Sri Wiwoho Mudjonarko, ST., MT.

7/28/2019 Sri Wiwoho Mudjonarko, ST., MT.

1/12

Pemanfaatan Metode Log Pearson III dan Mononobe Untuk 1Jaringan Drainase Perumahan Puri Edelweis Probolinggo

APLIKASI METODE NAKAYASU GUNA PREDIKSI DEBIT

DAN PENCEGAHAN BENCANA BANJIR

DI KALI BATAN PURWOASRI KEDIRI

Sri Wiwoho Mudjonarko, ST., MT.

ABSTRAK

Tujuan penelitian ini yaitu melakukan analisa perhitungan debit banjir dengan

menggunakan metode Nakayasu dan upaya upaya penanggulangan banjir di kali

Batan (Purwoasri) Kediri.

Berdasarkan hasil analisa data skunder didapatkan adanya lahan kosong menjadi

permukiman sehingga daya resap air hujan berkurang sehingga terjadinya banjir dan

erosi tanah. Disamping itu menurunya kapasitas aliran sungai karena sediment di bagian

muara Kali Batan.Menurut perhitungan kami debit banjir maksimal (Q10) tahun adalah 156.8608

m3/dtk dan debit tampung 156.86 m3/dtk yang berarti sudah memenuhi. Juga perlu

adanya kesadaran dari masyarakat sekitar untuk menjaga kebersihan dan memelihara

saluran drinase agar tidak terjadi penumpukan sedimen dan mengakibatkan banjir.

Kata kunci: Nakayasu, debit, banjir.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Akibat pesatnya laju pembangunan di sekitar daerah aliran, maka kapasitas

sungai ini sudah tidak memadai lagi fungsinya sebagai saluran drainase. Hal ini

merupakan salah satu penyebab timbulnya banjir di beberapa kecamatan/wilayah padawaktu musim hujan. Disamping itu menurunnya kapasitas aliran sungai karena proses

sedimentasi terutama dibagian muara Kali Batan. Adanya banjir di awal tahun 2006 lalu

mengakibatkan kerusakan pada beberapa bagian bangunan sungai. Oleh karena itu

diperlukan penelitian mengenai debit banjir rencana pada 10 tahun yang akan datang

dan upaya-upaya penanggulangan banjir di Kali Batan tersebut.

Permasalahan

(1) Berapakah debit banjir rencana maximal 10 tahun (Q10) di Kali Batan

Purwoasri Kediri ?

(2) Bagaimanakah upaya upaya penanggulangan banjir di Kali Batan

Purwoasri Kediri ?

Batasan Penelitian

Pada penelitian ini permasalahan yang akan dibahas meliputi pengolahan data

curah hujan, perhitungan distribusi normal, uji distribusi frekuensi, perhitungan hujan

rencana dan distribusi hujan jam jaman, perhitungan debit rencana 10 tahun (Q 10) serta

beupaya mengajukan usulan penanggulangan banjir di Kali Batan Kab. Kediri.

TINJAUAN PUSTAKA

Sistem Drainase

Drainase adalah sistem penyaluran air hujan atau pengaliran air hujan melalui

saluran, guna mematuskan daerah dan lahan terhadap kelebihan air di permukaan akibat

genangan air sehingga dapat mencegah akan bahaya banjir. Fungsi drainase terhadap


2/12

2 NEUTRON, VOL.9, NO.1, FEBRUARI 2009 : 20-31

aliran sungai antara lain mengendalikan banjir dengan memperhatikan debit patusannya

dan mengendalikan gangguan dan kerusakan terhadap fasilitas kota

Sistem Pengaliran

Beberapa kaidah kaidah pengaliran yang harus diperhatikan : Menghambat limpasan air hujan dari awal saluran selama masih

belum berbahaya, agar dapat mengurangi debit limpasan dan berfungsi sebagai

konservasi air tanah pada suatu daerah.

Kecepatan air tidak boleh terlalu besar.

Profil saluran mampu menampung debit maksimum dari daerah

pengaliran sesuai PUH (Periode Ulang Hujan) yang telah ditentukan.

Curah Hujan

Curah hujan rata-rata

Cara perhitungan curah hujan dari pengamatan hujan di beberapa titik adalah

sebagai berikut :a. Poligon Thiessen

Biasanya cara ini cocok untuk daerah datar dengan luas 500-5000 km2,

dan jumlah pos penakar hujan terbatas dibandingkan luasnya.

