lap. hidrologi malibu s.deli

8/17/2019 Lap. Hidrologi Malibu S.deli

1/50

LAPORAN HIDROLOGI

PEKERJAAN DESAIN SHEET PILE PADA SUNGAI DELI HILIR

i

KATA PENGANTAR

Secara umum Laporan Hidrologi pekerjaan “Desain Sheet Pile Pada Sungai Deli Hilir”

ini berisikan tentang analisa hidrologi yang meliputi data-data yang digunakan serta pengujian

terhadap data, analisis curah hujan rancangan, dan analisis debit banjir rancangan dari Sungai

Deli dengan batasan catchment area hingga daerah Kecamatan Medan Polonia, Kota Medan.

Laporan ini merupakan dasar dari perencanaan selanjutnya untuk mencapai hasil yang sesuai

berdasarkan Kerangka Acuan Kerja.

Kami berharap Laporan Hidrologi ini telah memuat semua materi sesuai dengan

persyaratan yang telah ditetapkan pada Kerangka Acuan Kerja. Namun demikian, Kami

menyadari, bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang

bersifat membangun kami harapkan demi kesempurnaan laporan ini.

Medan, September 2015

PT. Gagas Alam SelarasEngineering Consultant


2/50

LAPORAN HIDROLOGI


ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................................................. i

DAFTAR ISI .............................................................................................................................. ii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. iv

DAFTAR TABEL ...................................................................................................................... v

BAB 1 UMUM ...................................................................................................................... 1-1

BAB 2 KETERSEDIAAN DATA HIDROLOGI ................................................................. 2-1

BAB 3 ANALISIS DATA HUJAN....................................................................................... 3-1

3.1 Membangkitkan Data Curah Hujan Yang Hilang ............................................ 3-1

3.2

Curah Hujan Rerata Daerah ............................................................................. 3-3

3.3 Parameter Statistik Data ................................................................................... 3-5

3.4 Validasi Data Hujan ......................................................................................... 3-6

3.4.1

Pemeriksaan Outlier ............................................................................. 3-6

3.4.2 Uji Ketiadaan Trend ............................................................................. 3-8

3.4.3 Uji Stasioner ......................................................................................... 3-9

3.4.4

Uji Persistensi .................................................................................... 3-12

BAB 4 BANJIR RANCANGAN .......................................................................................... 4-1

4.1 Umum .............................................................................................................. 4-1

4.2

Analisis Frekuensi Curah Hujan ...................................................................... 4-1

4.3 Distribusi Frekwensi ........................................................................................ 4-2

4.3.1

Distribusi Normal ................................................................................. 4-2

4.3.2

Metode Gumbel Tipe I ......................................................................... 4-3

4.3.3 Metode Log-Normal 3 Parameter ........................................................ 4-4

4.3.4

Metode Log Pearson Tipe III ............................................................... 4-4

4.3.5

Rekapitulasi Curah Hujan Kala Ulang ................................................. 4-7

4.4 Pemilihan Jenis Sebaran .................................................................................. 4-8

4.5

Analisis Kesesuaian Distribusi Frekuensi ........................................................ 4-9

4.5.1

Metode Smirnov Kolmogorof .............................................................. 4-9

4.5.2 Metode Chi-Square ............................................................................ 4-11


3/50

LAPORAN HIDROLOGI


iii

4.6 Menentukan Waktu Konsentrasi .................................................................... 4-13

4.7

Analisis Intensitas Hujan ............................................................................... 4-15

4.8

Menentukan Koefisien Pengaliran ................................................................. 4-13

4.9

Debit Banjir Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu .............................. 4-17

BAB 5 KESIMPULAN ......................................................................................................... 5-1


4/50

LAPORAN HIDROLOGI


iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2-1 Catchment Area Sungai Deli di Kecamatan Medan Polonia dan Sebaran

Pos Curah Hujan di sekitarnya ......................................................................... 2-2

Gambar 3-1 Jarak antar stasiun hujan acuan terhadap stasiun hujan Polonia ...................... 3-2

Gambar 3-2 Letak stasiun hujan dengan luasan bidang isohyet pada catchment area

daerah studi ...................................................................................................... 3-4

Gambar 4-1 Intensitas Curah Hujan Distribusi 6 jam ........................................................ 4-17

Gambar 4-2. Kurva Hidrograf Satuan dari DR. Nakayasu ................................................. 4-19

Gambar 4-3 Skema pengalihan banjir pada Sungai Deli ................................................... 4-23


5/50

LAPORAN HIDROLOGI


v

DAFTAR TABEL

Tabel 2-1 Data Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari) Stasiun CH Tongkoh ......... 2-3

Tabel 2-2 Data Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari) Stasiun CH Pancur Batu

.......................................................................................................................... 2-3

Tabel 2-3 Data Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari) Stasiun CH Tandem Ilir

.......................................................................................................................... 2-4 Tabel 2-4 Data Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari) Stasiun CH Polonia............ 2-4

Tabel 3-1 Data Bangkitan Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari) Stasiun CH

Polonia ............................................................................................................. 3-3

Tabel 3-2 Curah hujan rata-rata (mm/hari) catchment area daerah studi ......................... 3-4

Tabel 3-3 Parameter statistik Data Curah Hujan Sungai Deli .......................................... 3-5

Tabel 3-4 Harga Kn untuk pemeriksaan outlier ............................................................... 3-7

Tabel 3-5 Uji Trend Data Curah Hujan Harian Maksimum Rata-Rata ............................ 3-9

Tabel 3-6 Kelompok Data Hujan pada Uji Stasioner ..................................................... 3-11

Tabel 3-7 Data Hujan pada Metode Uji Persistensi ....................................................... 3-12

Tabel 3-8 Nilai t ktitis distribusi dua sisi ....................................................................... 3-13

Tabel 4-1 Harga G pada distribusi Log Pearson III (Cs positif) ...................................... 4-6

Tabel 4-2 Harga G pada distribusi Log Pearson (Cs negatif) .......................................... 4-7

Tabel 4-3 Curah Hujan Rancangan Periode Ulang berbagai metode ............................... 4-8

Tabel 4-4 Pemilihan Jenis Sebaran Parameter Data Hujan .............................................. 4-8

Tabel 4-5 Harga kritis untuk Smirnov-Kolmogorof test ............................................ 4-10

Tabel 4-6 Uji Kesesuaian Smirnov-Kolmogorof ........................................................... 4-10

Tabel 4-7 Nilai (χ 2cr) dari chi-kuadrat........................................................................... 4-12

Tabel 4-8 Nilai uji simpangan vertikal-2 (Chi-Square).................................................. 4-12

Tabel 4-9 Curah hujan kala ulang Metode Log Pearson III ........................................... 4-16

Tabel 4-10 Intensitas curah hujan Metode Mononobe (mm/ jam) ................................... 4-17

Tabel 4-11 Koefisien pengaliran berdasarkan kemiringan permukaan tanah .................. 4-14

Tabel 4-12 Koefisien pengaliran berdasarkan tipe daerah aliran ..................................... 4-14

Tabel 4-13 Penutupan Lahan dan Koefisien Pengaliran DAS Sungai Deli ..................... 4-15


6/50

LAPORAN HIDROLOGI


vi

Tabel 4-14 Karakteristik Sungai Deli (Nakayasu) ........................................................... 4-19

Tabel 4-15 Waktu Lengkung Hidrograf Nakayasu DAS Deli ......................................... 4-20

Tabel 4-16 Unit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu...................................................... 4-21

Tabel 4-17 Hasil Analisis Hidrograf Banjir Nakayasu DAS Deli.................................... 4-22

Tabel 4-18 Debit Banjir Sungai Deli Pada Lokasi Studi.................................................. 4-23


7/50

LAPORAN HIDROLOGI


1-1

BAB 1 UMUM

Sungai Deli yang merupakan salah satu sungai utama yang melintasi Kota Medan

mengalir dari arah Selatan menuju arah Utara kota dimana bagian hulu sungai berada pada

daerah sekitar Gunung Sibayak di Kabupaten Karo dan hilir sungai bermuara di Kecamatan

Medan Belawan, Kota Medan.

Daerah hulu Sungai Deli merupakan daerah dataran tinggi dengan kemiringan dasar

sungai yang cukup terjal sedangkan daerah hilirnya berada pada daerah Kota Medan yang

berkontur relatif datar hingga bermuara di Kecamatan Medan Belawan kemiringan dasar sungai

relatif kecil hal ini tentunya mengakibatkan kecepatan aliran sungai ini akan berkurang ketika

melintasi kawasan Kota Medan.

Dengan berkembangnya daerah Kota Medan yang telah ditetapkan sebagai Kota

Metropolitan Mebidangro menyebabkan pembangunan di Kota Medan berjalan sangat pesat,

sehingga mempengaruhi tata ruang dan vegetasi di sekitar sungai-sungai termasuk Sungai Deli.

Peningkatan pembangunan yang mendesak vegetasi yang menjadi penyangga sungaimengakibat berkurangnya daerah-daerah tangkapan/resapan air sehingga aliran air run-off di

sungai akan semakin meningkat yang mengakibatkan daerah-daerah sekitar sungai menjadi

rawan terhadap banjir dan longsor.

Adanya pembangunan wilayah perkotaan di sekitar tepi sungai membutuhkan penangan

terhadap kondisi banjir dan longsor tersebut agar tidak memberikan dampak negatif baik pada

pembangunan maupun pada aliran sungai tersebut.

Desain sheet pile pada Sungai Deli hilir ini dimaksudkan untuk melindungi daerah tepi

Sungai Deli yang rawan akan banjir sehingga tidak menghambat pembangunan di sekitar tepi

sungai dan juga untuk melindungi badan sungai dari terjadinya longsor akibat aktifitas yang

terjadi di tepi sungai.


8/50

LAPORAN HIDROLOGI


2-1

BAB 2 KETERSEDIAAN DATA HIDROLOGI

Untuk mendesain sheet pile yang berfungsi sebagai penahan banjir dan juga untuk

menahan longsor yang terjadi, maka yang dibutuhkan sebagai pedoman rancangan adalah

besarnya banjir rancangan yang terjadi pada Sungai Deli. Untuk itu maka stasiun hidrologi yang

dibutuhkan adalah stasiun hujan atau stasiun pengukuran debit sungai yang akan dianalisis

untuk menghitung perkiraan debit banjir rancangan berdasarkan data historis yang pernah

terjadi.

Hasil analisis dengan menggunakan peta bakorsutanal dapat diketahui luas daerah

tangkapan air (catchment area) Sungai Deli pada lokasi studi yaitu Kecamatan Medan Polonia

adalah sebesar 186.86 km2.

