STUDI PERUBAHAN DASAR KALI PORONG AKIBAT SEDIMEN LUMPUR DI KABUPATEN SIDOARJO.

STUDI PERUBAHAN DASAR KALI PORONG AKIBAT
SEDIMEN LUMPUR DI KABUPATEN SIDOARJ O

TUGAS AKHIR

Diajukan Oleh :
RISANG RUKMANTORO
0753010039

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.

STUDI PERUBAHAN DASAR KALI PORONG AKIBAT SEDIMEN
LUMPUR DI KABUPATEN SIDOARJ O
OLEH :

RISANG RUKMANTORO
0753010039
ABSTRAK
Kali Porong merupakan terusan sungai Kali Brantas (floodway) yang berhulu
di kota Mojokerto (Bendung Lengkong Baru), mengalir ke arah timur dan bermuara
di Selat Jawa. Kali Porong juga merupakan sungai buatan alias terusan untuk
mengalihkan sebagian aliran pada saat musim penghujan di sungai Brantas yang
bermuara di Kota Surabaya. Dengan panjang aliran sungai yang mencapai ± 49.65
km. Kali Porong dibangun sebagai floodway untuk melindungi Kota Surabaya dari
banjir. Pada saat musim penghujan, seluruh aliran banjir dari sungai Kali Brantas
dialirkan ke Kali Porong melalaui pengopersian Bendung Lengkong. Dengan
terjadinya bencana lumpur Sidoarjo pada Tahun 2006, pemerintah menetapkan Kali
Porong sebagai tempat pembuangan Lumpur Sidoarjo menuju ke laut, maka fungsi
Kali Porong selain sebagai floodway juga berfungsi sebagai saluran yang
mengalirkan endapan lumpur ke muara. Dengan kondisi semburan lumpur Sidoarjo
yang sudah mencapai ± 126.000m3 bukan tidak mungkin dalam beberapa tahun ke
depan pendangkalan Kali Porong mencapai titik kritis elevasi muka air normal. Oleh
karena itu, untuk menanggulangi pendangkalan akibat sedimen lumpur tersebut perlu
diadakan langkah-langkah penanggulangan seperti pengerukan dasar Kali Porong,
atau normalisasi. Data yang dipersiapkan untuk studi tersebut meliputi, peta

Topografi Kali Porong dengan skala 1 : 25000, data debit aliran, data potongan
memanjang dan potongan melintang dari Kali Porong serta data sedimen gradasi
material dasar sungai dan konsentrasi sedimen melayang. Studi ini adalah untuk
mengetahui perubahan dasar Kali Porong akibat sedimen lumpur Sidoarjo. Studi ini
juga bermaksud untuk mengevaluasi dasar Kali Porong yang mengalami
pendangkalan akibat sedimentasi lumpur Sidoarjo. Setelah dilakukan analisa studi,
hasil yang didapatkan meliputi parameter perubahan dasar, parameter yang
dihasilkan ialah koefisien kekasaran manning sebesar 0.03, tegangan kritis senilai
0.039 dan gerusan maksimum yang berubah tiap penampang. Hasil analisa kedua
yang didapat berupa perubahan dasar akibat sedimen di Tahun 2008-2010 yang
mengalami penggerusan di hulu dan penumpukan di hilir. Hasil ketiga ialah
perubahan kapasitas penampang Kali Porong yang mengalami kenaikan debit
dibandingkan dengan kapasitas Tahun 2008 dan Tahun 2009

Kata Kunci :

Banjir, sedimen lumpur , floodway, koefisien
manning, tegangan kr itis, mor fologi.
i

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

kekasaran

DAFTAR ISI

ABSTRAK .............................................................................................................. i
KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x
BAB I

PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .................................................................... .1
1.2. Perumusan Masalah ............................................................. .2
1.3. Tujuan ................................................................................. .3
1.4. Batasan Masalah .................................................................. .3
1.5. Manfaat Studi……………………………………………….…4

1.6. Lokasi Studi Pengamatan.........................................................4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Umum ................................................................................ 5
2.2. Analisa Sedimentasi ............................................................ 5
2.2.1. Umum ...................................................................... 5
2.2.2. Muatan Dasar (Bed Load)......................................... 7
2.2.3. Muatan Melayang ..................................................... 14
2.2.4. Muatan Kikisan (Wash Load) .................................. 15
2.3. Analisa Debit Rencana......................................................... 15
2.3.1. Perhitungan Debit Banjir Rencana.............................18

iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2.4. Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi .................................... 19
2.4.1. Uji Chi Kuadrat (Chi – Square Test) ......................... 19

2.4.2. Uji Smirnov - Kolomogorov ..................................... 20
2.5. Hidrolika Aliran .................................................................. 21
2.6. Analisa Aliran Sungai .......................................................... 21
2.7. Analisa Profil Aliran ............................................................ 23

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi Studi ........................................................................ 25
3.2. Langkah-langkah Pelaksanaan Penelitian Secara Sistematis...25
3.2.1. Pengumpulan Data ................................................... 25
3.2.2. Analisa Data .......................................................... 26
3.2.3. Parameter Untuk Perubahan Dasar Sungai ............... 31
3.2.4. Perubahan Dasar Kali Porong Akibat Pengaliran
Sedimen Lumpur Ke Muara Pada Tahun 2008 –
2010……………… .................................................. 31
3.2.5. Kapasitas Kali Porong dari Tahun 2008-2010. ......... 32

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1

Kalibrasi Tinggi Muka Air ................................................... 34

4.2

Perubahan Dasar Kali Porong Akibat Pengaliran Lumpur
Sidoarjo Ke Muara............................................................... 48
4.2.1 Pengaturan Parameter Kalibrasi Perubahan Dasar
Sungai ...................................................................... 48

v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

4.2.2 Perbandingan Perubahan dasar Kali Porong
Tahun 2008-2010…. ................................................ 59
4.3

BAB V

Kapasitas Kali Porong dari Tahun 2008 – 2010..………...…..60

KESIMPULAN
Kesimpulan .................................................................................. 75

