8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

1/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

bab2 Data dan Analisis Awal

2.1 Patokan Perencanaan

Bla2

2.2 Analisis Debit

Dalam analisis hidologi, akan dicari besarnya debit rancangan, yaitu debit

banjir dengan kala ulang 25 tahun, dan debit andalan 80%. Untuk perhitungan debit

banjir, akan digunakan analisis frekuensi untuk mendapatkan curah hujan pada kala

ulang 25 tahun berdasarkan data hujan yang ada.

2.2.1 Debit Andalan

Tujuan analisis debit andalan adalah untuk memperkirakan ketersediaan air di

sungai, yang dikenal sabagai dependable flow. Ketersediaan air biasanya diperlukan

dalam studi untuk proyek-proyek yang akan memanfaatkan air dari sungai dalam hal

ini untuk pemberian air irigasi. Analisis ketersediaan air memerlukan data debit

harian atau bulanan dengan panjang data lebih dari 10 tahun. Untuk ketepatan yang

lebih baik diperlukan data yang lebih panjang. Data diupayakan berupa data

pengukuran pada stasiun Automatic Water Level Recorder(AWLR) di atau dekat

lokasi pengukuran. Namun biasanya data debit sangat jarang tersedia, dan juga lokasistasiun AWLR terletak jauh dari lokasi pengukuran atau di sekitar lokasi pengukuran

tidak terdapat stasiun AWLR sama sekali.

Bila terdapat stasiun AWLR di sungai lain yang masih berdekatan dengan

sungai yang ditinjau, dengan data yang memadai maka debit andalan dapat

diperkirakan dengan analisis regional. Biasanya sungai yang berdekatan dengan

lokasi pengukuran mempunyai Daerah Aliran Sungai (DAS) yang mirip kondisi

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

2/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

fisiknya, sehingga debit sungainyapun dapat diperbandingkan dengan perbandingan

luas DAS.

Data debit tersedia adalah aliran tengah bulanan selama 3 tahun yaitu tahun

1986, 1987 dan 1988. Data debit tersedia dua tahun pertama digunakan untuk

kalibrasi model Mock dan tahun ketiga digunakan sebagai verifikasi. Selanjutnya

debit pengambilan ditetapkan berdasarkan hasil simulasi hitungan debit tengah

bulanan dengan menggunakan data hujan harian tengah bulanan selama 14 tahun.

