1. HAN JUDUL Skripsi GO
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENELUSURAN BANJIR DENGAN
MENGGUNAKAN METODE KINEMATIK DI
DAERAH ALIRAN SUNGAI TEMON
WONOGIRI
(Flood Routing With Kinematic Method on Temon Wathershed Wonogiri)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun oleh :
VIRDYA NURLAILY ANDROMEDA
I 1113090
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa
yang telah
melimpahkan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan penelitian
dengan judul “Penelusuran Banjir dengan Menggunakan Metode Kinematik di
Daerah Aliran Sungai Temon Wonogiri”. Penelitian ini merupakan salah satu
persyaratan akademik untuk meraih gelar Sarjana pada Program Studi Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam penyusunan laporan ini, penyusun banyak menerima bantuan dari berbagai
pihak, oleh karena itu penyusun ucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani., MT selaku dosen pembimbing 1 yang telah
memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi
2. Ir. Solichin, MT selaku dosen pembimbing 2 yang telah memberikan
pengarahan selama penyusunan skripsi.
3. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil UNS,
4. Seluruh pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah
membantu kelancaran tugas kerja hingga terwujudnya laporan ini.
Penyusun menyadari keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang penyusun
miliki sehingga masih ada kekurangan dalam penyusunan skripsi ini, untuk itu
penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca.
Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca
umumnya.
Surakarta, Januari 2016
Penyusun
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Virdya Nurlaily Andromeda, Dr. Rr. Rintis Hadiani, MT dan Ir. Solichin, MT,
2016. Penelusuran Banjir dengan Menggunakan Metode Kinematik di
Daerah Aliran Sungai Temon Wonogiri. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil,
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Tata guna lahan di DAS Temon yang semula adalah lahan terbuka yang berupa
kawasan hutan, telah banyak dialih fungsikan sebagai lahan pemukiman, tegalan,
dan pekarangan. Dampak dari perubahan tata guna lahan adalah terjadinya
penurunan kemampuan tanah untuk meresap air (infiltrasi). Selain itujika terjadi
intensitas hujan yang cukup tinggi, maka volume aliran permukaan juga akan
meningkat. Hal inilah yang dapat menyebabkan terjadinya potensi banjir.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui debit banjir rencana sesuai kala ulang
dari perhitungan analisis Hidrograf Satuan Sintesis metode Soil Consenvation
Service (SCS) dan mengetahui bagaimana model penelusuran banjir dengan
menggunakan meode kinematik.
Penelitian ini menggunakan metode kinematik untuk mengetahui penelusuran
banjir di DAS Temon, khususnya Sungai Temon,Wonogiri yang sudah dibagi
menjadi beberapa pias (titik yang ditinjau). Dalam perhitungan menggunakan
metode kinematik memakai dasar persamaan Saint-Vennant.
Berdasarkan analisis data, dapat disimpulkan bahwa: hasil debit dengan
menggunakan metode Soil Conservation Service (SCS) yang dijadikan debit
masukkan pada penelusuran banjir kinematik, didapatkan terbesar pada kala ulang
5 tahun & 20 tahun adalah: 141,257 m3/detik dan 197,3853 m3/detik. Persamaan
modelnya dapat dinyatakan dengan persamaan jarak dan elevasi maksimum kala
ulang 5 tahun dengan h = 289,3.L-0,70 dan h = 410,8 L-0,71 untuk kala ulang 20
tahun. Kemudian persamaan antara debit dan elevasi kala ulang 5 tahun
didapatkan h = 0,070 Q0,716 dan kala ulang 20 tahun adalah h = 0,067 Q0,721.
Keandalan model hubungan jarak dengan elevasi maksimum kala ulang 5 ataupun
20 tahun sebesar 95%. Namun untuk model hubungan debit dengan elevasi
maksimum pada kala ulang 20 tahun memiliki keandalan 99,95%, namun pada
kala ulang 5 tahun tidak andal.
Kata Kunci : Debit, Penelusuran Banjir, HSS SCS, Kinematik.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Virdya Nurlaily Andromeda, Dr. Rr. Rintis Hadiani, MT dan Ir. Solichin, MT,
2016. Flood Routing with Kinematic Method on Temon Watershed
Wonogiri. Final Project. Civil Engineering Department of Engineering Faculty of
Sebelas Maret University, Surakarta.
Land use watershed area that initially Temon is open land in the form of a forest
area, has been widely dubbed enable the settlement of land, moor, and yards. The
impact of changes in land use is the reduction of the ability of soil to seep water
(infiltration). In addition, in case of rain intensity is high enough, then the volume
of surface flow (run off) will also increase. This can lead to the occurrence of
potential flooding.
