BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Uraian Umum Penelitian ini dilakukan tidak terlepas dari beberapa rujukan penelitianpenelitian terdahulu yang pernah dilakukan sebagai bahan perbandingan dan kajian. Adapun beberapa penelitian yang akan dijadikan referensi tidak terlepas dari topik penelitian yaitu mengenai analisa tinggi muka air pada sungai. Berikut merupakan rangkuman dari beberapa jurnal yang dibuat dalam bentuk tabel dibawah ini. Tabel 2.1 Rangkuman jurnal-jurnal Jurnal Metode distribusi curah hujan Uji distribusi Analisis debit rencana Kalibrasi ANALISIS BANJIR MENGGUNAKAN SOFTWARE HEC-RAS (Studi Kasus Sub-DAS Ciberang HM HM 34+00) Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Gumbel, Distribusi log Pearson III, metode Chi- Kuadrat dan metode Smirnov- Kolmogorov snyder, SCS - ANALISIS BANJIR WAY BESAI DENGAN MODEL MATEMATIS UNSTEADY FLOW MENGGUNAKAN SOFTWARE HEC - RAS Metode Gumbel dan Metode Log Pearson III - metode hidrograf satuan sintetik Nakayasu - PEMANTAUAN TINGGI GENANGAN SUNGAI CODE MENGGUNAKAN METODE HIDROGRAF SATUAN SINTETIK GAMA I DAN PROGRAM HEC RAS - - HSS Gamma I - ANALISA KAPASITAS PENGENDALIAN BANJIR DENGAN PERBANDINGAN METODE HSS, HECHMS DAN HEC-RAS DI DAERAH ALIRAN SUNGAI SEI SIKAMBING, KABUPATEN DELI SERDANG Distribusi Gumbel, Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log Pearson Type III Uji Chi-kuadrat dan Uji Smirnov- Kolmogorov SNYDER, nakayasu - II-1

2 Jurnal Metode distribusi curah hujan Uji distribusi Analisis debit rencana Kalibrasi ANALISIS HIDROGRAF BANJIR PADA DAS BOANG Metode Distribusi Normal, Metode Distribusi Log Normal,.Metode Distribusi Pearson, Metode Distribusi Log Pearson III, Metode Gumbel. - RASIONAL, NAKAYASU - ANALISIS DEBIT BANJIR SUNGAI TONDANO MENGGUNAKAN METODE HSS GAMA I DAN HSS LIMANTARA distribusi Normal, distribusi Gumbel, distribusi Log Normal, distribusi Log Pearson III. Smirnov- Kolmogorov Hidrograf Satuan Sintetis (HSS) GAMA I, metode HSS Limantara - ANALISIS DEBIT BANJIR SUNGAI RANOYAPO MENGGUNAKAN METODE HSS GAMA-I DAN HSS LIMANTARA Distribusi Gumbel, Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log Person III Uji Smirnov- Kolomogorov Hidrograf Satuan Sintetis (HSS) GAMA I, metode HSS Limantara Metode Haspers Metode Weduwen Metode Melchior metode rasional - ANALISA DEBIT BANJIR RANCANGAN DENGAN HIDROGRAF SATUAN SINTETIK (HSS) GAMA I PADA DAS KALI BLAWI KABUPATEN LAMONGAN Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log-Pearson Type III dan Distribusi Gumbel Uji Smirnov Kolmogorov dan Uji Chi Square HSS Gamma I - ANALISIS HIDROGRAF SUNGAI DENGAN MENGGUNAKAN HSS DI DAERAH ALIRAN SUNGAI SADDANG KABUPATEN PINRANG Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log-Pearson Type III dan Distribusi Gumbel metode Chi- Kuadrat dan metode Smirnov- Kolmogorov HSS Snyder, HSS Nakayasu, HSS Gama 1, HSS ITB- 1 dan ITB-2, SCS Kalibrasi AWLR (Rating Curve) Hydrology Model for Determination on the Flood Index Based Analysis of Flood Discharge for Asahan River Management Distribusi Log Pearson dan Distribusi Gumbell metode Chi- Kuadrat dan metode Smirnov- Kolmogorov metode hidrograf satuan sintetik Nakayasu - Rangkuman dari beberapa jurnal tersebut dapat dijadikan sebagai referensi dalam pemilihan metode-metode yang akan digunakan dalam perhitungan analisa tinggi muka air Sungai Ciliwung. 1. Dalam perhitungan distribusi hujan, terdapat beberapa metode yang banyak digunakan pada beberapa jurnal, yaitu metode gumbel, metode normal, metode log normal dan metode log pearson type 3. Seperti yang dijelaskan II-2

