BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1 Umum Bajir Meurut Suripi (2003) adalah suatu kodisi di maa tidak tertampugya air dalam salura pembuag (palug sugai) atau terhambatya alira air di dalam salura pembuag, sehigga meluap meggeagi daerah (datara bajir) sekitarya. Bajir meurut Departeme Permukima da Prasaraa Wilayah (2002) adalah alira yag relatif tiggi da tidak tertampug lagi oleh alur sugai atau salura. Kota Yogyakarta memiliki sugai yag berada membelah di tegah kota, yaitu Sugai Code. Hulu Sugai Code berada di Kabupate Slema yag masih alami, amu di bagia tegah Sugai Code yag terletak di Kota Yogyakarta terdapat pemukima yag meempati batara sugai. Berdasarka Recaa Tata Ruag Wilayah (RTRW) Provisi Daerah Istimewa Yogyakarta (DIY) laha di batara Sugai Code sebearya diperutukka utuk Ruag Terbuka Hijau (RTH) da buka utuk pemukima. Lokasi permukima Code, masih berada di bada Sugai Code. Peduduk Batara Sugai Code meempati laha kosog pada ketiggia lebih dari tiga meter dari titik sugai teredah. Lokasi tersebut dipilih karea pada kodisi biasa daerah tersebut relatif ama dari alira air sugai. Pada kodisi tertetu, curah huja tiggi atau terjadi alira lahar digi akibat aktivitas Guug Merapi, daerah tersebut rawa terjadi bajir. (Rahmawati, 2010) 6

2 7 Suatu kawasa huia harus dibagu dega memperhatika tiggi taah. Tiggi redah (peil) pekaraga harus dibuat dega tetap mejaga keserasia ligkuga agar tidak merugika peduduk atau pihak lai. (Keputusa Meteri Pekerjaa Umum, 1998). Apabila tiggi taah pekaraga berada di bawah titik ketiggia (peil) bebas bajir atau terdapat kemiriga yag curam atau perbedaa tiggi yag besar pada taah asli suatu perpetaka, maka tiggi maksimal latai dasar ditetapka sediri. (Keputusa Meteri Pekerjaa Umum, 1998) 2.2 Daerah Alira Sugai Daerah Alira Sugai (DAS) adalah daerah yag dibatasi oleh puggugpuggug guug/peguuga di maa air huja yag jatuh di daerah tersebut aka megalir meuju sugai utama pada suatu titik/stasiu yag ditijau. DAS ditetuka dega megguaka peta topografi yag dilegkapi dega garisgaris kotur. (Triatmodjo, 2009) Luas DAS diperkiraka dega megukur daerah itu pada peta topografi. Luas DAS sagat berpegaruh terhadap debit sugai. Pada umumya semaki besar DAS semaki besar jumlah limpasa permukaa sehigga semaki besar pula alira permukaa atau debit sugai. (Triatmodjo, 2009) 2.3 Aalisis Hidrologi Data hidrologi adalah kumpula keteraga atau fakta megeai feomea hidrologi, seperti besarya : curah huja, temperatur, peguapa, lamaya

3 8 peyiara matahari, kecepata agi, debit sugai, tiggi muka air sugai, kecepata alira, kosetrasi sedime sugai aka selalu berubah terhadap waktu (Soewaro, 1995) Soewaro (1995) berpedapat bahwa meetuka debit bajir recaa bergatug pada tujua yag igi dicapai. Debit bajir recaa memiliki macammacam kala ulag yag sesuai dega perecaaa di suatu lokasi. Dalam pemiliha suatu tekik aalisis peetua bajir recaa tergatug dari data-data yag tersedia da macam dari bagua air yag aka dibagu. Perhituga debit bajir memerluka data curah huja yag diperoleh melalui stasiu-stasiu peakar huja. Stasiu peakar huja yag berpegaruh di DAS Code telah memakai alat otomatik yag meghasilka curah huja Aalisis curah huja recaa Pegukura curah huja haya berada di suatu titik tertetu yag mewakili suatu wilayah. Besar curah huja suatu luasa dapat dihitug dega Metode Thiesse. Metode Thiesse didasarka atas cara rata-rata timbag (weighted average). Masig-masig peakar mempuyai daerah pegaruh yag dibetuk dega meggambarka garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis peghubug diatara dua buah pos peakar. Rumus : d = A 1d 1 +A 2 d 2 +A 3 d A d A 1 +A 2 +A 3 + +A...(2.1) A 1, A 2, A 3, A : luas daerah pegaruh pos 1,2,3,... d 1, d 2, d 3, d : tiggi curah huja di pos 1,2,3,...

