BAB V ANALISA DATA 5.1 UMUM Analisa data terhadap perencanaan jaringan drainase sub sistem terdiri dari beberapa tahapan untuk mencapai suatu hasil yang optimal. Sebelum tahapan analisa dilakukan, terlebih dahulu diperlukan data pendukung yang dapat membantu proses analisa. Adapun data-data yang dipakai dalam proses analisa adalah data-data yang didapat dari beberapa instansi terkait dan narasumber yang dapat dipercaya. Setelah data-data yang dibutuhkan didapat maka selanjutnya dilakukan proses analisa data tersebut. Wilayah dilalui oleh dua sungai yaitu Kali Semarang dan Kali Baru. Kali Baru merupakan percabangan dari Kali Semarang yang difungsikan sebagai kolam tampungan memanjang yang berhubungan langsung dengan laut. Jadi untuk data curah hujan dalam analisa ini diperhitungkan untuk menganalisa debit Kali Semarang dan debit. 5.2 ANALISA HIDROLOGI Data curah hujan yang digunakan dalam analisa terhadap alternatif penanganan banjir tersebut adalah data curah hujan yang maksimum. Hal ini bertujuan agar analisa dapat mendekati kondisi yang sebenarnya yang ada di lapangan. Data curah hujan tersebut didapat dari stasiun-stasiun penakar hujan maupun stasiun-stasiun pos hujan yang terdapat di sekitar daerah aliran, yang dapat mewakili frekuensi curah hujan yang jatuh dalam daerah tangkapan hujan (catchment area). Stasiun penakar hujan harian yang dipakai untuk perhitungan debit di Kali Semarang dan adalah : 1. Stasiun pos hujan Kalisari (Sta 42A) 2. Stasiun pos hujan Simongan (Sta 42) Perencanaan debit banjir rencana ini didasarkan pada besarnya curah hujan dalam periode ulang yang direncanakan, yaitu dalam tahun pengamatan selama 10 tahun. V - 1
Karena jumlah hujan yang jatuh pada daerah tangkapan tidak selalu sama dan merata, maka berdasarkan data curah hujan dari kedua stasiun di atas dapat diperhitungkan menjadi curah hujan rata-rata pada suatu daerah tangkapan. 5.2.1 Analisa Curah Hujan Rata-rata Dalam menganalisa data curah hujan, distribusi curah hujan yang dipergunakan adalah distribusi rata-rata aljabar dengan mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut : 1. Jumlah stasiun hujan yang mewakili hanya dua buah stasiun 2. Luas DAS Kali Semarang relatif sempit (A = 6,973 km 2 ) 3. Topografi DAS relatif datar. Curah hujan rencana maksimum dengan periode ulang tertentu dapat ditentukan dengan cara menganalisa data curah hujan harian maksimum. Curah hujan rencana tersebut dipergunakan untuk menentukan debit rencana dengan periode ulang tertentu yang sesuai dengan kondisi sebenarnya. Perhitungan curah hujan dengan menggunakan metode ratarata aljabar dapat dilihat pada Tabel 5.1 sebagai berikut : No Tabel 5.1 Perhitungan Curah Hujan Rata-rata Tahun Stasiun Pos Hujan Kalisari (Sta 42A) Simongan (Sta 42) Curah hujan Maksimum Rata-rata (mm) 1 1997 111 112 111,50 2 1998 90 71 80,50 3 1999 142 92 117,00 4 2000 132 125 128,50 5 2001 125 91 108,00 6 2002 59 63 61,00 7 2003 85 70 77,50 8 2004 110 112 111,00 9 2005 115 121 118,00 10 2006 112 198 155,00 Sumber : BMG Kelas I Semarang Jawa Tengah V - 2
V - 3
V - 4
