Analisis Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung pada Outlet Katulampa
ANALISIS DEBIT PUNCAK ALIRAN SUNGAI CILIWUNG
PADA OUTLET KATULAMPA
RIZKY SEPTIANA NUGRAHA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Debit Puncak
Aliran Sungai Ciliwung pada Outlet Katulampa adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Desember 2014
Rizky Septiana Nugraha
NIM A14100057
ABSTRAK
RIZKY SEPTIANA NUGRAHA. Analisis Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung
pada Outlet Katulampa. Dibimbing oleh YAYAT HIDAYAT dan ENNI DWI
WAHYUNIE.
Perubahan cuaca yang ekstrim dan penggunaan lahan yang intensif
menyebabkan fluktuasi debit aliran Sungai Ciliwung. Peningkatan debit aliran
sungai pada musim hujan sering menyebabkan banjir di hilir, khususnya di
Provinsi DKI Jakarta. Penelitian bertujuan menganalisis karakteristik hujan di
DAS Ciliwung Hulu, hubungan curah hujan dan intensitas hujan dengan debit
puncak aliran sungai, serta pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap debit
puncak aliran Sungai Ciliwung pada outlet Katulampa. Karakteristik hujan
dianalisis dari data pias hujan harian (Stasiun Citeko) dan data curah hujan harian
(Stasiun Katulampa) tahun 2007-2013, sedangkan perubahan penggunaan lahan
diidentifikasi dari peta penggunaan lahan DAS Ciliwung Hulu tahun 2006, 2009,
dan 2012. Curah hujan (harian, bulanan, tahunan) DAS Ciliwung di bagian hulu
lebih rendah daripada curah hujan yang jatuh di daerah outlet. Jumlah curah hujan
berhubungan erat dengan debit puncak aliran sungai. Jumlah curah hujan dihulu
(Stasiun Citeko) memiliki hubungan yang lebih erat dengan debit puncak aliran
Sungai Ciliwung dibandingkan jumlah curah hujandi daerah outlet (Stasiun
Katulampa), yang ditunjukkan oleh nilai koefisien determinasi (R2) tahun 2011,
2012, dan 2013 sebesar 0.56, 0.65, dan 0.42. Jumlah curah hujan di hulu (Stasiun
Citeko) juga memiliki hubungan yang lebih erat dengan debit puncak aliran
Sungai Ciliwung dibandingkan dengan intensitas hujan 30 menit. Meskipun
demikian, jumlah curah hujan dan intensitas hujan 30 menit memiliki pengaruh
nyata terhadap debit puncak aliran sungai.Perubahan penggunaan lahan paling
besar terjadi selama periode 2006-2009, dimana lahan permukiman meningkat
seluas 463.39 ha (3.09%). Perubahan penggunaan lahan tersebut menyebabkan
debit puncak aliran Sungai Ciliwung pada outlet Katulampa sebesar 394.81
m3/detik yang terjadi bulan Februari 2010. Debit tersebut menyebabkan banjir
yang tersebar luas di Provinsi DKI Jakarta.
Kata Kunci : curah hujan, debit puncak aliran sungai, intensitas hujan 30 menit,
perubahan penggunaan lahan
ABSTRACT
RIZKY SEPTIANA NUGRAHA. Analysis of Peak Discharge in Upper Ciliwung
Watershed. Supervised by YAYAT HIDAYAT and ENNI DWI WAHYUNIE.
Cilmate and land use changes were increase fluctuation river discharge of
Upper Ciliwung Watershed. Increasing river discharge in rainy season often cause
flood in lower area, especially in DKI Jakarta Province. This research aims to
analyze the characteristics of rainfall, the relation between rainfall and rainfall
intensity on peak discharge, and the effect of land use changes on peak discharge
in Upper Ciliwung Watershed. Characteristics of rainfall were analyzed by daily
rainfall charts (Citeko Station) and daily rainfall data (Katulampa Station) 20072013, while landuse changes were identified from land use map on 2006, 2009,
and 2012. Rainfall (daily, monthly, yearly) on the Upper Ciliwung Watershed is
lower than rainfall in the outlet area. The amount of daily rainfall has astrongly
relation with peak discharge. The amount of daily rainfall in the upper (Citeko
Station) has stronger relation with peak discharge of Ciliwung River than the
amount of daily rainfall in the outlet area (Katulampa Station),with determination
coefficient (R2) on 2011, 2012 and 2013 are 0.56, 0.65, and 0.42respectively. The
amount of daily rainfall in the upper (Citeko Station) has also stronger relation
with peak discharge of Ciliwung River than rainfall intensity 30 minutes. But, the
amount of daily rainfall and rainfall intensity30 minutes have a real influence on
peak discharge of Ciliwung River. The greatest land use change was happened on
2006-2009, which residential area increased about 463.39 ha (3.09%). This land
use change was causepeak discharge of Ciliwung about 394.81 m3/s, which
occurred on February 2010. This peak discharge was cause widespread flood in
DKI Jakarta Province.
Keywords:landuse changes, rainfall, rainfall intensity 30 minutes, peak
discharge
ANALISIS DEBIT PUNCAK ALIRAN SUNGAI CILIWUNG
PADA OUTLET KATULAMPA
RIZKY SEPTIANA NUGRAHA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi :Analisis Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung pada Outlet
Katulampa
Nama
: Rizky Septiana Nugraha
NIM
: A14100057
Disetujui oleh
Dr. Ir. Yayat Hidayat, M.Si
Pembimbing I
Dr. Ir. Enni Dwi Wahyunie, M.Si
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr. Ir. Baba Barus, MSc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 ini ialah
debit puncak aliran sungai, dengan judul Analisis Debit Puncak Aliran Sungai
Ciliwung Hulu pada Outlet Katulampa.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir.Yayat Hidayat, M.Si dan
Ibu Dr. Ir.Enni Dwi Wahyunie, M.Si selaku pembimbing atas bimbingan, ide,
kritik, saran, kesabaran, dan ilmu yang telah diajarkan selama penulis menempuh
pendidikan, serta kepada Bapak Ir. Wahyu Purwakusuma, M.Sc selaku penguji
atas kritik dan sarannya. Ucapan terima kasih penulis juga tak lupa diberikan
kepada kedua orang tua (Mama dan Papa) yang selalu memberikan kasih sayang,
cinta, perhatian, motivasi, kesabaran, pengorbanan, dan doa yang tidak pernah
putus, juga untuk adik-adik tersayang “Nurul Fitri Annisa Rokoyah, Siti Aisyah
Rahmalia Effendi, dan Raihan Siti Maryam Affandi”. Miftahul Jannah yang telah
banyak membantu, mendukung, dan memberi motivasi kepada penulis selama
proses penyelesaian skripsi. Rekan-rekan MSL 47, Mayang, Fatimah, Prista, Ayu,
dan Jaya untuk kebersamaan dan dukungannya selama ini.Di samping itu,
penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Alidia selaku Kepala Stasiun
Meteorologi Kelas III Citekobeserta para staf dari Badan Meteorologi Klimatologi
dan Geofisika, Bapak Andi beserta staf Balai Pendayagunaan Sumberdaya Air
