BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Pendahuluan Saluran Kanal Barat yang ada dikota Semarang ini merupakan saluran perpanjangan dari sungai garang dimana sungai garang merupakan saluran yang dilewati air limpasan dari kawasan hulu daerah dari Gunung Ungaran. Saluran Kanal Barat ini juga merupakan saluran pengendali banjir Kota Semarang tetapi belum bisa efektif karena masih ada beberapa daerah yang masih terjadi genangan yang cukup tinggi. Dalam metode penelitian ini data-data yang diperlukan dalam kajian kapasitas saluran kanal barat terhadap debit banjir kala ulang 50 tahun. Data yang digunakan pada kajian ini adalah sebagai berikut: a. Topografi Peta yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan peta topografi wilayah saluran kanal barat, dimana peta topografi ini dibantu dengan peta tata guna lahan daerah sekitar saluran barat, peta DAS wilayah sungai garang yang menjadi saluran yang dilewati dari hulu menuju saluran kanal barat. III-1
Gambar 3.1 Peta Daerah Aliran Sungai Kota Semarang (Sumber : Balai PSDA Jragung Tuntang) b. Hidrologi Data didapat dari BMKG (Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika) kota Semarang yaitu data curah hujan. Perhitungan debit rencana dengan menggunakan data hujan R24 dari tiga stasiun yang berada didekat saluran saluran kanal barat yaitu Stasiun Simongan, Stasiun Sumur Jurang dan Stasiun Ungaran. c. Tata guna lahan dan pengembangan masa mendatang III-2
Peta rencana tata ruang, rencana tata guna lahan, zona pemukiman industri, perdagangan jalur hijau, dan lain-lain. Rencana jaringan dan pelebaran jalan dan lain-lain, yang berfungsi sebagai penentuan jalur banjir kanal, menentukan koefisien pengaliran d. Existing banjir kanal barat yang telah ada Data yang dikumpulkan dalam penelitian ini meliputi gambar dari Long Section dan Cross Section dari saluran kanal barat tersebut, untuk dilakukan kajian kapasitas terhadap debit banjir rancangan yang baru. 3.2. Analisa Hidrologi Dalam penelitian ini, langkah pertama adalah melakukan analisa hidrologi kemudian baru dilakukan analisa hidrolika. Dalam melakukan analisa hidrologi ini dilakukan bermacam metode. 3.2.1. Analisa Curah Hujan 1. Metode Aritmatik Metode ini menggunakan perhitungan curahhujan wilayah dengan merata-ratakan semua jumlah curah hujan yang ada pada wilayah tersebut. Metode rata-rata aritamatik ini adalah cara yang paling mudah diantara cara lainnya (poligon dan isohet). Digunakan khususnya untuk daerah seragam dengan variasi CH kecil. Cara ini dilakukan dengan mengukur serempak untuk lama waktu tertentu dari semua alat penakar dan dijumlahkan seluruhnya. Kemudian III-3
hasil penjumlahannya dibagi dengan jumlah penakar hujan maka akan dihasilkan rata-rata curah hujan di daerah tersebut. Menurut Sosrodarsono, secara matimatik ditulis persamaan seperti tertera pada Bab II, di rumus (2.1). 2. Cara Polygon Thiessen Metode ini digunakan secara luas karena dapat memberikan data memberikan data presipitasi yang lebih akurat, karena setiap bagian wilayah tangkapan hujan diwakili secara proposional oleh suatu alat penakar hujan. Dengan cara ini, pembuatangambar polygon dilakukan sekali saja, sementara perubahan data hujan per titik dapat diproses secara cepat tanpa menghitung lagi luas per bagian poligon dengan menngunakan rumus yang tertera pada Bab II, di rumus (2.2). Cara membuat polygon Thiessen a. Mengambil peta lokasi stasiun hujan di suatu DAS b. Menghubungkan garis antar stasiun 1 dan lainnya hingga membentuk segitiga c. Mencari garis berat kedua garis, yaitu garis yang membagi dua sama persis dan tegak lurus garis d. Menguhubungkan ketiga garis berat dari segi tiga sehingga membuat titik berat yang akan membentuk polygon. III-4
3.2.2. Distribusi Hujan 1. Metode Distribusi Normal Distribusi normal atau kurva normal disebut juga distribusi Gauss. Rumus persamaan dapat dilihat pada Bab II, di rumus (2.4). 2. Metode Distribusi Log Normal Mengubah data X kedalam bentuk logaritmik Y = log X. Rumus persamaan dapat dilihat pada Bab II, di rumus (2.5). 3. Metode Log Pearson Type III Pearson telah mengembangkan serangkaian fungsi probabilitas yang dapat dipakai untuk hampir semua distribusi probabilitas empiris. Tiga parameter penting dalam Metode Log Pearson Tipe III, yaitu: a. Harga rata-rata (R) b. Simpangan baku (S) c. Koefisien kemencengan (G) Terdapat 12 buah distribusi pearson, tapi hanya distribusi Log Pearson III yang dipakai dalam analisa hidrologi. Tidak ada syarat khusus untuk distribusi ini, disebut Log Pearson III karena memperhitungkan 3 parameter statistik. Prosedur perhitungan dapat di lihat pada Bab II,di rumus (2.6 s/d 2.9). 4. Metode Distribusi Gumbel Kriteria dalam metode gumbel : a) Standar Deviasi (δx) Deviasi standar dapat dihitung dengan persamaan pada Bab II, di rumus (2.13). III-5
