PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan banjir kota ... · hujan lokal, pengaruh pasang surut air laut, pengalihan tata guna lahan, sistem drainase yang mengalami pendangkalan, serta

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Permasalahan banjir kota Surabaya sampai saat

ini belum dapat tertangani dengan bagus dan secara

menyeluruh. Walaupun pemerintah setempat telah

berupaya dengan semaksimal mungkin untuk mengatasi

permasalahan tersebut, hal ini terjadi karena adanya

hujan lokal, pengaruh pasang surut air laut, pengalihan

tata guna lahan, sistem drainase yang mengalami

pendangkalan, serta pengaruh – pengaruh sosial yang

terjadi.

Sejalan dengan perkembangan perubahan lahan di

wilayah Surabaya Timur, terutama daerah Sukolilo,

dari lahan terbuka menjadi daerah perumahan, dari

elevasi tanah yang lebih rendah menjadi elevasi tanah

yang lebih tinggi, maka diperlukan penataan kembali

jaringan saluran drainase yang sudah ada. Hal ini

disebabkan oleh peningkatan kapasitas drainase yang

ada belum mampu mengimbangi perkembangan

perubahan lahan tersebut serta terbatasnya anggaran

yang tersedia. Selain itu apakah keberadaan Rumah

2

Pompa juga Optimal dalam penanganan genangan di

sepanjang Kali Medokan Semampir.

1.2. Rumusan Masalah

Adapun beberapa macam permasalahan, adalah :

1. Dengan sudah direncanakanya saluran tersier dan

diasumsikan saluran tersier mampu menampung

semua air, apakah saluran sekunder dapat

menampung air dari saluran tersier dan dari debit

rencana?

2. Berapakah besar kapasitas rencana saluran sekunder

apabila saluran sekunder tidak mampu menampung

debit air dari debit rencana?

3. Apakah Kapasitas Rumah Pompa sesuai dengan

debit rencana yang mengalir di Saluran Primer

Medokan Semampir?

1.3. Batasan Masalah

Pokok bahasan daalam penulisan ini adalah

melakukan perencanaan pada jaringan drainase Kali

Medokan Semampir yang sebagian besar melewati

kecamatan Sukolilo Surabaya.

Pembahasan ini dibatasi pada :

1. Saluran drainase sekunder

3

2. Tidak membahas debit air buangan

3. Kontrol aliran pada Rumah Pompa Medokan.

1.4. Maksud dan tujuan

Maksud dan Tujuan dilakukan kajian ini adalah :

1. Mengevaluasi sistem drainase di kawasan Kali

Medokan Semampir agar tidak terjadi genangan di

area Kali Medokan Semampir.

2. Meninjau kembali kondisi eksisting saluran

sekunder pada pematusan Kali Medokan Semampir

dengan segala perubahan tata guna lahan di wilayah

tersebut.

3. Menormalisasi Saluran Sekunder dengan harapan

tidak terjadi lagi genangan di kawasan Kali

Medokan Semampir.

4. Meninjau kembali Rumah Pompa semolowaru I,

apakah kondisinya masih optimal sesuai debit

rencana.

1.5. Manfaat

Dengan adanya buku ini diharapkan dapat dibuat

bahan pertimbangan untuk perencanaan kembali pada

saluran – saluran yang mengalami banjir.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pembahasan umum

Drainase yang berasal dari bahasa Inggris

Drainage mempunyai arti mengalirkan, menguras,

membuang, atau mengalirkan air. Dalam bidang teknik

sipil, drainase secara umum dapat didefinisikan sebagai

suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air,

baik yang berasal dari air hujan, rembesan, maupun

kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan, sehungga

fungsi kawasan/lahan tidak terganggu. Drainase dapat

juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas

air tanah dalam kaitannya dengan salinitas. Jadi,

drainase menyangkut tidak hanya air permukaan tapi

juga air tanah. Secara umum, sistem drainase dapat

didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang

berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang

kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga

lahan dapat difungsikan secara optimal

(Suripin, 2003 : 7 – 8).

4

5

2.2 Peran Drainase

Sistem drainase diperlukan untuk melakukan

tindakan teknis dalam mengendalikan :

a. Kelebihan air

Sistem drainase dapat mengendalikan

terhadap kemungkinan – kemungkinan adanya

banjir, genangan air pada lahan produktif, erosi

tanah serta kerusakan dan gangguan fisik, kimia,

bilogi, terhadap lahan produktif.

b. Elevasi badan air permukaan

Adanya arus limpasan air hujan menuju

badan air penerima maka akan timbul kemungkinan

naiknya elevasi badan air permukaan. Selain itu,

dampak lain yang dapat mengganggu adalah

kemungkinan terjadinya air balik ( back water ) dan

kerusakan terhadap badan air permukaan yang

disebabkan oleh melimpahnya air permukaan dan

air drainase.

c. Elevasi Permukaan Air tanah Pada Lahan Produktif

Bila air hujan dialirkan tanpa adanya

saluran drainase, maka yang akan terjadi adalah air

tersebut akan menggenang jalan tanah dan lain

sebagainya tanpa terkendali.

6

Jadi kegunaan drainase secara umum adalah

sebagai alat pematusan daerah dari kelebihan air

permukaan dan air tanah. Apabila tidak adanya

pematusan atau pengendali dan pengontrol, maka

kiriman air hujan akan masuk secara tidak terkendali ke

dalam badan penerima. Selain fungsi utama dari

drainase adalah sebagai pemelihara dan pengendali

sumber air yaitu termasuk memelihara elevasi air baik

tanah atau air permukaan.

2.3 Analisis Hidrologi

Analisa hidrologi merupakan analisa awal

dalam perencanaan konstruksi bangunan air yaitu untuk

mengetahui besarnya debit yang akan dialirkan

sehingga dapat ditentukan dimensi bangunan air

tersebur secara ekonomis.

Penetapan besarnya banjir rencana memang

merupakan masalah pertimbangan hidro ekonomis.