Wilayah Sungai Ciliwung - Cisadane,Ibu Nina Susilawati beserta stafBalai
Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Citarum - Ciliwung,dan Bapak Tri beserta staf
dari Balai Besar Wilayah Sungai Ciliwung - Cisadane yang telah membantu
selama pengumpulan data.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Desember 2014
Rizky Septiana Nugraha
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
METODE
Waktu dan Tempat
Bahan
Alat
Metode Penelitian
Persiapan dan Pengumpulan Data
Analisis Data
Analisis Hujan
3
Analisis Debit Aliran Sungai
4
Analisis Hubungan Curah Hujan dengan Debit Puncak Aliran Sungai 4
Analisis Perubahan Penggunaan Lahan dan Debit Puncak Aliran Sungai
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum DAS Ciliwung Hulu
6
Karakteristik Hujan
Curah Hujan
7
Intensitas Hujan
9
Intensitas Hujan 30 Menit (I30)
Erosivitas Hujan (EI30)
Debit Puncak Aliran Sungai
Hubungan Curah Hujan dengan Debit Puncak Aliran Sungai
Hubungan Curah Hujan dan Intensitas Hujan 30 Menit dengan Debit
Puncak Aliran Sungai
Perubahan Penggunaan Lahan dan Debit Aliran Sungai
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
ix
ix
ix
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
3
5
6
7
10
10
12
14
16
17
20
20
20
21
23
36
DAFTAR TABEL
1 Intensitas Hujan Harian Tertinggi Tiap Tahun (2007-2013)
2 Erosivitas Hujan Harian Tertinggi Tiap Tahun (2007-2013)
3 Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung pada Outlet Katulampa (20072013)
4 Kejadian Banjir Jakarta Tahun 2007-2013
5 Persamaan Regresi Linear Curah Hujan Antar Stasiun dengan Debit
Puncak Aliran Sungai Ciliwung
6 Persamaan Regresi Linear Berganda Curah Hujan Stasiun Citeko dan
Stasiun Katulampa dengan Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung
7 Persamaan Regresi Linear Curah Hujan dan Intensitas Hujan 30 Menit
dengan Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung
8 Penggunaan Lahan DAS Ciliwung Hulu Tahun 2006, 2009, dan 2012
9 Karakteristik Debit Aliran Sungai Ciliwung pada Outlet Katulampa dan
Curah Hujan (2007-2013)
9
11
12
13
15
15
16
17
18
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
Peta Lokasi Penelitian (DAS Ciliwung Hulu)
Curah Hujan DAS Ciliwung Hulu Tahun 2007 - 2013
Curah Hujan Rataan Bulanan DAS Ciliwung Hulu (2007 – 2013)
Curah Hujan Rataan Harian DAS Ciliwung Hulu (2007 – 2013)
Hubungan antara Curah Hujan Harian dengan Intensitas Hujan 30
Menit (Stasiun Citeko) Tahun 2007 - 2013
6 Hubungan antara Curah Hujan dengan Debit Puncak Aliran Sungai
Ciliwung pada Outlet Katulampa (2007 – 2013)
6
7
8
9
10
14
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2007
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2008
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2009
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2010
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2011
23
24
25
26
27
6
7
8
9
10
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2012
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2013
Contoh Perhitungan Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko
Curah Hujan Harian Stasiun Katulampa (2007-2013)
Tinggi Muka Air Maksimum dan Debit Maksimum Harian Aliran
Sungai Ciliwung pada Outlet Katulampa (2007 - 2013)
11 Grafik Hubungan antara Curah Hujan dengan Debit Puncak Aliran
Sungai Ciliwung Tahun 2011, 2012, dan 2013
12 Grafik Hubungan antara Intensitas Hujan 30 Menit dengan Debit
Puncak Aliran Sungai Ciliwung Tahun 2011, 2012, dan 2013
13 Peta Penggunaan Lahan DAS Ciliwung Hulu Tahun 2012
28
29
30
31
32
33
34
35
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perubahancuaca yang ekstrim danpenggunaan lahan yang intensif
menyebabkan debit puncak aliran Sungai Ciliwung menjadi fluktuatif. Perbedaan
cuaca antara satu tempat dengan tempat lain disebabkan oleh perbedaan
kelembaban udara dan suhu kedua tempat tersebut. Perubahan penggunaan lahan
akibat kemajuan pembangunan di suatu wilayah yang sejalan dengan peningkatan
jumlah penduduk selalu diiringi olehpeningkatan kualitas dan kuantitas kebutuhan
hidup (Widjaya 1998).Lahan pertanian, hutan, dan daerah konservasi yang
berfungsi
untuk
menyerap air telah
dikonversi menjadi
lahan
terbangun.Keseimbangan alam menjadi terganggu karena infiltrasi semakin
rendah sedangkan aliran permukaan semakin banyak dan cepat mengalir ke badan
sungai.Banjir yang terjadi di hilir merupakan salah satu dampaknya, walaupun
kejadian hujan bagian hulu DAS Ciliwung tidak tersebar merata.
Proses hidrologi dalam suatu DASsecara sederhana dapat
digambarkandengan adanya hubungan antara unsur masukan yakni hujan, proses,
dan keluaranyaitu berupa aliran. Curah hujan dengan intensitas tertentu akan
menghasilkan laju aliran tertentu pula. Laju aliran atau debit aliran sungai
dipengaruhi oleh karakteristik hujan yang jatuh dan karakteristik
DAS.Karakteristik hujan meliputi tebal hujan, intensitas, dan durasi hujan.Adapun
karakteristik DAS meliputi topografi, geologi, geomorfologi, tanah, penutup
lahan/vegetasi, dan pengelolaan lahan (Hadi 2006).Perubahan fisik yang terjadi di
DAS akan berpengaruh langsung terhadap kemampuan retensi DAS menahan
banjir.Retensi DAS tersebut adalah kemampuan DAS untuk menahan air di
bagian hulu (Maryono 2005).Salah satu indikator kerusakan bagian hulu Sungai
Ciliwung terlihat darisemakin menurunnyadebit rendah (baseflow) pada musim
kemarau dan semakin meningkatnya debit puncak aliran pada musimhujan
(BPDAS Citarum - Ciliwung 2003).Perubahan penggunaan lahan di DAS
Ciliwung Hulu akan secara otomatis merubah pola aliran dan distribusi debit
sungai bagian hilir.
Perumusan Masalah
Curah hujan mempunyai keragaman yang besar dalam ruang dan waktu
(Bruce and Clark 1966).Keragaman curah hujan menurut ruang sangat
dipengaruhi oleh letak geografi (letak terhadap lautan dan benua), topografi,
ketinggian tempat, arah angin umum, dan letak lintang.Keragaman curah hujan
terjadi juga secara lokal di suatu tempat, yang disebabkan oleh adanya perbedaan
kondisi topografi seperti adanya bukit, gunung atau pegunungan, yang
menyebabkan penyebaran hujan tidak merata.Keragaman curah hujan menurut
waktu dibedakan menjadi hujan tahunan, musiman, bulanan, atau jangka waktu
yang lebih pendek (Hudoyo 1981).DAS Ciliwung Hulu seluas 14.920 hektar
merupakan daerah pegunungan dengan elevasi antara 300 sampai 3000 m di atas
permukaan laut (dpl) sehingga memiliki variasi curah hujan yang cukup besar.
