de937_7._Perhitungan_Hidrologi__bulak_balik_.pdf

Modul 7 Perhitungan hidrologi
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi
MODUL PERHITUNGAN HIDROLOGI
PELATIHAN PERENCANAAN BENDUNGAN TINGKAT DASAR
MODUL 07
2017
PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

MODUL 7 PERHITUNGAN HIDROLOGI
PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya
validasi dan penyempurnaan Modul Perhitungan Hidrologi sebagai Materi Substansi
dalam Pelatihan Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar. Modul ini disusun untuk
memenuhi kebutuhan kompetensi dasar Aparatur Sipil Negara (ASN) di bidang
Sumber Daya Air.
Modul Perhitungan Hidrologi ini disusun dalam 9 (sembilan) bab yang terbagi atas
Pendahuluan, Materi Pokok dan Penutup. Penyusunan modul yang sistematis
diharapkan mampu mempermudah peserta pelatihan dalam memahami perhitungan
hidrologi dalam perencanaan bendungan. Penekanan orientasi pembelajaran pada
modul ini lebih menonjolkan partisipasi aktif dari para peserta.
Akhirnya, ucapan terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada Tim
Penyusun dan Tim Validasi Sistem Diklat, sehingga modul ini dapat disajikan dengan
baik. Perubahan modul di masa mendatang senantiasa terbuka dan dimungkinkan
mengingat akan perkembangan situasi, kebijakan dan peraturan yang terus menerus
terjadi. Semoga Modul ini dapat memberikan manfaat bagi peningkatan kompetensi
ASN di bidang Sumber Daya Air.
Bandung, Nopember 2017
Kepala Pusat Pendidikan dan Pelatihan
Sumber Daya Air dan Konstruksi
Ir. K. M. Arsyad, M.Sc
.

ii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.................................................................................................. i
DAFTAR ISI ...............................................................................................................ii
DAFTAR TABEL.......................................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR..................................................................................................vii
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ....................................................................viii
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................1
1.1 Latar Belakang.................................................................................................1
1.2 Deskripsi Singkat .............................................................................................2
1.3 Tujuan Pembelajaran.......................................................................................2
1.3.1 Hasil Belajar ..........................................................................................2
1.3.2 Indikator Hasil Belajar............................................................................2
1.4 Materi Pokok dan Sub Materi Pokok ................................................................2
BAB II PENGOLAHAN DATA HIDROLOGI ..............................................................5
2.1 Iklim .................................................................................................................5
2.1.1 Temperatur Udara .................................................................................6
2.1.2 Kelembaban Udara................................................................................7
2.1.3 Pengukuraan Penguapan......................................................................8
2.1.4 Temperatur Air Dalam Tangki PAN “A”..................................................8
2.1.5 Kecepatan Angin ...................................................................................9
2.1.6 Lama Penyinaran Matahari..................................................................10
2.2 Presipitasi ......................................................................................................11
2.3 Pengolahan Data Hujan .................................................................................12
2.4 Pengolahan Data Debit Aliran........................................................................14
2.5 Pengumpulan Data Tinggi Air Muka...............................................................14
2.5.1 Pengukuran Debit Sungai....................................................................15
2.5.2 Perhitungan Debit Sungai....................................................................16
2.5.3 Analisis Lengkung Debit (Rating Curve) ..............................................16
2.5.4 Perhitungan dan Evaluasi Debit...........................................................18
2.5.5 Publikasi Debit Sungai.........................................................................19
2.6 Latihan...........................................................................................................20

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI iii
2.7 Rangkuman ...................................................................................................20
2.8 Evaluasi.........................................................................................................20
BAB III KETERSEDIAAN AIR DAN KAPASITAS WADUK.....................................23
3.1 Umum............................................................................................................23
3.2 Ketersediaan Air/ Debit Andalan....................................................................24
3.2.1 Pendekatan dan Metodologi................................................................24
3.2.2 Prosedur Perhitungan .........................................................................24
3.2.3 Contoh Perhitungan Debit Andalan/ Ketersediaan Air .........................28
3.3 Kapasitas Waduk...........................................................................................32
3.3.1 Pendekatan Grafis dengan Metode Rippi............................................33
3.3.2 Pendekatan Numerik (Sequent Peak Algorithm) .................................34
3.4 Penentuan Tinggi Bendungan .......................................................................37
3.5 Latihan...........................................................................................................37
3.6 Rangkuman ...................................................................................................38
3.7 Evaluasi.........................................................................................................38
BAB IV ANALISIS CURAH HUJAN DESAIN..........................................................39
4.1 Umum............................................................................................................39
4.2 Metode Pendekatan.......................................................................................39
4.2.1 Analisis Hujan .....................................................................................39
4.2.2 Pola Distribusi Hujan Badai.................................................................40
4.2.3 Hujan Efektif........................................................................................40
4.2.4 Analisis Hubungan Hujan-Limpasan....................................................40
4.3 Curah Hujan Desain ......................................................................................41
4.3.1 Analisis Frekuensi ...............................................................................42
4.4 Curah Hujan Maksimum Boleh Jadi (CMB/PMP) ...........................................53
4.4.1 Uraian Umum......................................................................................53
4.4.2 Perkiraan CMB Menggunakan Metode Hersfield.................................53
4.5 Latihan...........................................................................................................59
4.6 Rangkuman ...................................................................................................60
4.7 Evaluasi.........................................................................................................60
BAB V ANALISA BANJIR DESAIN ........................................................................61
5.1 Umum............................................................................................................61
5.2 Banjir Rencana..............................................................................................61

iv PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI
5.3 Contoh Perhitungan Debit Banjir Rancangan.................................................63
5.3.1 Data Debit Sesaat Tersedia dalam Waktu > 20 Tahun ........................64
5.3.2 Cara Perhitungan Debit Banjir Rata-Rata Tahunan dengan Metode
Puncak Banjir Di atas Ambang Pada Kondisi Dimana Jumlah Data <10
Tahun..................................................................................................68
5.3.3 Debit Banjir Dengan Metode Rasional Pada DAS yang Luasnya <50
Km2
.....................................................................................................69
5.3.4 Contoh Perhitungan Debit Banjir Rencana dengan Metode Unit
Hidograf...............................................................................................71
5.4 Latihan...........................................................................................................76
5.5 Rangkuman ...................................................................................................76
5.6 Evaluasi .........................................................................................................76
BAB VI PENELUSURAN BANJIR...........................................................................79
6.1 Konsep Dasar Penelusuran Aliran di Waduk..................................................79
6.2 Metode Dasar Penelusuran Aliran Waduk......................................................82
6.3 Penelusuran Banjir di Suatu Waduk...............................................................85
6.3.1 Metode Penelusuran Banjir .................................................................86
6.3.2 Anti Routing Waduk.............................................................................87
6.4 Kalibrasi Model ..............................................................................................88
6.4.1 Input Data............................................................................................89
6.5 Latihan...........................................................................................................90
6.6 Rangkuman ...................................................................................................90
6.7 Evaluasi .........................................................................................................91
BAB VII RENCANA POLA OPERASI WADUK .......................................................93
7.1 Tujuan............................................................................................................93
7.2 Pola Operasi Waduk ......................................................................................93
7.3 Tipe Operasi Waduk ......................................................................................95
7.4 Prinsip Dasar Operasi Waduk........................................................................96
7.4.1 Persamaan Dasar................................................................................97
7.4.2 Asumsi/ Batasan..................................................................................98
7.4.3 Langkah Waktu....................................................................................98
7.4.4 Kebutuhan Data...................................................................................99
7.5 Simulasi Waduk .............................................................................................99

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI v
7.5.1 Komponen Penting..............................................................................99
7.5.2 Simulasi Waduk dengan Memperhitungkan Evaporasi...................... 100
7.5.3 Simulasi Waduk dengan Pelimpah Bebas......................................... 101
7.5.4 Pola Operasi Waduk Untuk Dua Fungsi ............................................ 102
7.6 Latihan......................................................................................................... 104
7.7 Rangkuman ................................................................................................. 104
7.8 Evaluasi....................................................................................................... 104
BAB VIII LAJU SEDIMENTASI .............................................................................107
8.1 Pendahuluan ............................................................................................... 107
8.2 Mekanisme Angkutan Sedimen ................................................................... 108
8.3 Konsentrasi Sedimen Suspensi ................................................................... 109
8.4 Pengukuran Debit Sedimen Suspensi ......................................................... 110
8.4.1 Metode Integrasi Titik........................................................................ 112
8.4.2 Metode Integrasi Kedalaman............................................................. 112
8.5 Botol Sampel dan Analisa Laboratorium...................................................... 116
8.6 Debit Sedimen Suspensi Pengukuran ......................................................... 116
8.7 Pengukuran Sedimen Dasar........................................................................ 118
8.8 Pengambilan Material Dasar........................................................................ 121
8.9 Pengukuran Sedimen Total ......................................................................... 121
8.10 Pengolahan Data Sedimen.......................................................................... 122
8.11 Latihan......................................................................................................... 129
8.12 Rangkuman ................................................................................................. 129
8.13 Evaluasi....................................................................................................... 130
BAB IX PENUTUP.................................................................................................131
9.1 Simpulan ..................................................................................................... 131
9.2 Tindak Lanjut............................................................................................... 133
DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................134
GLOSARIUM.........................................................................................................137
KUNCI JAWABAN ................................................................................................138
LAMPIRAN

vi PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Temperatur Maksimum Dan Minimum Bulanan Stasiun Ciparay Pada
Bulan Oktober 2009...................................................................................7
Tabel 2.2. Kelembaban Udara (RH) ...........................................................................8
Tabel 2.3. Keadaan Curah Hujan dan Intensitas Curah Hujan..................................12
Tabel 3.1. Tahap 1: Pengumpulan Seluruh Data......................................................28
Tabel 3.2. Tahap 2: Mengurutkan Data dari Besar ke Kecil......................................29
Tabel 3.3. Data Asli ..................................................................................................30
Tabel 3.4. Tahap 1: Pengelompokan Data Berdasarkan Kurun Waktu (Bulan).........30
Tabel 3.5. Tahap 2: Pengurutan Data Dari Besar Ke Kecil .......................................31
Tabel 3.6. Tahap 3: Perhitungan Probabilitas Dengan Rumus P=m/(n+1)................31
Tabel 3.7. Tahap 4: Perhitungan Debit Andal (Probabilitas 80 % atau Kala Ulang 5
Tahun) .....................................................................................................32
Tabel 3.8. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = Inflow Rata-Rata..................34
Tabel 3.9. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan =2/3 Inflow rata-rata................36
Tabel 4.1. Hubungan Antara Fungsi Distribusi, Parameter dan Besarnya ................51
Tabel 4.2. Standar Gamma Distribution (w)..............................................................52
Tabel 4.3. Luas Dibawah Kurva Standar Normal Distribusi ......................................52
Tabel 4.4. Perhitungan Besarnya PMP untuk Masing-Masing Pos Hujan.................57
Tabel 5.1. Patokan Banjir Desain dan Kapasitas Pelimpah Untuk Bangunan
Bendungan ..............................................................................................62
Tabel 8.1. Contoh Lembar Perhitungan pada Kartu Pengukuran Debit dan
Sedimen ................................................................................................114

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Pos Klimatologi......................................................................................5
Gambar 2.2. Perhitungan Lama Penyinaran Matahari..............................................10
Gambar 2.3. Perhitungan Debit Pengeluaran Dengan Metode Intrerval Tengah.....16
Gambar 3.1. Diagram Alir Perhitungan Lengkung Kekerapan Untuk Data
Menerus ..............................................................................................26
Gambar 3.2. Diagram Alir Perhitungan Lengkung Kekerapan Untuk Data Tidak
Menerus ..............................................................................................27
Gambar 3.3. Lengkung Kekerapan dengan Data Menerus ......................................29
Gambar 3.4. Lengkung Kekerapan Untuk Data Tidak Menerus ...............................32
Gambar 3.5. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = Inflow Rata-Rata..............33
Gambar 3.6. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = 2/3 Inflow Rata-Rata........35
Gambar 3.7. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan =2/3 Inflow rata-rata............36
Gambar 4.1. Diagram Analisis Banjir Desain dengan Hidrograf Satuan ...................41
Gambar 4.2. Grafik Hubungan Km Durasi Hujan dan Hujan Harian Maksimum
Tahunan Rata-Rata (Hershfield 1965).................................................55
Gambar 4.3. Grafik Hubungan Antara Xn-M/ Xn, dengan Faktor Penyesuaian Xn...55
Gambar 4.4. Grafik Hubungan Antara Sn-m/ Sn, dengan Faktor Penyesuaian Sn...56
Gambar 4.5. Grafik Penyesuaian Terhadap Panjang Data.......................................56
Gambar 4.6. Grafik Hubungan Km Durasi Hujan dan Hujan Harian Maksimum
Tahunan Rata-Rata.............................................................................58
Gambar 4.7. Grafik Hubungan Xn-m / Xn dengan Faktor Penyesuaian Xn..................58
Gambar 4.8. Grafik Penyesuaian Terhadap Panjang Data.......................................59
Gambar 4.9. Grafik Hubungan Antara Sn-m / Sn dengan Faktor Penyesuaian Sn ......59
Gambar 5.1. Bagan Alir Penentuan Banjir Desain dan Kapasitas Pelimpah
Bendungan Sesuai SNI 03-4332-1994 ................................................63
Gambar 5.2. Pendekatan Perhitungan Debit Banjir Rancangan...............................64
Gambar 5.3. Hidrograph Banjir ................................................................................72
Gambar 5.4. Hidrograf Aliran Langsung...................................................................73

viii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
Deskripsi
Modul Perhitungan Hidrologi ini terdiri dari tujuh kegiatan belajar mengajar.
Kegiatan pertama membahas tentang pengolahan data hidrologi. Kegiatan
belajar kedua membahas tentang ketersediaan air dan kapasitas waduk.
Kegiatan belajar ketiga membahas tentang analisis curah hujan desain. Kegiatan
belajar keempat membahas tentang analisa banjir desain. Kegiatan belajar
kelima membahas tentang penelusuran banjir. Kegiatan belajar keenam
membahas tentang rencana pola operasi waduk. Kegiatan belajar ketujuh
membahas laju sedimentasi.
Peserta pelatihan mempelajari keseluruhan modul ini dengan cara yang
berurutan. Pemahaman setiap materi pada modul ini diperlukan untuk
memahami Perhitungan Hidrologi dalam kegiatan Perencanaan Bendungan.
Setiap kegiatan belajar dilengkapi dengan latihan atau evaluasi yang menjadi
alat ukur tingkat penguasaan peserta pelatihan setelah mempelajari materi
dalam modul ini.
Persyaratan
Dalam mempelajari modul pembelajaran ini, peserta pelatihan diharapkan dapat
menyimak dengan seksama penjelasan dari pengajar, sehingga dapat
memahami dengan baik materi Perhitungan Hidrologi dalam kegiatan
Perencanaan Bendungan. Untuk menambah wawasan, peserta diharapkan
dapat membaca terlebih dahulu Prinsip Desain Bendungan Urugan.
Metode
Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan adalah
dengan kegiatan pemaparan yang dilakukan oleh Widyaiswara/ Fasilitator,
adanya kesempatan tanya jawab, diskusi, brainstorming, dan studi kasus.

