PERENCANAAN BANGUNAN PENGENDALI SEDIMEN WADUK SELOREJO KABUPATEN MALANG - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

Kedungrejo

Bendosari Waduk Selorejo

Selorejo _{Check Dam 15}

Lokasi Pekerjaan Kali Konto

Pujon

BAB V

ANALISIS HIDROLOGI

5.1.

Tinjauan Umum

Untuk menentukan debit rencana, dapat digunakan beberapa metode atau cara. Metode yang digunakan sangat tergantung dari data yang tersedia, data – data tersebut dapat berupa data debit sungai atau data curah hujan.

Lokasi check dam direncanakan pada Desa Kedungrejo, Kecamatan Ngantang yang terletak 13 km dari hulu Kali Konto. Check dam dibangun pada hulu sungai agar lebih dekat dengan daerah penghasil sedimen yang terletak di hulu sungai.

Perencanaan dam pengendali sedimen Kali Konto ini menggunakan data curah hujan dari stasiun yang berpengaruh pada daerah tersebut, yaitu :

1. Stasiun Hujan Kedungrejo 2. Stasiun Hujan Pujon

5.2.

Curah Hujan Rata – Rata Daerah Aliran

Curah hujan yang diperlukan untuk perencanaan dam pengendali sedimen adalah curah hujan rata – rata di seluruh daerah yang bersangkutan, bukan curah hujan pada satu titik tertentu. Curah hujan ini disebut curah hujan wilayah atau curah hujan daerah dan dinyatakan dalam mm. ( Suyono Sosrodarsono, Hidrologi Untuk Pengairan )

Metode yang digunakan adalah metode perhitungan rata-rata karena jumlah stasiun curah hujan yang terletak pada DPS hanya dua stasiun. Caranya adalah dengan menjumlahkan curah hujan pada tiap stasiun kemudian membaginya dengan jumlah stasiun yang ada. Metode ini masih memiliki banyak kelemahan karena tidak memasukkan pengaruh topografi. Metode ini dapat digunakan dengan hasil memuaskan apabila daerahnya datar dan penempatan alat ukur tersebar merata, serta curah hujan tidak bervariasi banyak dari harga tengahnya.

Rumus :

n

Rn R

R R

R_ave = 1+ 2 + 3+...

Di mana : __

R = curah hujan rata – rata (mm)

R = tinggi curah hujan di stasiun i (mm) A1-An = luas daerah pengaruh stasiun i (km2) Data curah hujan:

Tabel 5.1. Data Curah Hujan Harian Maksimum

Nama Stasiun

No Tahun Kedungrejo Pujon

1 1994 149 119

2 1995 46,3 46,5

3 1996 41,3 55,6

4 1997 40,7 48,3

5 1998 120 100,3

6 1999 101,7 79,4

7 2000 120 110

8 2001 106 95

9 2002 120 89

10 2003 148,3 92,2

11 2004 190 150

Perhitungan curah hujan harian maksimum rata – rata dimulai dengan mengurutkan data curah hujan dari yang terbesar ke yang terkecil pada tiap – tiap stasiun. Perhitungan curah hujan rata – rata daerah aliran selanjutnya akan disajikan dalam bentuk tabel.

Tabel 5.2. Perhitungan Curah Hujan Harian Maksimum Rata – Rata

Nama Stasiun Curah hujan

No Kedungrejo Pujon rata - rata

1 190 150 170,000

2 149 119 134,000

3 148,3 110 129,150

4 120 100,3 110,150

5 120 95 107,500

6 120 92,2 106,100

7 106 89 97,500

8 101,7 79,4 90,550

9 46,3 55,6 50,950

10 41,3 48,3 44,800

11 40,7 46,5 43,600

5.3.

Analisa Frekuensi

Ada beberapa jenis distribusi statistik yang dapat dipakai untuk menentukan besarnya curah hujan rencana, seperti distribusi Gumbel, Log Pearson III, Log Normal, dan beberapa cara lain. Metode–metode ini harus diuji mana yang bisa dipakai dalam perhitungan. Pengujian tersebut melalui pengukuran dispersi. Untuk melakukan pengukuran dispersi, terlebih dahulu harus diketahui faktor – faktor berikut :

1. Harga rata – rata ( ___

X ) Rumus :

n X X

n

i i

∑

= __

2. Standar deviasi (Sx) Rumus :

1 1

2 ___

− ⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝

⎛ ₋

=

∑

=

n X X Sx

n

i i

3. Koefisien Skewness (Cs) Rumus :

(

) (

)

