BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Penyiapan Data Dalam menentukan profil muka aliran dan panjang arus balik air di saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni, peneliti menggunakan metode tahapan langsung yang dirasa sederhana dan lebih aplikatif untuk saluran prismatik. Penelitian ini menekankan penggunaan data sekunder yaitu berupa data curah hujan, data Automatic Water Level Recorder (AWLR) sungai, detail gambar penampang saluran drainase, peta lokasi dan situasi saluran drainase. Data curah hujan yang diperoleh dari Badan Besar Wilayah Sungai Serayu-Opak merupakan data hujan 10 tahun terakhir ( ). Data hujan yang diperoleh mencakup data hujan di tiga stasiun hujan diantaranya Stasiun Borowarea, Stasiun Hargorejo/Kokap, dan Stasiun Plaosan. Dari analisis data hujan pada DAS Sungai Serang maka hasil yang diperoleh adalah besarnya debit puncak pada saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni. Tabel 4.1 adalah contoh data hujan bulanan tahun 2004 yang melibatkan tiga stasiun hujan pada DAS Sungai Serang. Tabel 4.1 Data Hujan Bulanan Tahun 2004 Curah Hujan Bulanan Tahun Borowarea (mm) Hargorejo (mm) Plaosan (mm) 2004 Januari 111, ,5 Februari 51, ,5 Maret 71, April 44, ,5 Mei 58, ,6 Juni 18,9 0 2,4 Juli Agustus 0,2 0 0 September 14,5 0 11,3 Oktober 2,7 0 4,4 November 53, Desember 68, ,5 Total 505, ,7 Sumber : Balai Besar Wilayah Sungai Serayu-Opak,

2 digilib.uns.ac.id Uji Kepanggahan Data Hujan Data hujan yang digunakan dalam suatu analisis harus bersifat panggah. Oleh karena itu, untuk menghasilkan keakuratan data atau kepanggahan data, data hujan tersebut harus diuji konsistensinya. Pengujian akan menghasilkan dua kemungkinan yaitu panggah atau tidak panggah. Jika hasil uji dinyatakan panggah maka data hujan tersebut bisa langsung diolah namun jika data hujan dinyatakan tidak panggah maka perlu dilakukan pengalian terhadap faktor koreksi. Penelitian ini menggunakan metode kurva massa ganda untuk uji kepanggahan data hujan. Dalam penelitian ini terdapat 3 stasiun hujan yang akan diuji kepanggahannya. Setiap stasiun hujan akan dihitung jumlah kumulatifnya, kemudian hasil kumulatif satu stasiun tersebut akan dibandingkan dengan kumulatif rerata dua stasiun lainnya. Hasil perhitungan data hujan bulanan dengan metode kurva massa ganda tercantum dalam tabel 4.2 sampai tabel tabel 4.4. Sedangkan untuk grafik kurva massa ganda tercantum dalam Gambar 4.1. Tabel 4.2 Data kurva massa ganda stasiun hujan Borowarea dibandingkan dengan kumulatif rerata stasiun Hargorejo dan stasiun Plaosan (tahun ) Tahun Stasiun Borrow Area Stasiun Hargorejo Stasiun Plaosan Hujan Tahunan (mm) Kumulatif Borow Area Hujan Tahunan (mm) Kumulatif Hargorejo Hujan Tahunan (mm) Kumulatif Plaosan Rerata Hargorejo & Plaosan Kum. Rerata ,8 1902,8 1643,8 1643,8 2067,1 2067,1 1855, , , ,6 3926,4 3217,2 5284,3 2749,9 4605, ,8 5952,8 1536,8 5463,2 1972,2 7256,5 1754,5 6359, ,1 7860,9 2159,6 7622,8 2526,3 9782,8 2342, , , ,5 9714,3 2655, ,2 2373, , , ,9 1362, ,6 1819, , , , ,3 2583, , ,9 2172, , , , , , ,7 1754, ,5 981, , , , , ,4 2035, ,9 1263, , , ,1 Sumber : Balai Besar Wilayah Sungai Serayu-Opak, 2014

3 digilib.uns.ac.id 34 Tabel 4.3 Data kurva massa ganda stasiun hujan Hargorejo dibandingkan dengan kumulatif rerata stasiun hujan Borowarea dan Plaosan (tahun ) Tahun Stasiun Borrow Area Stasiun Hargorejo Stasiun Plaosan Hujan Tahunan (mm) Kumulatif Sta. Borow Area Hujan Tahunan (mm) Kumulatif Sta. Hargorejo Hujan Tahunan (mm) Kumulatif Sta. Plaosan Rerata Sta. Borowarea & Plaosan Kum. Rerata ,8 1902,8 1643,8 1643,8 2067,1 2067,1 1984, , , ,6 3926,4 3217,2 5284,3 2859, , ,8 5952,8 1536,8 5463,2 1972,2 7256,5 1760, , ,1 7860,9 2159,6 7622,8 2526,3 9782,8 2217, , , ,5 9714,3 2655, ,2 2392, , , ,9 1362, ,6 1819, ,9 1627, , , ,3 2583, , ,9 2270, , , , , ,9 1531, , , ,7 1754, ,5 981, , , , , ,4 2035, ,9 1263, , , ,87 Sumber : Balai Besar Wilayah Sungai Serayu-Opak, 2014 Tabel 4.4 Data kurva massa ganda stasiun hujan Plaosan dibandingkan dengan kumulatif rerata stasiun hujan Borowarea dan Hargorejo (tahun ) Tahun Stasiun Borrow Area Stasiun Hargorejo Stasiun Plaosan Hujan Tahunan (mm) Kumulatif Sta. Borow Area Hujan Tahunan (mm) Kumulatif Sta. Hargorejo Hujan Tahunan (mm) Kumulatif Sta. Plaosan Rerata Sta. Borowarea & Hargorejo Kum. Rerata ,8 1902,8 1643,8 1643,8 2067,1 2067,1 1773, , , ,6 3926,4 3217,2 5284,3 2392, , ,8 5952,8 1536,8 5463,2 1972,2 7256,5 1542, , ,1 7860,9 2159,6 7622,8 2526,3 9782,8 2033, , , ,5 9714,3 2655, ,2 2110, , , ,9 1362, ,6 1819, ,9 1399, , , ,3 2583, , ,9 2680, , , , , ,9 2106, , , ,7 1754, ,5 981, , , , , ,4 2035, ,9 1263, , , ,65 Sumber : Balai Besar Wilayah Sungai commit Serayu-Opak, to user 2014

