PENGOPERASIAN POMPA AIR PRAPEN TERHADAP JARINGAN SALURAN DRAINASE JEMURSARI-PRAPEN KOTA SURABAYA.
PENGOPERASIAN POMPA AIR PRPAEN TERHADAP
J ARINGAN SALURAN DRAINASE J EMURSARI-PRAPEN
KOTA SURABAYA
TUGAS AKHIR
Untuk memenuhi sebagian persyar atan dalam memper oleh
Gelar Sar jana Teknik ( S-1 )
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
Oleh :
SADMAY GIGID HANDIKA
0853010061
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”
J AWA TIMUR
2012
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
PENGOPERASIAN POMPA AIR PRAPEN TERHADAP
J ARINGAN SALURAN DRAINASE J EMURSARI-PRAPEN
KOTA SURABAYA
Oleh :
Sadmay Gigid Handika
NPM : 0853010061
ABSTRAK
Saluran drainase Jemursari-Prapen adalah salah satu saluran drainase yang berada di
Kota Surabaya yang mana alirannya mengarah ke Kali Surabaya. Keberadaan saluran
drainase Jemursari-Prapen sangat vital terhadap pengaturan debit banjir di daerah
Jemursari, Kendangsari dan Prapen. Saluran drainase Jemursari-Prapen mempunyai
morfologi saluran yang cukup lurus dan relatif datar. Akan tetapi, kecilnya kapasitas
penampang exsisting saluran dan tingginya curah hujan di sepanjang saluran drainase
Jemursari-Prapen menyebabkan terjadinya banjir. Akibatnya meluapnya air pada saat
musim hujan menjadi sebuah permasalahan. Hal ini melatar belakangi perlunya
dilakukan perencanaan pengendalian banjir pada saluran tersebut, dengan tujuan
untuk meminimalisasi kerugian akibat banjir. Metode analisis yang di pakai adalah
metode analisis perhitungan hidrologi. Dengan bantuan program HEC-RAS 4.1.0,
besar kemampuan penampang saluran drainase pada kondisi eksisting dapat
diketahui. Direncanakan debit banjir rencan lima tahun (Q5 tahun). Berdasarkan hasil
analisa dengan menggunakan program HEC-RAS 4.1.0 pada kondisi eksisting
Saluran Drainase Jemursari Prapen, beberapa penampang pada nomor patok cross
section 0,8; 0,9; 1; 2; 2,1; 4; 7 tidak mampu menampung debit aliran. Dari hasil
analisa didesain dengan menggunakan banjir Q5 tahun didapat bahwa cara normalisasi
dimensi saluran drainase Jemursari, direncanakan b = 6 m, z = 0, I = 0,0004. Jumlah
tiga pompa air yang terpasang dengan kondisi normalisasi mampu mengatasi luapan
air pada Saluran Drainase Jemursar-Prapen pada Q5 tahun. Pengoperasian satu pompa
air dinilai paling efektif karena sudah cukup mampu menampung Q5 tahun pada
kondisi normalisasi.
Kata kunci : banjir, drainase, pump station, program HEC-RAS 4.1.0
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
KATA PENGANTAR
Dengan segenap puji syukur Alhamdulillah kehadirat Allah S.W.T yang telah
melimpahkan rahmat dan anugerah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini dengan judul ” PENGOPERASIAN POMPA AIR PRAPEN
TERHADAP JARINGAN SALURAN DRAINASE JEMURSARI-PRAPEN KOTA
SURABAYA ”. Tugas Akhir ini merupakan suatu syarat bagi mahasiswa dalam
menempuh jenjang sarjana Strata 1 (S-1) di Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
UPN ”Veteran” Jawa Timur .
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis berusaha semaksimal mungkin
menerapkan ilmu yang penulis dapatkan di bangku perkuliahan dan buku-buku
literatur yang sesuai dengan judul Tugas Akhir ini. Disamping ini penulis juga
menerapkan petunjuk-petunjuk yang diberikan oleh dosen pembimbing. Namun
sebagai manusia biasa dengan keterbatasan yang ada penulis menyadari bahwa
Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu segala saran dan kritik
yang bersifat membangun dari setiap pembaca akan penulis terima demi
kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Dengan tersusunnya Tugas Akhir ini penulis tidak lupa mengucapkan terima
kasih sebanyak-banyaknya kepada semua pihak yang telah memberikan bimbingan,
dorongan, semangat, arahan serta berbagai macam bantuan baik berupa moral
maupun spiritual, terutama kepada :
1. Ibu Ir. Naniek Ratni JAR, M.Kes, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional ” Veteran ” Jawa Timur.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
i
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2. Bapak Ibnu Solichin, ST., MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil
Universitas Pembangunan Nasional ” Veteran ” Jawa Timur.
3. Bapak Iwan Wahjudijanto, ST., MT., selaku dosen pembimbing utama Tugas
Akhir yang telah berkenan memberikan bimbingan, waktu dan dorongan moril
selama pengerjaan Tugas Akhir sampai selesai.
4. Ibu Novie Handajani, ST., MT., selaku dosen pembimbing pendamping Tugas
Akhir dan dosen wali yang telah berkenan memberikan bimbingan, waktu dan
dorongan moril selama pengerjaan Tugas Akhir sampai selesai.
5. Segenap dosen dan staff Program Studi Teknik Sipil UPN ” Veteran ” Jawa
Timur.
6. Para tim penguji yang telah membantu penulis sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
7. Dinas Pekerjaan Umum Pengairan Provinsi Jawa Timur dan Dinas Pekerjaan
Umum Bina Marga Kota Surabaya yang telah menyediakan data sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
8. Keluarga tercinta Bapak H. Masmunif Irfan, SH., Ibu Lilik sumarni (alm), Mas
Ismay Hadly, Dik Fahmay Mingga Zamzami yang telah banyak memberikan
inspirasi, dukungan lahir dan batin, material, sipritual dan moral sehingga penulis
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Keluarga besar Ir. Siswadi (Pakdhe Sis, Budhe Asieh, Mas Angga, Mas Wedha,
Mbak Shinta) yang telah banyak memberikan dukungan lahir dan batin, material,
sipritual, dan moral sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
10. Sahabat-sahabat lama di Kediri (Adi Bendot, Karel, Ikhsan, Raditya, Yudha
Moonk, Azhari, Pandu, Noviasari, Voka, Nita, Riche, Age, Agil Cendol,
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
ii
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Adzanis, dll) terima kasih atas dorongan, semangat dan dukungan moril yang
bermanfaat sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11. Segenap keluarga besar warga Teknik sipil UPN ” Veteran ” Jatim, angkatan
2006 (Alif, Digna Tapir, Malelo, Iqbal Damsyik, dll), angkatan 2007 (Hanafi,
Aland, Sanggra, Risang, Iwan Cuprus, Pendik, Dedik, Rizky Kodok, dll),
angkatan 2008 (Agung, Jainudin, Komenk, Joko, Ari Soxsox, Resa, Hilman,
Sudhian, Dian Eka, Metha, Ambar, Arum, Weny, Gely, Sinyo, Aba, Uyab, Tri,
Erwin, Popo, Hendra, Periyadi, Yudha Dadang, Rizky Kunthink, Ponari, Arif
Totor, Arif Takrip, Ferry, Andik, Firman, Anang, Eko, dll), angkatan 2009
(Fatih, Fathul, Imam Tohari, Safitri, Irsya, Raga, Aji, Adit Lempo, Dimas Kaspo,
Baqo’, Annas, dll), angkatan 2010 (Dinar, Ermin, Hinda, Dea, Bustomi, Lora,
dll), kakak-kakak alumni (Intan, Yayan, Guntur, Reza, Iwan Kachonk, dll) dan
semua pihak yang telah membantu Tugas Akhir ini, yang tidak dapat penulis
sebutkan satu-persatu. Penulis ucapkan terima kasih.
Sebagai akhir kata, penulis harapkan agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat
bagi penulis pada khususnya dan para pembaca pada umumnya.
Surabaya, Mei 2012
Penyusun
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
iii
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ………………………………………………………
i
ABSTRAK …………………………………………………………………..
iv
DAFTAR ISI ………………………………………………………………..
v
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………..
viii
DAFTAR TABEL …………………………………………………………...
xiii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................
1
1.2 Rurumusan Masalah ..............................................................
2
1.3 Maksud dan Tujuan...............................................................
2
1.4 Batasan Masalah ..................................................................
3
1.5 Lokasi Studi ..........................................................................
3
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1 Umum ..................................................................................
5
2.2 Letak dan Kondisi Saluran Drainase Jemursari-Prapen ..........
6
2.3 Curah Hujan ..........................................................................
6
2.4 Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana...............................
8
2.5 Uji Kesesuaian Distribusi .....................................................
13
2.5.1 Uji Chi Kuadrat (Chi-Square Test) ..............................
13
2.5.2 Uji Smirnov-Kolmogorov............................................
15
2.6 Analisa Debit Banjir Rencana ..............................................
17
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
v
BAB III
BAB IV
2.7 Analisa Kapasitas Aliran Saluran ..........................................
19
2.8 HEC-RAS .............................................................................
22
2.8.1 Memasukkan Data Input..............................................
22
2.8.2 Simulasi Program ......................................................
24
2.8.3 Data Output yang Dihasilkan .......................................
25
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Pengumpulan Data ................................................................
26
3.2 Langkah-langkah Pengerjaan …..…. .....................................
27
PERHITUNGAN DAN ANALISA DATA
4.1 Analisa Hidrologi …………………………………………….
29
4.2 Analisa Curah Hujan …………………………………………
29
4.2.1 Luas Pengaruh Polygon Thiessen ……………………...
30
4.2.2 Perhitungan Curah Hujan Rata – Rata Daerah ..............
32
4.2.3 Perhitungan Analisa Frekuensi ...................................
36
4.2.4 Perhitungan Curah Hujan Rencana .............................
37
4.3 Uji Kesesuaian Distribusi ......................................................
39
4.3.1 Metode Smirnov – Komogorov ………………………..
39
4.3.2 Metode Chi – Kuadrat (Chi – Square Test) ……………
41
4.4 Analisa Debit Banjir Rencana ………………………………...
42
4.4.1 Penggunaan Lahan ……………………………………...
44
4.4.2 Distribusi Hujan Dan Curah Hujan Efektif ..................
46
4.5 Analisa Debit Banjir Rencana dengan Metode Rasional .......
48
4.5.1 Waktu Kosentrasi (tc) ................................................
48
4.5.2 Waktu Intensitas Hujan (I).........................................
49
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
vi
4.5.3 Debit Banjir (Q) ........................................................
49
4.6 Analisa Kapasitas Penampang ...............................................
52
4.7 Kondisi Eksisting ..................................................................
55
4.7.1 Kondisi Eksisting Saluran Wonorejo .........................
55
4.7.2 Kondisi Eksisting Saluran Jemursari..........................
58
4.7.3 Kondisi Eksisting Saluran Sidosermo ........................
62
4.8 Kondisi Normalisasi ..............................................................
69
4.8.1 Kondisi Normalisasi Saluran Jemursari .....................
69
4.8.2 Kondisi Normalisasi Saluran Wonorejo .....................
73
4.8.3 Kondisi Normalisasi Saluran Sidosermo ....................
75
4.9 Perencanaan Peninggian Tanggul Saluran Sidosermo ............
78
4.10 Analisa Efektifitas Kerja Pompa..........................................
80
4.10.1 Kondisi Tiga Pompa Dioperasikan ………………...
80
4.10.2 Kondisi Dua Pompa Dioperasikan ………………....
80
4.10.3 Kondisi Satu Pompa Dioperasikan ………………....
81
BAB V KESIMPULAN
Kesimpulan.................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
vii
82
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Drainase adalah salah satu bangunan sipil yang mempunyai fungsi mengalirkan,
menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai
serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan
air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal.
Keberadaan drainase sangat berpengaruh terhadap kehidupan sosial masyarakat, karena
drainase difungsikan untuk mengalirkan ataupun membuang air sehingga debit air akibat
hujan dapat terkontrol dan tidak terjadi banjir ataupun luapan air akibat hujan. Atas dasar
inilah, maka segala sesuatu yang menyangkut keberadaan dan perubahan drainase serta yang
ada di dalamnya perlu untuk mendapat perhatian.
Saluran Drainase Jemursari adalah salah satu saluran drainase yang berada di Kota
Surabaya yang mana alirannya mengarah ke Kali Surabaya. Keberadaan Saluran Drainase
Jemursari sangat vital terhadap pengaturan debit banjir di daerah Jemursari, Kendangsari dan
Prapen.
Saluran Drainase Jemursari mempunyai morfologi saluran yang cukup lurus dan
relatif datar. Akan tetapi, kecilnya kapasitas penampang exsisting saluran dan tingginya curah
hujan di sepanjang saluran drainase Jemursari-Prapen menyebabkan terjadinya terjadinya.