Sedangkan pos hidrologi yang digunakan adalah pos pengamatan curah hujan (pos hujan)

yang letaknya cukup dekat dan menyebar di sekitar catchment area Sungai Deli di Kecamatan

Medan Polonia. Tercatat ada 6 stasiun curah hujan yang tersebut di sekitar DAS Sungai Deli

yaitu:

1. Stasiun Curah Hujan Tongkoh

2. Stasiun Curah Hujan Pancur Batu

3. Stasiun Curah Hujan Polonia

4. Stasiun Curah Hujan Sampali

5. Stasiun Curah Hujan Tandem Ilir

6. Stasiun Curah Hujan Belawan

Dari keenam stasiun curah hujan tersebut dilakukan penapisan untuk memilih 3 stasiun

hujan yang memiliki pengaruh terbesar terhadap perhitungan kondisi banjir pada catchmentarea tersebut. Proses penapisan tersebut menghasilkan pos hujan yang akan digunakan untuk

proses analisis debit banjir adalah:


2. Stasiun Curah Hujan Pancur Batu


Gambaran catchment area Sungai Deli di Kecamatan Medan Polonia serta sebaran pos

hujan di sekitarnya adalah sebagaimana tertera pada gambar 2.1 berikut.


9/50

LAPORAN HIDROLOGI


2-2

Gambar 2-1 Catchment Area Sungai Deli di Kecamatan Medan Polonia dan Sebaran

Pos Curah Hujan di sekitarnya

Hasil survei pada stasiun curah hujan yang kami lakukan untuk memperoleh data rekam

curah hujan selama 10 tahun terakhir yaitu mulai tahun 2004 hingga 2013, yang diperoleh

adalah pada tiga stasiun yaitu:



3. Statsiun Curah Hujan Tandem Ilir.

Sedangkan pada stasiun curah hujan Polonia data yang tersedia adalah dari tahun 2004

hingga tahun 2008.

Data-data curah hujan yang tersedia adalah sebagai berikut:


10/50

LAPORAN HIDROLOGI


2-3

Tabel 2-1 Data Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari) Stasiun CH Tongkoh

TAHUNB U L A N

Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des

2004 31 56 36 47 52 32 51 30 44 41 122 712005 81 41 53 59 25 8 19 42 37 35 40 67

2006 0 62 27 114 50 46 19 42 49 85 55 50

2007 50 112 37 44 68 64 36 44 27 76 38 53

2008 23 49 84 66 18 45 61 78 57 57 42 50

2009 81 35 60 94 47 27 15 20 32 91 53 59

2010 70 34 46 79 58 46 56 58 53 17 94 77

2011 77 49 32 67 80 75 5 122 40 49 54 56

2012 13 45 88 62 38 25 95 40 31 145 84 44

2013 49 91 45 54 64 47 25 40 75 95 135 107

Sumber: Stasiun Klimatologi Sampali Medan, 2014

Tabel 2-2 Data Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari) Stasiun CH Pancur Batu

TAHUNB U L A N


2004 45 29 80 59 48 46 68 52 76 49 30 662005 190 30 60 50 75 54 42 41 36 78 20 63

2006 29 159 38 56 56 42 49 38 64 89 97 84

2007 54 60 42 48 60 39 52 46 60 119 113 113

2008 65 39 42 66 51 46 33 52 50 71 62 57

2009 44 63 87 46 66 72 67 52 75 73 110 70

2010 68 6 107 50 32 46 62 47 19 47 70 65

2011 25 7 30 30 31 53 43 91 48 60 66 61

2012 54 41 40 70 85 20 108 63 66 53 76 43

2013 36 80 37 26 134 48 50 38 56 115 36 69



11/50

LAPORAN HIDROLOGI


2-4

Tabel 2-3 Data Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari) Stasiun CH Tandem Ilir

TAHUNB U L A N


2004 49 71 75 32 33 103 44 29 117 88 32 40

2005 73 74 45 20 54 80 97 79 50 53 55 64

2006 66 36 42 49 137 128 32 72 86 107 40 95

2007 135 6 10 138 74 9 36 40 86 53 72 55

2008 10 3 39 84 61 20 141 35 40 141 33 29

2009 115 3 55 33 73 26 99 38 60 61 35 25

2010 26 8 42 44 57 76 80 60 69 64 64 85

2011 30 15 39 28 15 65 20 45 48 65 20 68

2012 62 50 52 48 80 40 22 32 46 56 72 60

2013 40 84 45 42 54 12 62 32 48 98 42 40


Tabel 2-4 Data Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari) Stasiun CH Polonia

TAHUNB U L A N


2004 74 81 100 35 15 78 42 81 73 67 35 53

2005 44 18 22 56 66 0 63 43 70 27 88 55

2006 64 36 85 54 64 70 33 47 84 60 46 125

2007 37 7 26 85 88 37 47 73 60 68 72 57

2008 67 7 20 52 50 12 64 29 52 76 82 36



12/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-1

BAB 3 ANALISIS DATA HUJAN

3.1

Membangkitkan Data Curah Hujan Yang Hilang

Sering kali dijumpai adanya kekosongan pencatatan data hujan pada salah satu stasiun

hujan, hal ini bisa dikarenakan keteledoran petugas pencatat maupun kerusakan pada stasiun

hujan yang bersangkutan. Agar data dari stasiun pencatatan hujannya mengalami kekosongan

bisa dianalisa, maka kekosongan tersebut harus diisi dengan bantuan data yang tersedia padastasiun hujan disekitarnya pada saat yang sama.

Saat ini dikenal dua cara untuk memperkirakan data hujan yang hilang yaitu dengan cara

‘Normal Rasio Method’ (Harto, Sri, 1993:58) dan ‘Reciprocal Method’/‘Inversed Square

Distance’ (Simanton & Osborne, 1980). Untuk ‘Normal Rasio Method’ bisa digunakan bila

variasi ruang hujan tidak terlalu besar, sedangkan pada ‘Reciprocal Method’ memanfaatkan

jarak antar stasiun sebagai factor koreksi. Rumus yang dipakai dalam ‘Normal Rasio Method’

adalah sebagai berikut :

Px = 1/n [ Nx.PA/NA + Nx.PB/NB + … + Nx.Pn/Nn]

dengan :

Px = curah hujan pada stasiun x yang dicari (mm)

Nx = curah hujan normal tahunan di stasiun x

Pa = curah hujan pada stasiun A (mm)

NA = curah hujan normal tahunan di stasiun A

n = jumlah stasiun referensi

Sedangkan cara yang relatif lebih baik adalah cara Reciprocal Method yang

memanfaatkan jarak antar stasiun sebagai faktor koreksi (weighting factor ). Hal ini bisa

dimengerti, karena korelasi antara dua stasiun hujan menjadi makin kecil dengan makin

besarnya jarak antar stasiun tersebut. Persamaan di atas bisa digunakan, bila dalam DAS

tersebut terdapat lebih dari dua stasiun hujan dan dianjurkan untuk menggunakan paling tidak

tiga stasiun acuan.

222

222

)/(1)/(1)/(1

)/()/()/(

xC xB xA

xC c xB B xA A

x d d d

d Pd Pd PP


13/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-2

dengan :

PA = curah hujan pada stasiun A (mm)

dxA = jarak antar stasiun X dengan stasiun acuan A

Data hujan pada Stasiun Hujan Polonia seperti yang tertera pada Tabel 2-4 hanya tersedia

dari tahun 2004 hingga tahun 2008. Oleh karena itu untuk melengkapi data curah hujan dari

tahun 2009 hingga 2013, maka dilakukan pembangkitan data curah hujan dengan menggunakan

metode Reciprocal Method.

Gambar 3-1 Jarak antar stasiun hujan acuan terhadap stasiun hujan Polonia

Analisis bangkitan data curah hujan untuk mencari data curah hujan yang hilang pada

stasiun hujan Polonia dari tahun 2009 hingga 2013 menghasilkan data hujan stasiun Polonia

sebagai berikut:


14/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-3

Tabel 3-1 Data Bangkitan Curah Hujan Harian Maksimum (mm/hari) Stasiun CH

Polonia

TAHUN

B U L A N


2004 74 81 100 35 15 78 42 81 73 67 35 53

2005 44 18 22 56 66 0 63 43 70 27 88 55

2006 64 36 85 54 64 70 33 47 84 60 46 125

2007 37 7 26 85 88 37 47 73 60 68 72 57

2008 67 7 20 52 50 12 64 29 52 76 82 36

2009 86 28 67 42 69 43 81 42 64 68 65 44

2010 45 9 67 49 48 63 72 55 49 54 68 77

2011 31 14 35 31 25 61 28 68 47 62 40 652012 56 46 50 57 79 31 59 44 53 61 74 52

2013 39 83 42 37 85 28 55 35 53 104 46 56


3.2 Curah Hujan Rerata Daerah

Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan suatu rancangan pengendalian banjir

adalah curah hujan rata-rata diseluruh daerah yang bersangkutan, bukan curah hujan pada suatutitik tertentu. Curah hujan ini disebut curah hujan daerah yang dinyatakan dalam satuan

milimeter (Sosrodarsono, 1987:27).

Secara umum terdapat tiga metode untuk mendapatkan curah hujan rerata daerah, yaitu:

1. Metode Rata-rata Aljabar

2. Metode Poligon Thiessen

3. Metode Garis Isohyet

Analisis curah hujan rata-rata pada catchment area Sungai Deli dilakukan dengan Metode

Isohyet dengan rumus sebagai berikut:

dengan :

̅ = curah hujan rata-rata isohyet (mm)Pn = curah hujan di stasiun n (mm)

Pn+1 = curah hujan pada stasiun n+1 (mm)


15/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-4

An = luas daerah isohyet antara Pn dan Pn+1

n = jumlah stasiun referensi

Gambar 3-2 Letak stasiun hujan dengan luasan bidang isohyet pada catchment area

daerah studi

Hasil analisis curah hujan rata-rata dengan metode isohyet untuk tiga stasiun curah hujan

dengan luas catchment area 186.86 km2 adalah sebagaimana yang tertera pada tabel berikut di

bawah ini.

Tabel 3-2 Curah hujan harian maksimum rata-rata (mm/hari) catchment area

TAHUNB U L A N

MaxJan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des

2004 54 46 79 60 35 51 55 57 60 41 40 63 792005 113 37 46 50 66 38 48 37 44 57 66 64 113

2006 52 99 50 57 46 35 36 41 58 66 69 84 99

2007 33 53 34 77 61 41 40 49 56 99 87 83 99

2008 60 59 37 56 57 47 39 46 42 73 57 52 73

2009 43 53 83 52 50 58 67 59 67 67 79 59 83

2010 69 17 85 65 40 42 47 39 28 63 64 65 85

2011 42 17 36 47 40 52 45 76 50 45 72 67 76

2012 62 45 39 67 82 41 65 81 55 53 68 49 82

2013 29 68 55 40 93 37 66 38 47 124 54 58 124

Sumber: Hasil analisis, 2015


16/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-5

3.3 Parameter Statistik Data

Adapun parameter statistik yang digunakan untuk menentukan macam sebaran yang

sesuai adalah sebagai berikut:

1. Cs (koefisien skewness), yang merupakan ukuran dari penyimpangan suatu distribusi

3

3

)2)(1(

)(

S nn

X XinCs

2. Ck (koefisien kurtosis), yang merupakan ukuran kepuncakan distribusi

4

42

)3)(2)(1(

)(

S nnn

X XinCk

3. Cv (koefisien variansi)

X

S Cv

Dengan :

Cs = koefisien kepencengan

Ck = koefisien kepuncakan

Cv = koefisien keseragaman contoh

n = jumlah data

Xi = data curah hujan

X = data rerata curah hujan

S = simpangan baku

Hasil perhitungan parameter statistik untuk Curah Hujan Maksimum Sungai Deli yang

telah dianalisis adalah sebagai berikut:

Tabel 3-3 Parameter statistik Data Curah Hujan Sungai Deli

Data Asli Data

Logaritma

Rata-2 91.2853 4.4997

Standev 16.8009 0.1756

Variasi, z 0.1840 0.0390

z2 0.3021

Skew (Cs) 0.9340 0.7213

Kurtosis(Ck) -0.1758 -0.6597

Yn 0.4952

Sn 0.9496

Sumber: Hasil Analisis, 2015


17/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-6

3.4 Validasi Data Hujan

Validasi data adalah suatu langkah pemeriksaan yang dilakukan dengan tujuan

memastikan bahwa data yang diperoleh telah sesuai kriteria. Selain itu validasi data juga

bertujuan untuk memastikan bahwa data tersebut untuk proses analisis selanjutnya telah

diketahui serta dapat dijelaskan sumber dan kebenaran datanya.

