Perencanaan Bangunan Pelimpah pada Embung di Perkebunan Bungamayang PT. Perkebunan Nusantara VII

PERENCANAAN BANGUNAN PELIMPAH
PADA EMBUNG DI PERKEBUNAN BUNGAMAYANG
PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VII

PANJI PRASETYO WICAKSONO

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Perencanaan Bangunan
Pelimpah pada Embung di Perkebunan Bungamayang PT. Perkebunan Nusantara
VII adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2014
Panji Prasetyo Wicaksono
NIM F44100018

ABSTRAK
PANJI PRASETYO WICAKSONO. Perencanaan Bangunan Pelimpah pada
Embung di Perkebunan Bungamayang, PT. Perkebunan Nusantara VII.
Dibimbing oleh M. YANUAR JARWADI PURWANTO.
Pabrik Gula Bungamayang, PT. Perkebunan Nusantara VII merupakan salah
satu perkebunan tebu yang pemenuhan kebutuhan airnya memanfaatkan embung.
Adanya permasalahan pada petak 093 Afdeling 09 Rayon II, hujan menyebabkan
limpasan air embung menuju jalan inspeksi sehingga jalan menjadi sulit dilalui.
Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu merencanakan bangunan pelimpah pada
desain embung untuk menjada ketinggian muka air normal tetap stabil. Secara
umum, tahapan penelitian dibagi menjadi dua tahap yaitu analisis pendahuluan
(analisis debit rencana) dan penelitian utama analisis perhitungan gorong-gorong,
dan saluran. Berdasarkan pengamatan dan penelitian yang telah dilakukan maka
diperoleh pada Petak 093 Afdeling 09 Rayon II menghasilkan debit banjir rencana

periode ulang 25 tahun sebesar 2.96 m3/dtk sehingga digunakan gorong-gorong
pipa bulat beton berjajar (double) sebagai saluran pembuang air dengan diameter
tengah masing-masing 0.80 m dan spasi 0.40 m. Kemudian air yang masuk
melalui gorong-gorong diteruskan saluran sepanjang 1.85 m dan peredam energi
(kolam olak) berdimensi 4.70 m × 2.00 m..
Kata kunci: bangunan pelimpah, debit banjir, embung, gorong-gorong

ABSTRACT
PANJI PRASETYO WICAKSONO. Spillway Design Of Small Dam At
Bungamayang Plantation, PT. Perkebunan Nusantara VII. Supervised by M.
YANUAR JARWADI PURWANTO.
Pabrik Gula Bungamayang, PT. Perkebunan Nusantara VII is one of the
sugar cane plantations that the fulfillment of water use reservoir. There’s problem
at Petak 093 Afdeling in Rayon II, where the rain caused reservoir water runoff
towards to the inspection so that the path becomes difficult pass. As for the goal
of this research is planning a spillway of reservoir design so that the normal
storage of reservoir constants. Generally, this research was divided into two steps
there were preliminary research (flood discharge analysis) and primary research
include the analysis of spillway and open channel. Based on observed and
researched at Petak 093 Afdeling 09 Rayon II was gained the 25 years return

period of flood discharge is 2.96 m3/s by means of used a double circular culvert
each 0.80 m of diameter with a space of 0.40 m. Then the flow of water that pass
through the culvert continued toward to the 1.85 m of open channel and 4.70 ×
2.00 m of basin.
Keywords: spillway, flood discharge, small dam, circular culvert

PERENCANAAN BANGUNAN PELIMPAH
PADA EMBUNG DI PERKEBUNAN BUNGAMAYANG
PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VII

PANJI PRASETYO WICAKSONO

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Perencanaan Bangunan Pelimpah pada Embung di Perkebunan
Bungamayang PT. Perkebunan Nusantara VII
Nama
: Panji Prasetyo Wicaksono
NIM
: F44100018

Disetujui oleh

Dr Ir M. Yanuar Jarwadi Purwanto, MS, IPM.
Dosen Pembimbing

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat
serta hidayah-Nya lah, penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang
berjudul Perencanaan Bangunan Pelimpah pada Embung di Perkebunan
Bungamayang PT. Perkebunan Nusantara VII. Skripsi ini dibuat sebagai salah
satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik
Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor dan
sebagai laporan kegiatan kepada PTPN VII Perkebunan Bungamayang.
Terima kasih penulis ucapkan kepada beberapa pihak yang telah
memberikan dorongan dan bantuan berupa doa, jasa, maupun saran dalam
peneltian ini, yaitu :
1. Allah SWT, atas berkat, rahmat, hidayah dan petunjuk-Nya skripsi ini
dapat diselesaikan
2. Dr. Ir. M. Yanuar Jarwadi Purwanto, MS., IPM selaku dosen pembimbing
program studi dan tugas akhir (skripsi)
3. Bapak Ir. Sukarnoto, MM. selaku General Manajer PG. Bungamayang dan
Bapak Ir. Syukur HK selaku Manajer Tanaman PG. Bungamayang

4. Bapak Ali Badami selaku asisten kepala pelayanan teknik PG.
Bungamayang
5. Bapak M. Ivan Alisan, SP. dan Alhamdi Zyan Arfit, SP selaku
pembimbing lapang dalam penelitian ini
6. Seluruh karyawan dan rekan-rekan di PG. Bungamayang PTPN VII atas
waktu dan ketersediaannya kepada penulis.
7. Bapak, Ibu, Kakak, Adik dan seluruh kerabat penulis di Bogor yang telah
memberikan semangat, doa dan dukungan kepada penulis.
8. Trias Megantoro, Melvin Classy, Agi Hadinata, Chandra Yuwana, Fasih
Huda, Zulkifli Faizal, Dian Puspa, Ratu Rima Novia ,Titiek Ujianti, Gusti
Ngurah, dan rekan-rekan SIL (Sipil dan Lingkungan) 2010 yang selalu
memberi semangat dan bantuan dalam kelas perkuliahan selama tiga tahun
dan pengerjaan skripsi ini.
Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan
dapat digunakan sebagaimana mestinya.

