BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian dimulai pada Semester A tahun ajaran dan

Transkripsi

1 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dimulai pada Semester A tahun ajaran dan penelitian tugas akhir ini dilaksanakan di DAS Sungai Badera yang terletak di Kota Medan. Dengan posisi geografis 3 34' 3 37' Lintang Utara dan 98 36' ' Bujur Timur. Gambar 3.1 Peta DAS Sei Badera 3.2 Rancangan Penelitian Penelitian ini dilakukan pada tugas akhir ini adalah dengan melakukan survei dan pengamatan langsung (observasi) untuk penampang saluran, arah aliran serta pengumpulan data sekunder yang diperlukan yakni peta sistem drainase, data curah hujan dan data debit sungai. Data-data tersebut kemudian dianalisis berdasarkan analisis hidrologi dan analisis hidrolika.

2 Mulai Studi Literatur Pengumpulan Data Data Primer 1. Kondisi Eksisting Saluran 2. Dimensi Saluran 3. Dokumentasi 4. Wawancara dengan masyarakat Data Sekunder 1. Data Curah Hujan 2. Peta DAS Analisis dan Pembahasan Analisis Debit Banjir Analisis Kapasitas Evaluasi Saluran Drainase Eksisting dan Perhitungan Normalisasi Dimensi Rencana Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 3.2 Diagram Alir Metode Penelitian

3 Studi penelitian dilakukan sesuai urutan di bawah ini: 1. Studi literatur Rumusan-rumusan serta konsep-konsep teoritis dari berbagai literatur dipelajari dan dipahami agar landasan teoritis terpenuhi dalam mengembangkan konsep penelitian mengenai sistem jaringan drainase dan masalah-masalah penyebab terjadinya banjir di lokasi penelitian. 2. Pengumpulan data Pengumpulan data dalam penelitian ini meliputi: a. Data primer Data primer adalah data yang diperoleh dengan pengamatan langsung di lapangan. Secara umum pengertian data primer adalah data yang diperoleh dari sumber pertama atau data yang dikumpulkan peneliti secara langsung melalui obyek penelitian dan data ini biasanya belum diolah seperti tinjauan langsung ke lokasi penelitian. Peneliti mengukur langsung dimensi eksisting saluran drainase. b. Data sekunder Data sekunder adalah data yang mendukung penelitian dan memberikan gambaran umum tentang hal-hal yang mencakup penelitian. Pengumpulan data sekunder didapatkan melalui instansiinstansi terkait dalam permasalahan ini, seperti jurnal, buku literature, internet dan data-data yang digunakan. Secara umum pengertian data sekunder adalah data yang diperoleh dari pihak kedua, dan data ini biasanya sudah dalam keadaan diolah.

4 3. Pengolahan data Setelah semua data yang dibutuhkan diperoleh, langkah selanjutnya adalah pengolahan data. Data-data yang diperoleh dari hasil survei lapangan, hasil analisis data, dan data-data yang telah diolah oleh suatu pusat penelitian akan dihitung menggunakan suatu metode. 4. Analisis data Dari hasil pengolahan akan dilakukan analisa data sehingga dapat diperoleh kesimpulan akhir yang berarti. Beberapa analisa data tersebut yaitu : a. Analisis hidrologi Analisis data ini berguna untuk mengetahui debit banjir maksimum pada drainase sehingga dapat dibandingkan dengan kapasitas drainase tersebut. b. Analisis sistem drainase Analisis data ini berguna untuk menghitung debit air maksimum yang dapat dialirkan saluran drainase pada lokasi yang diteliti, dengan kata lain adalah besarnya kapasitas saluran drainase eksisting. c. Analisis permasalahan dan solusi Analisis data ini berguna untuk mengevaluasi kapasitas saluran drainase eksisting terhadap besarnya debit banjir rencana dan menghasilkan solusi atas permasalahan pada saluran drainase tersebut. 5. Kesimpulan dan saran

5 Penarikan kesimpulan dapat dilakukan setelah hasil pengolahan data diperoleh, ditambah dengan uraian dan informasi yang diperoleh di lapangan. 3.3 Pelaksanaan Penelitian lain: Metode pelaksanaan penelitian ini terdiri dari beberapa proses, antara 1. Penentuan lokasi penelitian Lokasi penelitian dilakukan langsung di DAS Badera kota Medan, peneliti melakukan survei kepada warga setempat untuk menentukan tempat yang paling berpotensi banjir. Hasilnya peneliti menentukan 3 titik yaitu pada jalan Seroja, jalan Amal dan jalan Pemasyarakatan. Kemudian dilakukan pengukuran langsung dimensi saluran pada ketiga titik pengamatan tersebut. 2. Metode penelitian Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode analisis hidrologi kuantitatif deskriptif, yaitu metode perhitungan dan penjabaran hasil pengolahan data lapangan dari lokasi yang ditinjau. Metode yang dilakukan pada studi ini terlebih dahulu melakukan tinjauan lokasi di kawasan DAS Badera kota Medan. 3.4 Variabel yang Diamati Variabel yang diamati adalah data utama yang akan diteliti berdasarkan sumber pustaka yang ada. Variabel dari penelitian ini yaitu:

6 1. Intensitas curah hujan 2. Luasan DAS Sei Badera 3. Debit banjir rancangan 4. Kapasitas saluran 3.5 Jadwal Penelitian Waktu penelitian dilaksanakan selama 5 (lima) bulan, yaitu mulai bulan Oktober 2016 sampai dengan bulan Februari 2017, yang meliputi pengumpulan data primer dan data sekunder, pengolahan dan analisis data serta penulisan tugas akhir.