4 digilib.uns.ac.id 35 KUMULATIF STASIUN HUJAN R² = R² = R² = Sta Borrowarea Sta Hargorejo Sta Plaosan Linear (Sta Borrowarea) Linear (Sta Hargorejo) Linear (Sta Plaosan) KUMULATIF RERATA Gambar 4.1 Kurva Massa Ganda tiga stasiun hujan tahun Dari hasil kurva massa ganda diketahui bahwa nilai R 2 pada masing-masing stasiun hujan tercantum pada tabel 4.5. Tabel 4.5 Nilai R 2 masing-masing stasiun Nama Stasiun Nilai R 2 (determinasi) Borowarea 0,9916 Hargorejo 0,9913 Plaosan 0, Hujan Wilayah Perhitungan hujan wilayah pada DAS Serang dihitung dengan menggunakan data yang diperoleh dari 3 stasiun penakar hujan yang telah diuji kepanggahannya. Peneliti menggunakan metode Poligon Thiessen untuk menghitung hujan wilayah yang berada pada DAS Serang, khususnya untuk daerah saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni.

5 digilib.uns.ac.id 36 Koefisien Thiessen untuk setiap stasiun diperoleh dengan pembagian luasan DAS berdasarkan Poligon Thiessen seperti yang ditampilkan pada Gambar 4.2 dan nilai koefisien Thiessen (Ct) ditampilkan pada tabel 4.6 Gambar 4.2 Poligon Thiessen DAS Serang Tabel 4.6 Nilai koefisien Thiessen (Ct) No Nama Stasiun Luas DAS Koefisien Thiessen (Ai) (km 2 ) (Ct) (%) 1 Borrow Area 32,65 14,44 2 Plaosan 69,59 30,79 3 Hargorejo 123,79 54,77 Jumlah 226, Hasil perhitungan hujan wilayah maksimum bulanan untuk DAS Serang antara tahun berdasarkan luasan Poligon Thiessen dan hujan maksimum bulanan pada setiap stasiun hujan commit ditunjukan to user pada Tabel 4.7

6 digilib.uns.ac.id 37 Tabel 4.7 Hujan Wilayah Maksimum DAS Serang bulanan antara tahun No Bulan Sta Borrow Area Sta Hargorejo Sta Plaosan Ct 0,1444 Ct 0,5477 Ct 0,3079 P P.C P P.C P P.C Hujan Wilayah (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 1 Januari 111,7 16,13 96,0 52,58 133,20 41,01 109,72 2 Februari 96 13,86 157,5 86,26 84,00 25,86 125,99 3 Maret 136,8 19,75 125,0 68,46 127,50 39,26 127,47 4 April ,47 73,5 40,26 129,50 39,87 97,60 5 Mei 118,3 17,08 72,0 39,43 97,00 29,87 86,38 6 Juni 80 11,55 83,0 45,46 111,50 34,33 91,34 7 Juli 30 4,33 27,0 14,79 72,00 22,17 41,29 8 Agustus 12 1,73 20,0 10,95 6,10 1,88 14,56 9 September 41,8 6,04 83,5 45,73 54,40 16,75 68,52 10 Oktober ,58 77,0 42,17 121,00 37,26 94,01 11 November 122,4 17,67 165,0 90,37 136,00 41,87 149,92 12 Desember 184,3 26,61 151,0 82,70 137,00 42,18 151,50 Sumber : Kementrian Pekerjaan Umum Direktorat Jendral Cipta Karya, Analisis Debit Terdapat beberapa metode untuk memperkirakan laju aliran puncak (debit). Metode yang umum digunakan adalah metode rasional dan metode hidrograf banjir. Dalam penelitian ini metode yang digunakan adalah metode rasional dengan parameternya antara lain koefisien aliran permukaan untuk berbagai tipe tanah dan penggunaan lahan, serta intensitas hujan dengan menggunakan metode mononobe, dimana data yang diturunkan diperoleh dari data curah hujan bulanan wilayah tahun Contoh perhitungan debit pada bulan Januari di saluran drainase Ngestiharjo diuraikan sebagai berikut : 1. Menghitung Intensitas Hujan Perhitungan intensitas hujan pada bulan Januari berdasarkan persamaan (2.2) disajikan pada tabel 4.8, dengan data curah hujan sebagai berikut : Rt = 109,72 mm I = R t Tc (Tc t )2/3 = 109,72 2 0,87.L2 Tc = ( 1000.So )0,385 0,87.2,3752 = ( ,0011 )0,385 = 1,77 2 ( 2 1 )2/3 = 87,09 mm/jam

7 digilib.uns.ac.id 38 Tabel 4.8 Intensitas Hujan jam-jaman Mononobe I = R t Tc (Tc t )2/3 Modified Mononobe Akumulasi t I Kedalaman Curah Hujan Kenaikan Curah Hujan jam mm/jam mm mm 1 87,09 87,09 87, ,86 109,72 22,63 Jumlah 109,72 Tabel 4.8 merupakan hasil perhitungan intensitas hujan pada bulan Januari. Dengan nilai hujan wilayah maksimum (Rt) = 109,72 mm dan waktu konsentrasi (Tc) selama 3 jam, maka didapat nilai intensitas hujan pada 1 jam pertama sebesar 87,09 mm/jam. Pada 1 jam berikutnya mengalami kenaikan curah hujan sebesar 22,63 mm. Sehingga di total keseluruhan intensitas hujan pada bulan Januari dengan waktu konsentrasi selama 2 jam sebesar 109,72 mm. Hasil perhitungan intensitas hujan pada bulan Januari - Desember dapat dilihat pada Tabel 4.9 Tabel 4.9 Perhitungan intensitas dan kedalaman curah hujan pada bulan Januari - Desember No Bulan Hujan Harian Wilayah (R) (mm) Intensitas (I) (mm) Kedalaman Curah Hujan Kenaikan Curah Hujan (mm) 1 (jam) 2 (jam) 1 (jam) 2 (jam) 1 (jam) 2 (jam) Jumlah 1 Januari 109,72 87,09 54,86 87,09 109,72 87,09 22,64 109,72 2 Februari 125,99 100,00 62,99 100,00 125,99 100,00 25,99 125,99 3 Maret 127,47 101,18 63,74 101,18 127,47 101,18 26,30 127,47 4 April 97,60 77,47 48,80 77,47 97,60 77,47 20,14 97,60 5 Mei 86,38 68,56 43,19 68,56 86,38 68,56 17,82 86,38 6 Juni 91,34 72,50 45,67 72,50 91,34 72,50 18,84 91,34 7 Juli 41,29 32,77 20,64 32,77 41,29 32,77 8,52 41,29 8 Agustus 14,56 11,56 7,28 11,56 14,56 11,56 3,00 14,56 9 September 68,52 54,38 34,26 54,38 68,52 54,38 14,14 68,52 10 Oktober 94,01 74,62 47,01 74,62 94,01 74,62 19,39 94,01 11 November 149,92 118,99 74,96 118,99 149,92 118,99 30,93 149,92 12 Desember 151,50 120,24 75,75 120,24 151,50 120,24 31,25 151,50

