Jumat, 05 Agustus 2016

Selasa, 14 Juni 2016

Rumus Perhitungan Debit Air

Debit air dapat di hitung dengan rumus:
Q= A x V
Keterangan:
V = volume air (m
3)
A = luas penampang
Q = debit air (m
3/s)
Leonard euler (1707-1783) menyatakan bahwa fluida sebagai medan rapat massa dan medan vector kecepatan. Tiap besaran yang dipergunakan untuk menyatakan keadaan fluida akan mempunyai nilai tertentu pada tiap titik dalam ruang dan pada tiap saat.
·         Menentukan lokasi daerah pengukuran
1.    Memasang pasak 1 disebelah kiri saluran, kemudian tegak lurus ke arah seberang, pasak no.2.
2.    Menghubungkan antara pasak no.1 dengan pasak no.2 menggunakan tali rafia. (sebagai batas daerah pengukur I)
A.    Memasang pasak no.3 dengan no.4 dengan jarak 25 meter ke arah hilir pada pasak no.1 dan no.2.
B.    Menghubungkan antara pasak no.3 dan pasak no.4 dengan tali rafia (sebagai batas daerah pengukur II)
C.    Jarak I dan II = (D) dalam satuan meter
·         Menentukan kecepatan aliran air (V)
1.    Memastikan semua peralatan dengan kondisi baik dan siap digunakan.
2.    Memulai dengan menghanyutkan bola pimpong dengan jarak 5 meter dari batas pengukuran I ke arah hulu saluran.
3.    Menghidupkan stopwatch, saat bola pimpong tepat berada di bawah tali batas daerah penampang I.
4.    Mematikan stopwatch sesaat bola pimpong telah mencapai tepat di bawah tali batas daerah penampung II.
5.    Mencatat waktu untuk menempuh jarak dari daerah penampang I ke daerah penampang II (t).
6.    Menghitung kecepatan aliran air dengan menggunakan rumus
, dimana :
V = kecepatan aliran air sungai (m/detik)

D = jarak antara daerah penampang I dengan II (meter)

t = waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak (detik)
·         Menentukan luas penampang basah saluran (A)
1.    Menentukan lebar saluran (I) pada daerah penampang.
2.    Mengukur kedalaman air (d1) pada daerah penampang I kemudian diulangi ; hingga lima tempat (d2, d3, d4, d5).

1.    Menentukan rata-rata dalam air (d) pada daerah penampang I
d=menghitung luas penampang basah dengan menggunakan rumus :

A = I x d m , dimana

    A= luas penampang basah (m2)

    I= lebar saluran (meter)

    d= kedalaman air rata-rata (meter)

Q= V x A

    Q = debit air yang mengalir (m3/detik)

    V= kecepatan aliran air (m/detik)

    A= Luas penampang basah (m2)

Contoh:

Berdasarkan kegiatan yang telah dilakukan dalam menghitung debit saluran air di sungai maka diperoleh hasil sebagai berikut.

LI sebagai lebar saluran 1 : 1.5 m

LII sebagai lebar saluran 2 : 1.5 m

D = 25 m

t = 43 detik

Menghitung kecepatan aliran air (V):

V = 0.58 m/detik
LI à     d1 = 0.45 m                LII à    d1 = 0.36 m

    d2 = 0.44 m                     d2 = 0.37 m

    d3 = 0.55 m                    d3 = 0.35 m

    d4 = 0.38 m                    d4 = 0.34 m

    d5 = 0.32 m                    d5 = 0.3 m

LI = 0.43 m

LII = = 0.34 m

A = L x d

AI = luas penampang basah 1

AII = luas penampang basah 2

AI = 1.5 m X 0.43 m = 0.645 m

AII = 1.5 m X 0.34 m = 0.51 m
= 0.57 m2

Q = V x A

Q = 0.58 m/dtk X 0.57 m2

Q = 0.33 m3/detik

Berdasarkan hasil yang telah diperoleh dan sesuai perhitungan dengan menggunakan rumus maka diperoleh hasil perhitungan debit saluran air pada aliran sungai di belakang area kolam pembesaran ikan pada hari selasa, 19 April 201 adalah 0.33 m3/detik.