3 1

3 ___

2

1 n S

n

X X n C

n

i i

s _{− ∗ − ∗}

⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝

⎛ ₋

=

∑

=

4. Koefisien Curtosis (Ck) Rumus :

(

) (

)

3

1

4 ___ 2

) 3 ( 2

1 n n S

n

X X n C

n

i i

k

∗ − ∗ − ∗ −

⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝

⎛ ₋

=

∑

=

5. Koefisien variasi (Cv) Rumus :

___

X Sx Cv=

Untuk menghitung faktor – faktor tersebut, diperlukan parameter – parameter perhitungan faktor – faktor tersebut, yang disajikan dalam tabel di bawah ini:

Tabel 5.3. Parameter Uji Distribusi Statistik

No R(Xi) (Xi - Xr) (Xi - Xr)^2 (Xi - Xr)^3 (Xi - Xr)^4

1 170 71,273 5.079,802 362.051,318 25.804.384,833

2 134 35,273 1.244,165 43.885,103 1.547.947,267

3 129 30,273 916,438 27.743,078 839.858,638

4 110 11,273 127,074 1.432,475 16.147,898

5 108 9,273 85,983 797,301 7.393,157 6 106 7,273 52,893 384,673 2.797,623

7 98 -0,727 0,529 -0,385 0,280

8 91 -7,727 59,711 -461,401 3.565,373

9 51 -47,727 2.277,893 -108.717,600 5.188.794,524

10 45 -53,727 2.886,620 -155.090,211 8.332.574,070

11 44 -54,727 2.995,074 -163.912,252 8.970.470,543

Jumlah 1.086 15.726,182 8.112,099 50.713.934,206

Xr 98,727

Dari tabel di atas dapat dihitung faktor – faktor uji distribusi sebagai berikut : 1. Harga rata – rata (

___

727 , 98 11 086 . 1 __ = = = Xr X

2. Standar Deviasi (Sx)

656 , 39 1 11 182 , 726 . 15 = − = Sx

3. Koefisien Skewness (Cs)

(

11 1

) (

11 2

)

39,656 0,016 099 , 112 . 8 11 3 = ∗ − ∗ − = x C_s

4. Koefisien Curtosis (Ck)

(

11 1

) (

11 2

)

(11 3) 39,656 12,424 206 , 934 . 713 . 50 11 3 = ∗ − ∗ − ∗ − = x C_k

5. Koefisien Variasi (Cv)

402 , 0 727 , 98 656 , 39 = = Cv

Tabel 5.4. Parameter Uji Distribusi Statistik dalam Log

No R (Xi) Log Xi (LogXi - LogXr) (LogXi - LogXr)^2 (LogXi - LogXr)^3 (LogXi - LogXr)^4

1 170 2,204 0,237 0,056 0,013 0,003

2 134 2,127 0,160 0,026 0,004 0,001

3 129 2,111 0,144 0,021 0,003 0,000

4 110 2,041 0,074 0,005 0,000 0,000

5 108 2,033 0,066 0,004 0,000 0,000

6 106 2,025 0,058 0,003 0,000 0,000

7 98 1,991 0,024 0,001 0,000 0,000

8 91 1,959 -0,008 0,000 0,000 0,000

9 51 1,851 -0,116 0,013 -0,002 0,000

10 45 1,653 -0,314 0,099 -0,031 0,010

11 44 1,644 -0,323 0,104 -0,034 0,011

Jumlah 1.086 21,639 0,000 0,333 -0,045 0,025 Xr 98,727 1,967

Dari tabel di atas dapat dihitung faktor – faktor uji distribusi sebagai berikut : 1. Harga rata – rata (

___ X ) 967 , 1 11 639 , 21 __ = = X Log

2. Standar Deviasi (Sx)

182 , 0 1 11 333 , 0 = − = Sx

3. Koefisien Skewness (Cs)

(

)

(

11 1

) (

11 2

)

0,182 0,912 045

, 0 11

3 =− ∗

− ∗ −

−

= x

C_s

4. Koefisien Curtosis (Ck)

(

11 1

) (

11 2

)

(11 3) 0,182 0,063 025

, 0 11

3 = ∗

− ∗ − ∗ −

= x

C_k

5. Koefisien Variasi (Cv)

092 , 0 967 , 1

182 ,

0 ₌

=

Cv

Dari faktor – faktor di atas dapat ditentukan metode mana yang bisa dipakai, seperti disajikan dalam tabel berikut :

