POLA ALIRAN BANJIR BERDASARKAN KARAKTERISTIK DAS

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user


commit to user


commit to user

iv

MOTTO

“Jangan membenarkan yang Anda lihat tapi biasakan melihat kebenaran”

(Hotma Prawoto)

“Gunakan ilmu untuk kemashlahatan umat”

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan untuk:

1. Ibu dan Bapak yang telah memberikan begitu banyak kasih sayang serta

doa untuk putramu ini, semoga ini dapat membuat bangga.

2. Sri Kadaryani, Sri Ambarwati, Sri Sudarni ketiga kakak yang sudah

memberi dukungan.

3. Agus Rifani, Imam Nugroho H.S., Sapratisto Daim F., Taufik Rohman, Tri

Susanti team Skripsi Air atas kerjasamanya.

4. Universitas Sebelas Maret, Almamater tercinta.


commit to user

v

ABSTRAK

Uning Agus Prasetyo, 2014. Pola Aliran Banjir Berdasarkan Karakteristik

DAS Sumpur di Sumatera Barat. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Banjir bandang disertai material alam (galodo) dapat mengakibatkan korban

jiwa, harta benda. DAS Sumpur terletak di Sumatera Barat sangat rawan

terhadap bencana banjir. Untuk memperkecil resiko akibat bencana banjir dan

ketepatan dalam upaya mengantisipasi bencana tersebut perlu diketahui

hubungan antara karakter DAS dan pola aliran banjir.

Karakteristik DAS Sumpur meliputi morfometri, pola aliran sungai, jenis tanah,

tata guna lahan. Analisis debit banjir rancangan dengan menggunakan model

HEC-1, HEC-HMS, TR-55, TR-20. Debit puncak banjir yang memenuhi grafik

creager digunakan salah satu model, selanjutnya bentuk hidrograf untuk

mendapatkan pola aliran banjir

Hasil analisis karakteristik DAS meliputi morfometri: luas 142,27 km2, panjang

sungai 15,59 km, lebar DAS 9,126 km, bentuk DAS 0,339, kemiringan sungai

utama 0,036 m/m, kemiringan lereng DAS 0,179 m/m, kerapatan pengaliran 1,99,

WRb 12,99, rasio frekuensi orde 1,84. Pola aliran sungai parallel; jenis tanah

alluvial 15,10%, andosol 45,27, gleisol 39,63 %; tata guna lahan hutan 72,30 %,

permukiman 0,10 %, sawah 2,70 %, tegalan/ belukar 24,90 %. Debit banjir

rancangan yang mendekati grafik Creager adalah model HEC-1. Dengan debit

banjir kala ulang berturut-turut 2, 5, 10, 25, 50, 100, 500 dan 1000 tahun adalah

262,73 m3/dt, 487,19 m3/dt, 659,50 m3/dt, 900,90 m3/dt, 1096,55 m3/dt, 1304,14

m3/dt, 1525,37 m3/dt, dan 2100,41 m3/dt. Pola aliran banjir kala ulang 5 tahun

Qp=487,19 m3/dt, Tp 10,5 jam, Tb 26,5 jam. Q50= 243,19 m3/dt dengan W50=1,5

jam, Q75= 365,39 m3/dt dengan W75= 0,8 jam. Sedangkan kala ulang 100 tahun,

Qp=1304,14 m3/dt, Q50=652,07 m3/dt dengan W50=1,2 jam, Q75=978,11 m3/dt

dengan W75=0,8 jam.

Kata kunci: Pola aliran, karakteristik, banjir.


commit to user

vi

ABSTRACT

Uning Agus Prasetyo, 2014. Flood Flow Pattern Characteristics Based

Sumpur Watershed in West Sumatera. Thesis, Department of Civil

Engineering, Faculty of Engineering, University March Surakarta .

Flash floods with natural materials (galodo) may result in loss of life, property.

Sumpur watershed is located in West Sumatra is prone to catastrophic flooding.

To minimize the risk of catastrophic flood and accuracy in an effort to anticipate

the disaster need to know the relationship between the character of the watershed

and flood flow patterns.