Minggu, 05 Juni 2016

HIDROLOGI

  Pos By Adi Dayat


3.1. PENYEBARAN POS HIDROLOGI

Jumlah stasiun hujan didalam dan sekitar lokasi DAS Segare berjumlah 5 buah dengan perincian 3 stasiun milik Balai Informasi Sumber Daya Air dan 2 stasiun lainnya milik instansi lain. Dalam studi ini dipilih 3 stasiun milik Balai Hidrologi, yaitu stasiun Santong, stasiun Sesaot dan stasiun Gunung Sari dengan catatan waktu 15 tahun. Pemilihan ketiga stasiun ini didasarkan atas dasar beberapa kriteria yang berlaku, antara lain yaitu digunakan data stasiun hujan yang yang mempunyai jarak dengan lokasi studi kurang dari 30 km dan memenuhi persyaratan data runtun waktu (time series) minimal 10 tahun.

3.2      KETERSEDIAAN DATA

Ketersediaan data terutama data curah hujan merupakan faktor yang paling penting dalam penyelesaian analisa hidrologi. Disamping itu pemilihan stasiun hujan diupayakan sedemikian rupa agar data-data yang akan digunakan sedapat mungkin mewakili kondisi riil daerah studi. Dalam hal ini beberapa pertimbangan dalam pemilihan stasiun hujan yang akan digunakan pada analisa ini antara lain :

1.  Jarak antara pos/stasiun hujan dengan lokasi studi/proyek didasarkan pada kriteria seperti disebutkan dalam Bab 4.3.2 halaman 4.3 buku “Pedoman Desain Embung Kecil untuk Daerah Semi Kering di Indonesia” (Departemen PU, 1994) sebagai berikut :

  1. Jarak terdekat antara pos/stasiun hujan dengan lokasi studi < 10 km.

  2. Jika tidak ada pos/stasiun hujan dengan jarak < 10 km, dicari pos/stasiun lain dengan jarak antara 11 km sampai 20 km tetapi jumlah minimal pos/stasiun hujan harus dua.

  3. Bila kedua pos dengan jarak antara 11 km sampai 20 km tidak dapat diketemukan, dicari 3 pos hujan atau lebih disekeliling lokasi dengan jarak kurang dari 50 km.

2.  Kesamaan karakteristik DAS : karakteristik DAS dimana data hujan diperoleh sama atau mirip dengan kondisi lokasi studi.

3.  Memenuhi persyaratan data : tersedia data hidrologi runtun waktu (time series) minimal 10 tahun, tidak terdapat data kosong dan memenuhi syarat :

  1. Stasioner atau tidak menunjukan adanya trend

  2. Independen, yaitu kejadian banjir tidak saling berpengaruh (tahun hidrologi Oktober – September, bukan tahun kalender Januari – Desember)

  3. Homogen, yaitu dari populasi yang sama, banjir dari hujan badai (thunderstorm) dianggap tidak sama populasinya

  4. Random (pure stochastic in nature) atau banjir tidak dibuat misal dengan membuka pintu pembuangan suatu bendung.

Perilaku hujan pada titik tinjau di DAS Segare menggunakan stasiun Santong, stasiun Sesaot dan stasiun Gunung Sari. Peta lokasi kedua stasiun hujan terhadap titik tinjau DAS dapat dilihat pada Gambar 3.1, ketersedian data untuk maasing-masing stasiun dapat dilihat pada Tabel 3.1

Gambar 3.1.  Peta Lokasi Stasiun Hujan terhadap DAS Segare

Tabel 3.1. Ketersediaan data untuk analisis hidrologi (Pos AWLR Dasan Tengak)

Uraian

Panjang data

Data hujan harian (ARR) stasiun Sesaot

1997-2011 (15 Tahun)

Data hujan harian (ARR) stasiun santong

1997-2011 (15 Tahun)