Bogor, Juli 2014
Panji Prasetyo Wicaksono

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
TINJAUAN PUSTAKA
Curah Hujan dan Debit Rencana
Tipe Bendung
Gorong-gorong
Bangunan Peredam Energi
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Bahan
Alat
Prosedur Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN

Kondisi Embung dan Pelimpah Petak 093 Afdeling 09 Rayon II
Analisis Debit Banjir Rencana
Analisis Dimensi Gorong-gorong Petak 093 Afdeling 09 Rayon II
Persyaratan Material
Konstruksi
Persiapan Dasar
Perhitungan terhadap Erosi
Analisis Perencanaan Bangunan Peredam Energi
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

1
1
1
2
2
2

2
2
3
4
5
5
6
7
7
7
15
15
17
24
27
28
29
30
30
41

41
41
42
43

RIWAYAT HIDUP

49

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12
13
14
15
16

Hasil pengukuran Embung Petak 093 dan daerah tangkapan air (DTA)
Data curah hujan harian maksimum Stasiun Bungamayang
Parameter statistik
Distribusi sebaran metode Gumbel Tipe I
Distribusi frekuensi metode Log Pearson Tipe III
Distribusi sebaran metode Log Pearson Tipe III
Distibusi sebaran metode Log Normal
Rekapitulasi curah hujan rencana
Syarat penggunaan jenis sebaran
Uji keselarasan sebaran dengan chi kuadrat
Uji keselarasan sebaran Smirnov – Kolmogorov
Debit banjir rencana metode rasional
Kebutuhan dimensi gorong-gorong berdasarkan debit periode ulang
Ketentuan agregat kasar lolos saringan
Ukuran tulangan untuk pipa beton standar
Koordinat penampang ambang embung peredam energi bagian hilir

16
17
17
19
19
20
20
20
21
22
22
24
25
27
28
33

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

Limpasan air embung ke jalan inspeksi
Ilustrasi bendung tipe urugan tanah
Ilustrasi bendung tipe beton (concrete)
Penempatan saluran di bawah bendung urugan
Skema sebuah tipe bangunan pelimpah pada bendung
Tahap pelaksanaan penelitian
Lokasi perencanaan pelimpah pada Embung Petak 093 Rayon II
Pengukuran topografi embung dengan theodolite
Tampilan utama dari Mapsource GPS Garmin
Skema penampang denah dan potongan pada saluran peredam energi
Saluran pengarah aliran dan pengatur debit pada peredam energi
Denah saluran transisi
Blok muka dan ambang ujung hilir kolam olak
Embung sebagai pemenuhan kebutuhan air irigasi tebu
Kondisi saluran pelimpah pada Petak 093 menuju Petak 094
Hasil pengolahan data dengan Mapsource

2
3
4
4
5
6
7
8
9
11
11
13
14
15
16
16

17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

Ring tambahan dan timbunan pada gorong-gorong
Potongan memanjang gorong-gorong pipa bulat Petak 093 Rayon II
dalam satuan meter
Potongan melintang gorong-gorong pipa bulat Petak 093 Rayon II
dalam satuan meter
Denah gorong-gorong pipa bulat Petak 093 Rayon II
Penulangan pipa bulat pada gorong-gorong
Metode perlindungan gorong-gorong terhadap erosi
Saluran pengarah aliran dan pengatur debit pada peredam energi
Koordinat penampang memanjang ambang penyadap saluran pengatur
debit
Skema aliran pada mercu peredam energi
Penampang melintang saluran pengatur
Saluran transisi bagian hulu peredam energi
Skema penampang memanjang aliran pada saluran transisi
Blok muka dan ambang ujung hilir kolam olak Petak 093 Rayon II
Penampang air pada bangunan peredam energi

25
26
26
26
28
30
32
33
34
36
36
37
39
40

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6

Tabel Reduced Mean (Yn), Tabel Reduced Standard Deviations (Sn),
Tabel Reduced Variate (YT)
Tabel Nilai Kt untuk Distribusi Log Pearson Tipe III
Faktor Frekuensi K Untuk Distribusi Log Normal dan Nilai Delta
Kritis Smirnov – Kolmogorov
Tabel Nilai Kritis untuk Uji Keselarasan Chi Kuadrat
Tabel Koefisien Kehilangan Tinggi Energi (Ʃ) pada Gorong-gorong
Standar Gorong-gorong Pipa Bulat Petak 093 Rayon II Perkebunan
Bungamayang

43
44
45
46
47
48

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkebunan Bungamayang, PT. Perkebunan Nusantara VII merupakan salah
satu perkebunan tebu lahan kering, yaitu perkebunan tebu yang pemenuhan
kebutuhan airnya dengan memanfaatkan curah hujan. Tanaman tebu tergolong
dalam kerajaan plantae, divisi magnoliophyta, kelas monocotyledoneae, ordo
glumaceae, famili graminae, genus Saccharum, spesies Saccharum officinarum
(Siregar, 2009).
Di dalam budidaya tebu, air sangat dibutuhkan sesuai dengan fase
kehidupannya. Tebu memerlukan lebih banyak air pada masa pertumbuhan
dibanding masa tua dan panen. Air pada tanaman tebu dibutuhkan dalam
mengaktivasi perkecambahan dan menunjang fotosintesis. Namun, dengan curah
hujan sekitar 2500 mm per tahun dengan hari hujan ± 150 hari pertahun budidaya
tebu tidak bisa bergantung kepada curah hujan dan harus diairi dengan air irigasi.
Diperlukan tambahan air berupa air dari embung di sekitar lahan dalam
menunjang pertumbuhan tanaman tebu secara optimal, terutama pada masa awal
tanam untuk merangsang perkecambahan. Terdapat sekitar 273 embung di
Perkebunan Bungamayang dengan luas 623 Ha dan kedalam efektif rata-rata 1,89
m yang tersebar di rayon I s/d IV yang digunakan sebagai cadangan air irigasi.
Selanjutnya digunakan pompa sehingga air dari embung dapat disedot dan
dipergunakan untuk mengairi lahan tebu (Suryadinata, 2012).

Perumusan Masalah
Berdasarkan pengamatan awal yang telah dilakukan bahwa air irigasi
tanaman tebu yang digunakan di Perkebunan Bungamayang berasal dari embung.
Embung digunakan sebagai salah satu sistem penampungan air buatan untuk
mengantisipasi kekurangan air pada musim kemarau. Namun terdapat
permasalahan pada petak 093 Afdeling 09 di Rayon II bahwa tidak jarang jika
hujan akan menyebabkan limpasan air embung melalui jalan inspeksi yang
menyebabkan tanah menjadi sulit dilalui. Selain itu juga diperlukan tahanan bagi
tubuh bendung dalam menjaga ketinggian muka air normal yang diinginkan.
Oleh karena itu diperlukan kajian lebih lanjut untuk mengetahui debit
banjir rencana pada petak 093 Afdeling 09 di Rayon II serta menentukan desain
bangunan pelimpah yang efektif dan efisien untuk mengatasi limpasan yang
terjadi. Dengan adanya studi ini diharapkan potensi air yang ada saat ini dapat
dimanfaatkan secara maksimal dan memberikan manfaat yang besar.

