ANALISIS PENANGANAN BANJIR DENGAN KOLAM RETENSI (RETARDING BASIN) DI DESA BLANG BEURANDANG KABUPATEN ACEH BARAT TUGAS AKHIR.

Transkripsi

1 ANALISIS PENANGANAN BANJIR DENGAN KOLAM RETENSI (RETARDING BASIN) DI DESA BLANG BEURANDANG KABUPATEN ACEH BARAT TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaiaan Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh : DHAKA REZKINA BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

2 LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS PENANGANAN BANJIR DENGAN KOLAM RETENSI (RETARDING BASIN) DI DESA BLANG BEURANDANG KABUPATEN ACEH BARAT TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat dalam menempuh Colloqium Doctum / Ujian Sarjana Teknik Sipil Dikerjakan oleh: DHAKA REZKINA Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Ir. Syahrizal, M.T. Ivan Indrawan, S.T., M.T. NIP NIP Penguji I Penguji II Ir. Alferido Malik Riza Inanda Siregar, S.T.,M.T. NIP NIP Mengesahkan: Ketua Departemen Teknik Sipil Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

3 ABSTRAK Banjir merupakan bencana alam yang terjadi akibat ketidakmampuan saluran suatu wilayah menampung tingginya curah hujan di wilayah tersebut. Salah satu solusi untuk mengatasi masalah banjir tersebut adalah dengan membuat kolam retensi. Kolam retensi merupakan kolam/waduk penampungan air hujan dalam jangka waktu tertentu, berfungsi untuk memotong puncak banjir yang terjadi dalam badan air/sungai. Penelitian ini mengambil lokasi di desa Blang Beurandang, Kabupaten Aceh Barat, Provinsi Aceh, pada sungai Krueng Leuhan yang merupakan anak sungai Krueng Mereubo. Analisis perhitungan debit banjir menggunakan metode HSS Nakayasu serta metode Muskingum untuk analisis kapasitas kolam retensi. Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan metode HSS Nakayasu diperoleh debit banjir sebesar 207,752 m 3 /dtk untuk kala ulang 25 tahun, kapasitas sungai sebesar 45,433 m 3 /dtk, dan volume kapasitas kolam retensi dengan metode Muskingum sebesar ,343 m 3. Dengan direncanakan kolam tampungan tanpa pompa serta kedalaman kolam direncanakan sedalam 3 m, luasan kolam yang dibutuhkan seluas 9,3 Ha. Sedangkan pintu air yang dibutuhkan sebanyak 4 pintu dengan lebar tiap pintu 2,97 m dan tinggi 2 m. Dari perhitungan tersebut dapat disimpulkan bahwa kapasitas kolam retensi yang dibutuhkan adalah seluas 9,3 Ha serta 4 pintu air untuk mendukung proses inflow dan outflow debit banjir pada kolam retensi tersebut. Kata Kunci : Blang Beurandang, HSS Nakayasu, Kolam Retensi, Muskingum,

4 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberi karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Strata Satu (SI) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik. Adapun judul skripsi yang diambil adalah: Analisis Penanganan Banjir dengan Kolam Retensi (Retarding Basin) di Desa Blang Beurandang, Kabupaten Aceh Barat Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu: 1. Kepada keluarga besar saya, Ayah saya Dahroel dan Bunda saya Cut Rosmalawati yang selalu mengirimkan do a, serta telah bekerja keras untuk menguliahkan semua anaknya. Terimakasih juga kepada abang saya Denny Riady dan M. Fadly serta adik saya Cut Titie Thaharah dan Titie Thalsania yang telah memberikan semangat untuk saya agar menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Dosen Pembimbing I sekaligus Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara serta Bapak Ivan Indrawan ST, MT selaku Dosen Pembimbing II, yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5 3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc selaku koordinator sub jurusan Teknik Sumberdaya Air Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 5. Bapak Ir. Alferido Malik dan Ibu Riza Inanda Siregar ST, MT selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini. 6. Kepada kawan seperjuangan angkatan 2010 Teknik Sipil, Irfan, Akbar, Rizqan, Nardis, Maulana, Irul, Lutfi, Syahru, Uus, Umri, Lamhot, Tria, Abdul, Cika, Sari, Dwi, Reby, Dara, Naura, Taslim, Fahmi, Ijep, Iqbal, serta teman-teman angkatan 2010 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terimakasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 7. Bapak/Ibu seluruh staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis. 9. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna.