8 digilib.uns.ac.id Menentukan koefisien aliran permukaan (C) Faktor utama yang mempengarhi nilai koefisien aliran permukaan adalah laju infiltrasi tanah, kemiringan lahan, intensitas hujan dan permukaan kedap air seperti perkerasan aspal dan atap bangunan. Kawasan di sekitar saluran drainase Ngestiharjo dikelilingi oleh perumputan dengan jenis tanah gemuk dengan permukaan yang datar. Berdasarkan pada Tabel 2.1, nilai koefisien aliran permukaan adalah 0, Menghitung debit Debit yang digunakan untuk perhitungan merupakan debit maksimum. Perhitungan besarnya debit yang terjadi pada saluran drainase Ngestiharjo bulan Januari diuraikan sebagai berikut : Luas Daerah Aliran (A) = 3,434 km 2 (sumber : Kemenpu Direktorat Cipta Karya PPLP, 2014) C = 0,18 I = 109,72 mm Berdasarkan persamaan (2.1), didapat nilai debit : Q = 0,2778 x C x I x A = 0,2778 x 0,18 x 109,72 x 3,434 = 18,85 m 3 /detik Hasil perhitungan debit di saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni pada bulan Januari - Desember dapat dilihat pada Tabel 4.10 dan Tabel 4.11 Tabel 4.10 Debit saluran drainase Ngestiharjo pada bulan Januari Desember No Bulan Intensitas (I) (mm/jam) Koefisien Aliran (C) Luas Daerah Aliran (km 2 ) Debit (Q) (m 3 /dtk) 1 Januari 109,72 0,18 3,434 18,85 2 Februari 125,99 0,18 3,434 21,65 3 Maret 127,47 0,18 3,434 21,90 4 April 97,60 0,18 3,434 16,77 5 Mei 86,38 0,18 3,434 14,84 6 Juni 91,34 0,18 3,434 15,70 7 Juli 41,29 0,18 3,434 7,09

9 digilib.uns.ac.id 40 Tabel 4.10 Lanjutan No Bulan Intensitas (I) (mm/jam) Koefisien Aliran (C) Luas Daerah Aliran (km2) Debit (Q) (m3/dtk) 8 Agustus 14,56 0,18 3,434 2,50 9 September 68,52 0,18 3,434 11,77 10 Oktober 94,01 0,18 3,434 16,15 11 November 149,92 0,18 3,434 25,76 12 Desember 151,50 0,18 3,434 26,03 Tabel 4.11 Debit saluran drainase Karangwuni pada bulan Januari Desember No Bulan Intensitas (I) (mm/jam) Koefisien Aliran (C) Luas Daerah Aliran (ha) Debit (Q) (m 3 /dtk) 1 Januari 109,72 0,18 4,263 23,41 2 Februari 125,99 0,18 4,263 26,88 3 Maret 127,47 0,18 4,263 27,19 4 April 97,60 0,18 4,263 20,82 5 Mei 86,38 0,18 4,263 18,43 6 Juni 91,34 0,18 4,263 19,49 7 Juli 41,29 0,18 4,263 8,81 8 Agustus 14,56 0,18 4,263 3,11 9 September 68,52 0,18 4,263 14,62 10 Oktober 94,01 0,18 4,263 20,05 11 November 149,92 0,18 4,263 31,98 12 Desember 151,50 0,18 4,263 32, Analisis Arus Balik Air Menghitung Kedalaman Air Kritis Analisis hidrolika dilakukan di sepanjang saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni. Titik control (titik 0+000) merupakan titik pertemuan antara saluran drainase yang diteliti dengan Sungai Serang. Titik control terletak pada hilir saluran drainase Ngestiharjo dengan elevasi +9,694, sedangkan titik hulu saluran drainase Ngestiharjo berada pada elevasi +12,306. Elevasi dasar saluran dipakai untuk mengetahui kemiringan dasar saluran rata-rata (So), dengan uraian sebagai berikut : So = H X = 12,306 9, = 0,0011

10 digilib.uns.ac.id 41 Jenis kemiringan sungai dapat diketahui dengan membandingkan kemiringan dasar saluran rata-rata dengan kemiringan kritis. Kemiringan kritis dapat dihitung dengan persamaan Manning dengan memasukan persamaan (2.16) kedalaman kritis (yc) yang diperoleh. Contoh perhitungan kemiringan dan kedalaman kritis saluran drainase Ngestiharjo pada bulan Januari diuraikan sebagai berikut : Q = 18,85 m 3 /detik B = 2,5 m m = 2,5 g = 9,81 m/detik 2 n = 0,025 ditentukan nilai yc = 1,22 m, dengan menggunakan cara coba-coba Ac = (B + m x yc ) yc = (2,5 + 2,5 x 1,22) 1,22 = 6,771 m 2 Tc = B + (2 x m x yc) = 2,5 + (2 x 2,5 x 1,22) = 8,6 m 2 Pc = B + 2(yc 1 + m 2 = 2,5 + 2(1, ,5 2 ) = 9,07 m Rc = Ac Pc = 6,771 9,07 = 0,747 B + (m x yc) = 2,5 + (2 x 1,22) = 5,55 m Berdasarkan persamaan (2.18), didapat : 3 yc = Q2.Tc g(b+m.yc) 3 3 = 18,852 x 8,6 9,81 x 5,55 3 = 1,22 m Sc = Q2. n 2 R 4 3. A 2 = 18,852. 0,0252 0, ,771 2 = 0, Rekapitulasi hasil perhitungan kedalaman dan kemiringan kritis saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni bulan Januari Desember dapat dilihat pada Tabel 4.12 dan Tabel 4.13 Tabel 4.12 Hasil perhitungan kedalaman dan kemiringan kritis saluran drainase Ngestiharjo Bulan y c (m) S c So Januari 1,220 0, ,0011 Februari 1,120 0, ,0011 Maret 1,317 0, ,0011 April 1,151 0, ,0011 Mei 1,065 0, ,0011

