08 Bab 4 Analisa Debit Banjir

BAB – BAB – 4 4 ANALISA DEBIT BANJIR RENCANA LAPORAN

SYSTEM

PLANNING

Detail Desain Bendung, Bangunan Utama Dan Jaringan Utama Daerah Irigasi Batang Asai Kabupaten Sarolangun

4.1. UMUM

Survey Hidrologi dan Hidrometri yang akan dilaksanakan meliputi: 

Pengumpulan data curah hujan dan klimatologi



Pengumpulan data ketinggian muka air sungai Batang Asai pada lokasi AWLR



Pengukuran penampang melintang sungai pada setiap l okasi pengukuran.



Pengamatan karakteristik sungai (antara lain morfologi, dan sedimentasi).



Pengukuran sifat datar (levelling) untuk mengikat peilschaal terhadap BM.



Data luas daerah tangkapan yang tercakup dalam peta topografi dengan skala yang memadai.

Luas daerah tangkapan air hujan (catchment (catchment area) area) diukur dari peta topografi skala 1:50.000 atau yang lebih besar. Data curah hujan diambil dari stasiun pengukuran yang termasuk di dalam catchment area area atau minimal stasiun terdekat dengan lokasi jika data yang pertama tidak tersedia. Namun jika data debit tersedia di lapangan dapat langsung dianalisa dari data tersebut dan tidak harus melakukan analisa data curah hujan.

Data karakteristik aliran di lapangan dapat diketahui dengan mengadakan survey hidrometri yang mencakup pengukuran kecepatan aliran, penampang aliran, fluktuasi muka air dan penelitian laboratorium terhadap sifat-sifat kandungan fisik dan kimia. Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk mengetahui potensi-potensi yang berpengaruh dalam upaya pembuatan jaringan irigasi dan drainase, mengoptimalkan jaringan irigasi dan drainase, dan menghindari terjadinya genangan terus menerus dalam jangka waktu lama.

IV -1

LAPORAN SYSTEM PLANNING


HUJAN 4.2. ANALISA CURAH HUJAN

4.2.1 Curah Hujan

Analisis curah hujan meliputi pekerjaan-pekerjaan sebagai berikut : 

Uji konsistensi data.



Penyaringan terhadap data yang salah atau diragukan, melengkapi data curah hujan yang kosong.



Perhitungan hujan kawasan.



Perhitungan hujan andalan R80%, untuk perkiraan besarnya hujan efektif .

Data Curah hujan diambil dari Stasiun Pulau Pandan di kecamatan Muara Limum Kabupaten Sarolangun dengan data pada Tabel 4.1 sebagai berikut : Tabel 4.1 : Data Curah Hujan Bulanan

Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Rerata Rerata Bulanan Stasiun Pulau Pandan IV -2



4.2.2 Catchment Area

Untuk tujuan perhitungan hidrologi Lebih lanjut, berikut ini diberikan Daerah Aliran Sungai Batang Asai. Daerah Aliran Sungai Batang Asai mempunyai luas 1309 Km 2 dan panjang sungai utama 111.25 km.

Gambar 4.2 Daerah Aliran Sungai Batang Asai

4.2.3 Debit Banjir Rancangan

Untuk memperkirakan debit banjir yang akan terjadi dapat dilakukan analisa hidrologi dengan menggunakan metoda rasional dan metode hidrograf. Debit banjir ini digunakan dalam simulasi perilaku hidrolik untuk mengetahui tinggi muka air maksimum sungai.

A. Curah Hujan Rencana

Untuk memperkirakan besrnya debit banjir dengan kala ulang tertentu, terlebih dahulu data-data hujan didekatkan dengan suatu sebaran distribusi, agar dalam memperkirakan besarnya debit banjir tidak sampai jauh melenceng dari kenyataan banjir yang terjadi (Soeworno, 1995 : 98).

IV -3



Dalam analisis ini digunakan beberapa metoda untuk memperkirakan curah hujan dengan periode ulang tertentu, yaitu : a) Metoda distribusi Normal b) Metoda distribusi Log Normal 2 parameter c) Metoda distribusi Log Normal 3 parameter d) Metoda distribusi Gumbel e) Metoda distribusi Pearson Type III f)

Metoda distribusi Log Pearson Type III

Metoda yang dipakai nantinya harus ditentukan dengan melihat karakteristik distribusi hujan daerah setempat. Periode ulang yang akan dihitung pada masing-masing metode adalah untuk periode ulang 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 200 dan 1000 tahun. Hasil analis is hujan rancangan dapat dilihat pada tabel berikut ini. Tabel 4.2 Rangkuman Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana Perioda Ulang (Tahun)

t

2 0.0000 5 0.8400 10 1.2800 20 1.6400 25 1.7083 50 2.0500 100 2.3300 200 2.5800 1000 3.0900 Penympangan Max Dkitis (Sig. Level 5%)

Normal

84.27 105.35 116.39 125.42 127.13 135.70 142.73 149.00 161.80 9.31 39.6

Log Normal 2 Parameter 80.63 105.47 121.40 136.21 139.22 155.29 169.83 183.96 216.54 11.97 39.6

Distribusi Probabilitas Log Gumbel Normal 3 Parameter 84.30 80.15 105.39 102.52 116.42 116.99 124.28 131.07 128.22 134.10 135.73 149.25 142.52 162.94 84.27 176.43 213.48 207.92 12.27 13.81 39.6 39.6

Pearson III

104.95 117.11 126.13 130.64 139.71 148.06 155.87 162.15 172.63 10.66 39.6

Log Pearson III 82.65 105.81 118.83 128.10 133.02 142.22 150.55 158.10 163.75 26.05 39.6

Berdasarkan hasil perhitungan pada tabel diatas maka distribusi Log Normal yang dipilih karena mengalami deviasi yang paling kecil.

