Analisis Hujan, Debit Puncak Limpasan dan Volume Genangan di Sekitar Jalan Meranti–Tanjung, Kampus IPB Darmaga Bogor
ANALISIS HUJAN, DEBIT PUNCAK LIMPASAN DAN
VOLUME GENANGAN DI SEKITAR JALAN MERANTI–
TANJUNG, KAMPUS IPB DARMAGA BOGOR
CINDHY ADE HAPSARI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Hujan, Debit
Puncak Limpasan dan Volume Genangan di Sekitar Jalan Meranti–Tanjung,
Kampus IPB Darmaga Bogor 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, Juni 2014
Cindhy Ade Hapsari
NIM F44100008
ABSTRAK
CINDHY ADE HAPSARI. Analisis Hujan, Debit Puncak Limpasan dan Volume
Genangan di Sekitar Jalan Meranti–Tanjung, Kampus IPB Darmaga Bogor.
Dibimbing oleh BUDI INDRA SETIAWAN
Banjir merupakan masalah tahunan di Indonesia yang rutin terjadi.
Kampus IPB Darmaga juga tak luput dari terjadinya banjir. Salah satunya di
sekitar Jalan Meranti-Tanjung. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis
hujan, debit puncak limpasan serta volume genangan yang terjadi di sekitar Jalan
Meranti-Tanjung. Prosedur penelitian terdiri dari studi lapangan, studi literatur
dan analisis data. Berdasarkan hasil analisis, arah aliran air di daerah sekitar Jalan
Meranti-Tanjung mengalir ke arah barat laut dimana terdapat sungai Ciapus yang
merupakan hilir aliran air. Daerah tangkapan air (DTA) pada wilayah penelitian
dibagi menjadi 2 DTA. Nilai koefisien limpasan (C) antara 0.28-0.55. Nilai curah
hujan harian maksimum di sekitar Jalan Meranti-Tanjung adalah sebesar 125.68
mm untuk periode ulang 2 tahun. Debit puncak limpasan terbesar terjadi di sub
DTA 1E sebesar 1.83 m3/det. Genangan terjadi pada sub DTA 1B, 1D dan 2A.
Volume genangan terbesar berdasarkan pengukuran terjadi pada tanggal 5 April
2014 (curah hujan 113 mm) sebesar 8.40 m3 pada sub DTA 1B, 8.18 m3 pada sub
DTA 1D dan 8.92 m3 pada sub DTA 2A. Nilai genangan keseluruhan pada sub
DTA 1B sebesar 544 m3, sub DTA 1D sebesar 1 054.6 m3,dan sub DTA 2A
sebesar 335.8 m3.
Kata kunci: curah hujan, daerah tangkapan air, debit puncak limpasan, genangan
ABSTRACT
CINDHY ADE HAPSARI. Analysis of Rainfall, Peak Runoff And Volume of
Puddles at Meranti-Tanjung Road, Bogor Agricultural University, Darmaga
Bogor. Supervised by BUDI INDRA SETIAWAN
Floods are an annual problem in Indonesia which almost happens every
year. Bogor Agricultural University is also not spared from floods. One of
location is around Meranti-Tanjung Road. This study aims to analyze rainfall,
discharge of runoff and volume of puddles that occurred around Meranti-Tanjung
Road. The procedure consisted of field studies, literature studies and data analysis.
Based on the analysis, the direction of water flow around Meranti-Tanjung Road
flows to the northwest where there is a Ciapus river as downstream of flow.
Catchment area divided into 2 areas. Runoff coefficient (C) is between 0.28-0.55.
The maximum daily rainfall around Meranti-Tanjung Road is 125.68 mm for the
2-year return period. Largest runoff peak discharge occurred in sub DTA 1E is
1.83 m3/sec. Puddles occurred in sub DTA 1B, 1D and 2A. The largest volume of
puddles based measurements occurred on 5 April 2014 (rainfall is 113 mm) is
8.40 m3 in the sub DTA 1B, at sub DTA 1B is 8.18 m3 and at sub DTA 2A is 8.92
m3. The entirety volume of puddles at sub DTA 1B is 544 m3, at sub DTA 1D is
11054.6 m3, and at sub DTA 2A is 335.8 m3.
Keywords: catchment area, peak runoff, puddles, rainfall
ANALISIS HUJAN, DEBIT PUNCAK LIMPASAN DAN
VOLUME GENANGAN DI SEKITAR JALAN MERANTI–
TANJUNG, KAMPUS IPB DARMAGA BOGOR
CINDHY ADE HAPSARI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Analisis Hujan, Debit Puncak Limpasan dan Volume Genangan
di Sekitar Jalan Meranti–Tanjung, Kampus IPB Darmaga Bogor
Nama
: Cindhy Ade Hapsari
NIM
: F44100008
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr
Pembimbing
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr
Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi yang berjudul “Analisis Hujan,
Debit Puncak Limpasan dan Volume Genangan di sekitar Jalan Meranti–Tanjung,
Kampus IPB Darmaga Bogor” berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilakukan
sejak bulan Februari hingga April 2014 bertempat di Kampus IPB Darmaga
Bogor. Skripsi ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas
Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Dalam kesempatan kali ini penulis mengucapkan banyak terima kasih
kepada :
1. Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr selaku pembimbing yang telah
memberikan bimbingan, saran dan masukan yang bermanfaat sehingga
penelitian ini dapat diselesaikan.
2. Bapak Muhammad Fauzan, ST MT dan Dr Chusnul Arif, STP MSi selaku
dosen penguji sidang skripsi atas bimbingan dan masukannya.
3. Semua pihak yang membantu dan mendukung berjalannya penelitian
(Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan dan Badan Meteorologi
Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Stasiun Darmaga)
4. Bapak Muhammad Jaldan; Ibu Suci Murtini serta kakak Johan Hardiantiko
atas semua semangat, dukungan dan kasih sayang yang diberikan.
5. Hendy Kusuma Rajasa, Muhammad Chandra Yuwana, Angga Nugraha,
Dodi Wijaya dan Muhammad Ihsan sebagai teman sebimbingan atas kerja
sama dan kebersamaan serta saran dan masukan yang membangun selama
ini.
6. Rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Angkatan 2010 atas motivasi, masukan, semangat dan dukungan yang
diberikan.
Penulis sadari dalam penyusunan skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan, saran dan kritik penulis harapkan sebagai masukan yang berharga
untuk perbaikan dalam penulisan selanjutnya. Penulis berharap karya ilmiah ini
dapat bermanfaat bagi semua pihak dan dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Bogor, Juni 2014
Cindhy Ade Hapsari
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Alat dan Bahan
3
Prosedur Penelitian
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
9
Kondisi Umum Lokasi Penelitian
9
Kondisi Topografi dan Tata Guna Lahan
9
Analisis Hujan
12
Intensitas Hujan dan Debit Puncak Limpasan
14
Analisis Volume Genangan
16
SIMPULAN DAN SARAN
23
Simpulan
23
Saran
23
DAFTAR PUSTAKA
24
LAMPIRAN
26
RIWAYAT HIDUP
37
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Koefisien limpasan untuk metode Rasional
Kriteria desain hidrologi sistem drainase perkotaan
Deskripsi kondisi fisik sub Daerah Tangkapan Air (DTA)
Hasil perhitungan luas dan koefisien limpasan tiap sub DTA
Curah hujan harian maksimum Stasiun Klimatologi Darmaga
Analisis distribusi frekuensi hujan rencana (R24)
Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Normal dan Gumbel
Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Log Normal dan Log Pearson III
Hasil perhitungan parameter statistik
Hasil uji parameter statistik
Hasil perhitungan intensitas hujan rencana
Hasil perhitungan debit puncak limpasan dengan metode Rasional
Hasil pengukuran dan perhitungan luas dan volume genangan
Hasil perhitungan volume hujan di lokasi genangan
Kemampuan infiltrasi tiap sub DTA yang mengalami genangan
Nilai volume genangan keseluruhan dengan memperhatikan
kemampuan infiltrasi dan saluran drainase
6
7
11
12
12
13
13
14
14
14
15
15
16
18
19
23
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Daerah penelitian di sekitar Jalan Meranti-Tanjung
Kerangka alir prosedur penelitian
Limpasan dan genangan di sekitar Jalan Meranti-Tanjung
Peta kontur dan arah aliran air di lokasi penelitian
Peta tata guna lahan, pembagian DTA dan arah aliran air pada DTA
Hubungan curah hujan dengan volume genangan pada lokasi 1 (Sub
DTA 1B)
Hubungan curah hujan dengan volume genangan pada lokasi 2 (Sub
DTA 1D)
Hubungan curah hujan dengan volume genangan pada lokasi 3 (Sub
DTA 2A)
Perbandingan volume hujan dan volume infiltrasi di sub DTA 1B
Perbandingan volume hujan dan volume infiltrasi di sub DTA 1D
Perbandingan volume hujan dan volume infiltrasi di sub DTA 2A
Pengaruh kemampuan infiltrasi dan saluran dalam pengurangan volume
genangan pada sub DTA 1B
Pengaruh kemampuan infiltrasi dan saluran dalam pengurangan volume
genangan pada sub DTA 1D
Pengaruh kemampuan infiltrasi dan saluran dalam pengurangan volume
genangan pada sub DTA 2A
2
8
9
10
10
17
17
18
19
20
20
21
22
22
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Nilai KT untuk metode distribusi Normal dan Log Normal
Nilai K untuk metode distribusi Log Pearson Tipe III
Nilai Yn dan Sn untuk metode distribusi Gumbel
Nilai kritis Do untuk Uji Kecocokan Smirnov Kolmogorov
Peta kontur dan arah aliran air di lokasi penelitian
Peta tata guna lahan, pembagian DTA dan arah aliran air pada DTA
Perhitungan curah hujan dengan distribusi Normal
Perhitungan curah hujan dengan distribusi Log Normal
Perhitungan curah hujan dengan distribusi Log Pearson III
Perhitungan curah hujan dengan distribusi Gumbel
Perhitungan statistik dasar untuk analisis frekuensi
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Banjir adalah masalah tahunan di Indonesia yang rutin terjadi dan sulit
untuk diatasi. Banjir merupakan salah satu penyebab berbagai macam kerusakan
di perkotaan (Desa dan Niemczynowicz 2001). Banyak faktor yang
mempengaruhi terjadinya banjir antara lain kondisi daerah tangkapan hujan,
durasi dan intensitas hujan, tutupan lahan, kondisi topografi dan kapasitas jaringan
drainase (Pane 2010). Drainase yang berfungsi dengan baik akan mampu
menampung kelebihan air sehingga tidak terjadi genangan maupun limpasan di
wilayah yang telah memiliki sistem drainase tersebut. Perubahan tata guna lahan
serta tutupan lahan yang selalu terjadi akibat perkembangan kota juga
memberikan andil terhadap terjadinya banjir. Perubahan fungsi lahan ini dapat
mengakibatkan peningkatan laju aliran permukaan dan debit puncak banjir. Besar
kecilnya aliran permukaan sangat ditentukan oleh pola penggunaan lahan (Suripin
2004). Semakin besarnya laju aliran permukaan yang tidak diiringi dengan
semakin besarnya kapasitas sistem drainase menjadi salah satu sebab terjadinya
banjir.
