TUGAS AKHIR KAJIAN HIDROGRAF BANJIR WILAYAH SUNGAI CILIWUNG DI PINTU AIR MANGGARAI, PROVINSI DKI JAKARTA Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik Strata 1 (S-1) Disusun oleh : Nama : Loren Tania NIM : 41109120008 UNIVERSITAS MERCU BUANA FAKULTAS TEKNIK PERENCANAAN dan DESAIN PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL TERAKREDITASI A BERDASARKAN BADAN AKREDITASI NASIONAL PERGURUAN TINGGI NOMOR : 242/SK/BAN-PT/AK-XVI/XII/2013 2014
ii
iii
KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kami panjatkan kehadirat TUHAN YME yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir (TA) ini dengan lancar dan tepat pada waktunya. Laporan ini merupakan hasil dari pelaksanaan Tugas Akhir, yang dimulai pada tanggal 01 Maret 30 Juni 2014 dan membahas tentang kajian hidrologi debit banjir rancangan DAS Ciliwung di Pintu Air Manggarai, Jakarta. Laporan ini disusun sedemikian rupa sehingga dapat melengkapi Tugas Akhir dan selanjutnya akan dipergunakan sebagai syarat untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar kesarjanaan pada Program Studi S-1 Teknik Sipil Fakultas Teknik Perencanaan dan Desain Universitas Mercu Buana Jakarta. Penulis menyadari bahwa laporan kerja praktek ini tidak mungkin selesai tanpa bantuan yang telah diberikan oleh berbagai pihak. Jadi dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Orang tua dan adik-adik kami tercinta, dengan limpahan pengertian, perhatian dan kasih sayangnya, sehingga dapat memahami keterbatasan waktu saya untuk keluarga pada masa saya kuliah dan bekerja ini. 2. Sahabat terbaik saya, Lina Jap, S.Kom, yang selalu ada memberikan support dari awal hingga akhir masa kuliah saya. 3. Bapak Ir. Mawardi Amin, MT, selaku Kaprodi Jurusan Teknik Sipil. iv
4. Ibu Gneis Setia Graha, ST MT, selaku Dosen Pembimbing, yang sangat membantu saya dari awal sampai akhir pengerjaan Tugas Akhir ini, baik dari segi materi dan kesediaan waktu beliau dalam bimbingan. 5. Bapak Acep Hidayat, ST, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir sekaligus penguji dalam sidang Tugas Akhir. 6. Bapak Ir. Hadi Susilo, MM, selaku penguji dalam sidang Tugas Akhir, yang juga membantu saya melalui pembahasan beliau dalam beberapa mata kuliah Hidrologi yang saya ambil, dengan beliau sebagai dosen. 7. Bapak Kadi, selaku staf Tata Usaha. 8. Bapak Ipeng Widjojo dan Ibu Elisabeth Yuliana, selaku Pimpinan di tempat saya bekerja, yang selalu support dan memberikan kesempatan waktu-waktu terbaik untuk melaksanakan kuliah sekaligus bekerja. 9. Nurrul Widyawaty, Jainal Abidin, Ahmad Budi Siswanto dan Andriansyah, yang bersama-sama dengan saya mengambil Tugas Akhir pada Semester 9 ini dan saling memberikan support dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 10. Rekan-rekan Mahasiswa Angkatan ke XVI Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Perencanaan dan Desain Universitas Mercu Buana, yang selalu bersama dalam suka duka menjalani 4,5 tahun kebersamaan perkuliahan. 11. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini, masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini. v