IV -4



B. Uji kesesuaian Pemilihan Distribusi

Untuk mengetahui apakah data tersebut benar sesuai dengan jenis sebaran toristis yang dipilih maka perlu dilakukan pengujian lebih lanjut. Untuk keperluan analisis uji kesesuaian dipakai dua metode statistik sebagai berikut : B.1. Uji Smirnov Kolmogorov

Tabel 4.3 Perhitungan Uji Smirnov – Kolmogrov Curah Hujan (X) (mm)

m

P ( x)

m 

P ( x

n  1



)

f (t )

x x 



P ' ( x)

P ' ( x

)



S

D

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

124.00 110.50 106.50

1 2 3

0.083 0.167 0.250

0.917 0.833 0.750

1.583 1.045 0.886

0.057 0.148 0.188

0.943 0.852 0.812

0.027 0.019 0.062

99.50

4

0.333

0.667

0.607

0.272

0.728

0.061

90.50 87.00 81.50 67.10 59.00 56.20 45.20

5 6 7 8 9 10 11

0.417 0.500 0.583 0.667 0.750 0.833 0.917

0.583 0.500 0.417 0.333 0.250 0.167 0.083

0.248 0.109 -0.111 -0.684 -1.007 -1.119 -1.557

0.402 0.457 0.544 0.753 0.843 0.868 0.940

0.598 0.543 0.456 0.247 0.157 0.132 0.060

0.015 0.043 0.039 0.086 0.093 0.035 0.024

D max

0.093

Sumber : Hasil Perhitungan Konsultan 2011

Hasil perhitungan uji Smirnov Kolmogorov dapat dilihat pada Tabel 4.3. Berdasarkan hasil perhitungan pada tabel tersebut didapatkan nilai Kolmogorov diapatkan nilai dan

CR =

CR maka

CR =

max

= 0.0931. Dari tabel Smirnov

0.396 (jumlah sampel 11 dengan derajat signifikasi 5%)

0.0931 (jumlah sampel 11 dengan derajat signifikasi 1%), karena nilai

max

<

distribusi dapat diterima.

B.2. Uji Chi Square

Uji Chi Square digunakan untuk menguji apakah distribusi pengamatan dapat disamai dengan baik oleh distribusi teoritis. Tabulasi perhitungan uji Chi Square sebagai berikut : Tabel 4.4 Perhitungan Uji Chi Square Kelas

P

X

(%)

F Pengamatan F

Teoritis

Oj - Ej

Oj  Ej 

2

Ej

1

0 < x ≤ 20

0 - 63.16

(Oj) 3

(Ej) 2.2

0.8

0.291

2

20 < x ≤ 40

63.16 - 77.92

1

2.2

-1.2

0.655

3 4 5

40 < x ≤ 60

77.92 - 90.63 90.63 - 105.39 105.39 - ~

3 1 3

2.2 2.2 2.2

0.8 -1.2 0.8

0.291 0.655 0.291

11

11

60 < x ≤ 80 80 < x ≤ 100

Jumlah

2

X

hitung

2.182

Sumber : Hasil Perhitungan Konsultan 2011

IV -5



Berdasarkan hasil perhitungan pada tabel tersebut didapatkan nilai X 2kritis = 2.182. Berdasarkan hasil tabel di dapatkan nilai X2kritis = 6.323 (untuk nilai n = 11 dengan derajat signifikasi sebesar 5%) dan X2kritis = 9.598 (untuk nilai n = 11 dengan derajat signifikasi sebesar 1%). Karena nilai X2hitung < X2kritis maka distribusi dapat diterima.

4.3. DEBIT BANJIR RANCANGAN

Metode penentuan debit banjir rencana akan dilakukan dengan metode Hasper, Weduwen, hidrograf satuan sintetik menurut Snyder dan modifikasinya menurut Alexeyev, Metode Nakayasu dan yang berlaku di pulau Jawa, serta perhitungan kapasitas palung sungai yang ada dilapangan “ Bankfull Capacity”.

4.3.1. Hidrograf Satuan Sintetik Metode Nakayasu

Persamaan umum hidrograf satuan sintetik adalah sebagai berikut (Soemart o, 1995: 100) :

QP



C  A  R 0





3,6 0,3 TP  0,3

Parameter-parameter perhitungan yang diperlukan adalah sebagai berikut : I.

II.

Karakteristik DAS, meliputi : 

Luas daerah aliran sungai (A)

= 1309 Km2



Panjang sungai utama (L)

= 111.25 Km



Koefisien karakteristik Fisik DAS ()

=2



Hujan netto satuan

= 1 mm/jam



Run off Coefficient (C)

= 0.70

Parameter-parameter hidrograf 

Waktu konsentrasi (Tg) Dengan L > 15 Km, maka Tg = 0.4 + 0.058 L

Tg  0.4  0.058 L

 0.4  0.058 x 111.25  6.853 jam 

Satuan waktu hujan (Tr) Tr = 0.75 Tg IV -6



= 0.75 x 6.853 = 5.139 jam 

Tenggang waktu (Tp)

Tp  Tg  0.8  Tr 6.853  0.8  5.139  10.964 jam





Waktu penurunan debit, dari debit puncak sampai dengan menjadi 0.3 Q maks (T0,3).

