BAB 4 HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id 4.1. Analisis Hidrologi BAB 4 HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN Data Curah Hujan Harian Maksimum Data curah hujan yang digunakan untuk analisis hidrologi DAS Gadangan adalah dari dua stasiun terdekat dengan DAS Gedangan yaitu stasiun Wonogiri dan stasiun Ngadirojo. Data curah hujan yang digunakan adalah data hujan selama 14 tahun dari tahun 2001 sampai dangan Data tersebut diperoleh dari Balai Pengelolaan Sumber Daya Air Sungai Bengawan Solo. Data curah hujan harian maksimum dapat dilihat di Tabel 4.1. berikut Tabel 4.1. Data Hujan Harian Maksimum no. Tahun R24 max (mm) Wonogiri Tanggal R24 max (mm) Ngadirojo Tanggal Mar Mar Jan Jan Jan Jan Jun Jan Feb Des Des Des Feb Nov Feb Jan Apr Des Des Des Des Des Jan Mar Des Des (Sumber: PSDA Sungai Bengawan Solo) Hujan Wilayah Hujan wilayah dihitung dengan metode thiesen. Data hujan harian maksimum hanya diambil dari dua stasiun hujan dikarenakan DAS Gedangan hanya mencakup wilayah yang dipengaruhi oleh dua stasiun hujan saja, yaitu stasiun Wonogiri dan stasiun 31

2 digilib.uns.ac.id 32 Ngadirojo. Perhitungan hujan wilayah dengan thiesen menggunakan persamaan 2.2. Hasil perhitungan hujan Wilayah dapat dilihat pada Tabel 4.2. berikut Tabel 4.2. Hasil Perhitungan Hujan Wilayah Tahun Wonogiri Ngadirojo Hujan Rata-Rata (mm) (Sumber:Hasil Perhitungan) Perhitungan Parameter Statistik Dari hasil perhitungan hujan wilayah kemudian data dilakukan perhitungan parameter statistik untuk menentukan jenis distribusi yang sesuai, hasil perhitungan disajikan dalam Tabel 4.3. berikut ini Tabel 4.3. Perhitungan Parameter Statistik No Tahun R 24 Max (mm) ln (R 24)

3 digilib.uns.ac.id 33 No Tahun R 24 Max (mm) ln (R 24) Jumlah rata-rata standar deviasi coef variety coef skewnes coef kurtosis Penentuan Jenis Distribusi Setelah mandapatkan nilai-nilai dari parameter statistik maka selanjutnya menentukan jenis distribusi yang akan digunakan, dengan cara membandingan nilai dari parameter statistik dengan nilai yang disyaratkan setiap jenis distribusi. Penentuan jenis distribusi disajikan dalam Tabel 4.4. berikut Tabel 4.4. Penentuan Jenis Distribusi No Jenis Distribusi Syarat hasil ket. 1 Normal Cs tidak Ck tidak 2 Log Normal Cs (ln x) = tidak Ck (ln x) = tidak 3 Gumbel Cs = 1, tidak Ck = 5, tidak 4 Log-Pearson III Selain dari nilai di atas ya Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa jenis distribusi yang cocok adalah jenis Log- Pearson tipe III Uji Smirnov Kolmogorov Uji Smirnov Kolmogorov dilakukan untuk menguji apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Perhitungan dari uji Smirnov Kolmogorov dari distribusi Log-Pearson tipe III disajikan dalam Tabel 4.5. berikut ini

4 digilib.uns.ac.id 34 Tabel 4.5. Uji Smirnov Kolmogorov Terhadap Distribusi Log-Pearson tipe III No X Sn (mm) (%) Log Xi G Pr P (x) [Sn (x) - P (x)] Rata-Rata log Xi Standar deviasi (Sd) Koefisien skewness (Cs) Berdasarkan Tabel 2.7. (tabel nilai kritis Do untuk uji Smirnov-Kolmogorov), besarnya derajat kepercayaan (α) 5% untuk jumlah data (n) = 14 yaitu 0.34 Maka didapat hasil Dmaks = dan Do = 0.34 Dengan membandingkan antara Dmaks dan Do didapat Dmaks < Do, maka pemilihan metode frekuensi Log-Pearson tipe III tersebut dapat diterima dan digunakan untuk mencari curah hujan rencana untuk periode ulang Perhitungan Hujan Rancangan Berdasarkan hasil analisis jenis distribusi bahwa sebaran data curah hujan mengikuti distribusi Log Pearson III. Maka selanjutnya dilakukan perhitungan hujan rancangan menggunakan metode distribusi Log Pearson Tipe III, hasil perhitungan disajikan dalam Tabel 4.6. berikut ini:

