 170,6 151,2 20,0 38,8 124,1 34,7 34,1 135,3 195,9 154,1

10 1999 381,8 371,2 152,9 53,5 309,7 45,9 25,9 17,6 4,7 96,5 410,2 424,1

11 2000 541,8 314,1 363,5 347,6 171,8 74,7 15,3 31,2 47,1 147,6 261,2 97,1

12 2001 170,6 454,1 392,9 398,2 119,4 272,9 31,2 0,0 131,8 244,1 522,4 54,1

13 2002 412,9 904,1 745,3 240,0 212,9 18,2 0,0 1,2 6,5 5,9 238,8 361,8

14 2003 286,5 651,2 384,7 65,3 71,8 11,8 0,0 0,0 15,3 39,4 272,9 430,0

15 2004 504,7 634,1 343,5 191,8 221,8 25,3 84,1 0,0 13,5 100,6 428,8 623,5

16 2005 566,5 311,8 538,8 252,9 65,3 145,3 164,1 10,6 133,5 313,5 260,6 286,5

17 2006 420,6 262,9 190,0 188,2 183,5 4,1 2,4 0,0 0,0 6,5 144,1 648,2

18 2007 124,12 365,29 268,82 305,29 146,47 62,35 12,35 4,12 1,76 20,00 92,35 250,59

19 2008 189,41 372,94 310,00 77,65 18,24 7,65 0,00 6,47 5,88 211,18 344,12 242,35

Rerata 415,54 397,96317,0

0258,48 139,27 73,51 35,20 21,61

38,89

121,89294,9

0332,68

332,68

Tabel 4.2. Data Hujan Pada Pos Hujan di Stasiun Bojong

NO.

TAHUN

BULANJAN PEB MAR APR MEI JUN JUL AGT SEP OKT NOP DES

1 1990 372,6 307,2 114,1 40,4 92,6 23,1 7,4 4,1 18,5 33,8 20,6 288,62 1991 363,2 230,3 121,9 106,2 33,8 0,0 0,0 0,0 0,0 23,5 143,7 158,1

3 1992 275,5 265,6 149,9 156,9 105,4 58,1 24,7 37,1 25,5 123,2 175,8 163,9

4 1993 386,6 118,6 104,2 247,5 140,2

118,6 10,7 26,4 18,9 97,6 213,3 243,8

5 1994 331,1 180,4 166,4 102,1 12,4 3,7 0,0 0,0 0,0 12,4 200,9 248,3

6 1995 315,4 373,9 255,3 234,7 182,0

153,2 50,2 0,0 16,9 126,4 337,9 256,9

7 1996 383,8 403,9 371,4 158,5 48,2 13,6 19,4 57,2 30,1 168,8 259,0 151,98 1997 335,2 102,5 88,1 284,1 65,9 20,2 0,0 0,0 0,0 6,2 39,1 149,19 1998 117,4 101,3 106,6 109,1 0,0 0,0 88,1 18,5 28,0 87,7 153,6 105,8

10 1999 261,1 245,4 103,8 32,5 103, 22,6 11,9 8,6 18,1 35,8 224,8 253,3



NO.

TAHUN

BULANJAN PEB MAR APR MEI JUN JUL AGT SEP OKT NOP DES

411 2000 361,3 178,0 259,8 99,2 64,2 56,4 13,7 18,9 33,4 74,6 156,1 65,112 2001 119,4 98,4 220,7 98,8 42,4 82,8 74,1 0,0 43,2 169,2 212,5 41,2

13 2002 300,6 286,2 373,5 128,1 105,0 28,8 2,5 0,0 0,0 2,1 21,4 140,0

14 2003 248,7 392,4 115,3 81,5 17,7 14,8 0,0 0,0 17,7 26,8 119,8 241,7

15 2004 288,2 141,6 88,9 47,4 107,9 26,8 50,2 0,0 14,8 44,5 287,4 430,7

16 2005 298,1 176,2 319,5 136,7 30,1 72,9 103,4 5,8 76,2 206,3 166,4 181,2

17 2006 344,2 253,6 174,6 181,6 105,8 0,0 2,1 0,0 0,0 0,0 105,4 437,3

18 2007 163,06

244,18

175,82

138,76

79,06

52,71

46,53 1,65 0,00 50,65 58,06 241,7

1

19 2008 238,00

476,00

261,88 66,29 98,8

240,3

5 0,00 46,94

41,18

242,53

151,53

256,53

Rerata 289,65

240,83

187,98

128,97

75,52

41,50

26,57

11,85

20,13 80,63 160,3

8213,4

2

Selain data hujan, data klimatologi juga sangat penting dalam analisis ini, khususnya

untuk perhitungan evapotranspirasi.

Selain data hujan, data klimatologi juga sangat penting dalam analisis ini, khususnya

untuk perhitungan evapotranspirasi.

Pada CA KALIERANG hanya dipengaruhi 1 pos klimatologi yaitu Tuwel sehingga

otomatis menggunakan data Tuwel dalam perhitungan. Konsep rainfall-runoff pada

dasarnya adalah seluruh hujan yang jatuh ke bumi, dikurangi evapotranspirasi dan

infiltrasi akan menjadi run-off. Jadi faktor evapotransirasi sangat berperan dalam siklus

hidrologi ini. Akan tetapi karena kondisi pos klimatologi yang kurang sempurna, maka

beberapa data tidak tersedia pada masing-masing pos klimatologi seperti radiasi matahari

dan penguapan. Perhitungan evapotranspirasi dapat dilihat lebih jelas pada tabel berikut:

Tabel 4.3. Perhitungan Klimatologi CA PLTM KALIERANG

Temperatur

Temperatur JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGT SEP OKT NOV DES

Rerata 25.04 24.00 23.84 24.07 24.16 23.54 23.3423.4

223.20

23.59

23.69 23.84

ETo harianETo JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGT SEP OKT NOV DES

Rerata 5,33 3,89 4,26 2,24 4.46 2,74 1,94 2,89 3.47 2,95 2,05 2,00Jumlah Hari

n hari JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGT SEP OKT NOV DESRerata 31 29 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

ETo BulananEp JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGT SEP OKT NOV DES

Rerata 165,17 112,67 132,17 67,17 138,17 82,17 60 89,5 104 91,5 61,5 62



∆E JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGT SEP OKT NOV DESRerata 0,00 0,00 0,00 0,24 0,39 0,50 0,59 0,36 0,19 0,27 0,00 0,00

EactualEp JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGT SEP OKT NOV DES

Rerata 165,17 112,67 132,17 67,17 138,17 82,17 60 89,5 104 91,5 61,5 62

4.2.3 Hasil Pemodelan Debit dengan Metode MOCK dan NRECA

Perhitungan debit dilakukan dengan mengunakan metode MOCK dan NRECA, hasil dari

perhitungan debit, perhitungan debit andalan (dependable flow), hingga frecuency curve

akan dibahas sebagai berikut.

4.2.3.1 Hasil Debit PLTM KALIERANG

PLTM KALIERANG terletak pada koordinat 07°07'01.75" LS / 109°09'16.54" BT tepat di

Sungai Kalierang, terletak di Desa Karangjambu, Kecamatan Balapulang,

KabupatenTegal, Propinsi Jawa Tengah. Luas catchment area PLTM KALIERANG adalah

34 km² dengan panjang sungai utama sekitar 9,3 km. Hasil dari pemodelan debit dengan

menggunakan metode MOCK dan NRECA dapat dilihat Tabel 4.5. danTabel 4.6 berikut.

