BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.1 TINJAUAN UMUM Kajia sistem draiase di daerah Semarag Timur memerluka tijaua pustaka utuk megetahui dasar-dasar teori dalam peaggulaga bajir akibat huja lokal yag terjadi maupu akibat pasag air laut ( rob ). Salah satu tijaua pustaka ii juga mecatumka dasar-dasar teori tetag alteratif peaggulaga yag aka dilaksaaka utuk pegedalia bajir di daerah Semarag Timur.. KLASIFIKASI DAN PENGENDALIAN BANJIR Pegedalia bajir pada dasarya dapat dilakuka dega berbagai cara, amu yag lebih petig adalah dipertimbagka secara keseluruha da dicari sistem yag palig optimal. Kegiata pegedalia bajir, meliputi aktivitas sebagai berikut: o Megeali besarya debit bajir o Megisolasi daerah geaga bajir o Meguragi tiggi elevasi air bajir Bajir yag terjadi di daerah Semarag Timur merupaka bajir lokal da rob. o Bajir lokal adalah bajir yag disebabka huja yag turu pada catchmet area pada suatu sistem jariga draiase. Da salura tidaklagi dapat maampug limpasa yag besar akibat perubaha tata gua laha. o Bajir rob diakibatka oleh geaga air laut pasag da back water. Bajir akibat geaga air laut pasag terjadi pada kota patai yag elevasi / ketiggia muka taahya lebih redah dari muka air laut pasag. Sedagka bajir akibat back water (alira balik) dari salura pegedali bajir terjadi pada kota patai maupu kota yag jauh dari patai. Bajir akibat geaga rob maupu lokal dalam kapasitas yag tidak dapat lagi ditampug oleh salura da tidak dapat diatasi dega sistem draiase gravitasi, maka harus dipilih sistem draiase dega pompa, agar pompa dapat berfugsi dega maksimal maka perlu diberika Retardig Pod. Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 6

2 Sedag meurut tekis peagaa pegedalia bajir dapat dibedaka mejadi dua : 1. Pegedalia bajir secara o struktur. Pegedalia bajir secara struktur..1 NON STRUKTUR Perlu medapatka perhatia bahwa faktor o tekis sagat diperluka, diataraya dalam betuk : a) Maageme daerah datara bajir Memiimumka korba jiwa jika terjadi bajir. b) Pegatura tata gua taah di daerah alira sugai. Utuk megatur pegguaa laha, sesuai dega recaa pola tata ruag yag ada. Sehigga meghidari pegguaa laha yag tidak terkedali. c) Sosialisasi peratura perudaga berkaita dega sugai da draiase serta peyuluha kepedulia ligkuga utuk medukug usaha pegedalia bajir.. STRUKTUR Pegedalia bajir pada suatu daerah perlu dibuat dega sistem pegedalia yag baik da efisie, dega memperhatika kodisi yag ada da pegembaga pemafaata sumber air pada masa yag aka datag. Pada peyusua sistem pegedalia bajir perlu adaya evaluasi da aalisis dega memperhatika hal-hal yag meliputi atara lai : o Aalisis cara pegedalia bajir yag ada pada daerah tersebut o Evaluasi da aalisis daerah geaga bajir o Evaluasi da aalisis lad use di daerah studi o Evaluasi da aalisis daerah pemukima yag ada maupu pegembaga pada masa yag aka datag o Memperhatika potesi da pegembaga serta pemafaata SDA dimasa yag aka datag, termasuk bagua yag sudah ada Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 7

3 Dega memperhatika hal-hal tersebut diatas maka dapat direcaaka suatu sistem pegedalia bajir yag dilaksaaka dari hulu sampai hilir, yag kemudia dituagka pada recaa pegedalia bajir. Yaitu masuk dalam kategori pegedalia dega usaha struktural atau secara tekis. Adapu cara-cara pegedalia bajir yag dapat dilakuka dalam perecaaa draiase (struktur) khususya adalah dega : 1. Membagu fasilitas peaha air huja, gua memperlambat limpasa masuk ke sugai. Dalam hal ii, ada dua tipe, yaitu: a. Tipe peyimpa; Retardig basi da regulatio pod b. Tipe Peresapa; Parit resapa, sumur resapa, kolam resapa, perkerasa resapa.. Meigkatka kapasitas salura, yaitu dega ormalisasi sugai da salura yag ada....1 NORMALISASI SUNGAI DAN SALURAN Normalisasi alur salura terutama dilakuka berkaita dega pegedalia bajir, yag merupaka usaha memperbesar kapasitas pegalira sugai. Hal ii dimaksudka utuk meampug debit bajir yag terjadi utuk selajutya dialirka kesalura yag lebih besar ataupu lagsug meuju sugai, sehigga tidak terjadi limpasa dari salura tersebut. Pekerjaa ormalisasi salura pada dasarya meliputi kegiata atara lai : o Normalisasi betuk peampag melitag salura o Megatur peampag memajag salura o Mestabilka alur salura o Meetuka tiggi jagaa o Meguragi agka kekasara didig salura A. PERENCANAAN PENAMPANG MELINTANG SALURAN Peampag melitag salura perlu direcaaka utuk medapatka peampag yag ideal da efisie dalam pegguaa laha. Peampag ideal yag dimaksud adalah peampag yag stabil terhadap perubaha akibat pegaruh erosi da sedimetasi maupu pola alira yag terjadi, Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 8

