PEMANFAATAN EMBUNG SAMBIREJO KABUPATEN SRAGEN SEBAGAI SARANA PEMENUHAN KEBUTUHAN AIR NON IRIGASI
PEMANFAATAN EMBUNG SAMBIREJO
KABUPATEN SRAGEN SEBAGAI SARANA
PEMENUHAN KEBUTUHAN AIR NON IRIGASI
JUDUL
UTILIZATION OF SAMBIREJO RETENTION BASIN OF SRAGEN
REGENCY AS A MEANS OF FULFILLING NON IRIGATION WATER
REQUIREMENT
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Oleh :
CHRISNA JUSTICE WICAKSANA
NIM. I0113027
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2017
HALAMAN PERSETUJUAN
PEMANFAATAN EMBUNG SAMBIREJO
KABUPATEN SRAGEN SEBAGAI SARANA
PEMENUHAN KEBUTUHAN AIR NON IRIGASI
JUDUL
UTILIZATION OF SAMBIREJO RETENTION BASIN OF SRAGEN
REGENCY AS A MEANS OF FULFILLING NON IRIGATION WATER
REQUIREMENT
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
CHRISNA JUSTICE WICAKSANA
NIM. I0113027
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
HALAMAN PERSETUJUAN
Persetujuan : Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,
Ir. Adi Yusuf Muttaqien, M.T. Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, M.T.
NIP. 19581127 198803 1 001 NIP. 19630120 198803 2 002
HALAMAN PENGESAHAN
PEMANFAATAN EMBUNG SAMBIREJO
KABUPATEN SRAGEN SEBAGAI SARANA
PEMENUHAN KEBUTUHAN AIR NON IRIGASI
JUDUL
UTILIZATION OF SAMBIREJO RETENTION BASIN OF SRAGEN
REGENCY AS A MEANS OF FULFILLING NON IRIGATION WATER
REQUIREMENT
Oleh :
CHRISNA JUSTICE WICAKSANA
NIM. I0113027
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada hari Senin,
31 Juli 2017.
Tim Penguji Nama/NIP Tanda Tangan 1. Ir. Adi Yusuf Muttaqien, M.T.
NIP. 19581127 198803 1 001 ..................................
2. Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, M.T.
NIP. 19630120 198803 2 002 ..................................
3. Ir. Koosdaryani S, M.T.
NIP. 19541127 198601 2 001 ..................................
4. Ir. Sudarto, M.Si.
NIP. 19570327 198603 1 002 ..................................
Disahkan, Tanggal : ........................................ Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
HALAN
Wibowo, S.T., D.E.A.NIP. 19681007 199502 1 001
MOTTO
“Dan janganlah kamu berputus asa dari rahmat Allah. Sesungguhnya tiada berputus asa dari rahmat Allah melainkan orang-orang yang kafir (terhadap karunia Allah.
” (Q.S. Yusuf : 87)
“Maka sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.
” (Q.S. Al-Insyirah : 5-6)
PERSEMBAHAN
Puji syukur kepada Allah SWT yang telah menuntun perjalanan kuliah di S1 Teknik Sipil tahun 2013-2017 yang ditandai selesainya skripsi ini. Dengan ini saya mempersembahkan karya ini kepada:
Mama dan Papa
Terima kasih atas segala cinta, kasih sayang, motivasi dan doanya, sehingga bisa mencapai gelar sarjana seperti yang mama, papa, dan adek inginkan. Semoga mama dan papa diberikan panjang umur dan sehat selalu supaya bisa terus menjadi semangat buat anak-anaknya.
Dek Maya Terima kasih dek untuk selalu mendukung, memberi semangat dan mendoakan.
Semoga koe yo ndang selesai sekolahe biar bisa bahagiain mama papa juga
Ir. Adi Yusuf Muttaqien, M.T., Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, M.T., dan dosen-
dosen Teknik Sipil FT UNSTerima kasih untuk segala ilmu pengetahuan, bantuan, bimbingan serta pengalaman yang telah bapak dan ibu berikan kepada saya.