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Harga Ψ dan ˛ ......................................................................................... 8
Tabel 2.2 Hubungan antara ф dan Ψ ......................................................................... 12
Tabel 2.3 Hubungan antara

dan f

.................................................................. 13

Tabel 2.4 Harga-harga Ψ dan τc ............................................................................... 14
Tabel 2.5 Harga Variabel Reduksi Gumbel .............................................................. 16
Tabel 3.1 Analisa Distribusi Log Person type III ..................................................... 27
Tabel 3.2 Persyaratan Pemilihan Distribusi Frekuensi .............................................. 29
Tabel 3.3 Nilai K Distribusi Log Pearson type III ..................................................... 29
Tabel 4.1 Penampang Kali Porong (KP-1)............................................................... 37
Tabel 4.2 Penampang Kali Porong (KP-5)............................................................... 37
Tabel 4.3 Nilai Tinggi Muka Air .............................................................................. 38
Tabel 4.4 Debit Hipotesa dengan asumsi nilai manning = 0.02……………………....39
Tabel 4.5 Debit Hipotesa dengan asumsi nilai manning = 0.025……………………..40
Tabel 4.6 Debit Hipotesa dengan asumsi nilai manning = 0.03……………... ........... 40
Tabel 4.7 Hasil output running HEC-RAS dengan nilai manning = 0.02 .................. 44
Tabel 4.8 Hasil output running HEC-RAS dengan nilai manning = 0.025 ................ 45
Tabel 4.9 Hasil output running HEC-RAS dengan nilai manning = 0.03 .................. 45
Tabel 4.10 Tinggi muka air hasil output HEC-RAS .................................................. 46
Tabel 4.11 Selisih tinggi muka air ............................................................................ 47

Tabel 4.12 Komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max depth = 0
dan τ = 0.039 ............................................................................................ 51
Tabel 4.13 Komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max depth = 10
dan τ = 0.039 ......................................................................................... .52
vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Tabel 4.14 Komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max depth = 5
dan τ = 0.02 ........................................................................................... .54
Tabel 4.15 Komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max depth = 5
dan τ = 0.05 ........................................................................................... .55
Tabel 4.16 Komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max depth = 5
dan τ = 0.039 ......................................................................................... .56
Tabel 4.17 Komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max depth =
random dan τ = 0.039 ............................................................................ .57
Tabel 4.18 Komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max depth = 5
dan τ = 0.02 ........................................................................................... .58
Tabel 4.19 Debit Tahun 2008………………………………...……………….............61
Tabel 4.20 Debit Tahun 2009 ………………………………...………………............64

Tabel 4.21 Debit Tahun 2010 ………………………………...………………............67
Tabel 4.22 Perbandingan perubahan kapasitas Kali Porong Tahun 2008 – 2010.........70

viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Lokasi Studi Pengamatan ..................................................................... 4
Gambar 2.1 Potongan melintang dengan bermacam-macam kekasaran ................... 22
Gambar 2.2 Profil aliran suatu saluran...................................................................... 24
Gambar 3.1 Gradasi Sedimen ................................................................................... 26
Gambar 3.2 Diagram Alur Pelaksanaan Penelitian................................................... 33
Gambar 4.1 Cross Section 1 (KP-1) ......................................................................... 35
Gambar 4.2 Cross Section 1 (KP-5) ......................................................................... 36
Gambar 4.3 Data geometri HEC-RAS 4.1 ................................................................ 41
Gambar 4.4 Data input cross section ........................................................................ 42
Gambar 4.5 Data manning yang dimasukkan............................................................ 42
Gambar 4.6 Data debit manual ................................................................................. 43

Gambar 4.7 Steady Flow Analysis ............................................................................ 43
Gambar 4.8 Penampang hasil run HEC-RAS ........................................................... 44
Gambar 4.9 Grafik perbandingan koefisien manning ................................................ 46
Gambar 4.10 Skema Aliran Sungai Yang Diamati .................................................... 48
Gambar 4.11 Bed Gradation .................................................................................... 49
Gambar 4.12 Data (kedalaman maksium) max depth yang dimasukkan .................... 49
Gambar 4.13 Transport Function Calibration .......................................................... 50
Gambar 4.14 Quasi Steady Flow Edit....................................................................... 50
Gambar 4.15 Running Sediment Transport ............................................................... 51
Gambar 4.16 Grafik komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max
depth = 0 dan τ = 0.039 ....................................................................... 52

ix
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Gambar 4.17 Grafik komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max
depth = 10 dan τ = 0.039 ..................................................................... 52
Gambar 4.18 Grafik komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max
depth = 5 dan τ = 0.02…………………………………………………54
Gambar 4.19 Grafik komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max
depth = 5 dan τ = 0.05………………………………………………….55
Gambar 4.20 Grafik komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max
depth = 5 dan τ = 0.039…………………………………………..…….56
Gambar 4.21 Grafik komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max
depth = random dan τ = 0.039..…………..…………………………….57
Gambar 4.22 Grafik komparasi antara pengamatan dengan HEC-RAS dengan max
depth = random dan τ = 0.05……………………………..…………….58
Gambar 4.23 Grafik komparPerubahan dasar antara pengamatan dengan HEC-RAS
pada Tahun 2008 - 2010...................................................................... 59
Gambar 4.24 Grafik perubahan kapasitas debit dalam Tahun 2008 .......................... 63
Gambar 4.25 Grafik perubahan kapasitas debit dalam Tahun 2009 .......................... 66
Gambar 4.26 Grafik perubahan kapasitas debit dalam Tahun 2010 .......................... 69
Gambar 4.27 Grafik perbandingan kapasitas bulan Desember pada Tahun 2008,
2009, 2010 .......................................................................................... 71
Gambar 4.28 Kapasitas sungai dengan Q 50tahun ....................................................... 72
Gambar 4.29 Kapasitas sungai dengan Q 100tahun ...................................................... 72
Gambar 4.30 Perubahan dasar akibat sedimen dengan Q 50tahun ................................ 73
Gambar 4.31 Perubahan dasar akibat sedimen dengan Q 100tahun ............................... 74

x
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah Yang Maha Esa yang telah melimpahkan
rahmat dan hidayah-Nya, sehingga dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini dengan
judul

