BAB II KAJIAN PUSTAKA. Tijaua Umum.. Bajir Bajir adalah merupaka suatu keadaa sugai dimaa alira airya tidak tertampug oleh palug sugai, karea debit bajir lebih besar dari kapasitas sugai yag ada. Secara umum peyebab terjadiya bajir dapat dikategorika mejadi dua hal, yaitu karea sebab sebab alami da karea tidaka mausia. Yag termasuk sebab alami diataraya : Curah huja Pada musim peghuja curah huja yag tiggi aka megakibatka bajir di sugai da bilamaa melebihi tebig sugai, maka aka timbul bajir atau geaga. Pegaruh fisiografi Fisiografi atau geografi fisik sugai seperti betuk, da kemiriga Daerah Pegalira Sugai (DPS), kemiriga sugai, Geometri hidrolik (Betuk peampag seperti lebar, kedalama, potoga memajag, material dasar sugai), lokasi sugai. Erosi da sedimetasi Erosi di DPS berpegaruh terhadap kapasitas peampuga sugai, karea taah yag tererosi pada DPS tersebut apabila terbawa air huja ke sugai aka megedap da meyebabka terjadiya sedimetasi. Sedimetasi aka meguragi kapasitas sugai da saat terjadi alira yag melebihi kapasitas sugai dapat meyebabka bajir. Kapasitas sugai Peguraga kapasitas alira bajir pada sugai disebabka oleh pegedapa yag berasal dari erosi dasar sugai da tebig sugai yag berlebiha, karea tidak adaya vegetasi peutup.
Pegaruh air pasag Air laut memperlambat alira sugai ke laut. Pada waktu bajir bersamaa dega air pasag yag tiggi, maka tiggi geaga/ bajir mejadi lebih tiggi karea terjadi alira balik (back water) Yag termasuk peyebab bajir akibat tidaka mausia diataraya : Perubaha kodisi daerah pegalira sugai Perubaha DPS seperti peggudula huta, usaha pertaia yag kurag tepat, perluasa kota da perubaha tata gua laiya dapat memperburuk masalah bajir karea berkuragya daerah resapa air da sedimet yag terbawa ke sugai aka memperkecil kapasitas sugai yag megakibatka meigkatya alira bajir. Kawasa kumuh Perumaha kumuh yag terdapat di batara sugai merupaka peghambat alira sugai. Sampah Pembuaga sampah di alur sugai dapat meiggika muka air bajir karea meghalagi alira... Pegedalia Bajir Merupaka kegiata perecaaa, pelaksaaa pekerjaa pegedalia bajir, eksploitasi da pemeliharaa, yag pada dasarya utuk megedalika bajir, pegatura pegguaa daerah datara bajir da meguragi atau mecegah adaya bahaya/kerugia akibat bajir. Ada 4 strategi dasar utuk pegelolaa daerah bajir yag meliputi (Grigg, 996) : Modifikasi keretaa da kerugia bajir (peetua zoa atau pegatura tata gua laha) Modifikasi bajir yag terjadi (peguraga) dega batua pegotrol (waduk) atau ormalisasi sugai. Modifikasi dampak bajir dega pegguaa tekis mitigasi seperti asurasi, peghidara bajir (flood profig) 7
Pegatura peigkata kapasitas alam utuk dijaga kelestariaya seperti peghijaua. Alat utuk empat strategi dasar dapat digambarka sebagai berikut : Pegedalia Bajir Metode Struktur Metode No Struktur Perbaika da Pegatura Sistem sugai Sistem jariga sugai Normalisasi sugai Perliduga taggul Taggul bajir Sudeta (By Pass) Flood way Bagua Pegedali Bajir Beduga (dam) Kolam Retesi Pembuata check dam (peagkap sedime) Bagua pegurag Kemiriga sugai Groud sill Retardig Basi Pembuata Polder Pegelolaa DAS Pegatura tata Gua laha Pegedalia erosi Pegembaga daerah bajir Pegatura daerah bajir Peagaa kodisi darurat Peramala bajir Perigata bahaya bajir Asurasi Law Eforcemet Gambar. Pegedalia bajir metode stuktur da No Struktur Seperti ditujukka dalam gambar. ada dua metode pedekata utuk aalisis pegedalia bajir yaitu metode struktur da o-struktur. Beberapa metode struktur diuraika sebagai berikut : Beduga (dam) Beduga diguaka utuk meampug da megelola distribusi alira sugai. Pegedalia diarahka utuk megatur debit air sugai disebelah hilir beduga. Kolam Peampuga (retetio basi) Kolam peampuga (retetio basi) berfugsi utuk meyimpa semetara volume air bajir sehigga pucak bajir dapat dikuragi da dilepaska kembali pada saat air surut. Wilayah yag diguaka utuk kolam peampuga biasaya didaerah datara redah. 8
Taggul Peaha Bajir Taggul peaha bajir adalah peghalag yag didesai utuk meaha bajir di palug sugai utuk melidugi daerah sekitarya. Salura By pass Salura bay pass adalah salura yag diguaka utuk megalihka sebagia atau seluruh alira air bajir dalam ragka meguragi debit bajir pada daerah yag dilidugi. Sistem pegeruka sugai/ormalisasi sugai Sistem pegeruka atau pegeruka salura adalah bertujua memperbesar kapasitas tampug sugai da memperlacar alira. Normalisasi diataraya mecakup kegiata melebarka sugai, megarahka alur sugai da memperdalam sugai (pegeruka)...3 Peaggulaga Bajir Peaggulaga bajir perlu dilakuka utuk meagai bajir dalam keadaa darurat, terutama utuk bagua pegedali bajir yag rusak da kritis. Hal hal yag harus diperhatika dalam perecaaa peaggulaga bajir atara lai : Idetifikasi masalah Sebelum terjadi bajir sebaikya dilakuka pemeliharaa taggul da bagua pegedali bajir, di dalam survey perlu dilakuka idetifikasi pada tempat tempat tertetu di sepajag sugai yag rawa terhadap bajir da perlu di buat map utuk daerah rawa bajir di datara redah. Kebutuha baha da peralata peaggulaga Baha peralata yag diperluka utuk peaggulaga bajir harus disiapka sebelum bajir da dalam keadaa baik. Baha yag perlu disiapka atara lai brojog, karug plastic, ijuk, kayu. Sedagka peralata yag perlu dipersiapka meliputi Alat kerja (Sekop, gergaji, cagkul, dsb), alat trasportasi, alat komuikasi, Peralata peeraga, perlegkapa persoil. 9
Kebutuha teaga peaggulaga Teaga peaggulaga harus jelas pembagiaya da di buat dalam kelompok (Kelompok roda, pegamat, peaggulaga darurat da regu cadaga) pegeraha teaga perlu didiskusika dega aparat pemeritah setempat da sesuai dega weweag pada satua koordiasi Pelaksaa peaggulaga becaa alam (Satkorlak PBA)...4 Peramala Bajir (Flood Forecastig) da Sistem Perigata Dii Bahaya Bajir (Early Warig System) Pada suatu sugai perlu adaya peramala bajir da perigata dii bajir terutama utuk sugai yag melewati daerah yag padat peduduk da mempuyai sifat bajir yag membahayaka. Hal ii dimaksudka utuk meguragi kerugia yag lebih besar sebagai akibat adaya bajir tersebut. Peramala Bajir Utuk megetahui datagya bajir dapat diketahui dega cara yag sederhaa melalui gejala alam yag terjadi, misalya bayak seragga yag keluar dari dalam taah, suara katak bersahuta da sebagaiya. Cara ii biasaya diketahui baik oleh peduduk setempat da aka mempersiapka segala persiapa utuk meghadapai hal hal yag membahayaka dari bajir. Berdasarka pegembaga kehidupa masyarakat yag semaki meigkat, maka perlu adaya peramala bajir secara tepat da cepat. Peramala tersebut secara tekis dapat dilakuka atara lai : a. Pegamata tiggi muka air pada pos pos pegamat Cara ii dilakuka dega melakuka pegamata tiggi muka air sugai pada beberapa pos pegamata. Pos duga muka air sugai diperluka miimal dua buah, yag ada disebelah hulu da daerah yag diamaka. Apabila tiggi muka air bajir pada pos hulu diketahui, maka dapat diramalka waktu yag diperluka utuk bajir sampai pada daerah yag diamaka berdasarka aalisa flood routig. Selag waktu sebelum bajir tiba diperguaka utuk megabarka pada istasi terkait. 0
