Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan [PDF]

Citation preview

1. 1



LATAR BELAKANG



Indonesia yang merupakan Negara tropis terdiri dari banyak pulau dan memiliki banyak sungai besar dan kecil, tidak kurang 88.000 buah jembatan atau panjangnya kira-kira 1.000 km, baik permanen maupun yang masih bersifat lintasan-basah (wet-crossing) yang sudah tercatat, dari jumlah tersebut tidak kurang dari 29.000 buah jembatan berada pada sistem jaringan jalan Utama yang mendukung perekonomian secara langsung yaitu pada ruas jalan nasional dan provinsi yang panjangnya kurang lebih 500 km dan sisanya berada di ruas jalan di kabupaten, desa dan jalan di daerah perkotaan. Sesuai UU 38 Tahun 2004 tentang jalan, dinyatakan bahwa jalan (termasuk jembatan) sebagai bagian dari sistem transportasi nasional mempuyai peranan penting terutama dalam mendukung bidang ekonomi, sosial dan budaya serta lingkungan yang dikembangkan melalui pendekatan pengembangan wilayah agar tercapai keseimbangan dan pemerataan pembangunan antar daerah, disamping itu pembangunan jembatan akan membentuk dan memperkukuh kesatuan nasional untuk memantapkan pertahanan dan keamanan nasional serta membentuk struktur ruang dalam rangka mewujudkan sasaran pembangunan nasional dalam menuju masyarakat yang adil dan sejahtera, tidak dapat dipungkiri lagi peran jembatan dalam mewujudkan seperti yang diamanatkan oleh UU Jalan tersebut adalah sangat penting. Sedangkan kebijakan Pemerintah di bidang infrastruktur jalan adalah terwujudnya Sistem Penyelenggaran jaringan jalan yang handal bermanfaat dan berkelanjutan untuk mendukung tercapainya Indonesia yang Aman dan Damai, Adil dan Demokratis, Lebih Sejahtera. Hidrologi adalah suatu ilmu yang menjelaskan tentang kehadiran dan gerakan air di alam kita ini yang merupakan bentuk cair dan menyangkut perubahan-perubahannya antara keadaan cair, padat dan gas dalam atmosfir yang berada diatas dan di bawah permukaan tanah. Bahasan dalam laporan hidrologi pada proyek ini adalah penetapan tinggi konstruksi aman jembatan dari dasar sungai hingga bebas terhadap jangkauan air banjir, baik banjir 5 tahunan hingga banjir 100 tahunan yang telah ditetapkan sesuai standar peraturan yang ada.



1. 2 a.



MAKSUD DAN TUJUAN



Maksud Layanan konsultasi ini dimaksudkan sebagai salah satu kegiatan dari program kerja Perumahan PT. Trniti Dinamik, di Provinsi Banten, dalam upaya untuk mendukung pertumbuhan perekonomian daerah dengan indentifikasi potensi jalan.



b.



Tujuan



1.



Tujuan umum dari kegiatan ini adalah untuk membangun Jembatan di wilayah Perumahan Provinsi Banten.



2.



Tujuan pokok dari kegiatan ini adalah Perencanaan Teknik Jembatan.



3.



Pekerjaan ini dapat dibagi dalam beberapa tahapan proses, yaitu : -



Tahap pengumpulan data lapangan.



-



Tahap analisa data lapangan, perencanaan dan penggambaran.



-



Tahap pelaporan dan penyiapan dokumen lelang.



Pendahuluan



1-1



LAPORAN HIDROLOGI Jembatan Tambak Pamaryan



1. 3



LOKASI PROYEK



Kegiatan jasa konsultansi ini dilaksanakan di Kabupaten Serang Provinsi Banten. Gambar 1.1 memperlihatkan peta lokasi proyek.



