PERENCANAAN TUBUH EMBUNG BULUNG DI KABUPATEN BANGKALAN.
PERENCANAAN TUBUH EMBUNG BULUNG
DI KABUPATEN BANGKALAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Oleh :
DIDIN HENDRI RUKMAWATI
0753010019
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”
J AWA TIMUR
2011
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 SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan
penyusunan tugas akhir ini dengan judul ” Perencanaan Embung Bulung di
Kabupaten Bangkalan ”.
Penyusunan tugas akhir ini dilakukan guna melengkapi tugas akademik dan
memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan Strata 1 (S1) di
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan UPN ” Veteran ” Jawa Timur.
Dalam menyesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapat bimbingan
serta bantuan yang sangat bermanfaat untuk menyelesaikannya.Oleh karena itu pada
kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1. Ir. Naniek Ratni,M.Kes selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional ” Veteran ” Jawa Timur.
2. Bapak Ibnu Solichin, ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional ” Veteran ” Jawa Timur
3. Ibu Dr. Ir. Minarni Nur Trilita, MT selaku dosen pembimbing utama.
4. Bapak Iwan Wahjudijanto, ST, MT selaku dosen pembimbing kedua.
5. Para Dosen dan Staff pengajar yang telah memberikan bekal ilmu dan
pengetahuan yang amat berguna.
6. Bapak Wahyu, Bapak Agung, dan Bapak Imam yang telah membantu dalam
dalam memperoleh data-data tugas akhir ini.
ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7. Kedua Orang tua yang senantiasa memberikan dukungan baik dalam do’a
ataupun dana.
8. Semua teman-teman Teknik Sipil yang telah memberi motifasi dan dorongan.
Dan sebagai akhir kata penulis harapkan agar tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan para pembaca pada umumnya.
Surabaya, 2 Desember 2011
Penyusun
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ..................................................................................
ii
DAFTAR ISI ................................................................................................
iv
BAB I PENDAHULUAN ...........................................................................
1
1.1
Latar Belakang .......................................................................
1
1.2
Perumusan Masalah .................................................................
2
1.3
Maksud dan Tujuan ................................................................
2
1.4
Batasan Masalah .....................................................................
3
BAB II TINJ AUAN PUSTAKA ................................................................
4
2.1
Analisa Hidrologi ....................................................................
4
2.1.1 Analisa Curah Hujan Rata-Rata Daerah Aliran ...............
4
2.1.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan ......................................
6
2.1.3 Uji Konsistensi Data .....................................................
13
2.1.4 Pemeriksaan Kesesuaian Distribusi Frekuensi ................
14
2.1.5 Distribusi Curah Hujan Efektif Jam – Jaman ................ ..
17
2.1.6 Koefisien Pengaliran .......................................................... 18
2.1.7 Hujan Netto ........................................................................ 20
2.1.8 Hidrograf Satuan................................................................
20
2.2
Analisa Kapasitas Tampungan .... ............................................
24
2.3
Kebutuhan Air Baku .... ...........................................................
25
2.4
Analisa Perencanaan Bangunan Embung .................................
26
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2.4.1 Tipe Embung.................................................................. ..
26
Penentuan Dimensi Tubuh Embung .... ....................................
27
2.5.1 Tinggi Jagaan.................................................... ...............
27
2.5.2 Lebar Puncak Embung.................................................... .
31
2.5.3 Penurunan Tubuh Embung.............................................. ..
32
2.5.4 Penentuan Lebar Main Dam............................................ ..
32
2.5.5 Analisa Kegempaan............................................ ..............
33
2.5.6 Kemiringan Lereng Tubuh Embung..................................
34
Perencanaan Pelindung Tubuh Embung ( Protection Zone ).....
34
2.6.1 Kriteria Pelindung Tubuh Embung (Geotekstil) ..............
35
Stabilitas Embung Terhadap Aliran Filtrasi..............................
36
2.7.1 Analisa Formasi Garis Depresi Pada Embung.................
37
2.7.2 Kapasitas Aliran Filtrasi .................................................
39
2.7.3 Gejala Sufosi dan Sembulan ...........................................
41
Stabilitas Tubuh Embung .........................................................
42
BAB III METODOLOGI PERENCANAAN ............................................
46
2.5
2.6
2.7
2.8
3.1
Data Topografi .......................................................................
46
3.2 Data Hidrologi ........................................................................
46
3.3 Langkah-Langkah Pengerjaan .................................................
48
3.4 Lokasi Studi ............................................................................
48
3.5 Flow Chart ..............................................................................
49
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB IV PERENCANAAN EMBUNG .......................................................
4.1
50
Analisa Hidrologi ...................................................................
50
4.1.1 Analisa Curah Hujan Harian Maksimum ........................
50
4.2 Perhitungan Frekwensi Curah Hujan Rata Rencana .................
54
4.2.1 Metode Log Pearson Type III .........................................
57
4.3 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi .......................................
60
4.3.1 Metode Smirnov Kolmogorov .........................................
61
4.3.2 Metode Chi Kuadrat ........................................................
62
4.4 Hujan Efektif ..........................................................................
63
4.5 Perhitungan Debit Banjir Nakayasu ........................................
66
4.6 Kebutuhan Air Baku ................................................................
79
4.7 Analisa Kapasitas Tampungan ................................................
82
4.8 Perencanaan Teknis Embung ..................................................
82
4.8.1 Pemilihan Tipe Embung Utama ......................................
82
4.8.2 Penentuan Elevasi – Elevasi Rencana ..............................
82
4.8.3 Perhitungan Dimensi Tubuh Embung ..............................
83
4.8.4 Analisa Gempa ................................................................
86
4.8.5 Bahan Timbunan Tubuh Embung ....................................
87
4.9 Perhitungan Stabilitas Tubuh Embung .....................................
88
4.9.1 Stabilitas Tubuh Embung Terhadap Alian Filtrasi ...........
88
4.9.2 Penentuan Garis Depresi .................................................
88
4.9.3 Perhitungan Kapasitas Aliran Filtrasi ..............................
90
4.9.4 Stabilitas Terhadap Gejala Sofusi (Piping) ......................
92
vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.10 Analisa Stabilitas Lereng Tubuh Embung ................................
BAB V KESIMPULAN .............................................................................
5.1
Kesimpulan ............................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
93
106
106
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Nilai Variable Reduksi Gauss.....................................................
Tabel 2.2
Hubungan Reduced Standart Deviasion Sn dan Yn Dengan
8
Besarnya Sample n ....................................................................
9
Tabel 2.3
Harga “Reduced Variate” ( It ) pada cara gumbel .......................
10
Tabel 2.4
Harga G Pada Distribusi Log Pearson III ...................................
12
Tabel 2.6
Nilai Delta Kritis (dcr) Untuk Uji Smirnov-Kolmogorov.............
15
Tabel 2.7
Harga Untuk Uji Kai Kuadrat ....................................................
17
Tabel 2.8
Angka Koefisien Pengaliran DAS ..............................................
19
Tabel 2.9
Rumus-Rumus Koefisien Limpasan ...........................................
20
Tabel 2.10 Tempat Kedudukan Koordinat Lingkaran Kritis .........................
45
Tabel 4.1 Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata Stasiun Klampis ..................
50
Tabel 4.2 Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata Dengan Stasiun Arosbaya. ...
51
Tabel 4.3 Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata Dengan Stasiun Geger .........
52
Tabel 4.4 Curah Hujan Harian Maksimum Embung Bulung ........................
53
Tabel 4.5 Perhitungan Curah Hujan rencana ................................................
54
Tabel 4.6 Perhitungan Frekuensi Curah Hujan .............................................
56
Tabel 4.7 Nilai K Sebaran Person III Untuk Cs < 0 ......................................
58
Tabel 4.8 Perhitungan Hujan Rencana Dengan Metode Log Person Type III
58
Tabel 4.9 Perhitungan Uji Kesesuaian Distribusi Secara Horizontal Dengan
Tabel 4.10
Metode Smirnov Kolmogorov ....................................................
60
Uji Distribusi Chi Kuadrat .......................................................
61
viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Tabel 4.11 Perhitungan Curah Hujan Efektif ...............................................
62
Tabel 4.12 Distribusi Hujan Efektif Setiap Jam...........................................
64
Tabel 4.13 Ordinat HSS Nakayasu Embung Bulung ...................................
68
Tabel 4.14 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
2 Tahun .....................................................................................
71
Tabel 4.15 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
5 Tahun .....................................................................................
72
Tabel 4.16 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
10 Tahun ...................................................................................
73
Tabel 4.17 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
25 Tahun ...................................................................................
74
Tabel 4.18 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
50 Tahun ...................................................................................
75
Tabel 4.19 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
100 Tahun .................................................................................
76
Tabel 4.20 Perhitungan Lengkung Kapasitas DAS Bulung .........................
80
Tabel 4.21 Titik – Titik Koordinat Garis Depresi ........................................
90
Tabel 4.22 Stabilitas Lereng Hulu Saat Selesai Dibangun ...........................
97
Tabel 4.23 Stabilitas Lereng Hulu Saat HWL .............................................
98
Tabel 4.24 Stabilitas Lereng Hilir Saat Selesai Dibangun............................
99
ix
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Kurva Massa Ganda ..............................................................
14
Gambar 2.2
Bentuk Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ...........................
23
Gambar 2.3
Grafik Lengkung Kapasitas ....................................................
24
Gambar 2.4
Klasifikasi Umum Embung Urugan. .......................................
27
Gambar 2.5
Grafik Ketinggian Ombak Yang Naik ke Atas Permukaan Lereng
Udik. .....................................................................................
30
Gambar 2.6
Garis Depresi Pada Embung Homogen ...................................
36
Gambar 2.7
Garis Depresi Pada Embung Homogen (Sesuai dengan garis
parabola)...................................................................................
Gambar 2.8
Beberapa Cara Untuk Memperoleh Harga ”α” Sesuai Dengan
Sudut Bidang Singgungnya (α) ..............................................
Gambar 2.9
37
Garis Hubungan Antara Sudut Bidang Singgung α Dengan C
39
39
Gambar 2.10 Cara Menentukan Besarnya Harga N dan T ............................
44
Gambar 2.11 Skema Perhitungan Dengan Metode Irisan Bidang Luncur .....
44
Gambar 4.1 Kurva Unit Hidrograf Banjir Embung Bulung ..........................
70
Gambar 4.2 Kurva Hidrograf Banjir ............................................................
77
Gambar 4.3 Grafik Lengkung Kapasitas DAS Bulung .................................
81
Gambar 4.4 Potongan Melintang Tubuh Embung ........................................
100
Gambar 4.5 Formasi Garis Depresi Embung Urugan Homogen ...................
101
Gambar 4.6 Jaringan Trayektori Embung Bulung ........................................
102
Gambar 4.7 Stabilitas Bagian Hulu Embung Pada Kondisi Kosong Setelah
Selesai Di Bangun ..................................................................
x
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
103
Gambar 4.8 Stabilitas Bagian Hulu Embung Pada Kondisi Muka Air Penuh
104
Gambar 4.9 Stabilitas Bagian HilirEmbung Pada Kondisi Kosong Setelah
Selesai Di Bangun ..................................................................
xi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
105
PERENCANAAN TUBUH EMBUNG BULUNG
DI KABUPATEN BANGKALAN
Oleh :
Didin Hendr i Rukmawati
0753010019
ABSTRAK
Desa Bulung (Dusun Bulung barat dan Bulung tengah), Kecamatan Klampis,
Kabupaten Bangkalan, merupakan desa terisolir di daerah pengaliran sungai (DAS)
yang belum terjangkau dan belum menikmati akan adanya sir baku layak minum,
sehingga masih terjadi desa-desa tertinggal. Salah satu cirri desa tertinggal adalah
sulitnya memperoleh air untuk berbagai kebutuhan, seperti air untuk keperluan
sehari-hari, air untuk irigasi dan air untuk kebutuhan lainnya. Untuk itu sebagai
alternatif pemecahan masalah dalam penyediaan air, berdasarkan pada bentuk
topografi dan curah hujan daerah tersebut adalah dengan menbangun embung untuk
sarana tendon air dengan ukuran relatif kecil yang difungsikan sebagai penampung
air yang biasa digunakan dipergunakan sslama musim kemarau. Setelah dilakukan
analisa serta serta perencanaan dapat diketahui bahwa kebutuhan air baku Embung
Bulung pada tahun perencanaan 2025 adalah sebesar 448,86 m³/hari.
