Final Bab 04 Hidrologi Dan Hidrolika

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

BAB IV ANALISIS HIDROLOGI DAN HIDROLIKA 4.1. Data Hidrologi Yang Digunakan Dalam studi dan perencanaan pengendalian banjir, analisis hidrologinya terutama dititik beratkan untuk menentukan debit banjir rancangan/ hidrograf banjir rancangan. Hidrograf banjir rancangan digunakan untuk perencanaan bangunan pengendali banjir maupun studi yang dilakukan. Sedangkan dalam perencanaan drainase analisis hidrologi ditujukan untuk menghitung intensitas hujan dari curah rancangan. Data hidrologi yang digunakan dalam analisis seperti diuraikan berikut ini. Data klimatologi dari stasiun meteorologi hanya digunakan untuk mengetahui kondisi klimatologi yang ada. Untuk analisis hidrologi yang diperlukan bagi perencanaan pengendalian banjir secara khusus tidak diperlukan data klimatologi selain data hujan. Kondisi klimatologi pada daerah studi dapat dilihat pada Tabel A.2.2., yaitu dari data klimatologi Stasiun Hasanuddin di Kab. Maros dan Stasiun Bonto Bili di Kabupaten Gowa. Stasiun hujan yang digunakan datanya untuk analisis hidrologi ditunjukkan pada Tabel A.4.1. di bawah ini. Tabel A.4.1. Daftar Stasiun Hidrologi Yang Digunakan No.

Nama Stasiun

Posisi

1. 2. 3. 4.

Panakkukang (27H) Tamangapa Kassi (96OP) Senre (24 OP) Sungguminasa (106OP)

LS 05009’ 05011’ 05012’ 05013’

BT 119026’ 119029’ 119032’ 119027’

5.

Malino (22H)

05015’

119055’

6. 7.

Panaikang (19532) Hasanuddin (19161)

05008’ 05004’

119027’ 119033’

Periode Pencatatan 1979 s/d 2003 1975 s/d 2003 1975 s/d 2003 1975 s/d 1984 1987 s/d 2003 1986 s/d 2000 2002 s/d 2003 1986 s/d 2003 1983 s/d 2003

Keterangan

Lokasi stasiun curah hujan pada DPS Tallo dan di sekitarnya yang digunakan untuk analisis hidrologi seperti ditunjukkan pada Gambar B.4.1. 4.2. Pembagian Sub DPS Pembagian sub DPS pada DPS Tallo untuk analisis hidrologi seperti disajikan pada Gambar B.4.2. Sistem pembagian sub DPS ini didasarkan pada sistem sungai dan anakanak sungai yang ada yang dikaitkan dengan kebutuhan untuk analisis hidrolika sungai. Sedangkan pemilihan stasiun hujan yang akan digunakan datanya untuk masing-masing sub DPS sebagaimana disajikan pada Tabel B.4.1. 4-1

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

4.3. Analisis Data Hujan 4.3.1. Pemeriksaan Konsistensi Data Hujan Sebelum data hujan digunakan dalam analisis hidrologi, terlebih dahulu diperiksa untuk mengetahui konsistensinya. Pemeriksaan ini menggunakan metode lengkung massa ganda (double mass curve). Cara pemeriksaan adalah dengan menggambarkan hujan kumulatif tahunan suatu stasiun hujan terhadap hujan tahunan komulatif rata-rata dari stasiun hujan di sekitarnya. Apabila data hujan konsisten maka grafik hubungan yang dihasilkan berupa suatu garis lurus. Sebaliknya apabila datanya tidak konsisten, maka akan diperoleh grafik garis patah. Ketidak konsistenan data ini dapat dikoreksi dengan suatu faktor pengali yang merupakan perbandingan antara kemiringan kedua garis tersebut. Grafik uji konsistensi data hujan dari stasiun hujan yang digunakan untuk analisis hidrologi seperti disajikan pada Gambar B.4.3. Perhitungan selengkapnya disajikan pada laporan penunjang Analisis Hidrologi. Dari hasil pengujian tersebut, dapat dilihat bahwa secara umum data hujan yang diperoleh dari hasil pencatatan stasiun hujan yang ada cukup konsisten, di mana masing-masing mengikuti tren tertentu sepanjang tahun dan tidak mengalami perubahan tren yang signifikan, dan jika dilihat nilai r²-nya sekitar 0.99. Sehingga secara umum data yang ada dapat digunakan untuk analisis hidrologi tanpa dilakukan koreksi terlebih dahulu. 4.3.2. Data Hujan Harian Maksimum Data hujan harian maksimum dari masing-masing stasiun yang digunakan untuk analisis selanjutnya direkapitulasi, demikian juga data yang kosong (tidak tercatat). Dalam hal ini dilakukan rekapitulasi untuk maksimum di satu stasiun sebagai acuan dan pada hari yang sama selanjutnya dicari curah hujan harian masing-masing stasiun yang ada disekitarnya. Hal ini dilakukan terhadap semua stasiun hujan yang dipakai. Contoh hasil rekapitulasi curah hujan harian maksimum untuk kondisi maksimum di stasiun Panakkukang seperti disajikan pada Tabel B.4.2. Terhadap stasiun hujan yang terdapat kekosongan data, maka akan dilakukan pengisian data hujan sebagaimana diuraikan pada sub bab 4.3.3. di bawah ini. 4.3.3. Pengisian Data Hujan Yang Hilang Dari data hujan yang diperoleh terdapat beberapa stasiun hujan datanya kosong pada satu atau beberapa tahun. Kekosongan antara lain disebabkan oleh karena alat pencatatnya rusak. Terhadap data yang kosong ini perlu dilengkapi data hujannya. Prosedur yang digunakan adalah menghitung data hujan yang kosong (hilang) dari pengamatan dari stasiun di sekitarnya.

