Analisis Spasial Potensi Banjir pada DAS Belawan dengan Menggunakan Sistem Informasi Geografis (SIG)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (2004). SNI 03-2415-1991 Rev. 2004 : Tata Cara Perhitungan Debit Banjir,

Badan Standarisasi Nasional.

Albrecht. 2007. Key Concepts and Technique in GIS. Los Angeles.

Bambang Triatmodjo, 2008. Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Beta Offset

Cech, T.V. 2005. Principles of Water Resources History, Development, Management, and Policy. Second Edition. Wiley. USA.

Chow, V T. 1970. Hidrolika Saluran Terbuka (Open Channel Hydraulics). PT.Gelora

Aksara Pratama.

Ghani. 2000. Isu dan Amalan Dalam Reka Bentuk SistemPemetaan risiko Banjir Secara Menyeluruh. National Civil Engineering Conference, AWAM 2000. Hardaningrum, F. 2005. Analisa Genangan Air Hujan di Kawasan Delta dengan Menggunakan Penginderaan Jauh dan SIG. Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XIV, Surabaya.

Harto, S .1993. Analisis Hidrologi . PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Haryono, S. 1999. Drainase Perkotaan. PT.Mediatama Saptakarya.Jakarta. Indarto. 2012. Konsep Dasar Analisa Spasial. Penerbit Andi , Yogyakarta.

Istiarto. 2014. Simple Geometry Rivere. Modul pelatihan simulasi aliran 1-dimensi dengan bantuan paket program hidrodinamika hec-ras UGM , Juni 2014. Yogyakarta.

JICA, Main Report, 1992. The Study On Belawan Padang Integrated River Basin Development, Medan.

Kodoatie. 2013. Rekayasa dan Manajemen Banjir Kota.Penerbit Andi. Longley. 2005. Geographic Information Systems and Science, New York.

Lyon. 2003. Gis for Water Resources and Watershed Management. London.Permen PU No. 63/PRT/1993 tentang Garis Sempadan Sungai, Daerah Manfaat Sungai, Daerah Penguasaan Sungai dan Bekas Sungai. Sandy. 1985. Morfologi Daerah Aliran Sungai. Guru Besar Jurusan Geografi

Sholahuddin DS, 2012 . SIG untuk Memetakan Daerah Banjir dengan Metode Skoring dan Pembobotan (Studi Kasus Kabupaten Jepara), Jawa Tegah. Sjarief. 2005. Konsep Pengelolaan Sumber Daya Air. Penerbit Andi. Jakarta. Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Penerbit Andi,

Yogyakarta.

Takeda, kensaku . (tanpa tahun). Hidrologi untuk Pengairan. PT Pradnya Paramita. Jakarta.

Triatmodjo, Bambang, 2008. Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Beta Offset.

U.S Army Corps of Engineers – Hydrologic Engineering Center (HEC). 2001. Hydraulic Reference Manual HEC-RAS 3.1.3. California: U.S. Army Corps of Engineers.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian ini berada pada DAS Belawan dan anak sungainya yang melewati Kota Medan yaitu Sungai Belawan pada DAS Belawan, kemudian ditampilkan pada Gambar 3.1. Secara administrasi sebagian besar kedua wilayah DAS tersebut berada di kabupaten Deli Serdang dan Kota Medan.

DAS (Daerah Aliran Sungai) Belawan merupakan Daerah Aliran Sungai di Provinsi Sumatera Utara dengan luas 459,67 km2_{. Daerah Aliran Sungai Belawan}

terbentang antara 3° 15' 49,83'' s/d 3° 50' 38,89'' garis Lintang Utara dan meridian 98° 29' 58,56'' s/d 98° 43' 21,76'' Bujur Timur. Secara administrasi DAS Belawan berada pada 2 (dua) Kabupaten/ Kota yaitu Kabupaten Deli Serdang seluas 428,55 km2 _(93.23

%) dan Kota Medan Seluas 31,119 km2 _{(6.77 %). Pada data spasial sebagian kecil}

terdapat di Kabupaten Langkat, namun dengan berbagai pertimbangan dileburkan ke Kabupaten Deli Serdang. Adapun Batas DAS Belawan adalah:

Sebelah Utara: Daerah Aliran Sungai Asam Kumbang. Sebelah Selatan: Daerah Aliran Sungai Deli.

Sebelah Barat: Daerah Aliran Sungai Asam Kumbang dan Wampu.

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian 3.2 Data dan Alat Penelitian

Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data Sekunder adalah data yang diperoleh dari instansi-instansi yang terkait dalam penelitian ini. Adapun data sekunder dalam penelitian ini adalah:

1. Data curah hujan bulanan dan harian maksimum 10 tahun di DAS Belawan, tahun 2005-2014 yang diperoleh dari Badan Metereologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Sampali Medan.

2. Peta digital DAS Belawan diperoleh dari Balai wilayah sungai sumatera II. 3. Peta Infrstruktur kota Medan dan kab. Deli Serdang diperoleh dari

BAPPEDA PROVSU 2010.

4. Data DEM (Digital Elevation Model) yang bersumber dari ASTER GDEM

tahun dari http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp/outline.jsp.

Data Primer adalah data yang diperoleh langsung di lapangan secara pengamatan, peninjauan, dan pengukuran profil sungai. Adapun data primer dalam penelitian ini:

1. Data profil memanjang (Long Section) sungai per 100-300 meter dan melintang (Cross Section) sungai per 1 meter hingga mencapai bantaran sungai 20 meter.

2. Data elevasi dan kemiringan sungai per 100- 300 meter.

Dalam penelitian ini data primer tidak langsung diperoleh di lapangan, tetapi diperoleh dari Balai Wilayah Sungai Sumatera-II (BWSS-II) yang mengukur langsung di lapangan pada tahun 2010, jadi data profil sungai dalam penelitian ini termasuk ke dalam data sekunder.

Dalam menganalisa data-data di atas digunakan suatu perangkat alat berupa perangkat keras (Hardware) dan perangkat lunak (Software) yang dimulai dari pemasukan data (Input) sampai dengan pencetakan hasil (Output). Dimana perangkat keras (Hardware) terdiri dari: Komputer, printer, scanning dan alat tulis. Sementara

perangkat lunak (Software) terdiri dari: Microsoft Office 2007, Microsoft Excel 2007,

MapInfo versi 11.0, HEC-RAS versi 4.0, ArcGiss versi 10 , Google Earth versi 7.1.2.2041 danGlobal Mapper versi 11.0.

3.3 Asumsi Pada Penelitian

Asumsi yang dilakukan dalam penelitan ini yaitu: Dikarenakan elevasi sungai pada profil melintang hanya mencapai 10-20 meter sampai bantaran sungai (Data profil sungai dari BWSS-II), maka elevasi 20 - 1000 meter dari bantaran sungai sampai ke tebing sungai untuk mencapai dataran pemukiman, diasumsikan sesuai dengan kontur dari DEM (Digital Elevation Model) untuk memperlihatkan genangan banjir. Adapun kerangka pikir dari penelitian ini dapat dijelaskan pada bagan alir Gambar 3.2.

3.4 Metodologi Pengolahan Data

Metode penelitian dilakukan dengan pengumpulan data-data seperti data profil sungai, data curah hujan dan data peta-peta pendukung yaitu: Peta Daerah Aliran Sungai (DAS), peta kota Medan, peta infrastruktur dan peta kontur. Data profil sungai dan data curah hujan digunakan untuk analisa debit banjir menurut periode kala ulang yang diinput ke dalam software HEC-RAS untuk menganalisa potensi banjir yang memberikan pemodelan berupa tinggi banjir dan dataran banjir yang terjadi. Prediksi daerah genangan banjir dengan sistem informasi geografis digunakan software MapInfo

yang nantinya memberikan informasi daerah genangan banjir dan luas daerah genangan banjir menurut periode kala ulang banjir. Kemudian estimasi kerugian banjir dilakukan dengan menghitung jumlah penduduk yang terkena dampak banjir disetiap daerah genangan dan jumlah biaya kerugian yang diakibatkan banjir menurut periode kala ulang.

3.4.1 Data Profil Sungai

Data profil sungai terdiri dari bagian profil melintang sungai (Cross Section) dan profil memanjang sungai (Long Section) yang menunjukan variasi tingkat elevasi maupun kedalaman tiap-tiap penampang sungai. Kemiringan dan koefisien kekasaran dasar sungai juga berpengaruh nantinya terhadap perhitungan debit banjir dan potensi banjir. Kemudian data profil sungai ini diinput ke dalam HEC-RAS yang nantinya memberikan hasil potensi banjir berupa pemodelan yaitu tinggi banjir dan dataran banjir yang terjadi menurut periode kala ulangnya.

3.4.2 Observasi Data Curah Hujan

Observasi data adalah pengumpulan data-data yang diperlukan untuk menunjang penelitian ini. Data curah hujan yang digunakan ialah data curah hujan harian maksimum dari 3 stasiun pengamatan curah hujan untuk DAS Belawan yaitu stasiun Tongkoh, Bulu Cina dan Belawan.

Analisa curah hujan kawasan/areal yang digunakan dalam perhitungan pada tugas akhir ini hanya menggunakan metode Polygon Thiessen, mengingat posisi stasiun penakar curah hujan yang membentuk sebuah polygon dan akan memberikan hasil yang lebih teliti dari pada cara aljabar (aritmatik) dan metode isohyet. Data yang digunakan ialah data curah hujan harian maksimum dan peta DAS Belawan. Dengan menghitung luas DAS masing masing areal yang dipengaruhi oleh 3 stasiun penakar curah hujan pada satu DAS makadidapat curah hujan rata rata atau curah hujan kawasan pada DAS Belawan.

Untuk menganalisa frekuensi curah hujan periodik digunakan metode Distribusi Log Pearson III, Gumbel, Normal dan Log Normal. Dalam penelitian ini dihitung curah hujan rancangan dengan kala ulang 2, 3, 5, 10, 25, 50, dan 100 tahun. Dalam perhitungan ini digunakan software Smada untuk mempercepat pengerjaannya. Kemudian data tersebut akan digunakan untuk menghitung debit banjir rancangan kala ulang dengan metode Nakayasu.

3.4.3 Uji Kecocokaan

Pengujian parameter yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan Metode

Smirnov-Kolmogorof. Pada dasarnya uji ini merupakan pengecekan terhadap penyimpangan rerata data yang dianalisis berdasarkan distribusi terpilih, dari beberapa

metode curah hujan periodik kemudian diuji dengan Metode Smirnov-Kolmogorof, hingga mendapatkan hasil yang bisa digunakan untuk menghitung debit banjir rancangan periode kala ulang.

3.4.4 Menganalisa Debit Banjir Rancangan dengan Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu

Analisa debit banjir rancangan kala ulang diambil dari data curah hujan kala ulang dan mengolah data tersebut dengan menggunakan Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu. Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu adalah metode yang berdasarkan teori hidrograf satuan yang menggunakan curah hujan efektif (bagian dari hujan total yang menghasilkan limpasan langsung).

3.4.5 Menganalisa Pemodelan Potensi Banjir dengan HEC-RAS

Data–data sungai baik itu Long Section, Cross Section maupun kemiringan dan elevasi sungai kemudian akan diolah dengan debit banjir pada Software Hydrologic Engineering Center River Analysis System (HEC-RAS) Versi 4.0. Output dari hasil pengolahan data tersebut dapat ditunjukkan dengan simulasi terjadinya potensi banjir tahunan baik berupa animasi maupun peta/gambar pada Software tersebut. Langkah analisa pemodelan pada SoftwareHydrologic Engineering Center River Analysis System (HEC-RAS) Versi 4.0 tersebut adalah sebagai berikut:

1. Buka Software Hydrologic Engineering Center River Analysis System (HEC- RAS) Versi .4.0, hingga muncul tampilan awal;

a. Membuat project baru;

b. Memasukan data geometri Sungai Belawan hingga muncul gambar profil ketiga sungai tersebut;

c. Memasukan data debit banjir rancangan yang sebelumnya dihitung dengan Hidrograf Sintetik Nakayasu;

d. Memasukan data aliran sebagai kondisi batas (Unsteady Flow Data); e. Save data tersebut.