Untuk memperkirakan besarnya banjir rencana yang

sesuai, pengetahuan analisa hidrologi mempunyai

peranan penting. Dalam perhitungan dapat digunakan

data suatu sungai atau saluran atau curah hujan yang

nantinya akan diolah menjadi debit rencana

7

2.3.1 Analisa Curah Hujan Maksimum Harian Rata –

rata

Data hujan dari 4 (empat) stasiun curah hujan

besarnya mungkin tidak sama dan untuk kawasan yang

luas (dapat dilihat pada peta stasiun hujan lampiran

2.1), salah satu data belum menggambarkan hujan

wilayah tersebut. Dalam hal ini diperlukan hujan

kawasan yang dari harga rata – rata curah hujan harian

dari beberapa stasiun hujan disekitar kawasan tersebut.

Mengingat data hujan yang didapatkan dari 4 (empat)

stasiun hujan yang berbeda maka cara mencari hujan

maksimum harian rata – rata adalah menggunakan

langkah sebagai berikut (suripin, 2003 : 60):

a. Tentukan hujan maksimum harian pada tahun

tertentu disalah satu pos hujan.

b. Cari besarnya curah hujan pada tanggal – bulan –

tahun yang sama untuk pos hujan yang lain.

c. Hitung hujan DAS dengan salah satu cara yang

dipilih.

d. Tentukan hujan maksimum harian (seperti langkah

1) pada tahun yang sama untuk pos hujan yang lain.

e. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk setiap tahun.

8

Dari hasil data yang diperoleh (sesuai dengan

jumlah pos hujan) dipilih yang tertinggi setiap tahun.

Data hujan yang terpilih setiap tahun merupakan hujan

maksimum harian DAS untuk yang bersangkutan.

Rumus :

..........................................(2 .1)

Dimana :

R = Hujan rata – rata (mm)

n = Jumlah data

Ri = Hujan yang diamati (mm)

2.3.2 Perhitungan Curah Hujan Harian Maksimum

Rencana

Data hujan dari 4 (tempat) stasiun curah hujan

besarnya mungkin tidak sama dan untuk kawasan yang

luas, salah satu data belum menggambarkan hujan

wilayah tersebut. Dalam hal ini diperlukan hujan

kawasan yang dari harga rata – rata curah hujan harian

dari beberapa stasiun hujan disekitar kawasan tersebut.

Mengingat data hujan yang didapatkan dari 4 (empat)

stasiun hujan yang berbeda maka cara mencari hujan

∑=

=n

niiR

nR

1

9

maksimum harian rata – rata adalah menggunakan

langkah sebagai berikut (suripin, 2003 : 60):

a. Tentukan hujan maksimum harian pada tahun

tertentu disalah satu pos hujan.

b. Cari besarnya curah hujan pada tanggal – bulan –

tahun yang sama untuk pos hujan yang lain.

c. Hitung hujan DAS dengan salah satu cara yang

dipilih.

d. Tentukan hujan maksimum harian (seperti langkah

1) pada tahun yang sama untuk pos hujan yang lain.

e. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk setiap tahun.

Dari hasil data yang diperoleh (sesuai dengan

jumlah pos hujan) dipilih yang tertinggi setiap tahun.

Data hujan yang terpilih setiap tahun merupakan hujan

maksimum harian DAS untuk yang bersangkutan.

2.3.3 Perhitungan Curah Hujan Rencana

Hujan rancana adalah curah hujan terbesar

tahunan yang dengan peluang tertentu mungkin terjadi

disuatu daerah.

Untuk menghitung curah hujan rencana dapat

menggunakan beberapa metode tergantung luasan area

dan kondisi kawasan tersebut.

Parameter – parameter yang diperlukan dalam

perhitungan Distribusi Person Type III adalah :

10

♦ Harga rata- rata

♦ Standart Deviasi

♦ Koefisien Kemencengan

Langkah kerja perhitungan adalah dengan

mengurutkan data curah hujan (X) mulai dari harga

terbesar sampai dengan harga terkecil, kemudian

dihitung :

● Nilai rata – rata ( mean )

...........................................................(2.2)

● Standart Deviasi (Deviation of standart)

................................................(2.3)

● Koefisien Kemencengan (skewness of coefficient)

......................................(2.4)

● Persamaan Metode Person type III

..............................................(2.5)

N

XX∑=

1

)( 2

−−

= ∑N

XXSd

3

3

)2()1(

)(

SdNN

NXXCs

−−−

= ∑

11

Dimana :

X = Hujan Rata – rata ( mm )

X = Hujan yang terjadi ( mm )

N = Jumlah Data

Sd = Standart deviasi

Cs = Koefisien Kemencengan

K = Faktor dari distribusi Person type III, yang didapat dari tabel fungsi Cs dan probabilitas kejadian (Tabel nila K person Type III pada Tabel 2.1)

12

Tabel 2.1 Nilai K untuk distribusi Person dan Log Person Type III

Interval Kejadian ( Reccurence interval ), tahun ( periode ulang )

1.0101 1.2500 2 5 10 25 50 100

Cs Persentase peluang telampaui ( percent chance of being exceeded )