Oleh karena itu, perlu dilakukan analisis karakteristik hujan di bagian hulu
danhubungannya dengan debit puncak aliran Sungai Ciliwung.Selain itu,
2
perubahan penggunaan lahan yang terus terjadi di bagian hulu juga turut
mempengaruhi debit puncak aliran sungai yang dapat menyebabkan banjir di hilir,
sehingga perlu dilakukan analisis perubahan penggunaan lahan terhadap debit
puncak aliran Sungai Ciliwung.
Tujuan Penelitian
Penelitian bertujuan untuk menganalisis karakteristik hujan yang terjadi di
DAS Ciliwung Hulu,menganalisis hubungan curah hujan dan intensitas
hujandengan debit puncak aliran Sungai Ciliwung pada outlet Katulampa, serta
menganalisis pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap debit puncak aliran
Sungai Ciliwung pada outlet Katulampa.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari hingga Agustus 2014 yang
berlokasi di DAS Ciliwung Hulu, Kabupaten Bogor, Jawa Barat.Daerah penelitian
mencakup bagian hulu mulai dari Telaga Warna (Puncak), Tugu Cisarua, Ciawi,
dan Katulampa.
Bahan
1.
2.
3.
4.
Bahan yang digunakan antara lain sebagai berikut :
Data pias hujan harian tahun 2007-2013 yang diperoleh dari Stasiun
Meteorologi Kelas III Citeko
Data curah hujan harian Stasiun Katulampa tahun 2007-2013 yang diperoleh
dari Balai Pendayagunaan Sumberdaya Air (BPSDA) Ciliwung - Cisadane
Data tinggi muka air per jam Bendung Katulampa tahun 2007-2013 yang
diperoleh dari Balai Besar Wilayah Sungai (BBWS) Ciliwung - Cisadane
Peta penggunaan lahan DAS Ciliwung Hulu tahun 2006, 2009, dan 2012 yang
diperoleh dari Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (BPDAS) CitarumCiliwung
Alat
Alat yang digunakan berupa seperangkat komputer dengan program
Microsoft Office Words 2007 dan Microsoft Office Excel 2007, program ArcGIS
9.3, program Statistica 7, alat tulis, dan kamera digital.
Metode Penelitian
Persiapan dan Pengumpulan Data
3
Tahap persiapan diawali dengan studi literatur, pembuatan proposal, dan
pengumpulan data. Studi literatur dilakukan untuk mempelajari karya ilmiah yang
berkaitan dengan debit puncak aliran sungai, curah hujan, dan perubahan
penggunaan lahan. Data yang dikumpulkan antara lain data pias hujan, data curah
hujan harian, data tinggi muka air, dan peta penggunaan lahan.
Analisis Data
AnalisisHujan
Analisis hujan dilakukan dari data pias hujan harian Stasiun Citeko tahun
2007-2013 yang diukur menggunakan alat penakar hujan otomatis tipe Hellman.
Analisis pias hujan dilakukan dengan menghitung curah hujan harian, lama hujan
harian, intensitas hujan harian (I),intensitas hujan harian 30 menit (I30), dan
erosivitas hujan harian (EI30). Analisis pias hujan dilakukan dengan membagi
kurva kejadian hujan dalam kertas pias menjadi segmen hujan. Setiap segmen
hujan mempunyai intensitas hujan yang sama yang pada pias dicirikan oleh
sudut/kemiringan kurva yang seragam. Intensitas hujan setiap segmen hujan (I)
dihitung dengan persamaan :
x 60...............................................................................................(1)
Is =
dimana,
Is
= intensitas hujan setiap segmen (mm/jam)
CHs = jumlah curah hujan setiap segmen (mm)
ts
= lama (jangka waktu) hujan setiap segmen (menit)
Intensitas hujan 30 menit (I30) dihitung pada setiap data pias hujan harian.
Intensitas hujan 30 menit (I30) diperoleh dengan cara menghitung jumlah curah
hujan tertinggi yang terjadi selama 30 menit. Intensitas hujan 30 menit (I30)
berkaitan erat dengan erosivitas hujan. Erosivitas hujan dihitung dengan
menggunakan persamaan menurut Wischmeier dan Smith (1958) sebagai berikut :
EI30 = E (I30. 10-2)......................................................................................(2)
dimana,
E
= 210 + 89 log i
E
= energi kinetik hujan (ton.m/ha)
I30
= intensitas hujan maksimum 30 menit (cm/jam)
i
= intensitas hujan (cm/jam)
Curah hujan harian dari hasil analisis pias hujan merupakan jumlah curah
hujan dari setiap segmen yang terjadi dalam satu hari. Intensitas hujan harian
dihitung dengan cara jumlah curah hujan dalam sehari dibagi dengan lama hujan
dalam sehari seperti pada persamaan (1). Curah hujan bulanan merupakan jumlah
curah hujan yang terjadi dalam satu bulan, sedangkan curah hujan tahunan
merupakan jumlah curah hujan yang terjadi dalam satu tahun.
Data curah hujan harian dari Stasiun Katulampa tahun 2007-2013
digunakan sebagai pembanding untuk melihat keragaman curah hujan DAS
Ciliwung Hulu. Selain itu, data tersebut juga digunakan sebagai pembanding
4
untuk melihat curah hujan yang lebih berpengaruh terhadap debit puncak aliran
Sungai Ciliwung pada outlet Katulampa.
Selanjutnya dihitung curah hujan rataan harian, bulanan, dan tahunan baik
pada Stasiun Citeko maupun Stasiun Katulampa. Curah hujan rataan harian
diperoleh dengan cara jumlah hujan pada bulan tertentu dibagi dengan jumlah hari
hujan pada bulan tersebut. Curah hujan rataan bulanan diperoleh dengan cara
jumlah hujan pada bulan tertentu dari berbagai tahun (2007-2013) dibagi dengan
jumlah bulan hujan, sedangkan curah hujan rataan tahunan diperoleh dengan cara
jumlah hujan dari berbagai tahun (2007-2013) dibagi dengan jumlah tahun.
Analisis Debit Aliran Sungai
Debit aliran sungai dihitung menggunakan data Tinggi Muka Air (TMA)
per jam Bendung Katulampa tahun 2007-2013 yang diukur menggunakan AWLR
(Automatic Water Level Recorder). Data tersebutdikonversi menjadi data debit
aliran sungai menggunakan persamaan kurva lengkung debit. Lengkung debit
aliran (Discharge Rating Curve) adalah kurva yang menunjukkan hubungan
antara tinggi muka air dan debit pada lokasi penampang sungai tertentu.
Lengkung debit aliran dibuat berdasarkan data pengukuran aliran yang
dilaksanakan pada muka air dan waktu yang berbeda-beda(Suryatmojo 2006).
