ANALISIS BANJIR WAY BESAI DENGAN MODEL MATEMATIS UNSTEADY FLOW MENGGUNAKAN SOFTWARE HEC - RAS

ABSTRAK
FLOOD ANALYSIS OF WAY BESAI RIVER USING HEC – RAS
MATHEMATICAL MODEL
By
HARIJADI
River flood control projects include two important analyses, hydrological analysis
and hydraulics analysis. In the hydrological analysis, design flood calculation is
one of the main objectives in the river flood control projects. The calculation is
based on the flow data of the river or through the rain - discharge convertion using
empirical equations. On the other hand, the analysis of hydraulics is also
important to design the river capacity in order avoid flood.
Hydraulics analysis carried out in this research is for Way Besai River using
HEC-RAS which is a continuation of hydrological analysis. In hydrological
analysis, on a condition where there is no measurement field data, bankfull
capacity of the river is used as a calibration material for Q2. The weakness of
design flow calculation by using rainfall data is that we should always assume that
the rainfall occurs in the entire watershed. As a consequence the result of the
design flow is sometimes too large or over-estimated. The use of several methods
of hourly rainfall distribution which is usually used for security purposes for large
dams should be different from the ones for flood control projects to avoid over
design in hydraulic structures.

In hydraulics analysis using HEC-RAS, the difference principle between steady
flow and unsteady flow mode lies in the type of flow input. Steady flow mode is
using a constant flow of data as the flow input. While unsteady flow mode is
using hydrograph flow data as the flow input. In HEC-RAS, the use of steady
flow and unsteady flow modes also depend on the user’s experience.
Hydrological analysis and hydraulics analysis in Indonesia are still based on
approaches which supported by logical reasons. Therefore project work
experience is a very important asset that will affect the accuracy of the analysis.
Keyword: River, Flood, Hydrology, Hydraulic, HEC-RAS

ABSTRAK

ANALISIS BANJIR WAY BESAI DENGAN MODEL MATEMATIS
UNSTEADY FLOW MENGGUNAKAN SOFTWARE HEC - RAS
Oleh
HARIJADI
Pekerjaan pengendalian banjir sungai melibatkan diantaranya dua analisis penting
yaitu analisis hidrologi dan analisis hidrolika. Dalam analisis hidrologi,
perhitungan debit rancangan merupakan salah satu tujuan utama dalam pekerjaan
pengendalian banjir sungai. Perhitungan debit rancangan didasarkan pada data

debit yang tersedia pada sungai yang bersangkutan atau melalui perhitungan hujan
rancangan yang kemudian dialihragamkan menjadi debit rancangan dengan
persamaan-persamaan empiris. Di sisi lain, analisis hidrolika juga penting
dilakukan untuk kebutuhan mendesain kapasitas tampung sungai terhadap debit
rancangan yang akan lewat.
Pada penelitian ini dilakukan analisis hidrolika untuk Sungai Way Besai dengan
menggunakan HEC-RAS yang merupakan lanjutan dari analisis hidrologi. Dalam
analisis hidrologi, pada kondisi tidak ada data pengukuran lapangan, bankfull
capacity dari sungai dipakai sebagai bahan kalibrasi untuk Q2. Kelemahan dari
perhitungan debit banjir dengan menggunakan data hujan adalah bahwa kita
harus selalu berasumsi bahwa hujan terjadi pada seluruh DAS. Sebagai akibatnya
debit yang dihasilkan terkadang terlalu besar atau over estimated. Penggunaan
beberapa metode distribusi hujan jam-jaman yang biasanya dipakai untuk
keperluan keamanan bendungan-bendungan besar sebaiknya dibedakan dengan
metode distribusi hujan jam-jaman untuk pengendalian banjir untuk menghindari
over design pada bangunan-bangunan sungai.
Dalam analisis hidrolika dengan menggunakan HEC-RAS, perbedaan prinsip dari
mode running steady flow dan mode running unsteady flow terletak pada tipe
debit inputnya. Mode running steady flow menggunakan data debit yang konstan
sebagai debit input. Sedangkan mode running unsteady flow menggunakan data

debit hidrograf sebagai debit input. Dalam aplikasi HEC-RAS, penggunaan mode
running steady flow maupun unsteady flow juga bergantung kepada pengalaman
orang yang memodelkan.
Analisis hidrologi dan analisis hidrolika di Indonesia pada dasarnya masih
merupakan pendekatan-pendekatan yang didukung dengan alasan-alasan yang
logis. Oleh karena itu pengalaman pengerjaan proyek adalah asset yang sangat
penting yang akan mempengaruhi keakuratan analisis.
Kata Kunci : Sungai, Banjir, Hidrologi, Hidrolika, HEC-RAS

ANALISIS BANJIR WAY BESAI DENGAN MODEL MATEMATIS
UNSTEADY FLOW MENGGUNAKAN SOFTWARE HEC-RAS

Oleh

HARIJADI

Tesis
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
MAGISTER TEKNIK
Pada

Program Pascasarjana Magister Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung

PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014

ANALISIS BANJIR WAY BESAI DENGAN MODEL MATEMATIS
UNSTEADY FLOW MENGGUNAKAN SOFTWARE HEC-RAS

(Tesis)

Oleh

HARIJADI

PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014

DAFTAR GAMBAR
Gambar
2.1 (a) Proses Pembuatan Poligon Thiessen Tahap 1,

Halaman

(b) Proses Pembuatan Poligon Thiessen Tahap 2,
(c) Proses Pembuatan Poligon Thiessen Tahap 3 ........................................12
2.2

Diagram Alir Pemodelan Hidrolika dengan HEC-RAS ...............................25

2.3

Aliran melalui alur utama dan bantaran (Sumber : Istiarto, 2012) ...............26

3.1

Peta Lokasi Penelitian ..................................................................................30

3.2

Kejadian Banjir di Kecamatan Negeri Agung ..............................................31

3.3

Kejadian Banjir di Kecamatan Pakuan Ratu ................................................31

3.4

Kejadian Banjir di Kecamatan Negeri Batin ................................................32

3.5

Kejadian Banjir di Kecamatan Negeri Besar ................................................32

3.6

Bagan Alir Prosedur Penelitian ....................................................................33

3.7

Struktur Hirarki Sungai Pada DAS Way Besai ............................................33

3.8

Lokasi Stasiun Hidrologi ..............................................................................34

4.1

Grafik Intensitas Hujan Mononobe ..............................................................42

4.2

Grafik Hidrograf Satuan Sintetis (HSS) .......................................................43

4.3

Hidrograf Sintetik Nakayasu ........................................................................44

4.4

Potongan melintang Lokasi Pengamatan untuk Perhitungan Debit Aliran
Dasar (Baseflow) .........................................................................................49

4.5

Kurva (lengkung) hubungan antara debit (Q)
dengan ketinggian (h). .................................................................................49

v

4.6

Gambar Hidrograf Debit .............................................................................52