99 80 50 20 10 4 2 1

3.0 -0.667 -0.636 -0.396 0.420 1.180 2.278 3.152 4.051

2.8 -0.714 -0.666 -0.384 0.460 1.210 2.275 3.114 3.973

2.6 -0.769 -0.696 -0.368 0.499 1.238 2.267 3.071 2.889

2.4 -0.832 -0.725 -0.351 0.537 1.262 2.256 3.023 3.800

2.2 -0.905 -0.752 -0.330 0.574 1.284 2.240 2.970 3.705

13

2.0 -0.990 -0.777 -0.307 0.609 1.302 2.219 2.192 3.605

1.8 -1.087 -0.799 -0.282 0.643 1.318 2.193 2.848 3.499

1.6 -1.197 -0.817 -0.254 0.675 1.329 2.163 2.780 3.388

1.4 -1.318 -0.832 -0.225 0.705 1.337 2.128 2.706 3.271

1.2 -1.449 -0.844 -0.195 0.732 1.340 2.087 2.626 3.149

1.0 -1.588 -0.852 -0.164 0.758 1.340 2.043 2.542 3.022

.8 -1.733 -0.856 -0.132 0.780 1.336 1.993 2.453 2.891

0.6 -1.880 -0.857 -0.099 0.800 1.328 1.939 2.359 2.755

0.4 -2.029 -0.855 -0.066 0.816 1.317 1.880 2.261 2.615

0.2 -2.178 -0.850 -0.033 0.830 1.301 1.818 2.159 2.472

Tabel 2.1 Nilai K untuk distribusi Person dan Log Person Type III (Lanjutan)

14

0.0 -2.326 -0.842 0.000 0.842 1.282 1.751 2.051 2.326

-0.2 -2.472 -0.830 0.033 0.850 1.258 1.680 1.945 2.178

-0.4 -2.615 -0.816 0.066 0.855 1.231 1.606 1.834 2.029

-0.6 -2.755 -0.800 0.099 0.857 1.200 1.528 1.720 1.880

-0.8 -2.891 -0.780 0.132 0.856 1.166 1.448 1.606 1.733

-1.0 -3.022 -0.758 0.164 0.852 1.128 1.366 1.492 1.588

-1.2 -2.149 -0.732 0.195 0.844 1.086 1.282 1.379 1.449

-1.4 -2.271 -0.705 0.225 0.832 1.041 1.198 1.270 1.318

-1.6 -2.388 -0.675 0.254 0.817 0.994 1.116 1.166 1.197

-1.8 -3.499 -0.643 0.282 0.799 0.945 1.035 1.069 1.087

15

-2.0 -3.605 -0.609 0.307 0.777 0.895 0.959 0.980 0.990

-2.2 -3.705 -0.574 0.330 0.752 0.844 0.888 0.900 0.905

-2.4 -3.800 -0.537 0.351 0.725 0.795 0.823 0.830 0.832

-2.6 -3.889 -0.490 0.368 0.696 0.747 0.764 0.768 0.769

-2.8 -3.973 -0.469 0.384 0.666 0.702 0.712 0.714 0.714

-3.0 -7.051 -0.420 0.396 0.636 0.660 0.666 0.666 0.667

16

1. Metode Distribusi Log Person Type III

Metode Log Person Type III didasarkan pada perubahan data yang ada dalam

bentuk logaritma (Suripin, 2003:4). Langkah – langkah untuk menghitung besarnya

probabilitas hujan rencana dengan periode ulang t (tahun) dengan Metode Log Person Type

III sebagai berikut :

Menghitung data – data curah hujan (I) mulai dengan harga yang terbesar sampai

harga yang terkecil,kemudian dihitung :

● Menghitung nilai rata – rata (mean) :

......................................(2.6)

● Standart Deviasi (Deviation of Standart) :

..................(2.7)

● Koefisien Variasi (Variation of coefficient)

.............................................(2.8)

● Koefisien kemencengan (Skewness of coefficient) :

......................(2.9)

● Persamaan Metode Log Person Type III :

...............(2.10)

Dimana :

X = Hujan Rata – rata ( mm )

X = Hujan yang terjadi ( mm )

N = Jumlah Data

Sd = Standart deviasi

Cs = Koefisien Kemencengan

K = Faktor distribusi

( )1

2

−−

= ∑N

LogXLogXXsdLog

N

XLogXLog∑=

LogX

SdLogXCv=

( )33

)2()1(

)(

SdLogXNN

NLogXLogXCs

−−

−= ∑

SdLogXKLogXLogX ×+=

17

2. Metode Distribusi Normal

Distribusi Normal banyak digunakan dalam analisis Hidrologi, misal dalam

Analisis frekuensi Curah Hujan, Analisis Statistik dan Distribusi Rata – rata Curah Hujan

Tahunan dan sebagainya.

Distribusi Normal atau Kurva Normal disebut pula Distribusi gauss. Fungsi

densitas peluang normal dari variabel acak kontinyu X dapat ditulis sebagai berikut :

...............................(2.11)

Dimana :

P ( X ) = Fungsi Densitas peluang normal (ordinat kurva normal)

Π = 3,14

e = 2,718

X = variabel acak kontinyu

µ = Rata – rata nila X

σ = Deviasi standart dari nilai X

Untuk menggunakan Kurva Normal cukup menggunakan parameter statistik µ dan

σ.

Kurvanya simetris terhadap X = µ, dan grafiknya selalu diatas sumbu dasar X, serta

mendekati sumbu X, dimulai dari

X = µ + 3σ, serta nilai mean = modus = median. Nila X mempunyai batas -∞ < X <

+∞

Apabila suatu populasi dari data hidrologi,mempunyai Distribusi yang berbentuk

Distribusi Normal, maka :

1. Kira – kira 68,27 %, terletak didaerah satu Deviasi standart sekitar nilai Rata – ratanya,

yaitu antara ( µ - σ ) dan ( µ + σ ).

2. Kira –kira 95,45 % terletak diantara dua Deviasi Standart sekitar nilai rata – ratanya

yaitu antara ( µ - 2σ ) dan ( µ + 2σ ).

3. Kira –kira 99,73 % terletak diantara tiga Deviasi Standart sekitar nilai rata – ratanya

yaitu antara ( µ - 3σ ) dan ( µ + 3σ ).

Luas dari Kurva Normal selalu sama dengan satu unit persegi, sehingga :

( )( )

σµ

πσ

21

.2

1 −−

=x

eXP

18

...............(2.12)

Untuk menentukan peluang nilai X antara X = X1 dan X = X2 adalah :

...............(2.13)

Apabila nilai X adalah standart, dengan kata lain nila rata – rata µ = 0 dan Deviadi

Standart σ = 1,0 maka persamaan 2.12 dapat ditulis sebagai berikut :

............................................(2.14)

Dengan ...............................(2.15)

Dari persamaan (2.13) disebut dengan Distribusi Normal Standart.

