LAPORAN PRAKTIK LAPANGAN

PENGARUH RESERVOAR ALAMI CURUG BETUNG

TERHADAP DEBIT BANJIR SUNGAI CIDANAU

Helty Fatimah Bakri

F44110017

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

i

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul Praktik Lapangan : Pengaruh Reservoar Alami Curug Betung

Terhadap Debit Banjir Sungai

Nama : Helty Fatimah Bakri

NIM : F44110017

Dosen Pembimbing : Dr. Satyanto Krido Saptomo, S.TP, M.Si

Disetujui,

Bogor, 30 September 2014

Dosen Pembimbing,

Dr. Satyanto Krido Saptomo, S.TP, M.Si

ii

LEMBAR PENGESAHAN PERUSAHAAN

Judul Praktik Lapangan : Pengaruh Reservoar Alami Curug Betung

Terhadap Debit Banjir Sungai

Nama : Helty Fatimah Bakri

NIM : F44110017

Pembimbing Lapangan : Ir. Muhamad Budi Saputra, M.Eng

Disetujui,

Bogor, 28 Agustus 2014

Pembimbing Lapangan,

Ir. Muhamad Budi Saputra, M.Eng

iii

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah Subhanahu wa Taala yang telah memberikan

karunia dan rahmat-Nya kepada penulis, hingga penulis dapat

menyelesaikan penyusunan Laporan Praktik Lapangan dengan judul

"PENGARUH RESERVOAR ALAMI CURUG BETUNG TERHADAP

DEBIT BANJIR SUNGAI CIDANAU". Karya sederhana ini penulis susun

dalam rangka memenuhi salah satu syarat kelulusan di Departemen Teknik

Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor.

Penulis menyadari, bahwa laporan praktik lapangan ini tidak dapat

diselesaikan tanpa dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena

itu, penulis berterima kasih kepada semua pihak yang memberikan

kontribusi dan dukungan dalam penyusunan karya tulis ini. Pada

kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya dan

penghargaan setinggi-tingginya kepada:

1. Bapak Dr. Satyanto Krido Saptomo, STP, MSi sebagai dosen

pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam

penyusunan laporan ini.

2. Bapak Bapak Ir. Muhamad Budi Saputra, M.Eng, sebagai

pembimbing praktik lapangan yang telah memberikan izin Praktek

lapangan serta bimbingan dan arahan pada waktu pelaksanaan

Praktik Lapang.

3. Bapak Dr. Samsul Bakeri, S.Ip, M.Si dan Ibu Sukimah S.Ag sebagai

orang tua yang telah membantu dan mendukung penyusun laporan,

baik secara material maupun non-material.

4. Bapak Ir. Muhammad Nashir, sebagai staf PT. Karakatau Tirta

Industri yang telah memberikan bimbingan dan arahan selama waktu

pelaksanaan Praktik Lapangan.

5. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB yang telah

mendukung serta teman seperjuangan dalam praktik lapangan ini

Ahmad Rifqi, Erika Rachmah Febrianti, Luthfi Riady dan Chau

Abdul Cariem.

Semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kontribusi yang nyata

terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dimasa mendatang.

Bogor, 25 Agustus 2014

Penyusun

Helty Fatimah Bakri

F44110017

iv

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN ..................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN PERUSAHAAN ......................................................... ii

KATA PENGANTAR ............................................................................................ iii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. vi

DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ viii

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

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

1.2. Tujuan ........................................................................................................ 1

1.3. Waktu dan Tempat Pelaksanaan ................................................................ 2

1.4. Aspek Kajian ............................................................................................. 2

1.5. Metodologi ................................................................................................ 3

II. KEADAAN UMUM PERUSAHAAN .............................................................. 5

2.1. Sejarah dan Perkembangan Perusahaan .................................................... 5

2.2. Lokasi dan Tata Letak Perusahaan ............................................................ 6

2.2.1. Kantor Cilegon ................................................................................ 6

2.2.2. Kantor Jakarta .................................................................................. 6

2.3. Struktur Organisasi Perusahaan ................................................................. 6

2.4. Visi Misi dan Budaya Perusahaan ............................................................. 7

2.4.1. Visi dan Misi Perusahaan ................................................................ 7

2.4.2. Budaya Perusahaan .......................................................................... 7

2.5. Sistem Penjernihan Air dan Kapasitas Produksi ....................................... 7

2.5.1. Pengadaan Air Baku ........................................................................ 7

2.5.2. Stasiun Pompa Cidanau ................................................................... 8

2.5.3. Pipa Transmisi ............................................................................... 10

2.5.4. Proses Penjernihan Air .................................................................. 10

III. KEGIATAN PRAKTIK LAPANGAN .......................................................... 14

3.1. Digitasi dan Klasifikasi Wilayah DAS Cidanau...................................... 16

3.2. Digitasi DAS Cidanau dan Klasifikasi Jenis Tutupan Lahan .................. 16

v

3.3. Penentuan Data Input Hidrograf Satuan Sintetik .................................... 17

3.3.1. Panjang Sungai .............................................................................. 18

3.3.2. Kemiringan Sungai ........................................................................ 19

3.3.3. Tingkat Percabangan Sungai ......................................................... 20

3.3.4. Kerapatan Sungai........................................................................... 20

3.4. Analisa Hidrologi .................................................................................... 21

3.4.1. Perhitungan Curah Hujan Kawasan............................................... 21

3.4.2. Analisis Frekuensi ......................................................................... 22

3.4.3. Perhitungan Curah Hujan Rencana ............................................... 26

3.4.4. Perhitungan Debit Banjir Rencana ................................................ 26

VI. HASIL dan PEMBAHASAN ......................................................................... 30

4.1. Digitasi Daerah Aliran Sungai Cidanau .................................................. 30

4.2. Kondisi DAS Cidanau ............................................................................. 31

4.3. Analisis Hidrologi DAS Cidanau ............................................................ 31

4.3.1. Panjang Sungai .............................................................................. 32

4.3.2. Kemiringan Sungai ........................................................................ 32

4.3.3. Tingkat Percabangan Sungai ......................................................... 32

4.3.4. Kerapatan Sungai........................................................................... 33

4.3.5. Perhitungan Hujan Wilayah .......................................................... 34

4.3.6. Analisis Frekuensi ......................................................................... 35

4.3.7. Analisis Curah Hujan Rencana ...................................................... 36

4.3.8. Uji Kecocokan Jenis Distribusi ..................................................... 38

4.4. Digitasi Tutupan Lahan ........................................................................... 38

4.5. Analisis Debit Banjir Rencana ................................................................ 40

4.6. Analisis Penelusuran Banjir (Flood Routing) .......................................... 42

IV. KESIMPULAN dan SARAN ......................................................................... 47

5.1. Kesimpulan .............................................................................................. 47

5.2. Saran ........................................................................................................ 47

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 48

LAMPIRAN .......................................................................................................... 49

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur Organisasi PT. Karakatau Tirta Industri ........................ 6

Gambar 2. Sungai Cidanau Sebagai Salah Satu Sumber Air Utama ............. 8

Gambar 3. Empat Pompa yang Terdapat Pada Rumah Pompa Cidanau ....... 9

Gambar 4. Alur Proses Penjernihan Air PT. Karakatau Tirta Industri ........ 10

Gambar 5. Bak Floktuator Diaduk oleh Mixer Berwarna Biru Berkecepatan

Rendah ......................................................................................................... 12

Gambar 6. Surge Tank PT. Karakatau Tirta Industri................................... 12

Gambar 7. Diagram Alir Kegiatan Lapangan Analisis Pengaruh Waduk

Curug Betung Terhadap Debit Banjir Sungai Cidanau ............................... 15

Gambar 8. Perhitungan Panjang Sungai ...................................................... 18

Gambar 9. Profil Memanjang Sungai .......................................................... 19

Gambar 10. Penomoran Orde Sungai Metode Strahler ............................... 20

Gambar 11. Bentuk Grafis HSS Nakayasu .................................................. 27

Gambar 12. Delineasi Daerah Aliran Sungai Cidanau Menggunakan MW

SWAT (kiri) dan pembagian DAS Cidanau Kedalam 10 Sub DAS (kanan)

..................................................................................................................... 30

Gambar 13. Bendung Alami Curug Betung yang Membendung Aliran

Sungai Cidanau ............................................................................................ 31

Gambar 14. Penomoran Tingkatan Sungai Cidanau Metode Strahler ......... 33

Gambar 15. Rekapitulasi Hasil Uji Ketidakcocokan Kelima Jenis Distribusi

Frekuensi...................................................................................................... 37

Gambar 16. Grafik Rekapitulasi Perbandingan Curah Hujan Rencana ....... 37

Gambar 17. Diagram Presentase Tata Guna Lahan pada DAS Cidanau ..... 39

Gambar 18. Unit Hidrograf Nakayasu ......................................................... 41

Gambar 19. Hidrograf Banjir Nakayasu periode ulang 2, 5, 10, 25, 50, 100,

200 dan 1000 tahun ...................................................................................... 41

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Indeks Kerapatan Sungai ............................................................... 21

Tabel 2. Hasil Parameter Statistik ............................................................... 22

Tabel 3. Rata-rata Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan ..................... 34

Tabel 4. Rekapitulasi Parameter Statistik untuk Pemilihan Jenis Distribusi 35

Tabel 5. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Analisis Frekuensi....................... 36

Tabel 6. Hasil Uji Kecocokan Distribusi Normal Menggunakan Metode

Smirnov Kolmogorof ................................................................................... 38

Tabel 7. Rekapitulasi CN untuk tiap tutupan lahan di DAS Cidanau ......... 39

Tabel 8. Periode ulang 1000 tahun .............................................................. 43

Tabel 9. Periode ulang 200 tahun ................................................................ 43

Tabel 10. Periode ulang 100 tahun .............................................................. 44

Tabel 11. Periode ulang 50 tahun ................................................................ 44

Tabel 12. Periode ulang 25 tahun ................................................................ 45

Tabel 13. Periode ulang 10 tahun ................................................................ 45

Tabel 14. Periode ulang 5 tahun .................................................................. 46

Tabel 15. Periode ulang 2 tahun .................................................................. 46

viii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Rekapitulasi Tata Guna Lahan DAS Cidanau ........................ 49

Lampiran 2. Data masukan awal perhitungan HSS Nakayasu .................. 50

Lampiran 3. Data masukan awal perhitungan HSS Nakayasu ................... 51

Lampiran 4. Tabel perhitungan unit hidrograf nakayasu............................ 52

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan unsur yang sangat penting di bumi dan dibutuhkan oleh

semua benda hidup serta merupakan energi yang mempertahankan permukaan

bumi secara konstan. Untuk memenuhi kebutuhan air yang semakin lama semakin

meningkat, maka perlu dibangun waduk. Dalam satu tahun, persediaan air

berubah-ubah. Pada musim penghujan, persediaan air sangat banyak dan

seringkali menimbulkan bencana banjir. Sementara pada saat musim kemarau,

persediaan air mengalami defisit dan seringkali terjadi kekeringan.

Waduk Curug betung merupakan reservoar alami yang terletak di Kota

Cilegon Provinsi Banten. Waduk tersebut mempunyai tinggi mercu sebesar 2

meter, berfungsi untuk menampung kelebihan air dalam periode kelebihan air

(musim penghujan) yang akan digunakan selama musim kering berikutnya.