Tinggi muka air digambarkan pada sumbu horizontal sedangkan debit sumbu
vertikal.Persamaan kurva lengkung debit aliran sungai di Stasiun Pengamatan
Aliran Sungai (SPAS) Katulampadiperoleh dari Balai Pendayagunaan
Sumberdaya Air (BPSDA) Ciliwung - Cisadane, yaitu sebagai berikut :
Q = 25.89 x (H + 0.00)2.48……………………………………...(3)
dimana,
Q : debit aliran (m3/s)
H : tinggi muka air (m)
Pada persamaan (3) tersebut, nilai 0.00 merupakan Ho, yaitu tinggi muka air
saat debit nol (Q = 0). Ho bisa bernilai positif atau negatif. Ho yang bernilai
positif mengindikasikan bahwa sungai tersebut tergolong sungai parrenial
river yaitu sungai yang dialiri air sepanjang tahun. Adapun Ho yang bernilai
negatif tergolong sungai intermittent river, yaitu sungai yang dialiri air selama
musim hujan dan tidak dialiri air selama musim kering (kecuali bila ada hujan)
karena muka air tanah akan turun pada musim kering (Harto 1983).Sungai
Ciliwung merupakan sungai yang mengalir sepanjang tahun sehingga dalam
persamaan tersebut, Ho bernilai positif.
Nilai tinggi muka air tiap jam dalam suatu kejadian hujan dimasukkan ke
dalam persamaan (3), sehingga diperoleh nilai debit aliran sungai tiap jam dari
kejadian hujan. Nilai debit puncak aliran hasil pengukuran tiap kejadian hujan
diperoleh dari nilai debit aliran maksimum pada kejadian hujan.
Analisis Hubungan Curah Hujan dengan Debit Puncak Aliran Sungai
Analisis regresi dilakukan untuk melihat hubungan yang lebih nyata antara
curah hujan dengan debit puncak aliran sungai. Analisis regresi dipergunakan
untuk menelaah hubungan antara dua variabel atau lebih, terutama untuk
5
menelusuri pola hubungan yang modelnya belum diketahui dengan sempurna,
atau untuk mengetahui bagaimana variasi dari beberapa variabel bebas(prediktor
X atau independent variable) mempengaruhi variabel terikat (respon Y atau
dependent variable) dalam suatu fenomena yang kompleks (Walpole 1995).
Varibel bebas atau peubah bebas dalam penelitian ini adalah curah hujan
dan intensitas hujan 30 menit.Curah hujan yang digunakan adalah curah hujan di
bagian hulu (Stasiun Citeko) dan curah hujan di daerah outlet (Stasiun
Katulampa) tahun 2011-2013.Intensitas hujan 30 menit yang digunakan adalah
intensitas hujan 30 menit dari hasil analisis data pias hujan Stasiun Citeko tahun
2011-2013. Adapun peubah respon dalam penelitian ini adalah debit puncak
aliran sungai yang terjadi selama tahun 2011-2013. Debit puncak aliran sungai
yang digunakan adalah debit maksimum harian yang terjadi pada musim hujan
maupun musim kemarau untuk mendapat hasil yang representatif.
Hubungan antara curah hujan dengan debit sungai dianalisis dengan
menggunakan grafik yang menggambarkan kurva antara debit aliran sungai
dengan curah hujan secara simultan dan menggunakan model regresi linear
sederhana (Draper and Smith 1981 dalam Mappangaja 1994). Dengan demikian,
analisis regresi linear digunakan untuk melihat hubungan antara curah hujan
(Stasiun Citeko dan Katulampa) dengan debit puncak aliran sungai, serta
hubungan antara intensitas 30 menit dengan debit puncak aliran sungai pada setiap
kejadian hujan.
Analisis Perubahan Penggunaan Lahan dan Debit Puncak Aliran Sungai
Perubahan penggunaan lahan diidentifikasi berdasarkan perubahan
keadaan penggunaan lahan atau posisinya pada kurun waktu tertentu (Murchacke
1990).Analisis perubahan penggunaan lahan dilakukan menggunakan ArcGIS 9.3
untuk penggunaan lahan tahun 2006, 2009, dan 2012.Peta batasDAS Ciliwung
Hulu di-clipdengan peta penggunaan lahan Kabupaten Bogor.Clip merupakan
salah satu bagian dari Extract dalam menu Analysis Tools pada ArcGIS yang
berfungsi untuk memotong sebuah theme yang bertipe titik, garis atau polygon
dengan mengambil bagian dalam dan membuang bagian luarnya dengan bantuan
sebuah theme polygon lain. Dalam hal ini, peta penggunaan lahan Kabupaten
Bogor sebagai Input Features, sedangkan peta batas DAS Ciliwung Hulu sebagai
Clip Features sehingga akan menghasilkan peta penggunaan lahan DAS Ciliwung
Hulu pada Output Features Class.Perubahan penggunaan lahan dilihat dari tabel
atribut hasil clip peta tersebut.
Analisis pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap debit puncak
aliran sungai dijelaskan secara deskriptif. Adapun analisis kondisi kesehatan DAS
Ciliwung Hulu dilakukan dengan menghitung rasio antara nilai debit maksimum
dengan debit minimum yang terjadi pada setiap tahun.
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum DAS Ciliwung Hulu
Secara geografis DAS Ciliwung Hulu terletak pada 106° 49’ 40” BT 107° 00’ 15” BT dan 6° 38’ 15” LS - 6° 46’ 05” LS. Secara administratif DAS
Ciliwung Hulu mencakup7 kecamatan, yaitu Kecamatan Babakan Madang,
Kecamatan Sukamakmur, Kecamatan Sukaraja, Kecamatan Ciawi, Kecamatan
Cisarua, Kecamatan Megamendung, dan Kecamatan Bogor Timur (Gambar 1).
Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian (DAS Ciliwung Hulu)
Bagian hulu mencakup areal seluas 14.920 ha yang merupakan daerah
pegunungan dengan elevasi antara 300 sampai 3000 m dpl.Keadaan topografi
wilayah DAS Ciliwung Hulu merupakan dataran tinggi dengan kelerengan yang
didominasi datar (32,95%) dan bergelombang (25,19%), dan sisanya berupa
dataran dengan topografi landai (12,60%), curam (13,14%) dan sangat curam
(16,12%). Topografi datar sampai landai dapat dijumpai di Kecamatan
Ciawi.Topografi landai sampai sangat curam dapat dijumpai di wilayah
7
Kecamatan Megamendung dan Kecamatan Cisarua.Batas wilayah Utara, Timur
dan Selatan banyak dijumpai lahan dengan topografi curam sampai sangat curam
(>26%).Kondisi demikian disebabkan oleh posisi DAS Ciliwung Hulu yang
keberadaaannyadikelilingi oleh beberapa gunung yaitu Gunung Gede Pangrango,
Gunung Mandalawangi, Gunung Kencong, dan lain-lain (BPDAS Citarum Ciliwung 2003).
