ANALISIS KARAKTERISTIK GENANGAN TERHADAP KEJADIAN

HUJAN DAN SIFAT FISIK TANAH DI UNIVERSITAS BRAWIJAYA

SKRIPSI

TEKNIK PENGAIRAN KONSENTRASI PEMANFAATAN DAN

PENDAYAGUNAAN SUMBER DAYA AIR

Ditujukan untuk memenuhi persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

BASRI QOMARI

NIM. 135060407111020

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

MALANG

2017

Sebuah Persembahan untuk:

Ibu, Bapak, Kakak, dan Adik-adik Tercinta

Serta Keluarga Besar Mahasiswa Teknik Pengairan

PERNYATAAN ORISINALITAS SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa sepanjang pengetahuan saya dan

berdasarkan hasil penelusuran berbagai karya ilmiah, gagasan dan masalah ilmiah yang

diteliti dan diulas di dalam naskah skripsi ini adalah asli dari pemikiran saya. tidak terdapat

karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di

suatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau

diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan

disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.

Apabila ternyata di dalam naskah skripsi ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur

jiplakan, saya bersedia skripsi dibatalkan, serta diproses sesuai dengan peraturan

perundang-undangan yang berlaku (UU No. 20 Tahun 2003, pasal 25 ayat 2 dan pasal 70).

Malang, 23 Oktober 2017

Mahasiswa,

Basri Qomari

NIM 135060407111020

i

PENGANTAR

Alhamdulillahirabbil „Alamiin, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah

mencurahkan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan

penyusunan skripsi yang berjudul “ANALISIS KARAKTERISTIK GENANGAN

TERHADAP KEJADIAN HUJAN DAN SIFAT FISIK TANAH DI UNIVERSITAS

BRAWIJAYA” dengan segala kendala yang telah dihadapi.

Skripsi merupakan kewajiban bagi mahasiswa Jurusan Pengairan Fakultas Teknik

Universitas Brawijaya guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST.). Penyusun menyadari

bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan sehingga

diharapkan banyaknya masukan dari berbagai kalangan khususnya jajaran dosen serta

teman-teman dari Jurusan Pengairan. Hal ini dikarenakan adanya segala bentuk

keterbatasan yang dimiliki oleh penyusun.

Dengan segenap kerendahan hati, penyusun mengucapkan banyak terimakasih

kepada:

1. Allah SWT yang telah merancang seluruh rencana-Nya sehingga memperlancar

penyusun dalam proses penyusunan skripsi ini.

2. Ibu, Bapak, kakak, dan adik-adik penyusun atas do‟a, kasih sayang, dan segala

bentuk dukungannya baik moril maupun materil kepada penyusun agar terus

semangat melakukan yang terbaik.

3. Bapak Dr. Eng. Donny Harisuseno, ST., MT. Dan Ibu Dr. Eng. Evi Nur Cahya,

ST., MT. selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan

serta arahan dalam penyusunan skripsi ini.

4. Bapak Dr. Runi Asmaranto, ST., MT. dan Ibu Dr. Ir. Ussy Andawayanti, MS.

selaku dosen penguji yang telah bersedia memberi masukan dan bimbingan kepada

penyusun.

5. Teman-teman Teknik Pengairan angkatan tahun 2013 yang banyak memberikan

semangat, motivasi, serta bantuan kepada penyusun.

6. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu pada kesempatan ini.

ii

Demikian pengantar yang dapat penyusun sampaikan, diharapkan saran dan kritik

dari semua kalangan untuk membangun skripsi ini lebik baik dan dapat bermanfaat bagi

kita semua.

Malang, Oktober 2017

Penyusun

iii

RINGKASAN

Basri Qomari, Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya,

September 2017, Analisis Karakteristik Genangan Terhadap Kejadian Hujan dan Sifat

Fisik Tanah di Universitas Brawijaya, Dosen Pembimbing: Donny Harisuseno dan Evi

Nur Cahya.

Universitas Brawijaya merupakan lembaga dan fasilitas pendidikan di Kota Malang

dengan jumlah pelajar yang terus meningkat. Peningkatan tersebut juga sebanding dengan

upaya kampus dalam penyediaan ruang atau gedung kuliah yang berpotensi meningkatkan

pembukaan lahan dan dapat memicu terjadinya banjir. Penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui genangan beserta karakteristiknya sebagai upaya meningkatkan efisiensi

perencanaan bangunan pengendali banjir.

Penelitian dilakukan di delapan lokasi yang tersebar di seluruh Universitas

Brawijaya. Data yang digunakan merupakan data primer berupa hasil pengukuran laju

infiltrasi dan pengujian sifat fisik tanah dan juga data sekunder berupa data hujan dari

Stasiun Hujan Teknik Pengairan. Genangan diperoleh dengan menggabungkan hasil dari

uji infiltrasi dengan pola distribusi intensitas hujan. Intensitas hujan akan dibentuk

berdasarkan data hujan hasil pengamatan Stasiun Hujan Teknik Pengairan dan pengujian

laju infiltrasi menggunakan alat Turf-Tec Infiltrometer. Pada penelitian ini analisis

dilakukan dengan menggunakan kondisi hujan rancangan dengan kala ulang 2, 5, 10 dan

20 tahun. Selain itu juga dilakukan analisis sifat fisik tanah pada lokasi penelitian antara

lain kadar air tanah, porositas tanah dan ukuran butiran tanah yang dalam hal ini adalah

komposisi clay, silt dan sand. Dengan menggunakan metode perbandingan nilai intensitas

hujan dan laju infiltrasi yang terjadi pada suatu kurun waktu tertentu maka akan didapatkan

besaran tinggi genangan dan durasi genangan.

Hasil analisis menunjukkan lima dari delapan lokasi penelitian terjadi genangan.

Hujan rancangan dengan kala ulang 2, 5, 10 dan 20 tahun rata-rata mengakibatkan

terjadinya genangan masing-masing setinggi 17,038, 34,053, 52,981 dan 76,475 mm dan

selama 39, 51, 57 dan 69 menit di lima lokasi tersebut. Berdasarkan hasil analisis genangan

dan sifat fisik tanah di laboratorium didapatkan bahwa sifat fisik tanah yang dapat

mempengaruhi karakteristik genangan hanya komposisi clay yaitu sebesar 60,85% untuk

durasi genangan dan 51,65% untuk tinggi genangan.

Kata kunci: genangan, hujan, sifat fisik tanah, infiltrasi

iv

Halaman ini sengaja dikosongkan

v

SUMMARY

Basri Qomari, Depertement of Water Resources Engineering, Faculty of Engineering,

University of Brawijaya, Oktober 2017, Analysis of Puddle Characteristics of Rainfall and

Soil Physical Properties in University of Brawijaya. Academic Supervisor : Donny

Harisuseno and Evi Nur Cahya

University of Brawijaya is an institution and educational facility in Malang City

with increasing number of students. The increase is also proportional to the campus effort

in the provision of space or buildings that have the potential to increase land clearing and

can trigger flooding. This study aims to determine the puddle and the characteristics as an

effort to improve the efficiency of flood control building planning.

The study was conducted in eight locations spread throughout Brawijaya

University. The data used are primary data in the form of infiltration rate measurement and

soil physicaly properties and also secondary data in the form of rainfall data from Rainfall

Station in Departement of Water Resources Engineering. The puddle was obtained by

combining the results of the infiltration test with the rainfall hyetograph. Rainfall intensity

will be formed based on observation data from Rainfall Station and infiltration test is done

using Turf-Tec Infiltrometer. In this study, the analysis is done by using the design rainfall

conditions with the period of 2, 5, 10 and 20 years. In addition, the analysis of soil physical

properties in the study sites include soil moisture content, porosity and soil grain size in

this case is the composition of clay, silt and sand. By using the method of comparison

between rainfall intensity and infiltration rate at a certain period of time, it will get the high

of puddle and the puddle duration.

The results of the analysis showed that five of the eight research sites were

inundated. Design rainfall with 2, 5, 10 and 20 year period resulted in puddles of 17,038,

34,053, 52,981 and 76,475 mm respectively and for 39, 51, 57 and 69 minutes at the five

sites. Based on the results of puddle analysis and soil physical properties in the laboratory

found that soil physical properties that can affect the characteristics of the puddle only clay

composition of 60.85% for the puddle duration and 51.65% for the high of puddle.

Keywords: puddle, design rainfall, soil physical properties, infiltration

vi

Halaman ini sengaja dikosongkan

vii

DAFTAR ISI

PENGANTAR ................................................................................................................ i

RINGKASAN ................................................................................................................. iii

SUMMARY .................................................................................................................... v

DAFTAR ISI .................................................................................................................. vii

DAFTAR TABEL .......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1

1.1 Latar belakang ............................................................................................ 1

1.2 Identifikasi Masalah ................................................................................... 2

1.3 Rumusan Masalah ...................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ......................................................................................... 3

1.5 Tujuan .......................................................................................................... 3

1.6 Manfaat ....................................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 5

2.1 Siklus Hidrologi ......................................................................................... 5

2.2 Presipitasi dan Hujan .................................................................................. 6

2.2.1 Definisi .............................................................................................. 6

2.2.2 Tipe Hujan ........................................................................................ 7

2.2.3 Intensitas Hujan ................................................................................ 8

2.2.4 Distribusi Hujan (Hyetograph) ......................................................... 9

2.3 Infiltrasi ...................................................................................................... 10

2.3.1 Laju Infiltrasi .................................................................................... 11

2.3.2 Faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi ............................................... 11

2.3.3 Pengukuran Laju Infiltrasi ................................................................ 14

2.4 Uji Konsistensi Data Metode RAPS ........................................................... 15

2.5 Uji Outlier Data .......................................................................................... 16

2.6 Uji Ketiadaan Trend Metode Spearman ..................................................... 17

2.7 Uji Stasioner ............................................................................................... 18

2.8 Uji Persitensi .............................................................................................. 20

2.9 Analisis Distribusi Curah Hujan ................................................................. 20

2.9.1 Metode Distribusi Normal ................................................................ 21

2.9.2 Metode Distribusi Log Normal ......................................................... 22

2.9.3 Metode Distribusi Gumbel ................................................................ 22

2.9.4 Metode Distribusi Log Pearson III ................................................... 23

2.10 Uji Keselarasan Distribusi Frekuensi ......................................................... 25

2.10.1 Uji Chi-Square ................................................................................ 25

2.10.2 Uji Smirnov-Kolmogorof ............................................................... 27

viii

2.11 Genangan ...................................................................................................... 28

2.12 Waktu Penggenangan (Ponding Time) ......................................................... 29

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................... 31

3.1 Umum .......................................................................................................... 31

3.2 Lokasi Penelitian ......................................................................................... 31

3.3 Persiapan Penelitian .................................................................................... 32

3.4 Pengelompokan Data .................................................................................. 34

3.5 Pelaksanaan Penelitian ................................................................................ 34

3.6 Pengolahan Data Hujan ............................................................................... 38

3.6.1 Analisis Data Hujan Harian Maksimum Tahunan ............................. 38

3.6.2 Analisis Data Hujan ARR (Automatic Rainfall Recorder) ................ 39

3.7 Analisis Karakteristik Genangan ................................................................ 41

3.8 Analisis Hubungan Durasi dan Tinggi Genangan Terhadap Sifat Fisik

Tanah dan Hujan Rancangan ...................................................................... 43

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ................................................................. 45

4.1 Pengujian Laju Infiltrasi ............................................................................. 45

4.2 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi ................................................................. 47

4.3 Hasil Pengamatan Sifat Tanah .................................................................... 56

4.3.1 Ukuran Butiran Tanah ....................................................................... 56

4.3.2 Kadar Air Tanah ................................................................................ 61

4.3.3 Porositas Tanah ................................................................................. 62

4.4 Hasil Pengukuran Data Hujan ..................................................................... 63

4.4.1 Data Hujan Harian Maksimum Tahunan ........................................... 63

4.4.2 Uji Konsistensi Metode RAPS (Rescale Adjusted Partial Sums) ..... 64

4.4.3 Uji Normalitas Data (Outlier) ............................................................ 65

4.4.4 Uji Ketiadaan Trend Metode Spearman ............................................ 66

4.4.5 Uji Stasioner ...................................................................................... 68

4.4.6 Uji Persistensi .................................................................................... 69

4.4.7 Uji Kesesuaian Distribusi .................................................................. 70

4.4.7.1 Uji Smirnov Kolmogorof ....................................................... 70

4.4.7.2 Uji Chi-Square ....................................................................... 73

4.4.8 Analisis Hujan Rancangan ................................................................. 76

4.4.9 Analisis Data Hujan ARR (Automatic Rainfall Recorder) ................ 78

4.5 Distribusi Hujan Kala Ulang 2, 5, 10 dan 20 Tahun ................................... 81

4.6 Karakteristik Genangan ............................................................................... 84

4.7 Analisis Volume Genangan ........................................................................ 108

4.8 Hubungan Durasi Genangan dan Tinggi Genangan Terhadap Sifat Fisik

Tanah dan Kala Ulang Hujan Rancangan ................................................... 108

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 119

5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 119

5.2 Saran ........................................................................................................... 120

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL

No. Judul Halaman

Tabel 2.1 Keadaan Hujan dan Intensitas Hujan........................................................ 9

Tabel 2.2 Nilai Q/n0,5

dan R/n0,5

............................................................................... 16

Tabel 2.3 Nilai Kn Uji Outlier .................................................................................. 17

Tabel 2.4 Persentase Distribusi t Probabilitas 5% .................................................... 19

Tabel 2.5 Persentase Distribusi F Probabilitas 5% ................................................... 19

Tabel 2.6 Parameter Statistik .................................................................................... 20

Tabel 2.7 Nilai Variabel Reduksi Gauss .................................................................. 21

Tabel 2.8 Reduced Mean Yn ..................................................................................... 23

Tabel 2.9 Reduced Standard Deviation Sn ............................................................... 23

Tabel 2.10 Reduced Variate Yt ................................................................................... 23

Tabel 2.11 Harga K untuk Distribusi Log Pearson III ............................................... 25

Tabel 2.12 Distribusi Chi Square ............................................................................... 27

Tabel 2.13 Nilai Kritis Δ0 untuk Uji Smirnov Kolmogorof ....................................... 28

Tabel 3.1 Lokasi Penelitian ...................................................................................... 31

Tabel 3.2 Contoh Tabel Hasil Pembacaan Laju Infiltrasi dengan Alat Turf Tec

Infiltrometer ............................................................................................. 35

Tabel 3.3 Contoh Tabel Perhitungan Intensitas Hujan Rerata ................................. 39

Tabel 3.4 Contoh Tabel Perhitungan Distribusi Hujan ............................................ 40

Tabel 3.5 Contoh Tabel Perhitungan Intensitas Hujan ............................................. 40

Tabel 3.6 Contoh Tabel Perhitungan Tinggi Genangan ........................................... 41

Tabel 3.7 Contoh Tabel Perhitungan Durasi Genangan ........................................... 42

Tabel 3.8 Contoh Tabel Rekapitulasi Perhitungan Tinggi Genangan ...................... 42

Tabel 3.9 Contoh Tabel Rekapitulasi Perhitungan Durasi Genangan ...................... 43

Tabel 4.1 Kondisi Lokasi dan Waktu Penelitian ...................................................... 46

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Kedokteran ........................ 48

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Ilmu Budaya ...................... 49

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA I .............................. 50

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA II ............................. 51

Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Rektorat I ......................................... 52

Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Rektorat II ........................................ 53

Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di GOR Pertamina ................................ 54

Tabel 4.9 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Pertanian ............................ 55

Tabel 4.10 Rekapitulasi Karakteristik Laju Infiltrasi ................................................. 56

Tabel 4.11 Hasil Analisa Butiran Menggunakan Saringan pada Lokasi Fakultas

Kedokteran................................................................................................ 57

Tabel 4.12 Hasil Analisa Agregat Halus Menggunakan Metode Hidrometer ............ 57

Tabel 4.13 Komposisi Penyusun Tanah ..................................................................... 59

Tabel 4.14 Jenis Tanah Berdasarkan Klasifikasi USDA ............................................ 60

Tabel 4.15 Hasil Pengukuran Kadar Air Tanah.......................................................... 61

Tabel 4.16 Hasil Pengukuran Porositas Tanah ........................................................... 62

Tabel 4.17 Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan Stasiun Hujan Pengairan

Tahun 1995 – 2015 ................................................................................... 64

Tabel 4.18 Hasil Uji Konsistensi Metode RAPS ........................................................ 65

x

Tabel 4.19 Hasil Uji Outlier Data Curah Hujan Stasiun Hujan Teknik Pengairan ..... 66

Tabel 4.20 Uji Ketiadaan Trend Hujan ....................................................................... 67

Tabel 4.21 Kelompok Data Huan Tahunan Uji Stasioner ........................................... 68

Tabel 4.22 Perhitungan Uji Persistensi ....................................................................... 69

Tabel 4.23 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Normal ............................................ 71

Tabel 4.24 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Log Normal ..................................... 71

Tabel 4.25 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Gumbel............................................ 72

Tabel 4.26 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Log Pearson III ............................... 72

Tabel 4.27 Rekapitulasi Hasil Uji Smirnov Komogorof ............................................. 73

Tabel 4.28 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Normal ............................................. 74

Tabel 4.29 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Log Normal ..................................... 74

Tabel 4.30 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Gumbel ............................................ 74

Tabel 4.31 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Log Pearson III ................................ 74

Tabel 4.32 Rekapitulasi Kelas Uji Chi Square ............................................................ 74

Tabel 4.33 Perhitungan Chi Square Distribusi Normal ............................................... 75

Tabel 4.34 Perhitungan Chi Square Distribusi Log Normal ....................................... 75

Tabel 4.35 Perhitungan Chi Square Distribusi Gumbel .............................................. 75

Tabel 4.36 Perhitungan Chi Square Distribusi Log Pearson III .................................. 75

Tabel 4.37 Hasil Uji Chi Square ................................................................................. 76

Tabel 4.38 Data Curah Hujan dan Parameter Statistik ................................................ 77

Tabel 4.39 Perhitungan Hujan Rancangan .................................................................. 77

Tabel 4.40 Durasi Hujan Tahunan dan Intenstitas Hujan Rerata Stasiun Hujan

Teknik Pengairan Periode 1995 – 2015 .................................................... 78

Tabel 4.41 Distribusi Hujan pada Hujan Harian Maksimum Tahunan Tahun 2013 ... 80

Tabel 4.42 Distribusi Hujan Kala Ulang 2 Tahun ....................................................... 81

Tabel 4.43 Distribusi Hujan Kala Ulang 5 Tahun ....................................................... 82

Tabel 4.44 Distribusi Hujan Kala Ulang 10 Tahun ..................................................... 83

Tabel 4.45 Distribusi Hujan Kala Ulang 20 Tahun ..................................................... 84

Tabel 4.46 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 5 Tahun ....... 86

Tabel 4.47 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 10 Tahun ..... 87

Tabel 4.48 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 20 Tahun ..... 87

Tabel 4.49 Durasi Genangan Fakultas Kedokteran ..................................................... 88

Tabel 4.50 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 2 Tahun ............ 92

Tabel 4.51 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 5 Tahun ............ 93

Tabel 4.52 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 10 Tahun .......... 93

Tabel 4.53 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 20 Tahun .......... 94

Tabel 4.54 Durasi Genangan Fakultas MIPA II .......................................................... 95

Tabel 4.55 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 2 Tahun ........................ 95

Tabel 4.56 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 5 Tahun ........................ 96

Tabel 4.57 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 10 Tahun ...................... 97

Tabel 4.58 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 20 Tahun ...................... 97

Tabel 4.59 Durasi Genangan Rektorat I ...................................................................... 98

Tabel 4.60 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 5 Tahun ....................... 99

Tabel 4.61 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 10 Tahun ..................... 99

Tabel 4.62 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 20 Tahun ..................... 100

Tabel 4.63 Durasi Genangan Rektorat II ..................................................................... 100

Tabel 4.64 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 2 Tahun ............... 101

Tabel 4.65 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 5 Tahun ............... 101

Tabel 4.66 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 10 Tahun ............. 102

Tabel 4.67 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 20 Tahun ............. 102

xi

Tabel 4.68 Durasi Genangan GOR Pertamina ............................................................ 103

Tabel 4.69 Rekapitulasi Tinggi Genangan ................................................................. 107

Tabel 4.70 Rekapitulasi Waktu Penggenangan (Ponding Time) ............................... 107

Tabel 4.71 Rekapitulasi Durasi Genangan ................................................................. 107

Tabel 4.72 Analisis Volume Genangan Universitas Brawijaya ................................ 108

Tabel 4.73 Rekapitulasi Nilai R2 Hubungan Karakter Genangan dengan Sifat

Fisik Tanah dan Kala Ulang Hujan Rancangan........................................ 117

xii

Halaman ini sengaja dikosongkan

xiii

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Halaman

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi ....................................................................................... 6

Gambar 2.2 Proses Terjadinya Hujan Konveksi .......................................................... 7

Gambar 2.3 Proses Terjadinya Hujan Orografis .......................................................... 8

Gambar 2.4 Histogram Distribusi Hujan ..................................................................... 10

Gambar 2.5 Kurva Laju Infiltrasi ................................................................................ 11

Gambar 2.6 Infiltrometer Ring Tunggal ...................................................................... 14

Gambar 2.7 Infiltrometer Ring Ganda ......................................................................... 15

Gambar 2.8 Profil Kelembaban Tanah Sebelum, Saat, dan Setelah Genangan

Terjadi ....................................................................................................... 29

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian .............................................................................. 32

Gambar 3.2 Alat Turf Tec Infiltrometer ....................................................................... 33

Gambar 3.3 Alat Sekop ................................................................................................ 33

Gambar 3.4 Alat GPS .................................................................................................. 33

Gambar 3.5 Diagram Alir Pengerjaan Skripsi ............................................................. 44

Gambar 4.1 Peta Lokasi Penelitian di Universitas Brawijaya ..................................... 45

Gambar 4.2 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Kedokteran .......................................... 48

Gambar 4.3 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Ilmu Budaya ........................................ 49

Gambar 4.4 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA I ................................................ 50

Gambar 4.5 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA II ............................................... 51

Gambar 4.6 Kurva Laju Infiltrasi di Rektorat I ........................................................... 52

Gambar 4.7 Kurva Laju Infiltrasi di Rektorat II .......................................................... 53

Gambar 4.8 Kurva Laju Infiltrasi di GOR Pertamina .................................................. 54

Gambar 4.9 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Pertanian .............................................. 55

Gambar 4.10 Kurva Distribusi Agregat Fakultas Kedokteran ....................................... 58

Gambar 4.11 Jenis Tanah Fakultas Kedokteran Berdasarkan USDA ........................... 59

Gambar 4.12 Klasifikasi Jenis Tanah Berdasarkan USDA ........................................... 60

Gambar 4.13 Kertas ARR dari Hujan Tahunan Tahun 2013 ......................................... 80

Gambar 4.14 Pola Distribusi Hujan ............................................................................... 81

Gambar 4.15 Histogram Hujan Kala Ulang 2 Tahun .................................................... 82

Gambar 4.16 Histogram Hujan Kala Ulang 5 Tahun .................................................... 83

Gambar 4.17 Histogram Hujan Kala Ulang 10 Tahun .................................................. 83

Gambar 4.18 Histogram Hujan Kala Ulang 20 Tahun .................................................. 84

Gambar 4.19 Analisa Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 2 Tahun ................ 85

Gambar 4.20 Analisa Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 5 Tahun ................ 85

Gambar 4.21 Analisa Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 10 Tahun .............. 86

Gambar 4.22 Analisa Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 20 Tahun .............. 87

Gambar 4.23 Analisa Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 2 Tahun .............. 88

Gambar 4.24 Analisa Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 5 Tahun .............. 89

Gambar 4.25 Analisa Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 10 Tahun ............ 89

Gambar 4.26 Analisa Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 20 Tahun ............ 89

Gambar 4.27 Analisa Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 2 Tahun ....................... 90

Gambar 4.28 Analisa Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 5 Tahun ....................... 90

Gambar 4.29 Analisa Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 10 Tahun ..................... 91

xiv

Gambar 4.30 Analisa Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 20 Tahun ..................... 91

Gambar 4.31 Analisa Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 2 Tahun ...................... 92

Gambar 4.32 Analisa Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 5 Tahun ...................... 92

Gambar 4.33 Analisa Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 10 Tahun .................... 93

Gambar 4.34 Analisa Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 20 Tahun .................... 94

Gambar 4.35 Analisa Genangan Rektorat I Kala Ulang 2 Tahun .................................. 95

Gambar 4.36 Analisa Genangan Rektorat I Kala Ulang 5 Tahun .................................. 96

Gambar 4.37 Analisa Genangan Rektorat I Kala Ulang 10 Tahun ................................ 96

Gambar 4.38 Analisa Genangan Rektorat I Kala Ulang 20 Tahun ................................ 97

Gambar 4.39 Analisa Genangan Rektorat II Kala Ulang 2 Tahun ................................. 98

Gambar 4.40 Analisa Genangan Rektorat II Kala Ulang 5 Tahun ................................. 98

Gambar 4.41 Analisa Genangan Rektorat II Kala Ulang 10 Tahun ............................... 99

Gambar 4.42 Analisa Genangan Rektorat II Kala Ulang 20 Tahun ............................... 99

Gambar 4.43 Analisa Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 2 Tahun ......................... 100

Gambar 4.44 Analisa Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 5 Tahun ......................... 101

Gambar 4.45 Analisa Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 10 Tahun ....................... 101

Gambar 4.46 Analisa Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 20 Tahun ....................... 102

Gambar 4.47 Analisa Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 2 Tahun ..................... 103

Gambar 4.48 Analisa Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 5 Tahun ..................... 103

Gambar 4.49 Analisa Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 10 Tahun ................... 104

Gambar 4.50 Analisa Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 20 Tahun ................... 104

Gambar 4.51 Rekapitulasi Analisa Genangan Kala Ulang 2 Tahun .............................. 105

Gambar 4.52 Rekapitulasi Analisa Genangan Kala Ulang 5 Tahun .............................. 105

Gambar 4.53 Rekapitulasi Analisa Genangan Kala Ulang 10 Tahun ............................ 106

Gambar 4.54 Rekapitulasi Analisa Genangan Kala Ulang 20 Tahun ............................ 106

Gambar 4.55 Kurva Hubungan Kadar Air Akhir dengan Durasi Genangan .................. 109

Gambar 4.56 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Pertama dengan Durasi Genangan ........ 109

Gambar 4.57 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Kedua dengan Durasi Genangan .......... 109

Gambar 4.58 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Ketiga dengan Durasi Genagan ............ 110

Gambar 4.59 Kurva Hubungan Kadar Air Akhir dengan Tinggi Genangan .................. 110

Gambar 4.60 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Pertama dengan Tinggi Genangan ........ 111

Gambar 4.61 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Kedua dengan Tinggi Genangan .......... 111

Gambar 4.62 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Ketiga dengan Tinggi Genagan ............ 111

Gambar 4.63 Kurva Hubungan Porositas dengan Durasi Genangan ............................. 112

Gambar 4.64 Kurva Hubungan Porositas dengan Tinggi Genangan ............................. 112

Gambar 4.65 Kurva Hubungan Komposisi Sand dengan Durasi Genangan .................. 113

Gambar 4.66 Kurva Hubungan Komposisi Sand dengan Tinggi Genangan .................. 113

Gambar 4.67 Kurva Hubungan Komposisi Clay dengan Durasi Genangan .................. 114

Gambar 4.68 Kurva Hubungan Komposisi Clay dengan Tinggi Genangan .................. 114

Gambar 4.69 Kurva Hubungan Komposisi Silt dengan Durasi Genangan .................... 115

Gambar 4.70 Kurva Hubungan Komposisi Silt dengan Tinggi Genangan .................... 115

Gambar 4.71 Kurva Hubungan Kala Ulang Hujan Rancangan dengan

Tinggi Genangan ...................................................................................... 116

Gambar 4.72 Kurva Hubungan Kala Ulang Hujan Rancangan dengan

Durasi Genangan ...................................................................................... 116

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertumbuhan penduduk yang semakin cepat memberikan dampak terhadap proses

pembangunan yang dituntut untuk memenuhi segala bentuk kebutuhan manusia baik

berupa kebutuhan tempat tinggal, perekonomian, sekolah, tempat wisata, sehingga

menyebabkan tertutupnya lahan oleh bahan-bahan kedap air (aspal, beton, dan sejenisnya).