Dan dari analisa diatas Embung Bulung ini didesign dengan tubuh embung
type tanah homogen dengan elevasi dasar sungai +25,00 dan menggunakan
Q100=13,66 m³/dt. Darui perencanaan didapat hasil sebagai berikut : elevasi
MOL=+25,80, elevasi NWL=+29,05, elevasi HWL=+29,30. Demensi tubuh embung
dengan panjang 38,26m, lebar Main Dam : 3,65m dan tinggi embung 6,3m.
Kata kunci : Air Baku, Tampungan, Embung
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
Embung adalah bangunan air yang mempunyai fungsi utama untuk
menampung dan mengontrol suatu debit air yang sengaja dibuat untuk meningkatkan
taraf muka air. Kolam embung akan menyimpan air di musim hujan, dan kemudian
air tersebut dimanfaatkan oleh suatu desa hanya selama musim kemarau untuk
memenuhi kebutuhan sehari-hari, untuk irigasi dan untuk kebutuhan lainnya. Jumlah
kebutuhan tersebut akan menentukan tinggi tubuh embung, dan kapasitas tampung
embung.
Desa Bulung (Dusun Bulung Barat dan Bulung Tengah), Kecamatan Klampis
Kabupaten Bangkalan merupakan desa terisolir di daerah aliran sungai (DAS) yang
belum terjangkau dan belum menikmati akan adanya air baku layak minum, sehingga
masih terjadi desa-desa tertinggal. Salah satu ciri desa tertinggal adalah sulitnya
memperoleh air untuk berbagai kebutuhan, seperti air untuk kaperluan sehari-hari, air
untuk irigasi dan air untuk kebutuhan lainnya. Lokasi daerah tertinggal pada
umumnya adalah pada daerah dataran-dataran tinggi yang sempit dengan kondisi
geologi daerahnya yang merupakan batuan-batuan atau kapur. Sehingga secara
praktis kebutuhan air yang didapatkan adalah dari air hujan saja. Mengingat
masyarakat di daerah tersebut mengandalkan penghasilan dari areal persawahan dan
jika musim kemarau datang warga sekitar menjadi kesulitan mendapatkan air karena
tidak adanya tampungan air disekitar lokasi. Sedangkan kondisi air permukaan dan
topografi dari daerah tersebut pada umumnya tidak memungkinkan untuk di bangun
1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
konstruksi bangunan-bangunan pengairan yang besar. Untuk itu sebagai alternatif
pemecahan masalah dalam penyediaan air, berdasarkan pada bentuk topografi dan
curah hujan daerah tersebut adalah dengan membangun embung untuk sarana tandon
air dengan ukuran relative kecil yang difungsikan sebagai penampung air yang biasa
dipergunakan selama musim kemarau. Sehingga dengan dibangunnya embung ini
dapat mengatasi masalah-masalah yang terjadi dan diharapakan juga dapat
menstabilkan kembali perekonomian warga Bulung yang sebagian penduduknya
selama ini mengandalkan hasil perekonomian dari pertanian.
1.2
Per umusan Masalah
Perumusan masalah yang dapat diambil berdasarkan latar belakang yang
dijelaskan diatas, adalah :
1.
Berapa kebutuhan air bersih di Desa Bulung ?
2. Bagaimana dimensi tubuh embung yang direncanakan ?
3.
Bagaimana stabilitas tubuh embung terhadap gaya–gaya yang bekerja pada
embung ?
1.3
Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari dibangunnya Embung Bulung ini adalah :
1.
Untuk merencanakan suatu Embung.
2.
Untuk memenuhi kebutuhan air bersih atau air baku di desa Bulung.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
1.4
Batasan Masalah
Dalam tugas akhir ini masalah yang akan dibahas meliputi :
1.
Perencanaan dimensi embung.
2.
Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan mulai dari tahun
1993 sampai tahun 2009 (17 tahun).
3.
Peninjauan stabilitas embung terhadap gaya–gaya yang bekerja.
4.
Tidak menghitung atau merencanakan pelindung tubuh embung dengan
geotekstil (type benftofit).
5.
Tidak membahas segi ekonominya.
6.
Data hanya terbatas pada data sekunder.
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. Analisa Hidrologi
Tujuan utama dari analisa hidrologi antara lain adalah untuk mendapatkan
nilai curah hujan daerah dan frekuensinya yang selanjutnya dipergunakan sebagai
dasar dalam perhitungan debit banjir rencana sehingga dengan adanya nilai debit
rencana yang ada embung dapat direncanakan dimensinya sesuai besarnya debit
banjir yang ada.
2.1.1 Analisa Curah Hujan Rata – Rata Daerah Aliran
Dalam perencanaan debit banjir data yang diperlukan adalah hasil dari ratarata curah
hujan diseluruh daerah aliran sungai. Beberapa metode yang dapat
digunakan untuk mencari curah hujan rata–rata daerah aliran sungai antara lain :
1)
Metode Arimatik Mean
Tinggi rata-rata curah hujan didapatkan dari nilai rata-rata curah hujan dari
setiap stasiun pengamat hujan yang ada. Metode ini dipakai apabila daerah aliran
sungai merupakan daerah yang datar dan jumlah satasiun pengamat hujan cukup
banyak dan tersebar disekitar daerah aliran. Rumus yang digunakan (Suyono
Sosrodarsono,2003) adalah :
R =
1
( R1 + R2 + R3 + ......... + Rn ) .................................................... (2.1)
n
4
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
5
dengan :
= Curah hujan daerah rata - rata (mm)
R
R1, R2, R3, .......... Rn = Tinggi curah hujan tiap stasiun pencatat hujan (mm)
= Jumlah stasiun pengamat
n
2)
Metode Polygon Thiessen
Dengan melakukan penakaran ataupun pencatatan pada alat penakar hujan,
hanyalah didapatkan curah hujan di suatu titik tertentu. Bila dalam suatu areal
terdapat beberapa alat penakar atau pencatat curah hujan, maka untuk mendapatkan
harga curah hujan areal pada studi ini dapat dilakukan dengan menggunakan Metode
Rerata Artimatik ataupun Metode Polygon Thiessen, cara ini didasarkan atas cara
rata-rata timbang (weighted average). Masing-masing penakar mempunyai daerah
pengaruh yang dibentuk dengan menggambarkan garis-garis sumbu tegak lurus
terhadap garis penghubung antara dua pos penakar hujan.
Metode ini digunakan bila jumlah stasiun pencatat hujan yang ada hanya
sedikit
dan
letaknya
tidak
merata
didaerah
aliran
sungai.
(Suyono
Sosrodarsono,2003) adalah :
R =
R 1 . A1 + R 2 . A 2 + .......R n . A n
..................................................... (2.2)
A
dengan :
R
= Curah hujan daerah rata - rata (mm)
A
= Luas daerah aliran sungai ( Km 2 )
R1, R2, .......... Rn
= Tinggi curah hujan tiap stasiun pencatat hujan ( mm )
A1, A2,...........An
= Jumlah stasiun pengamat
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
3)
Metode Isohiet
Metode isohiet adalah metode dimana pengambilan garis-garis tegak lurus
sebagai penghubung antara tempat-tempat pos penakar hujan. Pengambilan garis
isohiet akan lebih mudah jika dari beberapa pos penakar hujan mempunyai
pengamatan tinggi curah hujan yang hampir sama, akan tetapi jika banyaknya pos
penakar hujan mempunyai banyak perbedaan ataupun bervariasi maka akan menjadi
lebih sulit untuk pada pengambilan garis isohiet.
Besarnya curah hujan daerah rata-rata dengan metode :
R=
R 1 . A 1 + R 2 . A 2 + .........R n . A n
........................................................ (2.3)
A 1 + A 2 + ................A n
dengan:
R
= Curah hujan daerah rata - rata (mm)
R1, R2, .......... Rn
= Curah hujan rata - rata pada bagian A1 , A 2 , ...A n ( mm )
A1, A2,...........An
= Luas bagian antara garis - garis Isohiet ( Km 2 )
2.1.2 Analisa Fr ekuensi Curah Hujan
Untuk mencari distribusi yang cocok dengan data yang tersedia dari pos-pos
penakar hujan yang ada di sekitar lokasi pekerjaan perlu dilakukan Analisis
Frekuensi. Analisa frekuensi dapat dilakukan dengan seri data hujan maupun data
debit.
Dalam Perencanaan ini metode analisa frekuensi yang digunakan adalah :
1. Metode Distribusi Normal
2. Metode Distribusi Gumbel.
3. Metode Log Pearson type III.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
Dari hasil ketiga metode tersebut dipilih harga yang paling mungkin terjadi
yaitu melihat kriteria dari metode non parameter.
1. Metode Distribusi Normal
Metode Distribusi Normal berfungsi menentukan tinggi curah hujan dengan
periode ulang tertentu menurut Analisa Hidrologi, Oleh Sri Harto Br,
sebagai
berikut :
X T = x + Sx . k .......................................................................................... (2.4)
dengan :
X T = Perkiraan tinggi curah hujan yang diharapkan terjadi dengan periode
ulang tertentu.
x
= Nilai rata-rata variat
Sx
= Deviasi standart nilai variat
K
= Faktor frekuensi merupakan fungsi dari pada periode ulang dan tipe
model matematik dari distribusi peluang yang digunakan untuk
analisis peluang ( Tabel 2.1 )
Urutan perhitungan adalah sebagai berikut :
a. Mencari harga
X=
∑X
n
i
............................................................................ (2.5)
b. Mencari harga deviasi standart (Sx ) =
∑ (X
i
-X
n -1
)
2
.................................. (2.6)
c. Mencari harga K dapat dilihat dari tabel 2.1
d. Mencari harga curah hujan dengan kala T tahun ( XT )
X T = X + Sx . k ................................................................................................
(2.7)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
Tabel 2.1. Nilai variabel reduksi gauss
Periode ulang
T ( tahun )
Peluang
K
........
1,670
2,000
2,500
3,330
4,000
5,000
10,000
25,000
50,000
100,000
200,000
........
........
0,600
0,500
0,400
0,300
0,250
0,200
0,100
0,500
0,200
0,010
0,005
........
........
-0,25
0,00
0,25
0,52
0,67
0,84
1,28
1,64
2,05
2,33
2,58
........