7 BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengamatan Kondisi Eksisting Sistem drainase primer di DAS Badera Kota Medan merupakan sistem drainase makro yang melayani suatu kawasan dari titik hulu di daerah Kecamatan Sunggal sampai bermuara di Sungai Belawan.Panjang saluran yang diukur sepanjang 6,7 Km dari titik hulu. Penentuan panjang saluran yang diukur ini berdasarkan pengamatan di lapangan bahwa dimensi saluran dan kapasitas saluran yang perlu dianalisis adalah sepanjang 6,7 km dari total panjang sungai badera 21 Km. Kondisi sungai setelah diatas jarak 6,7 km sudah mempunyai badan penampang yang lebar dan dianalisis masih sangat cukup untuk menampung debit banjir yang ada. Secara umum saluran drainase primer ini memiliki bentuk penampang trapesium Identifikasi Masalah Pada beberapa titik saluran di Sei Badera ini terdapat beberapa permasalahan seperti masalah sedimentasi, penyempitan dimensi saluran, saluran yang tertutup tanaman dan sampah. Sehingga menyebabkan terjadinya genangan/banjir, akibat kapasitas saluran tidak mampu menampung debit banjir. Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan di lapangan, ditemukan beberapa titik yang rawan terjadi genangan/banjir dan peneliti mengambil 3 titik yang dianggap dapat mewakili seluruh permasalahan pada saluran drainase primer ini, yaitu saluran primer jalan Seroja, jalan Amal dan jalan Pemasyarakatan.

8 4.2. Analisis Hidrologi Penentuan Stasiun Pengamatan Hujan Analisis curah hujan digunakan untuk menghitung besarnya pengaruh hujan yang berada di sekitar daerah tangkapan air. Pada penelitian ini digunakan data hujan selama sepuluh tahun yang tercatat mulai tahun 2006 sampai dengan 2015 pada pos pengamatan st. Kebun Helvetia PTPN II (Medan), st. Geofisika Tuntungan (Medan), dan st. BBMKG Wilayah I (Medan). Posisi masing-masing letak Pos Stasiun Curah hujan dapat dilihat pada Gambar 4.1 sebagai berikut: Sungai Badera Gambar 4.1Sungai Badera dan Posisi Stasiun Curah Hujan Dari hasil data yang diperoleh (dari setiap stasiun curah hujan) dipilih yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang diambil setiap tahun adalah hujan maksimum harian DAS untuk tahun tersebut. Data curah hujan untuk masingmasing stasiun dapat dilihat pada tabel berikut :

9 Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun BBMKG Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber : Stasiun Klimatologi Sampali Medan) Tabel 4.2 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun PTPN II Helvetia Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber : Stasiun Klimatologi Sampali Medan) Tabel 4.3 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Geofisika Tuntungan Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber : Stasiun Klimatologi Sampali Medan)

10 Penentuan Curah Hujan Rencana Hasil dari data curah hujan di atas akan dilakukan analisis curah hujan rencana untuk mendapatkan debit aliran permukaan. Data curah hujan stasiun BBMKG diperoleh data yang hilang sepanjang tahun 2006 dan sebagian tahun Dengan menggunakan metode Poligon Thiessen, maka luas daerah untuk setiap stasiun curah hujan yang mewakili dapat diketahui. Stasiun Kebun Helvetia PTPN II mewakili luas 95% dari luas DAS Badera, sementara Stasiun BBMKG 5% dan Stasiun Geofisika Tuntungan 0%. Maka data curah hujan yang digunakan hanya dari 2 stasiun pengamatan, yaitu Stasiun Kebun Helvetia PTPN II dan BBMKG. Berdasarkan kondisi data tersebut maka penentuan data curah hujan yang dapat digunakan adalah sebagai berikut: 1. Stasiun curah hujan yang paling berpengaruh terhadap catchment area adalah stasiun BBMKG dan Kebun Helvetia. Stasiun Tuntungan tidak terlalu berpegaruh. Sehingga dari kondisi jika menggunakan metode polygon thiessen hanya 2 stasiun yang dapat digunakan, makadigunakan metode rata-rata aljabar agar 3 stasiun dapat digunakan. 2. Stasiun BBMKG tidak mempunyai data curah hujan pada tahun 2006 maka diperlukan kelengkapan data/pembangkitan data pada stasiun curah hujan tersebut. 3. Pembangkitan data dilakukan dengan cara empiris yaitu metode Inversed Square Distance. Pada metode ini diperlukan stasiun pembanding yang diusahakan berada dekat stasiun yang hilang dan pada elevasi yang

11 relative sama. Stasiun yang sesuai digunakan sebagai pembanding adalah stasiun Kebun Helvetia dan Tuntungan Perhitungan Data Curah Hujan yang Hilang Perhitungan dilakukan dengan metode Inversed Square Distance dengan persamaan (2.5) sebagai berikut : P x = 1 (dxa ) 2P 1 A + (dxb ) 2P 1 B + (d XC ) 2P C 1 (dxa ) (dxb ) (dxc ) 2... (2.5) dimana : P x PA, P B, P C dxa, dxb, dxc = tinggi hujan yang dicari = tinggi hujan pada stasiun di sekitarnya = jarak stasiun X terhadap stasiun disekitarnya Tabel 4.4 Jarak antar Stasiun Curah Hujan Jarak Stasiun BBMKG Kebun Helvetia Tuntungan BBMKG 10,10 8,90 Kebun Helvetia 10,10 17,37 Tuntungan 8,90 17,37 (Sumber : Google Earth) Contoh perhitungan: P A P B dxa dxb = 42 mm = 29 mm = 10,10 km = 8,9 km maka data curah hujan pada bulan Januari 2006 stasiun BBMKG P 1 = 42 (10,10) (8,9) 2 1 (10,10) (8,9) 2 = 35 mm Selanjutnya masing-masing data curah hujan yang hilang ditampilkan pada tabel 4.5 dan tabel 4.6.

