pengaruh konstruksi jetty terhadap elevasi muka … · gunung bromo, daerah tengah berupa ......

1

TUGAS AKHIR – RC 1380

PENGARUH KONSTRUKSI JETTY TERHADAP ELEVASI MUKA AIR DI SUNGAI REJOSO SEKITAR MUARA, KABUPATEN PASURUAN, INDONESIA

EFFECT OF JETTY CONSTRUCTION TOWARDS WATER ELEVATION IN REJOSO RIVER ESTUARY, PASURUAN, INDONESIA

ENDY PRHYUONO

NRP 3107 100 121

Dosen Pembimbing :

Ir.Bambang Sarwono, M.Sc

JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2011

2

ABSTRAK

Banjir adalah suatu kondisi dimana terjadi kenaikan elevasi muka air sehingga saluran air tidak dapat lagi menampung air yang mengalir melaluinya, hal ini mengakibatkan air yang berada di saluran tersebut meluap ke daerah sekitarnya. Banjir dapat disebabkan oleh berbagai macam hal seperti rusaknya vegetasi di daerah aliran sungai, pendangkalan akibat sedimentasi, dibangunnnya konstruksi di sungai dan lain sebagainya.

Setiap ada pembangunan konstruksi di sungai akan berpengaruh pada kondisi aliran sungai tersebut. Departemen PU Pengairan Jatim telah merencanakan pembangunan konstruksi jetty di Kali Rejoso guna menanggulangi permasalahan sedimen yang terjadi di muara sungai tersebut. Pembangunan konstruksi jetty ini dipandang sebagai solusi dari permasalahan sedimen yang terjadi, namun perlu dilakukan kajian perubahan elevasi muka air sebagai akibat dari pembangunan jetty tersebut. Tugas akhir ini mengkaji seberapa besar pengaruh pembangunan konstruksi jetty terhadap elevasi muka air serta sedimentasi di Kali Rejoso dengan menggunakan program bantu Hec-Ras versi 4.1.0 sebagai alat bantu permodelannya.

Hasil yang didapat dari permodelan Hec-Ras 4.1.0 menunjukkan bahwa terjadi kenaikan elevasi muka air yang cukup signifikan serta terjadinya perubahan elevasi dasar yang terjadi di daerah sekitar muara Kali Rejoso

Kata kunci : jetty, elevasi muka air, sedimentasi, Hec-Ras 4.1.0

ABSTRACT

Flood is a condition where water elevation is increasing while the channel can no longer accomodate the inflows of water. This condition could make the water in the channel overflows into the surrounding areas to create flood. Flood can be caused by various things such as deforestation in its upstream, sedimentation, construction built on the river, etc. In particular, any construction of water structures on the river will affect the river flow conditions that may also cause flooding.

The Ministry of Public Work in Indonesia has planned a construction of a jetty at the estuary of the Rejoso River to attain the required water depth for the river transportations due to severe sedimentation problems that occur in the river estuary. This jetty construction is innitally seen as a solution to the sedimentation problem. However, no study has ever been conducted to investigate the effect of the jetty construction on the changes of river water, and whether the water changes may also cause flooding into the surrounding areas.

In this paper, assessment has been done on how and what the influence of the jetty construction will be on the water level elevations in the Rejoso River, Pasuruan, East Java, Indonesia. This study was performed with the aid of the HEC-Ras 4.1.0 computer program as a modeling tool, and the results of this study show that significant changes in water level and riverbed elevation in Rejoso River will be affected by the construction of the jetty. It is also predicted that some flooding will occur to the surrounding areas as the impact.

Keywords : Jetty, water elevation, sedimentation, Hec-Ras 4.1.0

3

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Sungai Rejoso atau yang biasa disebut

Kali Rejoso merupakan salah satu dari 4 sungai besar di Kabupaten Pasuruan, Jawa Timur. Kali Rejoso memiliki fungsi sebagai sarana pengendalian banjir, sumber air untuk keperluan irigasi serta pengendalian drainase untuk daerah yang dialirinya. Berbagai fungsi tersebut terkait erat dengan kapasitas sungai terutama kapasitas alur yang tidak lepas dari berbagai macam permasalahan sungai, seperti kondisi aliran, morfologi serta sedimentasi.

Kali Rejoso terletak di Kecamatan Rejoso, Kabupaten Pasuruan. Kali Rejoso mempunyai daerah aliran sungai seluas 158,80 km2 dengan panjang sungai 43,23 km. Daerah hulu berupa perbukitan yang terletak di daerah Gunung Bromo, daerah tengah berupa perumahan dan daerah hilir berupa tambak. Muara Kali Rejoso terletak di Selat Madura.

Kondisi badan sungai Kali Rejoso antara lain curam pada bagian hulu dengan elevasi berkisar antara 600-3000 m di atas permukaan laut dengan kemiringan lebih dari 25%, bagian tengah memiliki elevasi 10-600 m di atas permukaan laut dengan kemiringan 10-25% dan bagian hilir memiliki elevasi 0-10 m di atas permukaan laut dengan kemiringan 0-10%. Kemiringan yang kecil di bagian hilir sungai mengakibatkan peluang terjadinya banjir menjadi besar.

Muara Kali Rejoso memiliki ujung yang terpecah menjadi 2 bagian dengan bagian tengahnya membentuk delta. Bentuk muara yang berbelok ke barat menandakan adanya arah gelombang yang dominan dari sisi timur muara sungai. Kondisi muara berada menghadap atau tegak lurus Selat Madura dengan lebar muara sekitar 60 m serta terdapat banyak tambak di sekitar muara.

Departemen PU Pengairan Jawa Timur berencana untuk membangun konstruksi jetty di bagian hilir Kali Rejoso. Pembangunan konstruksi jetty ini dimaksudkan untuk menanggulangi kerusakan pantai akibat sedimentasi, namun akibat pembangunan ini berpotensi mengakibatkan perubahan muka air pada bagian hilir sungai sekitar muara. Hal ini diakibatkan oleh bertambah panjangnya alur sungai setelah dibangunnnya jetty. Oleh Karena itu pada tugas ahir ini akan dibahas pengaruh

pembangunan jetty tersebut terhadap perubahan elevasi muka air di bagian hilir sekitar muara Kali Rejoso.

Gambar 1.1 Kondisi Muara Kali Rejoso

Pasuruan 2004

Gambar 1.2 Kondisi Muara Kali Rejoso

Pasuruan 2010

Gambar 1.3 Ilustrasi perencanaan Jetty oleh

Dep.PU

1.2 Rumusan Masalah

Dalam tugas ahir ini, permasalahan yang akan dibahas meliputi hal-hal yang terkait

4

dengan analisis aliran, naik-turunnya muka air serta sedimentasi di Kali Rejoso, yaitu:

1. Bagaimanakah kondisi debit dari hulu dan pengaruh pasang surut yang ada di muara sungai?

2. Bagaimanakah kondisi elevasi muka air sungai sebelum dan setelah dibangunnnya konstruksi jetty?

3. Bagaimanakah kondisi sedimentasi di daerah muara Kali Rejoso sebelum dan setelah dibangunnnya konstruksi jetty?

4. Bagaimanakah pengendalian banjir yang tepat apabila terjadi kenaikan elevasi muka air akibat dibangunnnya konstruksi jetty?

1.3 Batasan Masalah

Karena begitu kompleksnya hal yang menjadi bahan studi serta keterbatasan disiplin ilmu penulis, maka ruang lingkup permasalahan yang dibahas dalam tugas ahir ini adalah:

1. Batas wilayah studi meliputi daerah muara dan alur Kali Rejoso hingga jarak ±6,5 km ke arah hulu (sampai pada jembatan di jalan Ir. Djuanda, Pasuruan-Probolinggo).

2. Program bantu HEC-RAS 4.1.0 digunakan sebagai aplikasi permodelan.

3. Data pasang surut air laut menggunakan data peramalan tinggi pasut satu tahun yakni pada tahun 2010 yang dikeluarkan oleh Dinas hidro-oseanografi TNI AL

4. Data curah hujan yang dipakai adalah data sekunder berupa data pengukuran di catchment area Kali Rejoso selama 10 tahun dari tahun 2001 sampai dengan tahun 2010.

5. Data debit pengukuran ialah data AWLR selama satu tahun yakni pada tahun 2010.

6. Konstruksi yang ada di sekitar daerah studi semisal jembatan, pabrik dan plengsengan diabaikan dalam analisis.

7. Pengaruh gelombang dan gerakan sedimen sepanjang pantai tidak diperhitungkan.

1.4 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:

1. Mengetahui debit banjir Kali Rejoso

2. Mengetahui elevasi muka air di muara Kali Rejoso sebelum dan setelah dibangunnya konstruksi jetty

3. Mengetahui jumlah transpor sedimen di muara Kali Rejoso sebelum dan setelah dibangunnya konstruksi jetty

4. Menanggulangi/mengendalikan banjir (akibat naiknya muka air) daerah sekitar muara Kali Rejoso

1.5 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penyusunan tugas akhir ini antara lain:

1. Memberikan solusi jika terjadi banjir di muara Kali Rejoso setelah dibangunnnya konstruksi jetty

2. Menjadi referensi dalam penyelesaian banjir di muara sungai sebagai akibat dari pembangunan konstruksi jetty

1.6 Lokasi Studi

Lokasi studi adalah Kali Rejoso bagian hilir sungai terhitung dari jembatan hingga bagian percabangan pada muara. Kali Rejoso sendiri terletak di Kecamatan Rejoso, Kabupaten Pasuruan. Untuk memperjelas gambar berikut menunjukkan peta lokasi studi

Gambar 1.4 Lokasi Studi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Muara Sungai Muara sungai adalah bagian hilir dari

sungai yang berhubungan dengan laut. Ada dua bagian dari muara sungai, yaitu mulut sungai (river mouth) dan estuari. Mulut sungai adalah bagian paling hilir dari muara sungai yang bertemu langsung dengan laut. Sedangkan estuari adalah bagian dari sungai yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut. Pengaruh

5

pasang surut terhadap sirkulasi aliran (kecepatan, profil muka air, intrusi air asin) di estuari dapat sampai jauh ke hulu sungai, yang tergantung pada tinggi pasang surut, debit sungai dan karakteristik estuari (tampang aliran, kekasaran dinding dan sebagainya).

Muara sungai berfungsi sebagai pengeluaran/pembuangan debit sungai, terutama pada waktu banjir, ke laut. Karena letaknya yang berada di ujung hilir, maka debit aliran di muara adalah lebih besar dibandingkan pada tampang sungai di sebelah hulu. Selain itu muara sungai juga harus melewatkan debit yang ditimbulkan oleh pasang surut, yang bisa lebih besar dari debit sungai (Triatmojo, 1999). 2.1.1 Morfologi Muara Sungai

Muara sungai dapat dibedakan dalam tiga kelompok yang tergantung pada faktor dominan yang mempengaruhinya. Ketiga faktor dominan tersebut adalah gelombang, debit sungai dan pasang surut (Yuwono,1994). Ketiga faktor tersebut bekerja secara simultan tetapi biasanya salah satunya mempunyai pengaruh yang lebih dominan. Gelombang memberikan pengaruh paling dominan pada sungai kecil yang bermuara di laut terbuka (luas), sebaliknya sungai besar yang bermuara di laut tenang didominasi oleh debit sungai (Triatmojo, 1999).

2.1.1.1 Muara yang Didominasi Gelombang Laut

Gelombang besar yang terjadi pada pantai berpasir dapat menyebabkan angkutan sedimen pasir, baik dalam arah tegak lurus maupun sejajar pantai. Dari kedua jenis transport tersebut, transport sedimen sepanjang pantai adalah yang paling dominan (Triatmojo, 1999). Transpor sedimen sepanjang pantai terdiri dari dua komponen yaitu transport sedimen dalam bentuk mata gergaji di garis pantai dan transpor sepanjang pantai di daerah antara garis pantai dan garis gelombang pecah. Angkutan sedimen tersebut dapat bergerak masuk ke muara sungai dan karena di daerah tersebut kondisi gelombang sudah tenang maka sedimen akan mengendap. Banyaknya endapan tergantung pada gelombang dan ketersedian sedimen di pantai. Semakin besar gelombang semakin besar angkutan sedimen dan semakin banyak sedimen yang mengendap di muara. Apabila debit sungai kecil kecepatan arus tidak mampu mengerosi endapan tersebut sehingga muara sungai dapat benar-benar tertutup oleh sedimen.

2.1.1.2 Muara yang Didominasi Debit Sungai Muara ini terjadi pada sungai dengan

debit sepanjang tahun cukup besar yang bermuara di laut dengan gelombang relatif kecil. Sungai tersebut membawa angkutan sedimen dari hulu cukup besar. Sedimen yang sampai di muara sungai merupakan sedimen suspensi dengan diameter partikel sangat kecil, yaitu dalam beberapa mikron (Triatmojo, 1999). Sifat-sifat sedimen kohesif ini lebih tergantung pada gaya-gaya permukaan dari pada gaya berat, yang berupa gaya tarik menarik dan gaya tolak menolak. Mulai salinitas air sekitar 1 sampai 3 ‰, gaya tolak menolak antara partikel berkurang dan partikel-partikel tersebut akan bergabung membentuk flokon dengan diameter jauh lebih besar dari partikel individu serta kecepatan endapnya meningkat tajam. Pada waktu air surut sedimen tersebut akan terdorong ke

Muara dan menyebar di laut. Selama periode sekitar titik balik di mana kecepatan aliran kecil, sebagian suspensi mengendap. Saat berikutnya di mana air mulai pasang, kecepatan aliran bertambah besar dan sebagian suspensi dari laut masuk kembali ke sungai bertemu sedimen yang berasal dari hulu.

Selama periode dari titik balik ke air pasang maupun air surut kecepatan aliran bertambah sampai mencapai maksimum dan kemudian berkurang lagi. Di alur sungai, terutama pada waktu air surut kecepatan aliran besar, sehingga sebagian sedimen yang diendapkan tererosi kembali. Tetapi di depan muara di mana aliran telah menyebar, kecepatan aliran lebih kecil sehingga tidak mampu mengerosi semua sedimen yang telah diendapkan. Dengan demikian dalam satu siklus pasang surut jumlah sedimen yang mengendap lebih banyak daripada yang tererosi, sehingga terjadi pengendapan di depan mulut sungai. Proses tersebut terjadi terus menerus sehingga muara sungai akan maju ke arah laut membentuk delta.

2.1.1.3 Muara Yang Didominasi Pasang Surut

Apabila tinggi pasang surut cukup besar, volume air pasang yang masuk sungai sangat besar (Triatmojo, 1999). Air laut akan berakumulasi dengan air dari hulu sungai. Pada waktu air surut, volume air yang sangat besar tersebut mengalir keluar dalam periode waktu tertentu yang tergantung pada tipe pasang surut. Kecepatan arus selama air surut tersebut besar, yang cukup potensial membentuk muara sungai.

6

Muara sungai tipe ini berbentuk corong atau lonceng. Angkutan sedimen berasal dari sungai dan laut. Beberapa endapan terjadi di muara sungai. Di sebagian besar perairan di Indonesia tinggi pasang surut adalah kecil, yaitu berkisar antara 1 dan 2 m, sehingga tidak terbentuk muara sungai tipe ini.

2.1.2 Sifat-Sifat Morfologi Muara Sungai

Muara sungai berada di bagian hilir dari daerah aliran sungai, yang menerima masukan debit di ujung hulunya. Pada periode pasang muara sungai juga menerima debit aliran yang ditimbulkan oleh pasang surut. Dalam satu periode pasang dengan durasi sekitar 6 atau 12 jam, di estuari terkumpul massa air dalam jumlah sangat besar.

Pada waktu periode surut dengan durasi yang hampir sama, volume air tersebut harus dikeluarkan ke laut, sehingga menyebabkan kecepatan aliran yang besar. Fenomena tersebut berlangsung terus menerus, sehingga morfologi estuari akan menyesuaikan diri dengan gaya-gaya hidro dinamis yang bekerja padanya. Tampang aliran estuari menjadi besar untuk dapat melewatkan debit aliran tersebut. Biasanya kedalaman dan lebar estuari lebih besar daripada di daerah hulunya.

2.2 Pasang Surut

Pasang surut adalah fluktuasi muka air laut karena adanya gaya tarik benda-benda di langit (Triatmojo, 1999), terutama matahari dan bulan terhadap massa air laut di bumi . Meskipun massa bulan jauh lebih kecil dari massa matahari, tetapi karena jaraknya terhadap bumi jauh lebih dekat, maka pengaruh gaya tarik bulan terhadap bumi lebih besar dari pada pengaruh gaya tarik matahari. Gaya tarik bulan mempengaruhi pasang surut adalah 2,2 kali lebih besar dari pada gaya tarik matahari.