Data debit tengah bulanan selama 14 tahun

Data Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des

198

6

33.1

2

24.3

6

49.4

8

28.0

2 9.74

22.0

8 0.06 6.2 20.1

19.0

4

33.2

4 9.12

198

7

19.6

2

12.5

8

22.9

2

17.4

4

11.8

6 5.02 29.4 0.12

28.8

6

16.1

4

24.8

2

16.3

8

198

8

28.0

2

23.0

8 22.5

15.2

6

15.6

4 3.62 1.16 0 0.02 1.24

10.0

4

35.1

8

198

9

16.6

2

28.8

2

16.3

8 8.62 5.12 2.28 2.18 0

10.4

2 0

21.2

8

12.0

2

199

0

30.1

6

18.3

8

33.2

6 10 18.8 3.36 2.62 4.66 0.06 12.4

21.4

2

26.1

6

199

1

51.0

6

11.9

6

35.5

4

18.3

2

20.4

4 0.62 3.68 0 3.02 29.8

24.1

2

30.1

2

199

2

46.4

8

43.3

8

20.4

6

22.6

6

18.6

6

21.1

2 6.06 3.58 0.62 4.76

22.0

6

26.3

6

199

3

22.5

8

27.3

6

28.6

4 26.8

36.4

2 6.12 5.08 2.26 1.58 12.2

14.8

6

24.2

8

199

4

17.5

6 31.9

24.8

4

16.7

4

16.3

2 5.78 5.16

17.4

8 6.36 3.28 5.18

31.8

8

199

5

18.6

4 27.4

20.1

8

21.6

2

17.9

6

24.4

2 2.68

11.4

2 6.82 5.26 10.5

38.1

4

199

6

44.1

6

21.2

2

22.9

8

30.7

4 13.3 0 0 0 0 0

26.7

6 32.6

199

7

35.3

8

12.3

8

25.8

8 19 0 0 0 0 0 0

42.3

6

13.8

8

1998

50.56

59.88

63.32 55.6 8.76 9.18 2.22 1.86 24

48.76

27.88

45.54

199

9

49.4

4

32.1

2

50.0

2

34.6

2

23.0

2 1.18 0.2 49.9 8.2

20.9

6

42.1

6

31.1

4

200

0 40.4

20.0

6

43.5

2

30.9

2

27.2

4

12.6

2 0.52 7.24 1.22 2.54

16.7

2

47.2

4

200

1

38.1

8

34.8

4

50.1

4

29.3

8 4.44 11.5 0.3

15.8

8 2.68 12.8

25.2

6

36.0

8

200

2

67.4

6

38.2

2

37.9

8

31.6

6 4.96 0 0 0 0.82 2.58 7.6

23.4

8

200

3

46.9

2

14.5

8 27.3

14.9

2 0 0 0.02 0 0 4.48

40.9

6

11.9

4

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

3/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

200

4

36.9

8

34.2

2

33.0

6

31.6

4 18

13.8

8 13.8 0 5.88

16.7

8

41.4

6

18.8

6

200

5

31.5

2

32.5

4 34.4 17.8 7.84

36.3

2 5.18 0

11.4

4

27.3

8

42.1

6 26.9

200

6

25.1

2

25.5

6

22.5

4

16.7

8 0.06 2.3 3.96 9.64 0.18

24.3

6

31.6

6

27.7

8

200

7

29.3

8

24.2

2

16.6

8 9.82

10.8

6 2.66 0.14 2.12 1.36

13.3

8

43.0

6

11.0

2

200

8 31.3

26.2

6

14.5

6

20.3

2

18.8

2 0.78 0.22 0 0.04 0 6.8

20.2

2

200

9

14.9

8 4.74 7.74 16.4 2.28 0 0 0 0 2.68 9.18 3.76

Debit Sungai hasil pengukuran/perkiraan kemudian disusun dari besar ke kecil dan

pada tiap debit diberikan probabilitas yang dihitung dengan persamaan Weibull

seperti berikut.

100%n

ip =

dimana

p : probabilitas terlampaui (%)

i : nomor urut debit

n : jumlah (banyaknya) data debit

Debit pengukuran/perkiraan dan probabilitasnya kemudian digambarkan dalam suatu

flow duration curve yang rnenggambarkan probabiliitas/persentase ketersediaan air

pada sumbu tegak dan besar debit andalan pada sumbu mendatar. Dari data debit

selama 14 tahun setelah diurutkan digambar grafikflow duration curve seperti yang

diperlihatkan dalam Gambar 2.1.

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

4/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

Gambar 2.1 Flow Duration Curve

Besarnya debit andalan untuk berbagai keandalan dengan menggunakan data debit

hasil pengukuran dibaca dari Flow Duration Curve data ditampilkan dalam Tabel

2.1.

Tabel 2.1 Ketersediaan Air

Probabilita

sQ (m3/dt)

50% 16,38

60% 11,02

70% 5,18

80% 2,27

90% 0

Dari hasil analisis diperoleh debit andalan 80 % sebesar 2,27 m3/s.

2.2.2 Debit Banjir

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

5/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

Tujuan analisis debit banjir adalah untuk menentukan besarnya debit banjir

rencana dengan periode ulang tertentu yang akan digunakan dalam perencanaan

bangunan-bangunan hidrolika untuk sebuah Bangunan Irigasi seperti bendung (weir),

bangunan pengambilan (intake), kantong lumpur (sand trape), saluran pembawa dan

lainnya.