4.7

Perubahan dari Distribusi Hujan Mononobe Menjadi Distribusi
Hujan Genta ..................................................................................................55

4.8

Profil penampang sungai hasil running HEC-RAS dalam kondisi
steady flow untuk debit banjir rancangan 2 tahunan (Q2) ............................64

4.9

Profil penampang sungai hasil running HEC-RAS dalam kondisi
unsteady flow untuk debit banjir rancangan 2 tahunan (Q2) ......................65

4.10 Profil penampang sungai hasil running HEC-RAS dalam kondisi
steady flow untuk debit banjir rancangan 5 tahunan (Q5) ............................65
4.11 Profil penampang sungai hasil running HEC-RAS dalam kondisi unsteady
flow untuk debit banjir rancangan 5 tahunan (Q5) ......................................66
4.12 Profil penampang sungai hasil running HEC-RAS dalam kondisi steady

flow untuk debit banjir rancangan 10 tahunan (Q10) ..................................66
4.13 Profil penampang sungai hasil running HEC-RAS dalam kondisi unsteady
flow untuk debit banjir rancangan 10 tahunan (Q10) ...................................67
4.14 Profil penampang sungai hasil running HEC-RAS dalam kondisi steady
flow untuk debit banjir rancangan 20 tahunan (Q20) ...................................67
4.15 Profil penampang sungai hasil running HEC-RAS dalam kondisi unsteady
flow untuk debit banjir rancangan 20 tahunan (Q20) ...................................68
4.16 Profil tinggi muka air untuk masing-masing mode running.........................69
4.17 Perbedaan konsep input debit antara mode running steady flow dan
Mode running unsteady flow pada HEC-RAS .............................................86

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL................................................................................................. iii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ iv
I.

PENDAHULUAN
1.1

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

1.2

Identifikasi Masalah ................................................................................3

1.3

Rumusan Masalah....................................................................................4

1.4

Maksud dan Tujuan .................................................................................5

1.5

Batasan Masalah ......................................................................................5

1.6

Manfaat Penelitian ...................................................................................6

II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1

Sungai ......................................................................................................7

2.2

Banjir .......................................................................................................8

2.3

Penyebab Banjir .......................................................................................9

2.4

Analisa Hidrologi ..................................................................................10

2.5

Perhitungan Hujan Rerata DAS .............................................................11

2.6

Perhitungan Curah Hujan Rancangan....................................................12

2.7

Perhitungan Debit Banjir Rancangan ....................................................18

2.8

Analisa Aliran Dasar (Base Flow) ........................................................22

2.9

Analisa Hidrolika...................................................................................23

ii

2.10 Model Pendekatan atau Pemodelan Banjir ............................................24
2.11 Persamaan Aliran Tidak Permanen Pada HEC-RAS ............................26
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1

Lokasi Penelitian ...................................................................................29

3.2

Kondisi Banjir Di Lokasi Penelitian ......................................................30

3.3

Data Hidrologi .......................................................................................32

3.4

Prosedur Penelitian ................................................................................33

3.5

Pengumpulan Data Morfologi Sungai dan Data Hidrologi ...................35

3.6

Analisis Hidrologi..................................................................................35

3.7

Analisis Hidrolika ..................................................................................37

3.8

Pembahasan dan Penarikan Kesimpulan ...............................................38

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum ......................................................................................................38
4.2 Analisis Hidrologi ....................................................................................38
4.2.1

Perhitungan Hujan Rerata DAS ...................................................38

4.2.2

Perhitungan Distribusi Hujan Jam-jaman ....................................41

4.2.3

Perhitungan Debit Rancangan ......................................................42

4.2.4

Perhitungan debit aliran dasar (baseflow) ...................................47

4.2.5

Diskusi Hidrologi .........................................................................52

4.3 Analisis Hidrolika Dengan HEC-RAS.....................................................56
4.3.1

Menjalan program HEC-RAS .....................................................57

4.3.2

Hasil Pemodelan HEC-RAS .......................................................64

4.3.3

Diskusi Hidrolika .........................................................................86

iii

V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ..............................................................................................89
5.2 Saran ........................................................................................................91
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

iii

DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1 Hubungan Reduksi Data Rata-rata (Yn) dengan Jumlah Data (n) ...............13
2.2

Hubungan Antara Deviasi Standar (Sn) dan Reduksi Data dengan
Jumlah Data (n) ...........................................................................................14

2.3

Faktor Frekuensi (G) (Kemencengan Negatif) .............................................15

2.4

Faktor Frekuensi (G) (Kemencengan Positif) ..............................................16

3.1

Morfologi Sub DAS pada DAS Way Besai ..................................................29

4.1

Koefisien Thiessen untuk setiap stasiun hujan di DAS Way Besai .....38

4.2

Data hujan harian maksimum tahunan untuk DAS Way Besai .............39

4.3

Curah hujan rancangan untuk DAS Way Besai ......................................41

4.4

Data hujan harian maksimum tahunan untuk DAS Way Besai ...................42

4.5

Hidrograf Sintetik Nakayasu untuk DAS Way Besai ..................................43

4.6

Debit Banjir untuk DAS Way Besai ............................................................45

4.7

Debit Banjir DAS Way Besay dengan adanya Baseflow ............................50

4.8

Tinggi muka air untuk masing-masing mode running ................................68

4.9

Hasil Pemodelan HEC-RAS Dengan Kondisi Aliaran Steady Flow dan
Unsteady Flow Q2 ........................................................................................70

4.10 Hasil Pemodelan HEC-RAS Dengan Kondisi Aliaran Steady Flow dan
Unsteady Flow Q5 ........................................................................................74

4.11 Hasil Pemodelan HEC-RAS Dengan Kondisi Aliaran Steady Flow dan
Unsteady Flow Q10 ......................................................................................77
4.12 Hasil Pemodelan HEC-RAS Dengan Kondisi Aliaran Steady Flow dan
Unsteady Flow Q20 ......................................................................................81

iv

∞ PERSEMBAHAN ∞
Sembah sujud serta puji syukur kehadirat Allah SWT, taburan cinta dan
kasih sayang-Mu telah memberikanku kekuatan, membekaliku dengan ilmu
serta memperkenalkanku dengan cinta.
Berkat karunia serta kemudahan yang Engkau berikan, akhirnya tesis ini
dapat terselesaikan. Kupersembahkan karya ilmiah ini kepada orang-orang
yang sangat kukasihi dan kusayangi.

