PENELUSURAN BANJIR DI SUNGAI NGUNGGAHAN SUB DAS BENGAWAN SOLO HULU 3

Transkripsi

1 PENELUSURAN BANJIR DI SUNGAI NGUNGGAHAN SUB DAS BENGAWAN SOLO HULU 3 TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md.) pada Program Studi DIII Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : HANIF SATRIA WARDANU NIM. I PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013 i

2

3

4 MOTTO

5 PERSEMBAHAN,

6 ABSTRAK Hanif Satria Wardanu, Penelusuran Banjir di Sungai Ngunggahan Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3. Tugas Akhir, Program Diploma III Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Banjir merupakan peristiwa meluapnya air sungai karena kapasitas sungai tidak mampu menampung volume air. Banyak hal yang dapat mempengaruhi banjir. Untuk itu perlu mengetahui karakteristik penyebab banjir pada Daerah Aliran Sungai (DAS). Hal ini penting dilakukan sebagai peringatan dini akan timbulnya banjir. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan konstanta prakiraan waktu perjalanan air sungai (K) dan faktor pembobot, menentukan debit inflow DAS, serta menentukan debit maksimum pada penampang tinjauan. Pada penelitian ini, Daerah Aliran Sungai (DAS) yang digunakan yaitu sungai Ngunggahan Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3 yang berada di kabupaten Wonogiri. Penelitian ini menggunakan metode Muskingum Cunge. Pada metode ini hanya dengan berdasarkan hidrograf bacaan di hulu akan diperoleh hidrograf banjir di hilir. Data yang diperlukan dalam penelitian ini yaitu tahun Dari analisa data didapatkan nilai konstanta prakiraan waktu perjalanan air sungai (K) sebesar 353,567 detik dan faktor pembobot (x) sebesar 0,3344. Debit inflow maksimum sungai Ngunggahan pada periode ulang 2 tahun sebesar 44,65 m 3 /dt. Pada periode ulang 5 tahun sebesar 60,39 m 3 /dt. Pada periode ulang 10 tahun sebesar 71,70 m 3 /dt. Pada periode ulang 20 tahun sebesar 81,53 m 3 /dt. Untuk debit maksimum di penampang tinjauan periode ulang 2 tahun sebesar 44,65 m 3 /detik, pada kilometer 0,0 dan jam ketiga. Debit maksimum di penampang tinjauan periode ulang 5 tahun sebesar 60,39 m 3 /detik, pada kilometer 0,0 dan jam ketiga. Debit maksimum di penampang tinjauan periode ulang 10 tahun sebesar 71,70 m 3 /detik, pada kilometer 0,0 dan jam ketiga. Debit maksimum di penampang tinjauan periode ulang 20 tahun sebesar 81,53 m 3 /detik, pada kilometer 0,0 dan jam ketiga. Kata kunci : Penelusuran Banjir, Debit Puncak Banjir, Muskingum Cunge.

7 ABSTRACT Hanif Satria Wardanu, Flood Routing in Ngunggahan River Sub DAS (River Flow Area) of Bengawan Solo Upstream 3.. Final Assignment, Civil Engineering Diploma Program Urban Infrastructure, Civil Engineering Program, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University Surakarta. Flood is an overflowing river events because capacity can not accommodate the volume of river water. Many things can affect flood. It is necessary to know the characteristics of the causes of flooding in DAS. This is important as an early warning for the prediction of flood. The purpose of this study was to determine the constant travel time forecasting of river water (K) and the weighting factor, determining the inflowdebit DAS, as well as determine the maximum discharge at the cross-section of reviews. This study, use Ngunggahan river Sub DAS Bengawan Solo Upstream 3 the located in district Wonogiri. This study uses Muskingum Cunge method. In this method only based on the upstream hydrograph readings will be obtained in the downstream flood hydrograph. Necessary data in this study is the Data obtained from the analysis of the constant travel time forecasting of river water (K) at seconds and a weighting factor (x) of The maximum inflow debit of Ngunggahan river fot the repeated period of 2 years is m 3 /sec. At the repeated period of 5 years is m 3 /sec. At the repeated period of 10 years is m 3 /sec. At the repeated period of 20 years is m 3 /sec. For maximum discharge at cross section 2 year review period amounted to 44,65 m 3 /second, the 0.0 kilometers and three hours. Maximum discharge in cross section 5 year review period amounted to m 3 /second, the 0.0 kilometers and three hours. Maximum discharge in the cross-section 10 years review period amounted to m 3 /second, at 0.0 kilometers and three hours. Maximum discharge in the cross-section review 20 year return period was m 3 /second, at 0.0 kilometers and three hours. Keywords: Flood Routing, Flood peak discharge, Muskingum Cunge