Akibatnya meluapnya air pada saat musim hujan menjadi masalah yang selama ini belum
bisa terselesaikan.
Dengan permasalahan diatas, maka dibangun Pompa Air Prapen yang berfungsi
sebagai pengendali banjir dari Saluran Jemursari dengan cara memompa air dari saluran ke
Kali Surabaya.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
HEC-RAS merupakan singkatan dari Hydraulic Engineering Center’s Hydrologic
River Enginnering System, merupakan sebuah software yang dikembangkan oleh Hydraulic
Enginnering Center milik US Army Crops of Engineers. Program HEC-RAS merupakan
program komputer untuk menghitung transformasi hujan dan proses routing pada suatu DAS.
Model ini dapat digunakan untuk menghitung limpasan permukaan serta penelusuran banjir
pada suatu daerah aliran sungai, baik itu dalam kondisi eksisting maupun dalam kondisi
terkontrol atau terencana. Berkaitan dengan sering meluapnya air di saluran drainase
Jemursari, maka debit banjir dyang mempengaruhi tinggi muka air pada saluran dapat
dianalisa dan direncanakan ulang dengan menggunakan program HEC-RAS.
1.2.
Rumusan Masalah
Permasalahan yang dapat ditulis berkenaan dengan banjir yang terjadi di daerah
sekitar Saluran Drainasi Jemursari adalah sebagai berikut :
1.
Mampukah saluran drainase Jemursari-Prapen kondisi eksisting menampung air
pada Q5 tahun?
2.
Berapa dimensi normalisasi pada saluran Jemursari-Prapen?
3.
Apakah jumlah Pompa Air Prapen yang terpasang dengan kondisi normalisasi
mampu mengatasi luapan air pada Saluran Drainase Jemursari-Prapen pada Q5
tahun?
4.
1.3.
Berapakah jumlah pompa yang bekerja paling efektif pada kondisi normalisasi?
Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan yang ingin dicapai dari analisa ini adalah :
1.
Untuk mengetahui mampu atau tidaknya Saluran Drainase Jemursari-Prapen
menampung air pada Q5 tahun pada kondisi eksisting.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
2.
Untuk mengetahui dimensi normalisasi pada saluran Jemursari-Prapen.
3.
Untuk mengetahui mampu atau tidaknya Pompa Air Prapen yang terpasang
dengan kondisi normalisasi dalam mengatasi luapan air pada Saluran Drainase
Jemursari pada Q5 tahun..
4.
Untuk mengetahui berapa jumlah pompa air yang beroperasi secara efektif
dengan kondisi normalisasi dalam mengatasi luapan air pada Saluran Drainase
Jemursari-Prapen pada Q5 tahun.
1.4.
Batasan Masalah
Dengan adanya permasalahan di atas, maka ruang lingkup pembahasan dalam laporan
tugas akhir ini adalah :
1. Tidak membahas kondisi daerah akibat banjir baik segi materiel maupun dampak
lingkungan.
2. Data yang digunakan adalah data curah hujan Stasiun hujan Keputih, Kebon Agung,
Wonorejo, Wonokromo dan Gunungsari dari tahun 2000 – 2010.
3. Tidak membahas tentang jenis -jenis kerusakan yang terjadi akibat banjir.
1.5.
Lokasi Studi
Lokasi studi berada di Daerah saluran drainase Jemursari-Prapen Kota Surabaya yang
secara administratif terletak di wilayah Kota Surabaya. Panjang Saluran Drainase JemursariPrapen adalah ± 5 km. Untuk lebih jelasnya lokasi Saluran Drainase Jemursari-Prapen dapat
dilihat pada Gambar 1.1, sedangkan gambar lay out saluran drainase Jemursari-Prapen dapat
dilihat pada Gambar 1.2.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
Gambar 1.1 Peta Lokasi Studi Pompa Prapen
Gambar 1.2 Lay Out Lokasi Studi Pompa Prapen
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1.
Umum
Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang
berfungsi untuk mengurangi dan atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan
atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Drainase juga diartikan
sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas.
Berdasarkan sejarah terbentuknya, drainase terbagi dua jenis. Pertama,
natural drainage yaitu drainase yang terbentuk secara alamiah dengan tidak adanya
bangunan penunjang. Kedua, artificial drainage yaitu drainase yang terbentuk karena
adanya campur tangan manusia melalui proses perencanaan dengan tujuan tertentu
yang mana drainase tersebut memerlukan bangunan khusus.
Menurut letak bangunannya, drainase dibagi dua jenis. Pertama, surface
drainage yaitu suatu sistem pembuangan air untuk menyalurkan air di permukaan
tanah. Hal ini berguna untuk mencegah adanya genangan. Kedua, subsurface
drainage yaitu suatu sistem pembuangan untuk mengalirkan kelebihan air dibawah
tanah.
Drainase merupakan bangunan yang sangat krusial di dalam sistem jaringan
bangunan air yang ada di perkotaan khususnya. Salah satunya terbukti dimana sistem
saluran drainase berpengaruh besar terhadap pengendalian banjir akibat tingginya
intensitas curah hujan suatu daerah atau kawasan tertentu. Jika sistem drainase suatu
wilayah cukup baik, maka tingkat banjir suatu wilayah tersebut akan rendah. Dan
sebaliknya, jika sistem drainase suatu wilayah kurang baik, maka tingkat banjir suatu
5
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
wilayah tersebut tinggi. Ditinjau dari segi hidrologi, drainase mempunyai fungsi
utama menampung curah hujan dan mengalirkan ke sungai hingga sungai
mengalirkan air ke laut
2.2.
Letak dan Kondisi Saluran Drainase J emur sar i-Pr apen
Saluran drainase Jemursari terletak di kecamatan Jemursari kota Surabaya.
Panjang Saluran Drainase Jemursari-Prapen + 5 km. Saluran Drainase JemursariPrapen bercabang kearah timur yang dinamakan saluran Kebon Agung, kearah utara
langsung menuju ke Kali Surabaya. Tingkat sedimentasi saluran drainasenya
tergolong cukup tinggi akibat banyaknya sampah yang terdapat pada saluran.
2.3.
Cur ah Hujan
Untuk mendapatkan gambaran mengenai distribusi hujan di seluruh daerah
aliran sungai, maka dipilih beberapa stasiun yang tersebar di seluruh DAS. Stasiun
terpilih adalah stasiun yang berada dalam cakupan area DAS dan memiliki data
pengukuran iklim secara lengkap. Beberapa metode yang dapat dipakai untuk
menentukan curah hujan rata-rata adalah Thiessen Polygon Method, Arithmetic
Method dan Isohyetal Method. Untuk keperluan pengolahan data curah hujan
menjadi data debit diperlukan data curah hujan bulanan, sedangkan untuk
mendapatkan debit banjir rancangan diperlukan analisis data dari curah hujan harian
maksimum. Metode yang umum dipakai adalah Thiessen polygon Method.
Pada Thiessen polygon Method dianggap bahwa data curah hujan dari suatu
tempat pengamatan dapat dipakai untuk daerah pengaliran di sekitar tempat itu.
Metode perhitungan dengan membuat poligon yang memotong tegak lurus pada
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
tengah-tengah garis penghubung dua stasiun hujan. Dengan demikian tiap stasiun
penakar (Rn) akan terletak pada suatu wilayah poligon tertutup (An).
Gambar 2.1 Peta DAS Dengan Thiessen Polygon Method
Perbandingan luas
poligon
untuk setiap stasiun yang besarnya An /A.
Thiessen memberi rumusan sebagai berikut:
R=
A1 * R1 + A2 * R2 + ......... + An * Rn
A1 + A2 + ......... + An
............................................
(2.1)
dengan,
R
: Curah hujan daerah rata-rata
R1, R2, ..., Rn : Curah hujan ditiap titik pos Curah hujan
A1, A2, ..., An : Luas daerah Thiessen yang mewakili titik pos curah hujan
n
: Jumlah pos curah hujan
Pada Aritmetik Method dianggap bahwa data curah hujan dari suatu tempat
pengamatan dapat dipakai untuk daerah pengaliran di sekitar tempat itu dengan
merata-rata langsung stasiun penakar hujan yang digunakan. Isohyetal Method
menggunakan peta dengan garis-garis yang menghubungkan tempat-tempat dengan
curah hujan yang sama. Besar curah hujan rata-rata bagi daerah seluruhnya didapat
dengan mengalikan curah hujan rata-rata diantara kontur-kontur dengan luas daerah
antara kedua kontur, dijumlahkan dan kemudian dibagi luas seluruh daerah. Curah
hujan rata-rata di antara kontur biasanya diambil setengah harga dari kontur.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
2.4.
Analisa Fr ekuensi Curah Hujan Rencana
Sistem hidrologi kadang-kadang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa yang
luar biasa (ekstrim), seperti hujan lebat, banjir dan kekeringan. Besaran peristiwa
ekstrim berbanding terbalik dengan frekuensi kejadiannya, peristiwa yang luar biasa
ekstrim kejadiannya sangat langka.
Tujuan analisi frekuensi data hidrologi adalah berkaitan besaran peristiwaperistiwa ekstrim yang berkaitan dengan frekuensi kejadian melalui penerapan
distribusi kemungkinan. Data hidrologi yang dianalisis diasumsikan tidak bergantung
(independen) dan terdistribusikan secara acak dan bersifat stokastik.
Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai
atau dilampaui. Sebaliknya, kala (return period) adalah waktu hipotetik di mana
hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Dalam hal ini tidak
terkandung pengertian bahwa kejadian tersebut akan terulang secara teratur setiap
kala ulang tersebut. Misalnya, hujan dengan kala ulang 10 tahunan, tidak berarti akan
terjadi sekali setiap 10 tahun akan tetapi ada kemungkinan dalam jangka 1000 tahun
akan terjadi 100 kali kejadian huajn 10 tahunan lebih dari satu kali, atau sebaliknya
tidak terjadi sama sekali (Dr. Ir. Suripin, M. Eng., 2004).
Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat
jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah distribusi
Normal, distribusi Log Normal, distribusi Log-Pearson III dan distribusi Gumbel.
Persyaratan pemakaian distribusi tersebut didasarkan pada nilai Koefisien Skewness
dan Koefisien Kurtosis, seperti persyaratan yang tercantum pada Tabel 2.1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
Tabel 2.1. Persyar atan Pemilihan Distr ibusi Fr ekuensi
Par ameter Data Statistik
Distribusi Fr ekwensi
Koefisien Skewness Koefisien
(Cs)
(Ck)
Gumbel
1.14
Distribusi Normal
-0.015 ≤Cs ≤0.05
Kurtosis
5.4
2.7 ≤Ck ≤3.3
Log Pear son type III
Bebas*
1.5 Cs2 + 3
Sumber : Hidrologi Sri Harto BR ; Hidrologi Jilid 1 Soewarno
*) Bila tidak ada yang mendekati parameter Gumbel dan Distribusi Normal,
Tersedia Tabel -3 ≤Cs ≤3.
2.4.1 Distr ibusi Gumbel Tipe I
Persamaan dari Distribusi Gumbel Tipe I adalah :
p( x) = α e
−α ( x − β )− e
−α ( x −β )
…...............................................
(2.2)
………………………………………………
(2.3)
Sedangkan persamaan adalah :
−α ( x− β )
p( x ) = e −e
Distribusi ini mempunyai 2 parameter, yaitu :
α = Parameter konsentrasi
β = Ukuran gejala pusat
Karakteristik dari distribusi ini adalah :
Koefisien skewness (Cs) = 1,139
Koefisien Kurtosis (Ck) = 5,4
Parameter distribusi diperoleh dengan menggunakan metoda momen,
hasilnya adalah :
α =
1, 2825
σ
…………………………………….…
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
(2.4)
10
β = µ − 0,45 σ
………………………………….……
(2.5)
Faktor frekuensi K untuk distribusi Gumbel Tipe I adalah :
K=
(YT − Yn )
……………………………………………..
Sn
T − 1 ………………………………………
YT = − ln (− ln
T
(2.6)
(2.7)
dengan,
YT = Reduced variabel Y
T = Periode ulang (tahun)
Yn = Nilai rata-rata dari reduced variabel Y, merupakan fungsi dari jumlah
data n
Sn = Simpangan baku dari reduced variabel Y, merupakan fungsi dari
jumlah data n
2.4.2 Distr ibusi Log Pear son III
Distribusi Log Pearson Type III banyak digunakan dalam analisa Hidrologi
terutama analisis data maksimum dan minimum dengan nilai ekstrim. Bentuk
distribusi Log Pearson Type III ini dapat menggantikan varian menjadi nilai
logaritma. Untuk menganalisa frekuensi curah hujan dengan metode Log Pearson
Type III adalah berikut (Ir. C.D. Soemarto,1986) :
−
Log XT = Log X + K . S log x …………………………………..(2.8)
dengan,
XT
= Curah dengan kala ulang T tahun ( mm )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
−
Log X = Harga Rata-rata
S log x = Standart deviasi
K
= Koefisien yang harganya tergantung pada nilai koefisien
Kepencengan (Cs) dan return periode (T)
Urutan perhitungan adalah sebagai berikut :
a.