2

Gambar 1 Limpasan air embung ke jalan inspeksi

Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini yaitu:
1. Mengkaji dan menganalisis debit banjir rencana (debit limpasan) yang
terjadi pada embung di Petak 93 Afdeling 09 Rayon II
2. Merencanakan bangunan pelimpah (spillway) pada embung di Petak 93
Afdeling 09 Rayon II
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini yaitu mengetahui detail perencanaan bangunan
pelimpah berupa gorong-gorong dan kelengkapannya pada desain embung tipe
urugan tanah (earth embankment soil), sehingga dapat dijadikan sebagai acuan
dalam perencanaan saluran pembuang di Perkebunan Bungamayang.

Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian perencanaan bangunan pelimpah (spillway) bendung pada desain
embung dilakukan khususnya di Petak 093 Afdeling 09 Rayon II, Perkebunan
Bungamayang PT. Perkebunan Nusantara VII, Lampung Utara. Perencanaan dan
analisis bangunan pelimpah dilakukan karena adanya air yang melimpas pada saat
hujan menuju jalan inspeksi dari limpahan embung tersebut. Pada penelitian kali
ini dilakukan analisis terhadap debit banjir rencana untuk mengetahui kebutuhan
dimensi saluran pelimpah berupa gorong-gorong dan kelengkapannya seperti
saluran transisi dan peredam energi berupa kolam olak tipe IV USBR.

TINJAUAN PUSTAKA
Curah Hujan Wilayah dan Debit Rencana
Curah hujan yang diperlukan untuk suatu rancangan pemanfaatan air dan
rancangan bangunan air adalah curah hujan rata-rata di seluruh daerah yang
bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu. Curah hujan wilayah ini

3

diperhitungkan dengan cara rata-rata aljabar, cara polygon Thiessen, dan cara
Isohyet. Untuk meramal curah hujan rencana dapat dilakukan dengan analisis
frekuensi data hujan. Terdapat beberapa metode analisis frekuensi yang dapat
digunakan di antaranya yaitu: metode Gumbel, metode distribusi Log Pearson,
dan metode Log Normal (Kodoatie, 2008).
Perhitungan debit banjir rencana dapat dihitung dengan beberapa metode
analisis di antaranya hubungan empiris antara curah hujan dengan limpasan.
Metode tersebut paling banyak dikembangkan sehingga diperoleh beberapa
rumus-rumus umum seperti metode rasional, metode Melchior, dan metode Der
Weduwen.
Tipe Bendung
Terdapat 2 (dua) tipe bendung berdasarkan material pembentuknya yaitu
bendung urugan dan bendung beton sebagai berikut:
1) Bendung urugan (fill dams, embankment dams) merupakan bendung
yang dibangun dari hasil penggalian bahan (material) tanpa tambahan
bahan lain yang bersifat campuran secara kimia. Bendung urugan terbagi
atas bendung urugan serba sama (homogenous dams) dan bendung zonal.
 Bendung urugan sama adalah bendung apabila bahan yang
membentuk tubuh bendung tersebut terdiri dari tanah yang
hampir sejenis dan gradasinya (susunan ukuran butirannya)
hampir seragam (IIT, 2008).
 Bendung zonal adalah bendung apabila timbunan yang
membentuk tubuh bendung terdiri dari batuan dengan gradasi
(susunan ukuran butiran) yang berbeda-beda dalam urutanurutan pelapisan tertentu.

Gambar 2 Ilustrasi bendung tipe urugan tanah

2) Bendung beton (concrete dam) adalah bendung yang dibuat dari
konstruksi beton baik dengan tulangan maupun tidak. Kemiringan
permukaan hulu dan hilir tidak sama pada umumnya bagian hilir lebih
landai dan bagian hulu mendekati vertikal dan bentuknya lebih ramping.
Bendung ini masih dibagi lagi menjadi : bendung beton berdasar berat
sendiri stabilitas tergantung pada massanya, bendung beton dengan
penyangga (buttress dam) permukaan hulu menerus dan di hilirnya pada
jarak tertentu ditahan, bendung beton berbentuk lengkung dan bendung
beton kombinasi (Mawardi, 2010).

4

Gambar 3 Ilustrasi bendung tipe beton (concrete)

Gorong-gorong
Gorong-gorong adalah jenis bangunan pelengkap jalan yang berfungsi untuk
mengalirkan air yang harus lewat di bawah jalan, dan dapat dibuat dari bahan
beton, pasangan batu, kayu dan sebagainya. Dasar gorong-gorong dibuat dengan
kemiringan 2 % untuk memperlancar aliran air. Untuk mengurangi aliran alamiah
diganggu, baik di denah maupun di profil kedua ujung gorong-gorong mengikuti
garis aliran yang alamiah. Tiap gorong-gorong dilengkapi bak penampungan air
dan bak pembuangan di ujungnya, demi kelancaran pengaliran air dan untuk
mencegah erosi.
Terdapat 2 (dua) jenis gorong-gorong di antaranya adalah gorong-gorong
pipa bulat dan gorong-gorong persegi. Jenis pada kebanyakan gorong-gorong
umumnya menggunakan pipa beton (buis beton). Diameter pipa hendaknya tidak
kurang dari 0.60 m, sebab dengan diameter yang kecil, akan sangat mudah terjadi
penyumbatan dan menjadi sulit dalam perawatannya. Diameter yang umum
dipakai adalah 0.60 m tapi juga sering dipakai dengan diameter 1.00 m
(Johannessen, 1998).

Gambar 4 Penempatan saluran di bawah bendung urugan

Jenis gorong-gorong yang layak untuk jalan pertanian / desa adalah:
a) Pipa beton (bulat / gorong-gorong), dengan ukuran garis tengah 0.60 m

sampai dengan 0.80 m.
b) Plat beton, yang dibuat dengan fondasi dari pasangan batu dan lantai dari

beton bertulang, berukuran sisi antara 0.60 m sampai dengan 1.00 meter.
Gorong-gorong plat beton lebih layak di mana buis beton tidak dapat
ditanam cukup dalam.
c) Gorong-gorong persegi kayu, dengan dimensi lebar minimal 0.60 m, lebar
maksimal 1.00 m, dan tinggi minimal 0.60 m (untuk kemudahan
pemeliharaan dan perawatan).
Bangunan Peredam Energi
Bangunan peredam energi merupakan bangunan beserta instalasinya untuk
mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam tubuh bendung agar tidak

5

membahayakan keamanan bendung. Apabila terjadi kecepatan aliran air yang
besar akan terjadi olak (turbulensi) yang dapat mengganggu jalannya air sehingga
menyebabkan berkurangnya aliran air yang masuk ke bangunan pelimpah
(gorong-gorong). Maka kecepatan aliran air harus dibatasi, yaitu tidak melebihi
kecepatan kritisnya.
Pada umumnya terdapat berbagai tipe peredam energi dan untuk
menentukan tipe yang sesuai diperlukan suatu studi yang luas dan mendalam,
sehingga diperoleh alternatif yang paling ekonomis. Peredam energi yang biasa
digunakan yaitu peredam energi terbuka dengan ambang tetap. Peredam energi ini
biasanya terdiri dari empat bagian utama yaitu :
 Saluran pengarah aliran
 Saluran pengatur aliran
 Saluran peluncur
 Peredam energi

