PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP KARAKTERISTIK BANJIR DI KAMPUS II UMS DENGAN HEC-HMS Perubahan Tata Guna Lahan Terhadap Karakteristik Banjir di Kampus II UMS dengan HEC-HMS.

PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP KARAKTERISTIK
BANJIR DI KAMPUS II UMS DENGAN HEC-HMS

TUGAS AKHIR

untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

diajukan oleh:
LAILA ULINUHA
NIM : D 100 120 027

kepada

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016

i

ii

iii

iv

MOTTO
“Sesungguhnya bersama kesusahan itu ada kemudahan maka apabila engkau telah
selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain). Dan
hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap”.
(QS AL-INSYIRAH 6-8)

“Sungguh, pada siang hari engkau sangat sibuk dengan urusan-urusan yang
panjang, dan sebutlah nama Tuhanmu dan beribadahlah kepada-Nya dengan
sepenuh hati (Dialah) Tuhan timur dan barat, tidak ada Tuhan selain Dia, maka
jadikanlah Dia sebagai Pelindung.
(QS AL-MUZZAMMIL 7-9)

“Ilmu pengetahuan tanpa agama lumpuh, agama tanpa ilmu pengetahuan buta”
(Albert Einstein)

“Ilmu lebih utama daripada harta. Sebab ilmu warisan para nabi adapun harta
adalah warisan Qorun, Firaun, dan lainnya. Ilmu lebih utama dari harta karna ilmu

itu menjaga kamu, sedangkan harta kamu yang menjaganya”.
(Ali bin Abi Thalib)

v

PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini Kupersembahkan Untuk :
 Kedua orang tua yakni bapak SURATMAN dan Ibu SUMIYATI, Kakak tercinta
mas fatah, mas adi, mbak putri, mbak weni dan dua keponakan tante Zhafran dan
Rania terima kasih atas segala doa, perhatian, cinta dan kasih sayangnya yang tak
pernah terbalas oleh apapun.

 Sahabat hangat Beauty Boarding House (Astria, Ulya, Inah, Bundo, Wulan, Mbak
Umi, Ita) sahabat seperjuangan (Aik, Desi, Erwin, Eko, Eno, Anas, Lana, Yogik,
Ichwan, Fibrian). Kawan Kerja Praktek (Puput dan Heru), Mami gank (endah,

eni, ika), kawan satu kelompok tugas kuliah (Arif dan Nanda), wasiti and gank,
hakiki and gank, dan teman-teman kelas A yang selalu menemani dan memberi
semangat setiap perjalanan kuliah ini, Terima kasih atas kekonyolan, kejailan,
keseruan dan kebahagian selama di UMS.

 Kawan-kawan angkatan 2012, Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil (KMTS) , yang

selalu membantu dalam berbagai hal, terima kasih atas kenangan, cerita, dan
pengalaman yang menginspirasi.

vi

PRAKATA

Assaalammualaikum Wr. Wb

Alhamdulillah, segala puji syukur kepada Allah SWT Tuhan semesta alam
yang telah memberikan segala karunia, hidayah, dan rahmat-Nya sehingga
penyusunan dapat menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa studi
kasus yang berjudul “Perubahan Tata Guna Lahan Terhadap Karakteristik Banjir di

Kampus II UMS dengan HEC-HMS”.
Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan
program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada
semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terima
kasih kepada :
1)

Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T.,Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.

2)

Bapak Mochamad Solikhin, S.T.,M.T.,Ph.D., Selaku Ketua Jurusan Fakultas
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3)

Ibu Yenny Nurchsanah, S.T.,M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik SIpil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

4)

Bapak Ir. A. Karim Fatchan, M.T. selaku Pembimbing Utama.

5)

Bapak Gurawan Djati Wibowo S.T., M.Eng. selaku Pembimbing Pendamping
sekaligus sebagai Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan
dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.

6)

Bapak Kuswartomo S.T, M.T. selaku anggota tim Penguji.