b. Telemeterig / Pegamata curah huja. Utuk daerah yag bahaya bajirya tiggi, biaaya megguaka peramala yag lebih dii, yaitu megguaka radar pecatat huja di daerah alira sugai. Berdasar radar tersebut, iformasi tiggi huja dikirimka pada pos pegolah data, yag aka meramalka besarya bajir pada daerah yag aka diamaka. Cara ii bekerja otomatis da megguaka peralata yag moder, sehigga haya dipakai pada sugai sugai yag berbahaya. Pemberitaa Bajir Sebelum bajir tiba, perlu adaya persiapa peaggulaga bajir diataraya kegiata pemberitaa bahaya bajir. Pemberitaa ii diiformasika ke kator kator terlebih dahulu utuk diteruska ke masyarakat. Utuk mejami ketepata berita bajir perlu diperhatika: - Kesamaa bahasa komuikasi - Pemakai bahasa yag sigkat da jelas - Peyampaia berita pada saat yag tepat terhadap bajir - Adaya jalur komuikasi yag jelas - Saraa komuikasi yag memadai - Adaya pembagia tugas da taggu jawab yag jelas. a. Saraa pemberitaa Saraa utuk pemberitaa bajir dapat berupa ketoga, peluit, radio pemacar da peerima, telepo, sirie, dsb b. Saat da selag pemberitaa Gejala awal aka terjadiya bajir pada umumya dapat diketahui dari keduduka tiggi muka air sugai da kodisi bajir terhadap taggul. Tigkat bahaya suatu sugai dapat ditetuka berdasarka kedua hal tersebut. Pemberitaa dilakuka pada awal masig masig tigkat siaga (,, da 3) seperti pada tabel. Tabel. Tigkat siaga da pemberitaa bajir NO Tigkat Tigkat Tiggi jagaa Selag waktu Selag waktu Isyarat bahaya siaga bajir (m) pegamata (jam) pemberitaa. Bahaya Siaga.75.5.00 6.00
Tabel. Lajuta. Bahaya Siaga.5-0.75.00 3.00 3. Bahaya 3 Siaga 3 0.75 0.50 Saat bagua pegedali kritis Terus meerus 0.5.00. Batasa da Pegertia Utuk memudahka pemahama megeai Tugas akhir ii perlu diketahui beberapa batasa da beberapa pegertia istilah yag diguaka... Daerah Pegalira Sugai (Catchmet Area) Daerah pegalira sugai adalah suatu kesatua wilayah tata air yag terbetuk secara alamiah dimaa air meresap da atau megalir melalui sugai da aak aak sugai yag bersagkuta... Wilayah Sugai Wilayah sugai adalah suatu kesatua wilayah sistem tata pegaira sebagai suatu pegembaga wilayah sugai yag terdiri dari satu atau lebih daerah pegalira sugai...3 Batara sugai Batara sugai adalah daerah yag terletak pada kedua sisi da disepajag alur sugai dimaa terletak atara tepi palug alur sugai sampai pada kaki taggul sebelah dalam...4 Garis Sempada Sugai Garis sempada sugai adalah garis batas luar pegama sugai dihitug kira kira 5 meter dari luar kaki taggul utuk sugai yag bertaggul, da ditetapka tersediri utuk sugai yag tidak bertaggul da bagua bagua air sugai. Utuk sugai yag tak bertaggul garis sempada ditetapka berdasarka pertimbaga tekis da sosial ekoomis...5 Daerah Sempada Sugai Daerah sempada sugai adalah daerah yag dibatasi oleh garis sempada dega kaki taggul sebelah luar atau garis sempada dega tebig utuk sugai yag tidak bertebig.
.3 Tijaua hidrologi Aalisis hidrologi diperluka utuk memperoleh besarya debit bajir recaa suatu wilayah. Debit bajir recaa merupaka debit maksimum dega periode ulag tertetu yaitu besarya debit maximum yag rata-rata terjadi satu kali dalam periode ulag yag ditijau. - Data Historik :Data CH dr Sta huja. - Data existig :Peta Topografi - Sistem Morfologi da Karakteristik PENGOLAHAN DATA CH UNTUK DIPILIH CH HARIAN MAKSIMUM TAHUNAN - Sta.Poolawe - Sta. Kaje - Sta.Brodog - Sta Kauma PERHIT.CH RATA - RATA WILAYAH - Metode Aljabar - Metode Poligo Theise - Metode Isohyet PLOTTING DATA DENGAN CARA WEIBULL pada kertas : - Normal (Gauss) - Gumbel - Log Perso - Log Normal ANALISIS DIST SEBARAN - Normal (C s =0, Ck=3) - Log Normal (Cv=0.06,Cs= 3Cv+Cv ) - Gumbel (Ck 5.4, Cs =.4) - Log Perso III (Cs = 0, Cv = UJI KECOCOKAN SEBARAN - Metode Chi Kuadrat - Metode Smirof-Kolmogorof PEMILIHAN JENIS DISTRIBUSI - Metode Gumbel - Metode Normal - Metode Log Normal - Metode Log Perso III PERHITUNGAN C. H RENCANA Berdasarka Distribusi yag Terpilih PERHIT. DEBIT RENCANA - Metode Hasper Metode Jawa Sumatera - Metode Ratioal DEBIT BANJIR RENCANA Gambar. Baga Alir Perhituga Hidrologi 3
.3. Aalisis Curah Huja yag Mewakili DAS Utuk keperlua perecaaa sistem pegedalia bajir pada suatu wilayah, perlu diketahui besarya curah huja yag mewakili DAS, dimaa dapat diperoleh dari aalisa data curah huja haria maksimum tahua dari beberapa stasiu peakar huja yag ada di wilayah tagkapa huja (catchmet area). Adapu cara yag dipakai utuk memperoleh curah huja wilayah adalah :.3.. Metode Rata rata aljabar Dapat diguaka dega hasil yag memuaska apabila daerahya datar da peempata alat ukur tersebut tersebar merata. Cara ii adalah cara yag palig sederhaa. Metode rata-rata aljabar dihitug dega mejumlahka curah huja dari semua tempat pegukura selama satu periode tertetu da membagiya dega bayakya tempat pegukura. Jika dirumuska dalam suatu persamaa adalah sebagai berikut : R = R + R + R3 +... + R Di maa : R R,...,R = curah huja rata-rata (mm) = besarya curah huja pada masig-masig stasiu (mm) = bayakya stasiu huja 3 Batas DAS 4 Sta. pegamata Gambar.3 Sketsa Stasiu Curah Huja Cara Rata-rata Aljabar (Sumber : Sri Harto, Aalisis Hidrologi, 993 ) 4
.3.. Cara Poligo Thiesse Cara ii memberika proporsi luasa daerah pegaruh pos peekar huja utuk megakomodasi ketidakseragama jarak. Cara ii cocok utuk daerah datar dega luas 500 5000 km. A R Rumus : R = + A R +... + A R A + A... + A = A R + A R +... + A R A R = R W + RW +... + RW Di maa : R = curah huja rata-rata (mm) R, R,...,R = curah huja masig-masig stasiu (mm) W, W,...,W = faktor bobot masig-masig stasiu yaitu% daerah pegaruh terhadap luas keseluruha. (Sumber : Sri Harto, Aalisis Hidrologi, 993) A A Batas DAS 3 A A3 Sta. Gambar.4 Pembagia Daerah dega Cara Poligo Thiesse.3..3 Cara Isohyet Isohyet adalah garis legkug yag merupaka harga curah huja yag sama. Umumya sebuah garis legkug meujukka agka yag bulat. 5
