Model Hidrologi Penentuan Indeks Banjir Berdasarkan Analisis Debit Banjir Sebagai Pengelolaan Sungai Asahan
MODEL HIDROLOGI PENENTUAN INDEKS BANJIR
BERDASARKAN ANALISIS DEBIT BANJIR SEBAGAI
PENGELOLAAN SUNGAI ASAHAN
DISERTASI
Oleh
RUMILLA HARAHAP
NIM : 078106006
Program Doktor (S3)
Pengelolaan Sumberdaya Alam Dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
MODEL HIDROLOGI PENENTUAN INDEKS BANJIR
BERDASARKAN ANALISIS DEBIT BANJIR SEBAGAI
PENGELOLAAN SUNGAI ASAHAN
DISERTASI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
dalam Program Doktor Pengelolaan Sumberdaya Alam dan lingkungan
pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara di bawah pimpinan
Rektor Universitas Sumatera Utara Prof Dr Runtung Sitepu SH M.Hum
untuk mempertahankan dihadapan Sidang Terbuka Senat
Universitas Sumatera Utara
Oleh
RUMILLA HARAHAP
NIM : 078106006
Program Doktor (S3)
Pengelolaan Sumberdaya Alam Dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Judul Disertasi
: MODEL HIDROLOGI PENENTUAN INDEKS
BANJIR BERDASARKAN ANALISIS DEBIT
BANJIR SEBAGAI PENGELOLAAN SUNGAI
ASAHAN
Nama Mahasiswa
: Rumilla Harahap
Nomor Induk
: 078106006
Program Studi
: Doktor ( S3 ) Pengelolaan Sumberdaya Alam dan
Lingkungan
Menyetujui,
Komisi Pembimbing
Prof.Ir.Zulkifli Nasution, MSc, Ph.D
Promotor
Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf,MS
Co-Promotor
Ketua Program Studi
(Dr. Delvian, SP , MP)
Prof. Dr. Herman Mawengkang
Co-Promotor
Direktur
(Prof. Dr. Ir. Erman Munir.M.Sc)
Universitas Sumatera Utara
Tanggal Lulus : 4 Maret 2016
Diuji pada Ujian Disertasi Terbuka (Promosi)
Tanggal 4 Maret 2016
PANITIA PENGUJI DISERTASI
Pimpinan Sidang:
Prof. Dr. Ir. Erman Munir (Direktur Sekolah Pascasarjana USU)
Ketua
: Prof. Dr. Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc, Ph.D
USU Medan
Anggota
: Prof. Dr. Herman Mawengkang
USU Medan
Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP
USU Medan
Prof. Dr. Alvi Syahrin, SH., MS
USU Medan
Dr. Delvian, SP , MP
USU Medan
Dr. Ichwana, ST.MP
UNSYAH Aceh
Universitas Sumatera Utara
MODEL HIDROLOGI PENENTUAN INDEKS BANJIR
BERDASARKAN ANALISIS DEBIT BANJIR SEBAGAI
PENGELOLAAN SUNGAI ASAHAN
ABSTRAK
Sungai Asahan merupakan sungai yang berhulu dari danau Toba dan mengalir ke
Selat Malaka yang panjangnya ± 147 km . Keberadaan sungai Asahan sebagai
bagian dari sistem hidrologi menjadi suatu hal yang sangat penting untuk dijaga .
Banjir yang sering terjadi di sungai Asahan merupakan salah satu kejadian
hidrologi. Disertasi ini mengajukan suatu bentuk Model Hidrologi Penentuan
Indeks Banjir berdasarkan Analisis Debit Banjir . Data sekunder meliputi data dari
instansi terkait seperti data curah hujan, data debit, data tata guna lahan, kemudian
dianalisa. Selanjutnya perhitungan debit banjir menggunakan metode Rasional,
Nakayasu, dan perhitungan muka banjir di hilir juga menggunakan kombinasi dari
metode HEC-RAS. Sungai yang masuk ke sungai Asahan yaitu sungai Piasa dan
Silau.Tujuan utama disertasi ini adalah untuk menghasilkan model hidrologi
penentuan indeks banjir yang dapat digunakan sebagai patokan jika terjadinya
banjir dan mengelola sungai Asahan yang berkelanjutan. Hasil perhitungan pada
Asahan hulu didapat debit banjir periode ulang 2 tahunan dengan luas 617,72 km2
hidrograf banjir total adalah 592,698 m3/dt pada jam ke 4. Asahan tengah sekitar
Sub DAS Piasa debit banjir periode ulang 2 tahunan dengan luas 51,03 km²
hidrograf banjir total adalah 137,439 m³/dt jam ke 4 dan Asahan hilir di dapat
debit banjir periode ulang 2 tahunan dengan luas 178,51 km2 adalah sebesar
380,704 m³/dt jam ke 4. Indeks luas genangan di hilir rata-rata didapat sebesar
0,32 dan indeks banjir di hilir rata-rata didapat sebesar 0,52. Dengan memodelkan
hidrologi berdasarkan indeks debit banjir di sungai Asahan terhadap curah hujan
dan lahan dapat dipetakan jika di wilayah tersebut terjadi banjir.
Kata Kunci : Sungai Asahan, Hidrologi, Indeks Banjir.
i
Universitas Sumatera Utara
HYDROLOGY MODEL FOR DETERMINATION ON THE FLOOD INDEX
BASED ANALYSIS OF FLOOD DISCHARGE AS ASAHAN
RIVER MANAGEMENT
ABSTRACT
Asahan River is a river whose headwaters of Lake Toba and flow into the
waterway whose length is approximately 147 km. The existence of Asahan river as
part of the hydrologic system becomes a very important thing to be kept. Frequent
flooding in Asahan river is one hydrological events. This dissertation proposes a
form of hydrology model for determination on the flood index based analysis of
flood discharge. Secondary data include data from relevant agencies such as
rainfall data, flow data, land use data, and then analyzed. Furthermore, the
calculation of flood discharge using Rational method, Nakayasu, and flooding in
the downstream surface calculation also uses a combination of methods HECRAS. Rivers Asahan river that goes into that river Piasa and Silau. The main
purpose of this dissertation is to produce a model of hydrology flood index
determination that can be used as a benchmark would be flooding and manage
sustainable Asahan river. The calculation in the Asahan upstream flood discharge
obtained an annual return period 2 years with an area of 617.72 km2 flood
hydrograph the total is 592.698 m3/sec on the hour to 4. Asahan centered around
Sub Watershed Piasa return period flood discharge 2 years with an area of 51.03
km² annual flood hydrograph the total is 137.439 m³/sec on the hours to 4 and
Asahan downstream of the discharge flood return period 2 years with an area of
178.51 km2 year amounted to 380.704 m³/sec to 4 h. Inundation in the
downstream area index average of 0.32 and an index obtained in downstream
flooding average obtained at 0.52. With hydrological modeling based index flood
discharge in Asahan river against rainfall and land can be mapped if there was a
flood in the region.