7)

Bapak Muhammad Sugiyanto S.T. selaku dosen pembimbing akademik.

vii

8)

Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.

9)

Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2012 yang telah membantu penelitian

10) Mbak Sari, Mas Shodig dan pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan
satu-persatu.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,
maka dengan segala kerendahan, kritik dan saran yang membangun sengat penyusun
harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang, dan semoga
laporan Tugas Akhir Ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.

Surakarta, Oktober 2016
Penyusun

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...........................................................................................

i

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................

ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................

iii

LEMBAR PERNYATAAN ...............................................................................

iv

MOTTO ..............................................................................................................

v

PERSEMBAHAN ...............................................................................................

vi

PRAKATA ..........................................................................................................

vii

DAFTAR ISI .......................................................................................................

ix

DAFTAR TABEL ...............................................................................................

xi

DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................

xiii

DAFTAR ISTILAH ............................................................................................

xiv

DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................

xv

ABSTRAKSI ......................................................................................................

xvi

BAB I

PENDAHULUAN ..............................................................................

1

A. Latar Belakang ...............................................................................

2

B. Rumusan Masalah ..........................................................................

2

C. Tujuan Penelitian ...........................................................................

2

D. Batasan Penelitian ..........................................................................

2

E. Manfaat Masalah............................................................................

3

TINJAUAN PUSTAKA .....................................................................

4

BAB III LANDASAN TEORI .........................................................................

7

A. Hujan dan Analisis Data Hujan ....................................................

7

1. Pengisian Data Hujan...............................................................

7

2. Konsistensi Data Hujan ...........................................................

8

3. Curah Hujan Rerata .................................................................

10

4. Analisis Frekuensi Data Hujan ................................................

12

B. Hidrograf Banjir .............................................................................

15

C. Banjir dan Genangan .....................................................................

17

D. Drainase Berwawasan Lingkungan ...............................................

19

BAB II

ix

E. Program HEC-HMS ......................................................................

19

1. Metode Perhitungan Volume Limpasan Dengan HEC-HMS ...

21

2. Teori Routing Banjir .................................................................

23

BAB IV METODE PENELITIAN....................................................................

24

A. Teknik Pengumpulan Data ............................................................

24

B. Lokasi Penelitian............................................................................

24

C. Tahapan penelitian .........................................................................

24

D. Diagram Alir Penelitian .................................................................

26

HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN .......................................

27

A. Analisa Data Hujan ........................................................................

27

1. Konsistensi Hujan ....................................................................

27

2. Analisis Frekuensi Data Hujan ................................................

30

3. Pemilihan Jenis Distribusi .......................................................

31

4. Pengujian Kecocokan Jenis Sebaran........................................

32

5. Perhitungan Curah Hujan Rencana ..........................................

36

B. Hidrograf Banjir .............................................................................

37

1. Analisa Intensitas Curah Hujan ...............................................

38

2. Analisis Debit Rencana ............................................................

39

C. Pemodelan HEC-HMS ...................................................................

46

1. Parameter Masukan Model HEC-HMS ...................................

46

a. Hidrograf Satuan SCS ........................................................

46

b. Analisis Hidrologi .............................................................

46

D. Kapasitas Tampungan Saluran.......................................................

52

BAB V

E. Upaya Mereduksi Puncak Banjir dan Usaha Konservasi air dengan
Sumur Resapan ..............................................................................

53

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ..........................................................

