BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1.Analisa Hidrologi Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata Kawasan Metode yang digunakan adalah metode Thiesen karena pada DAS Walikan menggunakan 3 Stasiun pencatat dengan jarak masing-masing stasiun variatif yang dimulai dari tahun 2001 hingga Ilustrasi Thiesen dapat dilihat pada Gambar 4.1. Gambar 4.1. PoligonThiesen Hujan wilayah dari 3 stasiun pencatat dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1.Data Curah Hujan tahun wonogiri jatipuro jatiyoso hujan wilayah mm/hari mm/hari mm/hari mm/hari , , , , , , , , , , , , , ,48 (Sumber : Perhitugan) 43

2 Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana Dari data hujan 3 stasiun dapat di lakukan perhitungan Frekuensi curah hujan seperti pada Tabel 4.2. Tabel 4.2.Perhitungan Statistik Hujan Maksimum No Tahun R 24 Max ln(r 24 ) R 24 urut A- Z jumlah rata-rata (x) standar deviasi (s) coef variety (cv) coef skewnes (cs) coef kurtosis (ck) (Sumber : Perhitungan) Dari tabel diatas nilai frekuensi hujan maksimum terbesar terjadi pada tahun 2007, dengan nilai sebesar 105,54. 44

3 Setelah diketahui nilai dari faktor-faktor dari perhitungan diatas dapat ditentukan metode distribusi mana yang dapat dipakai, seperti disajikan dalam Tabel 4.3. Tabel 4.3.Hasil Distribusi Statistik No Jenis Distribusi Syarat syarat Hasil selisih 1 Normal Cs = Ck = Log Normal Cs (In x) = Ck (In x) = Pearson Cs > 0 > Ck = 1,5 Cs = Log Pearson type III Cs (In x)= Ck (In x) = 1,5 (Cs (In x)2) + 3 = Gumbell Cs = 1, Ck = 5, Dari perhitungan yang telah dilakukan dengan syarat-syarat tersebut diatas, terdapat ketidaksesuaian antara hasil dan syarat nilai. Maka mengunakan distribusi Log Pearson III seperti pada Tabel 4.4. Tabel 4.4.Hasil Distribusi Statistik Lainnya no distribusi persyaratan syarat hasil 1 normal Cs = Ck = log normal Cs = Cv 3 +3Cv Ck = Cv 8 +6Cv 6 +15Cv 4 +16Cv pearson III Cs > 0 > Ck = 1,5Cs gumbel Cs = 1, Ck = 5, log pearson III selain dari nilai diatas (Sumber: Bambang Triadmodjo, 2008) 45

4 Setelah menentukan jenis distribusi maka dilakukan uji Smirnov-Kolmogorov pada Tabel 4.5. Tabel 4.5.Uji Smirnov Kolmogorov Tabel Probabilitas Curah Hujan (Metode Log Pearson Type III) X Sn P(x) No Log [Sn (x) Probability G Pr P (x) (mm) (%) Xi - P (x)] Chi-Square Test 1 6,67 1,56-1,66 104,14-4,14 10,81 Kriteria ,33 1,58-1,56 98,71 1,29 12,05 Kriteria ,00 1,74-0,76 70,75 29,25 9,25 Kriteria ,67 1,77-0,62 65,99 34,01 7,34 Kriteria ,33 1,85-0,23 52,55 47,45 14,11 Kriteria ,00 1,87-0,14 49,22 50,78 10,78 Kriteria ,67 1,89-0,02 46,24 53,76 7,10 Kriteria ,33 1,90 0,02 45,05 54,95 1,62 Kriteria ,00 1,96 0,31 30,94 69,06 9,06 Kriteria ,67 1,96 0,32 14,01 85,99 19,32 Kriteria ,33 1,97 0,40 13,55 86,45 13,12 Kriteria ,00 2,02 0,63 12,29 87,71 7,71 Kriteria ,67 2,12 1,14 9,43 90,57 3,90 Kriteria ,33 2,32 2,17 3,77 96,23 2,90 Kriteria 5 Xr = 1,894 SD = 0,198 Cs = 0,269 NB : Uji Smirnov Kolmogorof Data = 13 Signifikansi = 5% Bila mau menghitung, nilai X yg dihitung Kritis = 34 Maksimum = 19,321 Kesimpulan : Hipotesa Log Pearson Type 3 Diterima (Karena = 19,321 < 34) (Sumber : Perhitungan) 46