3. Metode Distribusi Gumbel

● Aplikasi Distribusi Gumbel tipe I

Distribusi Tipe I Gumbel atau disebut juga dengan Distribusi Ekstrim Tipe I

umumnya digunakan untuk analisis Frekuensi Banjir. Peluang komulatif dari Distribusi

Gumbel adalah :

.......................................(2.16)

Dengan -∞ < x < ∞

Dimana :

P ( X ≤ x ) = Fungsi densitas peluang Tipe I Gumbel

X = Variabel acak kontinyu

e = 2,71828

Y = Faktor reduksi Gumbel

Persamaan garis lurus model Matematik Distribusi Gumbel Tipe I yang ditentukan

dengan menggunakan Metode Momen adalah :

( ) dxeCvXPx

2

2

1

.2

1

−−∞+

∞−∫=∞+<<∞− σ

π

πσ

( ) dxeCvXXXPxx

x

2

2

12

1

321 .2

1

−−

∫=<< σπ

πσ

( )2

2

1

.2

1 tetP

−=

π

( )σ

µ−=→ XtP

( ) ( ) yeexXP−−=≤=

19

..............................................(2.17)

....................................................(2.18)

................(2.19)

Dimana :

µ = Nilai rata – rata

σ = Deviasi Standart

Distribusi Tipe I Gumbel, mempunyai koefisien kemencengan Cs = 1,139, nilai Y,

faktor reduksi Gumbel merupakan fungsi dari besarnya peluang atau periode ulang

tertentu.

● Aplikasi Distribusi Gumbel Tipe III

Distribusi Gumbel Tipe III, disebut juga Distribusi Ekstrim Tipe III terutama

digunakan untuk analisis variabel hidrologi dengan nilai variat minimum.

Perhitungan peluangnya harus diubah apabila data Debit Minimum diurut dengan m

= 1 adalah nilai yang terbesar, sampai dengan nilai m = N yang terkecil, maka persamaan

harus diubah menjadi :

....................................(2.20)

Dimana :

P ( Xm ) = Peluang Komulatif dari pada suatu kejadian yang nilainya

kurang atau sama dengan x

m = Urutan nilai (m = 1, adalah nilai yang terbesar)

N = Jumlah total kejadian

Dalam analisis data Debit Minimum, maka debit minimum terkecil berkaitan

dengan periode ulang yang terbesar. Apabila data diurutkan mulai dari m = 1 adalah nilai

minimum yang paling kecil maka persamaan komulatif peluangnya adalah :

....................................(2.21)

( )oXXaY −=

σ283,1=a

σµµ 455,0,577,0 −=→−= Xataua

Xo

( )1+

=N

mXmP

( )TN

mXmP

11

1−=

+=

( )TN

mXmP

11

1−=

+=

20

Persamaan peluang komulatif dari Distribusi Gumbel Tipe III adalah :

............................................(2.22)

Dimana :

P ( X ) = Peluang komulatif dari kejadian yang nilainya kurang atau sama

dengan x

e = 2,71828

X = Variabel acak kontinyu

N = Batas bawah nilai X

α = Parameter Skala

β = Parameter lokasi

Transformasinya adalah :

...................................................(2.23)

Maka persamaan ( 2.12 ) menjadi :

...................................................(2.24)

Dengan menggunakan Metode Momen, maka Parameter Distribusi Gumbel Tipe III

adalah:

.................................................(2.25)

.................................................(2.26)

.

Γ = Fungsi Gamma

1) Berdasarkan Nilai rata – rata Deviasi Standart (S) dan koefisien Kemencengan

(Cs)

2) Berdasarkan nilai (Cs) tentukan nilai parameter 1/α, Ao dan Bo

( )α

εβε

+−

−=

x

eXmP

α

εβε

−−= X

Y

( ) yeXP −=

( )SAX o+=β

( )Soββ −∈=

+Γ+

+Γ

+Γ−

+Γ=αααα

β 112

11

213

31 33

oCs

( )X

21

3) Hitung parameter β dan :

.......................................(2.28)

.......................................(2.29)

4) Tentukan nilai Reduksi Variat (Log Y) dari periode ulang (T) yang

diinginkan atau peluangnya (P) atau dihitung dengan rumus :

...........................................(2.30)

Persamaan Teoritis untuk tiap nilai Log Y dan nilai X yang diharapkan adalah :

...........(2.31)

5) Persamaan (2.29) dapat digambarkan pada kertas peluang Log Normal atau Ekstrim

Logaritmatik Gumbel.

Untuk analisis kekeringan (draught) umumnya persamaan (2.29) digambarkan pada

kertas ekstrim Logaritmik Gumbel.

( )SAX o+=β

( )Soββ −∈=

( ) yeXP −=1

( ) ( ) ( ) ( )YX log1

logloglogα

ββ +∈−=∈−=∈−

22

Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss

No

Periode

Ulang T

(Tahun)

Peluang K

1 1.001 0.999 -3.05

2 1.005 0.995 -2.58

3 1.010 0.990 -2.33

4 1.050 0.995 -1.34

5 1.110 0.900 -1.28

6 1.250 0.800 -0.84

7 1.330 0.750 -0.67

8 1.430 0.700 -0.52

9 2.670 0.600 -0.25

10 2.000 0.500 0

11 2.500 0.400 0.25

12 3.330 0.300 0.52

13 4.000 0.250 0.67

14 5.000 0.200 0.84

15 10.000 0.100 1.28

16 20.000 0.050 1.64

17 50.000 0.020 2.05

18 100.000 0.010 2.33

23

Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss (Lanjutan)

19 200.000 0.005 2.58

20 500.000 0.002 2.88

21 1.000.000 0.001 3.09

( sumber : Suripin, 2003 : 37 )

5.3.4 Uji kecocokan Distribusi Frekuensi Curah Hujan Rencana

Untuk menentukan kecocokan distribusi frekuensi dari contoh data terhadap fungsi

distribusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi

tersebut diperlukan pengujian parameter.