5 digilib.uns.ac.id 35 Tabel 4.6. Analisis Metode Log Pearson III No. Tahun X (mm) log X Jumlah rata-rata standar deviasi koef. Skewness Kurtosis Nilai koefisien kemencengan (Cs) = maka dapat dihitung nilai K melalui interpolasi berdasarkan Tabel 2.3. Setelah nilai K didapatkan dihitung curah hujan rencana pada setiap periode ulang. Nilai curah hujan rencana seperti ditunjukkan pada Tabel 4.7. berikut ini Tabel 4.7. Curah Hujan Rancangan Menggunakan Log Pearson III T (tahun) G G.S log Xi + G.S R (mm) 2-0,298-0,035 1,933 85, ,621 0,074 2, , ,308 0,155 2, , ,211 0,262 2, , ,891 0,342 2, , ,569 0,422 2, , Koefisien Aliran Permukaan (c) Kondisi tata guna lahan DAS Gedangan commit meliputi to user pemukiman, persawahan, dan lahan bebas atau kebun. Perhitungan koefisien aliran dilakukan dengan cara pengeplotan secara

6 digilib.uns.ac.id 36 manual mengunakan satuan kotak, masing-masing kotak diberikan warna yang mewakili kegunaan lahan. Pengeplotan dapat dilihat pada Gambar 4.1. berikut Gambar 4.1. Pengeplotan Tata Guna Lahan dengan Satuan Kotak Keterangan : Warna biru mawakili persawahan, warna merah mewakili pemukiman tidak padat, dan warna hijau mewakili taman/kebun. Setelah mendapatkan jumlah kotak yang mewakili kegunaan lahan masing-masing selanjutnya dilakukan perhitungan koefisien pengaliran (c), C rata-rata dihitung dengan persamaan Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.8. berikut Tabel 4.8. Perhitungan Koefisien Aliran (c) Warna Keterangan Luas (kotak) Koefisien Prosentase C rata-rata (%) Biru Persawahan Merah Pemukiman tidak padat Hijau Taman/kebun Jumlah Dari tabel 4.11 dapat disimpulkan bahwa koefisien aliran di DAS Gedangan adalah sebesar % Perhitungan Curah Hujan Efektif Sebelum menghitung banjir rancangan menggunakan hidrograf satuan sintetis, maka perlu diketahui intensitas hujan jam-jaman dengan suatu interval tertentu dan curah hujan efektif jam-jaman terlebih dahulu.

7 digilib.uns.ac.id 37 Intensitas Hujan Jam-jaman Intensitas Hujan jam-jaman dihitung dengan rumus mononobe menggunakan persamaan Durasi hujan yang terjadi di daerah aliran Sungai Bengawan Solo ruas 1 diasumsikan terjadi selama 6 jam. Analisis intensitas hujan jam-jaman dengan menggunakan persamaan Hasil selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.9. berikut Tabel 4.9. Intensitas Hujan Jam-jaman Jam ke- RT = (R24/t) x (t/t)2/3 RT 1 RT = (R24/6) x (6/1) 2/ R24 2 RT = (R24/6) x (6/2) 2/ R24 3 RT = (R24/6) x (6/3) 2/ R24 4 RT = (R24/6) x (6/4) 2/ R24 5 RT = (R24/6) x (6/5) 2/ R24 6 RT = (R24/6) x (6/6) 2/ R24 Curah Hujan Jam-jaman Curah hujan jam-jaman dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Hasil selengkapnya dapat dilihat pada Tabel berikut Tabel Curah Hujan Jam-jaman Jam ke- rt = (T x RT) - (T - 1) x R(T 1) rt 1 r1 = (1 x R1) - (1-1) x R(1 1) 0.550R24 2 r2 = (2 x R2) - (2-1) x R(2 1) 0.143R24 3 r3 = (3 x R3) - (3-1) x R(3 1) 0.100R24 4 r4 = (4 x R4) - (4-1) x R(4 1) 0.080R24 5 r5 = (5 x R5) - (5-1) x R(5 1) 0.068R24 6 r6 = (6 x R6) - (6-1) x R(6 1) 0.059R24 Setelah mendapatkan nilai dari curah hujan jam-jaman kemudian diurutkan menggunakan pola agihan 6 jam menurut alternating block method (ABM), pola pengurutannya digambarkan dalam Grafik commit 4.1. to user berikut

