ANALISIS HIDROLOGI DAN HIDROLIKA PADA SALURAN DRAINASE RAMANUJU HILIR KOTABUMI (MENGGUNAKAN PROGRAM HEC-RAS)

ANALISIS HIDROLOGI DAN HIDROLIKA PADA
SALURAN DRAINASE RAMANUJU HILIR KOTABUMI
(MENGGUNAKAN PROGRAM HEC-RAS)
(Skripsi)

Oleh

MUHAMMAD JAZULI MUSTOFA
09150110018

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015

ABSTRACT

ANALYSIS OF HYDROLOGY AND HYDRAULICS AT
RAMANUJU HILIR DRAINAGE CHANNELS KOTABUMI
(USING HEC-RAS PROGRAM)

By:
Muhammad Jazuli Mustofa

This research was conducted to determine the rainfall intensity that occurs in
the area of Kotabumi using intensity-duration-frequency (IDF) curves, to
determine how many years the return period during maximum discharge channels
will be exceeded and to determine the capacity of Ramanuju Hilir drainage
channels Kotabumi based on analysis of the hydrology and hydraulics using HECRAS program.
The calculation is done using the rainfall data obtained from BMKG Kotabumi
North Lampung, from 1998 until 2011 with time increment in minutes. The Log
Pearson III method is used to find the design rainfall with return period 2 years, 5
years and 10 years. Then the result is implemented in the Intensity-durationfrequency (IDF) curves. Time of concentration is linked into the IDF curves to
determine rainfall intensity. Based on the calculated rainfall intensity, the design
discharge for each return period can be calculated using the rational method.
The values of design discharge are then inputted as upsteram boundary
condition in HEC-RAS. Model output are presented in cross and long section to
determine at which return period the drainage capacity is overflowed. Simulation
using HEC-RAS were also done to determine the channel capacity.
Based on the results of this research, it can be concluded that rainfall
intensities are 52,6918 mm/hour, 65,7820 mm/hour and 75,9032 mm/hour, for 2, 5,

an 10 year return period respectively. The capacity of the drainage channel is 2.02
m3/hour and is expected to be exceeded on 5 years return period.

Keywords: Intensity, method rasioanal, HEC-RAS, capacity

ABSTRAK
ANALISIS HIDROLOGI DAN HIDROLIKA PADA
SALURAN DRAINASE RAMANUJU HILIR KOTABUMI
(MENGGUNAKAN PROGRAM HEC-RAS)
Oleh:
Muhammad Jazuli Mustofa

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui Intensitas hujan yang terjadi di daerah
Kotabumi dengan menggunakan kurva Intensitas Durasi Frekuensi (IDF),
mengetahui pada kala ulang berapa tahun debit maksimum saluran akan terlampaui
dan untuk mengetahui kapasitas saluran drainase Ramanuju Hilir Kotabumi
berdasarkan analisis hidrologi dan hidrolika menggunakan program HEC-RAS.
Perhitungan dilakukan menggunakan data hujan menitan yang diperoleh dari
BMKG Kotabumi, Lampung Utara dari tahun 1998 sampai 2011. Metode Log
Pearson III dipakai untuk mencari hujan rencana dengan kala ulang 2 tahun, 5 tahun

dan 10 tahun. Kemudian hasilnya dibuat dalam kurva Intensitas Durasi Frekuensi
(IDF). Waktu konsentrasi dihubungkan ke dalam kurva diperoleh intensitas
hujannya. Berdasarkan nilai intensitas, dihitung menggunakan rumus Rasional
sehingga diperoleh nilai debit rencana pada setiap kala ulangnya. Debit akan
diinputkan kedalam model saluran pada program HEC-RAS yang kemudian
diamati sehingga pada output model diperoleh gambaran penampang melintag dan
penampang memanjang aliran dalam model saluran serta diketahui pada kala ulang
berapakah debit saluran tersebut menyebabkan banjir. Analisis hidrologi dan
hidrolika dilakukan kembali melalui metode trial and error dengan memasukkan
debit coba pada model sehinggga dapat diperoleh kapasitas salurannya.
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan intensitas hujan sebesar
52,6918 mm/jam untuk kala ulang 2 tahun, 65,7820 mm/jam untuk kala ulang 5
tahun dan 75,9032 mm/jam untuk kala ulang 10 tahun. Kapasitas saluran sebesar
2,02 m3/jam diperkirakan akan terlampaui pada kala ulang 10 tahun.

Kata kunci: Intensitas, metode rasioanl, HEC-RAS, kapasitas

ANALISIS HIDROLOGI DAN HIDROLIKA PADA
SALURAN DRAINASE RAMANUJU HILIR KOTABUMI
(MENGGUNAKAN PROGRAM HEC-RAS)

Oleh
Muhammad Jazuli Mustofa

Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar
Sarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Mesuji pada tanggal 12 Oktober 1990.
Merupakan anak pertama dari tiga bersaudara dari keluarga

Bapak Satiyo dan Ibu Siti Nawasih.
Penulis memulai jenjang pendidikan dari Sekolah Dasar Negeri 1 Labuhan Batin
Way Serdang Mesuji, kemudian pada tahun 2003 melanjutkan jenjang pendidikan
di SLTP MMT Labuhan Baru Way Serdang Mesuji, dan SMA Negeri 2 Menggala
Tulang Bawang pada tahun 2006 dan lulus pada tahun 2009.
Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil,
Universitas Lampung melalui jalur Penelusuran Kemampuan Akademk dan Bakat
(PKAB) pada tahun 2009. Selama menjadi mahasiswa penulis aktif di organisasi
Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil (HIMATEKS UNILA). Pada tahun 2013
penulis melakukan Kerja Praktik pada Proyek Pembangunan Boemi Kedaton
Mall Bandar Lampung selama 3 bulan. Penulis juga telah melakukan Kuliah
Kerja Nyata

(KKN)

di

desa Sukadana Selatan, Kecamatan Sukadana, di

Kabupaten Lampung Timur selama 40 hari pada periode Januari – Februari 2013.