Kampus IPB Darmaga juga tidak luput dari terjadinya banjir. Di beberapa
titik di dalam kampus masih terjadi limpasan dan genangan air karena kapasitas
drainase yang tidak mencukupi untuk menampung hujan dengan intensitas tinggi.
Akibatnya terjadi pelimpasan air ke jalan dan membuat jalan tergenang. Salah
satu titik yang mengalami genangan air adalah di sekitar Jalan Meranti–Tanjung,
tepatnya di sekitar gedung Common Class Room (CCR), di depan SMA Kornita
dan di sekitar gedung Fakultas Kehutanan.
Menurut Linsley (1985), laju aliran puncak atau debit puncak merupakan
dasar dari desain dari proyek-proyek yang menyangkut pengendalian air, dalam
hal ini adalah pengendalian banjir. Salah satu upaya pengendalian banjir adalah
dengan menerapkan sistem drainase zero runoff yang memiliki komponen antara
lain saluran drainase dan sumur resapan. Dalam perencanaan saluran drainase
dibutuhkan debit rencana atau debit puncak limpasan yang dapat ditampung oleh
saluran drainase tersebut. Sedangkan perencanaan sumur resapan dibutuhkan
besar dari volume genangan yang akan diresapkan oleh sumur resapan.
Berdasarkan permasalahan dan teori di atas maka perlu dilakukan studi mengenai
limpasan dan genangan di sekitar jalan tersebut. Analisis yang dilakukan antara
lain untuk menentukan debit puncak atau debit maksimum limpasan yang akan
membebani sistem drainase di sepanjang jalan tersebut dan menentukan volume
genangan yang menggenangi titik-titik yang tergenang yang harus diresapkan oleh
sumur resapan. Penelitian ini merupakan langkah awal dalam perencanaan sistem
pengendalian banjir berbasis zero runoff di sekitar Jalan Meranti-Tanjung.
Perumusan Masalah
Rumusan masalah yang menjadi fokus dalam penelitian ini adalah
menganalisis hujan dan debit puncak limpasan yang akan diterima sistem drainase
di sekitar Jalan Meranti-Tanjung serta menganalisis volume genangan yang terjadi
di sekitar Jalan Meranti-Tanjung.
2
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan analisis hujan, analisis debit
puncak limpasan serta volume genangan yang terjadi di sekitar Jalan Meranti–
Tanjung.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai rujukan dan acuan untuk
melakukan perencanaan pengendalian banjir dengan sistem zero runoff bagi pihak
Kampus IPB Darmaga, maupun pihak-pihak yang terkait.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini terbatas pada analisis hujan, pendugaan debit puncak limpasan
dan analisis volume genangan di sekitar Jalan Meranti-Tanjung, Kampus IPB
Darmaga Bogor.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan tanggal 10 Februari hingga 23 April 2014 di
Kampus IPB Darmaga Bogor, khususnya di sekitar Jalan Meranti-Tanjung.
Tepatnya di sekitar area Gedung Common Class Room, Teaching Lab, Gedung
Asrama Putra, Gedung Kornita, Gedung Fakultas Kehutanan, Gedung Asrama
Putra hingga Pintu 3 Kampus IPB Darmaga.
Gambar 1 Daerah penelitian di sekitar Jalan Meranti-Tanjung
3
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan antara lain komputer, automatic total station Topcon
GTS 235N, reflector, tripod, kompas, Global Positioning System (GPS), pita ukur,
penggaris, waterpass, kalkulator, bor biopori, software Microsoft Word, Microsoft
Excell, Google Earth, Surfer 10, dan ArcGIS 10. Bahan yang digunakan antara
lain data primer dan data sekunder. Data primer antara lain lokasi terjadinya
limpasan, tinggi dan luas genangan, kondisi topografi, keadaan saluran drainase
yang telah ada dan kemampuan infiltrasi tanah. Data sekunder antara lain peta dan
site plan Kampus IPB Darmaga Bogor, data curah hujan harian maksimum
selama 10 tahun (2004-2013) dari Stasiun Klimatologi Darmaga Bogor, data
curah hujan harian tiap jam bulan Januari hingga April 2014 dari stasiun cuaca
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB dan citra satelit Google Earth
akuisisi 2 April 2014.
Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian terdiri dari studi literatur, studi lapangan dan analisis
data. Studi literatur dilakukan untuk memperoleh pengetahuan mengenai
permasalahan yang diteliti dan metode yang akan digunakan dalam penelitian.
Literatur yang menjadi acuan berasal dari buku teks, karya tulis dan jurnal ilmiah.
Studi lapangan dilakukan dengan cara survei dan observasi. Survei dan observasi
dilakukan untuk memperoleh data-data yang dibutuhkan untuk analisis baik
berupa data primer maupun data sekunder. Tahapan analisis yang akan dilakukan
dalam penelitian ini dibagi menjadi dua yaitu analisis limpasan dan analisis
genangan.
Analisis limpasan dilakukan untuk mengetahui debit puncak limpasan,
dengan tahapan sebagai berikut.
1. Pembuatan Peta Topografi dan Kondisi Tata Guna Lahan (Land Use)
Pembuatan peta topografi dilakukan dengan melakukan pengukuran
koordinat dan elevasi (X, Y, Z) secara langsung pada daerah penelitian dengan
menggunakan automatic total station Topcon GTS 235N dan GPS. Titik-titik
tersebut dilakukan pengolahan menggunakan software Surfer 10 sehingga
dihasilkan peta topografi dari daerah penelitian. Metode interpolasi yang
digunakan dalam pembuatan peta topografi adalah metode krigging.
Pembuatan peta tata guna lahan dilakukan dengan melakukan pengolahan
citra satelit Google Earth akuisisi 2 April 2014 dengan menggunakan software
ArcGIS 10. Peta topografi dan tata guna lahan digunakan untuk menentukan
daerah tangkapan air (DTA) dan koefisien limpasan pada lokasi penelitian.
2. Penentuan Daerah Tangkapan Air (DTA)
Penentuan DTA di sekitar Jalan Meranti-Tanjung dilakukan dengan
survei secara langsung dan menggunakan peta topografi. Penentuan DTA
didasarkan pada arah aliran air yang berkontribusi pada saluran tiap masingmasing daerah tangkapan air di sekitar Jalan Meranti-Tanjung.
3. Analisis Frekuensi dan Probabilitas Hujan
Analisis frekuensi suatu kejadian memerlukan suatu seri data selama
beberapa tahun. Pengambilan seri data ini dapat dilakukan dengan dua metode
yaitu seri parsial dan data maksimum tahunan. Metode seri parsial digunakan
4
apabila data yang tersedia kurang dari 10 tahun, sedangkan data maksimum
tahunan digunakan apabila data yang tersedia lebih dari 10 tahun (Kamiana
2011). Oleh karena itu, digunakan metode data maksimum tahunan dengan
menggunakan data curah hujan selama 10 tahun terakhir yang didapatkan dari
Stasiun Klimatologi Darmaga, BMKG Darmaga Bogor.
Distribusi frekuensi membantu untuk mengetahui hubungan besarnya
kejadian hidrologis ekstrim seperti banjir dengan jumlah kejadian yang telah
terjadi, sehingga peluang kejadian ekstrim terhadap waktu dapat diprediksi
(Bhim 2012). Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi
frekuensi dan terdapat empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam
bidang hidrologi, yaitu distribusi Normal, Log Normal, Log Pearson III dan
Gumbel (Suripin 2004).
a. Distribusi Normal
Persamaan yang digunakan dalam distribusi Normal sebagai berikut.
̅
(1)
Keterangan :
XT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T
tahunan
̅ = nilai rata-rata hitung variat
S = deviasi standar nilai variat
KT = faktor frekuensi (lihat Lampiran 1)
b. Distribusi Log Normal
Persamaan yang digunakan dalam distribusi Log Normal sebagai
berikut.
̅
(2)
Keterangan :
YT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T
tahunan
̅ = nilai rata-rata hitung variat
S = deviasi standar nilai variat
KT = faktor frekuensi (lihat Lampiran 1)
c. Distribusi Log-Pearson III
Langkah-langkah perhitungan pada distribusi Log Pearson Tipe III
sebagai berikut.