Keywords: Asahan River, Hydrology, Flood Index.
.
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
karunia-Nya kepada penulis sehingga Disertasi ini dapat terselesaikan dengan
baik. Disertasi yang telah diselesaikan oleh penulis berjudul “Model Hidrologi
Penentuan Indeks Banjir berdasarkan Analisis Debit Banjir sebagai
Pengelolaan Sungai Asahan”, yang disusun dalam memenuhi syarat untuk
menempuh ujian Program Studi Doctor (S3) Pengelolaan Sumberdaya Alam dan
Lingkungan Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof Dr Runtung Sitepu SH M.Hum selaku Rektor Universitas
Sumatera Utara .
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Erman Munir, selaku Direktur Sekolah Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Delvian, SP , MP selaku Ketua Program PSL Universitas Sumatera
Utara.
4. Bapak Dr.Ir.Muklis,MS selaku Sekretaris Program PSL Universitas Sumatera
Utara.
5. Bapak Prof. Dr. Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc, Ph.D sebagai Promotor yang
sangat membantu dan memotivasi terhadap terselesainya disertasi ini.
6. Bapak Prof. Dr. Herman Mawengkang sebagai Co-Promotor yang sangat
banyak membantu penulis, baik dalam meluangkan waktu, ide-idenya demi
terselesainya disertasi ini.
7. Bapak Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP sebagai Co-Promotor yang telah
membantu penulis dan meluangkan waktu memeriksa disertasi ini sampai
selesai.
8. Bapak Prof. Dr. Alvi Syahrin, SH., MS ., selaku anggota penguji/pembanding
atas masukan, saran dan kritik yang diberikan.
9. Ibu Dr. Ichwana, ST.MP., selaku anggota penguji/pembanding atas masukan,
saran dan kritik yang diberikan.
10. Dr.Ir. Ahmad Perwira Mulia, MSc yang telah banyak memberi saran saya
untuk terus belajar .
iii
Universitas Sumatera Utara
11. Rektor Universitas Negeri Medan bapak Prof. Syawal Gultom ,yang telah
mendukung dan memberi ijin belajar kepada saya melanjutkan pendidikan
pada program studi Doktor Pengelolaan Sumberdaya Alam
dan
lingkungan Universitas Sumatera Utara.
12. kepada seluruh staf pengajar Jurusan Pendidikan teknik bangunan
UNIMED saya mengucapkan terimakasih atas kerjasama dan dukungan yang
saling menguatkan yang telah terjalin selama ini sehingga saya dapat
menyelesaikan studi pada program studi Doktor PSL USU.
13. Kepada rekan-rekan di program studi Doktor PSL USU, saya mengucapkan
terimakasih yang tak terhingga atas kerjasama dan dukungan yang saling
menguatkan yang telah terjalin selama ini.
Sembah sujud dan terimakasih yang tak terhingga saya persembahkan
kepada ayahanda Muhammad Said Harahap (Almarhum) dan ibunda tercinta
Syariah Siregar (Almarhumah) yang sangat saya kagumi dan hormati yang
sewaktu beliau masih hidup selalu memberikan dukungan dan doa .
Kepada suami tercinta Ir. Torang Siregar M.Si ( Almarhum) terimakasih
atas kasih sayangnya kepada saya selama masih hidup , selalu memotivasi saya
mulai dari S2 sampai S3.
Ucapan terimakasih yang setulusnya saya ucapkan kepada anak-anakku,
Rafuad , Mahathir dan Syifa yang telah memotivasi saya dan ikut membantu
saya memberikan doa yang tidak habis-habisnya demi keberhasilan saya.
Pengorbanan ini juga tidak dapat saya lupakan. Semoga Allah melimpahkan
rahmat, inayah, dan pahala yang berlimpah atas segala pengorbanan tersebut.
Kepada semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan namanya satu
persatu, saya sampaikan terimakasih atas bantuan yang diberikan. Semoga Allah
SWT memberikan pahala sesuai dengan amal yang diberikan dan meridhoi kita
semua. Amin.
Semoga penelitian ini bermanfaat bagi pembaca dan kontribusinya bagi
ilmu pengetahuan khususnya pengelolaan sungai.
Medan, Maret 2016
Rumilla Harahap
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Rumilla harahap lahir di Medan tanggal 05 Agustus 1965. Putri ke 9 dari
11 bersaudara pasangan M. Said Harahap (alm) dan Syariah Siregar (alm).
Menikah pada tahun 1993 dengan Ir. Torang Siregar M.Si (alm) di karunia tiga
orang anak yaitu Rafuad. T.Siregar, Mahathir Siregar dan Syifa Sari Siregar.
Lulus SD. Negeri Medan, Tahun 1977, Lulus SMP Negeri 3 Medan,
Tahun 1981, Lulus SMA Negeri II Medan, Tahun 1984 Selanjutnya Rumilla
Harahap Tahun 1990 Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Sipil dari Universitas
Islam Sumatera Utara, Pada Tahun 1996 Memperoleh Gelar Master Teknik Sipil
Institut Teknologi Bandung. Saat ini bekerja sebagai Pengajar di UNIMED
dengan golongan IV/a.
