4.2 Analisis Hidrologi
Analisis hidrologi yang dilakukan pada penelitian ini meliputi kegiatan mengolah data mentah sampai didapatkan harga debit limpasan banjir.
Curah hujan rencana menggunakan data curah hujan harian maksimum stasiun hujan disortir dan diambil 10 tahun data yang lengkap. Guna
mendapatkan dimensi saluran drainase yang sesuai dengan kebutuhan, maka besar curah hujan sangat berpengaruh. Pada catchment yang kecil
banyak terjadi hujan yang merata di seluruh daerah, tetapi pada catchment yang luas hujan terjadi merata di seluruh daerah jarang terjadi. Pada tugas
akhir ini besar catchment tergolong kecil dan hanya berdekatan dengan satu daerah tangkapan curah hujan dari stasiun penakar hujan Polonia saja.
Oleh karena itu, data curah hujan yang dipakai dalam perhitungan curah hujan rencana menggunakan data curah hujan dari stasiun penakar hujan
Polonia.
Universitas Sumatera Utara
4.2.1 Analisis Frekuensi Curah Hujan Tujuan dari analisis curah hujan ini adalah untuk memperoleh curah hujan
dengan beberapa periode ulang. Terdapat bermacam-macam metode untuk menentukan intensitas hujan, terutama untuk intensitas hujan dalam waktu yang
pendek. Dari pengolahan analisis data curah hujan di stasiun curah hujan berdasarkan curah hujan harian maksimum dari tahun 2004-2013, didapat ranking
curah hujan regional yang terdapat dalam Tabel 4.4 di bawah ini.
Tabel 4.4 Data Curah Hujan Tahunan Satu Harian Maksimum No
Tahun Harian Maksimum
1 2004
120.0 2
2005 185.0
3 2006
126.0 4
2007 122.0
5 2008
108.0 6
2009 87.0
7 2010
114.0 8
2011 82.5
9 2012
93.0 10
2013 88.6
Sumber: Stasiun Curah Hujan
Sampai saat ini cara yang dianggap paling baik untuk memperkirakan besar hujan dengan periode ulang tertentu adalah melakukan analisis frekuensi data hujan di
tempat yang ditinjau. Dalam tugas akhir ini analisis frekuensi digunakan Log- Pearson III. Untuk perhitungan ini data hujan ditransformasikan kedalam nilai
logaritma sehingga nilai-nilai Xi berubah menjadi Log Xi. Kemudian dihitung nilai rata-rata, simpangan baku dan Koefisien Skewness. Curah hujan rencana
diambil untuk periode ulang 1, 2, 5, 10, dan 25 untuk keperluan menganalisis
Universitas Sumatera Utara
kapasitas penampang drainase kawasan kampus Universitas Darma Agung Medan analisis Hidrolika.
4.2.2 Analisa curah hujan rencana dengan metode Log Pearson III
………………………………………4.3
Sedangkan untuk mencari besaran koefisien diatas adalah sebagai berikut:
………………..……………………..…………4.4
………………………….…………4.5
………………………………………4.6
di mana: X
= Curah hujan mm = Curah hujan rata-rata
K = Variabel standar standardized variable untuk X yang besarnya
tergantung koefisien kemencengan G. s
= Harga simpangan baku G
= Koefisien Kemencengan Skewness n
= Jumlah Data
s K
X X
T
. log
log
n X
X
n i
i
1
log log
5 .
1 2
1 log
log
n X
X s
n i
i
3 3
1
2 1
log log
s n
n X
X n
G
n i
i
X
g
Universitas Sumatera Utara
Untuk memudahkan dalam menganalisis data curah hujan yang ada pada stasiun hujan dengan Metode Log Pearson III, maka perhitungan dibuat dalam bentuk
Tabel 4.5 berikut ini:
Tabel 4.5 Analisis Frekuensi Curah Hujan Metode Log Pearson III No.