Zulfa Trisnasari
Terima kasih untuk semuanya dan aku ngga bisa bilang satu-satu apa aja karena semuane yang nyemangatin yang ngingetin itu kamu. Ayo kita berjuang bareng berusaha bareng semangat bareng dan sukses bareng biar bisa terus nabung buat beli mobil rumah jalan-jalan dan semuanya. Semoga Allah selalu merestui dan menjaga kita biar terjaga terus ke depannya. Matur nuwun Mbak Zulfa.
Teman-teman Kontrakan
Terima kasih mase mase
Teman-teman ARD
Matur nuwun mas meme, mas camat, mas rama, mas ikbar, mas emir, mbak sherli, mbak nindi, mbak sasa, mbak naili. Semoga sukses semua. .
Teman-teman Teknik Sipil 2013
Terima kasih untuk selalu membantu, menemani dan menyemangati saat kuliah baik susah maupun senang.
ABSTRAK
Chrisna Justice Wicaksana, Adi Yusuf Muttaqien, Rr Rintis Hadiani, 2017.
Pemanfaatan Embung Sambirejo Kabupaten Sragen Sebagai
. Skripsi Program Studi
Sarana Pemenuhan Kebutuhan Air Non Irigasi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Kekeringan adalah keadaan kekurangan pasokan air pada suatu daerah dalam masa yang berkepanjangan (beberapa bulan hingga bertahun-tahun). Biasanya kejadian ini muncul bila suatu wilayah secara terus-menerus mengalami curah hujan di bawah rata-rata. Pemanfaatan dan pengembangan sumberdaya air melalui panen hujan dapat dimaksimalkan untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan air di lahan kering atau wilayah yang rentan tergenang air.
Metode rasional merupakan rumus yang digunakan untuk menghitung debit puncak sungai atau saluran namun dengan daerah pengaliran terbatas. Menurut Goldman (1986) dalam Suripin (2004), Metode Rasional dapat digunakan untuk daerah pengaliran < 300 ha. Menurut Ponce (1989) dalam Bambang Triatmodjo (2008),
2 Metode Rasional dapat digunakan untuk daerah pengaliran < 2,5 km . Dalam
Departemen PU, SK SNI M-18-1989-F (1989), dijelaskan bahwa Metode Rasional dapat digunakan untuk ukuran daerah pengaliran < 5000 ha. Penelitian ini adalah dengan melakukan analisis volume yang dapat digunakan embung untuk menampung air hujan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah penelitian deskriptif kuantitatif dengan melakukan perhitungan debit rencana, menggunakan metode Rasional untuk menentukan debit puncak pada embung yang akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga (domestik) di Desa Sambirejo Kabupaten Sragen JawaTengah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa debit hujan yang terjadi di Desa Sambirejo Kabupaten Sragen berdasarkan perhitungan dengan metode rasional yaitu sebesar
3
3
4774,064 m /detik, kehilangan air sebesar 1909,626 m /detik, dan debit tersedia
3
sebesar 2864,439 m /detik. Volume simpanan embung di Desa Sambirejo
3 Kabupaten Sragen sebesar 5000 m dengan kebutuhan domestik sebesar 2864,35
3
3
m /detik, kebutuhan non domestik sebesar 859,31 m /detik, dan kebutuhan ternak
3
sebesar 257,79 m /detik. Dan proyeksi kebutuhan hingga tahun 2025 adalah
3
kebutuhan domestik sebesar 545,20 m /detik, kebutuhan non domestik sebesar
3 3 163,56 m /dt, dan kebutuhan ternak sebesar 49,07 m /detik.
Kata Kunci: embung tadah huja, panen hujan, metode rasional, Desa Sambirejo, air domestik
ABSTRACT
Chrisna Justice Wicaksana, Adi Yusuf Muttaqien, Rr Rintis Hadiani, 2017.
UTILIZATION OF SAMBIREJO RETENTION BASIN OF SRAGEN
REGENCY AS A MEANS OF FULFILLING NON IRIGATION WATER
REQUIREMENT .Thesis Civil Engineering Program. Faculty of Engineering. Sebelas Maret University. Surakarta.
Drought is a state of water shortage in an area for prolonged periods (months to
years). Usually this event occurs when a region continuously experiences below
average rainfall. Utilization and development of water resources through rain
harvesting can be maximized to improve the efficiency of water utilization in dry
land or areas susceptible to waterlogging.