3. Running dan Save Project dan keluar dari program.

3.4.6 Prediksi Daerah Genangan Banjir dengan Sistem Informasi Geografis Setelah mendapatkan hasil analisa potensi banjir berupa pemodelan yang menunjukan tinggi banjir dan dataran banjir dengan software HEC-RAS, maka dapat ditampilkan daerah-daerah genangan banjir dan luas areal banjir yang terjadi di sepanjang wilayah sungai, dengan sistem informasi geografis yang diprediksi menggunakan softwareArcGIS. Untuk mempermudah integrasi antara model hidrolika, hidrologi dan sistem informasi geografis. Program ini kemudian dapat digunakan sebagai interface dengan perangkat lunak SIG seperti ArcGIS sehingga dapat secara langsung memproses data spasial yang terdapat dalam SIG ke dalam model tersebut.

ArcGIS akan bekerja dengan optimal apabila digunakan data peta DEM (Digital ElevationModel ) yang umumnya dibangkitkan berdasarkan data radar atau foto udara yang akurat. Adapun langkah penyajian sistem informasi geografis dengan software ArcGIS antara lain:

1. Memasukkan data-data yang diperlukan dalam penyajiannnya yaitu: a. Peta digital DAS khususnya Sungai Belawan.

b. Peta digital administrasi Kota Medan dan Kabupaten Deli seradang. c. Peta digital kontur.

d. Peta digital infrastruktur Kota Medan dan Kabupaten Deli seradang. e. Peta digital sungai dalam kondisi banjir menurut periode ulangnya yang

dianalisa dengan menggunakan software HEC-RAS.

2. Menumpangtindihkan antara peta yang satu dengan yang lain, terutama peta digital sungai dalam kondisi banjir dengan peta kontur untuk mengetahui ketinggian banjir yang terjadi di sepanjang wilayah sungai di ArcMap. 3. Setelah mendapatkan ketinggian banjir hasilnya dapat ditumpangtindihkan

kembali dengan peta digital Kota Medan untuk mengetahui di daerah mana saja yang terkena banjir dan dapat memberikan informasi jumlah penduduk yang terkena dampak banjir dan juga dapat memberikan informasi luas wilayah yang terkena banjir.

4. Setelah itu dapat ditumpang tindihkan dengan peta digital infrastruktur untuk mengetahuisarana ataupun fasilitas apa saja yang terkena dampak banjir. 5. Setelah semua dilakukan hasil informasi tersebut dapat digunakan untuk

mengestimasi resiko yang diakibatkan banjir menurut periode ulangnya baik itu kerusakan, bencana dan kerugian yang berdasarkan kepada:

a. Jumlah penduduk yang terkena dampak banjir dilihat dari peta kependudukan yang berada di tiap-tiap kecamatan atau kelurahan yang dilalui oleh sungai.

b. Jumlah rumah yang terkena dampak banjir dilihat dari peta kependudukan yang berada di tiap-tiap kecamatan atau kelurahan yang dilalui oleh sungai.

c. Jumlah biaya kerugian yang dihitung dengan mengacu kepada

(http//www.scribd.com/doc/Bappenas 2007 Laporan Penilaian kerusakan kerugian Jabodetabek.

BAB IV

ANALISA PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan Curah Hujan Kawasan DAS Belawan

Perhitungan data curah hujan kawasan bertujuan untuk mengetahui curah hujan yang terjadi di Daerah Aliran Sungai Belawan yang diperoleh dari harga rata-rata curah hujan pada beberapa stasiun curah hujan ditampilkan pada Gambar 4.1

\ Gambar 4.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) Belawan

Dari perhitungan luas area dengan menggunakan metode Rata-rata Aljabar yang Terdapa pada 3 daerah di atas dapat dijelaskan pada Tabel 4.1

Tabel 4.1 Luas Areal Pengaruh Stasiun Hujan Daerah Aliran Sungai Belawan

No. Nama Stasiun Penakar Curah Hujan Luas Areal

1 Stasiun Belawan 187.12 Km2

2 Stasiun Bulu Cina 70,43 Km2

3 Stasiun Pancur Batu 202.12 Km2

Luas Total 459.67 Km2

Sumber hasil perhitungan

Tabel 4.2 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Belawan

Sumber: Data Sekunder, BMKG Sampali

Tahun _(mm) Jan _(mm) Feb _(mm) Mar _(mm) Apr _(mm) May _(mm) Jun _(mm) Jul _(mm) Aug _(mm) Sep _(mm) Oct _(mm) Nov _(mm) Dec maksimum Harian (mm)

2005 26 11 21 34 78 20 27 143 100 69 51 50 143

2006 66 20 60 84 56 97 90 115 118 88 47 396 396

2007 50 51 31 35 84 40 58 63 100 98 103 79 103

2008 17 9 95 22 38 101 115 137 94 95 109 190 190

2009 74 34 0 30 68 48 72 92 87 57 96 36 96

2010 84 18 35 83 49 193 217 125 147 220 232 258 258

2011 132 8 147 169 131 139 132 166 185 266 181 372 372

2012 145 71 162 112 321 38 93 90 207 152 192 107 321

2013 65 28 5 47 70 39 140 17 26 129 60 68 140

Tabel 4.3Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Bulu Cina

Sumber: Data Sekunder, BMKG Sampali

Tabel 4.4 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Pancur batu Tahun _(mm) Jan _(mm) Feb _(mm) Mar _(mm) Apr _(mm) May _(mm) Jun _(mm) Jul _(mm) Aug _(mm) Sep _(mm) Oct _(mm) Nov _(mm) Dec Maksimum Harian

(mm)

2005 190 30 60 50 75 54 42 41 35.6 46 20 79.5 190

2006 29 159 38 56 56 117.5 49 38 64 89 97 84 159

2007 36 40 13 31 60 32.5 44.5 46 60 219 113 113 219

2008 64.9 39 42 66 51 46 33 52 83 62 57 54 83

2009 39 62 52 38 69 66 25 25 72 86 87 71 87

2010 68 6 107 50 32 46 62 47 19 47 70 65 107

2011 54 41 40 70 85 20 108 63 66 53 76 43 108

2012 36 80 37 26 134 48 50 38 56 115 36 69 134

2013 58 118 46 64.5 81 91 75 87 94 98 66 61 118

2014 24 21 57 59 48 46 68 52 96 48 30 66 96

Sumber: Data Sekunder, BMKG Sampali

Tahun _(mm) Jan _(mm) Feb _(mm) Mar _(mm) Apr _(mm) May _(mm) Jun _(mm) Jul _(mm) Aug _(mm) Sep _(mm) Oct _(mm) Nov _(mm) Dec Maksimum Harian (mm)

2005 45 27 50 34 55 54 30 21 65 42 37 102 102

2006 41 22 9 25 37 12 41 40 45 66 71 37 71

2007 6 45 32 64 18 21 65 42 29 53 15 32 65

2008 41 22 50 39 41 58 75 39 57 57 51 40 75

2009 19 30 7 22 51 55 122 36 70 77 67 26 122

2010 74 9 31 44 78 53 57 38 31 100 83 119 119

2011 57 5 33 28 56 78 48 39 92 37 33 18 92

2012 45 27 50 34 55 54 30 21 65 42 37 102 102

2013 34 26 27 65 31 45 42 41 41 59 45 54 65

Kemudian data-data di atas diinput ke dalam rumus metode Rata-rata Aljabar.

n

R

n

R

R

R

R

n i



=

+

+

=

1 2 3

dimana: Ri = Curah Hujan Maksimum tiap stasiun (mm). n = Jumlah data Stasiun.

Dengan metode Rata-rata Aljabar maka diperoleh curah hujan regional maksimum yang dijelaskan padaTabel 4.5.

Tabel 4.5 Perhitungan Curah Hujan Regional Harian Maksimum DAS Belawan Tahun Curah Hujan Harian Maksimum (RHmax) (mm) Belawan Bulu Cina Pancur Batu RH max (mm)

(mm) (mm) (mm)

1 2005 143 102 190 145.00

2 2006 396 71 159 208.67

3 2007 103 65 219 129.00

4 2008 190 75 83 116.00

5 2009 96 122 87 101.67

6 2010 258 119 107 161.33

7 2011 372 92 108 190.67

8 2012 321 102 134 185.67

9 2013 140 65 118 107.7

10 2014 91 65 96 84.00

Sumber hasil perhitungan

4.2 Perhitungan Koefisien Pengaliran DAS Belawan

Koefisien aliran yang biasa dilambangkan dengan C merupakan dalam upaya mengendalikan banjir, Suripin (2004) mengemukakan faktor utama yang mempengaruhi nilai C adalah laju infiltrasi tanah atau persentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman penutupan tanah dan intensitas hujan. Koefisien ini juga tergantung pada sifat

dan kondisi tanah. Pengauh koefesien pengalian pada tata guna lahan yang terjadi secara langsung mempengaruhi debit puncak yang terjadi pada suatu DAS.

Tabel 4.6 Zona Tata Guna Lahan DAS Belawan No Zona Penggunaan Lahan Luasan Area (ha)

1 Air empang 15.46

2 Air rawa 1273.87

3 Air tawar sungai 1298.93

4 Hutan rimba 4279.09

5 Pasir/bukit pasir laut 23.99

6 Perkebunan/kebun 3845.88

7 Permukiman dan tempat kegiatan 1970.32

8 Sawah 7396.18

9 Semak belukar/alang-alang 6665.57

10 Tegalan/lading 14993.71

Total 41763

Sumber Peta RBI Medan

Tabel 4.7 Nilai Koefisien Pengaliran DAS Belawan

Zona Penggunaan Lahan _{Limpasan ©} Koefisien _{Area (ha)} Luasan C x A

Air empang 0.2 15.46 3.09

Air rawa 0.15 1273.87 191.08

Air tawar sungai 0.15 1298.93 194.84

Hutan rimba 0.15 4279.09 641.86

Pasir/bukit pasir laut 0.15 23.99 3.60

Perkebunan/kebun 0.4 3845.88 1538.35

Permukiman dan tempat kegiatan 0.9 1970.32 1773.29

Sawah 0.15 7396.18 1109.43

Semak belukar/alang-alang 0.2 6665.57 1333.11

Tegalan/lading 0.2 14993.71 2998.74

Total 2.65 41763 9787.40

Sumber hasil perhitungan

Crerata = . = 0,234

Dari hasil perhitungan di atas maka nilai koefisien limpasan 0.24 ini dapat diartikan bahwa air hujan yang turun akan melimpas ke permukaan dan mengalir menuju daerah hilir yang dijelaskan pada Tabel 4.7. Nilai koefisien ini juga dapat digunakan untuk menentukan kondisi fisik dari DAS Belawan yang artinya memiliki kondisi fisik yang baik. Hal ini sesuai dengan pernyataan Kodoatie dan Syarief (2005), yang menyatakan bahwa angka koefisien aliran permukaan itu merupakan salah satu indikator untuk menentukan kondisi fisik suatu DAS. Nilai C berkisar antara 0 – 1. Nilai C = 0 menunjukkan bahwa semua air hujan terinterepsi dan terinfiltrasi ke dalam tanah dan sebaliknya untuk C = 1 menunjukkan bahwa semua air hujan mengalir sebagai aliran permukaan (run off).