4-2

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

Pengisian kekosongan data hujan tersebut dilakukan dengan metode sebagai berikut : A. Jika hujan tahunan rata-rata pada masing-masing stasiun terdekat tidak berbeda 10%, terhadap stasiun yang datanya kosong, curah hujan pada stasiun yang datanya kosong dapat diperkirakan dengan cara rata-rata aritmetrik sederhana. P1 + P2 + ….. + Pn Px = n Dimana : P1, P2, .., Pn Px lengkap.

= curah hujan masing-masing stasiun terdekat (datanya lengkap) = curah hujan yang diperkirakan pada stasiun yang datanya tidak

B. Jika hujan tahunan rata-rata pada masing-masing stasiun terdekat berbeda lebih 10%, terhadap stasiun yang datanya kosong, curah hujan pada stasiun yang datanya kosong dapat diperkirakan dengan cara rasio normal. Px =

1/n {( Nx/N1).P1 + (Nx/N2).P2 + ……… + (Nx/Nn).Pn}

Dimana : P1, P2, .., Pn = Px = Nx = N1, N2, …Nn =

curah hujan masing-masing stasiun terdekat yang datanya lengkap curah hujan yang diperkirakan pada stasiun yang datanya tidak lengkap. Hujan tahunan rata-rata di stasiun yang datanya hilang Hujan tahunan rata-rata pada masing-masing stasiun terdekat.

Setelah dilakukan pengisian data pada stasiun yang mengalami kekosongan data dengan metode A atau B sebagaimana persyaratan diatas. Contoh pengisian data yang telah dilakukan pada kondisi maksimum di stasiun Panakkukang adalah seperti pada Tabel B.4.3., untuk perhitungan selengkapnya disajikan pada Laporan Penunjang Analisis Hidrologi. Maka untuk selanjutnya dapat dilakukan analisis curah hujan rata-rata daerah atau curah hujan wilayah. 4.4. Analisis Curah Hujan Rancangan 4.4.1. Curah Hujan Maksimum Rata-rata Daerah Curah hujan harian maksimum wilayah (rata-rata daerah) dihitung dengan mengambil nilai rata-rata curah hujan harian maksimum pada hari dan tahun yang sama dari masingmasing stasiun yang digunakan. Curah hujan rata-rata daerah pada studi ini dihitung dengan metode rata-rata Poligon Thiessen. Peta Daerah pengaruh Thiessen dari stasiun hujan yang ada seperti disajikan pada Gambar B.4.4. Contoh perhitungan curah hujan harian maksimum rata-rata daerah (curah hujan wilayah) untuk Sub DPS Mangalarang seperti disajikan pada Tabel B.4.4. Rekapitulasi hasil perhitungan curah hujan harian maksimum rata-rata daerah untuk masing-masing DPS seperti disajikan pada Tabel A.4.2.: 4-3

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

Tabel A.4.2. Curah Hujan Harian Maksimum Rata-Rata Tiap Sub DPS pada DPS Tallo DPS Tallo Tahun

1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

SDPS SDPS Tallo SDPS Mangalarang Hulu Taccerekang

70 171 167 77 90 80 89 117 102 80 59 69 77 109 74 68 40 36 107 38 73 103 71 59 79 131 95 133 98

