BAB 3 akhir

Perencanaan Pembangunan Saluran Drainase

Laporan Akhir

III-1

Bab III

Analisa Data Hidrologi

3.1. DATA HIDROLOGI

Data hidrologi adalah kumpulan keterangan atau fakta

mengenai penomena hidrologi. Data hidrologi merupakan bahan

informasi yang sangat penting dalam melaksanakan analisa hidrologi.

Data hidrologi yang diperoleh merupakan data yang telah dilaporkan

atau dipublikasikan oleh kantor pemerintah sebagai data sekunder.

Data hidrologi yang digunakan dalam analisa hidrologi pada

daerah aliran sungai ditentukan berdasarkan pengaruh stasiun

terhadap DAS yang ditinjau. Untuk melakukan analisa hidrologi pada

pekerjaan ini dilakukan pengumpulan data hidrologi berupa data

hujan bulanan yang ada disekitar. Data hidrologi yang tersedia adalah

Stasiun Meteorologi Bandara Wasior dari tahun 2005 - 2014

3.2. ANALISA CURAH HUJAN RENCANA

Berdasarkan data curah hujan harian maksimum yang diperoleh

dari Stasiun Meteorologi Bandara Wasior, selanjutnya dihitung curah

hujan rencana dengan menggunakan metode Gumbel dan Log

Pearson Tipe III dengan periode ulang tertentu. Perhitungan dengan

metode Gumbel dan Log Pearson Tipe III menggunakan formula

sebagai berikut :

1. Metode Gumbel

Metode Gumber menggunakan teori harga ekstrim untuk

menunjukkan bahwa dalam deretan harga ekstrim X1, X2, X3, . . ., Xn

dan X merupakan veriabel berdistribusi eksponensial. Perhitungan

dengan metode Gumber menggunakan persamaan sebagai

berikut :


Laporan Akhir

III-2

( )n

nt

t

S

YYK

dan

KSXX

=

+= .

Dimana :

Xt = Besarnya curah hujan rencana

X = Harga rata-rata dari data curah hujan

S = Simpangan baku

K = Faktor frekuensi

Yn = Reduced mean yang tergantung dari banyaknya data n

Sn = Reduced standard deviasi sebagai fungsi dari banyaknya

data n

Yt = Reduced variate sebagai fungsi waktu balik

2. Metode Log Pearson Tipe III

Distribusi loq Pearson tipe III banyak digunakan dalam analisa

hidrologi, terutama dalam analisa data maksimum dengan nilai

ekstrim.

Bentuk kumulatip dari distribusi loq Pearson tipe III dengan nilai

variatnya X apabila digambarkan pada kertas peluang logaritmik

akan merupakan model matematik persamaan garis lurus.

Persamaan garis lurusnya adalah :

1.SGloqXLogX +=

( )( )( )snn

loqXloqX

C

n

is

1

1

3

21

=

=

( )1

1

2

1

=

=

n

loqXloqXn

i

S

dimana :

X = Curah Hujan (mm).


Laporan Akhir

III-3

Xlog = Logaritma curah hujan harian maksimum rata-rata

(mm).

log X = Logaritma curah hujan harian maksimum (mm)

G = Konstanta

S1 = Standard Deviasi

Cs = Koefisien Kepencengan

Hasil perhitungan curah hujan rencana dengan Log Pearson Tipe

III dapat dilihat pada Tabel 3 1 sebagai berikut :

Tabel 31 Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana

T Peluang ( % ) Curah Hujan Rencana (mm)

Gumbel Log Person

2

5

10

20

25

50

100

50

20

10

5

5

2

1

334

542

679

811

853

982

1110

397

564

635

675

696

726

745

Sumber : Hasil Perhitungan

3.3. UJI DISTRIBUSI PROBABILITAS

Uji distribusi probabilitas dimaksudkan untuk mencegah apakah

persamaan distribusi probabilitas yang dipilh dapat mewakili distribusi

statistic sampel data yang dianalisis.