MOTO
“Tujuan yang besar menyebabkan hal-hal yang besar dalam hidupmu akan
membesarkanmu”
“Jika hidup itu pilihan, maka pilihan yang terbaik telah dipilihkan dan dijalani
saat ini”
"Yakinlah ada sesuatu yang menantimu selepas banyak kasabaran yang akan
membuatmu terpana hingga kau lupa pedihnya rasa sakit"
(Ali Bin Abi Thalib)
“Barang siapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya kesungguhannya itu adalah
untuk dirinya sendiri.”
(QS Al-Ankabut: 6)
“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagi kamu. Dan boleh
jadi kamu mencintai sesuatu, padahal ia amat buruk bagi kamu. Allah Maha
mengetahui sedangkan kamu tidak mengetahui”
(Al-Baqarah: 216)

HALAMAN PERSEMBAHAN

Sebuah karya kecil ini aku persembahkan untuk :

Ayah ku untuk hebatmu, Ibu ku untuk cintamu, adik-adik ku untuk semangatku
dan keluarga ku untuk motivasi ku.
Orang yang ku sayang, sahabat, teman – teman yang selalu memberi semangat,
dukungan dan masukan selama ini.
Dan,
Almamater Tercinta.

SANWACANA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat dan karunia-Nya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sesuai dengan yang diharapkan.
Judul skripsi yang penulis buat adalah “Analisis Hidrologi dan Hidrolika pada
Saluran Drainase Ramanuju Hilir Kotabumi (Menggunakan Program HEC-RAS)”.
Diharapkan dengan dilaksanakan penelitian ini, Penulis dapat lebih memahami
ilmu yang telah diperoleh di bangku kuliah serta menambah pengalaman dalam
dunia kerja yang sebenarnya..

Banyak pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini,
penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1.

Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung.

2.

Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku ketua jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Lampung.

3.

Ibu Dyah Indriana K,S.T.,M.Sc,Ph.D., selaku dosen pembimbing 1 atas
pemberian judul, masukan, dan bimbingan yang diberikan selama penyusunan
skripsi ini.

4.

Ibu Yuda Romdania,S.T.,M.T., selaku dosen pembimbing 2 atas masukan dan
bimbingan yang diberikan selama penyusunan skripsi ini.

ii

5.

Bapak Ir. Dwijoko Winarno,M.Eng., atas kesempatannya untuk menguji
sekaligus membimbing penulis dalam seminar skripsi.

6.

Bapak Ir. Dwi Herianto,M.T., selaku pembimbing akademis yang telah banyak
membantu penulis selama ini.

7.

Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Lampung atas ilmu bidang sipil yang telah diberikan selama perkuliahan.

8.

Keluargaku terutama orangtuaku tercinta, Bapak Satiyo dan Ibu Siti Nawasih,

serta Adik-adikku Muhammad Rifa’i dan Maryatul Ulfa, Keluarga Bapak
Sutrisno dan Ibu Rohamah beserta keluarga yang telah memberikan dorongan
materil dan spiritual dalam menyelesaikan laporan ini.

9. Rekan – rekan Kerja Praktek dan rekan – rekan Kuliah Kerja Nyata (KKN).
10. Serta teman – teman dan rekan – rekan sipil, kakak – kakak, adik – adik yang
telah banyak membantu dan mendukung dalam pengerjaan skripsi ini serta
yang paling utama angkatan 2009 yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu
untuk bantuan moril, tempat, waktu, doa dan dukungannya selama ini. Saya
ucapkan terima kasih banyak semoga sukses selalu mengiringi kita semua.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan,
oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan. Akhir
kata semoga Tuhan membalas semua kebaikan semua pihak yang telah membantu
dalam penyelesaian tugas akhir ini dan semoga laporan skripsi ini dapat bermanfaat
bagi penulis dan pembaca.

iii

Bandar Lampung,

2015

Penulis,

Muhammad Jazuli Mustofa

iv

DAFTAR ISI

Halaman
..................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
I.

.........................................................................................

x

PENDAHULUAN
A.
B.
C.
D.
E.

Latar Belakang .................................................................................
Rumusan Masalah .................................................................................
Batasan Masalah ...................................................................................
Tujuan Penelitian ..................................................................................
Manfaat Penelitian ................................................................................

1
4
4
5
5

II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Hidrologi ..........................................................................................
1. Presipitasi dan Hujan ...................................................................
2. Hujan Rancangan ........................................................................
3. Analisis Frekuensi ........................................................................
4. Intensitas Durasi Frekuensi (IDF) ...............................................
5. Metode Rasionel ..........................................................................
6. Waktu Konsentrasi ......................................................................
B. Hidrolika ..........................................................................................
1. Penghantar Aliran (Flow Conveyance) .......................................
2. Elemen Geometri .........................................................................
3. Debit Aliran (Discharge) ............................................................
4. Kecepatan Aliran (Velocity) .........................................................
5. Kriteria Aliran ..............................................................................
6. Aliran Kritis, Aliran Subkritis, Aliran Superkritis,
Angka Froude ..............................................................................
7. Kemiringan Kritis Aliran ............................................................
8. Energi dalam Saluran Terbuka ....................................................
C. Saluran Box Culvert .........................................................................
D. Program HEC-RAS ..........................................................................

7
8
9
10
13
15
16
17
18
19
21
22
23
30
32
33
34
36

III. METODE PENELITIAN
A. Lokasi Penelitian .............................................................................. 39
B. Data-data Penelitian ......................................................................... 40

v

C. Sumber Data ..................................................................................... 40
D. Metode Pengolahan Data ................................................................. 42
IV. PEMBAHASAN
A. Analisis Hidrologi ............................................................................
1. Intensitas Hujan ...........................................................................
2. Curah Hujan Rencana ..................................................................
3. Kurva Intensitas Durasi Frekuensi (IDF) ....................................
4. Waktu Konsentrasi ......................................................................
5. Intensitas Hujan Terhitung ..........................................................
6. Koefisien Limpasan .....................................................................
7. Debit Puncak ...............................................................................
B. Pemodelan Dalam Program HEC-RAS ...........................................
1. Kalibrasi Model Terhadap Kondisi Lapangan ............................
2. Pemodelan Saluran ......................................................................

46
46
48
49
51
53
54
56
57
57
58

V. PENUTUP
A. Kesimpulam ..................................................................................... 86
B. Saran
................................................................................................. 87
DAFTAR PUSTAKA

................................................................................... 80

LAMPIRAN



Lampiran 1 (Analisis Hidrologi) ........................................................ 89
Lampiran 2 (Pemodelan HEC-RAS)
................................................. 127

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Siklus Hidrologi

Halaman
........................................................................
8

Gambar 2. Contoh Kurva IDF

.....................................................................