Pengetahuan tentang pasang surut adalah penting di dalam perencanaan bangunan pantai dan pelabuhan. Elevasi muka air tertinggi dan terendah sangat penting untuk merencanakan bangunan-bangunan tersebut.

2.2.1 Kurva Pasang Surut

Tinggi pasang surut adalah jarak vertikal antara air tertinggi dan air terendah yang berurutan. Periode pasang surut adalah waktu yang diperlukan dari posisi muka air pada air rerata ke posisi yang sama berikutnya. Periode pada mana muka air naik disebut pasang, sedang pada saat air turun disebut surut. Variasi muka

air menimbulkan arus yang disebut dengan arus pasang surut. Titik balik (slack) adalah saat di mana arus berbalik antara arus pasang dan arus surut. Titik balik ini bisa terjadi pada saat muka air tertinggi dan muka air terendah. Pada saat tersebut kecepatan arus adalah nol (Triatmojo, 1999).

2.2.2 Pembangkitan Pasang Surut

Gaya-gaya pembangkit pasang surut ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara bumi, bulan dan matahari. Penjelasan terjadinya pasang surut dilakukan hanya memandang suatu sistim bumi-bulan (Triatmojo, 1999), sedang untuk sistem bumi-matahari penjelasannya adalah identik. Dalam penjelasan ini dianggap bahwa permukaan bumi, yang apabila tanpa pengaruh gaya tarik bulan, tertutup secara merata oleh laut. Rotasi bumi menyebabkan elevasi muka air laut di khatulistiwa lebih tinggi daripada di garis lintang yang lebih tinggi. Tetapi karena pengaruhnya yang seragam di sepanjang garis lintang yang sama, sehingga tidak bisa diamati sebagai variasi pasang surut. Oleh karena itu rotasi bumi tidak menimbulkan pasang surut (dianggap bumi tidak berotasi). 2.2.3 Tipe Pasang Surut

Pasang surut dibedakan dalam empat tipe (Triatmojo, 1999): • Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide). • Dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut dengan tinggi yang hampir sama dan pasang surut terjadi secara berurutan secara teratur. Periode pasang surut rerata adalah 12 jam 24 menit. • Pasang surut harian tunggal (diurnal tide) • Dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut. Periode pasang surut adalah 24 jam 50 menit. • Pasang surut campuran condong ke harian ganda (mixed tide prevailing semi diurnal). • Dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut, tetapi tinggi dan periodenya berbeda. • Pasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed tide prevailing diurnal) • Dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air

7

surut, tetapi kadang-kadang untuk sementara waktu terjadi dua kali pasang dan dua kali air surut dengan periode yang sangat berbeda. 2.3 Analisis Hidrologi

2.3.1 Curah Hujan Rerata Maksimum

Untuk menghitung curah hujan rerata maksimum digunakan metoda Thiessen Polygon. 2.3.1.1 Metoda Thiessen Polygon

Perhitungan hujan rerata dengan metoda Thiessen Polygon ini menggunakan faktor pengaruh daerah yang merupakan perbandingan antara luas yang diwakili oleh luasan satu stasiun penakar dengan luas DAS keseluruhan yang merupakan faktor pembobot atau disebut juga sebagai koefisien Thiessen. Berikut adalah cara yang digunakan untuk memperoleh poligon-poligon tersebut:

Hubungkan masing-masing stasiun dengan garis lurus sehingga terbentuk beberapa segitiga.

Buat sumbu-sumbu tegak lurus pada polygon segitiga tersebut sehingga titik potong sumbu akan membentuk poligon baru.

Poligon baru inilah merupakan batas daerah pengaruh masing-masing stasiun penakar hujan yang kemudian dipakai untuk menentukan hujan rerata. Sedangkan untuk perhitungan hujan rerata digunakan persamaan sebagai berikut :

dengan:

= curah hujan daerah R1, R2,Rn = curah hujan di tiap titik pengamatan A1, A2, An = bagian luas yang mewakili tiap titik pengamatan W1, W2, Wn = koefisien Thiessen n = jumlah titik pengamatan

Pada pengerjaan tugas ahir ini digunakan

data curah hujan harian dari 7 stasiun hujan yaitu stasiun hujan Kawisrejo, Gading, Lumbang, Ranu Grati, Panditan dan Kwd Grati,

Winongan, dengan lama pengamatan pada masing-masing stasiun adalah 10 tahun yaitu dari tahun 2001 sampai 2010.

2.3.2 Parameter Dasar Statistik

Sistem hidrologi adalah sebuah fenomena yang tidak dapat dipastikan.Banyak hal diluar perkiraan yang sering terjadi.Untuk itulah diperlukan Analisis frekuensi yang dimaksudkan untuk menghitung besarnya peristiwa ekstrim yang terjadi.Namun selain perhitungan frekuensi, diperlukan juga penerapan distribusi kemungkinan sebagai pembanding. Selain itu, parameter dasar statistik (khususnya skewnessdan koefisien Kurtosis) ini juga menentukandalam pemilihan distribusi frekuensi yang akan dipakai. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 1.

• Nilai rerata (mean )

Nilai rerata adalah sebuah nilai yang

diambil karena dianggap dapat mewakili dari beberapa nilai yang mungkin didapatkan dari data-data. Berikut adalah cara menentukan nilai rerata :

………………….... (2-3) (Soewarno,1995) dengan :

= nilai rerata Xi = nilai pengukuran dari suatu

variatif n = jumlah data

• Standar Deviasi dan Varian

σ …………………...(2-4)

v = ( σ ) 2 …………………….........(2-5) (Soewarno, 1995) dimana : σ = Standart Deviasi n = Jumlah data

= Nilai rerata Xi = Nilai varian ke-i

• Skewness Skewness (kemencengan) adalah suatu

nilai yang menunjukkan derajat ketidaksimetrisan (asimetri) dari suatu bentuk distribusi.Pengukuran kemencengan adalah mengukur seberapa besar suatu kurva frekuensi

8

dari suatu distribusi tidak simetris atau menceng. Umumnya ukuran kemencengan dinyatakan dengan besarnya koefisien kemencengan (coefficient of skewness) dan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Untuk sampel : ……………….. (2-6)

(Soewarno,1995) dimana : Cs = Koefisien Skewness σ = Standar deviasi = Nilai rerata

xi = Nilai varian ke-i n = Banyaknya data

• Koefisien Kurtosis Koefisien Kurtosis digunakan untuk

mengukur distribusi variable, yang merupakan puncak distribusi.Biasanya hal ini dibandingkan dengan distribusi normal yang mempunyai koefisien kurtosis.

………….. (2-7) (Soewarno,jilid 1,Tahun1995) dimana : σ = Standart Deviasi = Nilai rerata

n = Banyaknya data

2.3.3 Curah Hujan Rancangan dengan Analisis Frekuensi

Curah hujan rancangan untuk periode ulang tertentu secara statistik dapat diperkirakan berdasarkan seri data curah hujan harian maksimum tahunan (maximum annual series) jangka panjang dengan analisis distribusi frekuensi. Curah hujan rancangan/desain ini biasanya dihitung untuk periode ulang 2, 5, 10, 20 atau 25, 50, 100 tahun).

Untuk mencari distribusi yang cocok dengan data yang tersedia dari pos-pos penakar hujan yang ada di sekitar lokasi pekerjaan perlu dilakukan Analisis Frekuensi. Analisis frekuensi dapat dilakukan dengan seri data hujan maupun data debit. Jenis distribusi frekuensi yang banyak digunakan dalam hidrologi adalah distribusi Gumbel, Log Pearson Type III dan Normal.

2.3.3.1 Metoda Distribusi Gumbel

Perhitungan curah hujan rancangan dengan metoda Gumbel dapat menggunakan

persamaan distribusi empiris sebagai berikut (Soewarno, 1995) :

Rt = Rr + K.Sx ………………….. (2-10)

dimana : Rt = Curah hujan dengan dengan periode ulang T tahun (mm) Rr = Curah hujan rerata hasil pengamatan n tahun di lapangan (mm) Sx = Standar deviasi dari hasil pengamatan selama n tahun K = Faktor probabilitas, untuk harga-harga ekstrem

Sedangkan K dapat dinyatakan dalam

persamaan berikut ini :

SnYnYtrK −

= ………………….. (2-11)

dengan : Ytr = Reduced variete sebagai fungsi periode ulang T Yn = Reduced mean sebagai fungsi dari banyaknya data n (Tabel 2.2) Sn = Reduced standart deviation sebagai fungsi dari banyaknya data n (Tabel 2.3)

Sedang reduced variate ( Ytr ) dapat

dinyatakan dalam persamaan berikut ini: ………….. (2-12)

dengan Tr = Periode ulang hujan untuk curah hujan tahunan rerata.

Tabel 2.2 Hubungan Reduced Mean Yn vs

Besarnya Sample n

10 0.4952 29 0.5353 48 0.5477 67 0.5538 86 0.55811 0.4996 30 0.5362 49 0.5481 68 0.554 87 0.558112 0.5035 31 0.5371 50 0.5485 69 0.5543 88 0.558313 0.507 32 0.538 51 0.5489 70 0.5545 89 0.558514 0.51 33 0.5388 52 0.5493 71 0.5545 90 0.558615 0.5128 34 0.5396 53 0.5497 72 0.5548 91 0.558716 0.5157 35 0.5402 54 0.5501 73 0.555 92 0.558917 0.5181 36 0.541 55 0.5504 74 0.5552 93 0.559118 0.5202 37 0.5418 56 0.5508 75 0.5559 94 0.559219 0.522 38 0.5424 57 0.5511 76 0.5561 95 0.559320 0.5236 39 0.543 58 0.5515 77 0.5563 96 0.559521 0.5252 40 0.5436 59 0.5518 78 0.5565 97 0.559622 0.5268 41 0.5442 60 0.5521 79 0.5567 98 0.559823 0.5283 42 0.5448 61 0.5524 80 0.5569 99 0.559924 0.5296 43 0.5453 62 0.5527 81 0.557 100 0.5625 0.5309 44 0.5458 63 0.5527 82 0.557226 0.532 45 0.5463 64 0.553 83 0.557427 0.5332 46 0.5468 65 0.5533 84 0.557628 0.5343 47 0.5473 66 0.5535 85 0.5578

Ynn n nn Yn n Yn Yn Yn

9

Tabel 2.3 Hubungan Reduced Standart Deviation Sn dengan Besarnya Sample n

10 0.9496 29 1.1086 48 1.1574 67 1.1824 86 1.19811 0.9676 30 1.1124 49 1.159 68 1.1834 87 1.198712 0.9833 31 1.1159 50 1.1607 69 1.1844 88 1.199413 0.9971 32 1.1193 51 1.1623 70 1.1854 89 1.200114 1.0095 33 1.1226 52 1.1638 71 1.1863 90 1.200715 1.0206 34 1.1255 53 1.1658 72 1.1873 91 1.201316 1.0316 35 1.1285 54 1.1667 73 1.1881 92 1.20217 1.0411 36 1.1313 55 1.1681 74 1.189 93 1.202618 1.0493 37 1.1339 56 1.1696 75 1.1898 94 1.203219 1.0565 38 1.1363 57 1.1708 76 1.1906 95 1.203820 1.0628 39 1.1388 58 1.1721 77 1.1915 96 1.204421 1.0696 40 1.1413 59 1.1734 78 1.1923 97 1.204922 1.0754 41 1.1436 60 1.1747 79 1.193 98 1.205523 1.0811 42 1.1458 61 1.1759 80 1.1938 99 1.20624 1.0864 43 1.148 62 1.17 81 1.1945 100 1.206525 1.0915 44 1.1499 63 1.1782 82 1.195326 1.0961 45 1.1519 64 1.1793 83 1.195927 1.1004 46 1.1538 65 1.1803 84 1.196728 1.1047 47 1.1557 66 1.1814 85 1.1973

Snn Sn n n n nSn Sn Sn

2.3.3.2 Metoda Distribusi Normal

Perhitungan curah hujan rancangan dengan metoda Distribusi Normal dapat menggunakan persamaan distribusi empiris sebagai berikut (Soewarno, 1995):

).( SkXX += ……………….. (2-13) Dengan : X = Perkiraan nilai yang diharapkan

terjadi dengan besar Peluang tertentu atau pada periode

ulang tertentu. X = Nilai rerata hitung variat

S = Deviasi standar nilai variat k = Variabel reduksi Gauss

2.3.3.3 Metoda Distribusi Log Pearson Type III Distribusi Log – Pearson III adalah

perkembangan fungsi probabilitas yang dilakukan oleh Pearson sehingga dapat dipakai untuk hampir semua distribusi probabilitas empiris.

Adapun langkah-langkah dari penggunaan distribusi Log – Pearson Tipe III adalah sebagai berikut :

• Mengubah data hujan ( X ) menjadi dalam bentuk Logaritmik (Y = Log X ) ………………. (2-14)

• Menghitung harga hujan rerata …….……....…. (2-15)

• Menghitung harga standart deviasi

……...… (2-16)

• Menghitung koefisien kemencengan • Menghitung Logaritma hujan dengan

periode ulang n tahun menggunakan persamaan :

Yt = + K.s ………..……....…. (2-17) • Menghitung curah hujan dengan

menggunakan antilog Y

Dengan: X = Hujan dengan masa ulang T Y = Antilog curah hujan = Antilog curah hujan rerata S = Standart Deviasi K = Faktor Distribusi Log - Pearson

Tipe III seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.4 berikut

Tabel 2.4 Harga K pada Distribusi Log

Pearson III (Untuk Cs Positif)

1.01 1.052 1.111 1.25 2 5 10 25 50 100 200 1000

99 95 90 80 50 20 10 4 2 1 0.5 0.10 -2.326 -1.645 -1.282 -0.842 0 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326 2.576 3.09

0.1 -2.252 -1.616 -1.27 -0.846 -0.017 0.836 1.292 1.785 2.107 2.4 2.67 3.2350.2 -2.175 -1.586 -1.258 -0.85 -0.033 0.83 1.301 1.818 2.159 2.472 2.763 3.380.3 -2.104 -1.555 -1.245 -0.853 -0.05 0.824 1.309 1.849 2.211 2.544 2.856 3.5250.4 -2.029 -1.524 -1.231 -0.855 -0.066 0.816 1.317 1.88 2.261 2.615 2.949 3.670.5 -1.955 -1.491 -1.216 -0.856 -0.083 0.808 1.323 1.91 2.311 2.686 3.041 3.8150.6 -1.88 -1.458 -1.2 -0.857 -0.099 0.8 1.328 1.939 2.359 2.755 3.132 3.960.7 -1.806 -1.423 -1.183 -0.857 -0.116 0.79 1.333 1.967 2.407 2.824 3.223 4.1050.8 -1.733 -1.388 -1.166 -0.856 -0.132 0.78 1.336 1.993 2.453 2.891 3.312 4.250.9 -1.66 -1.353 -1.147 -0.854 -0.148 0.769 1.339 2.018 2.498 2.957 3.401 4.3951 -1.588 -1.317 -1.128 -0.852 -0.164 0.758 1.34 2.043 2.542 3.022 3.489 4.54

1.1 -1.518 -1.28 -1.107 -0.848 -0.18 0.745 1.341 2.006 2.585 3.087 3.575 4.681.2 -1.449 -1.243 -1.086 -0.844 -0.195 0.732 1.34 2.087 2.626 3.149 3.661 4.821.3 -1.388 -1.206 -1.064 -0.838 -0.21 0.719 1.339 2.108 2.666 3.211 3.745 4.9651.4 -1.318 -1.163 -1.041 -0.832 -0.225 0.705 1.337 2.128 2.706 3.271 3.828 5.111.5 -1.256 -1.131 -1.018 -0.825 -0.24 0.69 1.333 2.146 2.743 3.33 3.91 5.251.6 -1.197 -1.093 -0.994 -0.817 -0.254 0.675 1.329 2.163 2.78 3.388 3.99 5.391.7 -1.14 -1.056 -0.97 -0.808 -0.268 0.66 1.324 2.179 2.815 3.444 4.069 5.525

