KAJIAN ULANG KEAMANAN BENDUNGAN GONGGANG KABUPATEN MAGETAN TERHADAP BANJIR RANCANGAN

Transkripsi

1 KAJIAN ULANG KEAMANAN BENDUNGAN GONGGANG KABUPATEN MAGETAN TERHADAP BANJIR RANCANGAN Disusun Guna Melengkapi Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik disusun oleh : EKO SUWARNO NIM : D NIRM : PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

2 ii

3 KATA PENGANTAR Subhanallah Walhamdulillah La ilaha illallah Penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat, kemudahan dan karunia yang selalu dilimpahkan kepada Penulis sehingga mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan lancar dan baik. Penulis menyampaikan terimakasih atas segala ilmu, bantuan dan bimbingan yang diberikan selama ini dan utamanya dalam penyelesaian Tugas Akhir kepada: 1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Dr. Muchammad Solikin, selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Gurawan Djati W. S.T., M.Eng., selaku Pembimbing Utama. 4. Bapak Ir. H. A. Karim Fatchan, M.T., selaku Dosen Penguji. 5. Bapak Kuswartomo, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji. 6. Bapak Budi Setiawan, S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik. 7. Bapak-bapak dan Ibu-ibu Dosen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 8. Bapak Ma ruf H.S, S.T., M.T., Bapak Darto, S.T., Bapak Anton Tri Asmoro, S.T., M.T., Bapak Hariyanto, S.T., Balai sungai Bengawan Solo. 9. Bapak Endrianto, S.T., Fachrudin S. S.T., Agus Widi R.S.T, dan Teman-teman lainnya. 10. Seluruh pihak yang telah membantu penyelesaian Tugas Akhir ini. Semoga Tugas akhir Penulis ini dapat bermanfaat dan jika ada kekurangan mohon lakukan perbaikan pada penulisan berikutnya. Surakarta, Desember 2017 Penulis iii

4 iv

5 DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN... ii KATA PENGANTAR... iii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... iv DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xi DAFTAR NOTASI... xii ABSTRAKSI... xv BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar belakang... 1 B. Rumusan masalah... 1 C. Batasan masalah... 2 D. Tujuan penelitian... 2 E. Manfaat penelitian... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Penelitian sejenis sebelumnya... 3 BAB III LANDASAN TEORI A. Analisa data hujan Pengisian data hujan yang hilang Analisis konsistensi data hujan Perataan hujan Analisa frekuensi Analisa hujan rancangan Uji keselarasan/sebaran Harga C (Koefisien limpasan) Intensitas hujan Mononobe v

6 9. Analisa banjir rancangan B. Analisa kapasitas waduk C. Penelusuran banjir pada waduk BAB IV METODE PENELITIAN A. Lokasi penelitian B. Alat penelitian C. Langkah-langkah penelitian D. Bagan alir penelitian BAB V PEMBAHASAN A. Analisis data hujan Pengisian data hujan yang hilang Analisis konsistensi data hujan Perataan hujan Analisa frekuensi Analisa hujan rancangan Uji keselarasan/sebaran Harga C (Koefisien limpasan) Intensitas hujan Mononobe Analisa banjir rancangan B. Analisa kapasitas waduk C. Penelusuran banjir metode Newton Raphson BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A. Lampiran data hujan hilang Stasiun Poncol... L-1 B. Lampiran perataan hujan... L-13 vi

7 C. Lampiran tabel nilai k Smirnov Kolmogorov... L-145 D. Lampiran intensitas hujan Mononobe... L-148 E. Lampiran banjir rancangan Nakayasu... L-157 F. Lampiran penelusuran banjir Newton Raphson... L-206 G. Lampiran tambahan... L-287 vii

8 DAFTAR TABEL Halaman Tabel III.1, Tabel Q maks dan Rmaks... 6 Tabel III.2, Kriteria jenis distribusi... 9 Tabel III.3, Harga K distribusi Log Pearson tipe III Tabel III.4, Nilai Chi Kuadrat kritik Tabel III.5, Nilai kritis Smirnov Kolmogorov Tabel III.6, Koefisien Limpasan Tabel V.1, Data hujan yang hilang Stasiun Poncol Tabel V.2, Nilai statistik Q dan R Tabel V.3, Uji konsistensi Stasiun Sarangan Tabel V.4, Uji konsistensi Stasiun Poncol Tabel V.5, Faktor pembobot Tabel V.6, Perataan hujan harian tahun Tabel V.7, Data 25 curah hujan terbesar Tabel V.8, Parameter statistik curah hujan Tabel V.9, Pemilihan distribusi menurut Sriharto (1981) Tabel V.10, Perhitungan Log Pearson III Tabel V.11, Nilai G Tabel V.12, Hasil hujan rancangan Log Pearson III Tabel V.13, Data curah hujan dan Probabilitas Log Pearson III Tabel V.14, Uji sebaran Chi kuadrat Tabel V.15, Uji sebaran Smirnov Kolmogorov Tabel V.16, Koefisien limpasan viii

9 Tabel V.17, Distribusi hujan satuan periode 50 tahun Tabel V.18, Hujan efektif Tabel V.19, Ordinat hidrograf satuan sintetik Nakayasu Tabel V.20, Volume genangan Tabel V.21, Freeboard dan persentase Inflow Outflow Tabel V.22, Tinggi banjir ix

