ANALISA DEBIT BANJIR BATANG PARIAMAN DENGAN MENGGUNAKAN BEBERAPA METODA

Transkripsi

1 ANALISA DEBIT BANJIR BATANG PARIAMAN DENGAN MENGGUNAKAN BEBERAPA METODA Syadli Syan, Wardi, Afrizal Naumar Jurusan teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang syadlisyan@yahoo.co.id, Wardi_ubh@yahoo.com, Zalnaumar@yahoo.com Abstrak Banjir adalah suatu kondisi dimana tidak tertampungnya air dalam saluran pembuangan ( palung sungai ) atau terhambatnya aliran air di dalam saluran pembuangan sehingga meluap menggenangi daerah sekitarnya. Secara umum faktor penyebab banjir dapat diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu faktor alami, faktor manusia faktor alami antara lain air pasang, curah hujan, erosi dan sedimentasi, menurunnya kapasitas sungai, sedangkan faktor manusia antara lain kawasan kumuh, sampah. Berdasarkan hal tersebut perlu di analisa besar debit banjir yang terjadi. Untuk mendapatkan debit dimulai dari perhitungan curah hujan rencana dengan memakai 3 metoda yaitu metoda gumbel, metoda hasper, metoda weduwen dan perhitungan debit banjir menggunakan lima metoda yaitu metoda rasional,metoda hasper, metoda Melchior, metoda weduwen dan metoda rasional singapura, yang mendekati adalah metoda rasional singapura di dapat dari perhitungan sebelumnya, jadi metoda yang sesuai dengan karakteristik DAS batang pariaman yaitu metoda rasional singapura. Perhitungan debit ini akan di gunakan sebagai dasar untuk perencanaan bangunan air di sungai. Kata Kunci : Banjir, curah hujan, metoda, karakteristik.

2 ANALYSIS OF FLOOD DISCHARGE BATANG PARIAMAN USING SOME METHOD Syadli Syan, Wardi, Afrizal Naumar Jurusan teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang Abstract Flooding is a condition where its not accommodated in the drain water (river beds) or obstruction of water flow in the sewer so that overflow inundating the surrounding area. In general, factors that cause floods can be classified in two categories, namely natural factors, human factors natural factors such as tides, rainfall, erosion and sedimentation, reducing capacity of the river, while the human factors such as slums, garbage. Based on this analysis need to be in a great flood discharge. To get started discharge plan from the calculation of rainfall using 3 methods namely Gumbel method, method hasper, weduwen method and calculation of flood discharge using five methods that rational methods, methods hasper, Melchior methods, methods and methods of rational weduwen Singapore, which is a method of approaching rational singapore obtained from the previous calculation, so the method according to the characteristics of DAS rod singapore pariaman the rational method. The discharge calculation will be used as a basis for planning and building of water in the river Keywords: Flood, precipitation, methods, characteristics.

3 PENDAHULUAN Bencana banjir termasuk bencana alam yang hampir pasti terjadi pada setiap datangnya musim penghujan. Banjir merupakan suatu kondisi dimana tidak tertampungnya air dalam saluran pembuangan atau terhambatnya aliran air didalam saluran pembuangan sehingga meluap menggenagi daerah sekitarnya. ( suripin, sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan ). Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi akan terjadi setiap saat, hal ini akan diiringi pula dengan peningkatan pembangunan infrastruktur sebagai penunjang perkembangan tersebut, dengan semakin pesatnya pembangunan maka pemanfaatan sumber daya alam khususnya lahan akan semakin meningkat pula.lahan yang dulunya berupa areal tanah kosong, rerumputan dengan nilai koefisien pengaliran antara 0,05-0,10. Setelah dibangun menjadi0,85 untuk atap bangunan 0,825 untuk jalan aspal, dari perubahan penggunaan lahan tersebut menimbulkan dampak negative terhadap lingkungan, seperti berkurangnya daerah resapan air/infiltrasi ditambah dengan faktor curah hujan yang tinggi, kesalahan perencanaan pembangunan alur sungai dan rusaknya DAS ( suyono, hidrologi untuk pengairan ). Berdasarkan faktor diatas kita perlu mengetahui berapa besar debit banjir yang terjadi pada DAS Batang Pariaman. Untuk mendapatkan data yang akurat maka perhitungan debit banjir dilakukan dengan menggunakan beberapa metoda. Secara umum faktor penyebab banjir dapat diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu sebab alami dan manusia ( Robert J. kodoatie, Sugiyanto banjir. Yang termasuk sebab alami pengaruh air pasang, curah hujan, erosi dan sedimentasi, menurunnya kapasitas sungai, kapasitas drainase yang tidak memadai. Faktor manusia Menurunya fungsi DAS, kawasan kumuh, sampah. Tujuan studi Analisa Debit Banjir Batang Pariaman Dengan Menggunakan Beberapa Metoda ini adalah untuk menentukan metoda yang sesuai dengan karakteristik DAS Batang Pariaman yang akan digunakan sebagai dasar untuk perencanaan bangunan air di sungai. METODOLOGI Melakukan studi literatur dan pengumpulan data. Kegiatan yang akan dilakukan secara garis besar dibedakan atas: a. Studi literatur Dalam studi literatur didapatkan teoriteori yang diperoleh melalui buku buku untuk analisa yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir.