58

A. Kesimpulan ...................................................................................

58

B. Saran ..............................................................................................

58

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

x

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel Nilai Kritik Q dan R.................................................................. 10
Tabel 3.2 Tabel Nilai Koefisien Aliran untuk Berbagai Penggunaan Lahan ...... 16
Tabel 5.1 Tabel Perhitungan Uji Konsistensi Data Hujan Stasiun Pabelan ........ 27
Tabel 5.2 Tabel Perhitungan Uji Konsistensi Data Hujan Stasiun
Hujan Waduk Cengklik ....................................................................................... 29
Tabel 5.3 Tabel Analisis Frekuensi Curah Hujan ............................................... 30
Tabel 5.4 Tabel Perbandingan Syarat Distribusi dan Hasil Perhitungan ............ 32
Tabel 5.5 Tabel Perhitungan Uji Chi-Kuadrat .................................................... 34
Tabel 5.6 Tabel Uji Smirnov-Kolmogorov ......................................................... 35
Tabel 5.7 Tabel Perhitungan Curah Hujan Rencana ........................................... 37
Tabel 5.8 Tabel Perhitungan Intensitas Hujan dengan Modifikasi Mononobe ... 38
Tabel 5.9 Tabel Nilai ABM Periode Ulang 2 Tahun .......................................... 39
Tabel 5.10 Tabel Debit Rencana Sebelum Diadakan Pembangunan Masjid ...... 40
Tabel 5.11 Tabel Debit Rencana Setelah Diadakan Pembangunan Masjid ........ 43
Tabel 5.12 Tabel Perbandingan Debit Puncak Sebelum dan Sesudah
Diadakan Pembangunan Masjid.......................................................................... 45
Tabel 5.13 Tabel Curah Hujan Jam-jaman ......................................................... 46
Tabel 5.14 Input Data Sebelum Diadakan Pembangunan Masjid....................... 47
Tabel 5.15 Nilai Debit Puncak Model HEC-HMS dengan SCS Unit
Hydrograph Sebelum Diadakan Pembangunan Masjid ...................................... 47
Tabel 5.16 Input Data Setelah Diadakan Pembangunan Masjid ......................... 48
Tabel 5.17 Nilai Debit Puncak Model HEC-HMS dengan SCS Unit
Hydrograph Setelah Diadakan Pembangunan Masjid......................................... 49
Tabel 5.18 Nilai Debit Puncak Model HEC-HMS dengan SCS Unit Hydrograph
Sebelum Dan Sesudah Diadakan Pembangunan Masjid. .................................... 50
Tabel 5.19 Perbandingan Debit Puncak Rasional dan HEC-HMS Sebelum
Diadakan Pembangunan Masjid.......................................................................... 50
Tabel 5.20 Perbandingan Debit Puncak Rasional dan HEC-HMS Setelah
Diadakan Pembangunan Masjid.......................................................................... 51
xi

Tabel 5.21 Tabel Debit Puncak Berdasarkan Periode Ulang dengan Rasional . 52
Tabel 5.22 Tabel Debit Puncak Berdasarkan Periode Ulang dengan HEC-HMS 52
Tabel 5.23 Tabel Kapasitas Tampungan Saluran ................................................ 53
Tabel 5.24 Tabel Perhitungan Sumur Resapan Berdasarkan Periode Ulang ...... 56
Tabel 5.25 Tabel Debit yang Teredam oleh Sumur Resapan ............................. 57

xii

DAFTAR GAMBAR
Gambar 5.1 Gambar Pemodelan Sub Cathmen Area .......................................... 37
Gambar 5.2 Gambar Grafik ABM Periode 2 Tahunan ....................................... 39
Gambar 5.3 Gambar Hidrograf Banjir Rasional Daerah 5 Periode 2 Tahunan .. 41
Gambar 5.4 Gambar Grafik Routing Debit Puncak Periode 2 Tahunan ............. 42
Gambar 5.5 Gambar Grafik Hidrograf Banjir Rancangan 2 Tahunan ................ 43
Gambar 5.6 Gambar Grafik Banjir Rancangan dan Hasil Routing
Banjir Daerah 5 ................................................................................................... 44
Gambar 5.7 Gambar Grafik Perbandingan Debit Puncak Sebelum dan
Setelah Pembangunan Masjid Periode 2 Tahunan .............................................. 45
Gambar 5.8 Grafik Debit Puncak Daerah 5 Model SCS Unit Hydrograph ........ 48
Gambar 5.9 Grafik Debit Puncak Daerah 5 Model SCS Unit Hydrograph ........ 49
Gambar 5.10 Gambar Grafik Perbandingan Debit Puncak HEC-HMS
Sebelum dan Setelah Pembangunan Masjid Periode 2 Tahunan ........................ 50
Gambar 5.11 Gambar Debit Puncak Metode Rasional dan SCS Unit Hidrograf
Sebelum Pembangunan Masjid ........................................................................... 51
Gambar 5.12 Gambar Debit Puncak Metode Rasional dan SCS Unit Hidrograf
Sesudah Pembangunan Masjid............................................................................ 51
Gambar 5.13 Gambar Diameter Inlet ................................................................. 53
Gambar 5.14 Gambar Sedimentasi Saluran Drainase ........................................ 54
Gambar 5.15 Gambar Debit yang Teredam Sumur Resapan ............................. 57