Pendahuluan



1-2



LAPORAN HIDROLOGI Jembatan Perumahan Tambak Pamaryan



LOKASI PEKERJAAN JEMBATAN TAMBAK PAMARAYAN



Gambar 1. 1 Lokasi Kegiatan Perencanaan Teknik Jembatan Tambak Pamarayan



Pendahuluan



1-3



LAPORAN HIDROLOGI Jembatan Perumahan Tambak Pamaryan



Pendahuluan



2.1



DATA CURAH HUJAN



Data aliran/debit sungai di outlet/rencana jembatan tidak ada, sehingga untuk memperkirakan debit banjir rencana (design flood) dipakai data curah hujan harian maksimum dalam setahun. Dari stasiun hujan terdekat dengan lokasi pekerjaan yaitu stasiun BMG Bandara Soekarno Hatta diperoleh data curah hujan harian maksimum dari tahun 20011 s/ d 2019, sebagaimana terlihat pada tabel Tabel 2.1. Tabel 2. 1 Data Curah Hujan Harian Maksimum (mm)



BULAN 2011 JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGT SEP OKT NOP DES



8 6 10 9 89 61 93 59 95 95 47 62



2012 57 48 75 51 35 88 75 110 61 54 60 39



2013 56 72 46 38 102 78 9 340 77 56 93 34



CURAH HUJAN (mm) TAHUN 2014 2015 2016 59 56 43 32 38 44 39 59 53 58 65 68 112 68 44 69 120 24 7 95 33 18 98 15 15 54 70 45 59 36 39 42 54 78 56 54



2017 16 25 44 58 57 77 57 49 38 84 47 74



2018 90 55 109 84 85 103 200 51 89 94 96 107



2019 35 58 60 36 102 96 103 106 95 86 53 64



Jika ada data yang kosong maka bisa didapatkan dengan menggunakan persamaan:



 R R 1 R rx =  x xrA + x xrB + x xrC  3  RA RB RC  Dimana : rx



= Curah hujan yang diperkirakan pada stasion X, dalam mm



Rx



= Curah hujan rata-rata tahunan pada stasion X, dalam mm



rA, rB, rc



= Curah hujan di Stasion A, B dan C dalam mm



RA, RB, Rc



= Curah hujan rata-rata tahunan di Stasion A, B dan C dalam mm.



2.2



PETA RUPA BUMI



Data fisik Daerah Aliran Sungai (DAS) pada rencana jembatan diperkirakan berdasarkan peta rupabumi/ peta topografi skala 1:125.000 dan peta lokasi proyek skala 1:100.000. Tidak



diperoleh peta dengan skala yang lebih besar, sehingga sulit untuk menetapkan angka-angka yang akurat mengenai data fisik DAS lokasi rencana jembatan tersebut.



Tabel 2. 2 Data Fisik Sungai



No



1



Nama Jembatan



Tambak Pamarayan



Luas DAS



Panjang Sungai



Kemiringan



(Km²)



(Km)



Sungai



9.2152



5.555



0,001



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan



3.1



ANALISA CURAH HUJAN MAXIMUM



Analisa curah hujan maksimum, yang dalam perencanaan disebut dengan curah hujan rencana (design rainfall) ditunjukkan dengan hasil ouput berupa besaran curah hujan harian sesuai dengan tingkat probabilitasnya (P) dan periode ulang (T) tertentu. Analisa ini pada umumnya dilakukan melalui pendekatan analisa frekuensi curah hujan. Untuk perhitungan probabilitas ditentukan dengan distribusi data hujan harian maksimurn dari stasiun BMG Soekarno Hatta diperoleh data curah hujan harian maksimum dari tahun 2011 s/ d 2019. Metode analisa frekuensi dilakukan dengan Distribusi Harga Ekstrim Gumbel, Distribusi Normal, Distribusi Log Normal dan dengan Distribusi Log Pearson TYPE III.