Tahapan validasi data perlu dilakukan sebelum data hujan tersebut dimasukkan dalam

basis data (database) dan dipublikasikan.

3.4.1

Pemeriksaan Outlier

Pemeriksaan adanya outlier, pada seri data hujan harian maksimum tahunan, baik outlier

atas maupun outlier bawah akan dilakukan dengan metode yang dikembangkan oleh Water

Resource Council (1981).

Menurut Water Resource Council, bila :

koefisien skew dari data sampel > + 0,4, maka perlu dilakukan pemeriksaan outlier atas,

koefisien skew dari data sampel < - 0,4, maka perlu dilakukan pemeriksaan outlier bawah,

- 0,4 < koefisien skew < + 0,4, maka perlu dilakukan pemeriksaan outlier atas dan outlier

bawah sekaligus sebelum menghilangkan data yang dipandang sebagai outlier .

Bila terdapat outlier , maka data outlier harus dibuang sebelum seri data digunakan untuk

analisis hidrologi lebih lanjut.

Persamaan frekuensi untuk mendeteksi adanya outlier atas adalah :

yn H sK yY

di mana :

Y H : Batas (threshold ) dari outlier atas, dalam logaritma

y : Nilai rata-rata dari data dalam bentuk logaritma

s y : Simpangan baku dari data dalam bentuk logaritma

K n : Konstanta uji outlier , merupakan fungsi dari jumlah data sampel


18/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-7

Tabel 3-4 Harga Kn untuk pemeriksaan outlier

Sample

size nKn

Sample

size nKn

Sample

size nKn

Sample

size nKn

10 2.036 24 2.467 38 2.661 60 2.83711 2.088 25 2.486 39 2.671 65 2.866

12 2.134 26 2.502 40 2.682 70 2.893

13 2.175 27 2.519 41 2.692 75 2.917

14 2.213 28 2.534 42 2.700 80 2.940

15 2.247 29 2.549 43 2.710 85 2.961

16 2.279 30 2.563 44 2.719 90 2.981

17 2.309 31 2.577 45 2.727 95 3.000

18 2.335 32 2.591 46 2.736 100 3.017

19 2.361 33 2.604 47 2.744 110 3.049

20 2.385 34 2.616 48 2.753 120 3.07821 2.408 35 2.628 49 2.760 130 3.104

22 2.429 36 2.390 50 2.768 140 3.129

23 2.448 37 2.650 55 2.804

Sumber : U.S. Water Resources Council,1981

Bila logaritma dari nilai maksimum data melebihi Y H , maka data tersebut

dipertimbangkan sebagai outlier atas.

Persamaan serupa untuk mendeteksi adanya outlier bawah adalah :

yn L sK yY

dimana Y L adalah batas dari outlier bawah dalam bentuk logaritma, sedangkan variabel

lainnya sama dengan di atas.

Hasil analisis data curah hujan bulanan diperoleh harga koefisien skew data curah hujan

seperti yang tertera pada tabel 3-3 adalah sebesar 0.9340. Berdasarkan metode pengujian outlier

dari Water Resources Council (1981), nilai tersebut berada dalam rentang Skew > 0,4, maka

perlu diperiksa Outlier Atas .

Dari perhitungan di muka diperoleh :

y = 4,500

Kn = 2,036

sy = 0,176

maka YH = 4,857

Hasil analisis menunjukkan bahwa batas nilai tertingi untuk outlier atas adalah 128,65

mm. Pengujian terhadap curah hujan tahunan, nilai tertinggi sebesar 124 mm < 128,65 mm,


19/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-8

maka dapat disimpulkan pada data curah hujan rata-rata maksimum yang digunakan tidak

terdapat outlier.

3.4.2

Uji Ketiadaan TrendTrend atau pola merupakan suatu deret berkala yang nilainya menunjukkan gerakan yang

berjangka panjang dan mempunyai kecenderungan menuju ke satu arah.

Deret berkala yang ditentukan dengan data minimal 10 tahun, karena jika di bawah 10

tahun sulit menentukan gerakan dari suatu trend dan hasilnya dapat diragukan. Untuk deret

berkala yang menunjukkan adanya trend maka analisis hidrologi harus mengikuti garis trend

yang dihasilkan, misal analisa regresi dan moving average (rata-rata bergerak). Analisa trend

sendiri sebenarnya dapat digunakan untuk menentukan ada atau tidaknya perubahan dari

variabel hidrologi akibat pengaruh manusia atau faktor alam.Beberapa metode statistik yang dapat digunakan untuk menguji ketiadaan trend dalam

deret berkala antara lain: Metode Spearman; Mann and Whitney; Cox and Stuart. Pada analisis

ini menggunakan Metode Spearman’s rank -correlation, metode ini didasarkan pada Spearman

rank-correlation coefficient , yang didefenisikan sebagai berikut:

Dan iii KyKx D

di manan = Jumlah data sampel

R sp = Koefisien korelasi peringkat Spearman

Di = Perbedaan antara ranking variabel xi, Kxi, (data diurutkan dari kecil ke besar)

dan rangking berdasarkan nomor urut data asli, Kyi. Bila ada ties, yaitu ada dua

atau lebih data dengan nilai sama, maka rangking Kxi diambil sebagai nilai rata-

rata.

Uji statistik ketiadaan trend, menggunakan formulasi berikut:

21

2

sp

spt R

n Rt

Di mana tt adalah nilai hitung uji. Dengan demikian seri data yang diuji tidak

mengandung trend bila memenuhi:

- t{, 2,5 %} < tt < t{, 97,5 %}

Dengan mengikuti persamaan-persamaan diatas dengan v adalah derajat kebebasan dan

mengurutkan data curah hujan dari data yang terbesar sampai data yang terkecil maka akan

diperoleh hasil analisis yang disajikan pada tabel berikut.

)1(

6

12

1

2

nn

D

R

n

i

i

sp


20/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-9

Tabel 3-5 Uji Trend Data Curah Hujan Harian Maksimu Rata-Rata

No. Tahun

Hujan Hujan

Kyi Kxi Di Di2 Asli Dirangking

(mm) (mm)

( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 )

1 2004 78.94 73.25 5 1 -4 16

2 2005 112.54 75.97 8 2 -6 36

3 2006 99.23 78.94 1 3 2 4

4 2007 99.33 82.35 9 4 -5 255 2008 73.25 82.96 6 5 -1 1

6 2009 82.96 84.54 7 6 -1 1

7 2010 84.54 99.23 3 7 4 16

8 2011 75.97 99.33 4 8 4 16

9 2012 82.35 112.54 2 9 7 49

10 2013 123.75 123.75 10 9 -1 1

Jml Data : 10 Jumlah 165.00Rsp = 0.0000tt = 0.000

Sumber : Hasil Analisis, 2015

Dengan Significance level 5 % :

- Batas bawah dari tt = t{nu,2,5 %}, dimana nu adalah derajad kebebasan = n - 2 = 8

Dengan demikian batas bawah = t (8, 2,5 %) = -2,306

- Batas atas dari tt = t{nu,97,5 %} =t (8, 97,5 %) = 2,306

Karena -2.306 < tt = 0.000 < 2.306 maka data curah hujan Sungai Deli tidak ada Trend ------>

(O.K.)

3.4.3 Uji Stasioner

Pada uji stasioner untuk validasi data hujan umumnya dibedakan menjadi dua tipe yaitu

stasioner dan tidak stasioner. Deret berkala stasioner yaitu jika nilai parameter statistiknya (nilai

rata-rata dan varian) relatif tidak berubah dari bagian periode waktu yang ada. Sedangkan tipe

yang tidak stasioner jika salah satu parameter statistiknya berubah dari bagian periode waktu

yang ada (datanya tidak sama jenis).

Jika data deret berkala tidak menunjukkan adanya trend, maka dilanjutkan uji stasioner

dengan tujuan menguji kestabilan nilai rata-rata dan varian dari deret berkala.

a) Pemeriksaan Stabilitas Varian

Untuk melakukan pemeriksaan stabilitas varian, sampel data dibagi dua atau tiga sama besar

atau hampir sama besar. Distribusi dari rasio varian sampel data yang mengikuti distribusi

normal dikenal sebagai distribusi F, yaitu distribusi Fisher test . Walaupun sampel data tidak

mengikuti distribusi normal, uji dengan distribusi F akan memberikan indikasi yang dapat

dipertanggung jawabkan tentang stabilitas dari varian.


21/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-10

Uji statistik stabilitas varian adalah dengan bentuk persamaan:

− 1 − 1 di mana:

F = nilai hitung uji F

N1 = jumlah data kelompok 1


S1 = Standar deviasi data kelompok 1

S2 = Standar deviasi data kelompok 2

Dengan derajat kebebasan (v): v1 = N1 - 1 dan v2 = N2 - 1

Pada uji stabilitas varian dikatakan stabil bila memenuhi persamaan sebagai berikut:

F {v1, v2, 2,5%} < Ft < F { v1, v2, 97,5%}

b) Pemeriksaan Stabilitas Mean

Pemeriksaan stabilitas nilai rata-rata data deret berkala diuji dengan uji-t (student test )

dengan persamaan sebagai berikut:

−

+ /

+ + − 2 di mana:

t = nilai hitung uji t



X1 = nilai rata-rata data kelompok 1

X2 = nilai rata-rata data kelompok 2S1 = standar deviasi data kelompok 1

S2 = standar deviasi data kelompok 2

Dengan derajat kebebasan (v) = N1 + N2 - 2

Pada uji stabilitas mean dari data-data dikatakan stabil apabila :

t{v, 2,5%} < tt < t { v, 97,5%}

Dalam uji stasioner data hujan yang dimiliki dibagi dalam dua kelompok. Tabel 3-6 berikut

merupakan data hujan yang sudah dikelompokan.