Isohyet ii diperoleh dega cara iterpolasi harga-harga curah huja yag tercatat pada peakar huja lokal (Rt). Rumus : R = Keteraga : Ai xr A i i R = curah huja rata-rata (mm) Ri = curah huja stasiu i ( mm ) Ai = luas DAS stasiu i ( km ) (Sumber : Sri Harto, Aalisis Hidrologi, 993) RA 4 R R3 3 R4 R Batas DAS Gambar.5 Pembagia Daerah Cara Garis Isohyet.3. Curah Huja Recaa Setelah medapatka curah huja wilayah dari beberapa stasiu yag berpegaruh di daerah alira sugai tersebut, selajutya diaalisis secara statistik utuk medapatka pola sebara yag sesuai dega sebara curah huja wilayah tersebut. Ada beberapa macam jeis distribusi sebara atara lai: a. Distribusi Normal b. Distribusi log Normal c. Distribusi Log Perso III d. Distribusi Gumbel 6
Jeis distribusi sebara yag terpilih merupaka dasar utuk meetuka Curah huja recaa dega periode ulag tertetu. Ada dua cara utuk meetuka jeis sebara yaitu dega : a. Aalitis (Peetua Parameter Statistik ) b. Grafis (Plottig pada Kertas Probabilitas).3.. Parameter Statistik Dalam peetua jeis distribusi yag aka dipakai dalam perhituga, maka diperluka parameter statistik sebagai berikut : Deviasi Stadart (Sx) Koefisie Skewess (G) Koefisie Kurtosis (Ck) Koefisie Variasi (Cv) a. Deviasi Stadart (Sx) Umumya ukura dispersi yag palig bayak diguaka adalah deviasi stadart (stadart deviatio) da varia (variace).varia diguaka utuk meghitug ilai kuadrat dari deviasi stadar. Apabila peyebara data sagat besar terhadap ilai rata-rata maka ilai stadar devioasi aka besar, tetapi apabila peyebara data sagat kecil terhadap ilai rata-rata maka stadar deviasi aka kecil. Sx = i= ( Xi X ) Di maa : Sx = Stadar Deviasi Xi = Nilai variat X = Curah huja rata-rata = jumlah data. 7
b. Koefisie Skewess ( G ) Kemecega ( skewess ) adalah suatu ilai yagmmeujukka derajat ketidaksimetrisa (asymmetry) dari suatu betuk distribusi. Umumya ukura kemecega diyataka dega besarya koefisie kemecega (coefficiet of skewess) Cs Cs X i ( X X ) i i= = ( )( ) Sx 3 3 = koefisie kemecega = ilai varia X N Sx = ilai rata-rata = jumlah data = stadar deviasi c. Koefisie Kurtosis ( Ck ) Pegukura kurtosis dimaksudka utuk megukur keruciga dari betuk kurva distribusi, yag umumya dibadigka dega distribusi ormal. Rumus koefisie kurtosis adalah : Gambar.6 Koefisie Kurtosis 8
Ck = Ck X i i= ( X X ) ( )( )( 3) Sx i = koefisie kurtosis = ilai varia 4 4 X Sx = ilai rata-rata = jumlah data = stadar deviasi d. Koefisie Variasi ( Cv ) Koefisie variasi adalah ilai perbadiga atara deviasi stadar dega ilai rata-rata hitug dari suatu distribusi. Koefisie variasi dapat dihitug dega rumus sebagai berikut : Sx Cv = X Cv Sx X = koefisie variasi = stadar deviasi = ilai rata-rata e. Pemiliha Jeis Sebara Ada berbagai macam distribusi teoritis yag kesemuaya dapat dikelompokka mejadi dua yaitu distribusi diskrit da distribusi kotiyu. Yag diskrit adalah biomial da poiso. Sedag yag kotiyu adalah Normal, Log Normal, Pearso da Gumbel. (Soewaro,995) o Distribusi ormal Cs 0 ; Ck 3 o Distribusi log ormal Cv 0,06 ; Cs 3Cv + Cv 9
o Distribusi Gumbel Cs,4 ; Ck 5,4 ; o Distribusi log Pearso III Cs 0 ; Cv 0.05.3.. Plottig di Kertas Probabilitas da pegujia Kecocoka Sebara.3... Plottig Data di Kertas Probabilitas Disampig dega uji parameter statistik, utuk meetuka jeis sebara dapat juga dilakuka dega plottig pada kertas probabilitas. Sebelum dilakuka peggambara, data harus diurutka dahulu dari kecil ke besar. Peggambara posisi (Plotig positio) yag dipakai adalah cara yag dikembagka oleh Weibull, cara ii dipilih karea probabilitasya tidak mugki 00 %. m P = x 00% + T r = P di maa : P = Peluag terjadiya curah huja tertetu m = omor urut ( perigkat ) data setelah diurutka dari besar ke kecil = bayakya data atau jumlah kejadia. Tr = Periode ulag kemudia dilakuka plottig data pada kertas probabilitas Normal, Gumbel, Log Normal da Log Pearso III. Dibawah ii adalah cotoh kertas plottig probabilitas. 0
Gambar.7 Probability paper Normal Gambar.8 Probability paper Gumbel Gambar.9 Probability paper Log Normal Gambar.0 Probability paper Log Pearso III Pemiliha distribusi yag diambil yaitu garis regresi yag palig medekati garis lurus. Dega persamaa: Y= a + b x ) ( ) )( ( ) ( ) )( ( ) )( ( = = X X Y X Y X B X X Y X X X Y A
Dimaa: Y A B X = Subjek dalam variable depede yag diprediksika. = Harga Y bila X=0 (harga kosta) = Agka arah atau koefisie regresi, yag meujukka agka peigkata ataupu peurua variable depede yag didasarka pada variable idepedet. = subjek pada variable idepedet yag mempuyai ilai tertetu..3... Pegujia Kecocoka Sebara Uji keselarasa dimaksudka utuk meetapka apakah persamaa distribusi peluag yag telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistik sample data yag diaalisa. Ada dua jeis uji kecocoka sebara (Goodess of Fit Test), yaitu uji keselarasa Chi Kuadrat da Smirov Kolmogorof. ) Uji Chi Kuadrat Uji chi-kuadrat dimaksudka utuk meetuka apakah persamaa distribusi peluag yag telah dipilih dapat mewakili dari data distribusi statistik sampel data yag di aalisis. Pegambila keputusa uji ii megguaka parameter x, oleh karea itu disebut uji chi-kuadrat. Rumus : Di maa : f ( E O ) = E f = harga chi kuadrat. Oi = jumlah ilai pegamata pada sub kelompok ke i. Ei = jumlah ilai teoritis pada sub kelompok ke i. Proseduruji Chi Kuadrat adalah:. Urutka data pegamata (dari besar kekecil atau sebalikya)
. Hitug jumlah kelas yag ada (K) = +3,3. log jumlahdata 3. Hitug ilai Ef= jumlahkelas 4. Tetuka ilai Of utuk setiap kelas 5. Hitug ilai X Cr utuk setiap kelas, kemudia hitug ilai total X Cr 6. Nilai X Cr dari perhituga harus lebih kecil dari ilai X Cr dari table utuk derajat yata tertetu. Adapu kriteria peilaia hasilya adalah sebagai berikut : a. Apabila peluag >5% maka persamaa distribusi teoritis yag diguaka dapat diterima. b. Apabila peluag < % maka persamaa distribusi teoritis yag diguaka dapat diterima. c. Apabila peluag berada diatar % - 5% maka tidak mugki megambil keputusa, perlu peambaha data. Dk = K ( P + ) Dk K = derajat kebebasa. = bayakya kelas (grup) P = Bayakya keterikata (costrai) atau sama dega bayakya parameter, yag utuk sebara Chi kuadrat = Tabel. Nilai Kritis utuk Distribusi Chi Kuadrat Derajat Kepercayaa Dk 0.995 0.99 0.975 0.95 0.05 0.05 0.0 0.005 0.0000393 0.00057 0.00098 0.00393 3.84 5.04 6.635 7.879 0.00 0.00 0.0506 0.03 5.99 7.378 9.0 0.597 3 0.077 0.5 0.6 0.35 7.85 9.348.345.838 4 0.07 0.97 0.484 0.7 9.488.43 3.77 4.860 5 0.4 0.554 0.83.45.070.83 5.086 6.750 6 0.676 0.87.37.635.59 4.449 6.8 8.548 7 0.989.39.69.67 4.067 6.03 8.475 0.78 8.344.646.8.733 5.507 7.535 0.09.955 9.735.088.7 3.35 6.99 9.03.666 3.589 0.56.558 3.47 3.940 8.307 0.483 3.09 5.88.603 3.053 3.86 4.575 9.675 4.9 4.75 6.757 3