The rational method is the formula used to calculate the peak discharge of a stream
or channel but with a finite drainage region. According to Goldman (1986) in
Suripin (2004), the Rational Method can be used for drainage areas <300 ha.
According to Ponce (1989) in Bambang Triatmodjo (2008), Rational Method can
be used for drainage area <2.5 km2. In the Department of Public Works, SK SNI
M-18-1989-F (1989), explained that the Rasinal Method can be used for the size of
the drainage area <5000 ha.
This study is to analyze the volume that can be used to collect rain water. The
method used in this research is quantitative descriptive research by doing the debit
calculation plan, using the Rational method to determine the peak discharge on the
embung that will be used to meet the needs of domestic (domestic) in Sambirejo
Village, Sragen regency, Central Java.The results showed that the rainfall that happened in Sambirejo Village of Sragen
Regency was calculated by rational method that is equal to 4774,064 m3 / s, water
loss of 1909,626 m3 / s, and the discharge was 2864,439 m3 / s. The volume of
embung storage in Sambirejo Village of Sragen regency is 5000 m3 with domestic
requirement of 2864,35 m3 / s, non domestic requirement equal to 859,31 m3 / s,
and requirement of livestock equal to 257,79 m3 / s. And the projected requirement
up to 2025 is domestic requirement of 545,20 m3 / s, non domestic requirement
equal to 163,56 m3 / s, and requirement of livestock equal to 49,07 m3 / s.Keywords: retention basin, rain harvest, rational method, Sambirejo Village, domestic water
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya, skripsi dengan judul “Pemanfaatan Embung Tadah Hujan Desa Sambirejo Kabupaten Sragen Sebagai Sarana Pemenuhan Kebutuhan Air Domestik
” tepat pada waktunya. Penelitian ini disusun guna memenuhi salah satu syarat dalam meraih gelar Sarjana Teknik pada Program Studi S1 Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak dalam penulisan skripsi ini sehingga semuanya dapat berjalan lancar. Oleh karena itu Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.
Bapak Ir. Adi Yusuf Muttaqien, M.T., selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan pengarahan selama penulisan skripsi.
2. Ibu Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan pengarahan selama penulisan skripsi.
3. Bapak Setiono, S.T., M.Sc., selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan akademik.
4. Keluarga Penulis yang selalu memberikan dukungan dalam penulisan skripsi.
5. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil UNS 2013 yang terus memberikan semangat dan bantuan dalam penulisan skripsi.
6. Semua pihak yang telah membantu terselesainya skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca khususnya mahasiswa Teknik Sipil.
Surakarta, Agustus 2017 Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. iii MOTTO ............................................................................................................. iv PERSEMBAHAN ................................................................................................ v ABSTRAK ......................................................................................................... vi
ABSTRACT ........................................................................................................ vii
PENGANTAR .................................................................................................. viii DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ................................................................... xv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 4
1.3. Batasan Masalah ....................................................................................... 4
1.4. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 5
1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................... 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 6
2.1.1 Pemanenan Air Hujan............................................................................... 6
2.1.2 Embung .................................................................................................... 6
2.2. Dasar Teori ............................................................................................. 10
2.2.1. Neraca Air .............................................................................................. 10
2.2.2. Peta Topografi ........................................................................................ 11
2.2.3. DAS .................................................................................................... 11
2.2.4. Siklus Hidrologi ..................................................................................... 11
2.2.5. Data Hujan ............................................................................................. 12
2.2.6. Pengisian Data Hujan yang Hilang ......................................................... 12
2.2.7. Uji Konsistensi ....................................................................................... 13
2.2.8. Hujan Wilayah ....................................................................................... 14
2.2.9. Pengukuran Dispersi ............................................................................... 15
2.2.10. Perhitungan Hujan Kala Ulang ............................................................... 17
2.2.11. Pengujian Kecocokan Sebaran ................................................................ 18
2.2.12. Distribusi Hujan Jam-jaman ................................................................... 19
2.2.13. Metode Rasional ..................................................................................... 21