6 Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca. Medan, September 2015 Penulis Dhaka Rezkina

7 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR NOTASI... xii DAFTAR LAMPIRAN... xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Kolam Retensi Analisa Hidrologi Siklus Hidrologi Analisa Curah Hujan Rencana Analisa Frekuensi Curah Hujan Distribusi Normal Distribusi Log Normal Distribusi Log Pearson III Distribusi Gumbel... 15

8 2.2.4 Uji Distribusi Probabilitas Metode Chi-Kuadrat Metode Smirnov-Kolmogorof Intensitas Hujan Rencana Koefisien Aliran Pengaliran Analisa Debit Banjir HSS Nakayasu Muskingum Method Analisa Kapasitas Sungai Analisa Kebutuhan Lebar Pintu BAB III METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Rancangan Penelitian Pelaksanaan Penelitian Variabel yang diamati BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN Analisis Hidrologi Distribusi Normal Distribusi Log Normal Distribusi Log Pearson III Distribusi Gumbel Uji Distribusi Probabilitas Metode Chi-Kuadrat Metode Smirnov-Kolgomorof (Secara Analitis) Analisis Intensitas Hujan Analisa Debit Banjir... 65

9 4.5 Analisa Kapasitas Sungai Analisa Kapasitas Kolam Tampungan Analisa Kebutuhan Lebar Pintu Air BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 77

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kolam Retensi Tipe disamping Badan Sungai... 6 Gambar 2.2 Kolam Retensi Tipe didalam Badan Sungai... 7 Gambar 2.3 Kolam Retensi Tipe Storage Memanjang... 7 Gambar 2.4 Siklus Hidrologi... 8 Gambar 2.5 HSS Nakayasu Gambar 2.6 Skema Perhitungan dengan Muskingum Method Gambar 3.1 Lokasi Penelitian Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Rencana Maksimum dan Periode Ulang Gambar 4.2 Grafik Intensitas Hujan Gambar 4.3 Profil Penampang Melintang Sungai Gambar 4.4 Lokasi Perencanaan Kolam Retensi... 70

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Nilai Variabel Reduksi Gauss Tabel 2.2 Nilai K untuk distribusi Log-Person III Tabel 2.3 Reduced Mean, Yn Tabel 2.4 Reduced Standard Deviation, Sn Tabel 2.5 Reduced variate, Y Tr sebagai fungsi periode ulang Tabel 2.6 Nilai parameter Chi-Kuadrat Kritis, χ 2 cr Tabel 2.7 Nilai ΔP kritis Smirnov-Kolgomorof Tabel 2.8 Koefisien Pengaliran, C Tabel 2.9 Nilai Kekasaran Manning (n) Tabel 4.1 Data CHH Maksimum Stasiun Meteorologi Meulaboh Tabel 4.2 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal Tabel 4.2 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Normal Tabel 4.3 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal Tabel 4.4 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Normal Tabel 4.5 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Pearson III Tabel 4.6 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Pearson III Tabel 4.7 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel Tabel 4.8 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel Tabel 4.9 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum Tabel 4.10 Pengurutan data hujan dari besar ke kecil Tabel 4.11 Analisis Uji Distribusi Probabilitas Chi-Kuadrat Distribusi Normal. 51 Tabel 4.12 Analisis Uji Distribusi Probabilitas Chi-Kuadrat Distribusi Log Normal Tabel 4.13 Analisis Uji Distribusi Probabilitas Chi-Kuadrat Distribusi Log Pearson III Tabel 4.14 Analisis Uji Distribusi Probabilitas Chi-Kuadrat Distribusi Gumbel. 52