This study aims to understand discharge flood according to the time of the
equation hidrograf synthesis analysis of the soil conservation service (SCS) and
knowing how model of flood routing using kinematic method.
This research using kinematic method to know the research for flooding in Temon
Watershed, especially in Temon River, Wonogori already divided into several
point (point that reviewed). In computation, uses the kinematic method wearing
basic Saint-Vennant equation.
Based on the analysis of the data, it can be concluded that: result by using the Soil
Conservation Service (SCS) method used as the inflow flood routing with
kinematic method, obtained largest in period 5 and 20 year is: 141,257 m3/sec and
197,3853m3/sec. The equation for model can be expressed by the equation
distance and elevation when the maximum period 5 year is h = 289,3.L-0,70 dan
h = 410,8 L-0,71 for period 20 years. Then the equation between discharge and
evaluation period 5 year was obtained h = 0,070 Q0,716 dan period 20 year is h =
0,067 Q0,721. The reliability of correlation model of distance and maximum
elevation when 5 and 20 year is 95 %. But for correlation of discharge with
maximum elevation period 20 year have the realibility of 99,95%, but in 5 years
can’t reliable.
Keywords: Discharge, Flood Routing, HSS SCS, Kinematic.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...............................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ...............................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................
iii
HALAMAN PERSEMBAHAN .............................................................
iv
ABSTRAK ...............................................................................................
v
PENGANTAR ........................................................................................
vii
DAFTAR ISI ...........................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ...................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
xiii
DAFTAR NOTASI .................................................................................
xiv
BAB 1
BAB 2
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang ..............................................................
1
1.2.
Rumusan Masalah .........................................................
2
1.3.
Batasan Masalah ...........................................................
3
1.4.
Tujuan ..........................................................................
3
1.5
Manfaat ........................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1.
Tinjauan Pustaka ...........................................................
5
2.2.
Landasan Teori .............................................................
8
2.2.1.
Data Hujan ......................................................
9
2.2.2
Uji Kepanggahan (Konsistensi) ......................
9
2.2.3.
Curah Hujan Wilayah (Areal Rainfall)............
11
2.2.3.1 Metode Rata-Rata Aljabar …………..
11
2.2.3.2 Metode Poligon Thiessen ……………
11
2.2.3.3 Metode Isohyet ………………………
12
Analisis Frekuensi...........................................
commit to user
13
2.2.4.
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.2.5.
Pemilihan Jenis Distribusi Sebaran ................
14
2.2.5.1 Distribusi Normal ...............................
14
2.2.5.2 Distribusi Log-normal …………….…
15
2.2.5.3 Distribusi Gumbell …………..………
15
2.2.5.4 Distribusi Log Pearson Tipe III ……...
15
2.2.6.
Uji Kecocokan Sebaran ...................................
16
2.2.7.
Analisis Frekuensi Hujan ……....................................
16
2.2.8.
Analisis Pola Hujan .........................................
17
2.2.8.1 Intensitas Hujan Metode Mononobe ….
17
2.2.8.2 Alternating Block Method (ABM) …...
18
.
2.2.9.
Perhitungan Debit Banjir Rencana Hidrograf
Satuan Sintesis Soil Consevation Service
(HSS SCS) ………...........................................
20
2.2.10. Penelusuran Banjir dengan Metode Kinematik.… 20
2.2.11
2.2.10.1 Persamaan Metode Kinematik………...
20
2.2.10.2 Persamaan Debit ………..……………
22
Model Banjir ………..………………..……..…
22
2.2.11.1 Model Hubungan Debit dengan Tinggi m
Air ……………………………………
22
2.2.11.2 Model Hubungan Jarak dengan Tinggi
2.12
BAB 3
muka Air…………………………..…
22
Model Banjir ………..………………..………..
23
LOKASI PENELITIAN
3.1.
Jenis Penelitian .............................................. .............
24
3.2
Lokasi Penelitian ..........................................................
24
3.3.
Tahapan Peneliatan .......................................................
26
3.3.1.
Studi Pustaka ..................................................
26
3.3.2.
Penngumpulan Data …………………….…..
26
3.3.3.
Pengolahan Data …....................................
commitLaporan
to user ....................................
Penyusunan
26
3.3.4.
ix
29
perpustakaan.uns.ac.id
BAB 4
digilib.uns.ac.id
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1.
Analisis Data Penelitian ...........................................
30
4.2
Uji Kepanggahan Data Hujan .......................................
30
4.3.
Poligon Thieseen ………….........................................
33
4.3.1. Plotting Poligon Thiessen .....................................
33
4.3.2. Perhitungan Poligon Thiessen ..............................
34
4.4.