−
Mencari harga Log X
n
Log
b.
X
=
∑
log
i =1
n
Mencari harga Standart Deviasi
2
n
S
X ………………………..……………...(2.9)
log
x
=
∑
(log
i =1
X − log
……………….....……(2.10)
X )
( n − 1)
c. Mencari harga kepencengan (Cs)
n×
Cs =
n
∑
3
(log X − log X )
i =1
( n − 1 )( n − 2 ) S log
3
x
…………………...(2.11)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
Tabel 2.2 Nilai K Distr ibusi Log Pearson type III
Periode Ulang ( Tahun )
2
5
10
25
50
100
Cs
Peluang ( % )
50
20
10
4
2
1
3.0
-0.396 0.420 1.180 2.278 3.152 4.051
2.5
-0.360 0.518 1.250 2.262 3.048 3.845
2.2
-0.330 0.574 1.284 2.240 2.970 3.705
2.0
-0.307 0.609 1.302 2.219 2.912 3.605
1.8
-0.282 0.643 1.318 2.193 2.848 3.499
1.6
-0.254 0.675 1.329 2.163 2.780 3.388
1.4
-0.255 0.705 1.337 2.128 2.706 3.271
1.2
-0.195 0.732 1.340 2.087 2.626 3.149
1.0
-0.164 0.758 1.340 2.043 2.542 3.022
0.9
-0.148 0.769 1.339 2.018 2.498 2.957
0.8
-0.132 0.780 1.336 1.998 2.453 2.891
0.7
-0.116 0.790 1.333 1.967 2.407 2.824
0.6
-0.099 0.800 1.328 1.939 2.359 2.755
0.5
-0.083 0.808 1.323 1.910 2.311 2.686
0.4
-0.066 0.816 1.317 1.880 2.261 2.615
0.3
-0.050 0.824 1.309 1.849 2.211 2.544
0.2
-0.033 0.830 1.301 1.818 2.159 2.472
0.1
-0.017 0.836 1.292 1.785 2.107 2.400
0.0
0.000 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326
-0.1 0.017 0.836 1.270 1.716 2.000 2.252
-0.2 0.033 0.850 1.258 1.680 1.945 2.178
-0.3 0.050 0.853 1.245 1.643 1.890 2.104
-0.4 0.066 0.855 1.231 1.606 1.834 2.029
-0.5 0.083 0.856 1.216 1.567 1.777 1.955
-0.6 0.099 0.857 1.200 1.528 1.720 1.880
-0.7 0.166 0.857 1.183 1.488 1.663 1.806
-0.8 0.132 0.856 1.166 1.448 1.606 1.733
-0.9 0.148 0.854 1.147 1.407 1.549 1.660
-1.0 0.164 0.852 1.128 1.366 1.492 1.588
-1.2 0.195 0.844 1.086 1.282 1.379 1.449
-1.4 0.225 0.832 1.041 1.198 1.270 1.318
-1.6 0.254 0.817 0.994 1.116 1.166 1.197
-1.8 0.282 0.799 0.945 1.035 1.069 1.087
-2.0 0.307 0.777 0.895 0.959 0.980 0.990
-2.2 0.330 0.752 0.844 0.888 0.900 0.905
-2.5 0.360 0.711 0.771 0.793 0.798 0.799
-3.0 0.396 0.636 0.660 0.666 0.666 0.667
Sumber : CD. Soemarto, tahun 1978
200
1000
0.5
4.970
4.652
4.444
4.298
4.147
3.990
3.828
3.661
3.489
3.401
3.312
3.223
3.132
3.041
2.949
2.856
2.763
2.670
2.576
2.482
2.388
2.294
2.294
2.201
2.016
1.926
1.837
1.749
1.664
1.501
1.351
1.216
1.097
0.995
0.907
0.800
0.667
0.1
7.250
6.600
6.200
5.910
5.660
5.390
5.110
4.820
4.540
4.395
4.250
4.105
3.960
3.815
3.670
3.525
3.380
3.235
3.090
2.950
2.810
2.675
2.675
2.540
2.275
2.150
2.035
1.910
1.800
1.625
1.465
1.280
1.130
1.000
0.910
0.802
0.668
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
2.5
Uji Kesesuaian Distr ibusi Fr ekuensi
Diperlukan penguji parameter untuk menguji kecocokan (the goodness of
fittest test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang
diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut.
Pengujian parameter yang sering dipakai adalah Chi-Square Test dan SmirnovKolmogorov (Dr. Ir. Suripin, M. Eng., 2004).
2.5.1. Uji Chi Kuadrat (Chi-Square Test)
Uji Chi-Square dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi
peluang yang telah di pilih dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang
di analisis. Pengambilan keputusan uji ini menggunakan parameter X2, oleh karena
itu disebut dengan uji Chi-Square. Parameter X2 dapat dihitung dengan rumus :
G
(O i − E i )2
i =1
Ei
Xh 2 = ∑
.................................................................
(2.12)
dengan,
X h2
= Parameter Chi-Kuadrat terhitung
G
= Jumlah sub-kelompok
Oi
= Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke-i
Ei
= Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke-i
Prosedur uji Chi-Square adalah :
1. Urutkan data pengamatan (dari besar ke kecil atau sebaliknya)
2. Kelompokkan data menjadi G sub-grup, tiap-tiap sub grup minimal 4 data
pengamatan.
3. Jumlahkan data pengamatan sebesar Oi tiap sub-grup
4. Jumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
Interpretasi hasilnya adalah :
a. Apabila peluang lebih besar dari 5 %, maka persamaan distribusi teoritis yang
digunakan dapat diterima.
b. Apabila peluang lebih kecil dari 1 %, maka persamaan distribusi teoritis yang
digunakan tidak dapat diterima.
c. Apabila peluang berada diantara 1 sampai 5 %, adalah tidak mungkin
mengambil keputusan, maka perlu penambahan data.
Tabel 2.3. Harga untuk Uji Chi–Kuadrat
Degrees
Probability of Deviation Greater Than X2
Of
Freedom
0.2
0.1
0.05
0.01
0.001
1
1.642
2.706
3.841
6.635
10.827
2
3.219
4.605
5.991
9.21
13.815
3
4.642
6.251
7.815
11.345
16.268
4
5.989
7.779
9.488
13.277
18.465
5
7.289
9.236
11.07
15.086
20.517
6
6.558
10.645
12.592
16.812
22.457
7
9.803
12.017
14.067
18.475
24.322
8
11.03
13.362
15.507
20.09
26.125
9
12.242
14.684
16.919
21.666
27.877
10
13.442
15.987
18.307
23.209
29.588
11
14.631
17.275
19.675
24.725
31.264
12
15.812
18.549
21.026
26.217
32.909
13
16.985
19.812
22.362
27.688
34.528
14
18.151
21.064
23.685
29.141
36.123
15
19.311
22.307
24.996
30.578
37.697
16
20.465
23.524
26.296
32
39.252
17
21.615
24.769
27.587
33.409
40.79
18
22.76
25.989
28.869
34.805
42.312
19
23.9
27.204
30.144
36.191
43.82
20
25.038
28.412
31.41
37.566
45.315
Sumber : Suwarno, tahun 1991
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
2.5.2. Uji Smir nov-Kolomogorov
Uji kecocokan Smirnov - Kolmogorov sering juga disebut uji kecocokan non
parametik karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Uji ini
di peroleh dengan memplot data dan probabilitas dari data yang bersangkutan, serta
hasil perhitungan empiris dalam bentuk grafis. Dari kedua hasil pengeplotan, dapat
diketahui penyimpangan terbesar. Penyimpangan tersebut kemudian dibandingkan
dengan penyimpangan kritis yang diijinkan.
Pengujian
distribusi
metode
Smirnov-Kolmogorov
didasarkan
pada
perhitungan probabilitas dan plotting data untuk mengetahui data yang mempunyai
simpangan terbesar.
a. Probabilitas dihitung dengan rumus Weibull (Subarkah,1980) sebagai berikut :
P=
n
x 100% …………..………………………………………..(2.13)
m +1
dengan :
P = probabilitas
m = nomor urut data seri yang telah disusun
n = besarnya data
b. Menghitung nilai G untuk mengetahui probabilitas dari data yang mempunyai
simpangan terjauh berdasarkan persamaan berikut :
Log X
= Log X + G x S............................................................... (2.14)
Dari tabel Log Pearson III didapatkan harga Pr
c. Pengujian
kesesuaian
Metode
Smirnov-Kolmogorov
dilakukan
dengan
persamaan sebagai berikut :
Px
= 1 - (Pr) ............................................................................... (2.15)
Δ
= Sn – Px............................................................................... (2.16)
max
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
dengan :
Δ
max
= selisih maksimum antara peluang empiris antara peluang dan
peluang teoritis
Nilai Δ
kritis
Sn
= peluang teoritis
Px
= peluang empiris
untuk uji Smirnov Kolmogorov dapat dilihat pada Tabel 2.4
Tabel 2.4 Nilai Delta Kr itis (d cr ) Untuk Uji Smirnov-Kolmogor ov
α
0.2
0.1
0.05
0.01
5
0.45
0.51
0.56
0.67
10
0.32
0.37
0.41
0.67
15
0.27
0.3
0.34
0.4
20
0.23
0.26
0.29
0.36
25
0.21
0.24
0.27
0.32
30
0.19
0.22
0.24
0.29
35
0.18
0.2
0.23
0.27
40
0.17
0.19
0.21
0.25
45
0.16
0.18
0.2
0.24
50
0.15
0.17
0.19
0.23
v
1.07
n>50
`
n
1.22
n
1.36
n
Sumber : Suwarno, tahun 1991
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
1.63
n
17
2.6
Analisa Debit Banjir Rencana
Perhitungan kemampuan saluran drainase Jemursari untuk menerima debit
banjir dari saluran meliputi perhitungan hidrolik yaitu perhitungan kapasitas
pengaliran saluran drainase Jemursari. Debit banjir rencana diperoleh dari studi yang
dilakukan melalui perhitungan dengan menggunakan metode rasional dengan rumus :
Q = 1/3,6.C.I.A..............................................................................(2.17)
Dimana :
Q
= Debit Puncak (m3/dt)
C
= Koefisien Aliran Permukaan
I
= Intensitas Hujan (mm/jam)
A
= Luas Daerah Pematusan (K m2)
Faktor utama yang mempengaruhi nilai C adalah tata guna lahan. Adapun
nilai koefisien pengaliran dapat dilihat pada tabel 2.6. Koefisien Pengaliran.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
Tabel 2.5 Koefisien Pengalir an
Diskr ipsi Lahan/Karakter Permukaan
Business
Perkotaan
Pinggiran
Per umahan
Rumah Tunggal
Multi Unit, terpisah
Multi Unit, tergabung
Perkampungan
Apartemen
Industr i
Ringan
Berat
Per ker asan
Aspal dan Beton
Batu Bata, Paving
Atap
Halaman, Tanah Berpasir
Datar 2%
Rata-rata, 2% - 7%
Curam, 7%
Halaman, Tanah Berat
Datar 2%
Rata-rata, 2% - 7%
Curam, 7%
Halaman Ker eta Api
Taman Tempat Ber main
Taman, pekuburan
Hutan
Datar, 0 - 5%
Bergelombang, 5 - 10%
Berbukit, 10 - 30%
Sumber : Suripin, 2004
Koefisien Aliran ( C )
0,70 - 0,95
0,50 - 0,70
0,30 - 0,50
0,40 - 0,60
0,60 - 0,75
0,25 - 0,40
0,50 - 0,70
0,50 - 0,80
0,60 - 0,90
0,05 - 0,10
0,10 - 0,15
0,15 - 0,20
0,05 - 0,10
0,10 - 0,15
0,15 - 0,20
0,13 - 0,17
0,18 - 0,2
0,25 - 0,35
0,10 - 0,35
0,20 - 0,35
0,10 - 0,25
0,10 - 0,40
0,25 - 0,50
0,30 - 0,60
Waktu kosentrasi (tc) adalah waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh
dan mengalir dari titik tejauh daerah aliran sungai. Waktu kosentrasi dapat dihitung
dengan menjumlahkan waktu yang diperlukan air untuk mengalir di permukaan
lahan sampai saluran terdekat (t0) dan waktu dari pertama masuk saluran sampai
titikmkeluaran td, sehingga
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
tc = t0 + td
.......................................................................................... (2.18)
dimana :
n
t0 = 1,44x Lo
S
0 , 467
...........................................................................