Gambar 3. Aliran Subkritis, Kritis dan Superkritis
Gambar 4. Diagram Garis Energi

.....................................

32

...............................................................

33

Gambar 5. Kurva Energi Spesifik Dalam Saluran Terbuka
Gambar 6. Saluran Box Culvert
Gambar 7. Lokasi Penelitian

14

........................

34

..................................................................

35

.......................................................................

39

Gambar 8. Diagram Alir Penelitian
Gambar 9. Kurva IDF Hasil Analisis

............................................................

45

..........................................................

50

Gambar 10. Kurva IDF Regresi Menurut Fungsi Logaritma
Gambar 11. Penampang Memanjang Saluran

......................

50

.............................................

52

Gambar 12. Daerah Aliran Saluran dan Tata Guna Lahan

.........................

Gambar 13. Tampak Atas Model Saluran Drainase Ramanuju

55

..................

59

Gambar 14. Penampang Melintang Muka Air di Hulu Saluran dengan
Kala Ulang 2 Tahun ................................................................

60

Gambar 15. Penampang Melintang Luapan Air Tertinggi dari Saluran
dengan Kala Ulang 2 Tahun ....................................................

60

Gambar 16. Grafik Muka Air di Hilir Saluran dengan Kala Ulang
2 Tahun
...................................................................................

61

Gambar 17. Penampang Melintang Muka Air di Hulu Saluran dengan
Kala Ulang 5 Tahun ................................................................

62

vii

Gambar 18. Penampang Melintang Luapan Air Tertinggi dari Saluran
dengan Kala Ulang 5 Tahun ....................................................

63

Gambar 19. Penampang Melintang Muka Air di Hilir Saluran dengan
Kala Ulang 5 Tahun ................................................................

63

Gambar 20. Penampang Melintang Muka Air di Hulu Saluran dengan
Kala Ulang 10 Tahun ..............................................................

64

Gambar 21. Penampang Melintang Luapan Air Tertinggi dari Saluran
dengan Kala Ulang 10 Tahun ..................................................

65

Gambar 22. Penampang Melintang Muka Air di Hilir Saluran
dengan Kala Ulang 10 Tahun ..................................................

65

Gambar 23. Penampang Memanjang Muka Air dengan Kala Ulang
2 Tahun
...................................................................................

68

Gambar 24. Penampang Memanjang Muka Air dengan Kala Ulang
5 Tahun ....................................................................................

68

Gambar 25. Penampang Memanjang Muka Air dengan Kala Ulang
10 Tahun ..................................................................................

69

Gambar 26. Penampang Memanjang Muka Air Saluran dengan
penambaha Kedalaman pada ruas STA 175,15 – 195,95
Kala Ulang 2 Tahun ..................................................................

77

Gambar 27. Penampang Memanjang Muka Air Saluran dengan
penambaha Kedalaman pada ruas STA 175,15 – 195,95
Kala Ulang 5 Tahun ..................................................................

77

Gambar 28. Penampang Memanjang Muka Air Saluran dengan
penambaha Kedalaman pada ruas STA 175,15 – 195,95
Kala Ulang 10 Tahun ................................................................

78

Gambar 29. Penampang Melintang Muka Air pada STA 195,95 Kala Ulang
2 Tahun .....................................................................................

78

Gambar 30. Penampang Melintang Muka Air pada STA 195,95 Kala Ulang
5 Tahun .....................................................................................

79

Gambar 31. Penampang Melintang Muka Air pada STA 195,95 Kala Ulang
10 Tahun ...................................................................................

79

Gambar 32. Penampang Memanjang Muka Air Saluran dengan
penambaha Tinggi Tebing pada ruas STA 175,15 – 195,95
Kala Ulang 2 Tahun ..................................................................

80

viii

Gambar 33. Penampang Memanjang Muka Air Saluran dengan
penambaha Tinggi Tebing pada ruas STA 175,15 – 195,95
Kala Ulang 5 Tahun ..................................................................

81

Gambar 34. Penampang Memanjang Muka Air Saluran dengan
penambaha Tinggi Tebing pada ruas STA 175,15 – 195,95
Kala Ulang 10 Tahun ................................................................

81

Gambar 35. Penampang Melintang Muka Air pada STA 195,95 Kala Ulang
2 Tahun .....................................................................................

82

Gambar 36. Penampang Melintang Muka Air pada STA 195,95 Kala Ulang
5 Tahun .....................................................................................

82

Gambar 37. Penampang Melintang Muka Air pada STA 195,95 Kala Ulang
10 Tahun ...................................................................................

83

Gambar 38. Penampang Melintang Muka Air Maksimum Saat
Kapasitas Saluran Tercapai .....................................................

85

Gambar 39. Lampiran Kurfa IDF Hasil Analisis

......................................... 119

Gambar 40. Lampiran Kurfa IDF Berdasarkan Fungsi Regresi
Terhadap Logaritma ............................................................... 120
Gambar 41. Lampiran Tampak Atas Model Saluran Drainase Ramanuju
Hilir ......................................................................................... 128
Gambar 42. Lampiran Penampang Memanjang Saluran Drainase Ramanuju
Hilir ......................................................................................... 129
Gambar 43. Penampang Memananjang Muka Air Kala Ulang 2 Tahun
Gambar 44. Penampang Melintang Muka Air Kala Ulang 2 Tahun

.... 130

........... 131

Gambar 45. Penampang Memananjang Muka Air Kala Ulang 5 Tahun
Gambar 46. Penampang Melintang Muka Air Kala Ulang 5 Tahun

.... 134

........... 135

Gambar 47. Penampang Memananjang Muka Air Kala Ulang 10 Tahun
Gambar 48. Penampang Melintang Muka Air Kala Ulang 10 Tahun

.. 138

......... 139

Gambar 49. Penampang Memananjang Muka Air Saat Kapasitas Saluran
Tercapai ................................................................................... 142
Gambar 50. Penampang Melintang Muka Air Saat Kapasitas
Saluran Tercapai
..................................................................... 143

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Nilai Koefisien Limpasan (C)

Halaman
............................................................
16

Tabel 2. Kedalaman Hujan Beberapa Durasi di Kotabumi
Tabel 3. Intensitas Hujan Terhitung

..............................