11 digilib.uns.ac.id 42 Tabel 4.12 Lanjutan Bulan yc (m) Sc So Juni 1,112 0, ,0011 Juli 0,731 0, ,0011 Agustus 0,405 0, ,0011 September 0,958 0, ,0011 Oktober 1,128 0, ,0011 November 1,428 0, ,0011 Desember 1,436 0, ,0011 Tabel 4.13 Hasil perhitungan kedalaman dan kemiringan kritis saluran drainase Karangwuni Bulan y c (m) S c So Januari 1,218 0, ,0015 Februari 1,314 0, ,0015 Maret 1,322 0, ,0015 April 1,140 0, ,0015 Mei 1,065 0, ,0015 Juni 1,099 0, ,0015 Juli 0,695 0, ,0015 Agustus 0,369 0, ,0015 September 0,934 0, ,0015 Oktober 1,118 0, ,0015 November 1,445 0, ,0015 Desember 1,453 0, ,0015 Berdasarkan analisis diatas, kemiringan kritis pada setiap bulan lebih besar dibandingkan dengan kemiringan dasar sungai (So < Sc). Dengan demikian kemiringan pada saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni dikatakan sebagai kemiringan landai (mild slope) Menghitung Kedalaman Air Normal Kedalaman air normal dihitung dengan menggunakan persamaan (2.12) dan kedalaman air kritis dihitung dengan menggunakan persamaan (2.18). Kedalaman air akan diperoleh dengan cara coba-coba, commit to dengan user memasukan nilai debit (Q), lebar

12 digilib.uns.ac.id 43 sungai (B), koefisien manning (n), kemiringan talud (m),dan kemiringan dasar sungai (So). Contoh perhitungan kedalaman normal di saluran drainase Ngestiharjo pada bulan Januari diuraikan sebagai berikut : Q = 18,85 m 3 /detik g = 9,81 m/detik 2 m = 2,5 So = 0,0011 B = 2,5 m n = 0,025 ditentukan nilai yn = 1,882 m, dengan menggunakan cara coba-coba An = (B + m x yn ) yn = (2,5 + 2,5 x 1,882) 1,882 = 13,56 m 2 Tn = B + (2 x m x yn) = 2,5 + (2 x 2,5 x 1,882) = 11,91 m 2 Pn = B + 2(yn 1 + m 2 = 2,5 + 2(1, ,5 2 ) = 12,635 m Rn = An Pn = 13,56 12,635 = 1,073 B + (m x yn) = 2,5 + (2 x 1,882) = 7,205 m Berdasarkan persamaan (2.12), didapat : Q. n yn = 1 2 So2. R3. (B+ m.y) = 18,85. 0, , , ,205 = 1,882 m Rekapitulasi hasil perhitungan kedalaman air normal dan kritis saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni pada bulan Januari Desember dapat dilihat pada Tabel 4.14 dan Tabel Tabel 4.14 Hasil perhitungan kedalaman air saluran drainase Ngestiharjo Bulan y c (m) y n (m) Q (m 3 /detik) Januari 1,220 1,882 18,85 Februari 1,310 2,003 21,65 Maret 1,317 2,013 21,90 April 1,151 1,785 16,77 Mei 1,079 1,689 14,84 Juni 1,112 1,732 15,70 Juli 0,731 1,197 7,09 Agustus 0,405 0,715 2,50

13 digilib.uns.ac.id 44 Tabel 4.14 Lanjutan Bulan yc (m) yn (m) Q (m3/detik) September 0,958 1,518 11,77 Oktober 1,128 1,755 16,15 November 1,428 2,164 25,76 Desember 1,436 2,174 26,03 Tabel 4.15 Hasil perhitungan kedalaman air saluran drainase Karangwuni Bulan y c (m) y n (m) Q (m 3 /detik) Januari 1,218 1,800 23,41 Februari 1,314 1,927 26,88 Maret 1,322 1,938 27,19 April 1,140 1,699 20,82 Mei 1,065 1,598 18,43 Juni 1,099 1,643 19,49 Juli 0,695 1,093 8,81 Agustus 0,369 0,622 3,11 September 0,934 1,422 14,62 Oktober 1,118 1,667 20,05 November 1,445 2,097 31,98 Desember 1,453 2,107 32,32 Tabel 4.14 merupakan hasil rekapitulasi kedalaman air normal, kedalaman air kritis, dan debit saluran drainase Ngestiharjo pada bulan Januari sampai Desember. Dapat dilihat hasil pada tabel 4.14 bahwa nilai yn bulan Januari Desember lebih besar dari nilai yc. Dengan kondisi ini maka dipastikan bahwa tipe aliran pada saluran drainase Ngestiharjo adalah subkritik (yn > yc). Hal yang sama juga berlaku pada saluran drainase Karangwuni (tabel 4.15) Analisis dengan Metode Tahapan Langsung Secara umum metode tahapan langsung dinyatakan dengan membagi saluran menjadi bagian-bagian saluran yang pendek, kemudian menghitungnya secara bertahap dari hilir menuju hulu, karena keadaan aliran subkritik (yn > yc). Nilai kedalaman pada hilir saluran (y) menggunakan nilai kedalaman maksimum yang terjadi pada sungai Serang pada bulan Januari-Desember antara tahun Syarat batas kedalaman muka air adalah dimulai dari elevasi dasar pada stationing saluran drainase primer Ngestiharjo commit to (elevasi user +9,694 m).