”STUDY PERUBAHAN DASAR KALI PORONG AKIBAT SEDIMEN LUMPUR DI

KABUPATEN SIDOARJO”.
Penyusunan tugas akhir ini dilakukan guna melengkapi dan memenuhi salah satu
persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan Strata Satu ( S1 ) di Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan UPN ” Veteran ” Jawa Timur.
Dalam menyesaikan Tugas ini penulis banyak mendapat bimbingan serta bantuan yang
sangat bermanfaat untuk menyelesaikannya.
Dan sebagai akhir kata diharapkan agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis
pada khususnya dan para pembaca pada umumnya.

Surabaya, 10 Mei 2012

Penyusun

i
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang
Sebagai kota berkembang, Sidoarjo berkembang sangat pesat menjadi salah

satu pusat industri dan perdagangan yang sangat berperan dalam pembangunan
nasional. Kota Sidoarjo juga merupakan kota transit ke Surabaya. Perkembangan ini
menarik minat penduduk untuk bermigrasi ke kota Sidoarjo sehingga mengakibatkan
perkembangan penduduk kota meningkat sangat pesat serta menuntut perluasan
lahan terbangun untuk perumahan dan fasilitas penunjang lainnya. Wilayah
perkotaan yang dulu menempati pusat kota berkembang ke arah barat, timur dan
selatan maupun utara dengan pengalihan fungsi lahan-lahan pertanian menjadi
perumahan, perdagangan, jasa maupun industri, sehingga mengurangi daerah-daerah
konservasi sebagai tempat penampungan air hujan.
Kali Porong merupakan terusan sungai Kali Brantas (Floodway) yang berhulu
di Kota Mojokerto (Bendung Lengkong Baru), mengalir ke arah timur dan bermuara
di Selat Jawa. Sungai ini membatasi Kabupaten Sidoarjo dan Kabupaten Pasuruan.
Nama Porong diambil dari nama sebuah kecamatan yang terletak di ujung selatan
Kota Sidoarjo. Secara geografi Kali Porong terletak antara 112,5° BT – 112,9° BT
dan 7,3 LS° - 7,5° LS. Dengan kondisi geologi lembah Kali Porong berisi piedmonte
batu karang vulkanis seperti : grumosol, latosol, mediteran dan alluvial. Dengan
kondisi dasar sungai tidak beraturan tanpa batu besar dan belukar. Kali Porong
mempunyai dua anak sungai yaitu Kali Sedat (KP. 100) dengan luas DAS 406,7 Km2
dan Kali Kambing (KP. 148) dengan luas DAS 196,6 Km2. Dengan terjadinya

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

bencana Lumpur Sidoarjo pada 30 Mei 2006 dan kemudian pada November 2006
pemerintah menetapkan bahwa Kali Porong sebagai tempat pembuangan Lumpur
Sidoarjo menuju ke laut, maka fungsi Kali Porong selain sebagai floodway, juga
berfungsi sebagai saluran yang mengalirkan endapan lumpur ke muara.
Seperti diketahui, Kali Porong berada di dekat lokasi dimana semburan lumpur
Sidoarjo. Kali Porong yang juga merupakan saluran buatan mempunyai peranan
dalam pengalihan aliran dari sungai Brantas dan juga pengalihan aliran semburan
lumpur Sidoarjo. Dengan volume semburan yang mencapai ± 126.000 m3/hari,
dikhawatirkan akan mengalami pendangkalan akibat lumpur Sidoarjo. Dan dengan
peningkatan volume semburan lumpur tiap tahunnya, bukan tidak mungkin dalam
beberapa tahun ke depan Kali Porong akan mengalami pendangkalan yang
diakibatkan aliran lumpur Sidoarjo. Maka dari itu dilakukan evaluasi terhadap
persoalan yang dihadapi Kali Porong sehubungan dengan pembuangan Lumpur
Sidoarjo ditinjau dari aspek hidrologi (debit banjir), sedimentasi dan morfologi
sungai pada Kali Porong dengan menggunakan program HEC-RAS 4.1 yang
nantinya dapat menghitung dan mengevaluasi penampang Kali porong terhadap
sedimentasi lumpur Sidoarjo dan juga dapat mengidentifikasi Kali Porong setelah
adanya normalisasi.

1.2

Per umusan Masalah
Dengan memperhatikan latar belakang masalah diatas, maka perumusan

masalah yang akan disajikan pada Tugas Akhir ini adalah :
1. Parameter apa yang digunakan untuk menghitung perubahan dasar Kali
Porong ?

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2. Bagaimana perubahan dasar Kali Porong akibat pengaliran Lumpur Sidoarjo
ke muara sungai ?
3. Bagaimana perubahan kapasitas Kali Porong akibat sedimentasi Lumpur
Sidoarjo ?