Sumber : Soewarno hal.119
2. Metode Distribusi Gumbel
Chow dalam Soemarto (1986) menyarankan agar variate X yang
menggambarkan deret hidrologi acak dapat dinyatakan dengan rumus berikut ini :
X T = X + K . SX ..................................................................................... (2.8)
dengan :
XT = Besarnya curah hujan rancangan untuk periode ulang pada T tahun
(mm)
X
= Curah hujan rata - rata (mm)
Sx = Standar deviasi
K
= Faktor frekuensi yang merupakan fungsi dari periode ulang ( return
periode ) dan tipe distribusi frekuensi.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
Faktor frekuensi K untuk harga-harga ekstrim Gumbel ditulis dengan rumus berikut :
K=
Yt − Yn
………………………………………………............. ( 2.9)
Sn
dengan :
YT = Reduced Variete sebagai fungsi periode ulang T (Tabel 2.3)
Yn = Reduced Mean sebagai fungsi dari banyaknya data n (Tabel 2.2)
Sn = Reduced Standart Deviation sebagai fungsi dari banyaknya data n
Dengan mensubstitusi kedua persamaan di atas diperoleh :
XT = X +
Yt − Yn
. Sx ……………..…………………………............... (2.10)
Sn
Tabel 2.2. Hubungan ”Reduced Standart Deviasion” Sn dan Yn Dengan Besarnya
Sample n
N
Yn
Sn
N
Yn
Sn
8
0.4843
0.9043
20
0.5236
1.0628
9
0.4902
0.9288
21
0.5252
1.0696
10
0.4952
0.9496
22
0.5268
1.0754
11
0.4996
0.9676
23
0.5283
1.0811
12
0.5035
0.9833
24
0.5296
1.0864
13
0.5070
0.9971
25
0.5309
1.0915
14
0.5100
1.0095
26
0.5320
1.0961
15
0.5128
1.0206
27
0.5332
1.1004
16
0.5157
1.0316
28
0.5343
1.1047
17
0.5181
1.0411
29
0.5353
1.1086
18
0.5202
1.0493
30
0.5362
1.1124
19
0.5220
1.0565
31
0.5371
1.1159
Sumber : CD, Soemarto,1999
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
Tabel 2.3. Harga ”Reduce variate” ( It ) pada cara gumbel
T ( tahun )
( Yt )
1.001
1.01
1.5
2
5
10
15
25
50
100
200
300
500
1000
-0.2
-0.1572
-0.016
0.4125
1.4999
2.2502
2.6102
3.2758
3.9012
4.6001
5.2958
5.8602
6.2018
6.9073
Sumber : Hidrologi Terapan, Sri Harto BR. Dipl. H.Ir.
3. Metode Log Pearson Type III
Untuk perhitungan frekuensi curah hujan rencana dengan Metode Log
Pearson III untuk perencanaan bangunan air, (Ir.Imam Subarkah, 1978) dapat
dijelaskan sebagai berikut :
Log X T = Log x + K . SLogx ................................................................ (2.11)
dengan :
XT
= Curah hujan dengan kala ulang T tahun (mm)
Log x
= Harga rata – rata
SLogx
= Standart deviasi
K
= Koefisien, yang harganya tergantung pada nilai asimetri ( Cs )
dan return periode ( T ).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Urutan perhitungan adalah sebagai berikut :
a. Mencari harga Log x
n
Log x =
∑ Log x
i =1
n
......................................................................................... (2.12)
b. Mencari harga : ( Log x - Log x ), (Log x - Log x )2,( Log x - Log x )3
c. Mencari harga standart deviasi ( Slogx )
∑ (Log x - Log x )
n
SLog x =
2
i -1
..................................................................... (2.13)
n -1
d. Mencari harga asimetri ( Cs )
n
Cs =
(
n ∑ Log x - Log x
i =1
)
3
(n - 1)(n - 2)(Slog x )3
........................................................................... (2.14)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
Tabel 2.4 Harga G pada Distribusi Log Pearson III
Cs
3.0
2.5
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6
-0.7
-0.8
-0.9
-1.0
-1.2
-1.4
-1.6
-1.8
-2.0
-2.2
-2.5
-3.0
Periode Ulang ( Tahun )
2
5
10
Peluang ( % )
50
20
10
-0.396 0.420 1.180
-0.360 0.518 1.250
-0.330 0.574 1.284
-0.307 0.609 1.302
-0.282 0.643 1.318
-0.254 0.675 1.329
-0.255 0.705 1.337
-0.195 0.732 1.340
-0.164 0.758 1.340
-0.148 0.769 1.339
-0.132 0.780 1.336
-0.116 0.790 1.333
-0.099 0.800 1.328
-0.083 0.808 1.323
-0.066 0.816 1.317
-0.050 0.824 1.309
-0.033 0.830 1.301
-0.017 0.836 1.292
0.000
0.842 1.282
0.017
0.836 1.270
0.033
0.850 1.258
0.050
0.853 1.245
0.066
0.855 1.231
0.083
0.856 1.216
0.099
0.857 1.200
0.166
0.857 1.183
0.132
0.856 1.166
0.148
0.854 1.147
0.164
0.852 1.128
0.195
0.844 1.086
0.225
0.832 1.041
0.254
0.817 0.994
0.282
0.799 0.945
0.307
0.777 0.895
0.330
0.752 0.844
0.360
0.711 0.771
0.396
0.636 0.660
25
50
100
200
1000
4
2.278
2.262
2.240
2.219
2.193
2.163
2.128
2.087
2.043
2.018
1.998
1.967
1.939
1.910
1.880
1.849
1.818
1.785
1.751
1.716
1.680
1.643
1.606
1.567
1.528
1.488
1.448
1.407
1.366
1.282
1.198
1.116
1.035
0.959
0.888
0.793
0.666
2
3.152
3.048
2.970
2.912
2.848
2.780
2.706
2.626
2.542
2.498
2.453
2.407
2.359
2.311
2.261
2.211
2.159
2.107
2.054
2.000
1.945
1.890
1.834
1.777
1.720
1.663
1.606
1.549
1.492
1.379
1.270
1.166
1.069
0.980
0.900
0.798
0.666
1
4.051
3.845
3.705
3.605
3.499
3.388
3.271
3.149
3.022
2.957
2.891
2.824
2.755
2.686
2.615
2.544
2.472
2.400
2.326
2.252
2.178
2.104
2.029
1.955
1.880
1.806
1.733
1.660
1.588
1.449
1.318
1.197
1.087
0.990
0.905
0.799
0.667
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
Sumber : CD. Soemarto, 1955
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
2.1.3
Uji Konsistensi Data
Uji konsistensi data adalah cara untuk mekonsistensikan data terhadap
berbedaan data hujan. Pada metode ini, hubungan antara seri waktu dengan data
curah hujan dianggap linier. Data curah hujan tahunan jangka waktu yang panjang
dari suatu stasiun penakar hujan, dibandingkan dengan data curah hujan rata-rata
sekelompok stasiun penakar hujan dalam periode yang sama. Untuk itu harus dipilih
stasiun penakar hujan disekitarnya yang mempunyai kondisi topografi yang hampir
sama.
•
Analisis Kurva Massa
Jika terdapat data curah hujan tahunan dengan jangka waktu pengamatan
yang panjang, maka kurva massa ganda dapat digunakan untuk memeriksa dan
memperbaiki kesalahan pengamatan yang tidak homogen yang disebabkan oleh
perubahan posisi atau cara pemasangan alat ukur hujan yang tidak baik.
Adapun cara perbaikannya adalah dengan mengoreksinya sebagai berikut :
Tg = y / x = Yz / Xo Tgα8 = Yo / Xo ......................................................
(2.15)
Hz = ( Tgα / Tgα8 ) Ho ...........................................................................
(2.16)
dengan :
Hz
= Data curah hujan yang telah dikoreksi.
Ho
= Data curah hujan tahunan hasil pengamatan.
Tgα
= Kemiringan setelah dikoreksi.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
Kumulatif Stasiun ( mm )
Tgα8 = Kemiringan awal.
Yz
ao
ao
Kumulatif Rerata Stasiun
Gambar 2.4 Kurva Massa Ganda
2.1.4 Pemer iksaan Kesesuaian Distr ibusi Fr ekuensi
Uji kesesuaian distribusi frekuensi adalah pemeriksaan dari hasil pengamatan
dengan model distribusi frekkuensi yang diharapkan atau yang diperoleh secara
teoritis.
Dalam perencanaan ini menggunakan beberapa metode yaitu : Metode
Smirnov-Kolmogorof dan Metode Kai-Kuadrat ( Chi-Square )
1.
Metode Smirnov-Kolmogorof
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% …………..……………...……………………… (2.17)
m +1
dengan :
P = probabilitas
m = nomor urut data seri yang telah disusun
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
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.............................................................. (2.18)
Dari tabel Log Pearson III didapatkan harga Pr
c. Pengujian kesesuaian Metode Smirnov Kolmogorov dilakukan dengan
persamaan sebagai berikut :
Px
= 1 - (Pr)
Δ
= Sn – Px
max
dengan :
Δ
max
= selisih maksimum antara peluang empiris antara peluang dan
peluang teoritis
Nilai Δ
Sn
= peluang teoritis
Px
= peluang empiris
untuk uji Smirnov Kolmogorov dapat dilihat pada Tabel 2.6
kritis
Tabel 2.6. Nilai Delta Kritis (dcr) Untuk Uji Smirnov-Kolmogorov
α
v
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
n>50
0.2
0.1
0.05
0.01
0.45
0.32
0.27
0.23
0.21
0.19
0.18
0.17
0.16
0.15
0.51
0.37
0.3
0.26
0.24
0.22
0.2
0.19
0.18
0.17
0.56
0.41
0.34
0.29
0.27
0.24
0.23
0.21
0.2
0.19
0.67
0.67
0.4
0.36
0.32
0.29
0.27
0.25
0.24
0.23
1.07
n
1.22
n
1.36
n
1.63
n
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
Syarat distribusi dapat diterima jika Δ max < Δ
2. Metode Kai-Kuadrat ( Chi – Square )
kritis.
Uji kesesuaian Metode Kai-Kuadrat dilakukan dengan terlebih dahulu mencari
harga dari parameter-parameter sebagai berikut :
a.
Mencari nilai X dengan probabilitas 80%, 60%, 40% dan 20%, dengan mencari
nilai G pada tiap probabilitas dari tabel Log Pearson III hubungan antara nilai
Skewness dengan probabilitas yang dimaksud.
b.
Menghitung nilai X untuk menentukan batas kelas dengan rumus sebagai
berikut :
Log X = Log x + G. Sd .......................................................................... (2.19)
c.
Menentukan jumlah kelas pengamatan dengan rumus sebagai berikut :
Jumlah kelas
d.
= 1 + 3,3 Log . n
Menentukan frekuensi pengamatan dari data curah hujan harian maksimum
dengan batasan sebagaimana hasil perhitungan di atas
e.
Uji kesesuaian Metode Chi Square menggunakan rumus sebagai berikut:
X2 = ∑
( OJ − Ej )2 ..............................................................................
Ej
(2.20)
dengan :
X2 = harga Kai kuadrat.
Ej = frekuensi (banyaknya pengamatan) yang diharapkan, sesuai
dengan pembagian kelasnya (= 20% x n).
Oj = frekuensi terbaca pada kelas yang sama.
Nilai Syarat distribusi dapat diterima jika X2hitung < X2kritis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
17
Tabel 2.7. Harga untuk Uji Kai 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 : CD, Soemarto, 1999
2.1.5 Distr ibusi Cur ah Hujan Efektif J am - J aman
Hasil pengamatan di Indonesia hujan terpusat tidak lebih dari 7 jam, maka
dalam perhitungan ini diasumsikan hujan terpusat maksimum adalah 6 jam sehari.