3 oleh salah satu jurnal diatas yaitu jurnal ilmiah mengenai analisis banjir menggunakan software HEC-RAS 4.1 (Studi kasus sub DAS Ciberang hilir HM 0+00 sampai dengan HM 34+00). Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui besarnya debit banjir Sungai Ciberang dengan dan mengidentifikasi daerah rawan banjir serta memberikan solusi masalah banjir yang terjadi di Sungai Ciberang. Jurnal ini menjelaskan bahwa terdapat empat metode yang biasa digunakan dalam perhitungan distribusi hujan yaitu antara lain empat metode yang telah disebutkan diatas (Wigati Restu, Soedarsono, dan Mutia Tia, Jurnal fondasi, volume 5 no 2, 2016). maka dari itu dalam perhitungan distribusi hujan pada penelitian tugas akhir ini akan menggunakan keempat metode tersebut. Sedangkan untuk uji distribusi penelitian tugas akhir ini akan menggunakan metode chi-kuadrat dan metode smirnov-kolmogorof. 2. Jurnal yang berjudul analisis hidrograf banjir pada DAS Boang. Tujuan dari penelitian ini yaitu menganalisis debit puncak rancangan dengan metode rasional pada periode ulang tertentu dan membandingkannya dengan metode HSS Nakayasu (Nugraha M Agung, Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan, volume 2 no 4, 2014) dan jurnal internasional yang berjudul Hydrology Model for Determination on the Flood Index Based Analysis of Flood Discharge for Asahan River Management yang bertujuan untuk menghasilkan model hidrologi banjir indeks determinasi yang dapat digunakan sebagai patokan akan banjir dan mengelola Sungai Asahan yang berkelanjutan (Harahap Rumilla, Nasution Zulkifli, Rauf Abdul, dan Mawengkang Herman,.International Research Journal of Engineering and II-3

4 Technology, 2015). Kedua jurnal ini akan dijadikan referensi dalam perhitungan debit banjir rencana pada analisa tinggi muka air pada Sungai Ciliwung yaitu menggunakan metode HSS Nakayasu, selain dengan metode HSS Nakayasu, penelitian tugas akhir ini juga akan menggunakan metode HSS Gama 1. Pemilihan metode HSS Gama 1 dalam perhitungan debit banjir rencana pada penelitian ini berdasarkan jurnal yang berjudul analisis debit banjir Sungai Tondano menggunakan metode HSS Gama 1 dan HSS Limantara. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk memperoleh besaran debit banjir rencana dan dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dan pertimbangan akan penggunaan metode HSS Gama 1 dan HSS Limantara dalam menganalisis debit banjir rencana di DAS Tondano. Jurnal ini menjelaskan bahwa metode HSS Gama 1 sudah umum digunakan di Indonesia. Lokasi penelitian dari metode ini sebagian besar dilakukan di sebagian wilayah Indonesia yaitu Jawa, Bali, Lombok dan Kalimantan timur. Karena lokasi penelitian yang dilakukan pada DAS-DAS di Indonesia sehingga mempunyai karakteristik DAS Indonesia (Rapar Sharon Marthina Esther, Eveline M Tiny Mananoma, Wuisan, dan Binilang Alex, Jurnal sipil statik, volume 2 no 1, 2014). Selain jurnal-jurnal diatas, penelitian ini juga menggunakan buku yang dijadikan sebagai referensi, yaitu buku yang berjudul teknik perhitungan debit rencana bangunan air (I Made Kamiana, 2010). Dalam menganalisa tinggi muka air banjir pada suatu sungai, maka diperlukan penguasaan di berbagai disiplin ilmu, dalam hal ini yaitu diantaranya ilmu hidrologi dan hidrolika. Hal ini diperlukan agar hasil dari penelitian ini dapat II-4