Tabel 4.1. Hasil Simulasi Q MOCK KALIERANG

NO. TAHUNBULAN

JAN PEB MAR APR MEI JUN JUL AGT SEP OKT NOP DES1 1990 14,06 11,54 5,84 3,40 2,19 1,27 0,86 0,54 0,93 0,18 0,94 4,932 1991 3,98 3,17 1,48 1,08 0,96 0,35 0,17 0,15 0,08 0,27 1,50 1,663 1992 2,02 4,47 3,77 4,34 3,34 2,03 1,01 1,26 0,86 2,26 4,16 5,654 1993 9,66 7,87 4,74 6,82 4,23 3,87 2,27 1,00 0,53 0,76 3,22 5,135 1994 7,82 6,83 4,53 4,18 2,43 1,24 0,53 0,26 0,14 0,52 1,61 3,766 1995 7,06 10,92 9,10 9,28 7,58 6,22 3,75 1,91 1,39 1,60 6,26 7,457 1996 8,86 9,98 11,02 18,20 5,40 2,56 1,52 0,77 1,05 2,53 6,40 6,058 1997 8,59 6,75 3,68 7,67 4,30 2,71 1,10 0,54 0,28 0,21 0,47 0,439 1998 1,02 1,65 1,67 2,11 1,27 0,94 0,41 0,72 0,72 0,46 2,05 2,28

10 1999 4,08 5,82 3,54 1,99 2,65 1,49 1,08 0,61 0,41 1,35 3,32 5,4911 2000 7,39 6,64 6,19 5,73 3,48 2,19 1,35 1,02 1,07 0,76 2,64 2,0212 2001 1,79 4,00 4,85 5,35 2,98 3,27 2,02 1,03 0,66 2,27 5,47 3,0813 2002 4,86 10,10 10,85 7,81 5,04 3,13 1,32 0,66 0,40 0,24 2,64 2,5414 2003 3,63 8,38 6,30 3,87 2,75 1,24 0,47 0,24 0,45 0,69 0,68 4,0415 2004 6,00 7,69 5,62 4,07 3,19 2,23 1,22 0,63 0,61 1,54 3,93 8,0816 2005 5,62 5,89 7,16 5,95 3,89 2,25 2,42 1,43 1,07 3,12 4,03 4,5117 2006 6,00 6,25 4,36 4,21 3,06 1,67 0,83 0,39 0,20 0,16 2,51 5,7418 2007 3,93 5,56 4,56 4,80 2,97 1,81 0,97 0,55 0,27 0,80 1,54 2,4219 2008 2,92 6,39 5,88 3,66 2,91 1,40 0,45 0,73 0,58 1,65 3,65 4,54

Rerata 5,75 6,84 5,53 5,50 3,40 2,20 1,25 0,76 0,61 1,12 3,00 4,20

Tabel 4.2. Hasil Simulasi Q NRECA KALIERANG



NO. TAHUN

BULANJAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGT SEP OKT NOP DES

1 1990 7,14 8,45 4,13 2,70 2,69 1,61 0,76 1,23 0,80 0,96 1,86 6,992 1991 4,84 3,97 2,25 1,84 0,83 0,40 0,19 0,10 0,05 0,09 1,21 1,643 1992 5,05 6,82 4,98 5,46 4,24 2,42 1,29 1,08 1,96 3,67 5,52 6,854 1993 12,37 7,96 5,18 8,44 4,50 4,69 1,82 1,36 1,09 1,57 4,78 6,455 1994 10,07 7,32 5,22 4,92 1,79 0,91 0,44 0,22 0,11 0,29 5,20 5,726 1995 9,77 13,30 10,05 10,14 8,29 6,61 3,64 1,54 0,97 3,23 8,73 8,557 1996 10,66 11,35 12,87 7,98 3,85 1,99 1,22 1,54 0,94 4,29 8,48 6,598 1997 10,85 6,92 4,11 10,03 4,26 2,17 0,99 0,49 0,26 0,12 0,30 2,989 1998 2,96 3,29 3,08 3,19 1,08 0,75 1,95 0,89 0,74 1,95 3,46 3,06

10 1999 6,05 7,47 4,14 2,30 4,14 1,83 1,00 0,52 0,27 1,06 5,61 6,9911 2000 9,38 7,38 7,47 6,37 3,97 2,62 1,19 0,83 0,87 1,99 4,07 2,4312 2001 3,05 5,98 6,53 6,33 3,25 4,30 2,21 0,93 1,79 3,82 7,33 2,8613 2002 6,87 13,01 12,65 7,41 5,30 2,43 1,12 0,56 0,29 0,14 2,16 4,5814 2003 5,47 11,24 7,03 3,84 2,11 1,06 0,49 0,25 0,23 0,48 3,36 6,2915 2004 8,12 9,40 6,30 4,37 4,17 1,86 1,84 0,69 0,42 1,23 6,34 10,2716 2005 9,98 8,02 9,57 6,51 2,99 3,13 3,23 1,13 2,19 4,82 5,03 5,3917 2006 7,85 7,32 5,15 5,03 3,91 1,51 0,73 0,36 0,19 0,09 2,04 9,2718 2007 4,69 7,38 5,65 5,74 3,59 2,30 1,31 0,57 0,29 0,57 1,35 4,3019 2008 4,47 8,81 7,02 3,67 2,26 1,26 0,55 0,57 0,44 3,72 5,16 5,57

Rerata 7,35 8,18 6,49 5,59 3,54 2,31 1,37 0,78 0,73 1,80 4,32 5,62

4.2.3.2 Frecuency Curve (monthly)

Untuk melihat besarnya potensi debit pada tiap bulan, maka dibuatlah frecuency curve

yang menggambarkan besarnya potensi debit pada tiap bulan. Fungsinya adalah kita

dapat mengetahui pada bulan apa saja debit PLTM terpenuhi dan tidak terpenuhi,

sehingga dapat dilakukan kalkulasi produksi dan maintenance yang tepat.

Debit KALIERANG mengalami puncaknya pada bulan Nopember - April dan kering atau

turun pada bulan Juli - September, kemudian akan naik lagi pada bulan Oktober -

Nopember. Pola ini sama dengan pola hujan, karena pada prinsipnya debit merupakan air

hujan yang terakumulasi di sungai.

Frecuency curve untuk PLTM KALIERANG dari hasil metode MOCK dan NRECA

disajikan pada Gambar 4-2 dan Gambar 4-3 sebagai berikut.



JAN PEB MAR APR MEI JUN JUL AGT SEP OKT NOP DES0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

5.75

6.84

5.53 5.50

3.40

2.20

1.250.76 0.61

1.12

3.00

4.20

Debit Rerata Bulanan DPS PLTM KALIERANG

Bulan

Debi

t (m

3/s) Qa : 3,58 m3/dt

Gambar 4-2. Frecuency Curve KALIERANG MOCK

JAN PEB MAR APR MEI JUN JUL AGT SEP OKT NOP DES0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.0014.30

13.42

10.0110.87

6.29

4.29

2.141.58 1.33

2.93

7.238.23

Debit Rerata Bulanan DPS PLTM KALIERANG

B u l a n

Debi

t (m

3/s)

Qa : 4.30 m3/dt

Gambar 4-3. Frecuency Curve KALIERANG NRECA

4.2.3.3 Flow Duration Curve

Selanjutnya dari data debit diatas dibuat Flow Duration Curve (Kurva Durasi Aliran) untuk

melihat besarnya debit andalan (dependable flow). Kurva durasi aliran PLTM

KALIERANG dari debit sintetik MOCK dan NRECA dapat dilihat pada Gambar 4-4 dan

Gambar 4-5 sebagai berikut.