Sumpur watershed characteristics include morphometry, stream flow patterns, soil

types, land use. Analysis of the design flood discharge using a model HEC-1,

HEC-HMS, TR-55, TR-20. Flood peak discharge that meets the graph Creager

used one of the models, then the shape of hydrograph to obtain flood flow patterns

Results of morphometric analysis of the characteristics of the watershed include:

spacious 142,27 km2, river length 15.59 km, 9.126 km wide watershed, watershed

shape 0,339, the slope of the main river 0,036 m/m, watershed slope 0,179 m/m,

drainage density 1,99, WRb 12,99, order frequency ratio of 1,84. The pattern of

parallel streams, alluvial soil types 15,10%, 45,27 andosol, gleisol 39,63%, forest

land 72,30%, 0,10% settlements, rice 2,70%, moor/ shrub 24,90%. Flood peak

discharge approaching Creager graph is a HEC-1 model. The flood peak discharge

return period happens in 2, 5, 10, 25, 50, 100, 500 and 1000 years is 262,73 m3/s,

487,19 m3/s, 659,50 m3/s, 900,90 m3/s, 1096,55 m3/s, 1304,14 m3/s, 1525,37 m3/s,

dan 2100,41 m3/s. Flood flow patterns over 5 years when Qp=487,19 m3/s, Tp

10,5 hours, 26,5 hours Tb. Q50= 243,19 m3/s with W50= 1,5 hours, Q75= 365,39

m3/s with W75= 0,8 hours. Meanwhile, when the 100-year anniversary,

Qp=1304,14 m3/s, Q50= 652,07 m3/s with W50 = 1,2 hours, Q75 = 978,11 m3/s with

W75 = 0,8 hours.

Keywords: Flow patterns, characteristic, flood.


commit to user

vii

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT atas limpahan rahmat dan

hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi dengan judul

”Pola Aliran Banjir Berdasarkan Karakteristik DAS Sumpur di Sumatera

Barat” guna memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penyusunan skripsi ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan,

dukungan, dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada

kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Segenap Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

3. Dr.Ir. Mamok Suprapto, M.Eng selaku dosen pembimbing I.

4. Ir. Solichin, MT. selaku dosen pembimbing II.

5. Dr. Ir. Rr. Rintis Hadiani selaku dosen pembimbing akademik.

6. Dosen Penguji skripsi.

7. Segenap Bapak dan Ibu Dosen Pengajar di Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

8. Rekan-rekan satu tim dan rekan Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil.

9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis

dengan tulus ikhlas.

Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu

penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan

di masa mendatang dan semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi

penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.

Surakarta, Juli 2014


commit to user

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... iii

MOTTO ...................................................................................................... iv

PERSEMBAHAN ....................................................................................... iv

ABSTRAK .................................................................................................. v

ABSTRACT ................................................................................................ vi

PRAKATA .................................................................................................. vii

DAFTAR ISI ............................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ....................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiv

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xv

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ........................................................... xvi

GLOSARIUM ............................................................................................. xviii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ......................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah .................................................................... 1