∞ MOTTO HIDUP ∞
“ Tiada kekayaaan lebih utama dari pada akal. Tiada kepapaan lebih
menyedihkan daripada kebodohan. Tiada warisan lebih baik dari pada
pendidikan”
( Imam Ali Bin Abi Thalib r.a )

“Hidup adalah kegelapan jika tanpa hasrat dan keinginan. Dan semua
hasrat - keinginan adalah buta, jika tidak disertai pengetahuan. Dan
pengetahuan adalah hampa jika tidak diikuti pelajaran. Dan setiap
pelajaran akan sia-sia jika tidak disertai cinta”
( Kahlil Gibran )

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kota Surabaya pada tanggal 27 Maret
1960, sebagai anak ke enam dari sepuluh bersaudara dari
pasangan Bapak Soebandi dan ibu Moedjijem.
Pendidikan Sekolah Dasar diselesaikan pada tahun 1972 di
SDN Seruni II Surabaya, Pendidikan Sekolah Menengah
Pertama diseselasikan pada tahun 1975 di Kota Surabaya dan
Pendidikan Sekolah Menengah Atas diselesaikan pada tahun 1979 di SMA Negeri
I Surabaya. Pada Tahun 1982 penulis terdaftar sebagai mahasiswa S1 di
Universitas Brawijaya Malang Fakultas Teknik jurusan Pengairan dan selesai
pada tahun 1987.

Pada tahun 1988 sampai dengan diselesiakannya tesis ini, penulis bekerja sebagai
Penyedia Jasa Konsultansi Teknik yang bergerak dibidang Keairan.
Pada tahun 2009, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Pasca Sarjana Magister
Teknik Sipil Universitas Lampung, hingga terselesaikannya Tesis ini pada bulan
Desember tahun 2014.

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji Syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan Rahmat,
dan Nikmat Nya sehingga penulisan tesis ini dapat terselesaikan.
Penulisan tesis dengan judul “Analisis Banjir Way Besai Dengan Model
Matematis Unsteady Flow Menggunakan Software HEC-RAS” ini merupakan
salah satu syarat untuk meraih gelar Magister Teknik Sipil di Universitas
Lampung.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung.
2. Ibu Dr. Dyah Indriana Kusumastuti, S.T., M.Sc selaku Pembimbing
Utama sekaligus Ketua Program Pasca Sarjana Magister Teknik Sipil
Universitas Lampung atas kesediaannya dalam memberikan bimbingan,
arahan, kritik dan saran selama proses penyelesaian tesis ini.
3. Bapak Ir. Nur Arifaini, M.S selaku Pembimbing Kedua atas kesediaannya
dalam memberikan bimbingan, arahan, kritik dan saran selama proses
penyelesaian tesis ini.
4. Bapak Ir. Ahmad Ahmad Zakaria M.T., Ph.D selaku Penguji atas koreksi,
masukan dan sarannya yang diberikan sejak seminar proposal tesis,
seminar hasil tesis dan disaat ujian tesis.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Sungai mengalirkan air dengan menganut filosofi gravitasi, di mana air selalu
mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah atau dari hulu menuju
hilir. Proses aliran air di sungai adalah proses alam yang tiada henti, menutup
siklus hidrologi dengan mengembalikan limpasan sungai ke laut.

Selama

berabad-abad, sungai telah digunakan sebagai sumber air bersih, memenuhi
kebutuhan manusia akan air minum, sanitasi, irigasi, dan lain sebagainya. Sungaisungai besar dibendung untuk menyimpan air di musim hujan dan
menggunakannya di musim kemarau untuk berbagai keperluan.

Selain dapat memberikan manfaat bagi manusia, sungai juga dapat merupakan
sumber bencana. Bencana yang paling sering timbul akibat meluapnya air sungai
adalah bencana banjir. Banjir adalah suatu kondisi di mana tidak tertampungnya
air dalam saluran (sungai) atau terhambatnya aliran air di dalam saluran atau
sungai sehingga meluap, menggenangi daerah di sekitarnya (Suripin, 2004). Ada
yang menyatakan bahwa luapan air tersebut belum disebut sebagai bencana banjir
apabila tidak ada manusia yang dirugikan.

2

Pekerjaan-pekerjaan persungaian biasanya dititikberatkan pada perbaikan alur
sungai, normalisasi dasar dan tebing sungai, serta pembangunan fasilitas-fasilitas
untuk pengendalian debit besar dan sedimen. Adapun tujuan-tujuan pekerjaan
persungaian antara lain adalah (Alfagamma, 2010):
a.

perbaikan dan pengaturan sungai

b.

pemanfaatan air sungai

c.

pengembangan wilayah

d.

perbaikan dan pelestarian lingkungan sungai

e.

lalu lintas sungai.

Perbaikan dan pengaturan sungai adalah kegiatan mengatur dan memperbaiki
sungai dengan tujuan menstabilkan alur sungai untuk pengendalian banjir.
Perbaikan dan pengaturan sungai juga dapat dimaksudkan untuk memudahkan
pemanfaatan air sungai untuk air minum, irigasi, perbaikan lalulintas sungai, dan
lain sebagainya. Dalam pemanfaatan air sungai, dilakukan usaha-usaha untuk
meningkatkan kapasitas sungai dalam menyediakan air, terutama penyediaan air
di musim kering.

Pemanfaatan air sungai yang baik bukan saja dapat

memaksimalkan fungsi sungai dalam penyediaan air tetapi juga dapat mengurangi
resiko banjir.

Pengembangan wilayah sungai pada dasarnya adalah usaha-usaha untuk
mengembangkan fungsi sungai dan sumber-sumber air lainnya untuk mendukung
sektor-sektor ekonomi, industri, pertanian, perikanan dan lain-lain yang berada di
dalam daerah pengaliran sungai yang bersangkutan.

Prosedur dan skala

pengembangan wilayah sungai biasanya mempunyai beberapa batasan-batasan

3

(constrain) yang harus dikelola seperti kondisi geografis, teknis, sosial, dan
pembiayaan. Pengembangan wilayah sungai tidak dapat terlepas dari perbaikan
lingkungan sungai.

Kegiatan perbaikan lingkungan sungai pada dasarnya

merupakan kegiatan-kegiatan yang meliputi konservasi kualitas air sungai dan
daerah sekitar sungai agar dapat dimanfaatkan oleh penduduk sekitar.

1.2. IDENTIFIKASI MASALAH

Pekerjaan pengendalian banjir sungai merupakan hal yang paling banyak
dikerjakan di Indonesia.

Banjir datang hampir setiap tahun di hampir setiap

daerah di Indonesia. Banjir dapat disebabkan beberapa faktor antara lain: curah
hujan yang tinggi, buruknya sistem drainase, dan pengurangan kapasitas tampung
sungai. Hampir di seluruh kota di Indonesia mempunyai sistem drainase yang
buruk.

Demikian pula dengan sungai-sungai di Indonesia yang kapasitasnya

selalu berkurang akibat tumpukan sampah atau adanya bangunan liar di bantaranbantarannya. Kedua kondisi ini jika dikombinasikan dengan curah hujan yang
tinggi akan mengakibatkan banjir dengan waktu puncak yang singkat dan debit
puncak yang tinggi.