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ........................................................................................................... i
ABSTRACT .......................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ......................................................................................... iii
RIWAYAT HIDUP ............................................................................................. v
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL.............................................................................................. viii
DAFTAR ............................................................................................................. x
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ......................................................................... 5
1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................. 5
1.4. Hipotesis .......................................................................................... 7
1.5. Manfaat ............................................................................................ 7
1.6. Novelty............................................................................................. 8
1.7. Sistematika Pembahasan .................................................................. 8
BAB II KAJIAN PUSTAKA ............................................................................. 10
2.1. Daerah Aliran Sungai (DAS) .......................................................... 10
2.2. Penduduk Kabupaten Asahan ......................................................... 12
2.3. Kebutuhan Air Untuk Irigasi .......................................................... 13
2.4. Kebutuhan Air Untuk Domestik ..................................................... 14
2.5. Kajian Hidrologi ............................................................................. 15
2.6. Curah Hujan .................................................................................... 16
2.6.1. Hujan Kawasan (Areal Rainfall ............................................ 17
2.6.2. Distribusi Frekuensi Curah Hujan ......................................... 19
2.6.3. Perhitungan Faktor Frekuensi Untuk Setiap Distribusi ........ 24
2.6.4. Uji Distribusi Frekuensi Curah Hujan.................................. 25
2.7. Debit Banjir..................................................................................... 27
2.8. Debit Banjir Rencana ...................................................................... 27
2.8.1. Metode Hasper ...................................................................... 29
2.8.2. Metode Weduwen ................................................................. 29
2.8.3. Metode Rasional ................................................................... 29
2.8.4. Hidrograf Satuan Sintetis ...................................................... 30
2.8.5. Hidrograf Satuan Sintetis Gama I ......................................... 30
2.8.6. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ................................... 33
2.9. Analisa Hidrolik dengan menggunakan Pemodelan HEC RAS... 34
2.10. Pengembangan Model Indeks Banjir ............................................. 35
2.11. Hasil Penelitian Sebelumnya ......................................................... 37
vi
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................. 40
3.1. PEMODELAN HIDROLOGI ....................................................... 40
3.2. ANALISIS HIDROLOGI .............................................................. 44
3.3. Model Indeks Banjir ...................................................................... 45
3.3.1. Penentuan Daerah Aliran Sungai (DAS) ............................ 45
3.3.2. Pemodelan HEC-RAS ......................................................... 46
3.3.3. Penentuan Nilai Indeks Banjir ............................................. 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................ 49
4.1. Pemodelan Hidrologi ..................................................................... 49
4.1.1. Data Hidroklimatologi ......................................................... 49
4.1.2. Penyiapan dan Analisis Data Hidroklimatologi .................. 50
4.1.3. Penyiapan Data Fisik DAS Asahan ..................................... 51
4.1.4. Analisis Kondisi Topografi DAS Asahan ........................... 52
4.1.5. Pola Jaringan Sungai ........................................................... 53
4.1.6. Tata Guna Lahan ................................................................. 57
4.1.7. Kebutuhan Air Rumah Tangga,Perkotaan dan Industri...... 59
4.2. Analisa Hidrologi .......................................................................... 64
4.2.1.Analisis Probabilitas Frekwensi Hujan dengan
Metode Log Pearson ........................................................... 66
4.2.2. Analisis Probabilitas Frekuensi Hujan dengan
Metode Normal .................................................................... 68
4.2.3. Metode Smirnov Kolmogorov ............................................. 79
4.2.4. Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu ........................ 85
4.2.5. Metode Rasional .................................................................. 91
4.3. Indeks Banjir................................................................................. 94
4.3.1. DAS Hulu Sungai .............................................................. 94
4.3.2. DAS Tengah Sungai ............................................................ 97
4.3.3. DAS Hilir sungai ...............................................................100
4.3.4. Asahan Total......................................................................103
4.3.5. Analisis Hidrolika dengan Pemodelan
HEC – RAS 4.0 .................................................................108
4.3.6. Input Data Geometri Sungai ..............................................109
4.3.7. Input Data Debit ................................................................111
4.3.8. Hasil Analisis Hidrolika Sungai Asahan ...........................112
4.3.9. Indeks Debit Inflow ...........................................................114
4.3.10. Indeks Luas Genangan ....................................................116
4.3.11. Indeks Debit Inflow .........................................................122
4.3.12. Indeks Banjir ...................................................................125
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................130
5.1. Kesimpulan ....................................................................................130
5.2. Saran ......... ....................................................................................132
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................133
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
Judul
Halaman
Keadaan Penduduk di Daerah Studi Kabupaten Asahan .........................13
Nilai χ2 Kritis Untuk Uji Chi-Square ......................................................27
Parameter Pemilihan pola sebaran Distribusi hujan ................................43
Kemiringan Lereng DAS Asahan ............................................................52
Luas DAS Asahan ...................................................................................52
Anak Sungai SWS Asahan ......................................................................54
Anak Sungai Sub DAS Asahan ...............................................................55
Anak Sungai Sub DAS Silau...................................................................55
Luas Masing-masing Sub DAS di DAS Asahan .....................................56
Luas Tata Guna Lahan di DAS Asahan ..................................................57
Proyeksi Penduduk Kabupaten Asahan 2010 s/d 2030 ...........................61
Rerata Curah Hujan Bulanan di 5 Lokasi Studi ....................................65
Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana dengan
Metode Log Pearson ................................................................................66
4.12. Hasil Perhitungan Periode Ulang Metode
Log Pearson Tipe III ...............................................................................67
4.13. Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana
dengan Metode Normal ...........................................................................68
4.14. Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana
dengan etode Log Pearson ......................................................................71
4.15. Hasil perhitungan Curah Hujan Rencana dengan Metode
Log Pearson Tipe III dengan Periode Ulang ..........................................72
4.16. Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana
dengan Metode Gumbel ..........................................................................73
4.17. Hasil Perhitungan Curah Hujan Rancangan
Metode Gumbel dengan Periode Ulang ..................................................73
4.18. Data Curah Hujan....................................................................................75
4.19. Hasil perhitungan distribusi Frekuensi Uji Chi-Square ..........................76
4.20. Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Untuk Metode Normal .....................78
4.21. Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Untuk Metode Gumbel ....................78
4.22. Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Untuk
Metode Log Pearson Tipe III..................................................................78
4.23. Hasil Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov
untuk Metode Normal ...........................................................................80
4.24. Hasil Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov
untuk Metode Gumbel ............................................................................81
4.25. Hasil Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov
untuk Metode Log Pearson Type III........................................................83
4.26 . Hasil Perhitungan Distribusi Hujan Jam-jaman untuk berbagai Periode
Ulang (Hujan Rrancangan Metode Gumbel)........................................... 84
4.27. Hasil perhitungan Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu .........................88
4.28. Hasil Perhitungan Debit Banjir
Rancangan Periode Ulang 5 Tahun ..........................................................90
2.1.