4.3 Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan

Perhitungan ini dilakukan untuk mendapatkan hasil curah hujan kala ulang, Langkah yang ditempuh adalah dengan menggunakan data-data mulai dari terkecil sampai terbesar. Dari hasil analisis diperoleh nilai untuk masing-masing parameter statisik. Untuk menganalisis probabilitas curah hujan biasanya dipakai beberapa macam distribusi yaitu: (A) Distribusi Gumbel, (B) Log Person III, (C)Normal, (D)Log Normal.

Tabel 4.8 Rangking Curah Hujan Regional Harian Maksimum DAS Belawan No. Urut Tahun RH max

(mm)

1 2006 208.67

2 2011 190.67

3 2012 185.67

4 2010 161.33

5 2011 145

6 2007 129

7 2008 116

8 2013 107.7

9 2009 101.67

10 2014 84

Sumber hasil perhitungan

4.3.1 Metode Distribusi Gumbel

Hasil perhitungan curah hujan rata – rata dengan metode distribusi Gumbel dapat dilihat pada Tabel 4.11

No Curah hujan (mm) Xi _{(X X)i}- 2 i (X -X)

1 208.67 142.97 65.70 4316.36

2 190.67 142.97 47.70 2275.19

3 185.67 142.97 42.70 1823.20

4 161.33 142.97 18.36 337.05

5 145 142.97 2.03 4.12

6 129 142.97 -13.97 195.19

7 116 142.97 -26.97 727.43

8 107.7 142.97 -35.27 1244.04

9 101.67 142.97 -41.30 1705.77

10 84 142.97 -58.97 3477.58

16105,95 Sumber: Hasil Perhitungan

Standar deviasi: = , = 42,3

Tabel 4.10Standar Deviasi (Yn) untuk Distribusi Gumbel

No 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,5220 20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5309 0,5320 0,5332 0,5343 0,535 30 0,5362 0,5371 0,5380 0,5388 0,5396 0,5403 0,5410 0,5418 0,5424 0,5346 40 0,5436 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5463 0,5468 0,473 0,5477 0,5481 50 0,5486 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518 60 0,5521 0,5524 0,5527 0,5530 0,5533 0,5535 0,5538 0,5540 0,5543 0,5545 70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5561 0,5563 0,5565 0,5567 80 0,5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585 90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599 100 0,5600 0,5602 0,5603 0,5604 0,5606 0,5607 0,5608 0,5609 0,5510 0,5611

( Sumber: Buku sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan hal 51, Suripin 2004 Yogyakarta ).

Tabel 4.11Reduksi Standard Deviasi (Sn) untuk Distribusi Gumbel X







1 N X X S N 1 i 2 i x -=



=

(Sumber: Buku sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan hal 52, Suripin 2004 Yogyakarta )

Tabel 4.12Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi periode ulang Gumbel

( Sumber: sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan hal 52, Suripin 2004 Yogyakarta )

. Dari tabel 4.10 dan tabel 4.11 untuk n = 10

No 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0.94 0,96 0,99 1,00 1,020 1,03 1,04 1,049 1,049 1,056

20 1,06 1,06 1,07 1,08 1,08 1,091 1,09 1,10 1,104 1,108

30 1,11 1,11 1,11 1,12 1,12 1,28 1,13 1,13 1,136 1,138

40 1,14 1,14 1,14 1,14 1,14 1,151 1,15 1,15 1,157 1,159

50 1,10 1,16 1,10 1,16 1,16 1,168 1,16 1,17 1,172 1,173

60 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,180 1,18 1,18 1,183 1,184

70 1,18 1,18 1,18 1,18 1,18 1,189 1,19 1,19 1,192 1,193

80 1,19 1,19 1,19 1,19 1,19 1,97 1,19 1,19 1,199 1,200

90 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,203 1,20 1,20 1,205 1,206

10 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,208 1,20 1,20 1,209 1,209

Periode Ulang

( TR ) Reduced Variate _{( YTR )} Periode Ulang _{( TR )} Reduce Variate _{( YTR )} (Tahun) (Tahun) (Tahun) (Tahun)

2 0.3668 100 4.6012

5 1.5004 200 5.2969

10 2.251 250 5.5206

20 2.9709 500 6.2149

25 3.1993 1000 6.9087

50 3.9028 5000 8.5188

n n

Y 0,4952 S 0,94

= =

Untuk periode ulang (T) 2 tahun dari tabel 4.12

TR

Y

=

0,3668

TR n n

Y

Y 0.3668 0.4952

K

0,137

S

0,94

-

-=

=

=

-= X + K .S -= 1 61.119 + (−0.137 x 89,46 ) -= 348,32 mm

Di bawah ini merupakan tabel 4.12 yang berisikan data analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Gumbel, seperti yang tertera di bawah ini.

Tabel 4.13Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel

No Periode ulang (T) _tahun Y Yn S Sn XT (mm)

1 2 142,97 0,3668 0,4952 42,30 0,94 137,19

2 5 142,97 1,5004 0,4952 42,30 0,94 188,21

3 10 142,97 2,2510 0,4952 42,30 0,94 221,99

4 25 142,97 3,1993 0,4952 42,30 0,94 264,66

5 50 142,97 3,9028 0,4952 42,30 0,94 296,32

6 100 142,97 4,6012 0,4952 42,30 0,94 327,75

Sumber: Hasil Perhitungan

4.3.2 Metode Distribusi Log Pearson Tipe III

Hasil perhitungan curah hujan rata – rata dengan metode distribusi Log Pearson Type III dapat dilihat pada Tabel 4.13.

Tabel 4.14Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Pearson III

No Curah hujan _{(mm) Xi Log X}i Log X Log(X_i-X) Log(X X)_i- 2 Log(X X)_i- 3

1 208.67 2.32 2.14 0.18 0.03306 0.0060117

2 190.67 2.28 2.14 0.14 0.02035 0.0029029

3 185.67 2.27 2.14 0.13 0.01719 0.0022538

4 161.33 2.21 2.14 0.07 0.00491 0.0003442

5 145 2.16 2.14 0.02 0.00056 0.0000134

6 129 2.11 2.14 -0.03 0.00073 -0.0000198

7 116 2.06 2.14 -0.07 0.00535 -0.0003918

8 107.7 2.03 2.14 -0.11 0.01111 -0.0011714

9 101.67 2.01 2.14 -0.13 0.01701 -0.0022193

10 84 1.92 2.14 -0.21 0.04552 -0.0097114

1429.71 21.38 0.15581 -0.00199

Sumber: Hasil Perhitungan

Dari data-data diatas didapat:

X =

. = 2,138

Standar deviasi: = . = 0,132

Koefisien kemencengan: 0,121 0,12 x 8 x 9 0,00199 x 10

G= ₃ =

-Selanjutnya pada analisa curah hujan rencana dengan distribusi Log Pearson III diperlukan nilai K yang diperoleh dari tabel 4.14 seperti yang terdapat dibawah ini.







 



3

n 1 i 3 i S 2 N 1 N X Log X Log N G ´ -´ -´ =



=





1 X Log Log 1 2 -=



= N X S n i i



Tabel 4.15 Nilai Variabel Reduksi Gauss

No Periode Ulang, T (tahun) Peluang KT

1 1,001 0,999 -3,05

2 1,005 0,995 -2,58

3 1,010 0,990 -2,33

4 1,050 0,950 -1,64

5 1,110 0,900 -1,28

6 1,250 0,800 -0,84

7 1,330 0,750 -0,67

8 1,430 0,700 -0,52

9 1,670 0,600 -0,25

10 2,000 0,500 0

11 2,500 0,400 0,25

12 3,330 0,300 0,52

13 4,000 0,250 0,67

14 5,000 0,200 0,84

15 10,000 0,100 1,28

16 20,000 0,050 1,64

17 50,000 0,020 2,05

18 100,000 0,010 2,33

19 200,000 0,005 2,58

20 500,000 0,002 2,88

21 1,000,000 0,001 3,09

( Sumber: Buku sistem drainase perkotaan yang berkelanjutan hal 37, Suripin 2004 Yogyakarta)

Berikut hasil analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Log Person III:

Log X

T

=

T = 2 tahun

Log X2 = 2,14 + (0.106× 0,13)

Log X2 = 2,152

X2 = 141,77 mm

Sehingga diperoleh data analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Metode Log Pearson Tipe III pada tabel 4.16 dibawah.

T

Tabel 4.16 Hasil Perhitungan dengan Metode Log Pearson Tipe III

No Periode ulang (T) _tahun K Log X S Log XT Curah hujan ( XT) _(mm)

1 2 0,106 2,14 0,13 2,152 141,77

2 5 0,857 2,14 0,13 2,250 177,99

3 10 1,193 2,14 0,13 2,295 197,06

4 25 1,511 2,14 0,13 2,336 217,02

5 50 1,696 2,14 0,13 2,.361 229,53

6 100 1,849 2,14 0,13 2,381 240,42

Sumber: Hasil Perhitungan

4.3.3 Metode Distribusi Normal

Hasil perhitungan curah hujan rata – rata dengan metode distribusi Normal dapat dilihat pada Tabel 4.17.

Tabel 4.17Analisa Curah Hujan Metode Distribusi Normal

No Curah hujan (mm) Xi (X X)i

-1 _208.67 142.97 65.70 4316.36

2 _190.67 142.97 47.70 2275.19

3 _185.67 142.97 42.70 1823.20

4 _161.33 142.97 18.36 337.05

5 ₁₄₅ 142.97 2.03 4.12

6 ₁₂₉ 142.97 -13.97 195.19

7 ₁₁₆ 142.97 -26.97 727.43

8 _107.7 142.97 -35.27 1244.04

9 _{101.67 142.97 -41.30 1705.77} 10 _{84 142.97 -58.97 3477.58}

16105,95

Sumber: Hasil Perhitungan

2 i

(X -X) X

Dari data-data diatas didapat: X=142,97mm Standar deviasi: 3 , 42 1 10 29 , 72025 ₌ -=

Selanjutnya pada analisa curah hujan rencana dengan distribusi normal diperlukan nilai KT (variabel reduksi) yang diperoleh dari tabel 4.14

Menganalisa curah hujan rencana dengan Distribusi Normal:

 Untuk periode ulang (T) 2 tahun

X_T =X+(K_T´S)

= 142,97+ (0 x 42,3) = 42,97 mm

Hasil Perhitungan analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Normal seperti pada tabel 4.18 dibawah ini.

Tabel 4.18Analisa Curah Hujan Metode Distribusi Normal

No Periode ulang (T) tahun

KT _(X) S Curah Hujan (XT)

(mm)

1 2 0 142,97 42,30 142,97 2 5 0,84 142,97 42,30 178,51 3 10 1,28 142,97 42,30 197,12 4 25 1,64 142,97 42,30 212,35 5 50 2,05 142,97 42,30 229,69 6 100 2,33 142,97 42,30 241,54

Sumber: Hasil Perhitungan 1 n X) (X S 2 i -=



4.3.4 Metode Distribusi Log Normal

Hasil perhitungan curah hujan rata – rata dengan metode distribusi Log Normal dapat dilihat pada Tabel 4.19.