67 259 236 120 154 131 116 101 131 121 97 93 64 47 91 127 17 65 134 63 132 160 70 61 65 215 137 153 98

96 240 210 103 125 113 125 143 150 110 75 73 100 125 75 75 40 40 75 52 79 142 68 66 108 193 123 183 138

DPS Bone Tanjore

SDPS Bangkala

73 171 185 85 111 97 94 119 117 79 70 85 104 111 76 62 51 61 84 62 136 128 72 68 95 128 155 171 122

SDPS Tallo Hilir

67 258 222 104 137 158 86 129 137 122 77 119 213 120 89 76 58 96 80 79 113 154 69 37 125 233 165 179 151

SDPS Pampang

40 248 214 89 139 159 109 114 90 147 77 81 172 76 96 110 46 113 142 62 189 140 89 59 100 316 122 132 127

Bonetanjore Bonetanjore Hulu Hilir

151 209 125 178 175 235 124 158 110 135 160 90 385 153 109 106 222 197 270 148 128

Dari curah hujan rata-rata daerah selanjutnya dapat dihitung curah hujan rencana dengan metode Gumbell dan Log Pearson Type III dengan periode ulang tertentu.

4.4.2. Curah Hujan Rancangan Dari hasil curah hujan harian maksimum tahunan dapat dihitung curah hujan rancangan, dalam studi ini digunakan metode Log Pearson Type III dan metode Gumbell. A. Metode Log Pearson Type III

4-4

151 209 125 178 175 235 124 158 110 135 160 90 385 153 109 106 222 197 270 148 128

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

Langkah-langkah perhitungan curah hujan rencana dengan metode Log Pearson Type III adalah sebagai berikut : 1. Urutkan data dari kecil ke besar dan ubah data (X1, X2, …., Xn) dalam bentuk logaritma (log X1, log X2, …., log Xn). 2. Hitung nilai rerata, dengan persamaan :  1 i=n log X =   (log Xi) n i=1 3. Hitung standart deviasi, dengan persamaan : i=n   (log Xi - log X)2 i=1 S12 =  n-1 4. Hitung koefisien kepencengan, dengan persamaan : i=n  n  (log Xi - log X)3 i=1 Cs =  (n - 1) (n - 2) (S1)3 5. Hitung logaritma curah hujan dengan persamaan :  Log X = log X + G . S1 6. Hitung anti log X X = anti log X Dimana : log X = log X = log Xi = G = S1 = Cs = n =

logaritma data yang dicari logaritma rerata data logaritma data tahun ke -i konstanta Log Pearson Type III, berdasarkan Cs simpangan baku koefisien kepencengan jumlah data

Contoh perhitungan curah hujan rancangan metode Log Pearson Type III seperti disajikan pada Tabel B.3.5.

B. Metode Gumbell Metode Gumbell adalah metode distribusi eksponensial yang sekaligus telah 4-5

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

menggunakan kurva asimetris kerapatan dan dihitung dengan persamaan sebagai berikut: 

Xt = X + S . K K

= (Yt - Yn)/Sn

Di mana : 

Xt X S K Yn Sn Yt

: : : : : : :

Besarnya curah hujan rencana Harga Rata-rata dari data curah hujan Simpangan baku Faktor frekuensi Reduced mean sebagai fungsi dari banyak data (n) Reduced standart deviasi sebagai fungsi dari banyaknya data (n) Reduced Variate

Contoh perhitungan curah hujan rancangan metode Gumbell seperti disajikan pada Tabel B.4.6. Rekapitulasi hasil perhitungan curah hujan rancangan untuk masing-masing sub DPS seperti ditunjukkan pada Tabel A.4.3. berikut : Tabel A.4.3. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Hujan Rancangan 1.

DPS Tallo (Metode Gumbell) No. 1 2 3 4 5 6 7

2.

Pampang 113,7 173,5 213,2 251,2 263,2 300,4 337,2

DPS Tallo (Metode Log Pearson Type III) No. 1 2 3 4 5 6 7

3.