4 9 d : tiggi curah huja rata-rata areal (Soemarto, 1995) Perbaika data Dalam pegumpula data curah huja selama 10 tahu, terdapat data yag hilag atau tidak tercatat dikareaka alat yag diguaka rusak. Oleh karea itu dilakuka cara perhituga utuk memperkiraka data yag hilag tersebut. Metode yag dapat diguaka dalam memperkiraka data yag hilag adalah Normal Ratio Method. Metode ii diguaka utuk memperkiraka ilai data curah huja yag hilag di stasiu tertetu dega membadigka data curah huja di stasiu laiya. Rumus yag diguaka sebagai berikut, NR = 1 N x N a P a + N x N b P b. + N x N P...(2.2) Keteraga : NR N x : Not Recorded / data curah huja yag hilag : Jumlah stasiu pembadig : Jumlah curah huja tahua di tahu patoka pada stasiu yag kehilaga data N a,n b : Jumlah curah huja tahua di tahu patoka pada stasiu tertetu yag berpegaruh P a,p b : Data curah huja haria pada taggal yag sama dega data yag aka dicari di stasiu tertetu yag berpegaruh

5 Pegujia Hipotesa Data Uji hipotesa data berfugsi utuk megetahui kevalida data atau keakurata data yag dapat diuji dega metode berikut Uji Ketidakadaa Tred Data yag aka diuji utuk aalisis distribusi peluag harus meujukka ada atau tidak adaya tred, karea jika ada tred maka tidak dapat diguaka utuk aalisis distribusi peluag. Tred dapat dipadag sebagai korelasi atara waktu dega varia dari suatu variabel hidrologi. Oleh karea itu koefisie korelasiya dapat diguaka utuk meetuka ketidakadaa tred dari suatu deret berkala. Salah satu cara adalah dega megguaka koefisie korelasi Spearma. KP= 1 6 i=1(dt )2 3...(2.3) t = KP (2.4) 1 KP 2 Keteraga : KP dt Tt Rt t : Koefisie korelasi perigkat Spearma : jumlah data : Rt-Tt : perigkat dari waktu : perigkat dari variabel hidrologi dalam deret berkala : ilai distribusi t, pada derajat kebebasa (-2) utuk derajat kepercayaa tertetu (umumya 5%) dapat dilihat dalam Lampira 7

6 Uji Stasioer Data yag aka diuji utuk aalisis distribusi peluag harus homoge, yag berarti data berasal dari populasi yag sama jeis. a. Uji Varia F = N 1S 1 2 N 2 1 N 2 S 2 2 N (2.5) Keteraga : F : perbadiga F, ilai F dalam tabel dapat dilihat dalam Lampira 8 N 1 : jumlah sampel kelompok sampel ke 1 N 2 : jumlah sampel kelompok sampel ke 2 S 1 : deviasi stadar kelompok sampel ke 1 S 2 : deviasi stadar kelompok sampel ke 2 dk 1 : derajat kebebasa kelompok sampel ke 1 dk 2 : derajat kebebasa kelompok sampel ke 2 b. Uji Kestabila ilai rata-rata σ= Keteraga : 1 S S , t = X 1 X 2 σ (2.6) t : ilai distribusi t 1 : jumlah sampel kelompok sampel ke 1 2 : jumlah sampel kelompok sampel ke 2 S 1 : deviasi stadar kelompok sampel ke 1 S 2 : deviasi stadar kelompok sampel ke 2 H0 : varia stabil

7 12 H 1 : varia tidak stabil α : Uji Persistesi Data berasal dari sampel acak harus diuji, yag umumya merupaka persyarata dalam aalisis distribusi peluag. Utuk melaksaaka pegujia persistesi harus dihitug besarya koefisie korelasi serial. KS = 1 Keteraga : 6 m i 1(di )2 m 3 m...(2.7) t = KS m 2 1 KS (2.8) KS : koefisie korelasi serial m : -1 : jumlah data di : perbedaa ilai atara perigkat data ke X da ke X+1 t : ilai distribusi t, pada derajat kebebasa (m-2) utuk derajat kepercayaa tertetu (umumya 5% ditolak atau 95% diterima) Aalisis frekuesi Curah huja rata-rata dari berbagai stasiu yag ada di daerah alira sugai, selajutya diaalisis secara statistik utuk medapatka pola sebara data curah huja yag sesuai dega pola sebara data curah huja rata-rata.