1.3. Batasan Masalah ....................................................................... 2

1.4. Tujuan Penelitian...................................................................... 2

1.5. Manfaat Penelitian.................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ................... 3

2.1. Tinjauan Pustaka ...................................................................... 3

. 2.1.1. Karakteristik Daerah Aliran Sungai (DAS) .................. 3

2.1.2. Debit Banjir .................................................................. 3

2.1.3. Pola Aliran Banjir ......................................................... 4

2.2. Dasar Teori ............................................................................... 4

2.2.1. Karakteristik DAS ........................................................ 4

1. Morfometri DAS ....................................................... 4


commit to user

ix

2. Pola Aliran Sungai .................................................... 10

3. Jenis Tanah ............................................................... 13

4. Tata Guna Lahan ...................................................... 13

2.2.2. Debit Banjir .................................................................. 14

1. Data Hujan ............................................................... 14

2. Uji Kepanggahan ...................................................... 14

3. Hujan Wilayah .......................................................... 15

4. Agihan Frekuensi Hujan ........................................... 16

5. Hujan Rancangan ..................................................... 19

6. Intensitas Hujan, Pola Hujan Jam-jaman ................. 22

7. Debit Banjir Rancangan ........................................... 22

8. Grafik Creager ......................................................... 28

2.2.3. Pola Aliran Banjir ......................................................... 29

BAB III METODE PENELITIAN ...................................................... 32

3.1. Metode Penelitian ..................................................................... 32

3.2. Waktu dan Lokasi Penelitian.................................................... 32

3.3. Data yang Dibutuhkan .............................................................. 33

3.3.1. Data Hujan Harian ........................................................ 33

3.3.2. Data Peta ...................................................................... 34

3.4. Alat yang Digunakan ................................................................ 34

3.5. Tahapan Penelitian ................................................................... 34

3.5.1. Pengumpulan Data ....................................................... 34

3.5.2. Analisis DEM (Digital Elevation Model) .................... 34

3.5.3. Menentukan Karakteristik DAS ................................... 34

3.5.4. Menentukan Debit Banjir ............................................. 35

1. Uji Kepanggahan Data Hujan ................................... 35

2. Hujan Wilayah .......................................................... 35

3. Agihan Frekuensi Hujan ........................................... 35

4. Uji Kecocokan Jenis Agihan .................................... 35

5. Hujan Rancangan ..................................................... 36


commit to user

x

6. Intensitas Hujan, Pola Agihan Hujan Jam-jaman ..... 36

7. Analisis Debit Banjir Rancangan ............................. 36

3.5.5. Pola Aliran Banjir........................................................... 36

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ........................................ 39

4.1. Karakteristik DAS .................................................................... 39

4.1.1. Morfometri DAS ........................................................... 39

a. Luas Daerah Aliran Sungai (A) ................................ 39

b. Panjang Sungai Utama (L) ....................................... 39

c. Lebar DAS ................................................................ 39

d. Bentuk DAS ............................................................. 39

e. Kemiringan (slope) ................................................... 39

f. Kerapatan Pengaliran (Dd) ........................................ 39

g. Orde dan Tingkat Percabangan Sungai .................... 40

h. Rasio Frekuensi Orde Sungai (F) ............................. 41

4.1.2. Pola Aliran Sungai ........................................................ 41

4.1.3. Jenis Tanah ................................................................... 41

4.1.4. Tata Guna Lahan .......................................................... 42

4.2. Debit Banjir .............................................................................. 43

4.2.1. Data Hujan .................................................................... 43

4.2.2. Uji Kepanggahan Data Hujan ....................................... 43

4.2.3. Hujan Wilayah .............................................................. 46

4.2.4. Agihan Frekuensi Hujan ............................................... 47

4.2.5. Hujan Rancangan ......................................................... 52

4.2.6. Intensitas Hujan, Pola Agihan Hujan Jam-jaman ......... 53

4.2.7. Debit Banjir Rancangan ............................................... 54

a. Parameter DAS ......................................................... 54

b. Analisis Debit Banjir Rancangan ............................. 55

4.2.8. Rekapitulasi Hasil Debit Puncak .................................. 62

4.2.9. Grafik Creager ............................................................. 63

4.3. Pola Aliran Banjir..................................................................... 65


commit to user

xi

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................. 69

5.1. Kesimpulan............................................................................... 69

5.2. Saran ........................................................................................ 70

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ xix

PENUTUP .................................................................................................. xxii

LAMPIRAN A ........................................................................................ xxiii

LAMPIRAN B ........................................................................................ xliv

LAMPIRAN C ........................................................................................ xlviii


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Bentuk kebulatan (circularity ratio) .................................. 6

Tabel 2.2. Nilai indek kerapatan sungai .............................................. 8

Tabel 2.3. Pola Aliran Sungai dan Karakteristik ................................ 10

Tabel 2.4. Nilai Kritik Q dan R ........................................................... 15

Tabel 2.5. Tabel Agihan Chi Kuadrat X2 ............................................ 18

Tabel 2.6. Tabel Nilai kritis Do untuk Uji Smirnov-Kolmogorov ...... 19

Tabel 2.7. Nilai Variabel (k) Reduksi Gauss ...................................... 20

Tabel 2.8. Nilai Sn dan Yn .................................................................. 20

Tabel 2.9. Nilai Variabel (Y) Reduksi Gumbel .................................. 21

Tabel 2.10. Nilai k Agihan Log Pearson Type III ................................ 21

Tabel 2.11. Nilai Fp .............................................................................. 26

Tabel 4.1. Hasil Analisis Rb dan WRb ............................................... 40

Tabel 4.2. Penyebaran Jenis Tanah ..................................................... 42

Tabel 4.3. Tata Guna Lahan DAS Sumpur ......................................... 42

Tabel 4.4. Rekapitulasi Karakteristik DAS Sumpur ........................... 42

Tabel 4.5. Hujan Tahunan .................................................................. 43

Tabel 4.6. Hujan Harian Maksimum dan Jumlah Hujan Tahunan Sta.