5 Setelah melakukan uji Smirnov-Kolmogorovkemudian dilanjutkan dengan uji Chi Square pada Tabel 4.6. Tabel 4.6.Uji Chi Square Uji Chi Square (x 2 ) Jumlah Kelas : K = Log n K = 5.0 Derajat bebas ( ) = K-h-1; h=2 Derajat bebas ( ) = 2.0 Signifikansi (, %) = 5.00 Kritis = Expected frequency = 2.8 Tabel Perhitungan Chi Square Test (Metode Log Pearson III) No Probability Expected Frequency (Ef) Ovserved Frequency (Of) Ef - Of (Ef - Of) 2 1 0,00 < P 20, ,00 < P 40, ,00 < P 60, ,00 < P 80, ,00 < P 100, Jumlah Sumber : Hasil Perhitungan Kritis = x 2 hitung = Kesimpulan : Hipotesa Log Pearson III Diterima (Sumber : Perhitungan) 47

6 Setelah dilakukan kedua uji Smirnov-Kolmogorov dan Chi Square maka didapat parameter hujan wilayah seperti pada Tabel 4.7. Tabel 4.7.Parameter Data Hujan Wilayah NO Tahun X ln X Jumlah rata-rata standar deviasi koef. Skewness kurtosis Setelah nilai K didapatkan dihitung curah hujan rencana pada setiap periode ulang. Nilai curah hujan rencana seperti ditunjukkan pada Tabel 4.8. Tabel 4.8.Perhitungan Hujan Kala Ulang T G G.S ln Xi + G.S Rt

7 Untuk menentukan debit banjir, sebelumnya dilakukan pemetaan tata guna lahan dengan menggunakan peta seperti pada Gambar 4.2. Gambar 4.2. Tata Guna Lahan Setelah terpetakan wilayah sesuai tata guna nya maka didapatkan data seperti pada Tabel 4.9 warna keterangan Tabel 4.9.Perhitungan KoefisienRun Off luas (kotak) koefisien prosentase C rata-rata (%) biru persawahan 32 0,45 32,65 14,69 pemukiman tidak merah padat 25 0,5 25,51 12,76 hijau taman/kebun 41 0,25 41,84 10, ,91 49

8 Dari perhitungan diatas maka diperoleh koefisien Run Off (C) = 0,38 Selanjutnya curah hujan rancangan hasil dari analisis Log-Pearson III didistribusikan menjadi curah hujan jam-jaman yang disajikan dalam Tabel 4.10 Tabel 4.10.Analisis Log Pearson III menggunakan prensatase sebaran hujan 6 jaman T RT Hujan efektif di DAS Walikan selengkapnya disajikan dalam Tabel Tabel 4.11.Hasil Perhitungan Hujan Kala Ulang Log Pearson III T Jml Pola pengurutannya disajikan dalam Grafik 4.1. pola hujan 6 jam (ABM) presentase hujan jam ke 1 jam ke 2 jam ke 3 jam ke 4 jam ke 5 jam ke Grafik 4.1. Pola Hujan 6 Jam 50

9 Perhitungan Debit Banjir Metode Nakayasu Untuk mengetahui debit banjir maka dilakukan perhitungan dengan menggunakan metode Nakayasu. Lokasi : Ngadirojo Kabupaten : Wonogiri Sungai : Bengawan Solo Ruas I ( Waduk Hulu Walikan) Luas Daerah Aliran Sungai : 44,61 km 2 Panjang Sungai : 33 km 1. Menghitung waktu konsentrasi (Tg) 2. Menghitung koefisien alpha (a)(antara 1,5-3,5) 3. Menentukan satuan waktu yang digunakan (tr) 4. Menghitung waktu puncak (Tp) 5. Menghitung waktu resesi (T 0.3) 6. Menghitung debit puncak (Qp) 51

10 Setelah mendapatkan nilai unit hidrograf kemudian menghitung kontrol dan debit unit hidrograf terkoreksi, perhitungan unit hidrograf Nakayasu selengkapnya dapat dilihat Tabel Tabel 4.12.Hidrograf Satuan Nakayasu t UH Kontrol UH Koreksi