Cara perhitungan sebagai berikut :

=

==

+++

+++=

n

i

n

i

Ai

AiRi

R

AnAA

AnRnARARR

1

1

*

...21

*...2*21*1

Sumber : Harto BR (1998)

Keterangan :

R : tinggi hujan rata-rata daerah aliran

( mm )

n : banyaknya stasiun pengamatan hujan

R1 : tinggi hujan masing masing stasiun (mm)

A : luas DAS

b. Menentukan Curah Hujan Harian Maksimum dan Rata rata

Cara menentukannya dengan melihat data curah hujan maksimum setiap

bulan dalam satu tahun.

Periode Ulang (Return Periode)Periode ulang adalah periode (dalam tahun) dimana suatu hujan dengan tinggi

intensitas yang sama, kemungkinan dapat berulang kembali kejadiannya satu kali,

dalam periode waktu tertentu. Misal 2, 5, 10, 25, 50 tahun sekali.

Curah Hujan Rencana

Setiap jenis distribusi atau sebaran mempunyai parameter statistik yaitu yang

terdiri dari nilai rata-rata (= x), deviasi standart ( )s= , koefisien variasi (Cv),koefisien kemencengan (Cs) dan koefisien ketajaman (Ck) yang masing-masing dicari

berdasarkan rumus :

Nilai rata-rata (Mean)


3/12


n

Xx

=1

Deviasi standar :

Sd( )

1

2

1

=

n

XX

Koefisien Variasi :

X

SC

d

v =

Koefisien kemencengan :( )

( )( ) 321

3

1

d

s

Snn

XXnC

=

Koefisien ketajaman :( )

( ) ( ) ( )

4

4

1

321 dk

Snnn

XXnC

=

Sumber : Harto BR (1998 )Dimana :

Xi : data dalamsample

X : nilai rata-rata hitung

n : jumlah pengamatan

Dari hasil diatas kita dapat melihat parameter karakteristik yang memenuhi

syarat yang ada dibawah ini :

Distribusi Gumbel tipe I, mempunyai harga Cs = 1,139

dan Ck= 5,402.

Distribusi Harpers, mempunyai harga Cs dan Ckyang

fleksibel

Distribusi normal, mempunyai harga Cs = 0 dan harga Ck

= 0

Distribusi log normal, mempunyai harga Cs < 0 dan Ck> 0

Distribusi log person tipe III, mempunyai harga Cs=0 s/d

0,9

Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi Curah Hujan

Metode Smirnov- Kolmogorov

Tahapan plotting data sebagai berikut :

[a]. Data curah hujan maksimum harian rata rata tiap tahun disusun dari kecil ke besar[b]. Hitung probabilitasnya dengan menggunakan rumus Weibull

1001x

n

mP

+= (%);


Dimana :

P = Probabilitas (%);

m = Nomor urut dari data yang telah diurutkan;

n = Banyaknya data.

[c]. Ploting data hujan (Xi) dengan probabilitas (P)

[d].Tarik garis durasi dengan mengambil titik titik.

Uji Smirnov Kolmogorov


4/12


Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan probibilitas untuk tiap data, yaitu

distribusi empiris dan distribusi teoritis yang disebut max.max = [Pe Pt]Sumber : Harto BR (1998)

Dimana :max = Selisih antara peluang teoritis dan peluang empiris.

cr = Simpangan kritis ( dari tabel )

Pe = Peluang empiris

Pt = Peluang teoritis.

Kemudian dibandingkan antara max dengan cr. Bila max < cr, maka pemilihan

distribusi tersebut dapat diterapkan pada data tersebut.

Uji Chi Kuadrat

Uji chi kuadrat dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan peluang

(metode yang digunakan untuk mencari hujan rencana) dapat mewakili dari distribusi

sample data yang dianalisis. Parameter 2 dapat dihitung dengan rumus :

=Ei

EiOih

22 )(


Dimana :2

h = parameter Chi Kuadrat terhitung

G = jumlah sub kelompok

Oi = jumlah nilai pengamatan pada subkelompok ke-i

Ei = jumlah nilai teoritis pada subkelompok ke-i

Parameter 2 h merupakan variabel acak. Peluang untuk mencapai 2 h sama atau

lebih besar daripada nilai Chi Kuadrat yang sebenarnya (

2

) dapat dilihat pada tabel.Prosedur uji Chi Kuadrat :

1. Urutkan data pengamatan (dari yang besar ke kecil atau sebaliknya).

2. Kelompokkan data menjadi G subgrup, tiap-tiap subgrup minimal 4 data

pengamatan.