22/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-11

Tabel 3-6 Kelompok Data Hujan pada Uji Stasioner

NoKelompok I

NoKelompok II

Tahun Xi Tahun Xi

1 2004 78.9 1 2009 83.02 2005 112.5 2 2010 84.5

3 2006 99.2 3 2011 76.0

4 2007 99.3 4 2012 82.3

5 2008 73.3 5 2013 123.7

N1 5.0 N2 5.0

X1 92.7 X2 89.9

S1 16.2 S2 19.2

V1 4.0 V2 4.0


Penjelasan tentang pemeriksaan stabilitas varian dan mean berdasarkan tabel di atas

sebagai berikut :

Uji Stabilitas Varian

Pada uji ini menggunakan persamaan uji kestabilan varian diperoleh F hitung yaitu:

F = 0.711

v 2.5% = 0.104

v 97.5% = 9.605

Pada uji stabilitas varian dikatakan stabil bila memenuhi persamaan sebagai berikut:

F {v1, v2, 2,5%} < Ft < F { v1, v2, 97,5%}

0.104 < 0.711 < 9.605

Berdasarkan uji tersebut maka memenuhi persamaan, dengan demikian varian dikatakan

stabil sehingga data curah hujan dapat diterima.

Uji Stabilitas Mean

Pada uji ini menggunakan persamaan uji kestabilan mean diperoleh t hitung yaitu:

Nilai sigma = 315.198

t hitung = 0.014

v = 8.0

v 2.5% = -2.306

v 97.5% = 2.306

Pada uji stabilitas mean dikatakan stabil bila memenuhi persamaan sebagai berikut:

t{v, 2,5%} < tt < t { v, 97,5%}

-2.306 < 0.014 < 2.306


23/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-12

Berdasarkan uji tersebut maka memenuhi persamaan, dengan demikian mean dikatakan

stabil sehingga data curah hujan dapat diterima.

3.4.4

Uji PersistensiUji persistensi adalah ketidaktergantungan dari setiap nilai dalam deret berkala. Untuk

melaksanakan pengujian persistensi harus dihitung besarnya koefisien korelasi serial. Salah

satu metode untuk menentukan koefisien korelasi serial adalah Metode Spearman.

Koefisien korelasi serial Metode Spearman dapat dirumuskan sebagai berikut:

1 − 6 ∑ = −

[ − 2

1 − ]

/

dimana :

KS = koefisien korelasi serial Spearman

m = jumlah data

di = selisih antara peringkat ke Xi dan Xi-1

t = nilai hitung uji t

Dengan derajat kebebasan (v) = m - 2

Pada Tabel berikut merupakan koefisien korelasi serial pada uji persistensi untuk data

curah hujan maksimum rata-rata Sungai Deli.

Tabel 3-7 Data Hujan pada Metode Uji Persistensi

No. Tahun XiPeringkat

di di2 Rt

1 2004 78.9 3 - -

2 2005 112.5 9 -6 36

3 2006 99.2 7 2 4

4 2007 99.3 8 -1 1

5 2008 73.3 1 7 49

6 2009 83.0 5 -4 16

7 2010 84.5 6 -1 1

8 2011 76.0 2 4 16

9 2012 82.3 4 -2 4

10 2013 123.7 9 -5 25

Jumlah

data 10

Jumlah di2 152Sumber: Hasil Analisis, 2015


24/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-13

Pada uji persistensi diketahui perhitungan sebagai berikut:

Koefisien korelasi serial Spearman (KS) = -0.92

Nilai hitung uji t (t hitung) = -6.65Derajat kebebasan (V) = 8

Derajat kepercayaan (α) = 5%

Nilai t ktitis (tc) diperoleh berdasarkan tabel nilai kritis berdasarkan derajat kepercayaan

α dan derajat kebebasan seperti pada Tabel 3-8 berikut.

Tabel 3-8 Nilai t ktitis distribusi dua sisi

Sumber: “Statistik dan Probabilitas”

10.0% 5.0% 2.5% 1.0% 0.5%

1 3. 070 6. 314 12. 706 31. 821 63. 657

2 1.886 2.920 4.303 6.965 9.925

3 1.638 2.353 3.182 4.541 5.841

4 1.533 2.132 2.776 3.747 4.604

5 1.476 2.015 2.571 3.365 4.032

6 1.440 1.943 2.447 3.143 3.707

7 1.415 1.895 2.365 2.998 3.499

8 1.397 1.860 2.306 2.896 3.355

9 1.383 1.833 2.262 2.821 3.250

10 1.372 1.812 2.228 2.764 3.169

11 1.363 1.796 2.201 2.718 3.106

12 1.356 1.782 2.179 2.681 3.055

13 1.350 1.771 2.160 2.650 3.012

14 1.345 1.761 2.145 2.624 2.977

15 1.341 1.753 2.131 2.602 2.947

16 1.337 1.746 2.120 2.583 2.921

17 1.333 1.740 2.110 2.567 2.898

18 1.330 1.734 2.101 2.552 2.878

19 1.328 1.729 2.093 2.539 2.861

20 1.325 1.725 2.083 2.528 2.845

21 1.323 1.721 2.080 2.518 2.831

22 1.321 1.717 2.074 2.508 2.819

23 1.319 1.714 2.069 2.500 2.807

24 1.318 1.711 2.064 2.492 2.797

25 1.316 1.708 2.060 2.485 2.787

26 1.315 1.706 2.056 2.479 2.779

27 1.314 1.703 2.052 2.473 2.771

28 1.313 1.701 2.048 2.467 2.763

29 1.311 1.699 2.045 2.462 2.756

inf 1.282 1.645 1.960 2.326 2.576

Nilai tc untuk Distribusi Dua Sisi

dkDerajat Kepercayaan α


25/50

LAPORAN HIDROLOGI


3-14

Berdasarkan tabel di atas diperoleh t kritis adalah 1,806, maka :

t kritis > t hitung

1.860 > -6.649

Berdasarkan uji tersebut, maka data tidak bergantung terhadap deret berkala sehinggadata curah hujan dapat diterima.

Pada analisis metode-metode pada uji validasi data yang bertujuan untuk memastikan

bahwa data yang diperoleh telah sesuai kriteria maka diperoleh kesimpulan bahwa data-data

yang diperoleh tersebut sudah memenuhi kriteria uji validasi data sehingga data-data tersebut

dapat digunakan untuk analisis selanjutnya.


26/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-1

BAB 4 BANJIR RANCANGAN

4.1

Umum

Analisis debit banjir rancangan dibutuhkan untuk memperoleh informasi data debit

banjir periode ulang yang terjadi pada waktu kejadian banjir, hasil analisis ini diperlukan agar

dapat kejadian debit banjir tersebut akan dikorelasikan dengan debit periode ulang yang telah

dianalisis sebelumnya atau pada periode tertentu jika ada datanya.Dalam melaksanakan Pekerjaan Desain Sheet Pile Pada Sungai Deli Hilir debit banjir

rancangan dianalisis berdasarkan data curah hujan harian maksimum rata-rata pada catchment

area Sungai Deli yang dapat dilihat pada Tabel 3-2.

4.2 Analisis Frekuensi Curah Hujan

Analisis frekuensi digunakan untuk peramalan ( forecasting) dalam arti menentukan

probabilitas terjadinya suatu peristiwa bagi tujuan perencanaan di masa mendatang, namun

waktu atau saat terjadinya peristiwa yang sebenarnya tidak ditentukan. Probabilitas yang

ditentukan adalah besarnya besaran hidrologi (variate-variate) yang kala ulangnya panjang.

Besaran terbesar yang didapatkan dari pengamatan hujan dan banjir biasanya tidak ada yang

sebesar atau lebih besar dari besaran yang besarnya diperkirakan tadi. Sasaran utama analisa

frekuensi adalah menentukan kala ulang peristiwa hidrologi yang bernilai tertentu dan

mencakup juga peristiwa yang diharapkan menyamai atau lebih besar dari reratanya (Imam

Subarkah, 1980:109).

Perhitungan analisis frekuensi ini dilakukan untuk menghitung curah hujan rencana, yaitu

hujan harian daerah maksimum yang mungkin terjadi yang selanjutnya digunakan untuk

perhitungan debit banjir rencana (design flood ). Pada pekerjaan ini analisis frekuensi dihitung

dengan menggunakan Metode Normal, Metode Gumbel Tipe I, Metode Log Normal 3

Parameter dan Metode Log Pearson Type III.


27/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-2

4.3 Distribusi Frekwensi

Curah hujan rancangan dihitung berdasarkan analisis Probabilitas Frekuensi seperti yang

mengacu pada SK SNI M-18-1989 tentang Metode Perhitungan debit banjir.

4.3.1 Distribusi Normal

Persamaan Fungsi Kerapatan Probabilitas (Probability Density Function, PDF) Normal

adalah:

2

2

2-x

-

e

2

1 p(x)

Dimana dan adalah parameter dari Distribusi Normal. Dari analisis penentuan

paramater Distribusi Normal, diperoleh nilai adalah nilai rata-rata dan adalah nilai

simpangan baku dari populasi, yang masing-masing dapat didekati dengan nilai-nilai dari

sample data.

Dengan subtitusi x –μσ , akan diperoleh Distribusi Normal Standar dengan = 0 dan = 1. Persamaan Fungsi Kerapatan Probabilitas Normal Standar adalah:

2

2t -

e2

1

P(t)

Persamaan Fungsi Distribusi Komulatif (Cumulative Distribution Function, CDF)

Normal Standar adalah :

dt e2

1 P(t) 2

t 1

-

2

dimana :

t =

-x

, standard normal deviate

x = Variabel acak kontinyu

= Nilai rata-rata dari x

= Nilai simpangan baku (standar deviasi) dari x.

Persamaan diatas dapat diselesaikan dengan bantuan tabel luas di bawah kurva distribusi

normal yang banyak terdapat di buku-buku matematika. Untuk menghitung variabel acak x

dengan periode ulang tertentu, digunakan rumus umum yang dikemukakan oleh Ven Te Chow

(1951) sebagai berikut :


28/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-3

K X X T

dimana :

XT = Variabel acak dengan periode ulang T tahun

X = Nilai rata-rata dari sampel variabel acak X

= Nilai simpangan baku dari sampel variabel acak X

K = Faktor frekuensi, tergantung dari jenis distribusi dan periode ulang T

Untuk distribusi normal, nilai K sama dengan t (standard normal deviate).

4.3.2 Metode Gumbel Tipe I

Metode selanjutnya pada analisis curah hujan untuk periode berbagai kala ulang adalah

Metode Gumbel Tipe I. Metode Gumbel Tipe I dengan persamaan sebagai berikut:

K.SxXr X

n

Xi

1n

1Xr

1

Xi

Sx

n

1 1

2

n

Xii Xr

n

Sn

Yn-YT K

di mana :

X = Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rancangan untuk periode

ulang pada T tahun.

Xr = Harga rerata dari data

Sx = Standart deviasi

K = Faktor frekuensi yang merupakan fungsi dari periode ulang (return period ) dan tipe

distribusi frekuensi.