● Uji Chi – Kuadrat

Uji Chi – Kuadrat digunakan untuk menentukan apakah persamaan peluang (metode

yang digunakan untuk mencari hujan rencana), dapat mewakili distribusi sampel data yang

dianalisis.

Parameter yang digunakan untuk pengambilan keputusan Uji ini adalah X2, sehingga

disebut Uji Chi – Kuadrat. Parameter X2 dapat dihitung dengan rumus

..............................................(2.32)

Dimana :

ᵪ2 h = Parameter Chi – Kuadarat terhitung

G = Jumlah Sub Kelompok

Oi = Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok ke – 1

Ei = Jumlah nilai Teoritis pada Sub Kelompok ke – 1 Parameter χ 2 h merupakan

variabel acak.

Peluang untuk mencapai ᵪ2 h sama atau lebih besar dari pada nilai Chi – Kuadrat yang

sebenarnya χ2.

Prosedur Uji Chi – Kuadrat adalah :

( )1

2

2

E

Eonh ii∑ −

=χ

24

1. Urutkan data pengamatan ( dari yang terbesar sampa yang terkecil atau sebaliknya ).

2. Kelompokkan data menjadi G sub group, tiap – tiap sun group minimal empat data

pengamatan.

3. Jumlah data pengamatan sebesar Oi tiap – tiap sub group.

4. Jumlah data pengamatan distribusi yang digunakan sebesar

5. Tiap – tiap sub group hitung nilai : ( Oi – Ei )

dan

6. Jumlahkan seluruh G sub group nilai untuk menentukan nilai

Chi – Kuadrat yang terhitung.

7. Tentukan derajat kebebasan dk = G – [ P + 1 ] (dengan nilai P = 2 untuk distribusi normal

dan bionominal, dan nilai P = 1 untuk distribusi poisson).

Intrepresentasi hasilnya adalah :

1. Apabila peluang (P) > 5% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan dapat

diterima. Tiap – tiap sub group dihitung nilai (Oi – Ei)2.

2. Apabila peluang (P) < 1% maka persamaan distribusi teoritis tidak dapat diterima.

3. Apabila peluang berada 5% - 1% maka tidak mungkin untuk mengambil keputusan,

misalnya perlu adanya tambahan data lagi.

( Soewarno, 1995 : 9 – 10 ).

Syarat :

� Peluang (P) = 5% artinya suatu kejadian dari 100 yang diterima 95. Dari harga (P) untuk

dijadikan dasar nilai koreksi (K/G/U) untuk tiap metode distribusi.

� Cara perhitungan Uji Chi – Kuadrat

a) Sub group / kelompok G = 1 + 1,37

In (n)...diketahui

b) Derajat kebebasan Dk = G – P – 1

c) Peluang (P) = 0,05

d) Berdasarkan peluang data pengamatan yang dijadikan 4 sub group dengan interval (P) =

0,20

1. Sub group 1P < 0,20

2. Sub group 2P < 0,40

3. Sub group 3P < 0,60

4. Sub group 4P < 0,80

5. Sub group 5P < 1,00

∑∑=

sub

oE i

i

( )E

EO ii2−

( )E

EO ii2−

25

Peluang (P) = 0,05

Setelah dibuat tabel peluang sehingga didapatkan nilai Chi – Kuadrat, untuk mencapai

nilai Chi – Kuadrat sama atau lebih besar dari nilai ( ᵪ2 h ) pada derajat kebebasan (dk) = G –

R – I. Berdasarkan tabel α (derajat kepercayaan) maka besarnya peluang untuk ᵪ2 lebih dari

nilai ( χ 2 h ) adalah dibuat kepersen interpolasi dari tabel nilai kritis. Selanjutnya peluang lebih

kecil dari 5% dan disimpulkan distribusi frekuensi yang diuji (dapat/tidak) diterima.

● Uji Smirnov – Kolmogorov

Uji Smirnov – Kolmogorov sering juga disebut uji kecocokan non parametik (non

parametric test). Karena pengujianya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu.

Prosedur Uji Smirnov – Kolmogorov adalah :

1. Urutkan data pengamatan (dari data terbesar sampai data yang terkecil atau sebaliknya)

dan tentukan besarnya peluang masing – masing data tersebut :

X1 = P ( X1)

X2 = P (X2)

Xm = P (Xm)

Xn = P Xn)

...........(2.33)

Dimana :

P(x) = Peluang

m = Nomor urut kejadian

n = Jumlah data

2. Tentukan nilai masing – masing peluang teoritis dan hasil penggambaran data (persamaan

distribusi) :

X1 = P’ (X1)

X2 = P’ (X2)

Xm = P’ (Xm)

Xn = P’ (Xn)

...........(2.34)

( ) ( ) ( )iXPxPdann

mXnP −=<

+= 1

1

( ) ( ) ( )<−=−= XPXiPdanSd

XXtF '1',

26

Dimana :

P’ (Xm) = Peluang teoritis yang terjadi pada nomor ke – m yang

didapat dari tabel

X = Curah hujan harian

= Curah hujan rata –rata

F (t) = Distribusi Normal Standart (Standart Normal Distribusi)

3. Tentukan selisih terbesar dari peluang pengamatan dengan peluang teoritis dari kedua nilai

peluang tersebut :

..........................(2.35)

4. Tentukan nilai D0 berdasarkan tabel nilai kritis smirnov – Kolmogorov

Intrepresentasi hasilnya adalah :

� Apabila < Do distribusi yang digunakan untuk menentukan persamaan distribusi dapat

diterima.

� Apabila > Do maka distribusi teoritis yang digunakan adalah untuk menentukan

persamaan distribusi tidak diterima.