2.2.14. Kebutuhan Air Rumah Tangga (Domestik) ............................................. 22
2.2.15. Kebutuhan Ternak .................................................................................. 23
2.2.16. Kebutuhan Non Domestik ...................................................................... 24
2.2.17. Pertumbuhan Penduduk .......................................................................... 24
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1. Metode Penelitian ................................................................................... 26
3.2. Data .................................................................................................... 26
3.3. Lokasi Penelitian .................................................................................... 26
3.4. Alat yang Digunakan .............................................................................. 28
3.5. Tahapan Penelitian ................................................................................. 28
3.5.1. Pengumpulan Data ................................................................................. 28
3.5.2. Uji Konsistensi Data Hujan .................................................................... 28
3.5.3. Perhitungan Hujan Wilayah .................................................................... 29
3.5.4. Perhitungan Debit berdasarkan Kala Ulang ............................................. 29
3.5.5. Perhitungan Neraca Air .......................................................................... 29
3.5.6. Perhitungan Dimensi Embung ................................................................ 29
3.5.7. Perbandingan Perhitungan Debit Hujan dengan Debit Embung ............... 30
3.5.8. Perhitungan Kebutuhan Domestik........................................................... 30
3.5.9. Perhitungan Kebutuhan Non Domestik ................................................... 30
3.5.10. Perhitungan Kebutuhan Ternak ............................................................... 30
3.5.11. Pemenuhan Kebutuhan Domestik dengan Debit yang Tersedia ............... 30
3.5.12. Pemenuhan Kebutuhan Non Domestik dengan Debit yang Tersedia ....... 31
3.5.13. Pemenuhan Kebutuhan Ternak dengan Debit yang Tersedia ................... 31
3.6. Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 32
BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengumpulan Data ........................................................................ 34
4.2. Pengisian Data Hujan yang Hilang ......................................................... 35
4.3. Uji Konsistensi Data Hujan .................................................................... 43
4.4. Hujan Wilayah ....................................................................................... 44
4.4.1. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan ........................................... 44
4.4.2. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan ........................................ 47
4.5. Analisis Frekuensi .................................................................................. 49
4.5.1. Perhitungan Parameter Statistik .............................................................. 49
4.5.2. Pemilihan Jenis Distribusi Sebaran ......................................................... 50
4.5.3. Uji Kecocokan ........................................................................................ 51
4.6. Hujan Kala Ulang ................................................................................... 52
4.7. Hujan Efektif .......................................................................................... 53
4.8. Pola Agihan Hujan Jam-Jaman ............................................................... 54
4.8.1. Waktu Konsentrasi ................................................................................. 54
4.9. Perhitungan Debit ................................................................................... 55
4.10 Analisis Kebutuhan Air .......................................................................... 56
4.10.1 Pertumbuhan Penduduk .......................................................................... 56
4.11 Kapasitas Tampungan Embung............................................................... 58
4.12 Kebutuhan Air ........................................................................................ 59
4.12.1 Kebutuhan Domestik .............................................................................. 59
4.12.2 Kebutuhan Peternakan ............................................................................ 61
4.12.3 Kebutuhan Non Domestik ...................................................................... 62
4.12.4 Kebutuhan Total ..................................................................................... 62
4.13 Proyeksi Pertumbuhan Penduduk Dengan Kebutuhan Air ....................... 65
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ............................................................................................ 69
5.2. Saran ...................................................................................................... 70 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 71