Pekerjaan pengendalian banjir sungai melibatkan dua analisis penting yaitu
analisis hidrologi dan analisis hidrolika. Dalam analisis hidrologi, perhitungan
debit rancangan merupakan salah satu tujuan utama dalam pekerjaan pengendalian
banjir sungai.

Perhitungan debit rancangan didasarkan pada data debit yang

tersedia pada sungai yang bersangkutan. Apabila data debit tidak tersedia maka
perhitungan debit rancangan harus melalui perhitungan hujan rancangan. Hujan
rancangan yang dihasilkan kemudian dialihragamkan menjadi debit rancangan

4

dengan persamaan-persamaan empiris. Di sisi lain, analisis hidrolika dilakukan
untuk mendesain kapasitas tampung sungai terhadap debit rancangan yang akan
lewat.

Akurasi dari analisis hidrologi dan analisis hidrolika merupakan hal yang penting
namun susah untuk dapat dicapai. Analisis hidrologi dan analisis hidrolika di
Indonesia pada dasarnya masih merupakan pendekatan-pendekatan yang
didukung dengan alasan-alasan yang logis.

Menemukan metode yang paling

sesuai untuk kedua analisis pada pekerjaan pengendalian banjir sungai di
Indonesia adalah hal yang penting dilakukan. Oleh karena itu penelitian ini akan
menyelidiki kendala dan permasalahan dalam penggunaan analisis hidrologi dan
analisis hidrolika dalam suatu pekerjaan pengendalian banjir sungai.

1.3. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang dan identifikasi masalah di atas maka masalah dalam
penelitian ini dirumuskan sebagai berikut:
a.

Apakah hal-hal yang perlu diperhatikan dalam analisis hidrologi pada suatu
pekerjaan pengendalian banjir sungai.

b.

Apakah hal-hal yang perlu diperhatikan dalam analisis hidrolika pada suatu
pekerjaan pengendalian banjir sungai.

c.

Bagaimanakah menginterpretasi dan mengamati keefektifan analisa hidrologi
dan analisa hidrolika pada suatu pekerjaan pengendalian banjir sungai.

5

1.4. MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud dari penelitian ini adalah mencari metode yang paling efektif untuk
meningkatkan level kepercayaan suatu analisa hidrologi dan analisa hidrolika
pada suatu pekerjaan pengendalian banjir sungai. Adapun tujuannya adalah:
a.

Melakukan analisis hidrologi pada suatu pekerjaan pengendalian banjir
sungai yang meliputi perhitungan curah hujan rancangan dan perhitungan
debit rancangan.

b.

Melakukan analisis-analisis yang dapat mempermudah dan meningkatkan
level kepercayaan analisis hidrologi dan analisis hidrolika pada suatu
pekerjaan pengendalian banjir sungai.

1.5. BATASAN MASALAH

Untuk mempertajam analisis, masalah dalam penelitian ini dibatasi sebagai
berikut:
a.

Metode analisa hidrologi yang dipakai pada penelitian ini adalah:
1). Metode Gumbel dan Metode Log Pearson III, untuk perhitungan hujan
rancangan.
2). Metode Mononobe untuk menghitung distribusi curah hujan jam-jaman.
3). Metode HSS Nakayasu untuk mengalihragamkan hujan ke debit.

b.

Permodelan HEC-RAS untuk analisis hidrolika sungai dengan mode running
steadyflow dan unsteadyflow.

c.

Ruas sungai yang dijadikan sebagai objek penelitian adalah ruas Sungai Way
Besai, Kabupaten Way Kanan sepanjang 50 km dari hilir sungai.

6

d.

Data hujan yang dipakai adalah data hujan harian dari tahun 1992 – 2009 dari
stasiun yang terdekat dengan lokasi penelitian.

1.6. MANFAAT PENELITIAN

Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi:
1.

Sumber informasi dan rujukan bagi analisis hidrologi dan hidrolika pada
pekerjaan pengendalian banjir sungai.

2.

Referensi bagi analisa sejenis yang dilakukan oleh peneliti lain.

7

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sungai

Sungai adalah tempat-tempat dan wadah-wadah serta jaringan pengaliran air
mulai dari mata air sampai muara dengan dibatasi kanan dan kirinya sepanjang
pengalirannya oleh garis sempadan (PP No. 38 Tahun 2011, Tentang Sungai).
Sungai sebagai drainase alam mempunyai jaringan sungai dengan penampangnya,
mempunyai areal tangkapan hujan atau disebut Daerah Aliran Sungai (DAS).
Bentuk jaringan sungai sangat dipengaruhi oleh kondisi geologi, kondisi muka
bumi DAS, dan waktu sedimentasi, erosi/gerusan, pelapukan permukaan DAS,
pergerakan berupa tektonik, vulkanik, longsor lokal, dan faktor lainnya.

Berkaitan dengan perilaku sungai secara umum dapat dipahami bahwa sungai
akan mengalirkan debit air yang sering terjadi (frequent discharge) pada saluran
utamanya, sedangkan pada kondisi air banjir, pada saat saluran utamanya sudah
penuh, maka sebagian airnya akan mengalir ke daerah bantarannya, Kaitan banjir
dengan permasalahan yang menyebabkan sungai meluap, antara lain:
a.

Berkurangnya luas profil pengaliran penampang basah sungai karena terjadi
pendangkalan dasar sungai oleh pengendapan bahan-bahan padat yang
terbawa air yang berasal dari erosi, longsoran tebing sungai, bahan-bahan
letusan gunung berapi, dan lain sebagainya.

8

b.

Rintangan-rintangan terhadap aliran oleh batang-batang pohon yang tumbang
dan menghalang di dalam palung sungai.

c.

Meningkatnya

debit

sungai

karena

penggundulan

hutan-hutan

atau

pembukaan tanah di daerah pengalirannya.
d.

Rusaknya tanggul-tanggul oleh tanaman, tumbuh-tumbuhan, hewan dan
sebagainya.

e.

Semakin tersumbatnya muara sungai karena kurang intensifnya pengerukan,
dan lain sebagainya.

2.2. Banjir

Banjir adalah setiap aliran dengan muka air yang relatif tinggi yang melampaui
tebing sungai sehingga aliran air tersebut menyebar ke dataran sungai dan
menimbulkan masalah pada manusia (Chow, 1989). Suatu genangan air tidak
dikatakan banjir apabila tidak menimbulkan masalah bagi manusia yang tinggal di
daerah genangan tersebut. Artinya, banjir terjadi apabila kapasitas air sungai telah
terlampaui dan air telah menyebar ke dataran banjir, bahkan lebih jauh yang
mengakibatkan terjadinya genangan.

Definisi lain dari istilah Banjir adalah peristiwa yang terjadi ketika aliran air yang
berlebihan merendam daratan. Diakibatkan karena keadaan alur sungai yang
belum stabil atau kapasitas nya lebih kecil dari volume air yang melimpas, bahkan
ada beberapa alur yang dipersempit, pendangkalan dasar sungai dan kelongsoran
tebing sungai, hal ini mengakibatkan berkurangnya kapasitas sungai untuk
menampung air sehinga terjadilah banjir.