Tahun Ri
Log Ri 4 - Log Ri
5
2
5
3
mm 1
2 3
4 5
6 7
1 2004
120.00 2.0792
0.0397 0.0016
0.0001 2
2005 185.00
2.2672 0.2276
0.0518 0.0118
3 2006
126.00 2.1004
0.0608 0.0037
0.0002 4
2007 122.00
2.0864 0.0468
0.0022 0.0001
5 2008
108.00 2.0334
-0.0061 0.0000
0.0000 6
2009 87.00
1.9395 -0.1000
0.0100 -0.0010
7 2010
114.00 2.0569
0.0174 0.0003
0.0000 8
2011 82.50
1.9165 -0.1231
0.0151 -0.0019
9 2012
93.00 1.9685
-0.0710 0.0050
-0.0004 10
2013 88.60
1.9474 -0.0921
0.0085 -0.0008
JUMLAH 1126.10
20.3953 0.0000
0.0983 0.0082
n =
10 Log Rr
= 2.03953
S log R =
0.10451 Cs
= 0.00007
Sumber : Hasil Perhitungan
Universitas Sumatera Utara
Kala Ulang PT
K Log Rr
Log RT RT
Tahun mm
1 2
3 4
5 6
1 99
-2.326 2.0395
1.79643 62.57974
2 50
-0.0000289 2.03953
109.5285
5 20
0.8419898 2.12753
134.1309
10 10
1.282017 2.17352
149.1136
25 4
1.7510578 2.22254
166.9313
Sumber : Hasil Perhitungan
Selanjutnya hasil Analisis Frekuensi Curah Hujan menggunakan Metode Log Pearson III dari stasiun hujan dapat dilihat dalam Tabel 4.6 dibawah ini:
Tabel 4.6 Analisis Frekuensi Curah Hujan Metode Log - Pearson III
No Kala Ulang
Curah Hujan Tahun
mm
1 1
62.5797 2
2 109.5285
3 5
134.1309 4
10 149.1136
5 25
166.9313
Sumber : Hasil Perhitungan
4.2.3 Analisis Debit Banjir Periodik Untuk menghitung debit rencana pada studi ini dipakai perhitungan dengan
metode rasional. Metode rasional adalah salah satu metode untuk menentukan debit aliran permukaan yang diakibatkan oleh curah hujan, yang umumnya
merupakan suatu dasar untuk merencanakan debit saluran drainase. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Q = 0.002778 C.I.A ………………………………..................…4.7
di mana : C
= Koefisien limpasan berdasarkan tata guna lahan dari tabel I
= Intensitas maksimum selama waktu konsentrasi mmjam A
= Luas daerah aliran ha Q
= Debit maksimum m
3
detik
4.2.4 Koefisien Pengaliran C Koefisien pengaliran merupakan nilai banding antara bagian hujan yang
membentuk limpasan langsung dengan hujan total yang terjadi besaran ini dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenis dan kondisi tanah.
Perhitungan koefisien pengaliran dapat dilihat pada persamaan 4.8 sebagai berikut:
atau
…4.8
di mana: C
= Koefisien aliran A
= Luas daerah
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.7 Koefisien Pengaliran Untuk Setiap Penampang Saluran
Universitas Sumatera Utara
4.2.5. Waktu Konsentrasi tc Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh
untuk mengalir dari titik terjauh sampai ke tempat keluaran titik kontrol setelah tanah menjadi jenuh dan depresi-depresi kecil terpenuhi. Salah satu metode untuk
memperkirakan waktu konsentrasi adalah rumus yang dikembangkan oleh Kirpich 1940, yang dapat ditulis pada persamaan 4.9 sebagai berikut:
………………………………………4.9
di mana: t
c
= Waktu konsentrasi jam L
= Panjang saluran utama km S
= Kemiringan rata-rata saluran utama
385 ,
2
1000 87
,
S L
tc
Universitas Sumatera Utara
4.2.6 Analisis Intensitas Hujan Untuk mencari Intensitas hujan digunakan rumus Mononobe. Rumus
Mononobe sering digunakan di Jepang, untuk menghitung intensitas curah hujan digunakan persamaan 4.10 sebagai berikut:
……………………….......………………4.10
di mana: I
= Intensitas maksimum selama waktu konsentrasi mmjam R
24
= Curah Hujan maksimum dalam 24 jam mm tc
= Waktu konsentrasi curah hujan jam
Perhitungan dengan rumus Mononobe untuk berbagai periode ulang disajikan dalam bentuk Tabel 4.8 dan kurva pada Gambar 4.11.
Tabel 4.8 Harga-harga Intensitas Hujan untuk Berbagai Durasi dan Periode
Ulang
Periode Durasi menit
Ulang 5
10 15
30 45
60 120
180 360
720
1 113.71
71.64 54.67
34.44 26.28 21.70 13.67 10.43 6.57 4.14
2 199.03 125.38
95.68 60.28 46.00 37.97 23.92 18.26 11.50 7.24
5 243.73 153.54 117.17 73.82 56.33 46.50 29.29 22.36 14.08 8.87
10 270.96 170.69 130.26 82.06 62.62 51.69 32.57 24.85 15.66 9.86
25 303.33 191.09 145.83 91.87 70.11 57.87 36.46 27.82 17.53 11.04
3 2
24
24 24
c
t R
I
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.11 Kurva untuk Berbagai Periode Ulang Berdasarkan Rumus
Mononobe
4.3 Analisis Hidrolika
Kategori