ANALISIS BANJIR TAHUNAN BENGAWAN SOLO HULU 3 SUB DAERAH ALIRAN SUNGAI TEMON TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada Program D-III Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta OLEH : SIGIT NUR WASKITO NIM : I 8710040 PROGRAM D3 INFRASTRUKTUR PERKOTAAN JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2013 to user
LEMBAR PERSETUJUAN ANALISIS BANJIR TAHUNAN BENGAWAN SOLO HULU 3 SUB DAERAH ALIRAN SUNGAI TEMON Disusun oleh : SIGIT NUR WASKITO NIM. : I 8710040 Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Diperiksa dan disetujui Dosen Pembimbing Ir. Adi Yusuf Muttaqien, MT NIP. 19581127 198803 1 001 ii
LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS BANJIR TAHUNAN BENGAWAN SOLO HULU 3 DAERAH ALIRAN SUNGAI TEMON TUGAS AKHIR Dikerjakan oleh : SIGIT NUR WASKITO NIM. : I 8710040 Dipertahankan di depan Tim Penguji Ujian pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi sebagian persyaratan untuk mendapat gelar Ahli Madya. Pada hari : Rabu Tanggal : 24 Juli 2013 Dipertahankan di depan tim penguji : 1. Ir. Adi Yusuf Muttaqin (...) NIP. 19581127 198803 1 001 2. Dr.Ir. Rr.Rintis Hadiani, MT (...) NIP. 19630120 198803 2 002 3. Ir. Suyanto, MM (...) NIP. 19471230 198410 1 001 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Mengetahui, Ketua Program Studi D3 Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Ir. BAMBANG SANTOSA, MT. ACHMAD BASUKI, ST, MT NIP. 19590823 198601 1 1001 NIP. 19710901 099702 1 001 iii
MOTTO Cukuplah Allah SWT sebagai penolongku karena Dia Maha Kuasa atas seluruh alam dan seluruh makhluk ciptaan-nya. Jangan takut dengan apa yang terbentang di depan anda, jalanilah sejauh anda melihatnya, selanjutnya anda dapat berjalan lebih jauh lagi. Seluruh impianku harus terwujud, tak peduli esok akan terwujud atau tidak. Aku akan meraihnya walau selangkah demi selangkah akan ku perjuangkan dengan memberikan terbaik dari diriku, Apabila takdir berkata lain pastilah Allah SWT Maha Melihat dan memberiku sesuatu yang lebih baik dari apa yang kupikirkan. Sesungguhnya sholatku, ibadahku, hidupku dan matiku hanyalah untuk Allah SWT, Tuhan semesta alam (Q.s Al- An am :162). Perubahan adalah hasil akhir dari proses belajar. SEKALI MAJU HARUS BERHASIL!!!!!!!!!!! iv
PERSEMBAHAN Sembah sujud ku pada Mu Ya ALLAH, puji syukur ku pada Mu karena telah tercapainya penantian akhir ku selama ini dan untuk melanjutkan ke taraf yang lebih tinggi. alhamdulillah Dengan izin Mu ini akan ku persembahkan karya ini kepada : 1. Nenek Ku yang kuhormati, kucintai, kubanggakan,terima kasih atas semua dukungan, doa, dan harapan baik materi maupun rohani. Kuucapkan Terima kasih untuk semuanya. 2. Kedua orang tua ku yang kuhormati, kucintai, kubanggakan,terima kasih atas semua dukungan, doa, dan harapan baik materi maupun rohani. Kuucapkan Terima kasih untuk semuanya, aku bangga, sayang pada kalian.. 3. Teman Istimewa ku yang kucintai, dan yang selalu mendukungku, menyemangatiku dan membantu dalam semua hal yang tidak lagi bisa di ungkapkan lagi. 4. Temen-temen infrastruktur 10, dan semuanya yang telah membantu dan menyemangatiku selama ini. Terima Kasih. v
KATA PENGANTAR Alhamdulillah penulis ucapkan puji syukur kehadirat ALLAH SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Penyusunan tugas akhir dengan judul Analisis Banjir Tahunan Bengawan Solo Hulu 3 Sub DAS Temon ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Proses penyusunan tugas akhir ini tidak bisa lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penyusun menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Achmad Basuki, ST, MT selaku pimpinan Prodi D III Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. 2. Ir.Solichin, MT, selaku Dosen Pembimbing Akademik. 