Selain itu untuk memenuhi kebutuhan pangan, lahan resapan dapat berubah menjadi lahan

pertanian. Penutupan lahan dengan berbagai macam tujuan tersebut akan meningkatkan

volume air hujan yang langsung melimpas dan menjadi aliran permukaan (Surface Run

Off). Besarnya nilai aliran permukaan yang dengan cepat menuju saluran drainase dan

terbuang ke laut menyebabkan tidak adanya air yang meresap dan tersimpan di dalam

tanah.

Perubahan jenis tata guna lahan yang bermacam-macam dan terjadi sangat cepat ini

memerlukan penyeimbang yaitu dengan upaya konservasi pada sumber daya air. Hal ini

disebabkan dengan adanya perubahan jenis tata guna lahan akan memunculkan dampak

buruk terhadap siklus hidrologi berupa berkurangnya nilai kapasitas infiltrasi tanah. Selain

itu dengan kondisi lahan yang tertutup juga akan menimbulkan potensi terjadinya banjir.

Kondisi itu semua akan menyebabkan permukaan tanah akan mudah terkena erosi akibat

tidak adanya pengisian air tanah (recharge) dan besarnya debit limpasan. Oleh karena itu

diperlukan upaya konservasi yang lebih efektif pada daerah perkotaan. Penelitian terhadap

permasalahan infiltrasi dan limpasan merupakan langkah awal sebelum melanjutkan pada

upaya berikutnya.

Infiltrasi dan limpasan merupakan dua variabel yang sangat berkaitan, yaitu

keduanya merupakan kejadian respon tanah terhadap hujan. Laju infiltrasi pada suatu

lokasi akan menentukan jumlah limpasan yang terjadi. Jika suatu lokasi memiliki laju

infiltrasi yang relatif rendah jika dibandingkan dengan hujan yang terjadi, maka limpasan

akan segera terjadi dan berpotensi menjadi banjir. Oleh karena itu diperlukan penelitian

mengenai laju infiltrasi guna mengetahui jumlah limpasan yang akan terjadi secara aktual.

2

Menurut penelitian yang dilakukan Henry dan Awudu pada tahun 2015 dinyatakan

bahwa suspensi dari jenis tanah lempung memberikan waktu singkat untuk terjadinya

genangan permukaan atau limpasan. Oleh karena itu jenis tanah akan memberikan

pengaruh terhadap waktu terjadinya genangan. Dengan mengetahui waktu penggenangan

dan intensitas hujan maka akan diketahui besaran tinggi air hujan yang melimpas di atas

tanah jenuh. Hal ini dapat digunakan sebagai dasar perencanaan pengendali banjir pada

daerah hujan sehingga akan meningkatkan efisiensi dalam perhitungan dimensi teknologi

pengendali banjir.

Universitas Brawijaya (UB) merupakan lembaga pendidikan yang di dalamnya

terdapat lebih dari 60.000 orang yang terdiri dari dosen, mahasiswa, dan staf. Ditambah

dengan masuknya ribuan mahasiswa baru setiap tahunnya, tentu memiliki kebutuhan yang

beragam dan membutuhkan lahan yang luas sehingga dari tahun ke tahun semakin banyak

lahan yang tertutup guna memenuhi kebutuhan kehidupan kampus. Sebagai langkah

menghindari banjir, maka diperlukan perencanaan yang efisien mengenai teknologi

pengelolaan banjir di kampus UB.

1.2 Identifikasi Masalah

Banjir merupakan salah satu permasalahan utama dalam kehidupan perkotaan.

Kerugian yang diakibatkan oleh banjir dapat mencapai jumlah yang sangat besar terutama

fasilitas umum yang rusak akibat banjir. Universitas Brawijaya sebagai salah satu fasilitas

pendidikan di wilayah Kota Malang tentu perlu diperhatikan dalam hal pengendalian

banjir. Kondisi ini menuntut ketelitian dalam merencanakan volume banjir. Volume banjir

erat hubungannya dengan waktu kejadian banjir atau durasi genangan. Durasi genangan

dimulai saat nilai intensitas hujan melebih kapasitas infiltrasi tanah. Durasi genangan akan

sangat menentukan jumlah tinggi hujan yang terkonversi menjadi limpasan berdasarkan

nilai intensitas hujan. Durasi dan tinggi genangan yang terjadi merupakan karakteristik dari

suatu genangan yang sangat penting. Oleh karena itu data mengenai karakteristik genangan

yaitu durasi genangan dan tinggi genangan sangat dibutuhkan dalam perencanaan

teknologi pengendali banjir pada daerah perkotaan khususnya di Universitas Brawijaya

agar tercipta teknologi yang efisien.

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan identifikasi masalah di atas, maka permasalahan dalam penelitian ini

dapat dirumuskan sebagai berikut:

1. Bagaimana laju infiltrasi di Universitas Brawijaya?

3

2. Bagaimana pola distribusi hujan untuk Stasiun Hujan Laboratorium Hidrologi

Teknik Pengairan Universitas Brawijaya?

3. Bagaimana karakteristik genangan yang terjadi pada berbagai intensitas hujan dan

sifat fisik tanah di Universitas Brawijaya?

1.4 Batasan Masalah

Agar tidak menyimpang dalam pembahasan maka diperlukan untuk dibuat batasan-

batasan masalah sebagai berikut:

1. Lokasi penelitian di Universitas Brawijaya.

2. Dalam analisa hujan hanya menggunakan Stasiun Hujan Jurusan Teknik Pengairan

Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.

3. Dalam penelitian ini tidak dibahas dan tidak dihubungkan terhadap sistem drainase

yang ada di Universitas Brawijaya.

4. Tidak membahas genangan yang terjadi pada lahan dengan bahan penutup kedap air

atau sejenisnya.

5. Tidak membahas pengaruh topografi terhadap laju infiltrasi

1.5 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa karakteristik genangan dengan

memperhatikan nilai hujan dan laju infiltrasi di Universitas Brawijaya. Sesuai dengan apa

yang tercantum pada rumusan masalah, lebih spesifik lagi tujuan penelitian ini adalah

sebagai berikut:

1. Mengetahui laju infiltrasi yang terjadi di Universitas Brawijaya

2. Mengetahui pola distribusi hujan berdasarkan data hujan hasil pengamatan Stasiun

Hujan Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya

3. Mengetahui karakteristik genangan yang terjadi di Universitas Brawijaya

berdasarkan intensitas hujan dan sifat fisik tanah.

1.6 Manfaat

Diharapkan dengan selesainya penelitian ini akan diketahui histogram hujan dan laju

infiltrasi sehingga dapat digunakan untuk menentukan genangan. Hal ini dapat

dimanfaatkan untuk meningkatkan tingkat efisiensi dalam mendesain perencanaan

teknologi pengendali banjir khususnya di wilayah Universitas Brawijaya dan umumnya

secara konsep di wilayah perkotaan.

4

Halaman ini sengaja dikosongkan

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Siklus Hidrologi

Air merupakan sumber daya alam yang memiliki manfaat paling besar terhadap

kehidupan manusia. Air yang terdapat di alam berada dalam berbagai macam bentuk yaitu

cair, padat/es, salju dan uap yang terkumpul di atmosfer. Keberadaan air di alam ini selalu

mengalami perubahan dan tidak statis. Proses air menguap dari permukaan laut, danau,

sungai, tanah dan tumbuhan-tumbuhan akibat terkena panas matahari. Kemudian proses

alam selanjutnya membuat air dalam bentuk uap berubah menjadi hujan. Hujan yang jatuh

ke permukaan bumi mengalami dua respon yaitu sebagian menyusup ke dalam tanah

(infiltrasi) dan sebagian lagi mengalir di atas permukaan tanah (run off). Air permukan ini

mengalir ke dalam sungai, danau, kemudia mengalir ke laut, kemudian dari tempat itu

menguap lagi dan seterusnya berputar yang disebut siklus hidrologi (Soemarto, 1987:16).

Siklus hidrologi merupakan fokus utama ilmu hidrologi. Siklus tersebut tidak

dimulai dan tidak diakhiri, dan di dalamnya banyak proses yang terjadi secara kontinyu.

(Chow, 1988: 2). Siklus air (siklus hidrologi) adalah rangkaian peristiwa yang dimulai saat

air jatuh ke bumi (hujan) hingga menguap ke udara untuk kemudian jatuh kembali ke bumi

yang merupakan konsep dasar keseimbangan air secara global dan menunjukkan semua hal

yang berhubungan dengan air. Prosesnya sendiri berlangsun mulai dari tahap awal

terjadinya proses penguapan (evaporasi) secara vertikal dan di udara mengalami

pengembunan (evapotranspirasi), lalu terjadi hujan akibat berat air atau salju yang ada di

gumpalan awan. Lalu air hujan jatuh ke atas permukaan tanah yang mengalir melalui akar

tanaman dan ada yang langsung masuk ke pori-pori tanah. Dan di dalam tanah terbentuklah

jaringan air tanah yang juga mengalami transpirasi dengan butir tanah sehingga dengan air

yang berlebih tanah menjadi jenuh air sehingga terbentuklah genangan air (Arsyad,

2010:56). Air tanah (groundwater) yang bergerak jauh lebih lambat keluar lewat alur-alur

masuk ke sungai atau langsung merembes ke pantai. Maka seluruh siklus telah dijalani,

kemudian akan berulang kembali.

6

Gambar 2.1. Siklus Hidrologi

Sumber: Martha (1987:3)

2.2 Presipitasi dan Hujan

2.2.1 Definisi

Presipitasi adalah turunnya air dari atmosfer ke permukaan bumi yang bisa berupa

hujan, hujan salju, kabut, embun, dan hujan es. Di daerah tropis hujan memberikan

sumbangan terbesar sehingga seringkali hujanlah yang dianggap presipitasi

(Triatmodjo, 2008:17). Sedangkan menurut Sosrodarsono (1976:7) presipitasi adalah

nama umum dari uap yang mengkondensasi dan jatuh ke tanah dalam rangkaian proses

siklus hidrologi, biasanya jumlah selalu dinyatakan dengan dalamnya presipitasi (mm).

Jika uap air yang jatuh berbentuk cair disebut hujan (rainfall) dan jika berbentuk padat

disebut salju (snow).

Hujan merupakan suatu peristiwa siklus hidrologi yang terjadi tidak merata di

semua tempat, ada tempat yang mempunyai curah huja yang tingi dan ada tempat yang

mempunyai curah hujan yang rendah. Tinggi rendahnya curah hujan tersebut disebabkan

oleh letak suatu daerah dan iklim setempat, serta kebasahan udara (uap). Pada umumnya di

lereng gunung curah hujan lebih besar dibandingkan di daratan (Soetedjo, 1970).

Menurut Triatmodjo (2008:17), atmosfer bumi mengandung uap air, meskipun

jumlah uap air sangat kecil dibanding gas-gas lain di atmosfer, tetapi merupakan sumber

air tawar terpenting bagi kehidupan di bumi. Air berada di udara dalam bentuk gas (uap

7

air), zat cair (butir-butir air), dan dalam bentuk kristal es. Kumpulan butir air dan kristal es

tersebut mempunyai ukuran yang sangat halus (diameter 2-4 mikron) membentuk awan

yang melayang di udara, awan terbentuk sebagai hasil pendinginan dari udara basah yang

bergerak ke atas. Proses pendinginan terjadi karena menurunnya suhu udara secara

adiabatis dengan bertambahnya ketinggian. Partikel debu, kristal garam, dan kristal es yang

melayang di udara dapat berfungsi sebagai inti kondensasi yang dapat mempercepat proses

pendinginan, dengan demikian ada dua syarat penting terjadinya hujan yaitu massa udara

harus mengandung cukup uap air dan massa udara harus naik ke atas sedemikan sehingga

menjadi dingin.

2.2.2 Tipe Hujan

Hujan terjadi karena udara basah yang naik ke atmosfer mengalami pendinginan

sehingga terjadi proses kondensasi, naiknya udara ke atas dapat terjadi secara siklonik,

orografik, dan konvektif. Hujan dapat dibedakan berdasarkan cara naik udara ke atas yaitu

: (Triatmodjo, 2008:18)

1. Hujan konvektif

Di daerah tropis pada musim kemarau udara yang berada di dekat permukaan tanah

mengalami pemanasan yang intensif. Pemanasan tersebut penyebabkan rapat massa

berkurang, udara basah naik ke atas dan mengalami pendinginan sehingga terjadi

kondensasi dan terjadi hujan. Hujan yang terjadi karena proses ini disebut hujan

konvektif. Biasanya terjadi setempat, mempunyai intensitas yang tinggi dan durasi

singkat.

Gambar 2.2. Proses Terjadinya Hujan Konveksi

Sumber: Waryono (1987)

8

2. Hujan siklonik

Jika massa udara panas yang relatif ringan bertemu dengan massa udara dingin

yang relatif berat, maka udara panas akan bergerak di atas udara dingin. Udara yang

bergerak ke atas tersebut akan mengalami pendinginan dan kemudia terkondensasi

dan terbentuk awan dan hujan. Hujan yang terjadi disebut hujan siklonik, yang

mempunyai sifat tidak terlalu lebat dan berlangsung lebih lama.

3. Hujan orografis

Udara lembab yang tertiup angin dan melintasi daerah pegunungan akan naik dan

mengalami pendinginan sehingga terbentuk awan dan hujan. Sisi gunung yang

dilalui awan tersebut banyak mendapatkan hujan, sedang sisi yang lain (sisi yang

berlawanan arah) dilalui udara kering. Daerah tersebut tidak tetap tergantung pada

musim (arah angin). Hujan ini terjadi di pegunungan dan merupakan pemasok air

tanah, danau, bendungan, dan sungai.

Gambar 2.3. Proses Terjadinya Hujan Orografis

Sumber: Rafi’i (1995)

2.2.3 Intensitas Hujan

Karakteristik hujan meliputi tebal hujan, intensitas hujan dan durasi hujan (Hadi,

2006). Menurut Joesron (2008:59), intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan

yang terjadi pada suatu kurun waktu. Analisa intensitas curah hujan dapat diproses dari

data curah hujan yang terjadi pada masa lampau. Hujan umumnya dibedakan menjadi lima

tingkatan sesuai intensitasnya seperti yang disajikan pada Tabel 2.1 berikut ini.

9

Tabel 2.1 Keadaan Hujan dan Intensitas Hujan

Keadaan Hujan Intensitas Hujan (mm)

1 Jam 24 Jam

Hujan sangat ringan < 1 < 5

Hujan ringan 1 - 5 5 - 20

Hujan normal 5 - 10 20 - 50

Hujan lebat 10 - 20 50 - 100

Hujan sangat lebat > 20 > 100

Sumber: Triatmodjo (2008:20)

Dalam penelitian ini nilai intensitas curah hujan diestimasi menggunakan metode

Mononobe seperti yang dijabarkan sebagai berikut:

(

) (

) ⁄

(2-1)

dengan:

I = Intensitas curah hujan (mm/jam)

t = Lamanya waktu kejadian hujan (jam)

R24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)

2.2.4 Distribusi Hujan (Hyetograph)

Hyetograph atau histogram adalah kedalaman hujan atau intensitas hujan dengan

pertambahan waktu sebagai absis dan kedalaman hujan atau intensitas hujan sebagai

ordinat. Dalam perhitungan banjir rancangan, diperlukan masukan berupa hujan rancangan

yang didistribusikan ke dalam kedalaman hujan jam-jaman. Untuk dapat mengubah hujan

rancangan ke dalam besaran hujan jam-jaman perlu didapatkan terlebih dahulu suatu pola

distribusi hujan jam-jaman. Apabila yang tersedia adalah data hujan harian, untuk

mendapatkan kedalaman hujan jam-jaman dari hujan rancangan dapat menggunakan model

distribusi hujan (Triatmodjo, 2008:268). Salah satu model distribusi hujan yang

dikembangkan untuk mengalihragamkan hujan harian ke hujan jam-jaman menggunakan

Alternating Block Method (ABM) (Chow, 1988:466).

Alternating Block Method adalah cara sederhana untuk membuat hyetograph

rencana dari kurva IDF. Hyetograph rencana yang dihasilkan oleh metode ini adalah

hujan yang terjadi dalam n rangkaian interval waktu yang berurutan dengan durasi ∆t = 1

jam selama waktu Td = n x ∆ t, dalam hal ini durasi hujan = 4 jam. Untuk periode ulang

tertentu, intensitas hujan diperoleh dari kurva IDF pada setiap durasi waktu ∆t, 2 ∆t, 3 ∆t,

dan 4 ∆t. Kedalaman hujan diperoleh dari perkalian antara intensitas hujan dan durasi

waktu tersebut. Perbedaan antara nilai kedalaman hujan yang berurutan merupakan

10

pertambahan hujan dalam interval waktu ∆t. Pertambahan hujan tersebut (blok-blok),

diurutkan kembali ke dalam rangkaian waktu dengan intensitas hujan maksimum berada

pada tengah-tengah durasi hujan Td dan blok-blok sisanya disusun dalam urutan menurun

secara bolak-balik pada kanan dan kiri dari blok tengah. Dengan demikian telah terbentuk

hyetograph rencana (Triatmodjo, 2008:270).

Gambar 2.4. Histogram Distribusi Hujan

Sumber: Triatmodjo (2008:21)

2.3 Infiltrasi

Menurut Asdak (2010:228-229), infiltrasi adalah aliran masuk ke dalam tanah

sebagai akibat gaya kapiler dan gaya gravitasi. Gaya kapiler menyebabkan air bergerak ke

segala arah, sementara gaya gravitasi menyebabkan aliran selalu menuju ke tempat yang

lebih rendah. air kapiler selalu bergerak dari daerah basah menuju daerah yang lebih

kering. Tanah kering mempunyai gaya kapiler lebih besar daripada tanah basah. Gaya

tersebut berkurang dengan bertambahnya kelembaban tanah. Selain itu, gaya kapiler akan

lebih berpengaruh pada tanah berbutir halus daripada tanah berbutir kasar. Proses infiltrasi

pada tanah kering, air masuk melalui permukaan tanah karena pengaruh gaya gravitasi dan

gaya kapiler. Dengan berjalannya waktu tanah menjadi basah dan lembab sehingga

menurunnya nilai gaya kapiler dan nilai laju infiltrasi. Hal ini berbeda dengan gaya

gravitasi yang terus membawa air mengisi pori-pori tanah. Dengan semakin terisinya pori-

pori tanah, laju infiltrasi semakin berkurang hingga mencapai kondisi konstan atau sama

dengan laju perkolasi melalui tanah.

11

2.3.1 Laju Infiltrasi

Menurut Horton (1940:399), laju infiltrasi adalah volume air yang mengalir ke

dalam profil persatuan luas. Pengaliran yang memiliki satuan kecepatan juga dikenal

dengan kecepatan infiltrasi. Pada kondisi laju hujan yang melebihi kemampuan tanah

untuk menyerap air maka infiltrasi akan terjadi dengan laju maksimal yang sama dengan

kapasitas infiltrasi. Kemampuan tanah menyerap air akan semakin berkurang dengan

semakin bertambahnya waktu. Pada tingkat awal kecepatan penyerapan air cukup tinggi

dan pada tingkat waktu tertentu kecepatan penyerapan air ini akan menjadi konstan.

Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam tanah melalui permukaan tanah

secara vertikal. Sedangkan banyaknya air yang masuk melalui permukaan tanah setiap

satuan waktu disebut sebagai laju infiltrasi (infiltration rate). Nilai laju infiltrasi yang

efektif akan menurunkan nilai aliran permukaan, sebaliknya jika nilai laju infiltrasi yang

tidak efektif akan memperbesar nilai aliran permukaan (Arsyad, 2006).

Laju infiltrasi sangat dipengaruhi oleh nilai intensitas hujan. Nilai laju infiltrasi

dapat kurang dari atau sama dengan kapasitas infiltrasi. Jika intensitas hujan kurang dari

kapasitas infiltrasi maka laju infiltrasi yang terjadi akan kurang dari kapasitas infiltrasi dan

dapat sama dengan nilai intensitas hujan itu sendiri. Dan, jika intensitas hujan lebih dari

kapasitas infiltrasi maka laju infiltrasi akan sama dengan kapasitas infiltrasi (Soesanto,

2008).

Gambar 2.5. Kurva Laju Infiltrasi

Sumber: Triatmodjo (2008:92)

2.3.2 Faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi

Berikut faktor-faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya infiltrasi:

1. Struktur Tanah

Struktur tanah adalah susunan agregat-agregat pirmer tanah secara alami

menjadi bentuk tertentu yang dibatasi oleh bidang-bidang. Struktur tanah dapat

12

dinilai dari stabilitas agregat, kerapatan lindak, dan porositas tanah. Struktur tanah

ditentukan oleh tiga grup yaitu mineral-mineral liat, oksida-oksida besi, dan

mangan, serta bahan organik koloidal gum yang dihasilkan oleh jasad renik.

Bentuk struktur tanah akan sangat mempengaruhi kejadian infiltrasinya.

Tanah dengan struktur butiran yang bulat (granular dan remah) dapat menghasilkan

tanah dengan daya serap tinggi sehingga air mudah meresap ke dalam tanah.

Sedangkan tanah dengan struktur remah (tidak mantap), sangat mudah hancur

akibat hantaman air hujan dan menjadi butiran-butiran halus, sehingga menutup

pori-pori tanah. Akibatnya air infiltrasi terhambat dan meningkatnya aliran

permukaan.

2. Kadar Air Tanah

Menurut Asdak (2010), laju infiltrasi akan sangat dipengaruhi oleh kadar air

tanah. Bertambahnya kadar air dan kelembaban dari tanah akan menyebabkan

butiran tanah berkembang, dengan demikian menutup pori-pori tanah dan

mengurangi nilai laju infiltrasi.

Keberadaan vegetasi atau tanaman pada suatu lahan akan mempengaruhi

nilai kadar air pada tanah. Dengan adanya suatu vegetasi akan meningkatkan kadar

air kapasitas lapang dan kadar air maksimum, hal ini disebabkan oleh bahan

organik yang dihasilkan vegetasi dapat mengikat air sampai enam kali berat sendiri

sehingga kemampuan infiltrasipun tinggi (Hakim dkk, 1986).

Adapun persamaan untuk mencari nilai kadar air dalam tanah adalah

sebagai beriku:

% (2-2)

dengan:

w = Kadar air

Ww = Berat tanah basah

Wd = Berat tanah kering

3. Ruang Pori Tanah

Porositas adalah proporsi ruang pori total yang terdapat dalam satuan

volume tanah yang dapat ditempati oleh fluida baik udara maupun air, sehingga

merupakan indikator kondisi drainase dan aerase tanah. Tanah porous adalah tanah

yang mempunyai cukup ruang pori untuk pergerakan air dan udara masuk dan

keluar tanah secara leluasa dan sebaliknya jika tanah tidak porous maka tanah tidak

13

memiliki cukup ruang pori untuk air dan udara masuk dan keluar tanah (Hanafiah,

2005: 79).

Porositas juga dapat dikatakan sebagai volume pori, merupakan persentasi

dari seluruh volume tanah, yang tidak diisi bahan padat, terdiri tas pori yang

bermacam ukuran dan bentuk mulai dari ruang submikroskopis dan mikroskopis di

antara partikel primer sampai pada pori-pori besar dan lorong yang dibuat akar dan

binatang yang meliang (Rahim, 2003).

Pada dasarnya tanah memiliki dua macam jenis pori, pori mikro dan pori

makro. Walaupun perbedaan dari keduanya tidak ada garis batas yang jelas atau

imaginer, namun pori-pori mikro memiliki ciri menghambat lalu lintas fluida dan

membatasi gerak kapiler. Sebaliknya pori-pori makro dapat menunjukkan lalu lintas

fluida dan memudahkan perkolasi air. Jadi dalam tanah pasir meskipun jumlah

ruang pori rendah, lalu lintas udara sangat lancar karena pori-pori makro yang

menguasai tanah tersebut (Buckman and Brady, 1982).

Porositas dapat menentukan kemampuan tanah dalam menyimpan air. Pada

nilai porositas yang tinggi, tanah akan dapat menyimpan air dalam jumlah besar,

sehingga air hujan yang datang dapat meresap atau mengalami infiltrasi dengan

cepat sehingga tidak dapat terjadinya aliran permukaan (Suryatmojo, 2006).

Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total

pori-pori batuan dengan volume total batuan per satuan volume tertentu, yang

dirumuskan sebagai berikut:

(2-3)

dengan:

= Porositas (%)

Vp = Volume pori-pori (cm3)

Vb = Volume batuan total (cm3)

Vgr = Volume butiran (cm3)

4. Tekstur Tanah

Di dalam tanah terdapat beberapa tekstur butir-butri yaitu pasir (2 mm -

50μm), debu (50 μm – 2 μm), dan liat (< 2 μm). Menurut Hardjowigeno (1993),

kelas tekstur tanah dibagi dalam 12 kelas yaitu: pasir, pasri berlempung, lempung

berpasir, lempung, lempung berdebu, debu, lempung liat, lempung liat berpasir,

lempung liat berdebu, liat berpasir, liat berdebu, dan liat.

14

Pada tanah bertekstur pasir, laju infiltrasi akan sangat cepat, pada tekstur

lempung laju infiltrasi adalah sedang hingga cepat dan pada tekstur liat laju

infiltrasi tanah akan sangat lambat (Sarief, 1985).

2.3.3 Pengukuran Laju Infiltrasi

Pengukuran laju infiltrasi bertujuan untuk memperoleh gambaran tentang laju

infiltrasi sebagai fungsi waktu. Menurut Asdak (2010:231-232) pengukuran infiltrasi dapat

dengan menggunakan rainfall simulator, alat-alat infiltrometer, dan dengan teknik

pemisahan hidrograf aliran dari data aliran curah hujan.

Pengukuran infiltrasi di lapangan dapat menggunakan beberapa alat infiltrometer

yang telah populer digunakan seperti di bawah ini:

1. Infiltrometer ring tunggal (Single Ring Infiltrometer)

Infiltrometer ring tunggal merupakan alat pengukur infiltrasi berupa silinder

baja atau bahan lain berdiameter 25-30 cm. Tinggi alat kurang lebih 50 cm. Pada

dinding silinder terdapat skala dalam mm. Alat ini juga dilengkapi dengan

bantalan kayu dan pukul besi untuk memasukkan silinder ke dalam tanah.

Gambar 2.6. Infiltrometer Ring Tunggal

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Infiltrometer

2. Infiltrometer ring ganda (Double Ring Infiltrometer)

Pada dasarnya prinsip kerja infiltrometer ring ganda sama dengan ring

tunggal. Letak perbedaannya adalah pada alat pengukur infiltrasi ini terdapat dua

silinder dengan diameter yang berbeda. Dalam pemakaiannya, silinder dalam

dimaukkan terlebih dahulu ke dalam tanah seperti yang dilakukan pada

infiltrometer ring tunggal, kemudian silinder kedua dimasukkan secara

konsentris ke dalam tanah dengan cara yang sama.

15

Gambar 2.7. Infiltrometer Ring Ganda

Sumber: http://hydropedologie.agrobiologie.cz

2.4 Uji Konsistensi Data Metode RAPS

Suatu deret data curah hujan untuk satu stasiun tertentu dimungkinkan sifatnya

tidak konsisten. Data seperti ini tidak dapat langsung digunakan dalam analisis, karena

sebenarnya data tersebut berasal dari populasi data yang berbeda. Sehingga diperlukan

suatu uji yang dapat mengetahui ada atau tidak adanya penyimpangan dari data itu sendiri.

Uji RAPS (Rescale Adjusted Partial Sums) dilakukan dengan cara menghitung nilai

komulatif dari penyimpangan terhadap rata-rata dari data tersebut. Berikut besaran-besaran

yang digunakan dalam uji RAPS (Sri Harto, 1993:59-60) :

- (2-4)

| | nilai mutlak Sk

*

( - )

(2-5)

∑ (2-6)

(2-7)

-

(2-8)

Nilai statistik Q dan R diberikan dalam Tabel 2.2 berikut ini :

16

Tabel 2.2 Nilai Q/n0,5

dan R/n0,5

n Q/n

0,5

R/n

0,5

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 : Sri Harto (1993:60)

2.5 Uji Outlier Data

Data outlier merupakan data yang keberadaannya dan nilainya melenceng jauh dari

kumpulan datanya. Penyimpangan ini antara lain terjadi akibat kesalahan dalam

pembacaan atau tindakan kurang teliti lainnya dalam memperoleh data. Uji outlier ini

berfungsi untuk menilai data curah hujan yang sudah ada, yaitu apakah ada data yang

menyimpang terlampau jauh dari kelompok data yang ada. Dalam Chow (1988:404) uji

outlier memerlukan nilai rata-rata dan standart deviasi dari data tersebut serta harga

koefisien Kn sesuai Tabel 2.3. Dalam pembuatan batas ini kelompok data tersebut terlebih

dahulu diubah bentuk menjadi bentuk logaritmik.

