APLIKASI HEC-GEORAS UNTUK ANALISA …pengairan.ub.ac.id/s1/wp-content/uploads/sites/2/2017/01/Aplikasi... · Abnormal water inundation in a long time caused losses ... embankment

APLIKASI HEC-GEORAS UNTUK ANALISA GENANGAN DAN

PENGENDALIAN BANJIR SUNGAI CIRAJA

KABUPATEN CILACAP

Dimas Fitra Aulia1, Runi Asmaranto

2, Ery Suhartanto

2

1Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya

2Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Teknik Pengairan Universitas Brawijaya-Malang, Jawa Timur, Indonesia

[email protected]

ABSTRAK

Banjir menyebabkan banyak kerugian yang meningkat dari waktu ke waktu, sehingga

diperlukan perhatian serta usaha dalam pengendaliannya. Genangan air yang tidak normal

dalam waktu yang lama menyebabkan kerugian dalam hal materiil maupun imateriil.

Program HEC-GeoRAS merupakan alternatif yang digunakan untuk menganalisa

genangan. Perhitungan debit banjir rancangan menggunakan Hidrograf Satuan Sintetis

Nakayasu dengan beberapa kala ulang yaitu Q2, Q5, Q10, Q25, Q50, dan Q100, Dari hasil

perhitungan, debit banjir rancangan pada kala ulang Q2 sebesar 79,875 m3/dt, Q5 sebesar

97,221 m3/dt, Q10 sebesar 108,706 m

3/dt, Q25 sebesar 123,217 m

3/dt, Q50 sebesar 133,982

m3/dt, dan Q100 sebesar 144,668 m

3/dt. Hasil dari analisa yang dilakukan, luas genangan

pada kala ulang Q2 sebesar 8,167 ha, Q5 sebesar 21,363 ha, Q10 sebesar 48,364 ha, Q25

sebesar 80,882 ha, Q50 sebesar 102,970 ha, dan Q100 sebesar 123,682 ha. Pengendalian

banjir menggunakan kombinasi antara normalisasi dan tanggul dengan debit rancangan

kala ulang 25 tahun. Stabilitas tanggul diuji dengan metode Fellenius, dan didapatkan

faktor keamanannya (Fs) adalah 2,838 > 1,25, atau dinyatakan aman.

Kata Kunci: Genangan, HEC-GeoRAS, Nakayasu, Normalisasi, Tanggul

ABSTRACT

Flood caused many losses that increase over time, so it required attention and effort to

control. Abnormal water inundation in a long time caused losses in both material and

immaterial. The HEC-GeoRAS program was an alternative to analyze inundation. The

calculation of the design flood discharge used the Nakayasu Synthetic Unit Hydrograph

with several return period Q2, Q5, Q10, Q25, Q50 and Q100. From the calculation result, the

flood discharge of Q2 design equal 79,875 m3/sec, Q5 equal 97,221 m

3/sec, Q10 equal

108,706 m3/sec, Q25 equal 123,217 m

3/sec, Q50 equal 133,982 m

3/sec, and Q100 equal

144,668 m3/sec. The result of the analysis, the inundation area used Q2 design equal 8,167

ha, Q5 equal 21,363 ha, Q10 equal 48,364 ha, Q25 equal 80,882 ha, Q50 equal 102,970 ha,

and Q100 equal 123,682 ha. Flood control used a combination of normalization and

embankment with the flood discharge of 25 year return period. The stability of the

embankment was tested by Fellenius method, obtained the safety factor (Fs) was 2,838 >

1,25, otherwise it’s safe.

Keywords: Inundation, HEC-GeoRAS, Nakayasu, Normalization, Embankment

mailto:[email protected]

1. PENDAHULUAN

Kerugian – kerugian yang disebabkan

oleh banjir sangat banyak dan meningkat

dari waktu ke waktu sehingga diperlukan

perhatian serta usaha untuk

pengendaliannya. Intensitas hujan yang

tinggi dapat menyebabkan terjadinya

genangan. Genangan air yang tidak normal

dalam waktu yang lama menyebabkan

kerugian dalam hal materiil maupun

imateriil.

Kabupaten Cilacap merupakan salah

satu daerah yang hampir setiap tahun

dilanda banjir. Sungai Ciraja secara

administratif masuk dalam Kecamatan

Karangpucung. Pada setiap musim

penghujan, selalu terjadi luapan di Sungai

Ciraja sehingga menggenangi persawahan

dan permukiman di wilayah Desa

Pangaweran dan sekitarnya.

Berdasarkan uraian di atas, penulis

ingin menganalisa genangan yang terjadi

beserta usaha pengendaliannya. Dalam

penyelesaiannya, penulis memerlukan

bantuan aplikasi perangkat lunak

(software) agar menunjukkan hasil yang

lebih akurat. Program HEC-RAS dan

HEC-GeoRAS merupakan alternatif yang

akan sangat membantu.

Manfaat dari studi ini adalah

memberikan informasi mengenai banjir

yang terjadi pada sekitar Sungai Ciraja.

