Microsoft Word - NORMALISASI SUNGAI CIMANUK MULAI BENDUNG
RENTANG HINGGA MUARA RAMBATAN.doc
BAB IV ANALISIS HIDROLOGI DAN PERHITUNGANNYABAB IVANALISIS
HIDROLOGI DAN PERHITUNGANNYA4.1. TINJAUAN UMUMDalam merencanakan
normalisasi sungai, analisis yang penting perlu ditinjau adalah
analisis hidrologi. Analisis hidrologi diperlukan untuk menentukan
besarnya debit banjir rencana, yang mana debit banjir rencana akan
berpengaruh besar terhadap dimensi maupun kestabilan konstruksi
yang akan dibangun. Pada perencanaan normalisasi sungai Cimanuk
ini, data debit harian selama periode 20 tahun yang akan dijadikan
dasar perhitungan dalam menentukan debit banjir rencana.Data debit
harian selanjutnya akan dipilih untuk menentukan debit harian
maksimum tahunan untuk selanjutnya dianalisis menjadi data debit
banjir rencana periode ulang tertentu yang kemudian akan diolah
menjadi debit banjir rencana. Adapun langkah-langkah dalam analisis
hidrologi adalah sebagai berikut :a. Menentukan Daerah Aliran
Sungai (DAS) beserta luasnya.b. Menentukan debit harian maksimum
tiap tahunnya dari data debit harian dari bendung selama periode 20
tahun.c. Menghitung debit harian maksimum yang mewakili DAS.d.
Menganalisis debit banjir rencana dengan periode ulang T tahun.e.
Menghitung debit banjir rencana berdasarkan besarnya debit banjir
rencana diatas pada periode ulang T tahun.4.2. DAERAH ALIRAN SUNGAI
(DAS)Sebelum menentukan daerah aliran sungai, terlebih dahulu
menentukan lokasi Sub DAS yang harus ditinjau. Dari lokasi Sub DAS
ini ke arah hilir, kemudian ditentukan batas daerah aliran sungai
dengan menarik garis imajiner yang menghubungkan titik-titik yang
memiliki kontur tertinggi sebelah kiri dan kanan sungai yang
ditinjau.Dari peta topografi didapat luas Daerah Aliran Sungai
(DAS) sungai Cimanuk sebesar 3584 km2. untuk peta Daerah Aliran
Sungai (DAS) dapat dilihat pada gambar4.1. sebagai berikut :TUGAS
AKHIR
Normalisasi Sungai Cimanukmulai Bendung Rentang hingga Muara
Rambatan43
Gambar 4.1. Peta Daerah Aliran Sungai (DAS) sungai Cimanuk4.3.
DATA DEBIT HARIAN MAKSIMUM TAHUNANData debit harian maksimum
tahunan dapat ditampilkan pada tabel 4.1. sebagai berikut :Tabel
4.1. Debit Harian Maksimum Tahunan sungai Cimanuk
Sumber : Kantor Balai Besar Wilayah Sungai Cimanuk-Cisanggarung,
Cirebon4.4. ANALISA DEBIT BANJIR RENCANA4.4.1. Pengukuran
DispersiSuatu kenyataan bahwa tidak semua nilai dari suatu variabel
hidrologi terletak atau sama dengan nilai rata - ratanya, tetapi
kemungkinan ada nilai yang lebih besar atau lebih kecil dari nilai
rata - ratanya. Besarnya dispersi dapat dilakukan
pengukurandispersi, yakni melalui perhitungan parametrik statistik
untuk (Xi- X ), (Xi- X )2, (Xi-34X rt ) , (Xi- X rt )
terlebih dahulu. Pengukuran dispersi ini digunakan untuk