5.2.2 Analisa Curah Hujan Harian Maksimum Dari data curah hujan daerah harian, perlu ditentukan kemungkinan curah hujan harian maksimum yang dipergunakan untuk menentukan debit banjir rencana. 5.2.2.1 Analisa Frekuensi Curah Hujan Analisa frekuensi curah hujan diperlukan untuk menentukan jenis sebaran (distribusi). Perhitungan analisa frekuensi curah hujan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 5.2 berikut ini. Tabel 5.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan No Tahun Xi (Xi - X) (Xi - X) 2 (Xi - X) 3 (Xi - X) 4 1 1997 111,50 4,70 22,09 103,82 487,97 2 1998 80,50-26,30 691,69-18191,45 478435,06 3 1999 117,00 10,20 104,04 1061,21 10824,32 4 2000 128,50 21,70 470,89 10218,31 221737,39 5 2001 108,00 1,20 1,44 1,73 2,07 6 2002 61,00-45,80 2097,64-96071,91 4400093,57 7 2003 77,50-29,30 858,49-25153,76 737005,08 8 2004 111,00 4,20 17,64 74,09 311,17 9 2005 118,00 11,20 125,44 1404,93 15735,19 10 2006 155,00 48,20 2323,24 111980,17 5397444,10 Jumlah 1068,00 6712,60-14572,86 11262075,92 X 106,80 Dari hasil perhitungan di atas selanjutnya ditentukan jenis sebaran yang sesuai, dalam penentuan jenis sebaran diperlukan faktor-faktor sebagai berikut : 1. Standar Deviasi (S) S = n i= 1 ( X i - n 1 X) 2 6712,60 S = = 27,3102 10 1 V - 5
2. Koefisien Kemencengan (Cs) n 3 n (Xi - X) i= 1 Cs = (n 1) (n 2) S 10 14572,86 = = 0,0994 3 9 8 27,3102 3 3. Koefisien Kurtosis (Ck) 2 3 n (Xi - X) i= 1 Ck = (n 1) (n 2) (n 3) S n 2 10 11262075,92 = = 4,0169 4 9 8 7 27,3102 4 4. Koefisien Variasi (Cv) S Cv = X 27,3102 = = 0,2557 106,80 5.2.2.2 Pemilihan Jenis Distribusi Dalam statistik terdapat beberapa jenis sebaran (distribusi), diantaranya yang sering digunakan dalam hidrologi adalah : 1. Distribusi Gumbel 2. Distribusi Log Normal 3. Distribusi Log-Person tipe III 4. Distribusi Normal Berikut ini adalah perbandingan syarat-syarat distribusi dan hasil perhitungan analisa frekuensi curah hujan. V - 6
Tabel 5.3 Perbandingan Syarat Distribusi dan Hasil Perhitungan No Jenis Distribusi Syarat Hasil Perhitungan 1 Gumbel Cs 1,1396 Ck 5,4002 0,0094 < 1,1396 4,0169 < 5,4002 2 Log Normal Cs = 3 Cv + Cv 2 Cs = 0,8325 0,0094 < 0,8325 3 Log-Person tipe III Cs 0 0,0094 > 0 4 Normal Cs = 0 0,0094 0 Berdasarkan perbandingan hasil perhitungan dan syarat di atas, maka dapat dipilih jenis distribusi yang memenuhi syarat, yaitu Distribusi Gumbel. 5.2.2.3 Pengujian Kecocokan Jenis Sebaran Pengujian kecocokan sebaran berfungsi untuk menguji apakah sebaran yang dipilih dalam pembuatan duration curve cocok dengan sebaran empirisnya. Dalam hal ini menggunakan metode Chi-kuadrat. Uji Chi-kuadrat (uji kecocokan) diperlukan untuk mengetahui apakah data curah hujan yang ada sudah sesuai dengan jenis sebaran (distribusi) yang dipilih. Pengambilan keputusan uji ini menggunakan parameter X 2 yang dihitung dengan rumus : X di mana : X 2 G 2 O f E f = G i= 1 (Of E f ) E f 2 = harga chi-kuadrat, = jumlah sub kelompok, = frekuensi yang terbaca pada kelas yang sama, = frekuensi yang diharapkan sesuai pembagian kelasnya. Prosedur perhitungan chi-kuadrat adalah sebagai berikut : 1. Urutkan data pengamatan dari data yang besar ke data yang kecil atau sebaliknya. 2. Hitung jumlah kelas yang ada (k) = 1 + 3,322 log n. Dalam pembagian kelas disarankan agar masing-masing kelas terdapat empat buah data pengamatan. V - 7
