ANALISA PENGARUH BENDUNG TERHADAP TANGGUL BANJIR SUNGAI ULAR

Transkripsi

1 ANALISA PENGARUH BENDUNG TERHADAP TANGGUL BANJIR SUNGAI ULAR TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil HABIBI EL HADIDHY BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2010

2 ABSTRAK Bendung merupakan bangunan air yang berfungsi untuk menaikkan elevasi muka air. Bendung sungai Ular di Pulau Gambar direncanakan dapat mensuplai kebutuhan air irgasi untuk lahan pertanian yang sebelumnya hanya mengandalkan free intake. Maka, fenomena peninggian elevasi muka air banjir akan terjadi pada aliran sungai Ular sehubungan dengan adanya bendung khususnya daerah di bagian hulu. Salah satu cara yang paling tua dan dipakai secara luas untuk melindungi lahan dari air banjir akibat banjir adalah pendirian suatu penghalang untuk mencegah luapan atau biasa disebut tanggul banjir. Untuk menghitung panjang dan elevasi tanggul di sepanjang sungai untuk banjir dengan periode ulang yang berbeda-beda digunakan kurva pengempangan. Perhitungan yang tepat untuk kurva pengempangan dapat dikerjakan dengan metode tahapan standar (standard step method) bila potongan melintang, kemiringan dan faktor kekasaran sungai ke arah hulu lokasi bendung sudah diketahui sampai jarak yang cukup jauh. Dalam penentuan debit banjir rencana terlebih dahulu dilakukan analisa frekuensi dan penetapan sebaran data curah hujan kemudian diuji dengan chi kuadrat, dimana distribusi yang sesuai adalah distribusi Log Pearson Type III sehingga curah hujan rencana menggunakan distribusi Log Pearson Type III. Dari hasil analisa debit banjir rancangan, untuk merencanakan tanggul banjir digunakan debit banjir kala ulang 50 tahun dengan metode kombinasi Haspers- Log Pearson III dimana Q 50 = 1.051,691 m 3 /detik, kombinasi Haspers-Haspers Q 50 = 1.199,099 m 3 /detik, metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Q 50 = 1.144,483 m 3 /detik, metode Melchior-Log Pearson III Q 50 = 990,736 m 3 /detik dan Melchior-Haspers Q 50 = 1.169,636 m 3 /detik. Hasil perhitungan dengan menggunakan standard step method menunjukkan bahwa terjadi peninggian elevasi muka air banjir setinggi 1,391 m sepanjang m. Berdasarkan analisa perhitungan didapat bahwa dengan adanya bendung terjadi peningkatan tinggi muka air sehingga direncanakan tanggul banjir yang mampu menahan debit banjir kala ulang 50 tahun dengan metode kombinasi Haspers-Haspers dengan panjang m dengan tinggi jagaan 0,80 m dan kemiringan talud sebsar 1 : 2 agar dapat melindungi sawah dan pemukiman warga di Pulau Tagor dan Pulau Gambar.

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Adapun judul dari tugas akhir ini adalah Analisa Pengaruh Bendung Terhadap Tanggul Banjir Sungai Ular. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Penulis hanya dapat mengucapkan terima kasih atas segala jerih payah, motivasi dan doa yang diberikan hingga penulis dapat menyelesaikan studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik, terutama kepada : 1. Bapak Ir. Boas Hutagalung, M.Sc., selaku Dosen Pembimbing sekaligus orang tua bagi penulis yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 3. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik.

4 4. Bapak Ir. Sufrizal, M.Eng, Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, Bapak Ivan Indrawan, ST, selaku Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberikan masukan dan kritikan yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Ayahanda Drs. Syahrul AR El Hadidhy, SH, M.Si, dan Ibunda Zildanti Djalil, BA tercinta, yang selalu mendukung, membimbing, dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 6. Kepada abang ku Syahrozi El Hadidhy, adik-adikku Hafizi Tolanda El Hadidhy dan Ade Syambudi El Hadidhy terima kasih buat semua dukungan, motivasi dan rasa sayang nya buat penulis. 7. Bapak Medis Surbakti, ST, MT selaku dosen pembimbing akademis. 8. Bapak/Ibu Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. 9. Abang/ Kakak pegawai Jurusan kak Lince, bg Zul, bg Mail, bg Edi, bg Amin, kak Dina, dan pegawai Fakultas Teknik USU bg Sadiman, bg Bowo, bg Daus, bg Bukit. 10. Buat sahabat-sahabatku di Siv05 :Gedoy, Mumun geboy UJ, Bdel, Af, Q- nul, Fandi, Asrul, Bocor, Rio, Ida, Nisa, Eni, Ina, Iqbal Aceh, Nandul, Buaya, Nasrul, Q-bow, Widokidoli-doli, Ica, Mak nyak, Ayah, Bdul, bg Yudo, Anggodon, Batamb, Bnu, Mizan, Vieka, Arie, Jabud, Kurnia, Rini, Zime, Andri R, Ledod, Pieter, Ganda, Iqbal Binjai, Heidi, n semuanya terima kasih untuk selalu membantu dalam hal apapun (thanks buat kebersamaan kita).