12 Tabel 4.15 Perhitungan nilai χ 2 untuk distribusi Normal Tabel 4.16 Perhitungan nilai χ 2 untuk distribusi Log Normal Tabel 4.17 Perhitungan nilai χ 2 untuk distribusi Log Pearson III Tabel 4.18 Perhitungan nilai χ 2 untuk distribusi Gumbel Tabel 4.19 Rekapitulasi nilai χ 2 dan χ 2 cr Tabel 4.20 Perhitungan Uji Distribusi dengan Metode Smirnov-Kolgomorof Untuk Distribusi Normal Tabel 4.21 Perhitungan Uji Distribusi dengan Metode Smirnov-Kolgomorof Untuk Distribusi Log Normal Tabel 4.22 Perhitungan Uji Distribusi dengan Metode Smirnov-Kolgomorof Untuk Distribusi Log Pearson III Tabel 4.23 Perhitungan Uji Distribusi dengan Metode Smirnov-Kolgomorof Untuk Distribusi Gumbel Tabel 4.24 Rekapitulasi Simpangan Maksimum ΔP Keseluruhan Distribusi Probabilitas Tabel 4.25 Analisis Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Log Pearson III Tabel 4.26 Analisis Intensitas Hujan (mm/jam) Tabel 4.27 Unit Hidrograf HSS Nakayasu Tabel 4.28 Rekapitulasi Debit Puncak Berbagai Periode Ulang Tabel 4.29 Kapasitas Kolam Tampungan... 69

13 α t b DAFTAR NOTASI = Derajat kepercayaan = Lebar pilar (m) = Lebar abutment (m) A = Luas area (ha atau km 2 ) A = Luas penampang basah diatas meja Romijn (m 2 ) A 1 = Luas penampang basah saluran pintu (m 2 ) B Be Bp Br = Lebar efektif pintu Romijn (m) = Lebar efektif tiap pintu Romijn (m) = Lebar pintu Romijn di pinggir (m) = Lebar total bangunan pintu Romijn (m) C = Koefisien pengaliran permukaan, yang besarnya < 1 C d C v Dk E f = Koefisien debit = Koefisien kecepatan datang = Derajat kebebasan = Frekuensi yang diharapkan sesuai dengan pembagian kelasnya g = Percepatan gravitasi 9,81 (m/detik 2 ) G H 1 = Koefisien kemencengan = Tinggi energi diatas meja Romijn (m) = Tinggi energi hulu diatas meja Romijn (m) I I = Intensitas hujan (mm/jam) = inflow aliran masuk ke titik tinjauan (m 3 /detik)

14 K Ka Kp K T L Log n N O O f P Qb Qp Qs Qt R 0 R 24 S = Jumlah kelas distribusi = Koefisien abutment = Koefisien pilar = Faktor frekuensi = Panjang sungai/saluran (m) = Nilai logaritma curah hujan dengan periode ulang tertentu = Nilai logaritma rata-rata curah hujan = Angka kekasaran Manning = Jumlah pintu = Outflow aliran keluar titik tinjauan (m 3 /detik) = Frekuensi yang diamati pada kelas yang sama = Keliling basah (m) = Debit banjir (m³/detik) = Debit puncak (m³/detik) = Debit kapasitas sungai (m 3 /detik) = Debit kapasitas tampungan (m³/detik) = Satuan kedalaman hujan (mm) = Curah hujan harian maksimum dalam 24 jam (mm) = Kemiringan dasar saluran S = Tampungan, storage (m 3 ) Sn = Reduced standar = Standar deviasi

15 = Durasi waktu hujan (menit) tc t 0,3 tg tp Tr V = Waktu konsentrasi (jam) = Waktu saat debit sama dengan 0,3 kali tg (jam) = Waktu kelambatan (jam) = Waktu puncak (jam) = Durasi hujan (jam) = Kecepatan aliran (m/detik) = Parameter chi-kuadrat terhitung χ 2 cr = Parameter chi-kuadrat kritis = Curah hujan rata rata (mm) XT Yn Y T Y Tr = Curah hujan dengan periode ulang tahun (mm) = Reduced mean = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T = Reduced variate = Nilai rata-rata hitung variat