5 dipertanggung jawabkan baik secara teknis maupun fungsinya. Berbagai disiplin ilmu tersebut nantinya akan digunakan untuk proses analisa data-data terkait dan dapat memberikan solusi atas permasalahan yang timbul didalamnya. Pada bab ini akan di jelaskan beberapa teori yang merupakan dasar dari analisis yang akan dilakukan. 2.2 Analisis Hidrologi Hidrologi menurut (Singh, 1992) adalah ilmu yang membahas karakteristik menurut waktu dan ruang tentang kuantitas dan kualitas air dibumi termasuk proses hidrologi, pergerakan, penyebaran, sirkulasi tampungan, eksplorasi, pengembangan dan manajemen. Dalam siklus hidrologi, yaitu merupakan sirkulasi air tanpa henti dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke atmosfer melalui proses kondensasi, presipitasi, evaporasi, dan transpirasi. Siklus hidrologi dapat juga berarti lebih sederhana yaitu peredaran air dari laut ke atmosfer melalui penguapan, kemudian akan jatuh pada permukaan bumi dalam bentuk hujan, yang mengalir didalam tanah dan diatas permukaan tanah sebagai sungai yang menuju ke laut. Panasnya air laut didukung oleh sinar matahari karena matahari merupakan kunci sukses dari siklus hidrologi sehingga mampu berjalan secara terus menerus kemudian dalam terjadinya air berevoporasi, lalu akan jatuh ke bumi sebagai presipitasi dengan bentuk salju, gerimis atau kabut, hujan, hujan es dan salju, dan hujan batu. Berikut merupakan penjelasan dari siklus hidrologi yang dapat dilihat pada gambar 2.1. II-5

6 Gambar 2.1 Siklus hidrologi (Sumber: Untuk menentukan besarnya debit banjir pada Sungai Ciliwung, maka diperlukan adanya analisis hidrologi. Analisis hidrologi ini dilakukan dengan cara mengetahui karakteristik hidrologi daerah pengaliran Sungai Ciliwung terutama pada STA s/d STA Sebelum proses analisis dilakukan, perlu adanya data-data hidrologi guna untuk membantu proses analisis. Data hidrologi merupakan kumpulan keterangan atau fakta mengenai fenomena hidrologi (hydrologic phenomena). Fenomena hidrologi seperti besarnya : curah hujan, temperatur, kecepatan angin, penyinaran matahari, kelembapan relatif, debit sungai, tinggi muka air sungai, kecepatan aliran, dan konsentrasi sedimen sungai yang akan selalu berubah menurut waktu. Maka dari itu data hidrologi akan berubah-ubah saat waktu yang berlainan sesuai dengan fenomena pada saat pengukuran nilai itu dilaksanakan. II-6

7 2.2.1 Penentuan Daerah Aliran Sungai (DAS) DAS menurut (Suripin, 2004) adalah suatu daerah yang dibatasi oleh pemisah topografi yang menerima hujan, menampung, menyimpan dan mengalirkan ke sungai dan seterusnya ke danau atau ke laut. Komponen masukan dalam DAS adalah curah hujan, sedangkan keluarannya terdiri dari debit air dan muatan sedimen. Penentuan Daerah Aliran Sungai (DAS) dilakukan berdasarkan pada peta rupa bumi Curah hujan rata-rata daerah aliran sungai Data curah hujan merupakan data yang paling fundamental dalam proses analisa debit banjir. Untuk mengetahui curah hujan rata-rata pada suatu daerah aliran sungai, Berikut merupakan tiga metode yang biasa digunakan untuk menghitung curah hujan rata-rata pada suatu daerah aliran sungai : A. Metode poligon thiessen Metode ini memperhitungkan bobot dari masing-masing stasiun yang mewakili luasan di sekitarnya. Pada suatu luasan di dalam DAS dianggap bahwa hujan adalah sama dengan yang terjadi pada stasiun yang terdekat, sehingga hujan yang tercatat pada suatu stasiun mewakili luasan tersebut. Metode ini digunakan apabila penyebaran stasiun hujan di daerah yang ditinjau tidak merata, pada metode ini stasiun hujan minimal yang digunakan untuk perhitungan adalah tiga stasiun hujan. Perhitungan curah hujan rata-rata dilakukan dengan memperhitungkan daerah pengaruh dari tiap stasiun. Metode Poligon Thiessen banyak digunakan untuk menghitung hujan rata-rata kawasan. Poligon Thiessen adalah tetap untuk suatu jaringan stasiun hujan tertentu. Apabila terdapat II-7