Gambar 5 Skema sebuah tipe peredam energi pada bendung

METODE
Metode yang digunakan dalam proses penelitian ini terdiri dari:
1. Identifikasi Masalah
Untuk dapat mengatasi permasalahan secara tepat maka pokok
permasalahan harus diketahui terlebih dahulu. Solusi masalah yang akan
dibuat harus mengacu pada permasalahan yang terjadi.
2. Studi literatur.
Studi literatur dilakukan untuk memperoleh pengetahuan dasar
mengenai permasalahan yang akan diteliti. Selain itu, studi literatur
bertujuan untuk mempelajari berbagai metode untuk menentukan debit
rencana dan parameter yang mempengaruhinya.Literatur yang menjadi
acuan berasal dari publikasi ilmiah berupa buku teks, karya tulis dan
jurnal.
3. Studi lapangan.
Studi lapangan dilakukan dengan cara survei. Survei ini bertujuan
untuk memperoleh data-data yang dibutuhkan, baik sekunder maupun
aktual yang berhubungan dengan lokasi penelitian. Data yang dibutuhkan
meliputi dimensi embung dan ketinggian muka air embung.
4. Analisis Data

6

Data yang telah didapat diolah dan dianalisis sesuai dengan
kebutuhannya. Masing-masing data berbeda dalam pengolahan dan
analisisnya. Berdasarkan pengolahan dan analisis yang sesuai maka akan
diperoleh variabel-variabel yang akan digunakan dalam perencanaan
bangunan pelimpah.
5. Perencanaan Konstruksi
Hasil dari analisis data digunakan untuk menentukan perencanaan
konstruksi bangunan pelimpah yang sesuai, dan tepat disesuaikan dengan
kondisi-kondisi lapangan yang mendukung konstruksi.
Adapun tahapan pelaksanaan penelitian ini dapat dilihat pada diagram alir
sebagai berikut:

Gambar 6 Tahap pelaksanaan penelitian

Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan Februari sampai bulan April tahun 2014
di Perkebunan Bungamayang PTPN VII, Kecamatan Bungamayang, Lampung
Utara.

7

Gambar 7 Lokasi perencanaan pelimpah pada Embung Petak 093 Rayon II

(Sumber: Balai Penelitian Tanah, Litbang, Departemen Pertanian Lampung, 2012)
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu data curah hujan 10
tahunan di stasiun Perkebunan Bungamayang dan dimensi bendung pada embung
untuk perencanaan bangunan pelimpah.
Alat
Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain seperangkat
komputer/laptop yang yang telah dilengkapi dengan software untuk membantu
pengolahan data seperti Microsoft Excel 2007, Auto Cad 2010, Surfer, dan
Mapsource, kamera untuk pendokumentasian, stopwatch, kalkulator dan alat tulis.
Selain itu, digunakan juga pita ukur, theodolite, dan GPS (Global Positioning
System).

Prosedur Analisis Data
Secara umum, tahapan pengolahan data terbagi menjadi dua tahap yaitu
penelitian pendahuluan dan penelitian utama.
1. Analisis pendahuluan (Analisis Hidrologi)
Pada tahap ini, dilakukan perhitungan debit banjir rencana melalui analisis
hidrologi. Dalam merencanakan Spillway pada desain embung ini, sebagai

8

langkah awal dilakukan pengumpulan data. Data tersebut digunakan sebagai
dasar perencanaan teknis. Adapun langkah-langkah dalam penentuan debit
banjir rencana adalah sebagai berikut:
a. Menentukan curah hujan maksimum berdasarkan curah hujan harian
pada kurun waktu minimal 10 tahun terakhir.
b. Analisis frekuensi curah hujan rencana meliputi pengukuran disperse
untuk mengetahui nilai deviasi standar, koefisien skewness, koefisien
kurtosis, dan koefisien variasi.
c. Analisis jenis sebaran menggunakan metode Gumbel Tipe I atau
metode Log Pearson Tipe III atau metode Log Normal
d. Uji keselarasan sebaran dengan uji Chi Kuadrat dan uji Semirnov –
Kolmogorof
e. Menentukan intensitas curah hujan berdasarkan periode ulang
menggunakan persamaan Dr. Mononobe.
f. Perhitungan debit rencana dengan menggunakan metode rasional.
2. Penelitian Utama
Pada penelitian utama kali ini dilakukan pengukuran lapang mengenai
dimensi embung (luas embung, kemiringan embung, dan kedalaman
embung), tinggi muka air embung, dan kecepatan aliran di tubuh embung.
Pengukuran dimensi embung dan bendung berfungsi untuk menentukan
dimensi gorong-gorong dan kelengakapannya (pengatur aliran, peluncur,
dan bangunan peredam energi) yang akan direncanakan.
Pengukuran dimensi dan kecepatan aliran embung
Pengukuran dimensi embung dilakukan dengan menggunakan seperangkat
alat theodolite, pita ukur, dan GPS (Global Positioning System) dengan tujuan
untuk mengetahui luasan embung. Pengukuran dengan theodolite diambil 20 titik
acuan sehingga menghasilkan gambar topografi yang lebih detil. Berikut
merupakan dokumentasi pengukuran yang telah dilakukan menggunakan
theodolite.

Gambar 8 Pengukuran topografi embung dengan theodolite
Setelah dilakukan pengukuran menggunakan theodolite maka titik-titik
yang telah diambil dapat diolah sehingga diperoleh nilai jarak dan sudut
pengambilan titik-titik tersebut. Setelah diketahui nilai jarak dan sudut, nilai-nilai
tersebut diplotkan pada bidang program Autocad sehingga diperoleh suatu bentuk

9

penampang (denah) dari hasil pengukuran. Berdasarkan denah yang telah
tergambar maka dapat diketahui nilai luasan dan jarak antar titik hulu dengan titik
tinjau (lokasi gorong-gorong). Setelah itu dilakukan pengukuran dengan
menggunakan GPS untuk mengetahui luasan dan titik-titik koordinat pembuatan
gorong-gorong. Hasil penelusuran peta yang telah disimpan GPS dapat diolah
dengan menggunakan Mapsource yang dikoneksikan dengan perangkat laptop.