Distribusi Gumbel



3.1.1



Parameter-parameter statistik yang diperlukan oleh distribusi harga ekstrim Gumbel adalah :



•



Harga rata-rata/harga tengah (mean)



•



Penyimpangan standar (standard deviation)



•



Faktor frekuensi (frequency factor)



Pada garis besarnya, langkah penyelesaian distribusi harga ekstrim Gumbel adalah sebagai berikut :



1. Menyusun data hujan harian maksimum sesuai dengan urutan besar ke kecil tanpa melihat tahun kejadiannya : R1,R2, …….,Rn



2. Menghitung harga tengahnya (mean) : n



R=



R



i



i =1



n



3. Menghitung harga penyimpangan standar (standard deviation) : n



Sx =



 ( R − R) i =1



2



i



n −1



4. Menghitung faktor frekuensi (frequency factor) :



K=



(Yt − Yn ) Sn



dimana : K



= faktor frekuensi



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan Yt



= reduced variable (ada tabel hubungan antara waktu ulang T dengan Yn)



Yn



= reduced mean (ada tabel hubungan antara lamanya pengamatan n dengan Yn)



Sn



= reduced standard deviation (ada tabel hubungan antara lamanya pengamatan n dengan Sn)



5. Menghitung curah hujan rencana dengan waktu ulang yang dipilih :



Rt = R + K * S x 6. Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel-tabel dibawah ini.



Tabel 3. 1 Simpangan Baku Tereduksi, Sn



Tabel 3. 2 Rata- Rata Tereduksi, Yn



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan Tabel 3. 3 Hubungan Antara Waktu Ulang dengan Reduksi (Yt)



Distribusi Log Pearson Type III



3.1.2



Parameter-parameter statistik yang diperlukan oleh distribusi log pearson type III adalah:



•



Harga rata-rata/harga tengah (mean)



•



Penyimpangan standar (standard deviation)



•



Faktor asimetri (coefficient skew)



Pada garis besarnya, langkah penyelesaian distribusi log pearson type III adalah sebagai berikut :



1. Mentransformasikan data curah hujan harian maksimum ke dalam harga-harga logaritmanya : R1,R2, ….., Rn menjadi log R1, log R2, …., log Rn



2. Menghitung nilai tengahnya (mean) : n



LogR =



 log Ri i =1



n



3. Menghitung harga penyimpangan standar (standard deviation) n



Sx =



 (log Ri − log R)



2



i =1



(n − 1)



4. Menghitung koefisien asimetri (coefficient skew) n



Cs =



n *  (log Ri − log R ) 3 i =1



(n − 1) * (n − 2) * S x



3



5. Menghitung besarnya logaritma hujan rencana dengan waktu ulang yang dipilih :



LogRt = log R + G * S x



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan (harga-harga G diperoleh dari label Pearson) 6. Maka besarnya hujan rencana (Rt) adalah antilog dari log Rt 7. Hasil perhitungan dapat dilihat pada sub bab selanjutnya Tabel 3. 4 Nilai- nilai Distribusi (G) Pearson Type III untuk Koefisien Asismetri (Cs) Positif



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan Tabel 3. 5 Nilai- nilai Disribusi (G) Pearson Type III untuk Koefisien (Cs) Negatif



3.1.3



Distribusi Log Normal 2 Parameter



Distribusi Log–normal dua parameter mempunyai persamaan transformasi sebagai berikut:



Log X + ( k  S Log X )



Log Xt = Keterangan, Xt



=



Besarnya curah hujan dengan periode t (mm)



Log X = Rata-rata nilai logaritma data X hasil pengamatan (mm)



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan S Log X = Standar Deviasi nilai logaritma data X hasil pengamatan n



 ( Log X t =1



=



t



− Log X ) 2



n −1



K



=



faktor frekuensi, sebagai fungsi dari koefisien variasi (cv) dengan periode ulang t. Nilai k dapat diperoleh dari tabel yang merupakan fungsi peluang kumulatif dan periode ulang, lihat Tabel. 2.3



CS



=



koefisien kepencengan = 3 CV + CV3



CK



=



koefisien kurtosis



=



CV8 + 6CV6 + 15CV4 + 16CV2 + 3



=



koefisien variasi



=



σ μ



σ



=



deviasi standar populasi ln X atau log X



μ



=



rata-rata hitung populasi ln X atau log X



CV



Distribusi Normal



3.1.4



Distribusi normal atau kurva normal dikenal pula dengan nama distibusi Gauss yang mempunyai rumus sebagai berikut:



Xt = di mana: Xt = X



SX KTR



= = =



X + K. SX



curah hujan untuk periode ulang T tahun (mm) curah hujan maksimum rata-rata standar deviasi faktor variabel reduksi Gauss untuk Distribusi Normal



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan Harga 3. KTr6Perhitungan Distribusi NormalNormal. Tabel Harga KTR untuk Distribusi No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21



3.1.5



Tr (tahun) 1.001 1.005 1.010 1.050 1.110 1.250 1.330 1.430 1.670 2.000 2.500 3.330 4.000 5.000 10.000 25.000 50.000 100.000 200.000 500.000 1000.000



KTr



Peluang



-3.05 -2.58 -2.33 -1.64 -1.28 -0.84 -0.67 -0.52 -0.25 0.00 0.25 0.52 0.67 0.84 1.28 1.64 2.05 2.33 2.58 2.88 3.09



0.999 0.995 0.990 0.950 0.900 0.800 0.750 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.250 0.200 0.100 0.040 0.020 0.010 0.005 0.002 0.001



Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana



Hasil perhitungan curah hujan rencana untuk masing masing metoda diatas diresumekan pada table dibawah ini Tabel 3. 7 Resume perhitungan curah hujan rencana.



Untuk mengetahui kecocokan metoda yang dipakai pada perhitungan curah hujan tersebut maka dilakukan analisa uji kecocokan untuk pemilihan distribusi hujan rencana pada sub bab berikut ini.



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan



3.1.6



Pemilihan Distribusi Dengan Uji Kecocokan



Distribusi Log–normal dua parameter mempunyai persamaan transformasi sebagai berikut: Untuk menentukan kecocokan distribusi frekwensi di lakukan uji kecocokan dengan Metode Chi- Kuadrat dan metode Smirnov-Kolmogorov. A. Uji Chi-Kuadrat. Uji Chi-kuadrat dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Pengambilan keputusan uji ini menggunakan parameter  2 . Parameter  2 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :



 2 hitung



=



k



(E F − O F ) 2



i =1



EF







keterangan :



 2 hitung = Parameter chi-kuadrat terhitung OF



=



Frekuensi pengamatan (Observed Frequency)



EF



=



Frekuensi teoritis (Expected Frequency)



Harga curah hujan harian maksimum Xt diplot dengan harga probabilitas Weibull (Soetopo, 1996:12) : Sn (x) =



n  100% N +1



keterangan : Sn (x) =



Probabilitas (%)



n



=



Nomor urut data dari seri yang telah diurutkan



N



=



Jumlah total data



Hitung harga  2 cr dengan menentukan taraf signifikan  γ 5% dan dengan derajat kebebasan yang dihitung dengan menggunakan persamaan : Dk = K – (P + 1) keterangan : Dk = Derajat kebebasan P



= Parameter yang terikat dalam agihan frekuensi



K



= Jumlah kelas distribusi



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan = 1 + (3.322 . log n)



Langkah-langkah dalam memakai jenis uji ini adalah sebagai berikut :



1. Mengurutkan data curah hujan harian maksimum dari nilai terkecil ke terbesar. 2. Memplot harga curah hujan harian maksimum Xt dengan harga probabilitas Weibull : S n (x ) =



n . 100 % N +1



Dimana : Sn (x) = probabilitas (%) n



= nomer urut data dari seri yang telah diurutkan



N



= jumlah total data



3. Tarik garis dengan bantuan titik curah hujan rancangan yang mempunyai periode ulang tertentu pada kertas semi-log probabilitas vs curah hujan 4. Hitung harga frekuensi teoritis dari kertas semi-log 5. Hitung nilai  2 hitung dengan persamaan diatas 6. Hitung harga  2 cr dengan menentukan tarap signifikan γ = 5 % dan dengan derajat kebebasan yang dihitung dengan persamaan : dk = n − ( m + 1)



Dimana : dk = derajat kebebasan n = jumlah data m = jumlah parameter untuk  2 hitung 7. Dengan nilai γ dan nilai tingkat kepercayaan/significant level γ



maka



didapatkan nilai  2 cr yang akan dibandingkan dengan nilai  2 hitung. Data akan diterima jika dari uji nilai  2 hitung <  2 cr.