14 digilib.uns.ac.id 45 Tabel 4.16 Ketinggian muka air dan debit maksimum sungai Serang antara tahun Bulan Ketinggian Muka Air (m) Debit (m3/s) Januari 3,20 303,8 Februari 2,72 235,6 Maret 1,98 149,0 April 1,91 103,9 Mei 2,37 127,8 Juni 1,66 133,6 Juli 1,10 13,4 Agustus 0,70 7,4 September 0,63 103,8 Oktober 1,19 83,5 November 1,68 256,8 Desember 2,90 182,4 Contoh perhitungan profil muka air saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni pada bulan Januari dapat dilihat pada tabel 4.17 dan tabel 4.18.

15 46 Tabel 4.17 Perhitungan profil muka air saat terjadi arus balik air pada saluran drainase Ngestiharjo di bulan Januari Q = m 3 /detik g = 9,81 m/detik 2 Koefisien Manning (n) = α = 1 So = El. Dasar Saluran El. Muka Air Kedala man Air Normal y B An Pn Rn R 4/3 V α.v 2 / 2.g E ΔE Sf Sf rata - rata So - Sf Rata -rata 9,694 12,910 11,592 3,2 2,5 33,600 19,733 1,703 2,033 0,561 0,016 3,216 0,0000 4,360E-05 0,000E+00 1,100E-03 0,000 0,00 9,796 12,914 11,696 3,1 2,5 31,775 19,194 1,655 1,958 0,593 0,018 3,118 0,0981 5,061E-05 4,711E-05 1,053E-03 93,19 93,19 9,899 12,920 11,802 3,0 2,5 30,000 18,655 1,608 1,884 0,628 0,020 3,020 0,0978 5,902E-05 5,482E-05 1,045E-03 93,60 186,80 10,003 12,926 11,908 2,9 2,5 28,275 18,117 1,561 1,810 0,667 0,023 2,923 0,0975 6,915E-05 6,408E-05 1,036E-03 94,11 280,91 10,107 12,933 12,015 2,8 2,5 26,600 17,578 1,513 1,737 0,709 0,026 2,826 0,0971 8,142E-05 7,528E-05 1,025E-03 94,73 375,64 10,212 12,941 12,123 2,7 2,5 24,975 17,040 1,466 1,665 0,755 0,029 2,729 0,0966 9,637E-05 8,889E-05 1,011E-03 95,52 471,16 10,318 12,951 12,233 2,6 2,5 23,400 16,501 1,418 1,593 0,806 0,033 2,633 0,0960 1,147E-04 1,055E-04 9,942E-04 96,51 567,67 10,426 12,964 12,346 2,5 2,5 21,875 15,963 1,370 1,522 0,862 0,038 2,538 0,0952 1,374E-04 1,261E-04 9,737E-04 97,80 665,47 10,535 12,979 12,461 2,4 2,5 20,400 15,424 1,323 1,452 0,924 0,044 2,444 0,0943 1,656E-04 1,515E-04 9,483E-04 99,47 764,94 10,647 12,997 12,579 2,3 2,5 18,975 14,886 1,275 1,382 0,994 0,050 2,350 0,0932 2,011E-04 1,834E-04 9,164E ,72 866,66 10,762 13,021 12,703 2,2 2,5 17,600 14,347 1,227 1,313 1,071 0,058 2,258 0,0918 2,460E-04 2,236E-04 8,762E ,80 971,46 10,882 13,051 12,833 2,1 2,5 16,275 13,809 1,179 1,245 1,158 0,068 2,168 0,0901 3,035E-04 2,748E-04 8,250E , ,66 11,010 13,090 12,972 2,0 2,5 15,000 13,270 1,130 1,177 1,257 0,081 2,081 0,0879 3,778E-04 3,406E-04 7,592E , ,41 11,149 13,144 13,126 1,9 2,5 13,775 12,732 1,082 1,111 1,369 0,095 1,995 0,0850 4,748E-04 4,263E-04 6,735E , ,68 11,175 13,156 13,156 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0149 4,954E-04 4,851E-04 6,147E-04 24, ,00 Δx x

16 47 Tabel 4.17 Lanjutan El. Dasar Saluran El. Muka Air Kedala man Air Normal y B An Pn Rn R 4/3 V α.v 2 / 2.g E ΔE Sf Sf rata - rata So - Sf Rata -rata 11,234 13,214 13,214 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, ,344 13,324 13,324 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, ,454 13,434 13,434 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, ,564 13,544 13,544 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, ,674 13,654 13,654 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, ,784 13,764 13,764 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, ,894 13,874 13,874 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, ,004 13,984 13,984 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, ,114 14,094 14,094 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, ,224 14,204 14,204 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, ,306 14,287 14,287 1,882 2,5 13,560 12,635 1,073 1,099 1,390 0,099 1,981 0,0000 4,954E-04 4,954E-04 6,044E-04 0, Δx x

17 Kedalaman Panjang El. Dasar Saluran El. Muka Air Kedalaman Air Normal Gambar 4.3 Profil muka air pada saluran drainase Ngestiharjo ketika terjadi arus balik air