0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00Kurva Durasi Aliran PLTM KALIERANG

Probabilitas

Debi

t (m

3/s)

Qa : 3,58 m3/dt

Gambar 4-4. Flow Duration Curve PLTM KALIERANG dengan MOCK

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

Kurva Durasi Aliran PLTM KALIERANG

Probabilitas (%)

Debi

t (m

3/s)

Qa = 4,3 m3/dt

Gambar 4-5. Flow Duration Curve PLTM KALIERANG dengan NRECA

Berdasarkan kurva durasi aliran diatas, selanjutnya kita lakukan interpolasi debit andalan

untuk melihat besarnya probabilitas potensi debit yang ada di lokasi rencana PLTM

KALIERANG. Dari hasil perhitungan dapat dilihat bahwa metode NRECA memberikan

nilai debit yang relatif lebih kecil dari metode MOCK pada lokasi PLTM ini. Debit andalan

90% untuk metode MOCK adalah 0,46 m³/s, sedangkan NRECA sebesar 0,44 m³/s.

Kemudian untuk debit andalan 80% hasil MOCK 0,79 m³/s dan untuk NRECA 0,96 m³/s.



Tabel debit andalan tiap kelipatan 5% PLTM KALIERANG dengan metode MOCK dan

NRECA secara lebih lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.7 berikut ini sedangkan debit

andalan untuk semua probabilitas dengan kelipatan 1 % terdapat pada lampiran.

Tabel 4.1. Debit Andalan KALIERANG

Persentase Frekuensi Debit MOCK Debit NRECA

(%) (hari) (m³/s) (m³/s)5 18 8,99 10,10

10 37 7,39 8,5615 55 6,24 7,4520 73 5,73 6,9425 91 4,91 6,3330 110 4,31 5,4635 128 3,93 4,9740 146 3,58 4,3045 164 3,08 3,9750 183 2,55 3,3355 201 2,23 2,9660 219 1,81 2,2365 237 1,51 1,8870 256 1,26 1,5475 274 1,02 1,1980 292 0,79 0,9685 310 0,62 0,7390 329 0,46 0,4495 347 0,27 0,24

4.2.4 Pemilihan Hasil Pembangkitan Debit

4.2.4.1 Pengeplotan Time Series Data

Setelah selesai melakukan analisis debit sintetik dengan metode MOCK dan NRECA,

maka tahap terakhir yang dilakukan adalah pemilihan hasil dari metode mana yang akan

digunakan, karena setiap metode pasti ada kekurangan dan kelebihannya, namun hasil

yang paling mendekati kenyataan sebenarnya itulah yang kita pakai. Semakin data debit

mendekati data hujan maka semakin baik. Gambar 4-5. berikut adalah grafik time series

debit dan hujan untuk lokasi PLTM KALIERANG .



Jan-90 Jan-91 Jan-92 Jan-93 Jan-94 Jan-95 Jan-96 Jan-97 Jan-98 Jan-99 Jan-00 Jan-01 Jan-02 Jan-03 Jan-04 Jan-05 Jan-06 Jan-07 Jan-08 -

5

10

15

20

25

30 0

400

800

1200

1600

2000

HIDROGRAF DEBIT SUNGAI LOKASI PLTM KALIERANG 1990-2008

Curah Hujan

simulasi FJ Mock

simulasi NRECA

Waktu

De

bit

(m

3/s

)

Cu

rah

Hu

jan

(m

m)

Gambar 4-6. Grafik time series hujan dan debit pembangkitan PLTM KALIERANG

4.2.4.2 Korelasi Data Hujan dan Debit Hasil Pembangkitan

Hasil korelasi menunjukkan bahwa antara debit hasil MOCK dengan data hujan memiliki

korelasi sebesar 0.80. Sedangkan untuk data debit hasil NRECA dengan data hujan

memiliki nilai korelasi yang relatif lebih tinggi yaitu sebesar 0.96. Dalam kasus ini

direkomendasikan menggunakan data debit hasil pemodelan dengan metode NRECA

karena hasil perhitunganya lebih mendekati debit pengukuran sesaat hasil observasi pada

bulan yang sama.

4.3 BANJIR RENCANA

4.3.1 Data Hujan Maksimum Tahunan

Data curah hujan harian maksimum tahunan pada PLTM KALIERANG adalah sebagai berikut:

No. Tahun Curah Hujan(mm)

1 1990 115,242 1991 115,183 1992 83,414 1993 122,125 1994 96,186 1995 119,127 1996 103,828 1997 89,829 1998 75,94

10 1999 147,6511 2000 147,0612 2001 109,1813 2002 130,1214 2003 107,65



No. Tahun Curah Hujan(mm)

15 2004 87,4716 2005 80,1817 2006 89,8818 2007 105,5919 2008 121,82

Jumlah 1820,00CH Maksimum 147,65CH Minimum 75,94

Rerata= jumlah curahhujan / jumlahdata ¿2.047,41/19

¿107,76mm

4.3.2 Pemilihan Jenis Distribusi

Untuk mendapatkan suatu distribusi frekuesi yang sesuai dengan data tersedia untuk

perhitungan curah hujan rancangan/rencana perlu dikaji terlebih dahulu ketentuan-

ketentuan yang ada, yaitu :

1. Dihitung parameter-parameter statistic Cs, Ck dan Cv, untuk menentukan macam

analisis frekuensi yang dipakai.

2. Koefisien skewness (Cs) atau ukuran ketidak simetrisan dihitung dengan persamaan

Cs=n∑ (X−X ) 3

(n−1 ) (n−2 ) . S3

3. Koefisien kurtosis (Ck) atau ukuran ketajaman dihitung dengan persamaan :

C k = n3∑ (X−X )4

(n−1 ) (n−2 ) (n−3 )S4

4. Koefisien variasi (coefficient of variation, (Cv), merupakan variasi relative dari

variabel terhadap nilai rata-rata aljabar :

C v = SX

Dimana :

n = jumlah data x = rerata data hujan (mm) S = simpangan baku (standar deviasi) X = data hujan (mm)

Pemilihan terhadap distribusi frekuensi yang mendekati syarat berikut ini :

Distribusi Normal, dengan syarat :

Cs = 0 dan Ck = 3



Distribusi Log Normal 2 Parameter, dengan syarat :

3 Cv + Cv3 = 0 dan Cv8 + 6Cv6 + 15Cv4 +16Cv2 + 3 = Ck

Distribusi Gumbel Tipe l, dengan syarat :

Cs = 1,139 dan Ck = 5,402

Distribusi Log Pearson Tipe lll, dengan syarat :

1,5 Cs5 + 3 = Ck dan Cs = 0

4.3.3 Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana

Seri data hujan harian maksimum tahunan yang didapat, kemudian dilakukan analisa

frekuensi, untuk mendapatkan curah hujan dengan periode ulang tertentu guna

memperkirakan debit banjir rencana dengan periode ulang tertentu pula. Beberapa

metode analisa frekuensi yang akan ditinjau antara lain metode Distribusi Normal, metode

Log Pearson Tipe III, metode Gumbel Tipe I dan Log Normal 2 Parameter.