Setelah itu, kita dapat mengambil sikap

antisipasi terhadap kemungkinan bencana

banjir. Selain itu dari studi ini penulis bisa

menambah ilmu pengetahuan tentang

software - software yang digunakan.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Uji Konsistensi Data Metode

RAPS

Metode RAPS (Rescaled Adjusted

Partal Sums) dilakukan dengan cara

menghitung nilai kumulatif

penyimpangannya terhadap nilai rata-rata

(mean) dengan persamaan (Sri Harto,

1993:263):

S*o = 0; S*k = ∑

dengan:

k = 1, 2, 3, ..., n

S**k =

Dy2 =

∑

Pengujian dengan menggunakan data

dari stasiun itu sendiri, lebih jelas lagi

dapat dilihat pada rumus nilai statistik Q

dan R (range) berikut ini:

Q = maks │S**k│

R = maks S**k – min S**k

dimana:

S*o = simpangan awal

S*k = simpangan mutlak

S**k = nilai konsistensi data

n = jumlah data

Dy = simpangan rata-rata

Q = nilai statistik Q untuk 0≤ k≤ n

R = nilai statistik (range)

Dengan melihat nilai statistik diatas

maka dapat dicari nilai Q/n0.5

dan R/n0.5

.

Hasil yang didapat dibandingkan dengan

nilai Q/n0.5

syarat dan R/n0.5

syarat, jika

lebih kecil maka data masih dalam batas

konsisten.

2.2. Uji Persistensi Metode Spearman

Uji persistensi digunakan untuk

menguji ketidaktergantungan dari nilai

data deret berkala, untuk mengujinya dapat

digunakan koefisien korelasi serial metode

Spearman. Rumus koefisien korelasi serial

metode Spearman (Soewarno, 1995:99):

mm

di

KS

n

i

3

1

26

1 ;

t =

2/1

21

2

KS

mKS

2.3. Uji Abnormalitas Inlier – Outlier

Data maksimum dan minimum dari

rangkaian data yang ada dapat diketahui

layak atau tidak. Uji yang digunakan

adalah uji Inlier-Outlier, di mana data yang

menyimpang dari dua batas ambang, yaitu

ambang bawah (XL) dan ambang atas

(XH) akan dihilangkan (Ven Te Chow,

1998:403). Rumus untuk mencari kedua ambang

tersebut adalah sebagai berikut:

XH = Exp. (Xrerata + Kn . S)

XL = Exp. (Xrerata - Kn . S)

dengan:

XH = nilai ambang atas

XL = nilai ambang bawah

Xrerata= nilai rata-rata.

S = simpangan baku dari logaritma

terhadap data.

Kn = besaran yang tergantung pada

jumlah sampel data

N = jumlah sampel data.

2.4. Hujan Rerata Daerah

Curah hujan yang dibutuhkan untuk

penyusunan rancangan pemanfaatan air

dan rancangan pengendalian banjir adalah

curah hujan rata – rata diseluruh daerah

yang bersangkutan, bukan curah hujan

pada suatu titik tertentu. Curah hujan ini

disebut curah hujan daerah yang

dinyatakan dalam milimeter

(Sosrodarsono, 1987:27).

Terdapat tiga cara yang digunakan

untuk menghitung curah hujan daerah

yaitu:

1. Cara rata-rata hitung atau aritmatik jika

DAS yang ditinjau mempunyai luas

antara 250 ha – 50.000 ha dengan 2

atau 3 titik pengamatan.

2. Cara poligon Thiessen jika DAS yang

ditinjau mempunyai luas 120.000 ha –

500.000 ha dan curah hujan tidak

dipengaruhi topografi.

3. Cara garis-garis Isohyet jika DAS yang

ditinjau mempunyai luas lebih dari

500.000 ha.

2.5. Hujan Rancangan Menggunakan

Metode Gumbel dan Log Pearson

Type III

2.5.1. Metode Gumbel

Hujan rancangan maksimum dengan

metode Gumbel dapat dihitung dengan

langkah – langkah sebagai berikut

(Limantara, 2009:62):

1. Mengurutkan data tinggi hujan dari

yang terbesar hingga yang terkecil

2. Mencari rerata dari semua data yang

ada

3. Menghitung R-R rerata kemudian

dikuadratkan

4. Menghitung rerata dari hasil no. 3

5. Menghitung standar deviasi dengan

cara akar dari hasil no. 4

6. Mencari Yn dan Sn dari tabel gumbel

7. Dari kala ulang yang diketahui,

mencari Yt pada tabel Gumbel

8. Menghitung nilai faktor frekuensi (K),

Sn

YnYtK

9. Menghitung hujan rancangan dengan

rumus

2.5.2. Metode Log Person Type III

Hujan rancangan maksimum dengan

metode Log Pearson dapat dihitung dengan


(Limantara, 2009:66):

1. Mengubah hujan harian maksimum

dalam bentuk logaritma.

2. Menghitung harga logaritma rata-rata

dengan rumus : n

LogxiLogx

3. Menghitung harga simpangan baku

dengan rumus :

1

)(2

n

LogxLogxiSi

4. Menghitung harga koefisien

kemiringan dengan rumus :

Sinn

LogxLogxinCs

321

5. Menghitung logaritma hujan

rancangan dengan kala ulang tertentu

dengan rumus :

SiGLogxLogRt .