T0.3







2 6.853 13.705 jam 



Debit puncak (QP)

QP





III.

Tg

α

C  A  R 0



3,6 0,3 Tp  T0,3



0.75  1309.  1  14.98 m 3/det 3,6 0,3  10.964  13.705

Durasi Waktu yang diperlukan. 

Waktu lengkung naik ( 0  t  Tp)



0 ≤ t ≤ 10.964

Persamaan lengkung hidrograf unit satuan yang digunakan adalah :

 1   Q a  Q P   Tp   

2,4

Waktu lengkung turun 1 (Tp  t  Tp + T 0,3)



10.964  t  24.669

Persamaan Lengkung hidrograf unit satuan yang digunakan adalah :    1 Tp     T   0,3   



Q d1  Q P  0,3



Waktu lengkung turun 2 (Tp + T 0,3  t  Tp +1,5 T 0,3)



24.669  t  45.227

Persamaan lengkung hidrograf unit satuan yang digunakan adalah :    1 Tp 0,5     1,5 T    0,3  



Q 

Q 0,3 d2  P 





Waktu lengkung turun 3 (t  Tp + 1,5 T 0,3)

 t  45.227

Persamaan lengkung hidrograf unit satuan yang digunakan adalah :

IV -7



Q

Q 0,3 d3  P 

 Tp1,5 T0,3    2 T0,3 

 1     



IV. Perhitungan Unit Hidrograf satuan Tabel 4.5 Tabulasi Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis Metode Nakayasu HSS Unit

Waktu (t)

Q(t,1)

Keterangan

3

(jam)

X

Y

(m /det)

0.000

0.000

0.000

0.000

2.000

0.182

0.017

0.252

4.000 8.000 10.964 12.000 16.000 18.000

0.365 0.730 1.000 1.094 1.459 1.642

0.089 0.469 1.000 0.913 0.642 0.539

1.332 7.030 14.977 13.674 9.623 8.072

20.000

1.824

0.452

6.772

22.000

2.007

0.379

5.680

24.000

2.189

0.318

4.765

24.669

2.250

0.300

4.493

26.000

2.371

0.278

4.156

30.000

2.736

0.220

3.288

38.000

3.466

0.137

2.058

40.000

3.648

0.122

1.831

45.227

4.125

0.090

1.348

52.000

4.743

0.067

1.001

56.000

5.108

0.056

0.840

60.000

5.472

0.047

0.704

64.000

5.837

0.039

0.591

68.000

6.202

0.033

0.496

72.000

6.567

0.028

0.416

76.000

6.932

0.023

0.349

80.000

7.297

0.020

0.293

84.000

7.661

0.016

0.245

88.000

8.026

0.014

0.206

92.000 96.000 100.000 104.000 108.000 112.000 116.000 120.000

8.391 8.756 9.121 9.486 9.850 10.215 10.580 10.945

0.012 0.010 0.008 0.007 0.006 0.005 0.004 0.003

0.173 0.145 0.122 0.102 0.086 0.072 0.060 0.050

124.000

11.310

0.003

0.042

 t    Tp   

2.4

Q a  Qp 

Q d1  QP

 t  Tp     T   0.3 0.3 

Q d2  Q P 

 t  Tp  0.5 T0.3      1.5  T0.3  0.3 

Q d3  Q P 

 t  Tp  1.5 T0.3      2 T0.3  0.3 

Hasil perhitungan detail hidrograf banjir rancangan ditampilkan di lampiran sedangkan rekapitulasi hasil perhitungan hidrograf banjir Metode Nakayasu ditabelkan pada berikut ini.

IV -8



Tabel 4.6 Rekapitulasi Perhitungan Hidrograf Banjir Rancangan dengan Metode Nakayasu. Waktu (Jam)

Q2th 3

Q5th 3

Q10th 3

Q20th 3

Kala Ulang (Tr) Q25th Q50th 3

3

Q100th 3

Q200th 3

Q1000th 3

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 11 .0 00 12 .0 00 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000 60.000 70.000 80.000 90.000 100.000 110.000 120.000

0.000 1.551 8.582 24.030 50.440 90.148 145.356 218.000 309.600 421.473 554.806 7 70 .0 39 7 75 .3 87 688.693 446.898 278.163 208.549 155.608 116.107 86.633 67.970 43.839 28.255 18.211 11.737 7.565 4.876 3.143

0.000 1.939 10.728 30.040 63.054 112.692 181.705 272.516 387.022 526.872 693.548 9 62. 60 4 9 69. 29 0 860. 917 558.655 347.724 260.701 194.522 145.142 108.298 84.967 54.802 35.321 22.765 14.673 9.457 6.095 3.928

0.000 2.142 11.852 33.188 69.661 124.501 200.745 301.072 427.577 582.080 766.222 1 06 3. 47 2 1 07 0. 85 8 951.129 617.194 384.161 288.019 214.905 160.351 119.646 93.871 60.544 39.022 25.151 16.210 10.448 6.734 4.340

0.000 2.308 12.772 35.763 75.067 134.162 216.324 324.436 460.758 627.251 825.683 1 14 6. 00 1 1 15 3. 96 0 1024. 939 665.090 413.973 310.370 231.582 172.795 128.931 101.155 65.243 42.050 27.102 17.468 11.259 7.256 4.677