(2.19)
dan
L
td =
60V
...................................................................................... (2.20)
dimana :
2.7
n
= Angka Kekasaran Manning
S
= Kemiringan Lahan
Lo
= Jarak Saluran Terjauh
Analisa Kapasitas Aliran Saluran
Pada saluran sederhana, kekasaran sepanjang keliling basah dapat dibedakan
dengan jelas pada setiap bagian keliling basah, tetapi kecepatan rata-rata dapat
dihitung dengan rumus aliran seragam tanpa harus membagi-bagi penampang
tersebut. Misalnya suatu saluran persegi panjang dengan dasar kayu dan dinding kaca
akan memiliki nilai-nilai n yang berbeda untuk dasar dan dindingnya. Rumus
Manning untuk saluran semacam ini, kadang-kadang perlu menghitung nilai n
ekivalen untuk keseluruhan keliling basah dan memasukan nilai ekivalen ini untuk
menghitung aliran bagi seluruh penampang.
Gambar 2.2 Bentuk Penampang Saluran Ter buka
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
Tabel 2.6 Nilai Koefisien Kekasaran Manning (n)
Tipe Saluran dan deskripsinya
Min
Normal
Maks
0,025
0,030
0,033
batu-batu, 0,030
0,035
0,040
0,033
0,040
0,045
0,035
0,045
0,050
banyak kemiringan dan penampang 0,040
0,048
0,055
0,045
0,050
0,060
- Tenang pada bagian lutrus, tanaman 0,050
0,070
0,080
0,100
0,150
0,030
0,040
0,050
0,040
0,050
0,070
- Rumput pendek
0,025
0,030
0,035
- Rumput tinggi
0,030
0,035
0,050
Saluran Alam
Saluran kecil (lebar atas pada taraf banjir< 100
kaki
a. Saluran didataran.
- Bersih lurus
- Bersih
lurus,
banyak
tanaman pengganggu
- Bersih, berkelok-kelok, bertebing
- Seperti
di
atas,
dengan
tanaman
pengganggu, batu-batu
- Seperti di atas, tidak terisi penuh,
yang kurang efektif
- Seperti di atas berbatu lebih banyak
pengganggu
- Banyak tanaman pengganggu, alur 0,075
sungai penuh kayu dan ranting
b. Saluran di pegunungan tanpa tetumbuhan
di saluran tebing umumnya terjal, pohon
dan semak-semak sepanjang tebing
- Dasar: kerikil, kerakal dan sedikit batu
besar
- Dasar: kerakal dengan batu besar
Dataran banjir
a. Padang rumput tanpa belukar
b. Daerah pertanian
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
- Tanpa tanaman
0,020
0,030
0,040
- Tanaman dibariskan
0,025
0,035
0,045
- Tanaman tidak dibariskan
0,030
0,040
0,050
- Belukar terpencar, banyak tanaman 0,035
0,050
0,070
0,050
0,060
0,040
0,060
0,080
0,045
0,070
0,110
0,070
0,100
0,160
0,110
0,150
0,200
0,030
0,040
0,050
0,050
0,060
0,080
0,080
0,100
0,120
0,100
0,120
0,160
………..
0,060
………..
0,100
c. Belukar
pengganggu
- Belukar jarang dan pohon, musim 0,035
dingin
- Belukar jarang dan pohon, musim semi
- Belukar sedang sampai rapat, musim
dingin
- Belukar sedang sampai rapat, musim
semi
d. Pohon-pohon
- Willow rapat, musim semi lurus
- Tanah telah dibersihkan, batang kayu
tanpa tunas
- Seperti diatas dengan tunas-tunas lebat
- Banyak
batang
kayu,
beberapa
tumbang, ranting-ranting, taraf banjir
dibawah cabang pohon
- Seperti diatas taraf banjir mencapai
cabang pohon
Saluran besar (lebar atas pada taraf banjir > 100
kaki). Nilai n lebih kecil dari saluran kecil
dengan perincian sama, sebab tebing memberikan
hambatan efektif yang lebih kecil
- Penampang beraturan tanpa batu besar 0,025
atau belukar
- Penampang tidak beraturan dan kasar
0,035
Sumber : Ven Te Chow “ Saluran terbuka” halaman 101-102
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
22
2.8
HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System)
Program HEC-RAS adalah program yang dibuat untuk analisa sungai dan
saluran drainase dengan asumsi hidrolis satu dimensi. Dikembangkan oleh U. S Army
Corps Of Engineers River analysis System. Program ini digunakan untuk perhitungan
aliran satu dimensi (1D). Pemilihan perangkat lunak untuk permodelan ditentukan
oleh tujuan model. Bila yang akan dilakukan adalah permodelan profil permukaan air
banjir maka model matematis satu dimensi dapat digunakan karena hanya perubahan
profil aliran pada arah longitudinal (arah aliran) yang ingin diketahui, program ini
dapat juga menganalisa aliran steady dan unsteady serta dapat menampilkan kondisi
muka air penampang dalam suatu jaringan, yang berada pada saluran alami maupun
buatan.
HEC-RAS adalah program yang didesain sedemikian rupa, sehingga
pengguna dapat berinteraktif dalam sebuah pekerjaan yang berhubungan dengan
lingkungan yang memiliki kasus beraneka ragam. Sistem ini terdiri dari Graphical
User Interface (GUI), disamping adanya sistem komponen analisa hidrolika,
penyimpanan dan pengolahan data, grafik, dan fasilitas laporan.
Adapun langkah-langkah dalam permodelan HEC-RAS adalah sebagai
berikut :
1. Memasukkan data input
2. Simulasi program
3. Data output yang dihasilkan
2.8.1 Memasukkan Data Input
1. Data Geometri
•
Penentuan data geometri berupa existing sungai sebagai sungai utama
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
•
Penentuan daerah pematusan dan koefisien pengaliran
•
Penentuan koefisien manning ( n )
•
Penentuan batas hilir
2. Data aliran tetap (Steady Flow)
Data hidrologi yang dimasukkan dalam data aliran tetap (Steady
Flow) adalah debit konstan banjir rencana pada ujung hulu saluran utama
dan debit tambahan di sepanjang sungai. Prinsip aliran tetap dalm HECRAS adalah bahwa debit yang masuk pada penampang paling hulu akan
selalu konstan sampai ke hilir selama tidak ada debit tambahan
disepanjang sungai. Bila disepanjang sungai terdapat debit tambahan
maka pada penampang sungai yang mengalami tambahan debit, besar
nilai debit dipenampang tersebut adalah komulatif dari debit di hulu dan
debit tambahan tersebut, begitu seterusnya.
3. Data Aliran Tidak Tetap (Unsteady Flow)
Data aliran tidak tetap (Unsteady Flow) berupa hidrograf banjir
pada hulu sungai utama dan hidrograf banjir tambahan di sepanjang
sungai, serata hidrograf tinggi muka air pada batas hilir. Berbeda dengan
metode aliran tetap, pada aliran tidak tetap debit yang masuk tidak
bersifat komulatif.
4. Data Kondisi Batas dan Kondisi Awal (Boundary Conditions and Initial
Conditions)
Kondisi batas (Boundary Conditions) diperlukan untuk menetapkan elevasi
muka air pada titik terakhir dari sistem sungai. Kondisi awal (Initial Conditions)
berupa permukaan air awal dibutuhkan oleh program untuk memulai perhitungan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
24
2.8.2 Simulasi Program
1.
Analisa Aliran Tetap (Running Steady Flow Analysis)
Data hidrologi yang dimasukkan dalam data aliran tetap (steady flow) adalah
debit konstan banjir rencana pada ujung hulu saluran dan debit tambahan di
sepanjang sungai. Prinsip aliran tetap HEC-RAS adalah bahwa debit yang masuk
pada penampang paling hulu akan selalu konstan sampai ke hilir selama tidak ada
tambahan di sepanjang sungai. Bila di sepanjang sungai terdapat debit tambahan
maka pada penampang sungai yang mengalami tambahan debit, besar nilai debit
penampang adalah komulatif dari debit di hulu dan debit tambahan tersebut, begitu
seterusnya.
Gambar 2.3 Tampilan Menu Bar HEC-RAS 4.1.0
Gambar 2.4 Tampilan Input Data Steady Flow
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
2.8.3 Data Output yang Dihasilkan
a. Potongan Melintang
Berupa tampilan elevasi muka air suatu penampang melintang pada suatu
waktu dalam menerima debit yang masuk.
b. Profil Muka Air
Profil memanjang permukaan air sungai pada waktu tertentu.
c. Profil Penampang Saluran
Tampilan berupa berbagai grafik, misal grafik kedalamn hidrolis, debit yang
amsuk, kecepatan aliran, luas penampang basah, volume dan angka froude
dari penampang memanjang sungai.
Tampilan berupa grafik hubungan antara tinggi muka air dengan debit pada
suatu penampang melintang.
d. Tampilan 3D Sungai
Tampilan perspektif tiga dimensi elevasi muka sir dalam suatu penggal
sungai.
e.
Tabel Potongan Melintang
Berupa tabel output yang menampilkan kedalaman hidrolis, debit yang
masuk, kecepatan aliran, luas penampang basah, volume dan angka froude.
f.
Tabel Output Keseluruhan Potongan Melintang
Berupa keseluruhan tabel penampang melintang yang menampilkan
kedalaman hidrolis, debit yang masuk, kecepatan aliran, luas penampang
basah, volume dan angka froude.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Pengumpulan Data
Semua data pendukung dalam kegiatan penelitian ini diperoleh dari Dinas
Pekerjaan Umum Bina Marga dan Pematusan Kota Surabaya dan Dinas Pekerjaan
Umum Pengairan Kota Surabaya. Data yang diperlukan untuk melakukan pemodelan
merupakan data sekunder.
Pengumpulan Data Sekunder
Kegiatan pengumpulan data sekunder meliputi :
a. Peta topografi
Peta topografi sangat penting dalam studi ini, peta yang telah di dapatkan
dengan skala 1 : 50.000, Apabila terdapat peta yang lebih detail dengan skala lebih
besar maka akan digunakan sebagai masukan.
b. Pengukuran Memanjang dan Melintang
Data pengukuran diperlukan untuk mendapatkan kondisi geometri dan kontur
sungai. Pengukuran memanjang dan melintang dilakukan disepanjang saluran
drainase Jemursari dengan jarak antara titik atau patok 50 m atau lebih.
c. Data Curah Hujan
Data curah hujan digunakan untuk menganalisa debit banjir
rencana
maksimum dengan periode ulang T tahun dengan metode Rasional. Debit rencana ini
nantinya digunakan untuk menghitung kemampuan penampang Saluran Drainase
Jemursari, digunakan untuk perencanaan pompa Prapen.
26
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3.2
Langkah – langkah Penger jaan
Langkah-langkah yang diperlukan untuk menyusun penelitian ini adalah
sebagai berikut :
1. Studi literatur
2. Pengumpulan data sekunder, yang berupa peta topografi, curah hujan, peta
genangan, data tata guna lahan dan gambar long & cross section
3. Analisa data.
Analisa curah hujan rata-rata, analisa hujan rencana, debit rencana.
4. Skematisasi model Saluran Jemursari-Prapen.
5. Cek muka air kondisi eksisting Saluran Drainase Jemursari-Prapen
menggunakan Metode HEC-RAS 4.1.
6. Untuk menguji pemodelan tersebut sudah layak apa belum, maka perlu uji
model dengan mengalirkan debit banjir rencana.
7. Apabila dalam pengujian model tersebut yang terjadi adalah banjir, maka
dilakukan perbaikan. Namun jika tidak terjadi banjir maka perumusan
model dapat digunakan.
8. Setelah mendapatkan pemodelan yang sesuai, maka untuk mengecek
kekokohan model tersebut dengan cara mengaplikasikan model tersebut di
Saluran Drainase Jemursari-Prapen.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Langkah - langkah pelaksanaan penelitian ini secara sistimatis :
Mulai
-
Data sekunder :
Peta Topografi
Curah hujan
Gambar Long & Cross Section
Data Tata Guna Lahan
Analisa Curah hujan rata – rata :
Metode Theissen Pholygon
Hujan rencana :
Distribusi Log pearson III
Uji Kesesuaian :
Distribusi Log person III
Chi - Square
Debit rencana :
Metode Rasional
Cek muka air kondisi existing
Saluran drainase Jemursari dengan
Program HEC- RAS
Banjir
Tidak
Ya
Normalisasi & Analisa Pompa
Cek elevasi Muka air
setelah perbaikan
Ya
Banjir
Tidak
Kesimpulan
Gambar. 3.1 Diagr am Alur penelitian
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR PUSTAKA
Anggrahini. 1997. Hidrolika Saluran Terbuka. Penerbit CV. Citra Media, Surabaya.
Chow Ven Te. 1992. Hidrolika saluran Terbuka. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Lensley, Ray K dan Franzini, Joseph B. 1991. Teknik Sumber Daya Air Jilid II
diterjemahkan oleh Djoko Sasongko. Penerbit Erlangga, Surabaya.
Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan Yang Berkelanjutan. Penerbit Andi,
Yogyakarta.
Triatmojo, B. 2008. Hidrologi Terapan. Penerbit Beta Offset, Yogyakarta.