Gambar 9 Tampilan utama dari Mapsource GPS Garmin

Kemudian kecepatan aliran dapat diukur dengan metode pelampung.
Kecepatan aliran dihitung dari waktu yang dibutuhkan pelampung menempuh
suatu jarak yang telah ditentukan sebelumnya. Pengukuran pada penelitian ini
menggunakan jarak 14 meter sebagai acuan dengan pengulangan sebanyak tiga
kali setiap pengukuran.
Setelah diperoleh nilai dari waktu yang dibutuhkan pelampung untuk
melewati jarak 14 meter maka kecepatan darpat ditentukan dengan membagi 14
meter dengan waktu yang dibutuhkan. Satuan waktu yang digunakan adalah detik.
Alat yang digunakan dalam metode ini adalah ban sebagai pelampung, stopwatch
digital sebagai pengukur waktu, patok sebagai penanda jarak dan pita ukur
sebagai alat bantu dalam penempatan titik acuan.
Analisis perhitungan gorong-gorong
Berdasarkan perhitungan debit banjir rencana dari beberapa periode ulang
yang telah dilakukan sebelumnya maka dapat ditentukan dimensi gorong-gorong
yang akan digunakan. Bentuk gorong-gorong yang digunakan adalah pipa beton
bulat. Berdasarkan Buku Kriteria Perencanaan 04 Bagian : Bangunan, bahwa
diameter minimal untuk pipa beton bulat adalah 0.60 meter dan diameter
maksimal 1.00 meter. Jika diperoleh diameter lebih dari 1.00 meter maka dapat
digunakan 2 (dua) pipa beton bulat berjejer (double) dengan jarak spasi 0.40 meter.
Adapun data-data yang diperlukan dalam penentuan dimensi goronggorong di antaranya yaitu: debit banjir rencana, kecepatan aliran embung,
kecepatan yang diijinkan (1.5 – 2.0 m/dtk), tinggi muka air saluran, dan panjang
gorong-gorong rencana. Perhitungan dimensi gorong-gorong diawali dengan
perhitungan luas menggunakan persamaan sebagai berikut:
Q
A=
1
V
A = 1 4 . π .D2

2

10

dengan pengertian:
A
= luas gorong-gorong (m2)
Q
= debit banjir rencana (m3/dtk)
V
= kecepatan aliran rencana (m/dtk) = 1.5 – 2.0 m/dtk
Π
= nilai phi = 3.1427
D
= diameter gorong-gorong (m)
Kemudian kemiringan gorong-gorong
menggunakan rumus persamaan sebagai berikut:

dapat

diperoleh

dengan

P = π .D
R =

3

A
P

4
2

V

s=

2

k.R

5
3

dengan pengertian:
P
= keliling terbasahkan (m)
D
= diameter gorong-gorong (m)
R
= jari-jari hidraulik (m) = A/P
s
= slope kemiringan saluran gorong-gorong
k
= koefisien Stickler = 1/n , n = koefisien Manning
Selain itu, nilai kehilangan energi (h masuk, h gesekan, h keluar) akibat
pengaliran air di dalam gorong-gorong dapat dihitung dengan rumus persamaan:
6
h
Va-V 2
masuk =

masuk

2.g

keluar

Va-V 2
2.g

h

keluar =

hgesekan =

V2 .L
C2 .R

7

8

Akibat slope kemiringan saluran gorong-gorong dan total kehilangan
energi (htotal) maka debit rencana sebelumnya akan bertambah menjadi debit
outflow spillway dengan menggunakan rumus persamaan sebagai berikut:
Qo = μ .A . 2gh
9
dengan pengertian:
h
= kehilangan energi (m)
Ʃmasuk
= koefisien peralihan bentuk saluran bulat = 0.5 (Lampiran 5)
Ʃkeluar
= koefisien peralihan bentuk saluran bulat = 1.00 (Lampiran 5)
Va
= kecepatan aliran di saluran (m/dtk)
V
= kecepatan aliran rencana pada gorong-gorong (1.5 m/dtk)
C
= k . R1/6 = 70 × 0.151/6 = 51.02

11

R
L
Qo
µ
A
g

= jari-jari hidraulis (m)
= panjang gorong-gorong
= debit outflow (m3/dtk)
= koefisien debit dalam gorong-gorong pendek bulat = 0.90
= luas penampang gorong-gorong (m2)
= percepatan gravitasi = 9.81 m/s2

Analisis perhitungan peredam energi
Fungsi dari peredam energi di atas di antaranya adalah untuk penuntun dan
pengarah saluran, pengatur kapasitas aliran (debit), untuk kelancaran dari saluran
pengatur, dan mereduksi energi yang terdapat dalam aliran. Secara lebih jelasnya,
akan dijelaskan pada metode sebagai berikut.

Gambar 10 Skema penampang denah dan potongan pada saluran peredam energi

Saluran Pengarah Aliran
Bagian ini berfungsi sebagai penuntun dan pengarah aliran agar aliran
tersebut selalu dalam kondisi hidrolika yang baik. Pada saluran pengarah aliran ini,
kecepatan masuknya aliran air diatur tidak melebihi 4 m/dtk dan lebar saluran
mengecil ke arah hilir.

Gambar 11 Saluran pengarah aliran dan pengatur debit pada peredam energi

12

Lebar efektif spillway (Be), tinggi air banjir di atas sekat (Hd), dan tinggi
ambang air (W) dapat diperoleh dengan menggunakan rumus persamaan sebagai
berikut:
Be=B-2 n . Kp+Ka He

10

Hd=He-k

11

1
Hd
5
dengan pengertian:
Be
= lebar efektif embung (m)
B
= panjang embung aktual (m)
n
= jumlah pilar di atas mercu embung = 0
Kp
= koefisien kontraksi pada pilar = 0 (tanpa pilar)
Ka
= koefisien kontraksi pada dinding samping = 0.1
He
= tinggi tekanan total di atas mercu embung (m)
Hd
= tinggi air banjir di atas bendung (m)
k
= tinggi kecepatan aliran (m)
W≥

12

Saluran Pengatur Aliran
Sesuai dengan fungsinya sebagai pengatur kapasitas aliran (debit) air yang
melintasi bangunan pelimpah maka bentuk dan sistem kerja saluran pengatur
aliran ini harus disesuaikan dengan ketelitian pengaturan yang disyaratkan.
Penampang lintang sebelah hilir dari titik tertinggi mercu pelimpah dan bilangan
Froude (Fr) dapat diperoleh dengan persamaan lengkung Harold sebagai berikut:
X1.85=2 ×Hd0.85 ×Y
Y=

Fr=

X1.85
2 ×Hd0.85
Vx
g .dx

dengan pengertian:
Hd
= tinggi tekanan rencana (m)
X
= jarak horisontal dari titik tertinggi mercu embung ke titik mercu (m)
Y
= jarak vertikal dari titik tertinggi mercu embung ke titik mercu (m)
Fr
= bilangan Froude
V
= kecepatan aliran di bidang x (m/dtk)
g
= percepatan gravitasi = 9.81 m/dtk2
dx
= kedalaman permukaan di bidang x (m)