A. Distribusi Normal

Persamaan yang digunakan adalah :

Ri=X+k Sd

Dimana :

Ri = besar curah hujan dengan periode ulang I

X = curah hujan harian maksimum rata-rata

=∑ xn

N = jumlah data hujan pengamatan

K = factor frekuensi,

hubungan antara variabel reduksi Gauss dengan periode ulang I

S = standar deviasi

=(∑ (X i−X )2

(n−1 ) )0.5

Contoh perhitungan distribusi frekuensi metode normal (tahun 2002)

Sandart Deviasi=√∑(x−x )2

(n−1)

¿√ 7.854,5719−1¿20,89

Probabilitas (% )={100−¿



¿{100−¿

¿95%

Prob. teo (%)= 1√2π .Sd

e−( ( x−x )2

2.Sd2 )

¿1

√2 π .20,89271828

−( (147,65−107.76 )2

2×20,892 )

¿97,19%D (% )=|Probabilitas−Prob. teo|

¿|95,00−97,19|¿2,19%

Untuk perhitungan selanjutnya dapat dilihat dalam Tabel 4.13

Tabel 4.1. Pemilihan Analisa Distribusi Frekuensi Metode Normal

Peringkat Tahun Hujan (mm) P (%) P teo (%) D (%)1 2002 147,65 95,00 97,19 2,1902 1993 147,06 90,00 97,00 7,0043 2008 130,12 85,00 85,78 0,7774 1995 122,12 80,00 75,41 4,5925 1990 121,82 75,00 74,96 0,0376 1991 119,12 70,00 70,67 0,6707 2001 115,24 65,00 63,98 1,0208 2003 115,18 60,00 63,87 3,8759 2007 109,18 55,00 52,71 2,294

10 1996 107,65 50,00 49,79 0,21311 1994 105,59 45,00 45,86 0,86312 2006 103,82 40,00 42,53 2,52913 1997 96,18 35,00 28,96 6,03614 2004 89,88 30,00 19,61 10,39315 1992 89,82 25,00 19,53 5,47116 2005 87,47 20,00 16,57 3,42817 1998 83,41 15,00 12,19 2,80918 2005 80,18 10,00 9,34 0,66519 1992 75,94 5,00 6,39 1,386

D Max 10,393

Perhitungan Uji Chi Kuadrat Normal

N (Jumlah data) = 19

K (Jumlah kelas) = 1+3,322 log N

= 5 kelas

No Nilai Batas Jumlah Data (Oi-Ei)2 (Oi-Ei)2/Ei



Sub Kelompok Oi Ei1 Pteo < 20 6 3,8 4,84 1,2742 20 - 40 1 3,8 7,84 2,0633 40 - 60 4 3,8 0,04 0,0114 60 - 80 5 3,8 1,44 0,3795 80 - 100 3 3,8 0,64 0,168

Jumlah 19 19 3,895

c2 = 3,895

Dk = 2

A = 5 %

c2tabel = 5,991

syarat : c2 hitung < c2 tabel

3,895 < 5,991 (Distribusi Dapat Diterima)

Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Normal

D max = 0,104 %

D kritis = 0,300 % (Tabel D kritis uji Smirnov-Kolmogorov)

syarat : D max < D kritis


B. Distribusi Log Normal 2 ParameterPersamaan yang digunakan adalah :

log R1 ¿ LogX+k .SLogX

C v=SLogXLogX

Dimana :

Rƚ = besar curah hujan dengan periode ƚ

Log x = curah hujan harian maksimum rata-rata

=∑ log xn

n = jumlah data hujan pengamatan

K = faktor frekuensi,

hubungan antara variabel reduksi Gauss dengan periode ulang I

S log x = standar deviasi dari rangkaian data dalam harga logaritmik

=√∑ (log X i−log X )2(n−1 )

Cv = koefisien variasi

Contoh Perhitungan Distribusi Frekuensi Metode Log Normal 2 Parameter



Rerata log x= jumlah log Xi / jumlahdata

¿38,47/19

¿2,0248

Std .Deviasi logx=√∑ (log X i−LogX )2

(n−1 )

¿√ 0,12732(19−1 )

¿0,0841

Cv=St .Deviasi log x /Rerata log x

¿0,0841/2,0248

¿0,0415

Cs=(3x Cv )+((Cv3 ))

¿ (3 x0,0415 )+( (0,04153 ))¿0,1247

Ck=(Cv )8+6 x (Cv )6+15x (Cv )4+16 x (Cv )2+3

¿ (0,0415 )8+6 x (0,0415 )6+15 x0,04154+16 x (0,0415 )2+3

¿3,0277

Contoh perhitungan ( tahun 1998)

Xi=75,941mm

log Xi=log75,941

¿1,8805

log Xi−Rerata log x=log 75,941−2,0248

¿1,8805−2,0248

¿−0,14427

( logXi−Rerata log X)2=( log75,941−2,0248)2

¿(−0,14427)2

¿0,02082

( logXi−∑ log X)3=(−0,14427)3

¿−0,00300



( logXi−∑ log X)4=(−0,14427)4

¿0,00043


Tabel 4.2. Pemilihan Analisa Distribusi Frekuensi Metode Log Normal 2 Parameter

No. Xi Log Xi (Log Xi - rerata Log X)

(Log Xi - rerata Log X)2



1 75,941 1,8805 -0,14427 0,02082 -0,00300 0,000432 80,176 1,9040 -0,12070 0,01457 -0,00176 0,000213 83,412 1,9212 -0,10352 0,01072 -0,00111 0,000114 87,471 1,9419 -0,08289 0,00687 -0,00057 0,000055 89,824 1,9534 -0,07136 0,00509 -0,00036 0,000036 89,882 1,9537 -0,07108 0,00505 -0,00036 0,000037 96,176 1,9831 -0,04168 0,00174 -0,00007 0,000008 103,824 2,0163 -0,00846 0,00007 0,00000 0,000009 105,588 2,0236 -0,00114 0,00000 0,00000 0,00000

10 107,647 2,0320 0,00725 0,00005 0,00000 0,0000011 109,176 2,0381 0,01338 0,00018 0,00000 0,0000012 115,176 2,0614 0,03661 0,00134 0,00005 0,0000013 115,235 2,0616 0,03683 0,00136 0,00005 0,0000014 119,118 2,0760 0,05122 0,00262 0,00013 0,0000115 121,824 2,0857 0,06098 0,00372 0,00023 0,0000116 122,118 2,0868 0,06203 0,00385 0,00024 0,0000117 130,118 2,1143 0,08958 0,00803 0,00072 0,0000618 147,059 2,1675 0,14274 0,02037 0,00291 0,0004219 147,647 2,1692 0,14447 0,02087 0,00302 0,00044