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI ix
Alat Bantu/ Media
Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran ini, diperlukan Alat Bantu/
Media pembelajaran tertentu, yaitu: LCD/ proyektor, Laptop, white board/ Flip
Chart dengan spidol dan penghapusnya, bahan tayang, serta modul dan/atau
bahan ajar.
Tujuan Kurikuler Khusus
Setelah mengikuti semua kegiatan pembelajaran dalam mata pelatihan ini,
peserta diharapkan mampu memahami perhitungan hidrologi untuk perencanaan
bendungan.

x PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Waduk adalah buatan manusia dengan membendung aliran sungai guna
mengendalikan aliran untuk memenuhi kebutuhan air atau mengendalikan
banjir. Operasi waduk diperlukan untuk mengatur pemberian air guna
memenuhi berbagai keperluan secara optimum. Peraturan ini didasarkan pada
aliran masuk, besarnya tampungan, serta kebutuhan yang harus dilayani
dengan langkah waktu berjalan.
Waduk adalah tampungan air pada saat musim hujan dan digunakan pada
musim kemarau yang merubah pola aliran alam supaya dapat digunakan
untuk kesejahteraan manusia. Waduk merupakan penyangga antara
kebutuhan dan pasok air untuk berbahgai kepentingan. Waduk terbentuk
dengan menahan aliran sungai di tempat yang memenuhi persyaratan lokasi
bendungan.
Kegunaan waduk pada dasarnya di bagi ke dalam 4 kelompok, yaitu:
a) Pasokan air untuk keperluan: irigasi, domestik, industri, pemeliharaan
sungai(maintence flow), pelayaran, pengglontoran untuk perbaikan
kualitas air.
b) Pembangkit listrik Tenaga Air
c) Pengendalian Banjir
d) Wisata dan perikanan di waduk
e) Dsb
Karena biaya untuk membangun bendungan cukup mahal, jarang sekali
ditemui waduk yang hanya untuk satu fungsi misalnya hanya untuk
pengendalian banjir saja. Bendungan besar yang ada di Indonesia, waduknya
digunakan untuk berbagai kepentingan yang sering disebut waduk serba
guna.

2 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI
1.2 Deskripsi Singkat
Mata pendidikan dan pelatihan ini membekali peserta dengan pengetahuan
mengenai perhitungan hidrologi untuk perencanaan bendungan yang disajikan
dengan cara ceramah dan tanya jawab.
1.3 Tujuan Pembelajaran
1.3.1 Hasil Belajar
Setelah mengikuti semua kegiatan pembelajaran dalam mata pelatihan ini,
peserta diharapkan mampu memahami perhitungan hidrologi untuk
perencanaan bendungan.
1.3.2 Indikator Hasil Belajar
Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diklat diharapkan dapat:
a) Menjelaskan pengolahan data hidrologi
b) Menjelaskan ketersediaan air dan kapasitas waduk
c) Menjelaskan analisis curah hujan desain
d) Menjelaskan analisa banjir desain
e) Menjelaskan penelusuran banjir
f) Menjelaskan rencana pola operasi waduk
g) Menjelaskan laju sedimentasi
1.4 Materi Pokok dan Sub Materi Pokok
Materi Pokok dan Sub Materi modul ini sebagai berikut:
a) Materi Pokok 1: Pengolahan Data Hidrologi
1) Iklim
2) Presipitasi
3) Pengolahan Data Hujan
4) Pengolahan Data Debit Aliran
5) Pengumpulan Data Tinggi Air Muka
6) Latihan
7) Rangkuman
8) Evaluasi

b) Materi Pokok 2: Ketersediaan Air dan Kapasitas Waduk
1) Umum
2) Ketersediaan Air/ Debit Andalan
3) Kapasitas Waduk
4) Penentuan Tinggi Bendungan
5) Latihan
6) Rangkuman
7) Evaluasi
c) Materi Pokok 3: Analisis Curah Hujan Desain
1) Umum
2) Bangunan Pengambilan (intake)
3) Metode Pendekatan
4) Curah Hujan Desain
5) Curah Hujan Maksimum Boleh Jadi (CMB/ PMP)
6) Latihan
7) Rangkuman
8) Evaluasi
d) Materi Pokok 4: Analisa Banjir Desain
1) Umum
2) Banjir Rencana
3) Contoh Perhitungan Debit Banjir Rancangan
4) Latihan
5) Rangkuman
6) Evaluasi

e) Materi Pokok 5: Penelusuran Banjir
1) Konsep Dasar Penelusuran Aliran di Waduk
2) Metode Dasar Penelusuran Aliran Waduk
3) Penelusuran Banjir di Suatu Waduk
4) Kalibrasi Model
5) Latihan
6) Rangkuman
7) Evaluasi
f) Materi Pokok 6: Rencana Pola Operasi Waduk
1) Tujuan
2) Pola Operasi Waduk
3) Tipe Operasi Waduk
4) Simulasi Waduk
5) Latihan
6) Rangkuman
7) Evaluasi
g) Materi Pokok 7: Laju Sedimentasi
1) Pendahuluan
2) Mekanisme Angkutan Sedimen
3) Konsentrasi Sedimen Suspensi
4) Pengukuran Debit Sedimen Suspensi
5) Botol Sampel dan Analisa Laboratorium
6) Debit Sedimen Suspensi Pengukuran
7) Pengukuran Sedimen Dasar
8) Pengambilan Material Dasar
9) Pengukuran Sedimen Total
10)Pengolahan Data Sedimen
11)Latihan
12)Rangkuman
13)Evaluasi

BAB II
PENGOLAHAN DATA HIDROLOGI
2.1 Iklim
Pos iklim yang lengkap terdiri dari berbagai peralatan seperti terlihat pada pos
klimatologi dibawah ini.
Gambar 2.1. Pos Klimatologi
Tangki
penampung air
Alat pengukur Radiasi
Matahari
Alat Pengukur penguapan
(Panci Penguapan)
Sangkar alat dengan
pintu menghadap utara
Penakar Hujan
Biasa
Penakar Hujan
Otomatik
Alat Pencata
Lama Penyinaran
Matahari
Alat pengukur
kecepatan angin
Pagar pengamanan sekeliling pos klimatologi
Pintu masuk pos klimatologi
1.0 m
1.5 m
1.5 m
1.0 m
1.5 m
2.0
m
3.0
m
1.5
m
10.0 m
6.0
m
DENAH STASIUN KLIMATOLOGI
Indikator Hasil Belajar:
Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan pengolahan
data hidrologi.

2.1.1 Temperatur Udara
a) Temperatur Udara Rata-Rata Harian
Temperatur udara rata-rata harian =
2
Tmin
Tmax 
Stasiun Ciparay tanggal 1 Agustus 2009
Temperatur maksimum = 30,0 0
C
Temperatur minimu = 14,0 0
C
Temperatur rata-rata =
2
0
.
4
1
0
.
0
3 
= 22.0 0
C
Hasil rata-rata dibulatkan ke atas dan satu angka belakang koma.
b) Temperatur Maksimum dan Minimum Harian
Ditentukan dari harga tertinggi dan terendah dari pencatatan data yang
dicatat setiap hari.
Stasiun Ciparay pada bulan Agustus 2009
Temperatur maksimum tanggal 19 Agustus 2009 = 32.0 0
C
Temperatur minimum tanggal 4 Agustus 2009 = 11.0 0
C
c) Temperatur Maksimum dan Minimum Bulanan
Temperatur maksimum rata-rata bulanan =
n
Tmax
.....
Tmax
Tmax n
2
1 


Temperatur manimum rata-rata bulanan =
n
Tmin
.....
Tmin
Tmin n
2
1 



Tabel 2.1. Temperatur Maksimum Dan Minimum Bulanan Stasiun Ciparay Pada
Bulan Oktober 2009
Temp. max Temp. min
1 32.0 20.0
2 31.0 20.0
3 31.0 20.0
4 31.0 21.0
5 30.0 19.0
6 30.0 20.0
7 29.0 20.0
8 29.0 20.0
9 30.0 19.0
10 30.0 20.0
11 30.0 20.0
12 30.0 20.0
13 30.0 19.0
14 30.0 20.0
15 29.0 20.0
16 31.0 16.0
17 32.0 18.0
18 30.0 19.0
19 30.0 19.0
20 31.0 18.0
21 30.0 18.0
22 31.0 19.0
23 29.0 20.0
24 29.0 19.0
25 30.0 19.0
26 30.0 19.0
27 29.0 17.0
28 30.0 19.0
29 30.0 19.0
30 31.0 19.0
31 30.0 19.0
Jumlah 935.0 595.0
Rata-rata 30.2 19.2
2.1.2 Kelembaban Udara
Kelembaban udara (Relatif Humidity) didapatkan dari selisih antara bola
kering dan bola basah (depresi) kemudian dilihat pada daftar table Relatif
Humidity (RH) maka hasilnya sudah dapat diketahui.

Bola kering = 23.5
Bola basah = 23.0
Depresi = 0.5
RH = 95 (dari table RH)
Tabel 2.2. Kelembaban Udara (RH)
Bola kering
Depresi
0.5 1.0 Dst
22 95 90
23 95 90
24 95 90
dst
2.1.3 Pengukuraan Penguapan
Ada tiga kemungkinan untuk menghitung penguapan dari tangki penguapan
type “A” yang didasarkan ada atau tidak adanya hujan.
Kemungkinan pertama tidak ada hujan.
tgl, 10 - 4 - 2010, air ditambah 3.0 mm berarti penguapan = 3.0 mm.
Kemungkinan kedua ada hujan kecil.
tgl, 8 - 4 - 2010, air ditambah = 2,2 mm
hujan = 0,5 mm
Penguapan = 2.7 mm
Kemungkinan ketiga ada hujan lebat.
tgl, 24 - 4 - 2010, hujan 9.5 mm
air dibuang/ diambil = 4.0 mm
Penguapan = 5.5 mm.
Pencatatan cukup satu angka di belakang koma, dan pembulatan ke atas.
2.1.4 Temperatur Air Dalam Tangki PAN “A”
a) Temperatur harian.
Temperatur mak. pada floating thermometer 24 °C
Temperatur min. pada floating thermometer 21 °C +
45 °C
Temperatur harian
2
45
= 22.5 °C
Pembulatan terdekat : 22.5 0
C menjadi 23.0 0
C dalam pengisian pada
format klimatologi tidak perlu ada dibelakang koma = 23 0
C

b) Temperatur rata-rata harian.
Bulan April 29
29
29
29
29
30
29
30
30
31
27
29
27
29
28
29
30
30
28
28
28
28
27
28
28
28
28
28
30
29
30
Jumlah = 864
Rata-rata = 28,8 29,0.
2.1.5 Kecepatan Angin
Kecepatan angin di ukur dengan menggunakan alat Anemometer untuk
mendapatkan data kecepatan angin adalah tanggal pencatatan dikurang
tanggal sebelumnya.
a) Kecepatan harian.
Pembacaan tgl, 2 - 11 - 2009 = 104128
Pembacaan tgl, 1 - 11 - 2009 = 103072
Selisih 1056 x 100 = 104600 = 105.6 km/hari.