18 49 Tabel 4.18 Perhitungan profil muka air saat terjadi arus balik air pada saluran drainase Karangwuni di bulan Januari Q = 23,41 m 3 /detik g = 9,81 m/detik 2 Koefisien Manning (n) = 0,025 α = 1 So = 0,00148 El. Dasar Saluran El. Muka Air Kedala man Air Normal y B An Pn Rn R 4/3 V α.v 2 / 2.g E ΔE Sf Sf rata - rata So - Sf Rata -rata 8,806 12,030 10,630 3,2 4 34,30 18,89 1,82 2,22 0,68 0,02 3,22 0,0000 5,91E-05 0,00E+00 1,48E-03 0,00 0,00 8,908 12,034 10,734 3,1 4 32,58 18,42 1,77 2,14 0,72 0,03 3,13 0,0974 6,79E-05 6,35E-05 1,42E-03 68,75 68,75 9,010 12,039 10,839 3,0 4 30,90 17,96 1,72 2,06 0,76 0,03 3,03 0,0971 7,83E-05 7,31E-05 1,41E-03 68,96 137,71 9,112 12,045 10,945 2,9 4 29,26 17,49 1,67 1,99 0,80 0,03 2,93 0,0966 9,07E-05 8,45E-05 1,40E-03 69,21 206,92 9,215 12,052 11,052 2,8 4 27,66 17,03 1,62 1,91 0,85 0,04 2,84 0,0961 1,05E-04 9,81E-05 1,38E-03 69,53 276,45 9,319 12,060 11,160 2,7 4 26,11 16,56 1,58 1,84 0,90 0,04 2,74 0,0955 1,23E-04 1,14E-04 1,37E-03 69,92 346,37 9,423 12,069 11,269 2,6 4 24,60 16,09 1,53 1,76 0,95 0,05 2,65 0,0948 1,45E-04 1,34E-04 1,35E-03 70,40 416,77 9,528 12,080 11,380 2,5 4 23,13 15,63 1,48 1,69 1,01 0,05 2,55 0,0939 1,71E-04 1,58E-04 1,32E-03 71,02 487,79 9,635 12,094 11,494 2,4 4 21,70 15,16 1,43 1,61 1,08 0,06 2,46 0,0929 2,03E-04 1,87E-04 1,29E-03 71,82 559,61 9,742 12,110 11,610 2,3 4 20,31 14,70 1,38 1,54 1,15 0,07 2,37 0,0916 2,43E-04 2,23E-04 1,26E-03 72,86 632,47 9,852 12,130 11,730 2,2 4 18,96 14,23 1,33 1,47 1,23 0,08 2,28 0,0901 2,93E-04 2,68E-04 1,21E-03 74,25 706,72 9,965 12,155 11,855 2,1 4 17,66 13,77 1,28 1,39 1,33 0,09 2,19 0,0881 3,55E-04 3,24E-04 1,16E-03 76,17 782,89 10,082 12,186 11,986 2,0 4 16,40 13,30 1,23 1,32 1,43 0,10 2,10 0,0857 4,34E-04 3,94E-04 1,09E-03 78,89 861,78 10,205 12,226 12,126 1,9 4 15,18 12,84 1,18 1,25 1,54 0,12 2,02 0,0827 5,35E-04 4,85E-04 9,96E-04 82,98 944,76 10,337 12,280 12,280 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0,0788 6,67E-04 6,01E-04 8,80E-04 89, ,32 Δx x

19 50 El. Dasar Saluran Tabel 4.18 El. Muka Air Lanjutan Kedalam an Air Normal y B An Pn Rn R4/3 V α.v2 / 2.g E ΔE Sf Sf rata - rata So - Sf Rata -rata 10,435 12,377 12,377 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,583 12,525 12,525 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,731 12,673 12,673 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,879 12,821 12,821 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,027 12,969 12,969 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,175 13,117 13,117 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,323 13,265 13,265 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,471 13,414 13,414 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,619 13,562 13,562 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,767 13,710 13,710 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,915 13,858 13,858 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,063 14,006 14,006 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,211 14,154 14,154 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,360 14,302 14,302 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,508 14,450 14,450 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,656 14,598 14,598 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,804 14,746 14,746 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,952 14,894 14,894 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,100 15,042 15,042 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,248 15,190 15,190 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, ,359 15,301 15,301 1,8 4 14,00 12,37 1,13 1,18 1,67 0,14 1,94 0 6,67E-04 6,67E-04 8,14E-04 0, Δx x

20 Kedalaman Panjang El. Dasar Saluran El. Muka Air Kedalaman Air Normal Gambar 4.4 Profil muka air pada saluran drainase Karangwuni ketika terjadi arus balik air

21 digilib.uns.ac.id 52 Perhitungan arus balik air dihitung dari ujung batas hilir saluran, dimana karakteristik hidraulis tersebut diketahui. Perhitungan dimulai dengan trial kedalaman aliran hilir saluran (y), trial dihentikan jika kedalaman air pada kisaran 1 persen sampai kedalaman normal. Setelahnya akan diperoleh luas basah (A) sehingga kecepatan rata-rata (v), tingginya kecepatan aliran, dan energi spesifik (E) dapat dihitung. Dengan diketahuinya nilai energi spesifik (E) pada setiap kedalaman (y), panjang bagian saluran (Δx) dapat dihitung. Selisih nilai E tampang yang ditinjau dengan nilai E tampang sebelumnya (ΔE), dibagi dengan selisih kemiringan saluran rata - rata dengan kemiringan gesek rata - rata antar tampang (So-Sf). Kemudian panjang arus balik air (x) dapat dihitung dengan menjumlahkan panjang bagian saluran (Δx) dan x sebelumnya. Dari tabel 4.17, dapat dilihat bahwa besarnya arus balik air yang terjadi di saluran drainase Ngestiharjo pada bulan Januari sepanjang 1347 m. Sedangkan pada tabel 4.18, besarnya arus balik air yang terjadi di saluran drainase Karangwuni pada bulan Januari sepanjang 1034,32 m. Perhitungan arus balik air dengan metode tahapan langsung selengkapnya dapat dilihat pada halaman lampiran A dan B. Rekapitulasi hasil analisis panjang arus balik air yang terjadi selama bulan Januari sampai Desember dapat dilihat pada tabel 4.19 dan tabel 4.20 Tabel 4.19 Hasil analisis arus balik air pada saluran drainase Ngestiharjo Bulan y maks Serang (m) y n (m) Q (m 3 /s) Panjang Arus Balik Air (m) Januari 3,20 1,882 18, Februari 2,72 2,003 21,65 781,45 Maret 1,98 2,013 21,90 tidak terjadi arus balik air April 1,91 1,785 16,77 159,02 Mei 2,37 1,689 14,84 738,15 Juni 1,66 1,732 15,70 tidak terjadi arus balik air Juli 1,10 1,197 7,09 tidak terjadi arus balik air Agustus 0,70 0,715 2,50 tidak terjadi arus balik air September 0,63 1,518 11,77 tidak terjadi arus balik air Oktober 1,19 1,755 16,15 tidak terjadi arus balik air November 1,68 2,164 25,76 tidak terjadi arus balik air Desember 2,90 2,174 26,03 793,91