3. Ir.Adi Yusuf Muttaqien, MT, selaku Dosen Pembimbing yang telah berkenan memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir. 4. Dr.Ir. Rr.Rintis Hadiani, MT, yang telah memberikan bantuan dan arahan selama penyusunan laporan Tugas Akhir ini. 5. Ir. Susilowati, MSi, yang telah memberikan bantuan dan arahan selama penyusunan laporan Tugas Akhir ini. 6. Rekan-rekan mahasiswa D III Infrastruktur Perkoataan angkatan 2010. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam penyusunan tugas akhir ini, oleh karena itu penulis berharap dengan kekurangan dan keterbatasan itu, tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya. Surakarta, 26 April 2013 Penulis vi
ABSTRACT Putri Pramudya Wardhani, 2012. An Analysis on Annual Flood in Keduang River Flow Area. Final Project, Diploma III Program of Urban Infrastructure Civil Engineering, Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University. The effect of flood is very adverse to living organism and surrounding nature, so that it is noteworthy to study the characteristic of peak flood viewed from its change and the capability of River Flow Area (DAS) in dealing with stormy rain. Because the Keduang river flow enters Wonogiri reservoir, this river is chosen to make the flood disaster controlling in Solo area runs smoothly. This research used Nakayasu method. The data needed was the data of rainfall for 1999-2000 period viewed from repeated term flow rate compared with the 2-days annually and monthly flood flow rates so that the potential flood can be detected. In writing this final project, the result of data and calculation of flood flow rate based on the repeated terms 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 1000 were as follows: 388.856 m 3 /s, 541.874 m 3 /s, 690.347 m 3 /s, 851.048 m 3 /s, 1195.229 m 3 /s, 1509.666 m 3 /s, 1904.774 m 3 /s, and 3254.336 m 3 /s. The potential annual flood based on 2-days maximum annual rain in 1999-2002, 2006, 2008, 2008, 2009 and 2011 potentially experienced flood Q2, in 2003-2005 and 2007 Q5 and in 2010 Q10. The monthly flood potential based on 2-days maximum monthly rain during 1999-2011 period was Q2 on January-March, June and September-October, Q5 on November, and Q10 on December. Keywords : repeated period flood flow rate, flood potential ix
ABSTRAK Sigit Nur Waskito, 2013. Analisis Banjir Tahunan Bengawan Solo Hulu 3 DAS Temon. Tugas Akhir, Program Diploma III Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dampak banjir yang di timbulkan sangat merugikan makhluk hidup dan alam sekitar, sehingga dianggap perlu mengkaji karakteristik banjir puncak ditinjau perubahannya maupun kemampuan dari daerah aliran sungai (DAS) dalam menghadapi hujan badai. Karena aliran sungai Temon ini masuk ke waduk Wonogiri maka sungai ini dipilih agar pengendalian bencana banjir di wilayah Solo dapat berjalan lancar. Penelitian ini menggunakan metode Hidrograf Satuan Sintetik Gama I. Data yang diperlukan dalam penelitian ini antara lain data curah hujan selama tahun 1999-2011 yang ditinjau dari besarnya debit kala ulang yang dibandingkan dengan besarnya debit banjir 2 harian tahunan dan bulanan sehingga potensi banjirnya dapat terdeteksi. Dalam penulisan tugas akhir ini hasil data dan perhitungan debit banjir berdasar kala ulang 2,5,10,25,50,100,200 dan 1000 tahun sebagai berikut: 91,173 m 3 /detik, 119,975 m 3 /detik, 146,201 m 3 /detik, 188,926 m 3 /detik 228,957 m 3 /detik, 277,166 m 3 /detik, 335,360 m 3 /detik, 521,191 m 3 /detik. Potensi banjir tahunan berdasarkan hujan 2 harian maksimum tahunan pada tahun 1999, 2001, 2003 dan 2009 tidak berpotensi banjir. Tahun 2000, 2001, 2004, 2005, 2006, 2010, dan 2011 berpotensi banjir Q2. Tahun 2007 dan 2008 berpotensi banjir Q10. Potensi banjir bulanan berdasarkan hujan 2 harian maksimum bulanan pada kurun waktu analisis tahun 1999-2011, Bulan Juli, Agustus, Oktober, dan November tidak berpotensi banjir. Bulan Januari, Maret, April, Mei, Juni, dan September berpotensi banjir Q2. Bulan Februari dan Desember berpotensi Q10. Kata kunci : debit banjir kala ulang, potensi banjir vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii HALAMAN MOTTO... iv HALAMAN PERSEMBAHAN... v KATA PENGANTAR... vi ABSTRAK... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR NOTASI... xv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Batasan Masalah... 3 1.4. Tujuan Penelitian... 3 1.5. Manfaat Penulisan... 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka... 4 2.1.1. Umum... 4 2.1.2. Kualitas Data Hujan... 5 2.1.2.1. Kelengkapan Data... 5 2.1.2.2. Kepanggahan... 5 viii
2.1.3.Seri Data Hidrologi... 5 2.1.3.1. Data Maksimum Tahunan... 6 2.1.3.2. Seri Parsial... 6 2.1.4.Karakteristik Hujan... 6 2.1.5. Koefisien Limpasan... 11 2.1.6. Curah Hujan Efektif... 11 2.1.7. Pola Agihan Hujan... 12 2.1.8. Hidrograf Satuan Sintetik... 12 2.2. Dasar Teori... 13 2.2.1 DAS... 13 2.2.2. Pengalihragaman Hujan Menjadi Aliran... 13 2.2.2.1. Hujan... 13 2.2.2.2. Hujan Wilayah... 14 2.2.3. Uji Kepanggahan... 14 2.2.4. Analisis Frekuensi... 16 2.2.5. Curah Hujan Efektif... 20 2.2.5. Hidrograf Satuan Sintetik Gama I... 20 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Metode yang Digunakan... 26 3.2. Lokasi Penelitian... 26 3.3. Data yang Dibutuhkan... 27 3.4. Alat yang Digunakan... 27 3.5. Tahapan Penelitian... 27 3.6. Diagram Alir Tahapan Penelitian... 28 BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengumpulan Data... 32 4.2. Uji Kepanggahan Hujan... 32 ix
4.3. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan... 34 4.4. Perhitungan Parameter Statistik... 38 4.5. Uji Kecocokan... 40 4.6. Perhitungan Hujan Kala Ulang... 42 4.6.1. Hujan Eektif Berbagai Kala Ulang... 43 4.6.2. Hujan Eektif Jam-Jaman Berbagai Kala Ulang... 44 4.7. Debit Rencana Berbagai Kala Ulang... 44 4.7.1. HSS Gama I Satu Harian... 44 4.7.2.Perhitungan Debit Banjir Rencana Berbagai Kala Ulang. 49 4.8. Debit Rencana 2 Harian Maksimum Tahunan... 51 4.8.1. Penentuan Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan. 51 4.8.2. Hujan Efektif 2 Harian Tahunan... 53 4.8.3. Hujan Efektif Jam-jaman 2 Harian Tahunan... 53 4.9. HSS Gama I 2 Harian Maksimum Tahunan... 54 4.10. Perhitungan Debit Banjir Rencana 2 Harian Maksimum Thnan. 55 4.11. Debit Rencana 2 Harian Maksimum Bulanan.... 58 4.11.1. Penentuan Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan 58 4.11.2. Hujan Efektif 2 Harian Bulanan... 61 4.11.2.1. Hujan Efektif Jam-jaman 2 Harian Bulanan... 62 4.11.3. HSS Gama I 2 Harian Maksimum Bulanan... 62 4.11.4. Perhitungan Debit Banjir Rencana 2 Harian Bulanan... 63 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 66 5.2. Saran... 66 DAFTAR PUSTAKA... xvii PENUTUP... xix LAMPIRAN x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Rasio Hujan Jam-Jaman... 12 Tabel 2.2. Distribusi Hujan Tadashi Tanimoto... 12 Tabel 2.3. Nilai Kritik Qdan R... 15 Tabel 2.4. Pemilihan Jenis Distribusi... 17 Tabel 2.5. Nilai KritisDo Untuk Uji Smirnov-Kolmogorov... 20 Tabel 4.1. Data Hujan Stasiun Hujan Manual DAS Temon... 33 Tabel 4.2. Uji Kepanggahan Metode RAPS Sta.Baturetno... 33 Tabel 4.3. Resume Hasil Uji Kepanggahan Metode RAPS... 34 Tabel 4.4. Hujan Wilayah Harian Maksimum dengan Acuan Terbesar Stasiun Baturetno... 36 Tabel 4.5. Hujan Wilayah Harian Maksimum dengan Acuan Terbesar Stasiun Batuwarno... 37 Tabel 4.6. Hujan Wilayah Harian Maksimum dengan Acuan Terbesar Stasiun Ngancar... 37 Tabel 4.7. Hujan Wilayah Harian Maksimum Tahunan DAS Temon... 38 Tabel 4.8. Perhitungan Dispersi Data Normal... 38 Tabel 4.9. Perhitungan Dispersi Data Log Normal... 39 Tabel 4.10. Syarat Jenis Distribusi... 40 Tabel 4.11. Uji Smirnov-Kolmogorov DAS Temon... 41 Tabel 4.12. Nilai Kritis Do Untuk Uji Smirnov-Kolmogorov... 41 xi