8 PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dengan baik. Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Ahli Madya. Dengan adanya peyusunan Tugas Akhir yang berjudul Penelusuran Banjir DAS Ngunggahan Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3, penyusun berharap semoga laporan ini berguna bagi para pembaca dalam mempelajari serta dapat menambah pengetahuan. Dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini, penulis banyak dibantu oleh berbagai pihak. Pada kesempatan ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Achmad Basuki, ST, MT selaku Ketua Program Diploma III Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ir. Adi Yusuf Muttaqin, MT selaku Sekretaris Program D III Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Ir. Suyanto, MM selaku Dosen Pembimbing yang telah berkenan memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir. 4. Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani, MT yang telah memberikan bantuan dan arahan selama penyusunan laporan Tugas Akhir ini. 5. Ir. Sugiyarto, MT selaku Pembimbing Akademik 6. Rekan rekan DIII Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan Semua pihak yang telah membantu terselesainya Laporan Tugas Akhir ini vii

9 Penyusun menyadari bahwa laporan ini jauh dari kata sempurna, untuk itu penyusun mengharapkan kritik dan saran untuk kesempurnaan penyusunan laporan yang akan datang. Dengan penuh harapan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Surakarta, Agustus 2013 Penyusun viii

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN MOTTO... HALAMAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK... PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR NOTASI... i ii iii iv v vi vii ix xiii xv xvi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Maksud dan Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Landasan Teori Menambah Data Hujan yang Hilang dalam Tahun Tertentu Analisis Data Hujan Tahunan Uji Kepanggahan Hujan Wilayah Koefisien Limpasan Analisis Distribusi Hujan ix

11 Perhitungan Smirnov Kolmogorov Curah Hujan Rancangan Analisis Pola Hujan jam-jaman... Perhitungan Debit Banjir... Pengukuran Debit dengan Perbandingan Dua Sungai. Penulusuran Banjir Metode Muskingum Cunge BAB 3 METODOLOGI 3.1. Lokasi Penelitian Data yang Dibutuhkan Langkah-langkah Penelitian Mengumpulkan Data dan Informasi Mengolah Data BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Uji Kepanggahan Data Hujan Perhitungan Hujan Wilayah Penentuan Distribusi Hujan Curah Hujan Rancangan Analisis Pola Hujan Perhitungan Debit Banjir Penulusuran Banjir Metode Muskingum Cunge x

12 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran PENUTUP DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... LAMPIRAN A 1. Data Curah Hujan Tiga Stasiun (Eromoko, Plumbon, Kedunguling), Peta DAS Bengawan Solo Hulu 3 Sub DAS Ngunggahan. LAMPIRAN B 1. Perhitungan Debit Banjir, 2. Unit Hidrograf Satuan Nakayasu Periode Ulang 2, 5, 10 dan 20 Tahun, Hasil Penelusuran Banjir pada Pias Sungai Ngunnggahan untuk Periode Ulang 2, 5, 10 dan 20 Tahun. LAMPIRAN C 1. Coefficient of Skewness Log Pearson III (Asimetri Coefficient Positive), 2. Coefficient of Skewness Log Pearson III (Asimetri Coefficient Negative), 3. Koefisien Limpasan DAS Ngunggahan. LAMPIRAN D Berkas Akhir. xvi xi