1.3

Tujuan
Tujuan dari studi inilah :
1. Mengetahui parameter perubahan dasar Kali Porong.
2. Mengetahui perubahan dasar Kali Porong akibat sedimen Lumpur Sidoarjo.
3. Mengetahui kapasitas Kali Porong akibat pengaliran lumpur ke muara

1.4

Batasan Masalah
Dengan melihat permasalahan di atas dan agar pokok pembahasan tidak

melebar dan menyimpang dari topik utamanya, maka dalam penyusunan tugas akhir
ini, lingkup pembahasannya meliputi :
1. Lingkup materi penelitian
a. Melakukan evaluasi bagaimana kondisi Daerah Aliran Sungai
(DAS) Kali Porong
b. Melakukan evaluasi debit Kali Porong
c. Tidak membahas teknik pelaksanaan.
d. Pola dan analisis hanya meninjau dari aspek segi hidrologi dan
hidrolika, tidak mempertimbangkan dari aspek konstruksi, sosial
maupun ekonominya.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

1.5

Manfaat Studi
Dengan memperhatikan latar belakang masalah diatas, maka manfaat studi

yang akan disajikan pada Tugas Akhir ini adalah :
1. Dapat mengetahui pendangkalan yang terjadi akibat sedimentasi Lumpur
Sidoarjo.
2. Dapat mengetahui kapasitas Kali Porong sebelum dan sesudah terjadinya
pengaliran lumpur ke muara.

1.6

Lokasi Studi Pengamatan

Gambar 1.1 Lokasi Studi Pengamatan

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
Sungai merupakan salah satu sumber air bagi kehidupan yang ada di bumi

baik manusia, hewan dan tumbuhan. Semua makhluk hidup memerlukan air untuk
dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya. Sungai mengalir dari hulu ke hilir
bergerak dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Ditinjau dari segi hidrologi,
sungai mempunyai fungsi utama menampung curah hujan dan mengalirkan sampai
ke laut. Daerah dimana sungai memperoleh air merupakan daerah tangkapan hujan
yang biasanya disebut daerah pengaliran sungai ( DPS ). Aliran sungai dihubungkan
oleh suatu jaringan satu arah dimana cabang dan anak sungai mengalir ke dalam
sungai induk yang lebih besar dan membentuk suatu pola. Pola tersebut tergantung
dari kondisi topografi, geologi, iklim yang terdapat di dalam DPS yang
bersangkutan. ( Soewarno, 1991 )

2.2

Analisa Sedimentasi

2.2.1 Umum
Pengetahuan mengenai angkutan sedimen (sedimen transport) yang terbawa
oleh aliran sungai dalam kaitannya dengan debit sungai akan mempunyai arti penting
bagi para teknisi yang terlibat langsung maupun tidak langsung dalam
pengembangan sumber daya air, konservasi tanah dan air serta perencanaan
bangunan pengamatan sungai. Misalnya untuk menentukan umur manfaat waduk,
perencanaan tanggul banjir sungai, perencanaan lebar dan kemiringan saluran irigasi,

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

perkiraaan abrasi dari perangkat mesin pembangkit tenaga listrik yang disebabkan
masuknya angkutan sedimen pada pipa stasiun pembangkit tenaga listrik, tingkat
erosi dari suatu daerah pengaliran sungai, perencanaan jembatan.
Pengetahuan mengenai angkutan sedimen akan memungkinkan untuk
melakukan pengukuran sedimen yang melayang terbawa aliran ataupun sedimen
yang bergerak di dasar sungai. Adanya gejala yang komplek pada peristiwa
sedimentasi akan menyebabkan sulitnya untuk melakukan pengukuran dan analisa
data mengenai sedimen sungai, terutama jika dibandingkan dengan data hidrologi
lainnya.
Proses sedimentasi meliputi proses erosi, transportasi, pengendapan
(deposition) dan pemadatan (compaction) dari sedimentasi itu sendiri. Proses
tersebut berjalan sangat komplek, dimulai dari jatuhnya hujan yang menghasilkan
energi kinetik yang merupakan permulaan dari proses erosi. Begitu tanah menjadi
partikel halus, lalu menggelinding bersama aliran, sebagian akan tertinggal diatas
tanah sedangkan sebagian lainnya masuk sungai terbawa aliran menjadi angkutan
sedimen. Bentuk, ukuran dan beratnya partikel tanah tersebut akan menentukan
jumlah besarnya angkutan sedimen. Kemampuan tanah itu untuk terkikis tidak hanya
tergantung pada ukuran partikel-partikelnya tetapi juga pada sifat fisik bahan organik
dan anorganik yang terikat bersama-sama partikel tersebut. Apabila partikel tanah
tersebut terkikis dari permukaan bumi atau dari dasar dan tebing sungai maka
endapan yang dihasilkan akan bergerak atau berpindah secara kontinyu menurut arah
aliran yang membawanya menjadi angkutan sedimen yang dapat diukur di lokasi pos
duga air, sehingga dapat dihitung produksi sedimen (sediment yield) dari suatu DPS.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Dasar sungai biasanya tersusun oleh endapan dari material angkutan sedimen
yang terbawa oleh aliran sungai dan material tersebut dapat terangkut kembali
apabila kecepatan aliran cukup tinggi. Besarnya volume angkutan sedimen terutama
tergantung pada perubahan kecepatan aliran, karena perubahan musim penghujan
dan kemarau, serta perubahan kecepatan yang dipengaruhi oleh akitivitas manusia.
Sebagian akibat dari perubahan volume angkutan sedimen adalah terjadinya
penggerusan di beberapa tempat serta terjadinya pengendapan di tempat lain pada
dasar sungai, dengan demikian umumnya bentuk dari dasar sungai akan selalu
berubah. Untuk memperkirakan perubahan itu telah dikembangkan banyak rumus
berdasarkan percobaan lapangan maupun laboratorium
Pengukuran angkutan sedimen seperti juga pengukuran aliran yaitu dengan
cara mengambil sampel dari seluruh mekanisme angkutan sedimen. Karena sangat
kompleknya perilaku sedimen yang teliti dan benar juga sangat sulit.
Angkutan sedimen dapat bergerak-bergeser dan bergeser di sepanjang dasar
sungai atau bergerak melayang pada aliran sungai, tergantung pada:
1. Komposisi (ukuran dan berat jenis)
2. Kondisi aliran (kecepatan aliran,kedalaman aliran)
Berdasarkan mekanisme angkutan, sedimen yang terdapat disungai dapat
digolongkan menjadi 3 macam angkutan sedimen antara lain:

2.2.2 Muatan Dasar (Bed Load)
Muatan sedimen dasar berupa partikel kasar yang ada di sepanjang dasar
sungai, bergerak-gerak, bergeser, menggelinding atau meloncat-loncat akibat gaya
seret (tractive force) akan tetapi tidak lepas dari dasar sungai. Gerakan ini kadang-

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

kadang dapat sampai pada jarak tertentu dengan ditandai bercampurnya butiran
partikel tersebut bergerak ke arah hilir. Keadaan ini umumnya dapat dijumpai pada
daerah kaki gunung api dimana material dasar sungainya terdiri atas pasir. Besarnya
beban dasar dapat dihitung dengan metode :
1. DUBOYS (ROUSE 1950)
Duboys memberikan modal yang sederhana dengan anggapan lapisanlapisan sedimen bergerak relatif terhadap satu dengan lainnya. Rumus
yang digunakan :

q

˛

= Ψ

…………………………………………….……..

(2.1)
Dengan ,
Ψ

= Intensitas aliran
= Tegangan gesek alas (kg/cm2) = .d.S

˛

= Tegangan gesek alas kritis (kg/cm2)
= Berat jenis air (kg/m3)

d

= Kedalaman air (m)

S

= Kemiringan alur

Tabel 2.1 Harga Ψ dan ˛
Diameter rata-rata sedimen
(mm)
0.125
0.25
0.5
1
2
4

τ˛

Ψ
523000
312000
187000
111000
66200
39900

(kg/cm2)
7.8 x 10 ^-6
8.3 x 10^-6
1.01 x 10^-5
1.54 x 10 ^-5
2.5 x 10^-5
4.3 x10^-5

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2. KALINSKE
Kalinske menganggap bahwa butiran yang diangkut dalam lapisan
yang tebalnya D dengan kecepatan butiran sesaat :

Ug = D(Uo – Ucr )………………………………………………...(2.2)
Dengan ,
Uo

= Kecepatan sesaat cairan pada butiran

Ucr

= Kecepatan kritis cairan untuk mulai gerak butiran

Untuk Uo dalam distribusi normal diperkirakan :

f (Uo) =

(

exp

√

Ū )

………………………..……… (2.3)

Dengan ,
= Akar rata-rata kuadrat dari kecepatan fluktuasi (r,m,s)
Jika butiran per unit luas

dan memakai U, maka jumlah rata-rata

butiran yang bergerak dengan berat kering persatuan lebar dan waktu
adalah :
Tb

= 2/3. ρ.s.d.u.p……………………………………………… (2.4)

Ūg

=b∫ (

−

˛ ) f (U ) d U …………………...……

(2.5)
Dengan ,
P = 0.35

dan b = 1

3. MEYER-PETER MULLER

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

M.P.M. telah banyak sekali membuat percobaan didalam suatu frame
yang lebar dengan pasir kasar.
Persamaan muatan sedimen dasar dari Meyer-Peter dapat ditulis sebagai
berikut :

– 9.57

= 0.462

(

)

(

)

………..…… (2.6)

Dengan ,
Q

= Debit aliran per unit lebar (m3/detik)

Qb

= Debit muatan sedimen dasar (kg/detik/cm)

τ

= Berat jenis air (1 t/m3)
= Berat jenis partikel muatan sedimen dasar (pada umumnya
bervariasi antara 2.6 - 2.7 ton/m3)

d

= Diameter butir (mm)

S

= Kemiringan garis energi
′⁄

)

(

=0.047+0.25

.

(

Dengan ,
−

= Kerapatan cairan partikel (kg/m3)
= Ukuran median diameter butir (m)

g

= Percepatan gravitasi = 9.81 m/detik2

R

= Jari-jari hidrolis

n‘

= Koefisien kekasaran untuk dasar rata

n

= Koefisien kekasaran aktual

apabila intensitas aliran dihitung dengan rumus :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

)

…... (2.7)

ф=

…………………………..…………………… (2.8)

Dengan ,

ф=

− 0.188 ……………………………………………..….. (2.9)

Sehingga :

ф=

……………………………………………… (2.10)

Debit muatan sedimen dasar untuk seluruh lebar dasar aliran:
Qb =

xW

Dengan ,
Qb

= Debit muatan sedimen dasar (kg/detik)

W

= Lebar dasar (m)

4. EINSTEIN
Einstein memberikan uraian yang sangat sulit untuk proses angkutan
butiran yang menganggap kemungkinan percobaan butiran berhubungan
dengan keadaan aliran. Untuk menentukan factor ripples Einstein
memberikan jalan memakai grafik. Einstein memakai D = D35 untuk
kekasaran butiran.
Korelasinya tidak memenuhi syarat untuk jumlah angkutan yang
besar. Didalam keadaan pada umumnya suatu beban suspensi memegang
peranan yang dominan, ketelitian dan debit material dasar tergantung
pada umumnya ketelitian penentuan beban melayang (suspended load).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Persamaan muatan sedimen dasar dengan pendekatan dari Einstein
berdasarkan fungsi dari :

ф = f(Ψ) …………………………………………………..……… (2.11)
Dengan ,
ф

= Intensitas muatan sedimen dasar

f(Ψ)

= Intensitas aliran

ф=

x

f (Ψ) =

x

….………………………..………………… (2.12)

′

………………………………..………… (2.13)

Dengan ,
K’

= Jari-jari hidraulis yang menampung muatan sedimen dasar

K’

=R

……………...……………………………… (2.14)

Dari pendekatan Einstein didapat :

Ψ=

…………………………………….… (2.15)

x

Table 2.2 Hubungan antara ф dan Ψ
Ф
Ψ
10 -4
27
5 . 10-4
24
10 -3
22.4
5 . 10-3
18.4
-2
10
16.4

Ф
5 . 10-2
10-1
5 . 10-1
1
10

Ψ
11.5
9.5
5.5
4.08
0.7

Laju muatan sedimen dasar per unit lebar dasar sungai dapat dirumuskan

ф=

x

……………...……………………………… (2.16)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Laju muatan sedimen seluruh lebar dasar :

Qs =

x W……………...…………………………………..…… (2.17)

5. SATO-KIKKAWA ASHIDA’S
Untuk perhitungan bed load, didasarkan pada hubungan antara
parameter hidrolis dengan Bed Load. Disini dipakai rumusan oleh
“Sato-Kikkawa Ashida”s” sebagai berikiut:

qB =

ф.