Hujan Wilayah .............................................................
35
4.5.
Perhitungan Parameter Statistik .....................................
37
4.6.
Uji Kecocokan Sebaran Smirnov-Kolmogrof ...............
39
4.7.
Hujan Kala Ulang .........................................................
40
4.8.
Analisis Frekuensi Hujan ............................................
41
4.9.
Analisis Pola Hujan …………………………………...
41
4.9.1 Intensitas Hujan Metode Mononobe ……………
41
4.9.2 Alternating Block Method (ABM) ……………...
42
4.10. Data Fisik Daerah Aliran Sungai Temon .......................
44
4.11
Perhitungan Hidrograf Satuan Sintesis (HSS) SCS …..
44
4.12
Perhitungan Penelusuran Banjir Metode Kinematik......
53
4.13
Penyelesaian Model …………………………………...
57
4.13.1 Model Hubungan Debit dan Tinggi Muka Air…
57
4.13.2 Model Hubungan Jarak dan Tinggi Muka Air …
60
Verifikasi Model
62
14.14.1 Model Hubungan Debit dan Tinggi muka air…
62
14.14.2 Model Hubungan Debit dan Tinggi muka air…
67
KESIMPULAN………………………………………………..
69
.............................................................................................
70
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
71
4.14
BAB 5
PENUTUP
LAMPIRAN
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Novelty Penelitian Penelusuran Banjir …………………..
7
Tabel 2.2
Nilai Kritik Q untuk Uji Kepanggahan ………………...
10
Tabel 2.3.
Parameter Statistik untuk Menentukan Jenis Distribusi …
14
Tabel 2.4.
Tabel Nilai ∆Kritis Uji Kecocokan Smirnov-Kolmogorof.
16
Tabel 4.1
Data Hujan Tahunan Stasiun Hujan DAS Temon………..
30
Tabel 4.2.
Uji Kepanggahan Pada Stasiun Pencatat Hujan Baturetno.
31
Tabel 4.3.
Uji
Kepanggahan
Pada
Stasiun
Pencatat
Hujan
Batuwarno ……………………………………………..
32
Tabel 4.4.
Uji Kepanggahan Pada Stasiun Pencatat Hujan Ngancar
32
Tabel 4.5.
Koefisien Thiessen Stasiun Hujan …………………….
34
Tabel 4.6.
Hujan Wilayah pada DAS Temon ………………………
36
Tabel 4.7.
Perhitungan Uji Statistik …………………………………
37
Tabel 4.8.
Perhitungan Uji Validitas ………………………………...
38
Tabel 4.9.
Hasil Pemilihan Jenis Distribusi Hujan…………………..
39
Tabel 4.10.
Parameter Uji Smirnov-Kolmogrof ……………………
39
Tabel 4.11.
Parameter Logaritma Data Hujan Wilayah ………………
40
Tabel 4.12.
Hasil Perhitungan Hujan Rancangan ……………….……
41
Tabel 4.13.
Intensitas Hujan 5 dan 20 Tahun …………………….…..
42
Tabel 4.14.
Alternating Block Method (5 Tahun) ………………...…
43
Tabel 4.15.
Alternating Block Method (20 Tahun) …….………….....
43
Tabel 4.16.
Perolehan Parameter HSS SCS ………………………..…
45
Tabel 4.17.
Variabel Pokok DAS Temon Metode HSS SCS …….…..
47
Tabel 4.18.
Perhitungan Unit Hidrograf HSS SCS………..…………..
48
Tabel 4.19.
Hidrograf ALiran Metode SCS Periode Ulang 5 Tahun …
51
Tabel 4.20.
Hidrograf ALiran Metode SCS Periode Ulang 20 Tahun ..
52
Tabel 4.21.
Kemiringan Saluran (Slope) dan Jarak Pias Sungai ….…..
53
Tabel. 4.22.
Debit dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (5
Tahun)…………………………………………………….
commit to user
xi
58
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
.
Tabel 4.23.
Debit dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (20
Tahun)…………………………………………………….
Tabel 4.24.
Jarak dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (5
Tahun) ……………………………………………………
Tabel 4.25.
65
Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=5%
(5 Tahun)…………………………………………….……
Tabel 4.29.
64
Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=0,05%
(20 Tahun) …………………………………………..……
Tabel 4.28.
61
Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=0,05%
(5 Tahun) ...................................................................
Tabel 4.27.
60
Jarak dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (20
Tahun)…………………………………………………….
Tabel 4.26.
59
68
Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=5%
(20 Tahun) ……………………………..………………....
commit to user
xii
68
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Pembagian Daerah dengan Cara Poligon Thissen …….…
12
Gambar 2.2.