(2-9)

- (2-10)

dengan :

= ambang atas

= ambang bawah

= rata-rata nilai logaritmik curah hujan

= koefisien dari tabel outlier

= standart deviasi

17

Tabel 2.3 Nilai Kn Uji Outlier

Jumlah

Data n Kn

Jumlah

Data n Kn

Jumlah

Data n Kn

Jumlah

Data n Kn

10 2,036 24 2,467 38 2,661 60 2,837

11 2,088 25 2,486 39 2,671 65 2,866

12 2,134 26 2,502 40 2,681 70 2,893

13 2,175 27 2,519 41 2,692 75 2,917

14 2,213 28 2,534 42 2,700 80 2,940

15 2,247 29 2,549 43 2,710 85 2,961

16 2,279 30 2,563 44 2,719 90 2,981

17 2,309 31 2,577 45 2,727 95 3,000

18 2,335 32 2,591 46 2,736 100 3,017

19 2,361 33 2,604 47 2,744 110 3,049

20 2,385 34 2,616 48 2,753 120 3,078

21 2,408 35 2,628 49 2,760 130 3,104

22 2,429 36 2,639 50 2,768 140 3,129

23 2,448 37 2,650 55 2,804

Sumber: Chow (1988:404)

2.6 Uji Ketiadaan Trend Metode Spearman

Trend merupakan perwujudan korelasi antara besaran waktu dengan suatu variabel

tertentu termasuk variabel dalam hidrologi. Nilai dari korelasi tersebut dapat digunakan

dalam menentukan deret suatu data memiliki trend atau tidak. Salah satu cara dalam

menentukan nilai korelasi peringkat adalah metode Spearman, yang dapat dirumuskan

sebagai berikut (Soewarno, 1995:67-68):

- ∑ ( )

- (2-11)

*

+

(2-12)

dengan:

KP = koefisien korelasi peringkat dari Spearman

n = jumlah data

dt = Rt – Tt

Tt = peringkat dari waktu

Rt = peringkat dari variabel hidrologi dalam deret berkala

t = nilai distribusi t, pada derajat kebebasan (n-2) untuk derajat kepercayaan

tertentu (untuk 5%)

18

2.7 Uji Stasioner

Deret berkala pada umumnya dibedakan menjadi dua tipe yaitu stasioner dan tidak

stasioner. Deret disebut stasioner apabila nilai parameter parameter statistiknya relatif tidak

berubah dari bagian periode waktu yang ada. Jika terdapat parameter yang berubah dari

periode satu ke periode lainnya, maka data tersebut disebut sebagai deret berkala tidak

stasioner. Suatu deret berkala yang tidak stasioner menunjukkan bahwa data tidak

homogen atau tidan sama jenis.

Suatu deret berkala yang telah diuji ketidakadaan trendnya dan tidak ditemukan

adanya trend, maka dilanjutkan dengan uji Stasioner yang bertujuan untuk menguji

kestabilan nilai varian dan rerata dari deret berkala. Pengujian nilai varian deret berkala

dapat dilakukan dengan menggunakan uji F (Fisher Test) sedangkan dalam pengujian

kestabilan nilai rerata dapat dilakukan menggunakan uji t (Student Test). Berikut

persamaan yang digunakan dalam uji Stasioner (Soewarno, 1995:76):

Uji F (Fisher Test)

( - )

( - )

(2-13)

Uji t (Student Test)

-

(

) (2-14)

(

- ) (2-15)

dengan:

N1 = jumlah data kelompok data pertama

N2 = jumlah data kelompok data kedua

S1 = simpangan baku kelompok data pertama

S2 = simpangan baku kelompok data kedua

= rerata kelompok data pertama

= rerata kelompok data kedua

19

Tabel 2.4 Persentase Distribusi t Probabilitas 5%

df

Pr

0,250 0,100 0,050 0,025 0,010 0,005 0,001

0,500 0,200 0,100 0,050 0,020 0,010 0,002

1 1,00000 3,07768 6,31375 12,70620 31,82052 63,65674 318,30884

2 0,81650 1,88562 2,91999 4,30265 6,96456 9,92484 22,32712

3 0,76489 1,63774 2,35336 3,18245 4,54070 5,84091 10,21453

4 0,74070 1,53321 2,13185 2,77645 3,74695 4,60409 7,17318

5 0,72669 1,47588 2,01505 2,57058 3,36493 4,03214 5,89343

6 0,71756 1,43976 1,94318 2,44691 3,14267 3,70743 5,20763

7 0,71114 1,41492 1,89458 2,36462 2,99795 3,49948 4,78529

8 0,70639 1,39682 1,85955 2,30600 2,89646 3,35539 4,50079

9 0,70272 1,38303 1,83311 2,26216 2,82144 3,24984 4,29681

10 0,69981 1,37218 1,81246 2,22814 2,76377 3,16927 4,14370

11 0,69745 1,36343 1,79588 2,20099 2,71808 3,10581 4,02470

12 0,69548 1,35622 1,78229 2,17881 2,68100 3,05454 3,92963

13 0,69383 1,35017 1,77093 2,16037 2,65031 3,01228 3,85198

14 0,69242 1,34503 1,76131 2,14479 2,62449 2,97684 3,78739

15 0,69120 1,34061 1,75305 2,13145 2,60248 2,94671 3,73283

16 0,69013 1,33676 1,74588 2,11991 2,58349 2,92078 3,68615

17 0,68920 1,33338 1,73961 2,10982 2,56693 2,89823 3,64577

18 0,68836 1,33039 1,73406 2,10092 2,55238 2,87844 3,61048

19 0,68762 1,32773 1,72913 2,09302 2,53948 2,86093 3,57940

20 0,68695 1,32534 1,72472 2,08596 2,52798 2,84534 3,55181

21 0,68635 1,32319 1,72074 2,07961 2,51765 2,83136 3,52715

22 0,68581 1,32124 1,71714 2,07387 2,50832 2,81876 3,50499

23 0,68531 1,31946 1,71387 2,06866 2,49987 2,80734 3,48496

24 0,68485 1,31784 1,71088 2,06390 2,49216 2,79694 3,46678

25 0,68443 1,31635 1,70814 2,05954 2,48511 2,78744 3,45019

Sumber: http://junaidichaniago.wordpress.com

Tabel 2.5 Persentase Distribusi F Probabilitas 5%

N2 N1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 161 199 216 225 230 234 237 239 241 242 243 244 245 245 246

2 18,5 19,00 19,16 19,25 19,30 19,33 19,35 19,37 19,38 19,40 19,40 19,41 19,42 19,42 19,43

3 10,1 9,55 9,28 9,12 9,01 8,94 8,89 8,85 8,81 8,79 8,76 8,74 8,73 8,71 8,70

4 7,71 6,94 6,59 6,39 6,26 6,16 6,09 6,04 6,00 5,96 5,94 5,91 5,89 5,87 5,86

5 6,61 5,79 5,41 5,19 5,05 4,95 4,88 4,82 4,77 4,74 4,70 4,68 4,66 4,64 4,62

6 5,99 5,14 4,76 4,53 4,39 4,28 4,21 4,15 4,10 4,06 4,03 4,00 3,98 3,96 3,94

7 5,59 4,74 4,35 4,12 3,97 3,87 3,79 3,73 3,68 3,64 3,60 3,57 3,55 3,53 3,51

8 5,32 4,46 4,07 3,84 3,69 3,58 3,50 3,44 3,39 3,35 3,31 3,28 3,26 3,24 3,22

9 5,12 4,26 3,86 3,63 3,48 3,37 3,29 3,23 3,18 3,14 3,10 3,07 3,05 3,03 3,01

10 4,96 4,10 3,71 3,48 3,33 3,22 3,14 3,07 3,02 2,98 2,94 2,91 2,89 2,86 2,85

11 4,84 3,98 3,59 3,36 3,20 3,09 3,01 2,95 2,90 2,85 2,82 2,79 2,76 2,74 2,72

12 4,75 3,89 3,49 3,26 3,11 3,00 2,91 2,85 2,80 2,75 2,72 2,69 2,66 2,64 2,62

13 4,67 3,81 3,41 3,18 3,03 2,92 2,83 2,77 2,71 2,67 2,63 2,60 2,58 2,55 2,53

14 4,60 3,74 3,34 3,11 2,96 2,85 2,76 2,70 2,65 2,60 2,57 2,53 2,51 2,48 2,46

15 4,54 3,68 3,29 3,06 2,90 2,79 2,71 2,64 2,59 2,54 2,51 2,48 2,45 2,42 2,40

16 4,49 3,63 3,24 3,01 2,85 2,74 2,66 2,59 2,54 2,49 2,46 2,42 2,40 2,37 2,35

17 4,45 3,59 3,20 2,96 2,81 2,70 2,61 2,55 2,49 2,45 2,41 2,38 2,35 2,33 2,31

18 4,41 3,55 3,16 2,93 2,77 2,66 2,58 2,51 2,46 2,41 2,37 2,34 2,31 2,29 2,27

19 4,38 3,52 3,13 2,90 2,74 2,63 2,54 2,48 2,42 2,38 2,34 2,31 2,28 2,26 2,23

20 4,35 3,49 3,10 2,87 2,71 2,60 2,51 2,45 2,39 2,35 2,31 2,28 2,25 2,22 2,20

21 4,32 3,47 3,07 2,84 2,68 2,57 2,49 2,42 2,37 2,32 2,28 2,25 2,22 2,20 2,18

22 4,30 3,44 3,05 2,82 2,66 2,55 2,46 2,40 2,34 2,30 2,26 2,23 2,20 2,17 2,15

23 4,28 3,42 3,03 2,80 2,64 2,53 2,44 2,37 2,32 2,27 2,24 2,20 2,18 2,15 2,13

24 4,26 3,40 3,01 2,78 2,62 2,51 2,42 2,36 2,30 2,25 2,22 2,18 2,15 2,13 2,11

25 4,24 3,39 2,99 2,76 2,60 2,49 2,40 2,34 2,28 2,24 2,20 2,16 2,14 2,11 2,09

Sumber: http://junaidichaniago.wordpress.com

20

2.8 Uji Persistensi

Fakta bahwa data berasal dari sampel data acak harus melalui uji yang merupakan

persyaratan dalam analisis distribusi frekuensi. Persistensi (Persistence) merupakan

ketidaktergantungan dari setiap nilai dalam deret berkala terhadap waktu kejadian. Dalam

melaksanakan pengujian persistensi harus dihitung nilai koefisien korelasi serial.

Penentuan koefisien korelasi serial dapat menggunakan metode Spearman seperti yang

dirumuskan berikut ini (Soewarno, 1995:77):

- ∑ ( )

- (2-16)

*

+

(2-17)

dengan:

KS = koefisien korelasi serial

m = N - 1

N = jumlah data

di = perbedaan nilai antara peringkat data ke Xi dan ke Xi+1

t = nilai dari distribusi-t pada derajat kebebasan m-2 dan derajat kepercaaan

tertentu (umumya 5% ditolak atau 95% diterima)

2.9 Analisa Distribusi Curah Hujan

Distribusi frekuensi digunakan untuk memperoleh probabilitas besaran hujan

rencana dalam berbagai periode ulang. Dasar perhitungan distribusi frekuensi adalah

parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi rata-rata, simpangan baku,

koefisien variasi, dan koefisien skewness (kepencengan) ditunjukkan pada Tabel. 2.4

berikut ini:

Tabel 2.6 Parameter Statistik

Parameter Sampel

Rata-rata

Simpangan Baku

Koefisien Variasi

Koefisien Kepencengan

Sumber: Singh (1992)

21

Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi yang banyak

digunakan dalam bidang hidrologi. Berikut ini empat jenis distribusi frekuensi yang paling

banyak digunakan dalam bidang hidrologi:

a. Distribusi Normal

b. Distribusi Log Normal

c. Distribusi Gumbel

d. Distribusi Log Pearson III.

2.9.1 Metode Distribusi Normal

Distribusi normal atau kurva normal dapat disebut juga sebagai distribusi Gauss.

Perhitungan curah hujan rancangan menurut metode ini mempunyai persamaan sebagai

berikut:

RT=R KTS (2-18)

dengan:

= Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahun

= Nilai rata-rata data

= Deviasi standar data

= Faktor frekuensi distribusi normal

Untuk mempermudah perhitunga, nilai faktor frekuensi KT pada umumnya tersedia

dalam bentuk tabel yang disebut tabel nilai variabel reduksi Gauss, seperti yang dibawah

ini:

Tabel 2.7 Nilai Variabel Reduksi Gauss No. Periode Ulang, T (tahun) Peluang KT

1 1,001 0,999 -3,05

2 1,005 0,995 -2,58

3 1,010 0,990 -2,33

4 1,053 0,950 -1,64

5 1,111 0,900 -1,28

6 1,250 0,800 -0,84

7 1,333 0,750 -0,67

8 1,429 0,700 -0,52

9 1,667 0,600 -0,25

10 2,000 0,500 0

11 2,500 0,400 0,25

12 3,333 0,300 0,52

13 4,000 0,250 0,67

14 5,000 0,200 0,84

15 10,000 0,100 1,28

16 20,000 0,050 1,64

17 50,000 0,020 2,05

18 100,000 0,010 2,33

19 200,000 0,005 2,58

20 500,000 0,002 2,88

21 1000,000 0,001 3,09

Sumber: Suripin (2004:51)

22

2.9.2 Metode Distribusi Log Normal

Dalam distribusi log normal data R diubah ke dalam bentuk bilangan logaritmik Y

= ln R. Jika variabel Y = ln R terdistribusi secara normal, maka R dikatakan mengikui

distribusi log normal. Untuk distribusi ini perhitungan curah hujan rancangan dapat

menggunakan persamaan berikut ini:

(2-19)

dengan:

= Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahun

= Nilai rata-rata data

= Faktor frekuensi

= Deviasi standar data

Atau dapat digunakan persamaan dalam bentuk R seperti di bawah ini:

(2-20)

2.9.3 Metode Distribusi Gumbel

Untuk menghitung curah hujanrencana dengan metode distribusi Gumbel

digunakan persamaan distribusi frekuensi empiris sebagai berikut (Soemarto, 1988:233-

235):

(2-21)

( - )

(2-22)

- (

( - )) (2-23)

Hubungan antara periode ulang T dengan YT dapat dihitung dengan rumus (untuk

T 20, maka Y = ln T) :

- (- -

) (2-24)

dengan:

= Curah hujan untuk periode ulang T tahun

= Curah hujan harian maksimum rata-rata

= Deviasi standar

= Faktor penurangan devisi standar rata-rata sebagai fungsi dari jumlah data

= Faktor frekuensi

Nilai Yn, Sn, dan Yt masing-masing dapat ditentukan berdasarkan pada Tabel 2.6,

Tabel 2.7, dan Tabel 2.8 berikut:

23

Tabel 2.8 Reduced Mean Yn N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,5220

20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5332 0,5343 0,5353

30 0,5362 0,5371 0,538 0,5388 0,5396 0,5403 0,5410 0,5418 0,5424 0,5436

40 0,5436 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 0,5468 0,5473 0,5477 0,5481

50 0,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518

60 0,5521 0,5524 0,5527 0,5530 0,5533 0,5535 0,5538 0,554 0,5543 0,5545

70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5562 0,5563 0,5565 0,5567

80 0,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585

90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599

100 0,5600 0,5602 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5610 0,5611

Sumber: Suripin (2004:51)

Tabel 2.9 Reduced Standard Deviation Sn N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1,0565

20 1,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,108

30 1,1124 1,1159 1,1193 1,1226 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1,1388

40 1,1413 1,1436 1,1458 1,148 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1,159

50 1,1607 1,1623 1,1638 1,1658 1,1667 1,1681 1,1696 1,1708 1,1721 1,1734

60 1,1747 1,1759 1,177 1,1782 1,1793 1,1803 1,1814 1,1824 1,1834 1,1844

70 1,1854 1,1863 1,1873 1,1881 1,189 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 1,193

80 1,1938 1,1945 1,1953 1,1959 1,1967 1,1973 1,198 1,1987 1,1994 1,2001

90 1,2007 1,2013 1,202 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2049 1,2055 1,206

100 1,2065 1,2069 1,2073 1,2077 1,2081 1,2084 1,2087 1,209 1,2093 1,2096

Sumber: Suripin (2004:52)

Tabel 2.10 Reduced Variate Yt

Periode Ulang, Tr (Tahun) Yt

2 0,3668

5 1,5004

10 2,251

20 2,9709

25 3,1993

50 3,9028

75 4,3117

100 4,6012

200 5,2969

250 5,5206

500 6,2149

1000 6,9087

5000 8,5188

10000 9,2121

Sumber: Suripin (2004:52)

2.9.4 Metode Distribusi Log Pearson III

Parameter statistik yang digunakan pada distribusi ini adalah harga rata-rata,

standar deviasi, dan koefisien kepencengan. Untuk menghitung banjir rencana dalam

24

praktek, The Hydrology Committe of the Water Resources Council, USA, menganjurkan

pertama kali mentransformasi data ke nilai logaritmanya, kemudian menghitung

parameter-parameter statistikanya.

Secara garis besar langkah-langkahnya adalah sebagai berikut (Soemarto,

1988:243-244):

a. Ubahlah data banjir tahunan sebanyak n buah tersebut ke dalam harga logaritmanya

(R1, R2, R3,...Rn, menjadi log R1, log R2, log R3,... log Rn)

b. Hitung harga rata-ratanya dengan rumus:

∑

(2-25)

c. Hitung harga deviasi standarnya dengan rumus:

√∑ ( )

(2-26)

d. Hitung koefisien kepencengan dengan rumus:

√ ∑ ( )

( )( ) (2-27)

e. Hitung logaritma hujan atau banjir dengan periode ulang T menggunakan rumus:

(2-28)

dengan:

= Nilai log curah hujan dengan periode ulang T tahun

= Nilai rata-rata log curah hujan harian maksimum

K = Faktor frekuensi

25

Tabel 2.11 Harga K untuk Distribusi Log Pearson III

Kepencengan

(Cs)

Periode Ulang Tahun

1,0101 1,25 2 5 10 25 50 100

Peluang (%)

99,0001 80 50 20 10 4 2 1

3,0 -0,667 -0,636 0,396 0,420 1,180 2,278 3,151 4,051

2,8 -0,714 -0,666 0,384 0,460 1,210 2,275 3,114 3,973

2,6 -0,769 -0,696 0,368 0,499 1,238 2,267 3,071 3,889

2,4 -0,832 -0,725 0,351 0,537 1,262 2,256 3,023 3,800

2,2 -0,805 -0,752 0,330 0,574 1,284 2,240 2,970 3,705

2,0 -0,990 -0,777 0,307 0,609 1,302 2,219 2,920 3,605

1,8 -1,087 -0,799 0,282 0,643 1,318 2,193 2,848 3,499

1,6 -1,197 -0,817 0,254 0,675 1,329 2,163 2,780 3,388

1,4 -1,318 -0,832 0,225 0,705 1,337 2,128 2,706 3,271

1,2 -1,449 0,844 0,195 0,732 1,340 2,087 2,697 3,149

1,0 -1,588 -0,852 0,164 0,758 1,340 2,043 2,542 3,022

0,8 -1,733 -0,856 0,132 0,780 1,336 1,993 2,453 2,891

0,6 -1,880 -0,857 0,099 0,800 1,328 1,939 2,359 2,755

0,4 -2,029 -0,855 0,066 0,816 1,317 1,880 2,261 2,615

0,2 -2,178 -0,850 0,033 0,830 1,301 1,818 2,159 2,472

0,0 -2,326 -0,842 0,000 0,842 1,282 1,751 2,051 2,326

-0,2 -2,472 -0,830 -0,033 0,850 1,258 1,680 1,945 2,178

-0,4 -2,615 -0,816 -0,066 0,855 1,231 1,606 1,834 2,029

-0,6 -2,755 -0,800 -0,099 0,857 1,200 1,528 1,720 1,880

-0,8 -2,891 -0,780 -0,132 0,856 1,166 1,448 1,606 1,733

-1,0 -3,022 -0,758 -0,164 0,852 1,128 1,266 1,492 1,588

-1,2 -3,149 -0,732 -0,195 0,844 1,086 1,282 1,379 1,449

-1,4 -3,271 -0,705 -0,225 0,832 1,041 1,198 1,270 1,318

-1,6 -3,388 -0,675 -0,254 0,817 0,994 1,116 1,166 1,197

-1,8 -3,499 -0,643 -0,282 0,799 0,945 1,035 1,069 1,087

-2,0 -3,605 -0,609 -0,307 0,777 0,895 0,959 0,980 0,990

-2,2 -3,705 -0,574 -0,330 0,752 0,844 0,888 0,900 0,832

-2,4 -3,800 -0,537 -0,351 0,725 0,795 0,823 0,830 0,805

-2,6 -3,889 -0,499 -0,368 0,696 0,747 0,764 0,768 0,769

-2,8 -3,973 -0,460 -0,384 0,666 0,702 0,712 0,714 0,714

-3,0 -4,051 -0,420 -0,396 0,636 0,660 0,666 0,666 0,667

Sumber: Suripin (2004:43)

2.10 Uji Keselarasan Distribusi Frekuensi

Untuk menjamin bahwa pendekatan empiris benar-benar bisa diwakili oleh kurva

teoritis, perlu dilakukan uji kesesuaian distribusi, yang biasa dikenal sebagai testing of

goodness of fit. Ada dua jenis uji keselarasan yaitu uji keselarasan chi square dan Smirnov

kolmogorof. Pada tes ini biasanya yang diamati adalah hasil perhitungan yang diharapkan.

2.10.1 Uji Chi-Square

Prinsip pengujian dengan metode ini didasarkan pada jumlah pengamatan yang

diharapkan pada pembagian kelas, dan ditentukan terhadap jumlah data pengamatan yang

terbaca di dalam kelas tersebut, atau dengan membandingkan nilai chi square (X2) dengan

nilai chi square kritis (X2

cr). Uji keselarasan chi square menggunakan rumus (Soewarno,

1995:194):

26

∑( )

(2-29)

dengan:

X2 = Nilai Chi Square

Oi = Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke-i

Ei = Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke-i

N = Jumlah data

Suata distribusi dikatakan selaras jika nilai X2 hitung < X

2 kritis. Dari hasil

pengamatan yang didapat dicari nilai penyimpangannnya dengan chi square kritis paling

kecil. Untuk suatu nilai nyata tertentu (level of significant) yang sering diambil adalah 5 %.

Derajat kebebeasan ini secara umum dihitung dengan rumus sebagai berikut (Soewarno,

1995:195) :

Dk = K – (P+1) (2-30)

dengan:

Dk = Derajat kebebasan

P = Nilai untuk distribusi Metode Gumbel, P = 1

Adapun kriteria penialaian hasilnya adalah sebagai berikut :

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

dapat diterima.

Apabila peluang lebih kecil dari 1% maka persamaan distribusi teoritis yang

digunakan dapat diterima.

Apabila peluang 1% - 5% maka tidak mungkin mengambil keputusan, perlu

penambahan data.

27

Tabel 2.12 Distribusi Chi Square

Derajat

Bebas (Dk) 20% 10% 5% 1% 0,1%

1 1,642 2,706 3,841 6,635 10,827

2 3,219 4,605 5,991 9,210 13,815

3 4,642 6,251 7,815 11,345 16,268

4 5,989 7,779 9,488 13,277 18,465

5 7,289 9,236 11,070 15,086 20,517

6 8,558 10,645 12,592 16,812 22,457

7 9,803 12,017 14,067 18,475 24,322

8 11,030 13,362 15,507 20,090 26,125

9 12,242 14,987 16,919 21,666 27,877

10 13,442 15,987 18,307 23,209 29,588

11 14,631 17,275 19,675 24,725 31,264

12 15,812 18,549 21,026 26,217 32,909

13 16,985 19,812 22,362 27,688 34,528

14 18,151 21,064 23,685 29,141 36,123

15 19,311 22,307 24,996 30,578 37,697

16 20,465 23,542 26,296 32,000 39,252

17 21,615 24,769 27,587 33,409 40,790

18 22,760 25,989 28,869 34,805 42,312

19 23,900 27,204 30,144 36,191 43,820

20 25,038 28,412 31,410 37,566 45,315

Sumber : CD, Soemarto

2.10.2 Uji Smirnov-Kolmogorof

Uji keselarasan Smirnov-Kolmogorof, sering juga disebut uji keselarasan non

parametrik (non parametrik test), karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi

distribusi tertentu. Prosedurnya adalah sebagai berikut :

Rumus yang dipakai :

( )

(2-31)

Adapun prosedur penggunaan uji ini adalah sebagai berikut:

a. Urutkan data (dari besar ke kecil atau sebaliknya) dan tentukan besarnya peluang

dari masing-masing data tersebut

X1 = P (X1)

X2 = P (X2)

X3 = P (X3), dan seterusnya

28

b. Urutkan nilai masing-masing peluang teoritis dari hasil penggambaran data

(persamaan distribusinya).

X1 = P’ (X1)

X2 = P’ (X2)

X3 = P’ (X3), dan seterusnya

c. Dari kedua nilai peluang tersebut, tentukan selisih terbesarnya antar peluang

pengamatan dengan peluang teoritis.

Δmaks = |S (Xn) – P (Xn)| (2-32)

d. Berdasarkan Tabel 2.8 nilai kritis Δ0

Tabel 2.13 Nilai Kritis Δ0 untuk Uji Smirnov Kolmogorof

N Derajat Kepercayaan (α)

0,20 0,10 0,05 0,01

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

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

15 0,27 0,30 0,34 0,40

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

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

30 0,19 0,22 0,24 0,29

35 0,18 0,20 0,23 0,27

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

45 0,16 0,18 0,20 0,24

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

>50

Sumber: Bonnier (1980)

2.11 Genangan

Menurut Hadisusanto (2004) banjir berasal dari aliran limpasan yang mengalir

melalui sungai atau menjadi genangan. Sedangkan limpasan adalah aliran air mengalir

pada permukaan tanah yang ditimbulkan oleh curah hujan setalah air mengalami infiltrasi

dan evaporasi, selanutnya mengalir menuju ke sungai. Genangan terjadi karena intenstias

hujan yang jatuh di suatu daerah melebihi kapasitas infiltrasi, setelah laju infiltrasi

terpenuhi air akan mengisi cekungan pada permukaan tanah yang selanjutnya akan menjadi

aliran saat cekungan-cekungan penuh. Berikut beberapa keadaan yang dapat

mengakibatkan terjadinya genangan:

1. Terjadi hujan atau pemberian air ke permukaan

2. Nilai intensitas hujan lebih besar dari pada nilai laju dan kapasitas infiltrasi tanah

dan topografi

29

3. Topografi dan kelerangan tanah yang memungkinkan untuk terjadinya aliran air di

atas permukaan tanah.

Genangan sangat erat hubungannya dengan proses infiltrasi, oleh karena itu dengan

memahami faktor-faktor yang mempengaruhi kejadian infiltrasi akan membantu dalam

mencari nilai genangan. Menurut Sosrodarsono dan Takeda (1978:135) limpasan atau

genangan dapat terjadi ketika jumlah curah hujan yang jatuh dan mengenai permukaan

melebihi nilai laju infiltrasi, setelah laju infiltrasi terpenuhi, air mulai mengisi cekungan

permukaan.

2.12 Waktu Penggenangan (Ponding Time)

Menurut Brutsaert (2005:337), waktu penggenangan (ponding time) adalah istilah

yang digunakan dalam ilmu hidrologi untuk permukaan tanah yang jenuh (dari hujan) dan

terjadi air yang menggenang. Saat terjadi hujan, air akan tergenang jika intensitas hujan

melebihi nilai kapasitas infiltrasi tanah yang menerima hujan. Waktu penggenangan (tp)

terhitung saat awal mula hujan terjadi hingga saat air mulai tergenang di atas permukaan

tanah.