Periode Sub DPS Ulang Mangalarang Tallo Hulu Taccerekang Bangkala Tallo Hilir 2 82,3 106,1 103,2 95,4 116,7 5 114,6 159,5 152,1 131,1 170,7 10 135,9 194,8 184,4 154,7 206,5 20 156,4 228,7 215,4 177,4 240,8 25 163,0 239,4 225,3 184,6 251,7 50 183,0 272,5 255,6 206,7 285,2 100 202,9 305,4 285,7 228,7 318,5

Periode Sub DPS Ulang Mangalarang Tallo Hulu Taccerekang Bangkala Tallo Hilir 2 84,3 111,0 103,5 95,9 117,0 5 114,3 161,0 149,6 128,9 168,6 10 132,6 186,6 179,6 151,2 201,7 20 146,5 203,1 203,7 169,8 227,9 25 154,0 211,8 216,9 180,0 242,2 50 169,0 226,4 244,0 201,8 271,5 100 183,1 238,1 270,5 224,0 299,8

Pampang 112,1 165,9 203,1 234,2 251,5 288,5 326,0

DPS Bone Tanjore (Metode Gumbell) No.

Periode Ulang

Sub DPS Bonetanjore Hulu Bonetanjore Hilir

4-6

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

1 2 3 4 5 6 7

4.

2 5 10 20 25 50 100

159,9 231,7 279,2 324,8 339,3 383,8 428,0

159,9 231,7 279,2 324,8 339,3 383,8 428,0

DPS Bonetanjore (Metode Log Pearson Type III) No. 1 2 3 4 5 6 7

Periode Ulang 2 5 10 20 25 50 100

Sub DPS Bontenjore Hulu Bonetanjore Hilir 153,3 153,3 210,3 210,3 254,2 254,2 294,7 294,7 317,3 317,3 370,1 370,1 428,2 428,2

4.4.3. Uji Distribusi Frekuensi Perhitungan curah hujan rencana dengan kedua metode tersebut (Gumbell dan Log Pearson Type III) di atas akan memberikan hasil yang berbeda, sehingga diperlukan pengujian kesesuaian hasil. Uji kesesuaian dilakukan dengan metode Uji Chi-Kuadrat. Uji kesesuaian Chi-Kuadrat merupakan suatu ukuran mengenai perbedaan yang terdapat antara frekuensi yang diamati dan yang diharapkan. Uji ini digunakan untuk menguji simpangan secara tegak lurus, yang ditentukan dengan rumus :

X2hit

=



(Ef - Of)2

Of Dimana : X2hit = Harga uji statistik Ef = Frekuensi yang diharapkan Of = Frekuensi pengamatan Adapun langkah-langkah pengujian adalah sebagai berikut : a. Memplot data hujan dengan persamaan Weibull. b. Tarik garis dengan bantuan titik data hujan yang mempunyai periode ulang tertentu. c. Harga X²cr dicari dari tabel, dengan menentukan taraf signifikan () dan derajat kebebasannya (DK), sedangkan derajat kebebasan dapat dihitung dengan persamaan : DK =

n - (m + 1)

4-7

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

Dimana : DK= Harga derajat bebas n = Jumlah data m = Jumlah parameter untuk X2hit (m = 2). d. Bila harga X2hit < X2cr (sesuai tabel) maka dapat disimpulkan bahwa penyimpangan yang terjadi masih dalam batas-batas yang diijinkan. Contoh perhitungan uji distribusi dengan metode Chi-Kuadrat untuk Sub DPS Mangalarang seperti ditunjukkan pada Tabel B.4.7. dan Tabel B.4.8. Tabel A.4.4. Rekapitulasi Hasil Uji Distribusi metode Chi-Kuadrat 1. Distribusi Log Pearson Type III Parameter

Sub DPS Mangalarang

DK  X² cr X² Hasil akhir

Tallo Hulu

Taccerekang

Bangkala

Tallo Hilir

Pampang

26,0 26,0 26,0 26,0 26,0 26,0 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 38,89 38,89 38,89 38,89 38,89 38,89 15,80 40,1 17,2 9,8 15,2 23,7 Diterima Diterima Diterima Diterima Tidak diterima Diterima

2. Distribusi Gumbell Parameter

Sub DPS Mangalarang

DK  X² cr X² Hasil akhir

26 0,05 38,89 10,14 Diterima

Tallo Hulu

Taccerekang

Bangkala

26 26 0,05 0,05 38,89 38,89 32,1 10,4 Diterima Diterima

26 0,05 38,89 5,6 Diterima

Tallo Hilir

Pampang

26 0,05 38,89 8,3 Diterima

26 0,05 38,89 22,9 Diterima

3. Distribusi Log Pearson Type III Parameter

Sub DPS Bontenjore Hulu

DK  X² cr X² Hasil akhir

Bonetanjore hilir 18 0,05 28,87 22,30 Diterima

18 0,05 28,87 22,30 Diterima

4. Distribusi Gumbell Parameter

Sub DPS Bonetanjore Hulu

DK  X² cr X² Hasil akhir

18 0,05 28,87 36,42 Tidak Diterima

Bonetanjore hilir 18 0,05 28,87 36,42 Tidak Diterima

Dari hasil uji tersebut dapat dilihat bahwa terdapat tiga hasil yang tidak diterima yaitu Distribusi Log Pearson Type III untuk sub DPS Tallo Hulu, dan Distribusi 4-8