6. Menghitung antilog Rt untuk

mendapatkan curah hujan rancangan

dengan kala ulang tertentu atau dengan

membaca grafik pengeplotan Rt lawan

peluang di kertas logaritma.

2.6. Uji Kesesuaian Distribusi

2.6.1. Uji Chi Square

Uji ini digunakan untuk menguji

simpangan secara vertical apakah distribusi

pengamatan dapat diterima secara teoritis.

dengan:

X2 = chi-square

Ef = banyaknya pengamatan yang

diharapkan

Of = frekuensi yang terbaca pada

kelas yang sama

Nilai X2 yang terhitung ini harus

lebih kecil dari harga X2

cr yang didapat

dari tabel Chi-Square (Soewarno,

1995:194).

Derajat kebebasan ini secara umum

dapat dihitung dengan:

DK = K – ( P + 1 )

Dengan:

DK = derajat kebebasan

K = banyaknya kelas

P = banyaknnya keterikatan atau sama

dengan banyaknya parameter

2.6.2. Uji Smirnov-Kolmogorov

Uji smirnov dilakukan dengan


(Soewarno, 1995:198):

1. Mengurutkan data dari kecil ke besar

atau sebaliknya), dan juga besarnya

peluang dari masing-masing data

tersebut.

2. Menentukan nilai masing - masing

peluang.

3. Mencari kedua nilai peluang.

4. Berdasarkan tabel nilai kritis dapat

ditentukan harga Δcr.

Apabila Δmaks lebih kecil dari Δcr

maka distribusi teoritis yang digunakan

untuk menentukan persamaan distribusi

dapat diterima, apabila Δmaks lebih besar

dari Δcr maka distribusi teoritis yang

digunakan untuk menentukan persamaan

distribusi tidak dapat diterima.

2.7. Intensitas Hujan dan Waktu

Konsentrasi

Intensitas hujan didefinisikan sebagai

tinggi curah hujan persatuan waktu.

Intensitas hujan selama waktu konsentrasi

dapat diketahui dengan menggunakan

rumus Mononobe sebagai berikut (Imam

Subarkah, 1980:20): 3/2

24

24

24

Tc

RI

dengan :

I = intensitas hujan selama waktu

konsentrasi (mm/jam)

R24 = curah hujan maksimum harian

alam 24 jam (mm)

Tc = waktu konsentrasi

Waktu konsentrasi dihitung dengan

teoritis, tetapi karena daerah pertanian

yang diukur secara langsung tidak terlalu

besar, maka besarnya waktu konsentrasi

dihitung dengan menggunakan rumus

sebagai berikut: 77,0

0195,0

s

LsTc menit

Dengan :

L = panjang saluran (m)

S = kemiringan rerata saluran

2.8. Hidrograf Satuan Sintetik

Nakayasu

Rumus dari hidrograf satuan

Nakayasu adalah (Soemarto, 1987:167):

)3,0(6,3

.

3,0TTp

RoCAQp

dengan :

Qp = debit puncak banjir (m3/dt)

Ro = hujan satuan (mm)

Tp = tenggang waktu dari permulaan

hujan sampai puncak banjir (jam)

T0,3 = waktu yang diperlukan penurunan

debit, dari puncak sampai 30% dari

debit puncak (jam)

CA = luas daerah pengaliran sampai

outlet (km2)

Untuk menentukan Tp dan T0,3

digunakan pendekatan rumus sebagai

berikut :

Tp = tg + 0,8 tr

T0,3 = α tg

Tr = 0,5 tg sampai tg

tg adalah time lag yaitu waktu antara hujan

sampai debit puncak banjir (jam). tg

dihitung dengan ketentuan sebagai berikut:

sungai dengan panjang alur L > 15 km :

tg = 0,4 + 0,058 L

sungai dengan panjang alur L < 15 km :

tg = 0,21 L0,7

Perhitungan T0,3 menggunakan ketentuan:

α = 2 pada daerah pengaliran biasa

α = 1,5 pada bagian naik hidrograf lambat,

dan turun cepat

α = 3 pada bagian naik hidrograf cepat,

dan turun lambat

Pada waku naik : 0 < t < Tp

Qa = (t/Tp)2,4

dimana Qa adalah limpasan sebelum

mencapai debit puncak (m3/dt)

Pada kurva turun (decreasing limb)

a. selang nilai : 0 ≤ t ≤ (Tp + T0,3)

Qd1 =

3,03,0.T

Tpt

Qp

b. selang nilai : (Tp + T0,3) ≤ t ≤ (Tp +

T0,3 + 1,5 T0,3)

Qd2 =

3,0

3,0

5,1

5,0

3,0.T

TTpt

Qp

c. selang nilai : t > (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3)

Qd3 =

3,0

3,0

2

5,1

3,0.T

TTpt

Qp

2.9. HEC RAS

HEC-RAS merupakan program

aplikasi untuk memodelkan aliran di

sungai, River Analysis System (RAS), yang

dibuat oleh Hydrologic Engineering

Center (HEC) yang merupakan satu divisi

di dalam Institute for Water Resources

(IWR), di bawah US Army Corps of

Engineers (USACE). HEC-RAS

merupakan model satu dimensi aliran

permanen maupun tak permanen (steady

and unsteady one-dimensional flow model)

(Istiarto, 2014:2).