12 Tabel 4.5Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun BBMKG Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber : Hasil Perhitungan) Tabel 4.6Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun PTPN II Helvetia Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber : Hasil Perhitungan) Berdasarkan Tabel 2.1, untuk kondisi das dengan jumlah pos penakar hujan terbatas, luas DAS kecil (<500km 2 )dan topografi dataran, maka pemilihan stasiun curah hujan digunakan ketiga stasiun dengan metode rata-rata aljabar.

13 Tabel 4.7 Curah Hujan Rata-rata Maksimum Bulanan (mm) Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des Rerat Max Min (Sumber : Hasil Perhitungan) Curah hujan tertinggi pada tahun 2009 sebesar 110,5 mm. Data urut hujan maksimum harian secara lengkap ditunjukkan tabel 4.8 di bawah ini: Tabel 4.8 Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan (mm) No. Urut Tahun Data Urut (mm) (Sumber : Hasil Perhitungan)

14 Penentuan Pola Distribusi Hujan 1. Analisis curah hujan distribusi normal Data-data yang digunakan dalam perhitungan parameter statistik dapat dilihat pada tabel 4.9 No Tabel 4.9 Analisis curah hujan distribusi normal Curah hujan X X i - X (X i - X ) 2 (mm) X i Jumlah X S 14,34 (Sumber : Hasil Perhitungan) 841,1 Dari data-data diatas didapat : X = = 84, ,29 Standar deviasi : SS = = 14, Tabel 4.10 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal No Periode ulang (T) KT X S Curah hujan (X T ) tahun (mm) (Sumber : Hasil Perhitungan)

15 2. Analisis curah hujan distribusi log normal Data-data yang digunakan dalam perhitungan parameter statistik dengan sebaran logaritmatik dapat dilihat pada tabel 4.11 Tabel 4.11 Analisis Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal Curah 2 No hujan X Log Xi Xi- X (X i X Log Xi Log (mm) Jumlah , X ,919 S 14,34 0,074 (Sumber : Hasil Perhitungan) 19,19 Dari data-data diatas didapat : X = = 1, 919 1, Standar deviasi : SS = (Xi - X ) nn 1 = 0, = 0,074 - ) ( X) 2 Tabel 4.12 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal No Periode ulang KT Log X Log S Log XT Curah (T) tahun hujan (XT) (mm) 1 2 0,000 1, , , , , , (Sumber : Hasil Perhitungan)

16 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dimulai pada Semester A tahun ajaran dan penelitian tugas akhir ini dilaksanakan di DAS Sungai Badera yang terletak di Kota Medan. Dengan posisi geografis 3 34' 3 37' Lintang Utara dan 98 36' ' Bujur Timur. Gambar 3.1 Peta DAS Sei Badera 3.2 Rancangan Penelitian Penelitian ini dilakukan pada tugas akhir ini adalah dengan melakukan survei dan pengamatan langsung (observasi) untuk penampang saluran, arah aliran serta pengumpulan data sekunder yang diperlukan yakni peta sistem drainase, data curah hujan dan data debit sungai. Data-data tersebut kemudian dianalisis berdasarkan analisis hidrologi dan analisis hidrolika.

17 Mulai Studi Literatur Pengumpulan Data Data Primer 1. Kondisi Eksisting Saluran 2. Dimensi Saluran 3. Dokumentasi 4. Wawancara dengan masyarakat Data Sekunder 1. Data Curah Hujan 2. Peta DAS Analisis dan Pembahasan Analisis Debit Banjir Analisis Kapasitas Evaluasi Saluran Drainase Eksisting dan Perhitungan Normalisasi Dimensi Rencana Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 3.2 Diagram Alir Metode Penelitian

18 Studi penelitian dilakukan sesuai urutan di bawah ini: 1. Studi literatur Rumusan-rumusan serta konsep-konsep teoritis dari berbagai literatur dipelajari dan dipahami agar landasan teoritis terpenuhi dalam mengembangkan konsep penelitian mengenai sistem jaringan drainase dan masalah-masalah penyebab terjadinya banjir di lokasi penelitian. 2. Pengumpulan data Pengumpulan data dalam penelitian ini meliputi: a. Data primer Data primer adalah data yang diperoleh dengan pengamatan langsung di lapangan. Secara umum pengertian data primer adalah data yang diperoleh dari sumber pertama atau data yang dikumpulkan peneliti secara langsung melalui obyek penelitian dan data ini biasanya belum diolah seperti tinjauan langsung ke lokasi penelitian. Peneliti mengukur langsung dimensi eksisting saluran drainase. b. Data sekunder Data sekunder adalah data yang mendukung penelitian dan memberikan gambaran umum tentang hal-hal yang mencakup penelitian. Pengumpulan data sekunder didapatkan melalui instansiinstansi terkait dalam permasalahan ini, seperti jurnal, buku literature, internet dan data-data yang digunakan. Secara umum pengertian data sekunder adalah data yang diperoleh dari pihak kedua, dan data ini biasanya sudah dalam keadaan diolah.