US Army Corp of Enginneering, 2008. HEC-RAS User Man
J ARINGAN SALURAN DRAINASE J EMURSARI-PRAPEN
KOTA SURABAYA
TUGAS AKHIR
Untuk memenuhi sebagian persyar atan dalam memper oleh
Gelar Sar jana Teknik ( S-1 )
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
Oleh :
SADMAY GIGID HANDIKA
0853010061
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”
J AWA TIMUR
2012
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
PENGOPERASIAN POMPA AIR PRAPEN TERHADAP
J ARINGAN SALURAN DRAINASE J EMURSARI-PRAPEN
KOTA SURABAYA
Oleh :
Sadmay Gigid Handika
NPM : 0853010061
ABSTRAK
Saluran drainase Jemursari-Prapen adalah salah satu saluran drainase yang berada di
Kota Surabaya yang mana alirannya mengarah ke Kali Surabaya. Keberadaan saluran
drainase Jemursari-Prapen sangat vital terhadap pengaturan debit banjir di daerah
Jemursari, Kendangsari dan Prapen. Saluran drainase Jemursari-Prapen mempunyai
morfologi saluran yang cukup lurus dan relatif datar. Akan tetapi, kecilnya kapasitas
penampang exsisting saluran dan tingginya curah hujan di sepanjang saluran drainase
Jemursari-Prapen menyebabkan terjadinya banjir. Akibatnya meluapnya air pada saat
musim hujan menjadi sebuah permasalahan. Hal ini melatar belakangi perlunya
dilakukan perencanaan pengendalian banjir pada saluran tersebut, dengan tujuan
untuk meminimalisasi kerugian akibat banjir. Metode analisis yang di pakai adalah
metode analisis perhitungan hidrologi. Dengan bantuan program HEC-RAS 4.1.0,
besar kemampuan penampang saluran drainase pada kondisi eksisting dapat
diketahui. Direncanakan debit banjir rencan lima tahun (Q5 tahun). Berdasarkan hasil
analisa dengan menggunakan program HEC-RAS 4.1.0 pada kondisi eksisting
Saluran Drainase Jemursari Prapen, beberapa penampang pada nomor patok cross
section 0,8; 0,9; 1; 2; 2,1; 4; 7 tidak mampu menampung debit aliran. Dari hasil
analisa didesain dengan menggunakan banjir Q5 tahun didapat bahwa cara normalisasi
dimensi saluran drainase Jemursari, direncanakan b = 6 m, z = 0, I = 0,0004. Jumlah
tiga pompa air yang terpasang dengan kondisi normalisasi mampu mengatasi luapan
air pada Saluran Drainase Jemursar-Prapen pada Q5 tahun. Pengoperasian satu pompa
air dinilai paling efektif karena sudah cukup mampu menampung Q5 tahun pada
kondisi normalisasi.
Kata kunci : banjir, drainase, pump station, program HEC-RAS 4.1.0
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
KATA PENGANTAR
Dengan segenap puji syukur Alhamdulillah kehadirat Allah S.W.T yang telah
melimpahkan rahmat dan anugerah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini dengan judul ” PENGOPERASIAN POMPA AIR PRAPEN
TERHADAP JARINGAN SALURAN DRAINASE JEMURSARI-PRAPEN KOTA
SURABAYA ”. Tugas Akhir ini merupakan suatu syarat bagi mahasiswa dalam
menempuh jenjang sarjana Strata 1 (S-1) di Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
UPN ”Veteran” Jawa Timur .
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis berusaha semaksimal mungkin
menerapkan ilmu yang penulis dapatkan di bangku perkuliahan dan buku-buku
literatur yang sesuai dengan judul Tugas Akhir ini. Disamping ini penulis juga
menerapkan petunjuk-petunjuk yang diberikan oleh dosen pembimbing. Namun
sebagai manusia biasa dengan keterbatasan yang ada penulis menyadari bahwa
Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu segala saran dan kritik
yang bersifat membangun dari setiap pembaca akan penulis terima demi
kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Dengan tersusunnya Tugas Akhir ini penulis tidak lupa mengucapkan terima
kasih sebanyak-banyaknya kepada semua pihak yang telah memberikan bimbingan,
dorongan, semangat, arahan serta berbagai macam bantuan baik berupa moral
maupun spiritual, terutama kepada :
1. Ibu Ir. Naniek Ratni JAR, M.Kes, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional ” Veteran ” Jawa Timur.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
i
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2. Bapak Ibnu Solichin, ST., MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil
Universitas Pembangunan Nasional ” Veteran ” Jawa Timur.
3. Bapak Iwan Wahjudijanto, ST., MT., selaku dosen pembimbing utama Tugas
Akhir yang telah berkenan memberikan bimbingan, waktu dan dorongan moril
selama pengerjaan Tugas Akhir sampai selesai.
4. Ibu Novie Handajani, ST., MT., selaku dosen pembimbing pendamping Tugas
Akhir dan dosen wali yang telah berkenan memberikan bimbingan, waktu dan
dorongan moril selama pengerjaan Tugas Akhir sampai selesai.
5. Segenap dosen dan staff Program Studi Teknik Sipil UPN ” Veteran ” Jawa
Timur.
6. Para tim penguji yang telah membantu penulis sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
7. Dinas Pekerjaan Umum Pengairan Provinsi Jawa Timur dan Dinas Pekerjaan
Umum Bina Marga Kota Surabaya yang telah menyediakan data sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
8. Keluarga tercinta Bapak H. Masmunif Irfan, SH., Ibu Lilik sumarni (alm), Mas
Ismay Hadly, Dik Fahmay Mingga Zamzami yang telah banyak memberikan
inspirasi, dukungan lahir dan batin, material, sipritual dan moral sehingga penulis
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Keluarga besar Ir. Siswadi (Pakdhe Sis, Budhe Asieh, Mas Angga, Mas Wedha,
Mbak Shinta) yang telah banyak memberikan dukungan lahir dan batin, material,
sipritual, dan moral sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
10. Sahabat-sahabat lama di Kediri (Adi Bendot, Karel, Ikhsan, Raditya, Yudha
Moonk, Azhari, Pandu, Noviasari, Voka, Nita, Riche, Age, Agil Cendol,
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
ii
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Adzanis, dll) terima kasih atas dorongan, semangat dan dukungan moril yang
bermanfaat sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11. Segenap keluarga besar warga Teknik sipil UPN ” Veteran ” Jatim, angkatan
2006 (Alif, Digna Tapir, Malelo, Iqbal Damsyik, dll), angkatan 2007 (Hanafi,
Aland, Sanggra, Risang, Iwan Cuprus, Pendik, Dedik, Rizky Kodok, dll),
angkatan 2008 (Agung, Jainudin, Komenk, Joko, Ari Soxsox, Resa, Hilman,
Sudhian, Dian Eka, Metha, Ambar, Arum, Weny, Gely, Sinyo, Aba, Uyab, Tri,
Erwin, Popo, Hendra, Periyadi, Yudha Dadang, Rizky Kunthink, Ponari, Arif
Totor, Arif Takrip, Ferry, Andik, Firman, Anang, Eko, dll), angkatan 2009
(Fatih, Fathul, Imam Tohari, Safitri, Irsya, Raga, Aji, Adit Lempo, Dimas Kaspo,
Baqo’, Annas, dll), angkatan 2010 (Dinar, Ermin, Hinda, Dea, Bustomi, Lora,
dll), kakak-kakak alumni (Intan, Yayan, Guntur, Reza, Iwan Kachonk, dll) dan
semua pihak yang telah membantu Tugas Akhir ini, yang tidak dapat penulis
sebutkan satu-persatu. Penulis ucapkan terima kasih.
Sebagai akhir kata, penulis harapkan agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat
bagi penulis pada khususnya dan para pembaca pada umumnya.
Surabaya, Mei 2012
Penyusun
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
iii
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ………………………………………………………
i
ABSTRAK …………………………………………………………………..
iv
DAFTAR ISI ………………………………………………………………..
v
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………..
viii
DAFTAR TABEL …………………………………………………………...
xiii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................
1
1.2 Rurumusan Masalah ..............................................................
2
1.3 Maksud dan Tujuan...............................................................
2
1.4 Batasan Masalah ..................................................................
3
1.5 Lokasi Studi ..........................................................................
3
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1 Umum ..................................................................................
5
2.2 Letak dan Kondisi Saluran Drainase Jemursari-Prapen ..........
6
2.3 Curah Hujan ..........................................................................
6
2.4 Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana...............................
8
2.5 Uji Kesesuaian Distribusi .....................................................
13
2.5.1 Uji Chi Kuadrat (Chi-Square Test) ..............................
13
2.5.2 Uji Smirnov-Kolmogorov............................................
15
2.6 Analisa Debit Banjir Rencana ..............................................
17
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
v
BAB III
BAB IV
2.7 Analisa Kapasitas Aliran Saluran ..........................................
19
2.8 HEC-RAS .............................................................................
22
2.8.1 Memasukkan Data Input..............................................
22
2.8.2 Simulasi Program ......................................................
24
2.8.3 Data Output yang Dihasilkan .......................................
25
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Pengumpulan Data ................................................................
26
3.2 Langkah-langkah Pengerjaan …..…. .....................................
27
PERHITUNGAN DAN ANALISA DATA
4.1 Analisa Hidrologi …………………………………………….
29
4.2 Analisa Curah Hujan …………………………………………
29
4.2.1 Luas Pengaruh Polygon Thiessen ……………………...
30
4.2.2 Perhitungan Curah Hujan Rata – Rata Daerah ..............
32
4.2.3 Perhitungan Analisa Frekuensi ...................................
36
4.2.4 Perhitungan Curah Hujan Rencana .............................
37
4.3 Uji Kesesuaian Distribusi ......................................................
39
4.3.1 Metode Smirnov – Komogorov ………………………..
39
4.3.2 Metode Chi – Kuadrat (Chi – Square Test) ……………
41
4.4 Analisa Debit Banjir Rencana ………………………………...
42
4.4.1 Penggunaan Lahan ……………………………………...
44
4.4.2 Distribusi Hujan Dan Curah Hujan Efektif ..................
46
4.5 Analisa Debit Banjir Rencana dengan Metode Rasional .......
48
4.5.1 Waktu Kosentrasi (tc) ................................................
48
4.5.2 Waktu Intensitas Hujan (I).........................................
49
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
vi
4.5.3 Debit Banjir (Q) ........................................................
49
4.6 Analisa Kapasitas Penampang ...............................................
52
4.7 Kondisi Eksisting ..................................................................
55
4.7.1 Kondisi Eksisting Saluran Wonorejo .........................
55
4.7.2 Kondisi Eksisting Saluran Jemursari..........................
58
4.7.3 Kondisi Eksisting Saluran Sidosermo ........................
62
4.8 Kondisi Normalisasi ..............................................................
69
4.8.1 Kondisi Normalisasi Saluran Jemursari .....................
69
4.8.2 Kondisi Normalisasi Saluran Wonorejo .....................
73
4.8.3 Kondisi Normalisasi Saluran Sidosermo ....................
75
4.9 Perencanaan Peninggian Tanggul Saluran Sidosermo ............
78
4.10 Analisa Efektifitas Kerja Pompa..........................................
80
4.10.1 Kondisi Tiga Pompa Dioperasikan ………………...
80
4.10.2 Kondisi Dua Pompa Dioperasikan ………………....
80
4.10.3 Kondisi Satu Pompa Dioperasikan ………………....
81
BAB V KESIMPULAN
Kesimpulan.................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
vii
82
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Drainase adalah salah satu bangunan sipil yang mempunyai fungsi mengalirkan,
menguras, membuang, atau mengalihkan air. Secara umum, drainase didefinisikan sebagai
serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang kelebihan
air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal.
Keberadaan drainase sangat berpengaruh terhadap kehidupan sosial masyarakat, karena
drainase difungsikan untuk mengalirkan ataupun membuang air sehingga debit air akibat
hujan dapat terkontrol dan tidak terjadi banjir ataupun luapan air akibat hujan. Atas dasar
inilah, maka segala sesuatu yang menyangkut keberadaan dan perubahan drainase serta yang
ada di dalamnya perlu untuk mendapat perhatian.
Saluran Drainase Jemursari adalah salah satu saluran drainase yang berada di Kota
Surabaya yang mana alirannya mengarah ke Kali Surabaya. Keberadaan Saluran Drainase
Jemursari sangat vital terhadap pengaturan debit banjir di daerah Jemursari, Kendangsari dan
Prapen.
Saluran Drainase Jemursari mempunyai morfologi saluran yang cukup lurus dan
relatif datar. Akan tetapi, kecilnya kapasitas penampang exsisting saluran dan tingginya curah
hujan di sepanjang saluran drainase Jemursari-Prapen menyebabkan terjadinya terjadinya.
Akibatnya meluapnya air pada saat musim hujan menjadi masalah yang selama ini belum
bisa terselesaikan.