3. Jumlahkan data pengamatan sebesar Oi tiap-tiap subgrup.

4. Jumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei.

5. Jumlah seluruh G subgrup nilaiEi

EiOi2)(

untuk menetukan nilai chi

kuadrat hitung.

6. Tentukan derajat kebebasan dk = G R 1 (nilai R = 2, untuk distribusi

normal dan binomial, dan nilai R = 1, untuk distribusi poison).Interpretasi hasilnya adalah:

Apabila peluang lebih dari 5% maka persamaan distribusi teoritis

yang digunakan dapat diterima. Tiaptiap subgrup dihitung nilai (Oi Ei )2

danEi

EiOi2)(

.

Apabila peluang lebih kecil 1% maka persamaan distribusi

teoritis tidak dapat diterima.

Apabila peluang berada diantara 1% - 5% adalah tidak mungkin

mengambil keputusan, misal harus menambah data.

Perhitungan Hujan Jam Jaman


5/12


Berdasarkan pengamatan di sekitar stasiun hujan, lamanya durasi curah hujan

yang sering terjadi di Pulau Jawa diperkirakan selama 4 jam/hari. Dalam analisa data

pengamatan sebaran hujan jam jaman ini perhitungannya menggunakan rumussebagai

berikut :3/2

24

=t

Tcx

Tc

RR

T

Sumber: Sholeh (2000)

Dimana :

RT = Rata-rata hujan pada jam ke- n (mm)

R24 = Curah hujan efektif dalam 1 hari (mm)

Tc = Waktu konsentrasi hujan (jam)

t = Waktu hujan (jam)

Cara Penentuan Jaringan Drainase

Dalam menentukan arah jalur saluran air hujan yang direncanakan terdapat

batasan batasan sebagai berikut :

Arah pengaliran dalam saluran mengikuti garis ketinggian yang ada

sehngga diharapkan pengaliran secara gravitasi.

Tetapan memanfaatkan saluran alamiah sebagai saluran utama (saluran

primer)

Pemanfaatan sungai atau anak sungai sebagai badan air penerima dari

outfallyang direncanakan.

Pada setiap pertemuan saluran, bagian down stream salurannya tidak boleh

lebih kecil dari bagian upstream. Menghindari banyaknya perlintasan saluran pada jalan, sehingga

mengurangi penggunaan gorong gorong.

Sistem saluran merupakan sistem pohon atau cabang, yang jaringannya

mengumpul pada saluran utama.

Koefisien Pengaliran

Faktor faktor yang mempengaruhi harga koefisien pengaliran adalah infiltrasi

dan tampungan air hujan pada tanah, sehingga dapat mempengaruhi jumlah air hujan

yang mengalir.

Rumus :

A

AiCiCr

=

.

Sumber : Soewarno (1991)

Dimana :

Cr = harga rata rata koefisien pengaliran

Ci = nilai koefisien pengaliran pada masing masing daerah

Ai = luas masing masing bagian daerah pengaliran (ha)

A = luas daerah pengaliran total (ha)

Perhitungan Dimensi Saluran

Debit pada saluran langkah untuk menghitung dimensi saluran, dimana

perhitungannya menggunakan rurmus Manning dan koefisien kekasaran Manning.

Kecepatan Aliran Dalam Saluran


6/12


Untuk saluran yang tahan erosi berdasarkan kecepatan minimum yang

diperbolehkan. Sebagaimana dianjurkan dalam Ven The Chow yaitu antara 0.06 0.9

m/dt. Kecepatan maksimum yang tidak akan menyebabkan erosi dipermukaan saluran

untuk pasangan + 2.5 -3.5 m/dt, sedangkan untuk saluran alami tidak lebih dari 2.0

m/dt.Perencanaan Tanggul

Tinggi Jagaan

Yang dimaksud dengan tinggi jagaan adalah jarak vertikal dari permukaan air

sungai sampai puncak tanggul pada kondisi perencanaan, jarak tersebut harus

sedemikian rupa sehingga dapat mencegah peluapan air akibat gelombang serta

fluktuasi permukaan air pada sungai.

Lebar Tanggul

Lebar tanggul yang dimaksud adalah lebar mercu tanggul.Untuk perhitungan

lebar mercu tanggul. Untuk perhitungan lebar mercu tanggul dipakai rumus:

105 +=

Zd

Sumber : Sosrodarsono & Takeda (1981)Dimana:

d = Lebar mercu tanggul (feet)

Z = tinggi mercu tanggul dari dasar saluran (fe)

Tabel 1: Tinggi Jagaan

Sumber : Volcanic sabo Technical center (1985)Aliran Balik (Back Water)

Pada pertemuan saluran, baik saluran kecil dengan saluran yang lebih besar,

saluran pembuang primer dengan badan air penerima seperti sungai, laut, danau, dsb

bilamana terjadi pasang air laut, selalu terjadi aliran balik / back water, karena elevasi

muka air tertinggi pintu air lebih tinggi dari elevasi muka air di saluan / sungai yang

bermuara dipintu air tersebut.