Berdasarkan sistem klasifikasi Smith dan Ferguson yang didasarkan pada
intensitas curah hujan. yaitu bulan basah (>200 mm) dan Bulan Kering (
PADA OUTLET KATULAMPA
RIZKY SEPTIANA NUGRAHA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Debit Puncak
Aliran Sungai Ciliwung pada Outlet Katulampa adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Desember 2014
Rizky Septiana Nugraha
NIM A14100057
ABSTRAK
RIZKY SEPTIANA NUGRAHA. Analisis Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung
pada Outlet Katulampa. Dibimbing oleh YAYAT HIDAYAT dan ENNI DWI
WAHYUNIE.
Perubahan cuaca yang ekstrim dan penggunaan lahan yang intensif
menyebabkan fluktuasi debit aliran Sungai Ciliwung. Peningkatan debit aliran
sungai pada musim hujan sering menyebabkan banjir di hilir, khususnya di
Provinsi DKI Jakarta. Penelitian bertujuan menganalisis karakteristik hujan di
DAS Ciliwung Hulu, hubungan curah hujan dan intensitas hujan dengan debit
puncak aliran sungai, serta pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap debit
puncak aliran Sungai Ciliwung pada outlet Katulampa. Karakteristik hujan
dianalisis dari data pias hujan harian (Stasiun Citeko) dan data curah hujan harian
(Stasiun Katulampa) tahun 2007-2013, sedangkan perubahan penggunaan lahan
diidentifikasi dari peta penggunaan lahan DAS Ciliwung Hulu tahun 2006, 2009,
dan 2012. Curah hujan (harian, bulanan, tahunan) DAS Ciliwung di bagian hulu
lebih rendah daripada curah hujan yang jatuh di daerah outlet. Jumlah curah hujan
berhubungan erat dengan debit puncak aliran sungai. Jumlah curah hujan dihulu
(Stasiun Citeko) memiliki hubungan yang lebih erat dengan debit puncak aliran
Sungai Ciliwung dibandingkan jumlah curah hujandi daerah outlet (Stasiun
Katulampa), yang ditunjukkan oleh nilai koefisien determinasi (R2) tahun 2011,
2012, dan 2013 sebesar 0.56, 0.65, dan 0.42. Jumlah curah hujan di hulu (Stasiun
Citeko) juga memiliki hubungan yang lebih erat dengan debit puncak aliran
Sungai Ciliwung dibandingkan dengan intensitas hujan 30 menit. Meskipun
demikian, jumlah curah hujan dan intensitas hujan 30 menit memiliki pengaruh
nyata terhadap debit puncak aliran sungai.Perubahan penggunaan lahan paling
besar terjadi selama periode 2006-2009, dimana lahan permukiman meningkat
seluas 463.39 ha (3.09%). Perubahan penggunaan lahan tersebut menyebabkan
debit puncak aliran Sungai Ciliwung pada outlet Katulampa sebesar 394.81
m3/detik yang terjadi bulan Februari 2010. Debit tersebut menyebabkan banjir
yang tersebar luas di Provinsi DKI Jakarta.
Kata Kunci : curah hujan, debit puncak aliran sungai, intensitas hujan 30 menit,
perubahan penggunaan lahan
ABSTRACT
RIZKY SEPTIANA NUGRAHA. Analysis of Peak Discharge in Upper Ciliwung
Watershed. Supervised by YAYAT HIDAYAT and ENNI DWI WAHYUNIE.
Cilmate and land use changes were increase fluctuation river discharge of
Upper Ciliwung Watershed. Increasing river discharge in rainy season often cause
flood in lower area, especially in DKI Jakarta Province. This research aims to
analyze the characteristics of rainfall, the relation between rainfall and rainfall
intensity on peak discharge, and the effect of land use changes on peak discharge
in Upper Ciliwung Watershed. Characteristics of rainfall were analyzed by daily
rainfall charts (Citeko Station) and daily rainfall data (Katulampa Station) 20072013, while landuse changes were identified from land use map on 2006, 2009,
and 2012. Rainfall (daily, monthly, yearly) on the Upper Ciliwung Watershed is
lower than rainfall in the outlet area. The amount of daily rainfall has astrongly
relation with peak discharge. The amount of daily rainfall in the upper (Citeko
Station) has stronger relation with peak discharge of Ciliwung River than the
amount of daily rainfall in the outlet area (Katulampa Station),with determination
coefficient (R2) on 2011, 2012 and 2013 are 0.56, 0.65, and 0.42respectively. The
amount of daily rainfall in the upper (Citeko Station) has also stronger relation
with peak discharge of Ciliwung River than rainfall intensity 30 minutes. But, the
amount of daily rainfall and rainfall intensity30 minutes have a real influence on
peak discharge of Ciliwung River. The greatest land use change was happened on
2006-2009, which residential area increased about 463.39 ha (3.09%). This land
use change was causepeak discharge of Ciliwung about 394.81 m3/s, which
occurred on February 2010. This peak discharge was cause widespread flood in
DKI Jakarta Province.
Keywords:landuse changes, rainfall, rainfall intensity 30 minutes, peak
discharge
ANALISIS DEBIT PUNCAK ALIRAN SUNGAI CILIWUNG
PADA OUTLET KATULAMPA
RIZKY SEPTIANA NUGRAHA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi :Analisis Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung pada Outlet
Katulampa
Nama
: Rizky Septiana Nugraha
NIM
: A14100057
Disetujui oleh
Dr. Ir. Yayat Hidayat, M.Si
Pembimbing I
Dr. Ir. Enni Dwi Wahyunie, M.Si
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr. Ir. Baba Barus, MSc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 ini ialah
debit puncak aliran sungai, dengan judul Analisis Debit Puncak Aliran Sungai
Ciliwung Hulu pada Outlet Katulampa.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir.Yayat Hidayat, M.Si dan
Ibu Dr. Ir.Enni Dwi Wahyunie, M.Si selaku pembimbing atas bimbingan, ide,
kritik, saran, kesabaran, dan ilmu yang telah diajarkan selama penulis menempuh
pendidikan, serta kepada Bapak Ir. Wahyu Purwakusuma, M.Sc selaku penguji
atas kritik dan sarannya. Ucapan terima kasih penulis juga tak lupa diberikan
kepada kedua orang tua (Mama dan Papa) yang selalu memberikan kasih sayang,
cinta, perhatian, motivasi, kesabaran, pengorbanan, dan doa yang tidak pernah
putus, juga untuk adik-adik tersayang “Nurul Fitri Annisa Rokoyah, Siti Aisyah
Rahmalia Effendi, dan Raihan Siti Maryam Affandi”. Miftahul Jannah yang telah
banyak membantu, mendukung, dan memberi motivasi kepada penulis selama
proses penyelesaian skripsi. Rekan-rekan MSL 47, Mayang, Fatimah, Prista, Ayu,
dan Jaya untuk kebersamaan dan dukungannya selama ini.Di samping itu,
penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Alidia selaku Kepala Stasiun
Meteorologi Kelas III Citekobeserta para staf dari Badan Meteorologi Klimatologi
dan Geofisika, Bapak Andi beserta staf Balai Pendayagunaan Sumberdaya Air
