ANALISIS DEBIT ALIRAN PADA SUNGAI ALLUVIAL

Abstract

Dalam pengembangan sungai alluvial sebagai sumber daya air, debit aliran merupakan salah satu elemen yang hares dikaji. Metode untuk menghitung debit aliran (Q) dapat digunakan rumus umum yaitu perkalian antara kecepatan aliran rata-rata (V) dengan luas penampang basah aliran (A) (Chow, 1959). Perkiraan untuk perhitungan kecepatan aliran rata-rata dapat dihitung dengan persamaan distribusi kecepatan logaritmik (Kaulegan, 1938) maupun persamaan aliran seragam (Chow, 1959). Beberapa nilai kekasaran (ks) yang ditetapkan oleh para peneliti sehubungan dengan persamaan distribusi kecepatan logaritmik diantaranya : Strickler (1923) menetapkan nilai ks = 0,387d50; Bray (1982) menetapkan nilai ks = 6,8d50 dan Hick (1990) menetapkan nilai ks = 2d50. Sedangkan dalam persamaan aliran seragam dikenal beberapa koefisien Manning (n) sehubungan dengan material pembentuk dasar sungai (d50) yang telah ditetapkan oleh para peneliti diantaranya : Strickler (1923) menetapkan nilai n = 0,0151 d501/6; Garde dan Raju (1978) menetapkan nilai n = 0,039 d501/6; Subramanya (1982) menetapkan nilai n = 0,047 dm)" dan Julien (1995) menetapkan nilai n = 0,0618 d5014'. Perhitungan debit aliran dari kedua persamaan tersebut menghasilkan debit hitungan yang berbeda, hal ini dikarenakan tiap-tiap persamaan tnempunyai nilai kekasaran (ks) maupun koefisien Manning (n) yang berbeda-beda. Dengan demikian dalam perhitungan debit aliran diperlukan nilai k, maupun nilai n yang tepat untuk dapat menghasilkan debit hitungan yang tepat. Penelitian ini menggunakan data berjumlah 990 set data dari beberapa negara di dunia dan 65 set data dari Jawa Tengah. Berdasarkan data tersebut debit aliran dihitung dengan persamaan distribusi kecepatan logaritmik maupun dengan persamaan aliran seragam. Untuk mengetahui ketepatan dari penggunaan persamaan-persamaan tersebut dapat digunakan mean of discrepancy ratio (Rd) yaitu nilai perbandingan antara debit hasil perhitungan dengan debit data yang ada di lapangan (Bechteller & Vetter, 1989; Wu,1999; Nakato, 1990). Selain menganalisa debit aliran dengan formula yang telah ada, dalam penelitian ini juga menganalisa debit aliran dengan pendekatan statistik. Beberapa parameter statistik dapat untuk menguji keabsahan dari formula empiris yang ditentukan (Yang et al.,1996). Parameter statistik ini antara lain mean of discrepancy ratio Rd (Bechteller & Vetter, 1989; Wu,1999; Nakato, 1990), koefisien korelasi (correlation coefficient) Cc (Hydrau-Tech,Inc.,1998). Basil perhitungan debit aliran dari persamaan distribusi kecepatan logaritmik dengan mengambil beberapa nilai k, dari Strickler, Hick dan Bray dapat disimpulkan bahwa perhitungan debit aliran dari persamaan distribusi kecepatan logaritmik yang paling. cocok (mendekati data di lapangan) bila mengunakan nilai k, dari Strickler, hal ini ditandai dengan nilai mean of discrepancy ratio Rd-0,8942. Sedangkan hasil perhitungan debit aliran dari persamaan Manning dengan mengambil beberapa nilai n dari Strickler, Julien, Garde & Raju dan Subramanya dapat disimpulkan bahwa perhitungan debit aliran dari Rumus Manning yang paling cocok (mendekati data di lapangan) bila mengunakan nilai n dari Garde dan Raju, hal ini ditandai dengan nilai mean of discrepancy ratio Rd=0,8185. Besarnya koefisien korelasi antara debit aliran (Q), lebar sungai (W), tinggi aliran (h), butiran material dasar sungai (d50) dan kemiringan dasar sungai.(S0) yang didapat dari analisa regresi menunjukkan bahwa perubahan debit aliran dipengaruhi oleh perubahan lebar sungai, kedalaman aliran, diameter material dasar dan kemiringan dasar sungai, sehingga Q=f{W,h,d,0,80}. Dengan mengoptimalkan koefisien dari masing-masing vaniabel bebas inidiperoleh suatu rumusan pendekatan untuk menganalisis debit aliran sungai alluvial yaitu : Q =13,1633 wo.9947 ill 4272 d50-0.1500 so 0.3776. Dan pendekatan ini diperoleh nilai discrepancy ratio (Rd) = 1,03 dan, correlation coefficient (Ce) = 0,99. Hasil validasi menggunakan data grup II berjumlah 490 set data-data sungai di dunia dan 65 set data-data sungai di Jawa Tengah menunjukkan bahwa rumus pendekatan diatas cocok diterapkan untuk menganalisis debit aliran pada sungai alluvial. Hal ini ditandai dengan besarnya nilai correlation coefficient (Cc)=0,9939 dan nilai discrepancy rarity (Rd) = 1,015 untuk data grup II berjumlah 490 set data-data stmgai di dunia serta iitsardyftnifal correlation coefficient (CO = 0,9966 dan nilai discrepancy ratio (Rd) -- 1,037 untuk data gritecIrberfumlah 65 set data-data sungai di Jawa Tengah-Indonesia.