Tabel 5.5. Hasil Uji Distribusi Statistik

Jenis

Distribusi Syarat Perhitungan Kesimpulan

Cs ≈ 0 Cs = 0,016

Normal Ck = 0 Ck = 12,424 Tidak memenuhi

Cs ≤ 1,1396 Cs = 0,016

Gumbel Ck ≤ 5,4002 Ck = 12,424 Tidak memenuhi

Log Pearson Cs ≠ 0 Cs = 0,912 Memenuhi

Log Normal Cs ≈ 3Cv + Cv2 = 0,3 Cs = 0,285 Tidak Memenuhi

5.3.1.

Uji Sebaran Metode Chi Kuadrat

Pengujian kesesuaian dengan sebaran adalah untuk menguji apakah sebaran yang dipilih dalam pembuatan kurva cocok dengan sebaran empirisnya. Uji Chi Kuadrat dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang dipilih dapat mewakili distribusi statistik data yang dianalisis.

Penentuan parameter ini menggunakan X2Cr yang dihitung dengan rumus : 2

1

2

∑

= ⎥⎦

⎤ ⎢

⎣

⎡ −

= n

i Efi

Ofi Efi Cr

X

Di mana :

X2Cr = harga Chi Kuadrat

Efi = banyaknya frekuensi yang diharapkan Ofi = frekuensi yang terbaca pada kelas i n = jumlah data

Prosedur perhitungan uji Chi Kuadrat adalah :

1. Urutkan data pengamatan dari besar ke kecil

2. Hitunglah jumlah kelas yang ada (K) = 1 + 3,322 log n. Dalam pembagian kelas disarankan agar setiap kelas terdapat minimal tiga buah pengamatan. 3. Hitung nilai

⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ =

∑

∑

K n Ef

4. Hitunglah banyaknya Of untuk masing – masing kelas.

5. hitung nilai X2Cr untuk setiap kelas kemudian hitung nilai total X2Cr dari tabel untuk derajat nyata tertentu yang sering diambil sebesar 5% dengan parameter derajat kebebasan.

Rumus derajat kebebasan adalah : DK = K – ( R + 1 ) Di mana :

DK = derajat kebebasan

K = kelas

R = banyaknya keterikatan ( biasanya diambil R = 2 untuk distribusi normal dan binomial dan R = 1 untuk distribusi Poisson dan Gumbel)

Perhitungan :

K = 1 + 3,322 log n = 1 + 3,322 log 11 = 4,460 ≈ 5 DK = K – ( R + 1 ) = 5 – ( 1 + 1 ) = 3

Tabel 5.6. Nilai Kritis untuk Uji Chi Kuadrat α

DK

0,995 0,99 0,975 0,95 0,05 0,025 0,01 0,005

1 0,0000393 0,000157 0,000928 0,00393 3,841 5,024 6,635 7,879 2 0,1000 0,021 0,05806 0,103 5,991 7,378 9,210 10,579

3 0,0717 0,115 0,216 0,352 7,815 9,348 11,345 12,838

4 0,207 0,297 0,4848 0,711 9,488 11,143 13,277 14,860

5 0,412 0,554 0,831 1,145 11,070 12,832 15,086 16,750

6 0,676 0,872 1,237 1,635 12,592 14,449 16,812 18,548

7 0,989 0,1,239 1,690 2,167 14,067 16,013 18,475 20,278

8 1,344 1,646 2,180 2,733 15,507 17,535 20,090 21,955

9 1,735 2,088 2,700 3,325 16,919 19,023 21,666 23,589

Untuk DK = 3, signifikasi (α) = 5 % maka dari Tabel 5.6 harga X2Cr = 7,815 2

, 2 5 11₌ = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ =

∑

∑

K n Ef

140 , 0 1

5

644 , 1 204 , 2

1 − =

− =

− − =

∆

K R R

x terbesar terkecil

070 , 0 2

1_{∆ =}

x

(

1,644 0,070

)

1,574 2

1

= −

= ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣

⎡ _{− ∆}

= R x

X_{awal terkecil}

Tabel 5.7. Hitungan X2Cr

Nilai Batas Tiap Kelas Ef Of (Ef – Of)2 (Ef – Of)2/Ef 1,574 < Ri < 1,714

1,714 < Ri < 1,854 1,854 < Ri < 1,994 1,994 < Ri < 2,134 2,134 < Ri < 2,274

2,2 2,2 2,2 2,2 2,2

2 1 2 5 1

0,040 1,140 0,040 7,840 1,140

0,018 0,655 0,018 3,564 0,655

Jumlah 11 11 4,910

Karena nilai X2Cr analisis < X2Cr tabel ( 4,910 < 7,815 ) maka untuk menghitung curah hujan rencana dapat menggunakan distribusi Log Pearson Type III.