13
14

15

13

Bagian Saluran Transisi
Saluran diperlukan karena adanya perubahan bentuk penampang saluran
pengatur dengan saluran peluncur. Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai
berikut:

Gambar 12 Denah saluran transisi

Berdasarkan lebar efektif spillway pada saluran pengarah dan pengatur
maka dapat ditentukan panjang saluran transisi dan beda tinggi antara hulu dan
hilir saluran transisi sebagai berikut:
y=
l=

b1-b2
2

y
tgθ

∆H = S .l
dengan pengertian:
y
= perubahan lebar saluran dari pengatur ke peluncur (m)
l
= panjang saluran transisi (m)
θ
= sudut pelebaran
ΔH
= beda tinggi hulu dan hilir saluran transisi (m)
s
= slope kemiringan saluran transisi

16
17
18

Bangunan Peredam Energi
Sebelum aliran air yang melintasi bangunan pelimpah dikembalikan ke
sungai, maka aliran dengan kecepatan yang tinggi dalam kondisi super kritis
tersebut harus diperlambat dan dirubah pada kondisi aliran sub kritis. Guna
meredusir energi yang terdapat di dalam aliran tersebut, maka di ujung hilir
saluran peluncur harus dibuat suatu bangunan yang disebut peredam energi
(stilling basin). Terdapat beberapa tipe peredam energi yang sangat tergantung
pada karakteristik hidrolis aliran seperti kecepatan aliran (v), bilangan froude (Fr),
dan debit persatuan lebar (q) dan harus aman dari banjir 25 tahunan.Dalam
penelitian ini direncanakan menggunakan kolam olak datar dengan tipe IV USBR.

14

Gambar 13 Blok muka dan ambang ujung hilir kolam olak
Panjang kolam olak dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:
L=2 yu

1+8 Fr2 - 1

19

dengan pengertian:
L
= panjang kolam olak (m)
yu
= w = tinggi energi di bidang terompet (m)
Fr
= bilangan Froude
Setelah itu dimensi gigi pemancar aliran dapat ditentukan sebagai berikut:
a. Lebar gigi pemancar aliran (w)
= yu
b. Panjang blok muka gigi pemancar aliran
= 2 × yu
c. Tinggi gigi pemancar aliran (t)
= 2 × yu
d. Jarak antar gigi pemancar aliran
= 2.5 × w
e. Kemiringan blok muka gigi pemancar aliran = 5% = 0.05
Dimensi ambang ujung hilir kolam olak dapat ditentukan sebagai berikut:
a. Tinggi ambang ujung hilir (t)
= 1.25 × w
b. Kemiringan ambang ujung hilir
=1:2
c. Lebar dasar ambang ujung hilir
=2×t
Kemudian kedalaman loncatan hidrolis dalam kolam olak dapat diperoleh dengan
rumus persamaan sebagai berikut:
1
2
=
1+8� 2− 1
20
2
1
dengan pengertian:
d2
= kedalam loncatan hidrolis (m)
d1
= yu = kedalaman aliran di bidang transisi (m)
Fr
= bilangan Froude

15

Tinggi jagaan (Freeboard)
Tinggi jagaan pada peredam energi minimal adalah sebesar 0.60 meter dan
dihitung dengan menggunakan rumus persamaan sebagai berikut:
1

FB=0.6+0.037 . V . d 3
dengan pengertian:
Fb
= tinggi jagaan (m)
v
= kecepatan aliran (m/dtk) = Q/A , A = B × d1
d = y1 = kedalaman air di dalam bidang transisi (m)

21

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Embung dan Pelimpah Petak 093 Afdeling 09 Rayon II
Perkebunan Bungamayang sebagai salah satu perkebunan budidaya tebu
yang mengandalkan curah hujan. Namun dalam praktik budidaya, perkebunan
tidak bisa hanya mengandalkan air dari curah hujan untuk memenuhi kebutuhan
air tanaman. Diperlukan tambahan air berupa air irigasi yang berasal dari
embung–embung untuk menunjang pertumbuhan tanaman tebu secara optimal,
terutama pada masa awal tanam untuk merangsang perkecambahan.

Gambar 14 Embung sebagai pemenuhan kebutuhan air irigasi tebu

Terdapat sekitar 273 embung di Perkebunan Bungamayang yang tersebar
dari rayon I hingga Rayon IV yang digunakan sebagai cadangan air irigasi,
dengan menggunakan pompa maka air dari embung akan disedot dan
dipergunakan untuk mengairi lahan tebu. Kondisi saluran pelimpah pada Petak
093 Afdeling 09 Rayon II saat ini hanya berdasarkan timbunan dan sodetan tanah
sekitar yang selanjutnya dibuang menuju embung pada Petak 094 di bawahnya.
Timbunan dan sodetan akan mengalami pengikisan dan penggerusan air limpahan
dari Petak 093 sehingga sodetan akan melebar menuju sisi kiri dan kanan.
Pelebaran akan menyebabkan limpasan air yang cukup banyak dan membanjiri
lahan sekitar.

16

Gambar 15 Kondisi saluran pelimpah pada Petak 093 menuju Petak 094

Di samping itu, adanya perbedaan tinggi sebesar 3.00 meter antara Petak
093 dan 094 menghasilkan aliran kritis yang dapat menggerus dasar embung di
Petak 094. Oleh karena itu untuk mereduksi penggerusan tersebut diperlukan
gorong-gorong sebagai pengarah aliran dan peredam energi sebagai pereduksi
energi dari air limpahan. Berdasarkan hasil pengukuran menggunakan theodolite
dan GPS terhadap embung Petak 093 Rayon II, diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel 1 Hasil pengukuran Embung Petak 093 dan daerah tangkapan air (DTA)
Parameter
Nilai
Luas Embung
6000 m2
Kedalaman rata-rata embung
1.5 m
Volume embung
9000 m3
Jarak titik hulu dan gorong-gorong
204 m
Beda tinggi embung 093 dan 094
3.0 m
Lebar atas slope 093 dan 094
4.0 m
Tinggi hulu DTA
57.8 m
Tinggi hilir DTA
56.0 m
Beda tinggi DTA
1.80 m
Panjang DTA ke muka air embung
30.0 m
Luas DTA
11385 m2

Berikut disajikan hasil pengolahan data hasil pengukuran GPS dengan
menggunakan Mapsource.