8 digilib.uns.ac.id 38 Pola Agihan Hujan 6 jam (ABM) presentase hujan jam ke 1 jam ke 2 jam ke 3 jam ke 4 jam ke 5 jam ke 6 Grafik 4.1. Pola Agihan Hujan Menurut ABM Selanjutnya curah hujan rancangan hasil dari analisis Log-Pearson III didistribusikan menjadi curah hujan jam-jaman yang disajikan dalam Tabel berikut Tabel Distribusi Curah Hujan Jam-jaman T RT (mm/hari) Jam ke- 1 (mm) Jam ke- 2 (mm) Jam ke- 3 (mm) Jam ke- 4 (mm) Jam ke- 5 (mm) Jam ke- 6 (mm) Hujan Efektif DAS Gedangan Hujan efektif di DAS Gedangan dihitung menggunakan persamaan 2.14 sedangkan nilai koefisien pengaliran (C) adalah 42,31 % atau 0,42. Contoh perhitungan adalah sebagai berikut. Re = rt x C Contoh perhitungan Jam ke-1 dengan rt = 0,0798 x R24 Re = x R24 x C = x 85,771 x 42,31% = 2,889 mm Hasil perhitungan selengkapnya disajikan commit dalam to user Tabel berikut

9 digilib.uns.ac.id 39 Tabel Perhitungan Curah Hujan Efektif DAS Gedangan T (tahun) Jam ke-1 (mm) Jam ke-2 (mm) Jam ke-3 (mm) Jam ke-4 (mm) Jam ke-5 (mm) Jam ke-6 (mm) Jml. (mm) Analisis Debit Banjir Rancangan Sungai Gedangan Setelah diperoleh curah hujan efektif jam-jaman, maka dilakukan perhitungan Hidrograf satuan sintetik (HSS) Nakayasu untuk memperoleh waktu puncak banjir Perhitungan Debit Banjir Metode Nakayasu Perhitungan debit banjir dengan metode nakayasu pada Sungai Gedangan dapat dilihat dalam langkah-langkah dibawah ini: Dari hasil pengeplotan menggunakan bantuan google maps, lihat lampiran LB 4 didapatkan hasil sebagai berikut, Luas Daerah Aliran Sungai = 5.79 km 2 Panjang Sungai = 8.00 km Menghitung waktu konsentrasi (Tg) Tg = L (untuk L > 15 km) = 0.21 L0.70 (untuk L < 15 km) = jam Menghitung koefisien alpha ( ) = 1/Tg x 0.47 (A.L)0.25 = Menentukan satuan waktu yang digunakan (tr) tr = 1 x Tg (ketentuan Tr = 0,5 x tg sampai dengan 1 x tg) = 0,9 jam

10 digilib.uns.ac.id 40 Menghitung wktu puncak (Tp) Tp = Tg tr = 1.6 jam Menghitung waktu resesi (T0.3) T0,3 = a Tg = jam Mengitung Debit puncak (Qp) Qp = C. A. Ro 3,6 ( 0,3 Tp+T 0,3 ) = m 3 /det (Tp + T0,3) = 2.93 jam (Tp + T0,3 + 1,5T0,3) = 5 jam Menentukan persamaan unit hidrograf Nakayasu a. Kurva Naik (QN) 0 t < Tp 0 t < 1,7 Persamaan Qn = Qmaks ( t Tp )2,4 b. Kurva turun 1 (QT 1) Tp t < (Tp + T0,3) 1,7 t < 2.93 Persamaan Qt 1 = Qp*0,3^[(t-Tp)/T0,3] c. Kurva turun 2 (QT 2) (Tp+T0,3) 2.93 t < 5 Persamaan d. Kurva turun 3 (QT 3) t < (Tp + T0,3 +1,5 T0,3) Qt 2 = Qp*0,3^[(t-Tp+0,5 T0,3)/(1,5 T0,3)] t (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3) t 5 persamaan Qt 3 = Qp*0,3^[(t-Tp+1,5 T0,3)/(1,5 T0,3)]

11 digilib.uns.ac.id 41 Setelah mendapatkan nilai unit hidrograf kemudian menghitung kontrol dan debit unit hidrograf terkoreksi, perhitungan unit hidrograf nakayasu selengkapnya dapat dilihat pada Tabel berikut Tabel Perhitungan Unit Hidrograf Metode Nakayasu Kurva QN t (jam) UH (m 3 /det) Kontrol (m 3 ) UH Koreksi (m 3 /det) QT QT 2 QT Dari unit hidrograf terkoreksi, selanjutnya dapat dilakukan penghitungan debit banjir rencana dengan metode Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu. Rekapitulasi Dari perhitungan debit banjir rencana disajikan dalam Tabel berikut

12 digilib.uns.ac.id 42 Tabel Rekap Perhitungan Hidrograf Banjir Metode Nakayasu t Q2 Q5 Q10 Q25 Q50 Q100 jam m 3 /det m 3 /det m 3 /det m 3 /det m 3 /det m 3 /det Berdasarkan rekapitulasi debit Hidrograf satuan sintetis (HSS) Nakayasu, dapat digambarkan bentuk Hidrograf satuan sintetis (HSS) Nakayasu seperti yang ditunjukkan pada Grafik 4.2. berikut