Tabel. Lajuta 3.074 3.57 4.404 5.6.06 3.337 6.7 8.300 3 3.565 4.07 5.009 5.89.36 4.736 7.688 9.89 4 4.075 4.660 5.69 6.57 3.685 6.9 9.4 3.39 5 4.60 5.9 6.6 7.6 4.996 7.488 30.578 3.80 6 5.4 5.8 6.908 7.96 6.96 8.845 3.000 34.67 7 5.697 6.408 7.564 8.67 7.587 30.9 33.409 35.78 8 6.65 7.05 8.3 9.390 8.869 3.56 34.805 37.56 9 6.844 7.633 8.907 0.7 30.44 3.85 36.9 38.58 0 7.434 8.60 9.59 0.85 3.40 34.7 37.566 39.997 8.034 8.897 0.83.59 3.67 35.479 38.93 4.40 8.643 9.54 0.98.338 33.94 36.78 40.89 4.796 3 9.60 0.96.689 3.09 36.7 38.076 4.638 44.8 4 9.886 0.856.40 3.848 36.45 39.364 4.980 45.558 5 0.5.54 3.0 4.6 37.65 40.646 44.34 46.98 6.6.98 3.844 5.379 38.885 4.93 45.64 48.90 7.808.879 4.573 6.5 40.3 43.94 46.963 49.645 8.46 3.565 5.308 6.98 4.337 44.46 48.78 50.993 9 3. 4.56 6.047 7.708 4.557 45.7 49.588 5.336 30 3.787 4.953 6.79 8.493 43.773 46.979 50.89 53.67 (Sumber : CD Soemarto, 999) ) Smirov Kolmogorof Pegujia kecocoka sebara dega cara ii diilai lebih sederhaa dibadig dega pegujia dega cara chi-kuadrat. Dega membadigka probabilitas utuk tiap variat dari distribusi empiris da teoritisya maka didapat perbedaa ( ) tertetu. Apabila harga max yag terbaca pada kertas probabilitas lebih kecil dari kritis maka distribusi teoritis yag diguaka utuk meetuka persamaa distribusi dapat diterima, tetapi apabila max lebih besar dari kritis maka distribusi yag diguaka utuk meetuka persamaa distribusi tidak dapat diterima. Rumus : α = P P max ( x) P ( xi) cr Prosedur pegujia Smirov Kolmogorof adalah : 4
. Urutka data dari yag besar ke kecil da tetuka besarya peluag masig-masig data tersebut. Tetuka ilai masig-masig peluag teoritis dari hasil peggambara data (persamaa distribusiya) 3. Dari kedua pelug tersebut, tetuka selisih terbesarya atara peliag pegamata dega peluag teoritis. 4. Berdasarka table ilai kritis dapat ditetuka ilai kritis. 5. Apabila max lebih kecil dari kritis maka distribusi teoritis yag diguaka utuk meetuka persamaa distribusi debit maksimum dapat diterima. Apabila max lebih besar dari ilai kritis maka distribusi Teoritis yag diguaka utuk meetuka persamaa distribusi debit maksimum tidak dapat diterima. Tabel.3 Nilai Delta Kritis utuk Uji Keselarasa Smirov Kolmogorof 0. 0. 0.05 0.0 5 0.45 0.5 0.56 0.67 0 0.3 0.37 0.4 0.49 5 0.7 0.30 0.34 0.00 0 0.3 0.6 0.9 0.36 5 0. 0.4 0.7 0.3 30 0.9 0. 0.4 0.9 35 0.8 0.0 0.3 0.7 40 0.7 0.9 0. 0.5 45 0.6 0.8 0.0 0.4 50 0.5 0.7 0.9 0.3 >50.07/./.36/.693/ (Sumber : CD Soemarto, 999).3.3 Rumusa Curah Huja Recaa dega Periode Ulag.3.3. Distribusi Normal Rumus : Xt = X + k. Sx Xt = curah huja recaa X = curah huja maksimum rata-rata 5
Sx = stadar deviasi = Σ( X X ) k = faktor frekuesi ( tabel. ) Tabel.4 Faktor Frekuesi Normal P ( k ) K P ( k ) K 0,00-3,09 0,6 0,4 0,005 -,58 0,7 0,5 0,0 -,33 0,8 0,84 0,0 -,05 0,85,04 0,03 -,88 0,9,8 0,04 -,75 0,95,64 0,05 -,64 0,96,75 0, -,8 0,97,88 0,5 -,04 0,98,05 0, -0,84 0,99,33 0,3-0,5 0,995,58 0,4-0,5 0,999 3,09 0,5 0.3.3. Metode Distribusi Log Normal Distribusi Log Normal, merupaka hasil trasformasi dari distribusi ormal, yaitu dega megubah varia X mejadi ilai logaritmik varia X. Rumus : Log X t = Log X + Kt. Sx X t = Besarya curah huja yag mugki terjadi pada periode ulag T tahu Sx = Stadar deviasi X = Curah huja rata-rata Kt = Stadar variabel utuk periode ulag tahu ( tabel.6) Tabel.5 Stadar Variabel ( Kt ) T Kt T Kt T Kt -,86 0,89 96 3,34-0, 5,0 00 3,45 3 0,7 30,7 0 3,53 4 0,44 35,4 0 3,6 5 0,64 40,54 30 3,70 6 0,8 45,65 40 3,77 7 0,95 50,75 50 3,84 8,06 55,86 60 3,9 6
Tabel.6 Lajuta 9,7 60,93 70 3,97 0,6 65 3,0 80 4,03,35 70 3,08 90 5,09,43 75 3,60 00 4,4 3,50 80 3, 0 4,4 4,57 85 3,8 40 4,33 5,63 90 3,33 60 4,4 (Sumber : Sri Harto, BR, Dipl, H. Hidrologi Terapa).3.3.3 Metode Distribusi Gumbel Rumus : X t = X + (Yt - Y) S. Sx X t X Yt Y S Sx = curah huja recaa dalam periode ulag T tahu (mm) = curah huja rata-rata (mm) = reduced variabel, parameter Gumbel utuk periode T tahu = reduced mea, merupaka fugsi dari bayakya data () = reduced stadar deviasi, merupaka fugsi dari bayakya data () = stadar deviasi Tabel.6 Reduced Mea (Y) 0 3 4 5 6 7 8 9 0 0.495 0.4996 0.5035 0.507 0.5 0.58 0.557 0.58 0.50 0.5 0 0.536 0.55 0.568 0.583 0.596 0.53 0.58 0.588 0.5343 0.5353 30 0.5363 0.537 0.538 0.5388 0.5396 0.54 0.54 0.548 0.544 0.543 40 0.5463 0.544 0.5448 0.5453 0.5458 0.5468 0.5468 0.5473 0.5477 0.548 50 0.5485 0.5489 0.5493 0.5497 0.550 0.5504 0.5508 0.55 0.555 0.558 60 0.55 0.554 0.557 0.553 0.5533 0.5535 0.5538 0.554 0.5543 0.5545 70 0.5548 0.555 0.555 0.5555 0.5557 0.5559 0.556 0.5563 0.5565 0.5567 80 0.5569 0.557 0.557 0.5574 0.5576 0.5578 0.558 0.558 0.5583 0.5585 90 0.5586 0.5587 0.5589 0.559 0.559 0.5593 0.5595 0.5596 0.8898 0.5599 00 0.56 (Sumber : CD Soemarto,999) Tabel.7 Reduced Stadard Deviatio (S) 0 3 4 5 6 7 8 9 0 0.9496 0.9676 0.9833 0.997.0095.006.036.04.0493.0565 0.068.0696.0754.08.0864.095.096.004.047.08 30.4.59.93.6.55.85.33.339.363.388 40.43.436.458.48.499.59.538.557.574.59 7
Tabel.8 Lajuta 50.607.63.638.658.667.68.696.708.7.734 60.747.759.77.78.793.803.84.84.834.844 70.854.863.873.88.89.898.906.95.93.93 80.938.945.953.959.967.973.98.987.994.00 90.007.03.06.03.038.044.046.049.055.06 00.065 (Sumber : CD Soemarto,999) Tabel.8 Reduced Variate (Yt) Periode Ulag Reduced Variate 0.3665 5.4999 0.50 0.9606 5 3.985 50 3.909 00 4.600 00 5.960 500 6.40 000 6.990 5000 8.5390 0000 9.90 (Sumber : CD Soemarto,999).3.3.4 Metode Distribusi Log Pearso III Distribusi Log Pearso III bayak diguaka dalam aalisis hidrologi, terutama dalam aalisis data maksimum (bajir) da miimum (debit miimum) dega ilai extrim. Betuk distribusi log Pearso III merupaka hasil trasformasi dari distribusi Pearso III dega meggatika variat mejadi ilai logarimik. Log Xt = LogX + G.Sx LogXt LogX Cs G = Logaritma curah huja recaadalam periode ulag T tahu (mm) = Logaritma curah hujab rata-rata = jumlah data = Koefisie Kemecega = variabel stadar utuk X t yag besarya tergatug koefisie kemecega Cs 8