Waktu sebelum terjadi penggenangan (t < tp), intensitas hujan kurang dari potensi

laju infiltrasi tanah dan permukaan tanah dalam kondisi tidak jenuh. Penggenangan mulai

terjadi ketika intensitas hujan melebihi nilai laju infiltrasi. Pada saat ini (t = tp), permukaan

tanah mulai jenuh dengan air. Saat hujan masih berlanjut (t > tp), zona jenuh tanah akan

semakin dalam dan aliran permukaan mulai terjadi dari air yang telah tergenang.

Gambar 2.8. Profil Kelembaban Tanah Sebelum, Saat, dan Setelah Genangan Terjadi

30

Halaman ini sengaja dikosongkan

31

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Umum

Dalam melakukan penelitian terhadap kejadian genangan dapat digunakan variabel

hujan dan infiltrasi. Data infiltrasi didapat dengan pengukuran langsung dengan metode

penggenangan (flooding) menggunakan alat Turf-tec Infiltrometer. Metode flooding adalah

dengan menggenangi tanah pada suatu wadah untuk mendapatkan perubahan tinggi air

setiap satuan waktu sehingga didapat kurva laju infiltrasi. Data hujan yang digunakan

adalah data hujan otomatis untuk membentuk histogram dan data hujan harian maksimum

tahunan untuk menentukan besar kejadian hujan dan dari kedua besaran tersebut dapat

dibentuk histogram distribusi hujan. Genangan didapatkan dengan menggabungkan kurva

laju infiltrasi dan histogram distribusi intensitas hujan. Dari hasil genangan yang dihasilkan

dapat diperoleh karakter berupa tinggi genangan dan durasi genangan.

3.2 Lokasi Penelitian

Kampus Universitas Brawijaya (UB) terletak di tengah Kota Malang. Secara

geografis wilayah kampus UB berada di 112o

36’ 45,88” BT dan 7o 57’ 20,00” LS.

Universitas Brawijaya berda pada elevasi +492 m dpl, memiliki luas wilayah total

2.203.948 m2 yang terdiri dari 103.728 m

2 luas bangungan dan 2.100.220 m

2 luas lahan

terbuka. Agar penelitian berjalan sesuai dengan apa yang diharapkan maka penulis

membatasi ruang lingkup penelitian, yaitu penelitian akan dilakukan kepada satu jenis

tanah yang berfungsi sebagai taman dan bervegetasi tanaman rumput gajah mini yang

merupakan jenis penutup tanah utama di Universitas Brawijaya.

Tabel 3.1 Lokasi Penelitian

No Lokasi

1 Fakultas Kedokteran

2 Fakultas Ilmu Budaya

3 Fakultas MIPA I

4 Fakultas MIPA II

5 Rektorat I

6 Rektorat II

7 Gedung Olah Raga Pertamina

8 Fakultas Pertanian

Sumber: Data Penelitian

32

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian

Sumber: Data Penelitian

3.3 Persiapan Penelitian

Berikut persiapan yang diperlukan dalam melakukan penelitian:

1. Persiapan lokasi penelitian

Lahan yang dipilih sebagai lokasi percobaan berupa lahan tanah yang bervegetasi

rumput gajah mini dan berfungsi sebagai taman yang merupakan jenis penutup

lahan tanah utama di Universitas Brawijaya. Setiap lokasi memiliki radius bebas

yaitu minimal dua meter.

2. Persiapan alat-alat penelitian

Persiapan ini menampilkan instrumen yang akan digunakan selama masa percobaan

di lokasi beserta fungsi dari alat tersebut. Berikut alat-alat yang akan digunakan

selama di lokasi penelitian:

33

Turf-Tec Infiltrometer

Digunakan untuk mengukur laju infiltrasi aktual

Gambar 3.2 Alat Turf-Tec Infiltrometer

Sumber: http://www.turf-tec.com/IN2lit.html

Sekop

Digunakan untuk mengambil sampel tanah

Gambar 3.3 Alat Sekop

Sumber: https://depomatrial.wordpress.com/author/depomatrial2013/

Global Positioning System (GPS)

Digunakan untuk menentukan koordinat lokasi sampel

Gambar 3.4 Alat GPS

Sumber: adliayob.files.wordpress.com

34

3. Persiapan analisis sifat fisik tanah

Persiapan ini merupakan pengambilan contoh tanah untuk mengetahui sifat fisik

tanah uji yaitu kadar air, ukuran butiran, dan porositas tanah. Ketiga sifat fisik tanah

ini merupakan sifat yang berpengaruh terhadap laju air di dalam tanah.

4. Persiapan data curah hujan

Berdasarkan lokasi penelitian maka pengambilan data curah hujan yang dapat

mewakili kejadian hujan di lokasi adalah data curah hujan dari Stasiun Hujan

Laboratorium Hidrologi Jurusan Pengairan Fakultas Teknik. Pengambilan data

curah hujan selama 21 tahun yaitu dari tahun 1995 hingga 2015. Dari stasiun ini

juga diambil data durasi hujan harian untuk diolah mencari distribusi hujan setiap

waktunya (Hyetograph).

3.4 Pengelompokan Data

Data-data yang diperoleh merupakan data primer dan sekunder. Data pengamatan

langsung laju infiltrasi menggunakan alat Turf-Tec Infiltrometer dan data hasil pengamatan

sifat fisik tanah merupakan jenis data primer sedangkan data hujan yang diperoleh dari

Laboratorium Hidrologi merupakan data sekunder.

Proses pengambilan data infiltasi disesuaikan dengan standart yang telah

dikeluarkan baik untuk infiltrasi ring ganda maupun standart dari alat Turf-Tec

Infiltrometer.

Sifat fisik tanah yang akan diamati adalah kadar air tanah, porositas tanah, dan

ukuran butiran tanah. Pengamatan terhadap kadar air dan porositas tanah dapat dengan

mengambil sampel tanah terganggu sedangkan untuk pengamatan ukuran butiran tanah

menggunakan metode hidrometer.

Data curah hujan diperoleh dari hasil pembacaan alat penakar hujan milik stasiun

hujan Laboratorium Hidrologi Jurusan Pengairan Fakultas Teknik. Data curah hujan yang

akan digunakan adalah data yang dihasilkan oleh alat penakar hujan otomatis (Automatic

Rainfall Recorder).

3.5 Pelaksanaan Penelitian

Langkah-langkah yang akan dilakukan dalam melaksanakan penelitian ini adalah

sebagai berikut:

1. Pengambilan sampel tanah dengan menggunakan sekop kurang lebih seberat 1 Kg.

Sampel tanah yang diambil merupakan tanah asli bukan hasil pengukuran infiltrasi

yang memiliki jarak berdekatan dengan sampel tanah pengukuran infiltrasi.

35

Pengambilan sampel tanah cukup pada level tanah yang diuji infiltrasinya yaitu

sedalam alat Turf-Tec Infiltrometer masuk ke dalam tanah.

2. Pengambilan data infiltrasi dengan menggunakan alat Turf-Tec Infiltrometer.

Pengukuran laju infiltrasi dilakukan sebanyak tiga kali pada masing-masing lokasi.

Berikut cara pengujian laju infiltrasi menggnakan alat Turf-Tec Infiltrometer:

a. Memilih kondisi lahan yang tidak berbatu

b. Memilih lokasi tanah yang tidak memiliki kemiringan

c. Pangkas rumput pada permukaan tanah menggunakan sekop

d. Tancapkan alat Turf-Tec Infiltrometer ke tanah dengan cara ditekan dan

diputar satu arah agar tidak merusak kondisi tanah

e. Kondisikan alat tegak lurus dengan permukaan tanah

f. Untuk menghindari rusaknya struktur tanah, sebelum menuangkan air ke

dalam ring dalam, permukaan tanah ditutup menggunakan plastik lalu

tuangkan air ke dalam ring luar terlebih dahulu untuk menghindari

rembesan ke arah luar kemudian isi ring dalam hingga penuh

g. Tepat saat air penuh tarik plastik dengan cepat dan tambahkan kembali air

ke dalam ring hingga ketinggian tertentu

h. Baca penurunan ketinggian permukaan air setiap satuan waktu

i. Ulangi langkah di atas sehingga mencapai pembacaan konstan

j. Catat hasil pembacaan dengan tabel sebagai berikut:

Tabel 3.2 Contoh Tabel Hasil Pembacaan Laju Infiltrasi dengan Alat Turf-

Tec Infiltrometer

No

Waktu

(menit)

Selisih Waktu

(menit)

Penurunan

(mm)

Laju Infiltrasi

(mm/menit)

[1] [2] [3] [4]

1

2

3

4

5

n

dengan:

[1] = waktu pelaksanaan (menit)

[2] = selisih antarwaktu pelaksanaan ([1]n – [1]n-1)

[3] = penuruanan muka air pada alat Turf-Tec Infiltrometer (mm)

[4] = laju infiltrasi ([3] / [2])

36

n = jumlah data

3. Pengamatan sifat fisik tanah dilakukan sebagai berikut:

a. Percobaan Gradasi Butiran.

Benda uji dikeringkan dalam oven dengan suhu (110±5)oC, sampai berat

tetap.

Saring benda uji lewat susunan saringan dengan ukuran saringan paling

besar ditempatkan paling atas. Saringan diguncangan dengan tangan atau

mesin pengguncang selama 15 menit.

Timbang masing-masing sampel yang tertahan pada setiap saringan.

Hitung komulatif sampel tertahan dalam masing-masing saringan

terhadap total benda uji.

b. Percobaan Hidrometer.

Siapkan benda uji yang lolos saringan nomor 200 sebanyak 500 gram.

Campur benda uji dengan larutan NaOH 10% lalu diamkan selama 24

jam.

Masukkan campuran ke dalam mangkok dispersi kemudian tambahkan

air suling hingga setengah volume mangkok.

Aduk dengan menggunakan mixer selama 15 menit.

Pindahkan campuran ke dalam tabung gelas ukur lalu tambahkan air

suling sampai volume campuran menjadi 1000 mL.

Dengan menggunakan telapak muka tangan, tutup mulut tabung rapat

dan kocok secara bolak balik sebanyak 20 kali.

Tempatkan tabung yang berisi campuran dalam bak.

Masukkan alat hidrometer ke dalam tabung, dan biarkan hidrometer

terapung bebas.

Baca angka skala hidrometer dan temperatur untuk kelangsungan waktu

30 detik, 60 detik, 120 detik, 5 menit, 15 menit, 30 menit, 60 menit, 250

menit, dan 1440 menit.

Tuangkan campuran ke saringan No.200 dan cuci sampai airnya jernih,

kemudian keringkan dengan oven pada temperatur 110oC ± 5

oC.

c. Percobaan Kadar Air.

Timbang dan catatlah berat talam (W1)

37

Masukkan benda uji ke dalam talam kemudian timbang dan catat

beratnya (W2)

Hitunglah berat benda uji (W3= W2 - W1)

Keringkan benda uji beserta talam dalam oven dengan suhu 110oC ± 5

oC

sampai beratnya tetap

Setelah kering timbang dan catat berat benda uji beserta talam (W4)

Hitunglah berat benda uji kering (W5 = W4 – W1)

d. Percobaan Specific Gravity.

Keringkan benda uji dalam oven pada temperatur 110oC ± 5

oC selama 24

jam, setelah itu dinginkan dalam desikator;

Cuci piknometer atau botol ukur dengan air suling, kemudian

dikeringkan dan selanjutnya timbang (W1);

Masukkan benda uji ke dalam piknometer atau botol ukur yang

digunakan, kemudian timbang (W2);

Tambahkan air suling ke dalam piknometer atau botol ukur yang berisi

benda uji, sehingga piknometer atau botol ukur terisi duapertiganya;

Untuk benda uji yang mengandung lempung, diamkan benda uji

terendam selama 24 jam atau lebih;

Panaskan piknometer atau botol ukur yang berisi rendaman benda uji

dengan hati-hati selama 10 menit atau lebih sehingga udara dalam benda

uji ke luar seluruhnya. Untuk mempercepat proses pengeluaran udara,

piknometer atau botol ukur dapat dimiringkan sekali-kali;

Pengeluaran udara dapat dilakukan dengan pompa hampa udara, dengan

tekanan 13,33 kpa (100 mm Hg);

Rendamlah piknometeratau botol ukur dalam bak perendam, sampai

temperaturnya tetap. Tambahkan air suling secukupnya sampai penuh.

Keringkan bagian luarnya, lalu timbang (W3);

Ukur temperatur isi piknometer atau botol ukur, untuk mendapatkan

faktor koreksi (K);

Bila isi piknoeter atau botol ukur belum diketahui, isisnya ditentukan

sebagai berikut:

- Kosongkan dan bersihkan piknometer atau botol ukur yang akan

digunakan;

38

- Isi piknometer atau botol ukur dengan air suling yang temperaturnya

sam, kemudian keringkan dan timbang (W4).

3.6 Pengolahan Data Hujan

3.6.1 Analisis Data Hujan Harian Maksimum Tahunan

1. Data yang akan digunakan adalah data hujan harian maksimum tahunan pada

Stasiun Hujan Teknik Pengairan.

2. Menguji konsistensi data dengan metode RAPS (Rescal Adjusted Partial Sums).

Penggunaan metode ini dikarenakan jumlah stasiun hujan yang digunakan hanya

satu dan metode ini cocok untuk penelitian yang hanya menggunakan satu atau dua

stasiun hujan.

3. Menguji normalitas data yang bertujuan untuk menyeleksi data yang dinilai tidak

normal agar dapat mendapatkan hasil yang ideal. Dalam pengujian ini

menggunakan metode statistik yang menggunakan nilai logaritmik dari data yang

tersedia. Dalam perhitungan ini digunakan bilangan logaritmik basis 10 dan

menggunakan persamaan (2-9) dan persamaan (2-10).

4. Menguji ketiadaan trend pada deret data hujan dengan menggunakan metode

Spearman. Dalam uji ini akan diketahui apakah terdapat trend pada data atau tidak.

Jika tidak terdapat trend pada data maka deret data tersebut dapat digunakan dalam

analisis frekuensi.

5. Selanjutnya data akan diuji apakah terdapat perubahan secara signifikan pada nilai

varian dan rerata dari deret data yang disebut uji stasioner.

6. Data kemudian akan diuji dengan uji persistensi untuk mengetahui apakah terdapat

pengaruh suatu data terhadap data lain atau ketidaktergantungan dari setiap nilai

dalam deret data berkala.

7. Setelah melalui sederet pengujian dan data dinyatakan dapat digunakan dalam

analisis frekuensi maka kemudian dari deret data yang ada akan diuji kesesuaian

jenis distribusi menggunakan uji Smirnov Kolmogorof dan uji Chi-Square. Hasil

dari kedua uji akan menunjukkan jenis distribusi yang paling cocok bagi data untuk

digunakan dalam analisis frekuensi.

8. Menghitung hujan rancangan menggunakan distribusi frekuensi. Dalam analisis

hujan rancangan akan dicari nilai hujan dengan kala ulang 2 tahun, 5 tahun, 10

tahun dan 20 tahun sesuai dengan standart perencanaan sistem drainase. Hal ini

dikarenakan hujan yang direncanakan dinilai merupakan beban bagi badan saluran

drainase.

39

3.6.2 Analisis Data Hujan ARR (Automatic Rainfall Recorder)

1. Data kertas ARR yang akan digunakan adalah data sesuai dengan hujan harian

maksimum tahunan.

2. Menghitung durasi total hujan yang terjadi pada hari yang bersangkutan. Secara

visual dapat ditentukan namun tingkat ketelitian yang sangat rendah sehingga

dibutuhkan alat bantu berupa aplikasi skalatis yang dalam penelitian ini akan

digunakan aplikasi AutoCAD 2014 Student Version.

3. Lakukan hal yang sama disetiap tahun data.

4. Menghitung intensitas hujan rerata berdasarkan durasi waktu hujan dan tinggi hujan

tahunan. Kemudian rekap hasil analisis intensitas hujan rerata seperti pada tabel di

bawah ini:

Tabel 3.3 Contoh Tabel Perhitungan Intensitas Hujan Rerata

No. Tahun

Durasi Hujan

(jam)

Tinggi

Hujan (mm)

Intensitas Hujan

Rerata (mm/jam)

[1] [2] [3] [4]

1

2

3

4

5

n

dengan:

[1] = tahun kejadian hujan

[2] = durasi kejadian hujan (data)

[3] = tinggi hujan tahunan (data)

[4] = intensitas hujan rerata ([3]/[2])

n = jumlah data

5. Berdasarakan nilai intensitas hujan rerata, kemudian dipilih tahun kejadian yang

memiliki nilai intensitas hujan rerata tertinggi. Hal ini dikarenakan dengan nilai

intensitas tertinggi maka potensi terjadinya genangan akan semakin besar.

6. Menganalisis pola distribusi hujan pada tahun yang memiliki intensitas hujan rerata

tertinggi berdasarkan data durasi hujan. Dalam menganalisis pola distribusi hujan

menggunakan metode pembagian waktu sekecil mungkin agar hasil yang didapat

semakin baik. Oleh karena itu dibutuhkan alat bantuk dikarenakan skala dari kertas

40

ARR tidak memungkinkan untuk dilihat secara visual sehingga akan digunakan

aplikasi AutoCAD 2014 Student Version. Hasil analisis distribusi kemudian

divisualisasi seperti pada Gambar 2.4 dan direkapitulasi dalam sebuah tabel seperti

di bawah ini:

Tabel 3.4 Contoh Tabel Perhitungan Distribusi Hujan

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Tinggi

Hujan (mm)

Distribusi

Hujan (%)

[1] [2] [3]

1

2

3

4

5

6

7

n

Total

dengan:

[1] = periode hujan

[2] = tinggi hujan (hasil pengamatan)

[3] = distribusi hujan ([2]/Total[2])

n = jumlah pembagian waktu hujan

7. Berdasarkan Tabel 3.4 dan data hujan rancangan (R24) selanjutnya akan dibuat

histogram pada masing-masing hujan dengan kala ulang tertentu. Berikut contoh

tabel pembuatan histogram hujan:

Tabel 3.5 Contoh Tabel Perhitungan Intensitas Hujan

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Distribusi

Hujan (%)

Tinggi Hujan

(mm)

Intensitas Hujan

(mm/menit)

[1] [2] [3] [4]

1

2

3

4

5

6

7

n

dengan:

[1] = waktu kejadian hujan

[2] = distribusi hujan

41

[3] = tinggi hujan (R24 x [2])

[4] = intensitas hujan ([3]/[1])

8. Gambarkan hasil analisis distribusi hujan pada Tabel 3.5 di atas menjadi sebuah

histogram seperti pada Gambar 2.4.

3.7 Analisis Karakteristik Genangan

1. Langkah pertama adalah dengan mencari genangan yang terjadi. Dalam

menganalisis genangan dapat menggunakan dua besaran yaitu laju infiltrasi dan

intensitas hujan yaitu dengan menggabungkan kurva laju infiltrasi (Gambar 2.5)

dengan histogram hujan (Gambar 2.4). Genangan terjadi saat nilai intensitas hujan

melebihi laju infiltrasi. Tinggi genangan dideskripsikan sebagai wilayah yang

berada di antara kurva laju infiltrasi dan intensitas hujaan saat intensitas hujan lebih

besar dibandingkan dengan laju infiltrasi dan durasi genangan adalah lama

terjadinya genangan.

2. Berdasarkan analisis genangan selanjutnya akan didapatkan karakteristik genangan

yaitu tinggi genangan yang terjadi (mm) dan durasi kejadian genangan (menit).

3. Perhitungan total tinggi genangan dan durasi genangan yang terjadi seperti pada

Tabel 3.6 dan Tabel 3.7 di bawah ini:

Tabel 3.6 Contoh Tabel Perhitungan Tinggi Genangan

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

[1] [2] [3] [4] [5]

1

n

Jumlah =

dengan:

[1] = rentang waktu periode

[2] = intensitas hujan (hasil perhitungan)

[3] = laju infiltrasi (hasil perhitungan)

[4] = laju limpasan ([2] – [3])

[5] = tinggi genangan ([4] x [1])

n = jumlah periode terjadinya genangan

42

Tabel 3.7 Contoh Tabel Perhitungan Durasi Genangan

No.

Kala Ulang

Hujan

(Tahun)

Waktu

Penggenangan

(menit)

Waktu Akhir

Genangan

(Menit)

Durasi

Genangan

(menit)

[1] [2] [3] [4]

1 2

2 5

3 10

4 20

dengan:

[1] = kala ulang hujan

[2] = waktu penggenangan

[3] = waktu akhir genangan

[4] = durasi genangan ([3] – [2])

4. Lakukan perhitungan seperti di atas untuk semua lokasi dan setiap kala ulang

hujannya.

5. Rekapitulasi hasil analisis durasi genangan dan tinggi genangan seperti pada Tabel

3.8 dan Tabel 3.9 dibawah ini:

Tabel 3.8 Contoh Tabel Rekapitulasi Perhitungan Tinggi Genangan

No. Lokasi

Tinggi Genangan (mm)

Kala

Ulang

2 Th

Kala

Ulang

5 Th

Kala

Ulang

10 Th

Kala

Ulang

20 Th

1 Fakultas Kedokteran

2 Fakultas Ilmu Budaya

3 Fakultas MIPA I

4 Fakultas MIPA II

5 Rektorat I

6 Rektorat II

7 GOR Pertamina

8 Fakultas Pertanian

Rerata

43

Tabel 3.9 Contoh Tabel Rekapitulasi Perhitungan Durasi Genangan

No. Lokasi

Durasi Genangan (menit)

Kala

Ulang

2 Th

Kala

Ulang

5 Th

Kala

Ulang

10 Th

Kala

Ulang

20 Th

1 Fakultas Kedokteran

2 Fakultas Ilmu Budaya

3 Fakultas MIPA I

4 Fakultas MIPA II

5 Rektorat I

6 Rektorat II

7 GOR Pertamina

8 Fakultas Pertanian

Rerata

3.8 Analisis Hubungan Durasi dan Tinggi Genangan Terhadap Sifat Fisik Tanah

dan Hujan Rancangan

Durasi genangan dan tinggi genangan yang telah didapat selanjutnya akan

dianalisis hubungannya terhadap parameter yang dinilai mempengaruhi dalam penelitian

ini yaitu sifat fisik tanah termasuk komposisi tanah. Parameter lainnya adalah nilai hujan

rancangan dalam hal ini kala ulang dari hujan rancangan.

Sifat fisik tanah yang akan dianalisis hubungannya dengan genangan adalah kadar

air tanah, porositas tanah, komposisi clay, silt dan sand. Parameter-parameter tersebut akan

dihubungkan dengan durasi genangan dan tinggi genangan yang dihasilkan oleh hujan

rancangan kala ulang. Parameter kala ulang hujan rancangan juga akan dihubungkan

dengan rerata durasi dan tinggi genangan dari semua lokasi penelitian.

Dalam penelitian ini bentuk hubungan yang akan dibuat merupakan hasil analisis

regresi menggunakan alat bantu software Microsoft Office Word 2013. Pemilihan bentuk

regresi berdasarkan nilai R2 yang paling mendekati nilai 1.

44

Gambar 3.5 Diagram Alir Pengerjaan Skripsi

Mulai

Pelaksanaan Percobaan Infiltrasi

dan Pengambilan Sampel Tanah

Pendugaan Laju

Infiltrasi (f) Turf-

Tec Infiltrometer

Sifat fisik tanah:

Ukuran Butiran

Porositas

Kadar Air

Data Curah Hujan

Tahun 1995 - 2015

Histogram Hujan

dengan R24 Kurva Laju Infiltrasi

Analisis Kejadian

Genangan dan

Karakteristiknya

Analisis Hubungan (regresi) Karakteristik

Genangan terhadap Sifat Tanah dan Hujan

Rancangan (R24)

Simpulan

Selesai

Analisis Hujan

Rancangan (R24)

Analisis Distribusi

Hujan (%)

45

BAB IV

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Laju Infiltrasi

Penelitian ini dilakukan di delapan lokasi yang tersebar di Universitas Brawijaya

seperti pada Gambar 4.1. Pada lokasi penelitian dilakukan pengujian laju infiltrasi dan

pengambilan sampel tanah untuk diuji sifat-sifatnya diantaranya kadar air, ukuran butiran,

dan porositas tanah. Lokasi penelitian dan rinciannya dapat dilihat pada Tabel 4.1 di bawah

ini.