2.2.
3.1.
4.1.
4.2
4.3.
4.4.
4.5 .
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.11.
viii
Universitas Sumatera Utara
4.29. Luas Pengaruh (Km2) DAS /Sub DAS Asahan ......................................92
4.30. Hasil Perhitungan Intensitas Curah Hujan
A = 2181,05 km2 ............................................................................................................................... 92
4.31. Hasil Perhitungan Intensitas Curah Hujan A = 51,03 km2......................92
4.32. Hasil perhitungan intensitas curah hujan A = 178,51km2 ........................93
4.33. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rancangan dengan
Metode Rasional ................................................................................................................................ 93
4.34. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rancangan Periode Ulang
2 Tahunan A=617,72 km², L= 41,63 km .............................................96
4.34. Hasil Perhitungan Debit Banjir Periode Ulang 2 Tahunan
A = 51,03 km2, L = 23,21 km .................................................................98
4.35. Hasil Perhitungan Debit Banjir Periode Ulang 2 Tahunan
A=34,22 km2, L=15,58 km .....................................................................99
4.36. Hasil perhitungan Debit Banjir Periode Ulang 2 Tahunan
A= 141,37 km², L=22,29 km ................................................................................................... 100
4.37. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rancangan Periode Ulang
2 Tahunan A =178,51 km², L = 28,15 km .............................................101
4.38. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rancangan 2 Tahunan,
A = 2181,05 km2; L =147 km ...............................................................103
4.39. Perhitungan Debit Banjir Rancangan Periode Ulang
25 Tahunan .......................................................................................... 106
4.40. Hasil perhitungan Indeks Debit Inflow Hulu
(A = 267,46 km2, L = 18,03 km) ..............................................................117
4.41. Hasil Perhitungan Indeks Luas Genangan dan Banjir
(A = 267,46 km2, L = 18,03 km) .............................................................118
4.42. Indeks Debit Inflow DTA Tengah .........................................................123
4.43. Hasil Indeks Banjir DAS Tengah untuk A =34,22 km2,
L = 15,58 km 125
4.44. DAS Hilir Debit maks rerata .................................................................127
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
1.1.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
3.1.
4.1a.
4.1b.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
4.14.
4.15.
4.16.
4.17.
4.18.
4.19.
4.20.
4.21.
4.22.
4.23.
4.24.
4.25.
4.26.
4.27.
4.28.
4.29.
Judul
Halaman
Kerangka Pemikiran Model Hidrologi
Penentuan Indeks Banjir Sungai Asahan .............................................6
Siklus Hidrologi ......................................................................................16
Poligon Thiessen pada DAS....................................................................18
Peta Isohyet 19
Model Parameter Kkarakteristik DAS Metode Gamma I .......................31
Model hidrograf Nakayasu ......................................................................34
Bagan Alir Metodelogi............................................................................48
Peta Pembagian DAS/SUB DAS Ws Toba-Asahan ...............................49
Peta Sebaran Lokasi Sstasiun Hujan di DAS Asahan .............................50
Analisis Hujan Wilayah Menggunakan
Poligon Theissen .....................................................................................51
Pola Jaringan Sub Orde Sungai Asahan ..................................................53
Peta Sub DAS Anak Sungai Utama di DAS Asahan ..............................56
Peta Penggunaan Lahan DAS Asahan ....................................................58
Peta Kabupaten Asahan...........................................................................58
Neraca Kebutuhan dan Ketersediaan Air WS Asahan ............................60
Sta, Curah Hujan pada 5 Sta ...................................................................66
Hubungan antara Curah Hujan Rencana Metode Normal
dengan Periode Ulang (tahun) ...............................................................71
Hubungan antara Curah Hujan Rencana Log Pearson III
dengan Periode Ulang (tahun)................................................................72
Hubungan antara Curah Hujan Rancangan Metode
Gumbel dan Log Person III dengan Periode Ulang(Tahun) ..................74
Perhitungan Debit Banjir Rancangan 2 Tahunan ...................................94
Perhitungan Debit Banjir Rancangan 5 Tahunan ...................................95
Skematisasi DAS Asahan ........................................................................97
Perhitungan Debit Banjir Rancangan 2 Tahun.......................................100
Hasil Perhitungan Banjir 2 Tahun dan 5 Tahun ......................................104
Hasil Perhitungan Banjir 2 Tahun dan 5 Tahun ......................................105
Perhitungan Debit Banjir Rancangan 25 tahun .......................................107
Perhitungan Debit Banjir Rancangan 50 tahun .......................................107
SungaiAsahan ...................................................................................... 109
Tampilan Input Data Geometri Sungai ...................................................110
Tampilan Input Data Potongan Melintang Sungai ..................................110
Tampilan Input Data Debit Sungai .........................................................112
Tampilan Hasil Analisis Hidrolika dengan
Program HEC-RAS .................................................................................113
Tampilan Grafis Muka Air Pada Penampang Melintang Sungai......... ...114
Hubungan antara Periode Ulang dan Luas Genangan.............................119
Indeks Debit ,Luas, Banjir ......................................................................119
Luas maks, Luas min,Lt .........................................................................120
Indeks Debit ,Indeks Luas,Indeks Banjir ...............................................120
x
Universitas Sumatera Utara
4.30.
4.31.
4.32.
4.33.
4.34.
4.35.
4.36.
4.37.
4.38.
Luas maks.Luas min dan Lt ....................................................................121
Indeks Debit ,Indeks Genangan,Indeks Banjir........................................122
Hasil DTA Luas Maks, Luas Min disekitar DAS Asahan ......................124
Hasil DTA Luas Maks, Luas Min di sekitar DAS Silau..........................124
Hasil perhitungan Indeks Debit danIndeks Luas Genangan.................. .126
Hasil perhitungan Indeks Debit dan Indeks luas genangan................... .126
Hasil hubungan antara periode ulang dan Luas Genangan .....................128
Hasil perhitungan indeks luas genangan di hilir .....................................128
Hasil perhitungan indeks banjir di hilir...................................................129
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No
Judul
1.