YT = Reduced variate sebagai fungsi periode ulang T

= - Ln [ - Ln (T - 1)/T]

Yn = Reduced mean sebagai fungsi dari banyaknya data n

Sn = Reduced standart deviasi sebagai fungsi dari banyaknya data n

T = Kala ulang (tahun)

Dengan mensubstitusikan ketiga persamaan diatas diperoleh :

SxSn .Yn-YT

XXT


29/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-4

Jika :

Sn

Sx

a

1

Yn

Sn

Sx-X b

Persamaan diatas menjadi :

YT .a

1 bXT

di mana :

XT = Debit banjir dengan kala ulang T tahun

YT = Reduced variate

4.3.3 Metode Log-Normal 3 Parameter

Metode selanjutnya pada analisis curah hujan untuk periode berbagai kala ulang adalah

Metode Log-Normal. Untuk metode Log-Normal (3 Parameter), memiliki sifat khas yaitu nilai

asimetrisnya (skewness = Cs) hampir sama dengan 3 dan bertanda positif, atau dengan nilai Cs

kira-kira sama dengan tiga kali nilai koefisien variasi Cv.

Ytr = Y + k.Sy

K = W –

32

2

0,001308.W0,189269.W1,4327881

0,010328.W0,802853.W2,515517

W =

2

p

1ln p =

T

1 Xtr = 10(Ytr)

dengan,

Xtr = curah hujan dengan kala ulang tertentu (mm)

Y = log data hujan rata – rata tahunan (mm)Sy = standar deviasi log rata – rata data hujan

k = faktor frekuensi

T = kala ulang

4.3.4 Metode Log Pearson Tipe III

Salah satu metode pada analisis curah hujan untuk periode berbagai kala ulang adalah

Metode Log Pearson III. Metode yang dianjurkan dalam pemakaian distribusi Log Pearson III

adalah dengan mengkonvesikan rangkaian datanya menjadi bentuk logaritmis.


30/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-5

Nilai rerata :n

xlog

xrlog

n

1

atau dengan cara :

1

xr log-xlog

S

2

1

n

31

1

3

21

xr log-xlog

CsS nn

n

nilai X bagi setiap probabilitas dihitung dari persamaan:

log x = log xr + G log x

Distribusi frekuensi kumulatif akan tergambar sebagai garis lurus pada kertas log-normal

jika koefisien asimetri Cs = 0.

Distribusi Type III merupakan salah satu dari kumpulan distribusi yang diusulkan oleh

Pearson. Tidak terdapat alasan-alasan secara teoritis mengenai pemakaian distribusi ini pada

analisis data hidrologi.


31/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-6

Tabel 4-1 Harga G pada distribusi Log Pearson III (Cs positif)

Sumber : Hidrologi Teknik CD. Soemarto

Cs

Kala Ulang

1.0101 1.0526 1.1111 1.25 2 5 10 25 50 100 200 1000

Kemungkinan Terjadinya Banjir (%)99.00 95.00 90.00 80.00 50.00 20.00 10.00 4.00 2.00 1.00 0.50 0.10

0.0 -2.326 -1.645 -1.282 -0.842 0.000 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326 2.576 3.090

0.1 -2.252 -1.616 -1.270 -0.846 -0.017 0.836 1.292 1.785 2.107 2.400 2.670 3.235

0.2 -2.175 -1.586 -1.258 -0.850 -0.033 0.830 1.301 1.818 2.159 2.472 2.763 3.380

0.3 -2.104 -1.555 -1.245 -0.853 -0.050 0.824 1.309 1.849 2.211 2.544 2.856 3.525

0.4 -2.029 -1.524 -1.231 -0.855 -0.066 0.816 1.317 1.880 2.261 2.615 2.949 3.670

0.5 -1.955 -1.491 -1.216 -0.856 -0.083 0.808 1.323 1.910 2.311 2.686 3.041 3.815

0.6 -1.880 -1.458 -1.200 -0.857 -0.099 0.800 1.328 1.939 2.359 2.755 3.132 3.960

0.7 -1.806 -1.423 -1.183 -0.857 -0.116 0.790 1.333 1.967 2.407 2.824 3.223 4.105

0.8 -1.733 -1.388 -1.166 -0.856 -0.132 0.780 1.336 1.993 2.453 2.891 3.312 4.250

0.9 -1.660 -1.353 -1.147 -0.854 -0.148 0.769 1.339 2.018 2.498 2.957 3.401 4.395

1.0 -1.588 -1.317 -1.128 -0.852 -0.164 0.758 1.340 2.043 2.542 3.022 3.489 4.540

1.1 -1.518 -1.280 -1.107 -0.848 -0.180 0.745 1.341 2.006 2.585 3.087 3.575 4.680

1.2 -1.449 -1.243 -1.086 -0.844 -0.195 0.732 1.340 2.087 2.626 3.149 3.661 4.820

1.3 -1.388 -1.206 -1.064 -0.838 -0.210 0.719 1.339 2.108 2.666 3.211 3.745 4.965

1.4 -1.318 -1.163 -1.041 -0.832 -0.225 0.705 1.337 2.128 2.706 3.271 3.828 5.110

1.5 -1.256 -1.131 -1.018 -0.825 -0.240 0.690 1.333 2.146 2.743 3.330 3.910 5.250

1.6 -1.197 -1.093 -0.994 -0.817 -0.254 0.675 1.329 2.163 2.780 3.388 3.990 5.390

1.7 -1.140 -1.056 -0.970 -0.808 -0.268 0.660 1.324 2.179 2.815 3.444 4.069 5.525

1.8 -1.087 -1.020 -0.945 -0.799 -0.282 0.643 1.318 2.193 2.848 3.499 4.147 5.660

1.9 -1.037 -0.984 -0.920 -0.788 -0.294 0.627 1.310 2.207 2.881 3.553 4.223 5.785

2.0 -0.990 -0.949 -0.895 -0.777 -0.307 0.609 1.302 2.219 2.912 3.605 4.298 5.910

2.1 -0.946 -0.914 -0.869 -0.765 -0.319 0.592 1.294 2.230 2.942 3.656 4.372 6.055

2.2 -0.905 -0.882 -0.844 -0.752 -0.330 0.574 1.284 2.240 2.970 3.705 4.454 6.200

2.3 -0.867 -0.850 -0.819 -0.739 -0.341 0.555 1.274 2.248 2.997 3.753 4.515 6.333

2.4 -0.832 -0.819 -0.795 -0.725 -0.351 0.537 1.262 2.256 3.023 3.800 4.584 6.467

2.5 -0.799 -0.790 -0.771 -0.711 -0.360 0.518 1.250 2.262 3.048 3.845 3.652 6.600

2.6 -0.769 -0.762 -0.747 -0.696 -0.368 0.499 1.238 2.267 3.071 3.889 4.718 6.730

2.7 -0.740 -0.736 -0.724 -0.681 -0.376 0.479 1.224 2.272 3.097 3.932 4.783 6.860

2.8 -0.714 -0.711 -0.702 -0.666 -0.384 0.460 1.210 2.275 3.114 3.973 4.847 6.990

2.9 -0.690 -0.688 -0.681 -0.651 -0.390 0.440 1.195 2.277 3.134 4.013 4.909 7.120

3.0 -0.667 -0.665 -0.660 -0.636 -0.396 0.420 1.180 2.278 3.152 4.051 4.970 7.250


32/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-7

Tabel 4-2 Harga G pada distribusi Log Pearson (Cs negatif)

Sumber : Hidrologi Teknik CD. Soemarto

4.3.5 Rekapitulasi Curah Hujan Kala Ulang

Analisis curah hujan rencana periode ulang berdasarkan distribusi frekuensi Metode

Normal, Metode Gumbel Tipe I, Metode Pearson III, dan Metode Log Pearson yang sudah

dianalisis disajikan dalam bentuk rekapitulasi pada Tabel berikut.

Cs

Kala Ulang

1.0101 1.0526 1.1111 1.25 2 5 10 25 50 100 200 1000

Kemungkinan Terjadinya Banjir (%)99.00 95.00 90.00 80.00 50.00 20.00 10.00 4.00 2.00 1.00 0.50 0.10

-0.0 -2.326 -1.645 -1.282 -0.842 0.000 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326 2.576 3.090