Tabel 4.19AnalisaCurah Hujan dengan Metode Distribusi Log Normal No Curah hujan

(mm) Xi X Log Xi (X X)_i

-2 i

(Log X Log X)

-1 2006 208,67 142,97 2,32 65,70 4316,36 2 2011 190,67 142,97 2,28 47,70 2275,19 3 2012 185,67 142,97 2,27 42,70 1823,20 4 2010 161,33 142,97 2,21 18,36 337,05 5 2011 145 142,97 2,16 2,03 4,12 6 2007 129 142,97 2,11 -13,97 195,19 7 2008 116 142,97 2,06 -26,97 727,43 8 2013 107,7 142,97 2,03 -35,27 1244,04 9 2009 101,67 142,97 2,01 -41,30 1705,77 10 2014 84 142,97 1,92 -58,97 3477,58 Jumlah 1429,71 21,38 16105,95 0,156

Sumber: Hasil Perhitungan

Dari data-data diatas didapat : X=362.64mm

X=2,32mm

Standar deviasi : 89,46

1 10

95 , 16105

Sx = _- =

132 , 0 1 10 156 , 0 SLogX = _- = (X_i-X)2





1 N X X S N 1 i 2 i x -=



=





1 N X Log X Log S N 1 i 2 i LogX -=



= X Log

Menghitung analisa curah hujan rencana dengan Distribusi Log Normal:

Log X

T

=

T = 2 tahun

Log X2 = 2,55+ (0 × 0.097)

Log X2 = 2,55

X2 = 351,30 mm

Hasil Perhitungan analisa curah hujan rencana dengan Distribusi log Normal seperti pada tabel 4.19 dibawah ini.

Tabel 4.20Analisa Curah Hujan dengan Metode Distribusi Log Normal No Periode ulang _{(T) tahun} KT LogX S Logx Log XT Curah hujan ( XT) _(mm)

1 2 2,14 0,000 0,13 2,138 137,29 2 5 2,14 0,840 0,13 2,248 177,07 3 10 2,14 1,280 0,13 2,306 202,32 4 25 2,14 1,708 0,13 2,362 230,34 5 50 2,14 2,050 0,13 2,407 255,48

6 100 2,14 2,330 0,13 2,444 278,10

Sumber: Hasil Perhitungan

Tabel 4.21 Resume Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan

PERIODE ULANG

(Tahun) CURAH HUJAN

NORMAL

(mm) NORMAL LOG (mm) LOG PEARSON III (mm) GUMBEL (mm)

100 142,97 137,29 141,77 137,19

50 178,51 177,07 177,99 188,21

25 197,12 202,32 197,06 221,99

10 212,35 230,34 217,02 264,66

5 229,69 255,48 229,53 296,32

2 241,54 278,10 240,42 327,75

Sumber: Hasil Perhitungan

T

Gambar 4.3 Grafik Resume Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan

Sumber: Hasil Perhitungan

Dari grafik dan perhitungan di atas maka dapat disimpulkan bahwa untuk menghitung curah hujan kala ulang digunakan Metode Gumbel karena memiliki curah hujan yang maksimum. Agar data tersebut dapat digunakan maka, perlu di uji kecocokannya dengan menggunakan Metode Smirnov-Kolmogorof.

4.4 Analisa Frekuensi Curah Hujan

Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui.Analisa frekuensi diperlukan seri data hujan yang diperoleh dari penakar hujan, baik yang manual maupun otomatis. Analisa frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran hujan di masa yang akan datang. Dengan anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan yang akan datang masih sama dengan sifat statistik kejadian hujan masa lalu. Analisa frekuensi

2 5 10 25 50 100

NORMAL 142.97 177.51 197.12 212.35 229.69 241.54

LOG NORMAL 137.29 177.07 202.32 230.34 255.47 277.1

LOG PERSON III 141.77 177.99 197.06 217.02 229.53 240.42

GUMBEL 137.19 177.21 221.99 264.66 296.32 327.75

0 50 100 150 200 250 300 350

curah hujan diperlukan untuk menentukan jenis sebaran (distribusi).Berikut analisa frekuensi curah hujan pada tabel 4.22.

Tabel 4.22Analisa Frekuensi Curah Hujan

No. Xi

1 208,67 142,97 65,70 4316,36 283580,444 18630951,6 2 190,67 142,97 47,70 2275,19 108524,507 5176510,5 3 185,67 142,97 42,70 1823,20 77849,013 3324075,0 4 161,33 142,97 18,36 337,05 6187,954 113604,6 5 145 142,97 2,03 4,12 8,353 16,9 6 129 142,97 -13,97 195,19 -2726,983 38098,7 7 116 142,97 -26,97 727,43 -19619,645 529161,4 8 107,7 142,97 -35,27 1244,04 -43878,656 1547644,1 9 101,67 142,97 -41,30 1705,77 -70450,114 2909660,2 10 84 142,97 -58,97 3477,58 -205076,302 12093554,6 Total 1429,71 0,00 16105,95 134398,571 44363277,6 Rata-rata 142,97

S 89,46

Sumber: Hasil Perhitungan

Standar deviasi: 3 , 42 1 10 95 , 16105 ₌ -=

Dari hasil perhitungan diatas selanjutnya ditentukan jenis sebaran yang sesuai, dalam penentuan jenis sebaran diperlukan faktor-faktor sebagai berikut:

1. Koefisien Kemencengan (Cs)





3 N 1 i 3 i S ) 2 )( 1 ( X X = C S n n n

-

=

X



Xi-X



2





3

i X

X -



X_i -X



4



Xi-X



1 n X) (X S 2 i -=



246 , 0 46 , 89 ) 8 )( 9 ( 134398,571 10 =

CS x ₃ =

2. Koefisien Kurtosis (Ck)





4 N 1 i 4 i 2

k _{( 1)( 2)( 3)}

X X = C S n n n n

-

= 2,74 = ) 2 , 42 )( 7 )( 8 )( 9 ( 77,6 950.443632 10 =

Ck 2x ₄

3. Koefisien Variasi

X S = Cv 295 , 0 97 , 142 2 , 42 =

Cv =

Berikut ini adalah tabel 4.23 yaitu perbandingan syarat-syarat sebaran dan hasil perhitungan analisa frekuensi hujan.

Tabel 4.23Uji parameter statistik untuk menentukan jenis sebaran

Jenis Sebaran Syarat

Hasil

Perhitungan Perbandingan

Cs Ck Cs Ck Cs _Ck

Normal (Gauss) 0 3 0,246 2,74 _{Tidak Memenuhi Memenuhi}

Log Normal 0,763 3 0,246 2,74 _{Memenuhi Memenuhi}

Log Pearson III ≠ 0 ≠ 0 0,246 2,74 _{Memenuhi Memenuhi} Gumbel < 1,139 < 5,4002 0,246 2,74 _{Memenuhi Memenuhi} Sumber: Bambang Triadmojo, 2008: 250

Berdasarkan tabel 4.23, maka distribusi Log Normal, Log Person III dan Gumbel dapat digunakan sebagai metode perhitungan curah hujan rancangan. Berdasarkan analisis frekuensi yang dilakukan pada data curah hujan harian maksimum diperoleh

bahwa jenis distribusi yang paling cocok dengan sebaran data curah hujan harian maksimum di daerah aliran air adalah distribusi Gumbel.

4.5 Uji Kecocokan (Goodnes of fittest test) DAS Belawan

Uji kecocokan data curah hujan dengan menggunakan metode Gumbel di ujikan pada Metode Smirnov-Kolmogorof yang dijelaskan pada Tabel 4.24.

Sumber: Hasil Perhitungan

No Tahun

Curah Hujan (mm)

Xi

M P(X) m N 1

=

+ _X

X X k

S

-= P '(X) m

N 1

=

- D = P ( X ) P '(X ) - 

1 2005 208,67 1 0,0909 0,9091 1,5531 0,1111 0,8889 0,0202

2 2012 190,67 2 0,1818 0,8182 1,1276 0,2222 0,7778 0,0404

3 2007 185,67 3 0,2727 0,7273 1,0094 0,3333 0,6667 0,0606

4 2006 161,33 4 0,3636 0,6364 0,4340 0,4444 0,5556 0,0808

5 2011 145 5 0,4545 0,5455 0,0480 0,5556 0,4444 0,1010

6 2010 129 6 0,5455 0,4545 -0,3303 0,6667 0,3333 0,1212

7 2008 116 7 0,6364 0,3636 -0,6376 0,7778 0,2222 0,1414

8 2004 107,7 8 0,7273 0,2727 -0,8338 0,8889 0,1111 0,1616

9 2009 101,67 9 0,8182 0,1818 -0,9763 1,0000 0,0000 0,1818

10 2013 84 10 0,9091 0,0909 -1,3940 1,1111 -0,1111 0,2020

Tabel 4.24Perhitungan Uji Smirnov Kolmogorov.

) (X

P' 

) P(X

Dmax = 0,202

Dari table 4.25 kritis Smirnov-Kolmogorov didapat Dcr (0,2) = 0,32 Dmax < Dcr

0,202 < 0,32 (memenuhi syarat)

Tabel 4.25Nilai D kritis untuk Uji Kecocokan Smirnov-Kolmogorov Jumlah

data α derajat kepercayaan N 0,2 0,1 0,05 0,01

5 0,45 0,51 0,56 0,67 10 0,32 0,37 0,41 0,49 15 0,27 0,3 0,34 0,4 20 0,23 0,26 0,29 0,36 25 0,21 0,24 0,27 0,32 30 0,19 0,22 0,24 0,29 35 0,18 0,2 0,23 0,27 40 0,17 0,19 0,21 0,25 45 0,16 0,18 0,2 0,24 50 0,15 0,17 0,19 0,23 n>50 1,07/n 1,22/n 1,36/n 1,63/n

4.6 Debit Banjir Metode Hidrograf Sintetis Nakayasu Sungai Belawan

Parameter-parameter Daerah Aliran Sungai Belawan untuk perhitungan debit banjir dihitung sebagai berikut:

Luas daerah sungai Belawan (A) = 459,67km2

Panjang Sungai (L) = 66,8 km.

Koef. Pengaliran DAS (CWDAS) = 0,234 (hasil perhitungan).

Panjang sungai L > 15 km; Tg = 0,4 + 0,058L.

Tg = 0,4 + 0,058 x66,8 km.

= 4,274 jam. karena waktu hujan (Tr) 0  Tr 1, maka diasumsikan:

Tr = 0,6 x Tg.

Syarat: Tr = 0,6 Tg – 1,0 Tg.

Tr = 0,6 x Tg.

= 0,6 x 4,274

= 2,564 jam.

Koefisien pembanding  = (1.5 – 3).

Koefisien pembanding diambil  = 2, karena daerah pengalirannya biasa.

Peak time (Tp) = Tg + (0.8 x Tr).

= 4,274 + (0.8 x 2,564). = 6,325 jam.

Curah hujan spesifik (R0) = 1 mm.

Debit puncak (Qp) = (A/3,6) x (Ro/(0,3 x Tp + T0.3 )) x CWDAS.

= (459,67/3,6) x (1/(0,3 x 6,323 + 8,534)) x 0,25. = 3,06 m3_/dt.

Base Flow (Qb) = 0,5 x Qp.

= 0,5 x 3,06 = 1,53 m3_/dt.

Data di atas digunakan sebagai parameter untuk input unit Hidrograf Sungai Belawan, sedangkan data Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu dapat dilihat pada perhitungan berikut:

Untuk lengkung naik: t



Tp.

t  6.325 jam.

Untuk lengkung turun I: Tp t  Tp + T0,3.

6,325  t  6,325+ 8,54. 6,325 jam  t  14,865 jam

Untuk lengkung turun II: Tp + T0,3  t  Tp + T0,3 + (0,5 x T0.3).

14,865 t  6,83+ 8,54 +(0,5 x 8,54). 15,364 jam  t  19,64 jam.