Tabel.9 Distribusi Log Pearso III utuk Koefisie Kemecega Cs Kemecega Periode Ulag (tahu) 5 0 5 50 00 00 500 Peluag (%) (CS) 50 0 0 4 0.5 0. 3.0-0.396 0.40.80.78 3.5 4.05 4.970 7.50.5-0.360 0.58.50.6 3.048 3.845 4.65 6.600. -0.330 0.574.840.40.970 3.705 4.444 6.00.0-0.307 0.609.30.9.9 3.605 4.98 5.90.8-0.8 0.643.38.93.848 3.499 4.47 5.660.6-0.54 0.675.39.63.780 3.388 6.990 5.390.4-0.5 0.705.337.8.706 3.7 3.88 5.0. -0.95 0.73.340.087.66 3.49 3.66 4.80.0-0.64 0.758.340.043.54 3.0 3.489 4.540 0.9-0.48 0.769.339.08.498.957 3.40 4.395 0.8-0.3 0.780.336.998.453.89 3.3 4.50 0.7-0.6 0.790.333.967.407.84 3.3 4.05 0.6-0.099 0.800.38.939.359.755 3.3 3.960 0.5-0.083 0.808.33.90.3.686 3.04 3.85 0.4-0.066 0.86.37.880.6.65.949 3.670 0.3-0.050 0.84.309.849..544.856 5.55 0. -0.033 0.83.30.88.59.47.763 3.380 0. -0.07 0.836.9.785.07.400.670 3.35 0.0 0.000 0.84.8.75.054.36.576 3.090-0. 0.07 0.836.70.76.000.5.48 3.950-0. 0.033 0.850.58.680.945.78.388.80-0.3 0.050 0.830.45.643.890.04.94.675-0.4 0.066 0.855.3.606.834.09.0.540-0.5 0.083 0.856.6.567.777.955.08.400-0.6 0.099 0.857.00.58.70.880.06.75-0.7 0.6 0.857.83.488.663.806.96.50-0.8 0.3 0.856.66.488.606.733.837.035-0.9 0.48 0.854.47.407.549.660.749.90 -.0 0.64 0.85.8.366.49.588.664.800 -. 0.95 0.844.086.8.379.449.50.65 -.4 0.5 0.83.04.98.70.38.35.465 -.6 0.54 0.87 0.994.6.66.00.6.80 -.8 0.8 0.799 0.945.035.069.089.097.30 -.0 0.307 0.777 0.895 0.959 0.980 0.990.995.000 -. 0.330 0.75 0.844 0.888 0.900 0.905 0.907 0.90 -.5 0.360 0.7 0.77 0.793.798 0.799 0.800 0.80-3.0 0.396 0.636 0.660 0.666 0.666 0.667 0.667 0.668 (Sumber : CD Soemarto, 999). 9
.3.4 Aalisis Itesitas huja Recaa Itesitas adalah laju huja atau tiggi air per satua waktu (mm/meit ; mm/jam ; mm/hari), sedagka curah huja jagka pedek biasaya diyataka dega itesitas per-jam yag disebut itesitas curah huja. Hubuga itesitas huja dega waktu huja yag bayak dirumuska, yag pada umumya tergatug pada parameter setempat. Besarya itesitas curah huja berbeda-beda disebabka oleh lamaya curah huja da frekuesi kejadiaya. Itesitas curah huja diguaka sebagai parameter perhituga debit bajir dega cara Rasioal da Storage Fuctio (Soemarto,995) a. Huja dega waktu <jam (Talbot,88) a I= t + b Dega: I t a,b = itesitas curah huja (mm/jam) = waktu huja = kostata yag tergatug dari keadaa setempat b. Huja dega waktu >jam (Sherma,905) c I= t C da t adalah kostata yag tergatuga dari kedaa setempat. c. Pegembaga rumus a da b (Ishiguro,953) I= a t + b d. Rumus Itesitas curah huja meurut Mooobe R 4 /3 4 I= ( ) 4 t 30
Dega: I R 4 t = Itesitas curah huja = Curah huja maksimal dalam 4 jam (mm) = lamaya curah huja Dari keempat rumus diatas, rumus d yag serig diguaka di Idoesia utuk ketiga rumus laiya membutuhka data curah huja dega waktu pedek <4 jam. Sedagka utuk data curah huja haria rumus ii tidak diguaka..3.5 Debit Bajir Recaa Peetua debit bajir recaa dapat dilakuka melalui cara yaitu :. Berdasarka data debit Data debit bajir yag perah terjadi merupaka data bajir yag tercatat secara akurat dega waktu pecata data misalya 0 tahu. Selajutya dari seri data bajir tersebut dilakuka aalisis frekuesi da ditetuka jeis sebaraya, sehigga dihasilka debit bajir recaa.. Berdasarka data curah huja Karea data debit tidak tersedia, maka dipakai cara. Adapu cara utuk meghitug debit bajir recaa adalah sebagai berikut :.3.5. Metode Hidrograf Satua Hidrograf adalah sebuah diagram yag meggambarka variasi debit atau permukaa air terhadap waktu. Diagram ii berbetuk kurva yag memberika gambara megeai berbagai kodisi daerah. Jadi kalau karakteristik daerah alira berubah, maka betuk hidrografya aka berubah pula. Sumber air utuk hidrograf terdiri dari curah huja lagsug diatas permukaa air, limpasa permukaa air, alira dibawah permukaa, da alira air taah. Peguraia hidrograf berarti meguraika kompoe kompoe tersebut. Sedagka hidrograf berdasarka data yag dipakai dalam aalisis dibagi mejadi dua, yaitu : 3
a. Hidrograf satua pegamata Hidrograf satua pegamata adalah hidrograf limpasa permukaa yag diakibatka oleh huja jagka waktu relative sigkat dega itesitas tiggi, sedagka yag dimaksud dega huja satua adalah curah huja yag lamaya sedemikia sehigga lamaya lamaya limpasa permukaa tidak mejadi pedek, meskipu curah huja itu mejadi pedek. Jadi huja satua adalah lamaya sama atau lebih pedek dari periode aik hidrograf. Komsep palig petig dari teori hidrograf satua pegamata ialah bahwa huja satua yag berbeda - beda besarya itu aka meghasilka grafik distribusi yag hampir sama. Jadi jika grafik distribusi dari suatu daerah alira sudah didapat, maka hidrograf dari debit sugai yag di sebabka oleh suatu curah huja yag lai aka dapat diperoleh dega meyusus grafik grafik distribusi dari setiap huja satua. (Sumber : Hidrologi Utuk Pegaira Ir. Suyoo Sosrodarsoo) Hidrograf satua pegamata dari suatu daerah alira tertetu dapat dicari dega pertologa hidrograf sugai yag di akibatka oleh huja sekarag da meliputi daerah tagkapaya dega itesitas yag cukup merata. Jika daerah tagkapaya cukup besar, sehigga hujaya tidak merata maka daerah tagkapa harus dibagi mejadi bagia bagia luas daerah pegalira aak aak sugai, da hidrograf satuaya di cari secara terpisah. Gambar. Grafik Hidrograf Satua Pegamata 3
b. Hidrograf satua Sitesis Utuk membuat hidrograf ii perlu dicari karakteristik atau parameter daerah pegalira terlebih dahulu, misalya lebar dasar, luas, kemiriga, pajag alur terpajag, koefisie limpasa da sebagaiya. Biasaya diguaka hidrograf hidrograf satua sitetik yag telah dikembagka di Negara Negara lai, yag parameterya harus disesuaika dulu dega karakteristik daerah pegalira yag aka ditijau. Salah satu yag termasuk dalam hidrograf ii adalah hidrograf satua sitetik syder. Rumus yag diguaka dalam hidrograf ii adalah : Tp = Ct(L Lc) 0.3 tp Tr = 0.5 C p A Qp =.78 t 7 + 3T Tb = 4 p p Gambar. Hidrograf Sitetik.3.5. Metode Rasioal Metode utuk memperkiraka laju alira permukaa pucak yag umum dipakai adalah metode Rasioal USCS (973). Metode ii sagat simpel da mudah pegguaaya, amu pegguaaya terbatas utuk DAS dega ukura kecil, yaitu < 300 ha (Goldma et al.,986) Qp = 0,78.C.I.A Qp = debit maksimum recaa (m 3 /dt) 33