0.000 2.340 12.947 36.252 76.093 135.996 219.281 328.870 467.056 635.826 836.969 11 61 .6 66 11 69 .7 33 1038.950 674.181 419.632 314.613 234.748 175.157 130.693 102.538 66.134 42.625 27.473 17.707 11.412 7.356 4.741

0.000 2.498 13.819 38.696 81.224 145.166 234.066 351.044 498.547 678.696 893.402 12 39 .9 91 12 48 .6 03 1109.001 719.638 447.925 335.825 250.576 186.967 139.505 109.452 70.594 45.499 29.325 18.901 12.182 7.852 5.060

0.000 2.627 14.535 40.699 85.429 152.680 246.182 369.216 524.355 713.829 939.649 1 30 4. 18 0 1 31 3. 23 7 1166.409 756.891 471.112 353.210 263.547 196.645 146.726 115.117 74.248 47.854 30.843 19.879 12.813 8.258 5.322

0.000 2.743 15.174 42.488 89.183 159.390 257.001 385.441 547.397 745.198 980.942 13 61 .4 91 13 70 .9 47 1217.666 790.152 491.815 368.731 275.128 205.287 153.174 120.176 77.511 49.957 32.199 20.753 13.376 8.621 5.556

0.000 2.978 16.477 46.136 96.841 173.077 279.070 418.540 594.404 809.190 1065.178 1 47 8. 40 6 1 48 8. 67 3 1322.230 858.004 534.049 400.395 298.754 222.915 166.328 130.496 84.167 54.247 34.964 22.535 14.524 9.361 6.033

Max

7 75 .3 87

9 69. 29 0

1 07 0. 85 8

1 15 3. 96 0

11 69 .7 33

12 48 .6 03

1 31 3. 23 7

13 70 .9 47

1 48 8. 67 3

Gambar 4.3 Hidrograf Debit Banjir Rancangan Kala Ulang 2th, 5th,10th, 20th, 25th, 50th, 100th, 200th, 1000 th

IV -9



4.3.2. Hidrograf Satuan Sintetik Metode Snyder

Persamaan umum hidrograf satuan sintetik Snyder adalah sebagai berikut : 0,275 C P A TP 

QP





Adapun parameter-parameter perhitungan yang diperlukan adalah sebagai berikut : I.

II.

Karakteristik DAS, meliputi :  Luas daerah aliran sungai (A)  Panjang sungai utama (L)  Panjang sungai dari outlet ke titik berat DAS (L C)  Koefisien waktu (Ct)  Koefisien puncak (CP)  Koefisien nilai n

= 1309 Km2 = 111.25 Km = 55.625 Km =1 = 0.59 = 0.3

Parameter-parameter hidrograf  Time Lag (tP) n t P C L LC t 0.3 1 111.625 55.625 

















13.724 jam

Lama curah hujan efektif (T P) tergantung dari (t e) t P 13.724 te 2.495 jam 5,5 5,5 





te > tr = 1 jam, maka TP = tP + 0,25 (t r – te) te < tr = 1 jam, maka TP = tP + 0,50 t r , jadi

TP 



tp



0,25 t r



Debit puncak (QP) 0,275 C P A QP TP 

0,275 0.59 1309







t e   13.724  0,25 1  2.495  13.350 jam







13.724



15.909 m 3/det

Time Base (T b)

T   T  5.0  Tp  r  b 2   1   T  5.0  13.350    69.258 jam b 2  

IV -10



III.

Metode Alexeyev. λ

Q 

T P P h A  



a

IV.

15.909 13.350 1 1309 





0.162





1,32  λ  0,15  λ  0,045



1,32  0,162  0,15  0,162  0,045  0,284

Perhitungan Unit Hidrograf satuan.

Tabel 4.7 Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis Metoda Snyder Waktu t (jam)

X

Y

HSS Unit U(t,1)

0.000

0.000

0.000

0.000

4.000

0.300

0.343

5.464

8.000

0.599

0.840

13.356

12.000

0.899

0.993

15.791

13.350

1.000

1.000

15.909

14.000

1.049

0.999

15.886

18.000

1.348

0.943

15.002

22.000

1.648

0.847

13.472

26.000

1.948

0.740

11.774

30.000

2.247

0.636

10.125

34.000

2.547

0.542

8.616

38.000

2.846

0.458

7.279

42.000

3.146

0.385

6.118

46.000

3.446

0.322

5.123

50.000

3.745

0.269

4.277

54.000

4.045

0.224

3.563

58.000

4.345

0.186

2.963

62.000

4.644

0.155

2.460

66.000

4.944

0.128

2.040

70.000

5.243

0.106

1.691

74.000

5.543

0.088

1.400

78.000

5.843

0.073

1.158

82.000

6.142

0.060

0.957

86.000

6.442

0.050

0.791

90.000

6.742

0.041

0.654

94.000

7.041

0.034

0.540

98.000

7.341

0.028

0.445

102.000

7.641

0.023

0.368

106.000

7.940

0.019

0.303

110.000

8.240

0.016

0.250

114.000

8.539

0.013

0.206

118.000

8.839

0.011

0.170

122.000

9.139

0.009

0.140

Hasil perhitungan detil hidrograf banjir rancangan ditampilkan di lampiran sedangkan rekapitulasi hasil perhitungan hidrograf banjir rancangan Metoda Snyder di tabelkan sebagai berikut: IV -11