19 3. Pengolahan data Setelah semua data yang dibutuhkan diperoleh, langkah selanjutnya adalah pengolahan data. Data-data yang diperoleh dari hasil survei lapangan, hasil analisis data, dan data-data yang telah diolah oleh suatu pusat penelitian akan dihitung menggunakan suatu metode. 4. Analisis data Dari hasil pengolahan akan dilakukan analisa data sehingga dapat diperoleh kesimpulan akhir yang berarti. Beberapa analisa data tersebut yaitu : a. Analisis hidrologi Analisis data ini berguna untuk mengetahui debit banjir maksimum pada drainase sehingga dapat dibandingkan dengan kapasitas drainase tersebut. b. Analisis sistem drainase Analisis data ini berguna untuk menghitung debit air maksimum yang dapat dialirkan saluran drainase pada lokasi yang diteliti, dengan kata lain adalah besarnya kapasitas saluran drainase eksisting. c. Analisis permasalahan dan solusi Analisis data ini berguna untuk mengevaluasi kapasitas saluran drainase eksisting terhadap besarnya debit banjir rencana dan menghasilkan solusi atas permasalahan pada saluran drainase tersebut. 5. Kesimpulan dan saran

20 Penarikan kesimpulan dapat dilakukan setelah hasil pengolahan data diperoleh, ditambah dengan uraian dan informasi yang diperoleh di lapangan. 3.3 Pelaksanaan Penelitian lain: Metode pelaksanaan penelitian ini terdiri dari beberapa proses, antara 1. Penentuan lokasi penelitian Lokasi penelitian dilakukan langsung di DAS Badera kota Medan, peneliti melakukan survei kepada warga setempat untuk menentukan tempat yang paling berpotensi banjir. Hasilnya peneliti menentukan 3 titik yaitu pada jalan Seroja, jalan Amal dan jalan Pemasyarakatan. Kemudian dilakukan pengukuran langsung dimensi saluran pada ketiga titik pengamatan tersebut. 2. Metode penelitian Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode analisis hidrologi kuantitatif deskriptif, yaitu metode perhitungan dan penjabaran hasil pengolahan data lapangan dari lokasi yang ditinjau. Metode yang dilakukan pada studi ini terlebih dahulu melakukan tinjauan lokasi di kawasan DAS Badera kota Medan. 3.4 Variabel yang Diamati Variabel yang diamati adalah data utama yang akan diteliti berdasarkan sumber pustaka yang ada. Variabel dari penelitian ini yaitu:

21 1. Intensitas curah hujan 2. Luasan DAS Sei Badera 3. Debit banjir rancangan 4. Kapasitas saluran 3.5 Jadwal Penelitian Waktu penelitian dilaksanakan selama 5 (lima) bulan, yaitu mulai bulan Oktober 2016 sampai dengan bulan Februari 2017, yang meliputi pengumpulan data primer dan data sekunder, pengolahan dan analisis data serta penulisan tugas akhir.

22 BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengamatan Kondisi Eksisting Sistem drainase primer di DAS Badera Kota Medan merupakan sistem drainase makro yang melayani suatu kawasan dari titik hulu di daerah Kecamatan Sunggal sampai bermuara di Sungai Belawan.Panjang saluran yang diukur sepanjang 6,7 Km dari titik hulu. Penentuan panjang saluran yang diukur ini berdasarkan pengamatan di lapangan bahwa dimensi saluran dan kapasitas saluran yang perlu dianalisis adalah sepanjang 6,7 km dari total panjang sungai badera 21 Km. Kondisi sungai setelah diatas jarak 6,7 km sudah mempunyai badan penampang yang lebar dan dianalisis masih sangat cukup untuk menampung debit banjir yang ada. Secara umum saluran drainase primer ini memiliki bentuk penampang trapesium Identifikasi Masalah Pada beberapa titik saluran di Sei Badera ini terdapat beberapa permasalahan seperti masalah sedimentasi, penyempitan dimensi saluran, saluran yang tertutup tanaman dan sampah. Sehingga menyebabkan terjadinya genangan/banjir, akibat kapasitas saluran tidak mampu menampung debit banjir. Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan di lapangan, ditemukan beberapa titik yang rawan terjadi genangan/banjir dan peneliti mengambil 3 titik yang dianggap dapat mewakili seluruh permasalahan pada saluran drainase primer ini, yaitu saluran primer jalan Seroja, jalan Amal dan jalan Pemasyarakatan.

23 4.2. Analisis Hidrologi Penentuan Stasiun Pengamatan Hujan Analisis curah hujan digunakan untuk menghitung besarnya pengaruh hujan yang berada di sekitar daerah tangkapan air. Pada penelitian ini digunakan data hujan selama sepuluh tahun yang tercatat mulai tahun 2006 sampai dengan 2015 pada pos pengamatan st. Kebun Helvetia PTPN II (Medan), st. Geofisika Tuntungan (Medan), dan st. BBMKG Wilayah I (Medan). Posisi masing-masing letak Pos Stasiun Curah hujan dapat dilihat pada Gambar 4.1 sebagai berikut: Sungai Badera Gambar 4.1Sungai Badera dan Posisi Stasiun Curah Hujan Dari hasil data yang diperoleh (dari setiap stasiun curah hujan) dipilih yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang diambil setiap tahun adalah hujan maksimum harian DAS untuk tahun tersebut. Data curah hujan untuk masingmasing stasiun dapat dilihat pada tabel berikut :

24 Tabel 4.1 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun BBMKG Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber : Stasiun Klimatologi Sampali Medan) Tabel 4.2 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun PTPN II Helvetia Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber : Stasiun Klimatologi Sampali Medan) Tabel 4.3 Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun Geofisika Tuntungan Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber : Stasiun Klimatologi Sampali Medan)