- Mengubah data ke bentuk logaritmis
X = log X
(3)
- Menghitung harga rata-rata
∑
̅
(4)
- Menghitung harga simpangan baku
-
-
∑
̅
(5)
Menghitung koefisien kemencengan
∑
̅
Menghitung logaritma data dengan periode ulang T tahun
(6)
5
̅
-
(7)
K adalah variabel standar untuk X yang bersarnya tergantung koefisien
kemencengan G. Nilai K tersaji dalam Lampiran 2
Menghitung hujan kala ulang dengan menghitung antilog dari log XT
d. Distribusi Gumbel
Persamaan yang digunakan dalam distribusi Gumbel sebagai berikut.
̅
(8)
Keterangan :
̅ = harga rata-rata sampel
S = standar deviasi (simpangan baku) sampel.
Faktor probabilitas K untuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat
dinyatakan dalam persamaan berikut.
(9)
Keterangan :
Yn = reduce mean yang tergantung jumlah sampel/data n (Lampiran 3)
Sn = reduce standard deviation yang juga tergantung pada jumlah
sampel/data n (Lampiran 3)
YTr = reduce variate, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut ini:
(10)
Dengan mensubstitusikan persamaan di atas, didapat persamaan
berikut:
̅
, atau
(11)
(12)
dengan
dan
̅
4. Uji Kecocokan (Smirnov-Kolmogorov) dan Uji Parameter Statistik
Uji kecocokan digunakan untuk melakukan pengecekan apakah suatu
distribusi data dapat diterima atau tidak (Pramuji 2013). Uji parameter statistik
didasarkan pada nilai standar deviasi, koefisien kemiringan, koefisien kurtosis
dan koefisien variasi tiap distribusi. Uji kecocokan yang dilakukan adalah uji
Smirnov-Kolmogorov, yang sering disebut uji kesesuaian non parametrik
karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu (Agus
2010). Prosedur pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
- Mengurutkan data dan menentukan peluang dari masing-masing data
-
-
-
, dan seterusnya
Mengurutkan nilai masing-masing peluang
penggambaran data (persamaan distribusi)
teoritis
dari
hasil
, dan seterusnya
Menentukan selisih terbesar antara peluang pengamatan dengan peluang
teoritis
(13)
Berdasarkan tabel nilai kritis (lihat Lampiran 4) ditentukan harga Do
6
5. Analisis Intensitas Hujan
Analisis intensitas hujan dilakukan dengan menggunakan persamaan
Mononobe, dimana data yang digunakan adalah data hujan harian.
Persamaannya adalah sebagai berikut.
⁄
(14)
Keterangan :
I
= intensitas hujan (mm/jam)
t
= lamanya hujan (jam)
R24 = curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm)
6. Penentuan koefisien limpasan (C)
Koefisien limpasan merupakan nilai banding antara bagian hujan yang
membentuk limpasan langsung dengan hujan total yang terjadi (Edisono
1997). Hassing (1995) menyajikan cara penentuan faktor C yang
mengintegrasikan nilai yang merepresentasikan beberapa faktor yang
mempengaruhi hubungan antara hujan dan aliran yaitu topografi,
permeabilitas tanah, penutup lahan dan tata guna tanah. Nilai koefisien
limpasan (C) untuk metode Hassing disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1 Koefisien limpasan untuk metode Rasional
Koefisien Limpasan, C = Ct + Cs + Cv
Topografi, Ct
Tanah, Cs
Datar ( 500
Periode Ulang
(tahun)
2
2-5
5-20
10-25
Metode Perhitungan
Debit Banjir
Metode Rasional
Metode Rasional
Metode Rasional
Metode Hidrograf Satuan
Sumber : Suripin (2004)
Perhitungan debit dengan menggunakan metode Rasional dengan
persamaan sebagai berikut.
(17)
Keterangan :
Qp = laju aliran permukaan (debit) puncak (m3/det)
C = koefisien aliran permukaan (limpasan) (0 ≤ C ≤ 1)
I
= intensitas hujan (mm/jam)
A = luas daerah tangkapan air (ha)
Analisis genangan dilakukan untuk mengetahui luas dan volume genangan
air yang terjadi. Tahapan analisis genangan adalah sebagai berikut :
1. Penentuan Lokasi Genangan
Penentuan lokasi genangan dilakukan dengan melakukan observasi
langsung ketika terjadi hujan.
2. Pengukuran Genangan
Pengukuran genangan dilakukan untuk mendapatkan data genangan
ketika terjadi hujan yaitu berupa data luas genangan dan tinggi genangan (X,
Y,Z).
3. Pengolahan Data Genangan
Pengolahan data genangan menggunakan software Surfer 10. Dalam
pengolahan dengan Surfer perlu ditentukan metode grid interpolasi agar data
koordinat genangan dapat diinterpolasi dengan baik, salah satu metodenya
adalah metode interpolator Krigging (Baharuddin 2013).
4. Pengukuran Kemampuan Infiltrasi DTA Lokasi Genangan
Menurut Subagyo (1990), kapasitas infiltrasi adalah laju maksimum
presipitasi yang dapat diserap tanah pada kondisi tertentu. Pengukuran
kemampuan atau kapasitas infiltrasi hanya dilakukan pada daerah yang
mengalami genangan. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan model
infiltrasi Philips dengan persamaan berikut :
(18)
8
Keterangan :
f(t) = fungsi laju infiltrasi terhadap waktu (cm/det)
S = daya serap tanah
K = konduktivitas hidrolik atau permeabiltas tanah
5. Analisis Volume Genangan Keseluruhan
Selain data volume genangan tersebut dilakukan pula perhitungan
volume hujan pada DTA berdasarkan curah hujan yang terjadi. Volume hujan
dibandingkan dengan kemampuan infiltrasi dari tiap sub DTA yang tergenang
sehingga didapatkan nilai genangan teoritis yang terjadi pada sub DTA
tersebut.
Analisis Hujan dan Debit Puncak Limpasan
Curah Hujan Harian
Maksimum
Topografi Lahan
Arah Aliran
Kemiringan dan
panjang saluran
Penentuan DTA
Metode Kirpich
Tutupan
Lahan
Analisis Genangan
Waktu
Konsentrasi
(tc)
Analisis Distribusi
Frekuensi :
- Normal
- Log Normal
- Log Pearson III
- Gumbel
Uji Kecocokan
(Smirvov-Kolmogorov)
Lokasi Genangan
Pengukuran
Genangan
(X, Y, Z)
Pengukuran
Kemampuan
Infiltrasi DTA
Lokasi Genangan
Pengolahan Data
dengan Software
Surfer 10
Uji Parameter Statistik
Curah Hujan Harian
Maksimum Rencana
(R24)
Luas dan Volume
Genangan Aktual
Volume Hujan
dan Kemampuan
Infiltrasi DTA
Lokasi Genangan
Rumus Mononobe
Luas Lahan
(A)
Koefisien
Limpasan
(C)
Intensitas Hujan
(I)
Metode Rasional
Debit Puncak Limpasan
Volume Genangan yang
Harus Diresapkan
Gambar 2 Kerangka alir prosedur penelitian
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Lokasi Penelitian
Kampus IPB diapit oleh dua anak Sungai Cisadane yaitu Sungai Ciapus di
sebelah utara dan Sungai Cihideung di sebelah barat. Jenis tanah di Kampus IPB
Darmaga merupakan tanah latosol coklat kemerahan dengan tekstur tanah halus
(Rossi 2012). Jalan Meranti dan Tanjung adalah ruas jalan yang terdapat dalam
Kampus IPB Darmaga, terletak pada koordinat 6°33’10”- 6°33’25” LS dan
106°43’32”- 106°43’55” BT. Ketika terjadi hujan di beberapa titik di Jalan
Meranti-Tanjung ini mengalami limpasan dan genangan. Penyebab terjadinya
limpasan antara lain karena kapasitas drainase yang tidak mencukupi, tingginya
sedimen pada saluran drainase, tertutupnya bangunan penyadap air ke drainase
sehingga mencegah air masuk ke drainase dan berakibat air melimpas ke jalan.
Air yang melimpas ini bermuara di Sungai Ciapus yang berada di sebelah utara
Kampus IPB. Beberapa titik genangan yang terpantau antara lain di sekitar
Gedung CCR, Gedung Fahutan dan jalan di depan SMA Kornita.
Gambar 3 Limpasan dan genangan di sekitar Jalan Meranti-Tanjung
Kondisi Topografi dan Tata Guna Lahan
Kondisi Topografi
Pengukuran kontur secara langsung dengan menggunakan automatic total
station dilakukan untuk mengetahui kondisi topografi lokasi penelitian.
Pengukuran dilakukan dengan 11 titik kontrol dan 2200 titik detail. Data tersebut
kemudian diolah dengan Surfer 10 dan dihasilkan peta kontur dan arah aliran
seperti yang tersaji dalam Gambar 4. Lokasi penelitian memiliki elevasi antara
160-200 m dan memiliki kontur bergelombang. Arah aliran air mengarah ke arah
barat laut, dengan elevasi terendah merupakan Sungai Ciapus sebagai hilir dari
aliran air di lokasi penelitian.
10
Gambar 4 Peta kontur dan arah aliran air di lokasi penelitian
Tata Guna Lahan
Tata guna lahan (land use) pada lokasi penelitian terdiri dari bangunan,
vegetasi, lahan kosong dan aspal/paving. Daerah tangkapan air (DTA) adalah
daerah yang memberikan suatu debit tertentu terhadap suatu saluran drainase.