Tabel 4.8 Rekapitulasi Perhitungan Hidrograf Banjir Rancangan dengan Metode Snyder Waktu (Jam)

Q2th 3

Q5th 3

Q10th 3

Q20th 3

Kala Ulang (Tr) Q25th Q50th 3

3

Q100th 3

Q200th 3

Q1000th 3

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

0.000 2.000 5.000 10 .0 00 11 .0 00 12 .0 00 14 .0 00 15 .0 00 20 .0 00 25 .0 00 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000 55.000 60.000 65.000 70.000 75.000 80.000 85.000 90.000 95.000 100.000 105.000 110.000

0.000 22.204 325.772 81 3. 37 3 86 1. 56 4 89 4. 77 7 92 6. 20 9 92 8. 58 4 86 5. 16 1 74 8. 53 3 625. 337 512.425 414.983 333.489 266.574 212.270 168.547 133.539 105.622 83.428 65.826 51.891 40.875 32.177 25.317 19.910 15.652

0.000 27.756 407.239 10 16. 77 6 10 77. 01 7 11 18. 53 7 11 57. 82 9 11 60. 79 8 10 81. 51 5 9 35 .7 21 781.717 640.568 518.759 416.885 333.237 265.353 210.696 166.933 132.035 104.291 82.287 64.867 51.096 40.224 31.648 24.890 19.566

0.000 30.665 449.912 1 12 3. 320 1 18 9. 874 1 23 5. 744 1 27 9. 154 1 28 2. 434 1 19 4. 843 1 03 3. 772 863. 630 707.691 573.118 460.569 368.155 293.158 232.774 184.425 145.871 115.220 90.910 71.664 56.451 44.439 34.965 27.498 21.617

0.000 33.044 484.827 1 210 .4 92 1 282 .2 11 1 331 .6 41 1 378 .4 19 1 381 .9 54 1 287 .5 66 1 113 .9 95 930.650 762.610 617.594 496.310 396.725 315.908 250.838 198.737 157.191 124.161 97.964 77.225 60.831 47.888 37.678 29.631 23.294

0.000 33.496 491.454 1 227 .0 39 1 299 .7 38 1 349 .8 44 1 397 .2 62 1 400 .8 44 1 305 .1 66 1 129 .2 23 943.371 773.034 626.036 503.095 402.148 320.226 254.267 201.454 159.339 125.858 99.303 78.281 61.663 48.542 38.193 30.037 23.613

0.000 35.754 524.590 13 09. 77 2 13 87. 37 3 14 40. 85 7 14 91. 47 2 14 95. 29 6 13 93. 16 7 12 05. 36 1 1006. 978 825.156 668.246 537.016 429.263 341.818 271.411 215.037 170.083 134.344 105.999 83.559 65.821 51.815 40.768 32.062 25.205

0.000 37.605 551.746 1 37 7. 57 3 1 45 9. 19 1 1 51 5. 44 4 1 56 8. 67 9 1 57 2. 70 1 1 46 5. 28 4 1 26 7. 75 7 1059.104 867.870 702.838 564.815 451.484 359.512 285.460 226.168 178.887 141.299 111.486 87.885 69.228 54.497 42.879 33.721 26.510

0.000 39.258 575.992 1 43 8. 110 1 52 3. 314 1 58 2. 039 1 63 7. 613 1 64 1. 812 1 52 9. 675 1 32 3. 467 1105.646 906.008 733.724 589.635 471.324 375.310 298.005 236.107 186.748 147.508 116.385 91.747 72.270 56.892 44.763 35.203 27.674

0.000 42.629 625.454 15 61. 60 4 16 54. 12 5 17 17. 89 3 17 78. 23 9 17 82. 79 9 16 61. 03 3 14 37. 11 7 1200. 591 983.810 796.731 640.268 511.798 407.539 323.595 256.382 202.785 160.175 126.380 99.625 78.476 61.778 48.607 38.226 30.051

Max

928.584

1160.798

1282.434

1381.954

1400.844

1495.296

1572.701

1641.812

1782.799

Gambar 4.4 Hidrograf Debit Banjir Rancangan Kala Ulang 2th, 5th,10th, 20th, 25th, 50th, 100th, 200 th, 1000 th

IV -12



4.3.3. Hidrograf Satuan Sintetik Metode ITB – 1 Data I. Karakteristik DAS dan Hujan 1. Nama Sungai

=

2. Luas daerah aliran Sungai (A)

=

1309

3. Panjang Sungai Utama (L) 4. Tinggi Hujan 5. Durasi Hujan (Tr)

= = =

111 1 1

II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) dan Waktu Dasar (Tb) 1. Koefisien Waktu (C t) =

Sungai Kuantan Hulu 2

Km Km mm Jam

1

2. Tipe Lag (t p) 0.6

=

13.723

Jam

=

2.495

Jam

=

13.349

Jam

tB = 10 * T p

=

133.490

Jam

IV. Metode Alexeyev 1. Luas HSS Analitik 2. Luas HSS Numerik 3. Qp

= =

1.691 1.691

=

16.108

m /det

4. Volume hujan pada DAS

=

1309000

m

5. Volume Unit Hidrograph

=

1309045.42

6. Tinggi Limpasan

=

1

m mm

t p = Ct 0.8122 L

3. Lama curah hujan effektif (t e) te = t p / 5.5 4. Waktu Puncak (T P) te > Tr , maka Tp = t P + 0.25 (Tr - te) te < Tr , maka Tp = t P + 0.5 T r Tp 3. Debit Puncak (Q P)