5 11. Buat teman-teman seperjuangan di HMI : Andi, Yuda, Rora, Ratih, Budi, Razi, Gagah, Mora, Cibud, Bayu, Haikal, Asril, serta adik-adik pengurus : Toni, Vina, Ari, Andika, Ikhwan, Marlin, Robi, Riza, Galih dan semuanya. 12. Abang-abang senior 99 terutama bang Qiqi, abang-abang 02 bg Ai, bg Bona, bg Sofyan, bg Rudi, bg Faisal, bg Irfan, bg Memed, dan semuanya, abang/kakak 03 terutama bg Eger, dan kak Wiwid abang/kakak 04 bg Rangga, Kak Dzi, bg Faisal, bg Iham, adik-adik 06, 07 dan 08 dan buat semua yang tidak dapat disebutkan satu persatu. 13. Bapak Thomson Sebayang, pak Medis, pak Snelman Sebayang, kak Risma, bg Nadeak, kak Wati, bg Yudi, kak Roma, pak Sentosa, pak Helmi Thalib, bg Arif, pak Budi, pak Tuapril dan bg Asrul. Semoga Allah SWT membalas dan melimpahkan rahmat dan karunia-nya kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan penulis ucapkan terima kasih. Akhirnya, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, Agustus 2010 Hormat Saya Habibi El Hadidhy

6 DAFTAR ISI ABSTRAK KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... ix BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang... 1 I.2. Tujuan... 2 I.3. Pembatasan Masalah... 2 I.4. Identifikasi Masalah... 3 I.5. Metodologi Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN II.1. Siklus Hidrologi... 5 II.2. Hujan II.2.1. Pengertian Hujan... 8 II.2.2 Karekteristik Hujan... 9 A. Durasi Hujan 9

7 B. Intensitas Curah Hujan 10 C. Waktu Konsentrasi.. 11 II.2.4. Analisa Data Curah Hujan 12 A. Menentukan Curah Hujan Areal 12 B. Distribusi Frekuensi Curah Hujan II.3. Daerah Aliran Sungai II.3.1. Defenisi DAS Berdasarkan Fungsi II.3.2. Tanggapan Daerah Aliran Sungai-Daur Hidrologi II.4. Perhitungan Propil Aliran II.4.1. Metode Integrasi Grafis II.4.2 Metode Tahapan Langsung II.4.3. Metode Tahapan Standar II.5. Bangunan Pengendali Banjir.. 33 II.5.1. Waduk Banjir 35 II.4.2. Tanggul dan Tembok Banjir BAB III METODOLOGI DAN DEKRIPSI LOKASI PENELITIAN III.1. Metodologi Penelitian III.1.1. Inventarisasi Data Curah Hujan III.1.2. Perhitungan Curah Hujan Rencana III.1.3. Uji Kesesuaian Data Curah Hujan... 46

8 III.1.4. AnalisaDebit Banjir III.1.5. Meneliti luas daerah banjir, lama banjir III.1.6. Perencanaan Tanggul 57 III.2. Lokasi Studi Penelitian BAB IV ANALISA DEBIT BANJIR IV.1. Analisa Data Curah Hujan VI.2. Penentuan Pola Distribusi Hujan IV.3 Perhitungan Curah Hujan Rencana IV.3.1. Perhitungan Curah Hujan Rencana dengan Metode Log Pearson Type III. 79 IV.3.2. Perhitungan Curah Hujan Rencana dengan Metode Haspers. 87 IV.4. Perhitungan Debit Banjir IV.4.1. Perhitungan Debit Banjir Rencana dengan Metode Haspers. 91 IV.4.2. Perhitungan Debit Banjir Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu IV.4.3. Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Melchior BAB V PERENCANAAN TANGGUL V.1. Hubungan Debit Banjir Dengan Tinggi Muka Air V.2. Hubungan Debit Banjir Dengan Durasi Banjir