3. Hitung nilai E f = jumlah data (n)/jumlah kelas (k) 4. Tentukan nilai O f untuk masing-masing kelas 5. Hitung nilai X 2 untuk masing-masing kelas kemudian hitung nilai total X 2 6. Nilai X 2 dari perhitungan harus lebih kecil dari nilai X 2 dari tabel untuk derajat nyata tertentu yang sering diambil sebesar 5 % dengan parameter derajat kebebasan. Rumus Derajat Kebebasan : dk = k - R -1 dimana : dk = derajat kebebasan k = jumlah kelas R = banyaknya keterikatan (nilai R = 2 untuk distribusi normal dan binomial, nilai R = 1 untuk distribusi poisson dan gumbel). Perhitungan Chi-kuadrat : 1. Jumlah kelas (k) = 1 + 3,322 log n = 1 + 3,322 log 10 = 4,332 diambil nilai 4 kelas 2. Derajat kebebasan (dk) = k - R - 1 = 4-1 - 1 = 2 Untuk dk = 2, signifikan (α) = 5 %, maka dari tabel uji chi-kuadrat didapat harga X 2 = 5,991 Tabel uji chi-kuadrat dapat dilihat pada lampiran Laporan Tugas Akhir ini. 3. E f = n / k = 10 / 4 = 2,5 4. D x = (X max X min ) / (k 1) D x = (155,00 61,00) / (4 1) = 31,33 V - 8
5. X awal = X min (0,5 D x ) = 61,00 (0,5 31,33) = 45,34 6. Tabel perhitungan X 2 Tabel 5.4 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat No Nilai Batasan O f E f (O f - E f ) 2 (O f - E f ) 2 E f 1 45,34 X 76,67 1 2,5 2,25 0,9 2 76,67 X 108,00 3 2,5 0,25 0,1 3 108,00 X 139,33 5 2,5 6,25 2,5 4 139,33 X 170,66 1 2,5 2,25 0,9 Jumlah 4,4 Dari hasil perhitungan di atas didapat nilai X 2 sebesar 4,4 yang kurang dari nilai X 2 pada tabel uji Chi-Kuadrat yang besarnya adalah 5,991. Maka dari pengujian kecocokan penyebaran Distribusi Gumbel dapat diterima. 5.2.2.4 Perhitungan Curah Hujan Maksimum Untuk menentukan besarnya debit banjir rencana yang akan terjadi di Kali Semarang, maka terlebih dahulu dicari kemungkina curah hujan harian maksimum. Metode yang digunakan dalam perhitungan curah hujan maksimum ini adalah metode Gumbel. Rumus : S X = X + Sn t di mana : X t (Yt - Y n) = curah hujan rencana dengan periode ulang t tahun (mm), X S S n Y t Y n = curah hujan rata-rata (mm), = standar deviasi (deviation standard), = deviation standar of reduced variate, = reduced variate = mean of reduced variate V - 9
Untuk nilai Y n dan S n didapat dari tabel hubungan Mean of Reduced Variate (Y n ) dan Standard Deviation of The Reduce Variate (S n ) serta dengan jumlah tahun pengamatan (n). Sedangkan nilai Y t didapat dari tabel hubungan periode ulang (T) dengan Reduced Variate (Y t ). Kedua tabel tersebut dapat dilihat pada lampiran Laporan Tugas Akhir ini. Berikut ini adalah salah satu perhitungan curah hujan harian maksimum dengan menggunakan metode Gumbel pada periode ulang 2 tahun Data yang ada : X = 106,80 mm S = 27,3102 Y t = 0,3665 Y n = 0,4592 S n = 0,9496 Curah hujan maksimum : S X = X + Sn t (Yt - Y n) 27,3102 = 106,80 + (0,3665-0,4592) 0,9496 = 104,1340 mm Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 5.5 di bawah ini : No Periode Ulang (Tahun) Tabel 5.5 Perhitungan Curah Hujan Maksimum X S Y t Y n S n Hujan Maksimum (mm) 1 2 106,80 27,3102 0,3665 0,4592 0,9496 104,1340 2 5 106,80 27,3102 1,4999 0,4592 0,9496 136,7302 3 10 106,80 27,3102 2,2502 0,4592 0,9496 158,3086 4 20 106,80 27,3102 2,9702 0,4592 0,9496 179,0156 5 50 106,80 27,3102 3,9019 0,4592 0,9496 205,8110 6 100 106,80 27,3102 4,6050 0,4592 0,9496 226,0320 V - 10
