Upload
rere
View
15
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
sungai di malang
Citation preview
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Hidrologi
4.1.1 Data Curah Hujan
Di lokasi penelitian terdapat dua stasiun hujan yang berpengaruh terhadap
Sub DAS Coban Rondo, oleh karena itu data hujan yang diambil berasal dari dua
stasiun tersebut, yakni Stasiun Pujon dan Kedurejo. Semua stasiun tersebut
terletak di Kabupaten Malang. Data hujan yang digunakan dalam analisa tersebut
meliputi data curah hujan harian dengan periode pengamatan tahun 1994 sampai
dengan tahun 2014.
4.1.2 Uji Konsistensi Data Hujan
Uji konsistensi merupakan uji kebenaran data lapangan yang
menggambarkan keadaan sebenarnya. Data yang tidak konsisten dapat
disebabkan oleh berbagai faktor, antara lain perubahan mendadak pada
lingkungan hidrologis, adanya pembangunan gedung-gedung baru, tumbuhnya
pohon-pohon, gempa bumi, gunung meletus, pemindahan alat pengukur hujan,
perubakan cara pengukuran, misalnya berhubungan dengan adanya alat baru atau
metode baru.
Uji konsistensi data dilakukan dengan menggunakan kurva massa ganda
(double mass curve) yaitu analisa yang dilakukan dengan menggambarkan
korelasi antara akumulasi tinggi hujan tahunan dari stasiun yang dicek dengan
stasiun indeks, dan menarik garis melalui titik-titik tersebut yang disebut garis
korelasi massa hujan. Perubahan kemiringan dari garis korelasi memberikan
indikasi adanya suatu perubahan. Dengan metode ini dapat dilakukan koreksi
untuk data hujan yang tidak konsisten. Langkah yang dilakukan adalah
membandingkan harga akumulasi curah hujan tahunan pada stasiun yang diuji
dengan akumulasi curah hujan tahunan rerata dari suatu jaringan dasar stasiun
hujan yang berkesesuaian, kemudian diplotkan pada kurva. Berikut ini adalah
hasil perhitungan uji konsistensi data di Stasiun Kedungrejo dan Stasiun Pujon.
Tabel 4.1 Uji Konsistensi Data Hujan Stasiun Kedungrejo dan Stasiun Pujon
Tahun
St. Kedurejo St.Pujon
Curah Hujan
(mm)
Komulatif
(mm)
Curah Hujan
(mm)
Komulatif
(mm)
[1] [2] [3] [4] [5]
1994 1629 1629 2335 2335
1995 2347 3976 2271 4606
1996 1896 5872 1896 6502
1997 1307 7179 1307 7809
1998 2475 9654 2475 10284
1999 2431 12085 2755 13039
2000 1720 13805 1552 14591
2001 2387 16192 2514 17105
2002 2804 16628 2240 17526
2003 1855 18483 1984 19510
2004 2219 20702 2386 21896
2005 1499 22201 1630 23526
2006 2063 24264 1910 25436
2007 2503 26767 2372 27808
2008 2423 29190 2375 30183
2009 2127 31317 2064 32247
2010 3063 34380 3504 35751
2011 2421 36801 2266 38017
2012 2038 38839 2110 40127
2013 3112 41951 3624 43751
2014 2257 44208 2694 46445
Sumber : Hasil Perhitungan
Keterangan :
[1] : Tahun
[2] [4] : Hasil perhitungan curah hujan tahunan
[3] : Komulatif stasiun yang diuji
Misal Stasiun Kedungrejo tahun 1994 = 1.629 + 2347 =3976 mm
Grafik 4.1 Lengkung Massa Ganda Stasiun Kedungrejo
(Sumber : Hasil perhitungan dan analisa)
R= 0,994
Dari grafik 4.1 terlihat bahwa pada kurva tidak terjadi perubahan kemiringan
sehingga faktor koreksi tidak diperlukan dan hasil korelasi r = 0,994 yang berarti
mendekati 1, yang artinya ada korelasi linier kuat antara dua variabel
tersebut,angka r positif menunjukkan korelasi linier positif antara kedua variabel
x dan y, artinya besarnya variabel y meningkat dengan meningkatnya variabel x.
Hal ini berarti bahwa data curah hujan pada stasiun adalah konsisten dan dapat
digunakan dalam analisa selanjutnya.
4.1.3 Curah Hujan Rata-rata Daerah
Penentuan curah hujan rata-rata daerah, dengan data hujan yang digunakan
adalah data hujan harian rata-rata dari kedua stasiun hujan yang ada selama 21
tahun yaitu hujan harian rata-rata dari tahun 1994 sampai dengan tahun 2014.