Sebaran hujan jam-jaman dihitung dengan menggunakan rumus Mononobe :
2
R 24 3
R t = 24 ………………………………………………….. (2.21)
24 t
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
dengan :
Rt
= Intensitas hujan rerata dalam t jam (mm/jam)
R24
= Curah hujan efektif dalam 1 hari (mm)
t
= Waktu mulai hujan (jam)
2.1.6 Koefisien Pengaliran
Koefisien pengaliran adalah suatu variabel yang didasarkan pada kondisi
daerah aliran sungai dan karakteristik hujan yang jatuh di daerah tersebut. Kondisi
dan karakteristik dimaksud adalah :
-
Keadaan hujan
-
Luas dan bentuk daerah aliran
-
Kemiringan daerah aliran dan kemiringan dasar sungai
-
Daya infiltrasi dan perkolasi tanah
-
Kebasahan tanah
-
Suhu udara dan angin serta evaporasi
-
Tata guna tanah
Koefisien pengaliran seperti yang disajikan pada Tabel 2.8 didasarkan pada
suatu pertimbangan bahwa koefisien tersebut sangat tergantung pada
faktor-faktor
fisik (Suyono Sosrodarsono, 2003). Koefisien pengaliran yang dipakai untuk
perhitungan pada lokasi studi adalah sebagaimana disajikan pada Tabel 2.8 Koefisien
Pengaliran (C )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
Tabel 2.8 Angka Koefisien Pengaliran DAS
Kondisi DAS
Angka Pengaliran (C)
Daerah pegunungan dengan kemiringan tinggi
0,75 – 0,90
Daerah pegunungan tersier
0,70 – 0,80
Daerah hutan dan bergelombang
0,50 – 0,75
Dataran dataran dengan ditanami
0,45 – 0,60
Daerah persawahan
0,70 – 0,80
Sungai di daerah pegunungan
0,75 – 0,85
Sungai kecil didaerah dataran
0,45 – 0,75
Sungai dengan daerah aliran sungani yang
besar
0,50 – 0,75
Sumber : Suyono Sosrodarsono, 2003
Kemudian Dr Kawakami menyusun sebuah rumus yang mengemukakan
bahwa untuk sungai-sungai tertentu, koefisien itu tidak tetap tetapi berbeda-beda
tergantung dari curah hujan.
F = 1 – R’/Rt = 1 – F’.......................................................................... (2.22)
dengan :
F
= koefisien pengaliran
F’
= laju kehilangan = τ / Rst
Rt
= jumlah curah hujan (mm)
R’
= kehilangan curah hujan
τ, s
= tetapan
Berdasarkan rumus tersebut di atas, maka jabaran tetapan nilai koefisien
pengaliran adalah sebagaimana disajikan pada Tabel 2.9 (Suyono Sosrodarsono,
2003).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
Tabel 2.9 Rumus-Rumus Koefisien Limpasan
No
1
2
3
4
5
Daerah
Hulu
Tengah
Tengah
Tengah
Hilir
Kondisi sungai
Sungai biasa
Sungai di zone lava
Curah hujan
Rt > 200 mm
Rt < 200 mm
Rumus
Koefisien pengaliran
F = 1-15.7 / Rt ¾
F = 1-5.65 / Rt ¾
F = 1-7.20 / Rt3/4
F = 1-3.14 / Rt ¾
F = 1-6.60 / Rt 3/4
Sumber :Suyono Sosrodarsono, 2003
2.1.7 Hujan Netto
Hujan netto adalah bagian hujan total yang menghasilkan limpasan langsung
(direct run-off). Limpasan langsung ini terdiri atas limpasan permukaan (surface
run-off) dan interflow (air yang masuk ke dalam lapisan tipis dibawah permukaan
tanah dengan permeabitas rendah, yang keluar lagi ditempat yang lebih rendah dan
berubah menjadi limpasan permukaan). Dengan menganggap bahwa proses
transformasi hujan menjadi limpasan langsung mengikuti proses linier dan tidak
berubah oleh waktu, maka hujan netto (Rn) dapat dinyatakan sebagai
Rn = C x R............................................................................................. (2.23)
dengan :
Rn = Hujan netto
C = koefisien limpasan
R = Intesitas curah hujan
2.1.8
-
Hidr ograf Satuan
Banjir Rencana Metode Nakayasu
Nakayasu menurunkan rumus hidrograf satuan sintetik berdasarkan hasil
pengamatan dan penelitian pada beberapa sungai di Jepang. Besarnya nilai debit
puncak hidrograf satuan dihitung dengan rumus :
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
Qp =
C.A.R 0
……………………………………..…….. (2.24)
3,60 x (0,3 Tp + T0,3 )
dengan :
Qp
= Debit (m3/det)
C
= Koefisien pengaliran
A
= Luas daerah aliran sungai (km2)
R0
= Hujan satuan (mm)
Tp
= Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak hidrograf
satuan
T 0.3
(jam)
= Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak
sampai debit menjadi 30% dari debit puncak hidrograf satuan
(jam)
dengan :
T0,3 = α.tg
α
= koefisien yang bergantung pada karakteristik DAS
Nilai α ditentukan berdasarkan :
•
α= 1
: untuk daerah pengaliran biasa
•
α = 1,5
: bagian naik hidrograf lambat dan bagian menurun cepat.
•
α= 3
: bagian naik hidrograf cepat dan bagian menurun lambat.
Pada bagian lengkung naik, besarnya nilai hidrograf satuan dihitung dengan
persamaan :
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
22
2,4
t
Qa = Qp. ………………………….………………………........
Tp
(2.25)
dan dinyatakan dalam m3 /detik.
Pada bagian lengkung turun yang, hitungan limpasan permukaannya adalah:
1. untuk Qd > 0,30.Qp,
t − Tp
Qd = Qp.0,30
T0,3
………………………………..………………... (2.26)
2. untuk 0,30.Qp > Qd > 0,302 Qp,
(t − Tp + 0,5.T0,3 )
Qd = Qp.0,3
1,5.T0,3
………………………….………….…….. (2.27)
3. untuk 0,302 Qp > Qd,
(t − Tp +1,5T0,3 )
Qd = Qp.0,3
2.T0,3
……………….……………….…….…….. (2.28)
dengan:
Qd = Debit (m3/det)
Qp = Debit puncak (m3/det)
t
= Satuan waktu (jam)
Menurut Nakayasu, waktu naik hidrograf bergantung dari waktu konsentrasi,
dan dihitung dengan persamaan :
Tp = tg + 0,8.tr ……………………………………………..……......... (2.29)
dengan :
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
tg = Waktu konsentrasi (jam)
Waktu konsentrasi dipengaruhi oleh panjang sungai utama (L) :
Jika L < 15 km : tg = 0,21.L0,70
Jika L > 15 km : tg = 0,4 + 0,058.L
tr
i
t
ts
0,8 tr
Naik
Turun
Q
Qp
0,3 Qp
0,3 2 Qp
t
Tp
T 0,3
1,5 T 0,3
Gambar 2.5 Bentuk Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu
2.2 Analisa Kapasitas Tampungan
Analisa kapasitas tampungan dilakukan untuk mendapatkan gambaran
kapasitas tampungan atau genangan dan juga luas daerah genangan yang diusulkan.
Kapasitas tampungan/genangan dapat dicari dengan memakai bantuan data kontur
topografi yang didapat dari hasil survey topografi. Perhitungan yang digunakan
dalam menghitung kapasitas genangan/tampungan adalah menggunakan rumus :
{
V = Σ 0,5(Fn + Fn+1 )(
. hn+1 − hn )
} ........................................................
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
(2.30)
24
dengan :
V
= Volume antara 2 kontur yang berurutan
Fn
= Luas genangan pada elevasi ke n
Fn+1 = Luas genangan pada elevasi ke n+1
hn
= Elevasi ke n
hn+1 = Elevasi ke n+1
Gambar 2.6 Grafik Lengkung Kapasitas
2.3 Kebutuhan Air Baku
Kinerja Sistem Jaringan Penyediaan Air Baku adalah kemampuan sistem
jaringan untuk membawa sejumlah air dari sumbernya ke Instalasi Pengolah Air
sesuai waktu dan tempat berdasarkan rencana pencapaian akses terhadap air bersih.
•
Definisi Operasional
-
Kebutuhan minimal setiap orang akan air bersih per hari adalah 60 liter atau
0,06 m3.
-
Sistem Jaringan penyediaan air baku terdiri dari bangunan penampungan air,
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
bangunan pengambilan/penyadapan, alat pengukuran dan peralatan
pemantauan, sistem pemompaan, dan saluran pembawa/transmisi beserta
bangunan pelengkapnya yang membawa air dari sumbernya ke Instalasi
Pengolah Air.
-
Nilai SPM keandalan ketersediaan air baku merupakan rasio ketersediaan air
baku secara nasional yang merupakan kumulatif dari masing-masing Instalasi
Pengolah Air terhadap target MDGs kebutuhan air baku secara nasional yang
telah ditetapkan.
•
Cara perhitungan / Rumus
-
Rumus:
SPM keandalan ketersediaan air baku adalah rasio ketersediaan air baku
(m3/tahun) secara nasional yang merupakan kumulatif dari masing-masing Instalasi
Pengolah Air terhadap target MDGs kebutuhan air baku (m3/tahun) secara nasional
yang telah ditetapkan.
SPM keandalan ketersediaan air baku =
Ʃ
Ketersediaan air baku (m3/tahun) dari instalasi pengolahan air
x 100 %
Ʃ
3
Kebutuhan air baku (m /tahun) berdasar target MDGs
Pembilang : Ketersediaan air baku (m3/tahun) dari Instalasi Pengolah Air.
Penyebut : Kebutuhan air baku (m3/tahun) berdasarkan target MDGs pada tiap
Kabupaten/Kota.
Ukuran/konstanta : Persen (%)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
26
2.4 Analisa Perencanaan Bangunan Embung
2.4.1
Tipe Embung
Penentuan suatu tipe embung yang paling cocok untuk suatu tempat
kedudukan, didasarkan pada berbagai faktor, dimana faktor-faktor tersebut adalah :
- Kualitas serta kwantitas dari bahan-bahan tubuh embung yang terdapat
didaerah sekitar tempat kedudukan calon embung.
- Kondisi penggarapan/pengerjaan bahan tersebut (penggalian, pengolahan,
pengangkutan, penimbunan, dll) .
- Kondisi lapisan tanah pondasi pada tempat kedudukan calon embung.
- Kondisi alur sungai serta lereng kedua tebingnya dan hubungan dengan calon
embung beserta semua bangunan-bangunan pelengkapnya.
Yang terpenting dari keempat faktor tersebut adalah mengenai hal-hal yang
bersangkutan dengan usaha-usaha mendapatkan kualitas dan kuantitas yang memadai
untuk bahan tubuh embung tersebut.
Sehubungan dengan fungsinya sebagai pengempang air atau pengangkat
permukaan air di dalam suatu embung, maka secara garis besarnya tubuh embung
merupakan penahan rembesan kearah hilir serta penyangga tandonan air tersebut.
Tipe bendungan urugan dibagi mejadi 3 yaitu :
1. Bendungan Urugan Homogen
2. Bendungan Urugan Zonal
3. Bendungan Urugan Bersekat
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
27
Type
Bendungan
Homogen
Apabila 80% dari seluruh bahan pembentuk tubuh
bendungan terdiri dari bahan yang bergradasi hampir
sama.
Zone lulus air
Bendungan Tirai
Drainage
Zone lulus air
Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari
bahan yang lulus air,tetapi dilengkapi dengan tirai
kedap air diudiknya.
Zone kedap air
Zona Transisi
Bendungan Inti
Miring
Bendungan Zonal
Zone kedap air
Zone kedap air
Zone kedap air
Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari
bahan yang lulus air,tetapi dilengkapi dengan inti
kedap air yang berkedudukan miring kehilir.
Zona Transisi
Bendungan Inti
Vertikal
Bendungan
Sekat
Keterangan
Skema Umum
Zone kedap air
Zone lulus air
Zone lulus air
Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari
bahan yang lulus air,tetapi dilengkapi dengan inti
kedap air yang berkedudukan vertikal.
Zona Transisi
Zone kedap air
Zone sekat
Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari
bahan yang lulus air,tetapi dilengkapi dengan dinding
yang tidak lulus air dilereng udiknya, yang biasanya
terbuat dari lembaran baja tahan karat, lembaran beton
bertulang, aspal beton, lembaran plastik, dll. nya
Gambar 2.7 Klasifikasi Umum Embung Urugan.