Gambar 16 Hasil pengolahan data dengan Mapsource

17

Analisis Debit Banjir Rencana
Data hujan yang digunakan direncanakan selama 12 tahun sejak Tahun 2002
hingga Tahun 2013 di Stasiun Cuaca Bungamayang. Data hujan harian
maksimum ditampilkan pada Tabel 1.
Tabel 2 Data curah hujan harian maksimum Stasiun Bungamayang
Jan

Peb

Mar

Apr

Mei

Jun

Jul

Agt

Sep

Okt

Nop

Des

2002
2003
2004

55
58
125

31
106
40

62
72
47

56
34
26

44
37
18

25
8
28

42
55
39

13
68
33

17
23
19

2
34
40

26
49
46

92
70
64

Rh
max
(mm)
92
106
125

2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011

59
46
43
80
25
33
53

61
46
30
46
38
30
31

73
58
72
38
31
56
47

55
42
71
69
46
21
91

29
35
40
38
18
22
39

85
41
24
35
16
14
16

28
5
31
26
20
29
50

8
20
35
21
57
-

38
27
40
2
36
10

59
39
34
17
43
22

50
13
45
50
39
29
27

78
25
77
33
52
42
72

85
58
77
80
52
57
91

2012
2013

25
41

68
32

49
28

105
25

35
20

44
36

23
22

19
16

3
41

18
11

26
19

18
29

105
41

Bulan Dalam Setahun (mm)
Thn

(Sumber: BMG Stasiun Bungamayang Lampung Utara)

1. Parameter Statistik (Pengukuran Dispersi)
Bahwa tidak semua nilai dari suatu variabel hidrologi terletak atau sama
dengan nilai rata-ratanya, tetapi kemungkinan ada nilai yang lebih besar atau
lebih kecil dari nilai rata-ratanya (Kodoatie, 2008). Besarnya dispersi dapat
dilakukan pengukuran dispersi yakni melalui perhitungan parameter statistik
untuk (Xi-X), (Xi-X)2, (Xi-X)3, (Xi-X)4 terlebih dahulu.
dengan pengertian: Xi
= besarnya curah hujan daerah (mm)
X
= Rata-rata curah hujan maksimum daerah (mm)
Tabel 3 Parameter statistik
Tahun
2002
2003
2004
2005
2006

Rh (Xi)
92
106
125
85
58

(Xrat)
81
81
81
81
81

(Xi - Xrat)
11
25
44
4
-23

(X - Xrat)2
121
600
10936
16
529

(X - Xrat)3
1331
14706
85184
64
-12167

(X - Xrat)4
14641
360300
3748096
256
279841

2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013

77
80
52
57
91
105
41

81
81
81
81
81
81
81

-4
-1
-29
-24
10
24
-40

16
1
841
576
094
562
1600

-64
-1
-24389
-13824
913
13312
-64000

256
1
707281
331776
8853
315496
2560000

18

Adapun yang termasuk dalam pengukuran dispersi antara lain sebagai berikut:
a. Deviasi standar (Sd)
Perhitungan deviasi standar menggunakan persamaan sebagai berikut:
Xi-Xrat
n-1

Sd=

6892

� =

2

22

,Sd = 25.031

12−1

b. Koefisien skewness (Cs)
Perhitungan koefisien skewness menggunakan persamaan sebagai berikut:
n

Cs=

n
i=1

Xi-Xrat

3

23

n-1 n-2 Sd3
12 ×1065

=

12−1 (12−2)×25.0313

, Cs = 0.007

c. Pengukuran kurtosis (Ck)
Perhitungan kurtosis menggunakan persamaan sebagai berikut:
1
Xi-Xrat 4
n
Ck=
Sd4
Ck=

24

1
8326797
12
4

25.031

, Ck = 1.768

d. Koefisien Variasi (Cv)
Perhitungan koefisien variasi menggunakan persamaan sebagai berikut:
Sd
Cv=
25
Xrat
=

25.031
81

, Cv = 0.309

2. Analisis Jenis Sebaran
2.1 Metode Gumbel Tipe I
Menghitung curah hujan dengan persamaan sebagai berikut:
S
Xt = Xrat +
Yt-Yn
Sn

26

dengan pengertian:
Xrat
= 81
Sd
= 25.031
Yn
= 0.5035 (Tabel Lampiran 1 Yn)
Sn
= 0.9833 (Tabel Lampiran 1 Sn)
YT
= berdasarkan nilai T (periode ulang tahunan) (Lampiran 1)

19

Tabel 4 Distribusi sebaran metode Gumbel Tipe I
Periode

Xrat

Sd

Sn

Yn

Yt

Xt

2
5

81
81

25.031
25.031

0.9833
0.9833

0.5035
0.5035

0.3665
1.4999

77.513
106.364

10
20
25
50
100
200
1000

81
81
81
81
81
81
81

25.031
25.031
25.031
25.031
25.031
25.031
25.031

0.9833
0.9833
0.9833
0.9833
0.9833
0.9833
0.9833

0.5035
0.5035
0.5035
0.5035
0.5035
0.5035
0.5035

2.2502
2.9606
3.1985
3.9019
4.6001
5.296
6.919

125.464
143.548
149.604
167.510
185.284
202.998
244.314

2.2 Metode Log Pearson Tipe III
Menghitung curah hujan dengan menggunakan persamaan sebagai
berikut:
Y= Y+ k.S

27

Tabel 5 Distribusi frekuensi metode Log Pearson Tipe III

1.886
1.886
1.886
1.886

log X - log
Xrat
0.078
0.138
0.211
0.044

(log X - log
Xrat)2
0.0061
0.0189
0.0446
0.0019

(log X - log
Xrat)3
0.0005
0.0026
0.00094
0.0001

1.763
1.886
1.903
1.716
1.756
1.958

1.886
1.886
1.886
1.886
1.886
1.886

-0.122
0.001
0.017
-0.170
-0.130
0.072

0.0150
0.0000
0.0003
0.0288
0.0169
0.0052

-0.0018
0.0000
0.0000
-0.0049
-0.0022
0.0004

2.020
1.613

1.886
1.886

0.134
-0.273

0.0180
0.0745

0.0024
-0.0203

0.000

0.2301

-0.0139

Tahun

X

log X

log Xrat

2002
2003
2004
2005

92
106
125
85

1.964
2.023
2.097
1.929

2006
2007
2008
2009
2010
2011

58
77
80
52
57
91

2012
2013

105
41

Jumlah

22.629

=
� +
log = log
di mana :
Y
Yrat
k
Sd

. � sehingga persamaan menjadi
� + (� log � )

28

= nilai logaritma dari x
log ( )
= rata-rata hitung nilai Y atau log
� =
= 1.886
= interpolasi kemencengan (Cs) pada Tabel di Lampiran 2
= deviasi standar berubah menjadi:

20

log X - log Xrat ) 2
=0.1446
n-1

= Sd log X rat=

Nilai kemencengan (Cs):
n
log X - log Xrat ) 3
=-0.4997
Cs=
n-1 n-2 (Sd log Xrat)3
Tabel 6 Distribusi sebaran metode Log Pearson Tipe III
X = 10Y