……………………………. ……………...(2.18)

Dengan ,
qB

= Debit bed load persatuan waktu per satuan lebar sungai
(m3/detik/m)

ф

= Konstanta yang besarnya dipengaruhi oleh koefisien
kekasaran dan kondisi dari sungai.

ф = 0.623

Untuk n ≥ 0.025

ф = 0.623(40,n)-3,5

n < 0.025
n

= Koefisien kekasaran

τo

= Tegangan geser di dasar sungai (kg/cm2)

τc

= Tegangan kritis di dasar sungai (kg/cm )

2

Tabel 2.3 Hubungan antara

dan f
f

0
0.2
0.4
0.6

1
0.97
0.85
0.54

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

0.8
1
1.2

0.2
0.05
0.0

= g.I.R

; τo = γ.d.S

Dengan ,
= Spesifik gravitasi (16.69665)
g

= Percepatan gravitasi (9.8 m/detik2)

I

= Gradien Energi

R

= Jari-jari hidrolis (m)

γ

= Berat jenis air (kg/m3)

d

= Kedalaman air rata-rata (m)

s

= Kemiringan dasar sungai

Tabel 2.4 Harga-harga Ψ dan τc
Diameter butir rata-

Τc
Ψ

(kg/cm2)

0.125

523.000

7,8 x 10-6

0.25

312.000

8,3 x 10-6

0.5

187.000

1,01 x 10-5

1

111.000

1,54 x 10-5

2

66.200

2,5 x 10-5

4

39.900

4,3 x 10-5

rata sedimen
(mm)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2.2.3 Muatan Melayang
Muatan ini merupakan material yang bergerak melayang-layang di dalam
aliran sungai dan tidak terpengaruh perubahan dasar sungai, tetapi dapat mengendap
di dalam waduk atau muara sungai.
Material ini terdiri dari butiran halus berukuran (≤ 0,10 mm). Untuk besarnya
debit sedimen dapat dihitung dengan rumus
Qs = 0,0864 . C . Q

…………………………………….……. (2.19)

Dengan ,
Qs

= Debit sedimen (ton/hari)

Q

= Debit sungai (m3/detik)

C

= Konsentrasi (mg/l atau g/m3)

2.2.4 Muatan Kikisan (Wash Load)
Muatan ini merupakan material halus berukuran (≤50 μ m) yang
ditransfortasikan dari daerah erosi sampai ke muara tanpa mengendap di dasar
sungai, jadi muatan ini melayang pada permukaan.
Untuk mengetahui besarnya sedimen transport di aliran sungai pada
umumnya yang ditinjau hanya muatan dasar dan muatan melayang, sedangkan
muatan kikis sudah termasuk dalam muatan melayang

2.3

Analisa Debit Rencana
Dalam menganalisa debit yang terdapat pada alur sungai digunakan beberapa

distribusi teoritis yang dipandang sangat berguna dalam perencanaan teknik. Untuk
menganalisa probabilitas banjir digunakan 2 metode yaitu:

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

1).

Distribusi GUMBEL
Menurut Gumbel persoalan tertua yang berhubungan dengan hargaharga ekstrim adalah datang dari persoalan banjir. Tujuan dari teori
statistik harga-harga ekstrim adalah untuk menganalisa hasil
pengamatan harga-harga ekstrim tersebut untuk meramalkan hargaharga ekstrim berikutnya.
XT = X + SX .K
Maka persamaan garis lurusnya :
Y

= a(x-

)

:a =

,

:x0 = ≥ -

,

Dengan ,
Y

= Variabel reduksi Gumbel

x

= Debit maximum dengan peluang tertentu

≥

= Debit maximum rata-rata

s

= Standart deviasi

Tabel 2.5 Harga Var iabel Reduksi Gumbel
Periode Ulang
T (tahun)
1.001
1.005
1.010
1.050
0.110
1.250
1.330
1.430
1.670
2.000
2.500
3.330
4.000

Peluang

Y

0.001
0.005
0.01
0.05
0.1
0.2
0.25
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.75

-1.93
-1.67
-1.53
-1.097
-0.834
-0.476
-0.326
-0.185
0.087
0.366
0.671
1.03
1.24

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5.000
0.8
10.000
0.9
20.000
0.95
50.000
0.98
100.000
0.99
200.000
0.995
500.000
0.998
1.000.000
0.999
LOG PEARSON Type III

2).

1.51
2.25
2.97
3.9
4.6
5.29
6.21
6.9

Distribusi Log Pearson Type III ini dengan menggunakan variat
menjadi nilai logaritma (C.D. Soenarto,1993)
Log XT = Log ≥

+ K.Slog x…………………………….………...