Buo ..................................................................................... 44

Tabel 4.7. Nilai Kritik Q untuk Uji Kepanggahan .............................. 44

Tabel 4.8. Uji Kepanggahan pada Stasiun Buo .................................. 45

Tabel 4.9. Hujan Wilayah ................................................................... 46

Tabel 4.10. Analisis Agihan Frekuensi Hujan dengan Metode Agihan

Normal ............................................................................... 47

Tabel 4.11. Hasil Pengukuran Dispersi ................................................. 48

Tabel 4.12. Perhitungan Variabel Pengukuran Dispersi dengan

Logaritma Normal .............................................................. 48

Tabel 4.13. Hasil Pengukuran Dispersi ................................................. 49

Tabel 4.14 Hasil Pengukuran Dispersi dengan Logaritma .................. 49


commit to user

xiii

Tabel 4.15. Hasil Uji Agihan Frekuensi ............................................... 49

Tabel 4.16. Metode Chi Kuadrat ........................................................... 50

Tabel 4.17. Metode Smirnov-Kolmogorov ........................................... 51

Tabel 4.18. Perhitungan Hujan Rencana Metode Log Pearson

Type III .............................................................................. 52

Tabel 4.19. Penurunan Hujan Jam-jaman Kala Ulang 2 Tahun ........... 54

Tabel 4.20. Agihan Hujan Jam-jaman untuk Beragam Kala Ulang ..... 54

Tabel 4.21. Penggunaan Lahan, Kelompok Hidrologi Lahan

dan CN DAS Sumpur ........................................................ 54

Tabel 4.22. Hidrograf Satuan Model HEC-1 untuk Periode Ulang

Tertentu .............................................................................. 56

Tabel 4.23. Hidrograf Satuan Model HEC-HMS untuk Periode

Ulang Tertentu ................................................................... 57

Tabel 4.24. Hidrograf Satuan Model TR-55 untuk Periode Ulang

Tertentu .............................................................................. 59

Tabel 4.25. Hidrograf Satuan Model TR-20 untuk Periode Ulang

Tertentu .............................................................................. 61

Tabel 4.26. Rekapitulasi Debit Puncak untuk Periode Ulang

Tertentu .............................................................................. 62

Tabel 4.27. Nilai Grafik Creager dengan Debit Puncak Kala

Ulang 1000 Tahun ................................................................... 64

Tabel 4.28. Hasil Analisis Vertikal Model HEC-1 .................................... 66

Tabel 4.29. Hasil Analisis Horizontal Model HEC-1 ................................ 68


commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Pengaruh Bentuk DAS terhadap Bentuk Hidrograf

Alirannya ......................................................................... 7

Gambar 2.2. Penentuan Alur Sungai Metode Strahler ......................... 9

Gambar 2.3. Pola Aliran Sungai ........................................................... 13

Gambar 2.4. Grafik Nilai Q .................................................................. 29

Gambar 2.5. Nilai Ia/P .......................................................................... 30

Gambar 2.6. Grafik Nilai qu ................................................................. 31

Gambar 2.7. Grafik Craeger ................................................................ 33

Gambar 2.8. Pola Aliran Banjir Analisis Vertikal ................................ 29

Gambar 2.9. Pola Aliran Banjir Analisis Horizontal ............................ 31

Gambar 3.1. Lokasi Penelitian (DAS Sumpur) .................................... 33

Gambar 3.2. Bagan Alir Penelitian ..................................................... 37

Gambar 4.1. Penentuan Orde dengan Metode Strahler ........................ 40

Gambar 4.2. Penyebaran Jenis Tanah .................................................. 41

Gambar 4.3. Stasiun Hujan DAS Sumpur ............................................ 46

Gambar 4.4. Model DAS Sumpur ........................................................ 55

Gambar 4.5. Hidrograf Hasil Model HEC-1 Kala Ulang Tertentu ..... 57

Gambar 4.6. Hidrograf Hasil Model HEC-1 Kala Ulang Tertentu ..... 59

Gambar 4.7. Hidrograf Hasil Model TR-55 Kala Ulang Tertentu ...... 60

Gambar 4.8. Hidrograf Hasil Model TR-20 Kala Ulang Tertentu ...... 62

Gambar 4.9. Grafik Creager ................................................................ 64

Gambar 4.10. Analisis Vertikal Model HEC-1 Kala Ulang 5 th ............ 65

Gambar 4.11. Analisis Vertikal Model HEC-1 Kala Ulang 100 th ........ 66

Gambar 4.12. Analisis Horizontal Model HEC-1 Kala Ulang 5 th ........ 67

Gambar 4.13. Analisis Horizontal Model HEC-1 Kala Ulang 100 th .... 67


commit to user

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A - Data hujan harian

Lampiran B - Tabel nilai CN (Curve Number)