b) Kecepatan angin rata-rata harian.
Bulan April 105.6
98.2
101.3
100.2
77.2
94.8
82.8
92.9
83.0
100.2
70.6
81.2
87.5
73.1
83.3
76.0
76.3
54.1
63.5
56.6
61.1
58.4
80.9
122.4
92.3
64.9
52.1
59.1
62.2
82.4
Jumlah = 2394.2
Rata –rata= 79.81 = 79.8 km/hari.
2.1.6 Lama Penyinaran Matahari
Dari pembakaran diagram sinar matahari, maka lamanya penyinaran matahari
perhitungannya sebagai berikut :
Gambar 2.2. Perhitungan Lama Penyinaran Matahari
Jarak antara garis panjang dengan garis panjang adalah satu jam ditulis 10,
dan antara garis panjang ke garis pendek adalah setengah jam ditulis 5. Hasil

pembacaan selama satu hari dibagi dengan 10, dan hasilnya kemudian dibagi
lagi dengan kemungkinan lamanya penyinaran matahari (semenjak terbit
matahari sampai terbenam, tanpa awan), setelah itu dikalikan 100 %.
Hasil yang terbakar untuk data tanggal 30 – 09 - 2010
Jam 7 – 8 = 5
8 – 9 = 10
9 – 10 = 10
10 – 11 = 10
11 – 12 = 10
12 – 13 = 10
13 – 14 = 10
14 – 15 = 10
15 – 16 = 10
Jumlah = 85
Jadi lama penyinaran =
10
85
= 8.5
Kemungkinan penyinaran untuk Ciparay bulan September adalah 12.04 jam,
yaitu dari waktu matahari terbit jam 05.43 sampai dengan waktu mata hari
terbenam jam 17.47.
Jadi lama penyinaran = %
100
x
12.4
8.5
= 70.60 % = 71 %.
2.2 Presipitasi
Presipitasi (juga dikenal sebagai satu kelas dalam hydrometeor, yang
merupakan fenomena atmosferik) adalah setiap produk dari kondensasi uap
air di atmosfer. Ia terjadi ketika atmosfer (yang merupakan suatu larutan gas
raksasa) menjadi jenuh dan air kemudian terkondensasi dan keluar dari
larutan tersebut (terpresipitasi). Udara menjadi jenuh melalui dua proses,
pendinginan atau penambahan uap air. (http://id.wikipedia.org/wiki/Presipitasi)
Presipitasi yang mencapai permukaan bumi dapat menjadi beberapa bentuk,
termasuk diantaranya hujan, hujan beu, hujan rintik, salju, sleet, ad hujan es.
Virga.

Untuk kajian ini presipitasi yang dimaksud adalah berkaitan dengan curah
hujan. Derajat atau besaran curah hujan dinyatakan dengan jumlah curah
hujan dalam suatu satuan waktu, satuan yang digunakan mm/jam dan disebut
intensitas curah hujan (Sosrodarsono dan Takeda 1978), tabel berikut
menyajikan keadaan curah hujan berkaitan dengan intensitasnya.
Tabel 2.3. Keadaan Curah Hujan dan Intensitas Curah Hujan
Keadaan Curah Hujan
Intensitas Curah Hujan (Mm)
1 jam 24 jam
Hujan sangat ringan <1 <5
Hujan ringan 1-5 5-20
Hujan normal 5-10 20-50
Hujan lebat 10-20 50-100
Hujan sangat lebat >20 >100
2.3 Pengolahan Data Hujan
Data hujan diperoleh dari penakar Curah hujan yang dipasang pada suatu
tempat disebu Pos Hujan dengan persyaratan dan kerapatan antar pos
memnuhi kebutuhan keterwakilan suatu wilyah.
Terdapat dua macam penkar hujan yang lazim digunakan di Indonesia, yaitu:
a) Penakar curah hujan biasa; Peralatan penakar curah hujan biasa berupa
tabung/ corong yang mempunyai luas corong 100cm² dan 200cm².
Banyaknya curah hujan ditakar dengan gelas ukur sesuai dengan luas
corong alat hujan yang dipakai.
Cara pengamatan hujan dengan alat ini sebagai berikut:
 Pelaksanaan penakaran dilakukan setiap pukul 07.00
 Pembacaan data hujan dilakukan dengan tingkat ketelitian satu angka
dibelakang koma.
 Data penakaran selanjutnya dicatat langsung pada formulir penakar
hujan yang tersedia
 Apabila curah hujan kurang dari 0,1 dianggap 0, tidak diamati/rusak
diberi tanda strip

b) Penakar Curah hujan otomatik
Alat curah hujan otoatik mempunyai luas corong atas 200 cm2
. Curah
hujan dicatat dengan system grafik yang dipasang pada tromol dan
digerakan dengan jam secara mekanis. Ada dua macam penakar hujan
otomatik yang perlu diketahui, yaitu:
 Tipe siphon
 Tipe tipping bucket.
Cara pengamatan:
 Pergantian kertas grafik disesuaikan dengan macam kertasnya:
 Pada setiap pemasangan kertas grafik sebaiknya ditulis informasi
yang diperlukan, misal: lokasi stasiun, jam/ tanggal/ bulan/ tahun
pemasangan atau pengambilan, tekanan air tandan, nama pengamat
 Apabila curah hujan kurang dari 0,1 dianggap 0, tidak diamati/ rusak
diberi tanda strip
Cara pembacaan Grafik:
 Grafik curah hujan yang dibaca setiap jamnya, kemudian dijumlahkan
untuk mendapatkan data hujan dalam sehari
 Grafik curah hujan mingguan harus dibagi-bagi tiap jamnya terlebih
dahulu untuk memudahkan perhitungan guna mendapatkan distribusi
hujan tiap hari.
Saat ini telah dikembangkan sistem telemetring dimana data dari pengamatan
otomatik tidak dinyatakan dalam grafik tetapi dalam bentuk digital dan
tersimpan dalam peralatan penyimpan/ storage (modem) yang dapat
menyimpan data hujan menitan lebih dari satu tahun data dan dapat juga
ditransmisikan melalui jaringan GSM dan atau internet sehingga dapat
diketahui/ diambil secara real/ tepat waktu.
Hasil akhir pengolahan data hujan adalah tabulasi ketersediaan data hujan
dalam satu periode tertentu, umumnya adalah hujan harian dalam satu tahun,
jika sudah ada data ini maka tentu saja dapat dinyatakan juga dalam
mingguan, dasarian, tengah bulanan, dan bulanan, serta tahunan.

Untuk keperluan khusus data hujan yang diperlukan bukan data harian, tetapi
data harian maksimum (data intensitas hujan perhari tertinggi), dan jika
memungkinkan diperlukan juga berapa lama waktu hujan pada saat tersebut,
untuk informasi semacam ini hanya dapat diperoleh dari pengamatan hujan
otomatis (ARR), baik dalam bentuk grafik atau digital/ logger.
2.4 Pengolahan Data Debit Aliran
Analisis hidrologi pada ujungnya akan memghasikan besar aliran persatuan
waktu, hanya saja jumlah dan letak pos debit tidak sebanyak pos hujan,
karena itu selalu diperlukan data hujan karena tidak semua wilayah dapat
terwakili oleh pengamatan duga air.
Sub-bab berikut ini akan menjelaskan bagaimana data debit aliran ari suatu
Pos Duga Air (PDA) yang terpasang. Untuk mendapatkan data debit sungai
pada suatu lokasi pos duga air diperlukan lima tahap pelaksanaan pekerjaan,
yaitu:
a) Pengumpulan data tinggi muka air
b) Pengukuran debit sungai,
c) Perhitungan debit sungai
d) Pembuatan lengkung debit
e) Perhitungan dan evaluasi data debit.
2.5 Pengumpulan Data Tinggi Air Muka
Tinggi muka air sungai adalah tinggi permukaan air yang diukur dari titik
tertentu yang telah ditetapkan. Tinggi muka air dinyatakan dalam satuan meter
(m) atau centimeter (cm).
Pengamatan tinggi muka air dilakukan dengan dua jenis alat, yaitu :
a) Alat duga air biasa, berupa papan pencatatan tinggi muka air yang dibaca
sebanyak tiga kali sehari pada pukul 07.00, pukul 12.00 dan pukul 17.00.
Disamping itu dibaca setiap jam pada tinggi muka air tertentu seperti pada
saat banjir.
b) Alat duga air otomatik berupa alat yang dapat melakukan pencatatan
fluktuasi tinggi muka air secara otomatis. Hasil pencatatan berupa

hidrograf muka air yang menggambarkan hubungan antara muka air dan
waktu.
2.5.1 Pengukuran Debit Sungai
Prinsip pelaksanaan pengukuran debit sungai adalah mengukur luas
penampang basah, dan kecepatan aliran pada tinggi muka air sungai tertentu.
Debit dapat dihitung dengan rumus :
Keterangan:
Q = debit (m³/detik)
A = luas bagian penampang basah (m²)
V = kecepatan aliran rata-rata pada luas bagian penampang basah (m/detik)
a) Pengukuran Lebar Sungai
Pengukuran lebar sungai dilakukan dengan menggunakan alat ukur lebar.
Jenis alat ukur lebar harus disesuaikan dengan lebar penampang basah
dan sarana penunjang yang tersedia.
b) Pengukuran Kedalaman Sungai
Pengukuran kedalaman sungai dilaksanakan dengan menggunakan alat
ukur kedalaman di setiap penampang vertikal yang telah diukur jaraknya.
Jarak setiap penampang vertikal harus diusahakan serapat mungkin agar
debit tiap sub bagian penampang tidak lebih dari 5% dari debit seluruh
penampang basah.
c) Pengukuran Kecepatan Aliran
Kecepatan aliran rata-rata di suatu penampang basah diperoleh dari hasil
pengukuran kecepatan rata-rata di beberapa penampang vertikal.
Kecepatan rata-rata di suatu penampang vertikal diperoleh dari hasil
pengukuran kecepatan aliran satu titik, dua titik, tiga titik atau lrbih banyak
titik, yang pelaksanaannya tergantung pada kedalaman aliran, lebar aliran
dan sarana yang tersedia.

2.5.2 Perhitungan Debit Sungai
Perhitungan debit pengukuran dilaksanakan dengan metode interval tengah
(Gambar 2.3)
Gambar 2.3. Perhitungan Debit Pengeluaran Dengan Metode Intrerval
Tengah
2.5.3 Analisis Lengkung Debit (Rating Curve)
Dari data hasil pengukuran debit sungai dapat dibuat lengkung debit dengan
metoda grafis. Data pengukuran debit digambarkan pada kertas grafik
aritmatik (blangko lengkung debit),dengan skala mendatar merupakan nilai
debit sedangkan skala vertikal atau tegak merupakan ketinggian muka air.
Dengan demikian lengkung debit menyatakan hubungan antara tinggi muka
air dengan debit sungai.
Penggambaran lengkung debit harus memenuhi ketentuan ketentuan sebagai
berikut :
a) Minimum menggunakan satu mistar lengkung debit sesuai dengan posisi
data debit yan telah diplot pada kertas grafik.mistar lengkung debit
merupakan suatu garis persamaan yang menghubungkan setiap posisi
data debit:

b) Lengkung debit ditentukan berdasarkan urutan kronologis dari data
pengukuran debit dengan memperhatikan proses mengendapan dan
penggerusan yang terjadi.
c) Lengkung debit ditentukan mulai dari posisi debit pada muka air rendah,
muka air sedang sampai muka air tinggi.
d) Penentuan arah lengkung debit pada posisi muka air yang lebih tinggi
harus memperhatikan lengkung debit pada posisi muka air yang lebih
rendah.
e) Apabila telah tersedia lengkung debit dari suatu pos duga air yang
sama,maka lengkung debit tersebut harus digunakan sebagai dasar
dalam menentukan lengkung debit berikutnya.
f) Skala gambar lengkung debit untuk muka air rendah, muka air sedang
dan air tinggi harus dapat digambarkan pada suatu blangko lengkung
debit.
g) Kemiringan lengkung debit antara 30° sampai 45°.
Penggambaran lengkung debit dengan komputer
Dalam meningkatnya kualitas, reabilitas, ketelitian dan kecepatan pengolahan
datamaka telah dilakukan uji penyusunan lengkung debit dengan bantuan
program komputer.pembuatan lengkung debit beserta konversi muka air
menjadi debit aliran dengan menggunakan program Hymos.
Lengkung debit pada program Hymos dinyatajab dalam bentuk persamaan
eksponensial sebagai berikut:
Konstanta a, b dan c dihitung berdasarkan jumlah kuadrat terkecil pada
persamaan regresi tidak linear dengan menggunakan data pengukuran Q dan
H yang ada.

2.5.4 Perhitungan dan Evaluasi Debit
a) Pengolahan Data Tinggi Muka Air
1) Tahap Persiapan
Pada tahap ini dilakukan koreksi, antara lain :
 Tinggi muka air saat pemasangan dan pada saat pengambilan
grafik, terhadap pembacaan papan duga air;
 “waktu”, saat pemasangan dan pengambilan skala waktu pada
grafik;
 Pembalikan tinggi muka air;
 Keterlambatan atau kecepatan putaran grafik;
 Kedudukan elevasi nol papan duga;
 Karena factor lain misalnya : pengaruh lumpur, pena blobor, grafik
bertingkat-tingkat dan sebagainya.
2) Tahap Perhitungan
Perhitungan dilaksanakan sebagai berikut
 Data pembacaan papan duga
Tinggi muka air rata-rata harian dihitung dengan rumus :
Keterangan :
H = tinggi muka air rata-rata
h = tinggi muka air hasil pembacaan pada pukul 07.00
h ₂ = tinggi muka air hasil pembacaan pada pukul 12.00
h = tinggi muka air hasil pembacaan pada pukul 17.00
Sebelum dirata-rata harus diperiksa dulu kebenarannya.
 Data pembacaan grafik muka air (MA)
Pembacaan grafik muka air dilaksanakan dengan menggunakan
ditigzer untuk memperoleh data muka air setiap jam. Apabila
dilaksanakan secara manual dilaksanakan dengan cara:
 Apabila fluktuasi MA pada grafik tidak terlalu tajam maka
merata-rata Muka air menggunakan cara “cut and fill”.