Gambar 4.1 Peta Lokasi Penelitian di Universitas Brawijaya

46

Tabel 4.1 Kondisi Lokasi dan Waktu Penelitian

No. Nama

Lokasi Foto Lokasi Koordinat Kondisi dan Waktu

1 Fakultas

Kedokteran

7o 57’ 14,74’’ LS

112o 36’ 44,47’’ BT

Pengujian dilakukan pada Juli

2016, November 2016 dan

Maret 2017

Cuaca cerah

Permukaan tanah lembab

Berpenutup vegetasi rumput

gajah tipis

2

Fakultas

Ilmu

Budaya

7o 57’ 10,23’’ LS

112o 36’ 44,93’’ BT

Pengujian dilakukan pada Juli

2016, November 2016 dan

Maret 2017

Cuaca cerah

Permukaan tanah kering

berongga

Berpenutup vegetasi rumput

gajah lebat

3 Fakultas

MIPA I

7o 57’ 7’,01’’ LS

112o 36’ 46,48’’ BT

Pengujian dilakukan pada Juli

2016, November 2016 dan

Maret 2017

Cuaca cerah

Permukaan tanah kering

Berpenutup vegetasi rumput

gajah tipis

4 Fakultas

MIPA II

7o 57’ 6,79’’ LS

112o 36’ 43,93’’ BT

Pengujian dilakukan pada Juli

2016, November 2016 dan

Maret 2017

Cuaca cerah

Permukaan tanah kering

Berpenutup vegetasi rumput

gajah tipis

47

No. Nama

Lokasi Foto Lokasi Koordinat Kondisi dan Waktu

5 Gedung

Rektorat I

7o 57’ 9,31’’ LS

112o 36’ 51,11’’ BT

Pengujian dilakukan pada Juli

2016, November 2016 dan

Maret 2017

Cuaca cerah

Pemukaan tanah kering

Berpenutup vegetasi rumput

gajah tipis

6 Gedung

Rektorat II

7o 57’ 8,85’’ LS

112o 36’ 49,1’’ BT

Pengujian dilakukan pada Juli

2016, November 2016 dan

Maret 2017

Cuaca cerah

Permukaan tanah sedikit lembab

Berpenutup vegetasi rumput

gajah lebat

7

Gedung

Olahraga

Pertamina

7o 57’ 9,99’’ LS

112o 36’ 54,51’’ BT

Pengujian dilakukan pada Juli

2016, November 2016 dan

Maret 2017

Cuaca cerah

Permukaan tanah sedikit lembab

Berpenutup vegetasi rumput

gajah lebat

8 Fakultas

Pertanian

7o 57’ 15,74’’ LS

112o 36’ 43,23’’ BT

Pengujian dilakukan pada Juli

2016, November 2016 dan

Maret 2017

Cuaca cerah

Permukaan tanah lembab dan

padat

Berpenutup vegetasi rumput

gajah tebal

Sumber: Hasil Pengukuran di Lapangan

4.2 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi

Pengujian laju infiltrasi di lapangan menggunakan alat Turf Tec Infiltrometer

menunjukkan bahwa besar laju infiltrasi akan terus berkurang nilainya seiring berjalannya

waktu. Hal ini disebabkan aliran air yang bergerak akibat gaya kapiler dan gaya gravitasi

48

menyebabkan tanah menjadi basah. Pada kurun waktu tertentu nilai laju infiltrasi akan

menunjukkan angka yang tetap yang disebabkan kondisi tanah basah yang sudah menjadi

jenuh. Dengan menggunakan Tabel 3.2 berikut hasil pengukuran laju infiltrasi pada semua

lokasi penelitian beserta contoh perhitungannya:

49

Contoh perhitungan Tabel 4.2 No. 15 (Fakultas Kedokteran):

12 mm

- - 25 – 20 = 5 menit

-

2,4 mm/menit

1. Fakultas Kedokteran

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Kedokteran

No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)

(menit) (menit) (mm) (mm/menit)

Start 0

1 1 1 6 6,0

2 2 1 5 5,0

3 3 1 4 4,0

4 4 1 3 3,0

5 5 1 3 3,0

6 6 1 3 3,0

7 7 1 3 3,0

8 8 1 3 3,0

9 10 2 6 3,0

10 12 2 5 2,5

11 14 2 5 2,5

12 16 2 5 2,5

13 18 2 5 2,5

14 20 2 5 2,5

15 25 5 12 2,4

16 30 5 10 2,0

17 35 5 10 2,0

18 40 5 10 2,0

19 45 5 10 2,0

20 50 5 10 2,0

21 55 5 10 2,0

22 65 10 20 2,0

23 75 10 20 2,0

24 85 10 20 2,0

25 95 10 20 2,0

26 105 10 20 2,0

Sumber: Hasil Pengamatan di Lapangan

Gambar 4.2 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Kedokteran

Sumber: Hasil Perhitungan

0

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100 120Kap

asit

as I

nfi

ltra

si (

mm

/menit

)

Waktu (menit)

50

2. Fakultas Ilmu Budaya

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Ilmu Budaya

No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)

(menit) (menit) (mm) (mm/menit)

Start 0

1 1 1 12 12,0

2 2 1 8 8,0

3 3 1 8 8,0

4 4 1 7 7,0

5 5 1 6 6,0

6 6 1 6 6,0

7 7 1 6 6,0

8 8 1 6 6,0

9 9 1 5 5,0

10 10 1 5 5,0

11 11 1 5 5,0

12 12 1 5 5,0

13 13 1 5 5,0

14 23 10 40 4,0

15 33 10 40 4,0

16 43 10 40 4,0

17 53 10 40 4,0

18 63 10 40 4,0

19 73 10 35 3,5

20 83 10 35 3,5

21 93 10 35 3,5

22 103 10 35 3,5

23 113 10 35 3,5

24 123 10 35 3,5

25 133 10 35 3,5

26 143 10 35 3,5

Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan

Gambar 4.3 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Ilmu Budaya

Sumber: Hasil Perhitungan

0

2

4

6

8

10

12

14

0 50 100 150Kap

asit

as I

nfi

ltra

si (

mm

/menit

)

Waktu (menit)

51

3. Fakultas MIPA I

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA I

No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)

(menit) (menit) (mm) (mm/menit)

Start 0

1 1 1 14,0 14,0

2 2 1 9,0 9,0

3 3 1 8,0 8,0

4 4 1 7,0 7,0

5 5 1 6,0 6,0

6 6 1 6,0 6,0

7 7 1 6,0 6,0

8 8 1 5,0 5,0

9 9 1 5,0 5,0

10 10 1 5,0 5,0

11 11 1 5,0 5,0

12 12 1 4,0 4,0

13 13 1 4,0 4,0

14 14 1 4,0 4,0

15 15 1 4,0 4,0

16 17 2 8,0 4,0

17 19 2 6,0 3,0

18 21 2 6,0 3,0

19 23 2 6,0 3,0

20 25 2 6,0 3,0

21 27 2 6,0 3,0

22 29 2 6,0 3,0

23 31 2 6,0 3,0

24 36 5 15,0 3,0

25 41 5 15,0 3,0

26 46 5 15,0 3,0

27 51 5 15,0 3,0

28 56 5 15,0 3,0

29 61 5 15,0 3,0

30 66 5 15,0 3,0

Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan

Gambar 4.4 Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA I

Sumber: Hasil Perhitungan

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 15 30 45 60 75Kap

asit

as I

nfi

ltra

si (

mm

/menit

)

Waktu (menit)

52

4. Fakultas MIPA II

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas MIPA II

No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)

(menit) (menit) (mm) (mm/menit)

Start 0

1 1 1 4,0 4,0

2 2 1 2,0 2,0

3 3 1 1,0 1,0

4 4 1 1,0 1,0

5 5 1 1,0 1,0

6 6 1 1,0 1,0

7 7 1 1,0 1,0

8 8 1 1,0 1,0

9 9 1 1,0 1,0

10 11 2 2,0 1,0

11 13 2 2,0 1,0

12 15 2 2,0 1,0

13 17 2 2,0 1,0

14 19 2 2,0 1,0

15 21 2 2,0 1,0

16 23 2 2,0 1,0

17 28 5 4,0 0,8

18 33 5 4,0 0,8

19 38 5 4,0 0,8

20 43 5 4,0 0,8

21 48 5 4,0 0,8

22 58 10 5,0 0,5

23 68 10 5,0 0,5

24 78 10 5,0 0,5

25 88 10 5,0 0,5

26 98 10 5,0 0,5

Sumber: Hasil Pengukuran di Lapangan

Gambar 4.5 Kurva Laju Infiltrasi Fakultas MIPA II

Sumber: Hasil Perhitungan

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

0 15 30 45 60 75 90 105Kap

asit

as I

nfi

ltra

si (

mm

/menit

)

Waktu (menit)

53

5. Gedung Rektorat I

Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Gedung Rektorat I

No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)

(menit) (menit) (mm) (mm/menit)

Start 0

1 1 1 8,0 8,0

2 2 1 7,0 7,0

3 3 1 7,0 7,0

4 4 1 6,0 6,0

5 5 1 6,0 6,0

6 6 1 5,0 5,0

7 7 1 4,0 4,0

8 8 1 3,0 3,0

9 9 1 3,0 3,0

10 10 1 2,0 2,0

11 11 1 2,0 2,0

12 12 1 1,0 1,0

13 13 1 1,0 1,0

14 14 1 1,0 1,0

15 15 1 1,0 1,0

16 16 1 1,0 1,0

17 18 2 2,0 1,0

18 20 2 2,0 1,0

19 22 2 2,0 1,0

20 24 2 2,0 1,0

21 26 2 2,0 1,0

22 36 10 10,0 1,0

23 46 10 10,0 1,0

24 56 10 10,0 1,0

25 66 10 10,0 1,0

26 76 10 10,0 1,0

Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan

Gambar 4.6 Kurva Laju Infiltrasi di Gedung Rektorat I

Sumber: Hasil Perhitungan

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 15 30 45 60 75 90Kap

asit

as I

nfi

ltra

si (

mm

/menit

)

Waktu (menit)

54

6. Gedung Rektorat II

Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Gedung Rektorat II

No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)

(menit) (menit) (mm) (mm/menit)

Start 0

1 1 1 14,0 14,0

2 2 1 11,0 11,0

3 3 1 8,0 8,0

4 4 1 7,0 7,0

5 5 1 5,0 5,0

6 6 1 4,0 4,0

7 7 1 2,0 2,0

8 8 1 2,0 2,0

9 9 1 2,0 2,0

10 10 1 2,0 2,0

11 11 1 2,0 2,0

12 13 2 4,0 2,0

13 15 2 4,0 2,0

14 17 2 4,0 2,0

15 19 2 4,0 2,0

16 21 2 4,0 2,0

Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan

Gambar 4.7 Kurva Laju Infiltrasi di Gedung Rektorat II

Sumber: Hasil Perhitungan

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 5 10 15 20Kap

asit

as I

nfi

ltra

si (

mm

/menit

)

Waktu (menit)

55

7. Gedung Olahraga

Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Gedung Olahraga

No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)

(menit) (menit) (mm) (mm/menit)

Start 0

1 1 1 15,0 15,0

2 2 1 9,0 9,0

3 3 1 7,0 7,0

4 4 1 6,0 6,0

5 5 1 5,0 5,0

6 6 1 6,0 6,0

7 7 1 6,0 6,0

8 8 1 5,0 5,0

9 9 1 5,0 5,0

10 10 1 5,0 5,0

11 11 1 5,0 5,0

12 12 1 5,0 5,0

13 13 1 4,0 4,0

14 14 1 4,0 4,0

15 15 1 4,0 4,0

16 16 1 2,0 2,0

17 17 1 2,0 2,0

18 18 1 2,0 2,0

19 19 1 1,0 1,0

20 20 1 1,0 1,0

21 21 1 1,0 1,0

22 22 1 1,0 1,0

23 23 1 1,0 1,0

24 25 2 2,0 1,0

25 27 2 2,0 1,0

26 29 2 2,0 1,0

27 31 2 2,0 1,0

28 33 2 2,0 1,0

29 35 2 2,0 1,0

30 37 2 2,0 1,0

31 39 2 2,0 1,0

Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan

Gambar 4.8. Kurva Laju Infiltrasi di Gedung Olahraga

Sumber: Hasil Perhitungan

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 10 20 30 40Kap

asit

as I

nfi

ltra

si (

mm

/menit

)

Waktu (menit)

56

8. Fakultas Pertanian

Tabel 4.9 Hasil Pengukuran Laju Infiltrasi di Fakultas Pertanian

No Waktu Uji (t) Selisih Waktu (Δt) Penurunan (Δh) Laju Infiltrasi (f)

(menit) (menit) (mm) (mm/menit)

Start 0

1 1 1 14,0 14,0

2 2 1 6,0 6,0

3 3 1 5,0 5,0

4 4 1 5,0 5,0

5 5 1 4,0 4,0

6 6 1 4,0 4,0

7 7 1 4,0 4,0

8 8 1 4,0 4,0

9 9 1 4,0 4,0

10 11 2 8,0 4,0

11 13 2 8,0 4,0

12 15 2 8,0 4,0

13 17 2 8,0 4,0

14 19 2 8,0 4,0

15 29 10 40,0 4,0

16 39 10 40,0 4,0

17 49 10 40,0 4,0

18 59 10 40,0 4,0

19 69 10 40,0 4,0

20 79 10 40,0 4,0

Sumber : Hasil Pengamatan di Lapangan

Gambar 4.9. Kurva Laju Infiltrasi di Fakultas Pertanian

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil pengukuran infiltrasi di atas didapatkan kurva laju infiltrasi yang

beragam dari semua lokasi pengujian. Kemudian akan direkapitulasi mengenai

karakter dari laju infiltrasi yaitu f0 dan fc yang merupakan kapasitas infiltrasi awal

dan kapasitas infiltrasi konstan. Berikut tabel rekapitulasi karakteristik laju infiltrasi

di Universitas Brawijaya:

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

0 20 40 60 80Kap

asit

as I

nfi

ltra

si (

mm

/menit

)

Waktu (menit)

57

Tabel 4.10 Rekapitulasi Karakteristik Laju Infiltrasi

No. Lokasi Laju Infiltrasi Awal

(fo) (mm/menit)

Laju Infiltrasi Konstan

(fc) (mm/menit)

1 Fakultas Kedokteran 6,00 2,00

2 Fakultas Ilmu Budaya 12,00 3,50

3 Fakultas MIPA I 14,00 3,00

4 Fakultas MIPA II 4,00 0,50

5 Rektorat I 8,00 1,00

6 Rektorat II 14,00 2,00

7 GOR Pertamina 15,00 1,00

8 Fakultas Pertanian 14,00 4,00

Rerata 10,88 2,13

Sumber: Hasil Perhitungan

4.3 Hasil Pengamatan Sifat Tanah

Saat dilakukan pengukuran laju infiltrasi secara bersamaan sampel tanah diambil

untuk dilakukan pengujian sifat fisik tanah yang dinilai mempengaruhi nilai dari laju

infiltrasi yang didapat. Sifat-sifat tersebut antara lain ukuran butiran, kadar air, dan

porositas tanah. Pengujian sifat fisik dilakukan di Laboratorium Tanah dan Air Tanah

Jurusan Teknik Pengairan.

4.3.1 Ukuran Butiran Tanah

Pengukuran ukuran butiran tanah pada masing-masing lokasi hanya dilakukan

dalam sekali pengujian. Hal ini dikarenakan kondisi butiran tanah pada masing-masing

periode pengukuran laju infiltrasi diasumsikan tidak ada perubahan. Hasil pengukuran

butiran tanah di Laboratorium didapatkan tanah tersusun oleh berbagai jenis butiran tanah.

Pengujian ukuran butiran menggunakan alat saringan dan untuk benda uji yang lolos

saringan 200 akan digunakan sebagai benda uji dari pengukuran hidrometer. Hasil dari

kedua alat tersebut akan digunakan sebagai pertimbangan jenis tanah menggunakan

klasifikasi USDA (United States Departement of Agriculture).

Pengukuran butiran menggunakan alat saringan dengan nomor saringan 4, 10, 20,

30, 40, 60, 100, dan 200. Pengukuran ini akan menghasilkan persentase pasir terhadap

sampel tanah. Berikut contoh hasil pengukuran butiran menggunakan saringan :

58

Tabel 4.11 Hasil Analisis Butiran Menggunakan Saringan pada Lokasi Fakultas

Kedokteran

Saringan Berat

Tertahan

Saringan (g)

Jumlah

Berat

Tertahan (g)

Komulatif

Berat

Tertahan (%)

Komulatif

Berat Lolos

Saringan (%) No Diameter (mm)

4 4,750 0 0 0 100

10 2,000 0 0 0 100

20 0,850 0 0 0 100

30 0,600 0 0 0 100

40 0,425 0 0 0 100

60 0,250 1,668 1,668 3,336 96,664

100 0,150 2,859 4,527 9,054 90,946

200 0,075 0,714 5,241 10,482 89,518

Pan 44,759 50 100 0

Sumber : Hasil Pengukuran di Laboratorium

Pengukuran menggunakan alat saringan pada sampel tanah pada lokasi Fakultas

Kedokteran didapatkan berat sampel yang tertahan pada saringan nomor 4 hingga 200

sebesar 5,241 g atau sebesar 10,482% dari total jumlah sampel. Hasil ini menunjukkan

bahwa persentase pasir (tertahan saringan nomor 4 hingga 200) sebesar 10,482%. Untuk

pengukuran jenis ukuran tanah yang lainnya (lolos saringan nomor 200) selanjutnya akan

diuji menggunakan metode hidrometer. Berikut hasil uji hidrometer pada sampel tanah

Fakultas Kedokteran:

Tabel 4.12 Hasil Analisis Agregat Halus Menggunakan Metode Hidrometer

Waktu

(menit)

Suhu

(C)

Pembacaan

Hidrometer

(Rh)

Permbacaan

Terkoreksi

(Rh,K)

Koreksi

Suhu

(K)

R

Kedalaman

Efektif

Hidrometer

(Zr)

Diameter

(mm)

Finner

(%)

%

Finner

(%)

Endapan

(%)

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]

0 29 1,013 1,014 0,013 14 6,864 0,000 43,392 56,608 38,844

0,5 29 1,012 1,013 0,013 13 7,160 0,049 40,054 59,946 35,856

1 29 1,011 1,012 0,013 12 7,455 0,035 36,716 63,284 32,868

2 29 1,01 1,011 0,013 11 7,751 0,025 33,378 66,622 29,880

15 28,5 1,008 1,009 0,013 9 8,341 0,010 26,703 73,297 23,904

30 28 1,007 1,008 0,013 8 8,637 0,007 23,365 76,635 20,916

60 28 1,0065 1,0075 0,013 7,5 8,785 0,005 21,696 78,304 19,422

120 28 1,006 1,007 0,013 7 8,932 0,004 20,027 79,973 17,928

1440 28 1,004 1,005 0,013 5 9,523 0,001 13,351 86,649 11,952

Sumber : Hasil Perhitungan

dengan:

[1] = Waktu Pengukuran

[2] = Data

[3] = Data

[4] = [3]+0,001

59

[5] = Tabel harga K (Das, Braja:20)

[6] = 1000 x ([4]-1)

[7] = (-0,2954 x [6]) + 11

[8] = [5] x ([7]/[1])0,5

[9] = ((1000 x 100)/50) x (Gs/(Gs-1)) x ([4]-1)

[10] = (100-[9])

[11] = ([9]/100) x (lolos saringan no. 200)

Gambar 4.10 Kurva Distribusi Agregat Fakultas Kedokteran

Sumber : Hasil Perhitungan

Hasil pengukuran hidrometer pada sampel tanah di lokasi Fakultas Kedokteran

melalui interpolasi didapatkan endapan sebesar 14,192% pada diameter 0,002 yang dengan

kata lain angka tersebut menunjukkan persentase clay pada sampel tanah. Bersamaan

dengan hasil analisis ayakan yang menghasilkan sand sebesar 10,482%, maka dapat

ditentukan persentase silt sebesar 75,326%.

Berdasarkan pola komposisi tanah sampel tanah Fakultas Kedokteran, dengan

menggunakan klasifikasi USDA maka didapatkan jenis tanah pada lokasi tersebut, seperti

pada gambar dibawah ini:

60

Gambar 4.11 Jenis Tanah Fakultas Kedokteran Berdasarkan USDA

Sumber : Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil klasifikasi tanah di lokasi Fakultas Kedokteran dengan

menggunakan segitiga USDA didapatkan tanah pada lokasi tersebut berjenis Silty Loam.

Berikut hasil analisis butiran pada semua lokasi beserta jenis tanahnya :

Tabel 4.13 Komposisi Penyusun Tanah

No. Lokasi Ukuran Butiran Tanah (φ)

Clay (%) Silt (%) Sand (%)

1 F. Kedokeran 14,192 75,326 10,482

2 F. Ilmu Budaya 14,235 50,523 35,242

3 F. MIPA I 12,288 43,190 44,522

4 F. MIPA II 16,385 64,129 19,486

5 G. Rektorat I 17,766 51,560 30,674

6 G. Rektorat II 16,186 59,196 24,618

7 G. Olahraga 27,954 41,524 30,522

8 F. Pertanian 16,780 52,258 30,962

Rerata 16,973 54,713 28,314

Sumber: Hasil Perhitungan

61

Hasil pengujian didapatkan berbagai nilai dari masing-masing komposisi pada

setiap lokasi. Untuk menentukan jenis tanah dari lokasi penelitian maka dilakukan plotting

pada segitiga USDA berdasarkan masing-masing bobot yang tertera pada Tabel 4.12.

Berikut hasil klasifikasi tanah berdasarkan USDA pada semua lokasi penelitian:

Gambar 4.12 Klasifikasi Jenis Tanah Berdasarkan USDA

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.14 Jenis Tanah Berdasarkan Klasifikasi USDA

No. Lokasi Jenis Tanah

1 F. Kedokteran Silty Loam

2 F. Ilmu Budaya Loam

3 F. MIPA I Loam

4 F. MIPA II Silty Loam

5 G. Rektorat I Silty Loam

6 G. Rektorat II Silty Loam

7 G. Olahraga Clay Loam

8 F. Pertanian Silty Loam

Sumber: Hasil Perhitungan

62

Klasifikasi berdasarkan segitiga USDA merupakan perbandingan persentase pasir

(sand), lanau (silt), dan liat (clay). Menurut hasil pengukuran yang telah digambarkan pada

Gambar 4.10 didapatkan jenis tanah pada lokasi penelitian didominasi oleh lempung

berlanau (silty loam) atau yang sering disebut lempung berdebu. Jenis tanah tersebut

didapatkan dari lima lokasi yaitu Fakultas Kedokteran, Fakultas MIPA II, Gedung Rektorat

I dan II, dan Fakultas Pertanian. Fakultas Ilmu Budaya dan Fakultas MIPA I memiliki jenis

tanah yang sama yaitu lempung (loam), sedangkan tanah di Gedung Olahraga berjenis

lempung berliat (clay loam).

4.3.2 Kadar Air Tanah

Pengukuran kadar air dilakukan pada setiap pengujian laju infiltrasi. Perhitungan

kadar air dilakukan di laboratorium dengan mengambil sampel sebanyak tiga cawan pada

lokasi yang berdekatan. Pengukuran kadar air akhir menggunakan metode rerata dari hasil

pengukuran kadar air pada masing-masing pengujian infiltrasi. Berikut hasil pengukuran

kadar air akhir masing-masing lokasi dan contoh perhitungannya.

Tabel 4.15 Hasil Pengukuran Kadar Air Tanah

No. Lokasi Kadar Air (%)

Rerata (%) w1 w2 w3

1 F. Kedokteran 80,000 92,857 91,667 88,175

2 F. Ilmu Budaya 64,706 92,857 91,667 83,077

3 F. MIPA I 84,000 84,615 77,778 82,131

4 F. MIPA II 93,750 82,353 90,323 88,809

5 Rektorat I 73,333 89,286 88,889 83,836

6 Rektorat II 88,462 84,615 84,615 85,897

7 G. Olahraga 75,862 82,143 88,462 82,155

8 F. Pertanian 96,000 85,294 79,310 86,868

Rerata 85,118

Sumber: Hasil Perhitungan

Contoh perhitungan kadar air pada lokasi Fakultas Kedokteran:

Kadar air uji infiltrasi pertama (w1):

w1 = (berat air / berat tanah kering) × 100%

= (24/30) × 100%

= 80,00%

Kadar air uji infiltrasi kedua (w2):

w2 = (berat air / berat tanah kering) × 100%

= (26/28) × 100%

= 92,86%

63

Kadar air uji infiltrasi ketiga (w3):

w3 = (berat air / berat tanah kering) × 100%

= (22/24) × 100%

= 91,67%

Kadar air akhir (w):

w = (80,00% + 92,86% +91,67%) / 3

= 88,17%

Dari hasil pengukuran kadar air tanah di laboratorium didapatkan rata-rata kadar air

tanah dari lokasi penelitian sebesar 85,118% dengan kadar air tanah tertinggi sebesar

88,809% pada lokasi Fakultas MIPA II dan kadar air tanah terendah sebesar 82,131% pada

lokasi Fakultas MIPA I.

4.3.3 Porositas Tanah

Pengukuran porositas tanah memerlukan data-data seperti berat jenis tanah dan

volume tanah yang terlebih dahulu telah dilakukan pengujian di laboratorium. Berikut hasil

pengukuran tingkat porositas tanah pada setiap lokasi penelitian serta contoh perhitungan

pada lokasi Fakultas Kedokteran.

Tabel 4.16 Hasil Pengukuran Porositas Tanah

No. Lokasi Porositas (%)

1 F. Kedokteran 65,073

2 F. Ilmu Budaya 65,933

3 F. MIPA I 66,341

4 F. MIPA II 62,292

5 Rektorat I 57,984

6 Rektorat II 66,361

7 G. Olahraga 67,146

8 F. Pertanian 65,262

Rerata 64,549

Sumber: Hasil Perhitungan

Contoh perhitungan untuk lokasi Fakultas Kedokteran:

Berat jenis tanah (Gs) = 2,495 (hasil uji Laboratorium)

Berat volume air (ɣw) = 0,986 g/cm3 (hasil uji Laboratorium)

Berat tanah kering (ws) = 27,333 g (hasil uji Laboratorium)

Volume total (V) = 31,821 cm3

Berat volume butiran padat (ɣs) = Gs × ɣw

= 2,495 × 0,9857

= 2,459 g/cm3

64

Volume of Solid (Vs) = ws / ɣs

= 27,333 / 2,459

= 11,114 cm3

Volume of Void (Vv) = V - Vs

= 31,831 – 11,114

= 20,707 cm3

Porositas (n) = (Vv / V) × 100%

= (20,707/31,821) × 100%

= 65,073%

Hasil pengukuran nilai porositas tanah pada lokasi penelitian didapatkan rata-rata

nilai porositas tanah pada tanah uji sebesar 64,549% dengan nilai porositas tertinggi

sebesar 67,146% pada lokasi Gedung Olahraga dan nilai porositas terendah sebesar

57,984% pada lokasi Gedung Rektorat I.

4.4 Hasil Pengukuran Data Hujan

Data hujan diperoleh dari Stasiun Hujan Laboratorium Hidrologi Jurusan Teknik

Pengairan selama kurun waktu 21 tahun terhitung sejak tahun 1995 hingga 2015. Data

curah hujan harian akan digunakan sebagai alat perencanaan nilai intensitas hujan

sedangkan data dari kertas ARR (Automatic Rainfall Recorder) akan ditransformasikan

menjadi histogram kejadian hujan.

4.4.1 Data Hujan Harian Maksimum Tahunan

Data yang diperoleh berupa data curah hujan harian yang terjadi sepanjang tahun

selama tahun 1995 hingga 2015. Data tersebut kemudian dipangkas menjadi data curah

hujan harian maksimum tahunan sehingga didapatkan nilai curah hujan harian maksimum

selama 21 tahun seperti berikut ini:

65

Tabel 4.17 Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan Stasiun Hujan Pengairan Tahun

1995-2015

Tahun Curah Hujan Harian Maksimum (mm)

1995 135

1996 82

1997 60,25

1998 112,25

1999 101,75

2000 206

2001 80

2002 116

2003 90

2004 71,45

2005 100,4

2006 102,5

2007 71,5

2008 220

2009 83

2010 156,5

2011 93,5

2012 111,5

2013 119

2014 75,3

2015 111

Sumber: Laboratorium Hidrologi Teknik Pengairan

4.4.2 Uji Konsistensi Metode RAPS (Rescale Adjusted Partial Sums)

Uji konsistensi atau uji kepanggahan ini dilakukan terhadap data curah hujan

tahunan dengan tujuan untuk mengetahui adanya penyimpangan data hujan, sehingga dapat

disimpulkan bahwa data tersebut layak dipakai dalam analisis selanjutnya atau tidak. Uji

RAPS dilakukan dengan cara menghitung nilai komulatif dari penyimpangan terhadap

rata-rata. Berikut hasil uji konsistensi data curah hujan dengan metode RAPS:

66

Tabel 4.18 Hasil Uji Konsistensi Metode RAPS

No. Tahun Hujan

(mm) Sk

* |Sk

*| Dy

2 Sk

** |Sk

**|

1 1995 135,000 25,529 25,529 31,034 0,633 0,633

2 1996 82,000 -27,471 27,471 35,937 -0,681 0,681

3 1997 60,250 -49,221 49,221 115,369 -1,220 1,220

4 1998 112,250 2,779 2,779 0,368 0,069 0,069

5 1999 101,750 -7,721 7,721 2,839 -0,191 0,191

6 2000 206,000 96,529 96,529 443,703 2,393 2,393

7 2001 80,000 -29,471 29,471 41,360 -0,731 0,731

8 2002 116,000 6,529 6,529 2,030 0,162 0,162

9 2003 90,000 -19,471 19,471 18,054 -0,483 0,483

10 2004 71,450 -38,021 38,021 68,839 -0,943 0,943

11 2005 100,400 -9,071 9,071 3,919 -0,225 0,225

12 2006 102,500 -6,971 6,971 2,314 -0,173 0,173

13 2007 71,500 -37,971 37,971 68,659 -0,941 0,941

14 2008 220,000 110,529 110,529 581,741 2,740 2,740

15 2009 83,000 -26,471 26,471 33,368 -0,656 0,656

16 2010 156,500 47,029 47,029 105,318 1,166 1,166

17 2011 93,500 -15,971 15,971 12,147 -0,396 0,396

18 2012 111,500 2,029 2,029 0,196 0,050 0,050

19 2013 119,000 9,529 9,529 4,324 0,236 0,236

20 2014 75,300 -34,171 34,171 55,604 -0,847 0,847

21 2015 111,000 1,529 1,529 0,111 0,038 0,038

Rerata 109,471

Jumlah 2298,900 1627,234

Sumber: Hasil Perhitungan

Q = Sk**

maks = 2,740

R = Sk**

maks - Sk**

min = 2,740 – (-1,220) = 3,960

Q/(n0,5

) = 2,740 / (210,5

) = 0,598

R/(n0,5

) = 3,960 / (210,5

) = 0,864

Hasil perhitungan di atas didapatkan nilai Q/(n0,5

)hitung (0,598) kurang dari

Q/(n0,5

)tabel (1,102) dan R/(n0,5

)hitung (0,864) kurang dari R/(n0,5

)tabel (1,346), sehingga dapat

disimpulkan bahwa data curah hujan masih dalam batas konsistensi.