8 perubahan jaringan stasiun hujan seperti pemindahan atau penambahan stasiun, maka harus dibuat lagi poligon yang baru. (Triatmodjo, 2008). Gambar 2.2 Pembagian area dengan metode thiessen B. Metode rata-rata aljabar Cara menghitung rata-rata aritmatis (arithmetic mean) merupakan cara yang paling sederhana. Metode rata-rata hitung dengan menjumlahkan curah hujan dari semua tempat pengukuran selama satu periode tertentu dan membaginya dengan banyaknya tempat pengukuran. Sesuai dengan kesederhanaannya, maka cara ini hanya disarankan digunakan untuk wilayah yang relatif mendatar dan memiliki sifat hujan yang relatif homogen dan tidak terlalu kasar. Gambar 2.3 Pembagian area dengan metode rata-rata aljabar II-8

9 C. Metode isohyet Isohyet adalah garis lengkung yang merupakan harga curah hujan yang sama. Umumnya sebuah garis lengkung menunjukkan angka yang bulat. Metode isohyet ini menggunakan pembagian DAS dengan garis-garis yang menghubungkan tempat-tempat dengan curah hujan yang sama besar (isohyet). Curah hujan rata-rata di daerah aliran sungai didapatkan dengan cara menjumlahkan perkalian antara curah hujan rata-rata diantara garis-garis isohyet dengan luas daerah yang dibatasi oleh garis batas DAS dan dua garis isohyet, kemudian dibagi dengan luas seluruh Daerah Aliran Sungai (DAS). Cara ini mempunyai kelemahan yaitu apabila dikerjakan secara manual, dimana setiap kali harus menggambarkan garis isohyet yang tentunya hasilnya sangat tergantung pada masing-masing pembuat garis. Gambar 2.4 Pembagian area dengan metode isohyet Dari ketiga metode perhitungan curah hujan rata-rata pada suatu daerah aliran sungai tersebut, maka ditetapkan untuk menggunakan metode thiessen. Pemilihan metode ini dilihat berdasarkan stasiun hujan Sungai Ciliwung yang II-9

10 letaknya tidak merata sehingga metode thiessen merupakan metode yang paling tepat dalam perhitungan curah hujan rata-rata pada penelitian ini Analisis frekuensi Analisis frekuensi merupakan istilah yang merujuk pada teknik menganalisis probabilitas kejadian variabel hidrologi dalam lingkup statistik (Ponce, 1989). Analisis ini dibutuhkan untuk menentukan debit banjir dengan periode ulang rencana tertentu. Periode ulang Periode ulang didefinisikan sebagai waktu hipotetik dimana debit atau hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui sekali dalam jangka waktu tersebut. ( ) ( ) ( )... (2.1) Tingkat resiko Tingkat resiko adalah probabilitas dari suatu kejadian akan menyamai atau lebih besar dari suatu nilai tertentu (debit/hujan dengan periode ulang T). ( )... (2.2) Probabilitas tidak terjadinya debit dengan periode ulang T tahun adalah: ( )... (2.3) II-10

11 Pada penelitian tugas akhir ini, akan digunakan empat metode dalam perhitungan distribusi hujan yaitu : 1. Metode distribusi gumbel 2. Metode distribusi normal 3. Metode distribusi log normal 4. Metode distribusi log pearson type III. Pemilihan metode-metode dalam perhitungan distribusi hujan tersebut, berdasarkan dari beberapa jurnal yang juga menggunakan ke empat metode tersebut, salah satunya yaitu pada jurnal analisis banjir menggunakan software HEC-RAS 4.1 (Studi kasus sub DAS Ciberang hilir HM 0+00 sampai dengan HM 34+00). A. Metode distribusi gumbel Distribusi gumbel digunakan untuk analisis data maksimum, misalnya untuk analisis frekuensi banjir. Distribusi gumbel mempunyai koefisien kemencengan (Coefisien of skwennes) atau CS = 1,14 dan koefisien kurtosis (Coeficient Curtosis) atau Ck = 5,4. Pada metode ini biasanya menggunakan distribusi dan nilai ekstrim dengan distribusi double eksponensial. ( Soewarno,1995) ( )... (2.4) Keterangan rumus : = Hujan dalam periode ulang T tahun = Harga rata-rata II-11