4 Sedagka pegguaa laha yag efisie dimaksud utuk mempertahaka laha yag tersedia, sehigga tidak meimbulka permasalaha pembebasa taah. Betuk peampag salura sagat dipegaruhi oleh faktor betuk peampag berdasarka pegalira, yaitu : Q = V * A (.1 ) 1 1/ / 3 V = * I * R (. ) 1 3 1/ / Q = * I * R * A (.3 ) / 3 dimaa R * A merupaka faktor betuk keteraga : Q = Debit bajir recaa (m 3 /det) = Koefisise kekasara dari Maig R = Radius hidrolik (m) I = Kemiriga dasar salura A = Luas peampag basah (m ) Dega demikia kapasitas peampag aka tetap walaupu betuk peampag diubah-ubah. Oleh karea itu perlu diperhatika betuk peampag yag palig ekoomis. Berdasarka karakteristik betuk peampag sugai dilapaga dapat dibedaka mejadi dua, yaitu : 1. Peampag Tuggal Betuk peampag ii biasa diguaka pada salura-salura di kota Semarag megigat beberapa faktor yag membatasi diguakaya betuk peampag ii, atara lai karea : o Luas laha yag tersedia utuk peampag melitag yag terbatas ( dibatasi oleh lebar jala ). o Debit yag dialirka melalui salura-salura kota yag ada tidak begitu besar. Sedagka rumus-rumus yag diguaka dalam medimesi salura dega peampag tuggal adalah sebagai berikut : a. Peampag tuggal betuk persegi empat ( Rectagular Chael ) Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 9

5 Kelilig Peampag Basah ( P ) P = B + H (.4 ) Luas Peampag Basah ( A ) A = B * H (.5 ) Jari-jari Hidrolik ( R ) R = A / P (.6 ) Gambar.1. Peampag Tuggal Berbetuk Persegi Empat Peampag melitag persegi yag palig ekoomis jika kedalama air ½ dari lebar dasar salura (B = H) atau jari-jari hidrolisya ½ dari kedalama air (R = H/). b. Peampag tuggal berbetuk rapezium ( Trapezoidal Chael ) Kelilig peampag basah ( P ) P = B + H 1+ m (.7 ) Luas peampag basah ( A ) A = H (B + mh) (.8 ) Jari-jari hidrolik ( R ) R = A / P (.9 ) Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 10

6 h 1 m θ H B m.h m.h Gambar.. Peampag Tuggal Berbetuk Trapesium Peampag trapezium yag palig ekoomis, adalah jika kemiriga didigya m = (1/ 3 ) atau θ = 60. Peampag Gada Jeis peampag ii diguaka utuk medapatka kapasitas salura yag lebih besar, sehigga debit yag dialirka melalui salura tersebut dapat lebih besar. Peampag ii diguaka jika laha yag tersedia cukup luas. Q = Q 1 + Q + Q 3 Q 1 = A 1 * (1/) * (A 1 /P 1 ) /3 * I 0,5 Q = A * (1/) * (A /P ) /3 * I 0,5 Q 3 = A 3 * (1/) * (A 3 /P 3 ) /3 * I 0,5 A 1 Q1 A Q Batara A3 Q3 Batara H B Gambar.3. Peampag Gada Sedagka faktor-faktor lai yag perlu diperhatika dalam peetua betuk peampag melitag salura, yaitu : o Agkuta sedimetasi salura o Perbadiga debit bajir domia da debit bajir. Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 11

7 Da hal lai yag perlu diperhatika adalah bahwa semaki medekati sugai atau salura-salura utama kota yag lebih besar maka aka semaki besar dimesi dari salura yag ada tersebut. B. TINGGI JAGAAN SALURAN Besarya tiggi jagaa yag diijika adalah berkisar atara 0,75 m 1,5 m atau disesuaika dega besar kecilya debit recaa. Hal lai yag mempegaruhi besarya tiggi jagaa adalah peimbua sedime di dalam salura, berkuragya efisiesi hidrolik karea tumbuhya taama, peurua tebig da kelebiha jumlah alira selama terjadiya huja.... BANGUNAN PENYIMPAN AIR HUJAN A. KAPASITAS KOLAM Perhituga kapasitas kolam dimaksudka utuk meetuka batasa maksimum yag dapat ditampug oleh kolam peampuga. Debit iflow yag terjadi tiap jam dihitug dega metode Hidrograf SYNDER Rumus : 1. tp = Ct * ( L * Lc ). tp = Ct * ( L * Lc ) 3. tc = tp / 5,5 - jika tc > tr dimaa tr = 1 jam t p = tp ( tr tc ) Tp = t p + 0.5tr - jika tc < tr dimaa tr = 1 jam Tp = tp + 0.5tr 4. qp =.75 x (Cp / Tp ) 5. Qp = qp x A (m 3 /dt.cm) Dimaa : tp = keterlambata DAS ( basi lag) (jam) Ct = koefisie yag dituruka dari DAS yag memiliki data pada daerah yag sama. atara (Ir. CD. Soemarto, B.I.E DIPLH, Hidrologi Tekik edisi ke ) Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 1

8 L = Pajag sugai utama dari outlet ke batas hulu (km) Lc = jarak atara titik berat DAS dega outlet yag diukur sepajag alira utama. qp = pucak hidrograf satua (m 3 /dt/mm/km ) Cp = koefisie yag dituruka dari DAS yag memiliki data pada daerah yag sama. Atara (dipakai 1) (Ir. CD. Soemarto, B.I.E DIPLH, Hidrologi Tekik edisi ke ) Qp = debit pucak hidrograf (m 3 /dt/mm) A = luas DAS (km ) Didalam membuat Uit hidrograf dega metode Syder Ordiat ordiat hidrograf dihitug dega persamaa ALEXEYEV, (Ir. CD. Soemarto, B.I.E DIPLH, HidrologiTekik edisi ke ) itesitas curah huja debit per satua luas (Q) I / tr huja efektif tp = keterlambata DAS (jam) luasa = satu satua huja efektif pd daerah alira hidrograf satua sitetis waktu (t). Gambar.4 Hidrograf Syder Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 13