(2.20)
Dengan,
XT

= Curah dengan kala ulang T tahun ( mm )
−

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 X =

∑ log X
i =1

n

………………………….…………………... (2.21)

b. Mencari harga Standart Deviasi

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

n

S log x =

∑ (log X − log X )
i =1

2

…..……………………………... (2.22)

(n − 1)

.
c. Mencari harga kepencengan (Cs)
n

Cs =

n × ∑ (log X − log X )

3

i =1

(n − 1)(n − 2) Slog x

3

……………………………….. (2.23)

2.3.1 Per hitungan Debit Banjir Rencana
Debit banjir rencana adalah debit banjir yang digunakan sebagai dasar untuk
merencanakan tingkat pengamanan bahaya banjir pada suatu kawasan dengan
penerapan angka-angka kemungkinan terjadinya banjir terbesar. Banjir rencana ini
secara teoritis hanya berlaku pada satu titik di suatu ruas sungai, sehingga pada
sepanjang ruas sungai akan terdapat besaran banjir rencana yang berbeda.
Untuk memecahkan permasalahan tersebut diatas terdapat sebuah metode
untuk mendapatkan hidrograf tanpa data yang dibutuhkan. Soil Conservation
Service, U.S. Department Of Agriculture (USDA SCS) pada tahun 1972 telah
mengembangkan metode tersebut. Metode ini menggunakan parameter daerah
pematusan.
US SCS mengembangkan suatu formula dengan koefisien empiris yang
berhubungan dengan elemen dari unit hidrograf yang menggambarkan karakteristik
daerah aliran sungai.
Unit hidrograf dibangun dengan elemen debit puncak Qp (m3/detik), Tp (jam)
dan Tb (jam). Formula hidrograf satuan sintetis SCS dijelaskan sebagai berikut:

Q

P

=

q.A
36 .T P

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

……….………………………...……….. (2.24)

Dengan ,

2.4

QP

= Debit puncak ( m3/detik )

q

= Hujan efektif ( mm )

A

= Luas daerah tangkapan hujan ( km 2 )

TP

= Waktu puncak ( jam )

Uji Kesesuaian Distr ibusi Fr ekuensi
Untuk menentukan kecocokan (the goodness of fit) distribusi frekuensi

(empiris) dari sampel data terhadap fungsi distribusi peluang (frekuensi teoritis)
yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi empiris tersebut,
diperlukan pengujian secara statistik. Pemeriksaan uji kesesuaian bertujuan untuk
mengetahui kebenaran dari suatu hipotesa sehingga diketahui :
1. Kebenaran antara hasil pengamatan dengan model distribusi yang diharapkan atau
yang didapatkan secara teoritis.
2. Kebenaran hipotesa (hasil model distribusi diterima atau ditolak).
Terdapat dua cara pengujian yaitu uji Chi Kuadrat dan uji KolomogorovSmirnov. Pada umumnya pengujian dilaksanakan dengan cara menggambar data
pada kertas peluang dan menentukan apakah data tersebut merupakan garis lurus atau
dengan memperbandingkan kurva frekuensi dari data pengamatan terhadap kurva
frekuensi teoritisnya.

2.4.1 Uji Chi Kuadrat (Chi-Square Test)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

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 = ∑

............................................................................ (2.25)

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
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.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2.4.2 Uji Smir nov - Kolomogorov
Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorov sering juga disebut uji kecocokan non
parametik karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Uji ini
diperoleh 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.

2.5

Hidr olika Aliran
Perencanaan hidrolika aliran ditinjau terhadap dua macam kondisi aliran

yaitu aliran seragam berlaku untuk saluran yang tidak dipengaruhi oleh pasang air
laut dan aliran tidak seragam yaitu pada saluran dibagian muara dipengaruhi oleh
adanya fluktuasi pasang surut air laut. Saluran-saluran yang tidak dipengaruhi oleh
pasang surut air laut yaitu saluran drainase tersier, sekunder atau saluran drainase
primer dibagian hulu, direncanakan berdasarkan prinsip aliran seragam.
Untuk saluran muara akan dipengaruhi oleh pasang dan surut air laut
menyebabkan terjadi aliran tidak tetap atau aliran berubah beraturan, sehingga
dibagian ini direncanakan berdasarkan konsep aliran tidak seragam.

2.6

Analisa Aliran Sungai
Pada saluran sederhana, kekasaran sepanjang keliling basah dapat dibedakan

dengan jelas pada setiap bagian keliling basah, tetapi kecepatan rata-rata dapat

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

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
ekuivalen untuk keseluruhan keliling basah dan memasukan nilai ekuivalen ini untuk
menghitung aliran bagi seluruh penampang.
Untuk penentuan kekasaran ekuivalen, luas basah dimisalkan dibagi menjadi
N bagian dengan keliling basah masing-masing indeks P1,P2,P3,…..,PN dan koefisien
kekasaran n1, n2, n3,… nN. Persamaan tersebut dapat dilihat pada rumus 2.36 dan
2.37
,

,

n = (

n = (

,

∑

)

2/3

,

,

.. . ..

) ………………...(2.26)

…………………………………………...... ...(2.27)

Dengan ,
P1, P2,…,PN

= Keliling basah seksion 1, seksion 2 dan seksion N

P

= Keling basah total = P1 + P2 + P3 +…..+PN

n

= Koefisien Manning ekuivalen

n1,n2, ……,nN = Koefisien kekasaran Manning seksion1,2,….. dan N

n1
P1

n2

n3

n6

n5

P6

n4
P2

P5
P3

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

n7
P7

P4
Gambar 2.1. Potongan melintang dengan bermacam-macam kekasaran
Manning

2.7

Analisa Profil Aliran
Analisa profil aliran merupakan suatu cara untuk meramalkan bentuk umum

dari profil aliran. Hal ini memungkinkan untuk mempelajari sebelumnya profil-profil
aliran yang mungkin dapat terjadi di saluran yang direncanakan. Cara ini merupakan
hal yang sangat penting dalam perencangan saluran untuk aliran berubah lambat
laun. Perhitungan permukaan aliran berubah lambat laun pada dasarnya merupakan
persamaan dinamis dari aliran berubah lambat laun. Tujuan utama dari perhitungan
profil permukaan aliran adalah untuk menetukan bentuk lengkung pemukaan aliran
berubah lambat laun dengan cara menghitung besarnya kedalaman aliran menurut
jaraknya dari suatu penampang. Analisa profil aliran dilakukan dengan alat bantu
program HEC-RAS 4.1 dengan metode tahapan langsung
Metode Tahapan Langsung (Direct Step)
Secara umum metode tahapan langsung dinyatakan dengan membagi aluran
menjadi bagian-bagian aluran yang pendek, lalu menghitung secara bertahap dari
satu ujung ke ujung saluran lainnya. Adapun metode tahapan langsung dapat
diuraikan sebagai berikut :
A