11 Setelah dilakukan perhitungan Debit banjir metode Nakayasu, maka menghasilkan debit rencana Q2,Q5,Q10,Q25,Q50,Q100 yang disajikan dalam Tabel Tabel 4.13.Rekapitulasi Perhitungan Hidrograf Banjir Metode Nakayasu t Q2 Q5 Q10 Q25 Q50 Q

12 Berdasarkan rekapitulasi debit Hidrograf satuan sintetis (HSS) Nakayasu, dapat di gambarkan bentuk Hidrograf satuan sintetis (HSS)Nakayasu seperti yang ditunjukkan padagrafik hidrograf nakayasu Sungai Walikan debit (m 3 /dtk) Q 2 Q 5 Q 10 Q 25 Q 50 Q waktu (jam) Grafik 4.2. Hidrograf MetodeNakayasu 54

13 4.2.Perencanaan Check dam Perencanaan Peluap Dari perhitungan yang telah dilakukan maka, didapatkan penampang rencana peluap main dam seperti pada gambar 4.3 Gambar 4.3. PeluapMain dam Tinggi Air Diatas Peluap Diketahui : Q = 287,225 m 3 /detik B 1 = 20 m g = 9,81 m/det 2 Sehingga didapat persamaan : Dengan cara trial error, didapat nilai h 3 = 3,85 m, dengan Q =287,225 m 3 287,482 m 3 /detik B 2 = B 1 +2 m h 3 = x 0,5 3,85 = 23,85 m 55

14 Kecepatan Aliran Diatas Mercu Perhitungan : Tinggi jagaan (Free board) Besarnya tinggi jagaan ditetapkan berdasarkan debit rencana yang bernilai Q = 287,225 m 3 /detik. Dengan melihat Tabel 2.13, untuk 200 < Q < 500 tinggi jagaan adalah sebesar 0,8 meter. 56

15 Perencanaan Main dam Skema rencana dimensi main dam dapat dilihat pada gambar 4.4. Gambar 4.4. Dimensi Main dam Tinggi Main dam Tinggi main dam ditentukan sebesar H = 4 m Lebar Mercu Peluap Berdasar Tabel 2.14, lebar mercu peluap (b 1 ) ditentukan sebesar 2,5 meter dengan kriteria material berupa pasir dan kerikil atau kerikil dan batu dan kriteria hidrologis dengan kandungan sedimen sedikit sampai sedimen banyak. Penampang Main dam Untuk H < 15 m, kemiringan badan main dam di hulu 1 : m digunakan rumus (Sabo Engineering,1990) : Kemiringan badan dam bagian hilir ditetapkan 1:0,2. Perhitungan : h 3 = 3,85 m H = 4 m B = 2,5 m c = 2,2 t/m 3 w = 1,2 t/m 3 57

16 m dicari dengan menggunakan rumus abc : Tinjauan terhadap Gaya-Gaya yang Bekerja Tinggi main dam (H) adalah 5 meter < 15 meter. Berdasarkan tabel 2.16,tidak ada gaya yang ditinjau untuk keadaan normal. Sedangkan untuk keadaan banjir, gaya-gaa yang ditinjau adalah : 58

17 a. Berat Sendiri (W) Gaya berat sendiri yang bekerja pada main dam, dapat dilihat pada gambar 4.5. Gambar 4.5. Gaya Berat SendiriMain dam Perhitungan : b. Tekanan Air Statik (P) Gaya tekan air yang bekerja pada main dam, dapat dilihat pada gambar 4.6. Gambar 4.6. Gaya Tekan Air Statik PadaMain dam 59

18 pada saat muka air banjir, Tekanan air horisontaladalah : Titik tangkap Ph 1 terhadap O : Tekanan air vertikal adalah : Titik tangkap Pv 1 terhadap O : c. Peritungan Stabilitas Resultan (R) gaya-gaya harus bekerja pada inti Momen akibat berat sendiri 60