1.8 -1.087 -1.02 -0.945 -0.799 -0.282 0.643 1.318 2.193 2.848 3.499 4.147 5.66

1.9 -1.037 -0.984 -0.92 -0.788 -0.294 0.627 1.31 2.207 2.881 3.553 4.223 5.785

2 -0.99 -0.949 -0.895 -0.777 -0.307 0.609 1.302 2.219 2.912 3.605 4.298 5.91

2.1 -0.946 -0.914 -0.869 -0.765 -0.319 0.592 1.294 2.23 2.942 3.656 4.372 6.055

2.2 -0.905 -0.882 -0.844 -0.752 -0.33 0.574 1.284 2.24 2.97 3.705 4.454 6.2

2.3 -0.867 -0.85 -0.819 -0.739 -0.341 0.555 1.274 2.248 2.997 3.753 4.515 6.333

2.4 -0.832 -0.819 -0.795 -0.725 -0.351 0.537 1.262 2.256 3.023 3.8 4.584 6.467

2.5 -0.799 -0.79 -0.771 -0.711 -0.36 0.518 1.25 2.262 3.048 3.845 3.652 6.6

2.6 -0.769 -0.762 -0.747 -0.696 -0.368 0.499 1.238 2.267 3.071 3.889 4.718 6.73

2.7 -0.74 -0.736 -0.724 -0.681 -0.376 0.479 1.224 2.272 3.097 3.932 4.783 6.86

2.8 -0.714 -0.711 -0.702 -0.666 -0.384 0.46 1.21 2.275 3.114 3.973 4.847 6.99

2.9 -0.69 -0.688 -0.681 -0.651 -0.39 0.44 1.195 2.277 3.134 4.013 4.909 7.12

3 -0.667 -0.665 -0.66 -0.636 -0.396 0.42 1.18 2.278 3.152 4.051 4.97 7.25

Cs

Kala Ulang

Kemungkinan Terjadinya Banjir (%)

Tabel 2.5 Harga G pada Distribusi Log Pearson III

(Untuk Cs Negatif ) 1.01 1.052 1.111 1.25 2 5 10 25 50 100 200 1000

99 95 90 80 50 20 10 4 2 1 0.5 0.1

0 -2.326 -1.645 -1.282 -0.842 0 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326 2.576 3.09

-0.1 -2.4 -1.673 -1.292 -0.836 0.017 0.846 1.27 1.716 2 2.252 2.482 2.95

-0.2 -2.472 -1.7 -1.301 -0.83 0.033 0.85 1.258 1.68 1.945 2.178 2.388 2.81

-0.3 -2.544 -1.726 -1.309 -0.824 0.05 0.853 1.245 1.643 1.89 2.104 2.294 2.675

-0.4 -2.615 -1.75 -1.317 -0.816 0.066 0.855 1.231 1.606 1.834 2.029 2.201 2.54

-0.5 -2.686 -1.774 -1.323 -0.808 0.083 0.856 1.216 1.567 1.777 1.955 2.108 2.4

-0.6 -2.755 -1.797 -1.328 -0.8 0.099 0.857 1.2 1.528 1.72 1.88 2.016 2.275

-0.7 -2.824 -1.819 -1.333 -0.79 0.116 0.857 1.183 1.488 1.663 1.806 1.926 2.15

-0.8 -2.891 -1.839 -1.336 -0.78 0.132 0.856 1.166 1.448 1.606 1.733 1.837 2.035

-0.9 -2.957 -1.858 -1.339 -0.769 0.148 0.854 1.147 1.407 1.549 1.66 1.749 1.91

-1 -3.022 -1.877 -1.34 -0.758 0.164 0.852 1.128 1.366 1.492 1.588 1.664 1.8

-1.1 -3.087 -1.894 -1.341 -0.745 0.18 0.848 1.107 1.324 1.435 1.518 1.581 1.713

-1.2 -3.149 -1.19 -1.34 -0.732 0.195 0.844 1.086 1.282 1.379 1.449 1.501 1.625

-1.3 -3.211 -1.925 -1.339 -0.719 0.21 0.838 1.064 1.24 1.324 1.383 1.424 1.545

-1.4 -3.271 -1.938 -1.337 -0.705 0.225 0.832 1.041 1.198 1.27 1.318 1.351 1.465

-1.5 -3.33 -1.951 -1.333 -0.69 0.24 0.825 1.018 1.157 1.217 1.318 1.351 1.373

-1.6 -3.388 -1.962 -1.329 -0.875 0.254 0.817 0.994 1.116 1.166 1.197 1.216 1.28

-1.7 -3.444 -1.972 -1.324 -0.66 0.268 0.808 0.97 1.075 1.116 1.14 1.155 1.205

-1.8 -3.499 -1.981 -1.318 -0.643 0.282 0.799 0.945 1.035 1.069 1.087 1.097 1.13

-1.9 -3.553 -1.989 -1.31 -0.627 0.294 0.788 0.92 0.996 1.023 1.037 1.044 1.065

-2 -3.605 -1.996 -1.302 -0.609 0.307 0.777 0.895 0.959 0.98 0.99 0.995 1

-2.1 -3.656 -2.001 -1.294 -0.592 0.319 0.765 0.869 0.923 0.939 0.946 0.949 0.955

-2.2 -3.705 -2.006 -1.284 -0.574 0.33 0.752 0.844 0.888 0.9 0.905 0.907 0.91

-2.3 -3.753 -2.009 -1.274 -0.555 0.341 0.739 0.819 0.855 0.864 0.867 0.869 0.874

-2.4 -3.8 -2.011 -1.262 -0.537 0.351 0.725 0.795 0.823 0.83 0.832 0.833 0.838

-2.5 -3.845 -2.012 -1.29 -0.518 0.36 0.711 0.771 0.793 0.798 0.799 0.8 0.802

-2.6 -3.889 -2.013 -1.238 -0.499 0.368 0.696 0.747 0.764 0.768 0.769 0.769 0.775

-2.7 -3.932 -2.012 -1.224 -0.479 0.376 0.681 0.724 0.738 0.74 0.74 0.741 0.748

-2.8 -3.973 -2.01 -1.21 -0.46 0.384 0.666 0.702 0.712 0.714 0.714 0.714 0.722

-2.9 -4.013 -2.007 -1.195 -0.44 0.33 0.651 0.681 0.683 0.689 0.69 0.69 0.695

-3 -4.051 -2.003 -1.18 -0.42 0.39 0.636 0.66 0.666 0.666 0.667 0.667 0.668

Kala Ulang

Kemungkinan Terjadinya Banjir (%)Cs

10

Tabel 2.6 Syarat Pemilihan Distribusi

Gumbel 5.402 1.139Normal 3 0Log Pearson Type III bebas bebas

Jenis Metoda Distribusi Ck Cs

2.3.4 Uji Distribusi Analisis Frekuensi

Untuk menentukan kecocokan distribusi frekuensi dengan sampel data terhadap fungsi distribusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi tersebut diperlukan pengujian parameter, yaitu :

• Uji Chi Square ( Uji Chi – Kuadrat ) • Uji Smirnov – Kolmogorov

Apabila dari pengujian terhadap distribusi frekuensi bisa sesuai parameter uji keduanya maka perumusan persamaan tersebut dapat diterima. 2.3.4.1 Uji Chi Square

Uji Chi – Square dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilh dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Pengambilan keputusan uji ini menggunakan parameter . Oleh karena itu disebut dengan uji Chi Square. Parameter dapat dihitung dengan rumus (Soewarno,op.jilid 1,Tahun1995):

……….. (2-18)

Dimana :

= Parameter Chi – Square terhitung

G = Jumlah sub – kelompok Oi = Jumlah nilai pengamatan pada

sub kelompok ke-i Ei = Jumlah nilai teoritis pada sub

kelompok ke – i

Prosedur uji Chi Square adalah : 1. Urutkan data pengamatan (dari besar ke kecil atau sebaliknya) 2. Kelompokkan data menjadi G sub grup, tiap-tiap sub grup minimal 4 data pengamatan.Tidak ada aturan yang pasti tentang penentuan jumlah kelas (grup ), H.A Sturges pada tahun 1926 mengemukakan suatu perumusan untuk menentukan banyaknya kelas, yaitu :

G = 1 + 3.322 log ( n ) ………….. (2-19)

Dimana : G = Banyaknya kelas n = Banyaknya nilai observasi ( data )

3. Jumlahkan data pengamatan sebesar Oi tiap - tiap sub – grup 4. Jumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei 5. Tiap – tiap sub – grup dihitung nilai ( Oi – Ei )2 dan 6. Tentukan derajat kebebasan dk = G – R – 1( nilai R=2, untuk distribusi normal dan binomial; dan nilai R=1, untuk distribusi Poisson ).

Interpretasi hasilnya adalah : 1. Apabila peluang lebih besar dari 5% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan dapat diterima. 2. Apabila peluang lebih kecil dari 1% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan tidak dapat diterima. 3. Apabila peluang berada diantara 1% dan 5% adalah tidak mungkin mengambil keputusan sehingga perlu penambahan data. 2.3.4.3 Uji Smirnov – Kolmogorov

Uji kecocokan Smirnov – Kolmogorov, sering juga disebut uji kecocokan non parametric, karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Prosedurnya adalah sebagai berikut :

Mengurutkan data ( dari besar ke kecil atau sebaliknya ) dan tentukan besarnya peluang dari masing-masing data tersebut:

X1 P(X1) X2 P(X2) Xn P(Xn) Menentukan nilai masing-masing peluang

teoritis dari hasil penggambaran data ( persamaan distribusinya ) ;

X1 P’(X1) X2 P’(X2) Xn P’(Xn) Dari kedua nilai peluang tersebut,

ditentukan nilai selisih terbesarnya antara peluang pengamatan dengan peluang teoritis

D = maksimum [ P(Xm) – P’(Xm)] Berdasarkan tabel nilai kritis (Smirnov – Kolmogorov ), ditentukan nilai Do. Apabila D lebih kecil dari Do maka distribusi teoritis yang digunakan untuk menentukan persamaan distribusi dapat diterima. Apabila D lebih besar dari Do maka distribusi teoritis yang digunakan

11

untuk menentukan persamaan distribusi tidak dapat diterima.

Tabel 2.6 Nilai kritis Do untuk Uji Smirnov –

Kolmogorov

(Sumber : Soewarno,Aplikasi Metoda

Statistik untuk Analisis Data, 1995) 2.3.5 Perhitungan Distribusi Hujan Jam-jaman

Untuk perhitungan debit dengan menggunakan rumus hidrograf satuan sintesis diperlukan data hujan jam-jaman. Distribusi curah hujan jam-jaman dapat dihitung dengan rumus:

……... …………. (2-20) Dimana : Rt = Rerata hujan pada jam ke – i Ro = T = Lama waktu hujan terpusat ( jam ) t = Waktu hujan ( jam )

Untuk menghitung rerata curah hujan pada jam ke – t menggunakan rumus :

…. (2-21) Dimana : Rt’ = Tinggi hujan pada jam ke-t (

mm ) Rt = Rerata tinggi hujan sampai

jam ke-t ( mm ) t = Waktu hujan ( jam ) R(t-1) = Rerata tinggi hujan dari

permulaan sampai jam ke-t ( mm )

Dalam perhitungan distribusi hujan effektif, perumusan yang digunakan adalah sebagai berikut :

…………………. (2-22) Dimana : R = Tinggi hujan effektif ( mm ) C = Koeffisien pengaliran Rt = Tinggi hujan rencana ( mm )

2.4 Koeffisien Pengaliran

Koeffisien pengaliran adalah perbandingan antara air yang mengalir di permukaan tanah dengan air hujan yang jatuh, maka koeffisien pengaliran bergantung pada jenis permukaan tanah dan tata guna lahan daerah aliran. Untuk daerah aliran dimana penggunaannya bervariasi, maka koeffisiennya merupakan gabungan antara nilai koeffisien pengaliran. Dapat dihitung menggunakan persamaan :

…. (2-23)

2.5 Perencanaan debit rencana

Perhitungan debit rencana sangat diperlukan untuk memperkirakan besarnya debit hujan maksimum yang sanagt mungkin pada periode tertentu. Dan metoda yang digunakan adalah Metoda perhitungan Debit Hidrograf Metoda Nakayasu.Pemilihan hidrograf ini disesuaikan dengan karakteristik daerah pengalirannya, di samping itu hidrograf satuan ini banyak digunakan dalam perhitungan banjir rencana di Indonesia. Adapun rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :

……………… (2-24)

(Hidrologi Teknik,Soemarto, 1999) Dimana : Qp :Debit puncak banjir (m3/detik) R :Hujan satuan (mm) A :Luas DAS (km2) Tp :Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam) T0,3 :Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit,

dari debit puncak menjadi 30% dari debit puncak (jam)

12

Untuk mendapatkan Tp dan T0,3 digunakan rumus empiris :

tg = 0,4 + 0,058L bila L > 15 km tg = 0,21 x L0,70 bila L < 15 km Tp = tg + 0,8tr T0,3= α.tg

(Hidrologi Teknik,Soemarto, 1999) Dimana : L = panjang alur sungai ( km ) Tg = waktu konsentrasi ( jam ) Tr = satuan waktu hujan ( diambil 1 jam ) α = Koeffisien pembanding Untuk mencari besarnya koeffisien

pembanding dapat digunakan : α = 1,5 untuk bagian naik hidrograf yang

lambat dan bagian menurun yang cepat α = 2,0 untuk daerah pengaliran biasa α = 3,0 untuk bagian naik hidrograf yang

cepat dan bagian menurun yang lambat Pada kurva turun ( 0 < t< Tp )

…………….….. (2-25) Pada kurva turun ( Tp< t << Tp+T0,3 )

……………. (2-26) Pada kurva turun ( Tp+T0,3< t << Tp + T0,3+1,5T0,3 )

…………..(2-27) Pada kurva turun ( t > Tp+T0,3+1,5T0,3 )

……....…. (2-28) (Hidrologi Teknik,Soemarto,1999)

2.7 Analisis Hidrolika 2.7.1 Analisis Kapasitas sungai

Kapasitas saluran didefinisikan sebagai debit maksimum yang mampu dilewatkan oleh setiap penampang sepanjang saluran. Kapasitas saluran ini digunakan sebagai acuan untuk menyatakan apakah debit yang direncanakan tersebut mampu ditampung saluran eksisting tanpa terjadi peluapan air.

Kapasitas saluran dihitung berdasarkan

rumus : ……………… (2-29)

Dimana : Q = Debit saluran ( m3/detik )

n = Koeffisien kekasaran manning Besarnya nilai koeffisien kekasaran

manning tergantung dari lapisan terluar dari penampang melintang sungai. Jika terdapat lebih dari satu jenis lapisan, maka nilai koeffisien kekasaran yang digunakan adalah koeffisien kekasaran komposit (gabungan keduanya).

Adapun rumus yang bisa digunakan :

……………….. (2-30)

Dimana : R = Jari-jari hidrolik I = Kemiringan energi A = Luas penampang basah (m2)

2.7.2 Aliran

Berdasarkan berubah tidaknya kecepatan aliran terhadap waktu, aliran dibedakan menjadi dua macam, yakni aliran tetap (steady) dan aliran tak tetap (unsteady).

• Aliran Tetap (steady flow)

Aliran tetap menunjukkan bahwa di seluruh analisis aliran diambil asumsi bahwa debit alirannya tetap. Apabila aliran melalui saluran prismatis maka kecepatan aliran juga tetap atau dengan kata lain kecepatan aliran tidak berubah menurut waktu. Dalam bahasa matematis dapat ditunjukkan sebagai berikut:

• Aliran Tak Tetap (unsteady flow)

Aliran tak tetap adalah unsteady adalah kebalikan dari aliran tetap, yakni kecepatan aliran berubah terhadap waktu atau atau dengan bahasa matematis dapat ditunjukkan sebagai berikut:

2.8 Analisis Angkutan Sedimen Terdapat tiga macam angkutan sedimen yang terjadi di dalam alur sungai, yakni wash load, suspended load dan bed load.

a. Wash load Wash load adalah sedimen yang berasal dari proses pelapukan permukaan DAS yang terbawa masuk ke dalam aliran sungai. Proses pelapukan (weathering process) ini terjadi terutama pada saat kemarau, kemudian butiran terseret

13

masuk ke aliran sungai pada saat musim penghujan.

b. Suspended load Suspended load atau yang biasa disebut sedimen layang adalah sedimen yang melayang di dalam aliran karena tersangga oleh turbulensi aliran air. Suspended load terutama terdiri dari pasir halus.

c. Bed load Bed load biasa disebut angkutan dasar. Bed load terdiri dari material lebih besar di dasar saluran dan bergerak menggelincir atau (translate), menggelinding (rotate).