Koefisien Kurtosis ………………………………………..
14
Gambar 2.3.
Skema Penyelesaian Linear dengan 4 Titik Tinjauan
21
Gambar 3.1.
Peta Lokasi Penelitian……………………………………..
25
Gambar 3.2.
Diagram Alir Analisis Data ………………………………..
29
Gambar 4.1.
Poligon Thiessen DAS Temon dengan Tiga Stasiun Hujan
34
Gambar 4.2.
Grafik Pola Hujan (ABM) 5 Tahunan …………….…........
43
Gambar 4.3.
Grafik Pola Hujan (ABM) 20 Tahunan ……………………
44
Gambar 4.4.
Grafik Hidrograf Satuan Sintetik SCS ……………………..
49
Gambar 4.5.
Hidrograf Satuan Sintesis (HSS) SCS ……………………..
53
Gambar 4.6.
Pembagian Pias Model Sungai …………………………….
54
Gambar 4.7.
Sketsa Perhitungan Pias Ke-1 ……………………………..
55
Gambar 4.8.
Grafik Hubungan Inflow dengan Outflow Pada Perhitungan
Gambar 4.9.
Penelusuran Banjir Q20 Pias Ke-1 …………
56
Skema Kotak Hasil Penelusuran Banjir Metode Kinematik
56
Gambar 4.10. Sketsa Perhitungan Iterasi Pias Ke-1 ………………………
57
Gambar 4.11. Sketsa Tinggi Muka Air Maksimum (h) Tiap Pias pada Q5..
58
Gambar 4.12. Sketsa Tinggi Muka Air Maksimum (h) Tiap Pias pada Q20
59
Gambar 4.13. Grafik Hubungan Tinggi Muka Air Maksimum dan Debit
Maksimum (5 Tahun) ……………………………………..
59
Gambar 4.14. Grafik Hubungan Tinggi muka air Maksimum dan Debit
Maksimum (20 Tahun) ………………………….………..
Gambar 4.15
60
Grafik Hubungan Tinggi muka air Maksimum dan Jarak
Maksimum (5 Tahun) ……………………………………..
61
Gambar 4.16. Grafik Hubungan Tinggi muka air Maksimum dan Jarak
Maksimum (20 Tahun)…...………………………………….
62
Gambar 4.17. Grafik Interval Kepercayaan Model (5 Tahun) ……………..
66
Gambar 4.18. Grafik Interval Kepercayaan Model (20 Tahun) ……………
commit to user
66
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI
=
nilai komulatif penyimpangan,
=
lebar permukaan sungai (m)
Yi
=
data hujan ke-i,
Y
=
data hujan rerata –i,
S
=
standar deviasi,
P
=
hujan wilayah (mm),
̅
=
tinggi curah hujan rata-rata area ,
PN
=
hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm),
Aw
=
luas wilayah (Km2),
AN
=
luas masing-masing poligon (Km2),
X
=
tinggi hujan rerata,
C
=
koefisien thiessen,
Cs
=
koefisien skewness/kemencengan,
Cv
=
koefisien variasi,
Ck
=
koefisien kurtosis,
Xi
=
data hujan ke-i,
X
=
data hujan rerata –i,
G
=
koefisien kemencengan,
K
=
variabel standar untuk X menurut G,
k
=
jumlah data ,k=1,2,3,…,n,
n
=
jumlah data curah hujan, n=1,2,3,…,n,
X1,X2,X3
=
data-data,
P
=
peluang terjadinya,
D0
=
nilai Kritis,
=
derajat Kepercayaan,
A
=
luas area (km2),
R0
=
commit
to user
hujan satuan
(= 1 mm),
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
I
=
intensitas Hujan,
R24
=
tinggi hujan rancangan dalam 24 jam,
S
=
infiltrasi maksimum yang mungkin terjadi (cm),
CN
=
curve number
P
=
kedalaman hujan (mm),
Pe
=
kedalaman hujan efektif (mm),
L
=
panjang sungai (km),
Tc
=
waktu konsentrasi (menit),
Tp
=
waktu puncak (jam),
qp
=
debit puncak (in),
Q
=
debit puncak limpasan (m3/detik),
β
=
koefisien momentum ,
∆t
=
interval waktu (detik),
∆x
=
interval jarak (meter),
N
=
koefisien kekasaran manning,
S0
=
kemiringan (slope) dasar aliran,
i
=
step jarak,
j
=
step wantu,
R
=
jari-jari hidrolis,
tp
=
nilai t dari daftar distribusi pada p = ½ (1+ɤ) dan dk = n-1
µ
=
rata-rata hitung kondisi sebenarnya,
commit to user
xv
digilib.uns.ac.id
PENELUSURAN BANJIR DENGAN
MENGGUNAKAN METODE KINEMATIK DI
DAERAH ALIRAN SUNGAI TEMON
WONOGIRI
(Flood Routing With Kinematic Method on Temon Wathershed Wonogiri)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun oleh :
VIRDYA NURLAILY ANDROMEDA
I 1113090
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa
yang telah
melimpahkan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan penelitian
dengan judul “Penelusuran Banjir dengan Menggunakan Metode Kinematik di
Daerah Aliran Sungai Temon Wonogiri”. Penelitian ini merupakan salah satu
persyaratan akademik untuk meraih gelar Sarjana pada Program Studi Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam penyusunan laporan ini, penyusun banyak menerima bantuan dari berbagai
pihak, oleh karena itu penyusun ucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani., MT selaku dosen pembimbing 1 yang telah
memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi
2. Ir. Solichin, MT selaku dosen pembimbing 2 yang telah memberikan
pengarahan selama penyusunan skripsi.
3. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil UNS,
4. Seluruh pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah
membantu kelancaran tugas kerja hingga terwujudnya laporan ini.
Penyusun menyadari keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang penyusun
miliki sehingga masih ada kekurangan dalam penyusunan skripsi ini, untuk itu
penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca.
Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca
umumnya.
Surakarta, Januari 2016
Penyusun
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Virdya Nurlaily Andromeda, Dr. Rr. Rintis Hadiani, MT dan Ir. Solichin, MT,
2016. Penelusuran Banjir dengan Menggunakan Metode Kinematik di
Daerah Aliran Sungai Temon Wonogiri. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil,
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Tata guna lahan di DAS Temon yang semula adalah lahan terbuka yang berupa
kawasan hutan, telah banyak dialih fungsikan sebagai lahan pemukiman, tegalan,
dan pekarangan. Dampak dari perubahan tata guna lahan adalah terjadinya
penurunan kemampuan tanah untuk meresap air (infiltrasi). Selain itujika terjadi
intensitas hujan yang cukup tinggi, maka volume aliran permukaan juga akan
meningkat. Hal inilah yang dapat menyebabkan terjadinya potensi banjir.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui debit banjir rencana sesuai kala ulang
dari perhitungan analisis Hidrograf Satuan Sintesis metode Soil Consenvation
Service (SCS) dan mengetahui bagaimana model penelusuran banjir dengan
menggunakan meode kinematik.
Penelitian ini menggunakan metode kinematik untuk mengetahui penelusuran
banjir di DAS Temon, khususnya Sungai Temon,Wonogiri yang sudah dibagi
menjadi beberapa pias (titik yang ditinjau). Dalam perhitungan menggunakan
metode kinematik memakai dasar persamaan Saint-Vennant.
Berdasarkan analisis data, dapat disimpulkan bahwa: hasil debit dengan
menggunakan metode Soil Conservation Service (SCS) yang dijadikan debit
masukkan pada penelusuran banjir kinematik, didapatkan terbesar pada kala ulang
5 tahun & 20 tahun adalah: 141,257 m3/detik dan 197,3853 m3/detik. Persamaan
modelnya dapat dinyatakan dengan persamaan jarak dan elevasi maksimum kala
ulang 5 tahun dengan h = 289,3.L-0,70 dan h = 410,8 L-0,71 untuk kala ulang 20
tahun. Kemudian persamaan antara debit dan elevasi kala ulang 5 tahun
didapatkan h = 0,070 Q0,716 dan kala ulang 20 tahun adalah h = 0,067 Q0,721.
Keandalan model hubungan jarak dengan elevasi maksimum kala ulang 5 ataupun
20 tahun sebesar 95%. Namun untuk model hubungan debit dengan elevasi
maksimum pada kala ulang 20 tahun memiliki keandalan 99,95%, namun pada
kala ulang 5 tahun tidak andal.
Kata Kunci : Debit, Penelusuran Banjir, HSS SCS, Kinematik.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Virdya Nurlaily Andromeda, Dr. Rr. Rintis Hadiani, MT dan Ir. Solichin, MT,
2016. Flood Routing with Kinematic Method on Temon Watershed
Wonogiri. Final Project. Civil Engineering Department of Engineering Faculty of
Sebelas Maret University, Surakarta.
Land use watershed area that initially Temon is open land in the form of a forest
area, has been widely dubbed enable the settlement of land, moor, and yards. The
impact of changes in land use is the reduction of the ability of soil to seep water
(infiltration). In addition, in case of rain intensity is high enough, then the volume
of surface flow (run off) will also increase. This can lead to the occurrence of
potential flooding.