Nilai Y T, Y n , dan untuk S n Distribusi GumbelVariasi Y T ..
.......140
2.
Faktor Frekuensi K Untuk Distribusi Log Pearson
Tipe III dengan Koefisien Skewness (Cs) Positif .......................141
3.
Nilai Kritis untuk Distribusi Chi-Square
(uji satu sisi) ................................................................................143
4.
Nilai Kritis Do untuk Uji Smirnov-Kolmogorov .......................
144
5.
Luas Wilayah di Bawah Kurve Normal ....................
145
xii
Universitas Sumatera Utara
BERDASARKAN ANALISIS DEBIT BANJIR SEBAGAI
PENGELOLAAN SUNGAI ASAHAN
DISERTASI
Oleh
RUMILLA HARAHAP
NIM : 078106006
Program Doktor (S3)
Pengelolaan Sumberdaya Alam Dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
MODEL HIDROLOGI PENENTUAN INDEKS BANJIR
BERDASARKAN ANALISIS DEBIT BANJIR SEBAGAI
PENGELOLAAN SUNGAI ASAHAN
DISERTASI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
dalam Program Doktor Pengelolaan Sumberdaya Alam dan lingkungan
pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara di bawah pimpinan
Rektor Universitas Sumatera Utara Prof Dr Runtung Sitepu SH M.Hum
untuk mempertahankan dihadapan Sidang Terbuka Senat
Universitas Sumatera Utara
Oleh
RUMILLA HARAHAP
NIM : 078106006
Program Doktor (S3)
Pengelolaan Sumberdaya Alam Dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Judul Disertasi
: MODEL HIDROLOGI PENENTUAN INDEKS
BANJIR BERDASARKAN ANALISIS DEBIT
BANJIR SEBAGAI PENGELOLAAN SUNGAI
ASAHAN
Nama Mahasiswa
: Rumilla Harahap
Nomor Induk
: 078106006
Program Studi
: Doktor ( S3 ) Pengelolaan Sumberdaya Alam dan
Lingkungan
Menyetujui,
Komisi Pembimbing
Prof.Ir.Zulkifli Nasution, MSc, Ph.D
Promotor
Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf,MS
Co-Promotor
Ketua Program Studi
(Dr. Delvian, SP , MP)
Prof. Dr. Herman Mawengkang
Co-Promotor
Direktur
(Prof. Dr. Ir. Erman Munir.M.Sc)
Universitas Sumatera Utara
Tanggal Lulus : 4 Maret 2016
Diuji pada Ujian Disertasi Terbuka (Promosi)
Tanggal 4 Maret 2016
PANITIA PENGUJI DISERTASI
Pimpinan Sidang:
Prof. Dr. Ir. Erman Munir (Direktur Sekolah Pascasarjana USU)
Ketua
: Prof. Dr. Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc, Ph.D
USU Medan
Anggota
: Prof. Dr. Herman Mawengkang
USU Medan
Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP
USU Medan
Prof. Dr. Alvi Syahrin, SH., MS
USU Medan
Dr. Delvian, SP , MP
USU Medan
Dr. Ichwana, ST.MP
UNSYAH Aceh
Universitas Sumatera Utara
MODEL HIDROLOGI PENENTUAN INDEKS BANJIR
BERDASARKAN ANALISIS DEBIT BANJIR SEBAGAI
PENGELOLAAN SUNGAI ASAHAN
ABSTRAK
Sungai Asahan merupakan sungai yang berhulu dari danau Toba dan mengalir ke
Selat Malaka yang panjangnya ± 147 km . Keberadaan sungai Asahan sebagai
bagian dari sistem hidrologi menjadi suatu hal yang sangat penting untuk dijaga .
Banjir yang sering terjadi di sungai Asahan merupakan salah satu kejadian
hidrologi. Disertasi ini mengajukan suatu bentuk Model Hidrologi Penentuan
Indeks Banjir berdasarkan Analisis Debit Banjir . Data sekunder meliputi data dari
instansi terkait seperti data curah hujan, data debit, data tata guna lahan, kemudian
dianalisa. Selanjutnya perhitungan debit banjir menggunakan metode Rasional,
Nakayasu, dan perhitungan muka banjir di hilir juga menggunakan kombinasi dari
metode HEC-RAS. Sungai yang masuk ke sungai Asahan yaitu sungai Piasa dan
Silau.Tujuan utama disertasi ini adalah untuk menghasilkan model hidrologi
penentuan indeks banjir yang dapat digunakan sebagai patokan jika terjadinya
banjir dan mengelola sungai Asahan yang berkelanjutan. Hasil perhitungan pada
Asahan hulu didapat debit banjir periode ulang 2 tahunan dengan luas 617,72 km2
hidrograf banjir total adalah 592,698 m3/dt pada jam ke 4. Asahan tengah sekitar
Sub DAS Piasa debit banjir periode ulang 2 tahunan dengan luas 51,03 km²
hidrograf banjir total adalah 137,439 m³/dt jam ke 4 dan Asahan hilir di dapat
debit banjir periode ulang 2 tahunan dengan luas 178,51 km2 adalah sebesar
380,704 m³/dt jam ke 4. Indeks luas genangan di hilir rata-rata didapat sebesar
0,32 dan indeks banjir di hilir rata-rata didapat sebesar 0,52. Dengan memodelkan
hidrologi berdasarkan indeks debit banjir di sungai Asahan terhadap curah hujan
dan lahan dapat dipetakan jika di wilayah tersebut terjadi banjir.