Wilayah Sungai Ciliwung - Cisadane,Ibu Nina Susilawati beserta stafBalai
Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Citarum - Ciliwung,dan Bapak Tri beserta staf
dari Balai Besar Wilayah Sungai Ciliwung - Cisadane yang telah membantu
selama pengumpulan data.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Desember 2014
Rizky Septiana Nugraha
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
METODE
Waktu dan Tempat
Bahan
Alat
Metode Penelitian
Persiapan dan Pengumpulan Data
Analisis Data
Analisis Hujan
3
Analisis Debit Aliran Sungai
4
Analisis Hubungan Curah Hujan dengan Debit Puncak Aliran Sungai 4
Analisis Perubahan Penggunaan Lahan dan Debit Puncak Aliran Sungai
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum DAS Ciliwung Hulu
6
Karakteristik Hujan
Curah Hujan
7
Intensitas Hujan
9
Intensitas Hujan 30 Menit (I30)
Erosivitas Hujan (EI30)
Debit Puncak Aliran Sungai
Hubungan Curah Hujan dengan Debit Puncak Aliran Sungai
Hubungan Curah Hujan dan Intensitas Hujan 30 Menit dengan Debit
Puncak Aliran Sungai
Perubahan Penggunaan Lahan dan Debit Aliran Sungai
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
ix
ix
ix
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
3
5
6
7
10
10
12
14
16
17
20
20
20
21
23
36
DAFTAR TABEL
1 Intensitas Hujan Harian Tertinggi Tiap Tahun (2007-2013)
2 Erosivitas Hujan Harian Tertinggi Tiap Tahun (2007-2013)
3 Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung pada Outlet Katulampa (20072013)
4 Kejadian Banjir Jakarta Tahun 2007-2013
5 Persamaan Regresi Linear Curah Hujan Antar Stasiun dengan Debit
Puncak Aliran Sungai Ciliwung
6 Persamaan Regresi Linear Berganda Curah Hujan Stasiun Citeko dan
Stasiun Katulampa dengan Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung
7 Persamaan Regresi Linear Curah Hujan dan Intensitas Hujan 30 Menit
dengan Debit Puncak Aliran Sungai Ciliwung
8 Penggunaan Lahan DAS Ciliwung Hulu Tahun 2006, 2009, dan 2012
9 Karakteristik Debit Aliran Sungai Ciliwung pada Outlet Katulampa dan
Curah Hujan (2007-2013)
9
11
12
13
15
15
16
17
18
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
Peta Lokasi Penelitian (DAS Ciliwung Hulu)
Curah Hujan DAS Ciliwung Hulu Tahun 2007 - 2013
Curah Hujan Rataan Bulanan DAS Ciliwung Hulu (2007 – 2013)
Curah Hujan Rataan Harian DAS Ciliwung Hulu (2007 – 2013)
Hubungan antara Curah Hujan Harian dengan Intensitas Hujan 30
Menit (Stasiun Citeko) Tahun 2007 - 2013
6 Hubungan antara Curah Hujan dengan Debit Puncak Aliran Sungai
Ciliwung pada Outlet Katulampa (2007 – 2013)
6
7
8
9
10
14
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2007
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2008
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2009
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2010
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2011
23
24
25
26
27
6
7
8
9
10
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2012
Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko Tahun 2013
Contoh Perhitungan Analisis Pias Hujan Harian Stasiun Citeko
Curah Hujan Harian Stasiun Katulampa (2007-2013)
Tinggi Muka Air Maksimum dan Debit Maksimum Harian Aliran
Sungai Ciliwung pada Outlet Katulampa (2007 - 2013)
11 Grafik Hubungan antara Curah Hujan dengan Debit Puncak Aliran
Sungai Ciliwung Tahun 2011, 2012, dan 2013
12 Grafik Hubungan antara Intensitas Hujan 30 Menit dengan Debit
Puncak Aliran Sungai Ciliwung Tahun 2011, 2012, dan 2013
13 Peta Penggunaan Lahan DAS Ciliwung Hulu Tahun 2012
28
29
30
31
32
33
34
35
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perubahancuaca yang ekstrim danpenggunaan lahan yang intensif
menyebabkan debit puncak aliran Sungai Ciliwung menjadi fluktuatif. Perbedaan
cuaca antara satu tempat dengan tempat lain disebabkan oleh perbedaan
kelembaban udara dan suhu kedua tempat tersebut. Perubahan penggunaan lahan
akibat kemajuan pembangunan di suatu wilayah yang sejalan dengan peningkatan
jumlah penduduk selalu diiringi olehpeningkatan kualitas dan kuantitas kebutuhan
hidup (Widjaya 1998).Lahan pertanian, hutan, dan daerah konservasi yang
berfungsi
untuk
menyerap air telah
dikonversi menjadi
lahan
terbangun.Keseimbangan alam menjadi terganggu karena infiltrasi semakin
rendah sedangkan aliran permukaan semakin banyak dan cepat mengalir ke badan
sungai.Banjir yang terjadi di hilir merupakan salah satu dampaknya, walaupun
kejadian hujan bagian hulu DAS Ciliwung tidak tersebar merata.
Proses hidrologi dalam suatu DASsecara sederhana dapat
digambarkandengan adanya hubungan antara unsur masukan yakni hujan, proses,
dan keluaranyaitu berupa aliran. Curah hujan dengan intensitas tertentu akan
menghasilkan laju aliran tertentu pula. Laju aliran atau debit aliran sungai
dipengaruhi oleh karakteristik hujan yang jatuh dan karakteristik
DAS.Karakteristik hujan meliputi tebal hujan, intensitas, dan durasi hujan.Adapun
karakteristik DAS meliputi topografi, geologi, geomorfologi, tanah, penutup
lahan/vegetasi, dan pengelolaan lahan (Hadi 2006).Perubahan fisik yang terjadi di
DAS akan berpengaruh langsung terhadap kemampuan retensi DAS menahan
banjir.Retensi DAS tersebut adalah kemampuan DAS untuk menahan air di
bagian hulu (Maryono 2005).Salah satu indikator kerusakan bagian hulu Sungai
Ciliwung terlihat darisemakin menurunnyadebit rendah (baseflow) pada musim
kemarau dan semakin meningkatnya debit puncak aliran pada musimhujan
(BPDAS Citarum - Ciliwung 2003).Perubahan penggunaan lahan di DAS
Ciliwung Hulu akan secara otomatis merubah pola aliran dan distribusi debit
sungai bagian hilir.
Perumusan Masalah
Curah hujan mempunyai keragaman yang besar dalam ruang dan waktu
(Bruce and Clark 1966).Keragaman curah hujan menurut ruang sangat
dipengaruhi oleh letak geografi (letak terhadap lautan dan benua), topografi,
ketinggian tempat, arah angin umum, dan letak lintang.Keragaman curah hujan
terjadi juga secara lokal di suatu tempat, yang disebabkan oleh adanya perbedaan
kondisi topografi seperti adanya bukit, gunung atau pegunungan, yang
menyebabkan penyebaran hujan tidak merata.Keragaman curah hujan menurut
waktu dibedakan menjadi hujan tahunan, musiman, bulanan, atau jangka waktu
yang lebih pendek (Hudoyo 1981).DAS Ciliwung Hulu seluas 14.920 hektar
merupakan daerah pegunungan dengan elevasi antara 300 sampai 3000 m di atas
permukaan laut (dpl) sehingga memiliki variasi curah hujan yang cukup besar.