Tabel 4.13. Perhitungan Distribusi Log Pearson III... 42 Tabel 4.14. Syarat Jenis Distribusi... 43 Tabel 4.15. Hujan Efektif Jam-Jaman Kala Ulang... 44 Tabel 4.16. Unit Hidrograf Satuan Sintetik Gama I Satu Harian... 48 Tabel 4.17. Unit Hidrograf Satuan Sintetik Gama I Kala Ulang 2 Tahunan... 50 Tabel 4.18. Debit Banjir Rancangan Kala Ulang... 50 Tabel 4.19. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan dengan Acuan Terbesar Stasiun Baturetno... 51 Tabel 4.20. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan dengan Acuan Terbesar Stasiun Batuwarno... 52 Tabel 4.21. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan dengan Acuan Terbesar Stasiun Ngancar... 52 Tabel 4.22. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Tahunan DAS Temon... 53 Tabel 4.23. Hujan Efektif Jam-Jaman 2 Harian Tiap Tahun... 54 Tabel 4.24. Unit HSS Gama I Hujan 2 Harian Tahunan... 54 Tabel 4.25. Unit Hidrograf Satuan Metode Gama I 2 Harian Tahunan Tahun 1999... 56 Tabel 4.26. Kesimpulan Potensi Debit Banjir 2 Harian Maksimum Tahunan... 57 Tabel 4.27. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan dengan Acuan Terbesar Stasiun Baturetno Pada Bulan Januari... 59 xii
Tabel 4.28. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan dengan Acuan Terbesar Stasiun Batuwarno Pada Bulan Januari... 60 Tabel 4.29. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulanan dengan Acuan Terbesar Stasiun Ngancar Pada Bulan Januari... 60 Tabel 4.30. Hujan Wilayah 2 Harian Maksimum Bulan Januari DAS Temon... 61 Tabel 4.31. Hujan 2 Harian Maksimum Bulanan DAS Temon... 61 Tabel 4.32. Hujan Efektif Jam-Jaman 2 Harian Maksimum Bulanan... 62 Tabel 4.33. Unit Hidrograf Satuan Metode Gama I 2 Harian Maksimum Bulanan Bulan Januari... 63 Tabel 4.34. Kesimpulan Potensi Debit Banjir 2 Harian Maksimum Bulanan... 64 xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Cara Rata-Rata Aljabar... 7 Gambar 2.2. Cara Poligon Thiessen... 9 Gambar 2.3. Cara Metode Isohyet... 10 Gambar 2.4. Hidrograf Satuan Sintetik Gama I... 21 Gambar 2.5. Sketsa Titik Berat DAS Temon... 23 Gambar 2.6. Sketsa Penempatan WF... 24 Gambar 2.7. Sketsa Penempatan AU... 25 Gambar 3.1. Peta Sub DAS Bengawan Solo Hulu 3... 26 Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian Tahap 1... 28 Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian Tahap 2... 30 Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian Tahap 3... 31 Gambar 4.1 Peta Daerah Aliran Sungai Bengawan Solo Sub DAS Temon. 32 Gambar 4.2. Hujan Wilayah dengan Metode Poligon Thiessen... 35 Gambar 4.3. Luas DAS Temon... 45 Gambar 4.4. Pangsa Sungai DAS Temon... 45 Gambar 4.5. Sketsa Penempatan WF Pada DAS Temon... 46 Gambar 4.6. Sketsa Penempatan RUA Pada DAS Temon... 47 Gambar 4.7. Grafik Hidrograf Satuan Gama I Hujan Satu Harian... 49 Gambar 4.8. Grafik Perbandingan Debit Banjir 2 Harian Tahunan... 57 Gambar 4.9. Grafik Perbandingan Debit Banjir 2 Harian Bulanan... 65 xiv
DAFTAR NOTASI P Hujan wilayah (mm), P N Hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm), A w Luas wilayah (Km 2 ), A N Luas masing-masing poligon (Km 2 ), N Jumlah stasiun pencatat hujan. Y i Y D y n Data hujan ke-i, Data hujan rerata i, Deviasi standar, Jumlah data C s C v C k Koefisien skewness Koefisien variasi Koefisien kurtosis n Panjang data, X Tinggi hujan rerata, S Standar deviasi. X i X S G Data hujan ke-i, Data hujan rerata i, Deviasi standar, Koefisien kemencengan K Variabel standar untuk X menurut G. A Luas DAS (km 2 ), B Koefisien reduksi, D Kerapatan jaringan kuras LL Jn Jumlah pertemuan sungai xv
K L Qp Qb RUA S SF SIM SN Tb Tr WF Koefisien tampungan Panjang sungai Debit Puncak Aliran dasar Luas DAS sebelah hulu Landai sungai rata-rata Faktor sumber Faktor simetri Frekuensi sumber Waktu dasar Waktu naik Faktor Lebar xvi