9 V.3. Perencanaan Tinggi Tanggul V.3. Kemiringan Talud BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN VI.1. Kesimpulan VI.2. Saran DAFTAR PUSTAKA 142 LAMPIRAN

10 DAFTAR GAMBAR Gambar Uraian Hal 2.1 DAS dengan tinggi rata-rata DAS dengan perhitungan curah hujan polygon Thiessen DAS dengan perhitungan curah hujan Isohyet Poligon Thiesen pada DPS Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Kurva pengempangan Potongan melintang tanggul Metode Irisan Untuk Perhitungan Stabilitas Lereng Tanggul DAS Ular Sketsa Tinggi Muka Air Banjir Sungai Setelah Adanya Bendung Perbandingan Elevasi Muka Air Sebelum Dan Sesudah Adanya Bendung Metode Tahapan Standar Sketsa Kurva Pengempangan Perbandingan Elevasi Muka Air Sebelum Dan Seudah Adanya Bendung Metode Kurva Pengempangan Grafik Durasi Banjir Dengan Debit Banjir Metode HSS Nakayasu Irisan Tanggul Metode Bishop 137

11 DAFTAR TABEL Tabel Uraian Hal 2.1 Rekomendasi Periode Ulang Minimum Banjir Rencana Analisis Statistik Data Curah Hujan Stasiun 1, 2 & Parameter statistik dengan sebaran logaritmatik Kesesuaian Data Curah Hujan Terhadap Jenis Sebaran Contoh tabel perhitngan lereng tanggul Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Bangun Bandar Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Silinda Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Aek Pancur Luasan Poligon Thiessen Curah Hujan Harian Maksimum Wilayah Rata-Rata Metode Poligon Thiessen Urutan Peringkat Curah Hujan Harian Maksimum Rata-Rata Metode Poligon Thiessen Parameter Statistik dengan Sebaran Normal Parameter Statistik dengan Sebaran Logaritmatik Kesesuaian Data Curah Hujan Terhadap Jenis Sebaran Nilai K Untuk Harga Cs = 1, Batas Kelas Interval Untuk Distribusi Log Pearson III Perhitungan Nilai Chi Kuadrat Ringkasan Hujan Rancangan Periode Ulang 5, 10, 25, 30, 50, 100 Tahun Metode Log Pearson III 86

12 4.14 Standar Variabel ( µ ) Tabel Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Haspers Ringkasan Hujan Rancangan Periode Ulang 5, 10, 25, 30, 50, 100 Tahun Metode Haspers Ringkasan Hujan Rancangan Periode Ulang 5, 10, 25, 30, 50, 100 Tahun Metode Log Pearson III dan metode Haspers Ringkasan debit banjir metode Haspers-Haspers Ringkasan debit banjir metode Haspers-Log Pearson III Distribusi Hujan Satuan Ordinat Terpilih HSS Nakayasu Hujan Efektif Untuk Berbagai Kala ulang Hidrograf Banjir Rancangan Berbagai Kala Ulang HSS Nakayasu Ringkasan Hidrograf Banjir Beberapa Kala Ulang HSS Nakayasu Perhitungan intensitas curah hujan Ringkasan Hidrograf Banjir Beberapa Metode Debit Banjir Maksimum yang Pernah Terjadi di Bandar Tiga Perhitungan Tinggi Energi (H 1 ) Sebelum Adanya Bendung dengan Metode Tahapan Standar Perhitungan Tinggi Energi (H 1 ) Setelah Adanya Bendung Perhitungan Nilai Ha Perhitungan Tinggi Energi (H 1 ) Setelah Adanya Bendung dengan Metode Tahapan Standar Perbandingan Tinggi Muka Air Banjir Sebelum dan Sesudah Adanya Bendung Dengan Metode Tahapan Standar Tinggi Air Setelah Adanya Bendung 127

13 5.7 Hubungan Banjir Dengan Durasi Limpasan Penambahan Tinggi Tanggul Akibat Konsolidasi Perencanaan Elevasi Tanggul Perhitungan Faktor Keamanan Lereng Tanggul 138