2.10. HEC-GeoRAS

HEC-GeoRAS adalah sebuah

perangkat lunak ekstensi dari Arc-View

GIS yang digunakan untuk mendukung

perangkat lunak HEC-RAS. Fungsi dari

HEC-GeoRAS adalah sebagai penyedia

data iput untuk kemudian diproses pada

HEC-RAS yang kemudian menghasilkan

nilai kecepatan dan profil air untuk

kemudian di-import ke Arc-View GIS

menjadi sebuah peta dengan tampilan yang

komunikatif.

2.11. Tanggul

Dalam usaha melindungi kehidupan

dan harta benda masyarakat terhadap

genangan – genangan yang disebabkan

oleh banjir, tanggul di sepanjang sungai

adalah salah satu bangunan yang paling

utama dan paling penting.

Tabel 1 Tinggi Standar Jagaan

No Debit Banjir Rencana

(m3/detik)

Jagaan

(m)

1 Kurang dari 200 0.6

2 200 – 500 0.8

3 500 – 2000 1

4 2000 – 5000 1.2

5 5000 – 1000 1.5

6 1000 atau lebih 2

Sumber : Sosrodarsono (1985:88)

Tabel 2 Lebar Standar Mercu Tanggul

No Debit Banjir Rencana

(m3/detik)

Lebar

Mercu (m)

1 Kurang dari 200 2

2 200 – 500 3

3 500 – 2000 4

4 2000 – 5000 5

5 5000 – 1000 6

6 1000 atau lebih 7

Sumber : Sosrodarsono (1985:88)

2.12. Stabilitas Lereng Metode Fellenius

Fellenius menganggap gaya yang

bekerja disisi kiri kanan sembarang irisan

mempunyai resultan nol arah tegak lurus

bidang longsor (M. Das, 1994:56). i =n

∑cai + Ni tgϕ

F = i =1

i =n

∑Wi sinθ

i =1

Keterangan :

F : faktor aman

C : Kohesi (kN/m2)

φ : sedut gesek dalam tanah (o)

Wi : berat irisan tanak ke-i (kN)

Ai : lengkungan irisan ke-I (m)

µi : tekanan air pori ke-i (kN)

θi : sudut antara jari – jari lengkung dengan

garis kerja massa tanah

Nilai faktor aman yaitu :

F<1,07 (labil, sering longsor )

1,07<F<1,25 (kritis,longsor pernah terjadi)

F>1,25(stabil, longsor jarang terjadi)

Kec. karangpucung

Mulai

Data Curah Hujan

Analisa Curah Hujan Rancangan Metode Gumbel danLog Pearson Type III

Uji Kesesuaian Distribusi

Data Cross & Long Section

Selesai

Debit Banjir Rancangan Metode HSS Nakayasu

Analisa Profil Aliran menggunakan kala ulang banjir 2th, 5th, 10th, 25th, 50th, dan 100th (HEC-RAS)

Kapasitas tampungan, tinggi muka air, profil memanjang dan melintang

Membuat Peta Genangan

Analisa Genangan (HEC-GeoRAS)

Tindakan Pengendalian Banjir

Ya

Tidak

Data Kontur

Data Debit Historis

Curah Hujan Rerata Daerah

Uji Konsistensi

Analisa Hujan Jam-Jaman Metode Mononobe

Ya

Tidak

Peta Administrasi

Kalibrasi TINGeometri

RM. 1

RM. 2

RM. 3

Gambar 1 Contoh Irisan Pada Lereng

Sumber: Hardiatmo (2010:447)

3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Lokasi Daerah Studi

Sungai Ciraja terletak di Kecamatan

Karangpucung, Kabupaten Cilacap, dan

masuk dalam Wilayah Sungai Citanduy. Di

dalam WS Citanduy, terdapat 24 DAS dan

Sungai Ciraja masuk dalam DAS Citanduy

dan masuk lagi ke dalam Sub DAS Ciraja.

Gambar 2 Lokasi Studi

Gambar 3 Sub DAS Ciraja

3.2. Metode Pengumpulan Data

Secara umum data yang diperlukan,

dalam studi ini adalah:

a. Data Hidrologi

Data curah hujan harian yang berasal

dari 2 stasiun penakar hujan yaitu Stasiun

Cimanggu dan Stasiun Lumbir, yang

diperoleh dari BBWS Citanduy. Data

curah hujan yang digunakan yaitu selama

10 tahun mulai tahun 2004 – 2013.

b. Data Pengukuran Penampang Sungai

Data penampang memanjang dan

melintang sungai yang digunakan untuk

analisa pengaliran debit di sungai yang

diperoleh dari BBWS Citanduy.

3.3. Tahapan Pengerjaan Studi

Tahapan - tahapan pengerjaan pada

studi ini dapat dilihat pada diagram alir

berikut:

Gambar 4 Diagram Alir Studi

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Uji Konsistensi Data Metode

RAPS

Jika nilai Q/(n0,5

) dan R/(n0,5

)

perhitungan kurang dari Q/(n0,5

) dan

R/(n0,5

) tabel, maka data dinyatakan layak

digunakan (konsisten).