13 xii

14 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. NilaiKritik Q/ dan R/... 9 Tabel 2.2. Parameter Statistik untuk Menentukan Jenis Distribusi Tabel 2.3. NilaiKritis Do untukuji Smirnov- Kolmogorov Tabel 2.4. Faktor Hujan 4 Jaman Tabel 4.1. Data Hujan Tahunan Stasiun Hujan DAS Ngunggahan Tabel 4.2. Uji Kepanggahan Pada Stasiun Pencatat Hujan Eromoko.. 28 Tabel 4.3. Uji Kepanggahan Pada Stasiun Pencatat Hujan Plumbon.. 29 Tabel 4.4. Uji Kepanggahan Pada Stasiun Pencatat Hujan Tabel 4.5. Tabel 4.6. Tabel 4.7. Kedunguling Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan dengan Acuan Stasiun Eromoko Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan dengan Acuan Stasiun Plumbon Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan dengan Acuan Stasiun Kedunguling Tabel 4.8. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan DAS Ngunggahan Tabel 4.9. Tabel Perhitungan Parameter Statistik Tabel Tabel Uji Validitas Tabel Hasil Perhitungan Parameter Statistik Tabel Uji Smirnov Kolmogorov Tabel Perhitungan Nilai Log X Tabel Nilai G Sesuai dengan Skala Ulangnya Masing-masing Tabel Hasil Perhitungan Logaritma Debit Tabel Hasil Perhitungan Anti Log Q Tabel Tabel 4.18 Faktor Hujan 4 Jaman Hasil Perhitungan Pola Hujan 4 jam pada Periode Ulang 2, 5, 10, dan 20 Tahun xiii

15 Tabel Tabel 4.20 Hasil Perhitungan Pola 4 Jaman dengan Koefisien Limpasan Pembagian Panjang Sungai Menjadi Pias-pias xiv

16 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Aliran Lateral yang Masuk Sungai... 5 Gambar 2.2. Metode Poligon Thiessen Gambar 2.3. Grafik HSS Nakayasu Gambar 2.4. Kurva Hubungan. dengan x Gambar 3.1. Peta Lokasi Penelitian Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian Analisa Data Gambar 4.1. Poligon Thiessen DAS Ngunggahan Tiga Satasiun Hujan Gambar 4.2. Grafik Hidrograf Satuan Nakayasu Gambar 4.3. Kurva Hubungan. dengan x Gambar 4.4. Grafik Hubungan Waktu dengan Debit Tiap Pias pada Periode Ulang 2 Tahun Gambar 4.5. Kurva Hubungan Δx dengan Debit pada Periode Ulang 2 Tahun Gambar 4.6. GrafikHubungan Waktu dengan Debit Tiap Pias pada Periode Ulang 5 Tahun Gambar 4.7. Kurva Hubungan Δx dengan Debit pada Periode Ulang 5 Tahun Gambar 4.8. GrafikHubungan Waktu dengan Debit Tiap Pias pada Periode Ulang 10 Tahun Gambar 4.9. Kurva Hubungan Δx dengan Debit pada Periode Ulang 10 Tahun Gambar GrafikHubungan Waktu dengan Debit Tiap Pias pada Periode Ulang 20 Tahun Gambar Kurva Hubungan Δx dengan Debit pada Periode Ulang 20 Tahun xv

17 xvi

18 DAFTAR NOTASI = Nilai komulatif penyimpangan, Y i = Data hujan ke-i, Y = Data hujan rerata i, D y = Deviasi standar, n i = Jumlah data, P = Hujan wilayah (mm), P N = Hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm), A w = Luas wilayah (Km 2 ), A N = Luas masing-masing poligon (Km 2 ), N Ngunggahan = Jumlah stasiun pencatat hujan, X = Tinggi hujan rerata, C s = Koefisien skewness, C v = Koefisien variasi, C k = Koefisien kurtosis, X i = Data hujan ke-i, X = Data hujan rerata i, S = Standar deviasi, G = Koefisien kemencengan, K = Variabel standar untuk X menurut G, X 1,X 2, X 3 = Data- data, P = Peluang terjadinya, D 0 = Nilai Kritis, = Derajat Kepercayaan, xvii

19 A = Luas DAS (km 2 ), R 0 = Hujan satuan (= 1 mm), T p = Waktu puncak (jam), N = Periode Ulang, T 0.3 = Waktu dari puncak banjir sampai 0.3 Q max. (jam), T g = Time lag yaitu waktu antara hujan sampai Q max (jam), t r = Satuan waktu (= 1 jam), L = Panjang sungai utama (km), Q p = Q maks, debit puncak banjir (m 3 /dt), d = Tinggi curah hujan rerata (mm), c = Koefisien aliran (=1), Qt = Limpasan sebelum menjadi debit puncak (m 3 /dt), R = Jari-jari hidraulis, c Ngunggahan = Variasi kecepatan aliran, n = Koefisien kekasaran manning, So = Kemiringan sungai, V av = Kecepatan rata-rata. xviii