Debit banjir rancangan dapat ditentukan berdasarkan pengalihragaman hujan

menjadi aliran. Perhitungan periode ulang debit banjir rancangan diasumsikan sama

dengan periode ulang curah hujan rancangan. Debit banjir rancangan dapat

diperkirakan berdasarkan curah hujan dapat diklasisifikasikan sebagai: (1) rumus

empirik dan (2) unit hidrograf. Metode rumus empiris (metode rasional) biasanya

digunakan untuk DAS yang berukuran relatif kecil. Ada beberapa rumus empirik

untuk menentukan hidrograf satuan sintetik seperti HSS Gama I, Snyder, Nakayasu,

Rasional dan sebagainya.

a . Hidrograf Satuan

Hubungan antara hujan dan pengaliran (runoff) digambarkan oleh hidrograf

satuan.

Hidrograf satuan didefinisikan sebagai hidrograf limpasan langsung yangdihasilkan oleh hujan efektif yang terjadi merata diseluruh DAS dengan intensitas

tetap dalam satu satuan waktu yang ditetapkan. Berdasarkan definisi tersebut, ada

beberapa anggapan dasar yang berlaku pada penggunaan teori hidrograf satuan yaitu

sebagai berikut ini (Chow dkk., 1988).

Hujan yang terjadi dianggap merata diseluruh DAS dengan intensitas tetap dalam

satuan waktu/durasi yang ditetapkan.

Hubungan antara hujan dan aliran bersifat linear (linear system).

Hubungan antara hujan dan aliran pada proses pengalihragaman di DAS tidak

tergantung pada waktu kejadian (time invariant).

Waktu dari puncak hidrograf satuan sampai akhir hidrograf limpasan langsung

selalu tetap.

Dalam perhitungan banjir rancangan ini metode yang digunakan adalah

HIDROGRAF SATUAN SINTETIS GAMA I, dengan bentuk tipikal HSS GAMA-1

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

6/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

ditandai dengan parameter waktu naik (time of rise), waktu dasar (base time) dan

debit puncak (peak discharge). Adapun parameter HSS GAMA-1 meliputi TR

(waktu naik, jam), Qp (debit puncak, m3/s), Tb (waktu dasar, jam), K (koefisien

tampungan, jam), t (waktu, jam), Qb (m3/s), , Qt (m3/s).

Bentuk tipikal HSS Gama-I ditandai dengan parameter waktu naik (time of

rise), waktu dasar (base time) dan debit puncak (peak discharge) seperti pada gambar

di bawah.

Gambar 2.2 Tipikal HSS Gama I

Parameter tersebut nilanya sangat dipengaruhi oleh:

o Luas DAS total (A).

o Panjang DAS (L).

o Jumlah pertemuan sungai (JN).

o Frekuensi sumber (SN), yaitu perbandingan antara jumlah pangsa sungai-

sungai tingkat satu dengan jumlah pangsa sungai semua tingkat.

o Faktor sumber (SF), yaitu perbandingan antara jumlah panjang sungai-sungai

tingkat satu dengan jumlah panjang sungai semua tingkat.

Q(m

3/dt)

t (jam)

QP

TR

TB

TR = waktu naik dalam jam

QP = debit puncak dalam m3/dt

TB = waktu dasar dalam jam

Qt = QP.e-t/K dalam m3/dt

t = waktu dalam jam

K = koefisien tampungan dalam jam

Qt

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

7/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

o Kerapatan jaringan kuras (D), yaitu panjang sungai persatuan luas DAS

(km/km2).

o Luas relatif DAS sebelah hulu (RUA), yaitu perbandingan antara luas DAS

sebelah hulu garis yang ditarik melalui titik sungai terdekat dengan titik berat

DAS dan tegak lurus terhadap garis yang menghubungkan tititk tersebut

dengan tempat pengukuran , dengan luas DAS total (A).

o Faktor simetri (SIM), yaitu ditetapkan sebagai hasil kali antara faktor lebar

(L) dengan luas relatif DAS sebelah hulu (RUA).

