DASAR TEORI BANGUNAN AIR

2.1        Tinjauan Umum

Setiap daerah aliran sungai mempunyai sifat-sifat khusus yang berbeda dari daerah aliran sungai yang satu terhadap daerah aliran sungai yang lain. Hal ini memerlukan kecermatan dalam menerapkan suatu teori yang cocok pada suatu daerah pengaliran. Oleh karena itu, sebelum memulai perencanaan konstruksi embung, perlu mengacu pada metode-metode yang ada baik dalam analisis hidrologi maupun perencanaan konstruksi embung. Dalam bab ini dipaparkan secara singkat mengenai dasar-dasar teori, analisis hidrologi dan perencanaan embung yang akan digunakan dalam perhitungan konstruksi dan bangunan pelengkapnya.

2.2        Analisis Hidrologi

         Analisis hidrologi dilakukan untuk mendapatkan karakteristik hidrologi dan meteorologi daerah aliran sungai. Tujuannya adalah untuk mengetahui karakteristik hujan, debit air yang ekstrim maupun yang wajar yang akan digunakan sebagai dasar analisis selanjutnya dalam pelaksanaan detail desain.

                                                                                                                                    

2.2.1  Daerah Aliran Sungai (DAS)

Suatu DAS adalah daerah yang dianggap sebagai wilayah dari suatu titik tertentu pada suatu sungai dan dipisahkan dari DAS-DAS sebelahnya oleh suatu pembagi (divide),  atau punggung bukit/gunung yang dapat ditelusuri di atas peta topografi. Komponen masukan dalam DAS adalah curah hujan, sedangkan keluarannya terdiri dari debit air dan muatan sedimen

2.2.2  Curah Hujan Rencana

2.2.2.1 Curah Hujan Area

Data curah hujan yang dipakai untuk perhitungan debit banjir adalah hujan yang terjadi pada daerah aliran sungai pada waktu yang sama. Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air dan rancangan pengendalian banjir adalah curah hujan rata-rata di seluruh daerah yang bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu. Curah hujan ini disebut curah hujan area dan dinyatakan dalam mm (Sosrodarsono, 2003). Berikut metode perhitungan curah hujan area dari pengamatan curah hujan di beberapa titik :

a.    Metode Rata-Rata Aljabar

Metode perhitungan dengan mengambil nilai rata-rata hitung (arithmetic mean) pengukuran curah hujan di stasiun hujan di dalam area tersebut dengan mengasumsikan bahwa semua stasiun hujan mempunyai pengaruh yang setara.

b.    Metode Poligon Thiessen

Metode perhitungan berdasarkan rata-rata timbang (weighted average). Metode ini memberikan proporsi luasan daerah pengaruh stasiun hujan untuk mengakomodasi ketidakseragaman jarak. Daerah pengaruh dibentuk dengan menggambarkan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung antara dua stasiun hujan terdekat. Metode ini didasarkan pada asumsi bahwa variasi hujan antara stasiun hujan yang satu dengan lainnya adalah linear dan stasiun hujannya dianggap dapat mewakili kawasan terdekat (Suripin, 2004).

c.    Metode Rata – Rata Isohyet

Metode perhitungan dengan memperhitungkan secara aktual pengaruh tiap-tiap stasiun hujan dengan kata lain asumsi metode Thiessen yang menganggap bahwa tiap-tiap stasiun hujan mencatat kedalaman yang sama untuk daerah sekitarnya dapat dikoreksi.

2.2.2.2 Curah Hujan Maksimum Harian Rata-Rata

Metode/cara yang dapat digunakan untuk mendapatkan hujan maksimum harian rata-rata DAS adalah sebagai berikut :

1.       Tentukan hujan maksimum harian pada tahun tertentu di salah satu pos hujan.

2.       Cari besarnya curah hujan pada tanggal-bulan-tahun yang sama untuk pos hujan yang lain.

3.       Hitung hujan DAS dengan salah satu cara yang dipilih.

4.       Tentukan hujan maksimum harian (seperti langkah 1) pada tahun yang sama untuk pos hujan yang lain.

5.       Ulangi langkah 2 dan 3 setiap tahun.

Dari hasil rata-rata yang diperoleh (sesuai dengan jumlah pos hujan) dipilih yang tertinggi setiap tahun. Data hujan yang terpilih setiap tahun merupakan hujan maksimum harian DAS untuk tahun yang bersangkutan (Suripin, 2004).

2.2.2.3 Perhitungan Curah Hujan Rencana

Hujan rencana merupakan kemungkinan tinggi hujan yang terjadi dalam periode ulang tertentu sebagai hasil dari suatu rangkaian analisis hidrologi yang biasa disebut analisis frekuensi

Perhitungan curah hujan rencana digunakan untuk meramalkan besarnya hujan dengan periode ulang tertentu (Soewarno, 1995).

2.2.4  Intensitas Curah Hujan

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu. Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya. Analisis intesitas curah hujan ini dapat diproses dari data curah hujan yang telah terjadi pada masa lampau.

2.2.5 Hujan Berpeluang Maksimum (Probable Maximum Precipitation)

PMP didefinisikan sebagai tinggi terbesar hujan dengan durasi tertentu yang secara meteorologis dimungkinkan bagi suatu daerah pengaliran dalam suatu waktu dalam tahun, tanpa adanya kelonggaran yang dibuat untuk trend klimatologis jangka panjang.(C.D Soemarto, 1995).

Hersfield mengajukan rumus yang didasarkan atas persamaan frekuensi umum, dikembangkan oleh Chow (1951) dalam Ward dan Robinson (1990). Rumus ini mengaitkan antara besarnya PMP untuk lama waktu hujan tertentu terhadap nilai tengah (Xn) dan standar deviasi (Sn).

di mana :

PMP    = Probable Maximum Precipitation

Km      = faktor pengali terhadap standar deviasi

Xn       = nilai tengah (mean) data hujan maksimum tahunan

Sn        = standar deviasi data hujan maksimum tahunan