9

2.3. Penyebab Banjir

Banjir sungai merupakan peningkatan debit air yang terjadi di badan sungai. Jika
debit air sungai semakin meningkat dan badan sungai tidak mampu lagi
menampung debit air, maka air sungai itu akan melimpah keluar badan sungai
(Kironoto, 2008), Menurut Kodoatie dan Sugiyanto (2002), Faktor penyebab
terjadinya banjir dapat dikelompokkan dalam 2 kategori, yaitu banjir yang
disebabkan oleh sebab-sebab alamiah dan banjir yang diakibatkan oleh tindakan
manusia. Banjir yang disebabkan oleh sebab-sebab alamiah diantaranya curah
hujan, pengaruh fisiografi, erosi dan sedimentasi, kapasitas sungai, kapasitas
drainase yang tidak memadai dan pengaruh air pasang. Sedangkan banjir yang
disebabkan oleh tindakan manusia adalah perubahan kondisi DAS, kawasan
kumuh, sampah, kerusakan bangunan pengendali banjir dan perencanaan sistem
pengendalian banjir tidak tepat.

Menurut Kodoatie dan Sjarief (2006), perubahan tata guna lahan merupakan
penyebab utama banjir dibandingkan dengan yang lainnya, dimana perubahan tata
guna lahan memberikan kontribusi dominan kepada aliran permukaan (run-off).
Hujan yang jatuh ke tanah, airnya akan menjadi aliran permukaan di atas tanah
dan sebagian meresap ke dalam tanah tergantung kondisi tanahnya. Suatu
kawasan hutan bila diubah menjadi pemukiman maka yang terjadi adalah bahwa
hutan yang bisa menahan run-off cukup besar diganti menjadi pemukiman dengan
resistensi run-off yang kecil. Akibatnya ada peningkatan aliran permukaan tanah
yang menuju sungai dan hal ini berakibat adanya peningkatan debit sungai yang
besar sehingga terjadilah banjir.

10

2.4. Analisis Hidrologi

Analisis hidrologi pada penelitian ini dimaksudkan untuk memperkirakan
besarnya debit banjir dengan kala ulang tertentu pada daerah yang diobservasi.
Debit semacam ini dikenal dengan sebutan debit banjir rancangan yang dihitung
dengan mengolah data debit harian, tetapi karena data debit harian suatu sungai
sulit didapat maka perhitungan debit rancangan dilakukan dengan mentransfer
hujan rancangan menjadi debit rancangan. Langkah perhitungan debit rancangan
dengan mentransfer hujan rancangan adalah sebagai berikut:
a.

Melakukan perhitungan hujan rerata DAS

b.

Melakukan perhitungan curah hujan rancangan

c.

Melakukan perhitungan debit rancangan

Untuk keperluan perencanaan bangunan air, biasanya perhitungan debit rancangan
dilakukan untuk mengetahui debit puncak banjir guna mengukur dimensi
bangunan air. Tetapi untuk keperluan pengendalian banjir, perhitungan debit
rancangan dilakukan untuk mengetahui perilaku debit berdasarkan waktu. Pada
akhirnya analisis hidrologi akan diikuti dengan analisis hidrolika untuk
membandingkan besaran debit dengan kapasitas alir sungai. Dalam perhitungan
debit banjir rencana ada beberapa metode/teori pendekatan diantaranya adalah
metode weduwen, metode Rasional dan metode Nakayasu, dalam penelitian ini
menggunakan salah satu metode (Nakayasu) tanpa harus membandingkan dengan
hasil perhitungan dengan menggunakan metode yang lain. Hal karena dalam
melakukan analisis hidrolika, besaran debit banjir rencana akan digunakan sebagai

11

data input untuk mengetahui hasil pemodelan dengan mode running steady flow
dan unsteady flow.

2.5. Perhitungan Hujan Rerata DAS

Perhitungan hujan rerata DAS yang digunakan yaitu Metode Poligon . Dalam
menghitung curah hujan rerata dengan metode Thiessen, stasiun-stasiun hujan
yang ada di dalam DAS dihubungkan satu sama lain sehingga membentuk
poligon. Dari poligon-poligon tersebut akan terbentuk daerah-daerah hujan yang
diwakili oleh satu stasiun. Prosedur perhitungan curah hujan rata-rata DAS
dengan metode poligon Thiessen adalah sebagai berikut:
a.

Hubungkan setiap stasiun hujan dengan garis lurus sehingga membentuk
poligon-poligon segitiga seperti pada gambar 2.1.

b.

Tarik garis tegak lurus pada/dan di tengah-tengah poligon-poligon segitiga
seperti pada gambar 2.2.

c.

Hitung luas masing-masing daerah hujan seperti pada gambar 2.3.

d.

Hitung hujan rata-rata DAS dengan rumus:
R

R1 .A1  ...  Rn .An
A
...........................................................................

(1)

Dimana:
R

: hujan rata-rata DAS pada suatu hari (mm).

R1,Rn

: hujan yang tercatat di stasiun 1 sampai stasiun n pada hari yang
sama (mm).

n

: jumlah stasiun hujan.

A1,An

: luas daerah hujan 1 sampai n (km2).

A

: luas total DAS (km2).

12

Untuk lebih memperjelas keterangan, berikut ini adalah contoh prosedur
pembuatan poligon 3 stasiun dan perhitungan hujan harian rata-rata di suatu DAS
dengan metode Thiessen.

Gambar 2.1. (a) Proses Pembuatan Poligon Thiessen Tahap I
(b) Proses Pembuatan Poligon Thiessen Tahap II
(c) Proses Pembuatan Poligon Thiessen Tahap III

2.6. Perhitungan Curah Hujan Rancangan

Perhitungan curah hujan rencana akan dilakukan terhadap data curah hujan harian
maksimum tahunan dan akan dihitung dengan kala ulang 2 tahun, 5 tahun, 10
tahun dan 20 tahun,

Metode yang digunakan untuk melakukan analisis

distribusi/sebaran data curah hujan harian terhadap nilai rata-rata tahunannya
dalam periode ulang tertentu antara lain adalah menggunakan:
a.

Distribusi Gumbel
Persamaan empiris untuk distribusi Gumbel
X

= X  Sx.K ................................................................................