2.5 Penentuan Dimensi Tubuh Embung
2.5.1
Tinggi J agaan
Tinggi jagaa
DI KABUPATEN BANGKALAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Oleh :
DIDIN HENDRI RUKMAWATI
0753010019
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”
J AWA TIMUR
2011
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 SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan
penyusunan tugas akhir ini dengan judul ” Perencanaan Embung Bulung di
Kabupaten Bangkalan ”.
Penyusunan tugas akhir ini dilakukan guna melengkapi tugas akademik dan
memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan Strata 1 (S1) di
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan UPN ” Veteran ” Jawa Timur.
Dalam menyesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapat bimbingan
serta bantuan yang sangat bermanfaat untuk menyelesaikannya.Oleh karena itu pada
kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1. Ir. Naniek Ratni,M.Kes selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional ” Veteran ” Jawa Timur.
2. Bapak Ibnu Solichin, ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional ” Veteran ” Jawa Timur
3. Ibu Dr. Ir. Minarni Nur Trilita, MT selaku dosen pembimbing utama.
4. Bapak Iwan Wahjudijanto, ST, MT selaku dosen pembimbing kedua.
5. Para Dosen dan Staff pengajar yang telah memberikan bekal ilmu dan
pengetahuan yang amat berguna.
6. Bapak Wahyu, Bapak Agung, dan Bapak Imam yang telah membantu dalam
dalam memperoleh data-data tugas akhir ini.
ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7. Kedua Orang tua yang senantiasa memberikan dukungan baik dalam do’a
ataupun dana.
8. Semua teman-teman Teknik Sipil yang telah memberi motifasi dan dorongan.
Dan sebagai akhir kata penulis harapkan agar tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan para pembaca pada umumnya.
Surabaya, 2 Desember 2011
Penyusun
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ..................................................................................
ii
DAFTAR ISI ................................................................................................
iv
BAB I PENDAHULUAN ...........................................................................
1
1.1
Latar Belakang .......................................................................
1
1.2
Perumusan Masalah .................................................................
2
1.3
Maksud dan Tujuan ................................................................
2
1.4
Batasan Masalah .....................................................................
3
BAB II TINJ AUAN PUSTAKA ................................................................
4
2.1
Analisa Hidrologi ....................................................................
4
2.1.1 Analisa Curah Hujan Rata-Rata Daerah Aliran ...............
4
2.1.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan ......................................
6
2.1.3 Uji Konsistensi Data .....................................................
13
2.1.4 Pemeriksaan Kesesuaian Distribusi Frekuensi ................
14
2.1.5 Distribusi Curah Hujan Efektif Jam – Jaman ................ ..
17
2.1.6 Koefisien Pengaliran .......................................................... 18
2.1.7 Hujan Netto ........................................................................ 20
2.1.8 Hidrograf Satuan................................................................
20
2.2
Analisa Kapasitas Tampungan .... ............................................
24
2.3
Kebutuhan Air Baku .... ...........................................................
25
2.4
Analisa Perencanaan Bangunan Embung .................................
26
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2.4.1 Tipe Embung.................................................................. ..
26
Penentuan Dimensi Tubuh Embung .... ....................................
27
2.5.1 Tinggi Jagaan.................................................... ...............
27
2.5.2 Lebar Puncak Embung.................................................... .
31
2.5.3 Penurunan Tubuh Embung.............................................. ..
32
2.5.4 Penentuan Lebar Main Dam............................................ ..
32
2.5.5 Analisa Kegempaan............................................ ..............
33
2.5.6 Kemiringan Lereng Tubuh Embung..................................
34
Perencanaan Pelindung Tubuh Embung ( Protection Zone ).....
34
2.6.1 Kriteria Pelindung Tubuh Embung (Geotekstil) ..............
35
Stabilitas Embung Terhadap Aliran Filtrasi..............................
36
2.7.1 Analisa Formasi Garis Depresi Pada Embung.................
37
2.7.2 Kapasitas Aliran Filtrasi .................................................
39
2.7.3 Gejala Sufosi dan Sembulan ...........................................
41
Stabilitas Tubuh Embung .........................................................
42
BAB III METODOLOGI PERENCANAAN ............................................
46
2.5
2.6
2.7
2.8
3.1
Data Topografi .......................................................................
46
3.2 Data Hidrologi ........................................................................
46
3.3 Langkah-Langkah Pengerjaan .................................................
48
3.4 Lokasi Studi ............................................................................
48
3.5 Flow Chart ..............................................................................
49
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB IV PERENCANAAN EMBUNG .......................................................
4.1
50
Analisa Hidrologi ...................................................................
50
4.1.1 Analisa Curah Hujan Harian Maksimum ........................
50
4.2 Perhitungan Frekwensi Curah Hujan Rata Rencana .................
54
4.2.1 Metode Log Pearson Type III .........................................
57
4.3 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi .......................................
60
4.3.1 Metode Smirnov Kolmogorov .........................................
61
4.3.2 Metode Chi Kuadrat ........................................................
62
4.4 Hujan Efektif ..........................................................................
63
4.5 Perhitungan Debit Banjir Nakayasu ........................................
66
4.6 Kebutuhan Air Baku ................................................................
79
4.7 Analisa Kapasitas Tampungan ................................................
82
4.8 Perencanaan Teknis Embung ..................................................
82
4.8.1 Pemilihan Tipe Embung Utama ......................................
82
4.8.2 Penentuan Elevasi – Elevasi Rencana ..............................
82
4.8.3 Perhitungan Dimensi Tubuh Embung ..............................
83
4.8.4 Analisa Gempa ................................................................
86
4.8.5 Bahan Timbunan Tubuh Embung ....................................
87
4.9 Perhitungan Stabilitas Tubuh Embung .....................................
88
4.9.1 Stabilitas Tubuh Embung Terhadap Alian Filtrasi ...........
88
4.9.2 Penentuan Garis Depresi .................................................
88
4.9.3 Perhitungan Kapasitas Aliran Filtrasi ..............................
90
4.9.4 Stabilitas Terhadap Gejala Sofusi (Piping) ......................
92
vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.10 Analisa Stabilitas Lereng Tubuh Embung ................................
BAB V KESIMPULAN .............................................................................
5.1
Kesimpulan ............................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
93
106
106
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Nilai Variable Reduksi Gauss.....................................................
Tabel 2.2
Hubungan Reduced Standart Deviasion Sn dan Yn Dengan
8
Besarnya Sample n ....................................................................
9
Tabel 2.3
Harga “Reduced Variate” ( It ) pada cara gumbel .......................
10
Tabel 2.4
Harga G Pada Distribusi Log Pearson III ...................................
12
Tabel 2.6
Nilai Delta Kritis (dcr) Untuk Uji Smirnov-Kolmogorov.............
15
Tabel 2.7
Harga Untuk Uji Kai Kuadrat ....................................................
17
Tabel 2.8
Angka Koefisien Pengaliran DAS ..............................................
19
Tabel 2.9
Rumus-Rumus Koefisien Limpasan ...........................................
20
Tabel 2.10 Tempat Kedudukan Koordinat Lingkaran Kritis .........................
45
Tabel 4.1 Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata Stasiun Klampis ..................
50
Tabel 4.2 Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata Dengan Stasiun Arosbaya. ...
51
Tabel 4.3 Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata Dengan Stasiun Geger .........
52
Tabel 4.4 Curah Hujan Harian Maksimum Embung Bulung ........................
53
Tabel 4.5 Perhitungan Curah Hujan rencana ................................................
54
Tabel 4.6 Perhitungan Frekuensi Curah Hujan .............................................
56
Tabel 4.7 Nilai K Sebaran Person III Untuk Cs < 0 ......................................
58
Tabel 4.8 Perhitungan Hujan Rencana Dengan Metode Log Person Type III
58
Tabel 4.9 Perhitungan Uji Kesesuaian Distribusi Secara Horizontal Dengan
Tabel 4.10
Metode Smirnov Kolmogorov ....................................................
60
Uji Distribusi Chi Kuadrat .......................................................
61
viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Tabel 4.11 Perhitungan Curah Hujan Efektif ...............................................
62
Tabel 4.12 Distribusi Hujan Efektif Setiap Jam...........................................
64
Tabel 4.13 Ordinat HSS Nakayasu Embung Bulung ...................................
68
Tabel 4.14 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
2 Tahun .....................................................................................
71
Tabel 4.15 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
5 Tahun .....................................................................................
72
Tabel 4.16 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
10 Tahun ...................................................................................
73
Tabel 4.17 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
25 Tahun ...................................................................................
74
Tabel 4.18 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
50 Tahun ...................................................................................
75
Tabel 4.19 Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu Untuk Kala Ulang
100 Tahun .................................................................................
76
Tabel 4.20 Perhitungan Lengkung Kapasitas DAS Bulung .........................
80
Tabel 4.21 Titik – Titik Koordinat Garis Depresi ........................................
90
Tabel 4.22 Stabilitas Lereng Hulu Saat Selesai Dibangun ...........................
97
Tabel 4.23 Stabilitas Lereng Hulu Saat HWL .............................................
98
Tabel 4.24 Stabilitas Lereng Hilir Saat Selesai Dibangun............................
99
ix
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Kurva Massa Ganda ..............................................................
14
Gambar 2.2
Bentuk Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ...........................
23
Gambar 2.3
Grafik Lengkung Kapasitas ....................................................
24
Gambar 2.4
Klasifikasi Umum Embung Urugan. .......................................
27
Gambar 2.5
Grafik Ketinggian Ombak Yang Naik ke Atas Permukaan Lereng
Udik. .....................................................................................
30
Gambar 2.6
Garis Depresi Pada Embung Homogen ...................................
36
Gambar 2.7
Garis Depresi Pada Embung Homogen (Sesuai dengan garis
parabola)...................................................................................
Gambar 2.8
Beberapa Cara Untuk Memperoleh Harga ”α” Sesuai Dengan
Sudut Bidang Singgungnya (α) ..............................................
Gambar 2.9
37
Garis Hubungan Antara Sudut Bidang Singgung α Dengan C
39
39
Gambar 2.10 Cara Menentukan Besarnya Harga N dan T ............................
44
Gambar 2.11 Skema Perhitungan Dengan Metode Irisan Bidang Luncur .....
44
Gambar 4.1 Kurva Unit Hidrograf Banjir Embung Bulung ..........................
70
Gambar 4.2 Kurva Hidrograf Banjir ............................................................
77
Gambar 4.3 Grafik Lengkung Kapasitas DAS Bulung .................................
81
Gambar 4.4 Potongan Melintang Tubuh Embung ........................................
100
Gambar 4.5 Formasi Garis Depresi Embung Urugan Homogen ...................
101
Gambar 4.6 Jaringan Trayektori Embung Bulung ........................................
102
Gambar 4.7 Stabilitas Bagian Hulu Embung Pada Kondisi Kosong Setelah
Selesai Di Bangun ..................................................................
x
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
103
Gambar 4.8 Stabilitas Bagian Hulu Embung Pada Kondisi Muka Air Penuh
104
Gambar 4.9 Stabilitas Bagian HilirEmbung Pada Kondisi Kosong Setelah
Selesai Di Bangun ..................................................................
xi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
105
PERENCANAAN TUBUH EMBUNG BULUNG
DI KABUPATEN BANGKALAN
Oleh :
Didin Hendr i Rukmawati
0753010019
ABSTRAK
Desa Bulung (Dusun Bulung barat dan Bulung tengah), Kecamatan Klampis,
Kabupaten Bangkalan, merupakan desa terisolir di daerah pengaliran sungai (DAS)
yang belum terjangkau dan belum menikmati akan adanya sir baku layak minum,
sehingga masih terjadi desa-desa tertinggal. Salah satu cirri desa tertinggal adalah
sulitnya memperoleh air untuk berbagai kebutuhan, seperti air untuk keperluan
sehari-hari, air untuk irigasi dan air untuk kebutuhan lainnya. Untuk itu sebagai
alternatif pemecahan masalah dalam penyediaan air, berdasarkan pada bentuk
topografi dan curah hujan daerah tersebut adalah dengan menbangun embung untuk
sarana tendon air dengan ukuran relatif kecil yang difungsikan sebagai penampung
air yang biasa digunakan dipergunakan sslama musim kemarau. Setelah dilakukan
analisa serta serta perencanaan dapat diketahui bahwa kebutuhan air baku Embung
Bulung pada tahun perencanaan 2025 adalah sebesar 448,86 m³/hari.