analisadistribusi Normal dan Gumbel.Dimana :Xi = besarnya debit
harian maksimum (m3/dtk).3X rt
= rata-rata debit harian maksimum tahunan (m /dtk).Sedangkan
untuk pengukuran besarnya dispersi Logaritma dilakukan melaui
perhitungan parametrik statistik untuk (LogXi-Log X ), (LogXi-Log X
)2, (LogXi-34Log X rt ) , (LogXi-Log X rt )
terlebih dahulu. Pengukuran dispersi ini digunakan untukanalisa
distribusi Log Normal dan Log Pearson Type III.Dimana :Log Xi =
Besarnya logaritma debit harian maksimum (m3/dtk). Log Xrt =
Rata-rata logaritma debit harian maksimum (m3/dtk).Perhitungan
parameter statistik untuk analisa distribusi Normal dan Gumbeldapat
dilihat pada tabel 4.2. sebagai berikut :Tabel 4.2. Perhitungan
Parameter Statistik untuk Distribusi Log Normal dan
GumbelNoTahunDebit (Q) Maks(Xi - Xrt)(Xi - Xrt)2(Xi Xrt)3(Xi -
Xrt)4
(Xi)
11987377.755-333.7655111399.409-37181279.441.24098*1010
21988501.700-209.820544024.642-9237272.4431938169123
31989518.404-193.116537293.983-7202083.3851390841136
41990430.919-280.601578737.202-22093776.936199546948
51991567.416-144.104520766.107-2992489.455431231196.6
61992548.077-163.443526713.778-4366193.324713625918.6
71993527.203-184.317533972.941-6261807.5171154160707
81994490.061-221.459549044.310-10861328.42405344357
91995464.582-246.938560978.623-15057969.643718392436
1019961214.475502.9545252963.229127228994.46.39904*1010
111997626.967-84.55357149.294-604497.86151112409.88
121998785.36373.84255452.715402642.09329732098.76
131999785.36373.84255452.715402642.09329732098.76
1420001008.116296.595587968.89126091177.17738525717
152001848.066136.545518644.6742545846.275347623852.5
162002980.706269.185572460.83319505405.675250572379
1720031037.245325.7245106096.4534558213.11.12564*1010
182004754.20042.67951821.5477742.4043318006.952
192005999.357287.836582849.85123847211.066864097766
202006764.43552.91452799.944148157.6537839688.14
Jumlah14230.4100.0000998781.059118949333.453129245235050.701
rata-rata (Xrt)711.5205
Sumber : Hasil PerhitunganMacam pengukuran dispersi antara lain
sebagai berikut :1. Standar Deviasi (S)Perhitungan standar deviasi
digunakan rumus sebagai berikut :n ( X i
_X ) 2S = i = 1
n 1S =998781,05920 - 1
= 229,2762. Koefisien Skewness (CS)Perhitungan koefisien
skewness digunakan rumus sebagai berikut :3Cs =
n log Xi log Xrt CS =
(n 1)(n 2) 20 (118949333,453) (20 - 1)(20 - 2)229,2763
S = 0,5773. Pengukuran Kurtosis (CK)Perhitungan kurtosis
digunakan rumus sebagai berikut :1 n _ X i X C = n i =1 S 41
(129245235050,701)C= 20
K229,276 4
= 2,3394. Koefisien Variasi (CV)Perhitungan koefisien variasi
digunakan rumus sebagai berikut :CV =CV =
S X229,276711,5205
= 0,322Perhitungan parameter statistik untuk analisa distribusi
Log Normal dan LogPearson Type III dapat dilihat pada tabel 4.3.