Untuk lengkung turun III: t  Tp + T0,3 + (0.5 x T0,3).

t  6,83 + 8,534+ (0.5 x 8,534).

t  19,64 jam.

Tabel 4.26 Persamaan Lengkung Hidrograf Nakayasu

No Karakteristik Notasi Persamaan

1 Lengkung naik Qdo Qp . (t/Tp)2.4

2 Lengkung turun tahap 1 Qd1 Qp . 0.3 ((t-Tp)/T0.3))

3 Lengkung turun tahap 2 Qd2 Qp . 0.3 ((t–Tp+0.5.T0.3)/ (1.5.T0.3)

4 Lengkung turun tahap 3 Qd3 Qp . 0.3 ((t-Tp+1.5.T0.3) / (2.T0.3)

2,564 Jam

2,564 2,274

3,06 m3_/dtk

t  6.325 jam 6,325 jam  t  14,865 jam 15,364 jam  t  19,64 jam t  19,64 jam

Tabel 4.27 Perhitungan Satuan Unit Hidrograf Sungai Belawan

Sumber: Hasil Perhitungan

4.7 Perhitungan Intensitas Hujan Jam-jaman

Waktu yang diperlukan oleh hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ketempat keluarnya (titik control) disebut dengan waktu konsentrasi suatu daerah aliran dimana setelah tanah menjadi jenuh dan tekanan kecil terpenuhi.

WAKTU LENGKUNG

NAIK LENGKUNG TURUN KOEF. KET.

JAM TAHAP I TAHAP II TAHAP III

0 0,000 0,000 Qdo

1 0,062 0,062

2 0,329 0,329

3 0,871 0,871

4 1,737 1,737

5 2,967 2,967

6 4,596 4,596

6,83 5,216 5,216 Qt

7 4,743 4,743 Qd1

8 4,119 4,119

9 3,577 3,577

10 3,107 3,107

11 2,698 2,698

12 2,344 2,344

13 2,035 2,035

14 1,768 1,768

14,865 1,565 1,565 Qd2

15 1,545 1,545

16 1,406 1,406

17 1,280 1,280

18 1,165 1,165

19 1,061 1,061

19,64 0,827 0,827 Qd3

20 0,806 0,806

21 0,751 0,751

22 0,700 0,700

23 0,653 0,653

maka setiap bagian daerah aliran secara serentak telah menyumbangkan aliran terhadap titik control.

Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan persatuan waktu. Sifat umum hujan adalah semakin singkat hujan berlangsung, intensitasnya cendrung makin tinggi dan makin besarperiode ulangnya makin jauh pula intensitasnya, Berikut ini adalah contoh perhitungan untuk intensitas curah hujan.

maka untuk perhitungan digunakan hujan efektif = 6 jam. 1. Sebaran hujan jam-jaman (RT)

RT =

2. Nisbah hujan jam-jaman (Rt) Rt = T x RT – (T-1) (Rt-1)

Berikut Adalah Hasil hasil perhitungan rasio jam-jaman dari hujan terpusat selama 6 jam.

Tabel 4.28 Rasio hujan jam-jaman selama 6 jam jam ke- Distribusi hujan _(Rt) Curah _Hujan Rasio Komulatif

T 0,5 jaman jam ke- % % 0,5 0,87 R24 0,44 R24 43,68 43,68

1 0,55 R24 0,11 R24 11,35 55,03

1,5 0,42 R24 0,08 R24 7,90 62,93

2 0,35 R24 0,06 R24 6,34 69,27

2,5 0,30 R24 0,05 R24 5,35 74,62

3 0,26 R24 0,05 R24 4,68 79,30

3,5 0,24 R24 0,04 R24 4,18 83,48

4 0,22 R24 0,04 R24 3,80 87,28

4,5 0,20 R24 0,04 R24 3,50 90,78

5 0,19 R24 0,03 R24 3,25 94,03

5,5 0,18 R24 0,03 R24 3,04 97,07

6 0,17 R24 0,03 R24 2,93 100,00

Jumlah 1,00 100,00

Sedangkan perhitungan nisbah hujan jam-jaman disajikan dalam tabel sebagai berikut:

Tabel 4.29 Perhitungan nisbah hujan jam-jaman selama 6 jam

Rrencana (mm) 136,20 184,16 215,91 246,36 285,79 315,33

jam ke- Nisbah(%)

1 0,11 39,53 51,04 58,67 65,98 75,44 82,53

2 0,06 22,08 28,51 32,77 36,85 42,14 46,10

3 0,05 16,30 21,05 24,19 27,20 31,11 34,03

4 0,04 13,24 17,09 19,64 22,09 25,26 27,63

5 0,03 11,32 14,62 16,80 18,89 21,60 23,63

6 0,03 10,21 13,18 15,14 17,03 19,47 21,30

Tabel 4.30 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 2 Tahun

No. Koef.