- Apakah data curah hujan tersebut benar-benar sesuai dengan

distribusi teoritis yang dipakai (metode Log Pearson Type III dan

Metode Gumbell) atau tidak

- Apakah hipotesa tersebut dapat digunakan atau tidak

Untuk menguji distribusi probabiltas dapat digunakan metode

Chi-Kuadrat (2) dan metode Smirnov Kolmogorof. Kedua metode ini

dijelaskan sebagai berikut :

a) Uji Chi Kuadrat (X2 Test)

Uji kesesuaian Chi-Kuadrat merupakan suatu ukuran mengenai

perbedaan yang terdapat antara frekuensi yang diamati dan


Laporan Akhir

III-4

diharapkan. Uji ini digunakan untuk menguji simpangan secara

tegak lurus, yang ditentukan dengan rumus :

f

ff

E

EOhitX

=2

2)(

dimana :

X2hit = harga uji statistik

Ef = Frekuensi yang diharapkan

Of = Frekuensi pengamatan

Adapun langkah-langkah pengujian adalah sebagai berikut :

1. Memplot data hujan dengan persamaan Weibull

2. Tarik Garis dengan bantuan titik data hujan yang mempunyai

periode ulang tertentu

3. Harga 2kr dicari dari Tabel 3 2, dengan menentukan taraf

signifikan () dan derajat kebebasan (DK), sedangkan derajat

kebebasan dapat dihitung dengan persamaan :

DK = n (m+1)

dimana :

DK = harga derajat bebas

n = jumlah data


Laporan Akhir

III-5

Tabel 32

Harga 2 Kritis Untuk Chi-Kuadrat N

0.995 0.975 0.050 0.025 0.01 0.005

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

0.000039

0.0100

0.0717

0.207

0.412

0.676

0.989

1.344

1.735

2.156

2.603

3.074

3.565

4.075

4.601

5.142

5.697

6.265

6.844

7.434

8.034

8.643

9.260

9.886

10.520

11.160

11.808

12.461

13.121

13.787

0.00098

0.0506

0.216

0.484

0.831

1.237

1.690

2.180

2.700

3.247

3.816

4.404

5.009

5.629

6.262

6.908

7.564

8.231

8.907

9.591

10.283

10.982

11.689

12.401

13.120

13.844

14.573

15.308

16.047

16.791

3.841

5.991

7.815

9.488

11.070

12.592

14.067

15.507

16.919

18.307

19.675

21.026

22.362

23.685

24.996

26.296

27.587

28.869

30.144

31.410

32.671

33.924

36.172

36.415

37.652

38.885

40.113

41.337

42.557

43.773

5.0200

7.3278

9.3484

11.1433

12.6325

14.6494

16.0128

17.5346

18.0128

20.4831

21.9200

23.3367

24.7356

26.1190

27.4884

28.8454

30.3910

31.4264

32.8523

6.6300

9.2130

11.3449

13.2707

15.0863

16.6119

18.4753

20.0903

21.6660

23.2093

24.7250

26.2120

27.6883

29.1433

30.5779

31.9999

33.4087

34.8053

36.1908

8.8390

10.5966

12.8381

14.8602

16.2496

18.5476

20.2222

21.9550

23.3893

24.1457

26.7569

28.2995

29.8190

31.8153

32.8013

34.2072

35.7183

37.1564

38.5822

Sumber : Suwarno.1995. Aplikasi Metode Statistik Untuk Analisa Data

4. m = jumlah parameter untuk X2hit (m=2)

5. Bila harga X2hit < X2cr maka dapat disimpulkan bahwa

penyimpangan yang terjadi masih dalam bats-batas yang

diijinkan.

b) Uji Smirnov - Kolmogorov

Uji Smirnov-Kolmogorov sering juga disebut uji kesesuaian non

parametrik, karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi

distribusi tertentu.

Prosedur perhitungannya dilakukan sebagai berikut :


Laporan Akhir

III-6

1. Urutkan data (dari besar ke kecil atau sebaliknya) dan tentukan

besarnya peluang dari masing-masing data ;

X1 P(X1)

X2 P(X2)

Xm P(Xm)

2. Tentukan nilai masing-masing peluang teoritis dari hasil

penggambaran data :

X1 P(X1)

X2 P(X2)

Xm P(Xm)

3. dari kedua nilai peluang tersebut tentukan selisih terbesarnya

antara peluang pengamatan dengan peluang teoritis ().

= maksimum (P(Xm) P(Xm)

4. nilai kritis kr diperoleh dari Tabel 3 3 untuk uji Smirnov-

Kolmogorov. Pada proyek ini digunakan nilai kritis (significant

level) = 5 %. Nilai kritis cr untuk pengujian ini tergantung pada

jumlah data dan .