Pembagian DTA didasarkan pada kondisi topografi dan arah aliran air
berdasarkan data maupun observasi yang dilakukan. DTA di sekitar Jalan
Meranti-Tanjung dibagi menjadi dua karena memiliki outlet yang berbeda. Outlet
DTA 1 berada pada saluran sisi kanan pada hilir dan outlet DTA 2 pada sisi kiri
hilir. DTA tersebut kemudian dibagi lagi menjadi beberapa sub DTA karena
memiliki inlet yang berbeda. Peta tata guna lahan, pembagian DTA dan arah
aliran air pada DTA tersaji dalam Gambar 5.
Gambar 5 Peta tata guna lahan, pembagian DTA dan arah aliran air pada DTA
11
Tabel 3 Deskripsi kondisi fisik sub Daerah Tangkapan Air (DTA)
Sub DTA
Deskripsi
Sub DTA 1A
Kondisi topografi relatif bergelombang, jenis tanah lempung
berpasir dan vegetasi yang terdapat di lokasi adalah padang
berumput dan terdapat bangunan di sekitar DTA.
Sub DTA 1B
Kondisi topografi relatif datar, jenis tanah lempung berpasir,
sebagian besar penggunaan lahannya adalah vegetasi jenis
padang rumput dan lahan terbangun.
Sub DTA 1C
Kondisi topografi relatif datar, jenis tanah lempung berpasir
dan sebagian besar digunakan untuk lahan terbangun. Bukan
merupakan drainase utama karena sebagian aliran
ditampung pada sumur resapan.
Sub DTA 1D
Kondisi topografi yang relatif datar, jenis tanah lempung
berpasir. Tidak memiliki saluran drainase utama. Aliran
permukaan mengalir ke saluran yang berada di sub DTA 2C.
Sub DTA 1E
Kondisi topografi relatif curam, jenis tanah lempung
berpasir. Lokasi berada di bagian hilir drainase sehingga air
hujan akan langsung menuju ke Sungai Ciapus.
Sub DTA 2A
Kondisi topografi relatif datar, jenis tanah lempung berpasir,
dan sebagian besar digunakan untuk lahan terbangun.
Sub DTA 2B
Kondisi topografi relatif bergelombang, jenis tanah lempung
berpasir dan vegetasi yang terdapat di lokasi adalah padang
berumput dan terdapat bangunan di sekitar DTA .
Sub DTA 2C
Kondisi topografi relatif curam, jenis tanah lempung
berpasir dan vegetasi sebagian besar merupakan hutan. Air
yang berasal dari lokasi langsung mengalir ke Sungai
Ciapus.
Penentuan Koefisien Limpasan (C)
Koefisien limpasan atau koefisien aliran permukaan (C) didefinisikan
sebagai nisbah antara puncak aliran permukaan terhadap intensitas hujan (Suripin
2004). Besaran ini dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenis dan
kondisi tanah (Edisono 1997). Hasil perhitungan nilai C pada tiap sub DTA
tersaji dalam Tabel 4. Nilai koefisien limpasan pada daerah penelitian sebesar
0.28-0.55.
Vegetasi memegang peranan penting dalam mengatur limpasan karena
dapat mengurangi secara drastis volume air permukaan, kecepatan limpasan dan
debit puncak limpasan (Musa et al. 2013). Semakin luas vegetasi terutama hutan
dapat memperkecil nilai koefisien limpasan. Nilai C yang semakin kecil
menunjukkan bahwa kemampuan lahan untuk melimpaskan air akan semakin
kecil dan kemampuan lahan menahan air semakin tinggi, sebaliknya nilai C yang
besar menunjukkan semakin tinggi kemampuan lahan untuk melimpaskan air dan
semakin rendah kemampuan lahan menahan air.
12
Tabel 4 Hasil perhitungan luas dan koefisien limpasan tiap sub DTA
DTA
Sub DTA
Sub DTA
1A
Sub DTA
1B
DTA
1
Sub DTA
1C
Sub DTA
1D
Sub DTA
1E
Sub DTA
2A
DTA
2
Sub DTA
2B
Sub DTA
2C
Tata Guna
Lahan
Luas
(ha)
Aspal/Paving
Bangunan
Lahan Kosong
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Lahan Kosong
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
0.39
0.72
0.36
0.23
0.25
0.32
0.65
0.07
1.01
1.06
0.05
1.11
0.70
0.05
0.25
0.74
2.80
0.004
0.25
0.37
0.01
0.16
0.91
0.11
0.76
1.51
Luas
Total
(ha)
1.69
1.22
2.13
1.86
3.83
0.62
1.08
2.38
Koefisien Limpasan
Ct
Cs
Cv
C
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.26
0.26
0.08
0.08
0.26
0.26
0.08
0.26
0.26
0.08
0.26
0.26
0.08
0.26
0.26
0.08
0.08
0.26
0.26
0.08
0.26
0.26
0.08
0.26
0.26
0.08
0.28
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.28
0.04
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.04
0.62
0.62
0.44
0.37
0.62
0.62
0.37
0.57
0.57
0.32
0.57
0.57
0.32
0.62
0.62
0.44
0.20
0.62
0.62
0.37
0.62
0.62
0.37
0.62
0.62
0.20
CxA
0.24
0.44
0.16
0.08
0.15
0.20
0.24
0.04
0.57
0.34
0.03
0.63
0.22
0.03
0.15
0.32
0.56
0.003
0.16
0.13
0.006
0.10
0.34
0.07
0.47
0.30
∑
CxA
C
0.93
0.55
0.60
0.49
0.95
0.45
0.88
0.48
1.07
0.28
0.29
0.47
0.44
0.41
0.84
0.35
Analisis Hujan
Analisis curah hujan dilakukan dengan menganalisis data curah hujan
harian maksimum selama 10 tahun (2004-2013) yang didapatkan dari Stasiun
Klimatologi Darmaga yang tersaji dalam Tabel 5.
Tabel 5 Curah hujan harian maksimum Stasiun Klimatologi Darmaga
Tahun Jan Feb
Mar
Apr Mei Jun
2004 98.5 48.3
66.2
83.4 78.3 102.2
2005 115 126.5 107.5
76 105.5 101.5
2006 136.4 66
24
66.5 93.3 78.2
2007 114.3 83
36.5 155.5 27.4 41.5
2008 82.1 75.5 104.5 67.5
70
45.5
2009 93 37.5
40.5
62.2 115.1 94.3
2010 48.6 81.2
75.6
14.6 71.3 101.1
2011 58.8 15.6
27.5
49.5 97.6 75.5
2012 42 85.3
34.5
116 44.1 36.8
2013 74.2 96.5
71.5
42
95.6 36.5
Sumber : Stasiun Klimatologi Darmaga (2014)
Jul
65.6
44.8
7.6
35.5
102.2
40.6
66.3
88.2
79.3
92.7
Ags
141.6
58.1
73.8
57.5
32.7
15.7
100
56.6
58.2
86.7
Sep
86.4
95.5
23
115
95.5
35.5
144.5
23.9
57.5
136.8
Okt
133
62.6
44.3
50.4
59.1
63
91.2
67
86.4
60.2
Nov
64.4
79.6
81.5
79.3
89.4
78.2
48
74.3
123.1
46.1
Des
101.6
57.5
38.7
77
58.2
48
21.4
57.8
76.7
97.4
Maks
141.6
126.5
136.4
155.5
104.5
115.1
144.5
97.6
123.1
136.8
13
Menurut Suripin (2004), analisis frekuensi hujan didasarkan pada sifat
statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran
hujan di masa yang akan datang. Analisis frekuensi bertujuan untuk mencari
hubungan antara besarnya suatu kejadian ekstrim dan frekuensinya berdasarkan
distribusi probabilitas (Kamiana 2011). Data curah hujan kemudian dilakukan
analisis distribusi frekuensi. Menurut Suripin (2004), untuk data curah hujan
umumnya digunakan analisis distribusi frekuensi Normal, Log Normal, Log
Pearson III dan Gumbel. Hasil perhitungan dari masing-masing distribusi tersaji
dalam Tabel 6.
Tabel 6 Analisis distribusi frekuensi hujan rencana (R24)
Analisis Distribusi Frekuensi Hujan Rencana (mm/hari)
Periode Ulang
(T tahun)
Normal
Log Normal
2
128.16
126.92
128.76
125.68
5
143.57
143.78
144.13
147.58
10
151.65
153.47
151.71
162.09
25
159.54
163.59
159.35
180.41
50
165.78
172.05
164.01
194.01
Log Pearson III
Gumbel
Langkah selanjutnya adalah melakukan uji kecocokan. Uji kecocokan yang
dilakukan adalah uji Smirnov-Kolmogorov. Hasil dari perhitungan uji SmirnovKolmogorov tersaji dalam Tabel 7 dan 8. Nilai Kritis Do untuk uji SmirnovKolmogorov dengan jumlah data (N) 10 dan derajat kepercayaan (α) 0.05 adalah
sebesar 0.41. Nilai D menunjukkan selisih antara peluang teoritis dengan peluang
pengamatan. Menurut perhitungan yang telah dilakukan didapatkan nilai Dmaks
untuk distribusi Normal dan Gumbel adalah sebesar 0.080 dan untuk distribusi
Log Normal dan Log Pearson III sebesar 0.884. Suatu distribusi dikatakan dapat
diterima apabila nilai Dmaks < Do. Sehingga distribusi frekuensi yang dapat
digunakan adalah distribusi Gumbel dan Normal.