 Apabila perubahan tinggi MA pada grafik terlalu tajam maka
merata-rata Muka Air dilakukan dengan cara dibaca setiap
jam (Sub Division). Tinggi muka air rata-rata dihitung dengan
rumus :
₂
Keterangan :
H : tinggi muka air harian rata-rata
H : tinggi muka air pada pukul 01.00
H₂ : tinggi muka air pada pukul 02.00
H₂₄ : tinggi muka air pada pukul 24.00
b) Perhitungan Debit Sungai
Setelah diperoleh data tinggi muka air setiap jam atau data tinggi muka air
harian rata-rata dan tabel aliran untuk setiap tinggi muka air, serta
besarnya koreksi penyimpangan maka debit harian rata-rata dapat
dihitung, dengan menggunakan formula dari rafting curve .
c) Evaluasi Debit Sungai
Debit harian rata-rata digambarkan pada kertas grafik dengan
menggunakan plotter dan program computer serta menghasilkan gambar
hidograph debit. Gambar hidograph debit dari dua atau lebih pos duga air
dibandingkan untuk menentukan kebenaran data debitnya.
2.5.5 Publikasi Debit Sungai
Data debit sungai yang dipublikasi adalah data yang sudah memenuhi syarat
teknis dan hasil evaluasi.
Hasil dari publikasi ini adalah data debit harian, untuk keperluan khusus
seperti halnya data hujan diperlukan juga data debit harian maksimum (debit
puncak/banjir pada tahun tersebut) dan disajikan khusus dengan grafiknya
mulai dari kondisi normal, terjadi peningkatan, puncak, penurunan, dan
kembali ke normal, data semacam ini hanya dapat diperoleh dari pos duga air

otomatis atau Automatic Water Level Recorder (AWLR), dalam bentuk grafik
atau digital dengan runtut waktu yang sangat pendek (menit).
2.6 Latihan
Jawablah soal-soal berikut ini!
1. Berikan uraian terkait dengan manfaat data hujan dalam perencanaan
SDA?
2. Berikan penjelasan terkait dengan manfaat dari data iklim/ klimatologi
pada perencanaan SDA?
3. Berikan penjelasan terkait dengan manfaat dari data debit pada
perencanaan SDA?
2.7 Rangkuman
Pengolahan data hidrologi dimulai dari pengolahan data hujan, pengolahan
data debit aliran, pengumpulan data tinggi air muka (perhitungan debit
sungai).
2.8 Evaluasi
Jawablah pertanyaan berikut ini, dengan melingkari jawaban yang Anda
anggap tepat!
1. Data Hidrologi apa yang diperlukan untuk perhitungan besarnya
evapotranspirasi.....
a. Data sedimentasi
b. Data debit
c. Data iklim
d. Semua Salah
2. Metoda Thissen digunakan untuk mengitung .....
a. Besarnya debit aliran
b. Rata – Rata Curah hujan
c. Besarnya evapotranspirasi
d. Semua Salah

3. Metoda yang digunakan untuk menghitung besarnya evapotranspirasi
adalah.....
a. Metoda Thornwaite
b. Metoda Penman
c. Metoda Radiasi
d. Semua Benar

BAB III
KETERSEDIAAN AIR DAN KAPASITAS WADUK
3.1 Umum
Perencanaan suatu proyek penampungan air atau waduk adalah berdasarkan
estimasi atau perkiraan ketersediaan air untuk menjamin suplesi air setiap
tahunnya, baik musim hujan maupun musim kering atau kemarau. Hal
tersebut tidak hanya mencakup kapasitas tamping waduk dan tinggi
bendungan sesuai dengan ketersediaan airnya, tetapi jug seluruh sistim utilasi
harus didesain berdasarkan kebutuhan dan manfaatnya, misalnya kapasitas
terpasang dari PLTA, sistim distribusi irigasi dan lain sebagainya.
Estimasi benefit/ keuntungan yang dihitung berdasarkan dari estimasi
ketersediaan/ suplesi air akan menentukan kelayakan ekonomi dari suatu
bendungan, tergantung dari estimasi data hidrologi. Jadi, tujuan dari studi
hidrologi adalah untuk memperoleh seteliti mungkin pola runoff di daerah
lokasi rencana bendungan bila data aliran dapat diperoleh langsung dari
stasiun pengukur aliran di dekat lokasi rencana bendungan, masalahnya
menjadi mudah dan sederhana, yang kenyataannya hal tersebut tidak selalu
demikian, sehingga perlu dilakukan pendekatan dengan menggunakan data
curah hujan. Estimasi ketersediaan air tersebut dapat dilakukan dengan cara
membuat kurva dari data hidrograf aliran minimal 20 tahun, cara tersebut
dikenal sebagai kurva massa (mass curve), yakni dengan membuat plot/grafik
antara akumulasi aliran terhadap waktu (gambar 3.1)
Tujuan lain dari studi hidrologi tersebut adalah untuk menentukan hidrograf
untuk banjir desain tertentu untuk menentukan kapasitas spillway, saluran
pengelak/ cofferdam, dll.
Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan tentang
ketersediaan air dan kapasitas waduk.

3.2 Ketersediaan Air/ Debit Andalan
3.2.1 Pendekatan dan Metodologi
Pendekatan dan metodologi yang dapat digunakan untuk menentukan
ketersediaan air atau debit andalan sangat tergantung pada ketersediaan
data.
a) Data yang diperlukan untuk analisis ketersediaan air adalah data debit
tahunan, bulanan atau harian dengan periode pencatatan cukup panjang
yaitu lebih besar dari 10 tahun untuk analisis harian, 20 tahun untuk
analisis bulanan dan 30 tahun untuk analisis tahunan.
b) Untuk ketelitian yang lebih tinggi, sangat disarankan menggunakan data
observasi harian dengan panjang data lebih besar dari 30 tahun. Data
harus merupakan hasil rekaman pos duga air di lokasi bendungan atau
dekat di sebelah hulu atau hilirnya.
c) Bilamana data yang tersedia sangat pendek lebih kecil dari 10 tahun, dan
data curah hujan tidak tersedia atau perioda pengamatannya mendekati
perioda pengamatan debit maka metoda yang dapat digunakan adalah
metoda stohastik.
d) Bila data debit tersedia dalam perioda yang tidak panjang sedangkan data
curah hujan yang ada pada DPS tersebut cukup panjang maka dapat
digunakan metoda deterministic dengan model rainfall-runoff dimana data
hujan yang panjang dikonversikan ke data debit dengan menggunakan
model tersebut setelah melewati tahapan kalibrasi.
3.2.2 Prosedur Perhitungan
a) Tahapan perhitungan lengkung kekerapan untuk data menerus
Tahapan perhitungan menggunakan lengkung kekerapan dengan data
menerus dapat disusun sebagai berikut :
1) Kumpulkan data debit dengan interval waktu sesuai tujuan
perhitungan;
2) Uji data debit yang akan digunakan secara statistik;
3) Periksa panjang pencatatan data debit, jika data yang tersedia lebih
dari 10 tahun dapat langsung digunakan, jika panjang pencatatan data
kurang dari 10 tahun maka perlu dilakukan pengisian data mengikuti

pedoman no. Pd. T-24-2004-A dengan judul pengisian kekosongan
data hujan dengan metode korelasi distandarisasi non linier bertingkat;
4) Susun seluruh data debit dari besar ke kecil;
5) Tentukan nomor urut data;
6) Hitung probabilitas dari setiap data berdasarkan nomor urut data
dengan menggunakan rumus (3.1);
Formula yang digunakan untuk memplot lengkung aliran durasi dapat
dinyatakan sebagai berikut :
FN [x(i)] = (i-) / (N+1-2) (3.1)
Dimana x(i) adalah observasi terbesar, N adalah jumlah data,
sedangkan i adalah nomor urut dari 1 s/d Jumlah data (N), Data debit
diurut dari besar ke Kecil dan  adalah parameter yang sangat
tergantung pada fungsi distribusi dari datanya.
 = 3/8 (Blom Formula, Normal Distribusi)
  = 0.44 (Gringorten Formula, Gumble Distribusi)
  = 0 (Weibull Formula)
  = ½ (Hazen Formula)
  = 2/5 (Cunnane Formula)
Formula Weibull banyak digunakan untuk analisis hidrologi.
h) Hitung debit andalan berdasarkan probabilitas yang diinginkan, bila
probabilitas yang ada tidak sesuai dengan yang diinginkan maka
dapat dilakukan interpolasi.
i) Rubah probabilitas dari debit andal menjadi kala ulang dengan
menggunakan rumus (3.2).
)
(
1
))
(
1
(
1
x
X
P
x
X
P
T




 (3.2)
T adalah jumlah tahun yang menunjukkan probabilitas kegagalan
(debit yang terjadi  x m3
/det) rata-rata sekali dalam T tahun, dapat
disebut sebagai kala ulang. P adalah probabilitas yang didapat dari
persamaan 3.1.

Untuk lebih jelasnya tahapan perhitungan dapat dilihat pada Gambar
3.1.
Menerus
b) Prosedur perhitungan lengkung kekerapan untuk data tidak menerus
(terbagi dalam suatu jangka waktu)
Tahapan perhitungan debit andalan menggunakan lengkung kekerapan
untuk deret data menerus (bulan perbulan atau 10 hari persepuluh hari
atau 2 minggu perdua minggu) dapat disusun sebagai berikut :
a) Kumpulkan data debit dengan interval waktu sesuai tujuan
perhitungan;
b) Uji data debit yang akan digunakan secara statistik;
c) Periksa panjang pencatatan data debit, jika data yang tersedia lebih
dari 10 tahun dapat langsung digunakan, jika panjang pencatatan data
kurang dari 10 tahun maka perlu dilakukan pengisian data mengikuti
Pengumpulan Data
Pengujian Data
Debit Andalan
Penyusunan Data dari Besar ke
Kecil untuk seluruh data
Perhitungan Besarnya
Probabilitas/ Kala ulang untuk
setiap data debit
Pengisian atau Perpanjangan
Data
Ya
Tidak
Jumlah Data
(N )>10
Tahun?

pedoman no. Pd. T-24-2004-A dengan judul pengisian kekosongan
data hujan dengan metode korelasi distandarisasi non linier bertingkat;
d) Susun data debit dari besar ke kecil untuk setiap selang waktu yang
akan digunakan, misal data bulan Januari dan seterusnya atau tengah
bulan pertama bulan Januari dan seterusnya sampai Desember;
e) Tentukan nomor urut data;
f) Hitung probabilitas dari setiap data berdasarkan nomor urut data
dengan menggunakan rumus (1);
g) Hitung debit andalan berdasarkan probabilitas yang diinginkan, bila
probabilitas yang ada tidak sesuai dengan yang diinginkan maka
dapat dilakukan interpolasi;
h) Hitung kala ulang dari debit andalan menggunakan rumus (3.2).
Untuk lebih jelasnya tahapan perhitungan dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Tidak Menerus

3.2.3 Contoh Perhitungan Debit Andalan/ Ketersediaan Air
a) Perhitungan Debit Andalan Menerus
Tabel 3.1. Tahap 1: Pengumpulan Seluruh Data
Tahap 1 : Kumpulkan seluruh data
No urut Debit No urut Debit No urut Debit No urut Debit No urut Debit
1 5,18 31 0,88 61 9,29 91 2,59 121 10,9
2 8,58 32 1,19 62 15,2 92 1,75 122 5,14
3 6,63 33 0,95 63 6,46 93 1,65 123 3,81
4 6 34 3,94 64 4,06 94 1,69 124 3,12
5 3,53 35 3,68 65 2,5 95 5,08 125 2,02
6 4,48 36 6,35 66 1,8 96 6,24 126 1,59
7 1,86 37 6,48 67 1,46 97 4,33 127 1,17
8 1,5 38 8,81 68 0,8 98 6,43 128 0,76
9 5 39 8,01 69 0,67 99 5,64 129 0,72
10 4,42 40 4,55 70 2,34 100 4,15 130 0,81
11 8,37 41 5,12 71 4,95 101 3,75 131 1,37
12 4,46 42 3,43 72 5,71 102 2,96 132 5,72
13 15,4 43 2,07 73 6,83 103 1,5 133 3,65
14 12,5 44 2,5 74 6,21 104 0,67 134 4,53
15 6,97 45 2,3 75 6,17 105 0,8 135 2,75
16 4,2 46 2,33 76 5,06 106 2,1 136 1,71
17 2,45 47 2,42 77 3,66 107 3,5 137 1,12
18 1,6 48 4,41 78 3,42 108 3,69 138 0,92
19 0,83 49 12,5 79 1,34 109 4,97 139 0,62
20 0,43 50 7,35 80 1,67 110 6 140 0,49
21 0,37 51 6,51 81 2,64 111 4,83 141 0,49
22 0,57 52 4,05 82 5,27 112 3,81 142 0,77
23 1,18 53 4,91 83 6,91 113 1,93 143 1,51
24 2,79 54 5,25 84 8,36 114 1,52 144 1,97
25 5,14 55 2,52 85 10,2 115 1,48
26 6,2 56 2,16 86 16,1 116 1,4
27 6,12 57 2,58 87 3,62 117 1,34
28 3,93 58 1,66 88 8,57 118 2,54
29 4,44 59 1,56 89 8,46 119 3,62
30 1,53 60 5,69 90 4,53 120 3,7