Dengan permasalahan diatas, maka dibangun Pompa Air Prapen yang berfungsi
sebagai pengendali banjir dari Saluran Jemursari dengan cara memompa air dari saluran ke
Kali Surabaya.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
HEC-RAS merupakan singkatan dari Hydraulic Engineering Center’s Hydrologic
River Enginnering System, merupakan sebuah software yang dikembangkan oleh Hydraulic
Enginnering Center milik US Army Crops of Engineers. Program HEC-RAS merupakan
program komputer untuk menghitung transformasi hujan dan proses routing pada suatu DAS.
Model ini dapat digunakan untuk menghitung limpasan permukaan serta penelusuran banjir
pada suatu daerah aliran sungai, baik itu dalam kondisi eksisting maupun dalam kondisi
terkontrol atau terencana. Berkaitan dengan sering meluapnya air di saluran drainase
Jemursari, maka debit banjir dyang mempengaruhi tinggi muka air pada saluran dapat
dianalisa dan direncanakan ulang dengan menggunakan program HEC-RAS.
1.2.
Rumusan Masalah
Permasalahan yang dapat ditulis berkenaan dengan banjir yang terjadi di daerah
sekitar Saluran Drainasi Jemursari adalah sebagai berikut :
1.
Mampukah saluran drainase Jemursari-Prapen kondisi eksisting menampung air
pada Q5 tahun?
2.
Berapa dimensi normalisasi pada saluran Jemursari-Prapen?
3.
Apakah jumlah Pompa Air Prapen yang terpasang dengan kondisi normalisasi
mampu mengatasi luapan air pada Saluran Drainase Jemursari-Prapen pada Q5
tahun?
4.
1.3.
Berapakah jumlah pompa yang bekerja paling efektif pada kondisi normalisasi?
Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan yang ingin dicapai dari analisa ini adalah :
1.
Untuk mengetahui mampu atau tidaknya Saluran Drainase Jemursari-Prapen
menampung air pada Q5 tahun pada kondisi eksisting.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
2.
Untuk mengetahui dimensi normalisasi pada saluran Jemursari-Prapen.
3.
Untuk mengetahui mampu atau tidaknya Pompa Air Prapen yang terpasang
dengan kondisi normalisasi dalam mengatasi luapan air pada Saluran Drainase
Jemursari pada Q5 tahun..
4.
Untuk mengetahui berapa jumlah pompa air yang beroperasi secara efektif
dengan kondisi normalisasi dalam mengatasi luapan air pada Saluran Drainase
Jemursari-Prapen pada Q5 tahun.
1.4.
Batasan Masalah
Dengan adanya permasalahan di atas, maka ruang lingkup pembahasan dalam laporan
tugas akhir ini adalah :
1. Tidak membahas kondisi daerah akibat banjir baik segi materiel maupun dampak
lingkungan.
2. Data yang digunakan adalah data curah hujan Stasiun hujan Keputih, Kebon Agung,
Wonorejo, Wonokromo dan Gunungsari dari tahun 2000 – 2010.
3. Tidak membahas tentang jenis -jenis kerusakan yang terjadi akibat banjir.
1.5.
Lokasi Studi
Lokasi studi berada di Daerah saluran drainase Jemursari-Prapen Kota Surabaya yang
secara administratif terletak di wilayah Kota Surabaya. Panjang Saluran Drainase JemursariPrapen adalah ± 5 km. Untuk lebih jelasnya lokasi Saluran Drainase Jemursari-Prapen dapat
dilihat pada Gambar 1.1, sedangkan gambar lay out saluran drainase Jemursari-Prapen dapat
dilihat pada Gambar 1.2.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
Gambar 1.1 Peta Lokasi Studi Pompa Prapen
Gambar 1.2 Lay Out Lokasi Studi Pompa Prapen
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1.
Umum
Secara umum, drainase didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang
berfungsi untuk mengurangi dan atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan
atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Drainase juga diartikan
sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas.
Berdasarkan sejarah terbentuknya, drainase terbagi dua jenis. Pertama,
natural drainage yaitu drainase yang terbentuk secara alamiah dengan tidak adanya
bangunan penunjang. Kedua, artificial drainage yaitu drainase yang terbentuk karena
adanya campur tangan manusia melalui proses perencanaan dengan tujuan tertentu
yang mana drainase tersebut memerlukan bangunan khusus.
Menurut letak bangunannya, drainase dibagi dua jenis. Pertama, surface
drainage yaitu suatu sistem pembuangan air untuk menyalurkan air di permukaan
tanah. Hal ini berguna untuk mencegah adanya genangan. Kedua, subsurface
drainage yaitu suatu sistem pembuangan untuk mengalirkan kelebihan air dibawah
tanah.
Drainase merupakan bangunan yang sangat krusial di dalam sistem jaringan
bangunan air yang ada di perkotaan khususnya. Salah satunya terbukti dimana sistem
saluran drainase berpengaruh besar terhadap pengendalian banjir akibat tingginya
intensitas curah hujan suatu daerah atau kawasan tertentu. Jika sistem drainase suatu
wilayah cukup baik, maka tingkat banjir suatu wilayah tersebut akan rendah. Dan
sebaliknya, jika sistem drainase suatu wilayah kurang baik, maka tingkat banjir suatu
5
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
wilayah tersebut tinggi. Ditinjau dari segi hidrologi, drainase mempunyai fungsi
utama menampung curah hujan dan mengalirkan ke sungai hingga sungai
mengalirkan air ke laut
2.2.
Letak dan Kondisi Saluran Drainase J emur sar i-Pr apen
Saluran drainase Jemursari terletak di kecamatan Jemursari kota Surabaya.
Panjang Saluran Drainase Jemursari-Prapen + 5 km. Saluran Drainase JemursariPrapen bercabang kearah timur yang dinamakan saluran Kebon Agung, kearah utara
langsung menuju ke Kali Surabaya. Tingkat sedimentasi saluran drainasenya
tergolong cukup tinggi akibat banyaknya sampah yang terdapat pada saluran.
2.3.
Cur ah Hujan
Untuk mendapatkan gambaran mengenai distribusi hujan di seluruh daerah
aliran sungai, maka dipilih beberapa stasiun yang tersebar di seluruh DAS. Stasiun
terpilih adalah stasiun yang berada dalam cakupan area DAS dan memiliki data
pengukuran iklim secara lengkap. Beberapa metode yang dapat dipakai untuk
menentukan curah hujan rata-rata adalah Thiessen Polygon Method, Arithmetic
Method dan Isohyetal Method. Untuk keperluan pengolahan data curah hujan
menjadi data debit diperlukan data curah hujan bulanan, sedangkan untuk
mendapatkan debit banjir rancangan diperlukan analisis data dari curah hujan harian
maksimum. Metode yang umum dipakai adalah Thiessen polygon Method.
Pada Thiessen polygon Method dianggap bahwa data curah hujan dari suatu
tempat pengamatan dapat dipakai untuk daerah pengaliran di sekitar tempat itu.
Metode perhitungan dengan membuat poligon yang memotong tegak lurus pada
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
tengah-tengah garis penghubung dua stasiun hujan. Dengan demikian tiap stasiun
penakar (Rn) akan terletak pada suatu wilayah poligon tertutup (An).
Gambar 2.1 Peta DAS Dengan Thiessen Polygon Method
Perbandingan luas
poligon
untuk setiap stasiun yang besarnya An /A.
Thiessen memberi rumusan sebagai berikut:
R=
A1 * R1 + A2 * R2 + ......... + An * Rn
A1 + A2 + ......... + An
............................................
(2.1)
dengan,
R
: Curah hujan daerah rata-rata
R1, R2, ..., Rn : Curah hujan ditiap titik pos Curah hujan
A1, A2, ..., An : Luas daerah Thiessen yang mewakili titik pos curah hujan
n
: Jumlah pos curah hujan
Pada Aritmetik Method dianggap bahwa data curah hujan dari suatu tempat
pengamatan dapat dipakai untuk daerah pengaliran di sekitar tempat itu dengan
merata-rata langsung stasiun penakar hujan yang digunakan. Isohyetal Method
menggunakan peta dengan garis-garis yang menghubungkan tempat-tempat dengan
curah hujan yang sama. Besar curah hujan rata-rata bagi daerah seluruhnya didapat
dengan mengalikan curah hujan rata-rata diantara kontur-kontur dengan luas daerah
antara kedua kontur, dijumlahkan dan kemudian dibagi luas seluruh daerah. Curah
hujan rata-rata di antara kontur biasanya diambil setengah harga dari kontur.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
2.4.
Analisa Fr ekuensi Curah Hujan Rencana
Sistem hidrologi kadang-kadang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa yang
luar biasa (ekstrim), seperti hujan lebat, banjir dan kekeringan. Besaran peristiwa
ekstrim berbanding terbalik dengan frekuensi kejadiannya, peristiwa yang luar biasa
ekstrim kejadiannya sangat langka.
Tujuan analisi frekuensi data hidrologi adalah berkaitan besaran peristiwaperistiwa ekstrim yang berkaitan dengan frekuensi kejadian melalui penerapan
distribusi kemungkinan. Data hidrologi yang dianalisis diasumsikan tidak bergantung
(independen) dan terdistribusikan secara acak dan bersifat stokastik.
Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai
atau dilampaui. Sebaliknya, kala (return period) adalah waktu hipotetik di mana
hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Dalam hal ini tidak
terkandung pengertian bahwa kejadian tersebut akan terulang secara teratur setiap
kala ulang tersebut. Misalnya, hujan dengan kala ulang 10 tahunan, tidak berarti akan
terjadi sekali setiap 10 tahun akan tetapi ada kemungkinan dalam jangka 1000 tahun
akan terjadi 100 kali kejadian huajn 10 tahunan lebih dari satu kali, atau sebaliknya
tidak terjadi sama sekali (Dr. Ir. Suripin, M. Eng., 2004).
Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat
jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah distribusi
Normal, distribusi Log Normal, distribusi Log-Pearson III dan distribusi Gumbel.
Persyaratan pemakaian distribusi tersebut didasarkan pada nilai Koefisien Skewness
dan Koefisien Kurtosis, seperti persyaratan yang tercantum pada Tabel 2.1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
Tabel 2.1. Persyar atan Pemilihan Distr ibusi Fr ekuensi
Par ameter Data Statistik
Distribusi Fr ekwensi
Koefisien Skewness Koefisien
(Cs)
(Ck)
Gumbel
1.14
Distribusi Normal
-0.015 ≤Cs ≤0.05
Kurtosis
5.4
2.7 ≤Ck ≤3.3
Log Pear son type III
Bebas*
1.5 Cs2 + 3
Sumber : Hidrologi Sri Harto BR ; Hidrologi Jilid 1 Soewarno
*) Bila tidak ada yang mendekati parameter Gumbel dan Distribusi Normal,
Tersedia Tabel -3 ≤Cs ≤3.
2.4.1 Distr ibusi Gumbel Tipe I
Persamaan dari Distribusi Gumbel Tipe I adalah :
p( x) = α e
−α ( x − β )− e
−α ( x −β )
…...............................................
(2.2)
………………………………………………
(2.3)
Sedangkan persamaan adalah :
−α ( x− β )
p( x ) = e −e
Distribusi ini mempunyai 2 parameter, yaitu :
α = Parameter konsentrasi
β = Ukuran gejala pusat
Karakteristik dari distribusi ini adalah :
Koefisien skewness (Cs) = 1,139
Koefisien Kurtosis (Ck) = 5,4
Parameter distribusi diperoleh dengan menggunakan metoda momen,
hasilnya adalah :
α =
1, 2825
σ
…………………………………….…
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
(2.4)
10
β = µ − 0,45 σ
………………………………….……
(2.5)
Faktor frekuensi K untuk distribusi Gumbel Tipe I adalah :
K=
(YT − Yn )
……………………………………………..
Sn
T − 1 ………………………………………
YT = − ln (− ln
T
(2.6)
(2.7)
dengan,
YT = Reduced variabel Y
T = Periode ulang (tahun)
Yn = Nilai rata-rata dari reduced variabel Y, merupakan fungsi dari jumlah
data n
Sn = Simpangan baku dari reduced variabel Y, merupakan fungsi dari
jumlah data n
2.4.2 Distr ibusi Log Pear son III
Distribusi Log Pearson Type III banyak digunakan dalam analisa Hidrologi
terutama analisis data maksimum dan minimum dengan nilai ekstrim. Bentuk
distribusi Log Pearson Type III ini dapat menggantikan varian menjadi nilai
logaritma. Untuk menganalisa frekuensi curah hujan dengan metode Log Pearson
Type III adalah berikut (Ir. C.D. Soemarto,1986) :
−
Log XT = Log X + K . S log x …………………………………..(2.8)
dengan,
XT
= Curah dengan kala ulang T tahun ( mm )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
−
Log X = Harga Rata-rata
S log x = Standart deviasi
K
= Koefisien yang harganya tergantung pada nilai koefisien
Kepencengan (Cs) dan return periode (T)
Urutan perhitungan adalah sebagai berikut :
a.