Waduk Curug betung juga berfungsi sebagai tempat menampung air banjir yang

sewaktu-waktu air tersebut dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan sumber

daya air dengan sistem pendistribusian air sesuai dengan kebutuhannya. Waduk

Curug Betung berada dalam pengawasan PT. Karakatau Tirta Industri.

PT Krakatau Tirta Industri (PT KTI) merupakan salah satu perusahaan di

Kawasan Cilegon yang menyediakan air bersih dengan kapasitas terpasang

sebesar 2,000 lt/dt. Pasokan air diperoleh dari Sungai Cidanau yang kemudian

ditampung di Waduk Krenceng. Waduk ini berfungsi dalam menampung air untuk

kemudian diambil dan diolah oleh PT KTI. Sebagai salah satu perusahaan

penyedia air baku, PT KTI memiliki kontribusi yang besar dalam penyediaan air

di seluruh wilayah Cilegon, termasuk untuk kebutuhan domestik (rumah tangga).

1.2. Tujuan

Secara umum tujuan Praktik Lapang ini adalah :

1. Tujuan Instruksional

a. Meningkatkan pengetahuan, sikap, dan keterampilan mahasiswa

melalui latihan kerja dan pengaplikasian ilmu yang diperoleh sesuai

dengan bidang keahliannya, terutama dalam pengelolaan sumber

air terpadu.

2

b. Meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam mengidentifikasi,

merumuskan, dan memecahkan permasalahan sesuai dengan

keahliannya di lapangan secara sistematik dan interdisiplin.

2. Tujuan Institusional

a. Mempelajari dan mendekatkan Institut Pertanian Bogor, khususnya

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi

Pertanian dengan masyarakat, dan mendapatkan masukan bagi

penyusunan kurikulum dan peningkatan kualitas pendidikan yang

sesuai dengan kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi dan

kebutuhan masyarakat pengguna.

b. Memperkuat kerjasama antara Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor ( FATETA-IPB) dengan PT. Karakatau

Tirta Industri.

Secara khusus tujuan Praktik Lapang ialah :

1. Mengetahui berbagai kegiatan kerja yang dilakukan oleh PT.Krakatau

Tirta Industri yang sejalan dengan program studi Teknik Sipil dan

Lingkungan.

2. Mengetahui pengelolaan Sungai Cidanau, salah satunya dengan

menganalisis pengaruh reservoar alami Curug Betung terhadap debit banjir

Sungai Cidanau

3. Memperoleh pengalaman bekerja sesuai dengan bidang profesi yang

ditekuni oleh mahasiswa yang bersangkutan dan menambah kemampuan

beradaptasi dengan lingkungan kerja pada suatu wilayah industri.

1.3. Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Praktik Lapang dilaksanakan di PT.Krakatau Tirta Industri, Banten,

Indonesia selama 40 hari kerja efektif antara tanggal 23 Juni 29 Agustus

2014.

1.4. Aspek Kajian

Aspek yang dikaji dalam praktik lapangan ini diantaranya :

a. Pengkajian Aspek Umum

3

Berkaitan dengan latar belakang dan sejarah perkembangan

PT.Krakatau Tirta Industri lokasi dan tata letak perusahaan, struktur

organisasi perusahaan, ketenagakerjaan, sistem dan kapasitas

perusahaan berkaitan pelaksanaannya.

b. Aspek Kajian Khusus

Aspek yang dikaji secara khusus yaitu kualitas air baku Sungai Cidanau

dan korelasinya terhadap musim sebagai air yang akan diolah lebih lanjut

oleh PT. Krakatau Tirta Industri.

1.5. Metodologi

Metodologi pelaksanaan praktik lapangan yang direncanakan diantaranya :

a) Orientasi

Bertujuan untuk mengenalkan staf perusahaan sebagai pihak yang akan

membantu pelaksanaan kegiatan praktik lapangan dan mengenal tempat

serta lingkungan PT.Krakatau Tirta Industri.

b) Observasi Lapang

Proses pengamatan langsung terkait aspek yang berkaitan dengan topik,

yaitu analisis kualitas air baku Sungai Cidanau dan korelasinya

terhadap musim.

c) Wawancara dan diskusi dengan pihak terkait.

Proses ini dilakukan sebagai upaya pengumpulan informasi, data aktual,

dan klarifikasi permasalahan yang terjadi di lapangan dengan

menanyakan langsung dengan pihak yang berkepentingan terkait

dengan topik yang ada dan berdasarkan dengan bimbingan pembimbing

lapang.

d) Pengumpulan data

Pengumpulan data dilakukan untuk keperluan akademik mahasiswa dan

memberikan masukan kepada perusahaan sebagai bahan untuk analisis.

Data yang didapatkan dapat berupa data primer yang kemudian dapat

4

dibandingkan dengan data referensi dan rujukan untuk pemberian solusi

dalam pelaksanaan kegiatan di lapangan.

e) Studi Pustaka

Studi Pustaka dilakukan untuk memperoleh pembuktian dan alasan-

alasan ilmiah dalam melakukan analisis terhadap macam permasalahan

yang dihadapi di lapangan.

f) Pengolahan Data

Data-data yang telah terkumpul selanjutnya diolah secara perhitungan

manual maupun dengan perhitungan menggunakan perangkat

komputer. Setelah itu, hasil perhitungan digunakan untuk melakukan

simulasi menggunakan perangkat lunak Map Window GIS dan software

pendukung seperti Google Earth dan MW SWAT. Pengolahan data ini

dilakukan untuk menganalisis permasalahan dalam topik praktik lapang

dan menarik kesimpulan dari hasil analisis kuantitas air daerah aliran

sungai Cidanau di kawasan PT. Karakatau Tirta Industri.

g) Peran Aktif dalam Kegiatan Kerja Harian Perusahaan.

Peran aktif dalam Kegiatan kerja Harian Perusahaan akan memberikan

pengalaman akan dunia kerja yang ada di perusahaan. Kegiatan ini akan

diawasi dan memerlukan perizinan dari pembimbing praktek lapangan

perusahaan.

h) Studi Pustaka

Studi Pustaka dilakukan untuk memperoleh pembuktian dan alasan-

alasan ilmiah dalam melakukan analisis terhadap macam permasalahan

yang dihadapi di lapangan.

5

II. KEADAAN UMUM PERUSAHAAN

2.1. Sejarah dan Perkembangan Perusahaan

PT. Krakatau Steel berdiri pada era pergerakan Budi Utomo. Atas izin dan

prakarsa Presiden RI Ir. Soekarno, dilakukan peletakan batu pertama pendirian

Pabrik Baja Trikora pada tanggal 26 Mei tahun 1962. Pabrik ini kemudian

menjadi cikal bakal PT. Krakatau Steel. Pabrik Baja Trikora merupakan industri

yang dapat menjadikan bangsa Indonesia mandiri, merupakan pabrik baja terpadu

dan terbesar di Asean. Melalui Peraturan Pemerintah No. 35/31 Agustus 1970,

Pabrik Baja Trikora berganti nama menjadi Pabrik Baja Modern PT. Krakatau

Steel (Persero). Sejak saat itu berbagai pabrik kemudian dibangun di area

Kompleks PT. Krakatau Steel. Pada tahun 1977 Presiden RI Jenderal Soeharto

meresmikan Pabrik Besi Beton, dan pada bulan Juli tahun 1997 Pelabuhan

Cigading (PT. KBS). Setelah itu diresmikan Pabrik Billet Baja (BSP), Wire Rod,

Pipa Baja (PT. KHI), dan Pembangkit Listrik (PT. KDL) 400 MW. Pusat

penjernihan air berkapasitas 800 lt/dt diresmikan pada Oktober 1979, dan yang

sejak tahun 1996 lebih dikenal dengan PT. Krakatau Tirta Industri.

PT. Krakatau Tirta Industri merupakan salah satu perusahaan di Indonesia

yang bergerak di bidang industri air bersih khususnya untuk air minum. Hasil

pengolahan air bersih sebagian besar didistribusikan untuk kebutuhan air baku

industri di wilayah Cilegon, Banten, dan sebagian untuk kebutuhan penduduk

Kota Cilegon. Air yang diolah berasal dari Sungai Cidanau, yang merupakan

saluran pelepas dari Rawa Danau, dengan debit antara 1.2 28.1 m3/detik. Air

dipompakan melalui pipa berdiameter 1.4 m sepanjang 28 km untuk diolah

menjadi air bersih di unit pengolahan air. PT. Krakatau Tirta Industri memiliki

kapasitas terpasang unit pengolah air sebesar 2000 lt/dt, dengan kapasitas sebesar

56%. Luas wilayah pelayanan air besih di Kota Cilegon dan sekitarnya mencapai

225 km2, dengan tingkat konsumsi di tahun 2007 kurang lebih 1100 lt/dt.

Perusahaan memiliki beberapa kegiatan, yaitu :

a. Penyedia air baku untuk kebutuhan sendiri maupun pihak lain

b. Mendirikan dan mengoperasikan instalasi penjernihan air termasuk

limbah

6

c. Menjalankan perdagangan barang yang berhubungan dengan kegiatan 1

dan 2 tersebut

d. Menjalankan usaha jasa konsultasi dan supervisi di bidang teknologi air

bersih dan/atau air limbah.

Pelanggan terbesar saat ini adalah PT. Krakatau Steel Group serta industri-

industri di kawasan Cigading, Ciwandan, Cilegon, dan Banten. Pada tahun 2006,

PT. Krakatau Tirta Industri melakukan kerjasama Operasional (KSO) dengan PT.

Krakatau Daya Listrik (PT. KDL) membentuk PT. Krakatau Daya Tirta (PT.

KDT), dengan kegiatan utama pada pengolahan air minum dalam kemasan.

2.2. Lokasi dan Tata Letak Perusahaan

2.2.1. Kantor Cilegon

Pusat Penjernihan Air Krakatau Steel Group Jl.Ir.Sutami Kenon sari

Citangkil Krenceng Cilegon-Banten 42442. Telp: (0254) 311206; Fax: (0254)

310824.

2.2.2. Kantor Jakarta

Gedung Wisma Baja Krakatau Steel Lt.VIII-Jl.Gatot Subroto Kav 54

Jakarta Selatan. Telepon atau fax: (021) 5221249.

2.3. Struktur Organisasi Perusahaan

Gambar 1. Struktur Organisasi PT. Karakatau Tirta Industri

7

2.4. Visi Misi dan Budaya Perusahaan

2.4.1. Visi dan Misi Perusahaan

Dalam menjalankan usahanya, PT. Krakatau Tirta Industri berupaya untuk

mencapai visi perusahaan. Visi PT. Krakatau Tirta Industri yaitu perusahaan

penyedia air kelas dunia. Selain itu, PT. Krakatau Tirta Industri berupaya

mencapai visi perusahaan dengan menjalankan misi perusahaan. Misi PT.

Krakatau Tirta Industri yaitu menyediakan air dan solusinya bagi industri dan

masyarakat dengan mengutamakan keharmonisan lingkungan.

2.4.2. Budaya Perusahaan

Budaya perusahaan merupakan sikap dan perilaku yang harus

ditumbuhkan dalam bekerja di perusahaan. Budaya yang terdapat pada karyawan

PT. Krakatau Tirta Industri yaitu akuntabilitas, integritas, reformasi dan 5R.