xiii

DAFTAR ISTILAH

A

: Luas Penampang Aliran (km2)

B

: Lebar Saluran (m)

Ck

: Koefisien Kurtosis

CN

: Curve Number

Cs

: Koefisien Kemencengan

Cv

: Koefisien Variasi

HEC-HMS : Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modelling System
I

: Intensitas Hujan (mm/jam)

K

: Koefisien Routing

L

: Lebar Saluran (m)

O

: Outflow (m3/dt)

Q

: Debit Aliran (m3/dt)

Rt

: Rata-rata Hujan pada Jam ke-n (mm)

R24

: Curah Hujan Efektif dalam Satu Hari (mm)

SCS

: Soil Conservation Servise

Sd

: Standar Deviasi

Sn

: Standard Deviation of The Reduce Variate

So

: Kemiringan dasar saluran

Tc

: Waktu Kosentrasi

V

: kecepatan aliran (m/dt)

Yn

: Mean of Reduced Variate

Yt

: Reduced Variate

c

: Koefisien Aliran

dt

: Detik

h

: Kedalaman Air (m)

m

: Koefisien Waktu

n

: Banyaknya Jumlah Data

Δt

: Interval Waktu Routing (dt)

xiv

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Tabel Uji Chi-Kuadrat ..................................................................... L1
Lampiran 2 Tabel Uji Smirnov-Kolmogorov ..................................................... L2
Lampiran 3 Nilai CN untuk Beberapa Tataguna Lahan...................................... L3
Lampiran 4 Tabel Reduce Variate (Yt) Berdasarkan periode Ulang .................. L4
Lampitan 5 Hubungan Reduksi Variate Rata-rata (Yn) dengan Jumlah Data (n) L5
Lampiran 6 Tabel Reduced Standard Deviation ................................................. L6
Lampiran 7 Tabel Perbandingan Debit Puncak Periode 5 Tahunan Metode
Rasional dan HEC-HMS Sebelum dan Sesudah Pembangunan Masjid ............. L7
Lampiran 8 Gambar Grafik Perbandingan Debit Puncak Periode 5 Tahunan
Metode Rasional dan HEC-HMS Sebelum dan Sesudah Pembangunan Masjid L8
Lampiran 9 Tabel Perbandingan Debit Puncak Periode 10 Tahunan Metode
Rasional dan HEC-HMS Sebelum dan Sesudah Pembangunan Masjid ............. L9
Lampiran 10 Gambar Grafik Perbandingan Debit Puncak Periode 10 Tahunan
Metode Rasional dan HEC-HMS Sebelum dan Sesudah Pembangunan Masjid L10
Lampiran 11 Tabel Perbandingan Debit Puncak Periode 20 Tahunan Metode
Rasional dan HEC-HMS Sebelum dan Sesudah Pembangunan Masjid ............. L11
Lampiran 12 Gambar Grafik Perbandingan Debit Puncak Periode 20 Tahunan
Metode Rasional dan HEC-HMS Sebelum dan Sesudah Pembangunan Masjid L12
Lampiran 13 Tabel Perbandingan Debit Puncak Periode 25 Tahunan Metode
Rasional dan HEC-HMS Sebelum dan Sesudah Pembangunan Masjid ............. L13
Lampiran 14 Gambar Grafik Perbandingan Debit Puncak Periode 25 Tahunan
Metode Rasional dan HEC-HMS Sebelum dan Sesudah Pembangunan Masjid L14
Lampiran 15 Tabel Perbandingan Debit Puncak Periode 50 Tahunan Metode
Rasional dan HEC-HMS Sebelum dan Sesudah Pembangunan Masjid ............. L15
Lampiran 16 Gambar Grafik Perbandingan Debit Puncak Periode 50 Tahunan
Metode Rasional dan HEC-HMS Sebelum dan Sesudah Pembangunan Masjid L16