4 b. Pengumpulan data Data yang dibutuhkan adalah peta tofografi, DAS, data curah hujan10 tahun (tahun 2003 sampai tahun 2012) data debit dan data-data sekunder lainnya. c. Analisa dan perhitungan. 1) Curah Hujan ( Presepitasi ) Presepitasi adalah peristiwa jatuhnya cairan dari atmosfir ke permukaan bumi. Jumlah presepitasi selalu dinyatakan dalam bentuk ( mm ) presepitasi bias berwujud dalam 2 bentuk, presepitasi cair berupa : hujan dan embun, presepitasi beku berupa : salju dan hujan es. Faktor yang mempengaruhi terjadinya presepitasi : uap air di atmosfer, faktor meteorologi, rintangan yang disebabkan gunung dan lain-lain. 2) Curah Hujan terpusat Curah hujan terpusat adalah curah hujan yang didapat dari hasil pencatatan alat pengukur hujan atau data curah hujan yang akan di olah adalah data kasar yang tidak dapat langsung dipakai. 3) Curah hujan daerah Curah hujan terpusat adalah curah hujan yang didapat dari beberapa stasiun pencacatcurah hujan dan di rata-ratakan. 4) Curah hujan maksimum Pada analisa ini, data curah hujan yang akan digunakan adalah data curah hujan rata rata maksimum yang diperoleh dengan menghitung data curah hujan 10 tahun dari 3 stasiun dengan menggunakan rumus Poligon Thiessen. 5) Curah hujan rencana Curah hujan rencana adalah perkiraan besarnya curah hujan yang akan terjadi pada periode tertentu seperti curah hujan 2, 5, 10, 25, 50 dan 100 tahunan. Untuk menghitung curah hujan rencana menggunakan 3 metode yaitu metode Gumbel, Hasper, dan Weduwen. Dari ketiga metode tersebut di ambil nilai curah hujan rata-rata. Hal ini dilakukan untuk mencari angka curah hujan yang mungkin terjadi dalam periode tertentu. Jadi nilai curah hujan ini yang akan digunakan untuk perhitungan debit rencana. Untuk menghitung nilai curah hujan rencana digunakan nilai curah hujan maksimum dari metode Poligon Thiessen. 6) Analisa Debit Banjir Rencana. Intensitas curah hujan adalah curah hujan dalam waktu yang relatif singkat. Curah hujan tidak bertambah sebanding dengan waktu, jika waktu ditentukan

5 lebih lama maka penambahan curah hujan itu berkurang ataupun berhenti, jika tidak ada waktu untuk mengamati besarnya curah hujan, maka besarnya dapat dihitung dengan empiris dengan menggunakan rumus-rumus berikut. Untuk perhitungan Debit Banjir Rencana dilakukan dengan lima metoda Rasional, hasper, weduwen, melchior dan rasional singapura 7) Analisa Debit 10 Tahun. Untuk perhitungan debit 10 tahun terakhir juga dilakukan dengan menggunakan lima metoda di atas. ANALISA DAN PEMBAHASAN Perhitungan Curah Hujan Harian Maksimum Rata-rata Digunakan metode Poligen Thiessen dengan data curah hujan dari 3 stasiun, dengan rumus : R R rata = A. L A L + R A B L. L B B L R C C. L hasil perhitungan ditabelkan sebagai berikut : Tabel 1. Curah Hujan Maksimum Rata-Rata Tahun Curah Hujan Merata (mm) , ,39 C , , , , , , ,97 (Sumber Data: Hasil Perhitungan) Untuk curah hujan rencana penulis menggunakan 3 metode yaitu metode Gumbel, Hasper, dan Weduwen. Gumbel Rumus : Yt Yn R = R * Sx Sn Dimana : R = Curah hujan kala ulang T tahun (mm) = Curah hujan maksimum rata-rata Y T Y n Sn S d = Reduced variate (hubungan dengan return periode, t) = Reduced mean (hubungan dengan banyaknya data, n) = Reduced standar deviasi (hubungan dengan banyak data, n) = Standar deviasi