Akuntabilitas mempunyai arti yaitu bekerja secara profesional, bertanggung jawab

dan transparan serta mengikuti kaidah 5R. Integritas yaitu bekerja dengan

mengutamakan kejujuran, disipliln dan dapat dipercaya serta menghilangkan

praktek KKN, tidak akan menerima uang dan pemberian dalam bentuk apapun

yang dapat menyebabkan penyimpangan. Sedangkan reformasi mempunyai arti

yaitu merubah cara kerja yang lebih efektif, efisien dan inovatif serta

berkesinambungan dalam rangka mencapai visi dan misi perusahaan. 5R

merupakan akronim yang terdiri dari lima kata, yaitu ringkas, rapih, resik, rawat

dan rajin. Budaya perusahaan ini ditanamkan pada seluruh karyawan di

perusahaan sehingga dalam usahanya perusahaan ini mampu meningkatkan

kinerja karyawan.

2.5. Sistem Penjernihan Air dan Kapasitas Produksi

2.5.1. Pengadaan Air Baku

Air yang diolah oleh PT. Krakatau Tirta Industri merupakan air baku yang

berasal dari Sungai Cidanau, Sungai Brambang dan Sungai Taman Baru. Sungai

Cidanau merupakan sungai utama di DAS Cidanau yang menampung aliran air

dari sekitar 17 anak sungai besar dan kecil. DAS Cidanau mempunyai daerah

tangkapan (catchment area) seluas 22.620 Ha dan debit sebesar 1.2 s/d 28.1

m3/detik yang dibendung dan airnya dialirkan ke tandon. Air yang ada di tandon

8

tersebut kemudian dipompa ke Waduk Krenceng menggunakan pompa mekanis

dan pipa sepanjang 27,2 km. Sumber air sungai Cidanau berasal dari Cagar Alam

Rawa Danau yang terletak di Kabupaten Lebak. Rawa Danau yang secara

administratif berada di wilayah Kabupaten Serang mempunyai luas 2.500 hektar

yang terdiri dari hutan rawa, vegetasi kaso, vegetasi enceng gondok, air terbuka

dan sawah yang ditunjukkan oleh gambar 2.

Gambar 2. Sungai Cidanau Sebagai Salah Satu Sumber Air Utama

Sumber air lain, yaitu Sungai Brambang dan Sungai Taman Baru

merupakan sungai yang berada di DAS Waduk Krenceng. Sungai ini langsung

bermuara di Waduk Krenceng. Panjang Sungai Krenceng dan Sungai Taman Baru

yaitu 8.4 km dan 6.4 km. Kedua sungai tersebut merupakan sungai kecil dengan

debit berkisar 0.2 2.5 m3/s.

2.5.2. Stasiun Pompa Cidanau

Stasiun pompa Cidanau terbagi kedalam 3 bagian, yaitu bagian intake,

rumah pompa Cidanau dan pipa transmisi.

2.5.2.1. Intake

Pada bagian intake stasiun pompa Cidanau terdapat beberapa istalasi, yaitu

berupa :

a. Cek dam

Cek dam terletak 600 m dari hilir sungai Cidanau dan dirancang dengan

kapasitas 3,5 m3/det.

b. Kantong Sedimen (Sand trap)

Kantong sedimen adalah bangunan pelengkap yang berfungsi untuk

mengendapkan lumpur (pasir, tanah dan kotoran-kotoran yang mempunyai berat

9

jenis besar) yang masuk ke saluran dengan cara diendapkan mengendapkan.

Kantong lumpur diletakkan di belakang intake kemudian hasil dari pembilasan

dibuang melalui saluran pembuang.

c. By pass & Sump pump

By pass merupakan terusan dari sand trap yang berfungsi sebagai penyedia

air baku berkadar pasir rendah kedalam inlet sump pump. Sump pump berfungsi

sebagai penyedia air dan penyeimbang level air yang akan dipompakan dari pump

station Cidanau.

2.5.2.2. Rumah Pompa Cidanau

Rumah Pompa Cidanau terdiri dari 4 buah jenis pompa (3 pompa bekerja

secara pararel dan 1 pompa sebagai cadangan) berjenis centrifugal horizontal

(ditunjukkan oleh gambar 3) yang mempunyai daya listrik sebesar 420-1.000

KW. Pada rumah pompa Cidanau juga terdapat shock klorinator yang berfungsi

mematikan lumut, ganggang dan mikroba-mikroba lain pada pipa transmisi air

baku (pipa pesat) agar tidak menghambat aliran air.

Gambar 3. Empat Pompa yang Terdapat Pada Rumah Pompa Cidanau

Pada gambar 3 dapat dilihat terdapat empat buah pompa yang terdapat

dalam rumah pompa Cidanau. Tiga buah pompa berwarna merah yang bekerja

secara pararel dan satu buah pompa sebagai cadangan. Pompa pompa tersebut

berjenis centrifugal horizontal dan berkapasitas 1.000-3.500 m3/jam.

10

2.5.3. Pipa Transmisi

Jenis pipa yang digunakan sebagai pipa tramsmisi adalah pipa baja spiral

yang dilapisi Coaltar jenis enamel pada bagian dalam dan luarnya untuk

mencegah korosi. Pipa baja spiral tersebut mempunyai diameter sebesar 1,4 meter

dengan panjang pipa sekitar 27,2 km dan tebal pipa 14,2 mm. selain itu, terdapat

surge tank (ditunjukkan oleh gambar 6) yang berfungsi untuk menghindari

penurunan tekanan pada pipa utama saat pompa tidak bekerja sehingga dapat

terjadi arus balik yang membahayakan pompa (efek water hammer). Pada unit

pipa transmisi juga terdapat rumah venting yang berfungsi untuk membuang

gelembung-gelembung udara yang terjebak di dalam pipa.

2.5.4. Proses Penjernihan Air

Waduk Krenceng merupakan tempat penyimpanan air sementara dan

mempunyai fungsi yang hampir sama dengan reservoar. Waduk Krenceng

mempunyai kapasitas penyimpanan air sebesar 2.5 juta m3. Namun pada tahun

2011 terdapat proyek pengerukan waduk agar kapasitas simpan waduk bertambah

menjadi 5 juta m3. Proyek pengerukan ini selesai pada tahun 2012. Gambar 4

menunjukkan proses awal pengambilan air baku yang berasal dari Sungai Cidanau

hingga air tersebut menjadi air bersih dan siap di distribusikan kepada konsumen.

Gambar 4. Alur Proses Penjernihan Air PT. Karakatau Tirta Industri

11

Pada proses pertama, air baku yang berasal dari Sungai Cidanau

dibendung, air tersebut masuk kedalam sand trap atau biasa disebut bak sedimen

yang bertujuan untuk mengendapkan pasir dan lumpur yang terbawa bersama air.

Dari bak sedimen tersebut, air mengalir ke by pass and sump pump yang berfungsi

sebagai bak penampungan awal penyedia air yang kadar pasir dan lumpurnya

lebih rendah karena sudah mengalami pengendapan di bak sedimentasi. Selain itu,

bangunan ini berfungsi sebagai pengontrol tinggi level air yang selanjutnya akan

di pompakan dari rumah pompa Cidanau menuju water treatment plant (WTP)

Krenceng yang berjarak sejaun 27.2 km dari rumah pompa Cidanau. Pada rumah

pompa Cidanau, selain di pantau ketinggian air dan kadar sedimentasinya, air

yang akan di pompakan juga di treatment ganggang serta lumutnya dengan cara

melintasi fasilitas shock klorinator. Hal ini dikarenakan shock klorinator berfungsi

untuk mematikan lumut, ganggang dan mikroba-mikroba lain pada pipa transmisi

air baku (pipa pesat) agar tidak menghambat aliran air.

Sebelum air tersebut sampai di WTP Krenceng, air mengalir ke surge tank

dan selanjutnya mengalir ke bangunan diversi. Pada bangunan diversi tersebut, air

yang mengalir terbagi menjadi dua, yaitu air yang mengalir ke Waduk Krenceng

dan air yang mengalir ke WTP Krenceng. Aiir yang mengalir ke Waduk Krenceng

akan disimpan atau di bendung dan dipakai ketika dibutuhkan, sedangkan air yang

mengalir ke WTP Krenceng akan diolah menjadi air bersih siap pakai.

Selanjutnya, air mengalir menuju distribution chamber dan mengalami proses

koagulasi dengan ditambahkannya zat alum sulphat. Setelah mengalami proses

koagulasi, air mengalir kedalam bak accelerator clarifier dan mengalami proses

floktuasi dengan pengadukan secara efisien (cenderung lambat, tetapi tidak terlalu

lambat dan tidak terlalu cepat).

Di dalam WTP, air baku yang masuk diolah menjadi air bersih siap pakai.

Secara umum, terdapat lima proses penjernihan air di dalam WTP. Kelima proses

penjernihan air tersebut yaitu koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan

disinfeksi. Namun, kelima proses tersebut tidak dapat dijelaskan secara detil

karena merupakan rahasia perusahaan. Tiap perusahaan penjernih air mempunyai

prosedur dan keunggulan masing-masing dalam menjernihkan air, sehingga tidak

dapat di publikasi di depan publik.

12

Koagulasi merupakan proses de-stabilisasi muatan listrik dari koloid

(partikel kecil yang melayang didalam air dan tidak mengalami pengendapan

dengan sendirinya) sehingga memungkinkan untuk bergabung satu sama lain.

Bahan koagulan seperti Alum/Aluminium Sulfat Al2(SO4)3 biasanya dicampurkan

kedalam air baku dan diaduk secara cepat agar terjadi pencampuran secara merata

sehingga konsentrasi sama (Sutrisno, 2006).

Gambar 5. Bak Floktuator Diaduk oleh Mixer Berwarna Biru Berkecepatan Rendah

Flokulasi merupakan proses pembentukan flok. Proses terbentuknya flok

yaitu partikel koloid akan bergabung dengan koloid lain sehingga membentuk

gumpalan flok yang besar yang disebabkan oleh pengadukan dengan kecepatan

rendah yang ditunjukkan oleh gambar 5. Pengaturan kecepatan ini menjadi hal

yang penting dalam flokulasi. Kecepatan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan

flok pecah dan sebaliknya kecepatan yang terlalu rendah dapat mengakibatkan

flok mengendap.

Gambar 6. Surge Tank PT. Karakatau Tirta Industri

13

Berbeda dengan flokulasi, sedimentasi merupakan proses untuk

menghilangkan materi tersuspensi yang cukup besar dan akan mengendap secara

gravitasi di bak pengendapan. Dalam proses sedimentasi, terdapat beberapa faktor

yang berpengaruh. Faktor-faktor tersebut antara lain kecepatan pengendapan

partikel, luas permukaan bak pengendap, laju aliran air dalam bak pengendap dan

proses pengaturan pembuangan hasil endapan (Sutrisno, 2006). Proses berikutnya

yaitu filtrasi. Filtrasi merupakan proses penyaringan yang berfungsi untuk

memisahkan padatan tersuspensi dan flok-flok yang masih lolos dalam proses

sedimentasi. Pada proses penjernihan air di PT. Krakatau Tirta Industri, media

filtrasi yang digunakan yaitu pasir khusus yang mampu digunakan berkali-kali.

Namun, tentu pasir khusus tersebut harus dirawat secara berkala.

Proses terakhir yaitu disinfeksi. Disinfeksi yaitu proses menghilangkan

mikroorganisme atau bakteri agar air yang dihasilaknan memenuhi syarat

bakteriologis. Proses disinfeksi ini dapat dilakukan dengan beberapa metode,

seperti penambahan zat kimia, penggunaan materi fisik dan penggunaan

elektromagnetik. Disinfeksi yang digunakan harus bersifat toksik bagi

mikroorganisme atau bakteri, tetapi tidak bersifat toksik bagi makhluk hidup

kompleks seperti manusia (Sutrisno, 2006). Air yang sudah melewati kelima

proses tersebut kemudian dipompakan ke tower reservoar. Selanjutnya, air akan

didistribusikan ke induk perusahaan (Krakatau Steel), perusahaan-perusahaan lain

di Cilegon dan masyarakat menggunakan prinsip gravitation head. Kapasitas

distribusi air bersih yang mampu disuplai oleh PT. Krakatau Tirta Industri sebesar

1.1 m3/detik atau 1,100 liter/detik dengan losses hanya sebesar 3%.