Stasiun Hujan Cimanggu:

Q/(n0,5

) = 5,010

1,949

= 0,616 < 1,29 (diterima)

R/(n0,5

) = 5,010

3,408

= 1,078 < 1,38 (diterima)

Stasiun Hujan Lumbir:

Q/(n0,5

) = 5,010

2,631

No. Tahun Xi Peringkat di di2 KS t

1 2004 783 3

-0.4833 -1.4607

2 2005 988 2 1 1

3 2006 677 7 -5 25

4 2007 776 4 3 9

5 2008 650 8 -4 16

6 2009 710 6 2 4

7 2010 1113 1 5 25

8 2011 387 10 -9 81

9 2012 442 9 1 1

10 2013 728 5 4 16

Jumlah 178

No. Tahun Xi Peringkat di di2 KS t

1 2004 673 5

0.4917 1.4939

2 2005 72 10 -5 25

3 2006 401 8 2 4

4 2007 563 7 1 1

5 2008 306 9 -2 4

6 2009 611 6 3 9

7 2010 683 4 2 4

8 2011 868 1 3 9

9 2012 687 3 -2 4

10 2013 724 2 1 1

Jumlah 61

No. Tahun Curah Hujan Maks

Log R (mm/hari)

1 2013 109 2.037

2 2007 132 2.121

3 2011 140 2.146

4 2012 146 2.164

5 2005 148 2.170

6 2009 150 2.176

7 2004 150 2.176

8 2010 176 2.246

9 2008 176 2.246

10 2006 217 2.336

Jumlah 1544 21.818

Rerata 154.4 2.182

Sd 0.081

Cs 0.244

Kn 2.036

Nilai Ambang Atas (XH) 221.746

Nilai Ambang Bawah (XL) 104.190

No. Tahun Curah Hujan Maks

Log R (mm/hari)

1 2005 45 1.653

2 2008 79 1.898

3 2007 89 1.949

4 2006 93 1.968

5 2004 122 2.086

6 2013 127 2.104

7 2011 141 2.149

8 2012 198 2.297

9 2009 200 2.301

10 2010 255 2.407

Jumlah 1349 20.812

Rerata 134.9 2.081

Sd 0.224

Cs -0.406

Kn 2.036

Nilai Ambang Atas (XH) 345.038

Nilai Ambang Bawah (XL) 42.131

= 0,832 < 1,29 (diterima)

R/(n0,5

) = 5,010

3,922

= 1,240 < 1,38 (diterima)

Berdasarkan uji konsistensi dengan

metode RAPS, Stasiun Cimanggu dan

Stasiun Lumbir memenuhi persyaratan

untuk kelayakan konsistensi data.

4.2. Uji Persistensi Metode Spearman

Untuk menguji ketidaktergantungan

dari nilai data deret berkala atau persistensi

bisa menggunakan koefisien korelasi serial

metode Spearman.

Tabel 3 Perhitungan Korelasi Serial

Metode Spearman Data Stasiun Cimanggu

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan uji satu sisi, pada

derajat kepercayaan 5% hipotesis nol (H0)

ditolak apabila t > t0,95 atau t < -t0,95.

Berdasarkan tabel nilai kritis tc, dengan

derajat kebebasan (dk) = m-2 = 9-2 = 7,

maka nilai t0,95 = 1,895. Oleh karena t =

1,4939 ternyata lebih kecil daripada t0,95,

maka H0 diterima pada derajat

kepercayaan 5%. Atau dengan kata lain

95% data hujan Stasiun Cimanggu adalah

independen (acak) atau tidak menunjukkan

adanya persistensi.

Tabel 4 Perhitungan Korelasi Serial

Metode Spearman Data Stasiun Lumbir


Berdasarkan uji satu sisi, pada

derajat kepercayaan 5% hipotesis nol (H0)

ditolak apabila t > t0,95 atau t < -t0,95.

Berdasarkan tabel nilai kritis tc, dengan

derajat kebebasan (dk) = m-2 = 9-2 = 7,

maka nilai t0,95 = 1,895. Oleh karena t = -

1,4607 ternyata lebih kecil daripada t0,95,

maka H0 diterima pada derajat

kepercayaan 5%. Atau dengan kata lain

95% data hujan Stasiun Lumbir adalah

independen (acak) atau tidak menunjukkan

adanya persistensi.

4.3. Uji Inlier – Outlier

Outlier adalah data dengan nilai jauh

berada di antara data-data yang lain.

Tabel 5 Perhitungan Uji Outlier Data

Stasiun Cimanggu


Tabel 6 Perhitungan Uji Outlier Data

Stasiun Lumbir


Dari hasil perhitungan didapatkan

bahwa semua data di 2 stasiun tidak ada

yang di luar batas atas dan batas bawah,

maka data di stasiun yang bersangkutan

bisa diterima.

4.4. Curah Hujan Rerata Daerah

Metode Rata – Rata Hitung

(Aritmatic Mean)

Pada analisis curah hujan ini

digunakan metode aritmatik atau rerata

aljabar dan didapatkan nilai hujan harian

maksimum dari kedua stasiun hujan.