Dan dari analisa diatas Embung Bulung ini didesign dengan tubuh embung
type tanah homogen dengan elevasi dasar sungai +25,00 dan menggunakan
Q100=13,66 m³/dt. Darui perencanaan didapat hasil sebagai berikut : elevasi
MOL=+25,80, elevasi NWL=+29,05, elevasi HWL=+29,30. Demensi tubuh embung
dengan panjang 38,26m, lebar Main Dam : 3,65m dan tinggi embung 6,3m.
Kata kunci : Air Baku, Tampungan, Embung
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
Embung adalah bangunan air yang mempunyai fungsi utama untuk
menampung dan mengontrol suatu debit air yang sengaja dibuat untuk meningkatkan
taraf muka air. Kolam embung akan menyimpan air di musim hujan, dan kemudian
air tersebut dimanfaatkan oleh suatu desa hanya selama musim kemarau untuk
memenuhi kebutuhan sehari-hari, untuk irigasi dan untuk kebutuhan lainnya. Jumlah
kebutuhan tersebut akan menentukan tinggi tubuh embung, dan kapasitas tampung
embung.
Desa Bulung (Dusun Bulung Barat dan Bulung Tengah), Kecamatan Klampis
Kabupaten Bangkalan merupakan desa terisolir di daerah aliran sungai (DAS) yang
belum terjangkau dan belum menikmati akan adanya air baku layak minum, sehingga
masih terjadi desa-desa tertinggal. Salah satu ciri desa tertinggal adalah sulitnya
memperoleh air untuk berbagai kebutuhan, seperti air untuk kaperluan sehari-hari, air
untuk irigasi dan air untuk kebutuhan lainnya. Lokasi daerah tertinggal pada
umumnya adalah pada daerah dataran-dataran tinggi yang sempit dengan kondisi
geologi daerahnya yang merupakan batuan-batuan atau kapur. Sehingga secara
praktis kebutuhan air yang didapatkan adalah dari air hujan saja. Mengingat
masyarakat di daerah tersebut mengandalkan penghasilan dari areal persawahan dan
jika musim kemarau datang warga sekitar menjadi kesulitan mendapatkan air karena
tidak adanya tampungan air disekitar lokasi. Sedangkan kondisi air permukaan dan
topografi dari daerah tersebut pada umumnya tidak memungkinkan untuk di bangun
1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
konstruksi bangunan-bangunan pengairan yang besar. Untuk itu sebagai alternatif
pemecahan masalah dalam penyediaan air, berdasarkan pada bentuk topografi dan
curah hujan daerah tersebut adalah dengan membangun embung untuk sarana tandon
air dengan ukuran relative kecil yang difungsikan sebagai penampung air yang biasa
dipergunakan selama musim kemarau. Sehingga dengan dibangunnya embung ini
dapat mengatasi masalah-masalah yang terjadi dan diharapakan juga dapat
menstabilkan kembali perekonomian warga Bulung yang sebagian penduduknya
selama ini mengandalkan hasil perekonomian dari pertanian.
1.2
Per umusan Masalah
Perumusan masalah yang dapat diambil berdasarkan latar belakang yang
dijelaskan diatas, adalah :
1.
Berapa kebutuhan air bersih di Desa Bulung ?
2. Bagaimana dimensi tubuh embung yang direncanakan ?
3.
Bagaimana stabilitas tubuh embung terhadap gaya–gaya yang bekerja pada
embung ?
1.3
Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari dibangunnya Embung Bulung ini adalah :
1.
Untuk merencanakan suatu Embung.
2.
Untuk memenuhi kebutuhan air bersih atau air baku di desa Bulung.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
1.4
Batasan Masalah
Dalam tugas akhir ini masalah yang akan dibahas meliputi :
1.
Perencanaan dimensi embung.
2.
Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan mulai dari tahun
1993 sampai tahun 2009 (17 tahun).
3.
Peninjauan stabilitas embung terhadap gaya–gaya yang bekerja.
4.
Tidak menghitung atau merencanakan pelindung tubuh embung dengan
geotekstil (type benftofit).
5.
Tidak membahas segi ekonominya.
6.
Data hanya terbatas pada data sekunder.
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. Analisa Hidrologi
Tujuan utama dari analisa hidrologi antara lain adalah untuk mendapatkan
nilai curah hujan daerah dan frekuensinya yang selanjutnya dipergunakan sebagai
dasar dalam perhitungan debit banjir rencana sehingga dengan adanya nilai debit
rencana yang ada embung dapat direncanakan dimensinya sesuai besarnya debit
banjir yang ada.
2.1.1 Analisa Curah Hujan Rata – Rata Daerah Aliran
Dalam perencanaan debit banjir data yang diperlukan adalah hasil dari ratarata curah
hujan diseluruh daerah aliran sungai. Beberapa metode yang dapat
digunakan untuk mencari curah hujan rata–rata daerah aliran sungai antara lain :
1)
Metode Arimatik Mean
Tinggi rata-rata curah hujan didapatkan dari nilai rata-rata curah hujan dari
setiap stasiun pengamat hujan yang ada. Metode ini dipakai apabila daerah aliran
sungai merupakan daerah yang datar dan jumlah satasiun pengamat hujan cukup
banyak dan tersebar disekitar daerah aliran. Rumus yang digunakan (Suyono
Sosrodarsono,2003) adalah :
R =
1
( R1 + R2 + R3 + ......... + Rn ) .................................................... (2.1)
n
4
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
5
dengan :
= Curah hujan daerah rata - rata (mm)
R
R1, R2, R3, .......... Rn = Tinggi curah hujan tiap stasiun pencatat hujan (mm)
= Jumlah stasiun pengamat
n
2)
Metode Polygon Thiessen
Dengan melakukan penakaran ataupun pencatatan pada alat penakar hujan,
hanyalah didapatkan curah hujan di suatu titik tertentu. Bila dalam suatu areal
terdapat beberapa alat penakar atau pencatat curah hujan, maka untuk mendapatkan
harga curah hujan areal pada studi ini dapat dilakukan dengan menggunakan Metode
Rerata Artimatik ataupun Metode Polygon Thiessen, cara ini didasarkan atas cara
rata-rata timbang (weighted average). Masing-masing penakar mempunyai daerah
pengaruh yang dibentuk dengan menggambarkan garis-garis sumbu tegak lurus
terhadap garis penghubung antara dua pos penakar hujan.
Metode ini digunakan bila jumlah stasiun pencatat hujan yang ada hanya
sedikit
dan
letaknya
tidak
merata
didaerah
aliran
sungai.
(Suyono
Sosrodarsono,2003) adalah :
R =
R 1 . A1 + R 2 . A 2 + .......R n . A n
..................................................... (2.2)
A
dengan :
R
= Curah hujan daerah rata - rata (mm)
A
= Luas daerah aliran sungai ( Km 2 )
R1, R2, .......... Rn
= Tinggi curah hujan tiap stasiun pencatat hujan ( mm )
A1, A2,...........An
= Jumlah stasiun pengamat
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
3)
Metode Isohiet
Metode isohiet adalah metode dimana pengambilan garis-garis tegak lurus
sebagai penghubung antara tempat-tempat pos penakar hujan. Pengambilan garis
isohiet akan lebih mudah jika dari beberapa pos penakar hujan mempunyai
pengamatan tinggi curah hujan yang hampir sama, akan tetapi jika banyaknya pos
penakar hujan mempunyai banyak perbedaan ataupun bervariasi maka akan menjadi
lebih sulit untuk pada pengambilan garis isohiet.
Besarnya curah hujan daerah rata-rata dengan metode :
R=
R 1 . A 1 + R 2 . A 2 + .........R n . A n
........................................................ (2.3)
A 1 + A 2 + ................A n
dengan:
R
= Curah hujan daerah rata - rata (mm)
R1, R2, .......... Rn
= Curah hujan rata - rata pada bagian A1 , A 2 , ...A n ( mm )
A1, A2,...........An
= Luas bagian antara garis - garis Isohiet ( Km 2 )
2.1.2 Analisa Fr ekuensi Curah Hujan
Untuk mencari distribusi yang cocok dengan data yang tersedia dari pos-pos
penakar hujan yang ada di sekitar lokasi pekerjaan perlu dilakukan Analisis
Frekuensi. Analisa frekuensi dapat dilakukan dengan seri data hujan maupun data
debit.
Dalam Perencanaan ini metode analisa frekuensi yang digunakan adalah :
1. Metode Distribusi Normal
2. Metode Distribusi Gumbel.
3. Metode Log Pearson type III.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
Dari hasil ketiga metode tersebut dipilih harga yang paling mungkin terjadi
yaitu melihat kriteria dari metode non parameter.
1. Metode Distribusi Normal
Metode Distribusi Normal berfungsi menentukan tinggi curah hujan dengan
periode ulang tertentu menurut Analisa Hidrologi, Oleh Sri Harto Br,
sebagai
berikut :
X T = x + Sx . k .......................................................................................... (2.4)
dengan :
X T = Perkiraan tinggi curah hujan yang diharapkan terjadi dengan periode
ulang tertentu.
x
= Nilai rata-rata variat
Sx
= Deviasi standart nilai variat
K
= Faktor frekuensi merupakan fungsi dari pada periode ulang dan tipe
model matematik dari distribusi peluang yang digunakan untuk
analisis peluang ( Tabel 2.1 )
Urutan perhitungan adalah sebagai berikut :
a. Mencari harga
X=
∑X
n
i
............................................................................ (2.5)
b. Mencari harga deviasi standart (Sx ) =
∑ (X
i
-X
n -1
)
2
.................................. (2.6)
c. Mencari harga K dapat dilihat dari tabel 2.1
d. Mencari harga curah hujan dengan kala T tahun ( XT )
X T = X + Sx . k ................................................................................................
(2.7)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
Tabel 2.1. Nilai variabel reduksi gauss
Periode ulang
T ( tahun )
Peluang
K
........
1,670
2,000
2,500
3,330
4,000
5,000
10,000
25,000
50,000
100,000
200,000
........
........
0,600
0,500
0,400
0,300
0,250
0,200
0,100
0,500
0,200
0,010
0,005
........
........
-0,25
0,00
0,25
0,52
0,67
0,84
1,28
1,64
2,05
2,33
2,58
........