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

Gumbel untuk sub DPS Bonetanjore Hulu dan Sub DPS Bonetanjore Hilir, sehingga untuk DPS Tallo distribusi Gumbell diterima, sedang untuk DPS Bonetanjore Distribusi Log Pearson Type III dapat diterima. Untuk selanjutnya kedua Metode tersebut digunakan untuk menghitung curah hujan rancangan untuk masing-masing DPS dan dijadikan dasar perhitungan hidrograf banjir rancangan. 4.5. Intensitas Hujan dan Hujan Efektif 4.5.1. Intensitas Curah Hujan Dalam menentukan debit banjir rancangan, perlu diketahui terlebih dahulu harga Intensitas Curah Hujan. Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi dalam suatu kurun waktu, dimana air tersebut terkonsentrasi. Intensitas hujan jam-jaman ditentukan berdasarkan catatan hujan jam-jaman dari stasiun hujan otomatis. Apabila tidak diperoleh data pencatatan hujan jam-jaman, maka intensitas curah hujan dapat dihitung berdasarkan formula dari Dr. Mononobe (Sosrodarsono-Takeda, 1983), yaitu :

 

 R  Rt   24   24 t  24 

2

3

Dimana : Rt = Intensitas curah hujan jam-jaman (mm/jam) R24 = Tinggi hujan maksimum dalam 24 jam (mm/jam) t = Waktu hujan dari awal sampai jam ke t (jam) 4.5.2. Hujan Efektif Hujan efektif ditentukan dengan formula (Sosrodarsono-Takeda, 1983) yaitu : Rn

= C . Rt

Dimana : Rt = Intensitas curah hujan jam-jaman (mm/jam) Rn = Curah hujan efektif (mm/jam) C = Koefisien pengaliran, untuk DPS Tallo diambil C = 0.65 4.6. Analisis Hidrograf Satuan 4.6.1. Data Daerah Pengaliran Sungai Data daerah pengaliran sungai yang diperlukan untuk analisa debit banjir adalah sebagai berikut : Tabel A.4.5. Data Daerah Pengaliran Sungai 4-9

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

1. DPS Tallo Luas (A) No. 1

Sub DPS/TitikTinjauan Mangalarang Hulu

(ha) 15268,5

(km²) 152,7

Panjang Sungai Utama (km) 44,8

Elevasi H1 (+m) 780

H2 (+m) 8

4 - 10

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

2 Manjaling 3214,0 32,1 3 Sabeng 2073,8 20,7 4 Mangalarang Hilir 696,7 7,0 5 Tamangapa 151,6 1,5 6 Nipa-Nipa 377,3 3,8 7 Taccerekang 3789,0 37,9 8 Bangkala 3825,0 38,3 9 Tambasa 998,1 10,0 10 Kera-Kera 765,0 7,6 11 SP. Daya 1281,7 12,8 12 SP. Biringkassi 1598,3 16,0 13 Lakkang 580,0 5,8 14 Pampang Hulu 2031,7 20,3 15 SP. Gowa 721,1 7,2 16 SP. Perumnas 652,7 6,5 17 Patunuang 1479,9 14,8 18 Sinrijala 634,7 6,3 Sumber : Hasil Identifikasi Dari Peta Topografi Bakosurtanal 1 : 50000

19,4 12,8 4,4 1,8 3,4 13,6 12,1 6,9 5,6 4,3 2,4 3,0 4,8 4,4 2,8 5,8 6,4

180 38 8 5 5 332 265 3 2 7 4 1 11 15 4 3 2

5 5 5 5 3 3 3 2 1 1 1 0 3 3 3 2 0

2. DPS. Bonetanjore Luas (A)

Panjang Sungai No. Sub DPS/TitikTinjauan Utama (ha) (km²) (km) 1 Sub DPS Bonetanjore Hulu 2571,2 25,7 6,0 2 Sub DPS Bonetanjore Hilir 1063,3 10,6 4,8 Sumber : Hasil Identifikasi Dari Peta Topografi Bakosurtanal 1 : 50000

Elevasi H1 (+m)

H2 (+m) 10 5

5 0

4.6.2. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu (UH) -

Debit puncak menggunakan persamaan :