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan Tabel 3. 8 Nilai Kritis untuk Distribusi Chi-Kuadrat (Uji Satu Sisi)



γ Derajat Kepercayaan Dk 0,995



0,99



0.975



0.950



0.050



0.025



0.01



0.005



1



0,0000393



0,000157



0,000982



0,00393



3,841



5,024



6,635



7,879



2



0,0100



0,0201



0,0506



0,103



5,991



7,378



9,210



10,597



3



0,0717



0,115



0,216



0,352



7,815



9,348



11,345



12,838



4



0,207



0,297



0,484



0,711



9,488



11,143



13,277



14,860



5



0,412



0,554



0,831



1,145



11,070



12,832



15,086



16,750



6



0,676



0,872



1,237



1,635



12,592



14,449



16,812



18,548



7



0,989



1,239



1,690



2,167



14,067



16,013



18,475



20,278



8



1,344



1,646



2,180



2,733



15,507



17,535



20,090



21,955



9



1,735



2,088



2,700



3,325



16,919



19,023



21,666



23,589



10



2,156



2,558



3,247



3,940



18,307



20,483



23,209



25,188



11



2,603



3,053



3,816



4,575



19,675



21,920



24,725



26,757



12



3,074



3,571



4,404



5,226



21,026



23,337



26,217



28,300



13



3,565



4,107



5,009



5,892



22,362



24,736



27,688



29,819



14



4,075



4,660



5,629



6,571



23,685



26,119



29,141



31,319



15



4,601



5,229



6,262



7,261



24,996



27,488



30,578



32,801



16



5,142



5,812



6,908



7,962



26,296



28,845



32,000



34,267



17



5,697



6,408



7,564



8,672



27,587



30,191



33,409



35,718



18



6,265



7,015



8,231



9,390



28,869



31,526



34,805



37,156



19



6,844



7,633



8,907



10,117



30,144



32,852



36,191



38,582



20



7,434



8,260



9,591



10,851



31,410



34,170



37,566



39,997



21



8,034



8,897



10,283



11,591



32,671



35,479



38,932



41,401



22



8,643



9,542



10,982



12,338



33,924



36,781



40,289



42,796



23



9,260



10,196



11,689



13,091



36,172



38,076



41,638



44,181



24



9,886



10,856



12,401



13,848



36,415



39,364



42,980



45,558



25



10,520



11,524



13,120



14,611



37,652



40,646



44,314



46,928



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan 26



11,160



12,198



13,844



15,379



38,885



41,923



45,642



48,290



27



11,808



12,879



14,573



16,151



40,113



43,194



46,963



49,645



28



12,461



13,565



15,308



16,928



41,337



44,461



48,278



50,993



29



13,121



14,256



16,047



17,708



42,557



45,722



49,588



52,336



30



13,787



14,953



16,791



18,493



43,773



46,979



50,892



53,672



Sumber : Bonnier, 1980



B. Uji Smirnov – Kolmogorof Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorof, sering disebut juga uji kecocokan non parametrik, karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Uji ini digunakan untuk menguji simpangan/selisih terbesar antara peluang pengamatan (empiris) dengan peluang teoritis, atau dalam bentuk persamaan dapat di tulis seperti berikut: maks = Pe − PT keterangan, maks = Selisih terbesar antara peluang empiris dengan teoritis Pe



= Peluang empiris, dengan menggunakan persamaan dari Weibull:



P



=



m



= nomor urut kejadian, atau peringkat kejadian



N



= jumlah data pengamatan



PT



= peluang teoritis dari hasil penggambaran data pada kertas distribusi (persamaan distribusinya) secara grafis, atau menggunakan fasilitas perhitungan peluang menurut wilayah luas dibawah kurva normal. Nilai kritis dari uji ini ditentukan terhadap nilai 0 pada Tabel 3.7.