46

................................................................

47

Tabel 4. Parameter Statistik dalam Analisis Frekuensi

....................................

48

............................................

49

...............................................

53

....................................................

53

Tabel 5. Hujan Rancangan Berbagai Kala Ulang
Tabel 6. Hasil Perhitungan Waktu Konsentrasi
Tabel 7. Hasil Perhitungan Intensitas Hujan

Tabel 8. Hasil Perhitungan Koefisien Limpasan
Tabel 9. Debit Puncak

..............................................

56

......................................................................................

56

Tabel 10. Hasil Kalibrasi Model Terhadap Kondisi Lapangan

........................

Tabel 11. Hubungan Antara Kala Ulang dengan Sifat Super Kritis Aliran

58

.....

70

Tabel 12. Hasil Perhitungan Kemiringan Kritis Untuk Setiap Ruas Saluran

..

73

Tabel 13. Nilai Kemiringan Kritis (Ic) dan Kemiringan Dasar Saluran (I0)

....

74

.....................................................

75

Tabel 15. Tinggi Luapan Air pada STA 195,95 dengan Beberapa Kondisi
Untuk Masing-masing Kala Ulang Rencana ...................................

84

Tabel 16. Hasil Pemodelan Debit Coba

85

Tabel 14. Hasil Perhitungan Angka Froude

...........................................................

x

Tabel 17. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2011 .....................................................

90

Tabel 18. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2010 .....................................................

91

Tabel 19. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2009 .....................................................

92

Tabel 20. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2008 .....................................................

93

Tabel 21. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2007 .....................................................

94

Tabel 22. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2006 .....................................................

95

Tabel 23. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2005 .....................................................

96

Tabel 24. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2004 .....................................................

97

Tabel 25. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2003 .....................................................

98

Tabel 26. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2002 .....................................................

99

Tabel 27. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2001 .....................................................

100

Tabel 28. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 2000 .....................................................

101

Tabel 29. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 1999 .....................................................

102

Tabel 30. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi Tahun 1998 .....................................................

103

xi

Tabel 31. Curah Hujan Maksimum Tiap-tiap Durasi pada Stasiun
Geofisika Kotabumi (Rekapitulasi) ..................................................

104

Tabel 32. Tabel 30. Intensitas Hujan Tiap-tiap Durasi

....................................

105

Tabel 33. Parameter Statistik dalam analisis Frekuensi

...................................

106

Tabel 34. Nilai K Untuk Distribusi Log Pearson III

........................................

107

Tabel 35. Hujan Rancangan dengan Durasi 5 Menit

.......................................

108

Tabel 36. Hujan Rancangan dengan Durasi 10 Menit

.....................................

109

Tabel 37. Hujan Rancangan dengan Durasi 15 Menit

.....................................

110

Tabel 38. Hujan Rancangan dengan Durasi 30 Menit

.....................................

111

Tabel 39. Hujan Rancangan dengan Durasi 45 Menit

.....................................

112

Tabel 40. Hujan Rancangan dengan Durasi 60 Menit

.....................................

113

Tabel 41. Hujan Rancangan dengan Durasi 120 Menit

...................................

114

Tabel 42. Hujan Rancangan dengan Durasi 180 Menit

...................................

115

Tabel 43. Hujan Rancangan dengan Durasi 360 Menit

...................................

116

Tabel 44. Hujan Rancangan dengan Durasi 720 Menit

...................................

117

.........................................................

118

............................................................................

121

Tabel 45. Hujan Rancangan Rekapitulasi
Tabel 46. Waktu Konsentrasi

Tabel 47. Intensitas Hujan Terhitung

................................................................

121

..........................................................................

121

.....................................................................................

122

Tabel 48. Koefisien Limpasan
Tabel 49. Debit Puncak

Tabel 50. Pemeriksaan Kemiringan Kritis pada Saluran

..................................

Tabel 51. Hubungan Antara Kala Ulang dengan Sifat Super Kritis Aliran
Tabel 52. Pemeriksaan Angka Froude

123

.....

124

..............................................................

125

xii

Tabel 53. Perbandingan Kemiringan Kritis dan Kemiringan Saluran

..............

126

......................................................

126

.............................................................

132

Tabel 54. Debit Kapasitas Saluran Saluran
Tabel 55. Output Detail Hulu Saluran

Tabel 56. Output Detail Saluran dengan Luapan Tertinggi

.............................

133

Tabel 57. Output Detail Hilir Saluran

..............................................................

133

Tabel 58. Output Detail Hulu Saluran

.............................................................

136

Tabel 59. Output Detail Saluran dengan Luapan Tertinggi

.............................

137

Tabel 60. Output Detail Hilir Saluran

..............................................................

137

Tabel 61. Output Detail Hulu Saluran

.............................................................

140

Tabel 62. Output Detail Saluran dengan Luapan Tertinggi

.............................

141

Tabel 63. Output Detail Hilir Saluran

..............................................................

141

Tabel 64. Output Detail Hulu Saluran

.............................................................

144

Tabel 65. Output Detail Saluran dengan Luapan Tertinggi

.............................

145

..............................................................

145

Tabel 67. Tinggi Luapan Air pada STA 195,95 dengan Beberapa Kondiisi
Masing-masing Kala Ulang Rencana ..............................................

146

Tabel 66. Output Detail Hilir Saluran

xiii

1

I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Sebagai sebuah negara kepulauan yang secara astronomis terletak di sekitar
garis katulistiwa dan secara geografis terletak di antara dua benua dan dua
samudra, Indonesia mengalami iklim tropis dan mendapatkan penyinaran
matahari sepanjang tahun.