Cara perhitungannya sebagai berikut :
atau
dimana :
= tinggi hujan rata-rata daerah aliran (area rainfall)
R1, R2, R3 …..Rn = tinggi hujan masing stasiun (point rainfall)
n = banyaknya stasiun penakar hujan
Tabel 4.2 Curah Hujan Rerata Daerah Stasiun Kedungrejo
TahunBulan Tahunan
TotalJan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sept Okt Nop Des
1993 402 208 227 74 0 2 0 0 0 0 237 246 1396
1997 298 417 109 179 0 0 0 0 0 0 194 110 1307
2002 436 436 820 168 208 84 0 0 0 0 210 442 2804
2003 206 624 242 41 104 7 0 0 0 26 352 253 1855
2005 193 135 161 243 0 63 20 0 36 103 139 406 1499
2006 580 253 282 233 227 0 0 0 0 0 36 452 2063
2008 481 500 534 217 56 0 0 10 18 153 231 223 2423
Max 580 624 820 243 227 84 20 10 38 153 352 452 2804
Min 193 135 109 41 0 2 0 0 0 0 36 110 1307
Rerata 370,9 367,6 339,3 165 85 22,3 2,9 1,4 8 40,3 199,9 369 1906,7
Tabel 4.3 Curah Hujan Rerata Daerah Stasiun Pujon
TahunBulan Tahunan
TotalJan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sept Okt Nop Des
1993 749 250 312 219 0 47 0 0 0 7 218 384 2186
1997 298 417 109 179 0 0 0 0 0 0 194 110 1307
2002 421 599 240 256 39 73 34 0 0 0 199 379 2240
2003 173 633 256 5 126 6 0 0 0 39 451 295 1984
2005 145 131 203 284 5 79 23 15 41 154 153 397 1630
2006 478 278 246 334 230 0 12 0 0 0 17 315 1910
2008 443 457 594 184 70 0 0 18 21 159 253 176 2375
Max 749 633 594 334 230 79 34 18 21 159 451 394 2375
Min 145 131 109 5 0 0 0 0 0 0 17 110 1307
Rerata 386,7 395 280 208,7 67,1 29,3 9,9 4,7 8,9 51,3 212,1 293,7 1947,4
Tabel 4.4 Data Debit Bulanan Sub DAS Coban Rondo
TahunBulan Tahunan
TotalJan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sept Okt Nop Des
1993 0,85 1,02 0,48 0,48 0,33 0,44 0,32 0,29 0,29 0,24 0,39 0,59 0,59
1997 0,80 0,63 0,20 0,13 0,13 0,12 0,12 0,12 0,13 0,12 0,13 0,20 2,83
2002 0,74 1,31 0,89 0,69 0,55 0,47 0,34 0,34 0,33 0,23 0,31 0,62 6,82
2003 0,57 1,19 0,67 0,33 0,74 0,333 0,36 0,30 0,27 0,56 0,61 0,63 6,56
2005 0,21 0,23 0,30 0,25 0,14 0,19 0,20 0,21 0,34 0,46 0,46 0,58 3,57
2006 0.50 0.49 0.41 0.51 0.57 0.32 0.30 0.16 0.08 0.06 0.06 0.17 3,63
2008 0.64 1.10 1.40 1.05 0.86 0.52 0.27 0.21 0.25 0.43 1.01 0.96 8,68
Max 0,85 1,31 1,40 1,05 0,86 0,52 0,36 0,34 0,34 0,56 1,01 0,96 8,68
Min 0,21 0,23 0,2 0,13 0,13 0,12 0,12 0,12 0,08 0,06 0,06 0,17 2,83
Rerata 0,62 0,85 0,62 0,49 0,47 0,34 0,27 0,23 0,24 0,30 0,42 0,54 5,40
4.1.3. Analisa Curah Hujan Rancangan
Curah hujan rancangan adalah curah hujan terbesar yang mungkin terjadi
di suatu daerah dengan peluang tertentu. Dalam studi ini, metode analisis hujan
rancangan yang digunakan adalah metode Log Pearson III.
Langkah-langkah perhitungan distribusi Log Pearson Type III adalah
sebagai berikut (Soemarto, 1999:152) :
1. Mengubah data curah hujan harian maksimum tahuan dalam bentuk logaritma
(sebelumnya data curah hujan telah diurutkan dari kecil kebesar).