Oleh karena itu, perlu dilakukan analisis karakteristik hujan di bagian hulu
danhubungannya dengan debit puncak aliran Sungai Ciliwung.Selain itu,
2
perubahan penggunaan lahan yang terus terjadi di bagian hulu juga turut
mempengaruhi debit puncak aliran sungai yang dapat menyebabkan banjir di hilir,
sehingga perlu dilakukan analisis perubahan penggunaan lahan terhadap debit
puncak aliran Sungai Ciliwung.
Tujuan Penelitian
Penelitian bertujuan untuk menganalisis karakteristik hujan yang terjadi di
DAS Ciliwung Hulu,menganalisis hubungan curah hujan dan intensitas
hujandengan debit puncak aliran Sungai Ciliwung pada outlet Katulampa, serta
menganalisis pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap debit puncak aliran
Sungai Ciliwung pada outlet Katulampa.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari hingga Agustus 2014 yang
berlokasi di DAS Ciliwung Hulu, Kabupaten Bogor, Jawa Barat.Daerah penelitian
mencakup bagian hulu mulai dari Telaga Warna (Puncak), Tugu Cisarua, Ciawi,
dan Katulampa.
Bahan
1.
2.
3.
4.
Bahan yang digunakan antara lain sebagai berikut :
Data pias hujan harian tahun 2007-2013 yang diperoleh dari Stasiun
Meteorologi Kelas III Citeko
Data curah hujan harian Stasiun Katulampa tahun 2007-2013 yang diperoleh
dari Balai Pendayagunaan Sumberdaya Air (BPSDA) Ciliwung - Cisadane
Data tinggi muka air per jam Bendung Katulampa tahun 2007-2013 yang
diperoleh dari Balai Besar Wilayah Sungai (BBWS) Ciliwung - Cisadane
Peta penggunaan lahan DAS Ciliwung Hulu tahun 2006, 2009, dan 2012 yang
diperoleh dari Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (BPDAS) CitarumCiliwung
Alat
Alat yang digunakan berupa seperangkat komputer dengan program
Microsoft Office Words 2007 dan Microsoft Office Excel 2007, program ArcGIS
9.3, program Statistica 7, alat tulis, dan kamera digital.
Metode Penelitian
Persiapan dan Pengumpulan Data
3
Tahap persiapan diawali dengan studi literatur, pembuatan proposal, dan
pengumpulan data. Studi literatur dilakukan untuk mempelajari karya ilmiah yang
berkaitan dengan debit puncak aliran sungai, curah hujan, dan perubahan
penggunaan lahan. Data yang dikumpulkan antara lain data pias hujan, data curah
hujan harian, data tinggi muka air, dan peta penggunaan lahan.
Analisis Data
AnalisisHujan
Analisis hujan dilakukan dari data pias hujan harian Stasiun Citeko tahun
2007-2013 yang diukur menggunakan alat penakar hujan otomatis tipe Hellman.
Analisis pias hujan dilakukan dengan menghitung curah hujan harian, lama hujan
harian, intensitas hujan harian (I),intensitas hujan harian 30 menit (I30), dan
erosivitas hujan harian (EI30). Analisis pias hujan dilakukan dengan membagi
kurva kejadian hujan dalam kertas pias menjadi segmen hujan. Setiap segmen
hujan mempunyai intensitas hujan yang sama yang pada pias dicirikan oleh
sudut/kemiringan kurva yang seragam. Intensitas hujan setiap segmen hujan (I)
dihitung dengan persamaan :
x 60...............................................................................................(1)
Is =
dimana,
Is
= intensitas hujan setiap segmen (mm/jam)
CHs = jumlah curah hujan setiap segmen (mm)
ts
= lama (jangka waktu) hujan setiap segmen (menit)
Intensitas hujan 30 menit (I30) dihitung pada setiap data pias hujan harian.
Intensitas hujan 30 menit (I30) diperoleh dengan cara menghitung jumlah curah
hujan tertinggi yang terjadi selama 30 menit. Intensitas hujan 30 menit (I30)
berkaitan erat dengan erosivitas hujan. Erosivitas hujan dihitung dengan
menggunakan persamaan menurut Wischmeier dan Smith (1958) sebagai berikut :
EI30 = E (I30. 10-2)......................................................................................(2)
dimana,
E
= 210 + 89 log i
E
= energi kinetik hujan (ton.m/ha)
I30
= intensitas hujan maksimum 30 menit (cm/jam)
i
= intensitas hujan (cm/jam)
Curah hujan harian dari hasil analisis pias hujan merupakan jumlah curah
hujan dari setiap segmen yang terjadi dalam satu hari. Intensitas hujan harian
dihitung dengan cara jumlah curah hujan dalam sehari dibagi dengan lama hujan
dalam sehari seperti pada persamaan (1). Curah hujan bulanan merupakan jumlah
curah hujan yang terjadi dalam satu bulan, sedangkan curah hujan tahunan
merupakan jumlah curah hujan yang terjadi dalam satu tahun.
Data curah hujan harian dari Stasiun Katulampa tahun 2007-2013
digunakan sebagai pembanding untuk melihat keragaman curah hujan DAS
Ciliwung Hulu. Selain itu, data tersebut juga digunakan sebagai pembanding
4
untuk melihat curah hujan yang lebih berpengaruh terhadap debit puncak aliran
Sungai Ciliwung pada outlet Katulampa.
Selanjutnya dihitung curah hujan rataan harian, bulanan, dan tahunan baik
pada Stasiun Citeko maupun Stasiun Katulampa. Curah hujan rataan harian
diperoleh dengan cara jumlah hujan pada bulan tertentu dibagi dengan jumlah hari
hujan pada bulan tersebut. Curah hujan rataan bulanan diperoleh dengan cara
jumlah hujan pada bulan tertentu dari berbagai tahun (2007-2013) dibagi dengan
jumlah bulan hujan, sedangkan curah hujan rataan tahunan diperoleh dengan cara
jumlah hujan dari berbagai tahun (2007-2013) dibagi dengan jumlah tahun.
Analisis Debit Aliran Sungai
Debit aliran sungai dihitung menggunakan data Tinggi Muka Air (TMA)
per jam Bendung Katulampa tahun 2007-2013 yang diukur menggunakan AWLR
(Automatic Water Level Recorder). Data tersebutdikonversi menjadi data debit
aliran sungai menggunakan persamaan kurva lengkung debit. Lengkung debit
aliran (Discharge Rating Curve) adalah kurva yang menunjukkan hubungan
antara tinggi muka air dan debit pada lokasi penampang sungai tertentu.
Lengkung debit aliran dibuat berdasarkan data pengukuran aliran yang
dilaksanakan pada muka air dan waktu yang berbeda-beda(Suryatmojo 2006).