Agar saluran tetap berfungsi dan dapat mengalirkan air dengan baik dan sesuai

dengan perencanaan, maka pengaruh adanya back water tersebut harus diperhitungkan

dan dipakai sebagai dasar penentuan bangunan bangunan pelengkap (bangunan

pertolongan) yakni tanggul.

Debit Banjir Rencana

( m3/dt )

Jagaan (m)

0 200

200 500

500 20002000 5000

5000 10000

> 10000

0.60

0.80

1.001.20

1.50

2.00


7/12


METODOLOGI PENELITIANPersiapan

Mengkaji Hasil Studi Terdahulu

Survey Lokasi.Pengumpulan Data

Data Primer : Peta Topografi, Data curah hujan, Peta lokasi.

Data Sekunder : Master plan

Analisis Data

Kajian Hidrologi.

a. Analisa Hujan: 1. Poligon Thiesen

b. Hujan Rencana

Metode yang digunakan : Metode Normal dan Metode Haspers

c. Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi Curah Hujan: Metode Smirnov-Kolmogorov dan

Uji Chi Kuadrat

d. Debit Hujan Rencana: Metode Nakayasu (Sumber : Soemarto,1987)e. Kajian Hidrolika: Perecanaan dimensi saluran dan Perencanaan tanggul

ANALISA DATAAnalisa Hidrologi

Data curah hujan

Data curah hujan di wilayah Kediri khususnya daerah pengaliran Kali Batan

terdapat stasiun hujan yang mempunyai pengaruh terhadap Kali Batan yaitu Stasiun

Papar, Balong, Jeruk, Woromarto dan Bogo Kidul. Data curah hujan dikumpulkan

mulai tahun 1996 s/d 2005 dari PU Pengairan Kota Kediri.

Perhitungan Distribusi Normal

Deviasi Standart ( Sd) = 10,88

Koefisien Variasi = 0,45

Koefisien Kemencengan / Skewness = 1,102

Koefisien Ketajaman / Kurtosis = 0,877

Uji Distribusi Frekuensi menggunakan Uji Smirnov Kolmogorov

D max = 0,1124, Karena nilai D max < Do, maka persamaan distribusi yang digunakan

dapat diterima.

Uji Chi Kuadrat

Berdasarkan tabel nilai kritis uji Chi Kuadrat pada derajat kepercayaan () = 5%

diperoleh X2 = 0,41. Nilai X2 < 2 h sehingga persamaan Distribusi Normal dapat

digunakan.

Perhitungan Hujan Rencana menggunakan Metode Normal


8/12


Gambar 1: Grafik Curah Hujan Rencana

Distribusi Hujan Jam-Jaman menggunakan rumus MononobeTabel 2: Nilai Hidrograf Maksimum Untuk R2

Q2th Q5th Q7th Q9th Q10th

28.1082 35.8623 39.6084 39.7357 40.9844

Grafik Hujan Rencana

0.0000

5.0000

10.0000

15.0000

20.0000

25.0000

30.0000

35.0000

40.0000

45.0000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

t (jam)

nilaiQ(m

3/dtk)

2 TAHUN

5 TAHUN

8 TAHUN

9 TAHUN

10 TAHUN

Gambar 2: Grafik Hujan Rencana R2

Tabel 3: Nilai Hidrograf Maksimum Untuk R3


39.9672 50.9863 56.3098 58.0843 59.8588


9/12



0.0000

10.0000

20.0000

30.0000

40.0000

50.0000

60.0000

70.0000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

t (jam)

nilaiQ

(m3/dtk)

2 TAHUN

5 TAHUN

8 TAHUN

9 TAHUN

10 TAHUN




51.6082 65.8368 72.7108 75.0022 77.2935


0.0000

10.0000

20.0000

30.0000

40.0000

50.0000

60.0000

70.0000

80.0000

90.0000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

t (jam)

nilaiQ

(m

3/dtk)

2 TAHUN

5 TAHUN

8 TAHUN

9 TAHUN

10 TAHUN



Q2th Q5th Q7th Q9th Q10th89.6979 114.4843 126.4591 130.4507 134.4422


10/12



0.0000

20.0000

40.0000

60.0000

80.0000

100.0000

120.0000

140.0000

160.0000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

t (jam)

nilaiQ

(m3/dtk)