Data hujan harian (ARR) stasiun Gunung Sari

1997-2011 (15 Tahun)

Data debit AWLR Dasan Tengak

2012 (tahun terbaru)

Rating curve Sungai Segare

                Sumber: Balai Informasi Sumber Daya Air PU Prov. NTB

4.3   ANALISA DATA HUJAN

4.3.1.  Uji Konsistensi Data

Sabelum data hujan ini dipakai, terlebih dahulu harus melewati pengujian untuk kekonsistensian data tersebut. Karena data hujan diperoleh dari hanya satu stasiun hujan, maka metode yang digunakan adalah metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums) (Buishand,1982).

Data abnormal, tidak homogen maupun data tidak konsisten menyebabkan hasil analisa tidak teliti. Oleh karena itu sebelum data tersebut dipakai untuk analisa, terlebih dahulu harus dilakukan beberapa macam pengujian. Pengujian yang akan digunakan adalah Uji konsistensi data menggunakan Metode RAPS. Pada umumnya uji konsistensi data sudah meliputi uji homogenitas data karena data yang konsisten juga berarti data tersebut adalah homogen.

Berikut hasil uji RAPS  stasiun Santong, stasiun Sesaot dan stasiun Gunung Sari disajikan pada Tabel 3.2-3.4 berikut.

Tabel 4.1 Uji RAPS Stasiun Santong

No

Tahun

Hujan

Sk*

( y – y ) 2 / n

Sk**

[Sk**]

1

1997

120

-9.26

5.72

-0.21

0.21

2

1998

122

-7.06

3.32

-0.16

0.16

3

1999

99

-30.36

61.45

-0.70

0.70

4

2000

67

-62.26

258.42

-1.44

1.44

5

2001

183

53.74

192.53

1.25

1.25

6

2002

98

-31.16

64.73

-0.72

0.72

7

2003

182

52.94

186.84

1.23

1.23

8

2004

84

-45.76

139.60

-1.06

1.06

9

2005

220

90.74

548.92

2.11

2.11

10

2006

136

6.54

2.85

0.15

0.15

11

2007

114

-14.86

14.72

-0.34

0.34

12

2008

113

-16.56

18.28

-0.38

0.38

13

2009

125

-4.46

1.33

-0.10

0.10

14

2010

87

-42.26

119.06

-0.98

0.98

15

2011

189

60.04

240.32

1.39

1.39

J umlah

1938.90

Δy2 =

1858.09

Rata-rata

129.26

n                  =

15

Dy                =

43.106

Dy = SQRT (JUMLAH    kolom   5)

Sk ** maks   =

2.105

Sk ** maks = maks    kolom  6

Sk ** min      =

-1.444

Sk ** min    = min    kolom  6

Q                  =

2.105

           Q    = maks    kolom 6

R                  =

3.549

           R    = SK** maks – SK** min

Q / (n)(1/2) hit   =

0.544

Q / (n)(1/2)   tabel

95%

=

1.18

OK!!!

R / (n)(1/2)  hit  =

0.916

R / (n)(1/2)     tabel

95%

=

1.35

OK!!!

            Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 3.3 Uji RAPS Stasiun Sesaot

No

Tahun

Hujan

Sk*

( y – y ) 2 / n

Sk**

[Sk**]

1

1997

86

-1.33

0.12

-0.05

0.05

2

1998

67

-20.53

28.09

-0.76

0.76

3

1999

47

-40.03

106.81

-1.48

1.48

4

2000

69

-18.23

22.15

-0.68

0.68

5

2001

82

-4.99

1.66

-0.18

0.18

6

2002

79

-8.68

5.02

-0.32

0.32

7

2003

87

-0.33

0.01

-0.01

0.01

8

2004

84

-3.01

0.60

-0.11

0.11

9

2005

110

22.67

34.27

0.84

0.84

10

2006

105

17.77

21.06

0.66

0.66

11

2007

64

-23.03

35.35

-0.85

0.85

12

2008

62

-25.23

42.42

-0.94

0.94

13

2009

103

15.89

16.84

0.59

0.59

14

2010

98

11.10

8.22

0.41

0.41

15

2011

165

77.90

404.60

2.89

2.89

J umlah

1309.89

Δy2 =

727.21

Rata-rata

87.33

n                  =

15

Dy                =

26.967

Dy = SQRT (JUMLAH    kolom   5)