Kata Kunci : Sungai Asahan, Hidrologi, Indeks Banjir.
i
Universitas Sumatera Utara
HYDROLOGY MODEL FOR DETERMINATION ON THE FLOOD INDEX
BASED ANALYSIS OF FLOOD DISCHARGE AS ASAHAN
RIVER MANAGEMENT
ABSTRACT
Asahan River is a river whose headwaters of Lake Toba and flow into the
waterway whose length is approximately 147 km. The existence of Asahan river as
part of the hydrologic system becomes a very important thing to be kept. Frequent
flooding in Asahan river is one hydrological events. This dissertation proposes a
form of hydrology model for determination on the flood index based analysis of
flood discharge. Secondary data include data from relevant agencies such as
rainfall data, flow data, land use data, and then analyzed. Furthermore, the
calculation of flood discharge using Rational method, Nakayasu, and flooding in
the downstream surface calculation also uses a combination of methods HECRAS. Rivers Asahan river that goes into that river Piasa and Silau. The main
purpose of this dissertation is to produce a model of hydrology flood index
determination that can be used as a benchmark would be flooding and manage
sustainable Asahan river. The calculation in the Asahan upstream flood discharge
obtained an annual return period 2 years with an area of 617.72 km2 flood
hydrograph the total is 592.698 m3/sec on the hour to 4. Asahan centered around
Sub Watershed Piasa return period flood discharge 2 years with an area of 51.03
km² annual flood hydrograph the total is 137.439 m³/sec on the hours to 4 and
Asahan downstream of the discharge flood return period 2 years with an area of
178.51 km2 year amounted to 380.704 m³/sec to 4 h. Inundation in the
downstream area index average of 0.32 and an index obtained in downstream
flooding average obtained at 0.52. With hydrological modeling based index flood
discharge in Asahan river against rainfall and land can be mapped if there was a
flood in the region.
Keywords: Asahan River, Hydrology, Flood Index.
.
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
karunia-Nya kepada penulis sehingga Disertasi ini dapat terselesaikan dengan
baik. Disertasi yang telah diselesaikan oleh penulis berjudul “Model Hidrologi
Penentuan Indeks Banjir berdasarkan Analisis Debit Banjir sebagai
Pengelolaan Sungai Asahan”, yang disusun dalam memenuhi syarat untuk
menempuh ujian Program Studi Doctor (S3) Pengelolaan Sumberdaya Alam dan
Lingkungan Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof Dr Runtung Sitepu SH M.Hum selaku Rektor Universitas
Sumatera Utara .
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Erman Munir, selaku Direktur Sekolah Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Delvian, SP , MP selaku Ketua Program PSL Universitas Sumatera
Utara.
4. Bapak Dr.Ir.Muklis,MS selaku Sekretaris Program PSL Universitas Sumatera
Utara.
5. Bapak Prof. Dr. Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc, Ph.D sebagai Promotor yang
sangat membantu dan memotivasi terhadap terselesainya disertasi ini.
6. Bapak Prof. Dr. Herman Mawengkang sebagai Co-Promotor yang sangat
banyak membantu penulis, baik dalam meluangkan waktu, ide-idenya demi
terselesainya disertasi ini.
7. Bapak Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP sebagai Co-Promotor yang telah
membantu penulis dan meluangkan waktu memeriksa disertasi ini sampai
selesai.
8. Bapak Prof. Dr. Alvi Syahrin, SH., MS ., selaku anggota penguji/pembanding
atas masukan, saran dan kritik yang diberikan.
9. Ibu Dr. Ichwana, ST.MP., selaku anggota penguji/pembanding atas masukan,
saran dan kritik yang diberikan.
10. Dr.Ir. Ahmad Perwira Mulia, MSc yang telah banyak memberi saran saya
untuk terus belajar .
iii
Universitas Sumatera Utara
11. Rektor Universitas Negeri Medan bapak Prof. Syawal Gultom ,yang telah
mendukung dan memberi ijin belajar kepada saya melanjutkan pendidikan
pada program studi Doktor Pengelolaan Sumberdaya Alam
dan
lingkungan Universitas Sumatera Utara.
12. kepada seluruh staf pengajar Jurusan Pendidikan teknik bangunan
UNIMED saya mengucapkan terimakasih atas kerjasama dan dukungan yang
saling menguatkan yang telah terjalin selama ini sehingga saya dapat
menyelesaikan studi pada program studi Doktor PSL USU.
13. Kepada rekan-rekan di program studi Doktor PSL USU, saya mengucapkan
terimakasih yang tak terhingga atas kerjasama dan dukungan yang saling
menguatkan yang telah terjalin selama ini.
Sembah sujud dan terimakasih yang tak terhingga saya persembahkan
kepada ayahanda Muhammad Said Harahap (Almarhum) dan ibunda tercinta
Syariah Siregar (Almarhumah) yang sangat saya kagumi dan hormati yang
sewaktu beliau masih hidup selalu memberikan dukungan dan doa .
Kepada suami tercinta Ir. Torang Siregar M.Si ( Almarhum) terimakasih
atas kasih sayangnya kepada saya selama masih hidup , selalu memotivasi saya
mulai dari S2 sampai S3.
Ucapan terimakasih yang setulusnya saya ucapkan kepada anak-anakku,
Rafuad , Mahathir dan Syifa yang telah memotivasi saya dan ikut membantu
saya memberikan doa yang tidak habis-habisnya demi keberhasilan saya.
Pengorbanan ini juga tidak dapat saya lupakan. Semoga Allah melimpahkan
rahmat, inayah, dan pahala yang berlimpah atas segala pengorbanan tersebut.
Kepada semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan namanya satu
persatu, saya sampaikan terimakasih atas bantuan yang diberikan. Semoga Allah
SWT memberikan pahala sesuai dengan amal yang diberikan dan meridhoi kita
semua. Amin.
Semoga penelitian ini bermanfaat bagi pembaca dan kontribusinya bagi
ilmu pengetahuan khususnya pengelolaan sungai.
Medan, Maret 2016
Rumilla Harahap
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Rumilla harahap lahir di Medan tanggal 05 Agustus 1965. Putri ke 9 dari
11 bersaudara pasangan M. Said Harahap (alm) dan Syariah Siregar (alm).
Menikah pada tahun 1993 dengan Ir. Torang Siregar M.Si (alm) di karunia tiga
orang anak yaitu Rafuad. T.Siregar, Mahathir Siregar dan Syifa Sari Siregar.