Qmaks =



A . Rn 3,6 . 0,30 . Tp + T0,3

Dimana : Qmaks = debit puncak banjir (m3/dt) Rn = hujan satuan (mm/jam) A = luas daerah pengaliran sungai (km2) Tp = waktu permulaan hujan sampai puncak banjir (jam) T0,3 = waktu dari puncak banjir sampai 0,3 kali debit puncak banjir (jam) Qa

Bagian lengkung naik (rising limb) hidrograf satuan mempunyai persamaan : = Qp ( t/Tp )2.4

Dimana : Qa = limpasan sebelum debit puncak banjir (m3/dt) 4 - 11

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

t -

= waktu (jam) Bagian lengkung turun :

Untuk Qd > 0.3 Qp : Qp

= Qp . 0.3 pangkat ((t-Tp)/T0.3)

Untuk 0.3 Qp > Qd > 0.3² Qp : Qp

= Qp . 0.3 pangkat ((t-Tp+0.5T0.3)/(1.5 T0.3))

Untuk 0.3² Qp > Qd : Qp

= Qp . 0.3 pangkat ((t-Tp+1.5T0.3)/(2 T0.3))

Dimana : Tp = Tg + 0,8 Tr T0,3 =  . Tg Tg = 0,4 + 0,058 L  untuk L < 15 km Tg = 0,21 . L0,27  untuk L > 15 km Tg = waktu kosentrasi pada daerah alirah (jam) Tr = satuan waktu dari curah hujan (0,5 - 1,0) . Tg  = koefisien ( 1,5 - 3,0) L = ruas sungai terpanjang (km) 4.7. Analisis Hidrograf Banjir Rancangan Banjir rencana dihitung dengan prinsip superposisi yaitu sebagai berikut : Q1 = Rn1 . UH1 Q2 = Rn1 . UH2 + Rn2 . UH1 Q3 = Rn1 . UH3 + Rn2 . UH2 + Rn3 . UH1 Qn = Rn1 . UHn + Rn2 . UH(n-1) + Rn3 . UH(n-2) + …. + Rn . UH1 Dimana : Qn = debit pada saat jam ke n (m3/dt) Rn1 = hujan rencana efektif jam ke I (mm/jam) UH1 = ordinat hidrograf satuan Qi = total debit banjir pada jam ke i akibat limpasan hujan efektif (m3/dt). Contoh Perhitungan hidrograf satuan dan hidrograf banjir pada Sub DPS Mangalarang seperti disajikan pada Tabel B.4.9. Perhitungan selengkapnya disajikan pada laporan Analisis Hidrologi. Lokasi titik tinjauan hidrograf banjir pada DPS Tallo seperti ditunjukkan pada Gambar B.4.5. Hasil hidrograf banjir dari masing-masing sub DPS Seperti ditunjukkan pada Gambar B.4.6.

4 - 12

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

4.8. Analisis Intensitas Hujan Untuk Perencanaan Drainase 4.8.1. Curah Hujan Rancangan Untuk menentukan debit rencana saluran drainase dibutuhkan data intensitas curah hujan dalam bentuk grafik Intensitas Durasi Frekuensi (IDF). Untuk itu diperlukan analisis curah intensitas hujan jam-jaman rata-rata pada lokasi areal drainase. Lokasi areal drainase kota yang direncanakan adalah pada wilayah Drainase AreaV, dimana dalam pembagian sub DPS sesuai Gambar B.4.2. berada pada Sub DPS Tallo Hilir dan Sub DPS Bone Tanjore. Sehingga untuk analisis intensitas hujan digunakan hasil analisis curah hujan rancangan pada kedua sub DPS tersebut sebagaimana tercantum pada Tabel A.4.2. dengan analisis curah hujan rancangan metode Log Pearson Type III. 4.8.2. Analisis Intensitas Hujan Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu. Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya. Hubungan antara intensitas, lama hujan, dan frekuensi hujan biasanya dinyatakan dengan lengkung Intensitas Durasi Frekuensi (IDF = Intensity Duration Frequency Curve). Diperlukan curah hujan jangka pendek, misalnya 5 menit, 10 menit, 30 menit, dan 60 menit, dan jam-jaman untuk membentuk lengkung IDF. Data jenis ini hanya didapat dari data penakar hujan otomatis. Sedangkan pendekatan empiris yang dapat digunakan antara lain adalah dengan menggunakan Rumus BELL. a. Analisis Ketinggian Curah Hujan Jangka Pendek Metode BELL Ketinggian curah hujan yang terjadi pada suatu periode waktu adalah ketinggian pada saat dimana air hujan tersebut terkonsentrasi (mencapai ketinggian yang maksimum lalu menurun). Besarnya ketinggian hujan tersebut diperoleh berdasarkan periode ulang tertentu dengan hasil curah hujan harian maksimum. Dengan merubah curah hujan harian menjadi curah hujan 60 menit pada periode N tahun (P60 (T)), maka intensitas curah hujan yang berhubungan dengan lama kejadian hujan (durasi) dapat dihitung dengan menggunakan rumus BELL : Pi P60 (T)