Sk ** maks   =

2.889

Sk ** maks = maks    kolom  6

Sk ** min      =

-1.484

Sk ** min    = min    kolom  6

Q                  =

2.889

           Q    = maks    kolom 6

R                  =

4.373

           R    = SK** maks – SK** min

Q / (n)(1/2) hit   =

0.746

Q / (n)(1/2)   tabel

95%

=

1.18

OK!!!

R / (n)(1/2)  hit  =

1.129

R / (n)(1/2)     tabel

95%

=

1.35

OK!!!

            Sumber : Hasil Perhitungn

Tabel 3.4 Uji RAPS Stasiun Gunung Sari

No

Tahun

Hujan

Sk*

( y – y ) 2 / n

Sk**

[Sk**]

1

1997

96

-12.31

10.10

-0.24

0.24

2

1998

110

1.29

0.11

0.03

0.03

3

1999

79

-29.91

59.63

-0.59

0.59

4

2000

78

-31.01

64.10

-0.61

0.61

5

2001

96

-12.61

10.60

-0.25

0.25

6

2002

87

-21.11

29.70

-0.42

0.42

7

2003

93

-15.51

16.03

-0.31

0.31

8

2004

92

-16.05

17.17

-0.32

0.32

9

2005

61

-47.91

153.01

-0.95

0.95

10

2006

93

-15.11

15.22

-0.30

0.30

11

2007

93

-15.51

16.03

-0.31

0.31

12

2008

283

174.89

2039.16

3.45

3.45

13

2009

132

23.94

38.22

0.47

0.47

14

2010

92

-16.95

19.15

-0.33

0.33

15

2011

142

33.83

76.31

0.67

0.67

J umlah

1627.61

Δy2 =

2564.53

Rata-rata

108.51

n                  =

15

Dy                =

50.641

Dy = SQRT (JUMLAH    kolom   5)

Sk ** maks   =

3.454

Sk ** maks = maks    kolom  6

Sk ** min      =

-0.946

Sk ** min    = min    kolom  6

Q                  =

3.454

           Q    = maks    kolom 6

R                  =

4.400

           R    = SK** maks – SK** min

Q / (n)(1/2) hit   =

0.892

Q / (n)(1/2)   tabel

95%

=

1.18

OK!!!

R / (n)(1/2)  hit  =

1.136

R / (n)(1/2)     tabel

95%

=

1.35

OK!!!

4.3.2.  Analisa Hujan Rata-Rata Daerah Aliran Sungai

            Karena terdapat tiga buah stasiun yang memenuhi syarat, maka Curah Hujan (CH) rerata daerah dicari menggunakan Metode Poligon Thiessen. Hasil CH rerata daerah ini dapat dilihat pada Tabel 3.5

Perhitungan data dilakukan dalam satu tahun tertentu di salah satu pos hujan. Kemudian dicari juga besarnya curah hujan pada tanggal-bulan-tahun yang sama untuk pos hujan yang lain. Setelah ketiga data itu diperoleh maka dihitung hujan rerata daerah dengan menggunakan metode Poligon Thiessen. Dari hasil rerata yang diperoleh (sesuai dengan jumlah pos hujan) dipilih yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang terpilih setiap tahun merupakan hujan maksimum harian daerah untuk tiap tahunnya.