Tinggi muka air digambarkan pada sumbu horizontal sedangkan debit sumbu
vertikal.Persamaan kurva lengkung debit aliran sungai di Stasiun Pengamatan
Aliran Sungai (SPAS) Katulampadiperoleh dari Balai Pendayagunaan
Sumberdaya Air (BPSDA) Ciliwung - Cisadane, yaitu sebagai berikut :
Q = 25.89 x (H + 0.00)2.48……………………………………...(3)
dimana,
Q : debit aliran (m3/s)
H : tinggi muka air (m)
Pada persamaan (3) tersebut, nilai 0.00 merupakan Ho, yaitu tinggi muka air
saat debit nol (Q = 0). Ho bisa bernilai positif atau negatif. Ho yang bernilai
positif mengindikasikan bahwa sungai tersebut tergolong sungai parrenial
river yaitu sungai yang dialiri air sepanjang tahun. Adapun Ho yang bernilai
negatif tergolong sungai intermittent river, yaitu sungai yang dialiri air selama
musim hujan dan tidak dialiri air selama musim kering (kecuali bila ada hujan)
karena muka air tanah akan turun pada musim kering (Harto 1983).Sungai
Ciliwung merupakan sungai yang mengalir sepanjang tahun sehingga dalam
persamaan tersebut, Ho bernilai positif.
Nilai tinggi muka air tiap jam dalam suatu kejadian hujan dimasukkan ke
dalam persamaan (3), sehingga diperoleh nilai debit aliran sungai tiap jam dari
kejadian hujan. Nilai debit puncak aliran hasil pengukuran tiap kejadian hujan
diperoleh dari nilai debit aliran maksimum pada kejadian hujan.
Analisis Hubungan Curah Hujan dengan Debit Puncak Aliran Sungai
Analisis regresi dilakukan untuk melihat hubungan yang lebih nyata antara
curah hujan dengan debit puncak aliran sungai. Analisis regresi dipergunakan
untuk menelaah hubungan antara dua variabel atau lebih, terutama untuk
5
menelusuri pola hubungan yang modelnya belum diketahui dengan sempurna,
atau untuk mengetahui bagaimana variasi dari beberapa variabel bebas(prediktor
X atau independent variable) mempengaruhi variabel terikat (respon Y atau
dependent variable) dalam suatu fenomena yang kompleks (Walpole 1995).
Varibel bebas atau peubah bebas dalam penelitian ini adalah curah hujan
dan intensitas hujan 30 menit.Curah hujan yang digunakan adalah curah hujan di
bagian hulu (Stasiun Citeko) dan curah hujan di daerah outlet (Stasiun
Katulampa) tahun 2011-2013.Intensitas hujan 30 menit yang digunakan adalah
intensitas hujan 30 menit dari hasil analisis data pias hujan Stasiun Citeko tahun
2011-2013. Adapun peubah respon dalam penelitian ini adalah debit puncak
aliran sungai yang terjadi selama tahun 2011-2013. Debit puncak aliran sungai
yang digunakan adalah debit maksimum harian yang terjadi pada musim hujan
maupun musim kemarau untuk mendapat hasil yang representatif.
Hubungan antara curah hujan dengan debit sungai dianalisis dengan
menggunakan grafik yang menggambarkan kurva antara debit aliran sungai
dengan curah hujan secara simultan dan menggunakan model regresi linear
sederhana (Draper and Smith 1981 dalam Mappangaja 1994). Dengan demikian,
analisis regresi linear digunakan untuk melihat hubungan antara curah hujan
(Stasiun Citeko dan Katulampa) dengan debit puncak aliran sungai, serta
hubungan antara intensitas 30 menit dengan debit puncak aliran sungai pada setiap
kejadian hujan.
Analisis Perubahan Penggunaan Lahan dan Debit Puncak Aliran Sungai
Perubahan penggunaan lahan diidentifikasi berdasarkan perubahan
keadaan penggunaan lahan atau posisinya pada kurun waktu tertentu (Murchacke
1990).Analisis perubahan penggunaan lahan dilakukan menggunakan ArcGIS 9.3
untuk penggunaan lahan tahun 2006, 2009, dan 2012.Peta batasDAS Ciliwung
Hulu di-clipdengan peta penggunaan lahan Kabupaten Bogor.Clip merupakan
salah satu bagian dari Extract dalam menu Analysis Tools pada ArcGIS yang
berfungsi untuk memotong sebuah theme yang bertipe titik, garis atau polygon
dengan mengambil bagian dalam dan membuang bagian luarnya dengan bantuan
sebuah theme polygon lain. Dalam hal ini, peta penggunaan lahan Kabupaten
Bogor sebagai Input Features, sedangkan peta batas DAS Ciliwung Hulu sebagai
Clip Features sehingga akan menghasilkan peta penggunaan lahan DAS Ciliwung
Hulu pada Output Features Class.Perubahan penggunaan lahan dilihat dari tabel
atribut hasil clip peta tersebut.
Analisis pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap debit puncak
aliran sungai dijelaskan secara deskriptif. Adapun analisis kondisi kesehatan DAS
Ciliwung Hulu dilakukan dengan menghitung rasio antara nilai debit maksimum
dengan debit minimum yang terjadi pada setiap tahun.
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum DAS Ciliwung Hulu
Secara geografis DAS Ciliwung Hulu terletak pada 106° 49’ 40” BT 107° 00’ 15” BT dan 6° 38’ 15” LS - 6° 46’ 05” LS. Secara administratif DAS
Ciliwung Hulu mencakup7 kecamatan, yaitu Kecamatan Babakan Madang,
Kecamatan Sukamakmur, Kecamatan Sukaraja, Kecamatan Ciawi, Kecamatan
Cisarua, Kecamatan Megamendung, dan Kecamatan Bogor Timur (Gambar 1).
Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian (DAS Ciliwung Hulu)
Bagian hulu mencakup areal seluas 14.920 ha yang merupakan daerah
pegunungan dengan elevasi antara 300 sampai 3000 m dpl.Keadaan topografi
wilayah DAS Ciliwung Hulu merupakan dataran tinggi dengan kelerengan yang
didominasi datar (32,95%) dan bergelombang (25,19%), dan sisanya berupa
dataran dengan topografi landai (12,60%), curam (13,14%) dan sangat curam
(16,12%). Topografi datar sampai landai dapat dijumpai di Kecamatan
Ciawi.Topografi landai sampai sangat curam dapat dijumpai di wilayah
7
Kecamatan Megamendung dan Kecamatan Cisarua.Batas wilayah Utara, Timur
dan Selatan banyak dijumpai lahan dengan topografi curam sampai sangat curam
(>26%).Kondisi demikian disebabkan oleh posisi DAS Ciliwung Hulu yang
keberadaaannyadikelilingi oleh beberapa gunung yaitu Gunung Gede Pangrango,
Gunung Mandalawangi, Gunung Kencong, dan lain-lain (BPDAS Citarum Ciliwung 2003).
Berdasarkan sistem klasifikasi Smith dan Ferguson yang didasarkan pada
intensitas curah hujan. yaitu bulan basah (>200 mm) dan Bulan Kering (