Tabel 7 Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Normal dan Gumbel
Tahun
x
2007
2010
2004
2013
2006
2005
2012
2009
2008
2011
155.5
144.5
141.6
136.8
136.4
126.5
123.1
115.1
104.5
97.6
m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
P
0.091
0.182
0.273
0.364
0.455
0.545
0.636
0.727
0.818
0.909
P(x
VOLUME GENANGAN DI SEKITAR JALAN MERANTI–
TANJUNG, KAMPUS IPB DARMAGA BOGOR
CINDHY ADE HAPSARI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Hujan, Debit
Puncak Limpasan dan Volume Genangan di Sekitar Jalan Meranti–Tanjung,
Kampus IPB Darmaga Bogor 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, Juni 2014
Cindhy Ade Hapsari
NIM F44100008
ABSTRAK
CINDHY ADE HAPSARI. Analisis Hujan, Debit Puncak Limpasan dan Volume
Genangan di Sekitar Jalan Meranti–Tanjung, Kampus IPB Darmaga Bogor.
Dibimbing oleh BUDI INDRA SETIAWAN
Banjir merupakan masalah tahunan di Indonesia yang rutin terjadi.
Kampus IPB Darmaga juga tak luput dari terjadinya banjir. Salah satunya di
sekitar Jalan Meranti-Tanjung. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis
hujan, debit puncak limpasan serta volume genangan yang terjadi di sekitar Jalan
Meranti-Tanjung. Prosedur penelitian terdiri dari studi lapangan, studi literatur
dan analisis data. Berdasarkan hasil analisis, arah aliran air di daerah sekitar Jalan
Meranti-Tanjung mengalir ke arah barat laut dimana terdapat sungai Ciapus yang
merupakan hilir aliran air. Daerah tangkapan air (DTA) pada wilayah penelitian
dibagi menjadi 2 DTA. Nilai koefisien limpasan (C) antara 0.28-0.55. Nilai curah
hujan harian maksimum di sekitar Jalan Meranti-Tanjung adalah sebesar 125.68
mm untuk periode ulang 2 tahun. Debit puncak limpasan terbesar terjadi di sub
DTA 1E sebesar 1.83 m3/det. Genangan terjadi pada sub DTA 1B, 1D dan 2A.
Volume genangan terbesar berdasarkan pengukuran terjadi pada tanggal 5 April
2014 (curah hujan 113 mm) sebesar 8.40 m3 pada sub DTA 1B, 8.18 m3 pada sub
DTA 1D dan 8.92 m3 pada sub DTA 2A. Nilai genangan keseluruhan pada sub
DTA 1B sebesar 544 m3, sub DTA 1D sebesar 1 054.6 m3,dan sub DTA 2A
sebesar 335.8 m3.
Kata kunci: curah hujan, daerah tangkapan air, debit puncak limpasan, genangan
ABSTRACT
CINDHY ADE HAPSARI. Analysis of Rainfall, Peak Runoff And Volume of
Puddles at Meranti-Tanjung Road, Bogor Agricultural University, Darmaga
Bogor. Supervised by BUDI INDRA SETIAWAN
Floods are an annual problem in Indonesia which almost happens every
year. Bogor Agricultural University is also not spared from floods. One of
location is around Meranti-Tanjung Road. This study aims to analyze rainfall,
discharge of runoff and volume of puddles that occurred around Meranti-Tanjung
Road. The procedure consisted of field studies, literature studies and data analysis.
Based on the analysis, the direction of water flow around Meranti-Tanjung Road
flows to the northwest where there is a Ciapus river as downstream of flow.
Catchment area divided into 2 areas. Runoff coefficient (C) is between 0.28-0.55.
The maximum daily rainfall around Meranti-Tanjung Road is 125.68 mm for the
2-year return period. Largest runoff peak discharge occurred in sub DTA 1E is
1.83 m3/sec. Puddles occurred in sub DTA 1B, 1D and 2A. The largest volume of
puddles based measurements occurred on 5 April 2014 (rainfall is 113 mm) is
8.40 m3 in the sub DTA 1B, at sub DTA 1B is 8.18 m3 and at sub DTA 2A is 8.92
m3. The entirety volume of puddles at sub DTA 1B is 544 m3, at sub DTA 1D is
11054.6 m3, and at sub DTA 2A is 335.8 m3.
Keywords: catchment area, peak runoff, puddles, rainfall
ANALISIS HUJAN, DEBIT PUNCAK LIMPASAN DAN
VOLUME GENANGAN DI SEKITAR JALAN MERANTI–
TANJUNG, KAMPUS IPB DARMAGA BOGOR
CINDHY ADE HAPSARI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Analisis Hujan, Debit Puncak Limpasan dan Volume Genangan
di Sekitar Jalan Meranti–Tanjung, Kampus IPB Darmaga Bogor
Nama
: Cindhy Ade Hapsari
NIM
: F44100008
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr
Pembimbing
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr
Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi yang berjudul “Analisis Hujan,
Debit Puncak Limpasan dan Volume Genangan di sekitar Jalan Meranti–Tanjung,
Kampus IPB Darmaga Bogor” berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilakukan
sejak bulan Februari hingga April 2014 bertempat di Kampus IPB Darmaga
Bogor. Skripsi ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas
Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Dalam kesempatan kali ini penulis mengucapkan banyak terima kasih
kepada :
1. Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr selaku pembimbing yang telah
memberikan bimbingan, saran dan masukan yang bermanfaat sehingga
penelitian ini dapat diselesaikan.
2. Bapak Muhammad Fauzan, ST MT dan Dr Chusnul Arif, STP MSi selaku
dosen penguji sidang skripsi atas bimbingan dan masukannya.
3. Semua pihak yang membantu dan mendukung berjalannya penelitian
(Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan dan Badan Meteorologi
Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Stasiun Darmaga)
4. Bapak Muhammad Jaldan; Ibu Suci Murtini serta kakak Johan Hardiantiko
atas semua semangat, dukungan dan kasih sayang yang diberikan.
5. Hendy Kusuma Rajasa, Muhammad Chandra Yuwana, Angga Nugraha,
Dodi Wijaya dan Muhammad Ihsan sebagai teman sebimbingan atas kerja
sama dan kebersamaan serta saran dan masukan yang membangun selama
ini.
6. Rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Angkatan 2010 atas motivasi, masukan, semangat dan dukungan yang
diberikan.
Penulis sadari dalam penyusunan skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan, saran dan kritik penulis harapkan sebagai masukan yang berharga
untuk perbaikan dalam penulisan selanjutnya. Penulis berharap karya ilmiah ini
dapat bermanfaat bagi semua pihak dan dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Bogor, Juni 2014
Cindhy Ade Hapsari
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Alat dan Bahan
3
Prosedur Penelitian
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
9
Kondisi Umum Lokasi Penelitian
9
Kondisi Topografi dan Tata Guna Lahan
9
Analisis Hujan
12
Intensitas Hujan dan Debit Puncak Limpasan
14
Analisis Volume Genangan
16
SIMPULAN DAN SARAN
23
Simpulan
23
Saran
23
DAFTAR PUSTAKA
24
LAMPIRAN
26
RIWAYAT HIDUP
37
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Koefisien limpasan untuk metode Rasional
Kriteria desain hidrologi sistem drainase perkotaan
Deskripsi kondisi fisik sub Daerah Tangkapan Air (DTA)
Hasil perhitungan luas dan koefisien limpasan tiap sub DTA
Curah hujan harian maksimum Stasiun Klimatologi Darmaga
Analisis distribusi frekuensi hujan rencana (R24)
Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Normal dan Gumbel
Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Log Normal dan Log Pearson III
Hasil perhitungan parameter statistik
Hasil uji parameter statistik
Hasil perhitungan intensitas hujan rencana
Hasil perhitungan debit puncak limpasan dengan metode Rasional
Hasil pengukuran dan perhitungan luas dan volume genangan
Hasil perhitungan volume hujan di lokasi genangan
Kemampuan infiltrasi tiap sub DTA yang mengalami genangan
Nilai volume genangan keseluruhan dengan memperhatikan
kemampuan infiltrasi dan saluran drainase
6
7
11
12
12
13
13
14
14
14
15
15
16
18
19
23
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Daerah penelitian di sekitar Jalan Meranti-Tanjung
Kerangka alir prosedur penelitian
Limpasan dan genangan di sekitar Jalan Meranti-Tanjung
Peta kontur dan arah aliran air di lokasi penelitian
Peta tata guna lahan, pembagian DTA dan arah aliran air pada DTA
Hubungan curah hujan dengan volume genangan pada lokasi 1 (Sub
DTA 1B)
Hubungan curah hujan dengan volume genangan pada lokasi 2 (Sub
DTA 1D)
Hubungan curah hujan dengan volume genangan pada lokasi 3 (Sub
DTA 2A)
Perbandingan volume hujan dan volume infiltrasi di sub DTA 1B
Perbandingan volume hujan dan volume infiltrasi di sub DTA 1D
Perbandingan volume hujan dan volume infiltrasi di sub DTA 2A
Pengaruh kemampuan infiltrasi dan saluran dalam pengurangan volume
genangan pada sub DTA 1B
Pengaruh kemampuan infiltrasi dan saluran dalam pengurangan volume
genangan pada sub DTA 1D
Pengaruh kemampuan infiltrasi dan saluran dalam pengurangan volume
genangan pada sub DTA 2A
2
8
9
10
10
17
17
18
19
20
20
21
22
22
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Nilai KT untuk metode distribusi Normal dan Log Normal
Nilai K untuk metode distribusi Log Pearson Tipe III
Nilai Yn dan Sn untuk metode distribusi Gumbel
Nilai kritis Do untuk Uji Kecocokan Smirnov Kolmogorov
Peta kontur dan arah aliran air di lokasi penelitian
Peta tata guna lahan, pembagian DTA dan arah aliran air pada DTA
Perhitungan curah hujan dengan distribusi Normal
Perhitungan curah hujan dengan distribusi Log Normal
Perhitungan curah hujan dengan distribusi Log Pearson III
Perhitungan curah hujan dengan distribusi Gumbel
Perhitungan statistik dasar untuk analisis frekuensi
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Banjir adalah masalah tahunan di Indonesia yang rutin terjadi dan sulit
untuk diatasi. Banjir merupakan salah satu penyebab berbagai macam kerusakan
di perkotaan (Desa dan Niemczynowicz 2001). Banyak faktor yang
mempengaruhi terjadinya banjir antara lain kondisi daerah tangkapan hujan,
durasi dan intensitas hujan, tutupan lahan, kondisi topografi dan kapasitas jaringan
drainase (Pane 2010). Drainase yang berfungsi dengan baik akan mampu
menampung kelebihan air sehingga tidak terjadi genangan maupun limpasan di
wilayah yang telah memiliki sistem drainase tersebut. Perubahan tata guna lahan
serta tutupan lahan yang selalu terjadi akibat perkembangan kota juga
memberikan andil terhadap terjadinya banjir. Perubahan fungsi lahan ini dapat
mengakibatkan peningkatan laju aliran permukaan dan debit puncak banjir. Besar
kecilnya aliran permukaan sangat ditentukan oleh pola penggunaan lahan (Suripin
2004). Semakin besarnya laju aliran permukaan yang tidak diiringi dengan
semakin besarnya kapasitas sistem drainase menjadi salah satu sebab terjadinya
banjir.