5.3 ANALISA DEBIT BANJIR RENCANA Metode yang digunakan untuk menghitung debit banjir rencana adalah metode Rasional, dengan rumus : 1 Q = C I A = 0,278. C. I. A 3,6 I = R 24 24 t c 2 3 t c = t o + t d di mana : Q = debit maksimum (m 3 /detik), C = koefisien limpasan (run off) air hujan, I = intensitas hujan (mm/jam), A = luas daerah pengaliran (km 2 ), R = hujan maksimum (mm), t c = waktu konsentrasi (menit), t o = waktu yang diperlukan air untuk mengalir di permukaan lahan sampai saluran terdekat. Besar t o didapatkan dari rumus Kirpich (1940), yaitu : 2 n t o = 3,28 L menit 3 S di mana : L = panjang lintasan aliran di atas permukaan lahan (m), S = kemiringan lahan. t d = waktu perjalanan air dari pertama masuk saluran sampai titik keluaran. Rumus : di mana : t d L S = menit 60 V L S = panjang lintasan aliran di dalam saluran/sungai (m), V = kecepatan aliran di dalam saluran (m/detik). Besar nilai V tergantung dari kemiringan dasar saluran (i), kekasaran permukaan saluran (n Manning) dan bentuk saluran. V - 11
Berikut ini adalah salah satu perhitungan debit banjir rencana Kali Semarang dengan menggunakan metode Rasional pada periode ulang 10 tahun. Data yang ada : R = 158,3086 mm C = 0,60 (daerah perumahan) dari buku Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan Dr. Ir. Suripin, M. Eng. Ls = 43,76 m A = 0,375 km 2 Perhitungan : L S 43,76 t d = = = 0,5053 menit 60 V 60 1,4434 V = (1/n). R (2/3). I (1/2) (m/detik) R = A p /P (m) n = 0,030 (n Manning) Kali Semarang A p = 16,461 m 2 P = 12,030 m R = 16,461/12,030 = 1,3683 m V = 1/0,03 1,3683 2/3 0,0012340 1/2 = 1,4434 m/detik 2 n 2 0,011 t o = 3,28 L = 3,28 15 = 10,415 menit 3 S 3 0,0012 karena waktu konsentrasi pertama kurang dari 15 menit, maka durasi 15 menit dipakai untuk memperkirakan intensitas hujan. t c = t o + t d = 15 + 0,5053 = 15,5053 menit 2 3 R 24 158,3086 24 I = = 24 t c 24 15,5053 60 = 135,479 mm/jam 1 1 Q = C I A = 0,60 135,479 0,375 3,6 3,6 = 8,4597 m 3 /detik Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 5.6 di bawah ini : 2 3 V - 12
Tabel 5.6 Perhitungan Debit Banjir Rencana Kali Semarang (Periode Ulang 10 tahun) L Elev D.S. i A V td tc I Q (m) (m) (km 2 ) (m/detik) (menit) (menit) (mm/jam) (m 3 /detik) Smr 241+13 1,289 43,760 0,0012340 0,375 1,4434 0,5053 15,5053 135,479 8,4597 Smr 240 1,235 299,000 0,0012508 0,513 1,4581 3,4176 18,9229 118,623 10,1355 Smr 230 0,861 297,610 0,0012500 0,820 1,4153 3,5046 22,4275 105,913 14,4688 Smr 220 0,489 296,420 0,0012179 1,129 1,4884 3,3192 25,7467 96,598 18,1711 Smr 210 0,128 298,280 0,0008348 1,541 1,2901 3,8535 29,6002 88,017 22,6007 Smr 