0.076
0.855

Y = log Xrat +
k Sd log Xrat
1.896
2.009

1.216
1.567
1.776
1.955
2.108
2.400

2.061
2.112
2.142
2.168
2.190
2.232

115.240
129.533
138.889
147.427
155.111
170.0948

Periode

log Xrat

Sd log Xrat

Cs

k

2
5

1.886
1.886

0.1446
0.1446

-0.4997
-0.4997

10
25
50
100
200
1000

1.886
1.886
1.886
1.886
1.886
1.886

0.1446
0.1446
0.1446
0.1446
0.1446
0.1446

-0.4997
-0.4997
-0.4997
-0.4997
-0.4997
-0.4997

78.858
102.218

2.3 Metode Log Normal
Menghitung curah hujan menggunakan persamaan sebagai berikut:
Xt=Xrat+Kt ×Sd
29
di mana:
Kt = interpolasi nilai Cs pada Tabel Lampiran 3
Cs = koefisien skewness 0.007
Tabel 7 Distibusi sebaran metode Log Normal
Periode

Xrat

Sd

kt

Xt

2
5
10
20
50

81
81
81
81
81

25.0309
25.0309
25.0309
25.0309
25.0309

-0.00162
0.031486
0.01057
0.0559755
0.075607

80.959
81.788
81.265
82.401
82.8093

100

81

25.0309

0.0866075

83.168

Hasil perhitungan curah hujan rencana dari semua metode di atas dapat
dilihat pada Tabel 8 di bawah ini:
Tabel 8 Rekapitulasi curah hujan rencana
Periode

Gumbel

Log Pearson III

Log Normal

2
5

77.513
106.364

78.858
102.218

80.959
81.788

10
20
25
50
100
200

125.464
143.548
149.604
167.510
185.284
202.998

115.240
129.533
138.889
147.427
155.111

81.265
82.401
82.8093
83.168
-

1000

244.314

170.0948

-

21

Pada Tabel 9 di bawah ini menunjukkan beberapa parameter yang menjadi
syarat penggunaan suatu metode distribusi. Berdasarkan tabel tersebut
ditunjukkan beberapa nilai Cs dan Ck yang menjadi persyaratan dari penggunaan
tiga jenis metode distribusi yang telah dilakukan sebelumnya.
Tabel 9 Syarat penggunaan jenis sebaran
Jenis Distribusi
Metode Gumbel
Metode Log Normal

Metode Log Pearson III

Syarat

Hasil Perhitungan

Keterangan

Ck ≤ 5.4002
Cs ≤ 1.139
Cs = 3 Cv + Cv3
3 x 0.309 + 0.30093

Ck = 1.768
Cs = 0.007

Memenuhi
Memenuhi

Cs = 0.9565
Ck = 0
Cs ≠ 0
Ck = 1,5 Cs (In X) 2 + 3
Ck = 1.001

Cs = 0.007
Ck = 1.768
Cs = -0.4997
Ck = 1.768

Tidak
Tidak
Memenuhi
Tidak

Dari keempat metode yang digunakan di atas yang paling mendekati adalah
sebaran Metode Gumbel Tipe I dengan nilai Cs = 0.007 mendekati persyaratan Cs
≤ 1.139 dan nilai Ck = 1.768 yang mendekati persyaratan Ck ≤ 5.4002.
Berdasarkan jenis sebaran yang telah memenuhi syarat tersebut perlu diuji
kecocokan sebarannya dengan beberapa metode. Hasil uji kecocokan sebaran
menunjukkan distribusinya dapat diterima atau tidak.
3. Pengujian Keselarasan Sebaran
3.1 Uji Sebaran dengan Chi Kuadrat
Untuk menguji keselarasan sebaran Metode Gumbel Tipe I,
digunakan Uji Sebaran Chi Kuadrat (Chi Square Test). Uji sebaran dengan
chi kuadrat dapat menggunakan persamaan sebagai berikut:
(Oi-Ei)2
30
X2 =
Ei
� = 1 + 3.22 log
= 1 + 3.22 log 12
= 4.585 ≈ 5

DK = K-(1+1)
DK = 5-(1+1)
DK = 3
n 12
Ei= =
=2.4
K 5
∆ =

� −
�
(� − 1)

=

K
n

= Jumlah Kelas
= Jumlah Data

DK

= Derajat kebabasan

125 − 41
= 21
(5 − 1)

� � = min − 0.5 ∆
= 41 − 0.5 × 21 = 30.5

22

Nilai f2cr diperoleh pada Tabel Lampiran 4 dengan menggunakan
nilai DK = 3 dan Derajat Kepercayaan 5%, lalu dibandingkan dengan
nilai f2 hasil perhitungan yang dapat dilihat pada Tabel 10. Adapun
syarat yang harus dipenuhi yaitu: f2 hitungan < f2cr.
Tabel 10 Uji keselarasan sebaran dengan chi kuadrat
Probabilitas

Jumlah Data
Oi
Ei

Oi - Ei

f2 = ((Oi-Ei)2)/Ei

30 < x < 50
50 < x < 70
70 < x < 90

1
3
3

2.4
2.4
2.4

-1.4
0.6
0.6

0.82
0.15
0.15

90 < x < 110
x > 110

4
1

2.4
2.4

1.6
-1.4

1.07
0.82

Jumlah

12

12

3.00

Derajat signifikasi (α)
= 5% = 0.05
f2 hasil hitungan
= 3.00
2
f cr dari Tabel Lampiran 4 = 7.815
Berdasarkan perbandingan di atas bahwa nilai f 2 hitungan < f2cr,
maka hipotesa yang diuji dapat diterima.
3.2 Uji Sebaran Smirnov – Kolmogorov
Uji keselarasan Smirnov – Kolmogorov, sering juga uji kecocokan
non parametrik (non parametric test), karena pengujian tidak
menggunakan fungsi distribusi tertentu. Hasil perhitungan uji
keselarasan sebaran dengan Smirnov – Kolmogorov untuk Metode
Gumbel Tipe I dapat dilihat pada Tabel 11.
Xrat = rata-rata curah hujan
= 81 mm
Sd
= deviasi standar
= 25.031
n
= jumlah data
= 12
Tabel 11 Uji keselarasan sebaran Smirnov – Kolmogorov
Xi

M

1
41
52
57
58
77

2
1
2
3
4
5

80
85
90.7
92
104.7
105.5
125

6
7
8
9
10
11
12

P(x) = M /
(n+1)
3
0.077
0.154
0.231
0.308
0.385
0.462
0.538
0.615
0.692
0.769
0.846
0.923

P (x