25 Penentuan Curah Hujan Rencana Hasil dari data curah hujan di atas akan dilakukan analisis curah hujan rencana untuk mendapatkan debit aliran permukaan. Data curah hujan stasiun BBMKG diperoleh data yang hilang sepanjang tahun 2006 dan sebagian tahun Dengan menggunakan metode Poligon Thiessen, maka luas daerah untuk setiap stasiun curah hujan yang mewakili dapat diketahui. Stasiun Kebun Helvetia PTPN II mewakili luas 95% dari luas DAS Badera, sementara Stasiun BBMKG 5% dan Stasiun Geofisika Tuntungan 0%. Maka data curah hujan yang digunakan hanya dari 2 stasiun pengamatan, yaitu Stasiun Kebun Helvetia PTPN II dan BBMKG. Berdasarkan kondisi data tersebut maka penentuan data curah hujan yang dapat digunakan adalah sebagai berikut: 1. Stasiun curah hujan yang paling berpengaruh terhadap catchment area adalah stasiun BBMKG dan Kebun Helvetia. Stasiun Tuntungan tidak terlalu berpegaruh. Sehingga dari kondisi jika menggunakan metode polygon thiessen hanya 2 stasiun yang dapat digunakan, makadigunakan metode rata-rata aljabar agar 3 stasiun dapat digunakan. 2. Stasiun BBMKG tidak mempunyai data curah hujan pada tahun 2006 maka diperlukan kelengkapan data/pembangkitan data pada stasiun curah hujan tersebut. 3. Pembangkitan data dilakukan dengan cara empiris yaitu metode Inversed Square Distance. Pada metode ini diperlukan stasiun pembanding yang diusahakan berada dekat stasiun yang hilang dan pada elevasi yang

26 relative sama. Stasiun yang sesuai digunakan sebagai pembanding adalah stasiun Kebun Helvetia dan Tuntungan Perhitungan Data Curah Hujan yang Hilang Perhitungan dilakukan dengan metode Inversed Square Distance dengan persamaan (2.5) sebagai berikut : P x = 1 (dxa ) 2P 1 A + (dxb ) 2P 1 B + (d XC ) 2P C 1 (dxa ) (dxb ) (dxc ) 2... (2.5) dimana : P x PA, P B, P C dxa, dxb, dxc = tinggi hujan yang dicari = tinggi hujan pada stasiun di sekitarnya = jarak stasiun X terhadap stasiun disekitarnya Tabel 4.4 Jarak antar Stasiun Curah Hujan Jarak Stasiun BBMKG Kebun Helvetia Tuntungan BBMKG 10,10 8,90 Kebun Helvetia 10,10 17,37 Tuntungan 8,90 17,37 (Sumber : Google Earth) Contoh perhitungan: P A P B dxa dxb = 42 mm = 29 mm = 10,10 km = 8,9 km maka data curah hujan pada bulan Januari 2006 stasiun BBMKG P 1 = 42 (10,10) (8,9) 2 1 (10,10) (8,9) 2 = 35 mm Selanjutnya masing-masing data curah hujan yang hilang ditampilkan pada tabel 4.5 dan tabel 4.6.

27 Tabel 4.5Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun BBMKG Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber : Hasil Perhitungan) Tabel 4.6Data Curah Hujan Harian Maksimum Stasiun PTPN II Helvetia Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des (Sumber : Hasil Perhitungan) Berdasarkan Tabel 2.1, untuk kondisi das dengan jumlah pos penakar hujan terbatas, luas DAS kecil (<500km 2 )dan topografi dataran, maka pemilihan stasiun curah hujan digunakan ketiga stasiun dengan metode rata-rata aljabar.

28 Tabel 4.7 Curah Hujan Rata-rata Maksimum Bulanan (mm) Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des Rerat Max Min (Sumber : Hasil Perhitungan) Curah hujan tertinggi pada tahun 2009 sebesar 110,5 mm. Data urut hujan maksimum harian secara lengkap ditunjukkan tabel 4.8 di bawah ini: Tabel 4.8 Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan (mm) No. Urut Tahun Data Urut (mm) (Sumber : Hasil Perhitungan)

29 Penentuan Pola Distribusi Hujan 1. Analisis curah hujan distribusi normal Data-data yang digunakan dalam perhitungan parameter statistik dapat dilihat pada tabel 4.9 No Tabel 4.9 Analisis curah hujan distribusi normal Curah hujan X X i - X (X i - X ) 2 (mm) X i Jumlah X S 14,34 (Sumber : Hasil Perhitungan) 841,1 Dari data-data diatas didapat : X = = 84, ,29 Standar deviasi : SS = = 14, Tabel 4.10 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal No Periode ulang (T) KT X S Curah hujan (X T ) tahun (mm) (Sumber : Hasil Perhitungan)

30 2. Analisis curah hujan distribusi log normal Data-data yang digunakan dalam perhitungan parameter statistik dengan sebaran logaritmatik dapat dilihat pada tabel 4.11 Tabel 4.11 Analisis Curah Hujan dengan Distribusi Log Normal Curah 2 No hujan X Log Xi Xi- X (X i X Log Xi Log (mm) Jumlah , X ,919 S 14,34 0,074 (Sumber : Hasil Perhitungan) 19,19 Dari data-data diatas didapat : X = = 1, 919 1, Standar deviasi : SS = (Xi - X ) nn 1 = 0, = 0,074 - ) ( X) 2 Tabel 4.12 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal No Periode ulang KT Log X Log S Log XT Curah (T) tahun hujan (XT) (mm) 1 2 0,000 1, , , , , , (Sumber : Hasil Perhitungan)