9 Flood Routig Perhituga flood routig berpedoma pada persamaa kotiuitas dalam peampuga: ( I 1 +I )/ * t = (Q 1 +Q )/ * t + s (.18 ) dimaa : I = Iflow O = Outflow t = periode waktu yag ditijau s = selisih peampuga Perhituga Flood Routig dapat ditabelka sebagai berikut : s = (Qi-Qo) * t (.19 ) dimaa : s = volume yag masuk (m 3 ) Qi = debit iflow (m 3 /det) Qo = debit outflow ( m 3 /det) t = selisih waktu (det) Tabel.1 Perhituga Flood Routig T T Qi VQi H Qo VQo s S Ket (jam) (dtk) (m 3 /dtk) (m 3 ) (m) (m 3 /det) (m 3 ) (m) (m) Kolom 1 : Waktu (jam) Kolom : Waktu (detik) Kolom 3 : Debit iflow (m 3 /det) Kolom 4 : Volume iflow VQi = Qi t ( kolom kolom 3) Kolom 5 : Tiggi air H = Qi Luaskolam x t Kolom 6 : Debit outflow (m 3 /det) = Debit Pompa (m 3 /det) Kolom 7 : Volume Outflow VQo = Qo t (kolom 6 kolom ) Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 14

10 Kolom 8 : Volume (m 3 ) s = (Qi Qo )x t ; ((kolom 3 kolom 6) kolom) Kolom 9 : Storage Kumulatif (m 3 ) ; (kolom 9 + kolom 8) Kolom 10 : Keteraga megeai jumlah pompa da kapasitasya yag aka dioperasika B. KOLAM PENAMPUNGAN ( RETARDING POND ) Kolam peampuga adalah suatu bagua / kostruksi yag berfugsi utuk meampug semetara air bajir akibat huja deras. Perecaaa kolam peampuga ii dikombiasika dega pompa sehigga pembuaga air dari kolam peampuga bisa lebih cepat. Dimesi kolam peampuga ii berdasarka pada volume air akibat air huja selama t meit yag telah ditetuka. Artiya jika huja sudah mecapai t meit, maka pompa harus sudah dioperasika sampai elevasi air dikolam peampuga mecapai batas miimum. Utuk megatisipasi agar kolam peampuga tidak meluap melebihi batas kapasitasya maka petugas utuk megoperasika pompa harus selalu siap pada waktu huja. Gambar.5 Deah Kolam Peampuga Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 15

11 Gambar.6 Potoga I - I Gambar.7 Potoga II - II.3 ANALISIS HIDROLOGI Faktor-faktor hidrologi yag sagat berpegaruh dalam pegedalia bajir pada wilayah Semarag Timur ii adalah curah huja da itesitasya. Curah huja pada suatu daerah datara merupaka salah satu faktor yag meetuka besarya debit bajir yag aka terjadi. Semaki besar curah huja yag terjadi pada suatu daerah datara semaki besar pula bajir yag aka diterima pada daerah tersebut, begitu pula sebalikya semaki kecil curah huja yag terjadi pada suatu daerah datara semaki kecil pula efek bajir yag terjadi ataupu mugki tidak terjadi bajir. Dega diketahuiya besar curah huja pada daerah datara tersebut maka dapat diketahui besarya itesitas huja pada daerah tersebut, selajutya dapat diketahui berapa besarya debit bajir yag aka terjadi pada daerah datara redah atau daerah geaga yag mejadi tujua dari bajir tersebut. Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 16

12 Adapu uruta dari Aalisis Hidrologi dijelaska dalam gambar.8 DAS dega tata gua laha Tidak seragam Dibagi-bagi mejadi sub-das Sesuai dega tata gua laha (koef.c homoge Ukur luas tiap-tiap sub-das Luas DAS A = A t (ha) t= 1 Koef. C Gabuga: C DAS = t t= 1 A C t A t t Ukur jarak limpas prmukaa PQ (m) Ukur pajag salura QR (m) Perkiraka kecepata alira Dalam salura = V da hitug t D = (PQ/60V) (meit) Hitug kemiriga taah PQ Hitug waktu limpas Permukaa t 0 t c = t 0 = t d (meit) Hitug debit di titik cotrol: Q = 0,00778 CIA Pakai kurva Itesitas Huja Diperoleh I Gambar.8 Skema Aalisa Hidrologi.3.1 ANALISIS CURAH HUJAN RENCANA a) Metode Rata-rata Aljabar Dipakai bila daerah pegaruh curah huja rata-rata dari setiap stasiu hampir sama. Dimaa rumusa yag diguaka utuk meghitug curah huja rata-rata adalah sebagai berikut : Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 17

13 R R3 R 4 R 1 R Gambar.9 Metode Rata-rata Aljabar R = dimaa : R R 1, R, R R + R R = i R i (.0 ) = Curah huja rata-rata Daerah Alira Sugai (DAS) (mm) = Curah huja di tiap stasiu pegukura (mm) = Jumlah stasiu pegukura b) Metode Thiesse Lagkah-lagkahya adalah sebagai berikut : 1. Tetuka stasiu peakar curah huja yag berpegaruh pada daerah pegalira,. Tarik garis hubuga dari stasiu peakar huja / pos huja tersebut, 3. Tarik garis sumbuya secara tegak lurus dari tiap-tiap garis hubug tersebut, 4. Hitug luas DAS pada wilayah yag dipegaruhi oleh stasiu peakar curah huja tersebut. Cara poligo Thiesse ii dipakai apabila daerah pegaruh da curah huja rata-rata tiap stasiu berbeda-beda, Dimaa rumus yag diguaka utuk meghitug curah hujaya adalah sebagai berikut : Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 18