5.4.

Distribusi Curah Hujan Rencana

Analisis curah hujan rencana ini bertujuan untuk mengetahui besarnya curah hujan maksimum dalam periode ulang tertentu yang nantinya dipergunakan untuk perhitungan debit banjir rencana.

Dalam perencanaan dam pengendali sedimen Waduk Selorejo, curah hujan rencana yang dipakai adalah curah hujan rencana dengan periode ulang 50 tahun. Oleh karena itu dicari curah hujan rencana untuk periode 50 tahun, berdasarkan curah hujan rata – rata daerah aliran yang sudah diketahui.

5.4.1.

Distribusi Log Pearson Type III

Perhitungan curah hujan rencana dengan metode Log Pearson III

menggunakanparameter – parameter statistik yang diambil dari Tabel 5.4. Parameter yang digunakan adalah sebagai berikut :

Nilai rata – rata ( log ___

X ) = 1,967 Deviasi standar ( Sx ) = 0,182 Koefisien Skewness ( Cs ) = -0,912

Logaritma data pada interval pengulangan atau kemungkinan prosentase yang terpilih

S k X Log

LogR= + ∗

___

Harga k tergantung nilai Cs yang sudah didapat, seperti terdapat pada Tabel 2.4, untuk Cs = -0,912 dengan periode ulang 50 tahun, nilai k = 1,549.

249 , 2 ) 182 , 0 549 , 1 ( 967 ,

1 + ∗ =

=

LogR

R = 177,385 mm

5.5.

Perhitungan Debit Banjir Rencana

Untuk menghitung debit banjir rencana digunakan hasil perhitungan intensitas curah hujan periode ulang 50 tahun. Besarnya debit rencana dapat ditentukan berdasarkan besarnya curah hujan rencana dan karakteristik daerah aliran sungai. Adapun data yang diperlukan adalah :

1. Luas DPS Kali Konto (A) = 102 km2 2. Panjang sungai (L) = 13 km 3. Kemiringan Sunga(i ) = 0,0214

5.5.1. Metode Haspers

Metode Haspers digunakan pada luas DPS < 300 km2 . Rumus :

Q = α x β x q x A t = 0,1 x L 0,8 x i-0,30

(

)

(

0,70

)

70 , 0 075 , 0 1 012 , 0 1 xA xA + + = α

(

)

12 15 10 70 , 3 1

1 0,75

2 40 , 0 A x t x t t + + + = β Di mana :

Q = debit banjir rencana pada periode ulang tertentu ( m3/det)

α = koefisien limpasan air hujan

β = koefisien pengurangan luas daerah hujan

q = intensitas maksimum jatuhnya hujan rata – rata (m3/det/km) A = luas Daerah pengaliran sungai (km2)

t = waktu konsentrasi hujan (jam) L = panjang sungai (km)

i = kemiringan sungai Perhitungan :

t = 0,1 x L 0,8 x i-0,30

t = 0,1 x 130,8 x 0,0214-0,30 = 2,466 jam

(

)

(

0,70

)

70 , 0 075 , 0 1 012 , 0 1 xA xA + + = α

(

)

(

0,70

)

70 , 0 102 075 , 0 1 102 012 , 0 1 x x + + = α = 0,448

(

)

12 15 10 70 , 3 1

1 0,75

2 40 , 0 A x t x t t + + + = β

(

)

_1,361

12 102 15 466 , 2 10 70 , 3 466 , 2 1

1 0,75

2 466 , 2 * 40 , 0 = + + +

= x − x

β 734 , 0 = β

Untuk t < 2 jam digunakan rumus :

2 ) 2 )( 260 ( 0008 , 0 1 * t R t r t r − − − + =

Untuk t > 2 jam digunakan rumus :

1 * + = t R t r

t r q

* 6 , 3 = Di mana :

R = curah hujan periode ulang tertentu (mm)

Dari perhitungan t diatas didapat nilai t = 2,466 > 2 maka :

r = 126,206

1 466 , 2

385 , 177 * 466 ,

2 ₌

+

q = 14,216

466 , 2 * 6 , 3

206 , 126

= Q = α x β x q x A

= 0,448 x 0,734 x 14,216 x 102 = 476,817 m3/det

5.5.2.