31 3. Analisis curah hujan distribusi log person III Tabel 4.13 Analisis Curah Hujan dengan Distribusi Log Person III No Curah hujan Log Xi Log X 2 Log(X i - X ) Log(X i - X ) (mm) Xi Log(Xi- X ) Jumlah ,19 0, ,00050 X ,919 S 14,34 G 0,17533 (Sumber : Hasil Perhitungan) 19,19 Dari data-data diatas didapat : X = = 1, 919 1, Standar deviasi : SS = (Xi - X ) nn 1 = 0, = 0,074 Koefisien kemencengan : GG = nn ii=1(xi X )³ (nn 1)(nn 2)SS³ GG = 10 0, ,074³ Tabel 4.14 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Person III No Periode ulang K Log X Log S Log XT Curah hujan (T) tahun (XT) (mm) (Sumber : Hasil Perhitungan)

32 4. Analisis curah hujan distribusi Gumbel Tabel 4.15 Analisis Curah Hujan dengan Distribusi Gumbel No Curah Periode hujan P = mm Ulang (mm) X nn+1 X i T= 1 (X i - X ) (X i - X ) 2 PP ,09 11, ,18 5, ,27 3, ,36 2, ,45 2, ,54 1, ,64 1, ,73 1, ,82 1, ,91 1, Jumlah X S 14,34 (Sumber : Hasil Perhitungan) 841,1 Dari data-data diatas didapat : X = = 84, ,914 Standar deviasi : SS = = 14, Tabel 4.16 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel No Periode ulang Curah hujan YTR Yn Sn (T) tahun X S (X T ) , , , , , , (Sumber : Hasil Perhitungan)

33 Analisis Frekuensi Curah Hujan Frekuensi curah hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Tabel 4.17 Analisis Frekuensi Curah Hujan No. Xi Xi -Ẍ 2 (Xi-Ẍ) 3 (Xi-Ẍ) (Xi-Ẍ) Total Rata-rata (Sumber: Hasil Perhitungan) Dari hasil perhitungan diatas selanjutnya ditentukan jenis sebaran yang sesuai, dalam penentuan jenis sebaran diperlukan faktor-faktor sebagai berikut: 1. Koefisien Kemencengan (C s ) CC ss = nn nn ii=1 (XX ii XX ) 3 (nn 1)(nn 2)SS 3 CC ss = , ,34 3 = 0, Koefisien Kurtosis (C k ) CC kk = nn 2 nn ii=1(xx ii XX ) 4 (nn 1)(nn 2)(nn 3)SS 4 CC ss = ,35 4 = 2,509

34 3. Koefisien Variasi (C v ) CC vv = SS XX CC vv = 14,34 84,11 = 0, Pemilihan Jenis Distribusi Untuk menentukan jenis sebaran yang akan digunakan, maka parameter statistik data curah hujan wilayah diperiksa terhadap beberapa jenis sebaran sebagai berikut: 1. Distribusi Gumbel 2. Distribusi Log Normal 3. Distribusi Log Person III 4. Distribusi Normal Berikut ini adalah perbandingan syarat-syarat distribusi dan hasil perhitungan analisis frekuensi hujan. Tabel 4.18 Uji parameter statistik untuk menentukan jenis sebaran No Jenis Sebaran Syarat Hasil Perhitungan Keterangan 1 Normal C s = 0 0,3169 Tidak sesuai C k = 3 2,509 Tidak sesuai C s = C 3 v + 3Cv Tidak sesuai 2 v v C v + 3 Log Normal C k = C 8 + 6C C v Tidak sesuai 3 Gumbel C s = 1,14 0,3169 Tidak sesuai C k = 5,4 2,509 Tidak sesuai 4 Log Person III Selain dari nilai di atas Sesuai (Sumber : Hasil Perhitungan)

35 Berdasarkan tabel 4.18, maka distribusi Log Normal (C s C 3 v + 3C v ) dapat digunakan sebagai metode perhitungan curah hujan rancangan. Berdasarkan analisis frekuensi yang dilakukan pada data curah hujan harian maksimum diperoleh bahwa jenis distribusi yang paling cocok dengan sebaran data curah hujan harian maksimum di daerah aliran air adalah distribusi Log Pearson type III Uji Sebaran Smirnov-Kolmogorov Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorov sering juga disebut uji kecocokan non parametrik (non parametric test), karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Adapun hasil perhitungan uji Smirnov-Kolmogorov dapat dilihat pada tabel berikut ini.

36 Tabel 4.19 Perhitungan uji sebaran metode Smirnov-Kolmogorov No Tahun Curah Hujan (mm) Xi M PP(XX) = mm NN + 1 PP(XX <) kk = XX Ẍ SSSS PP (XX) = mm NN 1 PP (XX <) DD = PP(XX <) PP (XX <) Sumber: Hasil Perhitungan Dari hasil perhitungan di atas didapat nilai D max sebesar 0,113 yang kurang dari nilai D cr pada tabel uji Smirnov Kolmogorov yang besarnya adalah 0,410 (D max < D cr (memenuhi syarat)). Maka dari pengujian kecocokan penyebaran Distribusi Log Pearson III dapat diterima.