= (0.21 ln T + 0.52) ( 0.54t0.25 – 0.50) P60 (T) 93  19 X Tr  = 2 199

Dimana : Pi = Presipitasi/intensitas curah hujan t menit dalam periode ulang T tahun P60 (T) = Perkiraan curah hujan jangka waktu 60 menit dengan periode ulang T XTr = Curah Hujan untuk periode ulang Tr tahun 4 - 13

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

Hasil perhitungan ketinggian curah hujan rancangan jangka pendek (metode BELL) untuk Sub DPS Tallo Hilir dan Sub DPS Bone Tanjore seperti disajikan pada Tabel A.4.6. berikut : Tabel A.4.6. Ketinggian Curah Hujan Jangka Pendek Durasi (menit) 2 A. Sub DPS Tallo Hilir 5 81,3 10 60,8 20 42,4 30 33,7 40 28,4 60 22,1 80 18,4 120 14,2 B. Sub DPS Bone Tanjore 5 105,9 10 79,3 20 55,3 30 43,9 40 36,9 60 28,8 80 24,0 120 18,5

5

Periode Ulang (Tahun) 10

25

50

155,2 116,2 81,0 64,3 54,1 42,2 35,2 27,1

220,6 165,1 115,1 91,3 76,9 59,9 50,0 38,5

321,6 240,7 167,9 133,2 112,2 87,4 72,9 56,1

409,7 306,6 213,8 169,6 142,9 111,4 92,8 71,5

187,4 140,2 97,8 77,6 65,4 50,9 42,5 32,7

264,9 198,3 138,3 109,7 92,4 72,0 60,0 46,2

366,0 273,9 191,0 151,5 127,7 99,5 82,9 63,8

442,0 330,8 230,7 183,0 154,2 120,1 100,2 77,1

b. Analisis Intensitas Hujan Metode Talbot I

a tb

a

(it)(i 2 )  (i 2 t)(i) N(i 2 )  (i)(i)

b

(i)(it)  (N)(i 2 t) N(i 2 )  (i)(i)

c. Analisis Intensitas Hujan Metode Sherman I

a tn

Log a 

(log i)(log t 2 )  (log t log i)(log t) N(log t 2 )  (log t)(log t) 4 - 14

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

n

(log i)(log t)  (N)(log t log i) N(log t 2 )  (log t)(log t)

d. Analisis Intensitas Hujan Metode Ishiguro I

a tb

a

(i t )(i 2 )  (i t )(i) N(i 2 )  (i)(i)

b

(i)(i t )  (N)(i 2 t ) N(i 2 )  (i)(i)

e. Analisis Intensitas Hujan Metode Dr. Mononobe I

R 24  24    24  t 

2

3

Di mana : I = Intensitas hujan t = waktu hujan / durasi a,b,n = konstanta ketergantungan hujan terhadap lamanya hujan L = curah hujan dalam waktu t menit dengan periode ulang T tahun R24 = Curah hujan maksimum dengan T tahun Perhitungan konstanta intensitas hujan beberapa metode tersebut seperti disajikan pada Tabel B.4.10. dan rekapitulasinya pada Tabel B.4.11. Sedangkan perhitungan intensitas hujan dengan persamaan dari masing-masing metode yang diperoleh seperti disajikan pada Tabel B.4.12. dan grafik intensitas durasi seperti pada Gambar B.4.7.

4 - 15

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

4.9.

Analisis Hidrolika

4.1. Kondisi Analisis Hidrolika Analisis hidrolika profil muka air banjir Sungai Tallo dilakukan dengan tipe aliran tidak lunak (Unsteady Flow), sebagaimana yang terjadi sebenarnya pada sungai alam. Analisis profil muka air banjir dilakukan dengan kondisi dan batasan-batasan disesuaikan dengan alternatif rencana pengendalian banjir yang diusulkan, sebagaimana diuraikan pada Bab V dari laporan ini. Rincian kondisi analisis hidrolika tersebut seperti diuraikan pada Tabel A.4.7. berikut ini: Tabel A.4.7. Kondisi Analisis Hidrolika Profil Muka Air Banjir Sungai Tallo No. 1. 2. 3.