14

III. KEGIATAN PRAKTIK LAPANGAN

Kegiatan praktik lapangan dilaksanakan di divisi operasi PT. Krakatau

Tirta Industri kantor Cilegon. Analisis pengaruh Waduk Curug Betung terhadap

debit banjir Sungai Cidanau dilakukan melalui dua tahapan, yaitu tahapan

pengumpulan data dan tahap analisis. Pengumpulan data dilakukan dengan

mengumpulkan data-data terkait yang akan digunakan pada proses analisis. Data

yang diperlukan di antara lain:

1. Data pembagian jenis lahan yang ada di DAS Cidanau.

2. Data klimatologi Stasiun Ciomas, dan Padarincang 1996-2012.

Data-data tersebut digunakan untuk menentukan hujan rancangan

menggunakan distribusi frekuensi dan menguji kesesuaiannya dengan uji

Smirnov - Kolmogorov. Melalui uji Smirnov - Kolmogorov dapat ditentukan

metode distribusi frekuensi yang paling sesuai untuk digunakan dalam penentuan

hujan rencana sebagai dasar perhitungan debit banjir rencana sungai Cidanau.

Perhitungan debit banjir rencana dengan menggunakan metode HSS

NAKAYASU diperlukan adanya perhitungan debit banjir rencana dengan periode

ulang 100 dan 1000 tahun guna perencanaan sayap bendung dan mercu bendung.

Setelah dilakukan perhitungan debit banjir rencana dengan periode ulang

100 dan 1000 tahun, maka dilakukan Flood Routing dengan menggunakan prinsip

perhitungan penelusuran banjir lewat Waduk dengan metode NAKAYASU.

Presentase perbandingan Debit outflow maksimum terhadap debit banjir rencana

maksimum merupakan besaran kuantitatif pengaruh reservoar Curug Betung

terhadap debit banjir Sungai Cidanau. Diagram alir kegiatan praktik lapangan

analisis pengaruh Waduk Curug Betung terhadap debit banjir Sungai Cidanau

dapat dilihat pada Gambar 7.

15

Pengumpulan data :

Curah hujan harian maksimum

tahunan dari 2 stasiun hujan :

1. Stasiun Hujan Padarincang

2. Stasiun Ciomas

Curah hujan maksimum

dengan metode Aljabar

R=1

n R1

n

i=1

Mulai

Xrt =

Jenis distribusi

Cs =

1 . 2 .3

3

Sx = (x-x )

2

n-1)

Cv =

Gambar 7. Diagram Alir Kegiatan Lapangan Analisis Pengaruh Waduk Curug Betung

Terhadap Debit Banjir Sungai Cidanau

Uji Smirnov-

Kolmogorof

Analisa Banjir Rencana Metode HSS NAKAYASU

Stop

Tidak

Ya

Penelusuran Banjir (flood routing)

Presentase Perbandingan Q banjir rencana dengan

Q outflow Sungai Cidanau

16

3.1. Digitasi dan Klasifikasi Wilayah DAS Cidanau

Digitasi lahan dilakukan dengan bantuan perangkat lunak SWAT 2009 yang

dijalankan menggunakan aplikasi MapWindows GIS sebagai tools tambahan pada

menu-bar plug-in. Perangkat lunak MapWindows GIS membutuhkan input data

awal berupa peta data global Digital Elevation Mode (DEM) untuk wilayah

Cidanau dengan resolusi 30 x 30 m.

DAS Cidanau dibagi menjadi beberapa wilayah subdas untuk memudahkan

simulasi aliran air. Pembagian wilayah ini tidak dibatasi jumlahnya dan tidak

berdasarkan apapun. Semakin banyak subdas, maka semakin teliti hasil

pengukuran dan perhitungan, namun bentuk model akan semakin rumit. Oleh

karena itu, pembagian jumlah subdas harus disesuaikan dengan kebutuhan.

Pembagian wilayah ke dalam beberapa subdas ini penting untuk menentukan

wilayah yang paling mempengaruhi kuantitas air di waduk. DAS Cidanau

memiliki satu sungai utama, yaitu Sungai Cidanau. Pada praktik lapangan ini,

wilayah DAS Cidanau dibagi ke dalam 10 subdas dengan menggunakan bantuan

perangkat lunak Google Earth.

3.2. Digitasi DAS Cidanau dan Klasifikasi Jenis Tutupan Lahan

Dalam menentukan kuantitas aliran Air sungai Cidanau yang mengalir ke

Waduk Curug Betung, maka perlu adanya klasifikasi jenis-jenis tutupan lahan

(land cover) yang ada di DAS Cidanau beserta luasnya. Dari hasil pengamatan

menggunakan perangkat lunak Map Window GIS dan Google Earth, diperoleh

tujuh jenis tutupan lahan yang mendominasi DAS Cidanau. Ketujuh jenis tutupan

lahan tersebut yaitu hutan sekunder, hutan primer, rawa, lahan pertananian,

perumahan, jalan raya dan jalan setapak.

Proses digitasi dilakukan dengan perangkat lunak sederhana, yaitu Google

Earth. Google Earth merupakan program virtual yang memetakan bumi dari

superimposisi gambar, yang dikumpulkan dari pemetaan satelit, fotografi udara,

dan globe GIS 3 dimensi. Melalui data visual yang disajikan oleh Google Earth

tersebut, dapat ditentukan setiap jenis tutupan lahan dengan akurat. Daerah hutan

sekunder dapat dicirikan dengan melihat wilayah tutupan berupa vegetasi yang

berwarna hijau muda dengan daerah bukaan berwarna kekuningan, semak belukar

dapat ditentukan dengan menentukan daerah vegetasi yang berwarna kuning

17

keemasan, lahan pertanian dapat ditentukan dengan melihat daerah yang memiliki

lahan berupa terasering atau daerah yang telah dipetakkan, sedangkan wilayah

perumahan dapat ditentukan dengan melihat bagian atap rumah yang berwarna

merah kecoklatan. Wilayah jalan raya dan jalan setapak merupakan jenis tutupan

lahan yang dicirikan berwarna abu kehitaman atau abu keputihan, sehingga

pengklasifikasian antara jalan raya dan jalan setapak dilihat dari dimensi dan

fungsi jalan di lapangan.

Setelah tutupan lahan didefinisikan, kemudian ketujuh jenis tutupan lahan

tersebut dikelompokkan kedalam dua kategori lahan. Pengelompokkan ini sangat

penting untuk memudahkan simulasi aliran air pada DAS Cidanau yang bermuara

di waduk Curug Betung. Dua kategori lahan tersebut yaitu pervious (petak atau

lahan tidak kedap air) dan impervious (petak atau lahan kedap air). Pembagian

jenis tata guna lahan bertujuan untuk mendapatkan nilai direct runoff yang

mempengaruhi debit yang melewati wilayah tersebut.

3.3. Penentuan Data Input Hidrograf Satuan Sintetik

Penentuan data input hidrograf satuan sintetik merupakan langkah dasar

yang terpenting sebelum mulai menghitung curah hujan rencana dan analisis flood

routing menggunakan metode Nakayasu. Data masukan awal berupa panjang

sungai (L), time lag (Tg),satuan durasi hujan (tr), Time of Concentration (Tc),

waktu penurunan debit dari debit puncak sampai menjadi 30 % debit puncak

(t(0,3)), luas daerah pengaliran sungai (A), Curah hujan effektif (Ro), koefisien

pengaliran (C) dan debit puncak banjir (Qp).

Pengukuran panjang sungai (L) dilakukan menggunakan software Google

Earth dengan mengukur jarigan sungai yang terbentuk dari hasil delineasi

watershed menggunakan software Map Window GIS. Penentuan time lag (tg)

dilakukan setelah mendapatkan hasil penghitungan panjang sungai (L). Penentuan

time lag (tg) didapatkan melalui hasil proses penghitungan menggunakan

persamaan 1 atau persamaan 2 sesuai dengan panjang sungai yang telah diukur.

Jika L < 15 km tg = 0,21L0,7......persamaan 1.

Jika L > 15 km tg = 0,4 + 0,058L.persamaan 2.

18

Setelah penghitungan panjang sungai (L) dan time lag (Tg) dilakukan,

maka dilakukan penghitungan satuan durasi hujan (tr) yang dihitung

menggunakan persamaan 4.

tr = k x tg..persamaan 3.

Keterangan:

k = konstanta satuan durasi hujan, nilainya berkisar 0,5 sampai dengan 1

Koefisien pengaliran (C) diambil nilai sebesar 0.8 dan debit puncak banjir (Qp)

dihitung menggunakan persamaan 4.

Qp . .

3 6 3 3 .....persamaan 4.

3.3.1. Panjang Sungai

Pengukuran panjang sungai dilakukan menggunakan perangkat lunak

Google Earth dengan input data awal berupa peta DEM (Digital Elevation Model)

skala 30 m x 30 m. Dalam melakukan panjang sungai disarankan untuk

mengukurnya beberapa kali, kemudian dihitung panjang dan panjang rata-ratanya.

Panjang sungai adalah panjang yang diukur sepanjang sungai, dari stasiun yang

ditinjau atau muara sungai sampai ujung hulunya. Sungai utama adalah sungai

terbesar pada daerah tangkapan dan yang membawa aliran menuju muara sungai

(ditunjukkan oleh gambar 8).

Gambar 8. Perhitungan Panjang Sungai

Pengukuran panjang sungai dan panjang DAS sangat penting dalam

analisis aliran limpasan dan debit aliran sungai. Panjang DAS (L) adalah panjang

19

maksimum sepanjang sungai utama dari stasiun yang ditinjau (atau muara) ke titik

terjauh dari batas DAS. Panjang pusat berat (Lg) adalah panjang sungai yang

diukur sepanjang sungai dari stasiun yang ditinjau sampai titik terdekat dengan

titik berat perpotongan dari dua atau lebih garis lurus yang membagi DAS

menjadi dua DAS yang kira-kira sama besar.

3.3.2. Kemiringan Sungai

Kurva yang menunjukkan hubungan antara elevasi dasar sungai dan jarak

yang diukur sepanjang sungai mulai dari ujung hulu hingga muara disebut profil

memanjang sungai atau kemiringan sungai. Kemiringan sungai utama dapat

digunakan untuk memperkirakan kemiringan DAS. Dalam praktik lapangan ini,

kemiringan sungai diukur menggunakan perangkat lunak Google Earth. Contoh

bentuk kemiringan sungai dari hulu sampai hilir ditunjukkan oleh gambar 9.

Gambar 9 menunjukkan perbandingan antara elevasi sungai (sumbu Y) dengan

panjang sungai (Sumbu X).

Gambar 9. Profil Memanjang Sungai

Untuk menghitung kemiringan sungai, sungai dibagi menjadi beberapa

bagian, dalam praktik lapangan ini panjang sungai dibagi keladam beberapa

bagian sesuai dengan tingkatannya. Setelah semua panjang sungai dari semua

tingkatan dijumlah, elevasi sungai dari hulu ke hilir dijumlah. Hasil perbandingan

elevasi sungai terhadap jarak merupakan angka kemiringan sungai atau slope dari

sungai tersebut.