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Lokasi Penelitian .............................................................................. 4Gambar 3.1 Lokasi Penelitian ............................................................................ 27Gambar 3.2 DAS Lokasi Penelitian .................................................................... 27Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian .................................................................. 33Gambar 4.1 Peta DAS ........................................................................................ 34Gambar 4.2 Peta Stasiun Hujan .......................................................................... 35Gambar 4.3 Uji Konsistensi Data Hujan ............................................................. 44Gambar 4.4 Pemukiman di DAS Sungai Desa Sambirejo ................................... 53Gambar 4.5 Penentuan Kemiringan Sungai ........................................................ 55Gambar 4.6 Penentuan Luas Embung ................................................................. 59Gambar 4.7 Kebutuhan Air ................................................................................ 64Gambar 4.8 Proyeksi Kebutuhan Air .................................................................. 66Gambar 4.9 Kebutuhan Air ................................................................................ 67Gambar 4.10 Proyeksi Penduduk ....................................................................... 68
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Novelty Penelitian Pemanenan Hujan dengan Embung.......................... 7Tabel 2.3 cr Uji Kecocokan Smirnov-Kolmogorov ................................... 19Nilai Δ
Tabel 2.4 Koefisien Kirpich ............................................................................... 20Tabel 2.5 Angka Koefisien Pengaliran ............................................................... 22Tabel 2.6 Standar Kebutuhan Air Domestik (Rumah Tangga) ............................ 23Tabel 2.7 Standar Kebutuhan Air Ternak ........................................................... 24Tabel 4.1 Koordinat Stasiun Hujan..................................................................... 35Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Pengisian Data Hujan yang Hilang ......................... 37Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Kumulatif Hujan Tahunan...................................... 43Tabel 4.4 Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan ....................................... 46Tabel 4.5 Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan .................................... 48Tabel 4.6 Uji Parameter Statistik Data Normal ................................................... 49Tabel 4.7 Uji Parameter Statistik Data Log Normal ............................................ 50Tabel 4.8 Hasil Pemilihan Jenis Distribusi Hujan ............................................... 50Tabel 4.9 Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov ............................................... 51Tabel 4.10 Perhitungan Distribusi Log Pearson Tipe III ..................................... 52Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Hujan Kala Ulang ................................................ 53Tabel 4.12 Hasil Perhitungan Hujan Efektif ....................................................... 54Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Debit .................................................................... 56Tabel 4.14 Data Penduduk ................................................................................. 57Tabel 4.15 Proyeksi Penduduk Tahun 2016 s/d 2025 ......................................... 58Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Debit Tersedia ..................................................... 60Tabel 4.17 Hasil Perhitungan Kebutuhan Domestik ........................................... 61Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Kebutuhan Air Peternakan ................................... 62Tabel 4.19 Perhitungan Kebutuhan Non Domestik ............................................. 62Tabel 4.20 Perhitungan Kebutuhan Air .............................................................. 63Tabel 4.21 Perhitungan Proyeksi Kebutuhan Air ................................................ 65DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
p
= waktu dari permulaan banjir sampai puncak hidrograf banjir (jam)
p
) R e = curah hujan efektif (1 mm) T
2
/detik) A = luas DAS (km
3
= debit puncak banjir (m
r = korelasi
p = hujan rerata kawasan (mm) p i = hujan di stasiun i (mm)
24 = curah hujan maksimum selama 24 jam (mm)
= intensitas hujan untuk lama hujan t (mm/jam) t = lamanya curah hujan (jam) R
t
I
= waktu konsentrasi (jam) L = panjang sungai (km) S = kemiringan sungai (m/m) k = koefisien Kirpich
c
= derajat kegagalan Δcr = nilai kritis uji Smirnov-Kolmogorov H eff = hujan efektif (mm) C = koefisien limpasan t
n = jumlah stasiun hujan X i = besarnya curah hujan daerah (mm) X = rata-rata curah hujan maksimum daerah (mm) Sd = standar deviasi C s = koefisien skewness C k = kofisien kurtosis C v = koefisien variasi X t = curah hujan rencana (mm) X rt = curah hujan rata-rata (mm) k = koefisien untuk distribusi normal Y = koefisien untuk distribusi Gumbel Y n = koefisien untuk distribusi Gumbel ke-n α
Q
T 0,3 = waktu dari pucak banjir sampai 0,3 kali debit puncak banjir (jam) t g = waktu konsentrasi (jam) T
= koefisien HSS ITB-1 (3,7) K p = peak rate factor (m
3
) t i = waktu ke-i (jam) q i = debit waktu ke-i (m
2
) A HSS = luas HSS (km
2
/mm) A DAS = luas DAS (km
2
per s/km
3
= koefisien puncak (1) α
r
p
/detik) C
3
/detik) T L = time lag (jam) C t = koefisien waktu T b = waktu dasar (jam) q(t) = debit berdasarkan waktu (m
3
= waktu keterlambatan (jam) qp = debit puncak (in) Q p = debit puncak limpasan (m
p
= koefisien karakteristik DAS pada HSS Nakayasu (2) S = infiltrasi maksimum yang mungkin terjadi (cm) CN = curve number P = kedalaman hujan (mm) P e = kedalaman hujan efektif (mm) t
= satuan waktu dari curah hujan (jam) α
/detik)