19 Momen akibat tekanan air 61

20 Resultan gaya yang bekerja pada main dam, dapat dilihat pada gambar 4.7. V = t/m H = t/m 2 e = 0,380 m 1/2b2 = 2,25 m x = 1,870 m Gambar 4.7. Gaya Resultan PadaMain dam Stabilitas terhadap geser Rumus (Sabo Engineering,1990) : Perhitungan : Stabilitas terhadap guling Rumus (Sabo Engineering,1990) : Perhitungan : 62

21 Tegangan pada dasar pondasi Rumus (Sabo Engineering,1990) : Perhitungan : Daya dukung batas untuk tipe pondasi menerus Dimana : C = 0,103 kg/cm 2 = 1,030 t/m 2 = 1,643 t/m 3 D = 1,5 m B = 2 m = 30 0 Faktor daya dukung, diambil dari hasil survay BBWSBS : N c = 12,9 N q = 4,4 N = 2,5 Sehingga,daya dukung batas untuk pondasi menerus : 4.3.Perencanaan Pondasi Kedalaman Pondasi Perhitungan : 63

22 4.4.Perencanaan Sub dam dan Lantai Letak Sub dam dari Main dam Untuk Main dam yang tidak begitu tinggi (H = 4 meter < 15 meter), rumus yang dipakai (Salamun, 2006) : Perhitungan : Diambil L = 16,00 m Penampang Sub dam a. Lebar mercu sub dam ditetapkan sebesar = 1,5 m b. Kemiringan badan sub dam di bagian hilir ditetapkan sama dengan main dam yaitu 1 : 0, Tinggi Sub dam Untuk sub dam tidak begitu tinggi, Perhitungan : Tebal Lantai / Apron Lantai direncanakan dengan kolam olak, sehingga rumus yang dipakai (Salamun, 2006) : Perhitungan : 64

23 Tinggi Muka Air di Atas Peluap Skema rencana dimensi sub dam dapat dilihat pada gambar 4.8. Gambar 4.8. Dimensi Sub dam Perhitungan: Q = 287,225 m 3 /detik B 1 = 18 m g = 9,81 m/det 2 Sehingga didapat persamaan : Dengan cara trial error, didapat nilai h 2 = 4,09 m, dengan Q =287,225 m 3 287,550 m 3 /detik B 2 = B 1 +2 x m x h 3 = x 0,5 x 4,09 = 22,09 m Kemiringan Badan Sub dam Kemiringan Badan Hilir ditentukan 1 : 0,2. Sedangkan kemiringan BadanHulu : 65

24 m dicari dengan menggunakan rumus abc : Tinjauan Terhadap Gaya-Gaya yang Bekerja Tinggi sub dam (H) = 2,833 meter <15 meter. Berdasarkan tabel 2.16, tidak ada gaya yang ditinjau untuk keadaan normal sedang untuk keadaan banjir gaya gaya yang ditinjau adalah : a. Berat sendiri (W) Gaya berat sendiri yang bekerja pada sub dam, dapat dilihat pada gambar 4.9. Gambar 4.9. Gaya Akibat Berat Sendiri Pada Sub dam 66

25 b. Tekanan Air Statik Gaya tekan air yang bekerja pada sub dam, dapat dilihat pada gambar Gambar Gaya Tekan Air Statik Pada Sub dam Pada saat muka air banjir Tekanan air horisontaladalah : Titik tangkap Ph 1 terhadap O : Tekanan air vertikal adalah : Titik tangkap Pv 1 terhadap O : 67

26 c. Perhitungan Stabilitas Resultan (R) gaya-gaya harus bekerja pada inti Syarat : Momen akibat berat sendiri Momen akibat tekanan air 68

27 Resultan gaya yang bekerja pada sub dam, dapat dilihat pada gambar V = 31,187 t/m H = 14,422 t/m 2 Stabilitas Terhadap Geser Perhitungan : e = 0,435 m 1/2b2 = 1,74 m x = 1,289 m 48 m Gambar Gaya Resultan PadaSub dam 69

28 Stabilitas terhadap guling Rumus (Sabo Engineering, 1990) Perhitungan : Tegangan Dasar Pondasi Perhitungan : Daya Dukung Batas untuk Tipe Pondasi Menerus Di mana : C = 0,103 kg/cm 2 = 1,03 t/m 2 = 1,643 t/m 3 D = 1,5 m B = 2 m = 9,26 Faktor daya dukung, diambil dari hasil survay BBWSBS : N c = 12,9 N q = 4,4 N y = 2,5 Sehingga, daya dukung batas untuk pondasi menerus : 70