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar III.1, Sketsa hidrograf sintetik Nakayasu Gambar V.1, Grafik hujan efektif periode 50 tahun Gambar V.2, Sketsa hidrograf sintetik Nakayasu Gambar V.3, Grafik hubungan t dan Q Gambar V.4, Grafik hubungan t dan Q total 50 tahun Gambar V.5, Grafik hubungan elevasi dan volume genangan Gambar V.6, Grafik perbandingan Inflow dan Outflow kala ulang 50 tahun.. 55 Gambar V.7, Grafik perbandingan elevasi puncak banjir tiap kala ulang Gambar V.8, Grafik perbandingan elevasi puncak banjir tiap kala ulang Gambar V.9, Grafik perbandingan persentase Inflow dan Outflow Gambar V.10, Grafik perbandingan persentase Inflow dan Outflow Gambar V.11, Grafik perbandingan Freeboard tiap kala ulang Gambar V.12, Grafik perbandingan Freeboard tiap kala ulang x

11 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A. Data hujan hilang Stasiun Poncol... L-1 s/d L-12 Lampiran B. Perataan hujan... L-13 s/d L-144 Lampiran C. Tabel nilai k Smirnov Kolmogorov... L-145 s/d L-147 Lampiran D. Intensitas hujan Mononobe... L-148 s/d L-156 Lampiran E. Banjir rancangan Nakayasu... L-157 s/d L-205 Lampiran F. Penelusuran banjir Newton Raphson... L-206 s/d L-286 Lampiran G. Tambahan... L-287 xi

12 DAFTAR NOTASI α Δt A = Koefisien pengaliran = Periode (waktu) sebagai interval untuk diskritisasi hitungan = Luas daerah pengaliran sungai (km²) A1, A2, An = Bagian daerah yang mewakili titik pengamatan B C Cd Ck Cs Cv d = Lebar puncak bendungan = Koefisien pengaliran = Koefisien debit bangunan pelimpah = Koefisien kurtosis = Koefisien skewness = Koefisien varian = Tinggi curah hujan rata-rata (mm) D = Distribusi (%) dxa dxb Ef Fx, Fy G H h1 h2 I I L La = Jarak antara stasiun X dan stasiun acuan A = Jarak antara stasiun X dan stasiun acuan B = Frekuensi yang diharapkan dari pembagian kelas = Luas kontur per elevasi = Faktor frekuensi = Tinggi bendungan (m) = Tinggi muka air awal (m) = Tinggi muka air hasil trial (m) = Intensitas curah hujan (mm/jam) = Inflow (debit masuk) = Panjang alur sungai (km) = Luas kontur a xii

13 Lb n O Of PA PB PC Px P Qa Qp R R₅ Rt Rt1000 Ri S2-S1 t t Tp T 0,3 tg V Vx Zx = Luas kontur b = Jumlah data = Debit yang keluar dari waduk (m³/detik) = Frekuensi yang dibaca pada kelas yang sama = Hujan di stasiun A yang diketahui = Hujan di stasiun B yang diketahui = Hujan di stasiun C yang diketahui = Hujan di stasiun x yang diperkirakan = Peluang = Limpasan setelah terjadi debit puncak (m³/detik) = Debit puncak banjir (m³/detik) = Hujan satuan (mm) = Hujan maksimum dalam 5 jam (mm) = Intensitas hujan satuan untuk jam ke-n (mm) = Hujan rancangan 1000 tahun = Hujan efektif = Tambahan air yang tertampung diwaduk (m) = lamanya hujan dalam sehari, diambil 5 jam = Waktu jam ke-n = Jeda waktu antara mulai hujan sampai puncak hujan (jam) = Waktu yang dibutuhkan debit turun menjadi 30% (jam) = Waktu konsentrasi (jam) = Volume waduk cara rerata luas kontur = Volume waduk cara prisma terpancung = Beda jarak antar kontur xiii

14 ABSTRAKSI KAJIAN ULANG KEAMANAN BENDUNGAN GONGGANG KABUPATEN MAGETAN TERHADAP BANJIR RANCANGAN Waduk Gonggang terletak pada aliran Sungai Gonggang yang merupakan anak Sungai Kali Madiun dengan daerah tangkapan air km 2. Waduk tersebut dibangun untuk mengatasi kekurangan air irigasi dan air baku bagi masyarakat di daerah layanan serta diharapkan dapat menjadi salah satu tujuan wisata di Kabupaten Magetan. Dalam penelitian keamanan bendungan Gonggang terhadap banjir, terlebih dahulu dilakukan analisa data hujan kemudian dilakukan penelusuran banjir. Dari hasil perhitungan diketahui bahwa bendungan Gonggang aman terhadap banjir rancangan dengan persentase redaman banjir untuk kala ulang, yaitu; 53,815 % untuk kala ulang 2 tahun, 52,261 % untuk kala ulang 5 tahun, 51,307 % untuk kala ulang 10 tahun, 49,226 % untuk kala ulang 25 tahun, 49,451 % untuk kala ulang 50 tahun, 48,808 % untuk kala ulang 100 tahun, 48,103 % untuk kala ulang 200 tahun, 46,607 % untuk kala ulang 1000 tahun. Kata kunci : Bendungan Gonggang, Keamanan Bendungan dan Persentase Redaman Banjir. ABSTRACT The Gonggang Reservoir is located in Gonggang River which is a tributary of Madiun River with a catchment area of 12,8698 km². The reservoir was built to overcome the lack of irrigation water and water supply and is expected to become one of the Tourist destinations in Magetan regency. In the study of Gonggang dam security against floods, rainfall data was analyze and then flood routing. The result of the calculation shows that Gonggang dam is safe for flood design with percentage of flood attenuation for return period, namely; 53,815% for 2 years period, 52,261% for 5 years period, % for 10 years period, 49.26% for 25 years period, % for 50 years period, % for 100 years period, % for 200 years period, % for 1000 years period. Keywords: Gonggang Dam, Dam Security and Percentage of Flooding. xiv