Qp

1 

A DAS

3.6 Tp A HSS

3



3 3

V. Tabel Perhitungan HSS ITB-1 1. Persamaan Garis HSS (0 ≤ t ≤ 1)

Q( t )  2

  1 t 2    2    t  

IV -13



Tabel 4.9 Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis Metoda ITB - 1 Waktu t (jam)

0.000 2.000 5.000 10.000 13.723 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000 55.000 60.000 65.000 70.000 75.000 80.000 85.000 90.000 95.000 100.000 105.000 110.000 115.000 120.000 125.000 130.000 135.000

HSS Tak berdimensi

X

Y

0.000 0.150 0.375 0.749 1.028 1.124 1.498 1.873 2.247 2.622 2.996 3.371 3.746 4.120 4.495 4.869 5.244 5.618 5.993 6.367 6.742 7.117 7.491 7.866 8.240 8.615 8.989 9.364 9.739 10.113

0.000 0.001 0.235 0.890 0.999 0.981 0.795 0.569 0.383 0.249 0.158 0.099 0.061 0.038 0.023 0.014 0.009 0.005 0.003 0.002 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

HSS 3

Q (m /det) 0.000 0.020 3.787 14.337 16.091 15.807 12.802 9.165 6.169 4.009 2.548 1.596 0.989 0.609 0.373 0.227 0.138 0.083 0.050 0.030 0.018 0.011 0.007 0.004 0.002 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000

Hasil perhitungan detil hidrograf banjir rancangan ditampilkan di lampiran sedangkan rekapitulasi hasil perhitungan hidrograf banjir rancangan Metoda ITB - 1 di tabelkan sebagai berikut:

IV -14



Tabel 4.10 Rekapitulasi Perhitungan Hidrograf Banjir Rancangan dengan Metode ITB - 1 Waktu (Jam)

Q2th 3

Q5th 3

Q10th 3

Q20th

Kala Ulang (Tr) Q25th Q50th

3

3

3

Q100th 3

Q200th 3

Q1000th 3

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

0.000 2.000 5.000 1 0.0 00 1 1.0 00 1 2.0 00 1 3.0 00 1 4.0 00 1 5.0 00 1 6.0 00 1 8.0 00 2 0.0 00 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000 55.000 60.000 65.000 70.000 75.000 80.000 85.000 90.000 95.000 100.000 105.000 110.000

0.000 0.651 139.042 7 18. 970 8 02. 283 8 63. 649 9 03. 721 9 37. 514 9 35. 925 9 23. 096 8 72. 572 8 00. 536 589.699 403.014 264.247 168.935 106.228 66.039 40.718 24.953 15.221 9.251 5.606 3.389 2.045 1.232 0.741 0.446 0.267 0.160

0.000 0.814 173.812 89 8.7 64 10 02.9 13 10 79.6 24 11 29.7 17 11 71.9 60 11 69.9 74 11 53.9 37 10 90.7 79 10 00.7 29 737.167 503.797 330.328 211.181 132.793 82.553 50.901 31.193 19.027 11.564 7.008 4.237 2.557 1.540 0.927 0.557 0.334 0.201

0.000 0.899 192.026 9 92. 943 1 108 .004 1 192 .754 1 248 .096 1 294 .766 1 292 .571 1 274 .854 1 205 .077 1 105 .592 814.412 556.588 364.942 233.310 146.708 91.204 56.235 34.462 21.021 12.776 7.742 4.681 2.825 1.702 1.024 0.615 0.369 0.222

0.000 0.969 206.927 1 069 .99 8 1 193 .98 8 1 285 .31 5 1 344 .95 1 1 395 .24 3 1 392 .87 8 1 373 .78 6 1 298 .59 5 1 191 .38 8 877.612 599.781 393.262 251.415 158.093 98.281 60.599 37.136 22.652 13.767 8.343 5.044 3.044 1.834 1.103 0.663 0.398 0.239

0.000 0.982 209.756 108 4.62 4 121 0.30 9 130 2.88 4 136 3.33 6 141 4.31 5 141 1.91 8 139 2.56 5 131 6.34 6 120 7.67 4 889.608 607.979 398.638 254.852 160.254 99.625 61.427 37.644 22.962 13.955 8.457 5.113 3.085 1.859 1.118 0.672 0.404 0.242

0.000 1.048 223.899 11 57.7 55 12 91.9 14 13 90.7 32 14 55.2 59 15 09.6 75 15 07.1 17 14 86.4 58 14 05.1 00 12 89.1 01 949.590 648.972 425.516 272.035 171.059 106.342 65.569 40.182 24.510 14.896 9.027 5.458 3.293 1.984 1.194 0.717 0.431 0.258

0.000 1.103 235.489 12 17. 686 13 58. 791 14 62. 723 15 30. 591 15 87. 824 15 85. 133 15 63. 406 14 77. 836 13 55. 832 998.746 682.567 447.543 286.117 179.914 111.847 68.963 42.262 25.779 15.668 9.495 5.740 3.464 2.087 1.256 0.755 0.453 0.272