TOTAL 2047,412 38,4703 0,00000 0,12732 0,00011 0,00182

Perhitungan Uji Chi Kuadrat Log Normal 2 Parameter


K (Jumlah kelas) = 1+3,322 log N = 5 kelas

Peluang Batas kelas = 1

kelas=15=0,2=20%

Besar Peluang dan Nilai Batas Kelas untuk Distribusi Log Normal 2 Parameter:

P(%) CV k Log X X (mm)20,0% 0,0415 -0,8770 1,9510 89,329840,0% 0,0415 -0,3062 1,9990 99,769660,0% 0,0415 0,2645 2,0470 111,429480,0% 0,0415 0,8353 2,0950 124,4520

Perhitungan Uji Chi-Kuadrat Untuk Distribusi Log Normal 2 Parameter:

No. Nilai Batas Jumlah Data (OF - EF)2 (OF - EF)2 / EF



Sub Kelas OF EF1 X < 89,330 4 3,8 0,040 0,0112 89,330 < X < 99,770 3 3,8 0,640 0,1683 99,770 < X < 111,429 4 3,8 0,040 0,0114 111,429 < X < 124,452 5 3,8 1,440 0,3795 124,452 > X 3 3,8 0,640 0,168

Jumlah : 19 19 2,800 0,737

c2hitung = 0,7368

Dk = K – (P+1)

= 5 – (2+1)

= 2

a = 5 %

c2 cr = 5,991

syarat : c2 hitung < c2 cr


Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Log Normal 2 Parameter

Tahun X Log X K m Sn (X) Px (X)D

I PX (X) - Sn (X) I1998 75,94 1,8805 -1,7155 1,00 0,0500 -0,0938 0,14382005 80,18 1,9040 -1,4352 2,00 0,1000 0,0044 0,09561992 83,41 1,9212 -1,2309 3,00 0,1500 0,0760 0,07402004 87,47 1,9419 -0,9856 4,00 0,2000 0,1619 0,03811997 89,82 1,9534 -0,8485 5,00 0,2500 0,2100 0,04002006 89,88 1,9537 -0,8451 6,00 0,3000 0,2112 0,08881994 96,18 1,9831 -0,4956 7,00 0,3500 0,3336 0,01641996 103,82 2,0163 -0,1005 8,00 0,4000 0,4721 0,07212007 105,59 2,0236 -0,0135 9,00 0,4500 0,5026 0,05262003 107,65 2,0320 0,0862 10,00 0,5000 0,5375 0,03752001 109,18 2,0381 0,1591 11,00 0,5500 0,5630 0,01301991 115,18 2,0614 0,4353 12,00 0,6000 0,6598 0,05981990 115,24 2,0616 0,4380 13,00 0,6500 0,6608 0,01081995 119,12 2,0760 0,6091 14,00 0,7000 0,7507 0,05072008 121,82 2,0857 0,7251 15,00 0,7500 0,7760 0,02601993 122,12 2,0868 0,7375 16,00 0,8000 0,7787 0,02132002 130,12 2,1143 1,0652 17,00 0,8500 0,8501 0,0001

D Maks. 0,1438D max= 0,1438 % D kritis = 0,320 % (Tabel D kritis uji Smirnov-Kolmogorov)syarat : D max < D kritis 0,1437 < 0,320 (Distribusi Dapat Diterima)C. Metode Log Person Type III

Persamaan yang digunakan :



Log X t = Log x + k S

Log x = ∑i=1

n

log x1

n

S1 = √∑i=1n

(log x−log x1)2

n−1

C v =S1log x

C s =∑i=1

n

(log x1−log x )2

(n−1 ) (n−2 ) (S1 )i3

Contoh Perhitungan Distribusi Frekuensi Metode Log Person Type III

Rerata log x=2,0248

Std .Deviasi logx=0,0841Cv=St .Deviasi log x /Rerata log x

¿0,0841/2,0248¿0,0415

Cs=n∑i=1

n

¿¿¿¿

¿0,0113


Tabel 4.3. Pemilihan Analisa Distribusi Frekuensi Metode Log Pearson Tipe III





1 75,941 1,8805 -0,14427 0,02082 -0,00300 0,000432 80,176 1,9040 -0,12070 0,01457 -0,00176 0,000213 83,412 1,9212 -0,10352 0,01072 -0,00111 0,000114 87,471 1,9419 -0,08289 0,00687 -0,00057 0,000055 89,824 1,9534 -0,07136 0,00509 -0,00036 0,000036 89,882 1,9537 -0,07108 0,00505 -0,00036 0,000037 96,176 1,9831 -0,04168 0,00174 -0,00007 0,000008 103,824 2,0163 -0,00846 0,00007 0,00000 0,000009 105,588 2,0236 -0,00114 0,00000 0,00000 0,00000

10 107,647 2,0320 0,00725 0,00005 0,00000 0,0000011 109,176 2,0381 0,01338 0,00018 0,00000 0,0000012 115,176 2,0614 0,03661 0,00134 0,00005 0,0000013 115,235 2,0616 0,03683 0,00136 0,00005 0,0000014 119,118 2,0760 0,05122 0,00262 0,00013 0,0000115 121,824 2,0857 0,06098 0,00372 0,00023 0,00001







16 122,118 2,0868 0,06203 0,00385 0,00024 0,0000117 130,118 2,1143 0,08958 0,00803 0,00072 0,0000618 147,059 2,1675 0,14274 0,02037 0,00291 0,0004219 147,647 2,1692 0,14447 0,02087 0,00302 0,00044

TOTAL 2047,412 38,4703 0,00000 0,12732 0,00011 0,00182

Perhitungan Uji Chi Kuadrat Log Person Type III



= 5 kelas


kelas=15=0,2=20%

Besar Peluang dan Nilai Batas Kelas untuk Distribusi Log Person Type III:

P(%) Cs G Log X X (mm)0,20 0,0113 0,8427 2,0956 124,63000,40 0,0113 0,2796 2,0483 111,75510,60 0,0113 -0,2835 2,0009 100,21030,80 0,0113 -0,8427 1,9539 89,9249

Perhitungan Uji Chi-Kuadrat Untuk Distribusi Log Person Type III:

No.Nilai Batas Jumlah Data

(OF - EF)2 (OF - EF)2 / EFSub Kelas OF EF

1 0,000 < X < 89,925 6,000 3,800 4,840 1,2742 89,925 < X < 100,210 1,000 3,800 7,840 2,0633 100,210 < X < 111,755 4,000 3,800 0,040 0,0114 111,755 < X < 124,630 5,000 3,800 1,440 0,3795 X > 124,630 3,000 3,800 0,640 0,168

Jumlah : 19,000 19,000 14,800 3,895

c2hitung = 3,895

Dk = K – (P+1)

= 5 – (2+1)

= 2

a = 5 %

c2 cr = 5,991

syarat : c2 hitung < c2 cr


Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Log Normal 2 Parameter



Tahun X Log X G m Sn (X) Pr Px (X)

DI PX (X) - Sn (X)