b) Koefisien Skewness (Cs) Koefisien Skewness dapat dihitung dengan persamaan pada Bab II, di rumus (2.14). c) Koefisien Kurtouis (Ck) Koefisien Kurtosis dapat dihitung dengan persamaan pada Bab II, di rumus (2.15). d) Koefisien Variasi (Cv) Koefisien variasi dapat dihitung dengan persamaan pada Bab II, di rumus (2.16). 3.2.3. Debit Banjir Rancangan 1. Metode Rasional Metode untuk memperkirakan laju aliran permukaan puncak yang umum dipakai adalah metode Rasional (USSCS, 1973). Namun penggunaan terbatas pada DAS dengan ukuran kecil, yaitu kurang dari 300 ha (Goldman.rt.al.,1986). Persamaan matematik metode Rasional dinyatakan dalam bentuk persamaan pada Bab II, di rumus (2.17). Asumsi Metode Rasional : a. Debit puncak banjir (Qp) akibat intensitas hujan tertentu (I), berlangsung selama waktu tiba banjir atau lebih lama. b. Debit puncak banjir (Qp) mempunyai hubungan linier dengan waktu konsentrasi atau waktu tiba banjir (tc). III-6
c. Peluang terjadinya debit puncak banjir (Qp) = peluang terjadinya intensitas hujan (I) untuk waktu konsentrasi atau waktu tiba banjir tertentu (tc) d. Nilai koefisien limpasan (C) sama, untuk curah hujan pada setiap peluang. e. Nilai koefisien limpasan (C) sama, untuk curah hujan pada DAS tertentu. Nilai C apabila DAS terdiri dari berbagai macam penggunaan lahan dengan koefisien aliran permukaan yang berbeda, maka nilai C yang dipakai adalah koefisien DAS dapat dihitung dengan persamaan persamaan pada Bab II, di rumus (2.18). 2. HSS Nakayasu HSS Nakayasu merupakan suatu cara untuk mendapatkan hidrograf banjir rencana dalam suatu DAS, dengan mempertimbangkan karakteristik atau parameter daerah aliran sungai tersebut. Tujuan penelitian ini adalah untuk menghitung debit banjir maksimum DAS Pappa, Sulawesi Selatan dengan menggunakan metode hidrograf satuan sintetik Nakayasu. Menghitung intensitas curah hujan dengan persamaan dari Mononobe dapat dihitung dengan persamaan pada Bab II, di rumus (2.19 s/d 2.21). Perhitungan debit banjir maksimum metode hidrograf satuan Nakayasu dengan persamaan pada Bab II, di rumus (2.22 s/d 2.26). III-7
3. HSS Snyder Dalam permulaan tahun 1983, F. Snyder dari Amerika Serikat, telah mengembangkan rumus empiris dengan koefisien-koefisien empiris yang menghubungkan unsur-unsur hidrograf satuan dengan karakteristik daerah pengaliran. Unsur-unsur hidrograf tersebut dihubungkan dengan : A = Luas daerah pengaliran (km 2 ) L = panjang aliran utama (km) LC = jarak antara titik berat daerah pengaliran dengan pelepasan (outlet) yang diukur sepanjang aliran utama. Dengan unsur-unsur tersebut Snyder membuat rumus-rumusnya pada persamaan pada Bab II, di rumus (2.35 s/d 2.46). 3.3. Penelusuran Banjir (Flood Routing) 1. Metode Muskingum Metode muskingum adalah suatu cara perhitungan yang digunakan untuk penelusuran banjir dengan pendekatan hukum kontinyuitas. Metode muskingum menggunakan asumsi : a. Tidak ada anak sungai yang masuk ke dalam bagian memanjang palung sungai yang ditinjau, b. Penambahan dan kehilangan air berasal dari air hujan, air tanah dan evaporasi semuanya diabaikan III-8
Persamaan kontinyuitas metode muskingum yaitu pada persamaan pada Bab II, di rumus (2.49 s/d 2.53). 3.4. Sumber Data Studi Untuk menunjang kajian desain saluran drainase, data yang akan dibutuhkan adalah: 1. Data Curah hujan R24 dari BMKG Ahmad Yani Kota Semarang, untuk perhitungan debit rencana, 2. Peta layout wilayah, peta DAS, peta Topografi dari Balai PSDA Jragung - Tuntang, untuk menentukan luas aliran dan perhitungan debit rencana, 3. Data teknis penampang saluran existing serta penampang memanjang saluran existing dari BBWS Pemali-Juana. III-9
3.5. Diagram Alir MULAI Data Primer - Data curah hujan 10 tahun terakhir R24 dari 3 Stasiun - Data design saluran kanal barat, cross section, long section, Q Rencana Data Sekunder - Peta Topografi - Peta Genangan Analisa Hidrologi : 1. Analisa Curah Hujan (Polygon Thiessen, Aritmatik, Isohyet) 2. Distribusi Hujan (Normal,Log Normal, Gumbel, Pearson 3, Log Pearson) 3. Analisa Banjir Rancangan Q50 (Rasional, HSS Nakayasu, HSS Gamma 1, HSS Snyder) Q 50 Rencana Analisa Hidrolika : 1. Flood Routing (Muskingum-Cunge atau HEC-RAS) Kesimpulan & Saran SELESAI III-10