13 digilib.uns.ac.id 43 debit (m 3 /dtk) Hidrograf Nakayasu Sungai Gedangan Q 2 Q 5 Q 10 Q 25 Q 50 Q waktu (jam) Grafik 4.2. Hidrograf satuan sintetis (HSS) Nakayasu Sungai Gedangan Dari perhitungan Hidrograf satuan sintetis (HSS) Nakayasu Sungai Gedangan didapatkan debit banjir maksimum yang biasa disebut dengan debit banjir rancangan yang disajikan dalam Tabel berikut Tabel Debit Rencana no. Q rencana Debit (tahun) (m 3 /detik) 1 Q Q Q Q Q Q Dari data debit rancangan yang telah dihitung, seterusnya akan menjadi dasar dalam perhitungan hidrolika maupun desain Analisis Hidrolika Menggunakan Pemodelan HEC-RAS Analisis hidrolika pada pertemuan dua alur sungai yaitu Sungai Bengawan Solo dan Sungai Gedangan ini dilakukan menggunakan bantuan software HEC-RAS. Pemodelan dilakukan untuk mendapatkan profil muka air banjir rencana yang diperlukan sebagai dasar dalam mendesain pembuatan commit pintu to user air dan stasiun pompa untuk mengatasi

14 digilib.uns.ac.id 44 masalah banjir akibat back water. Elevasi muka air banjir menggunakan debit kala ulang 25 tahun. Dalam analisis hidraulik ini menggunakan kondisi eksisting sungai Skematik Pemodelan Skematik pemodelan dibuat untuk menggambarkan bentuk alur sungai yang akan dianalisis menggunakan HEC-RAS. Gambar skema alur sungai dibuat dengan ketentuan arah penggambaran dari hulu ke hilir. Bentuk skematik dapat dilihat pada Gambar 4.2. berikut ini Gambar 4.2. Skematik Pemodelan Sungai Bengawan Solo dan Sungai Gedangan Data Geometrik Data geometrik adalah data hasil pengukuran lapangan berupa pengukuran penampang melintang/cross section dan memanjang/long section. Data cross hasil pengukuran lapangan selanjutnya dihitung elevasi tiap titik cross dan jarak komulatif dari setiap titik hasil pengukuran. Hasil hitung elevasi dan jarak komulatif inilah yang menjadi input cross sections pada data geometri. Contoh input data cross sections dapat dilihat pada Gambar 4.3. berikut

15 digilib.uns.ac.id 45 Gambar 4.3. Contoh Input Data Cross Section Selain data cross sections, data yang harus diinput pada geometrik adalah jarak antar cross (reach lenghts) dan nilai manning (mannings value). Input data Reach lenght dan manning values dapat dilihat Gambar 4.4. dan Gambar 4.5. berikut Gambar 4.4. Contoh Input Reach Lengths

16 digilib.uns.ac.id 46 Gambar 4.5. Contoh Input Data Manning Values Flow Boundary Condition Flow Boundary Condition adalah data kondisi aliran sungai. Ada dua macam Kondisi aliran sungai yaitu, aliran permanen (Steady Flow) atau kondisi non permanen (Unsteady Flow). Pada analisis kali ini dilakukan dengan steady flow analysis, data yang diinput adalah debit banjir rencana yang akan disimulasikan dan data Reach Boundary Conditions. Contoh input data steady flow dapat dilihat pada Gambar 4.6. berikut ini Gambar 4.6. Contoh Input Steady Flow Data

17 digilib.uns.ac.id 47 Gambar 4.7. Contoh Input Boundary Conditions Besaran debit dimodelkan sebagai debit inflow yang masuk kedalam sungai/saluran. Ada dua macam keadaan elevasi muka air yang akan dicari, maka ada dua macam debit banjir yang nantinya akan di running. Dari dua macam debit selanjutnya di buat dua project untuk analisis. Kedua project tersebut akan dijelaskan sebagai berikut a. Project pertama yaitu elevasi pada saat terjadi back water yang akan digunakan untuk mendesain tanggul dan tinggi banjir skerm pada pintu air. Debit yang diinput ditunjukan dalam Tabel berikut Tabel Project pertama Keterangan: Debit Sungai Gedangan adalah hasil dari perhitungan hidrograf Nakayasu sedangkan debit Bengawan Solo hulu adalah bukaan spillaway waduk Wonogiri pada saat kondisi ekstrim yaitu pada debit 300 m 3 /detik, karena selama ini spillway pernah dibuka paling besar pada debit 300 m 3 /detik dari kapasitas maksimum spillway yaitu 400 m 3 /detik. b. Project kedua adalah elevasi muka air Sungai Gedangan yang akan digunakan untuk mencari besarnya h1 sebagai acuan mendesain lebar dan tinggi bukaan pintu air. Debit yang diinput ditunjukan dalam Tabel berikut Tabel Project kedua