12 = Standar deviasi K = Faktor frekuensi,... (2.5) = reduced variable,... (2.6) = Harga rata-rata reduce variate = Reduced standard deviation B. Metode distribusi normal Perhitungan hujan rencana berdasarkan Distribusi Probabilitas Normal, jika data yang digunakan adalah berupa sampel, maka dilakukan dengan rumus-rumus berikut : ( )... (2.7) Keterangan rumus : = Hujan dalam periode ulang T tahun = Harga rata-rata = Faktor frekuensi = Standar deviasi, ( )... (2.8) II-12

13 C. Metode distribusi log normal Distribusi log normal merupakan hasil transformasi dari distribusi normal, yaitu dengan mengubah nilai variat X menjadi nilai logaritmik variat X (Soewarno, 1995). ( )... (2.9) Keterangan rumus : = Besarnya curah hujan pada periode ulang T tahun = Curah hujan rata-rata = Standar variabel untuk periode ulang tahun = Standar deviasi metode log normal ( )... (2.10) D. Metode distribusi log pearson type III Distribusi Log Pearson Type III atau Distribusi Ekstrim Tipe III digunakan untuk analisis variabel hidrologi dengan nilai varian minimum misalnya analisis frekuensi distribusi dari debit minimum (low flows). Distribusi Log Pearson Type III mempunyai koefisien kemencengan (Coefisien of skwennes) CS 0. Keterangan rumus : ( )... (2.11) = Besarnya curah hujan pada periode ulang T tahun II-13

14 = Curah hujan rata-rata = Standar variabel untuk periode ulang tahun = Koefisien kemencengan (Coefisien of skwennes) ( ) ( )( )( )... (2.12) = ( )... (2.13) Uji kecocokan distribusi Uji kecocokan distribusi probabilitas dimaksudkan untuk mengetahui apakah persamaan distribusi probabilitas yang dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang dianalis. Uji kecocokan disini meliputi uji kecocokan Chi- Square dan uji kecocokan Smirnov-Kolmogorof. Pada test ini yang diamati adalah nilai hasil perhitungan yang diharapkan. A. Uji kecocokan Chi-Square Uji kecocokan Chi-Square dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan metode distribudi yang telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis didasarkan pada jumlah pengamatan yang diharapkan pada pembagian kelas dan ditentukan terhadap jumlah data pengamatan yang terbaca di dalam kelas tersebut atau dengan membandingkan nilai Chi-Square ( ) dengan nilai Chi-Square kritis ( ). ( )... (2.14) II-14

15 Keterangan rumus : = Parameter Chi-Square terhitung = Frekuensi yang diharapkan sesuai dengan pembagian kelasnya = Frekuensi yang diamati pada kelas yang sama n = Jumlah sub kelompok Dk = Derajat kebebasan, ( )... (2.15) K = Jumlah kelas distribusi,... (2.16) P = Banyaknya parameter untuk uji Chi-Square adalah 2 n = Banyaknya data Parameter merupakan variabel acak. Peluang untuk mencapai nilai sama atau lebih besar dari pada nilai Chi-Square yang sebenarnya ( ). Suatu distrisbusi dikatakan selaras jika :... (2.17) B. Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorof Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorof dilakukan dengan membandingkan probabilitas untuk tiap-tiap variabel dari distribusi empiris dan teoritis didapat perbedaan ( ). Perbedaan maksimum yang dihitung (ΔP maks) dibandingkan dengan perbedaan kritis (ΔPcr) untuk suatu derajat nyata dan banyaknya variat tertentu, maka sebaran sesuai jika (ΔP maks) < (ΔPcr). (Soewarno, 1995) II-15

16 Langkah-langkah perhitungan uji kecocokan Smirnov-Kolmogorof adalah sebagai berikut : 1. Urutkan data (Xi) dari besar ke kecil atau sebaliknya 2. Tentukan peluang empiris masing-masing data yang sudah diurut tersebut ( ) dengan rumus tertentu, rumus Weibull misalnya. ( )... (2.18) Keterangan : N i = Jumlah data = Nomor urut data (setelah diurut dari besar ke kecil/sebaliknya) 3. Tentukan peluang teoritis masing-masing data yang sudah diurut tersebut ( ) berdasarkan persamaan distribusi probabilitas yang dipilih 4. Hitung selisih ( ) antara peluang empiris dan teoritis untuk setiap data yang sudah diurut : ( ) ( )... (2.19) 5. Tentukan apakah, jika tidak artinya distribusi probabilitas yang dipilih tidak dapat diterima, demikian sebaliknya. 6. Untuk terdapat pada tabel Debit banjir rencana Dalam perhitungan debit banjir rencana pada proses analisa Sungai Ciliwung ini menggunakan metode-metode sebagai berikut : 1. Metode HSS Nakayasu 2. Metode HSS Gama 1 II-16