Tabel 3.5 Curah Hujan Rerata Daerah DAS Segare

TAHUN

CH. RERATA (mm)

1998

104.43

1999

98.19

2000

76.09

2001

68.42

2002

136.06

2003

89.34

2004

137.46

2005

84.30

2006

165.42

2007

120.67

2008

92.16

2009

100.09

2010

116.09

2011

92.06

2012

176.74

3.4   ANALISA HUJAN RANCANGAN

3.4.1   Analisa Pemilihan Agihan

            Metode yang digunakan untuk menganalisa frekuensi curah hujan ditetapkan berdasarkan hasil uji statistik untuk mendapatkan sebaran yang mendekati. Parameter statistik yang dihitung adalah harga rata-rata, standar deviasi, koefisien variasi, koefisien kemiringan, dan koefisien kurtosis.

            Rekapitulasi hasil perhitungan komponen parameter distribusi curah hujan disajikan dalam Tabel 3.6 berikut.

Tabel 3.6. Hasil Perhitungan Parameter Statistik

Sumber : Hasil Perhitungan

            Berdasarkan harga Cv, Cs dan Ck hasil perhitungan di atas, maka  pemilihan distribusi didasarkan pada Distribusi Log Pearson Type III.

3.4.2   Uji Kesesuaian Pemilihan Distribusi

Untuk mengetahui apakah data tersebut benar sesuai dengan jenis sebaran teoritis yang dipilih maka perlu dilakukan pengujian lebih lanjut.

Untuk keperluan Analisa uji kesesuaian  dipakai  dua  metode statistik sebagai berikut :

  1. Uji Smirnov-Kolmogorov

Uji Smirnov-Kolmogorov diperoleh dengan memplot data dan  probabilitasnya dari data yang bersangkutan, serta hasil perhitungan empiris dalam bentuk  grafis.  Dari kedua  hasil  pengeplotan, dapat diketahui  penyimpangan terbesar (D maksimum).   Penyimpangan tersebut kemudian dibandingkan dengan penyimpangan kritik yang masih diijinkan  (D cr),  pada proyek ini digunakan nilai kritis (significant level) a = 5 %. Nilai kritik D untuk pengujian ini tergantung pada jumlah data dan a.

Secara ringkas hasil pengujian kesesuaian distribusi data CH rerata DAS menggunakan Uji Smirnov-Kolmogorov disajikan pada Tabel 3.7 berikut.

Tabel 3.7. Perhitungan Uji Smirnov-Kolmogorov

Sumber : Hasil Perhitungan

  1. Uji Chi Square (c2)

Metode ini sama dengan  Metode  Smirnov-Kolmogorov,  yaitu  untuk  menguji  kebenaran  distribusi  yang  dipergunakan   pada   perhitungan   frekuensi analisis. Distribusi dinyatakan benar jika nilai c2 dari hasil perhitungan lebih kecil dari c2 kritik yang masih diizinkan.

Hasil pengujian data CH rerata DAS menggunakan Uji Chi Square disajikan pada Tabel 3.8 berikut.

Tabel 3.8. Uji Chi Square (c2 )

Sumber : Hasil Perhitungan

Dari kedua jenis pengujian di atas dapat disimpulkan bahwa Distribusi Log Pearson Type III dapat digunakan.

4.4.3   Analisa Curah Hujan Rancangan

Untuk menghitung debit banjir rancangan dari data curah hujan (rainfall runoff method), harus dihitung dahulu besarnya curah hujan rancangan (RT). Curah hujan rancangan dihitung dengan metode Log Pearson Type III, hal ini didasarkan pada hasil Uji Kecocokan Agihan sebelumnya.

Besarnya hujan rancangan untuk masing-masing  kala ulang dapat dilihat pada Tabel 3.9 berikut :

Tabel 3.9  Hujan rancangan untuk berbagai kala ulang

Kala Ulang

 

Curah

Peluang (%)

Hujan

 

(mm)