18 digilib.uns.ac.id 48 keterangan: Debit Sungai Gedangan adalah hasil dari perhitungan hidrograf Nakayasu sedangkan debit bengawan Solo hulu adalah debit rencana dari baseflow waduk Wonogiri untuk irigasi yang besarnya tetap yaitu 30 m 3 /dtk, dan debit bengawan Solo hilir adalah komulatif dari debit Bengawan Solo hulu dan debit Gedangan Running Program Running Program dilakukan setelah data-data skematik dan geometri saluran bebanbeban sebagai boundary conditions dimasukkan. Apabila semua proses mulai dari awal sampai dengan akhir telah dilakukan dengan benar, maka akan diperoleh hasil pemodelan berupa profil muka air setiap selang waktu tertentu sesuai dengan yang telah ditetapkan saat eksekusi program dijalankan. Running program dapat dilihat pada Gambar 4.8. berikut Gambar 4.8. Running HEC-RAS Gambar 4.9. Running HEC-RAS Finish

19 digilib.uns.ac.id Analisis Hidraulik Kondisi Eksisting Sungai Bengawan Solo dan Sungai Gedangan Analisis kapasitas penampang pada pertemuan Sungai Bengawan Solo dan Sungai Gedangan dilakukan pada kondisi sungai eksisting dengan tujuan untuk mengetahui profil elevasi muka air dan kapasitas pengaliran maksmimum pada masing masing segmen sungai. Analisis ini dilakukan dengan menggunakan debit rencana Q25 karena kontruksi bangunan yang akan direncanakan adalah jenis bangunan pengelak banjir, lihat Tabel 2.9. Hasil analisis dapat dilihat pada Gambar dan Gambar berikut ini Gambar Hasil Analisis Project Pertama BS hilir BS hulu Gambar Hasil Analisis Project Kedua

20 digilib.uns.ac.id 50 Dari analisis Hidraulik dengan bantuan software HEC-RAS maka didapatkan hasil analisis yang diperlukan dalam mendesain pintu air dan banjir skerm, diantaranya berupa penampang melintang profil muka air, contoh penampang melintang dapat dilihat pada Gambar berikut Gambar Contoh Penampang Melintang Dari data elevasi muka air banjir selanjutnya digunakan sebagai dasar perencanaan bangunan yaitu pintu air dan tanggul Perencaaan Bangunan Pintu Air Perencanaan Pintu Sorong Pembuatan pintu air berfungsi untuk menutup dan membuka aliran air dari Sungai Gedangan yang mengalir ke induk sungai yaitu Bengawan Solo, mekanisme buka tutup pintu kan dijelaskan sebagai berikut a. Pintu Ditutup Pintu ditutup saat elevasi air banjir Sungai Bengawan Solo lebih tinggi dari Sungai Gedangan. Elevasi Muka air banjir Sungai Bengawan Solo yang lebih tinggi akan menghalangi masuknya air dari Sungai Gedangan sehingga akan berakibat back water. Pada saat pintu ditutup maka air dari Sungai Gedangan juga akan menggenang dan terjadi banjir apabila tidak dialirkan, maka untuk menanggulangi hal tersebut air dari Sungai Gedangan dialirkan ke Sungai commit Bengawan to user Solo dengan menggunakan pompa banjir, pembahasan tentang pompa banjir akan dibahas dalam subbab selanjutnya.

21 digilib.uns.ac.id 51 b. Pintu Dibuka Pintu dibuka pada saat elevasi muka air banjir Sungai Gedangan lebih tinggi atau sama dari Sungai Bengawan Solo. Pintu air yang direncanakan terletak diantara titik cross K.4 dan K.4+60 (detail dapat dilihat pada lampiran), dari analisis hidraulika menggunakan program HEC-RAS profil muka air yang dibutuhkan untuk mengetahui elevasi muka air h1 pada debit Sungai Gedangan adalah Q25 dari hidrograf nakayasu, sedangangkan debit Sungai Bengawan Solo pada kondisi base flow yaitu air yang mengalir dari spillway sebesar ±30 m 3 /dtk sebagai aliran untuk irigasi. Potongan melintang yang digunakan adalah pada titik K.4+60, profil muka air K.4+60 hasil running program HEC-RAS ditunjukan pada Gambar berikut ini Gambar Profil Muka Air K.4+60 Perencanaan Pintu Air Dari gambar diatas dapat diketahui elevasi muka air banjir adalah pada m dan dasar sungai pada maka tinggi h1 adalah 5.12 meter. Selanjutnya dilakukan perhitungan dimensi untuk lebar dan tinggi bukaan pintu air. Persamaan yang digunakan adalah untuk mendesain pintu air adalah Q = K a b 2.g h 1 Untuk mencari lebar pintu dari persamaan diatas dapat dirubah menjadi Q b = K. μ. a. 2. g. h1