Kampus IPB Darmaga juga tidak luput dari terjadinya banjir. Di beberapa
titik di dalam kampus masih terjadi limpasan dan genangan air karena kapasitas
drainase yang tidak mencukupi untuk menampung hujan dengan intensitas tinggi.
Akibatnya terjadi pelimpasan air ke jalan dan membuat jalan tergenang. Salah
satu titik yang mengalami genangan air adalah di sekitar Jalan Meranti–Tanjung,
tepatnya di sekitar gedung Common Class Room (CCR), di depan SMA Kornita
dan di sekitar gedung Fakultas Kehutanan.
Menurut Linsley (1985), laju aliran puncak atau debit puncak merupakan
dasar dari desain dari proyek-proyek yang menyangkut pengendalian air, dalam
hal ini adalah pengendalian banjir. Salah satu upaya pengendalian banjir adalah
dengan menerapkan sistem drainase zero runoff yang memiliki komponen antara
lain saluran drainase dan sumur resapan. Dalam perencanaan saluran drainase
dibutuhkan debit rencana atau debit puncak limpasan yang dapat ditampung oleh
saluran drainase tersebut. Sedangkan perencanaan sumur resapan dibutuhkan
besar dari volume genangan yang akan diresapkan oleh sumur resapan.
Berdasarkan permasalahan dan teori di atas maka perlu dilakukan studi mengenai
limpasan dan genangan di sekitar jalan tersebut. Analisis yang dilakukan antara
lain untuk menentukan debit puncak atau debit maksimum limpasan yang akan
membebani sistem drainase di sepanjang jalan tersebut dan menentukan volume
genangan yang menggenangi titik-titik yang tergenang yang harus diresapkan oleh
sumur resapan. Penelitian ini merupakan langkah awal dalam perencanaan sistem
pengendalian banjir berbasis zero runoff di sekitar Jalan Meranti-Tanjung.
Perumusan Masalah
Rumusan masalah yang menjadi fokus dalam penelitian ini adalah
menganalisis hujan dan debit puncak limpasan yang akan diterima sistem drainase
di sekitar Jalan Meranti-Tanjung serta menganalisis volume genangan yang terjadi
di sekitar Jalan Meranti-Tanjung.
2
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan analisis hujan, analisis debit
puncak limpasan serta volume genangan yang terjadi di sekitar Jalan Meranti–
Tanjung.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai rujukan dan acuan untuk
melakukan perencanaan pengendalian banjir dengan sistem zero runoff bagi pihak
Kampus IPB Darmaga, maupun pihak-pihak yang terkait.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini terbatas pada analisis hujan, pendugaan debit puncak limpasan
dan analisis volume genangan di sekitar Jalan Meranti-Tanjung, Kampus IPB
Darmaga Bogor.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan tanggal 10 Februari hingga 23 April 2014 di
Kampus IPB Darmaga Bogor, khususnya di sekitar Jalan Meranti-Tanjung.
Tepatnya di sekitar area Gedung Common Class Room, Teaching Lab, Gedung
Asrama Putra, Gedung Kornita, Gedung Fakultas Kehutanan, Gedung Asrama
Putra hingga Pintu 3 Kampus IPB Darmaga.
Gambar 1 Daerah penelitian di sekitar Jalan Meranti-Tanjung
3
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan antara lain komputer, automatic total station Topcon
GTS 235N, reflector, tripod, kompas, Global Positioning System (GPS), pita ukur,
penggaris, waterpass, kalkulator, bor biopori, software Microsoft Word, Microsoft
Excell, Google Earth, Surfer 10, dan ArcGIS 10. Bahan yang digunakan antara
lain data primer dan data sekunder. Data primer antara lain lokasi terjadinya
limpasan, tinggi dan luas genangan, kondisi topografi, keadaan saluran drainase
yang telah ada dan kemampuan infiltrasi tanah. Data sekunder antara lain peta dan
site plan Kampus IPB Darmaga Bogor, data curah hujan harian maksimum
selama 10 tahun (2004-2013) dari Stasiun Klimatologi Darmaga Bogor, data
curah hujan harian tiap jam bulan Januari hingga April 2014 dari stasiun cuaca
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB dan citra satelit Google Earth
akuisisi 2 April 2014.
Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian terdiri dari studi literatur, studi lapangan dan analisis
data. Studi literatur dilakukan untuk memperoleh pengetahuan mengenai
permasalahan yang diteliti dan metode yang akan digunakan dalam penelitian.
Literatur yang menjadi acuan berasal dari buku teks, karya tulis dan jurnal ilmiah.
Studi lapangan dilakukan dengan cara survei dan observasi. Survei dan observasi
dilakukan untuk memperoleh data-data yang dibutuhkan untuk analisis baik
berupa data primer maupun data sekunder. Tahapan analisis yang akan dilakukan
dalam penelitian ini dibagi menjadi dua yaitu analisis limpasan dan analisis
genangan.
Analisis limpasan dilakukan untuk mengetahui debit puncak limpasan,
dengan tahapan sebagai berikut.
1. Pembuatan Peta Topografi dan Kondisi Tata Guna Lahan (Land Use)
Pembuatan peta topografi dilakukan dengan melakukan pengukuran
koordinat dan elevasi (X, Y, Z) secara langsung pada daerah penelitian dengan
menggunakan automatic total station Topcon GTS 235N dan GPS. Titik-titik
tersebut dilakukan pengolahan menggunakan software Surfer 10 sehingga
dihasilkan peta topografi dari daerah penelitian. Metode interpolasi yang
digunakan dalam pembuatan peta topografi adalah metode krigging.
Pembuatan peta tata guna lahan dilakukan dengan melakukan pengolahan
citra satelit Google Earth akuisisi 2 April 2014 dengan menggunakan software
ArcGIS 10. Peta topografi dan tata guna lahan digunakan untuk menentukan
daerah tangkapan air (DTA) dan koefisien limpasan pada lokasi penelitian.
2. Penentuan Daerah Tangkapan Air (DTA)
Penentuan DTA di sekitar Jalan Meranti-Tanjung dilakukan dengan
survei secara langsung dan menggunakan peta topografi. Penentuan DTA
didasarkan pada arah aliran air yang berkontribusi pada saluran tiap masingmasing daerah tangkapan air di sekitar Jalan Meranti-Tanjung.
3. Analisis Frekuensi dan Probabilitas Hujan
Analisis frekuensi suatu kejadian memerlukan suatu seri data selama
beberapa tahun. Pengambilan seri data ini dapat dilakukan dengan dua metode
yaitu seri parsial dan data maksimum tahunan. Metode seri parsial digunakan
4
apabila data yang tersedia kurang dari 10 tahun, sedangkan data maksimum
tahunan digunakan apabila data yang tersedia lebih dari 10 tahun (Kamiana
2011). Oleh karena itu, digunakan metode data maksimum tahunan dengan
menggunakan data curah hujan selama 10 tahun terakhir yang didapatkan dari
Stasiun Klimatologi Darmaga, BMKG Darmaga Bogor.
Distribusi frekuensi membantu untuk mengetahui hubungan besarnya
kejadian hidrologis ekstrim seperti banjir dengan jumlah kejadian yang telah
terjadi, sehingga peluang kejadian ekstrim terhadap waktu dapat diprediksi
(Bhim 2012). Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi
frekuensi dan terdapat empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam
bidang hidrologi, yaitu distribusi Normal, Log Normal, Log Pearson III dan
Gumbel (Suripin 2004).
a. Distribusi Normal
Persamaan yang digunakan dalam distribusi Normal sebagai berikut.
̅
(1)
Keterangan :
XT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T
tahunan
̅ = nilai rata-rata hitung variat
S = deviasi standar nilai variat
KT = faktor frekuensi (lihat Lampiran 1)
b. Distribusi Log Normal
Persamaan yang digunakan dalam distribusi Log Normal sebagai
berikut.
̅
(2)
Keterangan :
YT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T
tahunan
̅ = nilai rata-rata hitung variat
S = deviasi standar nilai variat
KT = faktor frekuensi (lihat Lampiran 1)
c. Distribusi Log-Pearson III
Langkah-langkah perhitungan pada distribusi Log Pearson Tipe III
sebagai berikut.