2.8.1 Rumus Total Load Rumus perhitungan angkutan sedimen yang dikemukakan oleh para ahli adalah rumus untuk menghitung jumlah dari suspended load dan bed load, karena akan sangat sulit memprediksi angkutan wash load berdasarkan karakteristik hidrolika sungai (Chih Ted Yang, 1996). Dalam praktiknya, jumlah dari suspended load dan bed load biasa disebut dengan total load. Berikut beberapa rumus perhitungan total load yang dikemukakan para ahli:

a. Rumus Engelund-Hansen (1967)

dengan qt = sedimen V = kecepatan rata-rata S = kemiringan dasar

Sg = spesific grafity h = kedalaman aliran D50 = median diameter sedimen g = percepatan gravitasi τ = tegangan geser γs= berat jenis sedimen γ = berat jenis air

b. Rumus Ackers and White

dengan Ct = sedimen V* = shear velocity n,A,C = koef. Hasil percobaan lab

c. Rumus Yang 1996

d. Rumus Van Rijn e.

dengan qb adalah bed load dan qs adalah suspended load Karena begitu kompleksnya perhitungan angkutan sedimen, Chih Ted Yang (1980) merekomendasikan metoda dalam perhitungan angkutan sedimen ini, yakni: 1. Tentukan jenis data yang dapat diperoleh dengan

mempertimbangkan waktu, beaya dan tenaga/personil

2. Pelajari formula yang ada dan pilih yang sesuai dengan data yang didapat pada butir 1

3. Bandingkan situasi lapangan dan keterbatasan formula yang dipilih, jika lebih dari satu, hitung dan bandingkan hasilnya

4. Tetapkan formula mana yang paling sesuai dengan hasil pengukuran

5. Jika pengukuran tidak dilakukan, maka dapat digunakan prosedur di bawah ini: a. Gunakan rumus Meyer-Peter-Muller jika

material dasar lebih kasar dari 5 mm b. Gunakan rumus Einstein jika bed load

merupakan bagian dominan dari total load c. Gunakan rumus Toffaleti untuk sungai

dengan material dasar pasir cukup besar d. Gunakan rumus Colby untuk sungai dengan

kedalaman kurang dari 3 m e. Gunakan rumus regresi Shen and Hung

untuk flume lab dan sungai yang sangat kecil

f. Gunakan rumus Yang (1973) untuk pasir di laboratorium dan sungai alami

g. Gunakan rumus Yang (1979) untuk sand transport jika unit stream power kritis dapat diabaikan

14

h. Gunakan rumus gravel (1984) atau Parker (1996) untuk bed load dan gravel transport

i. Gunakan rumus modifikasi Yang (1996) untuk aliran non-equilibrium jika konsentrasi wash load tinggi

j. Gunakan rumus Ackers and White untuk aliran sub-kritis pada lower flow regime

k. Gunakan rumus Laursen untuk flume lab dengan sungai dangkal degan pasir halus atau lanau kasar

l. Gunakan rumus MPM untuk bed load dan modifikasi Einstein untuk suspended load guna memperoleh total load

BAB III

METODOLOGI

Konsep yang digunakan untuk mengerjakan tugas ahir ini adalah memeriksa kondisi eksisting kapasitas Kali Rejoso sebelum dibangun konstruksi jetty kemudian menyimulasikannya dengan menggunakan program bantu HEC-RAS 4.1.0. Setelah langkah tersebut dipenuhi kemudian dilakukan simulasi kembali terhadap kondisi sungai dimana konstruksi jetty sudah dibangun. Kemudian dibandingkan output elevasi muka air dari keduanya, apabila terjadi permasalahan (banjir) maka akan dicari solusi yang paling efektif. Penjelasan berikut dimaksudkan untuk memberi gambaran lebih jelas mengenai konsep pengerjaan.

3.1 Survey Pendahuluan dan Studi Literatur

Sebelum mengerjakan tugas akhir ini, dilakukan survey pendahuluan di Kali Rejoso untuk mengetahui kondisi di lapangan serta dapat melihat permasalahan yang terjadi secara langsung di lokasi studi.

Selain survey pendahuluan, dilakukan pula studi literatur. Studi literatur bertujuan untuk menambah wawasan sehingga bisa digunakan dalam memecahkan masalah yang sekiranya akan ditemui dalam pengerjaan tugas akhir ini. 3.2 Tahap Persiapan

Inventarisasi data dari instansi terkait yaitu PU Pengairan Kabupaten Pasuruan terkait masalah penanggulangan banjir antara lain :

• Topografi Kali Rejoso

Data topografi ini digunakan untuk mengetahui lebar dari Daerah Aliran Sungai

Kali Rejoso serta potongan memanjang dan melintang dari Kali Rejoso • Tata Guna Lahan Daerah Studi

Data ini digunakan untuk mengetahui fungsi dari lahan di sekitar DAS Kali Rejoso yang selanjutnya digunakan untuk menentukan nilai koefisien pengaliran. • Data Curah Hujan Kali Rejoso

Data curah hujan digunakan untuk menghitung besarnya debit rencana dari Kali Rejoso. • Data Debit Pengukuran Kali Rejoso

Data pengukuran debit digunakan untuk menganalisis transpor sedimen yang terjadi di Kali Rejoso. • Data Pasang Surut

Data ini digunakan untuk mengetahui tinggi muka air laut ketika keadaan pasang atau surut yang kemudian akan dibandingkan dengan muka air hilir sungai sehingga akan didapatkan jarak terjadinya air balik atau back water dan pengaruhnya terhadap sedimentasi.

3.3 Survey Data Lapangan • Data Sedimen Kali Rejoso

Data sedimen didapat dari pengambilan secara langsung di lapangan dan digunakan untuk menganalisis sedimentasi yang terjadi di muara Kali Rejoso. • Data kecepatan Arus Kali Rejoso

Data kecepatan arus digunakan untuk memeriksa kesesuaian model terhadap kondisi di lapangan (kaliberasi model)

3.4 Analisis Hidrologi

Setelah data yang diperlukan terkumpul kemudian dilakukan analisis hidrologi untuk mengetahui jumlah debit yang terjadi di Kali Rejoso, baik itu debit banjir maupun debit rencana sungai. Di dalam analisis hidrologi terdapat beberapa perhitungan yang langkah-langkahnya akan dipaparkan sebagai berikut:

• Analisis curah hujan rata-rata daerah • Melakukan uji distribusi dan penarikan

kesimpulan • Menghitung tinggi hujan rencana • Menghitung debit banjir rencana

berdasarkan periode ulang 2, 5, 10 dan 25 tahun.

3.6 Running Progam HEC-RAS 4.1.0

Setelah semua data yang dibutuhkan untuk menjalankan aplikasi HEC-RAS 4.1.0 dipenuhi maka langkah selanjutnya adalah

15

mensimulasikan Kali Rejoso dalam program bantu HEC-RAS 4.1.0. Adapun simulasi dilakukan dalam kondisi sebelum dibangun jetty dan setelah dibangun jetty. Dari output masing-masing kondisi kemudian dibandingkan dan apabila terjadi banjir maka akan dicari solusi yang paling tepat dari permasalahan tersebut. Simulasi dari masing-masing kondisi tersebut dengan menggunakan prinsip aliran steady, unsteady serta quasi unsteady (untuk sedimen).

3.7 Flow Chart

BAB IV ANALISIS DATA

4.1 Analisis Hidrologi 4.1.1 Perhitungan Curah Hujan Rerata

Perhitungan curah hujan rata-rata digunakan untuk mengetahui besarnya hujan harian maksimum yang terjadi pada suatu daerah. Dalam pengerjaan tugas akhir ini, digunakan metoda Thiessen sebagai penghitungannya. Metoda Thiessen menggunakan faktor pengaruh daerah yang merupakan perbandingan antara luas yang diwakili oleh luasan satu stasiun penakar dengan luas DAS keseluruhan yang merupakan faktor pembobot atau disebut juga sebagai koefisien Thiessen. Berdasarkan data dari departemen PU Pengairan Kabupaten Pasuruan, terdapat tujuh stasiun hujan yang berada di sekitar DAS Kali Rejoso, yaitu stasiun Puspo, Gading, Winongan, Lumbang, Ranu Grati, dan Panditan.

Tabel 4.1 Perhitungan Koefisien Thiessen

Kawisrejo 23.4 0.065Gading 56.6 0.158Lumbang 115 0.321Ranu Grati 19.7 0.055Panditan 114.2 0.318Kwd Grati 12.8 0.036Winongan 17.1 0.048

TOTAL 358.8 1

Stasiun Hujan WLuas (km2)

Koefisien Thiessen dari masing-masing stasiun hujan didapat dengan menggunakan rumus:

dengan luas Das Kali Rejoso adalah 358,8 km2. Selanjutnya dihitung curah hujan rerata maksimum dengan penjelasan sebagai berikut: Misalkan perhitungan hujan pada tahun 2001 , tanggal 22 Maret, tercatat curah hujan pada stasiun hujan Kawisrejo adalah 0 mm, Gading 81 mm, Lumbang 0 mm, Ranu Grati 131 mm, Panditan 38 mm, Kwd Grati 22 mm serta stasiun hujan Winongan adalah 79 mm sehingga didapat

16

nilai curah hujan rata-rata pada tanggal 22 Maret 2001 adalah:

Perhitungan curah hujan tersebut dilakukan pada tanggal tertentu dengan kriteria terdapat salah satu stasiun hujan yang memiliki curah hujan tertinggi dalam setiap tahunnya. Kemudian dari perhitungan ini didapat curah hujan rerata maksimum (rekapitulasi perhitungan curah hujan rerata secara lengkap disajikan pada lampiran 1).

Dari hasil perhitungan didapat curah hujan rerata maksimum selama 10 tahun antara tahun 2001-2010 pada DAS Kali Rejoso adalah sebesar 80,08 mm. 4.1.2 Analisis Distribusi Frekuensi Analisis distribusi frekuensi digunakan untuk menghitung distribusi curah hujan rencana, metoda distribusi yang digunakan antara lain metoda distribusi Gumbel dan Metoda distribusi Log Pearson Tipe III. 4.1.2.1 Metoda Distribusi Gumbel

Metoda distribusi Gumbel mengharuskan menghitung parameter dasar statistik terlebih dahulu (nilai rerata, standar deviasi, kemiringan serta koefisien kurtosis) sebelum menghitung curah hujan rencana. Khusus untuk nilai rerata dan standar deviasi terdapat faktor reduksi, nilai faktor reduksi ini dapat dilihat pada tabel 2.2 serta tabel 2.3. Dengan menggunakan tabel ini didapat nilai faktor reduksi untuk rerata adalah 0,4952 dan faktor reduksi untuk standar deviasi adalah 0,9496 dengan jumlah data (N) yang digunakan adalah 10 tahun.

Tabel 4.2 Curah Hujan Rerata Per Tahun DAS Kali Rejoso

1 2001 44.172 2002 59.823 2003 77.094 2004 69.915 2005 75.436 2006 82.247 2007 101.998 2008 126.899 2009 77.04

10 2010 86.22

No. Tahun Curah Hujan ( R )

Jumlah Data ( N ) = 10 Nilai Rata-Rata ( ) = 80,08 Standar Deviasi = 22,5 Reduced Mean = 0,4952 Reduced Standar Deviasi = 0,9496

Setelah didapatkan parameter dasar statistik yang diperlukan, kemudian dilakukan perhitungan curah hujan rencana dengan menggunakan metoda distribusi Gumbel dengan periode ulang tertentu berdasarkan persamaan 2.10 sampai dengan persamaan 2.13.

Sebagai contoh, untuk curah hujan periode ulang 10 tahun, maka perhitungannya adalah sebagai berikut:

17

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana

untuk periode Ulang (T) dengan Metoda Distribusi Gumbel

2 0.367 -0.135 77.0435 1.5 1.058 103.885

10 2.25 1.848 121.6625 3.199 2.847 144.13850 3.902 3.588 160.81

100 4.6 4.323 177.348

Periode Ulang (Thn) Yt K Rt

4.1.2.2 Metoda Distribusi Log Pearson Tipe III

Dengan menggunakan persamaan 2.12 sampai dengan persamaan 2.15 pada bab II maka dapat dihitung curah hujan rencana sesuai dengan periode ulang tertentu yang telah ditentukan seperti terlihat pada tabel berikut ini:

Tabel 4.4 Perhitungan Curah Hujan Rencana untuk periode Ulang (T) dengan Metoda Log

Pearson Tipe III

1 2001 44.17 1.6452 2002 59.82 1.7773 2003 77.09 1.8874 2004 69.91 1.8455 2005 75.43 1.8786 2006 82.24 1.9157 2007 101.99 2.0098 2008 126.89 2.1039 2009 77.04 1.887

10 2010 86.22 1.936

No. Tahun Curah Hujan ( R ) Log R (1)

Rerata Log R = 1,882 Standar Deviasi (Sd) = 0,123 Skewness (Cs) = -0,3

Tabel 4.5 Perhitungan Curah Hujan Rencana untuk periode Ulang (T) dengan Metoda Log

Pearson Tipe III

2 0.05 1.8944 78.415 0.853 1.9931 98.43

10 1.245 2.0413 109.9925 1.643 2.0903 123.1150 1.89 2.1207 132.03

100 2.104 2.1470 140.28

X (1)*Sd Rtr (Antilog X)

Periode Ulang (Thn) G

Harga G untuk masing-masing periode ulang dapat dilihat pada tabel 2.4 dengan menggunakan nilai Cs = -0,3. Nilai Rt, yakni perhitungan curah hujan dengan Log Person Tipe III, didapat dari antilog dari X. 4.1.3 Uji Distribusi Analisa Frekuensi 4.1.3.1 Uji Chi-Square

Pengambilan keputusan dengan uji Chi-Square menggunakan parameter X2. Berikut adalah prosedur pengujian dengan Chi-Square: 1. Mengurutkan data pengamatan dari besar ke

kecil 2. Mengelompokkan data menjadi G kelas

dengan tiap kelas terdiri dari minimal 4 data pengamatan. Sedangkan banyak kelas ditentukan oleh persamaan berikut:

3. Menentukan derajat kebebasan dk = G – R – 1 ,dimana nilai R= 2 untuk distribusi normal dk = 4 – 2 – 1 = 1

Dengan derajat kepercayaan α = 5% dan dk = 1, maka diperoleh χkr = 3,841 berdasarkan tabel presentasi distribusi Chi-Square. Dari hasil perhitungan jumlah kelas distribusi (G) = 4 kelas dengan interval peluang (P) = 0,25 maka besarnya peluang untuk setiap kelas adalah :

• kelas 1 : P < 0,25 • kelas 2 : 0,25 < P < 0,50 • kelas 3 : 0,50 < P < 0,75 • kelas 4 : P > 0,75

18

4.1.3.1.1 Uji Distribusi Analisis Frekuensi metode distribusi Gumbel Persamaan dasar yang digunakan dalam metoda distribusi Gumbel adalah : Dari hasil perhitungan sebelumnya pada tabel 4.2 didapatkan : = 80,08 S = 22,5 Untuk harga k dapat dilihat pada tabel variable reduksi Gumbel dibawah ini :

Tabel 4.6 Variasi Reduksi Gumbel

(Sumber:Suwarno, Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data,jilid 1, hal 124)

Berdasarkan persamaan garis lurus : Rt = 80,08 + K.(22,51) , maka Untuk P = 0,75 Rt = 80,08 + 1,240 x 22,511 = 107,99 Untuk P = 0,50 Rt = 80,08 + 0,366 x 22,51 = 88,32 Untuk P = 0,25 Rt = 80,08 + (-0,326) x 22,51 = 73,04 Sehingga, Sub grup 1 : Rt < 73,04 Sub grup 2 : 73,04< Rt < 88,32 Sub grup 3 : 88,32 < Rt < 107,99 Sub grup 4 : Rt > 107,99 Selanjutnya dapat dilakukan perhitungan Chi-Square seperti yang sudah dijelaskan pada Bab II.

Tabel 4.7 Perhitungan Chi-Square untuk metoda Distribusi Gumbel

(Oi-Ei)2

Oi Ei Ei1 3 2.5 0.25 0.12 4 2.5 2.25 0.93 2 2.5 0.25 0.14 1 2.5 2.25 0.9

10 10 2Total

Nilai Batasan Sub Grup

No.Jumlah Data

(Oi-Ei) 2

Rt < 73.0473.04 < Rt < 88.3288.32< Rt < 107.99

Rt > 107.99

Dari tabel diatas dapat disimpulkan:

• χkr = 3,841 • χ2 = 2 • χkr > χ2 dapat diterima

maka persamaan metoda distribusi Gumbel yang diperoleh dapat digunakan untuk menghitung distribusi hujan peluang curah hujan rencana Kali Rejoso. 4.1.3.1.2 Uji Distribusi Analisis Frekuensi Metoda Distribusi Log Pearson III

Persamaan dasar yang digunakan dalam metoda distribusi Log Pearson tipe III adalah: Rt = Rr + K.Sd (persamaan 2-10) Dari hasil perhitungan sebelumnya pada tabel 4.4a didapat hasil sebagai berikut : Rerata Log R (Rr) = 1,882 Standar Deviasi (Sd) = 0,123

Tabel 4.8 Variabel Reduksi Gauss

(Sumber:Suwarno, Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data, jilid 1 , hal 119)

19

Berdasarkan persamaan garis lurus : X = 1,882 + K . ( 0,123 ) Untuk P = 0,75 X = 1,882 + (-0,67 x 0,123) = 1,81 Untuk P = 0,50 X = 1,882 + ( 0 x 0,123) = 1,88 Untuk P = 0,25 X = 1,882 + (0,67 x 0,123) = 1,96 Sehingga, Sub grup 1 : Rt < 1,81 Sub grup 2 : 1,81 < Rt < 1,88 Sub grup 3 : 1,88 < Rt < 1,96 Sub grup 4 : Rt > 1,96 Selanjutnya dapat dilakukan perhitungan Chi-Square seperti yang sudah dijelaskan pada Bab II. Tabel 4.9 Perhitungan Chi-Square untuk metoda

distribusi Log Pearson type III

(Oi-Ei)2

Oi Ei Ei1 2 2.5 0.25 0.12 2 2.5 0.25 0.13 4 2.5 2.25 0.94 2 2.5 0.25 0.1

10 10 1.2

1,88 < Rt < 1,96Rt > 1,96

Total

No.Nilai Batasan Sub

GrupJumlah Data

(Oi-Ei) 2

Rt < 1,811,81 < Rt < 1,88

maka persamaan metoda distribusi Log Pearson Tipe III yang diperoleh dapat juga digunakan untuk menghitung distribusi hujan peluang curah hujan rencana Kali Rejoso. 4.1.3.2 Smirnov Kolmogorov

Uji ini digunakan untuk menguji simpangan horisontal yaitu selisih / simpangan maksimum antara distribusi teoritis dan empiris (D maks).