0.000 1.151 245.837 1 271 .197 1 418 .502 1 527 .002 1 597 .852 1 657 .600 1 654 .791 1 632 .108 1 542 .778 1 415 .413 1042.636 712.562 467.210 298.691 187.820 116.762 71.993 44.120 26.912 16.356 9.912 5.993 3.616 2.179 1.311 0.788 0.473 0.284

0.000 1.250 266.948 13 80.3 58 15 40.3 13 16 58.1 29 17 35.0 63 17 99.9 43 17 96.8 92 17 72.2 62 16 75.2 61 15 36.9 59 1132.170 773.751 507.331 324.340 203.949 126.789 78.176 47.908 29.223 17.761 10.763 6.507 3.927 2.366 1.423 0.855 0.514 0.308

Max

9 37 .5 14

1 17 1. 96 0

1 29 4. 76 6

1 39 5. 24 3

1 41 4. 31 5

1 50 9. 67 5

1 58 7. 82 4

1 65 7. 60 0

1 79 9. 94 3

Gambar 4.5 Hidrograf Debit Banjir Rancangan Kala Ulang 2th, 5th,10th, 20th, 25th, 50th, 100th, 200 th, 1000 th.

IV -15



4.3.4. Hidrograf Satuan Sintetik Metode ITB – 2 Data

I. Karakteristik DAS dan Hujan 1. Nama Sungai

=

2. Luas daerah aliran Sungai (A)

=

1309

3. Panjang Sungai Utama (L) 4. Tinggi Hujan 5. Durasi Hujan (Tr)

= = =

111.3 1 1

Sungai Kuantan Hulu 2

Km Km mm Jam

II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) dan Waktu Dasar (Tb)

1. Koefisien Waktu (C t)

=

1

=

13.723

Jam

=

2.495

Jam

=

13.349

Jam

tB = 10 * T p

=

133.490

Jam

IV. Metode Alexeyev 1. Luas HSS Analitik 2. Luas HSS Numerik 3. Qp

= =

1.455 1.456

=

18.727

m3/det

= = =

1309000 1310572.550 1

m3 m3 mm

2. Tipe Lag (t p) 0.6

t p = Ct 0.8122 L

3. Lama curah hujan effektif (t e) te = t p / 5.5 4. Waktu Puncak (T P) te > Tr , maka Tp = t P + 0.25 (Tr - te) te < Tr , maka Tp = t P + 0.5 T r Tp 3. Debit Puncak (Q P)

Qp

1 

A DAS

3.6 Tp A HSS 

4. Volume hujan pada DAS 5. Volume Unit Hidrograph 6. Tinggi Limpasan V. Tabel Perhitungan HSS ITB-2 1. Persamaan Garis HSS Lengkung Naik (0 ≤ t ≤ Tp)

Qt 



t 1.2

2. Persamaan Garis HSS Lengkung turun ( t ≥ Tp)

Qt 

e 1





t

IV -16



Tabel 4.11 Perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis Metoda ITB - 2 HSS Tak berdimensi

Waktu t (jam)

0.000 2.000 4.000 8.000 12.000 13.723 16.000 20.000 24.000 28.000 32.000 36.000 40.000 44.000 48.000 52.000 56.000 60.000 64.000 68.000 72.000 76.000 80.000 84.000 88.000 92.000 96.000 100.000 104.000 108.000 112.000

X

Y

0.000 0.150 0.300 0.599 0.899 1.028 1.199 1.498 1.798 2.098 2.397 2.697 2.996 3.296 3.596 3.895 4.195 4.495 4.794 5.094 5.394 5.693 5.993 6.293 6.592 6.892 7.192 7.491 7.791 8.090 8.390

0.000 0.102 0.235 0.541 0.880 1.034 0.820 0.608 0.450 0.334 0.247 0.183 0.136 0.101 0.075 0.055 0.041 0.030 0.022 0.017 0.012 0.009 0.007 0.005 0.004 0.003 0.002 0.002 0.001 0.001 0.001

HSS 3

Q (m /det) 0.000 1.919 4.410 10.130 16.479 19.358 15.354 11.378 8.432 6.249 4.631 3.432 2.543 1.885 1.397 1.035 0.767 0.568 0.421 0.312 0.231 0.171 0.127 0.094 0.070 0.052 0.038 0.028 0.021 0.016 0.012

Hasil perhitungan detil hidrograf banjir rancangan ditampilkan di lampiran sedangkan rekapitulasi hasil perhitungan hidrograf banjir rancangan Metoda ITB - 2 di tabelkan sebagai berikut:

IV -17



Tabel 4.12 Rekapitulasi Perhitungan Hidrograf Banjir Rancangan dengan Metode ITB - 2 Waktu (Jam)

Q2th 3

Q5th 3

Q10th 3

Q20th

Kala Ulang (Tr) Q25th Q50th

3

3

Q100th

3

3

Q200th 3

Q1000th 3

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

(m /det)

0.000 2.000 5.000 9.000 13.000 13.723 14.000 18.000 22.000 26.000 30.000 34.000 38.000 42.000 46.000 50.000 54.000 58.000 62.000 66.000 70.000 74.000 78.000 82.000 86.000 90.000 94.000 98.000 102.000 106.000 110.000

0.000 69.173 254.339 586.415 958.770 1041.123 1031.488 857.322 634.990 470.578 348.736 258.441 191.526 141.936 105.186 77.951 57.768 42.811 31.726 23.512 17.424 12.913 9.569 7.092 5.255 3.895 2.886 2.139 1.585 1.175 0.871