Lulus SD. Negeri Medan, Tahun 1977, Lulus SMP Negeri 3 Medan,
Tahun 1981, Lulus SMA Negeri II Medan, Tahun 1984 Selanjutnya Rumilla
Harahap Tahun 1990 Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Sipil dari Universitas
Islam Sumatera Utara, Pada Tahun 1996 Memperoleh Gelar Master Teknik Sipil
Institut Teknologi Bandung. Saat ini bekerja sebagai Pengajar di UNIMED
dengan golongan IV/a.
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ........................................................................................................... i
ABSTRACT .......................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ......................................................................................... iii
RIWAYAT HIDUP ............................................................................................. v
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL.............................................................................................. viii
DAFTAR ............................................................................................................. x
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ......................................................................... 5
1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................. 5
1.4. Hipotesis .......................................................................................... 7
1.5. Manfaat ............................................................................................ 7
1.6. Novelty............................................................................................. 8
1.7. Sistematika Pembahasan .................................................................. 8
BAB II KAJIAN PUSTAKA ............................................................................. 10
2.1. Daerah Aliran Sungai (DAS) .......................................................... 10
2.2. Penduduk Kabupaten Asahan ......................................................... 12
2.3. Kebutuhan Air Untuk Irigasi .......................................................... 13
2.4. Kebutuhan Air Untuk Domestik ..................................................... 14
2.5. Kajian Hidrologi ............................................................................. 15
2.6. Curah Hujan .................................................................................... 16
2.6.1. Hujan Kawasan (Areal Rainfall ............................................ 17
2.6.2. Distribusi Frekuensi Curah Hujan ......................................... 19
2.6.3. Perhitungan Faktor Frekuensi Untuk Setiap Distribusi ........ 24
2.6.4. Uji Distribusi Frekuensi Curah Hujan.................................. 25
2.7. Debit Banjir..................................................................................... 27
2.8. Debit Banjir Rencana ...................................................................... 27
2.8.1. Metode Hasper ...................................................................... 29
2.8.2. Metode Weduwen ................................................................. 29
2.8.3. Metode Rasional ................................................................... 29
2.8.4. Hidrograf Satuan Sintetis ...................................................... 30
2.8.5. Hidrograf Satuan Sintetis Gama I ......................................... 30
2.8.6. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ................................... 33
2.9. Analisa Hidrolik dengan menggunakan Pemodelan HEC RAS... 34
2.10. Pengembangan Model Indeks Banjir ............................................. 35
2.11. Hasil Penelitian Sebelumnya ......................................................... 37
vi
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................. 40
3.1. PEMODELAN HIDROLOGI ....................................................... 40
3.2. ANALISIS HIDROLOGI .............................................................. 44
3.3. Model Indeks Banjir ...................................................................... 45
3.3.1. Penentuan Daerah Aliran Sungai (DAS) ............................ 45
3.3.2. Pemodelan HEC-RAS ......................................................... 46
3.3.3. Penentuan Nilai Indeks Banjir ............................................. 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................ 49
4.1. Pemodelan Hidrologi ..................................................................... 49
4.1.1. Data Hidroklimatologi ......................................................... 49
4.1.2. Penyiapan dan Analisis Data Hidroklimatologi .................. 50
4.1.3. Penyiapan Data Fisik DAS Asahan ..................................... 51
4.1.4. Analisis Kondisi Topografi DAS Asahan ........................... 52
4.1.5. Pola Jaringan Sungai ........................................................... 53
4.1.6. Tata Guna Lahan ................................................................. 57
4.1.7. Kebutuhan Air Rumah Tangga,Perkotaan dan Industri...... 59
4.2. Analisa Hidrologi .......................................................................... 64
4.2.1.Analisis Probabilitas Frekwensi Hujan dengan
Metode Log Pearson ........................................................... 66
4.2.2. Analisis Probabilitas Frekuensi Hujan dengan
Metode Normal .................................................................... 68
4.2.3. Metode Smirnov Kolmogorov ............................................. 79
4.2.4. Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu ........................ 85
4.2.5. Metode Rasional .................................................................. 91
4.3. Indeks Banjir................................................................................. 94
4.3.1. DAS Hulu Sungai .............................................................. 94
4.3.2. DAS Tengah Sungai ............................................................ 97
4.3.3. DAS Hilir sungai ...............................................................100
4.3.4. Asahan Total......................................................................103
4.3.5. Analisis Hidrolika dengan Pemodelan
HEC – RAS 4.0 .................................................................108
4.3.6. Input Data Geometri Sungai ..............................................109
4.3.7. Input Data Debit ................................................................111
4.3.8. Hasil Analisis Hidrolika Sungai Asahan ...........................112
4.3.9. Indeks Debit Inflow ...........................................................114
4.3.10. Indeks Luas Genangan ....................................................116
4.3.11. Indeks Debit Inflow .........................................................122
4.3.12. Indeks Banjir ...................................................................125
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................130
5.1. Kesimpulan ....................................................................................130
5.2. Saran ......... ....................................................................................132
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................133
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
Judul
Halaman
Keadaan Penduduk di Daerah Studi Kabupaten Asahan .........................13
Nilai χ2 Kritis Untuk Uji Chi-Square ......................................................27
Parameter Pemilihan pola sebaran Distribusi hujan ................................43
Kemiringan Lereng DAS Asahan ............................................................52
Luas DAS Asahan ...................................................................................52
Anak Sungai SWS Asahan ......................................................................54
Anak Sungai Sub DAS Asahan ...............................................................55
Anak Sungai Sub DAS Silau...................................................................55
Luas Masing-masing Sub DAS di DAS Asahan .....................................56
Luas Tata Guna Lahan di DAS Asahan ..................................................57
Proyeksi Penduduk Kabupaten Asahan 2010 s/d 2030 ...........................61
Rerata Curah Hujan Bulanan di 5 Lokasi Studi ....................................65
Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana dengan
Metode Log Pearson ................................................................................66
4.12. Hasil Perhitungan Periode Ulang Metode
Log Pearson Tipe III ...............................................................................67
4.13. Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana
dengan Metode Normal ...........................................................................68
4.14. Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana
dengan etode Log Pearson ......................................................................71
4.15. Hasil perhitungan Curah Hujan Rencana dengan Metode
Log Pearson Tipe III dengan Periode Ulang ..........................................72
4.16. Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana
dengan Metode Gumbel ..........................................................................73
4.17. Hasil Perhitungan Curah Hujan Rancangan
Metode Gumbel dengan Periode Ulang ..................................................73
4.18. Data Curah Hujan....................................................................................75
4.19. Hasil perhitungan distribusi Frekuensi Uji Chi-Square ..........................76
4.20. Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Untuk Metode Normal .....................78
4.21. Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Untuk Metode Gumbel ....................78
4.22. Hasil Perhitungan Uji Chi-Square Untuk
Metode Log Pearson Tipe III..................................................................78
4.23. Hasil Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov
untuk Metode Normal ...........................................................................80
4.24. Hasil Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov
untuk Metode Gumbel ............................................................................81
4.25. Hasil Perhitungan Uji Distribusi Smirnov Kolmogorov
untuk Metode Log Pearson Type III........................................................83
4.26 . Hasil Perhitungan Distribusi Hujan Jam-jaman untuk berbagai Periode
Ulang (Hujan Rrancangan Metode Gumbel)........................................... 84
4.27. Hasil perhitungan Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu .........................88
4.28. Hasil Perhitungan Debit Banjir
Rancangan Periode Ulang 5 Tahun ..........................................................90
2.1.