37 Koefisien Pengaliran (run off) Koefisien pengaliran adalah bilangan yang menunjukkan perbandingan antara besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan yang didasarkan pada kondisi daerah pengaliran dan karakteristik hujan pada suatu daerah. Kondisi dan karakteristik yang dimaksud adalah : Intensitas hujan Luas dan bentuk daerah pengaliran Topografi Tata guna lahan Dalam hal ini telah ditentukan nilai dari koefisien limpasan terhadap kondisi karakter permukaannya yaitu : Tabel 4.20 Nilai Koefisien Run Off (C) Jenis daerah Koefisien aliran Kondisi Permukaan Daerah Perdagangan Kota Sekitar kota Daerah Permukiman Satu rumah Banyak rumah, terpisah Banyak rumah, rapat Permukiman, pinggiran kota Apartemen Daerah Industri Ringan Padat 0,70 0,95 0,50 0,70 0,30 0,50 0,40 0,60 0,60 0,50 0,80 0,60 0,90 Lapangan, kuburan 0,10 0,25 Halaman jalan kereta api 0,20 0,35 Jalan Aspal Aspal atau beton Batu bata atau batako Koefisien aliran 0,75 0,95 0,70 0,85 Atap rumah 0,70 0,95 Halaman berumput, tanah berpasir Datar, 2% Rata-rata, 2% 7% 0,05 0,10 0,10 0,15 Curam, 7% atau 0,15 0,20 Halaman berumput, tanah keras/padat Datar, 2% Rata-rata, 2% 7% Curam, 7% atau lebih 0,13 0,17 0,18 0,22 0,25 0,35

38 Daerah tidak terpelihara 0,10 0,30 Sumber : SNI Analisis Hidrologi, Hidraulik dan Kriteria Desain Bangunan di Sungai Untuk perhitungan koefisien pengaliran dari daerah yang memiliki tutupan lahan yang tidak seragam maka diperoleh dengan mengambil rata-rata dari harga C masing-masing tipe kondisi permukaan, yaitu: Dimana: C1,C2,C3 A1,A2,A3 kondisi C1.A1+ C2A2 + C3.A3 + + Cn.An C = A1+ A2 + A3 + + An = koefisien pengaliran yang sesuai dengan tipe kondisi permukaan = luas daerah pengaliran yang diperhitungkan sesuai dengan permukaan. Tabel 4.21 Nilai Koefisien Pengaliran Total No. Jenis Daerah A (Km2) C C x A 1 Pertanian 0,7 0, Perkebunan 0,05 0, Pemukiman/ Perkantoran 5,89 0, Belukar 0,2 0, TOTAL 6, Nilai Koef Limpasan 0,53 (Sumber : Hasil Perhitungan) Perhitungan Intensitas Hujan Jam-jaman Untuk perhitungan waktu konsentrasi (Tc) menggunakan rumus yang dikembangkan oleh Kirpich, dapat ditulis sebagai berikut : t c 2 0,87 L = 1000 S 0,385 di mana: L = panjang saluran utama dari hulu sampai hilir (km)

39 S = kemiringan rata-rata saluran utama (m/m) Contoh perhitungan a. Saluran Drainase Jalan Seroja L = 0,870 km S = 0,0025 Waktu konsentrasi: t c t c 2 0,87 0,870 = ,0025 = 0,598 jam 0,385 Intensitas Curah Hujan 2 3 II = RR tt cc 2 II = 77, = 40,339 mm/jam 24 0,598 Nilai intensitas hujan untuk periode ulang dan lokasi lain dapat dilihat pada tabel. Tabel 4.22 Intensitas Hujan Jam-jaman No (L) (S) (R) Saluran (T c ) (I 2 ) (I5) (I10) (I20) (I50) (I100) 1 Seroja Amal Pemasyarakatan (Sumber : Hasil Perhitungan) Analisis Debit Banjir Rancangan Pembagian Catchment Area

40 Pembagian catchment area digunakan untuk menghitung kapasitas setiap titik pengamatan pada saluran drainase, sehingga saluran drainase itu memiliki luasan daerah aliran yang berbeda-beda di setiap titik pengamatan. Untuk pembagian catchment area saluran drainase Sungai Badera dapat dilihat pada gambar Jalan Pemasyarakatan Jalan Amal Jalan Seroja

41 Gambar 4.2 Peta DAS Sei Badera Debit Air Hujan

42 Metode yang digunakan untuk menghitung debit air hujan pada saluran drainase dalam studi ini adalah metode rasional USSCS (1973). Bentuk umum persamaan ini adalah sebagai berikut (Suripin, 2004) : Q ah = 0, C I A m 3 /det. Dimana Q = debit banjir rencana (m /det), C = koefisien run off, I = intensitas hujan untuk waktu konstan (mm/jam), A = luas catchment area (ha). 3 Contoh perhitungan pada saluran drainase Jalan Seroja didapat hasil sebagai berikut: C = 0.6 I = 50,5 mm/jam A = 205,1 ha Maka debit air hujan yang dihasilkan pada saluran tersebut adalah : Q = 0, x 0,6 x x 205,1 = 14,39 m 3 /detik Nilai debit air hujan (Q ah ) untuk periode ulang 10 tahun dapat dilihat pada tabel. Tabel 4.23 Perhitungan Debit dengan kala ulang 10 tahun (Q (Sumber : Hasil Perhitungan) 10 ) No. Saluran Koefisien Pengaliran Luas DAS Intensitas Curah Debit Banjir Rencana (C) (ha) Hujan (I 10 ) (Q 10 ) 1 Seroja 0, Amal 0, Pemasyarakatan 0,

43 4.1. Analisis Hidrolika Analisis kapasitas drainase dilakukan sebagai kontrol terhadap perhitungan debit banjir rencana. Dari survey dimensi saluran didapat data primer yang bisa digunakan untuk menghitung kapasitas maksimal debit drainase pada tiap titik pengamatan dengan menggunakan rumus manning. Bentuk penampang saluran drainase primer mempunyai beberapa bentuk, yaitu bentuk persegi dan trapesium. Analisis kapasitas drainase pada penelitian ini dibatasi pada 3 titik pengamatan, yaitu: a. Saluran pada Jalan Seroja b. Saluran pada Jalan Amal c. Saluran pada Jalan Pemasyarakatan Perhitungan Kapasitas Saluran Eksisting Saluran Drainase 1 Luas Penampang (A) A = ((b+c)/2)xh A = ((2,0+1,65)/2)x0,98 2 A = 1,79 m Keliling basah (P) 0,5 P = c + 2(h) 2 + (((b-c)/2) 2 ) P = 1,65+2(0,98 2 )+(((2,0-1,65)/2) 2 ) P = 3,64 m Jari-jari hidrolis (R) 0,5 R = AA PP R = 1,79 3,64 R = 0,49 m