Sumber : Soewarno hal.119
2. Metode Distribusi Gumbel
Chow dalam Soemarto (1986) menyarankan agar variate X yang
menggambarkan deret hidrologi acak dapat dinyatakan dengan rumus berikut ini :
X T = X + K . SX ..................................................................................... (2.8)
dengan :
XT = Besarnya curah hujan rancangan untuk periode ulang pada T tahun
(mm)
X
= Curah hujan rata - rata (mm)
Sx = Standar deviasi
K
= Faktor frekuensi yang merupakan fungsi dari periode ulang ( return
periode ) dan tipe distribusi frekuensi.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
Faktor frekuensi K untuk harga-harga ekstrim Gumbel ditulis dengan rumus berikut :
K=
Yt − Yn
………………………………………………............. ( 2.9)
Sn
dengan :
YT = Reduced Variete sebagai fungsi periode ulang T (Tabel 2.3)
Yn = Reduced Mean sebagai fungsi dari banyaknya data n (Tabel 2.2)
Sn = Reduced Standart Deviation sebagai fungsi dari banyaknya data n
Dengan mensubstitusi kedua persamaan di atas diperoleh :
XT = X +
Yt − Yn
. Sx ……………..…………………………............... (2.10)
Sn
Tabel 2.2. Hubungan ”Reduced Standart Deviasion” Sn dan Yn Dengan Besarnya
Sample n
N
Yn
Sn
N
Yn
Sn
8
0.4843
0.9043
20
0.5236
1.0628
9
0.4902
0.9288
21
0.5252
1.0696
10
0.4952
0.9496
22
0.5268
1.0754
11
0.4996
0.9676
23
0.5283
1.0811
12
0.5035
0.9833
24
0.5296
1.0864
13
0.5070
0.9971
25
0.5309
1.0915
14
0.5100
1.0095
26
0.5320
1.0961
15
0.5128
1.0206
27
0.5332
1.1004
16
0.5157
1.0316
28
0.5343
1.1047
17
0.5181
1.0411
29
0.5353
1.1086
18
0.5202
1.0493
30
0.5362
1.1124
19
0.5220
1.0565
31
0.5371
1.1159
Sumber : CD, Soemarto,1999
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
Tabel 2.3. Harga ”Reduce variate” ( It ) pada cara gumbel
T ( tahun )
( Yt )
1.001
1.01
1.5
2
5
10
15
25
50
100
200
300
500
1000
-0.2
-0.1572
-0.016
0.4125
1.4999
2.2502
2.6102
3.2758
3.9012
4.6001
5.2958
5.8602
6.2018
6.9073
Sumber : Hidrologi Terapan, Sri Harto BR. Dipl. H.Ir.
3. Metode Log Pearson Type III
Untuk perhitungan frekuensi curah hujan rencana dengan Metode Log
Pearson III untuk perencanaan bangunan air, (Ir.Imam Subarkah, 1978) dapat
dijelaskan sebagai berikut :
Log X T = Log x + K . SLogx ................................................................ (2.11)
dengan :
XT
= Curah hujan dengan kala ulang T tahun (mm)
Log x
= Harga rata – rata
SLogx
= Standart deviasi
K
= Koefisien, yang harganya tergantung pada nilai asimetri ( Cs )
dan return periode ( T ).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Urutan perhitungan adalah sebagai berikut :
a. Mencari harga Log x
n
Log x =
∑ Log x
i =1
n
......................................................................................... (2.12)
b. Mencari harga : ( Log x - Log x ), (Log x - Log x )2,( Log x - Log x )3
c. Mencari harga standart deviasi ( Slogx )
∑ (Log x - Log x )
n
SLog x =
2
i -1
..................................................................... (2.13)
n -1
d. Mencari harga asimetri ( Cs )
n
Cs =
(
n ∑ Log x - Log x
i =1
)
3
(n - 1)(n - 2)(Slog x )3
........................................................................... (2.14)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
Tabel 2.4 Harga G pada Distribusi Log Pearson III
Cs
3.0
2.5
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6
-0.7
-0.8
-0.9
-1.0
-1.2
-1.4
-1.6
-1.8
-2.0
-2.2
-2.5
-3.0
Periode Ulang ( Tahun )
2
5
10
Peluang ( % )
50
20
10
-0.396 0.420 1.180
-0.360 0.518 1.250
-0.330 0.574 1.284
-0.307 0.609 1.302
-0.282 0.643 1.318
-0.254 0.675 1.329
-0.255 0.705 1.337
-0.195 0.732 1.340
-0.164 0.758 1.340
-0.148 0.769 1.339
-0.132 0.780 1.336
-0.116 0.790 1.333
-0.099 0.800 1.328
-0.083 0.808 1.323
-0.066 0.816 1.317
-0.050 0.824 1.309
-0.033 0.830 1.301
-0.017 0.836 1.292
0.000
0.842 1.282
0.017
0.836 1.270
0.033
0.850 1.258
0.050
0.853 1.245
0.066
0.855 1.231
0.083
0.856 1.216
0.099
0.857 1.200
0.166
0.857 1.183
0.132
0.856 1.166
0.148
0.854 1.147
0.164
0.852 1.128
0.195
0.844 1.086
0.225
0.832 1.041
0.254
0.817 0.994
0.282
0.799 0.945
0.307
0.777 0.895
0.330
0.752 0.844
0.360
0.711 0.771
0.396
0.636 0.660
25
50
100
200
1000
4
2.278
2.262
2.240
2.219
2.193
2.163
2.128
2.087
2.043
2.018
1.998
1.967
1.939
1.910
1.880
1.849
1.818
1.785
1.751
1.716
1.680
1.643
1.606
1.567
1.528
1.488
1.448
1.407
1.366
1.282
1.198
1.116
1.035
0.959
0.888
0.793
0.666
2
3.152
3.048
2.970
2.912
2.848
2.780
2.706
2.626
2.542
2.498
2.453
2.407
2.359
2.311
2.261
2.211
2.159
2.107
2.054
2.000
1.945
1.890
1.834
1.777
1.720
1.663
1.606
1.549
1.492
1.379
1.270
1.166
1.069
0.980
0.900
0.798
0.666
1
4.051
3.845
3.705
3.605
3.499
3.388
3.271
3.149
3.022
2.957
2.891
2.824
2.755
2.686
2.615
2.544
2.472
2.400
2.326
2.252
2.178
2.104
2.029
1.955
1.880
1.806
1.733
1.660
1.588
1.449
1.318
1.197
1.087
0.990
0.905
0.799
0.667
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
Sumber : CD. Soemarto, 1955
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
2.1.3
Uji Konsistensi Data
Uji konsistensi data adalah cara untuk mekonsistensikan data terhadap
berbedaan data hujan. Pada metode ini, hubungan antara seri waktu dengan data
curah hujan dianggap linier. Data curah hujan tahunan jangka waktu yang panjang
dari suatu stasiun penakar hujan, dibandingkan dengan data curah hujan rata-rata
sekelompok stasiun penakar hujan dalam periode yang sama. Untuk itu harus dipilih
stasiun penakar hujan disekitarnya yang mempunyai kondisi topografi yang hampir
sama.
•
Analisis Kurva Massa
Jika terdapat data curah hujan tahunan dengan jangka waktu pengamatan
yang panjang, maka kurva massa ganda dapat digunakan untuk memeriksa dan
memperbaiki kesalahan pengamatan yang tidak homogen yang disebabkan oleh
perubahan posisi atau cara pemasangan alat ukur hujan yang tidak baik.
Adapun cara perbaikannya adalah dengan mengoreksinya sebagai berikut :
Tg = y / x = Yz / Xo Tgα8 = Yo / Xo ......................................................
(2.15)
Hz = ( Tgα / Tgα8 ) Ho ...........................................................................
(2.16)
dengan :
Hz
= Data curah hujan yang telah dikoreksi.
Ho
= Data curah hujan tahunan hasil pengamatan.
Tgα
= Kemiringan setelah dikoreksi.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
Kumulatif Stasiun ( mm )
Tgα8 = Kemiringan awal.
Yz
ao
ao
Kumulatif Rerata Stasiun
Gambar 2.4 Kurva Massa Ganda
2.1.4 Pemer iksaan Kesesuaian Distr ibusi Fr ekuensi
Uji kesesuaian distribusi frekuensi adalah pemeriksaan dari hasil pengamatan
dengan model distribusi frekkuensi yang diharapkan atau yang diperoleh secara
teoritis.
Dalam perencanaan ini menggunakan beberapa metode yaitu : Metode
Smirnov-Kolmogorof dan Metode Kai-Kuadrat ( Chi-Square )
1.
Metode Smirnov-Kolmogorof
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% …………..……………...……………………… (2.17)
m +1
dengan :
P = probabilitas
m = nomor urut data seri yang telah disusun
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
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.............................................................. (2.18)
Dari tabel Log Pearson III didapatkan harga Pr
c. Pengujian kesesuaian Metode Smirnov Kolmogorov dilakukan dengan
persamaan sebagai berikut :
Px
= 1 - (Pr)
Δ
= Sn – Px
max
dengan :
Δ
max
= selisih maksimum antara peluang empiris antara peluang dan
peluang teoritis
Nilai Δ
Sn
= peluang teoritis
Px
= peluang empiris
untuk uji Smirnov Kolmogorov dapat dilihat pada Tabel 2.6
kritis
Tabel 2.6. Nilai Delta Kritis (dcr) Untuk Uji Smirnov-Kolmogorov
α
v
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
n>50
0.2
0.1
0.05
0.01
0.45
0.32
0.27
0.23
0.21
0.19
0.18
0.17
0.16
0.15
0.51
0.37
0.3
0.26
0.24
0.22
0.2
0.19
0.18
0.17
0.56
0.41
0.34
0.29
0.27
0.24
0.23
0.21
0.2
0.19
0.67
0.67
0.4
0.36
0.32
0.29
0.27
0.25
0.24
0.23
1.07
n
1.22
n
1.36
n
1.63
n
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
Syarat distribusi dapat diterima jika Δ max < Δ
2. Metode Kai-Kuadrat ( Chi – Square )
kritis.
Uji kesesuaian Metode Kai-Kuadrat dilakukan dengan terlebih dahulu mencari
harga dari parameter-parameter sebagai berikut :
a.
Mencari nilai X dengan probabilitas 80%, 60%, 40% dan 20%, dengan mencari
nilai G pada tiap probabilitas dari tabel Log Pearson III hubungan antara nilai
Skewness dengan probabilitas yang dimaksud.
b.
Menghitung nilai X untuk menentukan batas kelas dengan rumus sebagai
berikut :
Log X = Log x + G. Sd .......................................................................... (2.19)
c.
Menentukan jumlah kelas pengamatan dengan rumus sebagai berikut :
Jumlah kelas
d.
= 1 + 3,3 Log . n
Menentukan frekuensi pengamatan dari data curah hujan harian maksimum
dengan batasan sebagaimana hasil perhitungan di atas
e.
Uji kesesuaian Metode Chi Square menggunakan rumus sebagai berikut:
X2 = ∑
( OJ − Ej )2 ..............................................................................
Ej
(2.20)
dengan :
X2 = harga Kai kuadrat.
Ej = frekuensi (banyaknya pengamatan) yang diharapkan, sesuai
dengan pembagian kelasnya (= 20% x n).
Oj = frekuensi terbaca pada kelas yang sama.
Nilai Syarat distribusi dapat diterima jika X2hitung < X2kritis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
17
Tabel 2.7. Harga untuk Uji Kai 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 : CD, Soemarto, 1999
2.1.5 Distr ibusi Cur ah Hujan Efektif J am - J aman
Hasil pengamatan di Indonesia hujan terpusat tidak lebih dari 7 jam, maka
dalam perhitungan ini diasumsikan hujan terpusat maksimum adalah 6 jam sehari.