4.4.3 Uji Normalitas Data (Outlier)

Uji ini digunakan untuk mengetahui ambang batas atas dan bawah dari rangkain

data yang ada, sehingga nantinya diharapkan data yang melebih kedua batas tersebut tidak

akan digunakan dan hanya menggunakan data yang berada pada batas normal. Uji ini

menggunakan nilai logaritmik (Y) dari nilai curah hujan yang telah diurutkan dari curah

hujan terbesar hingga terkecil. Kemudian dicari nilai rata-rata dan standar penyimpangan

67

dari deret data logaritmik tersebut, serta menggunakan harga koefisien Kn berdasarkan

Tabel 2.3. Berikut hasil uji normalitas data curah hujan Stasiun Hujan Laboratorium

Hidrologi Teknik Pengairan:

Tabel 4.19 Hasil Uji Outlier Data Curah Hujan Stasiun Hujan Teknik Pengairan

Tahun Curah Hujan (mm) Y Keterangan

2008 220 2,342 Nilai Ambang Atas (XH)

2000 206 2,314 XH = 230,018 mm

2010 156,5 2,195

1995 135 2,130 Nilai Ambang Bawah (XL)

2013 119 2,076 XL = 46,533 mm

2002 116 2,064

1998 112,25 2,050 Karena :

2012 111,5 2,047 XL < X < XH

2015 111 2,045

2006 102,5 2,011 Maka :

1999 101,75 2,008 Tidak ada data yang

2005 100,4 2,002 perlu dibuang

2011 93,5 1,971 (semua data digunakan)

2003 90 1,954

2009 83 1,919

1996 82 1,914

2001 80 1,903

2014 75,3 1,877

2007 71,5 1,854

2004 71,45 1,854

1997 60,25 1,780

Rerata 109,471 2,015

Sd 41,335 0,144

Kn 2,408 (tabel)

Sumber : Hasil Perhitungan

Batas atas data diperoleh dari persamaan (2-9) sebesar 230,018 mm dan batas

bawah diperoleh dari persamaan (2-10) sebesar 46,533 mm. Hasil ini menunjukkan tidak

ada data dari kelompok data hujan yang akan dibuang karena kelompok data masih dalam

batas normalitas data yang selanjutnya dapat digunakan untuk analisis hujan rancangan.

4.4.4 Uji Ketiadaan Trend Metode Spearman

Deret berkala dengan jumlah data 10 atau lebih jika menunjukkan gerakan yang

berjangka panjang dan menuju ke satu arah baik naik maupun turun dapat disebut dengan

pola atau trend. Data curah hujan harian maksimum tahunan yang didapat sebanyak 21

tahun, maka sangat perlu dilakukan pengujian ketiadaan trend pada deret berkala data

68

curah hujan ini agar dapat ditentukan metode dalam merencanakan nilai curah hujan

rancangan.

Dalam uji ketiadaan trend diperlukan perhitungan korelasi peringkat yang dalam

hal ini digunakan metode Spearman karena metode ini dinilai dapat bekerja untuk satu

jenis variabel hidrologi saja, dalam analisis ini hujan tahunan. Berikut hasil uji ketiadaan

trend pada data curah hujan tahunan:

Tabel 4.20 Uji Ketiadaan Trend Hujan

No. (Tt) Tahun Curah

Hujan

Peringkat

(Rt) dt dt

2

1 1995 135 4 -3 9

2 1996 82 16 -14 196

3 1997 60,25 21 -18 324

4 1998 112,25 7 -3 9

5 1999 101,75 11 -6 36

6 2000 206 2 4 16

7 2001 80 17 -10 100

8 2002 116 6 2 4

9 2003 90 14 -5 25

10 2004 71,45 20 -10 100

11 2005 100,4 12 -1 1

12 2006 102,5 10 2 4

13 2007 71,5 19 -6 36

14 2008 220 1 13 169

15 2009 83 15 0 0

16 2010 156,5 3 13 169

17 2011 93,5 13 4 16

18 2012 111,5 8 10 100

19 2013 119 5 14 196

20 2014 75,3 18 2 4

21 2015 111 9 12 144

Jumlah 1658

N 21

KP -0,077

th -0,335

Sumber: Hasil Perhitungan

Menggunakan persamaan (2-11) dan (2-12) maka didapatkan nilai koefisien

korelasi peringkat (KP) sebesar -0,077 dan nilai distribusi t hitung (th) sebesar -0,335. Nilai

distribusi t hasil perhitungan selanjutnya dibandingkan dengan nilai distribusi t

berdasarkan Tabel 2.4 (tt) dengan nilai tt sebesar 2,093 maka th < tt. Hasil ini membuktikan

secara teoritis bahwa deret berkala hujan tahunan Stasiun Jurusan Teknik Pengairan

69

periode 1995 – 2015 tidak terdapat trend, sehingga data hujan yang tersedia dapat

digunakan untuk analisis distribusi frekuensi.

4.4.5 Uji Stasioner

Setelah melalui uji ketiadaan trend dan tidak ditemukan trend, selanjutnya data

akan uji kestabilannya dengan cara membagi data menjadi dua kelompok data dan akan

diuji apakah terdapat perubahan secara signifikan pada nilai varian dan rerata dari data

tersebut. Menggunakan persamaan (2-13), (2-14) dan (2-15) akan ditentukan apakah deret

data tersebut stasioner atau tidak. Berikut hasil perhitungannya:

Tabel 4.21 Kelompok Data Hujan Tahunan Uji Stasioner

No. Kelompok I

No. Kelompok II

Tahun Hujan (mm) Tahun Hujan (mm)

1 1995 135 11 2005 100,4

2 1996 82 12 2006 102,5

3 1997 60,25 13 2007 71,5

4 1998 112,25 14 2008 220

5 1999 101,75 15 2009 83

6 2000 206 16 2010 156,5

7 2001 80 17 2011 93,5

8 2002 116 18 2012 111,5

9 2003 90 19 2013 119

10 2004 71,45 20 2014 75,3

21 2015 111

N1 10

N2 11

Jumlah 1054,7

Jumlah 1244,2

Rerata 105,47

Rerata 113,109

Sd1 41,886

Sd2 42,516

Sumber: Hasil Perhitungan

Hasil perhitungan parameter statistik dari dua kelompok data untuk uji stasioner

selanjutnya digunakan untuk menentukan nilai hitung uji t (th) dan nilai hitung uji F (Fh).

70

Menggunakan persamaan (2-13) diperoleh nilai Fh = 0,980; sedangkan nilai Ft =

3,02 (lihat Tabel 2.5) maka Fh < Ft. Hasil ini menunjukkan bahwa data hujan pada lokasi

studi berdasarkan uji kestabilan varian adalah stasioner atau homogen. Selain itu dengan

menggunakan (2-14) dan (2-15) diperoleh nilai th = -0,394; sedangkan nilai tt = 2,093 (lihat

Tabel 2.4) maka th < tt. Hasil ini menunjukkan bahwa data hujan pada lokasi studi

berdasarkan uji kestabilan nilai rerata adalah stasioner atau homogen.

4.4.6 Uji Persistensi

Selanjutnya data perlu untuk dilakukan uji persistensi yang bertujuan untuk

mengetahui ketidaktergantungan dari setiap nilai dalam deret berkala. Dalam melakukan

pengujian ini diperlukan nilai korelasi serial menggunakan metode Spearman seperti pada

persaman (2-16). Jika pada uji ini tidak ditemukan kebergantungan dari setiap nilai, maka

data tersebut dapat digunakan dalam analisis frekuensi. Berikut hasil pengujian persistensi

dari data hujan tahunan Stasiun Jurusan Teknik Pengairan periode tahun 1995 – 2015:

Tabel 4.22 Perhitungan Uji Persistensi

No. Tahun Xi (mm) Peringkat di di2

1 1995 135 4 - -

2 1996 82 16 12 144

3 1997 60,25 21 5 25

4 1998 112,25 7 -14 196

5 1999 101,75 11 4 16

6 2000 206 2 -9 81

7 2001 80 17 15 225

8 2002 116 6 -11 121

9 2003 90 14 8 64

10 2004 71,45 20 6 36

11 2005 100,4 12 -8 64

12 2006 102,5 10 -2 4

13 2007 71,5 19 9 81

14 2008 220 1 -18 324

15 2009 83 15 14 196

16 2010 156,5 3 -12 144

17 2011 93,5 13 10 100

18 2012 111,5 8 -5 25

19 2013 119 5 -3 9

20 2014 75,3 18 13 169

21 2015 111 9 -9 81

Jumlah 2105

m 20

KP -0,583

th -3,042

Sumber: Hasil Perhitungan

Perhitungan di atas menunjukkan nilai th = -3,042; sedangkan nilai tt (berdasarkan

Tabel 2.4) sebesar 2,101 maka th < tt. Maka dengan hasil tersebut dapat disebutkan bahwa

deret data hujan tahunan milik Stasiun Jurusan Teknik Pengairan periode tahu 1995 – 2015

71

adalah persistensi atau tidak bergantung dari setiap nilai datanya sehingga data tersebut

layak untuk dilakukan analisis distribusi frekuensi.

Berdasarkan hasil dari keseluruhan analisis statistik yang telah diuraikan di atas

secara detail, yaitu meliputi uji konsistensi, ketiadaan trend, stasioner dan persistensi, maka

secara teoritis data hujan tersebut dapat disimpulkan layak dan valid untuk digunakan

dalam analisis hidrologi meliputi analisis frekuensi.

4.4.7 Uji Kesesuaian Distribusi

Dalam perencanaan nilai hujan rancangan digunakan metode distribusi frekuensi.

Namun dalam penggunaan distribusi frekuensi, data terlebih dahulu diuji melalui uji

kesesuaian distribusi untuk mengetahui jenis distribusi yang akan digunakan yang cocok

untuk kelompok data tersebut. Terdapat dua uji kesesuaian yang dapat digunakan untuk

menentukan jenis distribusi yang akan digunakan, yaitu Uji Smirnov Kolmogorof dan Uji

Chi Square.

4.4.7.1 Uji Smirnov Kolmogorof

Uji ini sebagai alternatif untuk menguji kesesuain distribusi dengan cara

mengurutkan data dari kecil ke besar. Kemudian menghitung simpangan maksimum

dengan menggunakan persamaan (2-25). Jenis distribusi yang akan diuji adalah distribusi

normal, log normal, gumbel, dan log pearson III. Berikut hasil simpangan maksimum pada

masing-masing jenis distribusi :

72

Tabel 4.23 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Normal No.

Urut Data

Sx

(Weibull)

Dist. Normal

z Px | Sx - Px |

1 60,25 0,045 -1,191 0,117 0,072

2 71,45 0,091 -0,920 0,179 0,088

3 71,50 0,136 -0,919 0,179 0,043

4 75,30 0,182 -0,827 0,203 0,021

5 80,00 0,227 -0,713 0,239 0,012

6 82,00 0,273 -0,665 0,251 0,021

7 83,00 0,318 -0,640 0,261 0,057

8 90,00 0,364 -0,471 0,319 0,044

9 93,50 0,409 -0,386 0,348 0,061

10 100,40 0,455 -0,219 0,413 0,042

11 101,75 0,500 -0,187 0,425 0,075

12 102,50 0,545 -0,169 0,433 0,113

13 111,00 0,591 0,037 0,516 0,075

14 111,50 0,636 0,049 0,520 0,116

15 112,25 0,682 0,067 0,528 0,154

16 116,00 0,727 0,158 0,536 0,191

17 119,00 0,773 0,231 0,591 0,182

18 135,00 0,818 0,618 0,732 0,086

19 156,50 0,864 1,138 0,873 0,009

20 206,00 0,909 2,335 0,990 0,081

21 220,00 0,955 2,674 0,996 0,042

Rerata 109,471 Maks 0,191

Sd 41,335

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.24 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Log Normal No.

Urut Data

Sx

(Weibull)

Dist. Log Normal

z Px | Sx - Px |

1 4,10 0,045 -1,629 0,052 0,006

2 4,27 0,091 -1,116 0,131 0,040

3 4,27 0,136 -1,113 0,134 0,003

4 4,32 0,182 -0,957 0,169 0,013

5 4,38 0,227 -0,775 0,218 0,010

6 4,41 0,273 -0,701 0,242 0,031

7 4,42 0,318 -0,664 0,255 0,064

8 4,50 0,364 -0,420 0,337 0,026

9 4,54 0,409 -0,305 0,378 0,031

10 4,61 0,455 -0,090 0,464 0,010

11 4,62 0,500 -0,050 0,480 0,020

12 4,63 0,545 -0,028 0,488 0,057

13 4,71 0,591 0,212 0,583 0,008

14 4,71 0,636 0,226 0,591 0,045

15 4,72 0,682 0,246 0,599 0,083

16 4,75 0,727 0,345 0,536 0,191

17 4,78 0,773 0,422 0,663 0,110

18 4,91 0,818 0,802 0,788 0,030

19 5,05 0,864 1,247 0,894 0,031

20 5,33 0,909 2,076 0,981 0,072

21 5,39 0,955 2,274 0,988 0,034

Rerata 4,639 Maks 0,191

Sd 0,332

Sumber : Hasil Perhitungan

73

Tabel 4.25 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Gumbel No.

Urut Data

Sx

(Weibull)

Dist. Gumbel

G Yt Tr Px | Sx - Px |

1 60,25 0,045 -1,191 -0,748 1,137 0,121 0,075

2 71,45 0,091 -0,920 -0,459 1,259 0,206 0,115

3 71,50 0,136 -0,919 -0,457 1,259 0,206 0,070

4 75,30 0,182 -0,827 -0,359 1,314 0,239 0,057

5 80,00 0,227 -0,713 -0,237 1,392 0,281 0,054

6 82,00 0,273 -0,665 -0,186 1,429 0,300 0,027

7 83,00 0,318 -0,640 -0,160 1,448 0,309 -0,009

8 90,00 0,364 -0,471 0,021 1,602 0,376 0,012

9 93,50 0,409 -0,386 0,112 1,692 0,409 0,000

10 100,40 0,455 -0,219 0,290 1,899 0,473 0,019

11 101,75 0,500 -0,187 0,325 1,944 0,486 -0,014

12 102,50 0,545 -0,169 0,345 1,970 0,492 -0,053

13 111,00 0,591 0,037 0,565 2,306 0,566 -0,025

14 111,50 0,636 0,049 0,578 2,328 0,571 -0,066

15 112,25 0,682 0,067 0,597 2,362 0,577 -0,105

16 116,00 0,727 0,158 0,694 2,543 0,607 -0,120

17 119,00 0,773 0,231 0,772 2,702 0,630 -0,143

18 135,00 0,818 0,618 1,186 3,799 0,737 -0,081

19 156,50 0,864 1,138 1,742 6,224 0,839 -0,024

20 206,00 0,909 2,335 3,023 21,057 0,953 0,043

21 220,00 0,955 2,674 3,385 30,029 0,967 0,012

Sn 1,0696 Maks 0,115

Yn 0,5252

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.26 Uji Smirnov Kolmogorof Distribusi Log Pearson III No.

Urut Data

Sx

(Weibull)

Dist. Log Pearson III

K Px | Sx - Px |

1 1,78 0,045 -1,629 0,023 0,022

2 1,85 0,091 -1,116 0,117 0,026

3 1,85 0,136 -1,113 0,118 0,019

4 1,88 0,182 -0,957 0,168 0,014

5 1,90 0,227 -0,775 0,232 0,005

6 1,91 0,273 -0,701 0,261 0,011

7 1,92 0,318 -0,664 0,276 0,042

8 1,95 0,364 -0,420 0,377 0,014

9 1,97 0,409 -0,305 0,426 0,017

10 2,00 0,455 -0,090 0,515 0,061

11 2,01 0,500 -0,050 0,531 0,031

12 2,01 0,545 -0,028 0,540 0,006

13 2,05 0,591 0,212 0,630 0,039

14 2,05 0,636 0,226 0,635 0,002

15 2,05 0,682 0,246 0,641 0,040

16 2,06 0,727 0,345 0,676 0,052

17 2,08 0,773 0,422 0,702 0,071

18 2,13 0,818 0,802 0,804 0,015

19 2,19 0,864 1,247 0,884 0,020

20 2,31 0,909 2,076 0,964 0,055

21 2,34 0,955 2,274 0,973 0,018

Rerata 2,015

Maks 0,071

Sd 0,144

Cs 0,781

Sumber : Hasil Perhitungan

74

dengan :

Sx = posisi data x menurut plotting Weibull

z = faktor frekuensi distribusi normal

G = faktor frekuensi distribusi gumbel

K = faktor frekuensi distribusi log pearson III

Px = posisi data x menurut garis sebaran teoritis masing-masing jenis distribusi

Setelah diketahui nilai maksimum dari penyimpangan pada masing-masing

distribusi kemudia dilakukan perbandingan dengan nilai penyimpangan kritis sesuai pada

Tabel 2.10. Jika nilai simpangan maksimum kurang dari simpangan kritis yang diberikan,

maka jenis distribusi tersebut sesuai dengan kelompok data. Berikut hasil perbandingan

semua jenis distribusi terhadap penyimpangan kritis:

Tabel 4.27 Rekapitulasi Hasil Uji Smirnov Kolmogorof

Distribusi Δmax Δcr 5% (0,286) Δcr 1% (0,352)

Normal 0,191 Memenuhi Memenuhi

Log Normal 0,191 Memenuhi Memenuhi

Gumbel 0,115 Memenuhi Memenuhi

Log Pearson III 0,071 Memenuhi Memenuhi

Sumber : Hasil Perhitungan

Hasil uji di atas menghasilkan simpulan bahwa dari empat jenis distribusi yang

dilakukan uji, semua jenis distribusi sesuai dan dapat digunakan sebagai dasar perencanaan

pada kelompok data tersebut. Namun dalam pemilihan jenis distribusi yang akan

digunakan berdasarkan uji Smirnov Kolmogorof adalah distribusi jenis log pearson III

yang dinilai memiliki penyimpangan paling kecil.

4.4.7.2 Uji Chi-Square

Uji kesesuaian jenis distribusi terhadap kelompok data yang selanjutnya adalah uji

Chi Square. Konsep uji ini menggunakan rasio kuadrat perbedaan jumlah data pada setiap

kelasnya terhadap jumlah data perkelas, sehingga diperlukan untuk membentuk kelas-kelas

data dalam melakukan uji ini. Berikut langkah kerja dalam melakukan uji Chi Square:

1. Menentukan jumlah kelas (c)

= 1 + (3,322 x log (n)) ; n = jumlah data

= 1 + (3,322 x log 21) = 5,392 ≈ 5

2. Menghitung peluang berdasarkan jumlah kelas

= 100% / c

= 100% / 5 = 20%

75

3. Menghitung nilai frekuensi yang diharapkan setiap kelas (Ej)

= n / c

= 21/5 = 4,200

4. Menghitung batas kelas (Xr) berdasarakan jenis distribusi

Tabel 4.28 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Normal

No. Probabilitas (%) z Xr (mm)

1 80 -0,842 74,683

2 60 -0,253 98,999

3 40 0,253 119,944

4 20 0,842 144,260

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.29 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Log Normal

No. Probabilitas (%) z ln (Xr) Xr (mm)

1 80 -0,842 4,360 78,249

2 60 -0,253 4,555 95,116

3 40 0,253 4,723 112,530

4 20 0,842 4,918 136,786

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.30 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Gumbel

No. Probabilitas (%) Kala Ulang Yt G Xr (mm)

1 80 1,250 -0,476 -0,936 4,466

2 60 1,667 0,087 -0,409 58,448

3 40 2,500 0,672 0,137 114,442

4 20 5,000 1,500 0,911 193,810

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.31 Batas Kelas Berdasarkan Distribusi Log Pearson III

No. Probabilitas (%) K Log (Xr) Xr (mm)

1 80 -0,856 1,891 77,869

2 60 -0,366 1,962 91,613

3 40 0,125 2,033 107,847

4 20 0,782 2,127 134,100

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.32 Rekapitulasi Kelas Uji Chi Square

Kelas Distribusi

Normal Log Normal Gumbel Log Pearson III

1 0,000 - 74,683 0,000 - 78,249 0,000 - 4,466 0,000 - 77,869

2 74,683 - 98,999 78,249 - 95,116 4,466 - 58,448 77,869 - 91,613

3 98,999 - 119,944 95,116 - 112,530 58,448 - 114,442 91,613 - 107,847

4 119,944 - 144,260 112,530 - 136,786 114,442 - 193,810 107,847 - 134,100

5 144,260 - ~ 136,786 - ~ 193,810 - ~ 134,100 - ~

Sumber : Hasil Perhitungan

76

5. Perhitungan Chi Square pada setiap jenis distribusi

Tabel 4.33 Perhitungan Chi Square Distribusi Normal

Kelas Interval Ej Oj (Oj – Ej)2/Ej

1 0,000 - 74,683 4,200 3 0,3

2 74,683 - 98,999 4,200 6 0,8

3 98,999 - 119,944 4,200 8 3,4

4 119,944 - 144,260 4,200 1 2,4

5 144,260 - ~ 4,200 3 0,3

Maks = 3,438

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.34 Perhitungan Chi Square Distribusi Log Normal

Kelas Interval Ej Oj (Oj – Ej)2/Ej

1 0,000 - 78,249 4,200 4 0,0

2 78,249 - 95,116 4,200 5 0,2

3 95,116 - 112,530 4,200 6 0,8

4 112,530 - 136,786 4,200 3 0,3

5 136,786 - ~ 4,200 3 0,3

Maks = 0,771

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.35 Perhitungan Chi Square Distribusi Gumbel

Kelas Interval Ej Oj (Oj – Ej)2/Ej

1 0,000 - 4,466 4,200 0 4,2

2 4,466 - 58,448 4,200 0 4,2

3 58,448 - 114,442 4,200 15 27,8

4 114,442 - 193,810 4,200 4 0,0

5 193,810 - ~ 4,200 2 1,2

Maks = 27,7714

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.36 Perhitungan Chi Square Distribusi Log Pearson III

Kelas Interval Ej Oj (Oj – Ej)2/Ej

1 0,000 - 77,869 4,200 4 0,0

2 77,869 - 91,613 4,200 4 0,0

3 91,613 - 107,847 4,200 4 0,0

4 107,847 - 134,100 4,200 5 0,2

5 134,100 - ~ 4,200 4 0,0

Maks = 0,152

Sumber : Hasil Perhitungan

6. Menentukan nilai Chi Square izin

Menentukan nilai derajat bebas (Dk)

= c – 1 – m ; m = 2 (jika harus mengestimasi nilai rerata dan simpangan baku

dari sampel)

77

= 5 – 1 – 2 = 2

Berdasarkan Tabel 2.10 didapatkan untuk α=5% sebesar 5,991 dan untuk α=1%

sebesar 9,210.

7. Perbandingan dengan nilai Chi Square izin

Tabel 4.37 Hasil Uji Chi Square

No. Distribusi Δmax Δcr

α=5% (5,99) α=1% (9,21)

1 Normal 3,438 Diterima Diterima

2 Log Normal 0,771 Diterima Diterima

3 Gumbel 27,771 Tidak Diterima Tidak Diterima

4 Log Pearson III 0,152 Diterima Diterima

Sumber : Hasil Perhitungan

Hasil uji Chi Square pada semua jenis distribusi didapatkan terjadinya penolakan

jenis distribusi pada distribusi Gumbel yang memiliki nilai rasio kuadrat perbedaan jumlah

data dalam kelas terhadap jumlah data setiap kelas paling besar dan lebih besar dari yang

diizinkan. Pada jenis distribusi lainnya dinilai sesuai dengan kelompok data. Namun dalam

pemilihan jenis distribusi yang akan digunakan dipilih jenis distribusi Log Pearson III

karena memiliki nilai yang terkecil.

4.4.8 Analisis Hujan Rancangan

Jenis distribusi yang telah dipilih yaitu distribusi Log Pearson III selanjutnya akan

digunakan untuk merencanakan besar hujan dengan kala ulang tertentu. Dalam penelitian

ini kala ulang yang akan digunakan yaitu kala ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, dan 20

tahun.

Dalam penggunaan jenis distribusi Log Pearson III data terlebih dahulu

ditransformasikan ke dalam bentuk logaritmik dengan basis 10. Selanjutnya dicari

parameter-parameter statistik dari deret data logaritmik tersebut seperti rata-rata,

simpangan baku (Sd), dan kepencengan (Cs) berdasarkan persamaan 2-18, 2-19, dan 2-20.

Nilai hujan rancangan kemudian ditentukan menggunakan persamaan 2-21 menggunakan

parameter-parameter statistik serta nilai faktor frekuensi berdasarkan Tabel 2.9. Berikut

hasil perhitungan hujan rancangan pada beberapa kala ulang menggunakan distribusi Log

Pearson III beserta contoh perhitungannya:

78

Tabel 4.38 Data Curah Hujan dan Parameter Statistik

Tahun Curah Hujan (R) (mm) log R

1995 135 2,130

1996 82 1,914

1997 60,25 1,780

1998 112,25 2,050

1999 101,75 2,008

2000 206 2,314

2001 80 1,903

2002 116 2,064

2003 90 1,954

2004 71,45 1,854

2005 100,4 2,002

2006 102,5 2,011

2007 71,5 1,854

2008 220 2,342

2009 83 1,919

2010 156,5 2,195

2011 93,5 1,971

2012 111,5 2,047

2013 119 2,076

2014 75,3 1,877

2015 111 2,045

Rerata 109,471 2,015

Sd 41,335 0,144

Cs 0,781

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.39 Perhitungan Hujan Rancangan

No. Kala Ulang (tahun) Peluang K log R R (mm)

1 2 50% -0,129 1,996 99,125

2 5 20% 0,782 2,127 134,100

3 10 10% 1,336 2,207 161,160

4 20 5% 1,835 2,279 190,213

Sumber : Hasil Perhitungan

Contoh perhitungan kala ulang 10 tahun:

Diberikan data :

Rerata = 2,015

Sd = 0,144

K = 1,336 (hasil pembacaan Tabel 2.9)

Maka :

2,015+(1,336×0,144)

=2,207

R = 102,207

= 161,160 mm

79

4.4.9 Analisis Data Hujan ARR (Automatic Rainfall Recorder)

Setelah mendapatkan nilai hujan rancangan selanjutnya diperlukan pola distribusi

hujan guna membuat pola intensitas hujan yang nantinya akan gunakan untuk menentukan

ponding time. Sebelum menghitung bentuk distribusi hujan, terlebih dahulu menentukan

nilai durasi hujan yang akan digunakan. Dalam menentukan durasi hujan digunakan data

dari alat penakar hujan otomatis atau automatic raifall recorder (ARR) yang berupa kertas

pembacaan hujan. Kertas ARR menunjukkan nilai tinggi hujan serta durasi terjadinya

hujan. Metode yang dapat digunakan untuk menentukan durasi suatu data hujan dari kertas

ARR yaitu secara visual atau dengan pengelihatan, namun dapat juga menggunakan

bantuan software untuk mendapatkan hasil yang lebih detail. Data yang digunakan ialah

data durasi dari kejadian hujan tahunan berdasarkan data alat penakar hujan manual.

Berikut hasil pengamatan durasi hujan tahunan pada periode tahun 1995 hingga 2015 di

Stasiun Jurusan Teknik Pengairan:

Tabel 4.40 Durasi Hujan Tahunan dan Intensitas Hujan Rerata Stasiun Hujan Teknik

Pengairan Periode 1995 – 2015

No. Tahun

Durasi Hujan

(jam)

Tinggi

Hujan (mm)

Intensitas Hujan

Rerata (mm/jam)

[1] [2] [3] [4]

1 1995 - 135,000 -

2 1996 4,633 82,000 17,699

3 1997 - 60,250 -

4 1998 4,362 112,250 25,735

5 1999 3,950 101,750 25,762

6 2000 - 206,000 -

7 2001 12,644 80,000 6,327

8 2002 8,084 116,000 14,349

9 2003 2,491 90,000 36,130

10 2004 5,726 71,450 12,478

11 2005 - 100,400 -

12 2006 - 102,500 -

13 2007 1,707 71,500 41,898

14 2008 11,209 220,000 19,626

15 2009 2,606 83,000 31,850

16 2010 - 156,500 -

17 2011 - 93,500 -

18 2012 2,653 111,500 42,025

19 2013 1,977 119,000 60,187

20 2014 6,187 75,300 12,170

21 2015 - 111,000 -

Intensitas Maksimal (mm/jam) 60,187

Sumber: Hasil Perhitungan

80

dengan:

[1] = tahun kejadian hujan

[2] = durasi kejadian hujan (data)

[3] = tinggi hujan tahunan (data)

[4] = intensitas hujan rerata ([3]/[2])

Berikut contoh perhitungan intensitas hujan rerata tahun 2007:

I = [3]/[2] = 71,500 / 1,707 = 41,898 mm/jam

Tabel 4.39 menunjukkan masing-masing durasi pada setiap kejadian hujan tahunan.

Hasil di atas juga menunjukkan tidak semua data hujan tahunan tercatat pada kertas ARR.

Hal ini dapat disebabkan oleh banyak faktor terutama kesalahan fungsional dari alat

penakar hujan sendiri atau penyebab lainnya.