Hidrograf R1 R2 R3 R4 R5 R6 Qt n (T) jam 15,46 8,64 6,37 5,18 4,43 3,99 m3_/dtk

0 0,000 1,53 1,53

1 0,062 0,96 0,54 0,40 0,32 0,28 0,25 4,28

2 0,329 5,09 2,84 2,10 1,70 1,46 1,31 16,03

3 0,871 13,46 7,52 5,55 4,51 3,85 3,47 39,90

4 1,737 26,85 15,00 11,07 8,99 7,69 6,93 78,05

5 2,967 45,87 25,62 18,91 15,36 13,13 11,84 132,26

6 4,596 71,05 39,69 29,29 23,79 20,34 18,34 204,02

6,83 5,216 80,63 45,04 33,25 27,00 23,09 20,82 231,35

7 4,743 73,31 40,95 30,23 24,55 20,99 18,93 210,49

8 4,119 63,67 35,57 26,26 21,32 18,23 16,44 183,01

9 3,577 55,30 30,89 22,80 18,51 15,84 14,28 159,15

10 3,107 48,03 26,83 19,80 16,08 13,75 12,40 138,42

11 2,698 41,71 23,30 17,20 13,97 11,94 10,77 120,42

12 2,344 36,23 20,24 14,94 12,13 10,37 9,35 104,79

13 2,035 31,46 17,58 12,97 10,53 9,01 8,12 91,21

14 1,768 27,33 15,26 11,27 9,15 7,83 7,05 79,42

14,865 1,565 24,19 13,51 9,97 8,10 6,93 6,24 70,48

15 1,545 23,89 13,34 9,85 8,00 6,84 6,17 69,61

16 1,406 21,74 12,15 8,97 7,28 6,23 5,61 63,50

17 1,280 19,79 11,06 8,16 6,63 5,67 5,11 57,94

18 1,165 18,02 10,06 7,43 6,03 5,16 4,65 52,88

19 1,061 16,40 9,16 6,76 5,49 4,70 4,23 48,27

19,64 0,827 12,79 7,14 5,27 4,28 3,66 3,30 37,97

20 0,806 12,47 6,96 5,14 4,17 3,57 3,22 37,06

21 0,751 11,62 6,49 4,79 3,89 3,33 3,00 34,64

22 0,700 10,83 6,05 4,46 3,62 3,10 2,79 32,39

23 0,653 10,09 5,64 4,16 3,38 2,89 2,60 30,29

24 0,608 9,40 5,25 3,88 3,15 2,69 2,43 28,33

Tabel 4.31 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 5 Tahun

Sumber: Hasil Perhitungan

No. Koef. Hidrograf

R1 R2 R3 R4 R5 R6 Qt n

(T) jam 20,90 11,68 8,62 7,00 5,99 5,40 m3_/dtk

0 0,00 1,53 1,53

1 0,06 1,30 0,73 0,54 0,44 0,37 0,34 5,24

2 0,33 6,88 3,84 2,84 2,30 1,97 1,78 21,13

3 0,87 18,20 10,17 7,50 6,09 5,21 4,70 53,40

4 1,74 36,30 20,28 14,97 12,15 10,39 9,37 105,00

5 2,97 62,02 34,64 25,57 20,76 17,76 0 162,28

6 4,60 96,06 53,66 39,61 32,16 27,51 24,80 275,32

6,83 5,22 109,02 60,90 44,95 36,50 31,22 28,14 312,27

7 4,74 99,13 55,37 40,87 33,19 28,38 25,59 284,06

8 4,12 86,09 48,09 35,50 28,82 24,65 22,22 246,91

9 3,58 74,77 41,77 30,83 25,03 21,41 19,30 214,65

10 3,11 64,94 36,27 26,78 21,74 18,60 16,76 186,62

11 2,70 56,40 31,50 23,26 18,88 16,15 14,56 162,28

12 2,34 48,98 27,36 20,20 16,40 14,03 12,65 141,15

13 2,04 42,54 23,76 17,54 14,24 12,18 10,98 122,79

14 1,77 36,95 20,64 15,24 12,37 10,58 9,54 106,84

14,865 1,56 32,71 18,27 13,49 10,95 9,37 8,44 94,75

15 1,55 32,29 18,04 13,32 10,81 9,25 8,34 93,58

16 1,41 29,40 16,42 12,12 9,84 8,42 7,59 85,32

17 1,28 26,76 14,95 11,03 8,96 7,66 6,91 77,80

18 1,17 24,36 13,61 10,04 8,16 6,98 6,29 70,96

19 1,06 22,17 12,39 9,14 7,42 6,35 5,72 64,73

19,64 0,83 17,29 9,66 7,13 5,79 4,95 4,46 50,80

20 0,81 16,85 9,41 6,95 5,64 4,83 4,35 49,57

21 0,75 15,71 8,77 6,48 5,26 4,50 4,05 46,30

22 0,70 14,64 8,18 6,04 4,90 4,19 3,78 43,25

23 0,65 13,64 7,62 5,63 4,57 3,91 3,52 40,41

Tabel 4.32 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 10 Tahun

No. Koef Hidrograf

R1 R2 R3 R4 R5 R6 Qt n

(T) jam 24,51 13,69 10,10 8,20 7,02 6,33 m3_/dtk

0 0,00 1,53 1,53

1 0,06 1,53 0,85 0,63 0,51 0,44 0,39 5,88

2 0,33 8,06 4,50 3,32 2,70 2,31 2,08 24,51

3 0,87 21,34 11,92 8,80 7,14 6,11 5,51 62,35

4 1,74 42,56 23,77 17,55 14,25 12,19 10,99 122,84

5 2,97 72,71 40,61 29,98 24,34 20,82 18,77 208,77

6 4,60 112,62 62,91 46,44 37,71 32,25 29,07 322,53

6,83 5,22 127,82 71,40 52,71 42,80 36,60 33,00 365,85

7 4,74 116,22 64,92 47,92 38,91 33,28 30,00 332,78

8 4,12 100,94 56,38 41,62 33,79 28,90 26,06 289,22

9 3,58 87,66 48,97 36,15 29,35 25,10 22,63 251,39

10 3,11 76,14 42,53 31,39 25,49 21,80 19,65 218,54

11 2,70 66,13 36,94 27,27 22,14 18,93 17,07 190,00

12 2,34 57,43 32,08 23,68 19,23 16,44 14,83 165,22

13 2,04 49,88 27,86 20,57 16,70 14,28 12,88 143,70

14 1,77 43,32 24,20 17,86 14,50 12,40 11,18 125,00

14,87 1,56 38,35 21,42 15,81 12,84 10,98 9,90 110,83

15 1,55 37,86 21,15 15,61 12,68 10,84 9,77 109,45

16 1,41 34,47 19,25 14,21 11,54 9,87 8,90 99,77

17 1,28 31,37 17,53 12,94 10,50 8,98 8,10 90,95

18 1,17 28,56 15,95 11,78 9,56 8,18 7,37 82,93

19 1,06 26,00 14,52 10,72 8,70 7,44 6,71 75,63

19,64 0,83 20,27 11,32 8,36 6,79 5,80 5,23 59,30

20 0,81 19,76 11,04 8,15 6,62 5,66 5,10 57,85

21 0,75 18,42 10,29 7,59 6,17 5,27 4,75 54,02

22 0,70 17,16 9,59 7,08 5,75 4,91 4,43 50,45

23 0,65 15,99 8,93 6,60 5,35 4,58 4,13 47,12

24 0,61 14,91 8,33 6,15 4,99 4,27 3,85 44,01

Tabel 4.33 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 25 Tahun

No. Koef. Hidrograf

R1 R2 R3 R4 R5 R6 Qt n

(T) jam 27,96 15,62 11,53 9,36 8,01 7,22 m3_/dtk

0 0,00 1,53 1,53

1 0,06 1,74 0,97 0,72 0,58 0,50 0,45 6,50

2 0,33 9,20 5,14 3,79 3,08 2,63 2,38 27,75

3 0,87 24,35 13,60 10,04 8,15 6,97 6,29 70,93

4 1,74 48,56 27,13 20,02 16,26 13,91 12,54 139,95

5 2,97 82,96 46,34 34,21 27,78 23,76 21,42 238,00

6 4,60 128,51 71,78 52,99 43,02 36,80 33,17 367,80

6,83 5,22 145,85 81,47 60,14 48,83 41,76 37,65 417,24

7 4,74 132,61 74,08 54,68 44,40 37,97 34,23 379,50

8 4,12 115,17 64,34 47,49 38,56 32,98 29,73 329,80

9 3,58 100,03 55,88 41,25 33,49 28,64 25,82 286,64

10 3,11 86,88 48,53 35,82 29,09 24,88 22,43 249,15

11 2,70 75,45 42,15 31,11 25,26 21,61 19,48 216,59

12 2,34 65,53 36,60 27,02 21,94 18,76 16,92 188,31

13 2,04 56,91 31,79 23,47 19,05 16,30 14,69 163,75

14 1,77 49,43 27,61 20,38 16,55 14,15 12,76 142,42

14,87 1,56 43,76 24,44 18,04 14,65 12,53 11,30 126,24

15 1,55 43,20 24,13 17,81 14,46 12,37 11,15 124,67

16 1,41 39,33 21,97 16,22 13,17 11,26 10,15 113,62

17 1,28 35,80 20,00 14,76 11,99 10,25 9,24 103,57

18 1,17 32,59 18,20 13,44 10,91 9,33 8,41 94,41

19 1,06 29,67 16,57 12,23 9,93 8,49 7,66 86,08

19,64 0,83 23,13 12,92 9,54 7,74 6,62 5,97 67,45

20 0,81 22,55 12,60 9,30 7,55 6,46 5,82 65,80

21 0,75 21,01 11,74 8,66 7,04 6,02 5,42 61,42

22 0,70 19,58 10,94 8,07 6,56 5,61 5,06 57,35

23 0,65 18,25 10,19 7,53 6,11 5,23 4,71 53,55

24 0,61 17,01 9,50 7,01 5,69 4,87 4,39 50,01

Tabel 4.34 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 50 Tahun

No. Koef. Hidrograf

R1 R2 R3 R4 R5 R6 Qt n

(T) jam 32,44 18,12 13,37 10,86 9,29 8,37 m3_/dtk

0 0,00 1,53 1,53

1 0,06 2,02 1,13 0,83 0,68 0,58 0,52 7,29

2 0,33 10,67 5,96 4,40 3,57 3,06 2,76 31,95

3 0,87 28,24 15,78 11,65 9,46 8,09 7,29 82,03

4 1,74 56,33 31,47 23,23 18,86 16,13 14,54 162,10

5 2,97 96,24 53,76 39,68 32,22 27,56 24,84 275,84

6 4,60 149,07 83,27 61,47 49,91 42,69 38,48 426,41

6,83 5,22 169,19 94,51 69,76 56,65 48,45 43,68 483,76

7 4,74 153,83 85,93 63,43 51,50 44,05 39,71 439,98

8 4,12 133,60 74,63 55,09 44,73 38,26 34,49 382,33

9 3,58 116,04 64,82 47,85 38,85 33,23 29,95 332,26

10 3,11 100,78 56,29 41,55 33,74 28,86 26,02 288,77

11 2,70 87,53 48,89 36,09 29,30 25,06 22,59 251,00

12 2,34 76,02 42,46 31,34 25,45 21,77 19,62 218,20

13 2,04 66,02 36,88 27,22 22,10 18,90 17,04 189,71

14 1,77 57,34 32,03 23,64 19,20 16,42 14,80 164,96

14,87 1,56 50,76 28,35 20,93 16,99 14,53 13,10 146,20

15 1,55 50,12 27,99 20,66 16,78 14,35 12,94 144,37

16 1,41 45,62 25,48 18,81 15,27 13,06 11,78 131,56

17 1,28 41,53 23,20 17,12 13,90 11,89 10,72 119,90

18 1,17 37,80 21,12 15,59 12,66 10,82 9,76 109,28

19 1,06 34,41 19,22 14,19 11,52 9,85 8,88 99,61

19,64 0,83 26,83 14,99 11,06 8,98 7,68 6,93 78,00

20 0,81 26,16 14,61 10,79 8,76 7,49 6,75 76,08

21 0,75 24,38 13,62 10,05 8,16 6,98 6,29 71,01

22 0,70 22,72 12,69 9,37 7,61 6,50 5,86 66,28

23 0,65 21,17 11,83 8,73 7,09 6,06 5,47 61,87

24 0,61 19,73 11,02 8,14 6,61 5,65 5,09 57,76

Tabel 4.35 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 100 Tahun

No. Koef.

Hidrograf R1 R2 R3 R4 R5 R6 Qt n (T) jam 35,79 19,99 14,76 11,98 10,25 9,24 m3_/dtk

0 0,00 1,53 1,53

1 0,06 2,23 1,25 0,92 0,75 0,64 0,58 7,89

2 0,33 11,78 6,58 4,86 3,94 3,37 3,04 35,10

3 0,87 31,16 17,41 12,85 10,43 8,92 8,04 90,35

4 1,74 62,16 34,72 25,63 20,81 17,80 16,05 178,69

5 2,97 106,19 59,32 43,79 35,55 30,41 27,41 304,19

6 4,60 164,48 91,88 67,82 55,07 47,10 42,46 470,34

6,83 5,22 186,68 104,28 76,97 62,50 53,45 48,19 533,61

7 4,74 169,73 94,81 69,99 56,83 48,60 43,82 485,31

8 4,12 147,42 82,34 60,78 49,36 42,21 38,06 421,70

9 3,58 128,03 71,52 52,79 42,87 36,66 33,05 366,45

10 3,11 111,20 62,11 45,85 37,23 31,84 28,71 318,46

11 2,70 96,57 53,95 39,82 32,33 27,65 24,93 276,79

12 2,34 83,88 46,85 34,58 28,08 24,02 21,65 240,59

13 2,04 72,85 40,69 30,04 24,39 20,86 18,81 209,16

14 1,77 63,27 35,34 26,09 21,18 18,12 16,33 181,86

14,87 1,56 56,00 31,28 23,09 18,75 16,04 14,46 161,15

15 1,55 55,30 30,89 22,80 18,51 15,83 14,28 159,14

16 1,41 50,34 28,12 20,76 16,85 14,41 12,99 145,00

17 1,28 45,82 25,60 18,89 15,34 13,12 11,83 132,13

18 1,17 41,71 23,30 17,20 13,97 11,94 10,77 120,42

19 1,06 37,97 21,21 15,66 12,71 10,87 9,80 109,75

19,64 0,83 29,60 16,54 12,21 9,91 8,48 7,64 85,90

20 0,81 28,86 16,12 11,90 9,66 8,26 7,45 83,79

21 0,75 26,90 15,02 11,09 9,00 7,70 6,94 78,19

22 0,70 25,07 14,00 10,34 8,39 7,18 6,47 72,97

23 0,65 23,36 13,05 9,63 7,82 6,69 6,03 68,11

24 0,61 21,77 12,16 8,98 7,29 6,23 5,62 63,58

Tabel 4.36 Debit Banjir Rancangan Kala Ulang Sungai Belawan

Sumber: Hasil Perhitungan

No. Q (m3_/dtk)

(T) jam 2 tahun 5 tahun 20 tahun 25 tahun 50 tahun 100 tahun

0 1,53 1,53 1,53 1,53 1,53 1,53

1 4,28 5,24 5,88 6,50 7,29 7,89

2 16,03 21,13 24,51 27,75 31,95 35,10

3 39,90 53,40 62,35 70,93 82,03 90,35

4 78,05 105,00 122,84 139,95 162,10 178,69

5 132,26 162,28 208,77 238,00 275,84 304,19

6 204,02 275,32 322,53 367,80 426,41 470,34

7 231,35 312,27 365,85 417,24 483,76 533,61

7 210,49 284,06 332,78 379,50 439,98 485,31

8 183,01 246,91 289,22 329,80 382,33 421,70

9 159,15 214,65 251,39 286,64 332,26 366,45

10 138,42 186,62 218,54 249,15 288,77 318,46

11 120,42 162,28 190,00 216,59 251,00 276,79

12 104,79 141,15 165,22 188,31 218,20 240,59

13 91,21 122,79 143,70 163,75 189,71 209,16

14 79,42 106,84 125,00 142,42 164,96 181,86

15 70,48 94,75 110,83 126,24 146,20 161,15

15 69,61 93,58 109,45 124,67 144,37 159,14

16 63,50 85,32 99,77 113,62 131,56 145,00

17 57,94 77,80 90,95 103,57 119,90 132,13

18 52,88 70,96 82,93 94,41 109,28 120,42

19 48,27 64,73 75,63 86,08 99,61 109,75

20 37,97 50,80 59,30 67,45 78,00 85,90

20 37,06 49,57 57,85 65,80 76,08 83,79

21 34,64 46,30 54,02 61,42 71,01 78,19

22 32,39 43,25 50,45 57,35 66,28 72,97

23 30,29 40,41 47,12 53,55 61,87 68,11

Gambar 4.5 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan. 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.00 500.00 550.00 600.00

0 1 2 3 4 5 6 7 7 7 9 10 11 12 13 14 15 15 16 17 17 19 20 20 21 22 23 24

1.53 4.27 16.0339.90

77.05 132.26

204.02231.35210.49_173.01

159.15

137.42120.42

104.7991.2179.42_{70.4769.6163.5057.9452.7747.27}

37.9737.0634.6432.3930.2927.33 1.53 5.24 21.13

53.40 105.00

162.27

275.32312.27274.06

246.91 214.65 176.62 162.27 141.15122.79 106.7494.7593.5775.3277.70_{70.9664.7350.7049.5746.3043.2540.4137.77}

1.53 5.7724.51

62.35 122.74 207.77 322.53 365.75 332.77 279.22 251.39 217.54 190.00 165.22 143.70125.00 110.73109.4599.7790.9572.93_{75.6359.3057.7554.0250.4547.1244.01}

1.53 6.5027.75

70.93 139.95 237.00 367.70 417.24 379.50 329.70 276.64 249.15 216.59 177.31 163.75 142.42126.24124.67113.62_{103.5794.4176.07} 67.4565.7061.4257.3553.5550.01

1.53 7.2931.95

72.03 162.10 275.74 426.41 473.76 439.97 372.33 332.26 277.77 251.00 217.20 179.71 164.96146.20144.37 131.56119.90109.27_99.61 77.0076.0771.0166.2761.7757.76

1.53 7.7935.10

90.35 177.69 304.19 470.34 533.61 475.31 421.70 366.45 317.46 276.79 240.59 209.16 171.76 161.15159.14145.00 132.13120.42109.75 75.9073.7977.1972.9767.1163.57 Q (m 3 /d tk ) Jam

Ke-Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan

4.8 Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan dengan Menggunakan HEC-RAS

Dalam menganalisa diperlukan data-data seperti debit banjir, penampang melintang dan memanjang sungai serta elevasi kedalaman eksisting sungai. Analisa yang dilakukan pada HEC-RAS ini akan menampilkan elevasi muka air banjir yang terjadi di setiap penampang sungai baik itu penampang melintang (cross section) maupun penampang memanjang (long section) dari sungai. Maka didapat hasil analisa muka air banjir baik penampang melintang maupun memanjang setiap periode ulang banjir.