- Mengubah data ke bentuk logaritmis
X = log X
(3)
- Menghitung harga rata-rata
∑
̅
(4)
- Menghitung harga simpangan baku
-
-
∑
̅
(5)
Menghitung koefisien kemencengan
∑
̅
Menghitung logaritma data dengan periode ulang T tahun
(6)
5
̅
-
(7)
K adalah variabel standar untuk X yang bersarnya tergantung koefisien
kemencengan G. Nilai K tersaji dalam Lampiran 2
Menghitung hujan kala ulang dengan menghitung antilog dari log XT
d. Distribusi Gumbel
Persamaan yang digunakan dalam distribusi Gumbel sebagai berikut.
̅
(8)
Keterangan :
̅ = harga rata-rata sampel
S = standar deviasi (simpangan baku) sampel.
Faktor probabilitas K untuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat
dinyatakan dalam persamaan berikut.
(9)
Keterangan :
Yn = reduce mean yang tergantung jumlah sampel/data n (Lampiran 3)
Sn = reduce standard deviation yang juga tergantung pada jumlah
sampel/data n (Lampiran 3)
YTr = reduce variate, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut ini:
(10)
Dengan mensubstitusikan persamaan di atas, didapat persamaan
berikut:
̅
, atau
(11)
(12)
dengan
dan
̅
4. Uji Kecocokan (Smirnov-Kolmogorov) dan Uji Parameter Statistik
Uji kecocokan digunakan untuk melakukan pengecekan apakah suatu
distribusi data dapat diterima atau tidak (Pramuji 2013). Uji parameter statistik
didasarkan pada nilai standar deviasi, koefisien kemiringan, koefisien kurtosis
dan koefisien variasi tiap distribusi. Uji kecocokan yang dilakukan adalah uji
Smirnov-Kolmogorov, yang sering disebut uji kesesuaian non parametrik
karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu (Agus
2010). Prosedur pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
- Mengurutkan data dan menentukan peluang dari masing-masing data
-
-
-
, dan seterusnya
Mengurutkan nilai masing-masing peluang
penggambaran data (persamaan distribusi)
teoritis
dari
hasil
, dan seterusnya
Menentukan selisih terbesar antara peluang pengamatan dengan peluang
teoritis
(13)
Berdasarkan tabel nilai kritis (lihat Lampiran 4) ditentukan harga Do
6
5. Analisis Intensitas Hujan
Analisis intensitas hujan dilakukan dengan menggunakan persamaan
Mononobe, dimana data yang digunakan adalah data hujan harian.
Persamaannya adalah sebagai berikut.
⁄
(14)
Keterangan :
I
= intensitas hujan (mm/jam)
t
= lamanya hujan (jam)
R24 = curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm)
6. Penentuan koefisien limpasan (C)
Koefisien limpasan merupakan nilai banding antara bagian hujan yang
membentuk limpasan langsung dengan hujan total yang terjadi (Edisono
1997). Hassing (1995) menyajikan cara penentuan faktor C yang
mengintegrasikan nilai yang merepresentasikan beberapa faktor yang
mempengaruhi hubungan antara hujan dan aliran yaitu topografi,
permeabilitas tanah, penutup lahan dan tata guna tanah. Nilai koefisien
limpasan (C) untuk metode Hassing disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1 Koefisien limpasan untuk metode Rasional
Koefisien Limpasan, C = Ct + Cs + Cv
Topografi, Ct
Tanah, Cs
Datar ( 500
Periode Ulang
(tahun)
2
2-5
5-20
10-25
Metode Perhitungan
Debit Banjir
Metode Rasional
Metode Rasional
Metode Rasional
Metode Hidrograf Satuan
Sumber : Suripin (2004)
Perhitungan debit dengan menggunakan metode Rasional dengan
persamaan sebagai berikut.
(17)
Keterangan :
Qp = laju aliran permukaan (debit) puncak (m3/det)
C = koefisien aliran permukaan (limpasan) (0 ≤ C ≤ 1)
I
= intensitas hujan (mm/jam)
A = luas daerah tangkapan air (ha)
Analisis genangan dilakukan untuk mengetahui luas dan volume genangan
air yang terjadi. Tahapan analisis genangan adalah sebagai berikut :
1. Penentuan Lokasi Genangan
Penentuan lokasi genangan dilakukan dengan melakukan observasi
langsung ketika terjadi hujan.
2. Pengukuran Genangan
Pengukuran genangan dilakukan untuk mendapatkan data genangan
ketika terjadi hujan yaitu berupa data luas genangan dan tinggi genangan (X,
Y,Z).
3. Pengolahan Data Genangan
Pengolahan data genangan menggunakan software Surfer 10. Dalam
pengolahan dengan Surfer perlu ditentukan metode grid interpolasi agar data
koordinat genangan dapat diinterpolasi dengan baik, salah satu metodenya
adalah metode interpolator Krigging (Baharuddin 2013).
4. Pengukuran Kemampuan Infiltrasi DTA Lokasi Genangan
Menurut Subagyo (1990), kapasitas infiltrasi adalah laju maksimum
presipitasi yang dapat diserap tanah pada kondisi tertentu. Pengukuran
kemampuan atau kapasitas infiltrasi hanya dilakukan pada daerah yang
mengalami genangan. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan model
infiltrasi Philips dengan persamaan berikut :
(18)
8
Keterangan :
f(t) = fungsi laju infiltrasi terhadap waktu (cm/det)
S = daya serap tanah
K = konduktivitas hidrolik atau permeabiltas tanah
5. Analisis Volume Genangan Keseluruhan
Selain data volume genangan tersebut dilakukan pula perhitungan
volume hujan pada DTA berdasarkan curah hujan yang terjadi. Volume hujan
dibandingkan dengan kemampuan infiltrasi dari tiap sub DTA yang tergenang
sehingga didapatkan nilai genangan teoritis yang terjadi pada sub DTA
tersebut.
Analisis Hujan dan Debit Puncak Limpasan
Curah Hujan Harian
Maksimum
Topografi Lahan
Arah Aliran
Kemiringan dan
panjang saluran
Penentuan DTA
Metode Kirpich
Tutupan
Lahan
Analisis Genangan
Waktu
Konsentrasi
(tc)
Analisis Distribusi
Frekuensi :
- Normal
- Log Normal
- Log Pearson III
- Gumbel
Uji Kecocokan
(Smirvov-Kolmogorov)
Lokasi Genangan
Pengukuran
Genangan
(X, Y, Z)
Pengukuran
Kemampuan
Infiltrasi DTA
Lokasi Genangan
Pengolahan Data
dengan Software
Surfer 10
Uji Parameter Statistik
Curah Hujan Harian
Maksimum Rencana
(R24)
Luas dan Volume
Genangan Aktual
Volume Hujan
dan Kemampuan
Infiltrasi DTA
Lokasi Genangan
Rumus Mononobe
Luas Lahan
(A)
Koefisien
Limpasan
(C)
Intensitas Hujan
(I)
Metode Rasional
Debit Puncak Limpasan
Volume Genangan yang
Harus Diresapkan
Gambar 2 Kerangka alir prosedur penelitian
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Lokasi Penelitian
Kampus IPB diapit oleh dua anak Sungai Cisadane yaitu Sungai Ciapus di
sebelah utara dan Sungai Cihideung di sebelah barat. Jenis tanah di Kampus IPB
Darmaga merupakan tanah latosol coklat kemerahan dengan tekstur tanah halus
(Rossi 2012). Jalan Meranti dan Tanjung adalah ruas jalan yang terdapat dalam
Kampus IPB Darmaga, terletak pada koordinat 6°33’10”- 6°33’25” LS dan
106°43’32”- 106°43’55” BT. Ketika terjadi hujan di beberapa titik di Jalan
Meranti-Tanjung ini mengalami limpasan dan genangan. Penyebab terjadinya
limpasan antara lain karena kapasitas drainase yang tidak mencukupi, tingginya
sedimen pada saluran drainase, tertutupnya bangunan penyadap air ke drainase
sehingga mencegah air masuk ke drainase dan berakibat air melimpas ke jalan.
Air yang melimpas ini bermuara di Sungai Ciapus yang berada di sebelah utara
Kampus IPB. Beberapa titik genangan yang terpantau antara lain di sekitar
Gedung CCR, Gedung Fahutan dan jalan di depan SMA Kornita.
Gambar 3 Limpasan dan genangan di sekitar Jalan Meranti-Tanjung
Kondisi Topografi dan Tata Guna Lahan
Kondisi Topografi
Pengukuran kontur secara langsung dengan menggunakan automatic total
station dilakukan untuk mengetahui kondisi topografi lokasi penelitian.
Pengukuran dilakukan dengan 11 titik kontrol dan 2200 titik detail. Data tersebut
kemudian diolah dengan Surfer 10 dan dihasilkan peta kontur dan arah aliran
seperti yang tersaji dalam Gambar 4. Lokasi penelitian memiliki elevasi antara
160-200 m dan memiliki kontur bergelombang. Arah aliran air mengarah ke arah
barat laut, dengan elevasi terendah merupakan Sungai Ciapus sebagai hilir dari
aliran air di lokasi penelitian.
10
Gambar 4 Peta kontur dan arah aliran air di lokasi penelitian
Tata Guna Lahan
Tata guna lahan (land use) pada lokasi penelitian terdiri dari bangunan,
vegetasi, lahan kosong dan aspal/paving. Daerah tangkapan air (DTA) adalah
daerah yang memberikan suatu debit tertentu terhadap suatu saluran drainase.