xv

PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP KARAKTERISTIK
BANJIR DI KAMPUS II UMS DENGAN HEC-HMS

Abstraksi
Perubahan tata guna lahan yang terjadi di Kampus II UMS akan
mempengaruhi debit puncak. Hal ini dapat terjadi karna penggunaan lahan
tersebut dapat merubah nilai C (koefisien penggunaan lahan) dan nilai CN.
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui perubahan tata guna
lahan dan karakteristik banjir di kampus II UMS dengan HEC-HMS dan rumus
rasional.
HEC-HMS dan rumus rasional tersebut menjadi parameter untuk
mengetahui reduksi maupun penambahan puncak banjir dari outflow banjir
kampus II sebelum dan setelah pembangunan Masjid Kampus II UMS. Penelitian
ini menggunakan sejumlah data primer dan sekunder. Data primer diperoleh dari
pengamatan langsung dilapangan untuk mengetahui kemiringan dasar saluran.
Data sekunder diperoleh dari studi literatur dari instansi terkait seperti data hujan,
data topografi dan luasan kampus II UMS.
Dengan menghitung parameter-parameter berdasarkan data yang ada,
dapat disimpulkan untuk periode ulang 2 tahunan sebagai berikut. Pertama Banjir
dan genangan yang terjadi di Kampus II UMS terjadi karena inlet yang masuk
keselokan kapasitasnya kurang besar sehingga air meresapnya tidak maksimal dan
kapasitas saluran yang kurang mencukupi karena adanya sedimentasi. Kedua
perhitungan debit puncak dengan perhitungan rasional terjadi kenaikan debit
sebesar 0,093 m3/dt atau 5,7%. Sedangkan perhitungan debit puncak dengan
model SCS Unit Hidrograf didapatkan kenaikan debit sebesar 0,004 m3/dt atau
2,4%.

Kata kunci: HEC-HMS, rumus rasional, debit puncak dan sumur resapan.

xvi

CHANGES TO LAND MANAGEMENT OF CHARACTERISTIC FLOOD ON
CAMPUS II UMS WITH HEC-HMS
Abstracts
Changes to land of what happened on 2nd campus of UMS will affect the
discharge. This can happen because the use of the land can change a value of C
( coefficient of land use ) and value CN.The study is done with a view to change
to know of land and characteristic flood on 2nd campus of UMS with HEC-HMS
and rational formula.
HEC-HMS and rational formula the parameters to be aware of the addition
of the reduction and the flood from the peak outflow ii flood campus before and
after the mosque construction campus ii ums .This research using a number of
primary and secondary data. The primary data obtained from direct observation in
court to know basic channels slope. Secondary data obtained from literature study
of related agencies such as data rain, topography data and space ii ums campus .
Counting parameters based on existing data, can be concluded for a period
of 2 annual rematch as follows. First floods and inundation on 2nd campus of UMS
happened because of an inlet who enters keselokan less great intensity so water
meresapnya and not a maximum capacity of a channel that lacking sufficient the
presence of sedimentation cos. Both calculation discharge summits with rational
calculation increase occurs worth 0,093 m3/s or 5.7 %. While the peak calculation
discharge with a model unit hidrograf SCS been gained the rise in debit worth
0,004 m3 / s or 2.4 % .

Keywords: hec-hms , the formula rational , the peak of debit and well absorption

xvii