Pada tabel tersebut juga dapat dilihat durasi kejadian hujan paling kecil terjadi pada

tahun 2013 yaitu selama 1,977 jam dan durasi kejadian hujan paling besar terjadi pada

tahun 2001 yaitu selama 12,644 jam. Dalam pemilihan durasi yang akan digunakan untuk

membuat distribusi hujan digunakan pertimbangan ketinggian intensitas. Hal ini

dikarenakan tingginya intensitas hujan yang akan mempengaruhi terjadinya genangan.

Maka dalam menentukan durasi, dipilih nilai intensitas rerata yang tertinggi yang diperoleh

dari tinggi hujan tahunan dibagi dengan nilai durasi hujan itu sendiri. Setelah dilakukan

perhitungan didapatkan nilai intensitas rerata tertinggi terjadi pada tahun 2013 yaitu

sebesar 60,187 mm/jam.

Berdasarkan hasil tersebut selanjutnya dipilih kejadian hujan tahunan pada tahun

2013 untuk diteliti bentuk distribusi hujannya. Menentukan pola distribusi hujan dapat

menggunakan bantuan aplikasi AutoCAD untuk memudahkan dalam mendapatkan hasil

yang lebih detail. Berikut gambaran kertas ARR pada kejadian hujan tahunan pada tahun

2013 beserta hasil perhitungan distribusi hujannya:

81

Gambar 4.13 Kertas ARR dari Hujan Tahunan Tahun 2013

Sumber: Laboratorium Hidrologi Jurusan Teknik Pengairan

Tabel 4.41 Distribusi Hujan pada Hujan Harian Maksimum Tahunan Tahun 2013

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Tinggi

Hujan (mm)

Distribusi

Hujan (%)

[1] [2] [3]

1 0 ~ 15 4,263 3,582%

2 15 ~ 30 3,038 2,553%

3 30 ~ 45 21,883 18,389%

4 45 ~ 60 26,976 22,669%

5 60 ~ 75 26,976 22,669%

6 75 ~ 90 20,465 17,197%

7 90 ~ 105 13,113 11,019%

8 105 ~ 120 2,288 1,922%

Total 119,000 100%

Sumber: Hasil Perhitungan

dengan:

[1] = periode hujan

[2] = tinggi hujan (hasil pengamatan)

[3] = distribusi hujan ([2]/Total[2])

Berikut contoh perhitungan distribusi hujan periode ketiga:

= [2] / Total [2]

= 21,883 / 119,00

= 18,389%

82

Gambar 4.14 Pola Distribusi Hujan

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.13 menunjukkan kerapatan pencatatan oleh ARR. Hal ini juga

menggambarkan tingginya intensitas hujan yang terjadi pada saat itu. Berdasarkan gambar

tersebut selanjutnya dilakukan analisis terhadap pola distribusi hujan dan hasilnya

ditunjukkan dalam Tabel 4.40. Pada tabel hasil perhitungan pola distribusi didapatkan

bentuk distribusi hujan yang pada periode awal terdistribusi sebagian kecil dan terus

meningkat hingga mencapai puncak pada periode keempat dan kelima yaitu sebesar

22,669% yang kemudian berkurang hingga akhir periode. Hal tersebut juga dapat terlihat

jelas pada Gambar 4.14.

4.5 Distribusi Hujan Kala Ulang 2, 5, 10 dan 20 Tahun

Berdasarkan nilai hujan rancangan pada Tabel 4.38 dan pola distribusi hujan pada

Gambar 4.13 selanjutnya akan dibuat distribusi hujan dalam bentuk histogram pada setiap

kala ulang 2, 5, 10 dan 20 tahun. Berikut hasil perhitungan dan gambaran histogram hujan

pada masing-masing kala ulang:

1. Kala ulang 2 tahun (R24 = 99,125 mm)

Tabel 4.42 Distribusi Hujan Kala Ulang 2 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Distribusi

Hujan (%)

Tinggi Hujan

(mm)

Intensitas Hujan

(mm/menit)

[1] [2] [3] [4]

1 0 ~ 15 3,582% 3,551 0,237

2 15 ~ 30 2,553% 2,530 0,169

3 30 ~ 45 18,389% 18,229 1,215

4 45 ~ 60 22,669% 22,471 1,498

5 60 ~ 75 22,669% 22,471 1,498

6 75 ~ 90 17,197% 17,047 1,136

7 90 ~ 105 11,019% 10,923 0,728

8 105 ~ 120 1,922% 1,905 0,127

Sumber: Hasil Perhitungan

3,582% 2,553%

18,389%

22,669% 22,669%

17,197%

11,019%

1,922%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

Per

sen

tase

(%

)

Waktu (menit)

83

dengan:

[1] = waktu kejadian hujan

[2] = distribusi hujan

[3] = tinggi hujan (R24 x [2])

[4] = intensitas hujan ([3]/[1])

Berikut contoh perhitungan intenstias hujan pada periode ketiga:

= [3] / [1]

= (R24 x [2]) / [1]

= (99,125 x 18,389%) / 15 menit

= 1,215 mm/menit

Gambar 4.15 Histogram Hujan Kala Ulang 2 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

2. Kala ulang 5 tahun (134,100 mm)

Tabel 4.43 Distribusi Hujan Kala Ulang 5 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Distribusi

Hujan (%)

Tinggi

Hujan (mm)

Intensitas Hujan

(mm/menit)

1 0 ~ 15 3,582% 4,803 0,320

2 15 ~ 30 2,553% 3,423 0,228

3 30 ~ 45 18,389% 24,660 1,644

4 45 ~ 60 22,669% 30,399 2,027

5 60 ~ 75 22,669% 30,399 2,027

6 75 ~ 90 17,197% 23,061 1,537

7 90 ~ 105 11,019% 14,776 0,985

8 105 ~ 120 1,922% 2,578 0,172

Sumber: Hasil Perhitungan

0,237 0,169

1,215 1,498 1,498

1,136

0,728

0,127

0

1

1

2

2

3

3

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

Inte

nsi

tas

Huja

n (

mm

/men

it)

Waktu (menit)

84

Gambar 4.16 Histogram Hujan Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

3. Kala ulang 10 tahun (161,160 mm)

Tabel 4.44 Distribusi Hujan Kala Ulang 10 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Distribusi

Hujan (%)

Tinggi

Hujan (mm)

Intensitas Hujan

(mm/menit)

1 0 ~ 15 3,582% 5,773 0,385

2 15 ~ 30 2,553% 4,114 0,274

3 30 ~ 45 18,389% 29,636 1,976

4 45 ~ 60 22,669% 36,533 2,436

5 60 ~ 75 22,669% 36,533 2,436

6 75 ~ 90 17,197% 27,715 1,848

7 90 ~ 105 11,019% 17,758 1,184

8 105 ~ 120 1,922% 3,098 0,207

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.17 Histogram Hujan Kala Ulang 10 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,320 0,228

1,644

2,027 2,027

1,537

0,985

0,172

0

1

1

2

2

3

3

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

Inte

nsi

tas

Hu

jan

(m

m/m

enit

)

Waktu (menit)

0,385 0,274

1,976

2,436 2,436

1,848

1,184

0,207

0

1

1

2

2

3

3

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

Inte

nsi

tas

Hu

jan

(m

m/m

enit

)

Waktu (menit)

85

4. Kala ulang 20 tahun (190,213 mm)

Tabel 4.45 Distribusi Hujan Kala Ulang 20 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Distribusi

Hujan (%)

Tinggi

Hujan (mm)

Intensitas Hujan

(mm/menit)

1 0 ~ 15 3,582% 6,813 0,454

2 15 ~ 30 2,553% 4,855 0,324

3 30 ~ 45 18,389% 34,979 2,332

4 45 ~ 60 22,669% 43,119 2,875

5 60 ~ 75 22,669% 43,119 2,875

6 75 ~ 90 17,197% 32,711 2,181

7 90 ~ 105 11,019% 20,959 1,397

8 105 ~ 120 1,922% 3,656 0,244

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.18 Histogram Hujan Kala Ulang 20 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

4.6 Karakteristik Genangan

Genangan merupakan salah satu respon oleh tanah akibat adanya air yang jatuh ke

permukaan tanah yang dalam hal ini adalah hujan. Air hujan yang tidak dapat meresap ke

dalam tanah akan menjadi limpasan jika mengalir dan menjadi genangan saat tidak

mengalir. Pada penelitian ini diasumsikan bahwa air yang tidak masuk ke dalam tanah

akan menjadi genangan. Genangan erat hubungannya dengan kapasitas infiltrasi yang

dimiliki oleh tanah. Selain itu nilai dari genangan sendiri juga sangat dipengaruhi oleh

intensitas hujan yang turun, sehingga dalam menganalisis suatu potensi genangan dapat

dengan cara membandingkan antara intensitas hujan (mm/menit) dengan laju infiltrasi

(mm/menit).

0,454 0,324

2,332

2,875 2,875

2,181

1,397

0,244

0

1

1

2

2

3

3

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

Inte

nsi

tas

Huja

n (

mm

/men

it)

Waktu (menit)

86

Dengan mengetahui histogram hujan dan laju infiltrasi pada suatu lokasi maka

dapat ditentukan karakteristik genangan pada lokasi tersebut. Karakteristik genangan

adalah ciri dari genangan yang dalam penelitian ini genangan memiliki dua ciri utama

yaitu tinggi genangan dan durasi genangan. Tinggi genangan yaitu kedalaman genangan

yang dapat menentukan volume sedangkan durasi genangan merupakan waktu kejadian

genangan yang dapat menjadi informasi penting terhadap pengendalian banjir.

Durasi genangan dapat dicari dengan memperhatikan waktu genangan mulai terjadi

dan waktu genangan berakhir. Sedangkan untuk tinggi genangan dapat dengan menghitung

selisih dari laju infiltrasi dengan intensitas hujan selama durasi genangan. Berikut hasil

analisis karakteristik genangan yang terjadi pada beberapa lokasi di Universitas Brawijaya:

1. Fakultas Kedokteran (Silty Loam)

Kala ulang 2 tahun

Gambar 4.19 Analisis Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 2 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 5 tahun

Gambar 4.20 Analisis Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,237 0,169

1,215 1,498 1,498

1,136 0,728

0,127

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

5

6

7

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,320 0,228

1,644 2,027 2,027

1,537 0,985

0,172

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

5

6

7

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

87

Tabel 4.46 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 5 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

[1] [2] [3] [4] [5]

1 45 ~ 60 2,027 2,000 0,027 0,399

2 60 ~ 75 2,027 2,000 0,027 0,399

Jumlah = 0,798

Sumber: Hasil Perhitungan

dengan:

[1] = rentang waktu periode

[2] = intensitas hujan (hasil perhitungan)

[3] = laju infiltrasi (hasil perhitungan)

[4] = laju limpasan ([2] – [3])

[5] = tinggi genangan ([4] x [1])

Berikut contoh perhitungan tinggi genangan pada periode kedua:

= [4] x [1]

= ([2] – [3]) x [1]

= (2,027 – 2,000) × 15 menit

= 0,027 mm/menit × 15 menit

= 0,399 mm

Kala ulang 10 tahun

Gambar 4.21 Waktu Penggengan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 10 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,385 0,274

1,976 2,436 2,436

1,848

1,184

0,207

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

5

6

7

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

88

Tabel 4.47 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 10 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 45 ~ 60 2,436 2,000 0,436 6,533

2 60 ~ 75 2,436 2,000 0,436 6,533

Jumlah = 13,067

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 20 tahun

Gambar 4.22 Analisis Genangan Fakultas Kedokteran Kala Ulang 20 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.48 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas Kedokteran Kala Ulang 20 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 2,332 2,000 0,332 4,979

2 45 ~ 60 2,875 2,000 0,875 13,119

3 60 ~ 75 2,875 2,000 0,875 13,119

4 75 ~ 90 2,181 2,000 0,181 2,711

Jumlah = 33,929

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil analisis didapatkan genangan pada kala ulang hujan 5, 10, dan

20 tahun. Lokasi Fakultas Kedokteran dengan jenis tanah silty loam atau lempung

berlanau jika disimulasikan dengan hujan kala ulang 20 tahun akan menghasilkan

genangan setinggi 33,929 mm yang terjadi selama 60 menit. Pada hujan kala

ulang 5 dan 10 tahun terjadi genangan pada periode keempat atau pada menit ke

45, sedangkan pada hujan kala ulang 20 tahun terjadi genangan pada periode

ketiga atau pada menit ke 30. Durasi kejadian genangan juga terdapat perbedaan,

hujan dengan kala ulang 5 dan 10 tahun menghasilkan genangan selama 30 menit

sedangkan hujan kala ulang 20 tahun menghasilkan genangan selama 60 menit.

0,454 0,324

2,332 2,875 2,875

2,181

1,397

0,244

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

5

6

7

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensita

s Hujan

Laju

Infiltrasi

89

Hasil ini mendukung fakta saat pengujian infiltrasi berlangsung kondisi

permukaan tanah pada lokasi ini yang lembab dan vegetasi rumput gajah yang

menutupi tanah relatif tipis sehingga potensi terjadinya genangan relatif cukup

tinggi. Berikut hasil perhitungan durasi genangan di lokasi Fakultas Kedokteran:

Tabel 4.49 Durasi Genangan Fakultas Kedokteran

No.

Kala Ulang

Hujan

(Tahun)

Waktu

Penggenangan

(menit)

Waktu Akhir

Genangan

(Menit)

Durasi

Genangan

(menit)

[1] [2] [3] [4]

1 2 - - -

2 5 45 75 30

3 10 45 75 30

4 20 30 90 60

Sumber: Hasil Perhitungan

dengan:

[1] = kala ulang hujan

[2] = waktu penggenangan

[3] = waktu akhir genangan

[4] = durasi genangan ([3] – [2])

Berikut contoh perhitungan durasi genangan pada kala ulang 10 tahun:

= [3] – [2]

= 75 – 45

= 30 menit

2. Fakultas Ilmu Budaya (Loam)

Kala ulang 2 tahun

Gambar 4.23 Analisis Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 2 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,237 0,169 1,215 1,498 1,498 1,136 0,728

0,127

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

90

Kala ulang 5 tahun

Gambar 4.24 Analisis Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 10 tahun

Gambar 4.25 Analisis Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 10 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 20 tahun

Gambar 4.26 Analisis Genangan Fakultas Ilmu Budaya Kala Ulang 20 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,320 0,228

1,644 2,027 2,027 1,537

0,985 0,172

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,385 0,274

1,976 2,436 2,436

1,848 1,184

0,207

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,454 0,324

2,332 2,875 2,875

2,181 1,397

0,244

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

91

Berdasarkan hasil analisis tidak ditemukan genangan pada lokasi Fakultas Ilmu

Budaya yang memiliki jenis tanah loam atau lempung. Hal ini disebabkan nilai

laju infiltrasi yang lebih besar jika dibandingkan dengan intensitas hujan yang

turun. Kondisi tanah pada saat pengujian laju infiltrasi juga menunjukkan kondisi

tanah yang kering dan beronggoa serta penutup tanah berupa rumput gajah yang

relatif tebal dan lebat sehingga dinilai dapat meningkatkan laju infiltrasi dan

mengurangi potensi terjadinya genangan.

3. Fakultas MIPA I (Loam)

Kala ulang 2 tahun

Gambar 4.27 Analisis Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 2 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 5 tahun

Gambar 4.28 Analisis Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,237 0,169 1,215 1,498 1,498 1,136 0,728

0,127

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,320 0,228

1,644 2,027 2,027 1,537

0,985 0,172

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

92

Kala ulang 10 tahun

Gambar 4.29 Analisis Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 10 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 20 tahun

Gambar 4.30 Analisis Genangan Fakultas MIPA I Kala Ulang 20 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil analisis tidak terjadi genangan pada lokasi Fakultas MIPA I

yang memiliki jenis tanah loam atau lempung. Hal ini disebabkan nilai laju

infiltrasi yang lebih besar jika dibandingkan dengan intensitas hujan yang turun.

Kondisi permukaan tanah pada saat pengujian laju infiltrasi menunjukkan kondisi

tanah yang kering sehingga diyakini dapat mempengaruhi laju infiltrasi dan

mengurangi potensi terjadinya genangan.

0,385 0,274

1,976 2,436 2,436 1,848

1,184 0,207

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,454 0,324

2,332 2,875 2,875

2,181 1,397

0,244

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

93

4. Fakultas MIPA II (Silty Loam)

Kala ulang 2 tahun

Gambar 4.31 Analisis Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 2 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.50 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 2 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 1,215 0,800 0,415 6,229

2 45 ~ 48 1,498 0,800 0,698 2,094

3 48 ~ 58 1,498 0,500 0,650 6,500

4 58 ~ 75 1,498 0,500 0,998 16,967

5 75 ~ 90 1,136 0,500 0,636 9,547

6 90 ~ 105 0,728 0,500 0,228 3,423

Jumlah = 44,759

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 5 tahun

Gambar 4.32 Analisis Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,237 0,169

1,215 1,498 1,498

1,136

0,728

0,127

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,320 0,228

1,644

2,027 2,027

1,537

0,985

0,172

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

94

Tabel 4.51 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 5 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 1,644 0,800 0,844 12,660

2 45 ~ 48 2,027 0,800 1,227 3,680

3 48 ~ 58 2,027 0,500 0,650 6,500

4 58 ~ 75 2,027 0,500 1,527 25,952

5 75 ~ 90 1,537 0,500 1,037 15,561

6 90 ~ 105 0,985 0,500 0,485 7,276

Jumlah = 71,630

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 10 tahun

Gambar 4.33 Analisis Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 10 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.52 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 10 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 1,976 0,800 1,176 17,636

2 45 ~ 48 2,436 0,800 1,636 4,907

3 48 ~ 58 2,436 0,500 0,650 6,500

4 58 ~ 75 2,436 0,500 1,936 32,904

5 75 ~ 90 1,848 0,500 1,348 20,215

6 90 ~ 105 1,184 0,500 0,684 10,258

Jumlah = 92,420

Sumber: Hasil Perhitungan

0,385 0,274

1,976

2,436 2,436

1,848

1,184

0,207

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

95

Kala ulang 20 tahun

Gambara 4.34 Analisis Genangan Fakultas MIPA II Kala Ulang 20 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.53 Tinggi Genangan Lokasi Fakultas MIPA II Kala Ulang 20 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 2,332 0,800 1,532 22,979

2 45 ~ 48 2,875 0,800 2,075 6,224

3 48 ~ 58 2,875 0,500 0,650 6,500

4 58 ~ 75 2,875 0,500 2,375 40,369

5 75 ~ 90 2,181 0,500 1,681 25,211

6 90 ~ 105 1,397 0,500 0,897 13,459

Jumlah = 114,742

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil analisis didapatkan genangan pada semua simulasi hujan

rancangan. Lokasi Fakultas MIPA II yang memiliki jenis tanah silty loam atau

lempung berlanau jika disimulasikan dengan hujan rancangan kala ulang 20 tahun

terjadi genangan setinggi 114,742 mm yang terjadi selama 75 menit. Durasi

genangan yang dihasilkan semua kala ulang hujan memiliki kesamaan yaitu

selama 75 menit. Hal ini disebabkan rendahnya nilai infiltrasi di lokasi ini yang

jika digabungkan dengan histogram hujan akan menghasilkan hasil yang relatif

sama. Berdasarkan Tabel 4.1 kondisi permukaan tanah pada saat pengujian laju

infiltrasi menunjukkan kondisi yang sedikit kering namun lahan berpenutup

rumput gajah yang relatif jarang dan tipis sehingga dengan kondisi tersebut dinilai

mempengaruhi laju infiltrasi dan meningkatkan potensi terjadinya genangan.

Fakta pada beberapa tahun Berikut hasil perhitungan durasi genangan di lokasi

Fakultas MIPA II:

0,454 0,324

2,332

2,875 2,875

2,181

1,397

0,244

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

96

Tabel 4.54 Durasi Genangan Fakultas MIPA II

No.

Kala Ulang

Hujan

(Tahun)

Waktu

Penggenangan

(menit)

Waktu Akhir

Genangan

(Menit)

Durasi

Genangan

(menit)

1 2 30 105 75

2 5 30 105 75

3 10 30 105 75

4 20 30 105 75

Sumber: Hasil Perhitungan

5. Rektorat I (Silty Loam)

Kala ulang 2 tahun

Gambar 4.35 Analisis Genangan Rektorat I Kala Ulang 2 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.55 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 2 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 1,215 1,000 0,215 3,229

2 45 ~ 60 1,498 1,000 0,498 7,471

3 60 ~ 75 1,498 1,000 0,498 7,471

4 75 ~ 90 1,136 1,000 0,136 2,047

Jumlah = 20,217

Sumber: Hasil Perhitungan

0,237 0,169

1,215 1,498 1,498 1,136

0,728 0,127

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

97

Kala ulang 5 tahun

Gambar 4.36 Analisis Genangan Rektorat I Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.56 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 5 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 1,644 1,000 0,644 9,660

2 45 ~ 60 2,027 1,000 1,027 15,399

3 60 ~ 75 2,027 1,000 1,027 15,399

4 75 ~ 90 1,537 1,000 0,537 8,061

Jumlah = 48,519

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 10 tahun

Gambar 4.37 Analisis Genangan Rektorat I Kala Ulang 10 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,320 0,228

1,644 2,027 2,027

1,537 0,985

0,172

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,385 0,274

1,976 2,436 2,436

1,848 1,184

0,207

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

98

Tabel 4.57 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 10 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 1,976 1,000 0,976 14,636

2 45 ~ 60 2,436 1,000 1,436 21,533

3 60 ~ 75 2,436 1,000 1,436 21,533

4 75 ~ 90 1,848 1,000 0,848 12,715

5 90 ~ 105 1,184 1,000 0,184 2,758

Jumlah = 73,176

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 20 tahun

Gambar 4.38 Analisis Genangan Rektorat I Kala Ulang 20 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.58 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat I Kala Ulang 20 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 2,332 1,000 1,332 19,979

2 45 ~ 60 2,875 1,000 1,875 28,119

3 60 ~ 75 2,875 1,000 1,875 28,119

4 75 ~ 90 2,181 1,000 1,181 17,711

5 90 ~ 105 1,397 1,000 0,397 5,959

Jumlah = 99,888

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil analisis didapatkan genangan pada semua simulasi hujan

rancangan. Lokasi Rektorat I yang memiliki jenis tanah silty loam atau lempung

berlanau jika disimulasikan dengan hujan rancangan 20 tahun terjadi genangan

setinggi 99,888 mm yang terjadi selama 75 menit. Tinggi genangan yang terjadi

juga sesuai dengan kondisi saat pengukuran infiltrasi berlangsung yaitu sangat

tipis dan jarang adanya vegetasi rumput gajah dilokasi yang dinilai mempengaruhi

0,454 0,324

2,332 2,875 2,875

2,181

1,397

0,244

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

99

berkurangnya daya serap air ke dalam tanah dan secara tidak langsung potensi

terjadinya genangan juga besar. Durasi genangan yang terjadi juga beragam pada

masing-masing hujan dan berikut hasil analisis durasi genangan di lokasi Rektorat

I:

Tabel 4.59 Durasi Genangan Rektorat I

No.

Kala Ulang

Hujan

(Tahun)

Waktu

Penggenangan

(menit)

Waktu Akhir

Genangan

(Menit)

Durasi

Genangan

(menit)

1 2 30 90 60

2 5 30 90 60

3 10 30 105 75

4 20 30 105 75

Sumber: Hasil Perhitungan

6. Rektorat II (Silty Loam)

Kala ulang 2 tahun

Gambar 4.39 Analisis Genangan Rektorat II Kala Ulang 2 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 5 tahun

Gambar 4.40 Analisis Genangan Rektorat II Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,237 0,169 1,215 1,498 1,498 1,136 0,728

0,127

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,320 0,228

1,644 2,027 2,027 1,537 0,985

0,172

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

100

Tabel 4.60 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 5 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 45 ~ 60 2,027 2,000 0,027 0,399

2 60 ~ 75 2,027 2,000 0,027 0,399

Jumlah = 0,798

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 10 tahun

Gambar 4.41 Analisis Genangan Rektorat II Kala Ulang 10 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.61 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 10 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 45 ~ 60 2,436 2,000 0,436 6,533

2 60 ~ 75 2,436 2,000 0,436 6,533

Jumlah = 13,067

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 20 tahun

Gambar 4.42 Analisis Genangan Rektorat II Kala Ulang 20 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,385 0,274

1,976 2,436 2,436 1,848

1,184 0,207

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,454 0,324

2,332 2,875 2,875

2,181 1,397

0,244

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju Infiltrasi

101

Tabel 4.62 Tinggi Genangan Lokasi Rektorat II Kala Ulang 20 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 2,332 2,000 0,332 4,979

2 45 ~ 60 2,875 2,000 0,875 13,119

3 60 ~ 75 2,875 2,000 0,875 13,119

4 75 ~ 90 2,181 2,000 0,181 2,711

Jumlah = 33,929

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil analisis didapatkan genangan pada simulasi hujan dengan kala

ulang 5, 10, dan 20 tahun. Dengan jenis tanah silty loam pada lokasi Rektorat II

jika disimulasikan hujan kala ulang 20 tahun akan menghasilkan tinggi genangan

33,929 mm dengan durasi 60 menit. Kondisi permukaan tanah yang sedikit

lembab dinilai mempengaruhi untuk terjadinya genangan namun penutup vegetasi

rumput gajah yang cukup tebal dan lebat yang membuat genangan yang terjadi

relatif kecil. Durasi genangan untuk kala ulang 5 tahun memiliki nilai yang sama

dengan kala ulang 10 tahun, sedangkan untuk kondisi kala ulang 20 tahun

memiliki durasi genangan yang lebih lama. Berikut hasil analisis durasi genangan

lokasi Rektorat II:

Tabel 4.63 Durasi Genangan Rektorat II

No. Kala Ulang

Hujan (Tahun)

Waktu

Penggenangan

(menit)

Waktu Akhir

Genangan

(Menit)

Durasi

Genangan

(menit)

1 2 - - -

2 5 45 75 30

3 10 45 75 30

4 20 30 90 60

Sumber: Hasil Perhitungan

7. GOR Pertamina (Clay Loam)

Kala ulang 2 tahun

Gambar 4.43 Analisis Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 2 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,237 0,169 1,215 1,498 1,498 1,136 0,728 0,127

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

3

6

9

12

15

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

102

Tabel 4.64 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 2 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 1,215 1,000 0,215 3,229

2 45 ~ 60 1,498 1,000 0,498 7,471

3 60 ~ 75 1,498 1,000 0,498 7,471

4 75 ~ 90 1,136 1,000 0,136 2,047

Jumlah = 20,217

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 5 tahun

Gambar 4.44 Analisis Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.65 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 5 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 1,644 1,000 0,644 9,660

2 45 ~ 60 2,027 1,000 1,027 15,399

3 60 ~ 75 2,027 1,000 1,027 15,399

4 75 ~ 90 1,537 1,000 0,537 8,061

Jumlah = 48,519

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 10 tahun

Gambar 4.45 Analisis Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 10 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,320 0,228

1,644 2,027 2,027 1,537 0,985

0,172

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

3

6

9

12

15

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,385 0,274

1,976 2,436 2,436 1,848

1,184 0,207

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

3

6

9

12

15

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

103

Tabel 4.66 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 10 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 1,976 1,000 0,976 14,636

2 45 ~ 60 2,436 1,000 1,436 21,533

3 60 ~ 75 2,436 1,000 1,436 21,533

4 75 ~ 90 1,848 1,000 0,848 12,715

5 90 ~ 105 1,184 1,000 0,184 2,758

Jumlah = 73,176

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 20 tahun

Gambar 4.46 Analisis Genangan GOR Pertamina Kala Ulang 20 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.67 Tinggi Genangan Lokasi GOR Pertamina Kala Ulang 20 Tahun

Periode

ke-

Waktu

(menit)

Intensitas

Hujan

(mm/menit)

Laju

Infiltrasi

(mm/menit)

Laju

Limpasan

(mm/menit)

Tinggi

Genangan

(mm)

1 30 ~ 45 2,332 1,000 1,332 19,979

2 45 ~ 60 2,875 1,000 1,875 28,119

3 60 ~ 75 2,875 1,000 1,875 28,119

4 75 ~ 90 2,181 1,000 1,181 17,711

5 90 ~ 105 1,397 1,000 0,397 5,959

Jumlah = 99,888

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil analisis didapatkan genangan pada semua simulasi hujan

rancangan. Lokasi GOR Pertamina yang memiliki jenis tanah clay loam atau

lempung berliat jika disimulasikan dengan hujan kala ulang 20 tahun akan

menghasilkan genangan setinggi 99,888 mm yang terjadi selama 75 menit.