-0.1 -2.400 -1.673 -1.292 -0.836 0.017 0.846 1.270 1.716 2.000 2.252 2.482 2.950

-0.2 -2.472 -1.700 -1.301 -0.830 0.033 0.850 1.258 1.680 1.945 2.178 2.388 2.810

-0.3 -2.544 -1.726 -1.309 -0.824 0.050 0.853 1.245 1.643 1.890 2.104 2.294 2.675

-0.4 -2.615 -1.750 -1.317 -0.816 0.066 0.855 1.231 1.606 1.834 2.029 2.201 2.540

-0.5 -2.686 -1.774 -1.323 -0.808 0.083 0.856 1.216 1.567 1.777 1.955 2.108 2.400

-0.6 -2.755 -1.797 -1.328 -0.800 0.099 0.857 1.200 1.528 1.720 1.880 2.016 2.275

-0.7 -2.824 -1.819 -1.333 -0.790 0.116 0.857 1.183 1.488 1.663 1.806 1.926 2.150

-0.8 -2.891 -1.839 -1.336 -0.780 0.132 0.856 1.166 1.448 1.606 1.733 1.837 2.035

-0.9 -2.957 -1.858 -1.339 -0.769 0.148 0.854 1.147 1.407 1.549 1.660 1.749 1.910

-1.0 -3.022 -1.877 -1.340 -0.758 0.164 0.852 1.128 1.366 1.492 1.588 1.664 1.800

-1.1 -3.087 -1.894 -1.341 -0.745 0.180 0.848 1.107 1.324 1.435 1.518 1.581 1.713

-1.2 -3.149 -1.190 -1.340 -0.732 0.195 0.844 1.086 1.282 1.379 1.449 1.501 1.625

-1.3 -3.211 -1.925 -1.339 -0.719 0.210 0.838 1.064 1.240 1.324 1.383 1.424 1.545

-1.4 -3.271 -1.938 -1.337 -0.705 0.225 0.832 1.041 1.198 1.270 1.318 1.351 1.465

-1.5 -3.330 -1.951 -1.333 -0.690 0.240 0.825 1.018 1.157 1.217 1.318 1.351 1.373

-1.6 -3.388 -1.962 -1.329 -0.875 0.254 0.817 0.994 1.116 1.166 1.197 1.216 1.280

-1.7 -3.444 -1.972 -1.324 -0.660 0.268 0.808 0.970 1.075 1.116 1.140 1.155 1.205

-1.8 -3.499 -1.981 -1.318 -0.643 0.282 0.799 0.945 1.035 1.069 1.087 1.097 1.130

-1.9 -3.553 -1.989 -1.310 -0.627 0.294 0.788 0.920 0.996 1.023 1.037 1.044 1.065

-2.0 -3.605 -1.996 -1.302 -0.609 0.307 0.777 0.895 0.959 0.980 0.990 0.995 1.000

-2.1 -3.656 -2.001 -1.294 -0.592 0.319 0.765 0.869 0.923 0.939 0.946 0.949 0.955

-2.2 -3.705 -2.006 -1.284 -0.574 0.330 0.752 0.844 0.888 0.900 0.905 0.907 0.910

-2.3 -3.753 -2.009 -1.274 -0.555 0.341 0.739 0.819 0.855 0.864 0.867 0.869 0.874

-2.4 -3.800 -2.011 -1.262 -0.537 0.351 0.725 0.795 0.823 0.830 0.832 0.833 0.838

-2.5 -3.845 -2.012 -1.290 -0.518 0.360 0.711 0.771 0.793 0.798 0.799 0.800 0.802

-2.6 -3.889 -2.013 -1.238 -0.499 0.368 0.696 0.747 0.764 0.768 0.769 0.769 0.775

-2.7 -3.932 -2.012 -1.224 -0.479 0.376 0.681 0.724 0.738 0.740 0.740 0.741 0.748

-2.8 -3.973 -2.010 -1.210 -0.460 0.384 0.666 0.702 0.712 0.714 0.714 0.714 0.722

-2.9 -4.013 -2.007 -1.195 -0.440 0.330 0.651 0.681 0.683 0.689 0.690 0.690 0.695

-3.0 -4.051 -2.003 -1.180 -0.420 0.390 0.636 0.660 0.666 0.666 0.667 0.667 0.668


33/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-8

Tabel 4-3 Curah Hujan Rancangan Periode Ulang berbagai metode

No Tr

Curah Hujan Rancangan

Metode NormalMetode Gumbel

Type I

Metode Log

Normal 3-Par

Metode Log

Pearson Type III1 2 91.3 89.0 88.9 88.1

2 5 105.4 109.1 103.9 103.3

3 10 112.8 122.3 113.4 113.7

4 20 118.9 135.1 122.2 123.9

5 25 120.7 139.1 125.0 127.2

6 50 125.8 151.6 133.4 137.6

7 100 130.4 163.9 141.5 148.2

8 1000 143.2 204.7 168.4 186.7


4.4 Pemilihan Jenis Sebaran

Pada pekerjaan ini analisis distribusi dihitung dengan menggunakan Metode Gumbel

Type 1, Normal, Log Pearson Tipe III, dan Log Normal. Adapun distribusi yang memenuhi

syarat yang dinilai berdasarkan Tabel 3-3 dapat dilihat pada berikut ini :

Tabel 4-4 Pemilihan Jenis Sebaran Parameter Data Hujan

No. Metode

Syarat

(Sri Harto, 1993) Hasil Keterangan

1 GumbelCs > 1,14 Cs = 0.934

Tidak MemenuhiCk > 5,4 Ck = -0.176

2 NormalCs ~ 0 Cs = 0.934

Tidak MemenuhiCk ~ 3 Ck = -0.176

3 Log NormalCs > 0.558Ck > 3.561

Cs =Ck =

0.934-0.176

Tidak Memenuhi

4 Log Pearson Type III Tidak Ada Batasan Memenuhi

Untuk Log Normal Sifat Distribusi menurut Sri Harto, 1993 adalah sebagai berikut

Cs = Cv3 + 3Cv

Ck = Cv8 + 6Cv6+15Cv4+16Cv2+3


Dari hasil perbandingan diatas, metode yang paling mendekati dengan persyaratan adalah

metode Log Person Type III. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa distribusi data yang

digunakan adalah distribusi Log Person Type III.


34/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-9

4.5 Analisis Kesesuaian Distribusi Frekuensi

Selanjutnya setelah ditetapkan distribusi yang sesuai yang dipakai, kemudian harus

dilakukan uji kesesuaian distribusi yang dimaksudkan untuk mengetahui kebenaran analisa

curah hujan baik terhadap simpangan data vertikal ataupun simpangan data horisontal.

Untuk menguji apakah pemilihan distribusi yang digunakan dalam perhitungan curah

hujan rencana diterima atau ditolak, maka perlu dilakukan uji kesesuaian distribusi. Uji ini

dilakukan secara vertikal dengan metode Chi Square dan secara horisontal dengan metode

Smirnov Kolmogorof.

4.5.1 Metode Smirnov Kolmogorof

Pemerikasaan uji kesesuaian ini dimaksudkan untuk mengetahui suatu kebenaran

hipotesa distribusi frekuensi. Dengan pemeriksaan uji ini akan diketahui beberapa hal, seperti:

- Kebenaran antara hasil pengamatan dengan model distribusi yang diharapkan atau yang

diperoleh secara teoritis.

- Kebenaran hipotesa, diterima atau ditolak.

Hipotesa suatu rancangan awal adalah merupakan perumusan sementara mengenai

sesuatu hal yang dibuat dan untuk menjelaskan hal itu diperlukan adanya penyelidikan.

Untuk mengadakan pemeriksaan uji tersebut terlebih dulu harus diadakan plotting data

dari hasil pengamatan di kertas probabilitas dan garis durasi yang sesuai.

Plotting data pengamatan dan garis durasi pada kertas probabilitas tersebut dilakukan

dengan tahapan sebagai berikut :

Data curah hujan maksimum harian rerata tiap tahun disusun dari besar ke kecil

Probabilitas dihitung dengan persamaan Weibull sebagai berikut :

%1n

m100

P

di mana :

P = probabilitas (%)m = nomor urut data dari seri yang telah disusun

n = banyaknya data

Plot data hujan Xi dan probabilitas P

Persamaan yang digunakan adalah (Shahin, 1976:188) sebagai berikut:

Δmaks = [Pe – Pt]

di mana :

Δmaks = selisih maksimum antara peluang empiris dan teoritis

Pe = peluang empiris

Pt = peluang teoritis


35/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-10

Δcr = simpangan kritis (dari tabel nilai kritis smirnov kolmogorof)

Kemudian dibandingkan antara Δmaks dan Δcr , distribusi frekuensi yang dipilih dapat

diterima apabila Δmaks < Δcr dan jika Δmaks > Δcr berarti gagal

Tabel 4-5 Harga kritis untuk Smirnov-Kolmogorof testJumlah Data

(n)

Kerajat Kepercayaan ()

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 1.07/n 1.22/n 1.36/n 1.63/n

Sumber : Hidrologi, Soewarno, 1995, hal 199

Tabel 4-6 Uji Kesesuaian Smirnov-Kolmogorof

No. TahunHujan Hujan Probabilitas Dilampaui atau Disamai [ % ]Asli Diurutkan Empiris Normal Log Normal 3 Par. Gumbel Log Pearson III

(mm) (mm) Teoritis Pe-Pt Teoritis Pe-Pt Teoritis Pe-Pt Ln x Teoritis Pe-Pt

( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 10 ) ( 11 ) ( 12 ) ( 13 ) ( 16 ) ( 17 ) ( 18 )

1 2004 79 124 9.09 2.67 6.42 4.42 4.67 9.27 0.18 4.82 5.10 3.99

2 2005 113 113 18.18 10.29 7.89 10.70 7.49 16.75 1.43 4.72 10.90 7.28

3 2006 99 99 27.27 31.60 4.32 27.26 0.02 32.07 4.80 4.60 25.90 1.37

4 2007 99 99 36.36 31.81 4.56 27.43 8.93 32.22 4.14 4.60 26.00 10.36

5 2008 73 85 45.45 65.60 20.15 61.40 15.95 59.03 13.58 4.44 60.00 14.55

6 2009 83 83 54.55 69.00 14.45 65.59 11.04 62.31 7.77 4.42 64.50 9.95

7 2010 85 82 63.64 70.26 6.63 67.18 3.55 63.58 0.06 4.41 66.30 2.66

8 2011 76 79 72.73 76.89 4.16 75.86 3.14 70.62 2.11 4.37 76.00 3.27

9 2012 82 76 81.82 81.90 0.08 82.69 0.87 76.50 5.32 4.33 83.80 1.98

10 2013 124 73 90.91 85.85 5.06 88.07 2.83 81.53 9.38 4.29 89.90 1.01

Jumlah Data 10 Delta Maks 20.15 15.95 13.58 14.55

D KRITIK 0.410 (41.00%)

D max Normal 20.51% DITERIMA

D max Log Normal 3 Parameter 15.95% DITERIMA

D max Gumbel 13.58% DITERIMA

D max Log Pearson 3 14.55% DITERIMA

Dari perhitungan diatas, jenis distribusi Log Pearson III yang dipilih dapat diterima.


36/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-11

4.5.2 Metode Chi-Square

Dari distribusi (sebaran) Chi-Square, dengan penjabaran seperlunya dapat diturunkan :

k

iFt

Ft Fe

X 1

22 )(

di mana:

X2hitung = Harga Chi-Square hitung

Fe = Frekuensi pengamatan kelas j

Ft = Frekuensi teoritis kelas j

Ft = Jumlah kelas

Derajat kebebasan ini secara umum dapat dihitung:

DK = K - (P + 1)

di mana :

DK = Derajat kebebasan

K = Banyaknya kelas

P = Banyaknya keterikatan atau sama dengan banyaknya parameter, yang

untuk sebaran Chi-Square adalah sama dengan dua (2).

Harga X2 dengan derajat kebebasan (v) seperti tersebut di atas dibandingkan dengan X2

dari tabel dengan tingkat keyakinan (α) tertentu. Jika X2hitung < X2 tabel berarti data sesuai

dengan distribusi yang digunakan.