Dengan selalu mengucap syukur kepada tuhan YME, penulis sangat berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa/i Teknik Sipil serta bagi semua pihak yang berkepentingan. Amin. Jakarta, 01 Juli 2014 Penulis vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN i LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI.. ii ABSTRAK. iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI. vii DAFTAR GAMBAR. xi DAFTAR TABEL. DAFTAR LAMPIRAN. xiii xv BAB I PENDAHULUAN... I - 1 1.1. Latar Belakang... I - 1 1.2. Maksud dan Tujuan Penelitian... I - 2 1.3. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah.... I - 3 1.4. Manfaat Penelitian...... I - 4 1.5. Sistematika Penulisan..... I - 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.. II - 1 2.1. Sejarah banjir di Jakarta....... II - 1 2.2. Ulasan Banjir...... II - 5 2.2.1. Definisi Banjir... II - 5 2.2.2. Jenis / Tipe Banjir... II - 6 vii
2.2.3. Bangunan Pengendali Banjir di Jakarta... II - 7 2.2.4. Penyebab Banjir... II - 11 2.2.5. Sistem Pengendalian Banjir... II - 12 2.3. Hidrologi. II - 13 2.4. Daerah Aliran Sungai (DAS).. II - 15 2.5. Uji Konsistensi Data Hujan...... II - 19 2.6. Perhitungan Curah Hujan Wilayah..... II - 20 2.6.1. Metode Perhitungan Rata-Rata... II - 21 2.6.2. Metode Polygon Thiessen.... II - 21 2.6.3. Metode Garis Isohyet... II - 22 2.7. Analisa Frekuensi / Hujan Rencana.... II - 24 2.8. Distribusi Curah Hujan......... II - 27 2.8.1. Metode E.J. Gumbel... II - 27 2.8.2. Metode Log Pearson Type III..... II - 29 2.8.3. Uji Kesesuaian Distribusi.... II - 30 2.9. Hidrograf Banjir...... II - 33 2.9.1. Pengertian Hidrograf... II - 33 2.9.2. Distribusi Curah Hujan Jam-Jaman.... II - 36 2.9.3. Koefisien Pengaliran (CN/Curve Number)... II - 37 2.9.4. Analisa Curah Hujan Efektif....... II - 37 2.9.5. Analisa Debit Banjir Rancangan.... II - 38 2.10. Software HEC-HMS......... II - 41 BAB III METODOLOGI PENELITIAN... III - 1 viii
3.1. Objek dan Lokasi Penelitian...... III - 1 3.2. Jenis dan Sumber Data.... III - 3 3.3. Metode Pengumpulan Data.... III - 5 3.4. Diagram Alur Penelitian........ III - 7 BAB IV HASIL PERHITUNGAN DAN ANALISA..... IV - 1 4.1. Ketersediaan Data Hidrologi.. IV - 1 4.1.1. Pengumpulan Data Hidrologi... IV - 1 4.1.2. Pengujian Data Hidrologi... IV - 3 4.2. Curah Hujan Rerata Wilayah dengan Metode Polygon Thiessen...... IV - 5 4.3. Analisis Hujan Rancangan (Design Rainfall)... IV - 7 4.3.1. Pemilihan Metode Perhitungan Hujan Rancangan... IV - 7 4.3.2. Perhitungan Hujan Rancangan dengan Metode Gumbel...... IV - 8 4.3.3. Perhitungan Hujan Rancangan dengan Metode Log Pearson III...... IV - 9 4.3.4. Uji Kesesuaian Distribusi... IV - 10 4.4. Debit Banjir Rancangan..... IV - 13 4.4.1. Distribusi Curah Hujan Jam-Jaman... IV - 13 4.4.2. Koefisien Pengaliran berdasarkan Tata Guna Lahan...... IV - 15 4.4.3. Analisa Curah Hujan Efektif... IV - 16 ix
4.4.4. Analisa Debit Banjir Rancangan.... IV - 16 4.4.5. Perbandingan Hasil Perhitungan dengan Studi Terdahulu... IV - 22 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...... V - 1 5.1. Kesimpulan..... V - 1 5.2. Saran....... V - 2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram Pengendalian Banjir Metode Struktur dan Non Struktur... II-13 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Siklus Air / Siklus Hidrologi... II-14 Poligon Thiessen... II-22 Metode Isohyet... II-23 Koefisien Kurtosis... II-26 Bagian-bagian Hidrograf... II-34 Peta Lokasi Penelitian Secara Wilayah Administratif... III-1 Peta Google Earth 3 Titik Sta Tinjauan untuk DAS Sungai Ciliwung... III-2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Peta Situasi Sungai Ciliwung... III-2 Peta Tata Air Jakarta... III-3 Peta Bakosurtanal Plotting DAS Sungai Ciliwung... III-5 Diagram Alir Penelitian Tugas Akhir... III-7 Hasil Plotting Data Stasiun Curah Hujan... IV-2 Hasil Plotting Data Sta. Cawang Setelah Uji Konsistensi... IV-3 Gambar 4.3 Hasil Plotting Data Sta Gunung Mas Tanpa Uji Konsistensi IV-4 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Hasil Plotting Data Sta. Katulampa Setelah Uji Konsistensi. IV-4 Hasil Plotting DAS dengan Metode Polygon Thiessen... IV-6 Grafik Data Curah Hujan Rerata Wilayah... IV-7 xi
Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Grafik Uji Distribusi Smirnov Kolmogorof... IV-12 Pola Distribusi Hujan Netto Jam-Jaman... IV-14 Plot Tata Guna Lahan DAS Ciliwung... IV-15 Gambar 4.10 Grafik Peruntukan Tata Guna Lahan... IV-16 Gambar 4.11 Grafik HSS Snyder Periode 25 Tahun Hasil HEC-HMS... Gambar 4.12 Grafik HSS Snyder Periode 50 Tahun Hasil HEC-HMS... IV-18 IV-19 Gambar 4.13 Grafik HSS Snyder Periode 100 Tahun Hasil HEC-HMS... IV-19 Gambar 4.14 Grafik HSS SCS Periode 25 Tahun Hasil HEC-HMS... IV-20 Gambar 4.15 Grafik HSS SCS Periode 50 Tahun Hasil HEC-HMS... IV-21 Gambar 4.16 Grafik HSS SCS Periode 100 Tahun Hasil HEC-HMS... IV-21 Gambar 4.17 Grafik Debit Banjir Rancangan Metode Gama-I di P.A. Manggarai... IV-23 xii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 4.1 Hasil Survei Penurunan Muka Tanah Jakarta... II-11 Reduced Mean (Yn)... II-28 Reduced Standard Deviation (Sn)... II-29 Reduced Variate (Yt)... II-29 Nilai Kritis untuk Uji Keselarasan Smirnov-Kolmogorof... II-32 Nilai Kritis untuk Distribusi Chi Square... II-33 Rekapitulasi Data Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan 3 Stasiun... IV-2 Tabel 4.2 Tinggi Curah Hujan Harian Maksimum Tiap Stasiun Setelah Dikoreksi... IV-5 Tabel 4.3 Luas DAS yang Masuk Pengaruh Stasiun Curah Hujan... IV-6 Tabel 4.4 Curah Hujan Rerata Wilayah dengan Metode Thiessen... IV-6 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Perhitungan untuk Penentuan Metode Analisis Frekuensi... IV-7 Syarat Analisis Data untuk Menggunakan Analisa Frekuensi. IV-8 Perhitungan Curah Hujan Rancangan Metode Gumbel... IV-8 Hasil Curah Hujan Rancangan Metode Gumbel... IV-9 Tabel 4.9 Perhitungan Curah Hujan Rancangan Log Pearson III... IV-9 Tabel 4.10 Hasil Curah Hujan Rancangan Log Pearson III... IV-10 xiii
Tabel 4.11 Perhitungan Uji Kesesuaian Distribusi Smirnov - Kolmogorof... IV-11 Tabel 4.12 Tabel 4.13 Tabel 4.14 Tabel 4.15 Tabel 4.16 Tabel 4.17 Penentuan batas antar kelas... IV-13 Perhitungan Uji Kesesuaian Distribusi Chi Square... IV-13 Distribusi Hujan Netto Jam-jaman... IV-14 Koefisien Pengaliran (Curve Number / CN)... IV-15 Nisbah Hujan Netto Jam-jaman... IV-16 Debit Banjir & Volume Desain HSS Snyder Hasil HEC-HMS... IV-18 Tabel 4.18 Debit Banjir & Volume Desain HSS SCS Hasil Running HEC HMS... IV-20 Tabel 4.19 Hasil Studi Debit Banjir Terdahulu... IV-22 xiv
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN I : KARTU ASISTENSI LAMPIRAN II : TABEL NILAI PARAMETER II-1 Tabel Faktor Frekuensi untuk Distribusi Log Pearson Type III, Cs Negatif dan Positif II-2 Tabel Nilai Derajat Bebas Metode Chi Square dan Nilai D Kritis Metode Smirnov-Kolmogorov II-3 Tabel Bilangan Kurva untuk Berbagai Tipe Penggunaan Lahan LAMPIRAN III : DATA CURAH HUJAN HARIAN III-1 Data Curah Hujan Harian 2003-2012 Sta. Cawang III-2 Data Curah Hujan Harian 2003-2012 Sta. Gn. Mas III-3 Data Curah Hujan Harian 2003-2012 Sta. Katulampa LAMPIRAN IV : FOTO KONDISI BANJIR DI JAKARTA PADA JANUARI 2014 xv