200-0,121 296,240 0,0008338 1,960 1,4596 3,3827 32,9829 81,888 26,7455 Smr 190-0,368 309,010 0,0008317 2,574 1,5363 3,3522 36,3351 76,769 32,9293 Smr 180-0,625 294,940 0,0008341 3,205 1,5114 3,2523 39,5874 72,502 38,7240 Smr 170-0,871 302,230 0,0008139 4,187 1,5346 3,2825 42,8699 68,750 47,9724 Smr 160-1,117 292,850 0,0006659 4,690 1,4131 3,4540 46,3239 65,287 51,0293 Smr 150-1,312 289,280 0,0006672 5,187 1,4076 3,4252 49,7491 62,254 53,8135 Smr 140-1,505 298,560 0,0006665 5,699 1,4163 3,5134 53,2625 59,484 56,5030 Smr 130-1,704 309,090 0,0006665 6,230 1,5115 3,4081 56,6706 57,073 59,2631 Smr 120-1,910 286,890 0,0006692 6,723 1,5902 3,0068 59,6774 55,139 61,7828 Smr 110-2,102 321,410 0,0003018 6,748 1,0723 4,9954 64,6728 52,260 58,7751 Smr 100-2,199 269,140 0,0001003 6,773 0,6318 7,1002 71,7729 48,752 55,0332 Smr 90-2,226 305,330 0,0001015 6,798 0,6340 8,0269 79,7999 45,424 51,4654 Smr 80-2,257 304,050 0,0000987 6,823 0,6300 8,0436 87,8435 42,606 48,4497 Smr 70-2,287 285,340 0,0001016 6,848 0,6102 7,7937 95,6371 40,257 45,9468 Smr 60-2,316 315,570 0,0000982 6,873 0,6109 8,6094 104,2465 38,008 43,5381 Smr 50-2,347 612,599 0,0001012 6,898 0,6550 15,5881 119,8347 34,634 39,8179 Smr 30-2,409 V - 13
L Elev D.S. i Analisa Data A V td tc I Q (m) (m) (km 2 ) (m/detik) (menit) (menit) (mm/jam) (m 3 /detik) 317,046 0,0000978 6,923 0,6522 8,1016 127,9363 33,156 38,2560 Smr 20-2,440 304,853 0,0001017 6,948 0,5946 8,5455 136,4818 31,756 36,7735 Smr 10-2,471 291,582 0,0000995 6,973 0,6812 7,1338 143,6155 30,695 35,6727 Smr 0-2,500 5.4 ANALISA PENAMPANG KALI SEMARANG YANG ADA Analisa ini dilakukan sebagai kontrol terhadap perhitungan debit banjir rencana. Dari data-data yang ada dapat dihitung kapasitas maksimal debit Kali Semarang dengan rumus : V = (1/n). R (2/3). I (1/2) (m/detik) R = A p /P (m) 2 P = B + 2H (1 + m ) (m) A p = H (B + m. H) (m 2 ) A p = Q/V (m 2 ) Dimana : V = kecepatan aliran (m/detik) A p = luas penampang aliran (m 2 ) P = keliling basah aliran (m) R = jari-jari hidrolis (m) n = kekasaran manning I = kemiringan dasar saluran B = lebar dasar saluran (m) H = tinggi air (m) m = kemiringan talud (1 vertikal : m horisontal) w = tinggi jagaan (m) Berikut ini adalah perhitungan kapasitas maksimal Kali Semarang pada ruas Smr 0 Smr 10. Data yang ada : L = 291,582 m (ruas Smr 0 Smr 10) I = 0,0000995 B = 38 m (lebar saluran) V - 14
H = 3,62 m (tinggi saluran) m = 2,76 (kemiringan dinding saluran) Perhitungan : A p = H (B + m. H) = 3,62 (38 + 2,76 3,62) = 173,728 m 2 2 P = B + 2H (1 + m ) 2 = 38 +(2 3,62 (1 + 2,76 ) ) = 59,254 m R = A p /P = 173,728/59,254 = 2,9391 m V = (1/n). R (2/3). I (1/2) = 1/0,03 2,9391 2/3 0,0000995 1/2 = 0,681 m/detik Q = V A p = 0,681 173,728 = 118,3054 m 3 /detik Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 5.7 di bawah ini : Tabel 5.7 Perhitungan Kapasitas Existing Penampang Kali Semarang Ruas L (m) Elev D.S. (m) Smr 0-2,5 I B (m) H (m) m Ap P V Q (m 2 ) (m) (m/det) (m 3 /s) 291,582 0,0000995 38,00 3,620 2,76 173,728 59,254 0,6810 118,3054 Smr 10-2,471 304,853 0,0001017 38,00 2,780 2,59 125,657 