14 A R A1 R1 A R Gambar.10 Metode Thisse R = A R + A R 1 1 A + A A R A (.1 ) dimaa : R 1,,R = Curah huja di tiap stasiu pegukura (mm) A 1,,A = Luas bagia daerah yag mewakili tiap stasiu pegukura (km ) R = Besarya curah huja rata-rata Daerah Alira Sugai (DAS) (mm) Setelah luas pegaruh pada tiap-tiap stasiu didapat, koefisie Thiesse dapat dihitug : Ai Ci = *100% (. ) A dimaa : C i = Koefisie Thiesse A = Luas total Daerah Alira Sugai (km ) A i = Luas bagia daerah di tiap stasiu pegamata (km ) c) Metode Isohyet Dalam hal ii harus ada peta Isohyet didalam suatu daerah pegalira, Sedagka rumus yag diguaka utuk meghitug curah huja dega metode Isohyet adalah sebagai berikut : Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 19

15 A R A1 R1 Gambar.11 Metode Isohyet R Ri + R A *( i i = i A i i+ 1 ) (.3 ) dimaa : R i,,r = Curah huja pada setiap garis Isohyet (mm) A i,,a = Luas daerah yag dibatasi oleh dua garis Isohyet yag berdekata (km ) R = Curah huja rata-rata Daerah Alira Sugai (mm).3. ANALISIS FREKUENSI HUJAN RENCANA Aalisis Frekuesi Huja Recaa diguaka utuk meramalka dalam arti probabilitas utuk terjadiya suatu peristiwa hidrologis dalam betuk huja recaa, yag fugsiya sebagai dasar gua perhituga perecaaa hidrologi utuk megatisipasi kemugkia-kemugkia yag terjadi. Utuk perhituga huja recaa diguaka aalisa frekuesi, cara yag dipakai adalah dega megguaka metode kemugkia ( Probability Distributio ) teoritis yag ada. Jeis distribusi yag diguaka adalah : o Metode Normal o Metode Gumbel o Metode Log Pearso Type III o Log Normal Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 0

16 Dalam peetua metode yag aka diguaka, terlebih dahulu ditetuka parameter-parameter statistik sebagai berikut : 1. Stadar deviasi ( S ) Stadar deviasi merupaka ukura sebara yag palig bayak diguaka. Apabila peyebara sagat besar terhadap ilai rata-rata, maka ilai S aka kecil. S = i= 1 ( X X ) i ( 1) (.4 ). Koefisie variasi ( Cv ) Koefisie variasi adalah ilai perbadiga atara stadar deviasi dega ilai rata-rata hitug dari suatu distribusi. Koefisie variasi dapat dihitug dega rumus sebagai berikut : S Cv = (.5 ) X 3. Koefisie skewess ( Cs ) Koefisie skewess (kecodoga) adalah suatu ilai yag meujukka derajat ketidaksimetrisa (asimetri) dari suatu betuk distribusi. Apabila kurva frekuesi dari suatu distribusi mempuyai ekor memajag ke kaa atau ke kiri tehadap titik pusat maksimum, maka kurva tersebut tidak aka berbetuk simetri. Keadaa tersebut disebut codog ke kaa atau ke kiri. Pegukura kecodoga adalah utuk megukur seberapa besar kurva frekuesi dari suatu distribusi tidak simetri atau codog. Ukura kecodoga diyataka dega besarya koefisie kecodoga atau koefisie skewess, da dapat dihitug dega persamaa dibawah ii : 3 * ( X I X ) i= 1 Cs = 3 ( 1) *( ) * S (.6 ) 4. Koefisie kurtosis ( Ck ) Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 1

17 Pegukura kurtosis dimaksudka utuk megukur keruciga dari betuk kurva distribusi da sebagai pembadigya adalah distribusi ormal. Koefisie kurtosis dirumuska sebagai berikut : 4 * ( X i X ) i= 1 Ck = 4 ( 1) * ( ) * ( 3) * S (.7 ) Dari harga parameter statistik tersebut aka dipilih jeis distribusi yag sesuai, seperti ditujukka pada gambar.8 skema aalisis frekuesi huja recaa berikut ii. ambar.1 Skema Aalisis Frekuesi Huja Recaa G Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag

18 Dega megguaka cara peyelesaia aalisa frekuesi, peggambara ii dimugkika lebih bayak terjadiya kesalaha. Maka utuk megetahui tigkat pedekata dari hasil peggambara tersebut, dapat dilakuka pegujia kecocoka data dega megguaka cara sebagai berikut : - Uji Chi Kuadrat ( Chi Square ) a) Metode Normal Rumus umum X Tr = x + k S x (.8 ) dimaa : X Tr = Tiggi huja utuk periode ulag T tahu ( mm ) k = Faktor frekuesi ( Tabel. ) x S x = Harga rata-rata data huja = Stadar deviasi No Periode ulag, T (tahu) Peluag k Tabel. Faktor Frekuesi No Periode ulag, T (tahu) Peluag k 1 1,001 0,990-3,05 11,500 0,400 0,5 1,005 0,995 -,58 1 3,330 0,300 0,5 3 1,010 0,990 -, ,000 0,50 0,67 4 1,050 0,950-1, ,000 0,00 0,84 5 1,110 0,900-1, ,000 0,100 1,8 6 1,50 0,800-0, ,000 0,050 1,64 7 1,330 0,750-0, ,000 0,00,05 8 1,430 0,700-0, ,000 0,010,33 9 1,670 0,600-0, ,000 0,005,58 10,000 0,500 0, ,000 0,00,88 11,500 0,400 0, ,000 0,001 3,09 Sumber : Dr. Ir. Suripi, M.Eg 003 b) Metode Gumbel Metode ii merupaka metode dari ilai-ilai ekstrim ( maksimum atau miimum ). Fugsi metode Gumbel merupaka fugsi ekspoesial gada. ( Sri Harto, 1991 ) Rumus Umum Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 3

