penelusuran banjir dengan - digilib.uns.ac.id · penelitian ini bertujuan untuk mengetahui . ......

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

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

2016


commit to user


commit to user

viii

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

vi

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 m

3/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.

http://id.wikipedia.org/wiki/Air


commit to user

vii

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

viii

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 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang .............................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ......................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ........................................................... 3

1.4. Tujuan .......................................................................... 3

1.5 Manfaat ........................................................................

4

BAB 2 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)............

2.2.3.1 Metode Rata-Rata Aljabar …………..

2.2.3.2 Metode Poligon Thiessen ……………

2.2.3.3 Metode Isohyet ………………………

11

11

11

12

2.2.4. Analisis Frekuensi........................................... 13


commit to user

ix

2.2.5. Pemilihan Jenis Distribusi Sebaran ................ 14

2.2.5.1 Distribusi Normal ............................... 14

. 2.2.5.2 Distribusi Log-normal …………….… 15

2.2.6.

2.2.7.

2.2.8.

2.2.9.

2.2.10.

2.2.11

2.12

2.2.5.3 Distribusi Gumbell …………..………

2.2.5.4 Distribusi Log Pearson Tipe III ……...

Uji Kecocokan Sebaran ...................................

Analisis Frekuensi Hujan ……....................................

Analisis Pola Hujan .........................................

2.2.8.1 Intensitas Hujan Metode Mononobe ….

2.2.8.2 Alternating Block Method (ABM) …...

Perhitungan Debit Banjir Rencana Hidrograf

Satuan Sintesis Soil Consevation Service

(HSS SCS) ………...........................................

Penelusuran Banjir dengan Metode Kinematik.…

2.2.10.1 Persamaan Metode Kinematik………...

2.2.10.2 Persamaan Debit ………..……………

Model Banjir ………..………………..……..…

2.2.11.1 Model Hubungan Debit dengan Tinggi muka

Air ……………………………………

2.2.11.2 Model Hubungan Jarak dengan Tinggi

muka Air…………………………..…

Model Banjir ………..………………..………..

15

15

16

16

17

17

18

20

20

20

22

22

22

22

23

BAB 3 LOKASI PENELITIAN

3.1.

3.2

Jenis Penelitian .............................................. .............

Lokasi Penelitian ..........................................................

24

24

3.3. Tahapan Peneliatan ....................................................... 26

3.3.1. Studi Pustaka .................................................. 26

3.3.2.

3.3.3.

Penngumpulan Data …………………….…..

Pengolahan Data …....................................

26

26

3.3.4. Penyusunan Laporan .................................... 29


commit to user

x

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1.

4.2

Analisis Data Penelitian ...........................................

Uji Kepanggahan Data Hujan .......................................

30

30

4.3. Poligon Thieseen ………….........................................

4.3.1. Plotting Poligon Thiessen .....................................

4.3.2. Perhitungan Poligon Thiessen ..............................

33

33

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.

4.9.

4.10.

4.11

4.12

4.13

4.14

Analisis Frekuensi Hujan ............................................

Analisis Pola Hujan …………………………………...

4.9.1 Intensitas Hujan Metode Mononobe ……………

4.9.2 Alternating Block Method (ABM) ……………...

Data Fisik Daerah Aliran Sungai Temon .......................

Perhitungan Hidrograf Satuan Sintesis (HSS) SCS …..

Perhitungan Penelusuran Banjir Metode Kinematik......

Penyelesaian Model …………………………………...

4.13.1 Model Hubungan Debit dan Tinggi Muka Air…

4.13.2 Model Hubungan Jarak dan Tinggi Muka Air …

Verifikasi Model

14.14.1 Model Hubungan Debit dan Tinggi muka air…

14.14.2 Model Hubungan Debit dan Tinggi muka air…

41

41

41

42

44

44

53

57

57

60

62

62

67

BAB 5 KESIMPULAN……………………………………………….. 69

PENUTUP .............................................................................................

70

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 71

LAMPIRAN


commit to user

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.

Tabel 2.2

Novelty Penelitian Penelusuran Banjir …………………..