Metode Rasional

Metode ini digunakan dengan anggapan bahwa DPS memiliki :

- Intensitas curah hujan merata diseluruh DPS dengan durasi tertentu. - Lamanya curah hujan = waktu konsentrasi dari DPS.

- Puncak banjir dan intensitas curah hujan mempunyai tahun berulang yang sama.

- Luas DAS < 300 km2. Rumus :

60 , 3

CxIxA Q=

Di mana :

C = koefisien limpasan air hujan

I = intensitas curah hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam) A = luas daerah pengaliran (km2)

Q = debit maksimum (m3/det)

Intensitas hujan dapat dihitung menggunakan rumus Mononobe : 3

2

24 24

24 ⎟⎠

⎞ ⎜ ⎝ ⎛ =

tc x R I

Di mana :

R = hujan maksimum (mm)

tc = waktu konsentrasi (jam)

Waktu konsentrasi dihitung menggunakan rumus yang dikembangkan oleh Kirpich

(1940), yang dapat ditulis sebagai berikut : 6

, 0 0133 ,

0 −

= Lxi

t_c

Di mana :

tc = waktu konsentrasi (jam) L = panjang sungai (km) S = kemiringan sungai Data :

A = 102 km2

L = 13 km = 13.000 m

R100 = 177,385 mm

S = 0,0214

6 , 0 0133 ,

0 −

= Lxi

t_c = 0,0133 x 13 x 0,0214-0,6 = 1,813 jam Intensitas hujan dapat hitung setelah tc didapat.

I =

3 2

24 24

24 ⎟⎠

⎞ ⎜ ⎝ ⎛

tc x R

I =

3 2

813 , 1

24 24

385 , 177

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛

x

I = 41,360 mm

Koefisien limpasan (C):

Angka koefisien limpasan merupakan indikator apakah suatu DAS telah mengalami gangguan. Besar kecilnya nilai C tergantung pada permebilitas dan kemampuan tanah dalam menapung air. Nilai C yang besar menunjukkan bahwa banyak air hujan yang menjadi limpasan. Koefisien lipasan permukaan pada kajian ini dihitung berdasarkan pola penggunaan lahan hasil inventarisasi dari Sub Balai Rehabilitasi Lahan dan Konversasi Tanah pada tahun 1997. Karena tata guna lahan di DPS Kali Konto termasuk campuran, maka nilai tetapan C diberikan bobot (weighted)

untuk memperoleh nilai rata-rata tertimbang. Perhitungan selengkapnya disajikan dalam tabel berikut :

Tabel 5.8. Perhitungan Koefisien Limpasan (C) di DPS Kali Konto Penggunaan

Lahan

Luas (km2)

% Luas C C x %Luas

(%) 1

2 3 4

Hutan Alam Hutan Industri Pemukiman Sawah

49,9 34,1 10

8

48,922 33,431 9,804 7,841

0,25 0,30 0,25 0,20

12,231 10,029 2,451 1,569

102 100 26,28

Perhitungan Debit Banjir dengan Metode Rasional

Q = 60 , 3

CxIxA

= 60 , 3

102 360 , 41 263 ,

0 x x

= 308,202 m3/det

5.5.3.

Metode Melchior

Metode Melchior digunakan untuk luas DAS >100 km2. Rumus :

xqxA x Q=α β

A A

+ + =

150 750 , 0 180 β

v L T

600 . 3

000 . 1 =

5 2

. . . 31 ,

1 q Ai

v= β

nF = ¼ π a b = ¼ x 3,14 x 20 x 13 = 204,1 km2

52 , 0

= α

Dimana :

Q = debit banjir rencana pada periode ulang tertentu ( m3/det)

α = koefisien limpasan air hujan

β = koefisien pengurangan luas daerah hujan

q = intensitas maksimum jatuhnya hujan rata – rata (m3/det/km) A = luas Daerah pengaliran sungai (km2)

t = waktu konsentrasi hujan (jam) L = panjang sungai (km)

i = kemiringan sungai

Perhitungan :