19 X Tr = x + S * Kr (.9 ) dimaa X Tr = Tiggi huja utuk periode ulag T tahu (mm) x = Harga rata-rata data huja ( mm ) S = Stadar deviasi betuk ormal (mm) Kr = Faktor frekuesi Gumbel Faktor frekuesi Gumbel merupaka fugsi da masa ulag dari distribusi Yt Y Kr = (.30 ) S dimaa : Yt = Reduced Varied ( fugsi periode ulag T tahu ) ( Tabel.3 ) Y = Harga Rata-rata Reduced Variate ( Tabel.4 ) S = Reduced Stadard Deviatio ( Tabel.5 ) Tabel.3. Harga Reduced Variate (Y Tr ) Pada Periode Ulag Huja T tahu Periode Ulag Huja T tahu Reduced Variate 0, , ,50 5 3, , ,6001 Sumber : Dr. Ir. Suripi, M.Eg 003 Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 4

20 Tabel.4 Recuded Mea ( Y ) m ,495 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,518 0,5157 0,5181 0,50 0, ,536 0,55 0,569 0,583 0,596 0,5309 0,530 0,533 0,5343 0, ,536 0,5371 0,5380 0,5388 0,5396 0,540 0,540 0,5418 0,544 0, ,5436 0,544 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 0,5463 0,547 0,5477 0, ,5486 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0, ,551 0,554 0,557 0,5530 0,5530 0,5533 0,5538 0,5540 0,5543 0, ,5548 0,5550 0,555 0,5555 0,5557 0,5557 0,5561 0,5563 0,5565 0, ,5569 0,557 0,557 0,5574 0,5576 0,5576 0,5580 0,5581 0,5583 0, ,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,559 0,5573, ,5596 0,5598 0, ,5600 0,560 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5610 0,5611 Sumber : Dr. Ir. Suripi, M.Eg 003 Tabel.5 Recuded Stadard Deviatio ( S ) m ,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,006 1,0315 1,0411 1,0493 1, ,068 1,0696 1,0754 1,0811 1,0664 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1, ,114 1,1159 1,1193 1,16 1,155 1,185 1,1313 1,1339 1,1363 1, ,1413 1,1436 1,1458 1,1480 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1, ,1607 1,163 1,1638 1,1638 1,1667 1,1681 1,1696 1,1706 1,171 1, ,1747 1,1759 1,1770 1,1770 1,1793 1,1803 1,1814 1,184 1,1834 1, ,1854 1,1863 1,1873 1,1873 1,1890 1,1898 1,1906 1,1915 1,193 1, ,1938 1,1945 1,1953 1,1953 1,9670 1,1973 1,1980 1,1987 1,1994 1, ,007 1,013 1,00 1,06 1,03 1,038 1,044 1,049 1,055 1, ,065 1,069 1,073 1,077 1,081 1,084 1,087 1,090 1,093 1,096 Sumber Dr. Ir. Suripi, M.Eg 003 c) Metode Log Pearso Type III Diatara 1 type metode Pearso, type III merupaka metode yag bayak diguaka dalam aalisa hidrologi. Berdasarka kajia Beso, 1986 disimpulka bahwa metode log Pearso type III dapat diguaka sebagai dasar dega tidak meutup kemugkia pemakaia metode yag lai, apabila pemakaia sifatya sesuai. ( Sri Harto, 1981 ) Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 5

21 Lagkah-lagkah yag diperluka adalah sebagai berikut : 1. Gatilah data X 1, X, X 3, X mejadi data dalam logaritma, Yaitu : log X 1, log X, log X 3, log X.. Hitug rata-rata dari logaritma data tersebut : log X i i= log X = 1 (.31 ) 3. Hitug stadar deviasi S = i= 1 ( log X log X ) i 1 (.3 ) 4. Hitug koefesie skewess Cs = i= 1 ( log X log X ) 3 ( 1) *( ) * S i 3 (.33 ) 5. Hitug logaritma data pada iterval pegulaga atau kemugkia prosetase yag dipilih ( log X ) + S log* K( Tr Cs) LogX Tr =, (.34 ) dimaa : Log X Tr = Logaritma curah huja recaa (mm) log X = Logaritma curah huja rata-rata (mm) S = Stadar deviasi (mm) K(Tr,Cs) = Faktor frekuesi Pearso tipe III yag tergatug pada harga Tr ( periode ulag ) da Cs ( koefesie skewess ), yag dapat dibaca pada Tabel.6. Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 6