Perhitungan :

1) Persamaan garis yang umum digunakan untuk Smirnov – Kolmogorov adalah :

............................................( 2.36 )

Dimana :

X = Hujan rencana

= Hujan rata – rata

K = Faktor distribusi

Sd = Standart Deviasi

2) Persamaan tersebut dikenalkan sebagai persamaan umum untuk analisa frekuensi hidrologi

untuk semua distribusi peluang.

5.3.5 Perhitungan Hujan Rencana

Hujan rencana adalah curah hujan terbesar tahunan dengan peluang tertentu yang

mungkin terjadi disuatu daerah. Dari hasil uji distribusi yang digunakan, maka untuk

menghitung curah hujan rencana akan menggunakan metodologi log person type III prosedur

perhitunganya telah dilakukan sebelumnya.

X

( ) ( )[ ]XmPXmPDmaks '−=

Sdkxx .+=

X

27

5.3.6 Perhitungan Debit Banjir Rencana

Dalam merencanakan bangunan air misalnya : Bendungan, Spillway, Flood control,

drainase dan lain sebagainya. Perlu memperkirakan debit terbesar yang mungkin terjadi dalam

suatu periode tertentu dari aliran sungai atau saluran yang biasa disebut debit rencana. Periode

ulang adalah periode tertentu dimana kemungkinan akan banjir rencana berulang. Perhitungan

debit rencana untuk saluran drainase kota dilakukan berdasarkan hujan harian maksimum yang

terjadi pada periode ulang tertentu. Berdasarkan aliran sungai ditentukan dari besarnya hujan

turun atau tertentu identitas hujan, luas area hujan, lama waktu hujan dan luas sungai, juga ciri

– ciri daerah aliranya.

Metode Rasional digunakan untuk menghitung debit banjir rencana.

........................................................(2.37)

Dimana :

Q = Debit puncak banjir (m3/det)

C = Koefisien Pengaliran

I = Intensitas Curah Hujan (mm/jam)

A = Luas daaerah pengaliran (Km2)

5.3.7 Koefisien Pengaliran

Koefisien pengaliran adalah perbandingan antara jumlah air yang mengalir

dipermukaan akibat hujan (limpasan) pada suatu daerah denganjumlah curah hujan yang turun

di daerah tersebut. Besarnya koefisien pengaliran dipengaruhi oleh :

● Kemiringan daerah aliran

● Struktur Geologi tanah

● Jenis permukaan tanah

● Klimatologi

Untuk menentukan harga koefisien pengaliran dihitung dengan rumus sebagai berikut

(Subarkah, 1980 : 51)

.........................................................(2.38)

Dimana :

Cm = Koefisien Pengaliran rata – rata

A i = Luas masing – masing tata guna lahan

Ci = Koefisien pengaliran masing – masing tata guna lahan

n = banyaknya jenis penggunaan tanah dalam pengaliran

AICQ ...6,3

1=

∑

∑

=

==n

i

n

i

A

CA

Cm

1

111

28

Besarnya koefisien pengaliran dapat dilihat pada tabel 2.2

Tabel 2.3. Koefisien pengaliran Berdasarkan Karakteristik

( Sumber : Soewarno, 1995 :11 )

Jenis Permukaan / Tata Guna

Lahan

Koefisien

Pengaliran

RERUMPUTAN

Tanah pasir, slope 2%

Tanah pasir, slope 2% - 7%

Tanah pasir, slope 7%

Tanah gemuk, slope 2%

Tanah gemuk, slope 2% - 7%

Tanah gemuk, slope 7%

0.05 – 0.10

0.10 – 0.15

0.15 – 0.20

0.13 – 0.17

0.18 – 0.22

0.25 – 0.35

PERKANTORAN

Pusat Kota

Daerah Pinggiran

0.75 – 0.95

0.50 – 0.70

PERUMAHAN

Kepadatan 20 rumah/Ha

Kepadatan 20 - 60 rumah/Ha

Kepadatan 60 - 160 rumah/Ha

0.50 – 0.60

0.60 – 0.80

0.70 – 0.90

PERINDUSTRIAN

Industri ringan

Industri berat

0.50 – 0.60

0.60 – 0.90

PERTANIAN 0.45 – 0.55

PERKEBUNAN 0.20 – 0.30

PERTAMANAN,KUBURAN 0.10 – 0.25

TEMPAT BERMAIN 0.20 – 0.35

JALAN

Beraspal

Beton

Batu

Daerah tidak dikerjakan

0.70 – 0.95

0.80 – 0.95

0.70 – 0.85

0.10 – 0.30

29

5.3.8 Intensitas Curah Hujan

Intensitas curah hujan adalah tinggi curah hujan yang terjadi per satuan waktu. Untuk

perhitungan intensitas curah hujan berdasarkan hujan harian dari stasiun curah hujan

digunakan perumusan Dr. Mononobe.

......................................................(2.39)

Dimana :

I = Intensitas curah hujan dalam t jam (mm/jam)

R24 = Curah hujan efektif dalam 1 jam

tc = Waktu mulai hujan

Lamanya hujan pada perumusan diatas dinyatakan sama dengan waktu konsentrasi (tc),

yaitu waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik terjauh.

Dengan memperhitungkan kemiringan daerah aliran dan kemiringan sungai, maka :

tc = to+tf ................................................(2.40)

Dimana :

tc = waktu konsentrasi

to = waktu yang diperlukan air hujan untuk mengalir di permukaan hingga mencapai

intake (jam)

tf = Waktu yang diperlukan air untuk mengalir di sepanjang channel flowting (jam)

Untuk mencari harga to dan tf dipakai rumus:

● Rumus Kirpich

......................................(2.41)

● Rumus Kerby

.................................(2.42)

Dimana :

to = Waktu yag diperlukan air hujan untuk mengalir

dipermukaan hingga mencapai intake (jam)

Lo = Jarak titik terjauh dengan saluran (m)

S = kemiringan daerah aliran. Dimana kemiringan adalah

perbandingan antara selisih tinggi dengan panjang saluran

3

2

24 24

24

=

ct

RI

77,0

0195,0

=S

Lt oo

mLuntukS

Lnt o

oo 40044,1

467,0

≤→

=

30

H = Selisih tinggi

L = Panjang saluran (m)

● Rumus Dr. Rizha

............................(2.43)

Dimana :

L = Panjang saluran (m)

V = Kecepatan di dalam saluran (m/det)

∆H = Selisih tinggi

2.4 Analisis Hidrolika

Analisis hidrolika diperlukan umtuk merencanakan dimensi saluran drainase yang dapat

menampung limpasan baik dari tinjauan hidrolis maupun dari elevasi lapangan.