2 TAHUN

5 TAHUN

8 TAHUN

9 TAHUN

10 TAHUN




104.6663 133.5798 147.5484 152.2046 156.8608


0.0000

20.0000

40.0000

60.0000

80.0000

100.0000

120.0000

140.0000

160.0000

180.0000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

t (jam)

nilaiQ

(m3/dtk)

Q 2TAHUN

Q 5TAHUN

Q 8TAHUN

Q 9TAHUN

Q 10TAHUN


Perencanaan Tanggul

Tinggi jagaan

Tinggi jagaan adalah jarak vertikal dari permukaan air sungai sampai puncak

tanggul pada kondisi perencanaan, jarak tersebut harus sedemikian rupa sehingga dapat

mencegah peluapan air akibat gelombang serta fluktuasi permukaan air pada sungai.

Lebar Tanggul

Lebar tanggul yang dimaksud adalah lebar mercu tanggul. Untuk perhitungan

lebar mercu tanggul. Untuk perhitungan lebar mercu tanggul dipakai rumus:

105+=

Zd

Dimana:

d = Lebar mercu tanggul (feet)

Z = tinggi mercu tanggul dari dasar saluran (feet)


11/12


Perhitungan Mercu Tanggul

Untuk/ debit 157 m/dt

1feet= 0.3048 m

Diketahui : h = 4.0 m = 13.12 feetW= 0.6 m = 0.183 feet

_____________________________ +

Z = 13.303 feet

d = 13.303 + 10

5

d = 12.67 ft = 3.86 m

= 4 m

KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan

1. Dari analisa hidrologi telah diperoleh kesimpulanbahwa debit banjir maximal 10 (Q10) tahun adalah 156.8608 m3/dt dan debit

tampung 10 tahun adalah 156.86 m3/dt berarti sudah memenuhi. Oleh karena itu

dengan debit tampung 156,86 m3/dt dengan ketinggian muka air (h) 1 - 4 m, tinggi

jagaan 0,6 m, dan lebar (b) antara 10 - 30 m untuk menormalisasikan kali tersebut.

2. Upaya upaya penanggulangan banjir di kali batan Purwoasri Kediri ?

Untuk menjaga agar tidak terjadi banjir disekitar saluran perlu adanya

kesadaran dari masyarakat sekitar untuk menjaga kebersihan dan memelihara

saluran disekitarnya.

Adanya koordinasi antara masyarakat sekitar dengan instansi terkait

dalam menjaga dan memelihara saluran drainase.

Saran Menormalisasikan kali Batan agar tidak terjadi banjir perlu di lakukan

pengangkutan sediment dan pembersihan sampah.

Pembuatan payung hukum / Undang Undang yang lebih tegas tentang

kebersihan lingkungan yang di sahkan oleh Pemda, supaya di jalankan oleh

masyarakat setempat. Seandainya ada masyarakat yang membuang sampah

sembarangan agar di beri sanksi yang tegas.

Perbaikan siklus hidrologi dengan di adakan membuka lahan kosong

dalam arti Reboisasi, gunanya untuk resapan air hujan, mencegah air limpasan di

permukaan, dan erosi tanah. Supaya meminimalkan terjadinya sediment di kali

Batan tersebut Apabila tanggul tidak bisa dibangun karena keterbatasan lahan maka bisa

dibangunparafetdengan spesifikasi sebagai berikut

0.6 m

1 m


12/12


4 mDAFTAR PUSTAKA

Anonim (1986), Kriteria Perencanaan Irigasi bagian Penunjang, Jakarta:

Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia

Anonim (1986), KP-01, Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia



Harto BR, Sri (1989), Analisis Hidrologi, Yogyakarta: Pusat Antar Universitas Ilmu

Teknik Universitas Gajah Mada

Mc Mahon, Thomas A. & Mein, Russel G. (1978), Reservoir Capacity and Yield,

Elsevier Scientific publishing Company Amsterdam Oxford New York.

Sosrodarsono, Suyono & Takeda, Kensaku (2005), Bendungan Type Urugan, Jakarta:Penerbit Pradnya Paramita

Kodoatie, Robert J. (1995), Analisis Ekonomi Teknik, Yogyakarta: Penerbit ANDI

Sri Wiwoho Mudjonarko, ST., MT.

Documents

Transcript of Sri Wiwoho Mudjonarko, ST., MT.