BAB 3 ANALISA HIDROLOGI
3.1
CURAH HUJAN MAKSIMUM HARIAN
Metoda perhitungan yang umum dipakai dalam analisa debit banjir dari curah hujan hujan maksimum maksimum harian harian rencana rencana dan selanjutn selanjutnya ya dengan dengan analisa analisa frekuensi frekuensi dapat dapat dihitung dihitung besarny besarnya a curah curah hujan hujan harian harian maksimum maksimum rencana rencana.. Penent Penentuan uan cura curah h huja hujan n maks maksim imum um deng dengan an peri period ode e ulan ulang g tert terten entu tu dihi dihitu tung ng deng dengan an menggunakan menggunakan analisa frek f rekuensi. uensi. Data curah hujan yang diperlukan adalah data hujan harian maksimum pada tiap tahun, sekurang-kuran sekurang-kurangnya gnya selama 10 tahun bertu berturut rut-tu -turut rut.. Data Data curah curah hujan hujan harian harian maksim maksimum um selam selama a 12 tahun tahun dapat dapat dilihat pada Tabel 3-1. 3-1. Tabel 3-1 Curah Hujan Haran Ma!"#u# S$a"un Sena%elan&Su!aja' (##&har)
3.*
ANALISIS +R,KU,NSI CURAH HUJAN MAKSIMUM R,NCANA
nali n alisa sa curah curah hujan hujan maksim maksimum um renca rencana na di lokasi lokasi dilak dilakuk ukan an denga dengan n metoda metoda statistik. !ebaran teoritis yang digunakan dalam analisis frekuensi frekuensi dari berbagai metoda, yaitu sebaran teoritis "ormal, #og-"ormal 2 parameter, #og-Pearson
1
tipe $$$, dan %umbel tipe $. Menurut &ho', persamaan-persamaan distribusi dalam analisis frekuensi, secara umum dapat dirumuskan sebagai berikut ( Xt
= X + K S
dev
dimana Xt
) hujan rencana dengan perioda ulang t
X
) hujan rata-rata
Sdev
) simpangan baku
*
) faktor frekuensi +bergantung pada jenis metoda yang digunakan
Perhitungan faktor frekuensi +* dari beberapa metoda yang digunakan adalah sebagai berikut ( A. +a!$r re!uen" Nr#al/
(C + C * W + C * W ) K = W − (1 + D * W + D * W + D * W 2
0
1
2
2
1
2
3
3
)
dimana ( & ) 2,11/
&1 ) 0,02
&2 ) 0,0102
D1 ) 1,2/
D2 ) 0,13243
D ) 0,0010
W
1 = L P n
2
* 0.5
P ) peluang +probabilitas
B. +a!$r re!uen" 0ear"n $%e III /
K 2
Cs Cs = 1 − + K * − 1 Cs 6 6 2
3
2
dimana ( *
) faktor frekuensi "ormal
&!
) koe5sien kemiringan +asimetri
C. +a!$r re!uen" L-0ear"n $%e III /
K 3
Csl Csl 1 − + K * − 1 = Csl 6 6 2
2
3
dimana ( 2
* ) faktor frekuensi "ormal &!# ) koe5sien kemiringan +asimetri dalam logaritmis D. +a!$r re!uen" Gu#bel $%e I / K 4
1 = − 0.45 + 0.7797 Ln − L T − T n
p ) peluang +probalilitas
3.3
HASIL 0,RHITUNGAN HUJAN HARIAN MAKSIMUM R,NCANA
Perhitungan curah hujan maksimum rencana dilakukan menggunakan berbagai analisa frekuensi +Metode "ormal, %umbell 6ipe-$, #og Pearson tipe-$$$, dan #og "ormal tipe-$$
yang telah dijabarkan perhiungannya pada bab sebelumnya.
!elanjutnya, hasil perhitungan curah hujan rencana untuk perioda ulang 2, , 10, 2, dan 0 tahun dapat dilihat pada 6abel -2 dan Ga#bar 3-1. Tabel 3-* Ha"l 0erh$unan Curah Hujan Ma!"#u# Ren2ana (##&ja#)
3
Ga#bar 3-1 / Plotting position 2urah hujan #a!"#u# ren2ana
3.
UJI K,COCOKAN DISTRIBUSI +R,KU,NSI
7ntuk mendapatkan pola distribusi yang paling sesuai, maka dilakukan uji kecocokan distribusi frek'ensi. Metode yang digunakan
dalam menguji
kecocokoan pola distribusi data hujan yag ada di lakukan dengan metode sebagai berikut ( a. Metode &hi- *uadrat 7ji &hi-kuadrat dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat me'akili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Pengambilan keputusan uji ini menggunakan parameter χ2. Parameter χ2 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ( k
2
χ
∑
hitung
) i =1
( EF − OF)
2
EF
keteranan !
4
2
χ "#t$n )
Parameter chi-kuadrat terhitung
8
)
8rekuensi pengamatan +bser9ed 8re:uency
;8
)
8rekuensi teoritis +;
=itung harga χ
cr
dengan menentukan taraf signi5kan α = 5% dan
dengan derajat kebebasan yang dihitung dengan menggunakan persamaan ! Dk
)
* > +P ? 1
keterangan ( Dk
)
Derajat kebebasan
P
)
Parameter yang terikat dalam agihan frekuensi
*
)
@umlah kelas distribusi
)
1 ? +.22 . log n
&. Metode !mirno9-*olmogoro9. 7ji kecocokan !mirno9-*olmogorof, sering disebut juga uji kecocokan non parametrik, karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. 7ji ini digunakan untuk menguji simpanganAselisih terbesar antara peluang pengamatan +empiris dengan peluang teoritis, atau dalam bentuk persamaan dapat di tulis seperti berikut! Pe
(
∆'aks
−P
T
*eterangan! ∆maks
(
!elisih terbesar antara peluang empiris dengan teoritis
Pe
)
Peluang empiris, dengan menggunakan persamaan dari
Beibull( m
P
)
m
N
)
+1 nomor urut kejadian, atau peringkat kejadian
"
)
jumlah data pengamatan
P6
)
peluang teoritis dari hasil penggambaran data pada kertas distribusi
+persamaan distribusinya secara gra5s, atau
menggunakan fasilitas perhitungan peluang menurut 'ilayah luas diba'ah kur9a normal. "ilai kritis dari uji ini ditentukan terhadap nilai ∆0.