8 Pegukura Dispersi Tidak semua varia dari suatu variabel hidrologi terletak atau sama dega ilai rata-rataya. Variasi atau dispersi adalah besarya derajat dari sebara varia di sekitar ilai rata-rataya. Cara megukur besarya dispersi disebut pegukura dispersi. Adapu cara pegukura dispersi atara lai : 1. Deviasi Stadar (SD) SD = i=1 (X i X) (2.9) (Soewaro, 1995) Keteraga : SD X i X : deviasi stadar : ilai varia ke-i : ilai rata-rata varia : jumlah data 2. Koefisie Skewess (CS) CS = x (Xi Xrt ) 3 1 ( 2) SD 3...(2.10) (Soemarto, 1999) Keteraga : CS Xi X SD : Koefisie Skewess : ilai varia ke i : ilai rata-rata varia : jumlah data : deviasi stadar

9 14 3. Pegukura Kurtosis (CK) CK = 1 i=1 (X i X) 4 SD 4...(2.11) (Soewaro,1995) Keteraga : CK Xi X SD : Koefisie kurtosis : ilai varia ke i : ilai rata-rata varia : jumlah data : deviasi stadar 4. Koefisie Variasi (CV) CV = S X...(2.12) (Soewaro, 1995) Keteraga : CV X : Koefisie variasi : ilai rata-rata varia Jeis-jeis Sebara (Distribusi) Dalam statistik dikeal beberapa jeis distribusi. Dalam kajia ii diguaka beberapa jeis distribusi yag kemudia diplih salah satu distribusi yag memeuhi syarat. Distribusi tersebut diataraya adalah 1. Distribusi Gumbel Rumus yag dipakai : RT = R + (k x Sd)...(2.13) ( Sosrodarsoo, 1983)

10 15 Faktor Frekuesi k didapatka dega megguaka rumus : k = Yt Y S...(2.14) Keteraga : Rt : debit bajir recaa periode ulag t tahu ( m 3 /det) R : debit rata-rata ( m 3 /det) k : faktor frekuesi S : deviasi stadar Yt : reduced variate, diperoleh dalam Lampira 9 Y : reduced mea, diperoleh dari Lampira 10 S : reduced stadard deviatio, diperoleh dalam Lampira 11 : jumlah tahu pegamata T : periode ulag 2. Distribusi Log Normal Rumus yag diguaka dalam perhituga megguaka metode ii adalah sebagai berikut : log X t = logx + S x K t...(2.15) (Soewaro, 1995) Keteraga : X t : besarya debit bajir yag mugki terjadi dega periode ulag T tahu (m 3 /det). X : debit rata-rata (m 3 /det) SD: deviasi stadar data debit maksimum tahua

11 16 K t : stadar variabel utuk periode ulag T tahu yag besarya diberika pada Tabel 2.1 Stadar Variabel (Kt) Tabel 2.1 Stadar Variabel ( Kt) T Kt T Kt T Kt Sumber : Soemarto, Metode Distribusi Log Pearso Type III Metode Distribusi Log Pearso Type III apabila digambar pada kertas peluag logaritmik merupaka persamaa garis lurus, sehigga dapat diyataka sebagai model matematik dega persamaa sebagai berikut (Soemarto, 1999) : log X t = logx + k x S...(2.16) Keteraga : X t X rt SD k : besarya debit bajir recaa (m 3 /det). : debit rata-rata (m 3 /det) : deviasi stadar : koefisie utuk distribusi Log Pearso Type III

12 17 Lagkah-lagkah di dalam megguaka Metode Distribusi Log Pearso Type III adalah sebagai berikut : 1. Megubah data debit sebayak buah X 1, X 2,... X mejadi log (X 1 ), log (X 2 ),... log (X ). 2. Meghitug harga rata-rataya dega rumus : Log X = i=1 log (X t )...(2.17) 3. Meghitug harga deviasi stadar dega rumus berikut : SD = i=1 (log X t log X ) (2.18) 4. Meghitug koefisie skewess (CS) dega rumus : CS = x 1 ( 2) (log X i log X rt S ) 3...(2.19) 5. Meghitug logaritma debit bajir recaa dega periode ulag T tahu dega rumus : log X t = logx + G x S t...(2.20) Keteraga : X t : debit bajir recaa periode ulag T tahu (m3/det) G : harga yag diperoleh berdasarka ilai Cs yag didapat dalam Lampira Meghitug koefisie kurtosis (CK) dega rumus : CK = 2 i=1 log X t log (X) (2.21) 1 2 ( 3)S 1 7. Meghitug koefisie variasi (CV) dega rumus : CV= S 1 log (X)...(2.22)