1998 75,941 1,880 -1,715 1,000 0,050 0,960 0,040 0,0102005 80,176 1,904 -1,435 2,000 0,100 0,935 0,065 0,0351992 83,412 1,921 -1,231 3,000 0,150 0,889 0,111 0,0392004 87,471 1,942 -0,986 4,000 0,200 0,833 0,167 0,0331997 89,824 1,953 -0,849 5,000 0,250 0,801 0,199 0,0512006 89,882 1,954 -0,845 6,000 0,300 0,801 0,199 0,1011994 96,176 1,983 -0,496 7,000 0,350 0,721 0,279 0,0711996 103,824 2,016 -0,101 8,000 0,400 0,631 0,369 0,0312007 105,588 2,024 -0,014 9,000 0,450 0,504 0,496 0,0462003 107,647 2,032 0,086 10,000 0,500 0,469 0,531 0,0312001 109,176 2,038 0,159 11,000 0,550 0,443 0,557 0,0071991 115,176 2,061 0,435 12,000 0,600 0,345 0,655 0,0551990 115,235 2,062 0,438 13,000 0,650 0,344 0,656 0,0061995 119,118 2,076 0,609 14,000 0,700 0,253 0,747 0,0472008 121,824 2,086 0,725 15,000 0,750 0,227 0,773 0,0231993 122,118 2,087 0,738 16,000 0,800 0,224 0,776 0,0242002 130,118 2,114 1,065 17,000 0,850 0,150 0,850 0,0002000 147,059 2,167 1,697 18,000 0,900 0,000 1,000 0,1001999 147,647 2,169 1,718 19,000 0,950 0,000 1,000 0,050

D Maks. 0,1006

D max = 0,1006

D kritis = 0,3010 % (Tabel D kritis uji Smirnov-Kolmogorov)

syarat : D max < D kritis


D. Distribusi Gumbel Tipe I

Persamaan yang digunakan :

R = X + (S/Sn ¿(Y t−Y n)

dimana :

Rƚ = besar curah hujan dengan periode ƚ

X = curah hujan harian maksimum rata-rata

=∑ X i

nn = jumlah data hujan pengamatan

yƚ = faktor reduksi yang diharapkan terjadi pada periode ulang ƚ

=−¿(−¿ (t−1 )t )

Yn = nilai rata-rata dari faktor reduksi yang nilainya tergantung dari jumlah data (n)

S = standar deviasi dari rangkaian data



=√∑ (X i−X )2(n−1 )

Sn = standar deviasi dari faktor reduksi yang tergantung dari jumlah data (n)

Contoh Perhitungan Distribusi Frekuensi Metode Gumbel (Tahun 1998)

X=107,76

Sd=20,89

Sn=1,0565(dariTabelGumbel)

Yn=0,5220(dari TabelGumbel)

Xi=75,94mm

Xi−X=75,94−107,76

¿−31,82

(Xi−X)2=(75,94−107,76)2

¿1012,34

(Xi−X)3=(75,94−107,76)3

¿−32210,06

(Xi−X)4=(75,94−107,76)4

¿1.024 .838,27


Tabel 4.4. Pemilihan Analisa Distribusi Frekuensi Metode Gumbel Tipe I

No. Tahun X terurut Xi−X (Xi−X)2 (Xi−X)3 (Xi−X)4

1 1998 75,94 -31,82 1012,34 -32210,06 1024838,272 2005 80,18 -27,58 760,77 -20983,57 578769,653 1992 83,41 -24,35 592,76 -14431,88 351369,394 2004 87,47 -20,29 411,60 -8350,51 169414,505 1997 89,82 -17,93 321,66 -5769,03 103467,526 2006 89,88 -17,88 319,56 -5712,45 102116,767 1994 96,18 -11,58 134,14 -1553,66 17994,548 1996 103,82 -3,93 15,48 -60,93 239,769 2007 105,59 -2,17 4,71 -10,22 22,19

10 2003 107,65 -0,11 0,01 0,00 0,0011 2001 109,18 1,42 2,01 2,85 4,0412 1991 115,18 7,42 55,03 408,18 3027,8713 1990 115,24 7,48 55,90 417,97 3125,0614 1995 119,12 11,36 129,03 1465,67 16648,7215 2008 121,82 14,07 197,82 2782,41 39134,6016 1993 122,12 14,36 206,18 2960,63 42512,1317 2002 130,12 22,36 499,93 11178,02 249930,8418 2000 147,06 39,30 1544,51 60699,89 2385524,5319 1999 147,65 39,89 1591,10 63466,50 2531586,52



No. Tahun X terurut Xi−X (Xi−X)2 (Xi−X)3 (Xi−X)4

Jumlah : 2047,41 0,00 7854,57 54299,81 7619726,89

Perhitungan Uji Chi Kuadrat Gumbel




kelas=15=0,2=20%

Besar Peluang dan Nilai Batas Kelas untuk Distribusi Gumbel:

P(%) T YT Sd Yn Sn K X (mm)20 5,0000 1,4999 20,8893 0,5220 1,0565 0,9256 127,094640 2,5000 0,6717 20,8893 0,5220 1,0565 0,1417 110,718960 1,6667 0,0874 20,8893 0,5220 1,0565 -0,4113 99,165980 1,2500 -0,4759 20,8893 0,5220 1,0565 -0,9445 88,0281

Perhitungan Uji Chi-Kuadrat Untuk Distribusi Gumbel:

No.Nilai Batas Jumlah Data

(OF - EF)2 (OF - EF)2 / EFSub Kelas OF EF

1 0,000 < X < 88,028 4 3,80 0,040 0,0112 88,028 < X < 99,166 3 3,80 0,640 0,1683 99,166 < X < 110,719 4 3,80 0,040 0,0114 110,719 < X < 127,095 5 3,80 1,440 0,3795 X > 127,095 3 3,80 0,640 0,168

Jumlah 19 19,00 0,737

c2hitung = 0,737Dk = K – (P+1)= 5 – (2+1)= 2a = 5 %c2 cr = 5,991syarat : c2 hitung < c2 cr 0,737 < 5,991 (Distribusi Dapat Diterima) Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov Gumbel:

No. Tahun X m Sn (X) YT Tr Pr Px (X)

DI PX (X) - Sn (X)

1 1998 75,9412 1 0,0500 -1,0872 1,0543 0,9485

0,0515 0,0015

2 2005 80,1765 2 0,1000 -0,8730 1,1004 0,9087

0,0913 0,0087

3 1992 83,4118 3 0,1500 -0,7094 1,1507 0,869 0,1310 0,0190



No. Tahun X m Sn (X) YT Tr Pr Px (X)

DI PX (X) - Sn (X)

04 2004 87,4706 4 0,2000 -0,5041 1,2361 0,809

00,1910 0,0090

5 1997 89,8235 5 0,2500 -0,3851 1,2987 0,7700

0,2300 0,0200

6 2006 89,8824 6 0,3000 -0,3821 1,3004 0,7690

0,2310 0,0690

7 1994 96,1765 7 0,3500 -0,0638 1,5254 0,6556

0,3444 0,0056

8 1996 103,8235 8 0,4000 0,3230 1,9411 0,5152

0,4848 0,0848

9 2007 105,5882 9 0,4500 0,4122 2,0650 0,4843

0,5157 0,0657

10 2003 107,6471 10

0,5000 0,5164 2,2254 0,4494

0,5506 0,0506

11 2001 109,1765 11

0,5500 0,5937 2,3565 0,4244

0,5756 0,0256

12 1991 115,1765 12

0,6000 0,8972 2,9865 0,3348

0,6652 0,0652

13 1990 115,2353 13

0,6500 0,9001 2,9937 0,3340

0,6660 0,0160

14 1995 119,1176 14

0,7000 1,0965 3,5215 0,2840

0,7160 0,0160

15 2008 121,8235 15

0,7500 1,2334 3,9570 0,2527

0,7473 0,0027

16 1993 122,1176 16

0,8000 1,2482 4,0080 0,2495

0,7505 0,0495

17 2002 130,1176 17

0,8500 1,6528 5,7377 0,1743

0,8257 0,0243

18 2000 147,0588 18

0,9000 2,5097 12,8074

0,0781

0,9219 0,0219

19 1999 147,6471 19

0,9500 2,5394 13,1787

0,0759

0,9241 0,0259

D Maks. 0,0848

D max = 0,0848D kritis = 0,301 % (Tabel D kritis uji Smirnov-Kolmogorov)syarat : D max < D kritis 0,1183 < 0,320 (Distribusi Dapat Diterima)4.3.4 Uji Kesesuaian Metode Analisa Distribusi