(2)

13

K

=

YT  Yn
...................................................................................
Sn

(3)

YT


 Tr  1 
= – ln  ln 
 ..................................................................
 Tr 


(4)

untuk T  20, maka Y = ln T
Dimana:
X

: nilai X untuk kala ulang tertentu

X

: nilai rata-rata hitung data X

Sx

: simpangan baku data X

YT

: nilai reduksi data dari variabel yang diharapkan terjadi pada
Periode ulang tertentu

Yn

: nilai rata-rata dari reduksi data, nilainya tergantung dari jumlah
data (n) dan dapat dilihat pada tabel 1

Sn

: deviasi standar dari reduksi data, nilainya tergantung dari jumlah
data (n) dan dapat dilihat pada tabel 2

Tabel 2,1, Hubungan Reduksi Data Rata-rata (Yn) dengan Jumlah Data (n)
N
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Yn
0,4952
0,4996
0,5035
0,5070
0,5100
0,5128
0,5157
0,5181
0,5202
0,5220
0,5236
0,5252
0,5268
0,5283
0,5296

n
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47

Yn
0,5388
0,5396
0,5402
0,541
0,5418
0,5424
0,543
0,5436
0,5442
0,5448
0,5453
0,5458
0,5463
0,5468
0,5473

n
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70

Yn
0,5508
0,5511
0,5515
0,5518
0,5521
0,5524
0,5527
0,553
0,5533
0,5535
0,5538
0,554
0,5543
0,5545
0,5548

n
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93

Yn
0,5567
0,5569
0,5570
0,5572
0,5574
0,5576
0,5578
0,5580
0,5581
0,5583
0,5585
0,5586
0,5587
0,5589
0,5591

14

N
Yn
n
25
0,5309
48
26
0,5320
49
27
0,5332
50
28
0,5343
51
29
0,5353
52
30
0,5362
53
31
0,5371
54
32
0,5380
55
Sumber : Triatmojo, 2008

Yn
0,5477
0,5481
0,5485
0,5489
0,5493
0,5497
0,5501
0,5504

n
71
72
73
74
75
76
77
78

Yn
0,5550
0,5552
0,5555
0,5557
0,5559
0,5561
0,5563
0,5565

n
94
95
96
97
98
99
100

Yn
0,5592
0,5593
0,5595
0,5596
0,5598
0,5599
0,5600

Tabel 2,2, Hubungan antara Deviasi Standar (Sn) dan Reduksi Data dengan
Jumlah Data (n)
N
Sn
n
10
0,9496
33
11
0,9676
34
12
0,9833
35
13
0,9971
36
14
1,0095
37
15
1,0206
38
16
1,0316
39
17
1,0411
40
18
1,0493
41
19
1,0565
42
20
1,0628
43
21
1,0696
44
22
1,0754
45
23
1,0811
46
24
1,0864
47
25
1,0915
48
26
1,0961
49
27
1,1004
50
28
1,1047
51
29
1,1086
52
30
1,1124
53
31
1,1159
54
32
1,1193
55
Sumber : Triatmojo, 2008

b.

Sn
1,1226
1,1255
1,1285
1,1313
1,1339
1,1363
1,1388
1,1413
1,1436
1,1458
1,1480
1,1499
1,1519
1,1538
1,1557
1,1574
1,1590
1,1607
1,1623
1,1638
1,1658
1,1667
1,1681

n
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78

Sn
1,1696
1,1708
1,1721
1,1734
1,1747
1,1759
1,1770
1,1782
1,1793
1,1803
1,1814
1,1824
1,1834
1,1844
1,1854
1,1863
1,1873
1,1881
1,1890
1,1898
1,1906
1,1915
1,1923

n
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100

Sn
1,1930
1,1938
1,1945
1,1953
1,1959
1,1967
1,1973
1,1980
1,1987
1,1994
1,2001
1,2007
1,2013
1,2020
1,2026
1,2032
1,2038
1,2044
1,2049
1,2055
1,2060
1,2065

Distribusi Log-Pearson III
Metoda Log Pearson Type III ini mempunyai persamaan sebagai berikut:
Ln Rt = Ln Ri  G S ............................................................................

(5)

15

Rt  e Log Rt ...............................................................................................
Cs 

Ck 



n Ln Ri  Ln Ri



(6)

3

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

(n  1)( n  2)( S ) 3



n 2  Ln Ri  Ln Ri



4

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

(8)

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

(9)

(n  1)( n  2)( n  3)( S ) 4

 Ln Ri  Ln Ri 

(7)

2

S

n 1

Dimana:
Ln Ri : Logaritma hujan (dengan bilangan dasar e)

Ln Ri : Rerata Hujan logaritma
G

: Faktor frekwensi yang merupakan fungsi dari probalilitas (periode
ulang) dan koefisien kemencengan (skewness)

Cs

: Nilai Skewness

Ck

: Nilai Kurtosis

S

: Standart Deviasi

Rt

: Curah hujan rencana pada periode ulang t

Tabel 2,3, Faktor Frekwensi (G) (Kemencengan Negatif)
Skew
Coefficient
CS
-0,1
-0,2
-0,3
-0,4
-0,5
-0,6
-0,7
-0,8

2

5

50
0,017
0,033
0,050
0,066
0,083
0,099
0,116
0,132

20
0,846
0,850
0,853
0,855
0,856
0,857
0,857
0,856

return period in years
10
25
50
exceedence probability
10
4
2
1,270
0,716
2,000
1,258
1,680
1,945
1,245
1,643
1,890
1,231
1,606
1,834
1,216
1,567
1,777
1,200
1,528
1,720
1,183
1,488
1,663
1,166
1,448
1,606

100

200

1
2,252
2,178
2,104
2,029
1,955
1,880
1,806
1,733

0,5
2,482
2,388
2,294
2,201
2,108
2,016
1,926
1,837

16

Skew
Coefficient
CS
-0,9
-1
-1,1
-1,2
-1,3
-1,4
-1,5
-1,6
-1,7
-1,8
-1,9
-2
-2,1
-2,2
-2,3
-2,4
-2,5
-2,6
-2,7
-2,8
-2,9
-3
Sumber :

2

5

50
20
0,148
0,854
0,164
0,852
0,180
0,848
0,195
0,844
0,210
0,838
0,225
0,832
0,240
0,825
0,254
0,817
0,268
0,808
0,282
0,799
0,294
0,788
0,307
0,777
0,319
0,765
0,330
0,752
0,341
0,739
0,351
0,725
0,360
0,711
0,368
0,696
0,376
0,681
0,384
0,666
0,390
0,651
0,396
0,636
Triatmodjo, 2008

return period in years
10
25
50
exceedence probability
10
4
2
1,147
1,407
1,549
1,128
1,366
1,492
1,107
1,324
1,435
1,086
1,282
1,379
1,064
1,240
1,324
1,041
1,198
1,270
1,018
1,157
1,217
0,994
1,116
1,166
0,970
1,075
1,116
0,945
1,035
1,069
0,920
0,996
1,023
0,895
0,959
0,980
0,969
0,923
0,939
0,844
0,888
0,900
0,819
0,855
0,864
0,795
0,823
0,830
0,771
0,793
0,798
0,747
0,764
0,768
0,724
0,738
0,740
0,702
0,712
0,714
0,681
0,683
0,689
0,666
0,666
0,666