A A

+ + =

150 750 , 0 180 β

102 150

102 750 , 0 180

+ +

= x

β

= 1,018 nF = 204,1 km2 q = 4,1 m3/km 2/det

5 _{. . .} 2 31

,

1 q Ai

v= β

5 2

0214 , 0 . 102 . 1 , 4 . 52 , 0 31 , 1 =

v

= 0,651 m/det

v L T

600 . 3

000 . 1 =

651 , 0 600 . 3

13 000 . 1

x x T =

= 5,549 jam t = T = 5,549 Rt = 0,41 R24 q =

549 , 5 6 , 3

200 41 , 0

x x

= 4,102 ≈ 4,1 m3/km 2/det → cocok dengan diatas Q = 0,52 x 1,018 x 4,1 x 102 x

200 385 , 177

= 196,307 m3/detik

5.5.3. Debit Banjir yang Dipakai

Dari hasil perhitungan metode – metode di atas maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

Tabel 5.9. Debit Banjir yang Dipakai

Metode Debit banjir 50 tahun (m3/detik)

Haspers

476,817

Rasional

308,202

Melchior 196,307

Debit banjir yang digunakan adalah dari hasil perhitungan Metode Haspers, yaitu Q50 = 476,817 m3/det

Untuk perencanaan dam pengendali sedimen Kali Konto digunakan Qdesign = 477 m3/det

(

)

(

0,70

)

70 , 0 075 , 0 1 012 , 0 1 xA xA + + = α

(

)

12 15 10 70 , 3 1

1 0,75

2 40 , 0 A x t x t t + + + = β

Di mana :

Q = debit banjir rencana pada periode ulang tertentu ( m3/det)

α = koefisien limpasan air hujan

β = koefisien pengurangan luas daerah hujan

q = intensitas maksimum jatuhnya hujan rata – rata (m3/det/km) A = luas Daerah pengaliran sungai (km2)

t = waktu konsentrasi hujan (jam) L = panjang sungai (km)

i = kemiringan sungai Perhitungan :

t = 0,1 x L 0,8 x i-0,30

t = 0,1 x 130,8 x 0,0214-0,30 = 2,466 jam

(

)

(

0,70

)

70 , 0 075 , 0 1 012 , 0 1 xA xA + + = α

(

)

(

0,70

)

70 , 0 102 075 , 0 1 102 012 , 0 1 x x + + = α = 0,448

(

)

12 15 10 70 , 3 1

1 0,75

2 40 , 0 A x t x t t + + + = β

(

)

_1,361

12 102 15 466 , 2 10 70 , 3 466 , 2 1

1 0,75

2 466 , 2 * 40 , 0 = + + +

= x − x

β 734 , 0 = β

Untuk t < 2 jam digunakan rumus :

2 ) 2 )( 260 ( 0008 , 0 1 * t R t r t r − − − + =

Untuk t > 2 jam digunakan rumus :

1 * + = t R t r

t r q

* 6 , 3

=

Di mana :

R = curah hujan periode ulang tertentu (mm)

Dari perhitungan t diatas didapat nilai t = 2,466 > 2 maka :

r = 126,206

1 466 , 2

385 , 177 * 466 ,

2 ₌

+

q = 14,216

466 , 2 * 6 , 3

206 , 126

=

Q = α x β x q x A

= 0,448 x 0,734 x 14,216 x 102 = 476,817 m3/det

5.5.2.

Metode

Rasional

Metode ini digunakan dengan anggapan bahwa DPS memiliki :

- Intensitas curah hujan merata diseluruh DPS dengan durasi tertentu. - Lamanya curah hujan = waktu konsentrasi dari DPS.

- Puncak banjir dan intensitas curah hujan mempunyai tahun berulang yang sama.

- Luas DAS < 300 km2. Rumus :

60 , 3 CxIxA

Q=

Di mana :

C = koefisien limpasan air hujan

I = intensitas curah hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam) A = luas daerah pengaliran (km2)

Q = debit maksimum (m3/det)

Intensitas hujan dapat dihitung menggunakan rumus Mononobe : 3

2

24 24

24 ⎟⎠

⎞ ⎜ ⎝ ⎛ =

tc x R I

Di mana :

R = hujan maksimum (mm)

tc = waktu konsentrasi (jam)

Waktu konsentrasi dihitung menggunakan rumus yang dikembangkan oleh Kirpich (1940), yang dapat ditulis sebagai berikut :

6 , 0 0133 ,

0 −

= Lxi

t_c Di mana :

tc = waktu konsentrasi (jam) L = panjang sungai (km) S = kemiringan sungai Data :

A = 102 km2

L = 13 km = 13.000 m

R100 = 177,385 mm

S = 0,0214

6 , 0 0133 ,

0 −

= Lxi

t_c = 0,0133 x 13 x 0,0214-0,6 = 1,813 jam Intensitas hujan dapat hitung setelah tc didapat.