This study aims to understand discharge flood according to the time of the
equation hidrograf synthesis analysis of the soil conservation service (SCS) and
knowing how model of flood routing using kinematic method.
This research using kinematic method to know the research for flooding in Temon
Watershed, especially in Temon River, Wonogori already divided into several
point (point that reviewed). In computation, uses the kinematic method wearing
basic Saint-Vennant equation.
Based on the analysis of the data, it can be concluded that: result by using the Soil
Conservation Service (SCS) method used as the inflow flood routing with
kinematic method, obtained largest in period 5 and 20 year is: 141,257 m3/sec and
197,3853m3/sec. The equation for model can be expressed by the equation
distance and elevation when the maximum period 5 year is h = 289,3.L-0,70 dan
h = 410,8 L-0,71 for period 20 years. Then the equation between discharge and
evaluation period 5 year was obtained h = 0,070 Q0,716 dan period 20 year is h =
0,067 Q0,721. The reliability of correlation model of distance and maximum
elevation when 5 and 20 year is 95 %. But for correlation of discharge with
maximum elevation period 20 year have the realibility of 99,95%, but in 5 years
can’t reliable.
Keywords: Discharge, Flood Routing, HSS SCS, Kinematic.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...............................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ...............................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................
iii
HALAMAN PERSEMBAHAN .............................................................
iv
ABSTRAK ...............................................................................................
v
PENGANTAR ........................................................................................
vii
DAFTAR ISI ...........................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ...................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
xiii
DAFTAR NOTASI .................................................................................
xiv
BAB 1
BAB 2
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang ..............................................................
1
1.2.
Rumusan Masalah .........................................................
2
1.3.
Batasan Masalah ...........................................................
3
1.4.
Tujuan ..........................................................................
3
1.5
Manfaat ........................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1.
Tinjauan Pustaka ...........................................................
5
2.2.
Landasan Teori .............................................................
8
2.2.1.
Data Hujan ......................................................
9
2.2.2
Uji Kepanggahan (Konsistensi) ......................
9
2.2.3.
Curah Hujan Wilayah (Areal Rainfall)............
11
2.2.3.1 Metode Rata-Rata Aljabar …………..
11
2.2.3.2 Metode Poligon Thiessen ……………
11
2.2.3.3 Metode Isohyet ………………………
12
Analisis Frekuensi...........................................
commit to user
13
2.2.4.
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.2.5.
Pemilihan Jenis Distribusi Sebaran ................
14
2.2.5.1 Distribusi Normal ...............................
14
2.2.5.2 Distribusi Log-normal …………….…
15
2.2.5.3 Distribusi Gumbell …………..………
15
2.2.5.4 Distribusi Log Pearson Tipe III ……...
15
2.2.6.
Uji Kecocokan Sebaran ...................................
16
2.2.7.
Analisis Frekuensi Hujan ……....................................
16
2.2.8.
Analisis Pola Hujan .........................................
17
2.2.8.1 Intensitas Hujan Metode Mononobe ….
17
2.2.8.2 Alternating Block Method (ABM) …...
18
.
2.2.9.
Perhitungan Debit Banjir Rencana Hidrograf
Satuan Sintesis Soil Consevation Service
(HSS SCS) ………...........................................
20
2.2.10. Penelusuran Banjir dengan Metode Kinematik.… 20
2.2.11
2.2.10.1 Persamaan Metode Kinematik………...
20
2.2.10.2 Persamaan Debit ………..……………
22
Model Banjir ………..………………..……..…
22
2.2.11.1 Model Hubungan Debit dengan Tinggi m
Air ……………………………………
22
2.2.11.2 Model Hubungan Jarak dengan Tinggi
2.12
BAB 3
muka Air…………………………..…
22
Model Banjir ………..………………..………..
23
LOKASI PENELITIAN
3.1.
Jenis Penelitian .............................................. .............
24
3.2
Lokasi Penelitian ..........................................................
24
3.3.
Tahapan Peneliatan .......................................................
26
3.3.1.
Studi Pustaka ..................................................
26
3.3.2.
Penngumpulan Data …………………….…..
26
3.3.3.
Pengolahan Data …....................................
commitLaporan
to user ....................................
Penyusunan
26
3.3.4.
ix
29
perpustakaan.uns.ac.id
BAB 4
digilib.uns.ac.id
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1.
Analisis Data Penelitian ...........................................
30
4.2
Uji Kepanggahan Data Hujan .......................................
30
4.3.
Poligon Thieseen ………….........................................
33
4.3.1. Plotting Poligon Thiessen .....................................
33
4.3.2. Perhitungan Poligon Thiessen ..............................
34
4.4.