Tabel 7 Tabel Hujan Maksimum Daerah

Tahunan dengan Metode Aritmatik

No Tahun Hujan Harian

Maksimum (mm)

1 2004 109.5

2 2005 74.0

3 2006 132.0

4 2007 94.5

5 2008 88.5

6 2009 123.0

7 2010 127.5

8 2011 78.5

9 2012 111.0

10 2013 118.0


4.5. Curah Hujan Rancangan Metode

Gumbel dan Log Person Type III

Untuk perhitungan curah hujan

rancangan yang digunakan adalah metode

Gumbel dan Log Pearson Type III karena

kedua metode ini memenuhi syarat

distribusinya.

Tabel 8 Perbandingan Hujan Rancangan

Metode Gumbel dan Log Person Type III

Tr X Rancangan

Gumbel Log Pearson Tipe III

2 102.856 105.708

5 127.466 123.678

10 143.759 132.907

25 164.346 142.462

50 179.619 148.433

100 194.779 153.640


4.6. Uji Kesesuaian Distribusi

Frekuensi Metode Smirnov

Kolmogorov dan Chi-Square

Pemeriksaan uji kesesuaian ini

ditujukan untuk mengetahui suatu

kebenaran hipotesa distribusi frekuensi. Dengan uji ini akan diketahui :

1. Kebenaran antara hasil pengamatan

dengan model distribusi yang

diharapkan atau yang diperoleh secara

teoritis

2. Kebenaran hipotesa diterima atau

ditolak

4.6.1. Uji Distribusi Terhadap Gumbel

1. Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov

Tabel 9 Hasil Uji Distribusi Smirnov

Kolmogorov Terhadap Metode Gumbel

No α

Δ kritis Δ

maks Keterangan

(%)

1 0.01 0.486 0.288 Δ maks

< Δ cr diterima

2 0.05 0.409 0.288 Δ maks < Δ cr

diterima


2. Uji Distribusi Chi-Square

Untuk = 5% diperoleh nilai x2

tabel : 3,841

sedangkan nilai x2

hitung : 1,0

Sehingga x2

hitung < x2tabel maka Hipotesa

Gumbel Diterima.


tabel : 6,635

Sedangkan nilai x2hitung : 1,0

Sehingga x2


Gumbel Diterima.

4.6.2. Uji Distribusi Terhadap Log

Person Type III

1. Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov

Tabel 10 Hasil Uji Distribusi Smirnov

Kolmogorov Terhadap Metode Log

Pearson Type III

No α Δ

kritis

Δ

maks Keterangan

(%)

1 0.01 0.486 0.224 Δ maks < Δ cr

diterima

2 0.05 0.409 0.224 Δ maks

< Δ cr diterima


2. Uji Distribusi Chi-Square


tabel : 3,841

sedangkan nilai x2

hitung : 2,500

Sehingga x2


Log Pearson Diterima.

Nisbah

% 2th 5th 10th 25th 50th 100th

1 1 55.032 30.113 37.318 42.089 48.116 52.587 57.026

2 2 14.304 7.827 9.7 10.94 12.506 13.669 14.822

3 3 10.034 5.49 6.804 7.674 8.773 9.588 10.397

4 4 7.988 4.371 5.417 6.109 6.984 7.633 8.277

5 5 6.746 3.691 4.574 5.159 5.898 6.446 6.99

6 6 5.896 3.226 3.998 4.51 5.155 5.634 6.11

102.856 127.465 143.759 164.346 179.619 194.779

0.532 0.532 0.532 0.532 0.532 0.532

54.719 67.812 76.48 87.432 95.557 103.623

No Jam KeHujan Jam-Jaman

Curah Hujan Rancangan

Koefisien pengaliran

Hujan Efektif


tabel : 6,635

Sedangkan nilai x2hitung : 2,500.

Sehingga x2


Log Pearson Diterima.

Dari perhitungan di atas, data yang

digunakan dalam perhitungan selanjutnya

adalah metode Gumbel karena memiliki

nilai hujan rancangan yang lebih besar dan

uji kesesuaian distribusinya juga diterima.

4.7. Koefisien Pengaliran

Apabila tata guna lahan suatu daerah

termasuk campuran, maka nilai tetapan C

harus diberi bobot (weighted) untuk

memperoleh nilai rata-rata tertimbang:

=

= 36,131

67.889

= 0,532

Tabel 11 Koefisien Aliran Sungai Ciraja

No. Tata Guna

Lahan C A (ha) C*A

1 Kebun 0.40 27.956 11.182

2 Pemukiman 0.40 8.228 3.291

3 Sawah Irigasi 0.80 10.096 8.077

4 Semak Belukar 0.30 3.862 1.159

5 Tegalan 0.70 17.746 12.422

Jumlah 67.889 36.131

Koefisien Pengaliran 0.532


4.8. Curah Hujan Netto jam – jaman

Metode Mononobe

Berdasarkan hasil pengamatan data

sebaran hujan di Indonesia, hujan terpusat

di Indonesia berkisar antara 4 - 7 jam,

maka diasumsikan hujan terpusat

maksimum adalah 6 (enam) jam/hari dalam

perhitungan ini.