Hasil pengujian dengan uji Chi-Square untuk data curah hujan maksimum rata-rata

Sungai Deli adalah sebagai berikut dan

Jumlah Kelas = K = 1 + 3,322 Log n = 1 + 3,322 Log 10

= K = 5

Derajat Bebas = 5 – P – 1, DK = 2


37/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-12

Tabel 4-7 Nilai (X2cr) dari chi-kuadrat

dk Derajat Signifikan

0.950 0.800 0.500 0.200 0.050 0.001

1 0.004 0.064 0.455 1.642 3.841 10.827

2 0.103 0.446 1.386 3.219 5.991 13.815

3 0.352 1.005 2.366 4.642 7.815 16.268

4 0.711 1.649 3.357 5.989 9.488 18.465

5 1.145 2.343 4.351 7.289 11.070 20.517

6 1.635 3.070 5.348 8.558 12.592 22.457

7 2.167 3.822 6.346 9.803 14.067 24.322

8 2.733 4.594 7.344 11.030 15.507 26.125

9 3.325 5.380 8.343 12.242 16.919 27.877

10 3.940 6.179 9.342 13.442 18.307 29.588

11 4.575 6.989 10.341 14.631 19.975 31.264

12 5.226 7.807 11.340 15.812 21.026 32.909

13 5.892 8.634 12.340 16.985 22.362 34.528

14 6.571 9.467 13.339 18.151 23.685 36.123

15 7.962 10.307 14.339 19.311 24.996 37.69716 7.962 11.152 15.338 20.465 26.296 39.252

17 8.672 12.002 16.338 21.615 27.587 40.790

18 9.390 12.857 17.338 22.760 28.869 42.312

19 10.117 13.716 18.338 23.900 30.144 43.820

20 10.851 14.578 19.377 25.038 31.410 45.315

21 11.501 15.445 20.377 26.171 32.671 46.797

22 12.338 16.314 21.337 27.301 33.924 48.268

23 13.910 17.187 22.337 28.429 35.175 49.728

24 13.848 18.062 23.377 29.553 36.415 51.179

25 14.611 18.940 24.337 30.675 37.652 52.620

26 15.379 19.820 25.336 31.795 38.885 54.052

27 16.151 20.703 26.336 32.912 40.113 55.476

28 16.928 21.588 27.336 34.027 41.337 56.89329 17.708 22.475 28.336 35.139 42.557 58.302

30 18.493 23.364 29.336 36.250 43.773 59.703

Sumber : Hidrologi, Soewarno, 1995, hal 223

Tabel 4-8 Nilai uji simpangan vertikal-2 (Chi-Square)

Log Pearson III

No Probability Expected Observed Ef - Of (Ef - Of)2

Frequency Frequency

( P ) ( Ef ) ( Of )

1 0 < P ≤ 20 2.000 2.000 0.000 0.000

2 21 < P ≤ 40 2.000 2.000 0.000 0.000

3 41 < P ≤ 60 2.000 1.000 1.000 1.000

4 61 < P ≤ 80 2.000 3.000 -1.000 1.000

5 81 < P ≤ 100 2.000 2.000 0.000 0.000

Jumlah 10 10 2.000

Sumber: Hasil Analisis, 2015 χ 2 0.200


38/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-13

X2 hitung = 0.22

Dari Tabel 4-8 untuk nilai kritis pada Chi-Square didapatkan X2 cr = 5.991 dengan

derajat kepercayaan 2 dan α 5% sehingga diperoleh bahwa:

X2 hitung < X2 cr

0.22 < 5.991

Dengan hasil tersebut menunjukkan banhwa jenis distribusi curah hujan Log Pearson

Tipe III dapat diterima.

4.6 Menentukan Waktu Konsentrasi

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir dari titik yang

terjauh ke titik yang akan dihitung debitnya. Lama hujannya dapat didekati dengan waktu

konsentrasi (tc), dalam hal ini diasumsikan bahwa jika durasi hujan sama dengan waktu

konsentrasi, maka setiap bagian DAS secara serentak telah menyumbangkan aliran terhadap

titik kontrol. Salah satu metode untuk memperkirakan waktu konsentrasi adalah rumus yang

dikembangkan oleh Kirpich (1940) yang dapat ditulis sebagai berikut (Suripin, 2003).

0.0195 (

√ ),

di mana: t = waktu konsentrasi (menit)

L = panjang sungai/ saluran dari hulu sampai hilir (km)

s = kemiringan daerah saluran/ sungai = H/ L

Contoh analisis perhitungan waktu konsentrasi untuk beberapa karakteristik luas DAS

sungai-sungai Kota Bontang adalah sebagai berikut:

Panjang Sungai (L) = 47.5 km, dengan kemiringan sungai 0,0099. maka waktu

konsentrasi dengan Metode Kirpich adalah:

0.0195 ( 47500√ 0.0099). 460.11 7.67

4.7 Menentukan Koefisien Pengaliran

Berdasarkan buku panduan “Tata Cara Pembuatan Kolam Retensi dan Polder” Dep. PU,

koefisien pengaliran ditentukan berdasarkan penggunaan lahan pada kawasan sungai. Koefisien

pengaliran berdasarkan kemiringan tanah pada Tabel 4-9.


39/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-14

Tabel 4-9 Koefisien pengaliran berdasarkan kemiringan permukaan tanah

Kemiringan Permukaan

tanah

Loam

berpasir

Lempung

siltloam

Lempung

padat

0 - 5 % 0,10 0,30 0,40Hutan kemiringan 5 - 10 % 0,25 0,35 0,50

10 - 30 % 0,30 0,50 0,60

Padang rumput/semak-semakkemiringan

0 - 5 % 0,10 0,30 0,40

5 - 10 % 0,15 0,35 0,55

10 - 30 % 0,20 0,40 0,60

0 - 5 % 0,30 0,50 0,60

Tanah pertanian 5 - 10 % 0,40 0,60 0,70

kemiringan 10 - 30 % 0,50 0,70 0,80

Sumber: Departemen PU, Tata Cara Pembuatan Kolam Retensi dan Polder

Koefisien pengaliran berdasarkan tipe daerah aliran dapat dilihat pada Tabel 4-10 berikut.

Tabel 4-10 Koefisien pengaliran berdasarkan tipe daerah aliran

Tipe Daerah Aliran Keterangan Harga C

Tanah pasir, datar 2 % 0,05 - 0,10

Tanah pasir, rata-rata 2 - 7 % 0,10 - 0,15

Perumputan Tanah pasir, curam 7 % 0,15 - 0,20

Tanah gemuk, datar 2 % 0,13 - 0,17

Tanah gemuk, rata-rata 2 - 7 % 0,18 - 0,22

Tanah gemuk, curam 7 % 0,25 - 0,35

Business Daerah kota lama 0,75 - 0,95Daerah pinggiran 0,50 - 0,70

Daerah "single family" 0,30 - 0,50

Perumahan "multi units", terpisah-pisah 0,40 - 0,60

"multi units", tertutup 0,60 - 0,75

"suburban". Daerah perumahan apartemen 0,25 - 0,40

Industri Daerah ringan

Daerah berat

Pertamanan, kuburan 0,10 - 0,25

Tempat bermain 0,20 - 0,35

Halaman kereta api 0,20 - 0,40

Daerah yang tidak dikerjakan 0,10 - 0,30

Jalan Beraspal 0,70 - 0,95

Beton 0,80 - 0,95

Batu 0,70 - 0,85

Untuk berjalan dan naik kuda 0,75 - 0,85

Atap 0,75 - 0,95

Sumber: Departemen PU, Tata Cara Pembuatan Kolam Retensi dan Polder

Koefisien-koefisien tersebut di atas disesuaikan dengan kondisi penggunaan lahan

pada kawasan catchment area Sungai Deli.

Jenis pemanfaatan lahan pada hasil pengolahan data untuk memperoleh koefisien

pengaliran dapat ditunjukkan pada tabel-tabel berikut:


40/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-15

Tabel 4-11 Penutupan Lahan dan Koefisien Pengaliran DAS Sungai Deli

Luas Penutupan Lahan

Nama SungaiJenis Tutupan Lahan (km2)

Luas DAS Hutan3 Kebun Single Fam Hutan2Perumahan

MU TutupPerum3

Deli 186.86 39.004 62.776 30.548 20.298 23.404 10.830

Koefisien Pengaliran

Nama Sungai Hutan3 Kebun Single Fam Hutan2 MU Tutup Perum3 Rata-Rata

Deli 0.5 0.7 0.4 0.35 0.5 0.67 0.544


4.8 Analisis Intensitas Hujan

Intensitas hujan didefinisikan sebagai tinggi air hujan persatuan waktu dengan satuan

mm/jam. Intensitas hujan yang terjadi pada selang waktu tertentu tergantung pada waktu

konsentrasi dan periode ulang yang diambil. Untuk mendapatkan intensitas hujan selama waktu

konsentrasi digunakan Rumus Mononobe. Adapun rumusnya adalah sebagai berikut :

32

24

t

T

T

R Rt

(mm/jam)

dimana :

R t = rerata hujan dari awal sampai jam ke T (mm/jam)

T = waktu hujan dari awal sampai jam ke T (jam) = 24 jam

t = waktu konsentrasi hujan (jam)

R 24 = tinggi hujan maksimum dalam 24 jam (mm/jam)

R T = T . R t - (T - 1) . R (T - 1)

dimana :

R T = intensitas curah hujan pada jam T (mm/jam)

R (T - 1) = rerata curah hujan dari awal sampai jam ke (T - 1)

Curah hujan kala ulang dengan menggunakan uji distribusi Log Pearson III yang telah

diuji ditunjukkan pada berikut.


41/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-16

Tabel 4-12 Curah hujan kala ulang Metode Log Pearson III

No Tr Metode LogPearson Type III

1 2 88.1

2 5 103.3

3 10 113.7

4 20 123.9

5 25 127.2

6 50 137.6

7 100 148.2

8 1000 186.7

Sumber: Hasil pengolahan data, 2015

Dengan menggunakan hasil analisis hujan kala ulang dari Metode Log Pearson Tipe III

maka perhitungan intesitas curah hujan adalah sebagai berikut.

Dengan interval 2 tahun diperoleh hujan rencana untuk berbagai kala ulang sebesar 90

mm dengan waktu konsentrasi hujan 6 jam, maka untuk waktu T = 1 jam didapatkan

intensitas hujan sebesar:

24 24

2/3

88.124 241 2/3 30.56

Perhitungan selanjutnya dilakukan secara tabelaris seperti pada tabel di bawah ini.

Dengan menggunakan analisis perhitungan seperti rumus Mononobe di atas maka analisis

intensitas hujan dengan waktu dengan berbagai kala ulang ditunjukkan pada Tabel 4-13 berikut.


42/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-17

Tabel 4-13 Intensitas curah hujan Metode Mononobe (mm/ jam)

Durasi Hujan

Intensitas Hujan Tiap Kala Ulang, Itr (mm/jam)

I2 I5 I10 I20 I25 I50 I100 I1000

Tinggi Hujan Tiap Kala Ulang, XTr

(jam) 88.1 103.3 113.7 123.9 127.2 137.6 148.2 186.7

1 30.56 35.81 39.41 42.95 44.10 47.69 51.39 64.72

2 19.25 22.56 24.83 27.06 27.78 30.05 32.37 40.77

3 14.69 17.22 18.95 20.65 21.20 22.93 24.71 31.11

4 12.13 14.21 15.64 17.05 17.50 18.93 20.39 25.68

5 10.45 12.25 13.48 14.69 15.08 16.31 17.58 22.13

6 9.25 10.85 11.94 13.01 13.35 14.44 15.56 19.60

Sumber: Hasil pengolahan data, 2015

Gambar 4-1 Intensitas Curah Hujan Distribusi 6 jam

4.9 Debit Banjir Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu

Untuk membuat hidrograf banjir pada sungai, perlu dilakukan beberapa observasi

mengenai hidrograf banjirnya. Dikarenakan hal tersebut membutuhkan waktu yang lama serta

tidak tersedianya data yang memadai, maka digunakanlah hidrograf sintetik.