22 digilib.uns.ac.id 52 Dari hasil analisis didapatkan nilai nilai sebagai berikut : Q = m 3 /dtk (diambil dari Q25) K = 0.8 (dari plot grafik pada Gambar 2.6. ) µ = 0.55 (dari plot grafik pada Gambar 2.7.) a = 1,7 m (bukaan pintu ditentukan 1.7 meter) g = 9.8 m/s h1 = 5.21 m maka dapat dihitung b = b = 4.38 m 4.5 m Berdasarkan kriteria perencanaan KP-04 dari DPU, lebar standar untuk pintu pembilas bawah (undersluice) adalah 0,50 ; 0,75 ; 1,00 ; 1,25 dan 1,50 m. Kedua ukuran yang terakhir memerlukan dua stang pengangkat. Maka dari perhitungan lebar pintu air 4.5 m dibuat menjadi tiga pintu dengan lebar masing masing 1,5 m dengan tinggi bukaan pintu 1.7 m. Selanjutnya desain pintu dapat dilihat pada lampiran LA-2 Denah Pintu Air dan LA-3 Potongan A-A Perencaaan Banjir Skerm Pada desain banjir skerm data yang digunakan sebagai acuan adalah elevasi muka air banjir hasil analisis menggunakan HEC-RAS dengan debit Q25 pada project yang pertama. Cross section yang digunakan adalah pada titik terdekat dari banjir skerm yaitu pada titik K Titik K.4+60 disajikan pada Gambar berikut ini Gambar Profil Muka Air K.4+60 Perencanaan Banjir Skerm

23 digilib.uns.ac.id 53 Elevasi muka air banjir pada titik K.4+60 adalah m selanjutnya dapat ditentukan elevasi banjir skerm adalah setinggi m ditambah dengan tinggi jagaan (Hs). Menurut KP 04 Tinggi minimum jangaan 0,60 m. Sehingga puncak banjir skerm adalah pada elevasi m. Secara visual desain elevasi banjir skerm dijelaskan pada Gambar berikut ini banjir skerm elevasi puncak m tinggi jagaan 0.6 m MAB B.S m MAB Gedangan Q m pintu air m Gambar Sketsa Desain Banjir Skerm Gambar detail pntu air dan banjir skerm dapat dilihat pada lampiran A halaman LA Pertimbangan Penempatan Pintu Pertimbangan yang dilakukan untuk menentukan Lokasi yang pilih untuk membangun pintu air adalah dengan menghitung panjang back water atau dengan mempertimbangkan lokasi pemukiman yang harus dilindungi, Pada Analisis kali ini yang menggunakan pertimbangan lokasi pemukiman yang harus dilindungi mengingat jarak pemukiman jaraknya cukup dekat dari sungai Bengawan Solo. Gambaran selanjutnya dapat dilihat pada lampiran berikut : Jarak Sungai Bengawan Solo dengan Pemukiman dapat dilihat pada lampiran B pada halaman LB-5, Detail penempatan pintu air dapat dilihat pada Lampiran A pada halaman LA-1.

24 digilib.uns.ac.id Perencanaan Pompa Pompa banjir ini berfungsi untuk mengalirkan debit dari Sungai Gedangan pada saat pintu air ditutup kerena tinggi muka air banjir Sungai Bengawan Solo lebih tinggi dari pada Sungai Gedangan. Pada pembahasan ini akan dilakukan perhitungan seberapa besar pompa yang dibutuhkan dan seberapa lama waktu pengoperasian pompa. Langkah-langkah yang digunakan untuk menghitung waktu pemompaan (t pompa) dan debit pompa (Q pompa) dijabarkan sebagai berikut : 1. Data yang digunakan untuk menghitung kebutuhan pompa adalah data dari debit rencana Sungai Gedangan dengan kala ulang Q 25 tahun dari hasil perhitungan hidrograf nakayasu. Dari data debit kemudian dapat dihitung volume inflow dengan cara menghitung luas hidrograf Q 25 per satu jam v1 = ( Q1+Q2 ) (4.1) 2 2. Meghitung volume komulatif inflow v komulatif = v1+v2+...+v24... (4.2) 3. Setelah mendapatkan volume komulatif inflow selanjutnya dapat dihitung kebutuhan pompa dengan cara melakukan trial perhitungan lama waktu pemompaan (t pompa). Debit pompa dihitng dengan persamaan Q pompa = Vol. Komulatif Inflow t pompa dangan t pompa yang lebih kecil.... (4.3). 4. Dari Q pompa dapat dihitung volume outflow, dengan persamaan Volume outflow (m 3 ) = Q pompa * (4.4). 5. Menghitung volume storage maksimum yang dibutuhkan, dengan persamaan V storage = vol. Inflow vol. Outflow... (4.5). 6. Dari nilai volume storage maksimum kemudian diinterpolasikan dengan tabel hubungan volum banjir dan tinggi genangan, apabila tinggi genangan tidak menyebabkan banjir, maka waktu pemompaan (t pompa) dapat diterima, sebaliknya apabila tinggi genangan menyebabkan banjir maka dilakukan perhitungan kembali