29 4.5.Selimut Beton Selimut beton berfungsi untuk untuk melapisi struktur main dam,lanyai terjun dan sub dam dari gerusan material sedimen yang terbawa oleh air sungai agar bangunan tetap kokoh sesuai umur rencananya (Sosrodarsono dan Tominaga 1985). Selimut beton direncanakan mutu K225 dengan tebal 30 cm. Tulangan rangkap berdiameter 12 mm dengan jarak 20 cm arah vertikal dn horisontal. Tulangan pada selimut beton dam berfungsi untuk mengikat beton dan bukan berfunsi struktural (menahan beban). 4.6.Perhitungan Volume Tampungan Check dam Perhitungan daya tampung check dam dengan menggunakan metode asumsi luasan pada potongan memanjang dari denah situasi. Sehingga didapatkan hasil sebagai berikut. Asumsi daya tampung menggunakan luasan dapat dilihat pada Gambar Gambar Asumsi luasan dengan potongan memanjang denah situasi Rincian perhitungan daya tampung check dam dapat dilihat pada Tabel Tabel 4.14.Perhitungan Daya TampungCheck dam Bidang h (m) p (m) l (m) volume (m3) Vol rata-rata (m3) A1(persegi) 2,00 900,00 20, , ,00 A2(segitiga) 2,49 13,00 20,00 323, ,85 A3(persegi) 0,92 20,00 20,00 368,00 507,70 A4(segitiga) 2,80 10,00 20,00 280,00 508,00 A5(segitiga) 1,55 6,50 20,00 100,75 330,38 A6(persegi) 1,55 300,00 20, , ,75 total volume 78258,68 Dari tabel diatas maka check dam mampu menampung sedimen sebanyak ,68 m 3 71

30 4.7.Perhitungan Volume Pekerjaan a. Pekerjaan Tanah Galian Tanah Galian Pondasi Main dam Galian Pondasi Sub dam Galian Lantai Urugan Tanah Tanggul Main dam Sisi dinding hulu dam Sisi dinding hilir dam 72

31 b. Pekerjaan Pasangan Pondasi Main damdan Sub dam Lantai Main dam dan Sub dam Main dam dan Sub dam Selimut Beton Pada main dam Pada lantai Pada sub dam \ 73

32 Plasteran Pada main dam Pada sub dam Siaran Rekapitulasi Volume Pekerjaan Tanah Galian Pondasi = Timbunan = Pekerjaan Pasangan Batu kali Pondasi main dam dan sub dam = Lantai main dam dan sub dam = Tubuh main dam dan sub dam = Selimut Beton = Plasteran = Siaran = 74

33 4.8.Rencana Anggaran Biaya Tahap terakhir dari perencanaan check dam adalah perhitungan estimasi biaya yang di diuraikan pada Tabel Tabel 4.15.Perhitungan Estimasi Biaya NO URAIAN PEKERJAAN VOLUME HARGA SATUAN JUMLAH HARGA I II PEKERJAAN TANAH 1 m³ Galian tanah 546 Rp ,00 Rp ,00 1 m³ Urugan tanah 2647,193 Rp ,33 Rp ,40 Total Rp ,40 PEKERJAAN PASANGAN 1 m³ pasangan pondasi 304 Rp ,00 Rp ,00 1 m³ pasangan main sub dam 448,474 Rp ,00 Rp ,45 1 m³ pasangan lantai dam 224 Rp ,00 Rp ,00 1 m³ Selimut Beton 173,947 Rp ,36 Rp ,02 1 m² Plasteran 76,168 Rp ,40 Rp ,48 1 m² Siaran 337,8 Rp ,50 Rp ,50 Total Rp ,45 Jumlah Total Rp ,85 Dibulatkan Rp ,00 Dari uraian pekerjaan diatas maka didapatkan nominal pekerjaan total yaitu sebesar Rp ,00. (Tujuh Ratus Delapan Puluh Satu Juta Delapan Ratus Delapan Puluh Sembilan Ribu Rupiah). 75