20

3.3.3. Tingkat Percabangan Sungai

Orde atau tingkat percabangan sungai adalah posisi percabangan alur

sungai di dalam urutannya terhadap induk sungai dalam satu DAS (Harto, 1981).

Orde sungai dapat ditetapkan dengan metode Horton, Strahler, Shrave dan

Scheidegger. Namun pada umumnya metode Strahler lebih mudah untuk

diterapkan jika dibandingkan dengan metode lainnya. Penomoran orde sungai

menggunakan metode Strahler ditunjukkan oleh gambar 10.

Gambar 10. Penomoran Orde Sungai Metode Strahler

Alur sungai paling hulu yang tidak memiliki cabang disebut orde pertama,

pertemuan dua orde pertama disebut orde kedua, pertemuan orde pertama dengan

orde kedua disebut orde kedua, pertemuan dua orde kedua disebut orde ketiga dan

begitu seterusnya. Secara umum dapat dinyatakan bahwa pertemuan dua orde

yang sama menghasilkan nomor orde satu tingkat lebih tinggi, sedangkan

pertemuan dua orde sungai yang berbeda memberikan nomor orde yang sama

nilainya dengan nomor orde tertinggi diantara kedua orde yang sungai yang

bertemu. Penomoran orde sungai dilakukan menggunakan perangkat lunak

Google Earth.

3.3.4. Kerapatan Sungai

Kerapatan sungai adalah angka indeks yang menunjukkan banyaknya anak

sungai di dalam suatu DAS. Indeks tersebut dihitung dengan persamaan 5.

D = L/A.............................................................Persamaan 5.

21

D adalah indeks kerapatan sungai (km/km2), L adalah jumlah panjang

seluruh alur sungai (km), dan A adalah luas DAS (km2). Tabel 1 menunjukkan

kriteria indeks kerapatan sungai. Horton (1949) menyebutkan bahwa kerapatan

sungai berhubungan dengan sifat drainase DAS. Sungai dengan kerapatan kurang

dari 0,73 umumnya berdrainase jelek atau sering mengalami penggenangan,

sedangkan sungai dengan kerapatan antara 0,73-2,74 umumnya memiliki kondisi

drainase yang baik atau jarang mengalami penggenangan.

Tabel 1. Indeks Kerapatan Sungai

No Indeks Kerapatan Sungai (km/km2) Kriteria

1 Kurang dari 0.25 Rendah

2 0.25-10 Sedang

3 10-25 Tinggi

4 Diatas 25 Sangat Tinggi

3.4. Analisa Hidrologi

Analisis data hidrologi dilakukan untuk memperoleh besarnya debit banjir

rencana. Debit banjir rencana merupakan debit maksimum rencana di sungai atau

saluran alamiah dengan periode ulang tertentu yang dapat dialirkan tanpa

membahayakan lingkungan sekitar dan stabilitas sungai (Triatmodjo, 2008).

Dalam mendapatkan debit banjir rencana yaitu dengan menganalisis data curah

hujan maksimum pada daerah aliran sungai yang diperoleh dari beberapa stasiun

hujan terdekat yaitu stasiun Padarincang dan stasiun Ciomas.

3.4.1. Perhitungan Curah Hujan Kawasan

Untuk mendapatkan besarnya intensitas hujan rencana perlu dilakukan

perhitungan data curah hujan rata-rata DAS Cidanau. Pada praktik lapangan ini,

metode yang digunakan adalah metode aljabar. Hal ini dikarenakan pengambilan

data curah hujan dilakukan hanya pada 2 stasiun hujan yaitu stasiun hujan Ciomas

dan stasiun hujan Padarincang.

Metode rata-rata aljabar ditentukan dengan cara menjumlahkan tinggi

hujan dari suatu tempat pengukuran selama jangka waktu tertentu, dibagi dengan

jumlah pos pengukuran hujan. Penggunaan metode ini mendapatkan hasil yang

benar apabila dipakai pada daerah datar, curah hujan yang tidak bervariasi banyak

dari harga tengahnya dan penempatan alat ukur yang tersebar merata (Harto,

Analisis Hidrologi, 1993). Penghitungan curah hujan rata-rata dengan metode ini

dilakukan menggunakan persamaan 6.

22

R = 1

1

1 persamaan 6

Keterangan :

R = curah hujan rata-rata (mm).

Ri = curah hujan pada pos yang diamati (mm).

N = banyaknya pos hujan.

3.4.2. Analisis Frekuensi

Analisis frekuensi dilakukan terhadap kejadian ekstrim berkaitan dengan

frekuensi kejadian melalui penerapan distribusi kemungkinan. Analisis ini

digunakan untuk peramalan (forecasting), yaitu menentukan probabilitas

terjadinya suatu kejadian untuk tujuan perencanaan masa mendatang, namun

waktu atau saat kejadian tersebut tidak ditentukan. Analisis frekuensi didasarkan

pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas

besaran kejadian di masa yang akan datang. Dengan anggapan bahwa sifat

statistik kejadian yang akan datang masih sama dengan sifat statistik kejadian

masa lalu.

Analisis frekuensi dilakukan dengan cara mengolah data curah hujan DAS

DAS Cidanau. Curah hujan yang mempengaruhi DAS Cidanau yaitu curah hujan

wilayah Padarincang dan Ciomas. Data curah hujan DAS Cidanau terdapat pada

tabel 3. Melalui analisis frekuensi akan diperkirakan besarnya banjir dengan

interval kejadian pada waktu tertentu dan frekuensi banjir dengan besar tertentu

yang mungkin terjadi selama suatu periode waktu tertentu. Hasil perhitungan

parameter statistik yang digunakan dalam analisis frekuensi ditunjukkan oleh

tabel 2.

Tabel 2. Hasil Parameter Statistik

Parameter Statistik Variabel Hasil Perhitungan

Jumlah data N 17

Rataan data Xrt 43

Standart Deviasi SD 17.70

Coef Variety Cv Sesuai Jenis Distribusi

Coef Skewness Cs Sesuai Jenis Distribusi

Coef Kurtosis Ck Sesuai Jenis Distribusi

Median (Sx) 39

Tabel 2 menunjukkan bahwa bayaknya data yang dipakai dalam praktik

lapangan ini sebanyak 17 yaitu data curah hujan harian maksimum tahunan rata-

23

rata dari tahun 1996 hingga tahun 2012 yang berasal dari dua stasiun penangkar

hujan (Padarincang Dan Ciomas). Kemencengan atau deviasi dari data tersebut

sebesar 17.70 dan nilai tengah atau median dari data tersebut sebesar 39. Namun

untuk parameter koefesien skewness (CS), koefesien kurtosis (CK) dan koefisien

variasi (CV) nilainya berbeda untuk setiap jenis distribusi. Terdapat empat jenis

distribusi yang digunakan dalam analisis frekuensi curah hujan dan masing-

masing distribusi memiliki nilai parameter stastistik yang berbeda. Setelah

dibandingkan antara hasil perhitungan dengan persyaratan, maka didapatkan

distribusi terpilih.

3.4.2.1. Pengukuran Dispersi

Pada kenyataannya tidak semua varian dari suatu variabel hidrologi

terletak atau sama dengan nilai rata-ratanya. Variasi atau dispersi adalah besarnya

derajat dari sebaran varian di sekitar nilai rataratanya. Cara mengukur besarnya

dispersi disebut pengukuran dispersi. Adapun cara pengukuran dispersi antara

lain:

a) Standar Deviasi (S)

Standar deviasi atau simpangan baku adalah satuan ukuran penyebaran

frekuensi dari tendensi sentralnya. Setiap frekuensi mempunyai deviasi dari

tendensi sentralnya, dan juga merupakan ukuran penyebaran bagi variabel

kontinum, bukan variabel deskrit. Kegunaannya adalah memberikan ukuran

variabelitas dan homogenitas dari serangkain data. Semakin besar nilai simpangan

suatu data semakin tinggi pula variabelitas dan semakin kurang homogenitas dari

data tersebut. Sebaliknya, bila simpangan baku kecil, maka data tersebut semakin

dekat kepada sifat homogenitasnya (Soewarno, 1995). Standar deviasi dihitung

menggunakan persamaan 7.

= i- )

2ni=1

n.Persamaan 7.

Keterangan:

S = standar deviasi.

Xi = nilai varian ke i.

= nilai rata-rata varian.

n = jumlah data.

24

b) Coefficient Skewness (CS)

Kemencengan (skewness) adalah suatu nilai yang menunjukan derajat

ketidak simetrisan dari suatu bentuk distribusi (Soewarno, 1995). Koefisien

skewness dihitung menggunakan persamaan 8.

1 2 3

.Persamaan 8.

Keterangan :

CK = koefisien kurtosis.

Xi = nilai varian ke i.

= nilai rata-rata varian.

n = jumlah data.

S = standar deviasi.

c) Coefficient Kurtosis (CK)

Pengukuran kurtosis dimaksud untuk mengukur keruncingan dari bentuk

kurva distribusi, yang umumnya dibandingkan dengan distribusi Normal

(Soewarno, 1995). Koefisien skewness dihitung menggunakan persamaan 9

dengan variabel variabel yang sama seperti persamaan 8.

.Persamaan 9.

d) Coefficient Variation (CV)

Koefisien Variasi adalah nilai perbandingan antara deviasi standar dengan

nilai rata-rata hitung suatu distribusi (Soewarno, 1995). Koefisien Variasi dihitung

menggunakan persamaan 10.

v=

Persamaan 10.

Keterangan :

Cv = koefisien variasi.

S = standar deviasi.

= nilai rata-rata varian.

n = jumlah data.

25

3.4.2.2. Pemilihan Jenis Sebaran

Ada berbagai macam distribusi teoretis yang kesemuanya dapat dibagi

menjadi dua yaitu distribusi diskrit dan distribusi kontinyu. Distribusi yang

termasuk kedalam jenis distribusi diskrit adalah binomial dan poisson, sedangkan

yang tergolong jenis distribusi kontinyu adalah Normal, Log Normal, Gama, Beta,

Pearson, Log Pearson dan Gumbel (Soewarno, 1995). Dalam memilih jenis

sebaran, ada beberapa macam distribusi yang sering dipakai yaitu :

a) Distribusi Normal

Dalam analisis hidrologi distribusi Normal sering digunakan untuk

menganalisi frekwensi curah hujan, analisis stastistik dari distribusi curah hujan

tahuan, debit rata-rata tahuan. Distribusi tipe Normal, mempunyai koefisien

kemencengan (Coefficient of skewness) atau CS = 0.

b) Distribusi Log Normal

Distribusi Log Normal, merupakan hasil transformasi dari distribusi

Normal, yaitu dengan mengubah varian X menjadi nilailogaritmik varian X.

Distribusi ini dapat diperoleh juga dari distribusi Log Pearson Tipe III, apabila

nilai koefisien kemencengan CS = 0. Distribusi tipe Log Normal, mempunyai

koefisien kemencengan (Coefficient of skewness) atau CS = 3 CV + CV3. Syarat

lain distribusi sebaran Log Normal CK = CV 8 + 6 CV 6 + 15 CV4 + 16 CV2 + 3.

c) Distribusi Gumbel

Distribusi Gumbel digunakan untuk analisis data maksimum, misalnya

untuk analisis frekuensi banjir. Distribusi Tipe I Gumbel, mempunyai koefisien

kemencengan (Coefficient of skewness) atau 1,139 dan k 5,4002.

d) Distribusi Log Pearson Tipe III

Distribusi Log Pearson Tipe III digunakan untuk analisis variabel

hidrologi dengan nilai varian minimum misalnya analisis frekuensi distribusi dari

debit minimum. Distribusi Log Pearson Tipe III mempunyai koefisien

kemencengan (Coefficient of skewness) atau CS = 0.