22 digilib.uns.ac.id 53 Tabel 4.20 Hasil analisis arus balik air pada saluran drainase Karangwuni Bulan y maks Serang (m) y n (m) Q (m 3 /s) Panjang Arus Balik Air (m) Januari 3,20 1,800 23, ,32 Februari 2,72 1,927 26,88 614,02 Maret 1,98 1,938 27,19 36,54 April 1,91 1,699 20,82 266,21 Mei 2,37 1,598 18,43 595,17 Juni 1,66 1,643 19,49 18,77 Juli 1,10 1,093 8,81 9,7 Agustus 0,70 0,622 3,11 tidak terjadi arus balik air September 0,63 1,422 14,62 tidak terjadi arus balik air Oktober 1,19 1,667 20,05 tidak terjadi arus balik air November 1,68 2,097 31,98 tidak terjadi arus balik air Desember 2,90 2,107 32,32 622,24 Dari Tabel 4.20, dapat diketahui bahwa arus balik air terpanjang di saluran drainase Ngestiharjo terjadi pada bulan Januari, yaitu 1347 m. Sedangkan pada pertengahan tahun antara bulan Maret, Juni sampai November tidak terjadi arus balik air, hal ini dikarenakan kedalaman air maksimum sungai Serang pada bulan bulan tersebut tidak lebih tinggi dari kedalaman air pada hilir saluran drainase Ngestiharjo. Tabel 4.21 menunjukan kondisi arus balik air pada saluran drainase Karangwuni. Arus balik air terpanjang juga terjadi pada bulan Januari, yaitu sepanjang 1034,32 m. Pada bulan Agustus sampai bulan November tidak terjadi arus balik air dikarenakan hal yang sama seperti di saluran drainase Ngestiharjo. Dimana kedalaman air maksimum sungai Serang pada bulan bulan tersebut tidak lebih tinggi dari kedalaman air pada hilir saluran drainase Karangwuni.

23 digilib.uns.ac.id Analisis dengan HEC-RAS Data yang digunakan untuk analisis profil muka air dengan software HEC-RAS 4.10 adalah data debit, cross section, elevasi muka air hilir sungai utama dan saluran drainase yang diperoleh dari metode tahapan langsung. Berikut langkah analisis profil muka air dengan software HEC-RAS pada saluran drainase Ngestiharjo di bulan Januari : 1. File Project Langkah pertama adalah pembuatan file project dengan menentukan judul dan tempat dimana file tersebut disimpan. Setelah file project selesai disimpan, atur sistem satuan yang akan digunakan. Sistem satuan yang digunakan yaitu System International (Metric System). Pembuatan file project dan pengaturan sistem satuan dapat dilihat pada Gambar 4.5 dan Gambar 4.6 Gambar 4.5 Pengaturan sistem satuan Gambar 4.6 commit Pembuatan to user File Project

24 digilib.uns.ac.id Input Data Geometrik Langkah untuk input data geometrik yaitu dengan memilih menu Edit pada main window HEC-RAS, kemudian pillih Geometric Data. Selanjutnya adalah pembuatan skema sungai yang dimulai dari hulu ke hilir dengan menggunakan River Reach Tools. Pembuatan skema sungai dapat dilihat pada Gambar 4.7 Gambar 4.7 Pembuatan skema sungai Setelah skema sungai yang dikehendaki sudah jadi, langkah berikutnya adalah input data cross section saluran. Langkah input data cross section dapat dilihat pada Gambar 4.8 dengan contoh sta (hilir saluran). Masukan data cross section sesuai dengan kondisi existing saluran pada kolom Cross Section Coordinates. Masukkan jarak antara satu stationing ke stationing selanjutnya pada kolom Downstream Reach Lenghts. Pada titik sta dimasukan jarak 25 m menuju titik pertemuan muara saluran dengan sungai utama. Pada kolom Manning s n Values, masukan nilai manning sesuai dengan kondisi existing saluran. Saluran drainase primer Ngestiharjo menggunakan pasangan batu di semen di sepanjang salurannya, maka nilai manning yang digunakan adalah 0,025 (Tabel 2.2). Nilai bank station di sisi kiri dan kanan saluran merupakan titik elevasi tanggul terdekat dari saluran. Selanjutnya, besarnya koefisien kontraksi dan ekspansi dipengaruhi oleh bagaimana sifat peralihan luas tampang, baik penyempitan maupun perluasan.

25 digilib.uns.ac.id 56 Dalam penelitian ini di ambil nilai kontraksi sebesar 0,1 dan nilai koefisien ekspansi sebesar 0,3 di sepanjang saluran. Gambar 4.8 Input data cross section 3. Input data hidrolika Langkah untuk input data hidrolika yaitu dengan memilih menu Edit pada main window HEC-RAS, kemudian pilih Steady Flow Data. Masukan data debit saluran drainase primer Ngestiharjo dan sungai Serang bulan Januari pada kolom PF1 (Profile 1). Tekan tombol Reach Boundary Conditions lalu pilih Known W.S untuk memasukan nilai elevasi muka air pada saluran. Buat dua kondisi dengan ketinggian muka air yang berbeda. Masukan nilai ketinggian muka air maksimum pada sungai Serang pada kolom Upstream sungai. Masukan nilai ketinggian muka air saat aliran dalam keadaan normal pada kolom Upstream Ngestiharjo. Selanjutnya, nilai debit dan elevasi muka air yang telah dimasukan, disimpan dengan memilih menu File pada main window Steady Flow Data, pilih Save Flow Data As, simpan sebagai plan pertama kondisi aliran saluran drainase saat terjadi arus balik air. Langkah input data hidrolika untuk plan pertama dapat dilihat pada Gambar 4.9

26 digilib.uns.ac.id 57 Gambar 4.9 Input data hidrolika plan pertama Selanjutnya membuat plan kedua, dengan kondisi elevasi muka air normal pada saluran drainase dan sungai utama. Langkahnya sama dengan langkah memasukan data pada plan pertama, hanya saja pada plan kedua, Known W.S pada sungai Serang diganti dengan elevasi muka air pada kondisi normal. Setelah elevasi dimasukkan, simpan Steady Flow Data sebagai plan kedua. Langkah untuk input data hidrolika untuk plan kedua dapat dilihat pada Gambar 4.10

27 digilib.uns.ac.id 58 Gambar 4.10 Input data hidrolika plan kedua 4. Running (analisis) Langkah analisis aliran steady dimulai dengan memilih Run pada main window HEC-RAS, kemudian pilih Steady Flow Analysis. Pada Steady Flow File, pilih Steady Flow Data plan pertama dan plan kedua yang sebelumnya telah disimpan. Analisis pada penelitian ini dilakukan dua kali yaitu dengan membuat dua plan Steady Flow Data. Plan pertama digunakan untuk mengetahui profil muka air saat terjadi arus balik air pada saluran drainase primer Ngestiharjo, sedangkan plan kedua untuk mengetahui profil muka air saluran drainase primer Ngestiharjo saat keadaan muka air normal. Karena profil muka air saluran adalah subkritis, maka pilih kondisi Subcritical pada form Flow Regime. Lalu tekan tombol Compute untuk melakukan analisis. Analisis steady flow dapat dilihat pada Gambar 4.11 dan Gambar 4.12

28 digilib.uns.ac.id 59 Gambar 4.11 Plan pertama (profil muka air saat terjadi arus balik air dengan elevasi muka air maksimum) Gambar 4.12 Plan kedua (profil muka air saluran drainase Ngestiharjo dalam keadaan normal) 5. Hasil Analisis Hasil analisis program berupa gambar dan tabel pada cross section dan long profile. Hasil cross section dapat dilihat pada Gambar 4.13 dan Gambar 4.14.