Tabel 4.10 Perhitungan Uji Smirnov-

Kolmogorov X m P(x)=m/(n+1) P( x< ) f(t)=(x-x̄)/s P' (x) P' ( x< ) D1 2 3 4=1-kol 3 5 6 7 =1-kol 6 8=7-4

126.88 1 0.09 0.91 2.08 0.0188 0.9812 0.0712101.993 2 0.18 0.82 0.97 0.166 0.834 0.01486.214 3 0.27 0.73 0.27 0.3936 0.6064 -0.12482.244 4 0.36 0.64 0.1 0.4602 0.5398 -0.1

77.0826 5 0.45 0.55 -0.13 0.552 0.448 -0.10277.044 6 0.55 0.45 -0.13 0.552 0.448 -0.00275.433 7 0.64 0.36 -0.21 0.5832 0.4168 0.056869.896 8 0.73 0.27 -0.45 0.6736 0.3264 0.056459.821 9 0.82 0.18 -0.9 0.8159 0.1841 0.004144.169 10 0.91 0.09 -1.6 0.9452 0.0548 -0.035

dengan: Jumlah Data = 10 Nilai rata-rata = 80,08 Standart Deviasi = 22,50 Dmax = 0,0712

Do (D kritis) = 0,41 Dari hasil perhitungan dapat diketahui bahwa nilai Do = 0,41 dan Dmax = 0,0712. Karena nilai Do > Dmax, maka distribusi yang diperoleh dapat diterima untuk menghitung distribusi peluang curah hujan rencana dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 4.1.4 Kesimpulan Analisis Frekuensi

Hasil uji kecocokan baik dengan metoda Chi Square maupun Smirnov sama-sama menunjukkan hasil yang dapat diterima, karena perhitungan curah hujan rencana dengan metoda distribusi Gumbel memberikan hasil yang lebih besar, maka akan digunakan dalam pengerjaan tugas ahir ini yakni 144,138 mm untuk periode ulang 25 tahun.

4.1.5 Perhitungan Curah Hujan effektif Periode Ulang

Indonesia merupakan negara dengan iklim tropis yang terdiri dari dua musim yaitu musim kemarau dan musim penghujan. Distribusi hujan yang sering terjadi di Indonesia denga hujan terpusat 5 jam dan koefisien pengaliran sebesar 0,35 berdasarkan hasil perhitungan menggunakan bantuan peta tata guna lahan Daerah Aliran Sungai Kali Kemuning.

Perhitungan rata – rata hujan (Rt) sampai jam ke t adalah:

24

3/224

1 585,015

5=Rt xR

R=

24

3/224

2 368,025

5=Rt xR

R=

24

3/224

3 281,035

5=Rt xR

R=

24

3/224

4 232,045

5=Rt xR

R=

24

3/224

5 200,055

5=Rt xR

R=

Perhitungan distribusi tinggi hujan (RT) pada jam ke t:

RT1 = 1 x R1 = 0,585 x R24 RT2 = 2 x R2 – 1 x R1 = 0,151 x R24 RT3 = 3 x R3 – 2 x R2 = 0,107 x R24 RT4 = 4 x R4 – 3 x R3 = 0,085 x R24 RT5 = 5 x R5 – 4 x R4 = 0,072 x R24

20

Perhitungan distribusi hujan efektif (Re) pada jam ke t: dengan nilai C = 0,527 (berdasarkan perhitungan koeffisien pengaliran)

Re1 = RT1 x C Re2 = RT2 x C Re3 = RT3 x C Re4 = RT4 x C Re5 = RT5 x C

Dari data tata guna lahan, didapatkan

luas dari masing-masing kegunaan lahan. Berikut adalah tabel dan perhitungan nilai koeffisien pengaliran :

Tabel 4.11 Perhitungan Angka Koef. Pengaliran

1 Sawah Irigasi 42.39 0.7 29.6732 Sawah Tadah Hujan 0.00 0.7 0.0003 Semak Belukar 33.50 0.4 13.4004 Pemukiman 15.29 0.6 9.1745 Kebun/Perkebunan 5.40 0.4 2.1606 Hutan 106.51 0.4 42.6047 Rumput/Tanah Kosong 1.64 1.0 1.6408 Tegalan/Ladang 150.59 0.6 90.3549 Rawa 3.48 0.7 2.436

Total 358.80 C gab 0.527

No. Penggunaan LahanLuas

(Km2)C C x Luas

Perhitungan distribusi tinggi hujan efektif periode ulang 25 tahun ditabelkan dalam tabel 4.15 dan tabel 4.16 sebagai berikut:

Tabel 4.12 Perhitungan Distribusi Tinggi Hujan Efektif Periode Ulang 25 Tahun

R max 123.32Rt Re

1 0.585 72.143 38.0032 0.152 18.745 9.8743 0.107 13.195 6.9514 0.085 10.482 5.5225 0.072 8.879 4.677

t (jam) Koefisien Rt

0.527

C

Periode Ulang 25 Tahun

Perhitungan Distribusi Hujan dari hasil tabel 4.16 nantinya akan dipakai untuk perhitungan debit hidrograf satuan Nakayasu. 4.1.6 Perhitungan Hidrograf Banjir

Untuk membuat hidrograf banjir pada sungai - sungai yang tidak ada atau sedikit sekali dilakukan observasi hidrograf banjirnya, maka

perlu dicari karakteristik atau parameter daerah pengaliran tersebut terlebih dahulu, misalnya waktu untuk mencapai puncak hidrograf, lebar dasar saluran, luas, kemiringan saluran, panjang alur terpanjang, koefisien limpasan, dan sebagainya

Dalam perhitungan hidrograf satuan spillway pada bendungan Tugu ini digunakan metoda hidrograf satuan sintetik, yaitu: hidrograf satuan Nakayasu.

Parameter hidrograf: (lihat persamaan 2.21 sampai 2.25 pada bab II)

A = 358,8 km2 L = 43,23 km R0 = 1 mm tg = 0,4 + 0,058 x L = 0,4 + 0,058 x 43,23 = 2,91 jam tr = 0,75 x tg

= 2,1 jam Tp = tg + (0,8 x tr) = 2,91 + (0,8 x2,1)

= 4,65 jam α = 3 (untuk bagian naik hidrograf

yang cepat dan bagian menurun yang lambat)

T0,3 = α x tg = 3 x 2,91

= 8,73 jam

dtm

x

AxR

/82,9= )73,8 (0,3x4,65 x 3,6

18,358=

)T (0,3.T x 3,6= Q

3

0,3p

0p

+

+

Mencari Ordinat Hidrograf

1. 0 < t < Tp --------> 0 < t < 4,65 Qt = Q max (t/Tp)^2.4

2. Tp < t < (Tp+ T0,3) --------> 4,65 < t <13,37 Qt = Q max (0.3)^(t-Tp/(T0.3))

3. (Tp+ T0,3) < (Tp + 2.5T0.3) --------> 13,37 < t < 26,48 Qt = Qmax (0.3)^((t-Tp) + 0.5 T0.3) / 1.5 T0.3)

4. t > (Tp + 2.5 T0.3) ---------> t > 26,48

Qt = Qmax (0.3)^((t- Tp) + 1.5 T0.3)/(2 T0.3))

21

Tabel 4.13 Ordinat hidrograf untuk waktu naik ( 0 < t < 4,65 )

0 0.0001 0.2462 1.2963 3.4304 6.842

t (jam) Ordinat

Tabel 4.14 Ordinat hidrograf untuk waktu turun (4,74 < t < 13,37)

5 9.3576 8.1527 7.1028 6.1879 5.390

10 4.69511 4.09112 3.56413 3.105

t (jam) Ordinat

Tabel 4.15 Ordinat hidrograf untuk waktu turun 13,37 < t < 26,48

14 2.78315 2.53816 2.31517 2.11218 1.92619 1.75720 1.60321 1.46222 1.33423 1.21624 1.11025 1.01226 0.923

t (jam) Ordinat

Tabel 4.16 Ordinat hidrograf untuk waktu turun

t > 26,48

27 0.852 52 0.15228 0.796 53 0.14229 0.743 54 0.13230 0.693 55 0.12431 0.647 56 0.11532 0.604 57 0.10833 0.564 58 0.10134 0.526 59 0.09435 0.491 60 0.08836 0.458 61 0.08237 0.428 62 0.07638 0.399 63 0.07139 0.373 64 0.06640 0.348 65 0.06241 0.325 66 0.05842 0.303 67 0.05443 0.283 68 0.05044 0.264 69 0.04745 0.246 70 0.04446 0.230 71 0.04147 0.215 72 0.03848 0.200 73 0.03649 0.187 74 0.03350 0.175 75 0.03151 0.163

t (jam) Ordinat t (jam) Ordinat

4.1.7 Perhitungan Debit Banjir

Perhitungan hidrograf debit banjir periode ulang 25 tahun dengan metoda Nakayasu, ditabelkan dalam tabel 4.17berikut:

22

Tabel 4.17 Rekapitulasi Perhitungan Debit Banjir Nakayashu Periode Ulang 25 tahun

Jam ke-1 Jam ke-2 Jam ke-3 Jam ke-4 Jam ke-544.43 11.54 8.13 6.46 5.47

0 0.000 0.000 0.0001 0.246 10.911 0.000 10.9112 1.296 57.588 2.835 0.000 60.4233 3.430 152.387 14.963 1.996 0.000 169.3464 6.842 303.950 39.595 10.533 1.585 0.000 355.6635 9.357 415.702 78.975 27.873 8.367 1.343 532.2606 8.152 362.149 108.011 55.594 22.142 7.088 554.9847 7.102 315.495 94.097 76.034 44.164 18.755 548.5468 6.187 274.852 81.975 66.239 60.401 37.409 520.8769 5.390 239.444 71.414 57.706 52.620 51.163 472.34810 4.695 208.598 62.215 50.272 45.841 44.572 411.49811 4.091 181.725 54.200 43.796 39.936 38.830 358.48712 3.564 158.314 47.217 38.154 34.791 33.828 312.30513 3.105 137.920 41.135 33.239 30.309 29.470 272.07214 2.783 123.626 35.836 28.957 26.405 25.674 240.49615 2.538 112.767 32.122 25.226 23.003 22.366 215.48416 2.315 102.861 29.300 22.612 20.040 19.485 194.29717 2.112 93.826 26.726 20.626 17.963 16.975 176.11518 1.926 85.584 24.379 18.814 16.385 15.216 160.37719 1.757 78.066 22.237 17.161 14.946 13.879 146.28920 1.603 71.209 20.284 15.654 13.633 12.660 133.43921 1.462 64.953 18.502 14.279 12.435 11.548 121.71722 1.334 59.248 16.877 13.024 11.343 10.533 111.02523 1.216 54.043 15.394 11.880 10.347 9.608 101.27324 1.110 49.296 14.042 10.837 9.438 8.764 92.37725 1.012 44.966 12.809 9.885 8.609 7.994 84.26226 0.923 41.016 11.683 9.017 7.852 7.292 76.86127 0.852 37.867 10.657 8.225 7.163 6.652 70.56328 0.796 35.344 9.839 7.502 6.534 6.067 65.28629 0.743 32.989 9.183 6.926 5.960 5.534 60.59330 0.693 30.791 8.572 6.465 5.502 5.048 56.377

Debit (m3/dt)

Debit akibat hujan netto (m3/dt) Debit Banjir (m3/dt)

t (jam)

Jam ke-1 Jam ke-2 Jam ke-3 Jam ke-4 Jam ke-544.43 11.54 8.13 6.46 5.47

31 0.647 28.739 8.000 6.034 5.135 4.661 52.57032 0.604 26.824 7.467 5.632 4.793 4.350 49.06733 0.564 25.037 6.970 5.257 4.474 4.060 45.79734 0.526 23.369 6.505 4.906 4.176 3.790 42.74635 0.491 21.812 6.072 4.579 3.898 3.537 39.89836 0.458 20.358 5.667 4.274 3.638 3.301 37.23937 0.428 19.002 5.290 3.989 3.395 3.081 34.75838 0.399 17.736 4.937 3.724 3.169 2.876 32.44239 0.373 16.554 4.608 3.476 2.958 2.685 30.28040 0.348 15.451 4.301 3.244 2.761 2.506 28.26241 0.325 14.421 4.015 3.028 2.577 2.339 26.37942 0.303 13.460 3.747 2.826 2.405 2.183 24.62243 0.283 12.563 3.497 2.638 2.245 2.037 22.98144 0.264 11.726 3.264 2.462 2.095 1.902 21.45045 0.246 10.945 3.047 2.298 1.956 1.775 20.02046 0.230 10.216 2.844 2.145 1.825 1.657 18.68647 0.215 9.535 2.654 2.002 1.704 1.546 17.44148 0.200 8.900 2.477 1.869 1.590 1.443 16.27949 0.187 8.307 2.312 1.744 1.484 1.347 15.19450 0.175 7.753 2.158 1.628 1.385 1.257 14.18251 0.163 7.237 2.014 1.519 1.293 1.174 13.23752 0.152 6.754 1.880 1.418 1.207 1.095 12.35553 0.142 6.304 1.755 1.324 1.127 1.022 11.53254 0.132 5.884 1.638 1.235 1.051 0.954 10.76355 0.124 5.492 1.529 1.153 0.981 0.891 10.04656 0.115 5.126 1.427 1.076 0.916 0.831 9.37757 0.108 4.785 1.332 1.005 0.855 0.776 8.75258 0.101 4.466 1.243 0.938 0.798 0.724 8.16959 0.094 4.168 1.160 0.875 0.745 0.676 7.62560 0.088 3.891 1.083 0.817 0.695 0.631 7.11661 0.082 3.631 1.011 0.762 0.649 0.589 6.64262 0.076 3.389 0.944 0.712 0.606 0.550 6.20063 0.071 3.163 0.881 0.664 0.565 0.513 5.78764 0.066 2.953 0.822 0.620 0.528 0.479 5.40165 0.062 2.756 0.767 0.579 0.492 0.447 5.04166 0.058 2.572 0.716 0.540 0.460 0.417 4.70567 0.054 2.401 0.668 0.504 0.429 0.389 4.39268 0.050 2.241 0.624 0.470 0.400 0.363 4.09969 0.047 2.092 0.582 0.439 0.374 0.339 3.82670 0.044 1.952 0.543 0.410 0.349 0.317 3.57171 0.041 1.822 0.507 0.383 0.326 0.295 3.33372 0.038 1.701 0.473 0.357 0.304 0.276 3.11173 0.036 1.587 0.442 0.333 0.284 0.257 2.90474 0.033 1.482 0.412 0.311 0.265 0.240 2.71075 0.031 1.383 0.385 0.290 0.247 0.224 2.530

t (jam)

Debit (m3/dt)

Debit akibat hujan netto (m3/dt) Debit Banjir (m3/dt)

Hubungan antara waktu (jam) dan debit banjir (m3/dt) ditampilkan dalam Gambar 4.1

Gambar 4.1 Grafik Hidrograf Banjir Nakayashu Q25

Dari perhitungan di atas didapat debit banjir untuk periode ulang 25 tahun ialah 554,984 m3/dt. Dengan perhitungan yang sama didapat banjir periode ulang 2 tahun Q2 adalah 296,575 m3/dt periode ulang 5 tahun Q5 adalah 399,954 m3/dt dan 10 tahun Q10 adalah 468,413 m3/dt. Debit-debit banjir inilah yang nantinya akan digunakan untuk permodelan dalam program bantu HEC-RAS 4.1.0 untuk mengetahui perbedaan elevasi muka air sebelum dan setelah dibangun jetty.