Perubahan arah penyinaran matahari akibat

revolusi bumi menyebabkan perpindahan arah angin yang bertiup di
kepulauan Indonesia. Secara umum pada bulan November hingga bulan Mei
angin bertiup dari arah Utara Barat Laut dan membawa banyak uap air dan
hujan sehingga menyebabkan musim hujan di sebagian besar wilayah
kepulauan Indonesia. Sebaliknya pada bulan Juni hingga bulan September
angin bertiup dari arah Selatan Tenggara dan bersifat kering sehingga
menyebabkan musim kemarau.
Masalah-masalah yang timbul akibat perubahan musim ini adalah adanya
kekeringan pada musim kemarau dan banjir pada musim penghujan. Hujan
merupakan komponen masukan yang paling penting dalam proses hidrologi,
karena jumlah kedalaman hujan (rainfall depth) akan dialihragamkan menjadi
aliran, baik melalui limpasan permukaan (interflow, sub surface flow) maupun
sebagai aliran tanah (groundwater). Dalam suatu perencanaan bangunan air

2
harus didasarkan pada suatu patokan perancangan yang benar, sehingga
diharapkan akan menghasilkan bangunan air yang berfungsi dengan baik
secara struktural maupun secara fungsional dalam jangka waktu yang
direncanakan. Dalam hal ini biasanya dihitung banjir rancangan dengan kala
ulang tertentu.
Perubahan tata guna lahan menjadi kawasan pemukiman maupun pusat
kegiatan manusia menyebabkan air tidak dapat meresap ke dalam tanah
sehingga sebagian besar akan melimpas. Hal ini menyebabkan air yang
mengalir di permukaan akan semakin besar dan semakin bertambah pada
setiap tahunnya. Karena hal tersebut saluran drainase tidak dapat menampung
debit air yang terus bertambah sehingga bisa menyebabkan banjir.
Daerah di sepanjang saluran drainase Ramanuju yang terletak di daerah
Kotabumi termasuk ke dalam daerah yang rawan banjir. Dikatakan sebagai
daerah yang rawan banjir karena lahan di sepanjang saluran ini telah berfungsi
sebagai daerah pemukiman padat dengan area resapan air yang minim, selain
itu juga disebabkan oleh kontur dari daerah ini sendiri yang berada pada
cekungan sehingga apabila drainase kurang baik akan terjadi genangan dan
banjir.

Untuk mencegah hal tersebut maka pemerintah daerah telah

melakukan perbaikan sepanjang saluran drainase Ramanuju. Perbaikan ini
masih bersifat teknis yaitu dengan memperbesar saluran dengan demikian
diharapkan debit yang dapat ditampung pada saluran juga semakin besar
sehingga air tidak menyebabkan genangan dan banjir.

3
Untuk mengetahui apakah saluran drainase Ramanuju mampu menampung
debit air yang semakin besar, perlu dilakukan analisis terhadap intensitas
curah hujan di daerah Kotabumi sehingga nantinya dapat diketahui hubungan
antara debit banjir rencana untuk kala ulang tertentu dengan kemampuan
saluran dalam menampung dan mengalirkan air. Seperti yang telah dijelaskan
sebelumnya, perbaikan saluran drainase Ramanuju yang telah dilakukan
bertujuan untuk mencegah adanya kemungkinan genangan dan banjir. Terkait
dengan masalah kemungkinan banjir di sepanjang saluran Ramanuju, perlu
dilakukan analisis terhadap saluran tersebut sehingga ke depannya diharapkan
akan didapatkan solusi yang terbaik.
Jika dilihat dari cakupan wilayah tangkapan hujan pada saluran drainase
Ramanuju, saluran tersebut termasuk mempunyai luasan area tangkapan yang
kecil, sehingga hal-hal yang berhubungan dengan analisis saluran seperti
penentuan hujan rencana dapat menggunakan metode hujan titik, yaitu
menggunakan data hujan dari stasiun hujan terdekat, begitu juga dengan
penentuan intensitas hujan rencana bisa menggunakan metode IDF (Intensitas
Durasi Frekuensi). Analisis IDF dilakukan untuk memperkirakan aliran debit
puncak berdasarkan data hujan titik dengan data yang diperhitungkan berupa
data hujan dengan intensitas tinggi dengan durasi hujan yang singkat. Analisis
IDF biasanya diberikan dalam bentuk kurva yang menghubungkan antara
intensitas hujan sebagai ordinat (sumbu Y dalam diagram cartesius) dan
durasi hujan sebagai absis (sumbu X).

4
B. Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan di atas, maka rumusan masalahnya adalah :
1. Berapakah intensitas hujan rencana berdasarkan kurva IDF di daerah
Kotabumi sebagai stasiun penakar curah hujan terdekat?
2. Pada kala ulang berapakah debit puncak saluran drainase Ramanuju Hilir
menyebabkan luapan air yang melampaui ketinggian saluran?
3. Berapakah kapasitas saluran drainase Ramanuju Hilir di daerah
Kotabumi?

C. Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini diperlukan batasan-batasan
sebagai berikut :
1.

Drainase yang ditinjau adalah saluran drainase Ramanuju Hilir Kotabumi
dengan panjang 407,95 m yang berakhir di sungai Abung.

2. Analisis hidrologi berdasarkan data curah hujan otomatis yang berada di
Kotabumi.
3. Analisis hidrologi untuk mencari intensitas hujan menggunakan metode
Intensitas Durasi Frekuensi (IDF).
4. Analisis banjir rencana berdasarkan pada data curah hujan menggunakan
metode Rasional dengan kala ulang 2 tahun, 5 tahun dan 10 tahun.
5. Dalam proses pemodelan, debit yang masuk diasumsikan 100 % air, tidak
terdapat sedimen dan sampah.
6. Debit yang masuk ke dalam saluran dianggap seragam. Tidak terjadi
penambahan atau pengurangan debit dari hulu ke hilir.

5
7. Aliran pada saluran merupakan aliran permanen (steady flow).
Kehilangan energi hanya dipengaruhi oleh gesekan dan hambatan aliran
(akibat sambungan saluran, perubahan penampang atau hambatan lain).
8. Analisis hidrolika saluran drainase menggunakan alat bantu berupa
perangkat lunak yaitu program HEC-RAS.

D. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian yang akan dilakukan ini adalah

:

1. Mengetahui intensitas hujan rencana di daerah Kotabumi berdasarkan
kurva IDF.
2. Mengetahui kala ulang banjir yang menyebabkan luapan air pada saluran
drainase Ramanuju Hilir.
3. Mengetahui kapasitas saluran drainase Ramanuju Hilir.
E. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian yang akan dilakukan yaitu :
1.

Mengetahui intensitas hujan yang terjadi di saluran drainase Ramanuju
Hilir.

2.

Mengetahui kala ulang yang dipakai dalam perencanaan saluran drainase
Ramanuju Hilir.