53,436 0,5944 74,6903 Smr 20-2,44 317,046 0,0000978 38,00 3,310 2,14 149,226 53,637 0,6520 97,2961 Smr 30-2,409 612,599 0,0001012 21,00 3,430 1,02 84,030 30,799 0,6548 55,0201 Smr 50-2,347 315,570 0,0000982 20,00 3,422 2,76 100,760 40,091 0,6107 61,5355 Smr 60-2,316 285,340 0,0001016 20,00 3,418 3,38 107,848 44,096 0,6100 65,7885 Smr 70-2,287 304,050 0,0000987 20,00 3,409 1,75 88,517 33,742 0,6298 55,7483 Smr 80-2,257 305,330 0,0001015 20,00 3,406 2,00 91,322 35,232 0,6338 57,8769 Smr 90-2,226 269,140 0,0001003 20,80 3,393 2,00 93,589 35,971 0,6316 59,1079 Smr 100-2,199 321,410 0,0003018 19,62 3,389 0 66,492 26,398 1,0720 71,2807 V - 15
Ruas L Elev D.S. Smr 110-2,102 I B H m Ap P V Q (m) (m) (m) (m) (m 2 ) (m) (m/det) (m 3 /s) 286,890 0,0006692 20,50 3,312 0 67,896 27,124 1,5898 107,9384 Smr 120-1,91 309,090 0,0006665 18,31 3,120 0 57,127 24,550 1,5111 86,3258 Smr 130-1,704 298,560 0,0006665 18,67 2,727 0 50,913 24,124 1,4159 72,0896 Smr 140-1,505 289,280 0,0006672 17,88 2,727 0 48,759 23,334 1,4073 68,6162 Smr 150-1,312 292,850 0,0006659 18,12 2,742 0 49,685 23,604 1,4128 70,1928 Smr 160-1,117 302,230 0,0008139 16,13 2,747 0 44,309 21,624 1,5342 67,9791 Smr 170-0,871 294,940 0,0008341 12,78 2,841 0 36,308 18,462 1,5111 54,8652 Smr 180-0,625 309,010 0,0008317 12,58 2,975 0 37,426 18,530 1,5360 57,4850 Smr 190-0,368 296,240 0,0008338 12,89 2,628 0 33,875 18,146 1,4593 49,4328 Smr 200-0,121 298,280 0,0008348 8,10 2,511 0 20,339 13,122 1,2899 26,2353 Smr 210 0,128 296,420 0,0012179 7,91 2,282 0 18,051 12,474 1,4882 26,8634 Smr 220 0,489 297,610 0,0012500 6,83 2,141 0 14,623 11,112 1,4152 20,6948 Smr 230 0,861 299,000 0,0012508 7,77 2,129 0 16,542 12,028 1,4580 24,1182 Smr 240 1,235 43,760 0,0012340 7,82 2,105 0 16,461 12,030 1,4432 23,7570 Smr 241+13 1,289 Hasil perhitungan kapasitas existing Kali Semarang di atas kemudian dibandingkan dengan hasil perhitungan debit banjir rencana yang telah dihitung sebelumnya pada Tabel 5.6, sehingga dapat diketahui apakah Kali Semarang masih mencukupi kapasitasnya. Perbandingan dapat dilihat pada Tabel 5.8 sebagai berikut : V - 16
Tabel 5.8 Perbandingan Kapasitas Existing dan Debit Rencana Kali Semarang Ruas Debit Debit Keterangan Existing Rencana Smr 0 118,3054 35,6727 tidak meluap Smr 10 74,6903 36,7735 tidak meluap Smr 20 97,2961 38,2560 tidak meluap Smr 30 55,0201 39,8179 tidak meluap Smr 50 61,5355 43,5381 tidak meluap Smr 60 65,7885 45,9468 tidak meluap Smr 70 55,7483 48,4497 tidak meluap Smr 80 57,8769 51,4654 tidak meluap Smr 90 59,1079 55,0332 tidak meluap Smr 100 71,2807 58,7751 tidak meluap Smr 110 107,9384 61,7828 tidak meluap Smr 120 86,3258 59,2631 tidak meluap Smr 130 72,0896 56,5030 tidak meluap Smr 140 68,6162 53,8135 tidak meluap Smr 150 70,1928 51,0293 tidak meluap Smr 160 67,9791 47,9724 tidak meluap Smr 170 54,8652 38,7240 tidak meluap Smr 180 57,4850 32,9293 tidak meluap Smr 190 49,4328 26,7455 tidak meluap Smr 200 26,2353 22,6007 tidak meluap Smr 210 26,8634 18,1711 tidak meluap Smr 220 20,6948 14,4688 tidak meluap Smr 230 24,1182 10,1355 tidak meluap Smr 240 23,7570 8,4597 tidak meluap Berdasarkan hasil perbandingan debit existing per ruas terhadap debit rencana per ruas di atas, didapat bahwa debit existing (Q maks ) lebih besar dari debit banjir rencana (Q rencana ). Jadi dapat disimpulkan bahwa penampang sungai masih mampu menampung debit banjir karena kapasitasnya masih mencukupi. 