pada halaman 48 sebagai berikut :Tabel 4.3. Perhitungan Parameter
Statistik untuk Distribusi Log Normal dan LogPearson Type
IIINoTahunXiLog XiLog Xi - Log Xi rt(Log Xi - Log Xi rt)2(Log Xi -
Log Xi rt)3(Log Xi - Log Xi rt)4
11987377.7552.5772-0.25130.0632-0.01590.00399
21988501.7002.7004-0.12810.0164-0.00210.00027
31989518.4042.7147-0.11380.0130-0.00150.00017
41990430.9192.6344-0.19410.0377-0.00730.00142
51991567.4162.7539-0.07460.0056-0.00040.00003
61992548.0772.7388-0.08970.0081-0.00070.00006
71993527.2032.722-0.10650.0113-0.00120.00013
81994490.0612.6903-0.13820.0191-0.00260.00036
91995464.5822.6671-0.16140.0260-0.00420.00068
1019961214.4753.08440.25590.06550.01680.00429
111997626.9672.7972-0.03130.001-0.000030.000001
121998785.3632.89510.06660.00440.00030.00002
131999785.3632.89510.06660.00440.00030.00002
1420001008.1163.00350.1750.03060.00540.00094
152001848.0662.92840.09990.00990.00090.00009
162002980.7062.99150.1630.02660.00430.00071
1720031037.2453.01590.18740.03510.00660.00123
182004754.2002.87750.0490.00240.00010.000006
192005999.3572.99970.17120.02930.00500.00086
202006764.4352.88330.05480.00300.00020.000009
Jumlah56.57040.0000.41260.003970.015286
Log Xi rt2.8285
Sumber : Hasil PerhitunganMacam pengukuran dispersi Logaritma
antara lain sebagai berikut :1. Standar Deviasi (S)Perhitungan
standar deviasi digunakan rumus sebagai berikut :n{log(X i
) log(X RT
)}2S = i =1
n 1S =0,412620 - 1
= 0,14742. Koefisien Skewness (CS)Perhitungan koefisien skewness
digunakan rumus sebagai berikut :Cs =
n log Xi log Xrt (n 1)(n 2) S Cs =
2019 18
1,2396 = 0,07253. Pengukuran Kurtosis (CK)Perhitungan kurtosis
digunakan rumus sebagai berikut :1 LogX i
4 LogXrt C = n i =1 S 41 (0,015286)C = 20 = 1,6191K 0,1474 44.
Koefisien Variasi (CV)Perhitungan koefisien variasi digunakan rumus
sebagai berikut :CV =
S LogXrtC = 0,1474V 2,8285
= 0,05214.4.2. Pemilihan Jenis SebaranDalam statistik dikenal
beberapa jenis distribusi antara lain Normal, Gumbel, Log Normal,
Log Pearson Type III. Untuk itu ditinjau jenis distribusi yang
sesuai dengan distribusi data debit yang ada di daerah studi. Hal
ini dapat dipakai dapat dicari dengan cara analisis dan cara grafis
(plotting data).4.4.2.1. Penentuan Jenis Sebaran Cara
AnalisisKetentuan dalam pemilihan distribusi untuk daerah studi
tercantum dalamTabel 4.4. sebagai berikut :Tabel 4.4. Parameter
Pemilihan Distribusi Data DebitJenis
sebaranKriteriaHasilKeterangan
Log NormalCs = 3 Cv+Cv2 = 0,159
Cv ~ 0,06CS = 0,0725Cv = 0,0521MendekatiMendekati
Log PearsonType IIICs 0Cv ~ 0,3CS = 0,0725Cv =
0,0521MendekatiMendekati
GumbelCs = 1,14
Ck = 5,4CS = 0,577CK = 2,339KurangKurang
Sumber : Hasil PerhitunganDari perhitungan yang telah dilakukan
diatas dengan syarat-syarat tersebut diatas, maka dipilih
distribusi yang paling mendekati yaitu distribusi Log
Normal.4.4.2.2. Penentuan Jenis Sebaran Cara Grafis (Ploting
Data)Disamping metode analisis kita juga melakukan metode grafis,
yaitu dengan cara ploting pada kertas probabilitas. Untuk
mendapatkan jenis distribusi yang sesuai dengan distribusi data
debit yang ada di daerah studi, maka perlu dilakukan pengeplotan
data pada kertas probabilitas (Gumbel, Log Normal, Log Pearson Type
III). Dari Ploting pada kertas probabilitas tersebut, bisa dilihat
sebaran yang cocok / yang mendekati garis regresinya.Sebelum
dilakukan penggambaran, data harus diurutkan dahulu dari kecil ke
besar. Penggambaran posisi (plotting positions) yang dipakai adalah
cara yangdikembangkan oleh Weinbull dan Gumbel, yaitu :P( Xm)
=Dimana :
mn + 1
100%P (Xm) = data sesudah dirangking dari kecil ke besarm =
nomor urutn = jumlah data (20)Tabel 4.5. Posisi Ploting Daerah
StudiTahunQmax(m3/det)RangkingmQmax(m3/det)P (Xm)(%)
1987377.7551377.7554.762
1988501.7002430.9199.524
1989518.4043464.58214.286
1990430.9194490.06119.048
1991567.4165501.70023.810
1992548.0776518.40428.571
1993527.2037527.20333.333
1994490.0618548.07738.095
1995464.5829567.41642.857
19961214.47510626.96747.619
1997626.96711754.20052.381
1998785.36312764.43557.143
1999785.36313785.36361.905
20001008.11614785.36366.667
2001848.06615848.06671.429
2002980.70616980.70676.190
20031037.24517999.35780.952
2004754.200181008.11685.714
2005999.357191037.24590.476
2006764.435201214.47595.238
jumlah14230.410
rata-rata711.5205
Sumber : Hasil PerhitunganAgar lebih meyakinkan, setelah
dilakukan ploting data pada kertas probabilitas, perlu dilakukan
uji keselarasan sebaran (Goodness of fit tes) yaitu dengan
Chi-Square dan Smirnov-Kolmogorof.4.4.3. Pengujian Keselarasan
SebaranBerikut adalah perhitungan pengujian keselarasan :4.4.3.1.
Uji Sebaran Chi Kuadrat (Chi Square Test)G = 1 + 1,33 In N, di mana
N adalah jumlah dataG = 1 + 1,33 In 20 = 4.9843 diambil 10 dk = G (
R + 1 )R untuk distribusi normal dan binominal ; R = 2R untuk
distribusi poisson ; R = 1 dk = 10 ( 2 + 1 ) = 7Ef = N G
Ef
= 20 = 210X = ( Xmaks X min ) / ( G 1 )X = ( 1214,475 377,755 )
/ ( 10 1 )X = 92,969X awal = Xmin X = 377,755 92,969 = 331,271Tabel
4.6. Perhitungan Uji Chi-kuadratNoProbabilitas
(%)OfEfEf-Of(Ef-Of)2/Ef
1331.271