3.

Mengetahui kapasitas saluran drainase Ramanuju Hilir yang telah
dibangun di daerah Kotabumi sebagai salah satu upaya mencegah banjir.

4.

Sebagai acuan untuk perencanaan jangka panjang penanggulangan banjir
di saluran drainase Ramanuju Kotabumi.

6
5.

Memberikan pengetahuan pada pembaca tentang analisa desain drainase
sebagai upaya pencegah banjir.

6.

Memberikan pemahaman tentang program analisa hidrolika untuk
saluran khususnya HEC-RAS.

7

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Hidrologi

Hidrologi berasal dari Bahasa Yunani yaitu terdiri dari kata hydros yang
berarti air dan kata logos yang berarti ilmu, dengan demikian secara umum
hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang air. Secara lebih mendetail,
hidrologi adalah cabang ilmu teknik sipil yang mempelajari pergerakan,
distribusi dan kualitas air di seluruh bumi, termasuk siklus hidrologi dan
sumber daya air. Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang seluk
beluk dan perjalanan air di permukaan bumi.

Hidrologi dipelajari orang

untuk memecahkan masalah-masalah yang berhubungan dengan keairan,
seperti manajemen air, pengendalian banjir dan perencanaan bangunan air.
Hidrologi biasanya lebih diperuntukkan untuk masalah-masalah air di
daratan. Artinya hidrologi biasanya tidak diperuntukkan untuk perhitungan
yang ada hubungannya dengan air laut.

Siklus hidrologi adalah suatu rangkaian proses yang terjadi dengan air yang
terdiri dari penguapan, presipitasi, infiltrasi dan pengaliran keluar (out flow).
Penguapan terdiri dari evaporasi dan transpirasi.

Uap yang dihasilkan

mengalami kondensasi dan dipadatkan membentuk awan yang nantinya
kembali menjadi air dan turun sebagai presipitasi.

Sebelum tiba di

8
permukaan bumi presipitasi tersebut sebagian langsung menguap ke udara,
sebagian tertahan oleh tumbuh-tumbuhan (intersepsi) dan sebagian mencapai
permukaan tanah.

Air yang sampai ke permukaan tanah sebagian akan berinfiltrasi dan sebagian
lagi mengisi cekungan-cekungan di permukaan tanah kemudian mengalir ke
tempat yang lebih rendah (runoff), masuk ke sungai-sungai dan akhirnya ke
laut. Dalam perjalanannya, sebagian air akan mengalami penguapan. Air
yang masuk ke dalam tanah sebagian akan keluar lagi menuju sungai yang
disebut dengan aliran antara (interflow), sebagian akan turun dan masuk ke
dalam air tanah yang sedikit demi sedikit dan masuk ke dalam sungai sebagai
aliran bawah tanah (ground water flow).

Gambar 1. Siklus Hidrologi

1.

Presipitasi dan Hujan
Presipitasi didefinisikan sebagai air yang jatuh dari atmosfer ke
permukaan bumi dengan intensitas dan jumlah tertentu serta dalam

9
wujud air yang tertentu pula. Air yang jatuh dari atmosfer tersebut
bisa saja berwujud hujan, salju, uap air dan kabut. Karena semua
wilayah Indonesia berada di sekitar garis lintang 00, dapat dipastikan
Indonesia akan mengalami iklim tropis, maka persipitasi yang paling
sering muncul adalah dalam bentuk hujan, sehingga istilah presipitasi
identik dengan hujan.

Hujan diukur di stasiun penakar curah hujan. Stasiun penakar curah
hujan biasanya terdiri dari dua macam, yaitu pencatat hujan otomatis
dan stasiun pencatat hujan manual. Stasiun hujan otomatis bekerja
sendiri tanpa bantuan tenaga manusia. Data hujan yang tercatat
biasanya diambil sebulan sekali untuk diolah dan dikumpulkan
bersama data induk yang sudah diambil sebelumnya. Sedangkan
stasiun pencatat curah hujan manual memerlukan tenaga manusia
untuk mencatat curah hujan harian.

2.

Hujan Rancangan
Dalam analisis hujan aliran, untuk memperkirakan debit banjir
rencana diperlukan masukan hujan rencana ke dalam suatu sistem
DAS. Hujan rencana tersebut dapat berupa hujan titik atau hidrograf
hujan rencana yang merupakan distribusi hujan sebagai fungsi waktu
selama hujan deras. Perencanaan bangunan air didasarkan pada debit
banjir rencana yang diperoleh dari analisis hujan-aliran tersebut, yang
berupa banjir rencana dengan periode ulang tertentu.

10
Menurut Triatmodjo (2008), debit rencana dapat dihitung dari
kedalaman hujan titik dalam penggunaan metode rasional untuk
menentukan debit puncak pada perencanaan drainase dan jembatan
(gorong-gorong). Metode rasional ini digunakan apabila tangkapan
air kecil. Pencatatan hujan biasanya dalam bentuk data hujan harian,
jam-jaman atau menitan. Pencatatan dilakukan dengan interval waktu
pendek supaya distribusi hujan selama terjadinya hujan dapat
diketahui. Distribusi hujan yang terjadi digunakan sebagai masukan
untuk mendapatkan hidrograf aliran.

3.

Analisis Frekuensi
Menurut Sri Harto (1993), analisis frekuensi adalah suatu analisa data
hidrologi dengan menggunakan statistika yang bertujuan untuk
memprediksi suatu besaran hujan atau debit dengan masa ulang
tertentu. Menurut Triatmodjo (2008), dalam statistik dikenal beberapa
parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi :
a. Rata-rata
̅=

�

∑ Xi

....................................................................

(1)

b. Simpangan baku

∑ Xi – X̅ ²] ................................................

s =√[

�−

Cs =

̅
� ∑ X –X

(2)

c. Koefisien skewness

�−

�−

..................................................

(3)

11
d. Koefisien kurtosis

Ck =

̅
�² ∑ X – X

�−

......................................

(4)

.........................................................................