0.000 86.472 317.942 733.062 1198.532 1301.480 1289.435 1071.714 793.784 588.257 435.946 323.070 239.421 177.430 131.490 97.444 72.214 53.516 39.660 29.391 21.781 16.142 11.962 8.865 6.570 4.869 3.608 2.674 1.982 1.468 1.088

0.000 95.533 351.258 809.877 1324.122 1437.857 1424.550 1184.016 876.962 649.899 481.627 356.924 264.509 196.022 145.268 107.655 79.781 59.124 43.816 32.471 24.064 17.833 13.216 9.794 7.258 5.379 3.986 2.954 2.189 1.622 1.202

0.000 102.946 378.516 872.725 1426.878 1549.439 1535.099 1275.898 945.016 700.332 519.002 384.622 285.036 211.234 156.541 116.010 85.972 63.712 47.216 34.991 25.931 19.217 14.241 10.554 7.821 5.796 4.295 3.183 2.359 1.748 1.296

0.000 104.353 383.691 884.655 1446.382 1570.618 1556.082 1293.339 957.934 709.905 526.097 389.880 288.932 214.122 158.681 117.595 87.148 64.583 47.861 35.469 26.285 19.480 14.436 10.698 7.928 5.875 4.354 3.227 2.391 1.772 1.313

0.000 111.389 409.561 944.303 1543.905 1676.517 1661.001 1380.542 1022.523 757.771 561.569 416.167 308.413 228.559 169.380 125.524 93.024 68.938 51.088 37.861 28.058 20.793 15.409 11.420 8.463 6.272 4.648 3.444 2.553 1.892 1.402

0.000 117.156 430.762 993.185 1623.825 1763.303 1746.984 1452.007 1075.454 796.997 590.639 437.710 324.378 240.390 178.148 132.022 97.839 72.506 53.733 39.821 29.510 21.869 16.207 12.011 8.901 6.596 4.888 3.623 2.685 1.990 1.474

0.000 122.304 449.692 1036.830 1695.183 1840.790 1823.754 1515.814 1122.714 832.021 616.594 456.945 338.633 250.954 185.977 137.824 102.138 75.693 56.094 41.570 30.807 22.830 16.919 12.538 9.292 6.886 5.103 3.782 2.803 2.077 1.539

0.000 132.806 488.308 1125.865 1840.753 1998.864 1980.365 1645.981 1219.124 903.469 669.542 496.184 367.712 272.504 201.947 149.659 110.909 82.193 60.911 45.140 33.452 24.791 18.372 13.615 10.090 7.477 5.541 4.107 3.043 2.255 1.671

Max

1041.123

1301.480

1437.857

1549.439

1570.618

1676.517

1763.303

1840.790

1998.864

Gambar 4.6 Hidrograf Debit Banjir Rancangan Kala Ulang 2th, 5th,10th, 20th, 25th, 50th, 100th, 200 th, 1000 th. IV -18



C.5. Perhitungan Kapasitas Sungai “ Bankfull Capacity ” Kapasitas sungai pada rencana lokasi bendung dihitung dengan menggunakan rumus Manning dengan aliran steady. Tabel 4.13 : Perhitungan Kapasitas Palung Sungai

H m 1 2 3 4 5

A m² 14.03 63.39 138.59 221.61 321.92

P m 31.62 70.32 78.42 89.12 107.32

R m 0.44 0.90 1.77 2.49 3.00

R^2/3

I

I^1/2

n

0.58 0.93 1.46 1.84 2.08

0.005294 0.005294 0.005294 0.005294 0.005294

0.072761 0.072761 0.072761 0.072761 0.072761

0.033 0.033 0.033 0.033 0.033

1/n

30.30 30.30 30.30 30.30 30.30

V Q m/det m3/det 1.28 18.00 2.06 130.41 3.22 446.74 4.05 897.13 4.59 1,476.88

C.6. Resume Perhitungan Debit Banjir Rancangan

Tabel 4.14 Rekapitulasi Debit Banjir Rencana

Periode Ulang

Curah Hujan (mm)

2

Metode Perhitungan Banjir (m3/det) HSS Snyder

HSS Nakayasu

HSS ITB-1

HSS ITB-2

84.27

932.53

775.39

937.51

1031.49

5

105.35

1165.74

969.29

1171.96

1289.43

10

116.39

1287.89

1070.86

1294.77

1424.55

20

125.42

1387.83

1153.96

1395.24

1535.10

25

127.13

1406.80

1169.73

1414.32

1556.08

50

135.70

1501.66

1248.60

1509.68

1661.00

100

142.73

1579.39

1313.24

1587.82

1746.98

200

149.00

1648.80

1370.95

1657.60

1823.75

1000

161.80

1790.38

1488.67

1799.94

1980.36

Bankfull Capacity : 1.476,88 m 3/det. Dari perhitungan tersebut untuk periode ulang 100 tahun, harga rata-rata debid banjir adalah : 1.539 m 3/det, sehingga dalam perencanaan selanjutnya ditetapkan debit banjir rancangan sebesar 1.500 m 3/det.

IV -19



Gambar 4.7 Hidrograf Debit Banjir Rancangan Kala Ulang 25th,

Gambar 4.8 Hidrograf Debit Banjir Rancangan Kala Ulang 50th, IV -20



Gambar 4.9 Hidrograf Debit Banjir Rancangan Kala Ulang 100th

IV -21

08 Bab 4 Analisa Debit Banjir

Recommend Documents