44 Kecepatan aliran (V) V= 1 nn RR2 3 SS 1 2 V= 1 0,014 0, , V= 2,2 m/s Debit saluran (Q) Q s = A s x V Qs = 1,79 x 2,2 Qs = 3,97 m 3 /s Perhitungan kapasitas drainase untuk setiap titik pengamatan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran Tabel dibawah ini. a b d h1 h2 t c Gambar 4.3 Potongan Melintang Penampang Saluran Eksisting

45 (Sumber: Hasil Perhitungan) Tabel 4.24 Perhitungan Kapasitas Drainase dan Perbandingan antara Q rencana dengan Q rasional selama 10 tahun No. Lokasi H 2 b (m) c (m) A P (m) R n S V Q Q (m) (m 2 ) (m) (m/s) eksisting rencana (m 3 /det) (m 3 /det) Kontrol 1 Seroja 0,98 2,00 1,65 1,79 3,64 0,49 0,014 0,0025 2,22 3,98 14,389 NOT OK 2 Amal 2,48 4,5 4,0 10,54 8,98 1,17 0,015 0,0025 3,707 39,078 14,908 OK 3 Pemasyarakatan 1,88 2,32 1,80 3,87 5,59 0,69 0,011 0,0025 3,55 13,77 20,804 NOT OK

46 4.2. Solusi dan Rencana Perbaikan Saluran Solusi dan perbaikan saluran disini dimaksud yaitu penambahan kapasitas dan dimensi saluran drainase pada jalan Seroja dan jalan Pemasyarakatan. Dari perhitungan sebelumnya dapat diketahui bahwa kapasitas saluran drainase yang ada tidak dapat menampung debit rencana. Rencana penambahan dimensi saluran diantaranya sebagai berikut: Ditinjau Penampang saluran jalan Seroja (penambahan dimensi saluran) Diketahui: - kapasitas rencana: Qr = 14,5 m 3 /det - Koefisien kekasaran Manning untuk beton: n = 0,014 - Kemiringan dasar saluran: S = 2, Diminta: Dimensi Saluran Penyelesaian: Rumus debit pengaliran, QQ = AA. 1 nn. RR2 3. SS 1 2 Dimana: AA = BB. h atau BB = AA h PP = BB + 2. h Untuk tampang ekonomis PP = AA h + 2h AA = 2h 2 = BBh dddd = AA ddh h 2 BB = 2h RR = AA PP = BBh BB+2h atau h = B 2 atau RR = h 2 BB+2h = h 2

47 QQ = AA. 1. nn RR2 3. SS ,5 = 2. h 2. h = 2,064 m B = 2h ,015 h 2 2 = 2.2,064 = 4,128 m. (0,0025) 1 2 h t = h = ,292 = R1,436 m Saluran Tabel 4.25 Perhitungan Normalisasi Dimensi Saluran H (m) h (m) B (m) A P (m 2 ) (m) R (m) n S V (m/s) Q (m 3 /det) Seroja 1,5 1,3 4 5,2 6,6 0,787 0,014 0,0025 3,05 15,842 Pemasyarakatan 1,9 1,44 6 8,64 11,936 0,724 0,014 0,0025 2,88 24,877 (Sumber: Hasil Perhitungan) B h H Gambar 4.4 Desain Penampang Saluran Primer

48 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Akhir dari penulisan tugas akhir yang berjudul Analisis Normalisasi Saluran Drainase Primer pada Sungai Badera Kota Medan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Penyebab terjadinya banjir di DAS Sei Badera adalah ketidakmampuan saluran untuk mengalirkan debit air hujan, karena debit air yang masuk lebih besar dari kapasitas saluran. 2. Saluran drainase primer yang ditinjau kapasitasnya sebanyak 3 titik, yaitu saluran pada jalan Seroja, saluran pada jalan Amal dan saluran pada jalan Pemasyarakatan, tetapi hanya kapasitas saluran pada jalan Amal yang masih memenuhi. 3. Saluran yang kapasitasnya tidak memenuhi didesain ulang dimensinya, yaitu saluran pada jalan Seroja dengan dimensi H = 1,5 m; h = 1,3 m; B = 4 m, dan saluran pada jalan Pemasyarakatan dengan dimensi H = 1,9 m; h = 1,44 m; B = 6 m. 4. Seluruh saluran yang ditinjau memiliki luas wilayah 776,7 Ha dengan panjang saluran utama 6250 meter Saran 1. Hasil penelitian tugas akhir ini diharapkan dapat menjadi masukan yang berguna dalam proses pengambilan keputusan untuk kepentingan

49 perencanaan sistem drainase yang berkelanjutan khususnya pada Sungai Badera Kota Medan. 2. Pekerjaan drainase khususnya di saluran primer DAS Sei Badera sebaiknya dilakukan secara menyeluruh dan berkesinambungan, juga dengan pengawasan yang serius agar tidak menghasilkan infrastruktur yang terkesan asal jadi, seperti pada saluran jalan Amal yang lebar namun semakin ke hilir kembali menyempit. 3. Sangat diperlukannya Operation and maintenance (OP) dan Evaluation and Monitoring (EM) dengan komitmen bersama seluruh stakeholder untuk mewujudkan good government.