Sebaran hujan jam-jaman dihitung dengan menggunakan rumus Mononobe :
2
R 24 3
R t = 24 ………………………………………………….. (2.21)
24 t
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
dengan :
Rt
= Intensitas hujan rerata dalam t jam (mm/jam)
R24
= Curah hujan efektif dalam 1 hari (mm)
t
= Waktu mulai hujan (jam)
2.1.6 Koefisien Pengaliran
Koefisien pengaliran adalah suatu variabel yang didasarkan pada kondisi
daerah aliran sungai dan karakteristik hujan yang jatuh di daerah tersebut. Kondisi
dan karakteristik dimaksud adalah :
-
Keadaan hujan
-
Luas dan bentuk daerah aliran
-
Kemiringan daerah aliran dan kemiringan dasar sungai
-
Daya infiltrasi dan perkolasi tanah
-
Kebasahan tanah
-
Suhu udara dan angin serta evaporasi
-
Tata guna tanah
Koefisien pengaliran seperti yang disajikan pada Tabel 2.8 didasarkan pada
suatu pertimbangan bahwa koefisien tersebut sangat tergantung pada
faktor-faktor
fisik (Suyono Sosrodarsono, 2003). Koefisien pengaliran yang dipakai untuk
perhitungan pada lokasi studi adalah sebagaimana disajikan pada Tabel 2.8 Koefisien
Pengaliran (C )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
Tabel 2.8 Angka Koefisien Pengaliran DAS
Kondisi DAS
Angka Pengaliran (C)
Daerah pegunungan dengan kemiringan tinggi
0,75 – 0,90
Daerah pegunungan tersier
0,70 – 0,80
Daerah hutan dan bergelombang
0,50 – 0,75
Dataran dataran dengan ditanami
0,45 – 0,60
Daerah persawahan
0,70 – 0,80
Sungai di daerah pegunungan
0,75 – 0,85
Sungai kecil didaerah dataran
0,45 – 0,75
Sungai dengan daerah aliran sungani yang
besar
0,50 – 0,75
Sumber : Suyono Sosrodarsono, 2003
Kemudian Dr Kawakami menyusun sebuah rumus yang mengemukakan
bahwa untuk sungai-sungai tertentu, koefisien itu tidak tetap tetapi berbeda-beda
tergantung dari curah hujan.
F = 1 – R’/Rt = 1 – F’.......................................................................... (2.22)
dengan :
F
= koefisien pengaliran
F’
= laju kehilangan = τ / Rst
Rt
= jumlah curah hujan (mm)
R’
= kehilangan curah hujan
τ, s
= tetapan
Berdasarkan rumus tersebut di atas, maka jabaran tetapan nilai koefisien
pengaliran adalah sebagaimana disajikan pada Tabel 2.9 (Suyono Sosrodarsono,
2003).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
Tabel 2.9 Rumus-Rumus Koefisien Limpasan
No
1
2
3
4
5
Daerah
Hulu
Tengah
Tengah
Tengah
Hilir
Kondisi sungai
Sungai biasa
Sungai di zone lava
Curah hujan
Rt > 200 mm
Rt < 200 mm
Rumus
Koefisien pengaliran
F = 1-15.7 / Rt ¾
F = 1-5.65 / Rt ¾
F = 1-7.20 / Rt3/4
F = 1-3.14 / Rt ¾
F = 1-6.60 / Rt 3/4
Sumber :Suyono Sosrodarsono, 2003
2.1.7 Hujan Netto
Hujan netto adalah bagian hujan total yang menghasilkan limpasan langsung
(direct run-off). Limpasan langsung ini terdiri atas limpasan permukaan (surface
run-off) dan interflow (air yang masuk ke dalam lapisan tipis dibawah permukaan
tanah dengan permeabitas rendah, yang keluar lagi ditempat yang lebih rendah dan
berubah menjadi limpasan permukaan). Dengan menganggap bahwa proses
transformasi hujan menjadi limpasan langsung mengikuti proses linier dan tidak
berubah oleh waktu, maka hujan netto (Rn) dapat dinyatakan sebagai
Rn = C x R............................................................................................. (2.23)
dengan :
Rn = Hujan netto
C = koefisien limpasan
R = Intesitas curah hujan
2.1.8
-
Hidr ograf Satuan
Banjir Rencana Metode Nakayasu
Nakayasu menurunkan rumus hidrograf satuan sintetik berdasarkan hasil
pengamatan dan penelitian pada beberapa sungai di Jepang. Besarnya nilai debit
puncak hidrograf satuan dihitung dengan rumus :
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
Qp =
C.A.R 0
……………………………………..…….. (2.24)
3,60 x (0,3 Tp + T0,3 )
dengan :
Qp
= Debit (m3/det)
C
= Koefisien pengaliran
A
= Luas daerah aliran sungai (km2)
R0
= Hujan satuan (mm)
Tp
= Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak hidrograf
satuan
T 0.3
(jam)
= Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak
sampai debit menjadi 30% dari debit puncak hidrograf satuan
(jam)
dengan :
T0,3 = α.tg
α
= koefisien yang bergantung pada karakteristik DAS
Nilai α ditentukan berdasarkan :
•
α= 1
: untuk daerah pengaliran biasa
•
α = 1,5
: bagian naik hidrograf lambat dan bagian menurun cepat.
•
α= 3
: bagian naik hidrograf cepat dan bagian menurun lambat.
Pada bagian lengkung naik, besarnya nilai hidrograf satuan dihitung dengan
persamaan :
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
22
2,4
t
Qa = Qp. ………………………….………………………........
Tp
(2.25)
dan dinyatakan dalam m3 /detik.
Pada bagian lengkung turun yang, hitungan limpasan permukaannya adalah:
1. untuk Qd > 0,30.Qp,
t − Tp
Qd = Qp.0,30
T0,3
………………………………..………………... (2.26)
2. untuk 0,30.Qp > Qd > 0,302 Qp,
(t − Tp + 0,5.T0,3 )
Qd = Qp.0,3
1,5.T0,3
………………………….………….…….. (2.27)
3. untuk 0,302 Qp > Qd,
(t − Tp +1,5T0,3 )
Qd = Qp.0,3
2.T0,3
……………….……………….…….…….. (2.28)
dengan:
Qd = Debit (m3/det)
Qp = Debit puncak (m3/det)
t
= Satuan waktu (jam)
Menurut Nakayasu, waktu naik hidrograf bergantung dari waktu konsentrasi,
dan dihitung dengan persamaan :
Tp = tg + 0,8.tr ……………………………………………..……......... (2.29)
dengan :
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
tg = Waktu konsentrasi (jam)
Waktu konsentrasi dipengaruhi oleh panjang sungai utama (L) :
Jika L < 15 km : tg = 0,21.L0,70
Jika L > 15 km : tg = 0,4 + 0,058.L
tr
i
t
ts
0,8 tr
Naik
Turun
Q
Qp
0,3 Qp
0,3 2 Qp
t
Tp
T 0,3
1,5 T 0,3
Gambar 2.5 Bentuk Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu
2.2 Analisa Kapasitas Tampungan
Analisa kapasitas tampungan dilakukan untuk mendapatkan gambaran
kapasitas tampungan atau genangan dan juga luas daerah genangan yang diusulkan.
Kapasitas tampungan/genangan dapat dicari dengan memakai bantuan data kontur
topografi yang didapat dari hasil survey topografi. Perhitungan yang digunakan
dalam menghitung kapasitas genangan/tampungan adalah menggunakan rumus :
{
V = Σ 0,5(Fn + Fn+1 )(
. hn+1 − hn )
} ........................................................
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
(2.30)
24
dengan :
V
= Volume antara 2 kontur yang berurutan
Fn
= Luas genangan pada elevasi ke n
Fn+1 = Luas genangan pada elevasi ke n+1
hn
= Elevasi ke n
hn+1 = Elevasi ke n+1
Gambar 2.6 Grafik Lengkung Kapasitas
2.3 Kebutuhan Air Baku
Kinerja Sistem Jaringan Penyediaan Air Baku adalah kemampuan sistem
jaringan untuk membawa sejumlah air dari sumbernya ke Instalasi Pengolah Air
sesuai waktu dan tempat berdasarkan rencana pencapaian akses terhadap air bersih.
•
Definisi Operasional
-
Kebutuhan minimal setiap orang akan air bersih per hari adalah 60 liter atau
0,06 m3.
-
Sistem Jaringan penyediaan air baku terdiri dari bangunan penampungan air,
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
bangunan pengambilan/penyadapan, alat pengukuran dan peralatan
pemantauan, sistem pemompaan, dan saluran pembawa/transmisi beserta
bangunan pelengkapnya yang membawa air dari sumbernya ke Instalasi
Pengolah Air.
-
Nilai SPM keandalan ketersediaan air baku merupakan rasio ketersediaan air
baku secara nasional yang merupakan kumulatif dari masing-masing Instalasi
Pengolah Air terhadap target MDGs kebutuhan air baku secara nasional yang
telah ditetapkan.
•
Cara perhitungan / Rumus
-
Rumus:
SPM keandalan ketersediaan air baku adalah rasio ketersediaan air baku
(m3/tahun) secara nasional yang merupakan kumulatif dari masing-masing Instalasi
Pengolah Air terhadap target MDGs kebutuhan air baku (m3/tahun) secara nasional
yang telah ditetapkan.
SPM keandalan ketersediaan air baku =
Ʃ
Ketersediaan air baku (m3/tahun) dari instalasi pengolahan air
x 100 %
Ʃ
3
Kebutuhan air baku (m /tahun) berdasar target MDGs
Pembilang : Ketersediaan air baku (m3/tahun) dari Instalasi Pengolah Air.
Penyebut : Kebutuhan air baku (m3/tahun) berdasarkan target MDGs pada tiap
Kabupaten/Kota.
Ukuran/konstanta : Persen (%)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
26
2.4 Analisa Perencanaan Bangunan Embung
2.4.1
Tipe Embung
Penentuan suatu tipe embung yang paling cocok untuk suatu tempat
kedudukan, didasarkan pada berbagai faktor, dimana faktor-faktor tersebut adalah :
- Kualitas serta kwantitas dari bahan-bahan tubuh embung yang terdapat
didaerah sekitar tempat kedudukan calon embung.
- Kondisi penggarapan/pengerjaan bahan tersebut (penggalian, pengolahan,
pengangkutan, penimbunan, dll) .
- Kondisi lapisan tanah pondasi pada tempat kedudukan calon embung.
- Kondisi alur sungai serta lereng kedua tebingnya dan hubungan dengan calon
embung beserta semua bangunan-bangunan pelengkapnya.
Yang terpenting dari keempat faktor tersebut adalah mengenai hal-hal yang
bersangkutan dengan usaha-usaha mendapatkan kualitas dan kuantitas yang memadai
untuk bahan tubuh embung tersebut.
Sehubungan dengan fungsinya sebagai pengempang air atau pengangkat
permukaan air di dalam suatu embung, maka secara garis besarnya tubuh embung
merupakan penahan rembesan kearah hilir serta penyangga tandonan air tersebut.
Tipe bendungan urugan dibagi mejadi 3 yaitu :
1. Bendungan Urugan Homogen
2. Bendungan Urugan Zonal
3. Bendungan Urugan Bersekat
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
27
Type
Bendungan
Homogen
Apabila 80% dari seluruh bahan pembentuk tubuh
bendungan terdiri dari bahan yang bergradasi hampir
sama.
Zone lulus air
Bendungan Tirai
Drainage
Zone lulus air
Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari
bahan yang lulus air,tetapi dilengkapi dengan tirai
kedap air diudiknya.
Zone kedap air
Zona Transisi
Bendungan Inti
Miring
Bendungan Zonal
Zone kedap air
Zone kedap air
Zone kedap air
Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari
bahan yang lulus air,tetapi dilengkapi dengan inti
kedap air yang berkedudukan miring kehilir.
Zona Transisi
Bendungan Inti
Vertikal
Bendungan
Sekat
Keterangan
Skema Umum
Zone kedap air
Zone lulus air
Zone lulus air
Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari
bahan yang lulus air,tetapi dilengkapi dengan inti
kedap air yang berkedudukan vertikal.
Zona Transisi
Zone kedap air
Zone sekat
Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari
bahan yang lulus air,tetapi dilengkapi dengan dinding
yang tidak lulus air dilereng udiknya, yang biasanya
terbuat dari lembaran baja tahan karat, lembaran beton
bertulang, aspal beton, lembaran plastik, dll. nya
Gambar 2.7 Klasifikasi Umum Embung Urugan.
2.5 Penentuan Dimensi Tubuh Embung
2.5.1
Tinggi J agaan
Tinggi jagaa