Tabel 3.2. Tahap 2: Mengurutkan Data dari Besar ke Kecil
Gambar 3.3. Lengkung Kekerapan dengan Data Menerus
Tahap 1 : Kumpulkan seluruh data
No urut Debit No urut Debit No urut Debit No urut Debit No urut Debit
1 5,18 31 0,88 61 9,29 91 2,59 121 10,9
2 8,58 32 1,19 62 15,2 92 1,75 122 5,14
3 6,63 33 0,95 63 6,46 93 1,65 123 3,81
4 6 34 3,94 64 4,06 94 1,69 124 3,12
5 3,53 35 3,68 65 2,5 95 5,08 125 2,02
6 4,48 36 6,35 66 1,8 96 6,24 126 1,59
7 1,86 37 6,48 67 1,46 97 4,33 127 1,17
8 1,5 38 8,81 68 0,8 98 6,43 128 0,76
9 5 39 8,01 69 0,67 99 5,64 129 0,72
10 4,42 40 4,55 70 2,34 100 4,15 130 0,81
11 8,37 41 5,12 71 4,95 101 3,75 131 1,37
12 4,46 42 3,43 72 5,71 102 2,96 132 5,72
13 15,4 43 2,07 73 6,83 103 1,5 133 3,65
14 12,5 44 2,5 74 6,21 104 0,67 134 4,53
15 6,97 45 2,3 75 6,17 105 0,8 135 2,75
16 4,2 46 2,33 76 5,06 106 2,1 136 1,71
17 2,45 47 2,42 77 3,66 107 3,5 137 1,12
18 1,6 48 4,41 78 3,42 108 3,69 138 0,92
19 0,83 49 12,5 79 1,34 109 4,97 139 0,62
20 0,43 50 7,35 80 1,67 110 6 140 0,49
21 0,37 51 6,51 81 2,64 111 4,83 141 0,49
22 0,57 52 4,05 82 5,27 112 3,81 142 0,77
23 1,18 53 4,91 83 6,91 113 1,93 143 1,51
24 2,79 54 5,25 84 8,36 114 1,52 144 1,97
25 5,14 55 2,52 85 10,2 115 1,48
26 6,2 56 2,16 86 16,1 116 1,4
27 6,12 57 2,58 87 3,62 117 1,34
28 3,93 58 1,66 88 8,57 118 2,54
29 4,44 59 1,56 89 8,46 119 3,62
30 1,53 60 5,69 90 4,53 120 3,7

b) Contoh Perhitungan Debit Andal/ Ketersediaan Air Tidak Menerus (Setiap
Bulan)
Tabel 3.3. Data Asli
No Tahun 19
85 87 88 89 90 91 92 93 95 96 97 99
1 5,18 15,4 5,14 6,48 12,5 9,29 6,83 10,2 4,33 4,97 10,9 3,65
2 8,58 12,5 6,2 8,81 7,35 15,2 6,21 16,1 6,43 6 5,14 4,53
3 6,63 6,97 6,12 8,01 6,51 6,46 6,17 3,62 5,64 4,83 3,81 2,75
4 6 4,2 3,93 4,55 4,05 4,06 5,06 8,57 4,15 3,81 3,12 1,71
5 3,53 2,45 4,44 5,12 4,91 2,5 3,66 8,46 3,75 1,93 2,02 1,12
6 4,48 1,6 1,53 3,43 5,25 1,8 3,42 4,53 2,96 1,52 1,59 0,92
7 1,86 0,83 0,88 2,07 2,52 1,46 1,34 2,59 1,5 1,48 1,17 0,62
8 1,5 0,43 1,19 2,5 2,16 0,8 1,67 1,75 0,67 1,4 0,76 0,49
9 5 0,37 0,95 2,3 2,58 0,67 2,64 1,65 0,8 1,34 0,72 0,49
10 4,42 0,57 3,94 2,33 1,66 2,34 5,27 1,69 2,1 2,54 0,81 0,77
11 8,37 1,18 3,68 2,42 1,56 4,95 6,91 5,08 3,5 3,62 1,37 1,51
12 4,46 2,79 6,35 4,41 5,69 5,71 8,36 6,24 3,69 3,7 5,72 1,97
Tabel 3.4. Tahap 1: Pengelompokan Data Berdasarkan Kurun Waktu (Bulan)
No Bulan ke-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 15,40 16,10 8,01 8,57 8,46 5,25 2,59 2,50 5,00 5,27 8,37 8,36
2 12,50 15,20 6,97 6,00 5,12 4,53 2,52 2,16 2,64 4,42 6,91 6,35
3 10,90 12,50 6,63 5,06 4,91 4,48 2,07 1,75 2,58 3,94 5,08 6,24
4 10,20 8,81 6,51 4,55 4,44 3,43 1,86 1,67 2,30 2,54 4,95 5,72
5 9,29 8,58 6,46 4,20 3,75 3,42 1,50 1,50 1,65 2,34 3,68 5,71
6 6,83 7,35 6,17 4,15 3,66 2,96 1,48 1,40 1,34 2,33 3,62 5,69
7 6,48 6,43 6,12 4,06 3,53 1,80 1,46 1,19 0,95 2,10 3,50 4,46
8 5,18 6,21 5,64 4,05 2,50 1,60 1,34 0,80 0,80 1,69 2,42 4,41
9 5,14 6,20 4,83 3,93 2,45 1,59 1,17 0,76 0,72 1,66 1,56 3,70
10 4,97 6,00 3,81 3,81 2,02 1,53 0,88 0,67 0,67 0,81 1,51 3,69
11 4,33 5,14 3,62 3,12 1,93 1,52 0,83 0,49 0,49 0,77 1,37 2,79
12 3,65 4,53 2,75 1,71 1,12 0,92 0,62 0,43 0,37 0,57 1,18 1,97

Tabel 3.5. Tahap 2: Pengurutan Data Dari Besar Ke Kecil
No Bulan ke-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 15,40 16,10 8,01 8,57 8,46 5,25 2,59 2,50 5,00 5,27 8,37 8,36
2 12,50 15,20 6,97 6,00 5,12 4,53 2,52 2,16 2,64 4,42 6,91 6,35
3 10,90 12,50 6,63 5,06 4,91 4,48 2,07 1,75 2,58 3,94 5,08 6,24
4 10,20 8,81 6,51 4,55 4,44 3,43 1,86 1,67 2,30 2,54 4,95 5,72
5 9,29 8,58 6,46 4,20 3,75 3,42 1,50 1,50 1,65 2,34 3,68 5,71
6 6,83 7,35 6,17 4,15 3,66 2,96 1,48 1,40 1,34 2,33 3,62 5,69
7 6,48 6,43 6,12 4,06 3,53 1,80 1,46 1,19 0,95 2,10 3,50 4,46
8 5,18 6,21 5,64 4,05 2,50 1,60 1,34 0,80 0,80 1,69 2,42 4,41
9 5,14 6,20 4,83 3,93 2,45 1,59 1,17 0,76 0,72 1,66 1,56 3,70
10 4,97 6,00 3,81 3,81 2,02 1,53 0,88 0,67 0,67 0,81 1,51 3,69
11 4,33 5,14 3,62 3,12 1,93 1,52 0,83 0,49 0,49 0,77 1,37 2,79
12 3,65 4,53 2,75 1,71 1,12 0,92 0,62 0,43 0,37 0,57 1,18 1,97
Tabel 3.6. Tahap 3: Perhitungan Probabilitas Dengan Rumus P=m/(n+1)
No Probabilitas Bulan ke-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 0,08 15,40 16,10 8,01 8,57 8,46 5,25 2,59 2,50 5,00 5,27 8,37 8,36
2 0,15 12,50 15,20 6,97 6,00 5,12 4,53 2,52 2,16 2,64 4,42 6,91 6,35
3 0,23 10,90 12,50 6,63 5,06 4,91 4,48 2,07 1,75 2,58 3,94 5,08 6,24
4 0,31 10,20 8,81 6,51 4,55 4,44 3,43 1,86 1,67 2,30 2,54 4,95 5,72
5 0,38 9,29 8,58 6,46 4,20 3,75 3,42 1,50 1,50 1,65 2,34 3,68 5,71
6 0,46 6,83 7,35 6,17 4,15 3,66 2,96 1,48 1,40 1,34 2,33 3,62 5,69
7 0,54 6,48 6,43 6,12 4,06 3,53 1,80 1,46 1,19 0,95 2,10 3,50 4,46
8 0,62 5,18 6,21 5,64 4,05 2,50 1,60 1,34 0,80 0,80 1,69 2,42 4,41
9 0,69 5,14 6,20 4,83 3,93 2,45 1,59 1,17 0,76 0,72 1,66 1,56 3,70
10 0,77 4,97 6,00 3,81 3,81 2,02 1,53 0,88 0,67 0,67 0,81 1,51 3,69
11 0,85 4,33 5,14 3,62 3,12 1,93 1,52 0,83 0,49 0,49 0,77 1,37 2,79
12 0,92 3,65 4,53 2,75 1,71 1,12 0,92 0,62 0,43 0,37 0,57 1,18 1,97

Tabel 3.7. Tahap 4: Perhitungan Debit Andal (Probabilitas 80 % atau Kala Ulang
5 Tahun)
Probabilitas
Bulan ke-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0,8 4,71 5,66 3,73 3,53 1,98 1,53 0,86 0,60 0,60 0,79 1,45 3,33
Gambar 3.4. Lengkung Kekerapan Untuk Data Tidak Menerus
3.3 Kapasitas Waduk
Ada dua metode dasar untuk menentukan kapasitas waduk, yaitu pendekatan
grafis dengan metode Rippl dan pendekatan numeric (Sequent Peak
Algorithm). Kedua metode memanfaatkan periode kritis, yang merupakan
periode aliran keluar (permintaan atau pengambilan) dari waduk lebih besar
daripada aliran masuk. Perbedaan daam akumulasi pengambilan dan
akumulasi aliran masuk selama periode kritis adalah penyimpanan yang
diperlukan untuk memasok kebutuhan yang diminta dalam periode kritis (atau
untuk menjamin ketersediaan yang aman). Jika periode waktu yang ditinjau
mencakup lebih dari satu periode kritis, penyimpanan maksimum waduk
terbesar diambil sebagai kapasitas waduk.
Jelas bahwa jika perhitungan kapasitas waduk didasarkan pada satu tahun
data, hal itu mungkin tidak representative, karena tahun yang mewakili
mungkin lebih kering atau lebih basah dari biasanya. Seri data minimum 20
tahun atau lebih panjang pencatatan data direkomendasikan untuk digunakan
sebagai periode desain.
Lengkung Kekerapan untuk Data Tidak Menerus
0
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Bulan
Debit
(m3/det)

3.3.1 Pendekatan Grafis dengan Metode Rippi
Pendekatan grafik hanya dapat diterapkan pada rancangan pengambilan air
waduk yang konstan. Metode ini membutuhkan aliran masuk diakumulasikan
dan diplot, yang biasanya dilakukan secara bulanan. Kapasitas tampungan
yang diperlukan diperoleh dengan menggambar garis singgung pada awal
periode kritis dan dari akhir periode kritis. Masa kritis mencakup pada bulan-
bulan selama aliran masuk kurang dari aliran keluar. Tabel 3.8 adalah contoh
waduk pada satu tahun tertentu dengan perhitungan dilaksanakan selama 24
bulan. Seri data pada tahun tersebut diulang, karena periode kritis tidak dapat
diakhiri sebelum akhir tahun.
Aliran masuk pertama-tama dikonversi dari m³/s ke dalam m³ (10⁶) per bulan.
Outflow diambil konstan dan sama dengan rata-rata aliran, yang dikenal
sebagai kasus waduk yang ideal. Contoh ini menunjukkan bahwa aliran keluar
dari bulan Mei seterusnya lebih besar daripada aliran masuk. Sejak saat itu
pengurangan waduk adalah untuk mencapai tingkat minimum pada bulan
November dan garis tangent yang menyinggung aliran kumulatif pada bulan
April adalah penyimpangan air yang diperlukan untuk mempertahankan
pengambilan konstan. Estimasi lengkung maa dan garis singgungnya diplot
dalam Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = Inflow Rata-Rata

Tabel 3.8. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = Inflow Rata-Rata
Pengambilan air biasanya ditentukan lebih kecil dari rata-rata inflow untuk
mengurangi tinggi bendungan dan beayanya. Jika pengambilan air waduk
tersebut diambil sama dengan 2/3 dari aliran masuk rata-rata, kapasitas
waduk yang diperlukan berkurang sekitar setengah dari nilai untuk kasus
waduk yang ideal (lihat Tabel 3.5 dan Gambar 3.8). Sebagai konsekuensinya
1/3 dari aliran masuk melimpas keluar melalui pelimpah dan hal ini dapat
dimanfaatkan untuk produksi energi.
3.3.2 Pendekatan Numerik (Sequent Peak Algorithm)
Pendekatan numerik sangat cocok untuk konsep yang tidak konstan dalam
waktu. Prosedur menghitung untuk setiap t bulan deficit penyimpanan S dalam
waduk sebagai berikut :
Inflow Inflow Kumulatif Outflow Kumulatif Kumulatif Kapasitas
(m3/s) (10^6m3) Inflow (m3/s) Outflow Outlow - Inflow Waduk
(10^6m3) (Av.Inflow) (10^6m3) (10^6m3) (10^6m3)
0
J 448 1200 1200
F 506 1224 2424
M 183 489 2913
A 173 449 3362 3362 0
M 119 318 3680 417 3779 99
J 56 144 3824 417 4196 372
J 37 100 3924 417 4614 690
A 15 39 3963 417 5031 1068
S 9.3 24 3987 417 5448 1461
O 15 39 4026 417 5865 1839
N 76 197 4223 417 6282 2059 2059
D 292 783 5006 417 6699 1693
J 448 1200 6206 417 7117 911
F 506 1224 7430 417 7534 104
M 183 489 7919 417 7951 32
A 173 449 8368 417 8368 0
M 119 318 8686 417 8785 99
J 56 144 8830 417 9202 372
J 37 100 8930 417 9620 690
A 15 39 8969 417 10037 1068
S 9.3 24 8993 417 10454 1461
O 15 39 9032 417 10871 1839
N 76 197 9229 417 11288 2059 2059
D 292 783 10012 417 11705 1693
Average 417
Bulan

Gambar 3.6. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan = 2/3 Inflow Rata-
Rata
Dengan :
O : Aliran Keluar (Outflow)
I : Aliran Masuk (Inflow)
Untuk memudahkan, dipakai contoh sebelumnya dengan kebutuhan air=2/3
debit inflow rata-rata. Seperti pada Tabel 3.9 dan gambar 3.6. Selama delapan
bulan pertama aliran keluar sama dengan 0,5 Inflow rata-rata dan dalam 4
bulan terakhir kebutuhan air sama dengan dua kali Inflow rata-rata. Perlu
dicatat bahwa aliran keluar tahunan rata-rata sama dengan 2/3 Inflow rata-rata
sama seperti pada contoh sebelumnya.