4.

5.

Data Geometri Sungai Penampang Sungai yang ada Penampungan sungai yang ada ditambah rencana tanggul (levee) Untuk semua ruas sungai (Alternatif1). Penampang sungai yang ada ditambah rencana tanggul (km 0.0-29.0), dan rencana waduk tunggu (storage area) seluas 84 ha, dengan elevasi dasar + 0.0, dan storage connection berupa lateral spillway, 200 m, elevasi crest + 3.30 (Alternatif-2) Penampang sungai yang ada ditambah tanggul (levee) sampai Km. 20.1, rencana normalisasi sungai (channel modification) pada Km. 20.1-22.3: B= 55m, h = 5.5m. Km. 22.3-23.7: B= 35m, h = 5.1m. Km. 23.7-29.0: B= 25m, h = 4.5m. (Alternatif-3) Samadengan kondisi (4) diatas ditambah rencana retarding basin (storage area), dengan luas 200 ha, dengan elevasi dasar +1.00, dan storage area connection berupa spillway panjang 200 m, dan elevasi crest + 4.0 (Alternatif-4)

Unsteady Flow Data Hidrograf banjir periode ulang 2,5,10,25,dan 50 tahun. Hidrograf banjir periode ulang 25 tahun. Hidrograf banjir periode ulang 25 tahun.

Hidrograf banjir periode ulang 25 tahun.

Hidrograf banjir periode ulang 25 tahun.

4.2. Model Skematik Sungai Skematik Sungai Tallo dan anak-anak sungainya yang menggambarkan titik-titik percabangan sungai, pembagian ruas sungai, dan pembagian cathment areanya seperti ditunjukkan pada Gambar B.4.5a. dan Gambar B.4.5b. pada analisis hidrologi. 4.3. Data Geometri Sungai Untuk input data geometri sungai, data-data yang diperlukan antara lain adalah: a. Skema pembagian ruas sungai, yang berupa data koordinat as sungai yang ditinjau, dari hasil pengukuran topografi. 4 - 16

PERSERO PT. VIRAMA KARYA KONSULTAN TEKNIK & MANAJEMEN

b. c. d. e.

Pembagian Sta berdasarkan titik pengukuran profil melintang sungai. Jarak antar profil melintang sungai. Data profil melintang sungai dari hasil pengukuran topografi. Koefisien kekasaran Manning digunakan 0.025 untuk palang sungai dan untuk bantaran sungai diambil 0.035 f. Data posisi rencana tanggul dan elevasi puncak tanggul rencana, untuk alternatif yang ada perencanaan tanggul. g. Data “Storage Area” untuk alternatif rencana waduk tunggu Nipa-Nipa dan retarding basin Tamangapa. Data yang dimasukkan antara lain meliputi : - Koordinat batas keliling rencana tampungan. - Elevasi dasar rencana tampungan dan luas tampungan o Waduk tunggu Nipa-Nipa (A=84 ha, el. + 0.00) o Retarding basin Tamangapa (A = 200 ha; el + 1.00) - Bangunan inlet ke dalam rencana tampungan (storage area connection), direncanakan lateral spillway (pelimpah samping) dengan data: o Spillway WT Nipa-Nipa  L = 200m  El. Crest = + 3.30 m. (dari hasil coba-coba) o Spillway RB Tamangapa  L = 200m  El. Crest = + 4.00m. 4.9.4. Data Aliran Sungai (1).

Hidrograf Aliran Masuk Hidrograf aliran masuk pada masing-masing sub basin sebagaimana tercantum dalam skema model sungai untuk analisis hidrology adalah seperti pada Tabel B.4.13. sampai dengan Tabel B.4.17.

(2).

Hidrograf Muka Air Pasang Surut Hidrograf muka air pasang surut dimuara Sungai Tallo diambil dari data peramalan pasang surut dari Pelabuhan Makassar dengan data seperti ditunjukkan pada Tabel B.4.18. dan Gambar B.4.13.

4.9.5. Profil Muka Air Banjir Profil muka air banjir Sungai Tallo pada kondisi penampang sungai yang ada dari hasil analisis hidrolika seperti ditunjukkan pada Tabel B.4.20. dan Gambar B.4.14. Sedangkan hasil analisis hidrolika untuk beberapa alternatif rencana pengendalian banjir seperti ditunjukkan pada Tabel B.4.21. dan Gambar B.4.15.

4 - 17