−
Mencari harga Log X
n
Log
b.
X
=
∑
log
i =1
n
Mencari harga Standart Deviasi
2
n
S
X ………………………..……………...(2.9)
log
x
=
∑
(log
i =1
X − log
……………….....……(2.10)
X )
( n − 1)
c. Mencari harga kepencengan (Cs)
n×
Cs =
n
∑
3
(log X − log X )
i =1
( n − 1 )( n − 2 ) S log
3
x
…………………...(2.11)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
Tabel 2.2 Nilai K Distr ibusi Log Pearson type III
Periode Ulang ( Tahun )
2
5
10
25
50
100
Cs
Peluang ( % )
50
20
10
4
2
1
3.0
-0.396 0.420 1.180 2.278 3.152 4.051
2.5
-0.360 0.518 1.250 2.262 3.048 3.845
2.2
-0.330 0.574 1.284 2.240 2.970 3.705
2.0
-0.307 0.609 1.302 2.219 2.912 3.605
1.8
-0.282 0.643 1.318 2.193 2.848 3.499
1.6
-0.254 0.675 1.329 2.163 2.780 3.388
1.4
-0.255 0.705 1.337 2.128 2.706 3.271
1.2
-0.195 0.732 1.340 2.087 2.626 3.149
1.0
-0.164 0.758 1.340 2.043 2.542 3.022
0.9
-0.148 0.769 1.339 2.018 2.498 2.957
0.8
-0.132 0.780 1.336 1.998 2.453 2.891
0.7
-0.116 0.790 1.333 1.967 2.407 2.824
0.6
-0.099 0.800 1.328 1.939 2.359 2.755
0.5
-0.083 0.808 1.323 1.910 2.311 2.686
0.4
-0.066 0.816 1.317 1.880 2.261 2.615
0.3
-0.050 0.824 1.309 1.849 2.211 2.544
0.2
-0.033 0.830 1.301 1.818 2.159 2.472
0.1
-0.017 0.836 1.292 1.785 2.107 2.400
0.0
0.000 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326
-0.1 0.017 0.836 1.270 1.716 2.000 2.252
-0.2 0.033 0.850 1.258 1.680 1.945 2.178
-0.3 0.050 0.853 1.245 1.643 1.890 2.104
-0.4 0.066 0.855 1.231 1.606 1.834 2.029
-0.5 0.083 0.856 1.216 1.567 1.777 1.955
-0.6 0.099 0.857 1.200 1.528 1.720 1.880
-0.7 0.166 0.857 1.183 1.488 1.663 1.806
-0.8 0.132 0.856 1.166 1.448 1.606 1.733
-0.9 0.148 0.854 1.147 1.407 1.549 1.660
-1.0 0.164 0.852 1.128 1.366 1.492 1.588
-1.2 0.195 0.844 1.086 1.282 1.379 1.449
-1.4 0.225 0.832 1.041 1.198 1.270 1.318
-1.6 0.254 0.817 0.994 1.116 1.166 1.197
-1.8 0.282 0.799 0.945 1.035 1.069 1.087
-2.0 0.307 0.777 0.895 0.959 0.980 0.990
-2.2 0.330 0.752 0.844 0.888 0.900 0.905
-2.5 0.360 0.711 0.771 0.793 0.798 0.799
-3.0 0.396 0.636 0.660 0.666 0.666 0.667
Sumber : CD. Soemarto, tahun 1978
200
1000
0.5
4.970
4.652
4.444
4.298
4.147
3.990
3.828
3.661
3.489
3.401
3.312
3.223
3.132
3.041
2.949
2.856
2.763
2.670
2.576
2.482
2.388
2.294
2.294
2.201
2.016
1.926
1.837
1.749
1.664
1.501
1.351
1.216
1.097
0.995
0.907
0.800
0.667
0.1
7.250
6.600
6.200
5.910
5.660
5.390
5.110
4.820
4.540
4.395
4.250
4.105
3.960
3.815
3.670
3.525
3.380
3.235
3.090
2.950
2.810
2.675
2.675
2.540
2.275
2.150
2.035
1.910
1.800
1.625
1.465
1.280
1.130
1.000
0.910
0.802
0.668
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
2.5
Uji Kesesuaian Distr ibusi Fr ekuensi
Diperlukan penguji parameter untuk menguji kecocokan (the goodness of
fittest test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang
diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut.
Pengujian parameter yang sering dipakai adalah Chi-Square Test dan SmirnovKolmogorov (Dr. Ir. Suripin, M. Eng., 2004).
2.5.1. Uji Chi Kuadrat (Chi-Square Test)
Uji Chi-Square dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi
peluang yang telah di pilih dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang
di analisis. Pengambilan keputusan uji ini menggunakan parameter X2, oleh karena
itu disebut dengan uji Chi-Square. Parameter X2 dapat dihitung dengan rumus :
G
(O i − E i )2
i =1
Ei
Xh 2 = ∑
.................................................................
(2.12)
dengan,
X h2
= Parameter Chi-Kuadrat terhitung
G
= Jumlah sub-kelompok
Oi
= Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke-i
Ei
= Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke-i
Prosedur uji Chi-Square adalah :
1. Urutkan data pengamatan (dari besar ke kecil atau sebaliknya)
2. Kelompokkan data menjadi G sub-grup, tiap-tiap sub grup minimal 4 data
pengamatan.
3. Jumlahkan data pengamatan sebesar Oi tiap sub-grup
4. Jumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
Interpretasi hasilnya adalah :
a. Apabila peluang lebih besar dari 5 %, maka persamaan distribusi teoritis yang
digunakan dapat diterima.
b. Apabila peluang lebih kecil dari 1 %, maka persamaan distribusi teoritis yang
digunakan tidak dapat diterima.
c. Apabila peluang berada diantara 1 sampai 5 %, adalah tidak mungkin
mengambil keputusan, maka perlu penambahan data.
Tabel 2.3. Harga untuk Uji Chi–Kuadrat
Degrees
Probability of Deviation Greater Than X2
Of
Freedom
0.2
0.1
0.05
0.01
0.001
1
1.642
2.706
3.841
6.635
10.827
2
3.219
4.605
5.991
9.21
13.815
3
4.642
6.251
7.815
11.345
16.268
4
5.989
7.779
9.488
13.277
18.465
5
7.289
9.236
11.07
15.086
20.517
6
6.558
10.645
12.592
16.812
22.457
7
9.803
12.017
14.067
18.475
24.322
8
11.03
13.362
15.507
20.09
26.125
9
12.242
14.684
16.919
21.666
27.877
10
13.442
15.987
18.307
23.209
29.588
11
14.631
17.275
19.675
24.725
31.264
12
15.812
18.549
21.026
26.217
32.909
13
16.985
19.812
22.362
27.688
34.528
14
18.151
21.064
23.685
29.141
36.123
15
19.311
22.307
24.996
30.578
37.697
16
20.465
23.524
26.296
32
39.252
17
21.615
24.769
27.587
33.409
40.79
18
22.76
25.989
28.869
34.805
42.312
19
23.9
27.204
30.144
36.191
43.82
20
25.038
28.412
31.41
37.566
45.315
Sumber : Suwarno, tahun 1991
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
2.5.2. Uji Smir nov-Kolomogorov
Uji kecocokan Smirnov - Kolmogorov sering juga disebut uji kecocokan non
parametik karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Uji ini
di peroleh dengan memplot data dan probabilitas dari data yang bersangkutan, serta
hasil perhitungan empiris dalam bentuk grafis. Dari kedua hasil pengeplotan, dapat
diketahui penyimpangan terbesar. Penyimpangan tersebut kemudian dibandingkan
dengan penyimpangan kritis yang diijinkan.
Pengujian
distribusi
metode
Smirnov-Kolmogorov
didasarkan
pada
perhitungan probabilitas dan plotting data untuk mengetahui data yang mempunyai
simpangan terbesar.
a. Probabilitas dihitung dengan rumus Weibull (Subarkah,1980) sebagai berikut :
P=
n
x 100% …………..………………………………………..(2.13)
m +1
dengan :
P = probabilitas
m = nomor urut data seri yang telah disusun
n = besarnya data
b. Menghitung nilai G untuk mengetahui probabilitas dari data yang mempunyai
simpangan terjauh berdasarkan persamaan berikut :
Log X
= Log X + G x S............................................................... (2.14)
Dari tabel Log Pearson III didapatkan harga Pr
c. Pengujian
kesesuaian
Metode
Smirnov-Kolmogorov
dilakukan
dengan
persamaan sebagai berikut :
Px
= 1 - (Pr) ............................................................................... (2.15)
Δ
= Sn – Px............................................................................... (2.16)
max
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
dengan :
Δ
max
= selisih maksimum antara peluang empiris antara peluang dan
peluang teoritis
Nilai Δ
kritis
Sn
= peluang teoritis
Px
= peluang empiris
untuk uji Smirnov Kolmogorov dapat dilihat pada Tabel 2.4
Tabel 2.4 Nilai Delta Kr itis (d cr ) Untuk Uji Smirnov-Kolmogor ov
α
0.2
0.1
0.05
0.01
5
0.45
0.51
0.56
0.67
10
0.32
0.37
0.41
0.67
15
0.27
0.3
0.34
0.4
20
0.23
0.26
0.29
0.36
25
0.21
0.24
0.27
0.32
30
0.19
0.22
0.24
0.29
35
0.18
0.2
0.23
0.27
40
0.17
0.19
0.21
0.25
45
0.16
0.18
0.2
0.24
50
0.15
0.17
0.19
0.23
v
1.07
n>50
`
n
1.22
n
1.36
n
Sumber : Suwarno, tahun 1991
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
1.63
n
17
2.6
Analisa Debit Banjir Rencana
Perhitungan kemampuan saluran drainase Jemursari untuk menerima debit
banjir dari saluran meliputi perhitungan hidrolik yaitu perhitungan kapasitas
pengaliran saluran drainase Jemursari. Debit banjir rencana diperoleh dari studi yang
dilakukan melalui perhitungan dengan menggunakan metode rasional dengan rumus :
Q = 1/3,6.C.I.A..............................................................................(2.17)
Dimana :
Q
= Debit Puncak (m3/dt)
C
= Koefisien Aliran Permukaan
I
= Intensitas Hujan (mm/jam)
A
= Luas Daerah Pematusan (K m2)
Faktor utama yang mempengaruhi nilai C adalah tata guna lahan. Adapun
nilai koefisien pengaliran dapat dilihat pada tabel 2.6. Koefisien Pengaliran.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
Tabel 2.5 Koefisien Pengalir an
Diskr ipsi Lahan/Karakter Permukaan
Business
Perkotaan
Pinggiran
Per umahan
Rumah Tunggal
Multi Unit, terpisah
Multi Unit, tergabung
Perkampungan
Apartemen
Industr i
Ringan
Berat
Per ker asan
Aspal dan Beton
Batu Bata, Paving
Atap
Halaman, Tanah Berpasir
Datar 2%
Rata-rata, 2% - 7%
Curam, 7%
Halaman, Tanah Berat
Datar 2%
Rata-rata, 2% - 7%
Curam, 7%
Halaman Ker eta Api
Taman Tempat Ber main
Taman, pekuburan
Hutan
Datar, 0 - 5%
Bergelombang, 5 - 10%
Berbukit, 10 - 30%
Sumber : Suripin, 2004
Koefisien Aliran ( C )
0,70 - 0,95
0,50 - 0,70
0,30 - 0,50
0,40 - 0,60
0,60 - 0,75
0,25 - 0,40
0,50 - 0,70
0,50 - 0,80
0,60 - 0,90
0,05 - 0,10
0,10 - 0,15
0,15 - 0,20
0,05 - 0,10
0,10 - 0,15
0,15 - 0,20
0,13 - 0,17
0,18 - 0,2
0,25 - 0,35
0,10 - 0,35
0,20 - 0,35
0,10 - 0,25
0,10 - 0,40
0,25 - 0,50
0,30 - 0,60
Waktu kosentrasi (tc) adalah waktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh
dan mengalir dari titik tejauh daerah aliran sungai. Waktu kosentrasi dapat dihitung
dengan menjumlahkan waktu yang diperlukan air untuk mengalir di permukaan
lahan sampai saluran terdekat (t0) dan waktu dari pertama masuk saluran sampai
titikmkeluaran td, sehingga
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
tc = t0 + td
.......................................................................................... (2.18)
dimana :
n
t0 = 1,44x Lo
S
0 , 467
...........................................................................