Tingginya genangan yang terjadi juga dikarenakan kondisi permukaan tanah saat

pengujian laju infiltrasi yang cukup lembab sehingga dinilai meningkatkan daya

serap air ke dalam tanah. Durasi genangan yang terjadi juga beragam pada

0,454 0,324

2,332 2,875 2,875

2,181 1,397

0,244

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

3

6

9

12

15

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

104

masing-masing hujan dan berikut hasil analisis durasi genangan di lokasi GOR

Pertamina:

Tabel 4.68 Durasi Genangan GOR Pertamina

No.

Kala Ulang

Hujan

(Tahun)

Waktu

Penggenangan

(menit)

Waktu Akhir

Genangan

(Menit)

Durasi

Genangan

(menit)

1 2 30 90 60

2 5 30 90 60

3 10 30 105 75

4 20 30 105 75

Sumber: Hasil Perhitungan

8. Fakultas Pertanian (Silty Loam)

Kala ulang 2 tahun

Gambar 4.47 Analisis Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 2 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 5 tahun

Gambar 4.48 Analisis Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,237 0,169 1,215 1,498 1,498 1,136 0,728

0,127

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,320 0,228

1,644 2,027 2,027 1,537 0,985

0,172

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

105

Kala ulang 10 tahun

Gambar 4.49 Waktu Penggengan Fakultas Pertanian Kala Ulang 10 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Kala ulang 20 tahun

Gambar 4.50 Analisis Genangan Fakultas Pertanian Kala Ulang 20 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil analisis tidak didapatkan genangan pada semua simulasi hujan

rancangan pada lokasi Fakultas Pertanian yang memiliki jenis tanah silty loam

atau lempung berlanau. Hal ini dikarenakan nilai laju infiltrasi yang melebihi

besar intensitas hujan, sehingga semua hujan yang turun langsung diteruskan pada

proses infiltrasi dan tidak terjadi genangan.

Melihat hasil analisis genangan pada semua lokasi dan Tabel 4.1 yang

menggambarkan kondisi lapangan, dapat dilihat bahwa terdapat pengaruh oleh kondisi

permukaan tanah dan kondisi penutup lahan pada saat pengujian laju infiltrasi. Dari

beberapa hasil analisis genangan didapatkan bahwa semakin kering tanah maka semakin

kecil tinggi genangan yang terjadi begitu juga sebaliknya. Hal ini dikarenakan kondisi saat

tanah kering gampang untuk menerima air dan menyerap air sehingga potensi laju infiltrasi

0,385 0,274

1,976 2,436 2,436 1,848

1,184 0,207

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

0,454 0,324

2,332 2,875 2,875

2,181 1,397

0,244

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

2

4

6

8

10

12

14

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas

Hujan

Laju

Infiltrasi

106

semakin besar dan potensi genangan yang terjadi semakin kecil. Selain itu kondisi penutup

lahan juga dapat mempengaruhi potensi terjadinya genangan pada suatu lokasi. Kondisi

penutup berupa vegetasi rumput gajah yang semakin lebat atau banyak maka semakin kecil

potensi terjadinya genangan. Hal ini serupa dengan teori yang menyebutkan bahwa

keberadaan vegetasi di atas permukaan tanah akan meningkatkan potensi laju infiltrasi.

Selanjutnya di bawah ini merupakan rekapitulasi hasil analisis waktu penggenangan, tinggi

genangan dan durasi genangan pada masing-masing kala ulang hujan:

Gambar 4.51 Rekapitulasi Analisis Genangan Kala Ulang 2 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.52 Rekapitulasi Analisis Genangan Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,237 0,169

1,215 1,498 1,498 1,136

0,728 0,127

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

3

6

9

12

15

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas Hujan

Laju Infiltrasi GOR

Laju Infiltrasi Pertanian

Laju Infiltrasi Rektorat II

Laju Infiltrasi Rektorat I

Laju Infiltrasi MIPA II

Laju Infiltrasi MIPA I

Laju Infiltrasi Ilmu Budaya

Laju Infiltrasi Kedokteran

0,320 0,228

1,644 2,027 2,027

1,537 0,985

0,172

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

3

6

9

12

15

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas Hujan

Laju Infiltrasi GOR

Laju Infiltrasi Pertanian

Laju Infiltrasi Rektorat II

Laju Infiltrasi Rektorat I

Laju Infiltrasi MIPA II

Laju Infiltrasi MIPA I

Laju Infiltrasi Ilmu Budaya

Laju Infiltrasi Kedokteran

107

Gambar 4.53 Rekapitulasi Analisis Genangan Kala Ulang 10 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.54 Rekapitulasi Analisis Genangan Kala Ulang 20 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

0,385 0,274

1,976 2,436 2,436

1,848 1,184

0,207

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

3

6

9

12

15

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas Hujan

Laju Infiltrasi GOR

Laju Infiltrasi Pertanian

Laju Infiltrasi Rektorat II

Laju Infiltrasi Rektorat I

Laju Infiltrasi MIPA II

Laju Infiltrasi MIPA I

Laju Infiltrasi Ilmu Budaya

Laju Infiltrasi Kedokteran

0,454 0,324

2,332 2,875 2,875

2,181

1,397

0,244

0 15 30 45 60 75 90 105 120

0

3

6

9

12

15

0 ~ 15 15 ~ 30 30 ~ 45 45 ~ 60 60 ~ 75 75 ~ 90 90 ~ 105 105 ~ 120

(mm

/men

it)

Waktu (menit)

Intensitas Hujan

Laju Infiltrasi GOR

Laju Infiltrasi Pertanian

Laju Infiltrasi Rektorat II

Laju Infiltrasi Rektorat I

Laju Infiltrasi MIPA II

Laju Infiltrasi MIPA I

Laju Infiltrasi Ilmu Budaya

Laju Infiltrasi Kedokteran

108

Tabel 4.69 Rekapitulasi Tinggi Genangan

No. Lokasi Jenis

Tanah

Tinggi Genangan (mm)

Kala Ulang

2 Th

Kala Ulang

5 Th

Kala Ulang

10 Th

Kala Ulang

20 Th

1 Fakultas Kedokteran Silty Loam 0,000 0,798 13,067 33,929

2 Fakultas MIPA II Silty Loam 44,759 71,630 92,420 114,742

3 Rektorat I Silty Loam 20,217 48,519 73,176 99,888

4 Rektorat II Silty Loam 0,000 0,798 13,067 33,929

5 GOR Pertamina Clay Loam 20,217 48,519 73,176 99,888

Rerata 17,038 34,053 52,981 76,475

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.70 Rekapitulasi Waktu Penggenangan (Ponding Time)

No. Lokasi Jenis

Tanah

Waktu Penggenangan (menit)

Kala Ulang

2 Th

Kala Ulang

5 Th

Kala Ulang

10 Th

Kala Ulang

20 Th

1 Fakultas Kedokteran Silty Loam 120 45 45 30

2 Fakultas MIPA II Silty Loam 30 30 30 30

3 Rektorat I Silty Loam 30 30 30 30

4 Rektorat II Silty Loam 120 45 45 30

5 GOR Pertamina Clay Loam 30 30 30 30

Rerata 66 36 36 30

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.71 Rekapitulasi Durasi Genangan

No. Lokasi Jenis

Tanah

Durasi Genangan (menit)

Kala Ulang

2 Th

Kala Ulang

5 Th

Kala Ulang

10 Th

Kala Ulang

20 Th

1 Fakultas Kedokteran Silty Loam 0 30 30 60

2 Fakultas MIPA II Silty Loam 75 75 75 75

3 Rektorat I Silty Loam 60 60 75 75

4 Rektorat II Silty Loam 0 30 30 60

5 GOR Pertamina Clay Loam 60 60 75 75

Rerata 39 51 57 69

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil analisis genangan pada semua lokasi penelitian didapatkan lima

dari total delapan lokasi yang terjadi genangan akibat hujan rancangan. Hasil ini sesuai

dengan hasil observasi handboring (lampiran) yang menggambarkan ketiga lokasi yang

tidak terjadi genangan yaitu Fakultas Ilmu Budaya, MIPA I dan Pertanian memiliki kondisi

struktur tanah yang berpasir dan berbatuan. Selain itu pada lokasi-lokasi tersebut memiliki

penutup lahan rumput gajah yang relatif lebih tebal.

109

4.7 Analisis Volume Genangan

Hasil analisis genangan selanjutnya dapat digunakan dalam perhitungan volume

banjir di Universitas Brawijaya. Dengan nilai tinggi genangan rerata (mm) pada masing-

masing kejadian hujan rancangan dan luas wilayah lahan terbuka (m2) dapat diperoleh

volume genangan (m3). Hasil analisis ini dapat digunakan sebagai dasar dalam

perencanaan bangunan pengendali banjir di wilayah Universitas Brawijaya.

Berdasarkan tinggi genangan rerata pada Tabel 4.69 berikut perhitungan analisis

volume genangan yang terjadi di Universitas Brawijaya pada masing-masing kala ulang

hujan dengan luas area terbuka (A) 2100220 m2:

Tabel 4.72 Analisis Volume Genangan Universitas Brawijaya

No. T h V

(tahun) (mm) (m3)

1 2 17,038 35784,344

2 5 34,053 71518,474

3 10 52,981 111271,959

4 20 76,475 160615,283

Sumber: Hasil Perhitungan

dengan:

T = periode kala ulang hujan

h = tinggi genangan rerata

V = volume genangan ( h x A )

Contoh perhitungan pada kala ulang hujan 10 tahun:

V = h x A

= 52,981 mm x 2.100.220 m2

V = 111.271,959 m3

4.8 Hubungan Durasi Genangan dan Tinggi Genangan Terhadap Sifat Fisik

Tanah dan Kala Ulang Hujan Rancangan

Untuk mengetahui tingkat pengaruh variabel yang telah diukur terhadap

karakteristik genangan maka selanjutnya akan dicari nilai hubungan menggunakan model

regresi pada aplikasi Microsoft Office Word 2013. Dalam pemilihan model regresi

berdasarkan nilai R2 yang dihasilkan masing-masing model kemudian dipilih model regresi

yang memiliki R2 paling besar.

Karakteristik berupa durasi dan tinggi genangan akan dihubungkan kepada variabel

yang mempengaruhi kedua karakter genangan berupa sifat fisik tanah, komposisi tanah dan

hujan rancangan yang digunakan dalam mencari nilai genangan. Analisis hubungan sifat

fisik dan komposisi tanah dengan durasi dan tinggi genangan dilakukan menggunakan data

110

hasil genangan dengan kala ulang hujan 20 tahun. Hal ini dikarenakan dengan kala ulang

maksimal karakter genangan akan lebih terlihat. Sedangkan analisis hubungan durasi dan

tinggi genangan dengan hujan rancangan dilakukan dengan menghitung rerata durasi dan

tinggi genangan pada semua lokasi terhadap semua kala ulang hujan. Berikut hasil analisis

regresi sifat fisik tanah, komposisi tanah dan hujan rancangan terhadap karakteristik

genangan berdasarkan data pada Tabel 4.12, 4.14, 4.15, 4.68, 4.69:

Hubungan Kadar Air dengan Karakter Genangan

Gambar 4.55 Kurva Hubungan Kadar Air Akhir dengan Durasi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.56 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Pertama dengan Durasi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.57 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Kedua dengan Durasi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

R² = 0,4736

50

55

60

65

70

75

80

80 82 84 86 88 90

Du

rasi

Gen

angan

(m

enit

)

Kadar Air Akhir (%)

R² = 0,8516

50

55

60

65

70

75

80

85

90

70 75 80 85 90 95

Du

rasi

Gen

angan

(m

enit

)

Kadar Air Pengujian Pertama (%)

R² = 0,2361

50

55

60

65

70

75

80

80 82 84 86 88 90 92 94

Du

rasi

Gen

angan

(m

enit

)

Kadar Air Uji Kedua (%)

111

Gambar 4.58 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Ketiga dengan Durasi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan Gambar 4.55, 4.56, 4.57 dan 4.58 di atas telah didapatkan hubungan

sifat fisik tanah berupa kadar air terhadap durasi genangan yang terjadi. Menurut

Gambar 4.55 terdapat hubungan yang kecil dengan nilai R2 47,36% menggunakan

model regresi polinomial. Kurva tersebut tidak sesuai dengan teori yang Asdak

sebutkan bahwa tingkat kadar air yang tinggi akan menurunkan laju infiltrasi

sehingga potensi genangan semakin besar. Hasil kadar air pada pengujian pertama,

kedua dan ketiga juga menghasilkan nilai hubungan yang berbeda dan bentuk kurva

yang berbeda pula.

Gambar 4.59 Kurva Hubungan Kadar Air Akhir denga Tinggi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

R² = 0,9201

50

55

60

65

70

75

80

80 82 84 86 88 90 92 94

Du

rasi

Gen

angan

(m

enit

)

Kadar Air (%)

R² = 0,4203 30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Tin

ggi

Gen

angan

(m

m)

Kadar Air Akhir (%)

112

Gambar 4.60 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Pertama dengan Tinggi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.61 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Kedua dengan Tinggi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.62 Kurva Hubungan Kadar Air Uji Ketiga dengan Tinggi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan analisis hubungan kadar air dengan tinggi genangan didapatkan hasil

yang relatif sama dengan hubungan kadar air dengan durasi genangan. Hal ini

dikarenakan durasi genangan berbanding lurus dengan tinggi genangan.

R² = 0,8526

0

20

40

60

80

100

120

70 75 80 85 90 95

Tin

ggi

Gen

angan

(m

m)

Kadar Air Pertama(%)

R² = 0,2751

0

20

40

60

80

100

120

80 82 84 86 88 90 92 94

Tin

ggi

Gen

angan

(m

m)

Kadar Air Kedua (%)

R² = 0,8246

0

20

40

60

80

100

120

80 82 84 86 88 90 92 94

Tin

ggi

Gen

angan

(m

m)

Kadar Air Ketiga (%)

113

Hubungan Porositas dengan Karakter Genangan

Gambar 4.63 Kurva Hubungan Porositas dengan Durasi Genangan

Sumber: Hasil Perhitunga

Gambar 4.64 Kurva Hubungan Porositas dengan Tinggi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan Gambar 4.63 dan 4.64 didapatkan nilai hubungan porositas tanah

dengan karakter genangan yang masing-masing sangat kecil. Menurut Suryatmojo

nilai porositas yang tinggi akan meningkatkan laju infiltrasi dan mengurangi

potensi terjadinya genangan. Jika dilihat bentuk kurva yang terbentuk, kurva pada

kedua gambar tersebut sesuai dengan teori yang ada namun memiliki nilai

hubungan yang kecil.

R² = 0,2275

50

55

60

65

70

75

80

56 58 60 62 64 66 68

Du

rasi

Gen

angan

(m

enit

)

Porositas (%)

R² = 0,23

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

56 58 60 62 64 66 68

Tin

ggi

Gen

angan

(m

m)

Porositas (%)

114

Hubungan Komposisi Sand dengan Karakter Genangan

Gambar 4.65 Kurva Hubungan Komposisi Sand dengan Durasi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.66 Kurva Hubungan Komposisi Sand dengan Tinggi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Menurut Serief komposisi sand atau pasir akan mempengaruhi nilai laju infiltrasi

dengan perbandingan lurus yaitu semakin besar komposisi pasir pada tanah akan

meningkatkan laju infiltrasi yang secara tidak langsung berpengaruh mengurangi

potensi terjadinya genangan. Berdasarkan kedua gambar di atas didapatkan kurva

yang tidak sesuai dengan teori yang ada dan juga menghasilkan nilai hubungan

yang sangat kecil yaitu 36,92% untuk durasi genangan dan 32,18% untuk tinggi

genangan.

R² = 0,3692

50

55

60

65

70

75

80

0 5 10 15 20 25 30 35

Du

rasi

Gen

angan

(m

enit

)

Komposisi Sand (%)

R² = 0,3218

30

45

60

75

90

105

120

0 5 10 15 20 25 30 35

Tin

ggi

Gen

angan

(m

m)

Komposisi Sand (%)

115

Hubungan Komposisi Clay dengan Karakter Genangan

Gambar 4.67 Kurva Hubungan Komposisi Clay dengan Durasi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.68 Kurva Hubungan Komposisi Clay dengan Tinggi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Menurut teori yang dikemukakan oleh Serief menyebutkan bahwa semakin tinggi

komposisi clay atau liat akan mengurangi nilai laju infiltrasi yang secara tidak

langsung meningkatkan potensi terjadinya genangan. Gambar 4.67 dan 4.68

menunjukkan bentuk kurva yang sesuai dengan teori yang disebutkan dan memiliki

nilai hubungan yang cukup bagus yakni 60,85% untuk durasi genangan dan 51,65%

untuk tinggi genangan.

R² = 0,6085

50

60

70

80

90

100

10 15 20 25 30

Du

rasi

Gen

angan

(m

enit

)

Komposisi Clay (%)

R² = 0,5165

30

50

70

90

110

130

150

10 15 20 25 30

Tin

ggi

Gen

angan

(m

m)

Komposisi Clay (%)

116

Hubungan Komposisi Silt dengan Karakter Genangan

Gambar 4.69 Kurva Hubungan Komposisi Silt dengan Durasi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.70 Kurva Hubungan Komposisi Silt dengan Tinggi Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan Gambar 4.69 dan 4.70 menghasilkan hubungan antara komposisi silt

dengan karakter genangan yang tidak cukup bagus dengan nilai R2 41,45% untuk

durasi genangan dan 34,05% untuk tinggi genangan. Kedua kurva di atas juga

menunjukkan hubungan semakin besar komposisi silt maka semakin kecil durasi

dan tinggi genangan yang terjadi.

R² = 0,4145

50

55

60

65

70

75

80

40 50 60 70 80

Wak

tu G

enan

gan

(m

enit

)

Komposisi Silt (%)

R² = 0,3405

30

50

70

90

110

130

150

40 50 60 70 80

Tin

ggi

Gen

angan

(m

m)

Komposisi Silt (%)

117

Hubungan Kala Ulang Hujan Rancangan dengan Karakter Genangan

Gambar 4.71 Kurva Hubungan Kala Ulang Hujan Rancangan dengan Tinggi

Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.72 Kurva Hubungan Kala Ulang Hujan Rancangan dengan Durasi

Genangan

Sumber: Hasil Perhitungan

Gambar 4.71 menunjukkan hubungan kala ulang hujan rancangan dengan tinggi

genangan menggunakan model regresi polinomial dengan nilai R2 = 99,97%. Nilai tersebut

menunjukkan perubahan tinggi genangan dipengaruhi oleh perubahan variabel kala ulang

hujan rancangan yang hampir sempurna. Sedangkan untuk gambar 4.72 menunjukkan

hubungan kala ulang hujan rancangan dengan durasi genangan menggunakan model

polinomial dengan nilai R2 sebesar 99,50% yang berarti perubahan durasi genangan

99,50% dipengaruhi oleh perubahan variabel kala ulang hujan rancangan.

Terdapat perbedaan nilai hubungan kala ulang hujan rancangan terhadap kedua

karakter genangan. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.51 hingga Gambar 4.54 dan Tabel

4.69 dan Tabel 4.70 bahwa dalam perbedaan kala ulang hujan rancangan pasti akan

merubah nilai tinggi genangan namun tidak tentu dengan durasi genangan sehingga nilai

hubungan kala ulang hujan rancangan terhadap tinggi genangan lebih besar jika

dibandingkan dengan nilai hubungan kala ulang hujan rancangan terhadap durasi

R² = 0,9997

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80

Kal

a U

lan

g H

uja

n R

anca

ngan

(Tah

un

)

Tinggi Genangan (mm)

R² = 0,995

0

5

10

15

20

25

30 40 50 60 70

Kal

a U

lan

g H

uja

n R

anca

ngan

(Tah

un

)

Durasi Genangan (menit)

118

genangan. Berikut tabel rekapitulasi dari hasil analisis hubungan karakter genangan

terhadap sifat fisik tanah dan kala ulang hujan rancangan:

Tabel 4.73 Rekapitulasi Nilai R2 Hubungan Karakter Genangan dengan Sifat Fisik Tanah

dan Kala Ulang Hujan Rancangan

No. Parameter R

2 terhadap

Durasi Genangan Tinggi Genangan

1 Kadar Air Tanah 47,360% 42,030%

2 Porositas Tanah 22,750% 23,000%

3 Komposisi Clay 60,850% 51,650%

4 Komposisi Silt 41,450% 34,050%

5 Komposisi Sand 36,920% 32,180%

6 Kala Ulang R24 99,970% 99,500%

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil analisis yang ditampilkan pada Tabel 4.71 dapat dilihat bahwa

hanya komposisi clay yang dinilai perubahan variabelnya dapat mempengaruhi perubahan

variabel dari durasi dan tinggi genangan yang masing-masing sebesar 60,85% dan 51,65%.

Selain itu parameter lainnya hanya memiliki nilai R2 yang kurang dari 50% atau 0,5 yang

dinilai perubahan variabelnya tidak dapat mempengaruhi perubahan variabel karakter

genangan.

119

Halaman ini sengaja dikosongkan

119

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan rumusan permasalahan dan hasil analisis dalam penelitian ini terdapat

beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Setelah dilakukan pengujian terhadap laju infiltrasi menggunakan alat Turf-Tec

Infiltrometer yang merupakan alat infiltrometer double ring atau cincin ganda di

Universitas Brawijaya, didapatkan nilai karakteristik infiltrasi yang variatif.

Karakteristik laju infiltrasi berupa laju infiltrasi awal (f0) dan laju infiltrasi konstan

(fc). Berdasarkan hasil pengujian laju infiltrasi didapatkan nilai rerata f0 sebesar

10,88 mm/menit dan nilai rerata fc sebesar 2,13 mm/menit.

2. Menggunakan data hujan pada periode tahun 1995 hingga tahun 2015 pada alat

penakar hujan manual Stasiun Hujan Teknik Pengairan didapatkan nilai hujan

rancangan dengan kala ulang 2, 5, 10 dan 20 tahun yang masing-masing sebesar

99,125 mm, 134,100 mm, 161,160 mm dan 190,213 mm. Dengan menggunakan

data hujan pada periode yang sama berdasarkan penggunaan alat penakar hujan

otomatis didapatkan pola distribusi dengan pembagian waktu menjadi delapan

periode masing-masing 15 menit. Pola distribusi hujan memiliki nilai puncak

distribusi pada periode keempat atau pada menit ke-45 sebesar 22,669%.

3. Berdasarkan hasil pengujian laju infiltrasi dan pola distribusi hujan didapatkan

karakteristik genangan yaitu durasi genangan dan tinggi genangan. Waktu

penggenangan (ponding time) yang terjadi pada masing-masing kala ulang hujan

memiliki nilai yang relatif sama. Waktu penggenangan akibat hujan kala ulang 2

tahun selama 66 menit, sedangkan kala ulang 5 dan 10 tahun memiliki nilai rerata

36 menit dan sakibat hujan kala ulang 20 tahun memiliki nilai yang lebih singkat

yaitu 30 menit. Durasi genangan yang terjadi akibat hujan kala ulang 2, 5, 10 dan

20 tahun masing-masing 39 menit, 51 menit, 57 menit dan 69 menit. Selain itu

rerata tinggi genangan yang terjadi akibat hujan kala ulang tersebut masing-masing

17,038 mm, 34,053 mm, 52,981 mm dan 76,475 mm. Kejadian genangan dengan

durasi terlama dan tinggi terbesar terjadi pada lokasi Fakutlas MIPA II.

120

Berdasarkan analisa hubungan karakteristik tanah dengan genangan didapatkan

hanya komposisi clay yang dapat mempengaruhi perubahan nilai durasi dan tinggi

genangan. Terdapat beberapa lokasi yang secara analisis tidak terjadi genangan. Hal

ini dikarenakan tingkat kelembaban permukaan tanah pada saat pengujian laju

infiltrasi dan pengaruh dari vegetasi penutup lahan.

Dapat disimpulkan bahwa genangan semakin cepat terjadi dengan durasi kejadian

yang semakin lama jika dikenai hujan dengan kala ulang yang semakin besar.

Begitu juga tinggi genangan yang terjadi akan semakin tinggi dengan periode kala

ulang hujan yang semakin besar.

5.2 Saran

Setelah dilakukan penelitian ini ditemukan beberapa kekurangan yang perlu

diperhatikan untuk penelitian selanjutnya. Berikut beberapa saran yang dapat digunakan

untuk penyempurnaan penelitian berikutnya:

1. Penggunaan alat Turf-Tec Infiltrometer dinilai kurang sesuai untuk penelitian ini.

Hal ini dikarenakan diameter dalam dan luar dari alat tersebut relatif kecil sehingga

terdapat pengaruh dari gaya hidrostatis saat pengisian ulang pada alat ukur. Gaya

hidrostatis berpengaruh pada pembacaan awal tepat setelah pengisian ulang. Oleh

karena itu kedepannya lebih baik menggunakan alat infiltrometer yang lebih sesuai

dengan SNI.

2. Pengujian sifat fisik tanah akan lebih dapat menggambarkan kondisi riil di lapangan

jika pengambilan sampel sampai kedalaman tertentu yang dinilai masih dapat

dipengaruhi oleh aliran infiltrasi. Sehingga dengan hasil sifat fisik yang lebih sesuai

diharapkan mendapatkan nilai hubungan yang lebih baik dan sesuai dengan teori

yang ada.

3. Dalam penentuan pola distribusi hujan (histogram) akan lebih baik jika periode

yang digunakan semakin kecil. Hal tersebut dapat membantu tujuan penelitian

untuk mendapatkan karakteristik genangan yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad, Sitanala. 2010. Konservasi Tanah & Air. Edisi Kedua. Cetakan Kedua. Bogor:

Penerbit IPB Press.

Asdak, Chay. 2010. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Cetakan Kelima.

Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Bonnier. 1980. Probability Distribution and Probability Analysis. Bandung: DPMA.

Brutsaert, Wilfried. 2005. Hydrology An Introduction. Cetakan Pertama. United Kingdom:

Cambridge University Press.

Buckman dan Nyle.C. Brady. 1982. Ilmu Tanah. Jakarta: Bhatara Karya Aksara.

Chow, Ven Te., Maidment, David R., Mays, Larry W. 1988. Applied Hydrology.

Singapore: McGraw-Hill Book Company

Hadi, P. 2006. Pemahaman Karakteristik Hujan sebagai Dasar Pemilihan Model

Hidrologi: Studi Kasus di DAS Bengawan Solo Hulu. Forum Geografi. 20.

Hadisusanto, Nugroho. 2010. Aplikasi Hidrologi. Yogyakarta: Jogja Media Utama.

Hakim, dkk. 1986. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Lampung: Penerbit Universitas Lampung.

Hanafiah, K.A. 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada.

Hardjowigeno, S. 1993. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis. Jakarta: Akademika

Pressindo.

Joesron, Loebis. 2008. Banjir Rencana untuk Bangunan Air. Cetakan Ketiga. Jakarta:

Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum.

Martha, Joyce. 1987. Mengenal Dasar-Dasar Hidrologi. Cetakan Pertama. Bandung:

Nova.

Rahim, S.R. 2003. Pengendalian Erosi Tanah. Jakarta: Bumi Aksara.

Sarief, S. 1985. Ilmu Tanah Pertanian. Bandung: Penerbit Pustaka Buana.

Singh, P. V. 1992. Elementary Hydrology. New Jersey: Prentice-Hall Englewood Cliffs.

Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik. Surabaya: Usaha Nasional.

Soewarno. 1995. Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data. Jilid 1. Bandung:

Nova.

Suyono Sosrodarsono, Ir. Kensaku Takeda. 1978. Hidrologi untuk Pengairan. Cetakan

Kesembilan. Jakarta: PT. Abadi.

Suripin. 2004. Sistem Drainase yang Berkelanjutan. Yogyakarta: Penerbit Andi Offset.

Suryatmojo, H. 2006. Konsep Dasar Hidrologi Hutan. Jurusan Konservasi Sumber Daya

Hutan, Fakultas Kehutanan UGM, Yogyakarta.

Triatmodjo, Bambang. 2008. Hidrologi Terapan. Cetakan Pertama. Yogyakarta: Beta

Offset.

Waryono, dkk. 1987. Pengantar Meteorologi dan Klimatologi. Surabaya: PT. Bina Ilmu.