(5)

�−

e. Koefisien variasi
Cv =

�̅

�−

Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi yang umum
digunakan dalam bidang hidrologi. Distribusi tersebut adalah sebagai
berikut:
a. Distribusi Normal
Distribusi Normal adalah simetris terhadap sumbu vertikal dan
berbentuk lonceng yang disebut juga distribusi gauss. Sri
Harto (1993), memberikan sifat-sifat distribusi normal, yaitu
nilai koefisien kemencengan (skewness) Cs ≈ 0 dan nilai
koefisien kurtosis Ck ≈ 3.
Rumus yang umum digunakan adalah sebagai berikut :
XT = ̅ + KT . s

..............................................................

(6)

Dimana :
XT

= perkiraan nilai yang diharapkan periode T-tahun

̅

= nilai rata-rata sampel

s

= deviasi standar

KT

= Faktor frekuensi

12
b. Distribusi Log Normal
Menurut Singh (1992), jika variabel acak y = log x
terdistribusi secara normal, maka x dikatakan mengikuti
distribusi Log Normal, dalam model matematik dapat
dinyatakan dengan persamaan :
YT = ̅ + KT S

..............................................................

(7)

dimana :
YT

= perkiraan nilai yang terjadi pada T-tahunan

̅

= nilai rata-rata sampel

KT

= faktor frekuensi

Ciri khas statistik distribusi Log Normal adalah nilai koefisien
skewness sama dengan tiga kali nilai koefisien variasi (Cv)
atau bertanda positif.
c. Distribusi Gumbel
Rumus umum yang digunakan dalam metode Gumbel adalah
sebagai berikut :
X= ̅+sK

...................................................................

(8)

dimana :
̅

= nilai rata-rata

s

= standar deviasi

K

= faktor frekuensi

Menurut Wilson (1972), ciri khas distribusi Gumbel adalah
nilai skewness sama dengan 1,396 dan kurtosis (Ck) = 5,4002.

13
d. Distribusi Log Pearson III
Apabila tidak memenuhi ketiga distribusi di atas maka data
tersebut dapat dihitung menggunakan distribusi Log Pearson
III. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :
1) Ubah data ke bentuk logaritmik, X = log X
2) Hitung harga rata-rata :
̅=

�

∑ log Xi

............................................................

(9)

3) Hitung simpangan baku :
s =√[

�−

∑ log Xi – logX̅ ²] .................................. (10)

4) Hitung Koefisisen kemencengan :

Cs =

̅
� ∑ lo X – lo X
�−

�−

.......................................

(11)

5) Mencari nialai K berdasarkan nilai Cs.
6) Hitung logaritma hujan dengan periode ulang T :
Log XT = log ̅ + K s
4.

................................................

(12)

Intensitas Durasi Frekuensi (IDF)
Analisa Intensitas Durasi Frekuensi (IDF) adalah salah satu metode
untuk memperkirakan debit aliran puncak berdasarkan hujan titik.
Data yang digunakan adalah data hujan dengan intensitas tinggi yang
terjadi dalam waktu singkat, seperti hujan 5 menitan, 10 menitan, 15
menitan samapai 120 menitan atau lebih. Untuk itu diperlukan data
hujan dari stasiun pencatat hujan otomatis.

14
Menurut Triatmodjo (2008), Analisa IDF dapat dilakukan untuk
memperkirakan debit puncak di daerah tangkapan yang kecil, hujan
deras dengan durasi singkat ( intensitas hujan dengan durasi singkat
adalah sangat tinggi) yang jatuh di berbagai titik pada seluruh daerah
tangkapan hujan dapat terkonsentrasi di titik kontrol yang ditinjau
dalam waktu yang bersamaan yang dapat menghasilkan debit puncak.

Kurva Intensitas Durasi Frekuensi
Log. (Kala Ulang 2
tahun)

Intensitas Hujan (mm/jam)

250
200

y = -42.73ln(x) + 285

Log. (Kala ulang 5
tahun)

y = -36.81ln(x) + 248.93
150

Log. (kala ulang 10
tahun)

y = -31.56ln(x) + 216.66
y = -26.89ln(x) + 187.7

100

y = -21.5ln(x) + 153.7
y = -17.88ln(x) + 130.48

50

y = -13.45ln(x) + 101.36

0
0

100

200

300 Durasi400
(menit) 500

600

700

800

Gambar 2. Contoh Kurva IDF
Mononobe mengusulkan persamaan berikut untuk menurunkan kurva
IDF sebagai berikut :

…………………………............................

It =

(13)

dengan :
It

= Intensitas curah hujan untuk lama hujan t (mm/jam)

t

= Lamanya curah hujan (jam)

R24

= Curah hujan maksimum selama 24 jam (mm)

15
5.

Metode Rasional
Menurut Soewarno (2000) metode rasional dapat dipandang sebagai
salah satu cara praktis dan mudah.

Selain itu, penerapannya di

Indonesia masih memberikan peluang untuk dikembangkan. Metode
ini cocok dengan Indonesia yang beriklim tropis.

Beberapa asumsi dasar untuk menggunakan metode rasional adalah:
a. Curah hujan terjadi dengan intensitas yang tetap dalam jangka
waktu tetentu, setidaknya dengan waktu konsentrasi
b. Limpasan langsung mencapai maksimum ketika durasi hujan
dengan intensitas tetap sama dengan waktu konsentrasi
c. Koefisien runoff dianggap tetap selama durasi hujan
d. Luas DAS tidak berubah selama durasi hujan.
Menurut Triatmodjo (2008) beberapa parameter hidrologi yang
diperhitungkan adalah intensitas hujan, durasi hujan, frekuensi hujan,
luas DAS, abstraksi (kehilangan air akibat evaporasi, intersepsi,
infiltrasi dan tampungan permukaan) dan konsentrasi aliran. Metode
aliran didasarkan pada persamaan berikut :
Q = 0,278 C I A

………………………………….......

dimana :
Q

= Debit banjir maksimum (m3/dtk)

C

= Koefisien pengaliran

I

= Intensitas curah hujan (mm/jam)

A

= Luas daerah pengaliran (km2)

(14)

16
Arti dari rumus tersebut adalah jika terjadi curah hujan selama satu
jam dengan intensitas 1 mm/jam dalam daerah 1 km2, maka debit
banjir sebesar 0,278 m3/dtk dan melimpas selama satu jam.
Tabel 1. Nilai koefisien Limpasan (C)
No
1