Dengan mengikuti pola sebaran yang sesuai selanjutnya dihitung curah

hujan rencana dalam beberapa metode ulang yang akan digunakan untuk

mendapatkan debit banjir rencana. Sebelum menghitung debit banjir maka

dilakukan uji kecocokan distribusi terpilih. Uji kecocokan dimaksudkan untuk

26

menetapkan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat

mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisa. Terdapat dua metode

uji kecocokan, yaitu uji keselarasan Chi Kuadrat dan Smirnov Kolmogorof.

Pada praktik lapangan ini dipilih metode uji kecocokan Smirnov

Kolmogorof. Dalam uji kecocokan Smirnov Kolmogorof, jika D maksimum lebih

besar dari D kritik maka distribusi terpilih tidak dapat digunakan. Namun jika D

maksimum lebih kecil dari D kritik, maka distribusi terpilih dapat digunakan.

Setelah pemilihan jenis sebaran dilakukan maka prosedur selanjutnya yaitu

mencari curah hujan rencana periode ulang 2, 5, 10 ,25, 50 dan 100 tahun.

3.4.3. Perhitungan Curah Hujan Rencana

Tujuan pengukuran curah hujan rencana adalah untuk mendapatkan curah

hujan periode ulang tertentu yang akan digunakan untuk mencari debit banjir

rencana. Untuk menghitung curah hujan rencana menggunakan parameter

pemilihan distribusi curah hujan. Setelah mengikuti pola sebaran yang sesuai,

selanjutnya dihitung curah hujan rencana dalam beberapa metode yang akan

digunakan untuk mendapatkan debit banjir rencana. Analisa statistik tersebut

terdiri atas beberapa metode, yaitu metode Normal, Log Normal, Log Pearson tipe

III dan metode Gumbel.

3.4.4. Perhitungan Debit Banjir Rencana

Dalam analisis hidrologi, salah satu aspek analisis yang diharapkan untuk

menunjang perancangan dalam pengelolaan SDA mencakup penetapan besaran

rancangan, baik curah hujan, debit rencana dengan kala ulang tertentu maupun

unsur hidrologi lainnya. Banjir rencana dengan periode ulang tertentu dapat

dihitung dari data debit banjir atau data hujan. Apabila data debit banjir tersedia

cukup panjang (> 10-20 tahun), debit banjir dapat langsung dihitung dengan

metode analisis probabilitas Gumbel, Log Pearson atau Log Normal. Metoda

mana yang akan digunakan, perlu dilakukan pengujian terhadap data yang

tersedia, sedang bila data yang tersedia hanya berupa data hujan dan karakteristik

DAS, metode yang disarankan untuk digunakan adalah metode hidrograf satuan /

unit hidrograf sintetis.

27

3.4.4.1. Analisis Debit Banjir Rancangan Metode Nakayasu

HSS adalah hidrograf satuan yang diturunkan berdasarkan data sungai

pada DAS yang sama atau DAS terdekat tetapi memiliki karakteristik yang sama.

Terdapat beberapa model HSS, diantaranya: HSS Snyder, HSS Nakayasu, HSS

SCS, dan HSS Gama. Masing-masing model HSS, pada dasarnya hanya berlaku

di DAS tertentu, yakni di DAS di mana HSS tersebut secara empirik diteliti atau

dirumuskan. Oleh karena itu, penurunan HSS suatu DAS dengan menggunakan

model-model HSS yang sudah ada atau yang disebutkan di atas, harus dilakukan

melalui langkah-langkah kalibrasi dan verifikasi yang semestinya sehingga model

HSS yang diperoleh sedapat mungkin dapat menggambarkan kondisi yang

sebenarnya. Bentuk Grafis HSS Nakayasu dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11. Bentuk Grafis HSS Nakayasu

Nakayasu (1950) telah menyelidiki hidrograf satuan di Jepang dan

memberikan seperangkat persamaan untuk membentuk suatu hidrograf satuan

sebagai berikut:

1. Mencari nilai waktu konsentrasi (tg)

Untuk L < 15 km

Tg = 0,21L0,7(3.13)

Untuk L > 15 km

Tg = 0,4 + 0,058 L.Persamaan 11

Keterangan:

L : panjang alur sungai (km)

Tg : waktu konsentrasi (jam)

28

2. Mencari nilai waktu satuan hujan (tr)

Tr = 0,5 Tg (jam)Persamaan 12

3. Mencari nilai tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak (Tp)

Tp = Tg + 0,8 Tr (jam)...Persamaan 13

4. Mencari waktu yang diperlukan oleh penurunan debit dari debit puncak

sampai menjadi 30% dari debit puncak (T0,3)

T0,3 = \ Tg (jam)...Persamaan 14

Keterangan :

Untuk daerah pengaliran biasa, = 2

Untuk bagian naik hidrograf yang lambat, bagian menurun yang cepat

(terjadi pada daerah yang sangat landai), = 1,5

Untuk bagian naik hidrograf yang sangat cepat, bagian menurun yang

lambat (terjadi pada daerah curam ), = 3

5. Mencari nilai debit puncak banjir (Qp)

3.6 .3 .3 .....Persamaan 15

Keterangan:

C = koefisien pengaliran limpasan

A = luas DAS (km2)

Ro = hujan satuan (1 mm)

6. Menetukan bagian lengkung naik (rising Climb) hidrograf satuan (Qa)

(1

)2.4..Persamaan 16

7. Menentukan bagian lengkung turun (decreasing limb) hidrograf satuan

(Qd).

Qd > 0.3Qp

. (

.3)....Persamaan 17

0.3Qp > Qd > 0.32Qp

. ( .5 .3

2 .3)....Persamaan 18

0.32Qp > Qd

. ( .5 .3

2 .3) ..Persamaan 19

29

3.4.4.2. Penelusuran Banjir

Dalam ilmu Hidrolika dikenal adanya gelombang banjir yang bergesar

sepanjang sungai atau saluran yang akan ditelusuri dari sebelah hulu sampai hilir

sungai saluran tersebut. Apabila sungai tersebut pendek dan hambatan terhadap

aliran kecil saja sifatnya, maka perubahan muka air dapat dianalisis dengan

mudah mempergunakan teori aliran yang uniform/ seragam. Akan tetapi untuk

sungai yang tidak teratur bentuknya, panjang dan hambatannya terhadap aliran

sangat besar, maka pendekatan aliran yang berubah debit dan kedalamannya

(unsteady) secara berangsur-angsur harus dipakai dalam analisis routing

(Hindarko, 2002)

Selain routing sungai, dikenal juga routing terhadap kolam tandon atau

waduk (reservoar). Aliran yang masuk kedalam tempat penampungan ini dapat

diredam sehingga bagian hilir dapat diselamatkan dari gelombang banjir yang

datang dari hulu . analisis ini dikenal sebagai reservoir routing (Hindarko, 2002).

Pada praktik lapangan ini penelusuran banjir DAS Cidanau, khususnya di daerah

sebelum reservoar alami Curug Betung, dilakukan menggunakan metode HSS

Nakayasu.

HSS adalah hidrograf satuan yang diturunkan berdasarkan data sungai

pada DAS yang sama atau DAS terdekat tetapi memiliki karakteristik yang sama.

Terdapat beberapa model HSS, diantaranya: HSS Snyder, HSS Nakayasu, HSS

SCS, dan HSS Gama. Masing-masing model HSS, pada dasarnya hanya berlaku

di DAS tertentu, yakni di DAS di mana HSS tersebut secara empirik diteliti atau

dirumuskan. Oleh karena itu, penurunan HSS suatu DAS dengan menggunakan

model-model HSS yang sudah ada atau yang disebutkan di atas, harus dilakukan

melalui langkah-langkah kalibrasi dan verifikasi yang semestinya sehingga model

HSS yang diperoleh sedapat mungkin dapat menggambarkan kondisi yang

sebenarnya.

30

VI. HASIL dan PEMBAHASAN

4.1. Digitasi Daerah Aliran Sungai Cidanau

Daerah Aliran Sungai (DAS) Cidanau dibuat dengan metode Automatic

Watershed Delineation menggunakan software Map Window GIS. Data input

awal yang digunakan pada praktik lapangan ini adalah peta ASTER Global DEM

(Digital Elevation Model) dengan resolusi 30 meter. Peta DEM Cidanau dengan

resolusi 30m x 30m dijadikan input untuk mempresentasikan beda elevasi dari

setiap titik untuk melihat arah aliran air permukaan. Pada tahap ini, data DEM

dimasukkan terlebih dahulu, kemudian batas DAS ditentukan, sehingga dapat

diperoleh aliran sungai serta sub DAS. Ketepatan pembentukan aliran sungai dan

sub DAS ditentukan oleh ketelitian dalam melakukan delineasi. Semakin kecil

nilai kolom cells yang dimasukkan maka semakin banyak aliran sungai serta sub

DAS yang terbentuk.

Aliran sungai yang terbentuk akan membentuk suatu daerah aliran sungai

dan outlet dari aliran sungai tersebut disesuaikan dengan koordinat outlet Sungai

Cidanau pada Rumah Pompa I PT Karakatau Tirta Industri (PT KTI). Selanjutnya

DAS Cidanau dibagi kedalam 10 (sepuluh) Sub DAS guna memudahkan dalam

simulasi perhitungan debit banjir rencana. Hasil delineasi DAS Cidanau dan

pembagiannya kedalam 10 sub das dapat dilihat pada Gambar 12. Setelah

delineasi DAS Cidanau dilakukan, maka didapatkan luasan DAS Cidanau sebesar

22.620 ha.

Gambar 12. Delineasi Daerah Aliran Sungai Cidanau Menggunakan MW SWAT (kiri)

dan pembagian DAS Cidanau Kedalam 10 Sub DAS (kanan)

31

4.2. Kondisi DAS Cidanau

DAS Cidanau yang termasuk dalam wilayah Kabupaten Serang dan

Kabupaten Pandeglang. DAS Cidanau tersebut mencakup empat kecamatan, yaitu

Kecamatan Mandalawangi (Pandeglang), Kecamatan Ciomas, Kecamatan

Padarincang dan Kecamatan Cinangka (Serang). Secara geografis DAS Cidanau

berada pada 105o 49 17 106o 06 03 BT dan 06o 08 25 06o15 47 L .

Luas wilayah DAS Cidanau dari hulu hingga garis pantai adalah 22.620 ha.

Gambar 13. Bendung Alami Curug Betung yang Membendung Aliran Sungai Cidanau

Pada lokasi daerah aliran sungai Cidanau terdapat dua bendung, yaitu

bedung alami (Curug Betung) dan bendung buatan (bendung Cidanau). Kedua

bendung tersebut berjenis bangunan sama yaitu bendung dengan jenis weir

(mempunyai mercu). Terdapatnya bendung alami Curug Betung yang berada di

bagian hulu (sebelum bendung Cidanau) berpengaruh terhadap debit banjir sungai

Cidanau. Letak lokasi Curug Betung ditunjukkan oleh Gambar 13.