13 Pemiliha Jeis Sebara Pemiliha jeis sebara dilakuka dega metode Aalisis yaitu dega memperbadigka parameter statistik utuk meetuka jeis sebara yag sesuai dega kriteria yag dipersyaratka. Kriteria jeis sebara dapat dilihat dalam Tabel 2.2. Tabel 2.2 Kriteria Peetua Jeis Sebara Jeis Sebara Normal Log Normal Gumbel Log Pearso Tipe III (Soemarto, 1995) Syarat Cs 0 Ck 3 Cs = 3Cv + Cv 3 Ck = Cv 8 +6Cv 6 +15Cv 4 +16Cv 2 +3 Cv 1,1396 Ck 5,4002 Cs > Uji Keselarasa Uji keselara dilakuka utuk meetuka bahwa persamaa distribusi peluag yag telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yag diaalisis. Salah satu cara Uji Keselarasa adalah Uji Chi-Square χ 2 = (Ef Of)2 i=1...(2.23) Ef Keteraga : χ 2 Ef Of : harga Chi-Square : bayakya frekuesi yag diharapka. : frekuesi yag terbaca pada kelas yag sama. : jumlah data

14 Perhituga debit bajir recaa Perhituga debit bajir recaa memiliki bayak metode. Salah satu metode yag diguaka dalam meetuka debit bajir recaa adalah Metode Rasioal. Metode Rasioal adalah metode yag diguaka apabila daerah alira sugai mempuyai data hidrologi Metode Weduwe Perhituga debit bajir pada daerah pegalira sugai yag mempuyai luas kurag dari 100 km 2 dapat ditetuka dega Metode Weduwe Persamaa Metode Weduwe meurut Metode, Spesifikasi da Tata Cara Departeme Permukima da Prasaraa Wilayah adalah sebagai berikut Q max = αβqf...(2.24) Keteraga : Q max : debit maximum (m 3 /det) α β : Koefisie alira : Koefisie reduksi f : luas daerah pegalira (km 2 ) q : Huja Maksimum (m 3 /km 2 /det) keteraga utuk Metode Weduwe (1) Koefisie alira (α) dihitug dega rumus : α = 1 4,1 βq +7...(2.25) (2) Koefisie reduksi (β) dihitug dega rumus β = 120+t+1 t+9 f 120+f...(2.26)

15 20 (3) Waktu kosetrasi (t k ) dihitug dega rumus t k = 0,125L. Q 0,125 i 0,25...(2.27) (4) Huja maksimum (q) dihitug dega rumus q = 67,65 t+1,45...(2.28) Dega t = 1/6 sampai 12 jam da f = < 100 km 2 Kriteria Perecaaa 01 tahu 2010 meyebutka ada tiga metode yag diajurka utuk meetapka curah huja empiris-limpasa air huja, yaki 1. Metode Weduwe utuk luas daerah sugai sampai 100 km 2 2. Metode Melchior utuk luas daerah alira sugai lebih dari 100 km 2 3. Metode Haspers utuk DPS lebih dari 5000 ha 2.4 Peampag Kritis Debit yag dapat ditampug suatu peampag sugai dapat diperoleh dari perhituga peampag kritis. Alira pada Sugai Code diaggap alira seragam karea tidak ada perubaha yag besar megeai arah da kecepata. Meurut Bambag Triadmodjo (2008), rumus perhituga debit bajir adalah sebagai berikut : Q = A V...(2.29) A = B H...(2.30) V = 1 R2 3. I (2.31) R = A P...(2.32)

16 21 Keteraga : Q : debit A : luas peampag V : kecepata alira H : tiggi peampag B : lebar peampag : Koefisie Maig (terdapat pada lampira 2) R : radius hidrolik P : kelilig peampag basah I : kemiriga dasar sugai Apabila didig da dasar alur sugai berbeda, meurut SNI dalam Tata Cara Perhituga Tiggi Muka Air Sugai dega Cara Pias berdasarka Rumus Maig adalah ek = k i=1 i 3 2.P i 2 3 P total... (2.33) dega, ek P total P i i : Koefisie Kekasara Maig Ekivale : kelilig basah total : kelilig basah pada bidag ke-i : koefisie kekasara Maig pada bidag ke-i terdapat dalam Lampira 2 k : jumlah bidag siggug.