m N +1



Uji kesesuaian ini digunakan untuk menguji simpangan secara horisontal. Uji ini dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :



1. Mengurutkan data curah hujan harian maksimum dari nilai terkecil ke terbesar 2. Memplot harga curah hujan harian maksimum Xt dengan harga probabilitas, Sn(x) seperti pada persamaan diatas



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan 3. Pengujian terhadap kesesuaian data dengan menggunakan tabel yang tersedia



dengan



parameter



banyaknya



data



(n),



tingkat



kepercayaan/significant level (), dan cr. 4. Hitung nilai selisih maksimum antara distribusi teoritis dan distribusi empiris dengan persamaan : maks =



Px (x ) - S n (x )



dengan : maks = Selisih antara probabilitas empiris dan teoritis Sx (x) = Peluang empiris Px (x) = Peluang teoritis 5. Membandingkan nilai cr dan maks dengan ketentuan apabila : cr > maks : maka distribusi tidak diterima cr > maks : maka distribusi diterima Tabel 3. 9 Nilai Kritis 0 untuk Uji Smirnov-Kolmogorof n 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 n>50



Nilai kritis Smirnov-Kolmogorov (a) 0.2 0.1 0.05 0.01 0.45 0.51 0.56 0.67 0.32 0.37 0.41 0.49 0.27 0.30 0.34 0.40 0.23 0.26 0.29 0.36 0.21 0.24 0.27 0.32 0.19 0.22 0.24 0.29 0.18 0.20 0.23 0.27 0.17 0.19 0.21 0.25 0.16 0.18 0.20 0.24 0.15 0.17 0.19 0.23 1.07 1.22 1.36 1.63 n0.5 n0.5 n0.5 n0.5



Sumber: Bonnier, 1980



Hasil uji kecocokan diatas adalah sebagai berikut: Tabel 3. 10 Hasil perhitungan Chi-Kuadrat untuk metoda Normal.



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan



Tabel 3. 11 Hasil perhitungan Chi-Kuadrat untuk metoda Log Normal.



Tabel 3. 12 Hasil perhitungan Chi-Kuadrat untuk metoda Gumbel.



Tabel 3. 13 Hasil perhitungan Chi-Kuadrat untuk metoda Log Pearson III.



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan



Tabel 3. 14 Resume hasil perhitungan Smirnov-Kolmogorov.



Hasil uji kecocokan diatas menunjukkan bahwa metoda Log Pearson III merupakan distribusi yang terbaik dengan nilai chi-kuadrat sebesar 3. Metoda Log Pearson III juga merupakan distribusi yang terbaik pada perhitungan distribusi hujan ini pada analisa uji kecocokan smirnov dengan selisih minimum sebesar 0,142. Untuk selanjutnya, hasil perhitungan curah hujan rencana dengan menggunakan metoda Log Pearson III merupakan curah hujan rencana yang akan dipakai pada perhitungan debit banjir rencana.



3.1.7



Penetapan Harga Curah Hujan Rencana (Design Rainfall), Rt (mm)



Dari perhitungan curah hujan rencana dengan menggunakan 4 metoda diatas dapat dilihat, bahwa metoda Log Pearson III merupakan curah hujan rencana yang terpilih. Tabel 3. 15 Data curah hujan rencana terpilih (Log Pearson III).



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan



Untuk keperluan perencanaan Jembatan (untuk menentukan ketinggian muka air banjir), digunakan nilai curah hujan rencana (design rainfall) dengan waktu ulang (return period) 5O tahun. Perhitungan dapat dilihat pada sub bab selanjutnya.