2. menghitung nilai rerata logaritma
Dengan : = Logaritma hujan reraa harian maksimum
n = banyak data
3. Menghitung Besarnya simpangan baku (standar deviasi)
4. Menghitung Koefisien Kemencengan :
5. Menghitung logaritma curah huajan rancangan dengan periode ulang 1,01 th:
Log X = Log X + K.S log X
Dengan :
K = Faktor sifat distribusi Log Pearson Type III yang merupakan
fungsi koefisien kemencengan (Cs) terhadap kala ulang
probabilitas (P) di tentukan dari tabel 2.3
Perhitungan curah hujan rancangan dengan metode Log Pearson III dapat dilihat
pada tabel berikut:
Tabel 4.6 Perhitungan curah hujan harian maksimum rata-rata tahunan
Tahun[1]
Curah hujan maksimumR max
(mm)
[6]
St Kedungrejo(mm)
[2]
St Pujon(mm)
[3]
2007 193 182 187,52008 125 145 1352009 103 75 1782010 100 118 1092011 63 72 67,52012 61 68 64,52013 88 120 1042014 93 124 108,5
Sumber : Hasil Perhitungan
Keterangan
[1] : Bulan
[2] : Stasiun hujan (R1)
[3] : Stasiun hujan (R2)
[4] : = (193+182) = 187,5 mm
Tabel 4.7 Perhitungan Distribusi Log Person Type III
No
[1]
Tahun
[2]
Xi (mm)
[3]
Log Xi
[4]
Log Xi-Log Xrt
[5]
(Log Xi-Log Xrt)^2
[6]
(Log Xi-Log Xrt)^3
[7]
1 2012 64,5 1,81 -0,24 0,05760 -0,013824
2 2011 67,5 1,83 -0,22 0,04840 -0,010648
3 2013 104 2,02 -0,03 0,00090 -0,000027
4 2014 108,5 2,04 -0,01 0,00010 -0,000001
5 2010 109 2,04 -0,01 0,00010 0,000001
6 2008 135 2,13 0,08 0,00640 0,000512
7 2009 178 2,25 0,20 0,04000 0,008000
8 2007 187,5 2,27 0,22 0,04840 0,010648
Jumlah 16,39 0,20190 -0,005341
Log X Rerata (Xrt) 2,05
Stand. Dev 0,17
Koef. Kemencengan (Cs)
0,28
Sumber : Hasil analisa
Keterangan :
[1] : Nomor
[2] : Tahun
[3] : Curah hujan rata-rata tahunan (diurutkan dari terkecil sampai terbesar)
[4] : Log Xi
Misal nomor 1 = Log 64,5 = 1,81 mm
[5] : Log Xi - Log X Rerata (Xrt) = 1,81 – 2,05 = -0,24 mm
[6] : (Log Xi-Log Xrt)2 = -0,242 = 0,05760 mm
[7] : (Log Xi-Log Xrt)3 = -0,243 = -0,013824 mm
Log X Rerata (Xrt) = = = 2,05
Stand. Dev = = = 0,17
Koef. Kemencengan (Cs) = = = 0,28
Tabel 4.8 Perhitungan Hujan Rancangan dengan Bebagai Kala Ulang`
NoTr
R rerata
Std Deviasi
Kemencengan PeluangG
CH Rancangan
(tahun) (log) (log) (Cs) (%) (log) (mm)[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]
1 2 2,05 0,17 0,28 50 -,0,050 2,04 109,65
2 5 2,05 0,17 0,28 20 0,824 2,19 154,883 10 2,05 0,17 0,28 10 1,309 2,27 186,214 25 2,05 0,17 0,28 4 1,849 2,36 229,095 50 2,05 0,17 0,28 2 2,211 2,43 269,156 100 2,05 0,17 0,28 1 2,544 2,48 303
Sumber : Hasil Perhitungan
Keterangan :
[1] = Nomor
[2] = Kala Ulang (Tr)
[3] = Log X Rerata (Xrt) = = = 2,05
[4] = Stand. Dev = = = 0.17
[5] = Koef. Kemencengan (Cs) = = = 0,28
[6] = Peluang = (1/Tr)*100 = (1/2)*100 = 50
[7] = Tabel 2.1 faktor sifat distribusi Log Person Tipe III Berdasarkan nilai Cs dan
Peluang atau kala ulang.
[8] = Log Xrt + G * SLog Xrt
Misal no.1 = 2.05 + -0,050 * 0,28 = 2,04
[9] = anti Log 2,04 = 109,65 mm
4.4 Debit Limpasan
4.4.1 Penentuan Koefisien Pengaliran
Nilai koefisien pengaliran (C) yang besar menunjukkan jumlah limpasan
permukaan yang terjadi pada lahan tersebut besar, dengan kata lain kondisi tata air
dan penggunaan lahan pada lahan tersebut rusak. Sebaliknya nilai koefisien
pengaliran yang kesil menunjukkan jumlah limpasan permukaan yang terjadi pada
lahan tersebut kecil, dengan kata lain jumlah air yang meresap ke dalam tanah dan
memberikan kontribusi (recharge) air tanah besar. Dalam studi ini, besarnya nilai
koefisien pengaliran berdasarkan kondisi penggunaan lahan eksisting pada Sub
DAS Coban Rondo dapat dilihat pada Tabel 4.16 sebagai berikut.