Tabel 3.9. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan =2/3 Inflow rata-rata
Gambar 3.7. Contoh Metode Rippl dengan Kebutuhan =2/3 Inflow rata-rata
Inflow Inflow Kumulatif Outflow Kumulatif Kumulatif Kapasitas
(m3/s) (10^6m3) Inflow (m3/s) Outflow Outlow - Inflow Waduk
(10^6m3) (2/3 Inflow) (10^6m3) (10^6m3) (10^6m3)
0
J 448 1200 1200
F 506 1224 2424
M 183 489 2913
A 173 449 3362
M 119 318 3680 3680 0
J 56 144 3824 278 3958 134
J 37 100 3924 278 4237 313
A 15 39 3963 278 4515 552
S 9.3 24 3987 278 4793 806
O 15 39 4026 278 5071 1045
N 76 197 4223 278 5350 1127 1127
D 292 783 5006 278 5628 622
J 448 1200 6206
F 506 1224 7430
M 183 489 7919
A 173 449 8368
M 119 318 8686 278 8686 0
J 56 144 8830 278 8964 134
J 37 100 8930 278 9243 313
A 15 39 8969 278 9521 552
S 9.3 24 8993 278 9799 806
O 15 39 9032 278 10077 1045
N 76 197 9229 278 10356 1127 1127
D 292 783 10012 278 10634 622
Average 417
Bulan

3.4 Penentuan Tinggi Bendungan
Tinggi bendungan dapat ditentukan oleh mengetahui kapasitas atau volume
waduk yang disesuaikan dengan kebutuhan, seperti diuraikan di atas dengan
menggunakan kurva elevasi dan volume waduk yang dibutuhkan, sebagai
berikut:
a) Tentukan volume air yang dibutuhkan, sesuai dengan manfaat waduk,
misalnya untuk irigasi, listrik air baku,dan lain-lainnya, sesuai dengan
proyeksi waktu tertentu.
b) Plot-kan kebutuhan air pada kurva kumulatif aliran vs waktu seperti pada
gambar di atas, misalnya garis putus-putus warna merah.
c) Tarik garis melalui puncak kurva suatu garis yang sejajar dengan garis
kebutuhan tersebut.
d) Melalui suatu titik pada lembah kurva, tarik garis vertikal yang memotong
garis sejajar tersebut.
e) Ukur garis potong tersebut yang menyatakan volume air yang harus
ditampung, sesuai dengan kebutuhan.
f) Tarik garis pada kurva elevasi vs volume waduk (yang sebelumnya sudah
dibuat terlebih dahulu), sehingga diperoleh elevasi muka air waduk
normal. Dengan menambahkan suatu tinggi jagaan dapat diperoleh
elevasi puncak atau tinggi bendungan.
3.5 Latihan
Jawablah soal-soal berikut dengan benar!
1. Bagaimana pendapat Saudara/i terkait dengan tata guna lahan terhadap
perubahan kapasitas tampung suatu waduk ?
2. Pada kondisi dimana debit pengamatan aliran masuk ke waduk tidak
teramati, langkah apa yang Saudara/i akan lakukan untuk memperkirakan
besarnya inflow yang masuk ke waduk. Berikan uraiannya.
3. Bangunan air apa yang saudara harus rencanakan jika ketersediaan air di
suatu DAS tidak memadai untuk pemenuhan kebutuhan airnya, data
hidrologi apa yang Saudara/i butuhkan?

3.6 Rangkuman
Perencanaan suatu proyek penampungan air atau waduk adalah berdasarkan
estimasi atau perkiraan ketersediaan air untuk menjamin suplesi air setiap
tahunnya, baik musim hujan maupun musim kering atau kemarau. Hal
tersebut tidak hanya mencakup kapasitas tamping waduk dan tinggi
bendungan sesuai dengan ketersediaan airnya, tetapi jug seluruh sistim utilasi
harus didesain berdasarkan kebutuhan dan manfaatnya, misalnya kapasitas
terpasang dari PLTA, sistim distribusi irigasi dan lain sebagainya.
3.7 Evaluasi
Jawablah pertanyaan berikut ini, dengan melingkari jawaban yang Anda
anggap tepat!
1. Besarnya inflow ke waduk dapat ditentukan dari....
a. Pengamatan debit aliran sungai-sungai disekeliling waduk
b. Dari perhitungan keseimbangan tata air di DAS
c. Dari pemeruman
d. Semuanya benar
2. Kapasitas tampung waduk dapat dihitung jika diketahui.....
a. Data inflow yang masuk kewaduk
b. Data kebutuhan air dihilir waduk
c. a dab b benar
d. Semuanya salah
3. Perubahan tata guna lahan dari hutan ke pemukiman akan berpengaruh
pada.....
a. Berkurangnya volume air pada musim hujan
b. Meningkatnya inflow ke waduk pada musim kemarau
c. Menurunnya frekwensi limpasan air melalui spilway
d. Semuanya salah

BAB IV
ANALISIS CURAH HUJAN DESAIN
4.1 Umum
Pada bagian ini akan dituliskan bagaimana analisis banjir desain dari data
hujan dimulai dari metode pendekatan hingga penentuan curah hujan desain
yang berisikan analisis frekuensi dan curah hujan maksimum boleh jadi (CMB)
atau Probable Maximum Precipitation.
4.2 Metode Pendekatan
4.2.1 Analisis Hujan
Langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut :
a) Pengelolaan data hujan, yang meliputi penyaringan atau pemeriksaan ata
dengan cara manual dan statistik serta pengisian data yang hilang.
b) Hitung hujan rata-rata dengan polygon Thiessen atau Isohiet
c) Analisis frekuensi hujan rata-rata dengan menggunakan cara distribusi
Gumbel, Log Pearson tipe III dan Log Normal.
d) Pemeriksaan kecocokan (goodness of fit) untuk memilih metode distribusi
yang paling cocok dengan metode Kolmogorov Smirnov dan Chi Square.
e) Tetapkan besar koefisien reduksi (Coefficient of reduction) dari analisis
DAD (Depth Area Duration) atau dari kurva koefisien reduksi PSA 007.
f) Hitung curah hujan DAS (basin rainfall) dari hasil analisis frekuensi
dikalikan dengan koefisien reduksi. Curah hujan DAS ini merupakan curah
hujan desain yang dicari.
g) Lakukan pula analisis curah hujan maksimum boleh jadi (CMB/PMPM)
dari masing-masing pos hujan untuk menghitung CMB-DAS.
Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan analisis curah
hujan desain.

4.2.2 Pola Distribusi Hujan Badai
Untuk menghitung jumlah hujan-limpasan dengan metode Unit Hidrograf
Sintetis, diperlukan pola distribusi hujan badai jam-jaman, yang meliputi :
a) Durasi hujan
b) Distribusi hujan
Durasi hujan dan distribusi hujan ini dapat disusun hidrograf hujan badai yang
menggambarkan hubungan antara intensitas hujan dengan interval waktu.
4.2.3 Hujan Efektif
Pada analisis hubungan hubungan hujan-limpasan, curah hujan total, harus
dirubah menjadi curah hujan efektif yaitu curah hujan yang menghasilkan
limpasan langsung (direct run-off). Curah hujan efektif adalah curah hujan total
dikurangi dengan kehilangan (losses) yang terdiri dari kehilangan awal dan
infiltrasi. Besar hujan yang terinfiltrasi dapat dihitung dengan metode Horton,
Indeks infiltrasi (Phi index) atau metode Green and Amps.
4.2.4 Analisis Hubungan Hujan-Limpasan
Untuk mendapatkan hidrograf banjir aliran masuk (inflow hydrograph) suatu
rencana bendungan, diperlukan hidrograf debit banjir sesaat hasil
pengamatan. Bila hidrograf pengamatan tidak tersedia, dapat dilakukan
analisis hubungan hujan dan limpasan dengan menggunakan metode unit
hidrograf satuan sintetik.
Ada beberapa jenis hidrograf satuan yang lazim digunakan di Indonesia yaitu
Synder, Clark, SCS, Gama I, Nakayasu, ITB-1, ITB-2,. Didalam SK SNI-18-
1989-F dan SNI Perhitungan Debit Banjir SNI 2415-2016 metode yang
direkomendasikan untuk digunakan adalah metoda Snyder, SCS dan Gama I.
Bila memungkinkan, seyogyanya unit hidrograf sintetis ini, diuji / dikalibrasi
dengan data pengamatan banjir dan curah hujan yang terjadi sbg penyebab
dari banjir yang terjadi. Didalam pemakaiannya, disarankan digunakan
beberapa metode yang selanjutnya diperbandingkan hasilnya dan dipilih yang
paling sesuai.

Gambar 4.1. Diagram Analisis Banjir Desain dengan Hidrograf Satuan
4.3 Curah Hujan Desain
Curah hujan untuk periode ulang tertentu secara statistik dapat diperkirakan
berdasarkan seri data curah hujan harian maksimum tahunan (maximum
annual series) jangka panjang (> 20 tahun) dengan analis distribusi frekuensi.
Curah hujan desain saat ini biasanya dihitung untuk periode ulang 2, 5, 10, 20
atau 25, 100, dan 1000 tahun.
Hujan Titik
Pengujian Data
(Outlier)
Analisa Frekwensi
Area Reduction
Factor (ARF)
Distribusi
Hujan Jam-jaman
Hujan DPS
Hujan Desain
Hujan efektif
Parameter DPS
Hidrograf Satuan
Sintetik
DEBIT DESAIN
INFLOW
RESERVOIR ROUTING
DEBIT DESAIN OUT FLOW
M.A ALIRAN BANJIR
OBSERVASI
(LENGKUNG DEBIT)
HIDROGRAF
BANJIR
HUJAN
EFEKTIF
HIDROGRAF
SATUAN AKTUAL
R-R MODEL

Disamping curah hujan desain dengan periode ulang tersebut diatas,untuk
keperluan desain bangunan pelimpah perlu dihitung pula curah hujan
maksimum boleh jadi (CMB) atau “probable maximum precipitation” (PMP).
4.3.1 Analisis Frekuensi
Analisis frekuensi dilakukan untuk mencari distribusi yang sesuai dengan data
observasi yang teramati dari pos-pos hujan yang ada. Analisis frekuensi dapat
dilakukan dengan seri data hujan maupun data debit. Jenis distribusi frekuensi
yang banyak digunakan dalam Hidrologi adalah :
a) Ditribusi Gumbel
b) Distribusi Pearson dan Log Pearson tipe III
c) Ditribusi Gamma dan Log Gamma
d) Distribusi Normal dan Log Normal
Dalam kenyataanya jarang dijumpai data hujan atau data debit yang sesuai
dengan ditribusi normal.Masin-masing distribusi memiliki sifat-sifat khas,
sehingga setiap data hidrologi harus diuji kesesuaiannya dengan sifat statistic
masing-masing distribusi.pemeliharaan distribusi yang tidak tepat dapat
mengundang kesalahan yang cukup besar, dengan demikian pengambilan
salah satu distribusi secara sembarang sangat tidak dianjurkan.
Berikut sajian secara umum beberapa sifat khas masing-masing distribusi
 Distribusi Normal
Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (skewness) hampir sama nol
(Cs~0) dengan Koefisien kurtosis = 3
 Distribusi Log Normal
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 variansi Cv.
 Distribusi Gumbel tipe I
Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (skewness) Cs~1,1396
 Distribusi mempunyai sifat khas yang dapat dipergunakan untuk
memperkirakan jenis distribusi lain.