Adapun hasil perhitungan selengkapnya adalah sebagai berikut:

Tabel 2.2 Karakteristik DAS

Parameter Dimensi Nilai

A km 182,93

L km 23,5

S - 0,03

D Km/km 1,66

RUA - 0,52

WF - 3,21

SIM - 1,67SF - 0,6

SN - 0,73

JN - 120

Tabel 2.3 Hasil perhitungan parameter dalam HSS Gama 1

Parameter Formula Dimensi Nilai

TR 0,43(L/100SF)3 + 1,0665.SIM+1,2775 Jam 28.89

Qp 0,1836.A 0,5886 x TR-0,4008 x JN0,2381 m3/s 3.199

Tb 27,4132.TR 0,1457 x S-0,0986 x SN0,7344 x RUA0,2574 jam 40.65

K 0,5617.A0,1798 x S-0,1446 x SF-1,0897 x D0,0452 Jam 4.25

Qbf 0,4751.A0,6444 x D0,9430 m3/s 21.99

10,4903-3,89.10-6.A2+1,6985.10-13.(A/SN)4 (mm/jam) 10.49

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

8/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

Untuk 0

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

9/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

27 0.1107 0.0356

28 0.0044 0.0014

29 0.0035 0.001130 0.0027 0.0009

31 0.0022 0.0007

Jumlah Qt1 = 3,1128 m3

/sChecking HS 1

i = volume limpasan/luas DAS

= (3,1128 x 3600)/(182,93 x 106)

= 0,0000613 m

= 0,0613 mm

Nilai cheking HS 1 menunjukkan belum

sama dengan 1 mm, maka nilai Qt1

harus dikoreksi dengan membagi nilai

Qt1 dengan nilai checking HS-1 sebesar

0,0613 mm.

Sehingga diperolah grafik HSS Gama I sebagai berikut:

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

10/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

Gambar 2.2 Hidrograf Satuan Sintetik

b. Analisis Debit Banjir Kala Ulang 20 Tahunan

Dengan besaran hujan kala ulang 20 tahunan sebesar = 100 mm (soal) yang

terditribusi selama 2 jam (60% dan 40%) dan Nilai base flow (Gama I) = 21,94 m3/s,

maka besarnya debit banjir kala ulang 20 tahunan (Q20) dapat diketahui dari hitungan

pada Tabel 2.3.

T (jam)

Qt

(m3/s)

Q1

Q2

Peff2xQt

QHll Qbf Qtotal

Peff1xQt Q1+Q2 (m3/s) QHII+Qbf(m3/s)

(m3/s)

0

0.035

6 0.6982 - 0.6982 21.99 22.69

1

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

20.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

3

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

4

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

5

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

6

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.037 0.035 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

11/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

6

8

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

9

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

10

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

11

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

12

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

13

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

14

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

15

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

16

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

17

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

18

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

19

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

20

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

21

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

22

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

23

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

24

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

25

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

260.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

27

0.035

6 0.6982 0.3429 1.0411 21.99 23.03

28

0.001

4 0.0277 0.0136 0.0413 21.99 22.03

29

0.001

1 0.0219 0.0107 0.0326 21.99 22.02

30

0.000

9 0.0173 0.0085 0.0258 21.99 22.01

31

0.000

7 0.0137 0.0067 0.0204 21.99 22.01

8/8/2019 Bab 2 GBA 2010

12/12

Kelompok 5BA

IKE DITA A ,SHAILLA NF, MUTIARA NP, IKHSAN P, HAMBALI,GALUH,

ADIB N

Dari tabel perhitungan tersebut diperoleh debit banjir Q20/Qb sebesar = 1.047 m3/s.

Sehingga diperoleh grafik hubungan hidrograf banjir dengan waktu, seperti yang

terlihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Hidrograf Banjir Dengan Kala Ulang 20 Tahunan