Tinjauan hidrolis dimaksudkan untuk melakukan evaluasi kapasitas tampungan saluran

dengan debit banjir periode tertentu. Evaluasi lapangan adalah pengamatan langsung di

lapangan yang bertujuan untuk melihat kondisi saluran secara langsung.

Apabila dalam pengamatan di lapangan terjadi genangan, maka normalisasi menjadi

salah satu solusi. Tetapi bila kondisi lapangan sebaliknya maka ada perlunya dikaji kembali

apakah masih relevan dipertahankan sampai tahun proyeksi. Dari hasil identifikasi maka

perencanaan saluran drainase menggunakan batasan, yaitu :

● Dalam aliran, luas penampang lintang aliran, kecepatan aliran serta debit selalu tetap setiap

penampang melintang

● Garis energi dan dasar saluran selalu sejajar

● Bentuk penampang saluran drainase dapat berupa saluran terbuka atau tertutup.

Analisa hidrolika juga diperlukan untuk mengevaluasi rumah pompadimana dimensi

penguras harus bisa menampung debit rencana sehingga bisa dialirkan dengan baik oleh pompa

ke kolam penampung.

Rumus yang digunakan untuk menghitung kecepatan rata – rata pada perhitungan dimensi

saluran adalah manning. Rumus manning digunakan karena mempunyai bentuk yang sederhana.

Rumus manning :

L

HS

∆=

6,0

72−

∆==L

Hvdengan

V

Lt f

31

...........................................................(2.44)

.................................................................(2.45)

......................................................(2.46)

...............................................(2.47)

................................................................(2.48)

Dimana :

Q = Debit saluran (m3/det)

V = kecepatan aliran (m/det)

A = Luas basah saluran (m2)

P = keliling basah saluran (m)

R = jari – jari hidrolis (m)

n = koefisien kekasaran manning (lihat tabel 2.4)

I = Kemiringan dasar saluran

h = Tinggi air dalam saluran (m)

b = lebar dasar saluran (m)

Gambar 2.2. Penampang Saluran

2

1

3

21IR

nV =

VAQ .=

( )hhmbA .+=

212 mhbP ++=

P

AR=

t

b x

h

w

32

Tabel 2.4 Nilai koefisien kekasaran manning

No Tipe saluran n

A.Saluran tertutup terisi

sebagian

1 Gorong – gorong dari beton lurus

dan bebas kikisan

0.010 – 0.013

2 Gorong – gorong dengan belokan

dan sambungan

0.011 – 0.014

3 Saluran pembuangan lurus dari

beton

0,013 – 0.017

4 Pasangan bata di lapisi dengan

semen

0.011 – 0.014

5 Pasangan batu kali disemen 0.015 – 0.017

B.Saluran dilapisi atau disemen

6 Pasangan bata disemen 0.012 – 0.018

7 Beton dipoles 0.013 – 0.016

8 Pasangan batu kali disemen 0.017 – 0.030

9 Pasangan batu kosong 0.023 – 0.035

( Sumber : Van Te chow, 1985 )

33

BAB III

METODE PELAKSANAAN

6.1 Langkah penyusunan

Didalam pelaksanaan tugas akhir ini dilakukan melalui beberapa tahap. Pada bab ini

akan dijelaskan langkah – langkah yang dilakukan mulai dari awal hingga hasil kesimpulan.

Adapun langkah – langkah dalam tugas akhir ini adalah :

a) Persiapan

Tahap persiapan sangat penting karena pada tahap ini akan dirancang tahapan –

tahapan berikutnya. Pada tahapan ini kami menyusun proyek akhir dan mengurus surat – surat

sebagai kelengkapan administrasi demi kelengkapan proyek akhir ini, meliputi :

1. Pembuatan proposal proyek akhir

2. Pengajuan surat untuk pengambilan data

b) Studi Literatur

Adalah mempelajari berbagai literatur yang berkaitan dengan permasalahan –

permasahan, buku yang dipakai antara lain :

• Hidrologi Aplikasi Statistik untuk Analisa Data

• Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air

• Modul Kuliah Drainase

Studi literatur ini mempelajari tentang teori – teori yang berkaitan dengan judul

proyek ini. Sumber literatur yang digunakan pada pengembangan distribusi ini meliputi buku,

teks, laporan penelitian dan tugas akhir terdahulu mengenai :

1. Survey debit air limpasan

2. Dimensi penampang

3. Proyek fasilitas

Studi literatur ini dilakukan sepanjang studi yakni mulai tahap awal studi sampai

dengan analisa data pembahasan hingga dapat diperoleh kesimpulan.

c) Survey lapangan

Tahapan ini merupakan peninjauan secara langsung ke lapangan. Ini dilakukan untuk

mengetahui keadaan eksisiting saluran yang nantinya akan dilakukan perhitungan.

1. Dimensi saluran

Peninjauan dimensi saluran secara langsung ke lapangan dimaksudkan untuk

perhitungan full bank capacity. Dalam survey lapangan haruslah dilakukan dengan teliti

agar hasil perhitungan valid.

2. Mencari informasi dari masyarakat

46

34

Informasi dari masyarakat sangat diperlukan untuk mengetahui waktu dan

ketinggian banjir yang terjadi. Meskipun dalam perhitunganya tidak digunakan tetapi

informasi dari masyarakat dapat dijadikan acuan dalam menangani masalah banjir yang

terjadi.