Untuk analisis frekuensi ini, data hujan yang dimaksud adalah data hujan rata-
rata DAS. Ada dua cara penyiapan data yang disarankan yang dianggap
paling baik,seperti berikut:
a) Data hujan DAS diperoleh dengan menghitung hujan rata-rata setiap hari
sepanjang data yang tersedia. Bila tersedia data 20 tahun, berarti
hitungan rata-rata diulang sebanyak 20x365=7300 kali. Cara ini yang
terbaik, akan tetapi memrlukan waktu penyiapan data yang cukup
panjang.
b) Pendekatan yang dapat dilakukan untuk menggantikan cara pertama
dilakukan seperti berikut ini.
1) Dalam satu tahun tertentu, untuk stasiun I dicari data hujan maksimum
tahunannya. Selanjutnya dicari hujan harian pada hari kejadian yang
sama dalam tahun yang sama, dan kemudian di hitung rata-rata DAS.
Masih dalam tahun yang sama, dicari hujan maksimum tahunan untuk
stasiun II. Untuk hari kejadian yang sama, hujan harian untuk stasiun-
stasiun lain dicari dan dirata-ratakan. Demikian selanjutnya sehingga
dlam satu tahun itu jika terdapat N buah staisun maka akan terdapat N
buah data hujan rata-rata DAS.
2) Untuk tahun berikutnya cara yang sama dilakukan untuk seluruh data
yang tersedia. Dengan cara ini, bila tersedia T tahub data dan dalam
DAS terdapat N stasiun hujan, maka setiap tahun akan terdapat N
data hujan rata-rata DAS, dan seluruhnya terdapat TxN data. Hujan
rata-rata yang diperoleh dengan cara ini dianggap sama (mendekati)
hujan-hujan terbesar yang terjadi. Oleh sebab itu, hujan maksimum
tahunan DAS tersebut sama dengan hujan maksimum yang diperoleh
dengan hitungan diatas setiap tahun. Cara ini ternyata memberikan
hasil yang sangat dekat dengan cara yang dianjurkan dalam butir 1.
Apabila dari data yang tersedia tidak mungkin dilakukan dengan
kedua cara tersebut diatas, maka dapat dilakukan penyiapan data
dengan cara ke 3.

c) Analisis frekuensi dilakukan terhadap data hujan harian maksimum
tahunan pada setiap stasiun hujan (point rainfall) sepanjang data yang
tersedia. Hasil analisis frekuensi kemudian dirata-ratakan sehingga
mendapatkan curah hujan rata-rata rencana untuk berbagai perioda ulang.
Selanjutnya curah hujan rata-rata dikalikan dengan koefisien reduksi dari
perhitungan DAD (Depth Area Duration) atau berdasarkan koefisien reduksi
luas wilayah (ARF), sehingga diperoleh curah hujan DAS.
Perhitungan debit banjir dapat dilakukan dengan pendekatan analisis dengan
prosedur sebagai berikut :
a) Bilamana data mengikuti Fungsi Distribusi Gumbel
Persamaan Gumbel untuk kala ulang (Tr)
 
)
45
,
0
78
,
0 

 y
S
X
X x
Tr
Y
S
X
X x
Tr .


 
 
1
2
2




N
X
X
S
i
x
Y = -ln (-ln (
T
1
T 
))
dengan pengertian :
X = rata-rata tahunan dari seri data debit pengamatan banjir sesaat
Sx = simpangan baku
Y = perubahan reduksi
N = jumlah data
XTr = besarnya debit banjir rencanauntuk kala ulang Tr
Tr = periode ulang
Prosedur perhitungan debit banjir dengan metoda Gumbel :
1) Kumpulkan data debit banjir sesaat maximum > 20 tahun
2) Hitung parameter statistik dari data debit banjir sesaat )
,
,
( 

X
X = rata-rata
 = standar deviasi
 = kemiringan (skewness)
 = Koefisien kurtosis

3) Periksa apakah   1.14 dan kurtosis   5,4 jika ya maka dapat
menggunakan formula Gumbel, jika tidak pilih distribusi lainnya
4) Jika   1.14, hitung besarnya Y dan XTr dari persamaan-persamaan
tersebut di atas.
b) Bilamana data mengikuti Fungsi Distribusi selain Gumbel (Normal, Log
Normal, Gamma dan Pearson).
Fungsi distribusi lain yang dapat digunakan untuk analisis frekuensi
adalah seperti terlihat pada tabel 2 kolom 1, Untuk pemecahan fungsi
distribusi tersebut, persamaan fungsi distribusi perlu ditrasformasikan ke
standar gamma atau standar normal distribusi.
Distribusi Gamma, Log gamma, Pearson, Log Pearson ditransformasikan
ke distribusi standar gamma yang tersedia tabelnya (tabel 3, adalah tabel
standar gamma) sedangkan Distribusi Normal dan Log Normal
ditransformasikan ke distribusi standar normal yang juga tersedia tabelnya
(tabel 4 adalah tabel standar normal).
Dengan melakukan perhitungan besarnya rata-rata dari data pengamatan
puncak-puncak debit hasil pengamatan ( x atau x), standar deviasi (x)
dan skewness/ kemiringan (x) dapat dihitung parameter dari suatu fungsi
distribusi dengan prosedur sebagai berikut :
 Hitung besarnya x (x) , x, dan x dari data puncak-puncak banjir
dengan periode > 20 tahun
 Hitung besarnya parameter distribusinya, sebagai contoh untuk
perhitungan distribusi Pearson (parameter distribusinya a,b dan c)


 2
/
1
x
b
2
b diketahui


 b
a2
2
x a diketahui
x = ab + c  c diketahui

Dengan menggunakan formula seperti terlihat pada tabel 2 kolom 5
dapat ditentukan besarnya debit banjir rencana dengan prosedur
sebagai berikut :
 Tentukan besarnya periode ulang banjir
 Hitung besarnya probabilitas kemungkinan terjadinya (p) =
T
1
dan
Kemungkinan tidak terjadi (np) = 1 -
T
1
(Tabel 3 dan 4)
untuk dapat w atau y
 Dari parameter model dan nilai (y atau w), hitung besarnya debit banjir
rencananya
Berikut disajikan secara umum beberapa sifat khas masing-masing
distribusi.
 Distribusi Normal
Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (skewness) hampir atau
sama dengan nol (Cs  0) dengan kurtosis  3
 Distribusi Log Normal
Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (Skewness) Cs  3 dan
bertanda positif. Atau dengan nilai Cs kira-kira sama dengan tiga kali
nilai koefisien variassi Cv.
 Distribusi Gumbel Tipe I
Memiliki sifat khas yaitu nilai asimetrisnya (skewness) Cs  1,1396.
Sedangkan nilai kurtosis Ck  5,4002
 Distribusi Log Pearson Tipe III
Tidak mempunyai sifat khas yang dapat dipergunakan utuk
memperkirakan jenis distribusi ini.
Prosedur didalam menghitung besarnya banjir rencana dengan
menggunakan Normal Distribusi
 Pilih puncak-puncak banjir setiap tahunnya (< 20 tahun)
 Hitung parameter statistik yang terdiri dari rata-rata, standar deviasi
dan kemiringan data debit banjir )
,
,
( 

X
 Tentukan besarnya perioda ulang banjir yang akan dihitung

 Hitung probabilitas kemungkinan terjadi (p) = 1/T dan kemungkinan
tidak terjadi (np) = 1 – 1/T
 Lihat tabel stadard normal, tentukan nilai Y dari (np) yang dihitung
 Hitung besarnya banjir rencana dengan formula
XTR= X + Y
dengan pengertian:
XTR adalah debit banjir rencana untuk suatu periode ulang Tr
X adalah rata-rata puncak debit banjir
 adalah standar deviasi dari data puncak debit banjir
Y adalah nilai yang didapatkan dari tabel standar normal dan
tergantung pada perioda ulangnya
Prosedur didalam menghitung besarnya banjir rencana dengan
menggunakan log Normal distribusi ada 2 pendekatan :
1) Melogaritmakan data puncak debit banjir
2) Menghitung parameter fungsi distribusi log normal 3 parameter (a, c,
k)
Prosedur a :
1) Pilih puncak-puncak banjir setiap tahunnya (> 20 tahun)
2) Data puncak banjir dilogkan (log x1, log x2, log x3..... dst)
3) Misalkan Z1 = log xx1, Z2 = logx2 dst
Hitung parameter statistik dari data Z ( Z , Z
 , Z
 )
Tentukan besarnya periode ulang (T tahun) banjir yang akan dihitung
4) Hitung (P) = 1/T dan (np) = 1 - 1/T
5) Lihat tabel standar normal, tentukan nilai y dari (np) yang dihitung
6) Hitung besarnya ZTR = Z + z . Y
7) Hitung besarnya debit banjir rencana dengan formula
XTr = 10 TR
Z

Prosedur b:
Prosedur perhitungan debit banjir dengan fungsi distribusi log normal 3
parameter (a, c, dan k) :
1) Pilih puncak-puncak banjir setiap tahun pengamatan (> 20 tahun)
2) Hitung parameter statistik ( 
,
,
X ) dari data debit tersebut
3) Hitung parameter fungsi distribusi
2
1
2



u
    1
)
1
(
)
1
(
3
1
2
1
3
1
2
1 2
2






 u
u
u
u


ln

K
  2
/
3
)
1
( 




C
2
3

C
X
a 

4) Hitung (p) = 1/T dan (np) = 1 - 1/T
5) Dari tabel standard normal distribusi dan nilai kemungkinan tidak
terjadi (np) tentukan nilai y
6) Hitung besarnya banjir rencana
XTR= a + c exp (Ky)
Prosedur perhitungan debit banjir dengan fungsi distribusi Gamma
1) Pilih puncak-puncak banjir setiap tahun pengamatan (> 20 tahun)
2) Hitung parameter statistik ( X , , ) dari data debit tersebut
didapat
b
b


2
1
2

didapat
a
b
a 
 2
2

4) Hitung (p) = 1/T dan (np) = 1 – 1/T
5) Dari tabel standard gamma distribusi, nilai b dan kemungkinan tidak
terjadi (np) yang telah dihitung tentukan, diperoleh nilai w
6) Hitung besarnya debit banjir rencana
XTr = a . w

Prosedur perhitungan debit banjir dengan distribusi Log Gamma
1) Pilih puncak-puncak banjir setiap tahun selama > 20 tahun
2) Ambil harga log dari puncak-puncak banjir tersebut
(z1 = log X1, z2 = log X2 ................. dst)
3) Hitung parameter statistik dari seri data zi
( Z , Z
 , Z
 )
didapat
b
b


2
1
2

didapat
a
b
a 
 2
2

5) Hitung (p) = 1/T dan (np) = 1 – 1/T
terjadi (np) yang telah dihitung, tentukan nilai w
7) Hitung ZTr = a.w
8) Hitung besarnya debit banjir rencana XTR = 10 TR
Z
Prosedur perhitungan debit banjir rencana dengan menggunakan
distribusi Pearson
2) Hitung parameter statistik dari data banjir tersebut ( X , , )
3) Hitung parameter distribusi pearson
c
c
ab
X
a
b
a
b
b







2
2
2


4) Hitung P = 1/T dan up = 1 – 1/T
5) Dari tabel standard gamma distribusi dan nilai b, up yang telah
dihitung, tentukan nilai w
6) Hitung besarnya hujan rencana XTR= c + aw

Prosedur perhitungan debit banjir dengan distribusi Log Pearson
2) Ambil harga log dari puncak-puncak banjir tersebut
(z1 = log X1, z2 = log X2 ................. dst)
3) Hitung parameter statistik dari seri data zi
( Z , Z
 , Z
 )
didapat
b
b


2
1
2

didapat
a
b
a 
 2
2

Z = c +ab c didapat
5) Hitung (p) = 1/T dan (np) = 1 – 1/T
terjadi (np) yang telah dihitung, tentukan nilai w
7) Hitung ZTr = c + a.w
Hitung besarnya debit banjir rencana XTR = 10 TR
Z

Tabel 4.1. Hubungan Antara Fungsi Distribusi, Parameter dan Besarnya
Debit Banjir Rencana