3.2



ANALISA DEBIT BANJIR RENCANA



Analisa debit banjir rencana (Design Flood) dihitung dengan metode empiris berdasarkan parameter hujan dan karokteristik Daerah Aliran Sungai (DAS). Metode empiris dimaksud adalah Metode SCS Nakayashu dan Rasional. Alasan menggunakan metoda ini adalah lebih mendekatinya konsep hidrograf satuan sintetis terhadap pola distribusi intensitas hujan. Pada konsep empiris rasional, metoda tersebut mengasumsikan hujan jatuh merata pada tiap satuan waktu sedangkan metoda hidrograf ini menggunakan konsep lengkung naik dan dan turun yang menyerupai bentuk segi tiga. Artinya, hujan turun tidak sama dalam satuan waktu. Konsep hidrograf ini lebih mendekati dengan kejadian nyata hujan dibandingkan dengan metoda rasional dimana hujan turun dengan merata atau seragam di tiap waktu. Pada lokasi perencanaan ini, dihitung dengan menggunakan Metoda Rasional. Selain alasan konsep kemiripan dengan distribusi hujan yang terjadi, metoda SCS Nakayshu digunakan untuk luasan daerah aliran sungai yang cukup luas dan mempunyai alur sungai yang cukup panjang. Adapun Metoda Rasional digunakan pada daerah-daerah dengan luasan daerah aliran sungai yang kecil.



Metode Nakayashu



3.1.8



Analisis hidrograf yang digunakan menggunakan cara Nakayasu, dengan rumus yang digunakan adalah sebagai berikut : Qp =



C A Ro 3,6 ( 0,3Tp + T0,3 )



Dimana : Qp



=



debit puncak bamjir (m3 / detik)



Ro



=



hujan satuan (mm)



Tp



=



tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam)



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan T0,3



=



waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak sampai menjadi 30 % dari debit puncak (jam)



1. Bagian lengkung naik (rising limb ) hidrograf satuan mempunyai persamaan :  t  Qa = Qp  2, 4 T   p



Dimana : Qa



=



limpasan sebelum mencapai debit puncak (m3/detik)



t



=



Waktu (jam)



2. Bagian lengkung turun (decreasing limb) t − Tp



▪



Qd



>0,3 Qp



: Qd = Qp* 0.3 T0,3 t −Tp + 0,5T0 ,3



▪



0,3 Qp > Qd >0,32 Qp : Qd = Qp * 0,3



1,5T0,3



t −Tp +1,5T0,3



▪



0,32 Qp > Qd : Qd = Qp * 0.3



2T0,3



Sedangkan waktu Tp = tg + 0,8 tr dimana untuk ▪



L < 15 km



tg = 0,21 L0,7



▪



L > 15 km



tg = 0,4 + 0,058 L



Dimana : L tg



= panjang alur sungai (km) = waktu konsentrasi (jam)



tr T 0,3



= 0,5 tg sampai tg (jam) = αtg (jam)



Dengan besarnya α = ▪



untuk daerah pengaliran biasa α = 2



▪



untuk bagian naik hidrograf yang lambat dan bagian menurun yang cepat α = α 15



▪



untuk bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian menurun yang lambat α = 3



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan Asumsi yang dipergunakan dalam perhitungan ini adalah : ▪



Panjang sungai



▪



Luas catchment area



▪



Koefisien pengaliran



Hasil perhitungan untuk masing-masing alur sungai adalah sebagai berikut:



Jembatan Tamabak Pamarayan



Gambar 3. 1 Debit banjir pada JB-Pamarayan dengan metoda SCS Nakayashu.



Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan Jembatan Pamrayan JB. Cikoleang No



1 2 3 4 5 6



TR



2 5 10 20 50 100



R



0.6



V



t



mm



(km/jam)



(jam)



120 189 250 323 444 560



1.62 1.62 1.62 1.62 1.62 1.62



3.42 3.42 3.42 3.42 3.42 3.42



 ΔH  r  L   m/det 18.397 2/3 R28.801  24    2438.126  t  49.319 L 67.856 V 85.468 f αr 3.6







0.800 0.800 0.800 0.800 0.800 0.800



f



QTR



(km2)



m3/det



9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2



38 59 78 101 139 175



Data Catchment area f = L = h=



9.22 5.55



V



r



t



Q



dima



km2



Q



km



t



0.01 km



Tabel 3.1 Perhitungan debit banjir pada JB Pamarayan dengan metoda Rasional.