22 Koef. Kemecega Cs Tabel.6 Faktor Frekuesi K Distribusi Log Pearso Type III Iterval ulag, tahu 1,0101 1, Perse peluag ,00-0,667-0,636-0,396 0,40 1,180,78 3,15 4,051,80-0,714-0,666-0,385 0,460 1,10,75 3,114 3,973,60-0,769-0,696-0,368 0,499 1,38,367 3,081 3,889,40-0,83-0,75-0,351 0,537 1,6,56 3,03 3,800,0-0,905-0,75-0,330 0,574 1,84,40,970 3,705,00-0,990-0,777-0,307 0,609 1,30,19,91 3,606 1,80-1,087-0,799-0,8 0,643 1,318,193,848 3,499 1,60-1,197-0,817-0,54 0,675 1,39,163,780 3,388 1,40-1,318-0,73-0,5 0,705 1,337,18,760 3,71 1,0-1,449-0,844-0,195 0,73 1,340,087,66 3,149 1,00-1,588-0,015-0,164 0,758 1,340,043,54 3,0 0,80-1,733-0,856-0,13 0,780 1,336 1,993,453,891 0,60-1,880-0,857-0,099 0,800 1,38 1,939,359,755 0,40 -,09-0,855-0,066 0,816 1,317 1,880,61,615 0,0 -,175-0,850-0,033 0,830 1,301 1,818,159,47 0,00 -,36-0,84 0,000 0,84 1,8 1,751,054,36-0,0 -,47-0,830 0,033 0,850 1,58 1,680 1,945,178-0,40 -,615-0,816 0,066 0,855 1,31 1,606 1,834,09-0,60 -,755-0,800 0,099 0,857 1,00 1,58 1,70 1,880-0,80 -,891-0,780 0,13 0,856 1,166 1,448 1,606 1,733-1,00-3,0-0,758 0,164 0,85 1,18 1,366 1,90 1,588-1,0-3,149-0,73 0,195 0,844 1,086 1,8 1,379 1,449-1,40-3,71-0,706 0,5 0,83 1,041 1,198 1,70 1,318-1,60-3,388-0,675 0,54 0,817 0,994 1,116 1,166 1,197-1,80-3,499-0,643 0,8 0,799 0,945 1,035 1,069 1,087 -,00-3,605-0,609 0,307 0,777 0,896 0,956 0,980 0,990 -,0-3,705-0,574 0,330 0,75 0,844 0,888 0,900 0,905 -,40-3,800-0,539 0,351 0,75 0,795 0,83 0,830 0,83 -,60-3,889-0,499 0,368 0,696 0,747 0,764 0,768 0,769 -,80-3,943-0,460 0,384 0,666 0,705 0,71 0,714 0,714-3,00-4,051-0,40 0,390 0,636 0,660 0,666 0,666 0,667 Sumber : Ray K. Lisey.Jr.1983 Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 7

23 .3.3 ANALISIS WAKTU KONSENTRASI Besarya ilai itesitas huja tergatug pada periode yag diguaka da waktu kosetrasi ( tc ). Besarya ilai tc dapat dihitug dega rumus : tc = to + td (.35 ) Keteraga : to adalah waktu yag diperluka utuk megalir dari titik yag terjauh dalam daerah tagkapa tersebut sampai kebagia hulu salura yag direcaaka. Dega megguaka Rumus Kirpich didapatka ilai to : to = 53,71 L 1,156 D -0,385 (meit) (.36 ) dimaa : L = Jarak dari titik terjauh sampai kebagia hulu salura (km) D = Beda tiggi muka taah titik yag terjauh dega bagia hulu salura (m) td adalah waktu yag diperluka utuk megalir sepajag salura yag direcaaka (dari hulu sampai hilir). Besarya ilai td tergatug dari pajag salura yag direcaaka ( L dalam meter ) da kecepata alira ( V dalam meter / detik ). td = L (.37 ) 60 V Besarya ilai V (m/detik) tergatug dari pada slope dasar salura (s), kekasara permukaa salura ( Maig) da betuk salura..3.4 ANALISA INTENSITAS HUJAN RENCANA Itesitas huja recaa adalah besarya itesitas huja maksimum yag mugki terjadi pada periode ulag tertetu. Huja dalam itesitas yag besar umumya terjadi dalam waktu yag pedek. Hubuga itesitas huja dega waktu huja bayak dirumuska, yag pada umumya tergatug pada parameter setempat. Besarya itesitas curah huja berbeda-beda biasaya disebabka oleh lamaya curah huja da frekuesi kejadiaya. Utuk perhituga biasaya didekati dega rumus empiris yag biasa diguaka utuk karakteristik huja didaerah tropis. Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 8

24 a) Utuk huja dega waktu < jam, Talbot (1881) a I = (.38 ) t + b dimaa : I = Itesitas curah huja (mm/jam) t = Waktu (durasi) curah huja (meit) a, b = Kostata yag tergatug pada keadaa setempat b. Utuk huja dega waktu > jam, Sherma (1905) c I = (.39 ) t dimaa : I = Itesitas curah huja (mm/jam) t = Waktu (durasi) curah huja (meit) c, = Kostata yag tergatug pada keadaa setempat c. Rumus diatas dikembagka oleh Ishiguro (1953) mejadi : I = a t + b (.40 ) dimaa : I = Itesitas curah huja (mm/jam) t = Waktu (durasi) curah huja (meit) a, b = Kostata yag tergatug pada keadaa setempat d. Rumus diatas dikembagka lagi oleh Mooobe mejadi : / 3 R4 4 I = 4 t (.41 ) dimaa : I = Itesitas curah huja (mm/jam) t = Waktu (durasi) curah huja (jam) R 4 = Curah huja maksimum dalam 4 jam (mm) Rumus-rumus pada poit a, b da c yag tertera diatas diguaka utuk curah huja jagka pedek, sedagka rumus pada poit d diguaka utuk meghitug itesitas curah huja setiap waktu berdasarka data curah huja haria..3.5 KOEFISIEN PENGALIRAN Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 9