2

3

4

5
6
7
8
9

10

Tipe Aliran
Rerumputan
Tanah pasir, datar, 2%
Tanah pasir, sedang, 2-7%
Tanah pasir, curam, 7%
Tanah gemuk, datar, 2%
Tanah gemuk, sedang, 2 - 7%
Tanah gemuk, curam, 7%
Perdagangan
Daerah kota lama
Daerah pinggiran
Perumahan
Daerah single family
Multi unit terpisah
Multi unit tertutup
Sub-urban
Daerah apartemen
Industri
Daerah ringan
Daerah berat
Taman, kuburan
Tempat bermain
Halaman kereta api
Daerah tidak dikerjakan
Jalan
Beraspal
Beton
Batu
Atap

C
0,50 - 0,10
0,10 - 0,15
0,15 - 0,2
0,13 - 0,17
0,18 - 0,22
0,25 - 0,35
0,75 - 0,95
0,50 - 0,70
0,30 - 0,50
0,40 - 0,60
0,60 - 0,75
0,25 - 0,40
0,50 - 0.70
0,50 - 0,80
0,60 - 0,90
0,10 - 0,25
0,20 - 0,35
0,20 - 0,40
0,10 - 0,30
0,70 - 0,95
0,80 - 0,95
0,70 - 0,85
0,75 - 0,95

Sumber : Hidrologi Terapan (Triatmodjo,2008)

6. Waktu Konsentrasi
Menurut Suripin (2004), waktu konsentrasi adalah waktu yang
diperlukan oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh

17
sampai ke tempat keluaran DAS (titik kontrol) setelah tanah menjadi
jenuh. Berikut rumus yang sering digunakan untuk memperkirakan
waktu konsentrasi yang dikembangkan oleh Kirpich (1940) :
tc = [

,

dimana :

��
�

]

,

............................................

tc

= waktu konsentrasi (jam)

L

= panjang saluran (Km)

S

= kemiringan saluran

(15)

B. Hidrolika

Hidrolika adalah bagian dari hidromekanika (hydro mechanics) yang
berhubungan dengan gerak air atau mekanika aliran.

Analisis hidrolika

mencakup hukum ketetapan massa, hukum ketetapan energi dan hukum
ketetapan momentum yang selanjutnya akan dinyatakan dalam persamaan
kontinuitas, persamaan energi dan persamaan momentum.

Ditinjau dari mekanika aliran, terdapat dua macam aliran yaitu aliran saluran
terbuka dan aliran saluran tertutup. Dua macam aliran tersebut dalam banyak
hal mempunyai banyak kesamaan tetapi berbeda dalam satu ketentuan
penting yaitu adanya permukaan air bebas di sepanjang penampang aliran
pada salah satu tipe aliran tersebut. Pada aliran saluran terbuka, terdapat
permukaan air bebas yang berhubungan dengan atmosfer sedangkan pada
aliran saluran tertutup tidak ada karena air mengisi semua penampang
saluran. Sebagai contoh aliran saluran terbuka adalah pada aliran sungai

18
alami sedangkan untuk aliran saluran tertutup terdapat pada aliran air yang
memenuhi pipa.

Di dalam skripsi ini yang dibahas adalah aliran saluran terbuka (open channel
flow), sesuai dengan tipe saluran air yang ditinjau di lapangan yaitu saluran
drainase Ramanuju Hilir Kotabumi.

1. Penghantar Aliran (Flow Conveyance)
Seperti yang sudah diketahui, air mengalir dari hulu ke hilir (kecuali ada
gaya yang menyebabkan aliran ke arah sebaliknya) hingga mencapai suatu
elevasi permukaan air tertentu, misalnya permukaan air di danau atau
permukaan air di laut.

Kecenderungan ini ditunjukkan oleh aliran di

saluran alam yaitu sungai. Perjalanan air dapat juga melalui bangunanbangunan air yang dibuat oleh manusia, seperti saluran irigasi, pipa,
gorong - gorong (culvert), dan saluran buatan yang lain atau kanal (canal).

Walaupun

pada

umumnya

perencanaan

saluran

ditujukan

untuk

karakteristik saluran buatan, namun konsep hidroliknya dapat juga
diterapkan seperti pada saluran alam. Apabila aliran air dalam saluran
terbuka terhadap atmosfer, seperti sungai, kanal, gorong-gorong, maka
alirannya disebut aliran saluran terbuka (open channel flow) atau aliran
permukaan bebas (free surface flow) sedangkan apabila aliran mempunyai
penampang penuh seperti aliran melalui suatu pipa, disebut aliran saluran
tertutup atau aliran penuh (full flow).

19
2.

Elemen Geometri
Dalam analisis hidrolika saluran terbuka, data-data geometri sangat
dibutuhkan karena merupakan bagian pokok dalam analisis tersebut.
Elemen geometri mencakup luas penampang (area), lebar permukaan
(top width), keliling basah (wetted parimeter) dan jari-jari hidrolik
(hydraulic radius). Yang dimaksud dengan penampang saluran (channel
cross section) adalah penampang yang diambil tegak lurus arah aliran,
sedang penampang yang diambil vertikal disebut penampang vertikal
(vertical section).

Dengan demikian apabila dasar saluran terletak

horizontal maka penampang saluran akan sama dengan penampang
vertikal.

Saluran buatan biasanya direncanakan dengan penampang

beraturan menurut bentuk geometri yang biasa digunakan, yaitu
berbentuk trapesium, persegi panjang, segi tiga, lingkaran dan parabola.

Bentuk penampang trapesium adalah bentuk yang biasa digunakan untuk
saluran-saluran irigasi atau saluran-saluran drainase karena menyerupai
bentuk saluran alam, dimana kemiringan tebingnya menyesuaikan
dengan sudut lereng alam dari tanah yang digunakan untuk saluran
tersebut.

Bentuk penampang persegi empat atau segitiga merupakan

penyederhanaan dari bentuk trapesium yang biasanya digunakan untuk
saluran-saluran drainase yang melalui lahan-lahan yang sempit. Bentuk
penampang lingkaran biasanya digunakan pada saluran yang melintasi
jalan, saluran ini disebut gorong-gorong.

Kedalaman aliran dengan

notasi (d) adalah kedalaman dari penampang aliran, sedang kedalaman

20
(y) adalah kedalaman vertikal, dalam hal sudut kemiringan dasar saluran
sama dengan θ maka d = y cos θ.
Lebar permukaan adal