A = Luas daerah maksimum (km ) C = koefiise allira (mm/jam).3.5.3 Metode Weduwe Metode ii diguaka jika luas DAS kurag dari 00 km. Qp = α.β.q. A 4, α = ( βq + 7 ) t + 0 + f t + 9 β = 0 + f 67,64 q = ( t +,45 ) dimaa : α = koefisie alira β = koefisie reduksi t = lamaya huja maksimum (/6 sampai jam) q = curah huja maksimum (m 3 /km /det) f = luas DPS (km ) kurag dari 00 km Waktu kosetrasi dihitug dega rumus : t = 8Q L.i 0.5 0.5 H i = 0,9L Dimaa : tc = waktu kosetrasi L = pajag sugai I = kemiriga 34
Pada peerapa metode Widuwe, pertama-tama tetuka harga t perkiraa utuk meghitug harga β, kemudia hitug harga q da α, kemudia hitug harga t perhituga dega rumus sebagai berikut : 0,467 xf t = ( αxβxq ) 0.5 0.375 xi 0.5 Dimaa : o Apabila harga t perkiraa belum sama dega t perhituga maka tetuka t yag lai. o Apabila harga t perkiraa sudah sama dega t perhituga maka debit pucak bajirya dapat dihitug..3.5.4 Metode Haspers Rumus : Q = α. β. q. A α = + 0,0. A + 0,075. A 0,70 0,70 t + 3,70.0 = + β t + 5 q t. R = 3,6. t 0,80 0,30 = 0,0. L. i 0,40t A. 0,75 R t. Rt = t + Di maa : Q = Debit bajir (m 3 /dt) R = Curah huja haria maksimum (mm/hari) α = Koefisie limpasa air huja (ru off) β = Koefisie peguraga daerah utuk curah huja DAS q = Curah huja (m 3 /dt.km ) A = Luas daerah alira (km ) t = Lamaya curah huja (jam) 35
L = Pajag sugai (km) i = Kemiriga sugai (Sumber : DPU Pegaira, Metode Perhituga Debit Bajir, SK SNI M-8-989-F).3.5.5 Metode Rasioal Jepag Ι * A Q = α 3,6 di maa : Q = debit bajir (m 3 /detik) α = koefisie limpasa air huja I = itesitas curah huja (mm/jam) A = luas daerah alira (km ).3.5.6 Metode Maual Jawa Sumatra Megguaka persamaa : Q = GF * MAF MAF = 8.0 6 * AREA v * APBAR V =,0 0,075 log( AREA) APBAR = SIMS = PBAR * ARF H MSL,455 * SIMS 0,77 LAKE = Total daerah alira di atas daau daau AREA Parameter yag diguaka : AREA : Luas DAS (km ) PBAR : Huja 4 jam maksimum merata tahua (mm) ARF : Faktor reduksi *( ± LAKE) ( km ) 0,85 SIMS : H Ideks kemiriga = MSL H : Beda tiggi atara titik pegamata dega ujug sugai tertiggi (m) 36
MSL : Pajag sugai sampai titik pegamata (km) LAKE : Ideks daau GF : Growth factor Q : Debit bajir recaa (m 3 /detik) Retur Period Tabel.0 Growth Factor (GF) Luas cathmet area (km ) T <80 300 600 900 00 >500 5.8.7.4..9.7 0.56.54.48.49.47.37 0.88.84.75.70.64.59 50.35.30.8.0.03.95 00.78.7.57.47.37.7 Sumber : Joesro Loebis, Bajir Recaa Utuk Bagua Air, 984. Tabel. Faktor reduksi areal (ARF) DAS (km ) ARF 0 0,99 0 30 0,97 30 3000,5 0,03 log AREA Sumber : Joesro Loebis, Bajir Recaa Utuk Bagua Air,984..4 Erosi da Sedimetasi Erosi da sedimetasi merupaka satu proses yag terkait. Erosi pada daerah hulu daerah pegalira sugai terjadi bervariasi. Mulai erosi permukaa (sheet erosio), erosi alur, erosi jurag da erosi tebig. Sedimetasi merupaka akibat lebih lajut dari erosi yag terdapat pada datara yag lebih redah. Material erosi yag dibawa dari hulu, pada saat memasuki daerah/salura yag ladai tidak semuaya mampu hayut kelaut sebagia aka teredapaka dalam perjalaaya, disalura, sugai, muara,da bada air laiya yag dilalui. Edapa disugai meimbulka peyempita da pedagkala yag megakibatka peguraga kapasitas sugai. Traspor sedime di sugai tergatug dari bayak variabel yag salig berhubuga. Utuk tujua rekayasa ada dua sumber sedimet yag teragkut oleh sebuah sugai yaitu material dasar yag membetuk dasar sugai da da material halus yag yag datag dari tebig tebig sugai 37
da daerah pegalirasugai sebagai beba terhayutka (washload) (Richardso dkk.,990) Traspor sedime disugai dapat dibedaka mejadi yaitu: a. Agkuta sedime dasar sugai Agkuta sedime dasar sugai pada umumya bayak dipegaruhi oleh kodisis alur sugai itu sediri. Pada agkuta sedime ii perlu dipertimbagka terhadap agkuta yag seimbag, artiya suplai sedime dari atas sesuai dega kapasitas agkut dari alur sugai tersebut da alur sugai dapat dikataka relatif stabil. Gambar.3 Agkuta sedime dasar sugai Keteraga: a = meggelidig b = melocat c = meggeser b. Agkuta sedime melayag Pada agkuta sedime melayag bayak dipegaruhi oleh erosi DAS. Pada agkuta sedime yag melayag ii perlu adaya sistem pegedalia sedime dibagia hulu, sehigga sedime yag megalir kehilir dapat dikotrol. Gambar.4 Agkuta sedime melayag 38
Sedagka besarya material ya larut da terbawa alira permukaa (ru off) kedalam alira sugai dapat diprediksi berdasarka parameterparameter yag ada di sugai Sragi Lama. Parameter-parameter tersebut atara lai: - faktor itesitas huja (erosity=ei 30 ) - faktor erodibility taah (K) - faktor kemiriga lereg (S) - faktor pajag lereg (L) - faktor jeis vegetasi/taama (C) - faktor pegelolaa laha (P) Rumus yag dipakai utuk medesai laju erosi pada DPS adalah rumus USLE: E = EI 30 *K*L*S*C*P Keteraga : E = rata-rata laju erosi taah (to/ha/th) EI 30 = itesitas huja terhadap erosi Pegaruh itesitas huja terhadap erosi (EI 30 ) dihitug dega rumus yag dikeluarka oleh LPT Bogor sebagai berikut : EI 30 = 6,9 r, * d -0,47 * Xr 0,53 R = besarya huja dalam satu tahu (cm) D = bayakya hari dari kejadia huja dalam satu tahu Xr = besarya huja haria rata-rata dalam satu tahu (cm) Sedime dari erosi laha dapat dihitug sebagai berikut : S = k. E. A A = Luas area (ha) Tabel. ilai K No Lapisa Taah Nilai K Gray alluvium 0,05 Brow meditero 0,6 3 Brow Latosol 0,6 4 Red brow latosol 0,6 5 Regosol complex 0,50 6 Brow adosol 0,38 39
Tabel.3 ilai C Nilai No Tata Gua Laha C Keteraga Huta 0,00 termasuk perkebua Ladag pertaia 0,500 3 Ladag padi 0,00 4 Perkebua 0,00 5 Pedesaa 0,50 30% ladag pertaia Tabel.4 ilai P No Tata Gua Laha Nilai P Huta 0,50 Ladag pertaia 0,40 3 Ladag padi 0,04 4 Perkebua 0,50 5 Pedesaa 0,40 Tabel.5 Kelas Bahaya No Kelas bahaya Nilai (to/ha/th) Erosi sagat kecil 0 s/d,5 Erosi kecil,5 s/d 50 3 Erosi sedag 50 s/d 5 4 Erosi berat 5 s/d 330 5 Erosi sagat berat > 330.5 Pemodela Hidrologi Dalam Tugas Akhir ii debit bajir dihitug megguaka software EPA SWMM 5.0. Kosep simulasi EPA SWMM ii megguaka Hidrograf satua. EPA SWMM (Storm Water Maagemet Model) versi 5.0. EPA SWMM adalah model simulasi limpasa (ru off) curah huja yag periodik yag diguaka utuk mesimulasika kejadia tuggal atau terus-meerus dega kuatitas da kualitas limpasa dari wilayah yag ditijau. Kompoe limpasa SWMM dioperasika dega mejumlahka luas daerah tagkapa (subcatchmet) yag meerima huja total da membagkitkaya dalam betuk limpasa (ruoff) da beba polusi. Alira limpasa di SWMM dapat ditelusuri melalui sistem pipa, salura terbuka, kolam tampuga da pompa. SWMM merupaka kuatitas da kualitas 40