25 Koefisie pegalira c, besarya tergatug pada kodisi da karakteristik fisik dari daerah pegaliraya, yag biasaya diyataka sesuai dega tata gua laha pada kodisi terakhir. Besara koefisie pegalira utuk berbagai pegguaa laha / tata gua taah dapat dilihat pada tabel berikut ii. Tabel.7 Koefisie Limpasa Rata-Rata Utuk Daerah Perkotaa Type Kodisi daerah Pegalira Nilai C Berdasar sifat permukaa Rerumputa taah berpasir kemiriga % 0,05-0,10 rata-rata -7 % 0,10-0,15 curam 7 % 0,15-0,0 Rerumputa taah keras datar % 0,13-0,17 rata-rata -7 % 0,18-0, curam 7 % 0,5-0,35 Jala Aspal 0,70-0,95 Beto 0,80-0,95 Batu bata 0,70-0,95 Kerikil 0,15-0,35 Jala raya da trotoir 0,70-0,85 Atap 0,75-0,95 Berdasar deskripsi daerah Bisis da perdagaga Daerah kota 0,70-0,95 Daerah piggira 0,50-0,70 Pemukima Rumah tiggal terpecar 0,30-0,50 Kompleks perumaha 0,40-0,50 Pemukimam (sub urba) 0,5-0,40 Aparteme 0,50-0,70 Idustri Riga 0,50-0,80 Berat 0,60-0,90 Pertamaa, kubura 0,10-0,5 Lapaga bermai 0,10-0,5 Halama kereta api 0,0-0,40 Daerah tidak terawat 0,10-0,30 Sumber : DPU Cipta Karya, 1998 Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 30

26 Koefisie ii diperoleh dari hasil perbadiga atara jumlah huja yag jatuh dega yag megalir sebagai limpasa dari suatu huja dalam permukaa taah. Faktor-faktor yag mempegaruhi harga koefisie pegalira ii adalah adaya ifiltrasi da tampuga huja pada taah sehigga mempegaruhi jumlah air huja yag megalir..3.6 ANALISA DEBIT RENCANA Aalisa debit bajir merupaka tahap petig dalam ragka perecaaa tekis draiase sehigga dapat ditetuka debit yag diperguaka sebagai dasar utuk merecaaka betuk da dimesi salura da bagua. Salura da bagua disesuaika dega perkembaga-perkembaga terhadap resiko, biaya, keadaa lapaga, ketersediaa material di lapaga, da faktor-faktor yag berkaita atara satu dega yag laiya. Kualitas perecaaa aka sagat ditetuka oleh kualitas perhituga debit recaa. Metode yag biasa diguaka utuk meghitug debit bajir recaa pada suatu ruas sugai adalah sebagai berikut : o Metode Rasioal Metode ii diguaka utuk meetuka bajir maximum bagi salura-salura dega daerah alira kecil, kira-kira acres (40 80 ha ). Bila huja berlagsug lebih lama dari pada lama waktu kosetrasi aliraya, maka itesitas rata-rataya aka lebih kecil dari pada jika lama waktu huja sama dega waktu kosetrasi. Yag dimaksud dega lama waktu kosetrasi adalah selag waktu atara permulaa huja da saat seluruh areal daerah aliraya ikut berpera pada pegalira sugai. Laju pegalira maksimum terjadi jika lama waktu huja sama dega lama waktu kosetrasi daerah aliraya. Persamaa matematis metode rasioal utuk memperkiraka besar alira adalah sebagai berikut : Q = 1 * C * I * A (.4 ) 3,6 dimaa : Q = Debit bajir periode ulag tertetu (m 3 /dt) C = Koefesie ru off (pegalira) I = Itesitas curah huja ( mm/jam ) ( R 4 / 4 ) * ( 4 / tc ) /3 (mooobe) Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 31

27 A = Luas DAS (km ) R 4 = Curah huja maksimum dalam 4 jam (mm) tc = Waktu (durasi) curah huja (jam) = to + td to = 53,71 L 1,156 D -0,385 L = Jarak dari titik terjauh sampai kebagia hulu salura (km) D = Beda tiggi muka taah titik yag terjauh dega bagia hulu salura (m) L td = 60V V L = Kecepata alira (m/det) = Pajag salura (m).4 ANALISIS HIDROLIKA Hidrolika adalah ilmu yag mempelajari tetag sifat-sifat zat cair da meyeleggaraka pemeriksaa utuk medapatka rumus-rumus da hukum-hukum zat cair dalam keadaa setimbag (diam) da dalam keadaa bergerak. Aalisis hidrolika dimaksud utuk megetahui kapasitas alur sugai pada kodisi sekarag terhadap bajir recaa dari studi terdahulu da hasil pegamata yag diperoleh. Aalisis hidrolika dilakuka pada seluruh salura utuk medapatka dimesi salura yag diigika, yaitu ketiggia muka air sepajag alur sugai yag ditijau. Pada ormalisasi salura yag dilakuka utuk meaggulagi geaga ii diasumsika bahwa suatu taggul tidak aka rutuh sebelum muka air melampaui taggul, da tak ada kerusaka akibat bajir yag mempuyai tiggi pucak kurag dari elevasi pucak taggul. Hasil perhituga jejak pucak bajir disepajag ruas sugai tersebut meetuka tiggi efektif yag diperluka dega peambaha freeboard yag sesuai. Utuk peetua kapasitas peampag dalam meampug debit recaa yag telah ditetuka, maka perhitugaya dibuat berdasarka aalisis alira pada salura terbuka. a. Uiform Flow ( Alira seragam ) Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 3