Nilai Kritik Q untuk Uji Kepanggahan ………………...

7

10

Tabel 2.3. Parameter Statistik untuk Menentukan Jenis Distribusi … 14

Tabel 2.4.

Tabel 4.1

Tabel Nilai ∆Kritis Uji Kecocokan Smirnov-Kolmogorof.

Data Hujan Tahunan Stasiun Hujan DAS Temon………..

16

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.

Tabel 4.5.

Uji Kepanggahan Pada Stasiun Pencatat Hujan Ngancar

Koefisien Thiessen Stasiun Hujan …………………….

32

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.

Tabel 4.17.

Perolehan Parameter HSS SCS ………………………..…

Variabel Pokok DAS Temon Metode HSS SCS …….…..

45

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.

Tabel. 4.22.

Kemiringan Saluran (Slope) dan Jarak Pias Sungai ….…..

Debit dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (5

Tahun)…………………………………………………….

53

58


commit to user

xii

.

Tabel 4.23. Debit dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (20

Tahun)…………………………………………………….

59

Tabel 4.24. Jarak dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (5

Tahun) ……………………………………………………

60

Tabel 4.25. Jarak dan Tinggi muka air Muka Air Maksimum (20

Tahun)…………………………………………………….

61

Tabel 4.26. Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=0,05%

(5 Tahun) ...................................................................

64

Tabel 4.27. Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=0,05%

(20 Tahun) …………………………………………..……

65

Tabel 4.28. Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=5%

(5 Tahun)…………………………………………….……

68

Tabel 4.29. Interval Kepercayaan Model dengan Signifikan α=5%

(20 Tahun) ……………………………..………………....

68


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1.

Gambar 2.2.

Gambar 2.3.

Pembagian Daerah dengan Cara Poligon Thissen …….…

Koefisien Kurtosis ………………………………………..

Skema Penyelesaian Linear dengan 4 Titik Tinjauan

12

14

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.

Gambar 4.4.

Gambar 4.5.

Gambar 4.6.

Gambar 4.7.

Gambar 4.8.

Gambar 4.9.

Gambar 4.10.

Gambar 4.11.

Gambar 4.12.

Gambar 4.13.

Gambar 4.14.

Gambar 4.15

Gambar 4.16.

Gambar 4.17.

Gambar 4.18.

Grafik Pola Hujan (ABM) 20 Tahunan ……………………

Grafik Hidrograf Satuan Sintetik SCS ……………………..

Hidrograf Satuan Sintesis (HSS) SCS ……………………..

Pembagian Pias Model Sungai …………………………….

Sketsa Perhitungan Pias Ke-1 ……………………………..

Grafik Hubungan Inflow dengan Outflow Pada Perhitungan

Penelusuran Banjir Q20 Pias Ke-1 …………

Skema Kotak Hasil Penelusuran Banjir Metode Kinematik

Sketsa Perhitungan Iterasi Pias Ke-1 ………………………

Sketsa Tinggi Muka Air Maksimum (h) Tiap Pias pada Q5..

Sketsa Tinggi Muka Air Maksimum (h) Tiap Pias pada Q20

Grafik Hubungan Tinggi Muka Air Maksimum dan Debit

Maksimum (5 Tahun) ……………………………………..

Grafik Hubungan Tinggi muka air Maksimum dan Debit

Maksimum (20 Tahun) ………………………….………..

Grafik Hubungan Tinggi muka air Maksimum dan Jarak

Maksimum (5 Tahun) ……………………………………..

Grafik Hubungan Tinggi muka air Maksimum dan Jarak

Maksimum (20 Tahun)…...………………………………….

Grafik Interval Kepercayaan Model (5 Tahun) ……………..

Grafik Interval Kepercayaan Model (20 Tahun) ……………

44

49

53

54

55

56

56

57

58

59

59

60

61

62

66

66


commit to user

xiv

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 = hujan satuan (= 1 mm),


commit to user

xv

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,

penelusuran banjir dengan - digilib.uns.ac.id · penelitian ini bertujuan untuk mengetahui . ......

Documents