Hujan Wilayah .............................................................
35
4.5.
Perhitungan Parameter Statistik .....................................
37
4.6.
Uji Kecocokan Sebaran Smirnov-Kolmogrof ...............
39
4.7.
Hujan Kala Ulang .........................................................
40
4.8.
Analisis Frekuensi Hujan ............................................
41
4.9.
Analisis Pola Hujan …………………………………...
41
4.9.1 Intensitas Hujan Metode Mononobe ……………
41
4.9.2 Alternating Block Method (ABM) ……………...
42
4.10. Data Fisik Daerah Aliran Sungai Temon .......................
44
4.11
Perhitungan Hidrograf Satuan Sintesis (HSS) SCS …..
44
4.12
Perhitungan Penelusuran Banjir Metode Kinematik......
53
4.13
Penyelesaian Model …………………………………...
57
4.13.1 Model Hubungan Debit dan Tinggi Muka Air…
57
4.13.2 Model Hubungan Jarak dan Tinggi Muka Air …
60
Verifikasi Model
62
14.14.1 Model Hubungan Debit dan Tinggi muka air…
62
14.14.2 Model Hubungan Debit dan Tinggi muka air…
67
KESIMPULAN………………………………………………..
69
.............................................................................................
70
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
71
4.14
BAB 5
PENUTUP
LAMPIRAN
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Novelty Penelitian Penelusuran Banjir …………………..
7
Tabel 2.2
Nilai Kritik Q untuk Uji Kepanggahan ………………...
10
Tabel 2.3.
Parameter Statistik untuk Menentukan Jenis Distribusi …
14
Tabel 2.4.
Tabel Nilai ∆Kritis Uji Kecocokan Smirnov-Kolmogorof.
16
Tabel 4.1
Data Hujan Tahunan Stasiun Hujan DAS Temon………..
30
Tabel 4.2.
Uji Kepanggahan Pada Stasiun Pencatat Hujan Baturetno.
31
Tabel 4.3.
Uji
Kepanggahan
Pada
Stasiun
Pencatat
Hujan
Batuwarno ……………………………………………..
32
Tabel 4.4.
Uji Kepanggahan Pada Stasiun Pencatat Hujan Ngancar
32
Tabel 4.5.
Koefisien Thiessen Stasiun Hujan …………………….
34
Tabel 4.6.
Hujan Wilayah pada DAS Temon ………………………
36
Tabel 4.7.
Perhitungan Uji Statistik …………………………………
37
Tabel 4.8.
Perhitungan Uji Validitas ………………………………...
38
Tabel 4.9.
Hasil Pemilihan Jenis Distribusi Hujan…………………..
39
Tabel 4.10.
Parameter Uji Smirnov-Kolmogrof ……………………
39
Tabel 4.11.
Parameter Logaritma Data Hujan Wilayah ………………
40
Tabel 4.12.
Hasil Perhitungan Hujan Rancangan ……………….……
41
Tabel 4.13.
Intensitas Hujan 5 dan 20 Tahun …………………….…..
42
Tabel 4.14.
Alternating Block Method (5 Tahun) ………………...…
43
Tabel 4.15.
Alternating Block Method (20 Tahun) …….………….....
43
Tabel 4.16.
Perolehan Parameter HSS SCS ………………………..…
45
Tabel 4.17.
Variabel Pokok DAS Temon Metode HSS SCS …….…..
47
Tabel 4.18.
Perhitungan Unit Hidrograf HSS SCS………..…………..
48
Tabel 4.19.
Hidrograf ALiran Metode SCS Periode Ulang 5 Tahun …
51
Tabel 4.20.
Hidrograf ALiran Metode SCS Periode Ulang 20 Tahun ..
52
Tabel 4.21.
Kemiringan Saluran (Slope) dan Jarak Pias Sungai ….…..
53
Tabel. 4.22.
Debit dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (5
Tahun)…………………………………………………….
commit to user
xi
58
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
.
Tabel 4.23.
Debit dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (20
Tahun)…………………………………………………….
Tabel 4.24.
Jarak dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (5
Tahun) ……………………………………………………
Tabel 4.25.
65
Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=5%
(5 Tahun)…………………………………………….……
Tabel 4.29.
64
Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=0,05%
(20 Tahun) …………………………………………..……
Tabel 4.28.
61
Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=0,05%
(5 Tahun) ...................................................................
Tabel 4.27.
60
Jarak dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (20
Tahun)…………………………………………………….
Tabel 4.26.
59
68
Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=5%
(20 Tahun) ……………………………..………………....
commit to user
xii
68
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Pembagian Daerah dengan Cara Poligon Thissen …….…
12
Gambar 2.2.