I =

3 2

24 24

24 ⎟⎠

⎞ ⎜ ⎝ ⎛

tc x R

I =

3 2

813 , 1

24 24

385 , 177

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛

x

I = 41,360 mm

Koefisien limpasan (C):

Angka koefisien limpasan merupakan indikator apakah suatu DAS telah mengalami gangguan. Besar kecilnya nilai C tergantung pada permebilitas dan kemampuan tanah dalam menapung air. Nilai C yang besar menunjukkan bahwa banyak air hujan yang menjadi limpasan. Koefisien lipasan permukaan pada kajian ini dihitung berdasarkan pola penggunaan lahan hasil inventarisasi dari Sub Balai Rehabilitasi Lahan dan Konversasi Tanah pada tahun 1997. Karena tata guna lahan di DPS Kali Konto termasuk campuran, maka nilai tetapan C diberikan bobot (weighted) untuk memperoleh nilai rata-rata tertimbang. Perhitungan selengkapnya disajikan dalam tabel berikut :

Tabel 5.8. Perhitungan Koefisien Limpasan (C) di DPS Kali Konto

Penggunaan Lahan

Luas (km2)

% Luas C C x %Luas

(%) 1

2 3 4

Hutan Alam Hutan Industri Pemukiman Sawah

49,9 34,1 10

8

48,922 33,431 9,804 7,841

0,25 0,30 0,25 0,20

12,231 10,029 2,451 1,569

102 100 26,28

Perhitungan Debit Banjir dengan Metode Rasional Q =

60 , 3 CxIxA

= 60 , 3

102 360 , 41 263 ,

0 x x

= 308,202 m3/det

5.5.3.

Metode

Melchior

Metode Melchior digunakan untuk luas DAS >100 km2. Rumus :

xqxA x

Q=α β

A A

+ + =

150 750 , 0 180

β

v L T

600 . 3

000 . 1

=

5 2

. . . 31 ,

1 q Ai

v= β

nF = ¼ π a b = ¼ x 3,14 x 20 x 13 = 204,1 km2

52 , 0 = α

Dimana :

Q = debit banjir rencana pada periode ulang tertentu ( m3/det)

α = koefisien limpasan air hujan

β = koefisien pengurangan luas daerah hujan

q = intensitas maksimum jatuhnya hujan rata – rata (m3/det/km) A = luas Daerah pengaliran sungai (km2)

t = waktu konsentrasi hujan (jam) L = panjang sungai (km)

i = kemiringan sungai

Perhitungan :

A A

+ + =

150 750 , 0 180

β

102 150

102 750 , 0 180

+ +

= x

β

= 1,018 nF = 204,1 km2 q = 4,1 m3/km 2/det

5 _{. . .} 2 31

,

1 q Ai

v= β

5 2

0214 , 0 . 102 . 1 , 4 . 52 , 0 31 , 1

=

v

= 0,651 m/det

v L T

600 . 3

000 . 1

=

651 , 0 600 . 3

13 000 . 1

x x

T =

= 5,549 jam t = T = 5,549 Rt = 0,41 R24 q =

549 , 5 6 , 3

200 41 , 0

x x

= 4,102 ≈ 4,1 m3/km 2/det → cocok dengan diatas Q = 0,52 x 1,018 x 4,1 x 102 x

200 385 , 177

= 196,307 m3/detik

5.5.3. Debit Banjir yang Dipakai

Dari hasil perhitungan metode – metode di atas maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

Tabel 5.9. Debit Banjir yang Dipakai

Metode Debit banjir 50 tahun (m3/detik)

Haspers

476,817 Rasional

308,202

Melchior 196,307

Debit banjir yang digunakan adalah dari hasil perhitungan Metode Haspers, yaitu Q50 = 476,817 m3/det

Untuk perencanaan dam pengendali sedimen Kali Konto digunakan Qdesign = 477 m3/det