2

50.00

104.771

5

20.00

133.297

10

10.00

152.776

15

6.67

154.080

20

5.00

156.724

25

4.00

178.050

50

2.00

197.464

100

1.00

217.369

200

0.50

237.968

500

0.20

249.874

1000

0.10

289.290

Sumber : Hasil Perhitungan

3.5       ANALISA BANJIR RENCANA

3.5.1 Umum

Analisa debit banjir rencana adalah analisa untuk mendapatkan besaran banjir inflow dalam berbagai kala ulang. Banjir rencana dianalisa menggunakan metode hidrograf satuan sintetik dengan anggapan kala ulang banjir sama dengan kala ulang hujan. Metode dalam perhitungan hidrograf satuan sintetik yang digunakan adalah Nakayasu, Chatment Area rencana lokasi pos dapat dilihat pada Gambar 3.2, bagan alir perhitungan dapat dilihat pada Gambar 3.3.  Data teknis setiap tinjauan pada lokasi proyek untuk keperluan analisa banjir rencana,  dapat dilihat  pada Tabel 3.10 berikut ini :

Gambar 3.2 Chatment Area Lokasi Pos Rencana

Gambar 3.3. Bagan Alir Analisis Banjir Rancangan

Tabel 3.10 Data Teknis tinjauan DAS pada lokasi proyek

Titik Kontrol

(Tinjauan)

Catchment Area

(km2)

Panjang DAS

(km)

BM 0

110,42

25,79


   Sumber : Hasil Perhitungan

3.5.2   Koefisien Pengaliran

Besarnya koefisien pengaliran pada suatu DAS dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan dan jenis tanah. Kondisi hidrologis DAS pada lokasi studi saat ini adalah berupa hutan, sawah, tegalan/kebun serta perumahan.

Cara yang dianggap cukup baik dalam menentukan nilai koefisien pengaliran (koefisien C) adalah dengan memberikan koreksi terhadap koefisien C sebagai fungsi luas daerah penggunaan lahannya (koefisien DAS). Cara ini memberikan bobot tertentu untuk setiap koefisien pengaliran dengan pengertian bahwa setiap koefisien pengaliran dapat mewakili koefisien pengaliran daerah dengan luas penggunaan lahan tertentu dan luas tersebut merupakan faktor koreksi bagi koefisien C yang bersangkutan. Karena kekurangan data tata guna lahan pada DAS segare maka penentuan koefisien pengaliran(C) menggunakan Tabel 3.11 dengan mengambil nilai C sebesar 0.70 dimana kondisi DAS berupa Hutan.

Tabel 3.11 Koefisien Pengaliran

Kondisi DAS

Angka Pengaliran

Pegunungan curam

0.75 – 0.90

Pegunungan tersier

0.70 – 0.80

Tanah bergelombang dan hutan

0.50 – 0.75

Dataran pertanian

0.45 – 0.60

Persawahan yang diairi

0.70 – 0.80

Sungai di pegunungan

0.75 – 0.85

Sungai di dataran

0.45 – 0.75

Sungai besar yang sebagian alirannya berada di dataran rendah

0.50 – 0.75

Sumber : Suyono Sosrsodarsono, (1980)

3.5.3.  Distribusi Hujan Jam-Jaman

Analisa curah hujan jam-jaman dilakukan untuk mengetahui rasio sebaran hujan Sungai Segare sehingga curah hujan rancangan dapat diubah menjadi debit banjir rancangan. Distribusi Hujan  yang sering dipergunakan dalam perencanaan apabila didaerah kajian tidak/belum ada hasil penelitian adalah menggunakan metode Rasional sebagai berikut:

dengan :

          R         =          intensitas curah hujan rerata sampai jam ke t (mm)

   R24           =          Curah hujan harian maksimum (mm)

   T          =          periode hujan 3-6 jam, diambil 4 jam

   t             =          waktu hujan (1 s/d 4 jam)

   RT        =          distribusi hujan pada jam ke t (mm)

Hasil perhitungan distribusi hujan menggunakan metode Rasional adalah sebagai berikut ini.:

Tabel  3.11 Distribusi Hujan Jam-jaman (%)

Tipe

Jam ke

1

2

3

4

Rasional

63.00%

16.40%

11.50%

9.10%

Sumber : Hasil Perhitungan

 

  • Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

Parameter perhitungan hidrograf satuan sintetik Nakayasu :

 

  Pos By Adi Dayat