6 n = Banyak data tahun pengamatan Untuk perhitungan selanjutnya penulis berikan dalam bentuk penabelan yang terdapat pada tabel dibawah ini : Tabel. 2 Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Gumbel Periode Ulang R Yn Sn Sx Yt Rn 2 115,86 0,4952 0, ,49 0, , ,86 0,4952 0, ,49 14, , ,86 0,4952 0, ,49 22, , ,86 0, ,915 25,49 31, , ,86 0, ,607 25,49 39, , ,86 0, ,607 25,49 46, ,84 (Sumber Data: Hasil Perhitungan) Metode hasper Data-data tersebut diurut dari curah hujan terbesar ke yang terkecil. Tabel 3. Rangking Curah Hujan Hujan Max Maximum Rata- Rata M Tahun Ranking 175, R1 130, R2 130, , , , , , , ,61 (Sumber Data: Hasil Perhitungan) Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Hasper Rumus : R T = + Sd * U T Dimana : R T = ulang Curah hujan rencana periode Sd = Standar deviasi = 1 R1 R R2 R 2! 2 R = Curah hujan rata-rata R 1 = Hujan maksimum pertama R 2 = Hujan maksimum kedua U = Variabel standar. U T = Konstanta hasper sehubungan Dengan periode ulang yang di kehendaki. Selain yang diatas variabel lain adalah: Tm = m = n 1 m Urutan rangking n = Jumlah tahun pengamatan Perhitungan untuk periode ulang tahun berikutnya ditabelkan sebagai berikut :

7 Tabel 4. Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Hasper T R R1 R2 U1 U2 Sd UT RT 2 115,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22-0,22 108, ,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 0,64 136, ,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 1,26 156, ,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 2,10 183, ,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 2,75 204, ,86 175,39 130,71 1,35 0,73 32,22 3,43 226,37 (Sumber Data: Hasil Perhitungan) Rumus: Dimana: Weduwen R n R n Sehingga: R P = R p = = M n x R P = Hujan rencana dengan perode ulang R mp R mp R P diambil R 70 R = Harga terbesar dari R 2 atau 5/6 R 1 R 1 = Hujan maksimum pertama R 2 = Hujan maksimum kedua Mn = mp = dari tabel (n: periode ulang dan, p: lama pengamatan) Dari data sebelumnya maka perhitungan bisa dilakukan, dengan p = 10. Rp = 206,48 mm Tabel 5. Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Weduwen No T Mn Rp Rn 1 2 0, ,48 102, , ,48 124, , ,48 145, , ,48 174, , ,48 195, ,05 206,48 216,80 Dari perhitungan curah hujan rencana dengan 3 metode di atas, maka akan didapat curah hujan rencana rata-rata adalah : Tabel 6. Curah Hujan Rencana Rata Rata Metode Gumbel, Hasper, Weduwen Metode/Thn Gumbel 75,9 109,7 131,9 160,1 181,1 201,8 Hasper 64, ,9 221,7 265,8 311,8 Weduwen 92,3 111,7 130,8 156,7 175,9 194,8 Rata-rata 77,7 114,7 142,6 179,6 207,6 236,1 (Sumber data: hasil perhitungan ) Analisa Debit Banjir Rencana Metode Rasional Rumus : Q = f. C. I. A

8 Dimana : Q = Debit maksimum (m 3 /dtk) A = Koefisien pengaliran/run-off I = Intensitas curah hujan rata-rata (mm/jam) A = Luas daerah pengaliran (km 2 ) Tabel 7. Debit Banjir Rencana Metode Metode Hasper T (thn) Rasional Q (m 3 /dtk) 2 5, , , , , ,13 Rumus: Q = α x β x gn x A Dimana : Koefisien run-off: A A ,.4t 3 / 1 t A = 1+ 2 t t Rt r n = untuk 2 jam < t < 19 jam, t dalam t 1 jam dan R dalam mm Dimana: Q n = Debit banjir dengan periode ulang n tahun = Koefisien pengaliran = Koefisien reduksi A = Luas catchment area q n = Debit untuk periode ulang tertentu Tabel 8. Debit Banjir Rencana Metode Hasper T Q (thn) (m 3 /dtk) 2 145, , , , , ,02 4 t = 0.1 L 0.8 S 0.3 Metoda Melchior Waktu: Rumus : Qn = α. β. q. A