4.8.1 Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun

Dari Gambar 4.6 dapat dilihat untuk periode Q100 tahun ketinggian muka air

banjir dari tebing sungai mencapai mencapai 5 meter, sedangkan daerah dataran banjir mencapai 200 meter yang berada di bantaran kiri dan kanan sungai ditampilkan pada Gambar 4.7.

Gambar 4.8 Dataran Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun

4.8.2 Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun

Untuk hasil periode Q50 tahun Gambar 4.9 didapat untuk ketinggian muka

air banjir mencapai 3 meter dari tebing sungai baik itu tebing kanan dan kiri. Sedangkan daerah dataran banjir mencapai 200 meter dari tebing kiri dan kanan sungai yang ditampilkan pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10 Dataran Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun

4.8.3 Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun

Untuk hasil periode Q25 tahun Gambar 4.11 didapat bahwa untuk

ketinggian muka air banjir mencapai sekitar 2 meter dari tebing kanan dan kiri sungai. Sedangkan dataran banjir mencapai 200 meter dari tebing kanan dan kiri sungai dilihat Gambar 4.12.

Gambar 4.12 Dataran Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun.

4.8 Analisa Daerah Banjir Sungai Belawan dengan Menggunakan

ArcGIS

Setelah mendapatkan hasil analisa potensi banjir berupa pemodelan yang menunjukan tinggi banjir dan dataran banjir dengan software HEC-RAS, maka dapat ditampilkan daerah-daerah genangan banjir, dengan cara memasukan data peta digital DAS Sungai Belawan, peta digital administrasi, peta digital tata guna lahan, peta digital kontur atau DEM dan peta digital infrastruktur.

Gambar 4.13 Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun.

Gambar 4.14 Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun.

4.9 Analisa Wilayah Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan

4.9.1 Analisa Wilayah Genangan Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun

Pada periode banjir Q100 akibat luapan Sungai Belawan menimbulkan

tinggi banjir mencapai 1-5 meter, luas genangan banjir yang menggenangi daerah di sekitar wilayah aliran Sungai Belawan berkisar antara 148,43km2 _{genangan yang}

terjadi, di sekitar Kab. Deli Serdang dan Kota Medan yang dilalui oleh Sungai Belawan. Adapun daerah genangan banjir yang terjadi akan dijelaskan pada Gambar 4.16 dan tabel 4.37.

Gambar 4.16 Wilayah Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun.

Tabel 4.37 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Periode Q100Tahun.

Kota/Kab. Luas Genangan

(km²)

Deli Serdang 107,39

Medan 41,82

4.9.2 Analisa Wilayah Genangan Banjir Sungai Belawan Periode Q50Tahun

Pada periode banjir Q50 akibat luapan Sungai Belawan menimbulkan

tinggi banjir mencapai 1-3 meter, luas genangan banjir yang menggenangi daerah di sekitar wilayah aliran Sungai Belawan berkisar 86,38 km2_{, genangan yang terjadi,}

di sekitar Kab. Deli Serdang dan Kota Medan yang dilalui oleh Sungai Belawan. Adapun daerah genangan banjir yang terjadi akan dijelaskan pada Gambar 4.17 dan tabel 4.38.

Gambar 4.17 Wilayah Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun.

Tabel 4.38 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Periode Q50Tahun.

Kota/Kab. Genangan Luas

(km²)

Deli Serdang 64,38 Medan 22,07 Total 86,38

4.9.3 Prediksi Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan Periode Q25Tahun Pada periode banjir Q50 akibat luapan Sungai Belawan menimbulkan

tinggi banjir mencapai 1-2 meter, luas genangan banjir yang menggenangi daerah di sekitar wilayah aliran Sungai Belawan berkisar 40,33km2 _{genangan yang terjadi,}

di sekitar Kab. Deli Serdang dan Kota Medan yang dilalui oleh Sungai Belawan. Adapun daerah genangan banjir yang terjadi akan dijelaskan pada Gambar 4.18 dan tabel 4.39

Gambar 4.18 Wilayah Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun.

Tabel 4.39 Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun

Kota/Kab.

Luas Genangan

(km²)

Deli Serdang 30,32

Medan 10.1

Sumber hasil prediksi

4.10 Estimasi Resiko Banjir

Perhitungan estimasi resiko banjir dalam penelitian ini membutuhkan parameter-parameter yang akan digunakan untuk menghitung resiko banjir pada 2 wilayah kab. Deli Serdang dan Kota Medan yaitu:

1. Jumlah penduduk diperoleh dari data BPS Sumatera Utara. 2. Jumlah rumah per diperoleh dari data BPS Sumatera Utara.

Tabel 4.40 data rumah dan penduduk data BPS Provinsi Sumatera Utara

Kabupaten/Kota

Luas

Wilayah Penduduk Jumlah Kepadatan _{Penduduk Rumah}

Tangga

Rata-rata Banyaknya

Anggota Rumah

tangga

(km2_{) (jiwa) (jiwa/km}2₎

1. Deli Serdang 2.241,68 2.029.308 905 475.365 4.27 2. M e d a n 265,00 2.210.624 8.342 507.205 4.36

Sumber: Rekap data BPS Provinsi Sumatera Utara

3. Estimasi biaya kerugian mengacu kepada BAPPENAS dan formula estimasi resikonya dalam menganalisa kerugian banjir di Pulau jawa khususnya di provinsi Jakarta, Bogor, dan Banten (Tabel 4.67).

Tabel 4.41 Standar Perkiraan Nilai Kerusakan, Kerugian Rumah Akibat Banjir

(www.scribd.com/doc/Bappenas 2007 Laporan Penilaian kerusakan kerugian Jabodetabek)

4.10.1 Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun

Tabel 4.42 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun

Kab./ Kota Luas Wilayah (Km2₎

Luas Genangan (Km2₎

Jumlah Penduduk (Jiwa) Deli Serdang 2.241,68 107,39 2.029.308

Medan 265,00 41,82 2.210.624

Total 2506 148,43 4.239.932

Sumber hasil perhitungan

Dari hasil perhitungan diperoleh jumlah penduduk yang terkena dampak banjir akibat luapan Sungai Belawanperiode 100 tahun mencapai 251.131 jiwa.

Tabel 4.43 Jumlah Rumah Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun

Kab./ Kota Luas Wilayah (Km2₎

Luas Genangan (Km2₎

Rumah Tangga Deli Serdang 2.241,68 107,39 475.365

Medan 265,00 41,82 507.205

Total 2.506 148,43 982,570

Sumber hasil perhitungan

Dari hasil perhitungan diperoleh jumlah rumah yang terkena dampak banjir akibat luapan Sungai Belawanperiode 100 tahun mencapain 58.179 rumah tangga.

Tabel 4.44 Jumlah Estimasi Kerugian Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun

Kab./ Kota Luas Wilayah

(Km2₎

Luas Genangan

(Km2₎

Rumah Tangga

Estimasi Biaya banjir Deli

Serdang

2.241,68 107,39 475.365 455.457.044.270 Medan 265,00 41,82 507.205 1.600.853.818,868

Total 2.506 148,43 982,570 2.056.310.863.138

Sumber hasil perhitungan

Dalam menganalisa estimasi kerugian diambil nilai kerugian 1 unit rumah akibat banjir sekitar Rp 20 juta/unit dimasukan kedalam klasifikasi rusak berat dijelaskan pada Tabel 4.41. Dari hasil perhitungan dapat diperoleh jumlah estimasi kerugian dampak banjir akibat luapan Sungai Belawan untuk periode 100 tahun mencapai sekitar Rp 2.056.310.863.138,-.

4.10.2 Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun

Tabel 4.45 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun

Kab./ Kota Luas Wilayah (Km2₎

Luas Genangan (Km2₎

Jumlah Penduduk (Jiwa) Deli Serdang 2.241,68 64,38 2.029.308

Medan 265,00 22,07 2.210.624

Total 2506 86,38 4.239.932

Sumber hasil perhitungan

Dari hasil perhitungan diperoleh jumlah penduduk yang terkena dampak banjir akibat luapan Sungai Belawanperiode 50 tahun mencapai 146147.3768 Jiwa. Tabel 4.46 Jumlah Rumah Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun.

Kab./ Kota Luas Wilayah (Km2₎

Luas Genangan (Km2₎

Rumah Tangga Deli Serdang 2.241,68 64,38 475.365

Medan 265,00 22,07 507.205

Total 2.506 86,38 982.570

Sumber hasil perhitungan

Dari perhitungan diperoleh jumlah rumah yang terkena dampak banjir luapan Sungai Belawan periode 50 tahun mencapai 33868 Rumah tangga.

Tabel 4.47 Jumlah Estimasi Kerugian Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun.

Kab./ Kota Luas Wilayah

(Km2₎

Luas Genangan

(Km2₎

Rumah Tangga

Estimasi Biaya banjir Deli Serdang 2.241,68 64,38 475.365 273,045,204,489

Medan 265,00 22,07 507.205 844,831,271,698 Total 2.506 86,38 982,570 1,117,876,476,188

Dalam menganalisa estimasi kerugian yang diambil nilai kerugian 1 unit rumah akibat banjir sekitar Rp 20 juta/unit dimasukan kedalam klasifikasi rusak berat dijelaskan pada Tabel 4.41. Dari hasil perhitungan dapat diperoleh jumlah estimasi kerugian yang diakibatkan dampak banjir akibat luapan Sungai Belawan periode 50 tahun dapat mencapai sekitar Rp 1,117,876,476,188,- .

4.10.3 Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun

Tabel 4.48 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun

Kab./ Kota Luas Wilayah (Km2₎

Luas Genangan (Km2₎

Jumlah Penduduk (Jiwa) Deli Serdang 2.241,68 30,32 2.029.308

Medan 265,00 10.1 2.210.624

Total 2506 40,33 4.239.932

Sumber hasil perhitungan

Dari hasil perhitungan diperoleh jumlah penduduk yang terkena dampak banjir akibat luapan Sungai Belawanuntukperiode 25 tahun mencapai 68234 jiwa.

Tabel 4.49 Jumlah Rumah Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun

Kab./ Kota Luas Wilayah (Km2₎

Luas Genangan (Km2₎

Rumah Tangga Deli Serdang 2.241,68 30,32 475.365

Medan 265,00 10.1 507.205

Total 2.506 40,33 982,570

Sumber hasil perhitungan

Hasil perhitungan yang diperoleh jumlah rumah yang terkena dampak banjir akibat luapan Sungai Belawan periode 25 tahun mencapai 15813 rumah

Tabel 4.50 Jumlah Estimasi Kerugian Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun

Kab./ Kota Luas Wilayah

(Km2₎

Luas Genangan

(Km2₎

Rumah Tangga

Estimasi Biaya banjir Deli

Serdang

2.241,68 30,32 475.365 128.591.652.689 Medan 265,00 10.1 507.205 386.624.188.679 Total 2.506 40,33 982,570 515.215.841.368

Sumber hasil perhitungan

Dalam menganalisa estimasi kerugian diambil nilai kerugian 1 unit rumah akibat banjir sekitar Rp 20 juta/unit dimasukan kedalam klasifikasi rusak berat dijelaskan pada Tabel 4.67. Dari hasil perhitungan diperoleh jumlah estimasi kerugian yang diakibatkan dampak banjir akibat luapan Sungai Belawan untuk

periode 25 tahun diperkirakan mencapai sekitar Rp 515,215,841,368,-.