Tabel 33

Nilai Kritis cr Untuk Uji Smirnov-Kolmogorov

n

0,20 0,10 0,05 0,01

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0,45

0,32

0,27

0,23

0,21

0,19

0,18

0,17

0,16

0,15

0,51

0,37

0,30

0,26

0,24

0,22

0,20

0,19

0,18

0,17

0,56

0,41

0,34

0,29

0,27

0,24

0,23

0,21

0,20

0,19

0,67

0,49

0,40

0,36

0,32

0,29

0,27

0,25

0,24

0,23

N>50 5,007,1

N

5,0

22,1

N

5,0

36,1

N

5,0

63,1

N

Sumber : Soewarno.1995, Hidrologi Aplikasi Metode

Statistik Untuk Analisa Data.

Hasil perhitungan uji kesesuaian distribusi dari hasil analisa

frekuensi metode Gumbel dan Log Pearson Tipe III dengan


Laporan Akhir

III-7

menggunakan Uji Chi - Kuadrat dan Uji Smirnov Kolmogorov

ditampilkan pada Tabel 3 4. Dari hasil uji kesesuaian distribusi tersebut

menunjukkan bahwa analisa frekuensi metode Gumbel dan Log

Pearson Tipe III dapat diterima

Tabel 34

Hasil Perhitungan Uji Kesesuaian Distribusi


3.4. ANALISA DEBIT BANJIR

A. Data Daerah Aliran Sungai

Luas daerah aliran sungai (DAS) dan panjang sungai merupakan

parameter dalam menganalisa debit banjir. Dari peta Rupa Bumi

Indonesia skala 1 : 50.000, diperoleh luas masing-masing daerah

aliran Sungai adalah sebagai berikut

NO KALA ULANG HUJAN RANCANGAN ( mm )

(Tahun) METODE METODE

LOG PEARSON GUMBEL

2 2 406 380

3 5 578 574

4 10 653 703

5 20 713 826

6 50 735 986

7 100 743 1105

UJI SMIRNOV KOLMOGOROF

D P Maximum, P Max (%) 119.86% 80.72%

Derajat Signifikansi,a (%) 5.00 5.00

D Kritis (%) 35.00% 35.00%

HIPOTESA DITERIMA TIDAK DITERIMA

UJI CHI SQUARE

Chi - Square hitung 9.40 8.60

Chi - Square kritis 7.82 7.82

Derajat Bebas 1.00 1.00

Derajat Signifikansi 5.00 5.00

HIPOTESA DITERIMA TIDAK DITERIMA


Laporan Akhir

III-8

Tabel 35

Luas Daerah Aliran Sungai

DAERAH ALIRAN

SUNGAI

LUAS DAS

(KM2)

PANJANG SUNGAI

(KM)

Rado 19.67 11.91

Sanduay 18.70 11.02

Angris 12.10 9.74

Manggurai 10.40 10.13

B. Debit Banjir

Dalam mencapai tujuan dalam studi ini yang memegang

peranan penting adalah besarnya debit banjir yang akan

terjadi di Sungai . Besarnya debit banjir yang terjadi di Sungai

dapat dihitung dengan menggunakan beberapa metode yang

umum dipergunakan pada studi yang terdahulu diantaranya

Metode Rasional dan Metode Haspers.

1. Metode Haspers

Bentuk persamaan metode Haspers dapat ditulis sebagai

berikut

QT = q.A. .

Dimana :

QT = debit maksimum dengan periode ulang T tahun (m3/det.)

Q = intensitas hujan yang diperhitungkan (m3/km2/det.)

A = luas daerah aliran (km2)

= Koefisien limpasan

= koefisien reduksi

Langkah-langkah perhitungan :

7,0

7,0

075,01

012,01

A

A

+

+=

12.

15

10.7,31

1 75,0

2

4,0 A

t

t t

+

++=

3,08,0 ..1,0 = ILt

( )LH

I.9,0

=


Laporan Akhir

III-9

t

Rq

.6,3

24= (t dalam jam)

t

Rq

.4,86

24= (t dalam hari)

( ) ( )( )2008,024

22601

.

tRt

RtR

+=

(t dalam jam) (t < 2 jam)

( )1. 24

+=t

RtR (t dalam jam) (2 jam


Laporan Akhir

III-10

Sungai Sanduay


Sungai Angris


Sungai Manggurai


2. Metode Rasional

Metode ini dapat menggambarkan hubungan antara debit

banjir rencana (QT) dengan besar intensitas curah hujan, secara

praktis berlaku untuk luas DAS lebih kecil 100 KM2 sesuai SK SNI M-

18-1989-F. Persamaan yang digunakan sebagai berikut :

QT = 0,278 x C x IT x A

Dimana :

QT = debit banjir rencana periode ulang T tahun (m3/det.)