28 Uiform flow adalah alira seragam yag mempuyai variabel alira seperti kedalama, tampag basah, kecepata da debit pada setiap tampag disepajag alira adalah kosta. Rumus yag diguaka dalam kodisi alira ormal adalah rumus Maig karea mudah pemakaiaya (Bambag Triatmodjo, Hidraulika II, 1996). Rumus Maig yag persamaaya adalah sebagai berikut : Q = (1/) R /3 I 1/ A (.3 ) dimaa : Q = Debit bajir recaa ( m 3 / det ) = Koefisie kekasara dari Maig ( Tabel.8 ) R = Radius hidrolik ( m ) I = Kemiriga dasar salura A = Luas peampag basah ( m ) Tabel.8 Koefesie kekasara permukaa Salura ( Maig ) Salura Keteraga Maig Taah Lurus, baru, seragam,ladai da bersih 0,016-0,033 Berkelok, ladai da berumput 0,03-0,040 Tidak terawat da kotor 0,050-0,140 Taah berbatu, kasar da tidak teratur 0,035-0,045 Pasaga Batu kosog 0,03-0,035 Pasaga batu belah 0,017-0,030 Beto Halus, sambuga baik da rata 0,014-0,018 Kurag halus da sambuga kurag rata 0,018-0,030 Sumber : Imam Subarkah, 1980 b. No Uiform Flow ( Alira tidak seragam ) No uiform flow adalah alira tidak seragam atau berubah yag mempuyai variabel alira seperti kedalama, tampag basah, kecepata da debit pada setiap tampag disepajag alira adalah tidak kosta. Alira tidak seragam dapat dibedaka dalam dua kelompok berikut ii : Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 33

29 a. Alira berubah cepat ( Rapidly varied flow ), dimaa parameter hidrolis berubah secara medadak da kadag-kadag juga tidak kotiyu (discotiue). b. Alira berubah beratura ( Gradually varied flow ), dimaa parameter hidrolis (kecepata, tampag basah) berubah secara progesif dari satu tampag ke tampag yag lai. Peurua persamaa dasar alira berubah beratura dilakuka dega megguaka Gambar.15. Gambar tersebut merupaka profil muka air dari alira berubah beratura pada eleme sepajag dx yag dibatasi tampag 1 da. Secara umum tiggi tekaa total terhadap garis referesi pada setiap tampag adalah : V H = z + d cosθ + (.43 ) g dimaa, H = Tiggi tekaa total z = Jarak vertikal dasar salura terhadap garis referesi d = Kedalama alira dihitug terhadap garis tegak lurus dasar θ = Sudut kemiriga dasar salura V = Kecepata pada alira rerata pada setiap tampag Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 34

30 Gambar.13 Peurua persamaa Steady Gradually Varied Flow Secara umum tiggi tekaa total terhadap garis referesi pada setiap tampag adalah : H V = z + d cosθ + (.43 ) g jika θ kecil maka cos θ 1 da d cos θ y V H = z + y + (.44 ) g Jika persamaa diatas di diferesialka terhadap sumbu x, meghasilka : dh dx, maka aka dh dz dy d V = + + (.45 ) dx dx dx dx g dh dz Dalam hal ii merupaka Kemiriga garis eergi atau If da dx dx merupaka Kemiriga dasar salura atau Io dh If = (.46 ) dx Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 35

31 dz Io = (.47 ) dx Persamaa (.46) da (.47) dimasukka kedalam persamaa (.45) maka mejadi : If = Io + dy dx + d dx V g Io If = dy dx + d dx V g Io If dy dx = dy = 1+ dx 1+ Io If d dy V g d dx V g Perubaha tiggi kecepata (.48 ) d dy V Q = g g da dy Q = ga 3 da dy Q T = (.49 ) 3 ga Dega demikia persamaa (.48 ) dapat ditulis dalam betuk : dy dx Io If = (.50 ) Q T 1 3 ga Persamaa.50 merupaka perubaha kedalama air di salura di sepajag sumbu x. Ada beberapa metoda yag dapat diguaka utuk meyelesaika persamaa (.50 ), salah satu diataraya adalah metode lagkah lagsug (Direct Step Method). Metode lagkah lagsug dilakuka dega membagi salura mejadi sejumlah pias dega pajag x. Gambar.16. meujukka pias salura atara tampag 1 da yag berjarak x. Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 36

32 Gambar.14 Metode tahapa lagsug Metode tahapa lagsug dikembagka dari persamaa eergi berikut ii: V1 V z 1 + y1 + = z + y + + hf (.51 ) g g dimaa, z = Ketiggia dasar salura dari garis referesi y = Kedalama air dari dasar salura V = Kecepata rata-rata pada setiap tampag g = Percepata gravitasi hf = Kehilaga eergi karea geseka dasar salura Dari Gambar.16 diperoleh persamaa sebagai berikut : V1 V z 1 + y1 + = z + y + + hf (.51 ) g g V1 V z + y1 + = y + + hf (.5 ) g g E1 E Megigat z = Io * x da hf = If * x maka dari persamaa (.5 ) didapat : E1 + Io * x = E + If * x (.53 ) Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 37

33 E E1 x = (.54 ) Io If Prosedur perhitugaya dimulai dega kedalama yag diketahui (y 1 ), yag diperoleh dari hubuga kedalama debit. Utuk kedalama berikutya (y ) diasumsika, da hitug jarak x atara kedua kedalama tersebut dega persamaa (.54 ). Perecaaa Draiase Sistem Kali Teggag 38