17 Kedua metode tersebut digunakan berdasarkan referensi dari jurnal analisis debit banjir Sungai Tondano menggunakan metode HSS Gama 1 dan HSS Limantara, Jurnal yang berjudul analisis hidrograf banjir pada DAS Boang dan jurnal internasional yang berjudul Hydrology Model for Determination on the Flood Index Based Analysis of Flood Discharge for Asahan River Management. A. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Nakayasu (1950) telah menyelidiki hidrograf satuan di Jepang dan memberikan persamaan untuk membentuk suatu hidrograf satuan yang akan djelaskan sebagai berikut : 1. Waktu keterlambatan (time lag, ) Untuk L >15 Km Untuk L <15 Km... (2.20)... (2.21) 2. Waktu puncak dan debit puncak hidrograf satuan sintetis... (2.22) 3. Waktu saat debit sama dengan 0,3 kali debit puncak... (2.23) 4. Debit puncak hidrograf satuan sintetis Keterangan rumus-rumus diatas :... (2.24) ( ) = Waktu keterlambatan (jam) II-17

18 L = Panjang sungai (Km) = Waktu saat debit sama dengan 0,3 kali debit puncak (jam) = Waktu saat debit sama dengan 0,3 2 kali debit puncak (jam) = Koefisien, nilainya antara 1,5-3,0 = Waktu puncak (jam) = Debit puncak (m 3 /det) A = Luas DPS (Km 2 ) = Durasi hujan (jam) = (0,5 ) s/d (1 ) = Satuan kedalaman hujan (mm) Gambar 2.5 HSS Nakayasu (Sumber : Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air, 2010) II-18

19 Bagian lengkung naik (0 < t < ) ( )... (2.25) Keterangan : Q = Debit sebelum mencapai debit puncak (m 3 /det) t = Waktu (jam) Bagian lengkung turun Jika, maka... (2.26) Jika, maka... (2.27) Jika, maka... (2.28) B. HSS Gama 1 HSS Gama 1 telah diteliti dan dikembangkan berdasarkan perilaku 30 DAS di Pulau Jawa oleh Sri Harto. Metode ini dianggap cocok untuk kondisi DAS yang ada di Indonesia. Bagian-bagian dari HSS Gama 1 adalah bagian naik, bagian puncak dan bagian turun. II-19

20 Unsur-unsur HSS Gama 1 meliputi : waktu puncak ( ), debit puncak ( ), dan waktu dasar ( ). Parameter-parameter DAS yang diperlukan dalam perhitungan HSS Gama 1 adalah sebagai berikut : 1. Luas DAS (A) 2. Panjang alur sungai utama (L) 3. Jarak antara titik berat DAS dengan outlet yang diukur di sepanjang aliran utama ( ) 4. Kemiringan memanjang dasar sungai (S) 5. Kerapatan jaringan drainase (D) 6. Faktor sumber (SF) 7. Frekuensi sumber (SN) 8. Faktor lebar (WF) 9. Luas DAS sebelah hulu (RUA) 10. Faktor simetri (SIM) 11. Jumlah pertemuan sungai (JN) Berikut merupakan rumus-rumus yang digunakan pada metode HSS Gama 1 : 1. Waktu naik ( ) =... (2.29) 2. Waktu dasar ( ) =.. (2.30) 3. Debit puncak ( ) =... (2.31) II-20