Pembagian DTA didasarkan pada kondisi topografi dan arah aliran air
berdasarkan data maupun observasi yang dilakukan. DTA di sekitar Jalan
Meranti-Tanjung dibagi menjadi dua karena memiliki outlet yang berbeda. Outlet
DTA 1 berada pada saluran sisi kanan pada hilir dan outlet DTA 2 pada sisi kiri
hilir. DTA tersebut kemudian dibagi lagi menjadi beberapa sub DTA karena
memiliki inlet yang berbeda. Peta tata guna lahan, pembagian DTA dan arah
aliran air pada DTA tersaji dalam Gambar 5.
Gambar 5 Peta tata guna lahan, pembagian DTA dan arah aliran air pada DTA
11
Tabel 3 Deskripsi kondisi fisik sub Daerah Tangkapan Air (DTA)
Sub DTA
Deskripsi
Sub DTA 1A
Kondisi topografi relatif bergelombang, jenis tanah lempung
berpasir dan vegetasi yang terdapat di lokasi adalah padang
berumput dan terdapat bangunan di sekitar DTA.
Sub DTA 1B
Kondisi topografi relatif datar, jenis tanah lempung berpasir,
sebagian besar penggunaan lahannya adalah vegetasi jenis
padang rumput dan lahan terbangun.
Sub DTA 1C
Kondisi topografi relatif datar, jenis tanah lempung berpasir
dan sebagian besar digunakan untuk lahan terbangun. Bukan
merupakan drainase utama karena sebagian aliran
ditampung pada sumur resapan.
Sub DTA 1D
Kondisi topografi yang relatif datar, jenis tanah lempung
berpasir. Tidak memiliki saluran drainase utama. Aliran
permukaan mengalir ke saluran yang berada di sub DTA 2C.
Sub DTA 1E
Kondisi topografi relatif curam, jenis tanah lempung
berpasir. Lokasi berada di bagian hilir drainase sehingga air
hujan akan langsung menuju ke Sungai Ciapus.
Sub DTA 2A
Kondisi topografi relatif datar, jenis tanah lempung berpasir,
dan sebagian besar digunakan untuk lahan terbangun.
Sub DTA 2B
Kondisi topografi relatif bergelombang, jenis tanah lempung
berpasir dan vegetasi yang terdapat di lokasi adalah padang
berumput dan terdapat bangunan di sekitar DTA .
Sub DTA 2C
Kondisi topografi relatif curam, jenis tanah lempung
berpasir dan vegetasi sebagian besar merupakan hutan. Air
yang berasal dari lokasi langsung mengalir ke Sungai
Ciapus.
Penentuan Koefisien Limpasan (C)
Koefisien limpasan atau koefisien aliran permukaan (C) didefinisikan
sebagai nisbah antara puncak aliran permukaan terhadap intensitas hujan (Suripin
2004). Besaran ini dipengaruhi oleh tata guna lahan, kemiringan lahan, jenis dan
kondisi tanah (Edisono 1997). Hasil perhitungan nilai C pada tiap sub DTA
tersaji dalam Tabel 4. Nilai koefisien limpasan pada daerah penelitian sebesar
0.28-0.55.
Vegetasi memegang peranan penting dalam mengatur limpasan karena
dapat mengurangi secara drastis volume air permukaan, kecepatan limpasan dan
debit puncak limpasan (Musa et al. 2013). Semakin luas vegetasi terutama hutan
dapat memperkecil nilai koefisien limpasan. Nilai C yang semakin kecil
menunjukkan bahwa kemampuan lahan untuk melimpaskan air akan semakin
kecil dan kemampuan lahan menahan air semakin tinggi, sebaliknya nilai C yang
besar menunjukkan semakin tinggi kemampuan lahan untuk melimpaskan air dan
semakin rendah kemampuan lahan menahan air.
12
Tabel 4 Hasil perhitungan luas dan koefisien limpasan tiap sub DTA
DTA
Sub DTA
Sub DTA
1A
Sub DTA
1B
DTA
1
Sub DTA
1C
Sub DTA
1D
Sub DTA
1E
Sub DTA
2A
DTA
2
Sub DTA
2B
Sub DTA
2C
Tata Guna
Lahan
Luas
(ha)
Aspal/Paving
Bangunan
Lahan Kosong
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Lahan Kosong
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
Aspal/Paving
Bangunan
Vegetasi
0.39
0.72
0.36
0.23
0.25
0.32
0.65
0.07
1.01
1.06
0.05
1.11
0.70
0.05
0.25
0.74
2.80
0.004
0.25
0.37
0.01
0.16
0.91
0.11
0.76
1.51
Luas
Total
(ha)
1.69
1.22
2.13
1.86
3.83
0.62
1.08
2.38
Koefisien Limpasan
Ct
Cs
Cv
C
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.26
0.26
0.08
0.08
0.26
0.26
0.08
0.26
0.26
0.08
0.26
0.26
0.08
0.26
0.26
0.08
0.08
0.26
0.26
0.08
0.26
0.26
0.08
0.26
0.26
0.08
0.28
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.28
0.04
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.21
0.28
0.28
0.04
0.62
0.62
0.44
0.37
0.62
0.62
0.37
0.57
0.57
0.32
0.57
0.57
0.32
0.62
0.62
0.44
0.20
0.62
0.62
0.37
0.62
0.62
0.37
0.62
0.62
0.20
CxA
0.24
0.44
0.16
0.08
0.15
0.20
0.24
0.04
0.57
0.34
0.03
0.63
0.22
0.03
0.15
0.32
0.56
0.003
0.16
0.13
0.006
0.10
0.34
0.07
0.47
0.30
∑
CxA
C
0.93
0.55
0.60
0.49
0.95
0.45
0.88
0.48
1.07
0.28
0.29
0.47
0.44
0.41
0.84
0.35
Analisis Hujan
Analisis curah hujan dilakukan dengan menganalisis data curah hujan
harian maksimum selama 10 tahun (2004-2013) yang didapatkan dari Stasiun
Klimatologi Darmaga yang tersaji dalam Tabel 5.
Tabel 5 Curah hujan harian maksimum Stasiun Klimatologi Darmaga
Tahun Jan Feb
Mar
Apr Mei Jun
2004 98.5 48.3
66.2
83.4 78.3 102.2
2005 115 126.5 107.5
76 105.5 101.5
2006 136.4 66
24
66.5 93.3 78.2
2007 114.3 83
36.5 155.5 27.4 41.5
2008 82.1 75.5 104.5 67.5
70
45.5
2009 93 37.5
40.5
62.2 115.1 94.3
2010 48.6 81.2
75.6
14.6 71.3 101.1
2011 58.8 15.6
27.5
49.5 97.6 75.5
2012 42 85.3
34.5
116 44.1 36.8
2013 74.2 96.5
71.5
42
95.6 36.5
Sumber : Stasiun Klimatologi Darmaga (2014)
Jul
65.6
44.8
7.6
35.5
102.2
40.6
66.3
88.2
79.3
92.7
Ags
141.6
58.1
73.8
57.5
32.7
15.7
100
56.6
58.2
86.7
Sep
86.4
95.5
23
115
95.5
35.5
144.5
23.9
57.5
136.8
Okt
133
62.6
44.3
50.4
59.1
63
91.2
67
86.4
60.2
Nov
64.4
79.6
81.5
79.3
89.4
78.2
48
74.3
123.1
46.1
Des
101.6
57.5
38.7
77
58.2
48
21.4
57.8
76.7
97.4
Maks
141.6
126.5
136.4
155.5
104.5
115.1
144.5
97.6
123.1
136.8
13
Menurut Suripin (2004), analisis frekuensi hujan didasarkan pada sifat
statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran
hujan di masa yang akan datang. Analisis frekuensi bertujuan untuk mencari
hubungan antara besarnya suatu kejadian ekstrim dan frekuensinya berdasarkan
distribusi probabilitas (Kamiana 2011). Data curah hujan kemudian dilakukan
analisis distribusi frekuensi. Menurut Suripin (2004), untuk data curah hujan
umumnya digunakan analisis distribusi frekuensi Normal, Log Normal, Log
Pearson III dan Gumbel. Hasil perhitungan dari masing-masing distribusi tersaji
dalam Tabel 6.
Tabel 6 Analisis distribusi frekuensi hujan rencana (R24)
Analisis Distribusi Frekuensi Hujan Rencana (mm/hari)
Periode Ulang
(T tahun)
Normal
Log Normal
2
128.16
126.92
128.76
125.68
5
143.57
143.78
144.13
147.58
10
151.65
153.47
151.71
162.09
25
159.54
163.59
159.35
180.41
50
165.78
172.05
164.01
194.01
Log Pearson III
Gumbel
Langkah selanjutnya adalah melakukan uji kecocokan. Uji kecocokan yang
dilakukan adalah uji Smirnov-Kolmogorov. Hasil dari perhitungan uji SmirnovKolmogorov tersaji dalam Tabel 7 dan 8. Nilai Kritis Do untuk uji SmirnovKolmogorov dengan jumlah data (N) 10 dan derajat kepercayaan (α) 0.05 adalah
sebesar 0.41. Nilai D menunjukkan selisih antara peluang teoritis dengan peluang
pengamatan. Menurut perhitungan yang telah dilakukan didapatkan nilai Dmaks
untuk distribusi Normal dan Gumbel adalah sebesar 0.080 dan untuk distribusi
Log Normal dan Log Pearson III sebesar 0.884. Suatu distribusi dikatakan dapat
diterima apabila nilai Dmaks < Do. Sehingga distribusi frekuensi yang dapat
digunakan adalah distribusi Gumbel dan Normal.
Tabel 7 Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Normal dan Gumbel
Tahun
x
2007
2010
2004
2013
2006
2005
2012
2009
2008
2011
155.5
144.5
141.6
136.8
136.4
126.5
123.1
115.1
104.5
97.6
m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
P
0.091
0.182
0.273
0.364
0.455
0.545
0.636
0.727
0.818
0.909
P(x