100

200

1
1,660
1,588
1,518
1,449
1,383
1,318
1,256
1,197
1,140
1,087
1,037
0,990
0,946
0,905
0,867
0,832
0,799
0,769
0,740
0,714
0,690
0,667

0,5
1,749
1,664
1,581
1,501
1,424
1,351
1,282
1,216
1,155
1,097
1,044
0,995
0,949
0,907
0,869
0,833
0,800
0,769
0,741
0,714
0,690
0,667

100

200

1
4,051
4,013
3,973
3,932
3,889
3,845
3,800
3,753
3,705
3,656
3,605
3,553

0,5
4,970
4,909
4,847
4,783
4,718
4,652
4,584
4,515
4,444
4,372
4,298
4,223

Tabel 2,4, Faktor Frekwensi (G) (kemencengan positif)
Skew
Coefficient
CS
3
2,9
2,8
2,7
2,6
2,5
2,4
2,3
2,2
2,1
2,0
1,9

return period in years
2

5

50
-0,396
-0,390
-0,384
-0,376
-0,368
-0,360
-0,510
-0,341
-0,330
-0,319
-0,307
-0,294

20
0,420
0,440
0,460
0,479
0,499
0,518
0,537
0,555
0,574
0,592
0,609
0,627

10
25
50
exceedence probability
10
4
2
1,180
2,278
3,152
1,195
2,277
3,134
1,210
2,275
3,114
1,224
2,272
3,093
1,238
2,267
3,071
1,250
2,262
3,048
1,262
2,256
3,023
1,274
2,248
2,997
1,284
2,240
2,970
1,294
2,230
2,942
1,302
2,219
2,912
1,310
2,207
2,881

17

Skew

return period in years

Coefficient
CS

2

5

50
20
1,8
-0,282 0,643
1,7
-0,268 0,660
1,6
-0,254 0,675
1,5
-0,240 0,690
1,4
-0,225 0,705
1,3
-0,210 0,719
1,2
-0,195 0,732
1,1
-0,180 0,745
1,0
-0,164 0,758
0,9
-0,148 0,769
0,8
-0,132 0,780
0,7
-0,116 0,790
0,6
-0,099 0,800
0,5
-0,083 0,808
0,4
-0,066 0,816
0,3
-0,050 0,824
0,2
-0,033 0,830
0,1
-0,017 0,836
0,0
0,000
0,842
Sumber : Triatmodjo, 2008

10
25
50
exceedence probability
10
4
2
1,318
2,193
2,848
1,324
2,179
2,815
1,329
2,163
2,780
1,333
2,146
2,743
1,337
2,128
2,706
1,339
2,108
2,666
1,340
2,087
2,626
1,341
2,066
2,585
1,340
2,043
2,542
1,339
2,018
2,498
1,336
1,993
2,453
1,333
1,967
2,407
1,328
1,939
2,359
1,323
1,910
2,311
1,317
1,880
2,261
1,309
1,849
2,211
1,301
1,818
2,159
1,292
1,785
2,107
1,282
1,751
2,054

100

200

1
3,499
3,444
3,388
3,330
3,271
3,211
3,149
3,087
3,022
2,957
2,891
2,824
2,755
2,686
2,615
2,544
2,472
2,400
2,326

0,5
4,147
4,069
3,990
3,910
3,828
3,745
3,661
3,575
3,489
3,401
3,312
3,223
3,132
3,041
2,949
2,856
2,763
2,670
2,576

Dalam rangka penentuan distribusi apa yang akan dipakai dalam perhitungan
hujan rancangan, perlu diketahui dulu nilai skewness (Cs) dan kurtosis (Ck) dari
data yang bersangkutan dan dihitung dengan rumus:

Cs 

Ck 



n Ri  R



3

................................................................................ (10)

(n  1)( n  2)( S n1 ) 3



n 2  Ri  R



4

(n  1)( n  2)( n  3)( S n1 ) 4

Dimana:
R

: Rerata Aljabar

S

: Simpangan baku

..................................................................... (11)

18

Cs

: Koefisien skewness

Ck

: Koefisien kurtosis

Xi

: Data hujan harian maksimum ke i (1,2,3,……,n)

n

: Jumlah data

Ketentuan yang berlaku dalam penentuan distribusi ini adalah:
a.

Distribusi Gumbel
Cs = 1,1396 dan Ck = 5,4002

b.

Distribusi Log Pearson III
Tidak ada sifat khas, distribusi ini bisa digunakan jika dari hasil pengujian,
ternyata harga Cs dan Ck dari data yang diuji tidak sesuai dengan sifat-sifat
khas sebaran jenis distribusi lainnya.

2.7. Perhitungan Debit Banjir Rancangan

Sebelum menghitung debit banjir rancangan maka diperlukan menghitung hujan
rancangan terlebih dahulu. Untuk keperluan pengalihragaman data hujan ke
besaran debit banjir (hidrograf banjir) dengan metode hidrograf satuan, diperlukan
data hujan jam-jaman. Distribusi hujan jam-jaman dapat diperoleh dengan
menggunakan metode mononobe. Persamaan Metode Mononobe sebagai berikut:
2

R  24  3
I  24  
24  t  .................................................................................................. (12)

Dimana:
R24

: Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)

T

: Durasi hujan (jam)

19

Selanjutnya perhitungan debit rancangan dapat dilakukan dengan beberapa
metode yaitu sebagai berikut:
a.

Metode Rational
Bentuk persamaan dasar analisis debit banjir rencana (design flood) Metode
Rational adalah sebagai berikut :
0 .6

V

H 
= 72  
L

r

R  24 
, 
=
24  t 

t

=

Q

= α , r , ( A / 3,6 ) ........................................................................ (16)

................................................................................ (13)
2/3

............................................................................ (14)

L
............................................................................................ (15)
V

Dimana:

b.

Q

: debit banjir rencana periode ulang T (tahun)

t

: waktu konsetrasi (jam)

R

: curah hujan harian maksimum (mm)

r

: intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/hari)

V

: kecepatan perambatan banjir (mm/hari)



: koefesien limpasan air hujan

L

: Panjang sungai (km)

H

: beda tinggi antara titik terjauh dan mulut catchment (km)

Metode Der Weduwen
Rumus banjir Der Weduwen didasarkan pada rumus berikut :
Qn

=  ,  , qn , A ............................................................................. (17)



=

1  4.1
β  q n   7

............................................................................ (18)

20

t 1
A
t  9 ............................................................................ (19)
120  A

120 



=

qn

=

t

= 0,25 L Q-0,125 I-0,25 .................................................................... (21)

R n 67.65
............................................................................ (20)
.
240 t  1.45

Dimana:
Qn : debit banjir (m3/dt) dengan periode ulang n tahun
Rn : curah hujan maksimum harian (mm/hari) dengan periode ulang n
tahun


: koefisien limpasan air hujan



: koefisien pengurangan luas untuk curah hujan di daerah aliran sungai

qn : luasan curah hujan m3/dt,km2 dengan periode ulangan tahun

c.