21 4. Koefisien tampungan (K) =... (2.32) 5. Debit pada bagian turun hidrograf ( ) = ( )... (2.33) Liku kalibrasi Proses perubahan data rekaman AWLR menjadi suatu hidrograf aliran yaitu dilakukan dengan cara liku kalibrasi. Pemilihan kalibrasi AWLR ini berdasarkan jurnal yang berjudul analisis hidrograf sungai dengan menggunakan HSS di Daerah Aliran Sungai Saddang Kabupaten Pinrang (Awan Darmawan, Farouk Maricar, dan Riswal Karamma, 2015). Hasil dari kalibrasi ini digunakan untuk mensimulasikan proses aliran permukaan yang ada di alam. Keluaran model diharapkan mampu mendekati kejadian banjir yang sebenarnya. Kalibrasi ini menggambarkan perbandingan antara hidrograf hasil perhitungan HSS yang dipengaruhi oleh data hujan wilayah dengan grafik HSS yang dipengaruhi oleh hujan wilayah dengan hasil frekuensi data AWLR/Curve debit. Data yang dibandingkan yaitu debit puncak dengan periode ulang yang sama. Berikut merupakan persamaan dari kalibrasi rating curve :... (2.34) Keterangan : Q = Debit (m 3 /det) = Luas penampang basah (m 2 ) II-21

22 V = Kecepatan (m/det) Pemodelan sungai dengan menggunakan HEC-RAS HEC RAS merupakan sebuah program aplikasi untuk memodelkan aliran sungai, River Analysis System (RAS), yang dibuat oleh Hydrologic Engineering Center (HEC) yang merupakan satu divisi di dalam Institute For Water Resource (IWR), dibawah US Army Corps of Engineers (USACE). HEC RAS mampu menampilkan perhitungan penampang muka air satu dimensi untuk aliran dalam saluran alami atau buatan. HEC RAS juga mampu memperhitungkan penampang muka air aliran subkritis dan superkritis. Sistem ini mengandung 3 komponen analisis hidrolik satu dimensi dengan tampilan tiga dimensi, yaitu perhitungan penampang muka air aliran tetap (steady flow), aliran tidak tetap (unsteady flow), dan perhitungan transportasi sedimen. Data-data yang harus dimasukkan kedalam program HEC-RAS yaitu : 1. Skema Sungai 2. Data Long Cross Section sungai 3. Angka Manning / Kekasaran 4. Debit banjir rencana II-22

23 Berikut merupakan tampilan utama dari program HEC-RAS BAB II TINJAUAN PUSTAKA Gambar 2.6 Tampilan utama HEC-RAS (Sumber : Panduan HEC-RAS, 2010) A. Perhitungan profil muka air dengan program HEC-RAS Dalam program HEC-RAS penampang sungai atau saluran ditentukan terlebih dahulu, kemudian luas penampang akan dihitung. Sungai biasanya mempunyai luas penampang yang berubah dan berbentuk non prismatis. Kehilangan energi pada saluran tersebut adalah kehilangan energi karena gesekan dasar atau karena perubahan bentuk tampang. Kehilangan energi tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:... (2.35) Keterangan : = Tinggi tekanan (m) = Tinggi tempat (m) = Tinggi kecepatan (m) = Koefisien kecepatan II-23

24 = Kehilangan energi (m) Gambar 2.7 Persamaan rumus energy (Sumber : Panduan HEC-RAS, 2010) Kehilangan tinggi energi terdiri dari 2 bagian yaitu nilai kritis dan kehilangan kuat tekan. Berikut adalah persamaan rumus kehilangan tinggi energi : [ ]... (2.36) Keterangan : L = Panjang reach = Kemiringan gesekan C = Koefisien kehilangan ekspansi atau kontraksi Untuk menghitung jarak L gunakan rumus dibawah ini :... (2.37) II-24

25 Keterangan :,, = Jarak cross section overbank kiri, tengah dan kanan = Debit rata-rata untuk overbank kiri, tengah dan kanan Gambar 2.8 Jarak cross section (Sumber : Panduan HEC-RAS, 2010) Untuk mendukung fungsi saluran sebagai penghantar aliran maka penampang saluran di bagi atas beberapa bagian. Pendekatan yang dilakukan HEC-RAS adalah membagi area penampang berdasarkan dari nilai n (koefisien kekasaran manning) sebagai dasar bagi pembagian penampang. Setiap aliran yang terjadi pada bagian dihitung dengan menggunakan persamaan manning :... (2.38) Dimana :... (2.39) Keterangan : K n = Nilai pengantar aliran pada unit = Koefisien kekasaran manning II-25

26 A R = Luas bagian penampang = Jari-jari hidraulik Perhitungan nilai K dapat dihitung berdasarkan kekasaran manning yang dimiliki oleh bagian penampang yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Gambar 2.9 Penampang HEC-RAS (Sumber : Panduan HEC-RAS, 2010) II-26