Tabel 4.17 Koefisien C (Limpasan) Sub DAS Coban Rondo
No. Jenis Wilayah Luas (Ha) Persentase (%) Koefisien C1. Hutan 754.071 51,39 0,2
2. Kebun 356.735 21.20 0,1
3. Permukiman 114.702 6.82 0,3
4. Sawah 346.957 20.59 0,2
Total 1542,47 100 0,8
4.4.2 Penentuan Waktu Kosentrasi (Tc) dan Intensitas Hujan (I)
Metode rasioanal adalah metode lama yang masih digunakan hingga
sekarang untuk memperkirakan debit puncak (peak discharge). Ide yang melatar
belakangi metode rasional adalah jika curah hujan dengan intensitas I terjadi
secara terus-menerus. Di bawah ini merupakan contoh perhitungan Intensitas
Hujan (I) dengan waktu kosentrasi (Tc) yang sudah ditentukan pada Sub DAS
Coban Rondo.
Data-data :
Tc = 6 jam
R24 kala ulang 2 tahun = 109,65 mm
R24 kala ulang 5 tahun = 154,88 mm
R24 kala ulang 10 tahun = 186,21 mm
R24 kala ulang 25 tahun = 229,09 mm
R24 kala ulang 50 tahun = 269,15 mm
R24 kala ulang 100 tahun = 302 mm
Maka:
I =
a. I = , dengan kala ulang 2 th = 109,65 mm
I = = 11,59 mm
b. I = , dengan kala ulang 5 th = 154,88 mm
I = = 16,32 mm
c. I = , dengan kala ulang 10 th = 186,21 mm
I = = 19,63 mm
d. I = , dengan kala ulang 25 th = 229,09 mm
I = = 24,16 mm
e. I = , dengan kala ulang 50 th = 269,15 mm
I = = 28,36 mm
f. I = , dengan kala ulang 100 th = 302 mm
I = = 31,83 mm
4.4.3 Analisa Debit Limpasan
Penentuan besarnya debit limpasan metode rasional modifikasi di sungai
Lesti digunakan rumus persamaan debit limpasan rasional modifikasi yaitu:
Q = 0.278 .C. I. A
Luas Lahan Sub DAS Coban Rondo = 1682,516 Ha = 168,3 Km2
Nilai Crata-rata didapatkan = 0,2 (Tabel 4.17)
Perhitungan debit limpasan permukaan adalah sebagai berikut:
Q2 = 0,00278 x 0,2 x 11,59 x 168,3
= 1,0845 m3/det
Q5 = 0,00278 x 0,2 x 16,32 x 168,3
= 1,5271 m3/det
Q10 = 0,00278 x 0,2 x 19,63 x 168,3
= 1,8369 m3/det
Q25 = 0,00278 x 0,2 x 24,16 x 168,3
= 2,2608 m3/det
Q50 = 0,00278 x 0,2 x 28,36 x 168,3
= 2,6538 m3/det
Q100 = 0,00278 x 0,2 x 31,83 x 168,3
= 2,9785 m3/det
Tabel Luas Tata Guna Lahan Sub DAS Coban Rondo
Tata Guna
Lahan
Tahun
1993 1997 2002 2003 2005 2006 2008
Hutan 929.729 929.208 1,057.021 784.651 928.912 929.085 754.071
Kebun 291.305 291.508 164.213 436.582 290.941 292.085 356.735
Permukiman 113.523 113.598 114.702 114.702 114.702 114.916 114.702
Sawah 347.9588 348.202 227,690 346.579 347.959 346.430 346.957
Luas (Ha) 1682.516 1682.516 1,682.516 1682.514 1682.514 1,682.516 1572.465
Tabel Luas Tata Guna Lahan Sub DAS Coban Rondo (%)
Tata Guna
Lahan
Tahun
1993 1997 2002 2003 2005 2006 2008
Hutan 55.26 55.23 62.82 46.64 55.22 55.22 51,39
Kebun 17.31 17.33 9.76 25.95 17.36 17.36 21.20
Permukiman 6.75 6.75 6.82 6.82 6.82 6.83 6.82
Sawah 20.68 20.70 20.60 20.60 20.60 20.59 20.59
Tabel Perhitungan
Karbon
Tahun Tutupan Lahan Luas Rata-rata
Potensi Karbon
Hasil Sampling
Total Stok Karbon
1993 Hutan 929.729 648,83 ton/ha 603236,07
1997 Hutan 929.208 648,83 ton/ha 602898,03
2002 Hutan 1,057.021 648,83 ton/ha 685826,94
2003 Hutan 784.651 648,83 ton/ha 509105,11
2005 Hutan 928.912 648,83 ton/ha 602705,97
2006 Hutan 929.085 648,83 ton/ha 602818,22
2008 Hutan 754,071 Ha 648,83 ton/ha 489263,89 ton