A

: luas daerah aliran, km2 sampai 100 km2

T

: lamanya hujan, jam

L

: panjang sungai, km

I

: kemiringan sungai atau medan,

Metode Nakayasu
Adapun tahapan perhitungan debit banjir dengan Metode Nakayasu adalah
sebagai berikut :
1.

Perhitungan distribusi hujan rencana
Distribusi hujan rencana dihitung berdasarkan rumus (12) yaitu metode
mononobe.

21

2.

Waktu Konsentrasi
Waktu konsentrasi dihitung dengan rumus :
Tg

3.

= 0,4 + 0,058 L ........................................................................ (22)

Satuan Waktu dari Curah Hujan
Satuan waktu dari curah hujan dihitung dengan rumus :
Tr

4.

= (0,5 sampai 1 ) Tg ................................................................ (23)

Waktu Permulaan Banjir Sampai Puncak Hidrograf Banjir dan Debit
Puncak Banjir
a). Waktu permulaan banjir sampai puncak hidrograf banjir dihitung
dengan rumus:
Tp = Tg + 0,8 Tr ........................................................................ (24)
b). Debit puncak banjir dihitung dengan rumus:
Qp 

C A Rt
............................................................. (25)
3,6 ( 0,3 Tp  T0,3 )

c). Debit banjir pada 0 < T < Tp
Pada saat 0 < T < Tp , kurva hidrograf banjir mempunyai bagian
lengkung naik dan debitnya dihitung dengan rumus :
T 
Qa  Qp 
 Tp 

2, 4

....................................................................... (26)

d). Waktu Dari Puncak Hidrograf Banjir Sampai 0,3 Debit Puncak
Banjir Dan 0,09 Debit Puncak Banjir
1). Waktu dari puncak hidrograf banjir sampai 0,3 debit puncak
banjir dihitung dengan rumus:
T0,3 = α Tg .......................................................................... (27)

22

Pada saat Tp < T < (Tp + T0,3) ; kurva hidrograf banjir
mempunyai lengkung turun dengan debit banjir dihitung
menggunakan rumus :
 T Tp 



 T
 0,3 

Qd 1  Qp 0,3

.............................................................. (28)

2). Waktu dari 0,3 debit puncak banjir sampai 0,09 debit puncak
banjir dihitung dengan rumus :
T0,09 = 1,5 T0,3 ..................................................................... (29)
Pada saat (Tp + T0,3) < T < (Tp + 2,5 T0,3) ; kurva hidrograf
banjir mempunyai lengkung turun dengan debit banjir dihitung
menggunakan rumus :
 T Tp  0.3T0.3 




1.5 T0 , 3



Qd 2  Qp 0,3

..................................................... (30)

3). Waktu setelah 0,09 debit puncak banjir dihitung dengan rumus :
Pada saat T > (Tp + 2,5 T0,3) ; kurva hidrograf banjir
mempunyai lengkung turun dengan debit banjir dihitung
menggunakan rumus :
 T Tp  0.3T0.3 




2 T0 , 3



Qd 3  Qp 0,3

..................................................... (31)

2.8. Aliran Dasar (Base Flow)
Aliran dasar (baseflow) didefinisikan sebagai aliran yang berasal dari
groundwater. Mengetahui besarnya aliran dasar menjadi salah satu hal terpenting
untuk pengembangan strategi manajemen air khususnya pada musim kering. Hal
ini karena aliran dasar (baseflow) merupakan komponen dari aliran debit yang
berkontribusi besar pada saat musim kemarau.

23

Dalam analisa hidrolgi ini, nilai baseflow perlu diketahui karena hasil perhitungan
dalam analisa debit banjir rencana dengan kala ulang tertentu belum
mengakomodir besarnya aliran yang selalu ada dalam suatu sungai, sehingga
diasumsikan sungai tersebut tidak dalam keadaan kering (kosong).
Banyak metode yang dapat digunakan dalam menentukan besarnya aliran dasar,
diantaranya adalah dengan teknik pemisahan baseflow dari hidrograf debit aliran
total dan dengan metode pendekatan yang lebih sederhana, yaitu dengan
pengamatan langsung dilapangan. Dalam analisis ini digunakan pendekatan yang
sederhana yaitu dengan menghimpun data lapangan berupa informasi ketinggian
atau kedalaman rata air di sungai disaat musim kemarau. Dari ketinggian muka air
rata rata tersebut dengan morfologi sungai pada posisi pengamatan tinggu muka
air, dapat dihitung nilai debit yang mengalir sepanjang tahun (baseflow).
2.9.

Analisa Hidrolika

Analisa hidrolika dilakukan untuk mengenali dampak terjadinya banjir dan upaya
penanggulangannya, sehingga optimalisasi penampang sungai terhadap debit
banjir dapat dilakukan dengan lebih efisien dan efektif. Untuk keperluan tersebut,
maka diperlukan suatu model pendekatan atau pemodelan banjir yang dapat
mewakili permasalahan yang sedang dihadapi semirip mungkin,
Model

pendekatan

atau

pemodelan

banjir

ini

dapat

berupa

model

numerik/matematik atau model fisik.
Pada penelitian ini digunakan model numerik untuk menyelesaikan permasalahan
hidrolik. Meski hasil outputnya tidak seakurat jika digunakan model fisik tetapi
model numerik memiliki keunggulan dalam hal penghematan waktu dan tenaga.

24

Model pendekatan atau pemodelan banjir numerik/matematik yang digunakan
dalam penelitian ini dengan bantuan paket program komputer yang disebut Paket
program HEC-RAS yang dibuat dan dikembangkan oleh Hydraulic Engineering
Center, salah satu divisi dari the Institute for Water Resources (IWR), U,S, Army
Corps of Engineer. Program ini merupakan salah satu bagian dari pengembangan
Next Generation (NextGen) dari software Hydrologic Engineering.

2.10. Model Pendekatan atau Pemodelan Banjir

Untuk dapat menganalisis masalah banjir diperlukan alat bantu untuk mengenali
dampak akibat banjir dan mencari upaya penanggulanggannya (Benavides, 2001).
Salah satu alat bantu yang saat ini digunakan untuk menganalisis banjir dilakukan
dengan pemodelan hidrolika sungai adalah HEC-RAS.
HEC – RAS (River Analysis System) merupakan model hidrolika aliran satu
dimensi. Program ini adalah sebuah program yang di dalamnya terintegrasi analisa
hidrolika, dimana pengguna program dapat berinteraksi dengan sistem
menggunakan fungsi Graphic User Interface (GUI). Program ini dapat
menunjukkan perhitungan profil permukaan aliran mantap (steady), termasuk juga
aliran tidak mantap (unsteady), pergerakan