4.3. Analisis Hidrologi DAS Cidanau

Analisis hidrologi untuk desain bendung adalah perhitungan besarnya

ketersediaan air termasuk perhitungan debit andalan dan perhitungan debit banjir

rencana untuk bendung. Siklus hidrologi merupakan proses kontinu pergerakan air

yang berasal dari bumi menuju ke atmosfer dan kemudian kembali lagi ke bumi

(Chow, V.T., 1998 dalam Triatmodjo, 2008). Oleh sebab itu, curah hujan

diperlukan dalam melakukan analisis hidrologi untuk berbagai jenis keperluan,

32

baik perencanaan maupun pekerjaan lain seperti analisis banjir, erosi, irigasi,

kekeringan, dan yang lainnya. Berdasarkan seluruh pertimbangan tersebut, curah

hujan merupakan titik awal dalam melakukan perencanaan, khususnya yang

berkaitan dengan sumber daya air. Ilmu hidrologi lebih banyak didasarkan pada

pengetahuan empiris daripada teoritis hal ini dikarenakan banyaknya parameter

yang berpengaruh pada kondisi hidrologi di suatu daerah, seperti kondisi

klimatologi (angin, suhu udara, kelembaban udara, penyinaran matahari), kondisi

lahan (daerah aliran sungai, DAS) seperti jenis tanah, tata guna lahan, kemiringan

lahan, dsb (Triatmodjo, 2008).

4.3.1. Panjang Sungai

Pengukuran panjang sungai dilakukan menggunakan perangkat lunak

Google Earth dengan input data awal berupa peta DEM (Digital Elevation Model)

skala 30 m x 30 m. Pengukuran panjang sungai dilakukan secara berulang, yaitu

sebanyak tiga kali ulangan. Pengukuran panjang Sungai Cidanau menghasilkan

nilai sepanjang 18.469 km.

4.3.2. Kemiringan Sungai

Kemiringan sungai utama dapat digunakan untuk memperkirakan

kemiringan DAS. Dalam praktik lapangan ini, kemiringan sungai diukur

menggunakan perangkat lunak Google Earth. Angka kemiringan Sungai Cidanau

didapatkan dengan cara membandingkan elevasi sungai dengan panjang sungai,

lalu hasil perbandingan tersebut dipresentasekan dan mendapatkan hasil akhir

sebesar 0.03%.

4.3.3. Tingkat Percabangan Sungai

Orde atau tingkat percabangan sungai adalah posisi percabangan alur

sungai di dalam urutannya terhadap induk sungai dalam satu DAS (Harto, 1981).

Penomoran orde sungai dilakukan menggunakan perangkat lunak Google Earth.

Pada praktik lapangan ini, penentuan orde sungai ditetapkan dengan metode

Strahle. Hal ini dikarenakan metode Strahler lebih mudah untuk diterapkan jika

dibandingkan dengan metode lainnya. Penomoran orde sungai menggunakan

metode Strahler ditunjukkan oleh gambar 14. Pada gambar 14 terlihat bahwa

ordo Sungai Cidanau terdiri dari tingkatan satu hingga empat.

33

Gambar 14. Penomoran Tingkatan Sungai Cidanau Metode Strahler

Pada gambar 14 dapat dilihat bahwa jumlah Sungai tingkat satu sebanyak

37 anak sungai dengan panjang sungai total mencapai 78.900 m, sedangkan

sungai tingkat dua sebanyak 17 buah dengan panjang total seluruh sungai tingkat

dua sepanjang 37.652 m. Namun untuk Sungai dengan tingkatan ke tiga dan

empat, masing-masing sebanyak 8 buah dan 1 buah dengan panjang total masing

sepanjang 15.079 m dan 61. 932 m. jumlah panjang sungai seluruh tingkat sebesar

141 km dengan jumlah pertemuan (junction) sungai sebanyak 32 junction.

4.3.4. Kerapatan Sungai

Kerapatan sungai adalah angka indeks yang menunjukkan banyaknya anak

sungai di dalam suatu DAS. Indeks kerapatan sungai (km/km2) didapatkan dengan

membandingkan panjang seluruh alur sungai (km) dengan luas DAS (m2). Pada

praktik lapangan ini, panjang seluruh alur sungai adalah 141 km dan luas DAS

sebesar 226.2 km2. Indeks kerapatan sungai yang didapatkan sebesar 0.623

km/km2. Berdasarkan tabel indeks kerapatan sungai yang ditunjukkan oleh

tabel 1, maka dapat disimpulkan bahwa indeks kerapatan Sungai di DAS Cidanau

mempunyai kriteria sedang, hal ini menyebabkan DAS Cidanau mempunyai

sistem drainase yang kurang bagus.

34

Horton (1949) menyebutkan bahwa kerapatan sungai berhubungan dengan

sifat drainase DAS. Sungai dengan kerapatan kurang dari 0,73 umumnya

berdrainase jelek atau sering mengalami penggenangan. Pernyataan horton sesuai

dengan keadaan aktual di DAS Cidanau yang tergolong kedalam sistem drainase

jelek, hal ini dibuktikan dengan banyaknya tata guna lahan DAS Cidanau berupa

rawa dan sawah yang sering terjadi penggenangan air.

4.3.5. Perhitungan Hujan Wilayah

Data hujan yang tercatat di setiap stasiun penakar hujan adalah tinggi

hujan di sekitar stasiun tersebut atau disebut sebagai Point Rainfall. Jumlah air

yang jatuh di permukaan bumi dapat diukur dengan menggunakan alat penangkar

hujan.

Tabel 3. Rata-rata Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan

No Tahun CH Harian Maks

Tahunan

1 1996 50

2 1997 26

3 1998 25

4 1999 31

5 2000 30

6 2001 39

7 2002 74

8 2003 30

9 2004 31

10 2005 22

11 2006 18

12 2007 55

13 2008 57

14 2009 57

15 2010 61

16 2011 69

17 2012 57

Dalam analisis hidrologi diperlukan data hujan rata-rata di daerah aliran

(Catchment Area) yang kadang-kadang dihubungkan dengan besarnya aliran yang

terjadi. Cara yang digunakan untuk menghitung hujan rata-rata daerah (average

river basin rainfall) pada praktik lapangan ini adalah metode Aritmatik. Hal ini

dikarenakan terbatasnya pos hujan yang ada di DAS Cidanau yang kemudian

diasumsikan hujan dibagian hulu bersifat merata.

35

Data Curah hujan yang diperoleh dari dua pos hujan (pos hujan Ciomas

dan pos hujan Padarincang) merupakan data curah hujan kumulatif bulanan

beserta banyaknya hari hujan dalam satu bulan. Data curah hujan harian

maksimum bulanan diperoleh dengan membagi curah hujan bulanan kumulatif

dibagi dengan hari hujan masing-masing bulan. Curah hujan harian maksimum

bulanan tertinggi diantara 12 bulan pada tahun yang sama (satu tahun) dijadikan

sebagai curah hujan harian maksimum tahunan yang kemudian dirata-ratakan

menggunakan metode Aritmatik. Hasil pengolahan data curah hujan ditunjukkan

oleh tabel 3.

4.3.6. Analisis Frekuensi

Parameter yang digunakan dalam perhitungan analisis frekuensi meliputi

parameter nilai rata-rata (X), standar deviasi (dS), koefisien variasi (Cv), koefisien

kemiringan (Cs) dan koefisien kurtosis (Ck). Perhitungan parameter tersebut

didasarkan pada data intensitas curah hujan harian maksimum tahunan rata-rata

dari dua stasiun penangkar hujan (stasiun hujan Padarincang dan stasiun hujan

Ciomas) 17 tahun terakhir. Hasil perhitungan parameter statistik yang digunakan

ditunjukkan oleh tabel 4. Terdapat empat jenis distribusi yang digunakan dalam

analisis frekuensi curah hujan dan masing-masing distribusi memiliki nilai

parameter stastistik yang berbeda. Setelah dibandingkan antara hasil perhitungan

dengan persyaratan, maka yang memenuhi adalah distribusi Normal seperti yang

disajikan pada tabel 4.

Tabel 4. Rekapitulasi Parameter Statistik untuk Pemilihan Jenis Distribusi

No Jenis Sebaran

Hasil

Perhitungan Syarat Keterangan

1 Normal

Cs = 0.2 s 0 Mendekati

Ck = 1.5 k 3

2 Log Normal

Cs = -0.2 s 1,137 Tidak Mendekati

Ck = 0.0 k 3 v 0,375

3 Log Pearson III

Cs = -0.2 s 0 Tidak Mendekati

Cv = 0.0 v 0,3

4 Gumbel

Cs = 0.2 s 1,139 Tidak Mendekati

Ck = 1.5 Ck 5,402

36

Analisis frekuensi dapat diterapkan untuk data debit sungai atau data

hujan. Data yang digunakan adalah hujan maksimum tahunan, yaitu data terbesar

yang terjadi selama satu tahun, yang terukur selama 17 tahun.

4.3.7. Analisis Curah Hujan Rencana

Perhitungan hujan rencana dilakukan dengan menggunakan distribusi

frekuensi yang cocok dengan karakteristik data hujan harian maksimum tahunan

setelah diuji kecocokannya menggunakan uji Smirnov-Kolmogorof. Jenis

distribusi frekuensi yang digunakan dalam hidrologi adalah Distribusi Normal,

Distribusi Log Normal, Distribusi Log Pearson tipe III dan Distribusi Gumbel.

Keempat metode ini menggunakan periode ulang 10, 25, 50, 100 dan 1000 tahun.

Hasil akhir dari keempat metode ditunjukkan pada tabel 5.

Tabel 5. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Analisis Frekuensi

Periode

Ulang

Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana (mm/jam)

Normal Log Normal Gumbel Log Pearson III

Tr10 66 66 73 71

Tr25 72 76 89 95

Tr50 79 90 101 117

Tr100 84 101 112 143

Tr200 89 111 124 174

Tr1000 98 137 152 268

Berdasarkan hasil perhitungan pada grafik yang ditunjukkan oleh gambar

16, terlihat bahwa jenis Distribusi Gumbel mempunyai nilai rata-rata error dan

deviasi yang paling rendah dibandingkan dengan keempat metode lainnya. Namun

jenis Distribusi Gumbel tidak bisa digunakan karena jenis distribusi tersebut tidak

bisa meramalkan curah hujan rencana dengan periode ulang yang besar. Hal ini

dapat dilihat pada tabel 5 saat curah hujan rencana periode ulang 25 tahun

menunjukkan intensitas curah hujan sebesar 76 mm/jam, namun pada saat

peramalan curah hujan rencana dengan periode ulang 50 tahun, distribusi Gumbel

menunjukkan nilai hampir dua kali lipat dari periode ulang sebelumnya yaitu

sebesar 101 mm/jam. Hal yang berbeda ditunjukkan oleh jenis distribusi Normal.

Pada distribusi Normal saat curah hujan rencana periode ulang 25 tahun

menunjukkan intensitas curah hujan sebesar 72 mm/jam dan pada saat peramalan

curah hujan rencana dengan periode ulang 50 tahun, distribusi Normal

menunjukkan angka pada kisaran yang sama yaitu sebesar 79 mm/jam.

37

Gambar 15. Rekapitulasi Hasil Uji Ketidakcocokan Kelima Jenis Distribusi Frekuensi

Setelah dihitung parameter parameter statistika yang berkaitan dengan

analisis frekuensi (ditunjukan pada tabel 2), maka dipilih distribusi Normal

sebagai jenis distribusi yang cocok untuk masukan data awal dalam perhitungan

curah hujan rencana. Selain itu, jenis distribusi Normal mempunyai rata-rata eror

dan deviasi paling kecil jika dibandingkan dengan jenis distribusi lainnya. Hal

tersebut ditunjukkan oleh gambar 16.