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6

I n t e n s i t a s H u j a n ( m m / j a m )

Durasi (jam)

Intensitas Curah Hujan


43/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-18

Dalam studi ini, hidrograf banjir dihitung dengan menggunakan hidrograf satuan sintetik

Nakayasu. Pemilihan hidrograf satuan sintetik ini disesuaikan dengan karakteristik daerah

pengalirannya, di samping itu hidrograf satuan ini banyak digunakan dalam perhitungan banjir

rencana di Indonesia. Adapun rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :

Rumus hidrograf satuan sintetik dari Nakayasu adalah sebagai berikut :

)( Q

0,3 p

o p

TT0,33,6

R A..k

dimana:

Tp = Tg + 0.8 tr

Tg = 0.40 + 0.058 x L → untuk L > 15 km

Tg = 0.21 x L0.7 → untuk L < 15 km

T0.3 = . Tg

Qmax = debit puncak banjir (m³/dt/mm)

k = koefisien pengaliran

A = luas daerah aliran (km²)

Ro = curah hujan satuan = 1 mm

Tp = tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam)

T0,3 = waktu yang diperlukan pada penurunan debit puncak sampai ke debit sebesar

30 % dari debit puncak (jam)

Tg = time lag, yaitu waktu antara hujan sampai debit puncak banjir (jam)

tr = satuan waktu hujan ( = 1 jam)

L = panjang sungai (km)

= parameter hidrograf


44/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-19

Gambar 4-2. Kurva Hidrograf Satuan dari DR. Nakayasu

Tabel 4-14 Karakteristik Sungai Deli (Nakayasu)

No. Karakteristik Notasi Satuan Nilai

1. Panjang sungai utama L km 44.3

2. Parameter a 1

3. Luas DAS A km2 186.86

4. Hujan Satuan Ro mm 1


Persamaan untuk menentukan hidrograf

Tenggang waktu antara hujan sampai debit puncak (tg) karena L>15, maka

tg = 0.40 + 0.058 L

= 2.9694

Satuan waktu hujan (Tr) kareta 0 < Tr < 1, Tr = 0.5 * tg ,maka:

Tr = 0.5 . tg

= 2.2271

Waktu awal hujan sampai puncak banjir (Tp)

Tp = tg + 0.8 . (Tr)

= 4.7510

Penurunan debit dan puncak menjadi 30% (T0.3)

T0.3 = a . tg

= 2.9694

Debit Puncak (QP)

Qp = ( A . Ro ) / (3.6 ( 0.3 Tp + T0.3))

= 11.8109

i

tr

Q

t

0.32 Qp

t

0.3Q

Qp

Lengkung turunLengkung naik

0.8tr tg

Tp T0,3 1.5 T0,3


45/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-20

Tabel 4-15 Waktu Lengkung Hidrograf Nakayasu DAS Deli

No. Karakteristik NotasiAwal (jam) Akhir (jam)

Notasi Nilai Notasi Nilai

1. Lengkung Naik Qdo 0 0.0000 Tp 4.75102. Lengkung turun tahap1 Qd1 Tp 4.7510 Tp + T0.3 7.7204

3. lengkung turun tahap 2 Qd2 Tp + T0.3 7.7204 Tp + 1.5 T0.3 9.2051

4. lengkung turun tahap 3 Qd3 Tp + 1.5 T0.3 9.2051 24 24.0000


Persamaan hidrograf satuan untuk kurva naik :

- Tpt0

4,2

.

Tp

t QQ pd

Persamaan hidrograf satuan untuk kurva turun :

- )TTp(tTp 3.0

3.03.0 T

Tpt

pd xQQ

- )T.5.1TTp(t)TTp( 3.03.03.0

3.0

3.0

5.1

5.0

3.0 T

T Tpt

pd xQQ

- )T5.1TTp(t 3.03.0

3.0

3.0

2

5.1

3.0 T

T Tpt

pd xQQ


46/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-21

Tabel 4-16 Unit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

tNotasi Rumus

QaV

(Qan+Qan+1)/(tn+1-tn)

(jam) (m3/dt) (m3)

0 0.0000

1 0.2805 0.5050

2 1.4807 3.1702

3 3.9182 9.7179

4 7.8151 21.1199

4.751 Qdo Qp . (t/Tp)2.4 11.8109 26.5319

5 10.6769 10.0774

6 7.1180 32.03077 4.7453 21.3539

7.720 Qd1 Qp . 0.3 ((t-Tp)/T0.3)) 3.5433 10.7486

8 3.2854 3.4362

9 2.5072 10.4267

9.205 Qd2 Qp . 0.3 (t - Tp + 0.5T0.3) / (1.5 . T0.3) 2.3720 1.8017

10 1.6519 5.7572

11 1.3488 5.4012

12 1.1013 4.4101

13 0.8992 3.6008

14 0.7342 2.9401

15 0.5995 2.4006

16 0.4895 1.9601

17 0.3996 1.6004

18 0.3263 1.3067

19 0.2664 1.0669

20 0.2175 0.8711

21 0.1776 0.7113

22 0.1450 0.5808

23 0.1184 0.4742

24 Qd3 Qp . 0.3 (t - Tp + 1.5T0.3) / (2 . T0.3) 0.0967 0.3872

SV 184.3885

Kontrol SV/A (mm) 0.9868



47/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-22

Tabel 4-17 Hasil Analisis Hidrograf Banjir Nakayasu DAS Deli

Kala UlangDebit Banjir

Max (m3/dt)

Q2 168.780

Q5 196.921Q10 216.179

Q25 241.263

Q50 260.527

Q100 280.313


Dengan hasil demikian, maka debit banjir pada Sungai Deli yang sampai ke lokasi studi

di Kecamatan Medan Polonia dikurangi dengan debit banjir yang masuk ke Kanal Banjir

sebesar 70 m3/dt, sehingga seperti pada gambar dan tabel dibawah ini:

T Q2 Q5 Q10 Q25 Q50 Q100

( jam) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt)

0 5 .2 17 5 .2 17 5 .2 17 5 .2 17 5 .2 17 5 .2 17

1 7 .7 85 8 .2 27 8 .5 29 8 .9 23 9 .2 26 9 .5 36

2 19.613 22.089 23.784 25.992 27.687 29.429

3 46.199 53.250 58.075 64.360 69.186 74.144

4 92.660 107.705 118.000 131.410 141.709 152.287

4.751 149.858 174.744 191.773 213.955 230.990 248.488

5 168.780 196.921 216.179 241.263 260.527 280.313

6 157.456 183.649 201.573 224.920 242.850 261.267

7 142.587 166.222 182.395 203.462 219.641 236.259

7.720 131.583 153.325 168.203 187.582 202.465 217.752

8 122.159 142.279 156.048 173.982 187.755 201.902

9 103.097 119.937 131.461 146.472 158.000 169.841

9.205 82.516 95.815 104.916 116.770 125.874 135.225

10 59.900 69.308 75.746 84.132 90.572 97.187

11 46.133 53.173 57.990 64.265 69.084 74.034

12 38.987 44.798 48.774 53.953 57.930 62.015

13 32.501 37.195 40.407 44.591 47.805 51.105

14 27.527 31.365 33.992 37.413 40.040 42.739

15 22.925 25.972 28.057 30.772 32.858 35.000

16 19.676 22.163 23.866 26.083 27.786 29.535

17 17.022 19.054 20.444 22.254 23.644 25.072

18 14.856 16.515 17.649 19.128 20.263 21.429

19 14.308 15.614 16.942 18.337 19.407 20.507

20 12.640 13.707 14.791 15.929 16.803 17.701

21 11.278 12.149 13.034 13.964 14.677 15.410

22 10.166 10.877 11.600 12.359 12.941 13.540

23 9 .2 58 9 .8 38 10.428 11.048 11.524 12.013

24 8 .5 16 8 .9 90 9 .4 72 9 .9 78 1 0.3 67 1 0.7 66

0

2

4

6

8

10

12

14

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Q t ( m 3 / d t )

Waktu T (jam)

Hidrograf Satuan Sintetik NakayasuDAS Deli

0

50

100

150

200

250

300

0 4 8 12 16 20 24

D e b i t ( m 3 / d t )

Waktu (jam)

Debit banjir rancangan NakayasuDAS Deli

Q2thn

Q5thn

Q10thn

Q50thn


48/50

LAPORAN HIDROLOGI


4-23

Gambar 4-3 Skema pengalihan banjir pada Sungai Deli

Tabel 4-18 Debit Banjir Sungai Deli Pada Lokasi Studi

Kala

Ulang

Debit

Banjir

Max

(m3/dt)

Q kanal

(m3/dt)

Q desain

Deli (m3/dt)

Q2 168.780 70 98.780

Q5 196.921 70 126.921

Q10 216.179 70 146.179

Q25 241.263 70 171.263

Q50 260.527 70 190.527

Q100 280.313 70 210.313


Deli River

Percut River

Helvetia

Sikambing

River Babura

River

TembungM e d a n

F l o o d w a y

TitiKuning

Medan

PoloniaSimeimei

7 0

Q banjir Q rencana


49/50

LAPORAN HIDROLOGI


5-1

BAB 5 KESIMPULAN

Dalam analisisi hidrologi untuk pekerjaan Desain Sheet Pile Pada Sungai Deli Ilir ini,

maka dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut:

1. Sungai Deli merupakan sungai utama yang mengalir dari Gunung Sibayak di Kabupaten

Karo melintasi Kota Medan menuju Kecamatan Medan Belawan, Kota Medan. Namun

demikian lokasi studi berada pada kecamatan Medan Polonia dengan luas catchment area

adalah 186.86 km2.

2. Data curah hujan yang digunakan untuk analisis hidrologi adalah berasal dari 3 stasiun

curah hujan yaitu:

a. Stasiun Hujan Tongkoh

b. Stasiun Hujan Pancur Batu

c. Stasiun Hujan Polonia

3. Daerah pengaliran Sungai Deli memiliki kontur beragam dari kondisi terjal di bagian hulu

dan relatif datar pada bagian hilir, dengan kondisi penutupan lahan bervariasi dari hutan

dengan kemiringan terjal hingga kawasan permukiman.

4. Analisis hidrologi yang dilakukan untuk pekerjaan ini adalah analisi debit banjir yang akan

digunakan untuk mendesain sheet pile sebagai pelindung daerah bantaran sungai bagian

hilir.

5. Analisis frekuensi curah hujan menghasilkan Metode Log Pearson III sebagai metode yang

terpilih untuk analisis kala ulang curah hujan dilakukan untuk periode 2, 5, 10, 25, 50 dan

100 tahun.

6. Untuk menghitung debit banjir dengan kala ulang 2, 5 , 10, 25, 50 dan 100 tahun dilakukan

dengan Metode Hidrograf Sintetik Nakayashu7. Pada bagian hulu daerah studi sebelum sampai kepada Kecamatan Medan Polonia telah

dibangun saluran sudetan untuk mengalirkan debit banjir pada Sungai Deli menuju Sungai

Percut sehingga debit banjir yang terjadi pada bagian hilir Sungai Deli akan berkurang

sebesar 70 m3/dt.

8. Hasil akhir debit banjir Sungai Deli pada lokasi pekerjaan adalah

a. Q2 = 98.780 m3/dt

b. Q5 = 126.921 m3/dt

c. Q10 = 146.179 m

3

/dtd. Q25 = 171.263 m3/dt


50/50

LAPORAN HIDROLOGI


e. Q50 = 190.527 m3/dt

f. Q100 = 210.313 m3/dt

lap. hidrologi malibu s.deli

Documents