= ( b + zy ). Y

………………...………………..………. (2.28)

P

= b + 2y. (z2 + 1 )1/2

……………………………………..…… (2.29)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

R

= A/P

………………………………………….. (2.30)

V

= Q/A

..………………………………..……….. (2.31)

E

= y + ( v2 / 2.g )

……………...……………………..……. (2.32)

Sf

= ( n2. v2 ) / ( R3/4 )

...………………………………………... (2.33)

Δ x

= ( E ) / ( So ‒ Sf )

……...………………………………..…. (2.34)

X

= ∑ ( Dx )

…………...……………………………... (2.35)

Dengan ,
E

= Energi spesifik

Sf

= Kemiringan gesek dasar saluran

So

= Kemiringan dasar asli saluran

Δ x

= Panjang bagian saluran yang ditinjau

if

hf = if
∆

iw
h1
h2
ib∆x
z1

ib
∆x
z2
Datum
Gambar 2.2 Profil aliran suatu saluran

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB III
METODE PENELITIAN

3.1

Lokasi Studi
Semua data pendukung dalam kegiatan penelitian ini diperoleh dari Dinas

Pekerjaan Umum Pengairan Propinsi Jawa Timur dan Badan Penanggulangan
Lumpur Sidoarjo. Data yang diperlukan untuk melakukan pemodelan merupakan
data sekunder. Data- data akan dikumpulkan melalui salinan data (copy) dari instansi
yang terkait, dan pengadaan/ data/peta. Lokasi studi diperlihatkan pada lampiran.

3.2

Langkah - Langkah Pelaksanaan Penelitian Secara Sistimatis
Langkah-langkah pelaksanaan peneitian meliputi beberapa hal.

3.2.1. Pengunpulan Data
a. Peta topografi
Peta topografi sangat penting dalam studi ini, peta yang telah di dapatkan
dengan skala 1 : 25000, peta topografi sendiri bertujuan untuk melihat kontur yang
ada dalam lokasi studi.
b. Data Debit Aliran

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Data debit aliran yang diperlukan dari stasiun pencatat debit aliran Kali
Porong, dengan periode tahun pengukuran dari Tahun 2008,2009, dan Tahun 2010.
c. Data Potongan Memanjang dan Potongan Melintang dari Kali Porong
Tahun 2008-2010
Data potongan memanjang dan potongan melintang dari Kali Porong ini
berfungsi untuk mengetahui penampang melintang dan memanjang dari Kali Porong.
d. Data sedimentasi pada Kali Porong
Data yang digunakan pada studi Tahun 2010. Data sedimen berfungsi untuk
mengetahui volume sedimen yang terjadi pada Kali Porong juga dapat meliputi
gradasi material yang sampel sedimen diambil pada KP-160.

Gambar 3.1 Gradasi Sedimen Tahun 2010

3.2.2. Analisa Data
Analisa data yang dilakukan adalah analisa debit banjir rencana dengan
distribusi frekuensi. Data debit banjir rencana yang diperoleh dari Tahun 1991
hingga Tahun 2010. Dapat dilihat pada lampiran.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Tabel 3.1 Analisa Distr ibusi Log Per son type III

Tahun
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010

Q (m 3)
1052
1375
943
1153
733
636
575
814.825
836.596
851.926
939.782
1189.58
901.5
1110.12
968.417
966.833
1287.63
1096.64
1156.04
879.917
973.340

LOG
Q
3.022
3.138
2.974
3.061
2.865
2.803
2.759
2.911
2.922
2.930
2.973
3.075
2.954
3.045
2.986
2.985
3.109
3.040
3.060
2.944
2.978

Q – Q r (m 3)
78.660
401.660
-30.340
179.660
-240.340
-337.340
-398.340
-158.515
-136.744
-121.414
-33.559
216.239
-71.840
136.780
-4.924
-6.507
314.285
123.303
182.701
-93.424
-0.00000000000306954

(Q - Q r)^ 3 (m 3)
486696.515
64800006.397
-27929.042
5798993.398
-13882872.829
-38388784.283
-63206605.317
-3983015.500
-2556975.033
-1789821.084
-37792.691
10111207.487
-370768.561
2558973.177
-119.353
-275.498
31043455.893
1874636.765
6098541.477
-815396.981
-2287845.063

LOG Q - LOG Q r
0.044
0.160
-0.004
0.083
-0.113
-0.175
-0.219
-0.067
-0.056
-0.048
-0.005
0.097
-0.024
0.067
0.008
0.007
0.131
0.062
0.082
-0.034
-0.0000000000000128786

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

(LOG Q - LOG
Q r )^2
0.0019536
0.0256640
0.0000144
0.0069222
0.0127238
0.0305550
0.0478734
0.0044622
0.0031136
0.0022848
0.0000230
0.0094478
0.0005664
0.0045158
0.0000672
0.0000518
0.0172134
0.0038688
0.0067568
0.0011424
0.179

(LOG Q - LOG
Q r )^ 3
8.6350888000E-05
4.1113792080E-03
-5.4872000000E-08
5.7593036800E-04
-1.4352491520E-03
-5.3410209920E-03
-1.0474708672E-02
-2.9807763200E-04
-1.7374111200E-04
-1.0921535200E-04
-1.1059200000E-07
9.1833004800E-04
-1.3481272000E-05
3.0346444800E-04
5.5136800000E-07
3.7324800000E-07
2.2584033280E-03
2.4064184800E-04
5.5541224800E-04
-3.8614472000E-05
-0.009

Dengan perhitungan sebagai beri