C = angka pengaliran

A = luas DAS (Km2)

Periode Curah Hujan Koefisien Koefisien Waktu Curah Hujan Hujan Max Luas Debit

Ulang Harian Aliran Reduksi Konsentrasi Selama Konsentrasi m3/dt/Km

2 DPS Banjir Puncak

(t = jam) Rt (q) Km2 (Q = m3/det)

2 379.95 182.29 47.30 264.06

5 574.14 275.45 71.47 399.02

10 702.70 337.13 87.48 488.37

20 826.03 396.30 102.83 574.08

50 985.66 472.88 122.71 685.02

100 1105.28 530.27 137.60 768.16

0.50 0.92 0.99 12.10



2 DPS Banjir Puncak


2 379.95 208.81 54.18 364.46

5 574.14 315.52 81.87 550.73

10 702.70 386.18 100.21 674.05

20 826.03 453.95 117.79 792.35

50 985.66 541.68 140.56 945.47

100 1105.28 607.41 157.61 1060.21

0.40 0.90 1.14 18.70



2DPS Banjir Puncak


2 379.95 196.45 50.97 395.16

5 574.14 296.84 77.03 597.11

10 702.70 363.32 94.27 730.82

20 826.03 427.08 110.82 859.08

50 985.66 509.61 132.24 1025.10

100 1105.28 571.46 148.28 1149.51

0.80 0.93 1.07 10.40


Laporan Akhir

III-11

IT = intensitas curah hujan periode ulang T tahun (mm/jam)

3/2

c

24T

t

24x

24

RI

=

Besarnya nilai tc dihitung dengan rumus dari Kirpich seperti

berikut :

0,3852

cS1000

L0,87t

=

Dimana :

tc = waktu konsentrasi (jam)

L = panjang lingtasan aliran (Km)

S = kemiringan rata-rata daerah lintasan aliran

Koefisien limpasan (C) dapat diperkirakan dengan meninjau tata

guna lahan. Nilai koefisien limpasan sesuai karakteristik tanah dan

tata guna lahan diperlihatkan pada Tabel 3 6.

Tabel 36

Nilai Koefisien Limpasan

Karakteristik Tanah Tata Guna Lahan Koefisien Limpasan

Campuran pasir

dan/atau campuran

kerikil

Geluh dan sejenisnya

Lempung dan

sejenisnya

Pertanian

Padang rumput

Hutan

Pertanian

Padang rumput

Hutan

Pertanian

Padang rumput

Hutan

0,20

0,15

0,10

0,40

0,35

0,30

0,50

0,45

0,40

Sumber : SNI 03-2415-1991, NSPM KIMPRASWIL

Hasil Perhitungan debit banjir dengan menggunakan metode

Rasional dapat dilihat pada tabel berikut ini :


Laporan Akhir

III-12

Sungai Rado


Sungai Sanduay


Sungai Angris


Sungai Manggurai


Periode Curah Hujan Koefisien Aliran Luas DAS Kecepatan Banjir Waktu Konsentrasi Intensitas Hujan Debit Banjir Puncak

Ulang Harian (Km2) (v = Km/Jam) (t = jam) Selama Konsentrasi (Q = m

3/det)

(r = mm/jam)

2 379.9528 107.7810 235.5614

5 574.1360 162.8648 355.9501

10 702.7022 199.3351 435.6580

20 826.0259 234.3183 512.1157

50 985.6559 279.6004 611.0823

100 1105.2760 313.5330 685.2439

( )

0.4000 19.6700 20.7702 1.3511



3/det)

(r = mm/jam)

2 379.9528 118.3352 245.8742

5 574.1360 178.8130 371.5336

10 702.7022 218.8545 454.7311

20 826.0259 257.2634 534.5361

50 985.6559 306.9796 637.8355

100 1105.2760 344.2350 715.2438

( )

0.4000 18.7000 24.2766 1.1744



3/det)

(r = mm/jam)

2 379.9528 129.5499 217.7159

5 574.1360 195.7593 328.9843

10 702.7022 239.5956 402.6537

20 826.0259 281.6444 473.3191

50 985.6559 336.0724 564.7883

100 1105.2760 376.8585 633.3316

( )

0.5000 12.1000 26.1433 1.0253



3/det)

(r = mm/jam)

2 379.9528 122.9428 284.1344

5 574.1360 185.7754 429.3475

10 702.7022 227.3760 525.4912

20 826.0259 267.2803 617.7145

50 985.6559 318.9324 737.0882

100 1105.2760 357.6383 826.5420

( )

0.8000 10.4000 23.7924 1.1090

Documents

BAB 3 akhir