3. Survey ke Rumah Pompa

Survey ke Rumah Pompa dimaksudkan untuk perhitungan debit outlet. Dengan

mencari tahu jumlah pompa yang ada dirumah pompa dan mencari tahu kapasitas masing –

masing pompa serta mengetahui dimensi penguras.

d) Pengumpulan data

Pengumpulan data dilakukan untuk membantu jalanya studi, data yang

dikumpulkan meliputi data data primer dan sekunder, data primer diambil langsung dari studi

lapangan yaitu dimensi dan elevasi saluran.

Data – data sekunder diambil dari data instansi yang terkait, literature dan laporan

dengan topik sejenis sebagai berikut :

1. Peta Sistem Rayon Jambangan (dapat dilihat pada lampiran 3.1)

2. Data curah hujan

3. Kapasitas pompa

e) Analisa data dan perhitungan

� Perhitungan analisa hidrologi

• Data hujan pada setiap stasiun hujan tahun 1990 – 2009

• Perhitungan hujan rencana

• Perhitungan debit banjir rencana

� Analisa hidrolika

• Skema jaringan drainase Kali Medokan Semampir

• Perhitungan saluran drainase Kali Medokan Semampir

• Analisa dimensi penguras pada Rumah Pompa Medokan Semampir

f) Pengolahan Data

Data yang terhimpun kemudian diklasifisikasikan ke dalam suatu susunan berupa

table, grafik, dan gambar. Data berupa angka dipindahkan kedalam tabel kerja untuk

memudahkan analisa, kegiatan ini dilakukan untuk memudahkan analisa. Analisis yang

dilakukan dalam kajian ini meliputi analisa hidrologi dan analisa hidrolika.

g) Sistematika Penyelesaian Masalah

Penyusunan penyelesaian masalah berdasarkan perencanaan sistem pengendalian

banjir, yaitu meliputi :

� Kajian Hidologi

1. Perhitungan Curah Hujan Rata – rata

35

Perhitungan hujan rata – rata dilakukan dengan pengolahan data yang sudah

didapat dari masing – masing stasiun penangkaran hujan.

Menggunakan metode rata – rata aritmatika jika curah hujan yang didapat

dengan mengambil nilai rata – rata hitung dari pengukuran hujan pada pos – pos

penangkaran di daerah tersebut.

2. Menentukan Curah Hujan Harian Maksimum Rencana

Dari data hujan maksimum yang diambil dari beberapa stasiun penangkar

hujan, kita dapat memperkirakan hujan rencana untuk masing – masing periode

waktu, metode yang digunakan adalah Log Normal dan Log Person Type III.

3. Uji Kesesuaian Distribusi

Pengujian ini dipakai untuk mengetahui apakah suatu data jenis sebaran yang

dipilih setelah penggambaranya pada kertas probabilitas, perlu pengujian lebih lanjut,

pengujian itu dengan 2 cara yaitu:

� Uji Smirnov Kolmogorof

Pengujian ini dilakukan dengan menggambarkan probabilitas untuk setiap

data distribusi teoritis dan empiris.

� Uji Chi – Kuadrat

Pengujian ini dilakukan untuk menguji apakah distribusi pengamatan dapat

disamai dengan baik oleh distribusi teoritis.

4. Perhitungan Debit Rencana

Perhitungan ini dipakai untuk mengetahui sebagai dasar untuk merencanakan

tingkat bahaya banjir pada suatu kawasan dengan penerapan angka – angka

kemungkinan terjadinya banjir karena metode ini pengembanganya sangat sederhana

dan memasukan parameter DAS sebagai unsur pokok selain sifat – sifat hujan

masukan, jenis dan sifat parameter DAS tidak terperinci satu per satu akan tetapi

pengaruh secara keseluruhan ditampilkan sebagai koefisien limpasan.

5. Perhitungan Full Bank Capacity

Tujuan perhitungan ini adalah untuk mengetahui apakah penampang palung

sungai eksisiting mampu mengalirkan debit yang ada dengan aman atau meluber.

6. Perbandingan Q Full Bank Capacity dengan Kapasitas Rencana

Perbandingan ini dimaksudkan untuk mengetahui manakah metode yang

akan digunakan untuk mencari kapasitas rencana dengan metode Rasional yang

mempunyai kapasitas rencana lebih efektif dari Q Full Bank Capacity, sehingga dapat

dipakai sebagai dasar perencanaan.

7. Desain Saluran

Tujuan pembuatan desain saluran untuk memperbarui saluran eksisiting di

saluran sekunder kali Medokan Semampir

36

8. Analisa kapasitas pompa

Tujuan analisa kapasitas pompa adalah untuk menganalisis apakah pompa

dapat mengeluarkan air secara maksimal dari saluran drainase yang sudah didesain

dengan debit rencana.

9. Kesimpulan dan Saran

Pada bagian kesimpulan dan saran ini berisikan jawaban isi permasalahan dan

menjadi tujuan dari proyek akhir ini. Secara garis besar pengerjaan proyek akhir ini di

gambarkan pada gambar 3.3 Skema Pengerjaan Tugas Akhir.

37

Gambar 3.1 Skema Pengerjaan Tugas Akhir

Pengolahan Data :

1. Penghitungan debit

rencana

2. Penghitungan debit

eksisting

mulai

persiapan

Survey

Pengumpulan Data :

1. Data eksisting

saluran

2. Data hujan

3. Peta DAS

Analisa Kapasitas

saluran

Analisa Kapasitas

saluran

Perencanaan

Dimensi

Saluran Baru

Perhitungan

Trial dan Error

Tidak

Luber/Aman

Analisa Kapasitas

saluran Primer

Analisa Debit

outlet

Analisa

Kapasitas

Pompa

Kapasitas pompa > debit

masuk

Selesai