R



r



V



Penetapan Harga Debit Banjir Rencana/ Design Flood



3.1.9



Penetapan perioda rencana banjir didasarkan atas Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 38 tahun 2011 Tentang Sungai pada pasal 42. Pasal 42 (1) Penetapan batas dataran banjir sebagaimana dimaksud dalam Pasal 41 ayat (2) huruf a dilakukan dengan identifikasi genangan banjir yang terjadi sebelumnya dan/atau pemodelan genangan dengan debit rencana 50 (lima puluh) tahunan.



Selanjutnya debit banjir rencana (design flood) yang akan dipakai untuk keperluan perencanaan jembatan (untuk menentukan ketinggian muka air banjir), digunakan nilai debit banjir rencana (design flood) dengan waktu ulang (return period) 50 tahun.



3.3



PENENTUAN LEBAR DAN TINGGI SALURAN DIBAWAH JEMBATAN



Dalam penentuan lebar dan tinggi saluran dibawah jembatan, digunakan rumus manning serta dibandingkan dengan debit banjir rencana pada alur/sungai-sungai di lokasi.



1. Input Data •



Design Flood : Q (pada masing-masing jembatan)



•



Lebar atas sungai = b



•



Tinggi bersih ke jembatan = h







L







Laporan Hidrologi Jembatan Tambak Pamarayan •



Gradient rata-rata sungai : s = 0,1 %



•



Luas Penampang Basah =A (m2) : A = (b − nh )h



•



Keliling Basah =P (m)



2 : P = (b − 2nh ) + 2h 1 + n



R=



•



Jari-jari Hidrolis =R (m)



•



Koefisien Pengaliran =n



•



Kecepatan Aliran =V (m/s)



:



A P



2. Debit =Q (m3/s) Q=A.V



3. Perhitungan dilakukan dengan cara coba-coba (trial and error). Hasil dapat dilihat pada lampiran. 4. Untuk perhitungan ini dilakukan dengan cara mengasumsikan lebar saluran adalah trapesium. Kemudian didapatkan muka air pada kondisi banjir. Dari hasil lapangan yaitu dimensi saluran dan pengamatan visual kemudian dibandingkan untuk mendapatkan muka air banjir yang sesuai. Maka :



Qhitung = Qlapangan A1V1 = A2V2



Dengan demikian bila Qsaluran ≥ Q curahhujan maka dimensi dapat diterima Hasil Perhitungan dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 3. 166 Perhitungan saluran dibawah jembatan.



4. KESIMPULAN Dari hasil pelaksanaan kegiatan studi hidrologi dalam rangka Perencanaan Teknik Jembatan Tambak Pamrayan ini dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut:



4.1.



DATA



Data yang dipergunakan untuk perhitungan/analisa hidrologi adalah : a. Curah hujan harian maksimum dalam setahun dari stasiun, selama 10 tahun pengamatan b. Data fisik DAS diperkirakan berdasarkan peta topografi c. Penampang rata-rata sungai dan kemiringan rata-rata sungai diperkirakan berdasarkan hasil pengukuran topografi.



4.2.



METODE PERHITUNGAN



Cara /metode yang dipakai untuk perhitungan/analisa hidrologi adalah : a. Analisa curah hujan rencana (design rain-fall) dihitung berdasarkan cara/metode Distribusi Harga Ekstrim Gumbel, Distribusi Normal, Distribusi Log Normal dan Distribusi Log Pearson Type III. Curah hujan rencana (design rain-fall) yang digunakan untuk perhitungan banjir rencana (design flood) adalah R50th dari Log Pearson III. b. Analisa debit banjir rencana (design flood) dihitung berdasarkan cara/metode hidrograf SCS Nakayashu dengan metoda Rasional. Debit banjir rencana (design flood) yang digunakan untuk perhitungan tinggi muka air banjir di sungai adalah Q50th dimana hal ini sesuai dengan Peraturan Pemerintah Nomor 38 Tahun 2011 Pasal 42. Tinggi muka air banjir di sungai dihitung berdasarkan rumus Manning. Dan dibandingkan dengan hasil perhitungan pada analisa debit banjr rencana