Tabel 4.2. Standar Gamma Distribution (w)
Tabel 4.3. Luas Dibawah Kurva Standar Normal Distribusi
Non Ex. P 0.1 0.5 1 5 10 15 20 25 28 31 34 37 40
0.00 0.00 0.00 0.00 0.74 2.96 5.79 8.96 12.34 14.44 16.59 18.78 21.00 23.26
0.01 0.00 0.00 0.01 1.28 4.13 7.48 11.08 14.85 17.17 19.53 21.92 24.33 26.77
0.02 0.00 0.00 0.02 1.53 4.62 8.15 11.92 15.83 18.23 20.66 23.12 25.60 28.11
0.03 0.00 0.00 0.03 1.71 4.95 8.60 12.47 16.48 18.93 21.40 23.91 26.43 28.98
0.04 0.00 0.00 0.04 1.85 5.21 8.95 12.90 16.97 19.46 21.97 24.51 27.07 29.65
0.05 0.00 0.00 0.05 1.97 5.43 9.25 13.25 17.38 19.90 22.44 25.01 27.59 30.20
0.06 0.00 0.00 0.06 2.08 5.62 9.50 13.56 17.74 20.28 22.85 25.44 28.05 30.67
0.07 0.00 0.00 0.07 2.18 5.79 9.73 13.84 18.05 20.62 23.21 25.82 28.45 31.09
0.08 0.00 0.01 0.08 2.27 5.94 9.93 14.08 18.34 20.93 23.54 26.17 28.81 31.47
0.09 0.00 0.01 0.09 2.35 6.09 10.12 14.31 18.60 21.21 23.84 26.48 29.14 31.82
0.10 0.00 0.01 0.11 2.43 6.22 10.30 14.53 18.84 21.47 24.11 26.77 29.45 32.14
0.20 0.00 0.03 0.22 3.09 7.29 11.68 16.17 20.72 23.48 26.24 29.02 31.81 34.60
0.30 0.00 0.07 0.36 3.63 8.13 12.75 17.44 22.16 25.00 27.86 30.72 33.59 36.46
0.40 0.00 0.14 0.51 4.15 8.90 13.72 18.57 23.43 26.36 29.29 32.22 35.16 38.09
0.50 0.00 0.23 0.69 4.67 9.67 14.67 19.67 24.67 27.67 30.67 33.67 36.67 39.67
0.60 0.00 0.35 0.92 5.24 10.48 15.66 20.81 25.95 29.02 32.09 35.16 38.22 41.28
0.70 0.02 0.54 1.20 5.89 11.39 16.77 22.08 27.36 30.52 33.66 36.80 39.93 43.06
0.80 0.07 0.82 1.61 6.72 12.52 18.13 23.63 29.08 32.33 35.56 38.79 42.00 45.20
0.90 0.27 1.35 2.30 7.99 14.21 20.13 25.90 31.58 34.96 38.32 41.65 44.98 48.29
0.95 0.58 1.92 3.00 9.15 15.71 21.89 27.88 33.75 37.23 40.69 44.13 47.54 50.94
0.96 0.70 2.11 3.22 9.51 16.16 22.42 28.47 34.40 37.91 41.40 44.86 48.30 51.73
0.97 0.87 2.35 3.51 9.96 16.73 23.08 29.21 35.21 38.76 42.28 45.78 49.26 52.71
0.98 1.12 2.71 3.91 10.58 17.51 23.98 30.22 36.31 39.91 43.48 47.02 50.54 54.03
0.99 1.59 3.32 4.61 11.60 18.78 25.45 31.85 38.08 41.76 45.40 49.01 52.60 56.16
1.00 3.36 5.41 6.91 14.79 22.66 29.85 36.70 43.33 47.23 51.08 54.90 58.67 62.42
Tabel 4.2 Standar Gamma Distribution (w)

4.4 Curah Hujan Maksimum Boleh Jadi (CMB/PMP)
4.4.1 Uraian Umum
Desain bangunan pelimpah pada bendungan besar, perlu memperhitungkan
factor keamanan agar menampung dan mengalirkan air dengan aman. Oleh
karena itu dibutuhkan perkiraan besarnya hujan badai terbesar yang akan
menghasilkan debit aliran masuk yang besar pula. Nilai besaran hujan badai
terbesar yang mungkin terjadi ditinjau secara matematis maupun fisik
(meteorology) harus realistis. Dengan demikian banjir aliran masuk (inflow)
akan menjadi realistis pula dan akan menghasilkan suatu dimensi bangunan
yang cukup tinggi tingkat kehandalannya.
Curah Hujan Maksimum Boleh Jadi (CMB) atau Probable Maximum
Precipitation (PMP) dapat diartikan sebagai curah hujan terbesar dengan
durasi tertentu yang secara fisik dimungkinkan terjadi pada suatu pos atau
DAS. Secara umum besar CMB ini berkisar antara 2 sampai 6 kali hujan kala
ulang 100 tahun. Secara meteorology CMB dapat diperkirakan dengan
metode “Storm Transposition” dan “Moisture Maximation” yang membutuhkan
data-data meteorology seperti, pusat tekanan tinggi dan rendah, “moisture
source”, “dew point” dan lain-lain. Data meteorology yang dibutuhkan untuk
kedua macam pendekatan tersebut, di Indonesia masih sangat kurang.
Metode lain yang dpat digunakan, adalah pendekatan statistic. Data yang
diperlukan pada perhitungan dengan metode ini, adalah berupa seri data
hujan harian maksimum tahunan dengan panjang data sangat disarankan >
30 tahun. Untuk keperluan desain bendungan-bendungan besar, disarankan
dilakukan studi CMB ini secara khusus.
4.4.2 Perkiraan CMB Menggunakan Metode Hersfield
Metode Hersfield (1961, 1986) merupakan prosedur statistic yang digunakan
untuk memperkirakan CMB, untuk kondisi dimana data meteorology sangat
kurang atau perlu analisis secara cepat.
Pada metode ini CMB dihitung untuk masing-masing pos hujan (point rainfall),
yang selanjutnya dicari CMB rata-ratanya, dan akhirnya diubah menjadi hujan
DAS yang diperoleh dari perkalian CMB rata-rata dengan koefisien reduksi.
Hersfield mengembangkan rumus frekuensi menjadi :

Xm = Xn + Km Sn
Dimana :
Xn dan Sn = rata-rata dan simpangan baku dari rentetan data hujan harian
maksimum tahunan berjumlah n.
Km ditentukan berdasarkan observasi pada pencatatan hujan harian dari 2700
pos hujan yang 90% berada di Amerika. Km berbanding terbalik dengan hujan
harian maksimum rata-rata dan nilainya bervariai untuk berbagai durasi
(1 jam; 6 jam dan 24 jam), lihat gambar 4.2 yang diambil dari Manual for
Estimation of Probable Maximum Precipitation. Untuk dapat menerapkan
rumus diatas diperlukan nilai rata-rata dan simpangan baku dari setiap pos.
Hujan ekstrim yang sangat jarang terjadi, katakan dengan periode ulang 500
tahunan atau lebih, kemungkinan dapat ditemui dalam kurun waktu
pengamatan misalnya 30 tahun, kejadian yang sangat jarang disebut “Outlier”
yang mungkin cukup berpengaruh pada besaran Xn dan Sn dari rentetan data
yang bersangkutan. Untuk data yang panjang besarnya pengaruh berkurang
dibandingkan dengan data pendek, serta tergantung pula pada tingkat
kejarangkejadian hujan atau outlier. Hal ini menjadi salah satu lingkup studi
Hershfield sehingga menghasilkan:
a) Grafik hubungan antara Xn-m/Xn, dengan factor penyesuaian Xn
b) Grafik hubungan antara Sn-m/Sn, dengan factor penyesuaian Sn dimana
Xn-m dan Sn-m adalah rata-rata dan simpangan baku dari rentetan data
setelah mengeluarkan nilai terbesar dari rentetan tersbut.
Kedua jenis grafik tersebut dapat dilihat pada gambar 4.3 dan 4.4 disamping
itu ada dua grafik tambahan yang diperlukan untuk penyesuaian terhadap
panjang data n, dan periode waktu pengamatan (24 jam), masing-masing lihat
gambar 4.5. Bagi daerah-daerah yang sudah memiliki peta isohiet CMB hasil
studi Puslitbang Air seperti Pulau Jawa, perlu dihitung pula CMB-DAS
berdasarkan perhitungan CMB hujan titik, oleh karena itu menjadi CMB-DAS
masih perlu dikalikan dengan koefisien reduksi. Selnjutnya hasil-hasil
perhitungan dari kedua cara tersebut dibandingkan dan dipilih yang paling
realistis.

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Km Durasi Hujan dan Hujan Harian
Maksimum Tahunan Rata-Rata (Hershfield 1965)
Gambar 4.3. Grafik Hubungan Antara Xn-M/ Xn, dengan Faktor
Penyesuaian Xn

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Antara Sn-m/ Sn, dengan Faktor
Penyesuaian Sn
Gambar 4.5. Grafik Penyesuaian Terhadap Panjang Data

Urutan perhitungan Curah hujan Maksimum Boleh jadi adalah sebagai berikut:
a) Sesuaikan nilai Xn dan Sn berdasarkan grafik gambar (4.3),(4.4) dan (4.5)
b) Cari nilai Km dari gambar (4.2) berdasarkan nilai Xn yang sudah
disesuaikan
c) Hitung besar CMB tiap pos hujan (point rainfall), atau Xm berdasarkan
rumus Hersfield
d) Sesuaikan nilai Xm (hasil hitungan butir iii) berdasarkan gambar (4.2),
dimana untuk periode pengmatan atau pencatatan setiap 24 jam besar
factor penyesuaian adalah = 1.03
e) Hitung CMB rata-rata dari beberapa hasil hitungan CMB tiap pos hujan
f) Hitung CMB-DAS dengan cara mengalikan CMB rata-rata dengan factor
reduksi ARF =1.152-0.1233*LOG(A), dimana A adalah luas DAS
Catatan : Xn-m dan Sn-m adalah mean atau nilai rata-rata dan nilai rata-rata
simpangan baku yang dihitung dengan membuang data hujan maksimum
pada setap seri, sementara Xn dan Sn dihitung tanpa membuang data hujan
maksimum.
Tabel 4.4. Perhitungan Besarnya PMP untuk Masing-Masing Pos Hujan
No. Jumlah Mean Mean Xn-m/Xn Dari Dari Adjusted Stdev. Stdev Dari Dari Adjusted Km Xm=Xn+Km*Sn PMP
Pos n Xn Xn-m Gbr2 Gbr3 Xn Sn Sn-m Gbr4 Gbr3 Sn (24Jam) (24Jam) *1.13
14 Kalawara 21 75.61 73.39 0.97 1.02 1.015 78.28 22.57 20.66 0.92 1.02 1.025 23.59 16.2 459.61 519.36 450.81
20 Kulawi 26 74.18 72.42 0.98 1.02 1.010 76.42 15.01 12.26 0.82 0.92 1.050 14.50 16.2 311.88 352.42 305.90
51 Sioyong 12 111.27 103.13 0.93 0.99 1.040 114.56 37.41 25.79 0.69 0.81 1.175 35.61 14.8 641.54 724.94 629.25
55 Tanamea 19 106.35 103.63 0.97 1.02 1.025 110.64 28.09 26.21 0.93 1.04 1.035 30.24 14.9 562.45 635.57 551.67
58 Tompe 10 87.89 82.66 0.94 1.01 1.05 93.21 18.91 9.70 0.51 0.61 1.300 15.00 15.6 326.93 369.43 320.67
460.48 520.34 451.66
NamaPos Sn-m/Sn
PMPSetelahReduksi
Area,ARF=0.868

Grafik yang digunakan untuk Perhitungan PMP
Gambar 4.6. Grafik Hubungan Km Durasi Hujan dan Hujan Harian
Maksimum Tahunan Rata-Rata
Gambar 4.7. Grafik Hubungan Xn-m / Xn dengan Faktor Penyesuaian Xn
GAMBAR 1
Grafik hubungan Km, durasi hujan dan hujan harian maksimum tahunan rata-rata
GAMBAR 2
Grafik hubungan Xn-m / X n dengan factor penyesuaian Xn

Gambar 4.8. Grafik Penyesuaian Terhadap Panjang Data
Gambar 4.9. Grafik Hubungan Antara Sn-m / Sn dengan Faktor Penyesuaian Sn
4.5 Latihan
1. Berikan uraian singkat bagaimana tahapan yang perlu dilakukan bila
Saudara/i diminta untuk menghitung hujan rencana pada kondisi dimana
data hujan harian maximum tahunan tidak tersedia dalam 10 tahun.
2. Berikan uraian singkat pada kondisi apa kita menggunakan fungsi
distribusi Normal dan Gumble untuk perhitungan hujan rencana?
3. Berikan uraian singkat bagaimana tahapan Saudara/i menghitung
besarnya intensitas hujan untuk kebutuhan perhitungan besarnya debit
banjir rencana pada suatu daerah pemukiman?
GAMBAR 3
Grafik penyesuaian terhadap panjang data
GAMBAR 4
Grafik hubungan antara Sn-m / Sn dengan faktor penyesuaian Sn

4.6 Rangkuman
Desain bangunan pelimpah pada bendungan besar, perlu memperhitungkan
factor keamanan agar menampung dan mengalirkan air dengan aman. Oleh
karena itu dibutuhkan perkiraan besarnya hujan badai terbesar yang akan
menghasilkan debit aliran masuk yang besar pula. Nilai besaran hujan badai
terbesar yang mungkin terjadi ditinjau secara matematis maupun fisik
(meteorology) harus realistis.
4.7 Evaluasi
1. Data hujan yang digunakan untuk analisis besarnya hujan rancangan
adalah.....
a. Data curah hujan bulanan maximum
b. Data curah hujan harian maximum tahunan
c. Data curah hujan tahunan maximum
d. Semuanya benar
2. Data hujan rancangan yang digunakan untuk perhitungan debit banjir
merupakan data hujan yang dihitung dari....
a. Data Pos hujan yang paling besar didalam DAS
b. Data Rata-rata Beberapa pos hujan didalam DAS
c. Data terkecil dari beberapa pos hujan didalam dan diluar DAS
d. Semuanya benar
3. Analisis PMP (Probable Maximum Precipitation) diperlukan untuk
menghitung besarnya.....
a. Hujan rancangan dengan perioda ulang 1000 tahun
b. Debit Banjir rancangan dengan perioda ulang 1000 tahun
c. Probable Maximum Flood
d. Semuanya Benar

de937_7._Perhitungan_Hidrologi__bulak_balik_.pdf

de937_7._Perhitungan_Hidrologi__bulak_balik_.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to de937_7._Perhitungan_Hidrologi__bulak_balik_.pdf

Similar to de937_7._Perhitungan_Hidrologi__bulak_balik_.pdf (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

de937_7._Perhitungan_Hidrologi__bulak_balik_.pdf