Untuk lebih meyakinkan pemilihan terhadap suatu distribusi frekuensi yang sesuai dengan

daya yang tersedia, perlu dikaji terlebih dahulu ketentuan-ketentuan yang ada, dengan

maksud :

a. Mengetahui apakah data tersebut benar sesuai dengan agihan teoritis yang dipakai



b. Mengetahui apakah hipotesa tersebut dapat digunakan atau tidak untuk perhitungan

selanjutnya.

Dalam studi ini digunakan dua macam uji distribusi, yaitu : Chi Square Test dan Smirnov-

Kolmogorov sebagai berikut.

Hasil-hasil pengujian tersebut serta tabel-tabel pendukung dapat dilihat pada tabel-tabel

berikut .

Tabel 4.1. Hasil Uji Distribusi Curah Hujan Rancangan

UJI CHI-SQUARENo

. Metode Distribusi Nilai X2hitung Nilai X2Kritis Keterangan

1 Distribusi Gumbel Tipe I 0,7368 5,9915 Memenuhi2 Distribusi Log Normal 2 Parameter 0,7368 5,9915 Memenuhi3 Distribusi Log Pearson Tipe III 3,8947 5,9915 Memenuhi4 Distribusi Normal 3,8947 5,9915 Memenuhi

UJI SMIRNOV KOLMOGOROFNo

. Metode Distribusi Nilai X2hitung Nilai X2Kritis Keterangan

1 Distribusi Gumbel Tipe I 0,0848 0,3010 Memenuhi2 Distribusi Log Normal 2 Parameter 0,1438 0,3010 Memenuhi3 Distribusi Log Pearson Tipe III 0,1006 0,3010 Memenuhi4 Distribusi Normal 0,1039 0,3000 Memenuhi

Berdasarkan pada hasil pengujian sebagaimana disajikan dalam Tabel 4.5, disimpulkan

bahwa untuk DPS PLTM KALIERANG dapat memenuhi dengan menggunakan metode uji

Chi-Sguare dan Smirnov Kolmogorov.

Selanjutnya dengan analisis frekuensi sebagaimana dianalisis diatas dilakukan

perhitungan curah hujan rancangan pada masing-masing frekuensi distribusi dengan hasil

adalah sebagai berikut :

Tabel 4.2. Hasil Analisa Curah Hujan Rancangan

No.Kala

UlangDistribusi Gumbel

Tipe IDistribusi Log Normal 2

ParameterDistribusi Log Pearson

Tipe IIIDistribusi Normal

(tahun) (mm) (mm) (mm) (mm)1 2 104,684 105,438 105,825 107,7592 5 127,095 124,452 124,630 125,3063 10 141,932 136,028 135,733 134,4974 20 156,165 146,564 146,466 142,0175 25 160,680 148,665 148,712 144,3156 50 174,587 159,629 157,765 150,5827 100 188,393 169,857 166,371 156,431



2 5 10 20 25 50 10080

100

120

140

160

180

200

Grafik Analisis Perhitungan Curah Hujan Rancangan Harian Maksimum Tahunan

Periode Kala Ulang (Tahun)

Cura

h Hu

jan

Ranc

anga

n (m

m)

Gambar 4-7. Grafik Analisis Perhitungan Curah Hujan Rancangan Harian Maksimum Tahunan

Dengan pertimbangan bahwa nilai X2 hitung cukup aman terhadap nilai X2 kritis, maka

dipilih dengan menggunakan Distribusi Log Normal 2 Parameter.

4.3.5 Debit Banjir Rencana

Berdasarkan identifikasi peta Daerah Pengaliran Sungai KALIERANG, diperoleh data

teknis adalah sebagai berikut :

No Nama DPSLuas DPS Panjang Sungai

UtamaKoefisien

Pengaliran H1 H2 DH Kemiringan Rerata Sungai

(Km2) (Km) (C) (m) (m) (m) (I)

1 PLTM KALIERANG 34,000 9,30 0,750 1000,0 530,00 470,00 0,05615

34,000 Nama DPS SUB DPS -

H1 = Elevasi Hulu (m) 1000,00

H2 = Elevasi Hilir (m) 530,00

DATA UNTUK METODE RATIONAL MONONOBE

Nama DPS SUB DPS -

H (Beda Tinggi Antara Titik Terjauh Dengan Mulut Catchment) (km) = 0,470



L (Panjang Sungai ) (Km) = 9,300

V (Kecepatan Perambatan Sungai) (km/jam) = 12,009

t (Waktu Konsentrasi) (jam) = 0,774

a (Koefisien Limpasan Air Hujan) = 0,750

Untuk menentukan debit banjir rencana pada DPS PLTM KALIERANG telah dilakukan

analisa debit puncak banjir dengan beberapa metode yang berbeda yaitu :

A. Metode Haspers

Hasil Perhitungan dengan metode Hasper adalah sebagai berikut :

Tabel 4.1. Hasil Perhitungan dengan metode Hasper

n Rn t ra b

qt A Qn

(Tahun) (mm) (jam) (mm) (m3/d/km2) (km2) (m3/dt)

2 105,438 1,412 61,733 0,606 0,857 12,141 34,00 214,1755 124,452 1,412 72,865 0,606 0,857 14,330 34,00 252,797

10 136,028 1,412 79,643 0,606 0,857 15,663 34,00 276,31120 146,564 1,412 85,811 0,606 0,857 16,876 34,00 297,71225 148,665 1,412 87,041 0,606 0,857 17,118 34,00 301,97950 159,629 1,412 93,460 0,606 0,857 18,380 34,00 324,251

100 169,857 1,412 99,449 0,606 0,857 19,558 34,00 345,027

B. Metode Rational Mononobe

Hasil Perhitungan dengan metode Mononobe

Tabel 4.2. Hasil Perhitungan dengan metode Mononobe

n R V t ra

A Qn( Tahun ) ( mm ) ( km/jam ) ( jam ) ( mm/jam ) ( km2 ) ( m3/det )

2 105,4385 12,0089 0,7744 43,3452 0,7500 34,0000 307,02845 124,4520 12,0089 0,7744 51,1616 0,7500 34,0000 362,3944

10 136,0284 12,0089 0,7744 55,9205 0,7500 34,0000 396,103920 146,5639 12,0089 0,7744 60,2516 0,7500 34,0000 426,782425 148,6646 12,0089 0,7744 61,1152 0,7500 34,0000 432,899750 159,6289 12,0089 0,7744 65,6226 0,7500 34,0000 464,8267