25 digilib.uns.ac.id Hasil Perhitungan Desain Pompa Data inflow diambil dari debit rancangan Q 25 tahun hidrograf Nakayasu, dari data debit inflow selanjutnya dihitung volume inflow dan volume komulatif Inflow dari Sungai Gedangan. Hasil perhitungan disajikan dalam Tabel berikut ini Tabel Data debit dan Volume Komulatif Inflow Sungai Gedangan Q 25 Inflow Vol. Vol. t Inflow Rata-rata Inflow Komulatif jam (m 3 /det) (m 3 /det) (m 3 ) (m 3 ) Dari tabel hasil perhitungan volume inflow dapat diketahui bahwa volume komulatif inflow adalah sebesar m 3. Untuk menentukan Q pompa, harus memperhitungkan waktu pemompaan dan tinggi genangan dari inflow yang akan tertampung di palung Sungai Gedangan, apakah tinggi genangan dapat tertampung atau sebaliknya akan melimpas. Untuk mengetahui hubungan volume banjir dan tinggi genangan akan dijelaskan sebagai berikut

26 digilib.uns.ac.id 56 Gambar Sketsa Penampang Saluran Dari ilustrasi penempang saluran diatas dan panjang sungai diketahui adalah 8100 meter, dapat dihitung volume tampungan, yang dapat dilihat dalam Tabel berikut ini Tabel Hubungan Volume Tampungan dan Tinggi Genangan Tinggi Genangan a b Luas Penampang Vol. Tampungan Vol. Tampungan 2 (m) (m) (m) (m 2 ) (m 3 ) (m 3 ) commit to user

27 digilib.uns.ac.id 57 Keterangan: Pada kolom nomor 6 volume banjir dibagi 2 dikarenakan kemiringan dasar sungai, maka diasumsikan volume tampungan dibagi 2. Kemudian menghitung trial waktu pemompaan untuk mencari besarnya Q pompa dan tinggi banjir, trial yang dilakukan diantaranya dengan waktu pemompaan 16, 18, 20, 22, 24, dan 26 jam. Q pompa dihitung dengan menggunakan persamaan 4.3 hasilnya disajikan dalam Tabel berikut Tabel Hubungan t pompa dan Q Pompa Waktu Pemompaan (jam) Q Pompa (m 3 /dtk) Dari Q pompa kemudian dihitung volume outflow dan volume komulatif tampungan/storage yang dibutuhkan dari masing-masing percobaan waktu pemompaan, hasil perhitugan outflow disajikan dalam beberapa tabel berikut ini Tabel Trial dengan waktu pompa 16 dan 18 jam Jam ke Vol Komulatif Inflow (m 3 ) Outflow t Pompa 16 jam Storage t Pompa 18 jam Outflow Storage (m 3 ) (m 3 ) (m 3 ) (m 3 )

28 digilib.uns.ac.id 58 Jam ke Vol Komulatif Inflow (m 3 ) Outflow t Pompa 16 jam Storage t Pompa 18 jam Outflow Storage (m 3 ) (m 3 ) (m 3 ) (m 3 ) Tabel Trial Dengan Waktu Pompa 20 dan 22 Jam Jam ke Vol Komulatif Inflow (m 3 ) Outflow t Pompa 20 jam Storage t Pompa 22 jam Outflow Storage (m 3 ) (m 3 ) (m 3 ) (m 3 )

29 digilib.uns.ac.id 59 Jam ke Vol Komulatif Inflow (m 3 ) Outflow t Pompa 20 jam Storage t Pompa 22 jam Outflow Storage (m 3 ) (m 3 ) (m 3 ) (m 3 ) Tabel Trial dengan waktu pompa 24 dan 26 jam Jam ke Vol Komulatif Inflow (m 3 ) Outflow t Pompa 24 jam Storage t Pompa 26 jam Outflow Storage (m 3 ) (m 3 ) (m 3 ) (m 3 ) Dari perhitungan trial waktu pemompaan 16, 18, 20, 22, 24, dan 26 jam dapat diketahui volume storage maksimum dari masing commit masing to user percobaan, selanjutnya volume storage