9 Dengan : Q n = debit puncak banjir (m 3 /dt) α = koefisien aliran A = luas daerah aliran sungai (km 2 ) β = Koefisien reduksi Koefisien reduksi ( β ) dihitung dengan menggunakan rumus 1 F L L F 1970 β β F = Luas elips (km 2 ) L 1, L 2 = Sumbu elips Tabel 9. Debit Banjir Rencana Metode T (thn) Melchior Q (m 3 /dtk) 2 66, , , , , ,54 Metoda Weduwen Rumus : Q n = α. β. q. f Rumus-rumus yang digunakan : β. 7 t f β t A q n t f (.β. q ) t i Tabel 10. Debit Banjir Rencana Metode Weduwen T Q (thn) (m 3 /dtk) 2 134, , , , , ,56 Metoda Rasional Singapura Rumus : Q T = Dimana : Q T C i T 360 = debit puncak banjir untuk kala ulang A T tahun (m 3 /d) C = koefisien limpasan

10 i T = intensitas hujan pada kala ulang T (mm/jam) A = luas daerah tadah hujan (ha) C = i e5 / i 5 Dimana : C = koefisien limpasan i 5 = intensitas hujan kala ulang 5 tahun (mm/jam) i e5 = intensitas hujan efektif 5 tahun (mm/jam) i T = -bn a n t c dimana : i T = intensitas hujan pada kala ulang T (mm/jam) t c = waktu konsentrasi (menit) a n dan b a diambil dari table Parameter untuk rumus t c Tabel 11. Debit Banjir Rencana Metode R. Singapura T (thn) Q (m 3 /dtk) 2 34, , , , , ,92 Analisa Debit Banjir 10 tahun Metode Rasional Rumus : Q = f. C. I. A Tabel 12. Debit Banjir Metode Rasional Tahun Q (m³/dt) , , , , , , , , , ,29 Metoda Hasper Rumus: Q = α x β x gn x A Tabel 13. Debit Banjir Metode Hasper Tahun Q (m³/dt) , , , , , , ,88

11 , , ,25 Metoda Melchior Rumus : Qn =. nf. q R n /200 Tabel 14. Debit Banjir Metode Melchior Tahun Q (m³/dt) , , , , , , , , , ,65 Metoda Weduwen Rumus : Q n = α. β. qn.{a.(rn/240)} Tabel 15 Debit Banjir Metode Weduwen Tahun Q (m³/dt) , , , , , , , , , ,22 Metoda Rasional Singapura Rumus : Q T = C i T 360 Tabel 16. Debit Banjir Metode R.Singapura Tahun Q (m³/dt) , , , , , , , , , ,77 Data debit dari PSDA Tabel 17. Debit Banjir PSDA Tahun Q (m³/dt) , , , , ,36 A

12 , , , , ,12 Kesimpulan dan Saran Dari hasil analisa dan perhitungan di atas maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut 1. Semakin tinggi curah hujan debit banjir yang terjadi juga akan semakin besar hal ini dapat dilihat dari perhitungan debit dari lima metode yang dipakai, dimana curah hujan maksimum terjadi pada tahun 2004 dan debit maksimum juga terjadi pada tahun Metode Rasional digunakan untuk sungaisungai dengan daerah pengaliran yang luas, dan juga untuk perencanaan drainase. 3. Metode Hasper digunakan untuk luas DAS kecil dari 100 km². 4. Metode weduwen diterbitkan pertama kali pada tahun 1937 metode ini sahih untuk daerah pengaliran kurang dari 100 km². 5. Syarat batas dalam penghitungan metode Melchior untuk DAS yang kecil, untuk DAS yang luas hasil kurang akurat. 6. Metode yang cocok dengan karakteristik batang pariaman adalah metode Rasional Singapura, hal ini dibuktikan dari hasil perhitungan debit dimana hasil perhitungan mendekati data yang sebenarnya ( PSDA SUMBAR ). Saran Dari hasil analis adan perhitungan yang dilakukan, maka disarankan hal-hal berikut : 1. Sebaiknya tidaktidak dilakukan pembangunan pemukiman disepanjang sungai. 2. Membuat sumur resapan disepanjang daerah pengaliran sungai untuk antisipasi banjir akibat curah hujan yang tinggi. 3. Apabila dimasa yang akan datang dilaksankan pekerjaan yang berhubungan dengan daerah aliran sungai batang pariaman sebaiknya perencana menggunakan metoda rasional singapura dalam perhitungan debit banjir rencana, hal ini didasari dari hasil perhitungan dalam pembahasan sebelumnya.

13 DAFTAR PUSTAKA Dinas Pengelolaan sumber Daya Air( PSDA ) SUMBAR Sudarsono, Suyono, Ir, dan Takeda Kensaku. Hidrologi untuk Pengairan. PT. Pradyna Paramita, Jakarta, Suripin, Dr. Ir. M. Eng, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Andi, Yogyakarta,2004. Paulus Joseph, L.H Hidrologi untuk Insinyur Edisi ke 3. Jakarta: Penerbit Erlangga. Soemarto. C.D Hidrologi Teknik Jilid 2. Jakarta: Penerbit Erlangga.