Tabel 12 Perhitungan Distribusi Hujan

Jam- Jaman Dengan Metode Mononobe


4.9. Hidrograf Satuan Sintetis

Nakayasu

Pada kajian ini debit banjir

rancangan dihitung dengan menggunakan

metode Hidrograf Satuan Sintetis

Nakayasu. Berikut rekapitulasi hasil

perhitungan debit banjir rancangan

menggunakan HSS Nakayasu:

Q2th : 79,875 m3/dt

Q5th : 97,221 m3/dt

Q10th : 108,706 m3/dt

Q25th : 123,217 m3/dt

Q50th : 133,982 m3/dt

Q100th : 144,668 m3/dt

4.10. Analisa Profil Muka Air dengan

Program HEC-RAS

Dari hasil running HEC-RAS dengan

beberapa kala ulang, tinggi air melebihi

tinggi bantaran sungai atau banks di

sebagian besar ruas sungai.

Gambar 5 Hasil Analisis Potongan

Memanjang Sungai Ciraja Menggunakan

Q2, Q5, Q10, Q25, Q50, dan Q100 (Perbesaran

Tampilan)

Gambar 6 Hasil Analisis Potongan

Melintang P10 Sungai Ciraja

menggunakan Q2, Q5, Q10, Q25, Q50, dan

Q100

4.11. Analisa Genangan dengan

Program HEC-GeoRAS

Dari proses yang sudah dilakukan

pada program HEC-GeoRAS, maka dapat

dilihat hasil dari analisa genangan yang

terjadi. Berikut adalah hasil dari sebaran

daerah genangan dan kedalaman air

dengan debit kala ulang Q2, Q5, Q10, Q25,

Q50, dan Q100,

Gambar 7 Sebaran Genangan dan

Kedalaman dengan Q2


Kedalaman dengan Q5


Kedalaman dengan Q10







Dari hasil simulasi genangan yang

didapatkan, dapat dilihat bahwa sebagian

besar ruas sungai dan sekitarnya tergenang

air. Genangan air banyak ditemui di daerah

tengah sampai hilir sungai dimana semakin

tinggi air ditunjukkan dengan semakin

gelapnya warna. Semakin besar debit kala

ulang yang dimasukkan maka semakin

besar pula daerah dan tinggi genangannya.

1 19.06 -18 0.951 -0.309 18.13 -5.89 12.57 5.56

2 48.62 -2 0.999 -0.035 48.59 -1.7 29.73 18.86

3 65.82 14 0.97 0.242 63.87 15.92 41.45 22.42

4 67.58 31 0.857 0.515 57.93 34.81 32.6 25.33

5 23.47 45 0.707 0.707 16.6 16.6 7.31 9.29

5a 9.55 58 0.544 0.848 5.2 8.1 0 5.2

67.84 86.65

Wi sin Ɵi

(kN)

Ui = ui.αi

(kN)

Wi cos Ɵi -

ui.αi (kN)

Total

Irisan NoBerat Wi

(kN)Ɵi cos Ɵi sin Ɵi

Wi cos Ɵi

(kN)

30 m

3 m

3 m

1

2

2 m

Tinggi muka air rencana (Q25th)1

2

Tinggi jagaan (0,6 m)

No.Kode

AnalisaSatuan Volume Harga Satuan (Rp) Jumlah Harga (Rp)

I PEKERJAAN PERSIAPAN

a. Pembuatan direksi keet, los kerja dan gudang

- Base Camp L03c M2 36 923,190.00 33,234,840.00

- Kantor L03c M2 36 923,190.00 33,234,840.00

- Barak L03c M2 40 923,190.00 36,927,600.00

- Gudang L03c M2 60 923,190.00 55,391,400.00

b. Pembuatan Papan Nama Pekerjaan L04 LS 1 292,508.00 292,508.00

c. Pekerjaan Mobilisasi Alat Berat & SDM L05c LS 1 3,401,010.00 3,401,010.00

d. Pekerjaan 1 set foto dokumentasi menggunakan camera digital L06 LS 1 871,200.00 871,200.00

e. Pekerjaan 1 set As built drawing (reduce dan copy kalkir) L09 LS 1 10,653,500.00 10,653,500.00

f. Pekerjaan Jalan Kerja L05d LS 1 94,875,000.00 94,875,000.00

g. Pengukuran Kembali (Mc.0) - LS 1 20,000,000.00 20,000,000.00

288,881,898.00Rp

II PEKERJAAN NORMALISASI

a. Galian Tanah M3 164,589.93 75,791.00 8,238,746,590.00

a. Pemindahan Tanah Hasil Galian M3 164,589.93 46,713.70 5,129,843,145.17

13,368,589,735.17Rp

III PEKERJAAN TANGGUL

a. Timbunan Tanah Dengan Tanah Tersedia Termasuk Pemadatan M3 164,589.93 52,334.35 6,346,345,865.76

b. Timbunan Tanah Dengan Tanah Dari Luar Termasuk Pemadatan M3 188,348.55 127,334.35 14,234,859,094.00

20,581,204,959.76Rp

TERBILANG : JUMLAH HARGA 34,238,676,592.93Rp

OVERHEAT & PROFIT 15 % 3,423,867,659.29Rp

TOTAL 37,662,544,252.22Rp

DIBULATKAN 37,662,500,000.00Rp

Tiga Puluh Tujuh Milyar Enam Ratus Enam Puluh Dua Juta Lima Ratus Ribu Rupiah

Uraian Pekerjaan

JUMLAH II

JUMLAH I

JUMLAH III

4.12. Tindakan Pengendalian Banjir

Sungai Ciraja

Dalam kajian ini, pengendalian

banjir yang direncanakan adalah

normalisasi sungai yang dikombinasikan

dengan bangunan tanggul. Dasar

perencanaan normalisasi + tanggul adalah

sebagai berikut:

1. Debit rencana : 123,217 m3/dt (Q25th)

2. Bahan : Urugan tanah

3. Tinggi tanggul : Elevasi muka air

rencana + tinggi jagaan

4. Tinggi jagaan : 0,6 m (tinggi jagaan

standar tanggul dengan debit banjir

rencana < 200 m3/dt adalah 0,6 m)

(Sosrodarsono, 1985:88)

5. Lebar mercu : 3 m (lebar standar

mercu tanggul dengan debit banjir

rencana < 500 m3/dt adalah 3 m)

(Sosrodarsono, 1985:88)

6. Kemiringan lereng : 1:2 (kemiringan

lereng tanggul direncanakan 1:2 agar

lebih aman karena bahan tanggul

adalah urugan tanah)

Gambar 13 Dimensi Perencanaan

Normalisasi dan Tanggul Sungai

Setelah dilakukan upaya penanganan

banjir dengan pembuatan normalisasi yang

dikombinasikan dengan tanggul, kapasitas

tampungan sungai mencukupi untuk aliran

debit kala ulang 25 tahun. Berikut

ditampilkan salah satu potongan melintang

setelah dilakukan pengendalian banjir.

Gambar 14 Kondisi Eksisting Patok P.10

Gambar 15 Kondisi Patok P.10 Setelah

Direncanakan Normalisasi dan Tanggul

4.13. Stabilitas Tanggul

Tanah selalu mempunyai peranan

penting pada suatu lokasi pekerjaan

konstruksi. Bahan tanah urugan untuk

tanggul dapat memanfaatkan tanah di

sekitar bantaran sungai yang akan

dibangun tanggul.

Tabel 13 Faktor Aman Tanggul


Faktor Aman

Fs = ( +( – x tg φ))

/ ( )

= (187,356 + 5,18) / 67,84

= 2,838 > 1,25 (aman)

4.14. Analisa Biaya

Dalam perhitungan biaya ini

merupakan analisis biaya perencanaan

normalisasi atau pengerukan

dikombinasikan dengan tanggul.

Tabel 14 Rekapitulasi RAB


5. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisa dan

perhitungan yang telah dilakukan, dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Debit banjir rancangan pada studi ini

menggunakan Hidrograf Satuan

Sintetis Nakayasu dengan rincian:

Debit banjir Q2 sebesar 79,875 m3/dt






2. Didapatkan hasil analisa genangan

pada Sungai Ciraja sebagai berikut:

Luas genangan Q2 sebesar 8,167 ha

dan tinggi muka air di hilir sebesar

1,36 m.



1,52 m.



1,63 m.



1,73 m.



1,83 m.

Luas genangan Q100 sebesar 123,682

ha dan tinggi muka air di hilir sebesar

1,96 m.

3. Pengendalian banjir yang

direncanakan pada studi ini adalah

normalisasi sungai yang

dikombinasikan dengan perencanaan

bangunan tanggul. Dari hasil yang

didapatkan, penampang sungai sudah

bisa menampung air dengan debit kala

ulang 25 tahun. Dengan upaya tersebut

maka tidak ada lagi genangan yang

terjadi.

DAFTAR PUSTAKA

Chow, Ven Te, David R. Maidment, &

Larry W. Mays. 1988. Applied

Hydrology. New York: McGraw-

Hill Book Company.

Das, Braja. 1994. Mekanika Tanah.

Jakarta: Erlangga.

Hardiyatmo. 2010. Mekanika Tanah 1.

Yogyakarta: Gadjah Mada

University Press.

Harto, Sri. 1993. Analisis Hidrologi.

Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

Istiarto. 2014. HEC-RAS Dasar Simple

Geometry River. Universitas

Gadjah Mada. Yogyakarta.

Limantara, L.M. 2009. Hidrologi Teknik

Terapan. Malang: C.V. Asrori.

Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik.

Surabaya: Usaha Nasional.

Soewarno. 1995. Hidrologi Aplikasi

Metode Statistik untuk Analisa

Data Jilid 1. Bandung: Nova.

Soewarno. 1995. Hidrologi Aplikasi

Metode Statistik untuk Analisa

Data Jilid 2. Bandung: Nova.

Sosrodarsono, S.& Tominaga, M. 1985.

Perbaikan Dan Pengaturan Sungai.

Jakarta: P.T. Pradnya Paramita.

Sosrodarsono, S.& Takeda, K. 1987.

Hidrologi Untuk Pengairan.

Jakarta: P.T. Pradnya Paramita.

Subarkah, Imam. 1980. Hidrologi Untuk

Perencanaan Bangunan Air.

Bandung: Idea Dharma.

Documents

APLIKASI HEC-GEORAS UNTUK ANALISA …pengairan.ub.ac.id/s1/wp-content/uploads/sites/2/2017/01/Aplikasi... · Abnormal water inundation in a long time caused losses ... embankment