30 digilib.uns.ac.id 60 maksimum di interpolasikan dengan tinggi genangan banjir pada Tabel Hasil interpolasi disajikan dalam Tabel 4.5 berikut ini Tabel Interpolasi Volume Komulatif Banjir dengan Tinggi Genangan Waktu Pemompaan (jam) Volume Komulatif banjir (m 3 ) Q pompa (m 3 /dtk) Tinggi Banjir (m) Kesimpulan Perhitungan Pompa Tinggi genangan yang direncanakan setinggi 5 meter berdasarkan dari analisis running HEC-RAS dengan debit Sungai Gedangan Q 25 tahun dan Sungai Bengawan Solo pada debit irigasi (project kedua) rata-rata tinggi genangan banjir dihitung dari dasar palung sungai adalah ± 5 meter. Dari analisis tersebut dan dengan melihat hasil interpolasi tinggi banjir, dapat ditentukan bahwa kebutuhan maksimum debit pompa (Q pompa) adalah 4.8 m 3 /detik dengan waktu pemompaan (t pompa) adalah 24 jam. Dari hasil perhitungan t dan Q pompa disajikan Grafik 4.3. dan Grafik 4.4. sebagai berikut 35 Grafik Hubungan Q Inflow dan Q Pompa Debit (m 3 /det) m 3 /dtk debit inflow debit pompa t (jam) Grafik 4.3. Hubungan Q inflow dan Q Pompa

31 digilib.uns.ac.id 61 volume (m 3 ) Grafik Hubungan Volume Inflow dan Outflow v. tampungan volume inflow volume outflow t (jam) Grafik 4.4. Hubungan Volume Inflow dan Outflow Keterangan: Pemompaan yang dilakukan dimulai pada jam kedua dikarenakan sebelum jam kedua debit inflow yang masuk besarnya lebih kecil dari debit pompa. Untuk menghabiskan seluruh volume inflow dibutuhkan waktu pompa selama 22 jam Perencanaan Tanggul Tanggul yang direncanakan berfungsi untuk menahan aliran back water dari sungai bengawan solo pada saat banjir tidak meluap ke daerah pemukiman di sekitar sungai gedangan. Dimensi yang direncanakan adalah sebagai berikut a. Tinggi tanggul Tinggi disesuaikan dengan elevasi muka air banjir rencana yaitu m dan ditambah dengan tinggi jagaan (Hs) setinggi 0.6 m maka elevasi puncak tanggul adalah m. b. Lebar Atas Karena tinggi tanggul lebih dari 1,5 meter maka lebar atas diambail 3,0 m. (Sesuai KP-04 Bangunan Irigasi dari DPU). c. Kemiringan tanggul Kemiringan tanggul diambil 1:1 d. Panjang tanggul

32 digilib.uns.ac.id 62 Tanggul direncanakan pada junction, panjang tanggul seperti dijelaskan pada Gambar berikut ini. Untuk detail tanggul dapat dilihat pada lampiran LA-1 Bengawan Solo Gambar Sketsa Panjang Tanggul 4.7. Hasil Pembahasan Hasil Analisis Hidrologi Dari hasil analisis hidrologi, secara garis besar dapat dirangkum sebagai berikut : 1. Debit rencana Sungai Gedangan untuk kala ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 25 tahun, 50 tahun dan 100 tahun sebesar m 3 /dtk, m 3 /dtk, m 3 /dtk, m 3 /dtk, m 3 /dtk, m 3 /dtk. 2. Debit rencana Sungai Bengawan Solo yang mengalir dari operasi pintu spillway yang diperhitungkan untuk mengestimasi elevasi muka air di pertemuan sungai Gedangan adalah pada kondisi ekstrim yaitu sebesar 300 m 3 /dtk. 3. Debit rencana yang digunakan pada kala ulang 25 tahun karena kontruksi bangunan yang akan direncanakan adalah jenis bangunan pengelak banjir Hasil Analisis Desain Dari analisis desain, secara garis besar dapat dirangkum sebagai berikut :

33 digilib.uns.ac.id Dari running HEC-RAS di junction Bengawan Solo dan Gedangan akan terjadi back water karena elevasi muka air banjir Bengawan Solo lebih tinggi dari Gedangan yaitu, m berbanding m. 2. Dari perencanaan pintu air didapatkan lebar bukaan pintu adalah 4.38 m dibulatkan menjadi 4.5 m, tinggi bukaan 1.7 m dan ditambah tinggi seal setinggi 0,3 m. Jadi pintu yang dibutuhkan adalah tiga buah dengan lebar masing masing 1.5 m dengan tinggi 2 m dan menggunakan dua stang pengangkat. 3. Dari perencanaan banjir skerm didapatkan elevasi MAB Bengawan Solo adalah m ditambah dengan tinggi jagaan 0.6 m jadi tinggi puncak banjir skerm yang direncanakan adalah m. 4. Dari perencanaan pompa banjir, kapasitas pompa yang dibutuhkan sebesar 4.8 m 3 /detik. 5. Dari perencanaan tanggul elevasi sama dengan muka air banjir m ditambah dengan tinggi jagan 0.6 m maka elevasi puncak pada m, dengan ketinggian rata-rata 7.8 meter.