limpasa yag dibagkitka pada masig-masig daerah tagkapa da rata-rata alira, kedalama alira da kualitas air masig-masig pipa da salura terbuka waktu simulasi dimasukka dalam peambaha waktu. (Roissma,005) SWMM diguaka utuk meghitug berbagai jeis proses hidrologi yag meghasilka limpasa didaerah yag ditijau. Hal itu meliputi : Perbedaa waktu curah huja Peguapa pada permukaa air Timbua salju da peleleha salju Kehilaga huja dari tampuga-cekuga Ifiltrasi curah huja kedalam permukaa taah tak jeuh Perkolasi dari air ifiltrasi kedalam permukaa air taah Alira air taah dega sistem draiase Peelusura waduk o liier dari alira permukaa Dega program EPA SWMM 5.0 debit bajir recaa dapat dihitug secara komulatif. Sehigga didapatka debit bajir pucak yag maksimum utuk desai selajutya. Dega program EPA SWMM 5.0 kita bisa merecaaka debit yag keluar agar tetap kosta. EPA SWMM dapat meghitug debit bajir recaa dega cara memodelka suatu sistem draiase, melalui proses-proses : Alira permukaa (Surface Ruoff) Ifiltrasi (Ifiltratio) Air Taah (Groud Water) Peelusura Bajir (Flood Routig) a) Alira Permukaa Alira permukaa per uit area (Q) terjadi apabila air taah telahmecapai maximum da taah telah jeuh. Utuk medapatka ilai Q dihitug dega persamaa maig :.49 = W. 5 Q 3 Dimaa: ( d dp) S 4
Q W d dp S = debit alira yag terjadi = lebar subcathmet = koefisie kekasara maig = kedalama air = kedalama depressio storage = kemiriga subcatchmet Selajutya limpasa yag terjadi (Q) akamegalir melalui coduit atau salura yag ada. SWM<M megguaka persamaa maig utuk meghitug debit alira :.49 3 Q = AR S Dimaa Q = debit salura A = lus peampag salura R = jari-jari hidrolik S = kemiriga dasar salura N = bilaga maig utuk kekasara salura Tabel.6 Bilaga kekasara maig utuk salura Salura Keteraga Maig Lurus,batu,seragam,ladai da bersih 0,06-0,033 Taah Berkelok, ladai da berumput 0,03-0,040 Tidak terawat da kotor 0,050-0,40 Taah berbatu, kasar da tidak teratur 0,035-0,045 Pasaga Batu kosog 0,03-0,035 Pasaga batu belah 0,07-0,030 Beto Halus, sambuga baik da rata 0,04-0,08 Kurag halus,da sambuga kurag rata 0,08-0,030 b) Ifiltrasi Ifiltrasi adalah suatu proses dimaa air huja merembes masuk kedalam taah permukaa pervious subcatchmet area. SWMM meyediaka tiga piliha utuk memodelka ifiltrasi yaitu model ifiltrasi Horto,model Gree-Ampt da model Curve Number. Metode Horto 4
Metode ii berdasarka hasil pegamata empiris yag dilakuka oleh RE.Horto yag meujukka bahwa ifiltrasi aka berkurag secara ekspoesial dari ilai maksimum ke ilai mimum selam terjadiya huja. Parameter masuka yag dibutuhka metode ii termasuk maksimum da miimum rata-rata ifiltrasi, koefisie pegeriga yag mejelaska seberapa cepat peurua terjadi, da waktu yag dibutuhka taah jeh majadi bearbear kerig. Metode Gree-Ampt Metode ii memodelka ifiltrasi yag megasumsika bahwa suatu lapisa basah jelas ada dalam ruag taah, memisahka taah dega kaduga kelembaba awal dibagia bawah dari rtaah jeuh diatasya. Metode Curve Number Pedekata ii megadaptasi dari NRCS (SCS) Metode Curve Number utuk megestimasi ruoff. Ii diasumsika bahwa total kapasitas ifiltrasi pada taah biasa dicari pada table Curve Number. Selama huja, kapasitas ii dihabiska sebagai fugsi curah huja komulatif da kapasitas sisaya. c) Peelusura Bajir Peelusura bajir dalam SWMM dilakuka berdasarka rumus koservasi massa da rumus mometum utuk gradually varied, usteady flow. Metode aalisa peelusura yag dapat diguaka adalah : Staedy Flow Routig Staedy flow routig adalah tekik peelusura yag palig sederhaa da memakai asumsi alira seragam (uiform) da tetap (steady). Padatekik peelususra bajir, hydrograph bajir yag masuk dibagiab hulu salura haya digeser kehilir salura tapa peudaa waktu da perubaha betuk. Rumus Maig diguaka dalam perhituga kecepata da debit air. Tipe peelusura ii tidak dapat diguaka utuk efek pembeduga (chael stirage). Efek arus balik (backwater), kehilaga pada saat pegeluara/ pemasuka (etrace/exit losses), alira balik atau alira bertekaa. Ii haya bias diguaka dega jariga salura dedrytic, dimaa masig-masig ode haya mempuyai satu jariga outflow (kecuali ode merupaka pemabgi 43
utuk kasus dega dua jariga outflow) Betuk peelusura ii tidak peka utuk pekewrjaa bertahap da haya dikhususka utuk aalisis awal megguaka simulasi waktu yag pajag da terus-meerus. Kiematic Wave routig Kiematic wave routig adalah tekik peelusura bajir yag memafaatka rumus mometum, dimaa kemiriga dasar salura sama dega kemiriga muka air. Tekik peelusura bajir ii memugkika terjadiya peudaa waktu da peguraga besarya bajir pucak, aka tetapi belum dapat meagaalisa efek pembebduga, alira balik, alira bertekaa da kehilaga eergi diujug salura. Dyamic Wave routig Dyamic wave Routig memafaatka rumus Sait Veat pada aalisaya, sehigga secara teori tekik peelusura bajir ii lebih teliti. Alira tertutup yag bertekaa dapat diaalisa dega tekik ii. Tampuga yag ada disalura, efek pembeduga da kehilaga eergi diujug salura dapat diaalisa dega tekik peelusura bajir ii..6 Aalisis Hidrolika Aalisis hidrolika diperluka utuk megetahui kapasitas alur sugai da salura terhadap bajir recaa da utuk meggambarka profil muka air bajir recaa sepajag sugai yag aka ditijau. Profil muka air yag dihasilka merupaka dasar utuk meetuka elevasi bagua pegedali bajir. Kapasitas salura dihitug dega persamaa Maig yaitu: V = R = R A P 3 S dimaa : V = kecepata rata-rata, m/detik 44
R = jari-jari hidraulik, m = koefisie kekasara Maig S = kemiriga dasar salura. A = luas peampag basah, m P = kelilig basah, m. Nilai koefisie Maig utuk berbagai macam salura secara legkap dapat dilihat diberbagai referesi, disii haya ditampilka beberapa yag diaggap palig serig dipakai dalam perecaaa praktis (Tabel.7). Tabel.7 Tipikal harga koefisie kekasara Maig, yag serig diguaka Harga No. Tipe salura da jeis baha Miimum Normal Maksimum. Beto Gorog-gorog lurus da bebas dari kotora Gorog-gorog dega legkuga da sedikit kotora/gaggua Beto dipoles Salura pembuag dega bak kotrol. Taah, lurus da seragam Bersih baru Bersih telah melapuk Berkerikil Berumput pedek, sedikit taama peggaggu 3. Salura alam Bersih lurus Bersih, berkelok-kelok Bayak taama peggaggu Datara bajir berumput pedek tiggi Salura di belukar Sumber : Ope Chael Hydraulics oleh Ve Te Chow. 0,00 0,0 0,0 0,03 0,06 0,08 0,0 0,0 0,05 0,033 0,050 0,05 0,035 0,0 0,03 0,0 0,05 0,08 0,0 0,05 0,07 0,030 0,040 0,070 0,030 0,050 0,03 0,04 0,04 0,07 0,00 0,05 0,030 0,033 0,033 0,045 0,08 0,035 0,07.6. Geometri Peampag Melitag Salura a. Betuk Salura yag Palig Ekoomis i. Peampag Berbetuk Persegi Betuk peampag melitag persegi yag palig ekoomis adalah jika kedalama air setegah dari lebar dasar salura atau jari jari hidraulikya setegah dari kedalama air. 45