5.5 ANALISA HIDRAULIKA (Backwater) 5.5.1 Analisa Backwater Kali Semarang Analisa backwater ini digunakan Metode Tahapan Standar (Standard Step Method). Untuk memudahkan dalam perhitungan backwater ini, analisa perhitungan disajikan dalam bentuk tabel dengan urutan perhitungan sebagai berikut : V - 17
Kolom 1 = lokasi titik di mana kedalamannya airnya dihitung Kolom 2 = jarak antar stasiun/patok (m) Kolom 3 = elevasi dasar saluran Kolom 4, Q = debit rencana periode ulang 10 tahun Kolom 5, Z = konversi elevasi dasar saluran yang dimulai dari elevasi 0,000 Kolom 6, h = perkiraan kedalaman air (m) Kolom 7, B = lebar saluran (m) Kolom 8, m = kemiringan dinding saluran Kolom 9, A = luas penampang basah saluran (A) yang dihitung untuk kedalaman (h) pada kolom 6 A = h (B + m. h) untuk penampang saluran trapesium A = B. h untuk penampang saluran persegi Kolom 10, P = keliling penampang basah saluran 2 P = B + 2h (1 + m ) untuk penampang saluran trapesium A = B. h untuk penampang saluran persegi Kolom 11, V = kecepatan aliran (V = Q/A) di mana A luas penampang diambil dari kolom 9 V 2 Kolom 12 = tinggi kecepatan energi, 2g V 2 Kolom 13, H 1 = total tinggi energi, H 1 = Z + h + 2g Kolom 14, R = jari-jari hidrolis untuk kedalaman air (h) dengan rumus (R = A/P) 2 2 n V Kolom 15, S f = kemiringan garis energi, S f = 1/3 R Kolom 16, S f = kemiringan rata-rata garis energi, S f rata-rata = (S fi + S fi+1 )/2 Kolom 17, dx = jarak antar titik yang dihitung kedalaman airnya dan lokasi yang telah dihitung kedalaman air sebelumnya Kolom 18, h f = kehilangan tinggi energi sepanjang dx dihitung dari persamaan, h f = dx. S f V - 18
Kolom 19, H 2 = tinggi tekanan energi total, yang dihitung dari penambahan kehilangan tinggi energi (h f ) dengan tinggi energi total (H 1 ) di kolom 13. Jika selisih H 1 dan H 2 berada pada kisaran yang dapat diterima, maka perkiraan kedalaman air (h) pada kolom 3 merupakan kedalaman air yang dicari pada titik tersebut dan perhitungan dapat dilanjutkan pada titik berikutnya. Sebaliknya jika selisihnya masih jauh, maka diulang dengan harga (h) yang baru. V - 19
V - 20
V - 21
V - 22
5.5.2 Analisa Backwater Kali Baru Kali Baru merupakan suatu saluran yang berfungsi sebagai kolam tampungan memanjang yang berhubungan langsung dengan laut. Sehingga dalam analisa backwaternya tidak digunakan Metode Tahapan Langsung (Direct Step Method) ataupun Metode Tahapan Standard (Standard Step Method) seperti dalam perhitungan backwater pada Kali Semarang. Jadi untuk mengetahui kapasitas Kali Baru dipergunakan acuan elevasi HWL air laur, yaitu + 0,450 yang dibandingkan terhadap elevasi tanggul existing. Analisa backwater Kali Baru dapat dilihat pada Gambar 5.4 sebagai berikut : V - 23
V - 24
V - 25
V - 1