Hidrograf Nakayashu untuk masing-masing banjir periode ulang ditampilkan dalam gambar 4.2 sampai gambar 4.4 sementara perhitungannya akan ditampilkan dalam lampiran tugas akhir ini.

Gambar 4.2 Grafik Hidrograf Banjir Nakayashu

Q10

23


Q5


Q2

4.2 Analisis Hidrolika Dengan Program HEC-RAS 4.1.0

Program bantu analisis hidrolika HEC-RAS 4.1.0 menyediakan tiga macam kondisi permodelan, yakni steady flow, unsteady flow dan quasi-unsteady flow. Dalam tugas akhir ini akan digunakan 3 macam permodelan tersebut.

4.2.1 Permodelan Steady Kondisi Eksisting Sungai

Kondisi dan asumsi yang digunakan untuk permodelan steady dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah:

1. Permodelan menggunakan dua kondisi sungai (geometry data) yang berbeda, yakni kondisi sungai sebelum dibangun jetty dan kondisi sungai setelah dibangun jetty.

2. Angka koefisien manning yang dipakai adalah koefisien eksisting sungai yakni 0,03 (untuk tanah asli).

3. Debit yang digunakan ialah debit banjir 2, 5, 10 dan 25 tahun yang didapat dari perhitungan Hidrograf Nakayashu.

4. Boundary conditions untuk upstream menggunakan kemiringan dasar saluran yakni 0,0008 sedangkan untuk

downstream menggunakan elevasi pasang surut tertinggi (tahun 2010) yakni 3,3 m.

4.2.1.1 Hasil Permodelan

Beberapa output permodelan yang dapat disajikan oleh program HEC-RAS 4.1.0 antara lain:

a. Debit Banjir 2 tahun Q2 Berikut adalah hasil potongan melintang dan memanjang sungai setelah permodelan menggunakan debit Q2

0 20 40 60 80 100-2

-1

0

1

2

3

4

Steady Non Jetty Q2 Plan: 2 tahun 1/10/2012 Geom: steadynonjetty

River = Rejoso Berjetty Reach = 1 RS = 31

Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.03 .03

Gambar 4.5 elevasi muka air debit Q2 river station 31 (hilir) sebelum dibangun jetty

0 20 40 60 80 100-2

-1

0

1

2

3

4

Steady Jetty Q2 Plan: Plan 01 1/10/2012 Geom: steady jetty


Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.03 .03

Gambar 4.6 elevasi muka air debit Q2 river

station 31 (hilir) setelah dibangun jetty

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-2

0

2

4

6

8

Steady Non Jetty Q2 Plan: 2 tahun 1/10/2012 Geom: steadynonjetty

Main Channel Distance (m)

Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

LOB

ROB

Rejoso Berjetty 1

Gambar 4.7 Profil muka air Q2 memanjang

sungai sebelum dibangun jetty

24

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000-4

-2

0

2

4

6

8

Steady Jetty Q2 Plan: Plan 01 1/10/2012 Geom: steady jetty


Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

LOB

ROB

Rejoso Berjetty 1

Gambar 4.8 Profil muka air Q2 memanjang sungai setelah dipasang jetty

Tabel 4.18 berikut menyajikan elevasi

muka air sebelum dan setelah dipasang jetty beserta selisihnya. Gambar 4.9 menyajikannya dalam bentuk grafik guna melihat lebih jelas perbedaan elevasi muka air yang terjadi.

Tabel 4.18 Perbandingan elev. m.a Q2 Sebelum

dan Setelah Jetty

149 5.91 5.92 0.01 96 4.76 4.82 0.06148 5.9 5.92 0.02 95 4.7 4.77 0.07147 5.9 5.92 0.02 94 4.7 4.76 0.06146 5.83 5.85 0.02 93 4.6 4.67 0.07145 5.8 5.82 0.02 92 4.62 4.69 0.07144 5.76 5.78 0.02 91 4.61 4.69 0.08143 5.77 5.79 0.02 90 4.63 4.7 0.07142 5.75 5.77 0.02 89 4.61 4.68 0.07141 5.74 5.76 0.02 88 4.58 4.65 0.07139 5.72 5.74 0.02 87 4.57 4.65 0.08138 5.7 5.73 0.03 85 4.48 4.56 0.08137 5.69 5.71 0.02 83 4.37 4.46 0.09136 5.69 5.71 0.02 82 4.33 4.42 0.09134 5.54 5.57 0.03 80 4.35 4.44 0.09133 5.54 5.57 0.03 79 4.33 4.43 0.1132 5.54 5.57 0.03 78 4.3 4.4 0.1131 5.54 5.57 0.03 77 4.3 4.39 0.09130 5.51 5.54 0.03 75 4.25 4.36 0.11129 5.53 5.56 0.03 74 4.22 4.33 0.11128 5.5 5.53 0.03 73 4.22 4.33 0.11127 5.44 5.47 0.03 72 4.2 4.31 0.11126 5.38 5.41 0.03 71 4.2 4.31 0.11125 5.34 5.38 0.04 70 4.2 4.31 0.11124 5.37 5.4 0.03 69 4.15 4.27 0.12123 5.33 5.37 0.04 67 4.13 4.25 0.12122 5.3 5.34 0.04 66 4.14 4.25 0.11121 5.29 5.32 0.03 65 4.14 4.26 0.12120 5.26 5.3 0.04 64 4.07 4.19 0.12119 5.25 5.29 0.04 63 4.06 4.18 0.12118 5.21 5.25 0.04 62 4.06 4.19 0.13117 5.25 5.28 0.03 61 4.04 4.17 0.13116 5.18 5.22 0.04 60 4.04 4.16 0.12115 5.18 5.22 0.04 59 3.98 4.12 0.14114 5.13 5.17 0.04 58 3.95 4.09 0.14113 5.08 5.13 0.05 57 3.97 4.11 0.14112 5.1 5.14 0.04 56 3.87 4.02 0.15111 5.11 5.15 0.04 55 3.86 4.02 0.16109 5.03 5.08 0.05 54 3.85 4 0.15108 5.03 5.08 0.05 53 3.83 3.99 0.16107 4.98 5.03 0.05 52 3.79 3.96 0.17105 4.94 4.99 0.05 51 3.72 3.9 0.18104 4.91 4.96 0.05 50 3.71 3.9 0.19103 4.89 4.94 0.05 49 3.73 3.91 0.18102 4.87 4.92 0.05 48 3.65 3.84 0.19101 4.81 4.87 0.06 47 3.59 3.8 0.21100 4.84 4.9 0.06 46 3.63 3.83 0.299 4.79 4.85 0.06 45 3.6 3.81 0.2197 4.75 4.81 0.06 43 3.56 3.79 0.23

River StaElevasi M.A

Non Jetty (m)Elevasi M.A

Jetty (m)Selisih

(m)River Sta

Elevasi M.A Non Jetty (m)

Elevasi M.A Jetty (m)

Selisih (m)

Lanjutan Tabel 4.18

42 3.54 3.77 0.2341 3.5 3.74 0.2440 3.48 3.72 0.2439 3.45 3.71 0.2638 3.43 3.69 0.2637 3.44 3.69 0.2536 3.41 3.68 0.2734 3.38 3.66 0.2833 3.37 3.64 0.2732 3.36 3.64 0.2831 3.3 3.59 0.2929 - 3.53 -28 - 3.51 -27 - 3.5 -26 - 3.48 -25 - 3.47 -24 - 3.46 -23 - 3.45 -22 - 3.44 -21 - 3.42 -20 - 3.41 -19 - 3.4 -18 - 3.39 -17 - 3.38 -16 - 3.37 -15 - 3.37 -14 - 3.36 -13 - 3.35 -12 - 3.34 -11 - 3.33 -10 - 3.33 -9 - 3.32 -8 - 3.31 -7 - 3.31 -6 - 3.3 -


Selisih (m)


Non Jetty (m)

0

2

4

6

8

149

138

127

117

105 94 82 70 59 49 38 26 16 6El

evas

i Muk

a A

ir (m

)

River Station

Perbandingan Elevasi Muka Air Q2 tahun

Non Jetty

Jetty

Selisih Jetty Non Jetty

Gambar 4.9 Grafik perbandingan elevasi muka air sebelum dan setelah dipasang jetty Q2 tahun

b. Debit Banjir 5 tahun Q5 Berikut adalah hasil potongan melintang dan memanjang sungai setelah permodelan menggunakan debit Q5

25

0 20 40 60 80 100-2

-1

0

1

2

3

4

Steady Non Jetty Q5 Plan: Q5 1/10/2012 Geom: steadynonjetty


Station (m)

Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.03 .03


0 20 40 60 80 100-2

-1

0

1

2

3

4

Steady Jetty Q5 Plan: Q5 1/10/2012 Geom: steady jetty


Station (m)

Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.03 .03

Gambar 4.11 elevasi muka air debit Q5 river station 31 (hilir) setelah dibangun jetty

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-2

0

2

4

6

8

Steady Non Jetty Q5 Plan: Q5 1/10/2012 Geom: steadynonjetty


Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

LOB

ROB

Rejoso Berjetty 1


sungai sebelum dipasang jetty

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000-4

-2

0

2

4

6

8



Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

LOB

ROB

Rejoso Berjetty 1


sungai setelah dipasang jetty

Tabel 4.19 berikut menyajikan elevasi muka air sebelum dan setelah dipasang jetty beserta selisihnya untuk debit banjir 5 tahun sementara gambar 4.14 menyajikannya dalam bentuk grafik guna melihat lebih jelas perbedaan elevasi muka air yang terjadi.

Tabel 4.19 Perbandingan elev. m.a Q5 Sebelum

dan Setelah Jetty

149 6.5 6.52 0.02 96 5.28 5.36 0.08148 6.49 6.52 0.03 95 5.2 5.29 0.09147 6.49 6.52 0.03 94 5.2 5.28 0.08146 6.42 6.44 0.02 93 5.08 5.17 0.09145 6.39 6.42 0.03 92 5.1 5.19 0.09144 6.34 6.37 0.03 91 5.1 5.19 0.09143 6.36 6.39 0.03 90 5.12 5.21 0.09142 6.34 6.37 0.03 89 5.1 5.19 0.09141 6.33 6.36 0.03 88 5.06 5.16 0.1139 6.3 6.33 0.03 87 5.06 5.15 0.09138 6.29 6.32 0.03 85 4.94 5.05 0.11137 6.27 6.3 0.03 83 4.78 4.9 0.12136 6.28 6.31 0.03 82 4.74 4.86 0.12134 6.13 6.17 0.04 80 4.77 4.89 0.12133 6.14 6.17 0.03 79 4.76 4.88 0.12132 6.13 6.17 0.04 78 4.72 4.85 0.13131 6.14 6.18 0.04 77 4.71 4.84 0.13130 6.1 6.14 0.04 75 4.66 4.8 0.14129 6.13 6.17 0.04 74 4.62 4.76 0.14128 6.09 6.13 0.04 73 4.63 4.77 0.14127 6.02 6.06 0.04 72 4.6 4.75 0.15126 5.95 5.99 0.04 71 4.6 4.74 0.14125 5.9 5.95 0.05 70 4.61 4.75 0.14124 5.94 5.98 0.04 69 4.54 4.69 0.15123 5.91 5.96 0.05 67 4.52 4.67 0.15122 5.88 5.92 0.04 66 4.52 4.68 0.16121 5.86 5.91 0.05 65 4.53 4.68 0.15120 5.83 5.88 0.05 64 4.43 4.59 0.16119 5.82 5.87 0.05 63 4.41 4.58 0.17118 5.78 5.83 0.05 62 4.42 4.59 0.17117 5.82 5.87 0.05 61 4.39 4.57 0.18116 5.73 5.78 0.05 60 4.38 4.56 0.18115 5.74 5.79 0.05 59 4.32 4.5 0.18114 5.67 5.72 0.05 58 4.27 4.46 0.19113 5.61 5.67 0.06 57 4.3 4.49 0.19112 5.64 5.7 0.06 56 4.16 4.37 0.21111 5.65 5.71 0.06 55 4.16 4.38 0.22109 5.56 5.62 0.06 54 4.14 4.36 0.22108 5.56 5.62 0.06 53 4.11 4.34 0.23107 5.51 5.57 0.06 52 4.06 4.3 0.24105 5.47 5.54 0.07 51 3.96 4.23 0.27104 5.43 5.5 0.07 50 3.96 4.23 0.27103 5.41 5.48 0.07 49 3.98 4.25 0.27102 5.39 5.46 0.07 48 3.85 4.14 0.29101 5.33 5.4 0.07 47 3.77 4.09 0.32100 5.36 5.44 0.08 46 3.83 4.14 0.3199 5.3 5.38 0.08 45 3.79 4.11 0.3297 5.25 5.33 0.08 43 3.74 4.09 0.35



Jetty (m)Selisih

(m)River Sta



Selisih (m)

26

Lanjutan Tabel 4.19

42 3.71 4.06 0.3541 3.64 4.01 0.3740 3.61 3.99 0.3839 3.57 3.97 0.438 3.54 3.95 0.4137 3.54 3.96 0.4236 3.5 3.94 0.4434 3.45 3.9 0.4533 3.42 3.87 0.4532 3.42 3.88 0.4631 3.3 3.81 0.5129 - 3.7 -28 - 3.67 -27 - 3.65 -26 - 3.63 -25 - 3.6 -24 - 3.58 -23 - 3.56 -22 - 3.54 -21 - 3.52 -20 - 3.5 -19 - 3.49 -18 - 3.47 -17 - 3.45 -16 - 3.43 -15 - 3.42 -14 - 3.4 -13 - 3.39 -12 - 3.38 -11 - 3.36 -10 - 3.35 -9 - 3.34 -8 - 3.32 -7 - 3.31 -6 - 3.3 -



Jetty (m)Selisih

(m)

0

2

4

6

8

149

139

129

120

111

100 90 78 67 58 49 39 28 19 10

Elev

asi (

m)

Rivet Station


Non Jetty

Jetty

Selisih Elevasi


c. Debit Banjir 10 tahun Q10

Berikut adalah hasil potongan melintang dan memanjang sungai setelah permodelan menggunakan debit Q10

0 20 40 60 80 100-2

-1

0

1

2

3

4

Steady Non Jetty Q10 Plan: 10 TAHUN 1/10/2012 Geom: steadynonjetty


Station (m)

Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.03 .03


0 20 40 60 80 100-2

-1

0

1

2

3

4



Station (m)El

evat

ion

(m)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.03 .03



0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-2

0

2

4

6

8

Steady Non Jetty Q10 Plan: 10 TAHUN 1/10/2012 Geom: steadynonjetty


Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

LOB

ROB

Rejoso Berjetty 1


sungai sebelum dipasang jetty

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000-4

-2

0

2

4

6

8



Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

LOB

ROB

Rejoso Berjetty 1


sungai setelah dipasang jetty

Tabel 4.20 berikut menyajikan elevasi muka air sebelum dan setelah dipasang jetty beserta selisihnya untuk debit banjir 10 tahun sementara gambar 4.20 menyajikannya dalam bentuk grafik guna melihat lebih jelas perbedaan elevasi muka air yang terjadi.