Selain itu, dipilihnya Distribusi tipe Normal sebagai jenis distribusi yang

akan digunakan dalam perhitungan awal curah hujan rencana dikarenakan

distribusi Normal mempunyai koefisien kemencengan (Coefficient of skewness)

yang bernilai 0 (nol). Hal tersebut ditunjukkan oleh grafik rekapitulasi

perbandingan curah hujan rencana yang dapat dilihat pada gambar 17. Pada

gambar 17 terlihat bahwa distribusi Normal ditunjukkan oleh grafik garis

berwarna biru tua dengan kemiringan grafik yang lebih landai jika dibandingkan

dengan keempat jenis distribusi lainnya. Selanjutnya distribusi Normal akan diuji

kecocokan distribusinya menggunakan uji kecocokan metode Smirnov-

Kolmogorof.

Gambar 16. Grafik Rekapitulasi Perbandingan Curah Hujan Rencana

0.00

10.00

20.00

30.00

Normal Log Normal Gumbel Log Pearson III

Ket

idak

coco

kan

Jenis Distribusi Rata-rata % Error Deviasi

0

50

100

150

200

250

300

0 200 400 600 800 1000

Cu

rah

Hu

jan

Ren

can

a

(mm

/hr)

Periode Ulang

Normal

Log Normal

Gumbel

Pearson III

Log Pearson III

38

4.3.8. Uji Kecocokan Jenis Distribusi

Uji kecocokan dimaksudkan untuk menetapkan apakah persamaan

distribusi peluang yang telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistic sample

data yang dianalisa. Pada praktik lapangan ini digunakan uji Smirnov

Kolmogorof. Perhitungan dengan uji Smirnov Kolmogorov didapatkan nilai

n=17, =0.05 dkritik = 0.32, dmax < d kritik sehingga data curah hujan rencana

untuk distribusi Normal dapat digunakan. Hasil uji kecocokan distribusi Normal

menggunakan metode Smirnov Kolmogorof ditunjukkan oleh tabel 6.

Tabel 6. Hasil Uji Kecocokan Distribusi Normal Menggunakan Metode Smirnov

Kolmogorof

Rmax n P ( X ) P ( x < ) ( Xi - Xrt )/ S P ( X ) P ( x < ) D

1.70 1 0.06 1.64 0.53 0.07 1.63 0.01

1.42 2 0.12 1.30 -0.95 0.13 1.28 0.02

1.39 3 0.18 1.22 -1.08 0.20 1.19 0.02

1.50 4 0.24 1.26 -0.54 0.27 1.23 0.03

1.48 5 0.29 1.18 -0.63 0.33 1.14 0.04

1.59 6 0.35 1.24 -0.03 0.40 1.19 0.05

1.87 7 0.41 1.46 1.43 0.47 1.40 0.05

1.47 8 0.47 1.00 -0.66 0.53 0.94 0.06

1.49 9 0.53 0.97 -0.54 0.60 0.89 0.07

1.34 10 0.59 0.75 -1.35 0.67 0.68 0.08

1.27 11 0.65 0.62 -1.75 0.73 0.53 0.09

1.74 12 0.71 1.04 0.77 0.80 0.94 0.09

1.76 13 0.76 0.99 0.85 0.87 0.89 0.10

1.76 14 0.82 0.93 0.84 0.93 0.82 0.11

1.78 15 0.88 0.90 0.98 1.00 0.78 0.12

1.84 16 0.94 0.90 1.27 1.07 0.77 0.13

D MAX 0.13

4.4. Digitasi Tutupan Lahan

Digitasi merupakan suatu proses konversi feature spasial dari hasil citra ke

dalam format digital. Proses digitasi dilakukan untuk mengklasifikasikan jenis-

jenis tutupan lahan yang berbeda pada suatu daerah, sehingga bisa didapatkan

informasi-informasi tertentu sesuai kebutuhan. Pada praktik lapangan ini,

dilakukan proses digitasi pada wilayah-wilayah yang mempengaruhi DAS

Cidanau. Berdasarkan jenis tutupan lahannya, terdapat tujuh jenis tutupan lahan

39

yang dominan terdapat dalam DAS, diantaranya hutan sekunder, hutan primer,

rawa, lahan pertananian, perumahan, jalan raya dan jalan setapak.

Gambar 17. Diagram Presentase Tata Guna Lahan pada DAS Cidanau

Hasil presentase tutupan lahan pada DAS Cidanau dapat dilihat pada

Gambar 18. Pada Gambar 18 dapat dilihat bahwa DAS Cidanau didominasi oleh

tutupan lahan berupa hutan sekunder sebesar 50.7%, lahan pertanian sebesar

24.4%, rawa sebesar 11.5%, hutan primer sebesar 7.3%, permukiman 5.3%, jalan

setapak sebesar 0.5% dan jalan kendaraan sebesar 0.4%. Hasil presentase tata

guna lahan dominan tersebut menunjukkan bahwa kondisi DAS Cidanau masih

tergolong baik karena masih di dominasi oleh hutan sekunder sebagai tutupan

lahan yang dominan pada DAS tersebut.

Tutupan lahan yang ada di DAS Cidanau mempunyai karakteristik

tersendiri dalam mengalirkan air limpasan. Curve number atau CN digunakan

untuk memberikan nilai seberapa besar potensi terjadinya runoff pada tutupan

lahan tersebut. Semakin besar CN, maka semakin besar pula potensi runoff. Hasil

identifikasi CN untuk masing-masing tutupan lahan disajikan pada tabel 7

berikut.

Tabel 7. Rekapitulasi CN untuk tiap tutupan lahan di DAS Cidanau

Jenis Tutupan Lahan Curve Number

Permukiman 82

Jalan Kendaraan 98

Jalan Setapak 92

Lhn Pertanian 82

Hutan Sekunder 36

Hutan Primer 25

semak 71

Permukiman

Jalan Kendaraan

Jalan Setapak

Lhn Pertanian

Hutan Sekunder

Hutan Primer

Rawa

40

Hasil identifikasi pada tabel 7 menunjukkan bahwa tutupan lahan berupa

jalan kendaraan mempunyai nilai CN yang paling besar dibandingkan yang lain.

Hal tersebut disebabkan oleh permukaan jalan kendaraan yang bersifat impervious

atau kedap air. Curah hujan yang jatuh di permukaan jalan kendaraan sebagian

besar akan mengalir dalam bentuk runoff dan hanya sedikit yang berinfiltrasi.

Hasil identifikasi tata guna lahan DAS Cidanau menunjukkan bahwa DAS

tersebut masih tergolong bagus karena mampunyai Curve Number rata-rata

sebesar 53 seperti yang ditunjukkan pada lampiran 11. Hal ini menunjukkan

bahwa, jika curah hujan yang turun pada DAS Cidanau sebesar 100 mm, maka 47

mm dari air hujan tersebut akan terinfiltrasi oleh tanah, sedangkan 55 mm dari

hujan tersebut akan menjadi runoff.

4.5. Analisis Debit Banjir Rencana

Dalam analisis hidrologi, salah satu aspek analisis yang diharapkan untuk

menunjang perancangan dalam pengelolaan Sumber Daya Air (SDA) mencakup

penetapan besaran rancangan, baik curah hujan, debit rencana dengan kala ulang

tertentu maupun unsur hidrologi lainnya. Banjir rencana adalah besarnya debit

banjir yang ditetapkan sebagai dasar penentuan kapasitas dan mendimensi

bangunan-bangunan hidraulik (termasuk bangunan di sungai), sedemikian hingga

kerusakan yang dapat ditimbulkan baik langsung maupun tidak langsung oleh

banjir tidak boleh terjadi selama besaran banjir tidak terlampaui (Novitasari,

2013).

Pada praktik lapangan ini, debit banjir rencana dengan periode ulang 2

tahun, 100, 200 dan 1000 tahun dapat dihitung menggunakan data debit banjir

atau data hujan, namun data yang tersedia hanya berupa data hujan dan

karakteristik DAS, maka metode yang digunakan adalah metode hidrograf satuan /

unit hidrograf sintetis (HSS) Nakayasu. Data masukan awal perhitungan HSS

Nakayasu dapat dilihat pada lampiran 2 dan hasil perhitungan unit hidrograf

sintetis nakayasu di plot kedalam grafik seperti yang ditunjukkan oleh

gambar 18. Pada gambar 18 dapat diketahui bahwa debit banjir puncak (Qp)

DAS Cidanau sebesar 9.43 m3/detik dan time to peak (tp) sebesar 2.06 jam.

41

Gambar 18. Unit Hidrograf Nakayasu

Setelah data masukan awal perhitungan unit hidrograf satuan sintetik

Nakayasu dihitung (ditunjukkan pada lampiran 2) lalu mendapatkan hasil

perhitungannya (ditunjukkan oleh lampiran 4), perhitungan debit banjir rencana

DAS Cidanau dihitung. Hasil perhitungan debit banjir DAS Cidanau

menggunakan metode HSS Nakayasu periode ulang 2, 5, 10, 25, 50, 100, 200 dan

1000 tahun (menggunakan data masukan awal seperti yang tercantum dalam

lampiran 3) yang di plot kedalam grafik seperti yang ditunjukkan oleh gambar

19.

Gambar 19. Hidrograf Banjir Nakayasu periode ulang 2, 5, 10, 25, 50, 100, 200 dan

1000 tahun

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

- 4 8 12 16 20 24 28 32 36

Deb

it (

m3/d

t)

Durasi (jam)

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Deb

it (

m3/d

t)

Durasi (jam)

Q100

Q50

Q25

Q10

Q5

Q2

Q200

Q1000

42

Pada gambar 19 dapat dilihat bahwa debit banjir puncak (Qp) DAS

Cidanau pada periode ulang 2, 5, 10, 25, 50, 100, 200 dan 1000 tahun secara

berurutan yaitu sebesar 122.51 m3/detik, 148.30 m

3/detik, 163.35 m

3/detik, 184.84

m3/detik, 199.89 m

3/detik, 214.93 m

3/detik, 234.07 m

3/detik, 272.40 m

3/detik.

4.6. Analisis Penelusuran Banjir (Flood Routing)

Penelusuran banjir adalah perhitungan gerakan banjir yang lewat di kolam

penampungan dengan menggunakan matematik untuk menghitung air yang keluar

(outflow) dari kolam penampungan (storage) sebagai akibat dari air yang masuk

(inflow). Pendekatan klasik dalam perhitungan penelusuran banjir di waduk

adalah dengan pendekatan konsep penampungan air (storage concept). Metode ini

mengacu kepada hydrologic reservoir routings methodes, atau disebut juga

storage routing methodes (Harto, 1993). Perhitungan penelusuran banjir

(reservoir routing) di waduk sangat tergantung dari (a) volume waduk per level

atau karakteristik kolam penampungan, (b) dimensi pelimpah waduk (overtoping,

pengeluaran air bisa tidak terkontrol), (c) operasional air di waduk bagi pemakai

air dari waduk tersebut (keluarnya air terkontrol).

Pada praktik lapangan ini, perhitungan penelusuran banjir reservoir alami

Curug Betung menggunakan metode HSS Nakayasu. Pada prinsipnya metode ini

terpola hujan dan hujan efektif yang jatuh merata dalam selang waktu 6 jam

sehingga curah hujan dan curah hujan efektif jatuh merata selama waktu tersebut

menurut rasio