Koefisien Kurtosis ………………………………………..
14
Gambar 2.3.
Skema Penyelesaian Linear dengan 4 Titik Tinjauan
21
Gambar 3.1.
Peta Lokasi Penelitian……………………………………..
25
Gambar 3.2.
Diagram Alir Analisis Data ………………………………..
29
Gambar 4.1.
Poligon Thiessen DAS Temon dengan Tiga Stasiun Hujan
34
Gambar 4.2.
Grafik Pola Hujan (ABM) 5 Tahunan …………….…........
43
Gambar 4.3.
Grafik Pola Hujan (ABM) 20 Tahunan ……………………
44
Gambar 4.4.
Grafik Hidrograf Satuan Sintetik SCS ……………………..
49
Gambar 4.5.
Hidrograf Satuan Sintesis (HSS) SCS ……………………..
53
Gambar 4.6.
Pembagian Pias Model Sungai …………………………….
54
Gambar 4.7.
Sketsa Perhitungan Pias Ke-1 ……………………………..
55
Gambar 4.8.
Grafik Hubungan Inflow dengan Outflow Pada Perhitungan
Gambar 4.9.
Penelusuran Banjir Q20 Pias Ke-1 …………
56
Skema Kotak Hasil Penelusuran Banjir Metode Kinematik
56
Gambar 4.10. Sketsa Perhitungan Iterasi Pias Ke-1 ………………………
57
Gambar 4.11. Sketsa Tinggi Muka Air Maksimum (h) Tiap Pias pada Q5..
58
Gambar 4.12. Sketsa Tinggi Muka Air Maksimum (h) Tiap Pias pada Q20
59
Gambar 4.13. Grafik Hubungan Tinggi Muka Air Maksimum dan Debit
Maksimum (5 Tahun) ……………………………………..
59
Gambar 4.14. Grafik Hubungan Tinggi muka air Maksimum dan Debit
Maksimum (20 Tahun) ………………………….………..
Gambar 4.15
60
Grafik Hubungan Tinggi muka air Maksimum dan Jarak
Maksimum (5 Tahun) ……………………………………..
61
Gambar 4.16. Grafik Hubungan Tinggi muka air Maksimum dan Jarak
Maksimum (20 Tahun)…...………………………………….
62
Gambar 4.17. Grafik Interval Kepercayaan Model (5 Tahun) ……………..
66
Gambar 4.18. Grafik Interval Kepercayaan Model (20 Tahun) ……………
commit to user
66
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI
=
nilai komulatif penyimpangan,
=
lebar permukaan sungai (m)
Yi
=
data hujan ke-i,
Y
=
data hujan rerata –i,
S
=
standar deviasi,
P
=
hujan wilayah (mm),
̅
=
tinggi curah hujan rata-rata area ,
PN
=
hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm),
Aw
=
luas wilayah (Km2),
AN
=
luas masing-masing poligon (Km2),
X
=
tinggi hujan rerata,
C
=
koefisien thiessen,
Cs
=
koefisien skewness/kemencengan,
Cv
=
koefisien variasi,
Ck
=
koefisien kurtosis,
Xi
=
data hujan ke-i,
X
=
data hujan rerata –i,
G
=
koefisien kemencengan,
K
=
variabel standar untuk X menurut G,
k
=
jumlah data ,k=1,2,3,…,n,
n
=
jumlah data curah hujan, n=1,2,3,…,n,
X1,X2,X3
=
data-data,
P
=
peluang terjadinya,
D0
=
nilai Kritis,
=
derajat Kepercayaan,
A
=
luas area (km2),
R0
=
commit
to user
hujan satuan
(= 1 mm),
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
I
=
intensitas Hujan,
R24
=
tinggi hujan rancangan dalam 24 jam,
S
=
infiltrasi maksimum yang mungkin terjadi (cm),
CN
=
curve number
P
=
kedalaman hujan (mm),
Pe
=
kedalaman hujan efektif (mm),
L
=
panjang sungai (km),
Tc
=
waktu konsentrasi (menit),
Tp
=
waktu puncak (jam),
qp
=
debit puncak (in),
Q
=
debit puncak limpasan (m3/detik),
β
=
koefisien momentum ,
∆t
=
interval waktu (detik),
∆x
=
interval jarak (meter),
N
=
koefisien kekasaran manning,
S0
=
kemiringan (slope) dasar aliran,
i
=
step jarak,
j
=
step wantu,
R
=
jari-jari hidrolis,
tp
=
nilai t dari daftar distribusi pada p = ½ (1+ɤ) dan dk = n-1
µ
=
rata-rata hitung kondisi sebenarnya,
commit to user
xv