5
Dari hasil uji kecocokan diketahui bah'a semua metode distribusi lolos pengujian kecocokan. 7ntuk selanjutnya berdasarkan 7ji !mirno9-*olmogro9 diketahui bah'a distribusi terbaik +dengan selisih C terbesar ddidapatkan dari distribusi #og Pearson $$$. 7ntuk selanjutnya, akan digunakan analisa hujan yang mengikuti distribusi #og Pearson $$$. Tabel 3-3 Ha"l Uj Ke22!an S#rn4-Kl#r4
Tabel 3- Ha"l Uj Ke22!an Ch-Kua'ra$
3.5
INT,NSITAS CURAH HUJAN
$ntensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada suatu kurun 'aktu di mana air tersebut terkonstentrasi. $ndtensitas curah hujan dinotasikan dengan huruf $ yang memiliki satuan mmAjam. *arena data hujan yang ada tidak tersedia dalam bentuk jam-jaman, maka digunakan Metode Mononobe +!osrodarsono, 130 dengan persamaan( 3/2
24 I= 24 t RT
c
Dengan, $
) $ntensitas curah hujan jam-jaman +mmAjam
6 ) curah hujan untuk periode ulang 6 tahun tc ) 'aktu konsentrasi +menit
6
Tabel 3-5 In$en"$a" Hujan Ja#-ja#an Mnnbe
7ntuk menentukan besaran intensitas hujan dalam berbagai 9ariasi 'aktu digunakan pendekatan lengkung intensitas curah hujan. #engkung intensitas curah hujan ini sangat penting diketahui dalam perencanaan bangunan air maupun pengaruhnya terhadap erosi lahan. *ur9a ini menunjukan nilai kemungkinan terjadinya intensitas curah hujan yang berlaku untuk lamanya curah hujan sembarang dalam suatu periodeAkala ulang tertentu. #engkung curah hujan dibuat berdasarkan data curah hujan durasi pendek, dalam hal ini digunakan metode jam-jaman mononobe yang telah ditampilkan pada Tabel 35. 6erdapat tiga persamaan untuk menggambarkan lengkung intensitas hujan, yaitu (
-
)et*de Tal&*t )et*de S"er'an )et*de +s"#$r*
Eerdasarkan kajian Priambodo +200( 4 terhadap karakteristik hujan di beberapa stasiun hujan di 'ilayah D*$ @akarta dengan mengambil kasus peristi'a banjir 1334 dan 2002, dikatakan bah'a F=asil analisis lengkung hujan untuk stasiun &iteko dan *emayoran menunjukkan bah'a rumus yang sesuai dengan daerah setempat adalah rumus $shiguroG. leh karena itu dalam analisis banjir pada proyek ini akan digunakan intensitas hujan Metode $shiguro yang memiliki persamaan sebagai berikut. I =
a
√ t + a
7
denan! + ( #ntens#tas ,$ra" "$-an ''/-a' t ( la'an1a ,$ra" "$-an 'en#t Tabel 3-6 Nla Ke7"en I"hur
Tabel 3-8 In$en"$a" Hujan Me$'e I"hur
8
Ga#bar 3-* Len!un In$en"$a" Hujan I"hur
3.6
9AKTU KONS,NTRASI
Baktu *onsentrasi +tc, adalah 'aktu yang diperlukan oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ke tempat keluaran saluran +titik kontrol, setelah tanah menjadi jenuh dan depresi > depresi kecil terpenuhi. 7ntuk menentukan 'aktu konsentrasi +tc digunakan rumus berikut( tc ) to ? td nd
2
to ) H 3 < ,2 < #I <
S
J +menit
L
td )
60
+menit
dimana ( nd ) ngka *ekasaran Manning !o ) *emiringan #ahan #I ) Panjang lintasan aliran di atas permukaan lahan +m
9
# ) Panjang lintasan aliran di dalam saluranAsungai +m K ) *ecepatan aliran di dalam saluran 3.8
D,BIT R,NCANA
Dari peta daerah tangkapan hujan kemudian dapat dilihat luas daerah tangkapan dan panjang saluran yang selanjutnya digunakan untuk menghitung debit. Eesaran debit dihitung dengan menggunakan rumus Metoda asional( L ) 0,002//&$ Dengan, L ) debit, mAs & ) koe5sien limpasan ) luas daerah tangkapan hujan +=a
3.:
DIM,NSI SALURAN
7ntuk menghitung kapasitas saluran, dipergunakan persamaan kontinuitas dan rumus Manning, berikut di ba'ah ini ( L ) K. + persamaan kontinuitas Manning
K)
D
(
2A
!
n
1A 2
+ rt5cialA#ining
Dimana ( L ) Debit dalam mAdtk K ) *ecepatan liran dalam saluran ) #uas Penampang Easah +m2 ) adius =idrolik +m ! ) *emiringan !aluran n ) ngka kekasaran Manning
10