27

Tabel 4.20 Perbandingan elev. m.a Q10 Sebelum dan Setelah Jetty

149 6.86 6.89 0.03 96 5.6 5.7 0.1148 6.85 6.88 0.03 95 5.51 5.61 0.1147 6.85 6.89 0.04 94 5.51 5.61 0.1146 6.77 6.81 0.04 93 5.37 5.48 0.11145 6.75 6.79 0.04 92 5.4 5.51 0.11144 6.7 6.74 0.04 91 5.4 5.51 0.11143 6.72 6.75 0.03 90 5.43 5.53 0.1142 6.7 6.74 0.04 89 5.4 5.51 0.11141 6.69 6.73 0.04 88 5.36 5.47 0.11139 6.66 6.7 0.04 87 5.36 5.47 0.11138 6.66 6.69 0.03 85 5.23 5.35 0.12137 6.63 6.67 0.04 83 5.04 5.18 0.14136 6.64 6.68 0.04 82 5 5.14 0.14134 6.49 6.54 0.05 80 5.04 5.18 0.14133 6.5 6.54 0.04 79 5.02 5.17 0.15132 6.49 6.54 0.05 78 4.98 5.13 0.15131 6.51 6.55 0.04 77 4.97 5.13 0.16130 6.47 6.51 0.04 75 4.92 5.08 0.16129 6.5 6.54 0.04 74 4.88 5.04 0.16128 6.46 6.5 0.04 73 4.88 5.05 0.17127 6.38 6.42 0.04 72 4.86 5.03 0.17126 6.3 6.35 0.05 71 4.85 5.03 0.18125 6.25 6.3 0.05 70 4.87 5.04 0.17124 6.29 6.35 0.06 69 4.78 4.96 0.18123 6.27 6.32 0.05 67 4.76 4.94 0.18122 6.23 6.28 0.05 66 4.77 4.95 0.18121 6.21 6.27 0.06 65 4.78 4.96 0.18120 6.19 6.24 0.05 64 4.66 4.85 0.19119 6.18 6.24 0.06 63 4.64 4.84 0.2118 6.12 6.18 0.06 62 4.65 4.85 0.2117 6.18 6.24 0.06 61 4.62 4.82 0.2116 6.07 6.13 0.06 60 4.61 4.81 0.2115 6.08 6.15 0.07 59 4.54 4.75 0.21114 6 6.07 0.07 58 4.47 4.7 0.23113 5.94 6.01 0.07 57 4.52 4.74 0.22112 5.98 6.04 0.06 56 4.35 4.6 0.25111 5.99 6.06 0.07 55 4.35 4.61 0.26109 5.89 5.96 0.07 54 4.33 4.59 0.26108 5.89 5.96 0.07 53 4.3 4.58 0.28107 5.84 5.91 0.07 52 4.25 4.54 0.29105 5.8 5.88 0.08 51 4.14 4.46 0.32104 5.76 5.84 0.08 50 4.14 4.46 0.32103 5.74 5.82 0.08 49 4.16 4.48 0.32102 5.72 5.8 0.08 48 3.99 4.34 0.35101 5.65 5.74 0.09 47 3.9 4.29 0.39100 5.69 5.78 0.09 46 3.98 4.36 0.3899 5.62 5.71 0.09 45 3.93 4.32 0.3997 5.57 5.66 0.09 43 3.88 4.3 0.42



Jetty (m)Selisih

(m)River Sta



Selisih (m)

Lanjutan Tabel 4.20

45 4.11 4.59 0.4843 4.06 4.57 0.5142 4 4.53 0.5341 3.9 4.47 0.5740 3.84 4.44 0.639 3.79 4.42 0.6338 3.74 4.39 0.6537 3.75 4.4 0.6536 3.69 4.38 0.6934 3.6 4.33 0.7333 3.54 4.28 0.7432 3.54 4.3 0.7631 3.3 4.2 0.929 - 4.01 -28 - 3.97 -27 - 3.93 -26 - 3.89 -25 - 3.86 -24 - 3.82 -23 - 3.78 -22 - 3.75 -21 - 3.72 -20 - 3.68 -19 - 3.65 -18 - 3.62 -17 - 3.59 -16 - 3.56 -15 - 3.53 -14 - 3.5 -13 - 3.47 -12 - 3.45 -11 - 3.42 -10 - 3.4 -9 - 3.37 -8 - 3.35 -7 - 3.32 -6 - 3.3 -


Selisih (m)


Non Jetty (m)

0

2

4

6

8

149

141

131

123

115

105 96 88 77 67 59 51 42 33 24 16 8El

evas

i Muk

a A

ir (m

)

River Station


Non Jetty

Jetty

Selisih


28

d. Debit Banjir 25 tahun Q25 Berikut adalah hasil potongan melintang dan memanjang sungai setelah permodelan menggunakan debit Q25

0 20 40 60 80 100-2

-1

0

1

2

3

4

Steady Non Jetty Plan: 2 tahun 1/10/2012 Geom: steadynonjetty


Station (m)

Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.03 .03


station 31 (hilir) sebelum dibangun jetty

0 20 40 60 80 100-2

-1

0

1

2

3

4

5

Steady Jetty Plan: Plan 01 1/6/2012 Geom: steady jetty


Station (m)

Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.03 .03



0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-2

0

2

4

6

8

Steady Non Jetty Plan: Plan 01 1/6/2012 Geom: steadynonjetty


Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

LOB

ROB

Rejoso Berjetty 1


sungai sebelum dibangun jetty

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000-4

-2

0

2

4

6

8

Steady Jetty Plan: Plan 01 1/6/2012 Geom: steady jetty


Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

LOB

ROB

Rejoso Berjetty 1


sungai setelah dibangun jetty

Tabel 4.21 berikut menyajikan elevasi muka air sebelum dan setelah dipasang jetty beserta selisihnya untuk debit banjir 25 tahun sementara gambar 4.25 menyajikannya dalam

bentuk grafik guna melihat lebih jelas perbedaan elevasi muka air yang terjadi.

Tabel 4.21 Perbandingan elev. m.a Q25 Sebelum dan Setelah Jetty

149 7.28 7.32 0.04 97 5.94 6.05 0.11148 7.27 7.31 0.04 96 5.99 6.1 0.11147 7.28 7.32 0.04 95 5.88 6 0.12146 7.19 7.24 0.05 94 5.88 5.99 0.11145 7.18 7.22 0.04 93 5.72 5.85 0.13144 7.12 7.17 0.05 92 5.76 5.88 0.12143 7.14 7.19 0.05 91 5.76 5.89 0.13142 7.12 7.17 0.05 90 5.79 5.92 0.13141 7.11 7.16 0.05 89 5.76 5.89 0.13139 7.09 7.13 0.04 88 5.72 5.86 0.14138 7.08 7.13 0.05 87 5.72 5.86 0.14137 7.06 7.1 0.04 85 5.57 5.72 0.15136 7.07 7.12 0.05 83 5.34 5.51 0.17134 6.92 6.97 0.05 82 5.3 5.48 0.18133 6.92 6.98 0.06 80 5.36 5.53 0.17132 6.92 6.97 0.05 79 5.34 5.52 0.18131 6.94 6.99 0.05 78 5.3 5.48 0.18130 6.89 6.95 0.06 77 5.29 5.47 0.18129 6.92 6.98 0.06 75 5.23 5.42 0.19128 6.88 6.94 0.06 74 5.18 5.38 0.2127 6.8 6.85 0.05 73 5.19 5.39 0.2126 6.71 6.77 0.06 72 5.17 5.37 0.2125 6.66 6.73 0.07 71 5.16 5.37 0.21124 6.71 6.77 0.06 70 5.18 5.38 0.2123 6.69 6.75 0.06 69 5.08 5.29 0.21122 6.64 6.71 0.07 67 5.06 5.27 0.21121 6.63 6.7 0.07 66 5.07 5.29 0.22120 6.6 6.67 0.07 65 5.08 5.29 0.21119 6.59 6.67 0.08 64 4.94 5.17 0.23118 6.53 6.6 0.07 63 4.92 5.16 0.24117 6.6 6.67 0.07 62 4.94 5.17 0.23116 6.47 6.55 0.08 61 4.9 5.14 0.24115 6.49 6.56 0.07 60 4.88 5.12 0.24114 6.4 6.48 0.08 59 4.8 5.06 0.26113 6.32 6.4 0.08 58 4.73 5 0.27112 6.37 6.45 0.08 57 4.78 5.05 0.27111 6.39 6.47 0.08 56 4.58 4.89 0.31109 6.28 6.36 0.08 55 4.6 4.91 0.31108 6.28 6.36 0.08 54 4.57 4.88 0.31107 6.23 6.32 0.09 53 4.54 4.87 0.33105 6.19 6.28 0.09 52 4.48 4.82 0.34104 6.14 6.24 0.1 51 4.36 4.75 0.39103 6.12 6.22 0.1 50 4.36 4.75 0.39102 6.1 6.2 0.1 49 4.39 4.77 0.38101 6.03 6.13 0.1 48 4.17 4.6 0.43100 6.08 6.18 0.1 47 4.06 4.55 0.4999 6 6.11 0.11 46 4.17 4.63 0.46



Jetty (m)Selisih

(m)River Sta



Selisih (m)

29

Lanjutan Tabel 4.21

45 4.11 4.59 0.4843 4.06 4.57 0.5142 4 4.53 0.5341 3.9 4.47 0.5740 3.84 4.44 0.639 3.79 4.42 0.6338 3.74 4.39 0.6537 3.75 4.4 0.6536 3.69 4.38 0.6934 3.6 4.33 0.7333 3.54 4.28 0.7432 3.54 4.3 0.7631 3.3 4.2 0.929 - 4.01 -28 - 3.97 -27 - 3.93 -26 - 3.89 -25 - 3.86 -24 - 3.82 -23 - 3.78 -22 - 3.75 -21 - 3.72 -20 - 3.68 -19 - 3.65 -18 - 3.62 -17 - 3.59 -16 - 3.56 -15 - 3.53 -14 - 3.5 -13 - 3.47 -12 - 3.45 -11 - 3.42 -10 - 3.4 -9 - 3.37 -8 - 3.35 -7 - 3.32 -6 - 3.3 -


Selisih (m)


Non Jetty (m)

012345678

149

142

133

126

119

112

103 95 88 78 70 62 55 48 40 32 24 17 10

Elev

asi M

uka

Air

(m)

River Station


Non Jetty

Jetty

Selisih

Gambar 4.25 Grafik Perbandingan Elevasi Muka

Air Q25 Sebelum dan Setelah Dibangun Jetty

Gambar-gambar potongan melintang dan memanjang di atas menunjukkan bahwa kapasitas eksiting Kali Rejoso tidak lagi dapat menampung debit banjir yang terjadi, baik itu debit banjir 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun maupun 25 tahun. Pada grafik perbandingan elevasi masing-masing debit banjir terlihat bahwa telah

terjadi kenaikan elevasi muka air di Kali Rejoso akibat pembangunan jetty tersebut. Oleh karena itu pembangunan jetty perlu perlu disertai normalisasi sungai untuk mengatasi debit banjir sekaligus kenaikan elevasi air yang terjadi akibat dari jetty itu sendiri.

Selisih elevasi muka air terbesar terletak pada hilir sungai dan semakin mengecil ke arah hulu sungai. Kondisi ini seragam untuk keempat debit banjir. Semakin besar debit yang mengalir di sungai, maka semakin besar selisih elevasi muka air yang terjadi. Selisih terbesar terjadi pada debit Q25 yakni 0,9 m dan selisih terkecil terjadi pada debit Q2 yakni 0,29 m.

Gambar 4.26 berikut akan menampilkan selisih elevasi muka air yang terjadi di tiap debit dengan grafik, sementara tabel 4.22 akan menyajikannya dengan angka.

Gambar 4.26 Perbandingan Selisih m.a Jetty-

Non Jetty tiap Debit Banjir

30

Tabel 4.22 Selisih m.a sungai dengan jetty dan tanpa jetty dengan debit banjir yang berbeda

149 0.01 0.02 0.03 0.04148 0.02 0.03 0.03 0.04147 0.02 0.03 0.04 0.04146 0.02 0.02 0.04 0.05145 0.02 0.03 0.04 0.04144 0.02 0.03 0.04 0.05143 0.02 0.03 0.03 0.05142 0.02 0.03 0.04 0.05141 0.02 0.03 0.04 0.05139 0.02 0.03 0.04 0.04138 0.03 0.03 0.03 0.05137 0.02 0.03 0.04 0.04136 0.02 0.03 0.04 0.05134 0.03 0.04 0.05 0.05133 0.03 0.03 0.04 0.06132 0.03 0.04 0.05 0.05131 0.03 0.04 0.04 0.05130 0.03 0.04 0.04 0.06129 0.03 0.04 0.04 0.06128 0.03 0.04 0.04 0.06127 0.03 0.04 0.04 0.05126 0.03 0.04 0.05 0.06125 0.04 0.05 0.05 0.07124 0.03 0.04 0.06 0.06123 0.04 0.05 0.05 0.06122 0.04 0.04 0.05 0.07121 0.03 0.05 0.06 0.07120 0.04 0.05 0.05 0.07119 0.04 0.05 0.06 0.08118 0.04 0.05 0.06 0.07117 0.03 0.05 0.06 0.07116 0.04 0.05 0.06 0.08115 0.04 0.05 0.07 0.07114 0.04 0.05 0.07 0.08113 0.05 0.06 0.07 0.08112 0.04 0.06 0.06 0.08111 0.04 0.06 0.07 0.08109 0.05 0.06 0.07 0.08108 0.05 0.06 0.07 0.08107 0.05 0.06 0.07 0.09105 0.05 0.07 0.08 0.09104 0.05 0.07 0.08 0.1103 0.05 0.07 0.08 0.1102 0.05 0.07 0.08 0.1101 0.06 0.07 0.09 0.1100 0.06 0.08 0.09 0.199 0.06 0.08 0.09 0.1197 0.06 0.08 0.09 0.1196 0.06 0.08 0.1 0.1195 0.07 0.09 0.1 0.1294 0.06 0.08 0.1 0.1193 0.07 0.09 0.11 0.1392 0.07 0.09 0.11 0.1291 0.08 0.09 0.11 0.13

River StaSelisih Elevasi

m.a Q2 (m)Selisih Elevasi


m.a Q10(m)Selisih Elevasi m.a Q25 (m)

Lanjutan tabel 4.22

90 0.07 0.09 0.1 0.1389 0.07 0.09 0.11 0.1388 0.07 0.1 0.11 0.1487 0.08 0.09 0.11 0.1485 0.08 0.11 0.12 0.1583 0.09 0.12 0.14 0.1782 0.09 0.12 0.14 0.1880 0.09 0.12 0.14 0.1779 0.1 0.12 0.15 0.1878 0.1 0.13 0.15 0.1877 0.09 0.13 0.16 0.1875 0.11 0.14 0.16 0.1974 0.11 0.14 0.16 0.273 0.11 0.14 0.17 0.272 0.11 0.15 0.17 0.271 0.11 0.14 0.18 0.2170 0.11 0.14 0.17 0.269 0.12 0.15 0.18 0.2167 0.12 0.15 0.18 0.2166 0.11 0.16 0.18 0.2265 0.12 0.15 0.18 0.2164 0.12 0.16 0.19 0.2363 0.12 0.17 0.2 0.2462 0.13 0.17 0.2 0.2361 0.13 0.18 0.2 0.2460 0.12 0.18 0.2 0.2459 0.14 0.18 0.21 0.2658 0.14 0.19 0.23 0.2757 0.14 0.19 0.22 0.2756 0.15 0.21 0.25 0.3155 0.16 0.22 0.26 0.3154 0.15 0.22 0.26 0.3153 0.16 0.23 0.28 0.3352 0.17 0.24 0.29 0.3451 0.18 0.27 0.32 0.3950 0.19 0.27 0.32 0.3949 0.18 0.27 0.32 0.3848 0.19 0.29 0.35 0.4347 0.21 0.32 0.39 0.4946 0.2 0.31 0.38 0.4645 0.21 0.32 0.39 0.4843 0.23 0.35 0.42 0.5142 0.23 0.35 0.43 0.5341 0.24 0.37 0.46 0.5740 0.24 0.38 0.48 0.639 0.26 0.4 0.51 0.6338 0.26 0.41 0.52 0.6537 0.25 0.42 0.52 0.6536 0.27 0.44 0.55 0.6934 0.28 0.45 0.58 0.7333 0.27 0.45 0.58 0.7432 0.28 0.46 0.6 0.7631 0.29 0.51 0.67 0.9

River StaSelisih Elevasi



m.a Q10(m)Selisih Elevasi m.a Q25 (m)

4.2.2 Perencanaan Normalisasi Sungai

Normalisasi sungai ialah salah satu bentuk solusi penanggulangan banjir yang biasa dilakukan. Pada konsepnya normalisasi sungai ialah mengembalikan bentuk dan kondisi eksisting sungai pada kondisi normalnya. Dalam konteks Kali Rejoso ini, kondisi normal yang dimaksud ialah kondisi dimana kapasitas sungai mampu menampung debit banjir periode ulang yang direncanakan, yakni debit banjir periode ulang 25 tahun. Normalisasi sungai dalam tugas ahir ini ialah memperbesar kapasitas tampung sungai.

31

Berikut adalah rencana dimensi saluran normalisasi sungai:

Gambar 4.27 Rencana Normalisasi Sungai

Kemiringan sungai i : 0,0008

Debit 25 tahun Q25 : 554 m3/dt

Koefisien manning n : 0,03

Kemiringan tebing z : 2

4.2.3 Permodelan Setelah Normalisasi

Setelah dilakukan normalisasi kemudian dilakukan permodelan kembali, hal ini dimaksudkan untuk mengetahui apakah kapasitas sungai yang telah dinormalisasi mampu menampung debit banjir yang terjadi.