B H A = B x H P = B +H A R = P ii. Gambar.5 Peampag persegi Peampag Berbetuk Trapesium Betuk peampag melitag Trapesium yag palig ekoomis adalah jika kemiriga didigya, m =( / 3 ), = 60 0. Trapesium yag terbetuk berupa setegah segi eam beratura (Heksagoal). m B θ A = (B+mh)h P = B+h m + R = P A Gambar.6 Peampag Trapesium H b. Pemiliha Betuk Peampag Faktor yag palig petig dalam pemiliha betuk peampag salura adalah pertimbaga ekoomi. Megigat secara umum, salura dibuat dega meggali taah da tidak diperkuat dega pasaga batu/beto (liig), maka stabilitas didig salura perlu diperhatika. Besar kecilya kemiriga didig salura tergatug pada jeis taah da kedalama salura. Tabel.9 memperlihatka besarya kemiriga didig salura utuk berbagai jeis taah berdasar Gambar.7. F h m b Gambar.7 Potoga melitag salura betuk trapesium. 46
USBR meyaraka peetua isbah kedalama da lebar dasar salura (h/b) adalah sebagai berikut: h = 0,5 A dimaa : A = luas peampag dalam ft b = 4 m h Tabel.8 Kemiriga didig salura yag direkomedasika oleh USBR No. Tipe taah Nilai m Kedalama Kedalama salura sampai salura >, m, m. Turf 0. Lempug keras 0,5 3. Geluh kelempuga da geluh keliata,5 4. Geluh kepasira,5 5. Pasir 3 utuk megaalisa kapasitas salura yag dipegaruhi air balik akibat air pasag megguaka HEC-RAS model. Berdasarka kriteria Kapasitas salura diperhitugka utuk debit bajir dega periode ulag..6. Perhituga Profil Muka Air Akibat Alira Balik(back water) Ada beberapa cara yag dapat dipakai utuk meghitug profil muka air balik (back water), diataraya adalah metoda Itegrasi Grafis, Metoda Bresse, Metoda Deret, Metoda Flamat, Metoda Tahapa Lagsug, da Metoda Tahapa Stadard. a. Metoda Tahapa Lagsug (Direct Steep) Metode tahapa lagsug adalah cara yag simpel utuk meghitug profil muka air pada alira tidak permae yag dikembagka dari persamaa eergi sebagai berikut : + h + Z + h V + = Z g V + g hf 47
V / g Sf Hf=S f. x H Muka air V / g +z=s 0 +X S 0 +x H Gambar.8 Defiisi utuk perhituga profil muka air dega metoda Tahapa Lagsug V V h + + z = h + + h g g f 443 443 E E E + S o X = E + S f X atau X = E S o E S f Dimaa : S f =S f -S f Q S f = A R 4 3 (Maig) Q S f = (Chezy) C A R Prosedur perhitugaya dimulai dega kedalama yag diketahui, h, yag diperoleh dari hubuga kedalama debit, megasumsika kedalama berikutya h baik di hulu da hilirya da meghitug jarak X atara dua kedalama. b. Cara Tahapa Stadart (Stadart Steep Method) Metode ii dikembagka dari persamaa eergi total dari alira pada salura terbuka. 48
V V Z + h + = Z + h + + h g g f 443 E 443 E E = E +h f Cara perhitugaya dimulai dega megetahui tiggi eergi total di titik kotrol E, dimaa kedalama air h da kedalama salura dari titik referesi z diketahui. Selajutya meetuka jarak dari titik kotrol ke hulu atau ke hilir tergatug letak titik kotrol sepajag X sehigga z = z + z, dimaa z adalah perkalia atara kemiriga dasar salura da selisih jarak atara ke dua titik yag aka di hitug.( z=s 0. X)..6.3 Peelusura Bajir (Flood Routig) Peelusura bajir dimaksudka utuk megetahui karakteristik hidrograf outflow/keluara yag sagat diperluka dalam pegedalia bajir. Perubaha hidrograf bajir atara iflow (I) da outflow (O) dikareaka adaya faktor tampuga, adaya waduk, atau adaya peampag sugai yag tidak uiform atau akibat adaya meader.jadi peelusura bajir ada dua, utuk megetahui perubaha iflow da outflow pada waduk serta iflow pada suatu titik dega titik ditempat lai pada suatu sugai. Metode Muskigkum (Mc Carthy 938) S S { xi + ( x) } = k Q { xi + ( x) } = k Q Meghasilka : Q + = c0 I + ci cq Dega : C 0 C kx 0,5 t = k kx + 0,5 t kx 0,5 t = k kx + 0,5 t 49
C kx 0,5 t = k kx + 0,5 t da C 0 + C +C = Rumus utuk medapatka koefisie korelasi r adalah sebagai berikut : r = k = tgφ = Σ ( XY ) ( Y ) ( ΣY ) ΣXΣY [ Σ ][ Σ ( X ) ( ΣX ) ] S xi + ( x)q.7 Pemodela Hidrolika (HEC - RAS) Dalam perecaaa Kapasitas salura diguaka Program HEC RAS (Hidrologic Egieerig System River Aalysis System). Ruag ligkup HEC RAS adalah utuk meghitug profil muka air dega pemodela alira steady da usteady, serta perhituga pegagkuta sedime. Eleme yag palig petig dalam HEC RAS adalah tersediaya geometri salura baik melitag ataupu memajag..7. Kosep Perhituga dalam HEC - RAS Dalam HEC-RAS paampag sugai atau salura ditetuka terlebih dahulu, kemudia luas peampag aka dihitug. Utuk medukug fugsi salura sebagai peghatar alira maka peampag salura dibagi atas beberapa bagia. Pedekata yag dilakuka HEC-RAS adalah membagi area peampag berdasarka dari ilai (koefisie kekasara maig) sebagai dasar bagi `pembagia peampag. setiap alira yag terjadi pada bagia dihitug dega megguaka persamaa Maig : / Q = KS da.486 K = / 3 AR Dimaa : K = ilai pegatar alira pada uit 50
= koefisie kekasara maig A = luas bagia peampag R = jari-jari hidrolik Perhituga ilai K dapat dihitug berdasarka kekasara maig yag dimiliki oleh bagia peampag tersebut seperti terlihat pada gambar. Gambar.9 Cotoh peampag salura dalam HEC RAS Setelah peampag ditetuka maka HEC-RAS aka meghitug profil muka air. Kosep dasar peghituga profil permukaa air berdasarka persamaa eergi yaitu: α V α V Y + g g + Z + = Y + Z + he Dimaa : Z = fugsi titik diatas garis referesi Y = fugsi tekaa di suatu titik V = kecepata alira á = koefisie kecepata he = eergi head loss 5
Gambar.0 Peggambara persamaa eergi pada salura terbuka Nilai h e didapat dega persamaa : h e = LS f α V + C g α V g Dimaa : L = jarak atara dua peampag Sf = kemiriga alira C = koefisie kehilaga eergi (peyempita, pelebara atau beloka) Lagkah berikutya dalam perhituga HEC-RAS adalah dega megasumsika ilai muka air (water surface) pada peampag awal salura (dalam hal ii peampag di hilir). Kemudia dega megguaka persamaa eergi diatas maka profil muka air utuk semua peampag di salura dapat di ketahui..7. Free Board (Tiggi Jagaa) Freeboard yag dikeal sebagai tiggi jagaa merupaka bagia dari peampag salura di atas muka air tiggi. Freeboard utuk salura terbuka dega permukaa diperkeras ditetuka berdasarka pertimbaga pertimbaga atara lai : Ukura salura Kecepata alira Arah da legkug (beloka) 5