- Tabel nilai laju infiltrasi tanah berdasarkan kelas tekstur tanah

Lampiran C - Tutorial model HEC-1, HEC-HMS, TR-55, TR-20


commit to user

xvi

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

A = luas DAS

Ck = Koefisien kurtosis

CN = curve number

Cs = koefisien skewness

Cv = koefisien variasi

D = kerapatan alur sungai

D = lamanya hujan

Dk = derajat kebebasan

Dy = deviasi standar

Ei = jumlah nilai teoritis pada sub kelompok i

F = rasio frekuensi orde sungai

Fp = faktor penyesuaian kolom dan rawa

G = jumlah sub kelompok

I = intensitas hujan

Ia = initial abstraction

k = Koefisien kemencengan untuk agihan

KT = faktor frekuensi

L = panjang sungai

Ln = pangjang sungai keseluruhan

n = jumlah data

Nu = jumlah alur sungi untuk orde ke u

Oi = nilai pengamatan pada sub kelompok i

P = hujan rancangan

P = keliling (perimeter)

p = probabilitas

Q = limpasan

Qa = limpasan sebelum mencapai debit puncak

Qd = limpasan sesudah mencapai debit puncak

qp = debit puncak

qu = unit debit puncak

R = hujan rancangan

R24 = intensitas hujan harian untuk kala ulang T

Rb = indeks percabangan sungai

Rc = nisbah kebulatan

s = kemiringan sungai

S = potensi retensi maksimum


commit to user

xvii

S = standar deviasi

Sn = Standar deviasi ke n

t = durasi hujan

T = kala ulang

T0,3 =

waktu dari puncak banjir sampai 0,3 kali debit puncak

banjir

tc = waktu konsentrasi

tL = waktu tenggang

Tp = waktu puncak

Tr = lama hujan efektif

W = Lebar DAS

W50 = lebar hidrograf pada debit 50% dari debit puncak

W75 = lebar hidrograf pada debit 75% dari debit puncak

WRb = Rb tertimbang

X = nilai rerata

Xh2 = parameter Chi-kuadrat terhitung

Xi = hujan pada tahun ke-i

XT = Hujan rancangan dalam periode ulang n tahun

Y = Koefisien untuk agihan Gumbel

Ȳ = data hujan rerata-i

Yi = data hujan ke-i

Yn = Koefisien untuk agihan Gumbel ke n

α = konstanta


commit to user

xviii

GLOSARIUM

area of watershed = luas daerah aliran sungai

bifurcation ration = percabangan sungai

block mountains = pegunungan patahan

catchment = daerah tangkapan

channel detention = tambatan saluran

circularity ration = bentuk kebulatan

curve number = nomer kurva

depression storage = simpanan permukaan

detention storage = tambatan permukaan

direct runoff = aliran langsung

dome = kubah

double mass curve = lengkung massa ganda

drainage density = kerapatan sungai

event = kejadian

folded mountains = pegunungan lipatan

initial abstraction = abstraksi awal

level of significant = nilai nyata tertentu

lowland catchment = hilir sungai

object = obyek

outlet = tempat keluaran

output = hasil

percentage of pond and swamp areas = prosentase kolam dan rawa

permeable = dapat ditembus air

precipitation runoff = hujan limpasan

range = diantara

runoff = limpasan

simple representation = sajian sederhana

stand alone station = individual stasiun

states = keadaan

topographic drainage boundary = batas DAS secara topografik

tributaries = anak sungai


commit to user

xxii

PENUTUP

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas Berkat dan Rahmat-

Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Pola Aliran

Banjir Berdasarkan Karakteristik DAS Sumpur di Sumatera Barat”.

Skripsi ini diharapkan dapat bermanfaat bagi penulis maupun bagi para pembaca.

Dalam penyusunan skripsi ini disadari masih banyak terdapat kekurangan yang

perlu penyempurnaan, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat

diharapkan sebagai bekal kesempurnaan penelitian di masa yang akan datang.

Akhir kata, penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu serta mohon maaf apabila terdapat hal-hal yang kurang berkenan di

hati para pembaca.

Penulis

Documents

POLA ALIRAN BANJIR BERDASARKAN KARAKTERISTIK DAS