100 169,8569 12,0089 0,7744 69,8273 0,7500 34,0000 494,6099

C. Metode Weduwen

Hasil perhitungan pada setiap periode ulang sebagaimana dalam tabel berikut :



Tabel 4.3. Hasil Perhitungan dengan metode Weduwen

Kala Ulang, n

CH Rancang

an, R

Waktu Konsentrasi,

t

Luasan Curah

Hujan, qn

Koefisien Reduksi

Koefisien Limpasan A Qn

( Tahun ) ( mm ) (jam) ( jam ) b a ( km2 ) (m3/det)2 105,438 2,555 7,422 0,847 0,691 34,00 147,8015 124,452 2,487 8,910 0,846 0,718 34,00 184,080

10 136,028 2,448 9,836 0,846 0,732 34,00 207,12720 146,564 2,415 10,690 0,845 0,744 34,00 228,66725 148,665 2,405 10,871 0,845 0,747 34,00 233,25950 159,629 2,375 11,762 0,845 0,758 34,00 256,038

100 169,857 2,349 12,604 0,844 0,768 34,00 277,754D. Metode HSS Nakayasu

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.00

25

50

75

100

125

150

175

HIDROGRAF SATUAN SINTETIK (HSS) NAKAYASU PADA SUB DPS PLTM KALIERANG

KALA ULANG 2 TAHUNKALA ULANG 5 TAHUNKALA ULANG 10 TAHUNKALA ULANG 20 TAHUNKALA ULANG 25 TAHUNKALA ULANG 50 TAHUNKALA ULANG 100 TAHUN

Waktu (Jam)

Deb

it Ba

njir

Ranc

anga

n (m

3/dt

)

2,38

Gambar 4-8. Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu PLTM KALIERANG

Besarnya debit banjir rencana dengan berbagai periode ulang (T) dapat dilihat pada Tabel

4.17 dan Gambar 4-9 berikut.

Tabel 4.4. Hasil Debit Banjir Rencana DPS KALIERANG

No.Kala

Ulang (Tahun)

Debit Banjir Rancangan (m3/dtk)

Metode Haspers Metode Melchior

Metode Rational

Mononobe

Metode Weduwen HSS Nakayasu

1 2 214,1748 34,3783 307,0284 147,8012 55,95362 5 252,7966 42,3671 362,3944 184,0800 79,99433 10 276,3114 47,4778 396,1039 207,1273 94,95994 20 297,7119 52,2843 426,7824 228,6665 109,86215 25 301,9792 53,3823 432,8997 233,2594 113,02896 50 324,2506 58,4310 464,8267 256,0376 125,9421



7 100 345,0265 63,2721 494,6099 277,7538 138,4237

2 5 10 20 25 50 1000

100

200

300

400

500

600

700Grafik Debit Banjir Rancangan tiap Metoda

Kala Ulang (Tahun)

Debi

t Ban

jir (m

3/de

t)

Gambar 4-9. Grafik Banjir Tiap Metode

Berdasarkan pada hasil perhitungan dengan berbagai metode tersebut diatas, akhirnya

dipilih dengan menggunakan metode HSS Nakayasu dengan pertimbangan perhitungan

HSS Nakayasu memiliki tinjauan yang lebih akurasi karena dapat menganalisa debit

banjir dalam hitungan jam. Sedangkan untuk yang lainnya hanya bisa menganalisa debit

banjir puncak.

BAB 4 4-14.1 ANALISA HIDROLOGI...................................................................................4-14.2 DEBIT ANDALAN...........................................................................................4-1

4.2.1 Ketersediaan Data..............................................................................4-14.2.2 Analisis Data Hujan Dan Data Klimatologi..........................................4-24.2.3 Hasil Pemodelan Debit dengan Metode MOCK dan NRECA.............4-54.2.3.1 Hasil Debit PLTM KALIERANG..............................................4-54.2.3.2 Frecuency Curve (monthly)....................................................4-64.2.3.3 Flow Duration Curve...............................................................4-74.2.4 Pemilihan Hasil Pembangkitan Debit..................................................4-94.2.4.1 Pengeplotan Time Series Data...............................................4-94.2.4.2 Korelasi Data Hujan dan Debit Hasil Pembangkitan..............4-9

4.3 BANJIR RENCANA......................................................................................4-104.3.1 Data Hujan Maksimum Tahunan......................................................4-104.3.2 Pemilihan Jenis Distribusi.................................................................4-10



4.3.3 Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana........................................4-114.3.4 Uji Kesesuaian Metode Analisa Distribusi........................................4-224.3.5 Debit Banjir Rencana........................................................................4-24

Gambar 4-1. Peta Lokasi Pos Hidrologi sekitar PLTM KALIERANG...................................4-2Gambar 4-2. Frecuency Curve KALIERANG MOCK..........................................................4-6Gambar 4-3. Frecuency Curve KALIERANG NRECA.........................................................4-7Gambar 4-4. Flow Duration Curve PLTM KALIERANG dengan MOCK...........................4-7Gambar 4-5. Flow Duration Curve PLTM KALIERANG dengan NRECA..........................4-8Gambar 4-6. Grafik time series hujan dan debit pembangkitan PLTM KALIERANG..........4-9Gambar 4-7. Grafik Analisis Perhitungan Curah Hujan Rancangan Harian

Maksimum Tahunan..............................................................................................4-23Gambar 4-8. Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu PLTM KALIERANG..................4-25Gambar 4-9. Grafik Banjir Tiap Metode.............................................................................4-26

Tabel 4.1. Barchart ketersediaan data PLTM KALIERANG............................................4-2Tabel 4.2. Data Hujan Pada Pos Hujan di Stasiun Kemaron..........................................4-3Tabel 4.3. Data Hujan Pada Pos Hujan di Stasiun Bojong..............................................4-3Tabel 4.4. Perhitungan Klimatologi CA PLTM KALIERANG...........................................4-4Tabel 4.5. Hasil Simulasi Q MOCK KALIERANG............................................................4-5Tabel 4.6. Hasil Simulasi Q NRECA KALIERANG..........................................................4-5Tabel 4.7. Debit Andalan KALIERANG...........................................................................4-8Tabel 4.8. Pemilihan Analisa Distribusi Frekuensi Metode Normal...............................4-12Tabel 4.9. Pemilihan Analisa Distribusi Frekuensi Metode Log Normal 2

Parameter..............................................................................................................4-15Tabel 4.10. Pemilihan Analisa Distribusi Frekuensi Metode Log Pearson Tipe III..........4-17Tabel 4.11. Pemilihan Analisa Distribusi Frekuensi Metode Gumbel Tipe I....................4-20Tabel 4.12. Hasil Uji Distribusi Curah Hujan Rancangan................................................4-22Tabel 4.13. Hasil Analisa Curah Hujan Rancangan........................................................4-23Tabel 4.14. Hasil Perhitungan dengan metode Hasper...................................................4-24Tabel 4.15. Hasil Perhitungan dengan metode Mononobe.............................................4-25Tabel 4.16. Hasil Perhitungan dengan metode Weduwen..............................................4-25Tabel 4.17. Hasil Debit Banjir Rencana DPS KALIERANG.............................................4-26


Bab 4 Analisa Hidrologi

Documents

Transcript of Bab 4 Analisa Hidrologi