4.2.3.1 Permodelan Unsteady

Berikut hasil permodelan unsteady antara kondisi sungai sebelum dan setelah dipasang jetty menggunakan debit banjir periode ulang 25 tahun seperti yang ditunjukkan pada gambar dan tabel berikut

0 20 40 60 80-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

Normalisas i Steady NonJetty Plan: Plan Normalisasi No Jetty 1/8/2012 Geom: Geo Normalisasi NOJetty


Station (m)

Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.03 .03 .03

Gambar 4.28 Penampang melintang sungai river

station 31 sebelum dipasang jetty

0 20 40 60 80-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

Normalisasi Steady Jetty Plan: Run Normal Jetty 1/8/2012 Geom: Geo Normalisasi Jetty


Station (m)

Ele

vatio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.03 .03 .03

Gambar 4.29 Penampang melintang river station 31setelah dipasang jetty

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-2

0

2

4

6

8

10

Normalisasi Steady NonJetty Plan: Plan Normalisasi No Jetty 1/8/2012 Geom: Geo Normalisasi NOJetty


Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

LOB

ROB

Rejoso Berjetty 1

Gambar 4.30 Profil muka air sebelum dipasang

jetty

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000-4

-2

0

2

4

6

8

10

Normalisasi Steady Jetty Plan: Run Normal Jetty 1/8/2012 Geom: Geo Normalisasi Jetty


Elev

atio

n (m

)

Legend

WS PF 1

Ground

LOB

ROB

Rejoso Berjetty 1

Gambar 4.31 Profil muka air setelah dipasang

jetty

Tabel 4.23 Elevasi m.a setelah dinormalisasi

149 7.89 7.89 0 117 7.02 7.01 0.01148 7.87 7.86 0.01 116 7 6.99 0.01

147.5* 7.85 7.85 0 115 6.98 6.97 0.01147 7.84 7.83 0.01 114.5* 6.96 6.95 0.01146 7.82 7.81 0.01 114 6.95 6.94 0.01145 7.79 7.78 0.01 113.5* 6.93 6.92 0.01

144.5* 7.78 7.77 0.01 113 6.91 6.9 0.01144 7.76 7.76 0 112 6.89 6.88 0.01143 7.74 7.73 0.01 111 6.86 6.85 0.01

142.5* 7.73 7.72 0.01 110.333* 6.84 6.83 0.01142 7.71 7.7 0.01 109.666* 6.82 6.81 0.01

141.5* 7.7 7.69 0.01 109 6.8 6.79 0.01141 7.68 7.67 0.01 108.5* 6.79 6.78 0.01

140.* 7.67 7.66 0.01 108 6.77 6.76 0.01139 7.65 7.64 0.01 107.5* 6.76 6.74 0.02

138.5* 7.64 7.63 0.01 107 6.74 6.73 0.01138 7.62 7.61 0.01 106.* 6.71 6.7 0.01

137.5* 7.61 7.6 0.01 105 6.69 6.68 0.01137 7.59 7.58 0.01 104 6.66 6.65 0.01136 7.56 7.55 0.01 103.5* 6.65 6.63 0.02

135.333* 7.54 7.53 0.01 103 6.63 6.62 0.01134.666* 7.52 7.51 0.01 102.5* 6.62 6.6 0.02

134 7.5 7.49 0.01 102 6.6 6.59 0.01133.5* 7.49 7.48 0.01 101.5* 6.59 6.57 0.02

133 7.48 7.47 0.01 101 6.57 6.56 0.01132 7.45 7.44 0.01 100.5* 6.55 6.54 0.01131 7.42 7.41 0.01 100 6.53 6.52 0.01130 7.4 7.39 0.01 99.5* 6.51 6.5 0.01

129.5* 7.38 7.37 0.01 99 6.49 6.48 0.01129 7.37 7.36 0.01 98.* 6.47 6.45 0.02

128.5* 7.36 7.35 0.01 97 6.44 6.42 0.02128 7.34 7.33 0.01 96.5* 6.42 6.41 0.01

127.5* 7.33 7.32 0.01 96 6.41 6.39 0.02127 7.31 7.3 0.01 95 6.38 6.36 0.02

126.5* 7.3 7.29 0.01 94.5* 6.36 6.35 0.01126 7.28 7.27 0.01 94 6.34 6.33 0.01

125.5* 7.27 7.26 0.01 93.5* 6.33 6.31 0.02125 7.25 7.24 0.01 93 6.31 6.3 0.01

124.5* 7.24 7.23 0.01 92.5* 6.29 6.28 0.01124 7.22 7.21 0.01 92 6.28 6.26 0.02

123.5* 7.2 7.19 0.01 91.5* 6.26 6.25 0.01123 7.19 7.18 0.01 91 6.25 6.23 0.02122 7.16 7.15 0.01 90.5* 6.23 6.21 0.02121 7.14 7.13 0.01 90 6.21 6.2 0.01120 7.11 7.1 0.01 89.5* 6.19 6.18 0.01

119.5* 7.1 7.09 0.01 89 6.18 6.16 0.02119 7.08 7.07 0.01 88.5* 6.15 6.14 0.01

118.5* 7.06 7.05 0.01 88 6.13 6.11 0.02118 7.05 7.04 0.01 87.5* 6.11 6.09 0.02

River StaElev m.a Non

Jetty (m)Elev m.a Jetty

(m)Selisih (m) River Sta

Elev m.a Jetty (m)

Selisih (m)

Elev m.a Non Jetty

32

Lanjutan tabel 4.23

87 6.08 6.07 0.01 58 4.97 4.93 0.0486.* 6.06 6.04 0.02 57.5* 4.94 4.91 0.03

85 6.03 6.02 0.01 57 4.92 4.88 0.0484.3333* 6.01 5.99 0.02 56.5* 4.89 4.85 0.0483.6666* 5.99 5.97 0.02 56 4.87 4.82 0.05

83 5.97 5.95 0.02 55.5* 4.84 4.8 0.0482.5* 5.95 5.93 0.02 55 4.81 4.77 0.04

82 5.93 5.92 0.01 54.5* 4.78 4.74 0.0481.3333* 5.91 5.89 0.02 54 4.76 4.71 0.0580.6666* 5.89 5.87 0.02 53.5* 4.73 4.68 0.05

80 5.87 5.85 0.02 53 4.7 4.66 0.0479.5* 5.85 5.83 0.02 52.5* 4.67 4.63 0.04

79 5.83 5.81 0.02 52 4.64 4.6 0.0478.5* 5.81 5.8 0.01 51.5* 4.61 4.56 0.05

78 5.79 5.78 0.01 51 4.58 4.53 0.0577.5* 5.78 5.76 0.02 50 4.54 4.48 0.06

77 5.76 5.74 0.02 49 4.5 4.44 0.0676.3333* 5.73 5.72 0.01 48 4.45 4.39 0.0675.6666* 5.71 5.69 0.02 47.5* 4.43 4.36 0.07

75 5.68 5.67 0.01 47 4.4 4.34 0.0674.5* 5.66 5.65 0.01 46 4.36 4.29 0.07

74 5.64 5.62 0.02 45.5* 4.33 4.26 0.0773.5* 5.63 5.61 0.02 45 4.3 4.23 0.07

73 5.61 5.59 0.02 44.3333* 4.27 4.19 0.0872.5* 5.59 5.57 0.02 43.6666* 4.24 4.16 0.08

72 5.57 5.55 0.02 43 4.2 4.12 0.0871.5* 5.55 5.53 0.02 42 4.16 4.07 0.09

71 5.53 5.51 0.02 41.5* 4.14 4.04 0.170.5* 5.51 5.49 0.02 41 4.11 4.02 0.09

70 5.49 5.47 0.02 40.5* 4.09 3.99 0.169.5* 5.47 5.45 0.02 40 4.07 3.96 0.11

69 5.45 5.43 0.02 39.5* 4.04 3.93 0.1168.3333* 5.43 5.4 0.03 39 4.01 3.9 0.1167.6666* 5.4 5.38 0.02 38.5* 3.98 3.87 0.11

67 5.37 5.35 0.02 38 3.96 3.83 0.1366.5* 5.35 5.32 0.03 37.5* 3.93 3.81 0.12

66 5.32 5.3 0.02 37 3.91 3.78 0.1365 5.3 5.27 0.03 36.6666* 3.88 3.74 0.14

64.5* 5.27 5.24 0.03 36.3333* 3.85 3.7 0.1564 5.23 5.2 0.03 36 3.81 3.66 0.15

63.5* 5.21 5.18 0.03 35.* 3.79 3.62 0.1763 5.18 5.15 0.03 34 3.76 3.59 0.17

62.5* 5.16 5.13 0.03 33 3.71 3.53 0.1862 5.13 5.1 0.03 32.5* 3.68 3.5 0.18

61.5* 5.11 5.08 0.03 32 3.66 3.46 0.261 5.09 5.06 0.03 31.5* 3.63 3.43 0.260 5.05 5.02 0.03 31 3.6 3.39 0.2159 5.01 4.98 0.03

58.5* 4.99 4.95 0.04

River StaElev m.a

Non Jetty River Sta

Elev m.a Jetty (m)

Elev m.a Non Jetty (m)

Selisih (m)

Elev m.a Jetty (m)

Selisih (m)

0

2

4

6

8

10

149

136

124.

5*

111

99.5

*

88.5

*

7766

.5*

55

.5*

43

.666

6*32

.5*

22

.5*

13

Elev

asi m

.a (

m)

River Station

Elevasi m.a Normalisasi

Elev m.a Non Jetty (m)

Elev m.a Jetty (m)

Selisih (m)

Gambar 4.32 Grafik Perbandingan Elevasi Muka

Air Sebelum dan Setelah Jetty Setelah Normalisasi

Hasil simulasi yang ditunjukkan pada potongan melintang dan memanjang gambar 4.28 sampai gambar 4.31 menunjukkan bahwa normalisasi yang direncanakan mampu menampung debit banjir 25 tahun yang terjadi. Dalam tabel 4.23 ditunjukkan bahwa terjadi penurunan elevasi muka air pada sungai yang telah dibangun jetty, namun penurunan yang terjadi kecil sekali, yakni hanya 0,21 m yang terjadi di daerah hilir sungai. Gambar 4.32 menyajikan perbandingan yang terjadi ini dalam bentuk grafik.

Kondisi sungai setelah dinormalisasi dan dibangun jetty ini akan digunakan dalam permodelan quasi-unsteady untuk mengetahui transpor sedimen yang terjadi di sepanjang sungai.

4.2.2 Permodelan Quasi-Unsteady

Untuk mengetahui kapasitas transpor sedimen serta perubahan elevasi dasar sungai yang terjadi di sungai digunakan permodelan quasi-unsteady. Permodelan ini pada dasarnya sama dengan permodelan unsteady namun yang membedakan diantara keduanya ialah pada permodelan quasi-unsteady diharuskan memasukkan data sedimen yakni data gradasi sedimen serta konsentrasi sedimen.

Dalam permodelan quasi-unsteady debit yang digunakan bukanlah debit banjir rencana melainkan debit pengukuran AWLR tiap bulan. Penggunaan debit pengukuran dimaksudkan untuk mengetahui kapasitas transpor sedimen tiap bulannya. Debit pengukuran yang digunakan dalam permodelan ini adalah debit pengukuran harian selama satu tahun yakni pada tahun 2010.

4.2.2.1 Hasil Permodelan

4.2.2.1.1 Perubahan Elevasi Dasar Sungai

Beberapa hasil permodelan quasi-unsteady seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut:

Gambar 4.32 grafik perubahan elevasi dasar sungai dalam selang waktu setahun (cross

section 149)

Pada gambar 4.33 terlihat bahwa terjadi trend penurunan elevasi dasar sungai untuk cross section149 mulai dari Januari sampai Desember. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi erosi pada cross section tersebut. Sebaliknya apabila terjadi trend yang naik maka pada cross section tersebut terjadi sedimentasi (endapan) seperti yang terjadi pada cross section 141 dalam gambar 4.34 berikut:

33

Gambar 4.33 perubahan elevasi dasar sungai

dalam selang waktu setahun (cross section 141)

Apabila terjadi trend yang naik dan turun, maka pada cross section tersebut terjadi erosi sekaligus sedimentasi dalam waktu yang berbeda, gambar 4.34 akan menunjukkan secara lebih detail kondisi ini.



Gambar 4.34 menunjukkan bahwa untuk selang waktu Januari-Februari pada cross section 133 terjadi titik keseimbangan (equilibrium) yakni tidak terjadi sedimentasi maupun erosi. Untuk selang waktu Februari-Maret terjadi sedimentasi, Maret-April terjadi erosi dan April-Desember terjadi sedimentasi.

Selanjutnya, gambaran tentang perubahan elevasi dasar sungai di setiap cross section-nya dalam selang waktu satu tahun akan disajikan dalam gambar-gambar berikut:



4.2.2.1.2 Perubahan Spatial Plot Elevasi Dasar

Penyajian grafik perubahan elevasi dasar secara memanjang ditampilkan dalam gambar berikut:

Gambar 4.36 elevasi dasar sepanjang sungai saat

awal permodelan

Gambar 4.37 elevasi dasar sungai di akhir april

Gambar 4.38 elevasi dasar sungai di akhir

Oktober

Gambar 4.39 elevasi dasar di akhir Desember

34

Gambar 4.40 Perbandingan elevasi dasar

Januari-Desember

4.2.2.1.3 Kumulatif Massa Sedimen yang mengendap

Dalam suatu cross section apabila massa sedimen yang datang lebih besar daripada sedimen yang pergi, maka pada lokasi tersebut terjadi endapan, sebaliknya apabila sedimen datang lebih kecil daripada sedimen yang pergi, maka terjadi erosi. Selisih sedimen datang dan pergi ini, apabila dikumulatifkan maka akan dapat diketahui jumlah massa endapan atau erosi yang terjadi di suatu cross section. Apabila hasilnya positif maka terjadi endapan dan apabila hasilnya negatif maka terjadi erosi.

Berikut adalah grafik kumulatif sedimentasi di masing-masing cross section selama satu tahun.

Gambar 4.40 Kumulatif massa sedimen

terkumpul/tererosi selama satu tahun (cross section 149)

Gambar 4.40 menunjukkan grafik hubungan antara jumlah massa-waktu yang terjadi pada cross section 149. Dari grafik diketahui bahwa selama satu tahun, pada cross

section tersebut terjadi erosi sedimen sebanyak 14.000 ton.

Gambar-gambar berikut akan menyediakan grafik hubungan massa sedimen-waktu pada setiap cross section selama satu tahun.

Gambar 4.41 Kumulatif massa sedimen

terkumpul/tererosi selama satu tahun (cross section 143)

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Beberapa hal yang dapat disimpulkan dari studi yang telah dilakukan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Kapasitas Kali Rejoso tidak mampu menampung debit banjir Q2,Q5,Q10 dan Q25 tahun.

2. Pembangunan konstruksi jetty menyebabkan terjadinya kenaikan elevasi muka air di daerah studi. Kenaikan elevasi muka air tertinggi terjadi di muara sungai dan semakin mengecil ke bagian hilir sungai. Kenaikan elevasi muka air ini terjadi apabila dilakukan pembangunan jetty tanpa disertai normalisasi sungai, namun apabila pembangunan jetty disertai dengan pembangunan sungai maka tidak terjadi kenaikan elevasi muka air.

3. Pada muara sungai tinggi kenaikan elevasi muka air sebelum dilakukan normalisasi untuk debit Q2 = 0,29 m ; Q5 = 0,51 m ; Q10 = 0,67 dan Q25 = 0,9 m

4. Terjadi erosi di bagian hulu dan sedimentasi di bagial hilir sungai, pada bagian tengah sungai terjadi keseimbangan (equilibrium)

5. Sedimentasi terbesar terjadi antara cross section 29-cross section 50, sedangkan erosi terbesar terjadi pada hulu sungai yakni pada cross section 145-cross section 149

6. Terjadi proses sedimentasi dan erosi pada cross section 123 sampai cross section 145.

7. Pada akhir permodelan (31 Desember 2010) terjadi pengendapan sedimen di muara sungai sebanyak 1.882,5 ton

V.2 Saran

Perlunya dilakukan studi lanjutan yakni studi di sepanjang Kali Rejoso untuk memberikan hasil yang lebih menyeluruh di sepanjang sungai.

DAFTAR PUSTAKA

Anggraini.1995.Hidrolika Saluran Terbuka. Srikandi. Surabaya

Chow, Ven Te.1959. Open-Channel Hydraulic. McGraw-Hill Inc.

Soewarno.1995. Hidrologi Aplikasi Metode Statistik Untuk Analisa Data. Nova. Bandung

Sarwono, Bambang.2011.Modul Bahan Ajar Teknik Sungai (Sediment Transport).Surabaya

Sofia, Fifi.2011. Diktat Kuliah Teknik Sungai. Surabaya

Triatmojo, Bambang.1999. Teknik Pantai. Beta Offset

U.S. Army Corps of Engineers. 2010. User Manual Hec-Ras version 4.1.0, California

Yang, Chih Ted.1996.Sediment Transport Theory and Practice. McGraw-Hill Inc.

pengaruh konstruksi jetty terhadap elevasi muka … · gunung bromo, daerah tengah berupa ......

Documents