29 digilib.uns.ac.id 60 Gambar 4.13 Hasil cross section Gambar 4.14 Cross Section Output Table Gambar 4.13 menunjukkan gambar cross section pada sta setelah terjadi arus balik air. Hasil analisis cross section dapat dilihat lebih lengkap pada Gambar Debit saluran sebesar 18,85 m 3 /s. Ketinggian muka air pada sta adalah 12,87

30 digilib.uns.ac.id 61 m, dengan elevasi saluran pada ketinggian 9,69 m. Kedalaman air dapat dilihat pada kolom Max Chl Dpth (m), kedalaman air pada sta adalah 3,18 m yang merupakan kedalaman air maksimum sungai Serang pada bulan Januari. Gambar profil muka air memanjang dapat dilihat pada Gambar 4.15 dan keterangan nilainya pada Gambar Gambar 4.15 Profile plot saluran drainase Ngestiharjo Pada Gambar 4.15, garis biru menunjukan elevasi muka air normal saluran, garis merah menunjukan elevasi arus balik air, sedangkan garis hijau merupakan tanggul saluran. Dapat dilihat bahwa elevasi arus balik air yang ada melebihi elevasi muka air normal saluran. Hal ini menunjukan terjadinya arus balik air dan terjadi sepanjang m hingga air tersebut mencapai kedalaman normal. Elevasi muka air juga terlihat melebihi tinggi elevasi tanggul sepanjang 2000 m pada saluran drainase primer Ngestiharjo. Hasil profil muka air memanjang lebih detail dapat dilihat pada profile output table yang terlampir pada Gambar 4.16.

31 digilib.uns.ac.id 62 Gambar 4.16 Profile Output Table Dari profile output table, dapat dilihat perbandingan muka air pada plan Ngestiharjo dan plan backwater. Plan Ngestiharjo pada kolom Min Ch El merupakan elevasi dasar saluran. Kolom W.S Elev merupakan elevasi muka air pada awal sebelum dan sesudah terjadi arus balik air. Pada sta 0+000, dengan debit saluran sebesar 18,85 m 3 /s, elevasi muka air sebelum terjadi arus balik air adalah setinggi 11,17 m. Setelah terjadi arus balik air, elevasi muka air pada sta berubah menjadi setinggi 12,87 m. Hasil profile output table analisis arus balik air pada saluran drainase primer Ngestiharjo dan Karangwuni selengkapnya dapat dilihat pada halaman lampiran C dan D. 4.6 Pembahasan Analisis profil muka air dimulai dengan menganalisis data hujan antara tahun dari tiga stasiun yang berada di wilayah DAS Serang. Setelah diuji kepanggahannya, data hujan dapat digunakan untuk menganalisis debit pada saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni dengan menggunakan metode rasional. Dari analisis perhitungan debit, debit terbesar di saluran drainase Ngestiharjo terjadi pada bulan Desember sebesar 26,03 m 3 /detik dan debit terkecil terjadi pada bulan Agustus sebesar 2,5 m 3 /detik. Sedangkan debit terbesar di saluran

32 digilib.uns.ac.id 63 drainase Karangwuni juga terjadi pada bulan Desember sebesar 32,32 m 3 /detik dan debit terkecil juga terjadi pada bulan Agustus sebesar 3,11 m 3 /detik. Perhitungan arus balik air dilakukan menggunakan data debit maksimum yang pernah terjadi pada Sungai Serang setiap bulan antara tahun Saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni termasuk pada penggolongan aliran permukaan landai atau profil Mild (M) karena kemiringan dasar saluran lebih kecil dibandingkan kemiringan kritis. Nilai yn juga lebih besar daripada yc pada setiap bulannya. Nilai yn maksimum pada saluran drainase Ngestiharjo terjadi di bulan Desember sebesar 2,174 m dengan nilai yc yang lebih kecil sebesar 1,436 m. Nilai yn maksimum pada saluran drainase Karangwuni juga terjadi di bulan Desember sebesar 2,107 dengan nilai yc yang juga lebih kecil sebesar 1,453 m. Untuk perhitungan panjang arus balik air, digunakan kedalaman air maksimum pada Sungai Serang setiap bulan antara tahun Dari hasil perhitungan, arus balik air paling besar di saluran drainase Ngestiharjo terjadi pada bulan Januari dengan panjang 1347 m. Sedangkan di saluran drainase Karangwuni, arus balik air terbesar terjadi pada bulan Januari dengan panjang 1034,32 m. Hasil analisis arus balik air tersebut mendukung hasil analisis profil muka air dengan software HEC-RAS. Pada bulan Januari di saluran drainase Ngestiharjo, arus balik air yang terjadi berdasarkan perhitungan adalah sepanjang 1347 m. Hal tersebut kurang sesuai dengan analisis HEC-RAS karena pada hasil running program, arus balik air yang terjadi dari hilir saluran drainase Ngestiharjo adalah sepanjang 1375 m. Hal ini menunjukan bahwa perhitungan metode tahapan langsung dengan analisis menggunakan program Ms. Excel pada saluran drainase primer Ngestiharjo lebih akurat dengan toleransi kehandalan sebesar 2%. Berdasarkan hasil analisis program HEC-RAS, dapat dilihat pada Gambar 4.15 bahwa arus balik air yang terjadi lebih tinggi dibandingkan tanggul. Dengan kondisi seperti ini, harus diadakan perbaikan tanggul di sepanjang saluran drainase Ngestiharjo sehingga banjir yang terjadi akibat arus balik air dapat dihindari. Kondisi profil muka air pada saluran drainase Ngestiharjo dan Karangwuni bulan Januari Desember dapat dilihat pada halaman lampiran C dan D.