4.11 Prediksi Daerah Genangan Banjir Terhadap Infrastruktur

Selanjutnya dengan sistem informasi geografis dapat memprediksi infrastruktur-infrastruktur yang terkena genangan banjir. DAS Belawan khususnya Sungai Belawan yang alirannya melintasi Kota Medan dan Kab Deli Serdang, genangan banjir mengakibatkan sebagian infrastruktur di Kota Medan terkena dampak, dilihat pada lampiran gambar Infrastruktur, maka yang terkena dampak banjir dilihat Tabel 4.51.

Tabel 4.51 Infrastruktur Terkena Dampak Banjir Sungai Belawan Kab./ Kota Infrastruktur

Deli Serdang JL. Medan – Binjai JL. Hamparan perak

Jalur Kereta Api Fasilitas air minum Medan JL. Gatot Subroto

JL. Gaperta Ujung JL. Pemasyarakatan JL. Kelambir V- JL. Pinang Baris

Pelabuhan Laut Jalur Kereta Api

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan dan analisis didapat kesimpulan sebagai berikut:

1. Dengan menggunakan metode Hidrograf satuan sintetik nakayasu didapat debit banjir sungai Belawan menurut periode ulang yaitu:

 Periode Ulang Q2 debit banjir maksimum = 231,35 m3/det  _{Periode Ulang Q}5 debit banjir maksimum = 312,27 m3/det  Periode Ulang Q10 debit banjir maksimum = 365,85 m3/det  Periode Ulang Q25 debit banjir maksimum = 417,24 m3/det  Periode Ulang Q50 debit banjir maksimum = 483,76 m3/det  Periode Ulang Q100 debit banjir maksimum =533,61 m3/det

2. Dengan menggunakan Software HEC-RAS diperoleh tinggi muka air banjir dan Luas genangan banjir adalah;

 Tinggi muka air Q25 = 2 m dengan genangan = 40,33 km2  Tinggi muka air Q50 = 3 m dengan genangan = 86,38 km2  Tinggi muka air Q100 = 5 m dengan genangan = 148,43 km2

3. Kerugian Penduduk terkena banjir adalah

 Banjir periode ulang 25 tahun diperkirakan mencapai Rp 10,556,879,257,-.

 Banjir periode ualng 50 tahun diperkirakan mencapai Rp 1,117,876,476,188,-.

 _{Banjir periode ulang 100 tahun diperkirakan mencapai Rp}

2.056.310.863.138,-.

4. Infrastruktur Terkena Dampak Banjir Sungai Belawan. Kab./ Kota Infrastruktur

Deli Serdang JL. Medan – Binjai JL. Hamparan perak

Jalur Kereta Api Fasilitas air minum Medan JL. Gatot Subroto

JL. Gaperta Ujung JL. Pemasyarakatan JL. Kelambir V- JL. Pinang Baris

Pelabuhan Laut Jalur Kereta Api

5.2 Saran

Dari beberapa kesimpulan diatas dapat dikemukakan saran-saran sebagai berikut:

1. Perlu dilakukan normalisasi dipenampang Sungai Belawan terutama dibagian tengah dan hilir (muara) sungai.

2. Perlu direncanakannya studi lebih lanjut mengenai penanganan masalah banjir pada Sungai belawam dengan menggunakan data-data yang terbaru.

4. Perlu adanya pembukaan lahan terbuka hijau ataupun daerah konservasi pada kawasan bantaran sungai Belawan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Siklus Hidrologi

Hidrologi adalah suatu ilmu mempelajari tentang kehadiran dan gerakan air di alam. Pada prinsipnya, jumlah air di alam ini tetap dan mengikuti suatu aliran yang dinamakan “siklus hidrologi”. Siklus Siklus hirdologi merupakan proses kontinyu di mana air bergerak dari bumi ke atmosfer dan kemudian kembali ke bumi lagi. Air di permukaan tanah dan laut menguap ke udara. Uap air mengalami kondensasi dan membentuk awan dan kemudian jatuh sebagai hujan ke permukaan laut dan darat. Sebagian air hujan yang sampai ke permukaan tanah akan meresap ke dalam tanah (infiltrasi) dan sebagian lainnya mengalir di atas permukaan tanah (surface runoff) hingga mengalir ke laut. Air yang meresap ketanah sebagian mengalir di dalam tanah (perkolasi) dan mengisi air tanah hingga keluar sebagai mata air atau mengalir ke sungai. Air di sungai akan sampai kelaut. Proses ini berlangsung terus menerus dan disebut dengan siklus hidrologi. (Bambang Triatmodjo,2008).

. Mekanisme terjadiya proses keseimbangan peubahan fasa air dan pergerakan massa air laut, darat, dan atmosfer (lihat gambar 2.1). Dalam skema tersebut terlihat adanya beberapa proses alami yang menjadi komponen utama dari siklus hidrologi.

Hujan yang jatuh ke bumi baik langsung menjadi aliran maupun tidak langsung yaitu melalui vegetasi atau media lainnnya akan membentuk siklus aliran air mulai dari tempat yang tinggi (gunung, pegunungan) menuju ke tempat yang rendah baik di permukaan tanah maupun di dalam tanah yang berakhir di laut. Dengan adanya penyinaran matahari, maka semua air yang ada dipermukaan bumi akan berubah wujud berupa gas/uap akibat panas matahari dan disebut dengan penguapan atau evaporasi dan transpirasi. Uap ini bergerak di atmosfer (udara) kemudian akibat perbedaan temperatur di atmosfer dari panas menjadi dingin maka air akan terbentuk akibat kondensasi dari uap menjadi cairan (from air to liquid state). Bila temperatur berada di bawah titik beku (freezing point) kristal-kristal es terbentuk. Tetesan air kecil (tiny droplet) umbuh oleh kondensasi dan berbenturan dengan tetesan air lainnya dan terbawa oleh gerakan udara turbulen sampai pada kondisi yang cukup besar menjadi butir-butir air.

Apabila dari butir-butir air yang kecil yang terbawa oleh gerakan udara sehingga keadaan butir-butir air jumlah terus bertambah sampai keadaan butiaran air sudah cukup banyak dan akibat berat sendiri (pengaruh gravitasi) sehingga terjadi butiran air itu akan turun ke bumi terus menerus dan proses turunnya butiran air ini disebut dengan hujan atau resipitasi. Bila temperatur udara turun sampai dibawah 0º Celcius, maka butiran air akan berubah menjadi salju [Chow dkk.,1988]. Hujan jatuh ke bumi baik secara langsung maupun melalui media misalnya melalui tanaman (vegetasi). Di bumi air

Tabel 4.33 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 25 Tahun ... 91

Tabel 4.34 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 50 Tahun ... 92

Tabel 4.35 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 100 Tahun ... 93

Tabel 4.36 Debit Banjir Rancangan Periode Kala Ulang Sungai Belawan ... 94

Tabel 4.37 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Q100 Tahun... 101

Tabel 4.38 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Q50 Tahun ... 102

Tabel 4.39 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Q25 Tahun ... 103

Tabel 4.40 data rumah dan penduduk data BPS Provinsi Sumatera Utara ... 104

Tabel 4.41 Standar Perkiraan Nilai Kerusakan Rumah Akibat Banjir ... 105

Tabel 4.42 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 105

Tabel 4.43 Jumlah RumahTerkena Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 106

Tabel 4.44 Jumlah Estimasi Kerugian Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 106

Tabel 4.45 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun ... 107

Tabel 4.46 Jumlah RumahTerkena Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun ... 107

Tabel 4.48 Jumlah Estimasi Kerugian Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun ... 108

Tabel 4.49 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun ... 108

Tabel 4.50 Jumlah RumahTerkena Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun ... 109

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi ... 6

Gambar 2.2 Daerah Aliran Sungai (DAS) ... 8

Gambar 2.3 Struktur Koridor Sungai ... 18

Gambar 2.4 Daerah Penguasaan Sungai ... 31

Gambar 2.5 Kurva Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ... 34

Gambar 2.6 Tampilan HEC-RAS Versi 4.0 ... 40

Gambar 2.7 Integrasi Model dengan SIG ... 45

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian... 49

Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian ... 52

Gambar 4.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) Belawan ... 59

Gambar 4.2 Rencana Tata Ruang Kota Medan... 63

Gambar 4.3 Grafik Resume Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan ... 75

Gambar 4.4 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan ... 84

Gambar 4.5 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan ... 95

Gambar 4.6 Batas-Batas Daerah Sempadan Sungai... 77

Gambar 4.7 Grafik Debit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ... 82

Gambar 4.8 Grafik Debit Banjir dengan Metode Nakayasu ... 83

Gambar 4.9 Penampang Memanjang dan Melintang Muara Sungai Belawan... ... 87

Gambar 4.11Penampang Melintang Maksimum Q100 Muara Sungai Belawan ... 89

Gambar 4.12 Kondisi Banjir Muara Sungai Belawan dengan Q100 tahun ... 90

Gambar 4.13 Kondisi Banjir Penampang Sungai Belawan dengan Q100 tahun ... 91

Gambar 4.14 Kondisi Banjir Penampang Sungai Belawan dengan Q50 tahun ... 91

Gambar 4.15 Kondisi Banjir Penampang Sungai Belawan dengan Q25 tahun ... 92

Gambar 4.16 Wilayah Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 94

Gambar 4.16 Wilayah Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun... 94

DAFTAR NOTASI

An = luas daerah pengaruh pos penakar hujan (km2) A = Luas daerah aliran (km2₎

Ak dan Bk = konstanta harmonic

C = Koefisien pengaliran Cs = Koefisien kemencengan

D = tinggi curah hujan rerata daerah (mm) dn = hujan pada pos penakar hujan (mm) d = tinggi curah hujan rata-rata,

d1, d2 . . . dn = tinggi curah hujan pada pos penakar 1, 2, . . . , n, DK = derajat kebebasan

F = Faktor konversi = 0,278 F = bilangan Formazhl

I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam). I = kemiringan permukaan air sungai

I = panjang busur lingkaran galiner (m)

i = Nomor urut data setelah diurut dari besar ke kecil JK = jumlah kelas

K = Variabel reduksi

K = jumlah konstituen yang harus ditentukan

Ls = Panjang lintasan aliran di dalam salura/sungai (m)

Log X = Harga rata – rata dari data Log XT = Variate diekstrapolasikan

M2 dan S2 = konstanta pasang surut ganda utama

n = Angka kekasaranManning

n = Jumlah data

n = banyak pos penakaran. P = faktor keterikatan

R24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)

S = Kemiringan rata-rata saluran utama dalam m/m

Sn = Reduced standard deviation sebagai fungsi dari banyak data N

So = tinggi muka air laut rerata Sx = Standard Deviasi

t = waktu

tc = waktu konsentrasi

(t0) = Inlet time (td) = Conduit time

Tk = periode komponen ke k tn = waktu pengamatan tiap jam

W = teganganolehgayaberatirisan vertical persatuanlebar (t/m) X = Harga rata – rata dari data

X = Harga rata–rata dari data

YT = Reduced variate sebagai fungsi dari periode ulang T