(2.19)
dan
L
td =
60V
...................................................................................... (2.20)
dimana :
2.7
n
= Angka Kekasaran Manning
S
= Kemiringan Lahan
Lo
= Jarak Saluran Terjauh
Analisa Kapasitas Aliran Saluran
Pada saluran sederhana, kekasaran sepanjang keliling basah dapat dibedakan
dengan jelas pada setiap bagian keliling basah, tetapi kecepatan rata-rata dapat
dihitung dengan rumus aliran seragam tanpa harus membagi-bagi penampang
tersebut. Misalnya suatu saluran persegi panjang dengan dasar kayu dan dinding kaca
akan memiliki nilai-nilai n yang berbeda untuk dasar dan dindingnya. Rumus
Manning untuk saluran semacam ini, kadang-kadang perlu menghitung nilai n
ekivalen untuk keseluruhan keliling basah dan memasukan nilai ekivalen ini untuk
menghitung aliran bagi seluruh penampang.
Gambar 2.2 Bentuk Penampang Saluran Ter buka
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
Tabel 2.6 Nilai Koefisien Kekasaran Manning (n)
Tipe Saluran dan deskripsinya
Min
Normal
Maks
0,025
0,030
0,033
batu-batu, 0,030
0,035
0,040
0,033
0,040
0,045
0,035
0,045
0,050
banyak kemiringan dan penampang 0,040
0,048
0,055
0,045
0,050
0,060
- Tenang pada bagian lutrus, tanaman 0,050
0,070
0,080
0,100
0,150
0,030
0,040
0,050
0,040
0,050
0,070
- Rumput pendek
0,025
0,030
0,035
- Rumput tinggi
0,030
0,035
0,050
Saluran Alam
Saluran kecil (lebar atas pada taraf banjir< 100
kaki
a. Saluran didataran.
- Bersih lurus
- Bersih
lurus,
banyak
tanaman pengganggu
- Bersih, berkelok-kelok, bertebing
- Seperti
di
atas,
dengan
tanaman
pengganggu, batu-batu
- Seperti di atas, tidak terisi penuh,
yang kurang efektif
- Seperti di atas berbatu lebih banyak
pengganggu
- Banyak tanaman pengganggu, alur 0,075
sungai penuh kayu dan ranting
b. Saluran di pegunungan tanpa tetumbuhan
di saluran tebing umumnya terjal, pohon
dan semak-semak sepanjang tebing
- Dasar: kerikil, kerakal dan sedikit batu
besar
- Dasar: kerakal dengan batu besar
Dataran banjir
a. Padang rumput tanpa belukar
b. Daerah pertanian
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
- Tanpa tanaman
0,020
0,030
0,040
- Tanaman dibariskan
0,025
0,035
0,045
- Tanaman tidak dibariskan
0,030
0,040
0,050
- Belukar terpencar, banyak tanaman 0,035
0,050
0,070
0,050
0,060
0,040
0,060
0,080
0,045
0,070
0,110
0,070
0,100
0,160
0,110
0,150
0,200
0,030
0,040
0,050
0,050
0,060
0,080
0,080
0,100
0,120
0,100
0,120
0,160
………..
0,060
………..
0,100
c. Belukar
pengganggu
- Belukar jarang dan pohon, musim 0,035
dingin
- Belukar jarang dan pohon, musim semi
- Belukar sedang sampai rapat, musim
dingin
- Belukar sedang sampai rapat, musim
semi
d. Pohon-pohon
- Willow rapat, musim semi lurus
- Tanah telah dibersihkan, batang kayu
tanpa tunas
- Seperti diatas dengan tunas-tunas lebat
- Banyak
batang
kayu,
beberapa
tumbang, ranting-ranting, taraf banjir
dibawah cabang pohon
- Seperti diatas taraf banjir mencapai
cabang pohon
Saluran besar (lebar atas pada taraf banjir > 100
kaki). Nilai n lebih kecil dari saluran kecil
dengan perincian sama, sebab tebing memberikan
hambatan efektif yang lebih kecil
- Penampang beraturan tanpa batu besar 0,025
atau belukar
- Penampang tidak beraturan dan kasar
0,035
Sumber : Ven Te Chow “ Saluran terbuka” halaman 101-102
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
22
2.8
HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System)
Program HEC-RAS adalah program yang dibuat untuk analisa sungai dan
saluran drainase dengan asumsi hidrolis satu dimensi. Dikembangkan oleh U. S Army
Corps Of Engineers River analysis System. Program ini digunakan untuk perhitungan
aliran satu dimensi (1D). Pemilihan perangkat lunak untuk permodelan ditentukan
oleh tujuan model. Bila yang akan dilakukan adalah permodelan profil permukaan air
banjir maka model matematis satu dimensi dapat digunakan karena hanya perubahan
profil aliran pada arah longitudinal (arah aliran) yang ingin diketahui, program ini
dapat juga menganalisa aliran steady dan unsteady serta dapat menampilkan kondisi
muka air penampang dalam suatu jaringan, yang berada pada saluran alami maupun
buatan.
HEC-RAS adalah program yang didesain sedemikian rupa, sehingga
pengguna dapat berinteraktif dalam sebuah pekerjaan yang berhubungan dengan
lingkungan yang memiliki kasus beraneka ragam. Sistem ini terdiri dari Graphical
User Interface (GUI), disamping adanya sistem komponen analisa hidrolika,
penyimpanan dan pengolahan data, grafik, dan fasilitas laporan.
Adapun langkah-langkah dalam permodelan HEC-RAS adalah sebagai
berikut :
1. Memasukkan data input
2. Simulasi program
3. Data output yang dihasilkan
2.8.1 Memasukkan Data Input
1. Data Geometri
•
Penentuan data geometri berupa existing sungai sebagai sungai utama
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
•
Penentuan daerah pematusan dan koefisien pengaliran
•
Penentuan koefisien manning ( n )
•
Penentuan batas hilir
2. Data aliran tetap (Steady Flow)
Data hidrologi yang dimasukkan dalam data aliran tetap (Steady
Flow) adalah debit konstan banjir rencana pada ujung hulu saluran utama
dan debit tambahan di sepanjang sungai. Prinsip aliran tetap dalm HECRAS adalah bahwa debit yang masuk pada penampang paling hulu akan
selalu konstan sampai ke hilir selama tidak ada debit tambahan
disepanjang sungai. Bila disepanjang sungai terdapat debit tambahan
maka pada penampang sungai yang mengalami tambahan debit, besar
nilai debit dipenampang tersebut adalah komulatif dari debit di hulu dan
debit tambahan tersebut, begitu seterusnya.
3. Data Aliran Tidak Tetap (Unsteady Flow)
Data aliran tidak tetap (Unsteady Flow) berupa hidrograf banjir
pada hulu sungai utama dan hidrograf banjir tambahan di sepanjang
sungai, serata hidrograf tinggi muka air pada batas hilir. Berbeda dengan
metode aliran tetap, pada aliran tidak tetap debit yang masuk tidak
bersifat komulatif.
4. Data Kondisi Batas dan Kondisi Awal (Boundary Conditions and Initial
Conditions)
Kondisi batas (Boundary Conditions) diperlukan untuk menetapkan elevasi
muka air pada titik terakhir dari sistem sungai. Kondisi awal (Initial Conditions)
berupa permukaan air awal dibutuhkan oleh program untuk memulai perhitungan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
24
2.8.2 Simulasi Program
1.
Analisa Aliran Tetap (Running Steady Flow Analysis)
Data hidrologi yang dimasukkan dalam data aliran tetap (steady flow) adalah
debit konstan banjir rencana pada ujung hulu saluran dan debit tambahan di
sepanjang sungai. Prinsip aliran tetap HEC-RAS adalah bahwa debit yang masuk
pada penampang paling hulu akan selalu konstan sampai ke hilir selama tidak ada
tambahan di sepanjang sungai. Bila di sepanjang sungai terdapat debit tambahan
maka pada penampang sungai yang mengalami tambahan debit, besar nilai debit
penampang adalah komulatif dari debit di hulu dan debit tambahan tersebut, begitu
seterusnya.
Gambar 2.3 Tampilan Menu Bar HEC-RAS 4.1.0
Gambar 2.4 Tampilan Input Data Steady Flow
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
2.8.3 Data Output yang Dihasilkan
a. Potongan Melintang
Berupa tampilan elevasi muka air suatu penampang melintang pada suatu
waktu dalam menerima debit yang masuk.
b. Profil Muka Air
Profil memanjang permukaan air sungai pada waktu tertentu.
c. Profil Penampang Saluran
Tampilan berupa berbagai grafik, misal grafik kedalamn hidrolis, debit yang
amsuk, kecepatan aliran, luas penampang basah, volume dan angka froude
dari penampang memanjang sungai.
Tampilan berupa grafik hubungan antara tinggi muka air dengan debit pada
suatu penampang melintang.
d. Tampilan 3D Sungai
Tampilan perspektif tiga dimensi elevasi muka sir dalam suatu penggal
sungai.
e.
Tabel Potongan Melintang
Berupa tabel output yang menampilkan kedalaman hidrolis, debit yang
masuk, kecepatan aliran, luas penampang basah, volume dan angka froude.
f.
Tabel Output Keseluruhan Potongan Melintang
Berupa keseluruhan tabel penampang melintang yang menampilkan
kedalaman hidrolis, debit yang masuk, kecepatan aliran, luas penampang
basah, volume dan angka froude.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Pengumpulan Data
Semua data pendukung dalam kegiatan penelitian ini diperoleh dari Dinas
Pekerjaan Umum Bina Marga dan Pematusan Kota Surabaya dan Dinas Pekerjaan
Umum Pengairan Kota Surabaya. Data yang diperlukan untuk melakukan pemodelan
merupakan data sekunder.
Pengumpulan Data Sekunder
Kegiatan pengumpulan data sekunder meliputi :
a. Peta topografi
Peta topografi sangat penting dalam studi ini, peta yang telah di dapatkan
dengan skala 1 : 50.000, Apabila terdapat peta yang lebih detail dengan skala lebih
besar maka akan digunakan sebagai masukan.
b. Pengukuran Memanjang dan Melintang
Data pengukuran diperlukan untuk mendapatkan kondisi geometri dan kontur
sungai. Pengukuran memanjang dan melintang dilakukan disepanjang saluran
drainase Jemursari dengan jarak antara titik atau patok 50 m atau lebih.
c. Data Curah Hujan
Data curah hujan digunakan untuk menganalisa debit banjir
rencana
maksimum dengan periode ulang T tahun dengan metode Rasional. Debit rencana ini
nantinya digunakan untuk menghitung kemampuan penampang Saluran Drainase
Jemursari, digunakan untuk perencanaan pompa Prapen.
26
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3.2
Langkah – langkah Penger jaan
Langkah-langkah yang diperlukan untuk menyusun penelitian ini adalah
sebagai berikut :
1. Studi literatur
2. Pengumpulan data sekunder, yang berupa peta topografi, curah hujan, peta
genangan, data tata guna lahan dan gambar long & cross section
3. Analisa data.
Analisa curah hujan rata-rata, analisa hujan rencana, debit rencana.
4. Skematisasi model Saluran Jemursari-Prapen.
5. Cek muka air kondisi eksisting Saluran Drainase Jemursari-Prapen
menggunakan Metode HEC-RAS 4.1.
6. Untuk menguji pemodelan tersebut sudah layak apa belum, maka perlu uji
model dengan mengalirkan debit banjir rencana.
7. Apabila dalam pengujian model tersebut yang terjadi adalah banjir, maka
dilakukan perbaikan. Namun jika tidak terjadi banjir maka perumusan
model dapat digunakan.
8. Setelah mendapatkan pemodelan yang sesuai, maka untuk mengecek
kekokohan model tersebut dengan cara mengaplikasikan model tersebut di
Saluran Drainase Jemursari-Prapen.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Langkah - langkah pelaksanaan penelitian ini secara sistimatis :
Mulai
-
Data sekunder :
Peta Topografi
Curah hujan
Gambar Long & Cross Section
Data Tata Guna Lahan
Analisa Curah hujan rata – rata :
Metode Theissen Pholygon
Hujan rencana :
Distribusi Log pearson III
Uji Kesesuaian :
Distribusi Log person III
Chi - Square
Debit rencana :
Metode Rasional
Cek muka air kondisi existing
Saluran drainase Jemursari dengan
Program HEC- RAS
Banjir
Tidak
Ya
Normalisasi & Analisa Pompa
Cek elevasi Muka air
setelah perbaikan
Ya
Banjir
Tidak
Kesimpulan
Gambar. 3.1 Diagr am Alur penelitian
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR PUSTAKA
Anggrahini. 1997. Hidrolika Saluran Terbuka. Penerbit CV. Citra Media, Surabaya.
Chow Ven Te. 1992. Hidrolika saluran Terbuka. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Lensley, Ray K dan Franzini, Joseph B. 1991. Teknik Sumber Daya Air Jilid II
diterjemahkan oleh Djoko Sasongko. Penerbit Erlangga, Surabaya.
Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan Yang Berkelanjutan. Penerbit Andi,
Yogyakarta.
Triatmojo, B. 2008. Hidrologi Terapan. Penerbit Beta Offset, Yogyakarta.
US Army Corp of Enginneering, 2008. HEC-RAS User Man