2.2.
3.1.
4.1.
4.2
4.3.
4.4.
4.5 .
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.11.
viii
Universitas Sumatera Utara
4.29. Luas Pengaruh (Km2) DAS /Sub DAS Asahan ......................................92
4.30. Hasil Perhitungan Intensitas Curah Hujan
A = 2181,05 km2 ............................................................................................................................... 92
4.31. Hasil Perhitungan Intensitas Curah Hujan A = 51,03 km2......................92
4.32. Hasil perhitungan intensitas curah hujan A = 178,51km2 ........................93
4.33. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rancangan dengan
Metode Rasional ................................................................................................................................ 93
4.34. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rancangan Periode Ulang
2 Tahunan A=617,72 km², L= 41,63 km .............................................96
4.34. Hasil Perhitungan Debit Banjir Periode Ulang 2 Tahunan
A = 51,03 km2, L = 23,21 km .................................................................98
4.35. Hasil Perhitungan Debit Banjir Periode Ulang 2 Tahunan
A=34,22 km2, L=15,58 km .....................................................................99
4.36. Hasil perhitungan Debit Banjir Periode Ulang 2 Tahunan
A= 141,37 km², L=22,29 km ................................................................................................... 100
4.37. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rancangan Periode Ulang
2 Tahunan A =178,51 km², L = 28,15 km .............................................101
4.38. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rancangan 2 Tahunan,
A = 2181,05 km2; L =147 km ...............................................................103
4.39. Perhitungan Debit Banjir Rancangan Periode Ulang
25 Tahunan .......................................................................................... 106
4.40. Hasil perhitungan Indeks Debit Inflow Hulu
(A = 267,46 km2, L = 18,03 km) ..............................................................117
4.41. Hasil Perhitungan Indeks Luas Genangan dan Banjir
(A = 267,46 km2, L = 18,03 km) .............................................................118
4.42. Indeks Debit Inflow DTA Tengah .........................................................123
4.43. Hasil Indeks Banjir DAS Tengah untuk A =34,22 km2,
L = 15,58 km 125
4.44. DAS Hilir Debit maks rerata .................................................................127
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
1.1.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
3.1.
4.1a.
4.1b.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
4.14.
4.15.
4.16.
4.17.
4.18.
4.19.
4.20.
4.21.
4.22.
4.23.
4.24.
4.25.
4.26.
4.27.
4.28.
4.29.
Judul
Halaman
Kerangka Pemikiran Model Hidrologi
Penentuan Indeks Banjir Sungai Asahan .............................................6
Siklus Hidrologi ......................................................................................16
Poligon Thiessen pada DAS....................................................................18
Peta Isohyet 19
Model Parameter Kkarakteristik DAS Metode Gamma I .......................31
Model hidrograf Nakayasu ......................................................................34
Bagan Alir Metodelogi............................................................................48
Peta Pembagian DAS/SUB DAS Ws Toba-Asahan ...............................49
Peta Sebaran Lokasi Sstasiun Hujan di DAS Asahan .............................50
Analisis Hujan Wilayah Menggunakan
Poligon Theissen .....................................................................................51
Pola Jaringan Sub Orde Sungai Asahan ..................................................53
Peta Sub DAS Anak Sungai Utama di DAS Asahan ..............................56
Peta Penggunaan Lahan DAS Asahan ....................................................58
Peta Kabupaten Asahan...........................................................................58
Neraca Kebutuhan dan Ketersediaan Air WS Asahan ............................60
Sta, Curah Hujan pada 5 Sta ...................................................................66
Hubungan antara Curah Hujan Rencana Metode Normal
dengan Periode Ulang (tahun) ...............................................................71
Hubungan antara Curah Hujan Rencana Log Pearson III
dengan Periode Ulang (tahun)................................................................72
Hubungan antara Curah Hujan Rancangan Metode
Gumbel dan Log Person III dengan Periode Ulang(Tahun) ..................74
Perhitungan Debit Banjir Rancangan 2 Tahunan ...................................94
Perhitungan Debit Banjir Rancangan 5 Tahunan ...................................95
Skematisasi DAS Asahan ........................................................................97
Perhitungan Debit Banjir Rancangan 2 Tahun.......................................100
Hasil Perhitungan Banjir 2 Tahun dan 5 Tahun ......................................104
Hasil Perhitungan Banjir 2 Tahun dan 5 Tahun ......................................105
Perhitungan Debit Banjir Rancangan 25 tahun .......................................107
Perhitungan Debit Banjir Rancangan 50 tahun .......................................107
SungaiAsahan ...................................................................................... 109
Tampilan Input Data Geometri Sungai ...................................................110
Tampilan Input Data Potongan Melintang Sungai ..................................110
Tampilan Input Data Debit Sungai .........................................................112
Tampilan Hasil Analisis Hidrolika dengan
Program HEC-RAS .................................................................................113
Tampilan Grafis Muka Air Pada Penampang Melintang Sungai......... ...114
Hubungan antara Periode Ulang dan Luas Genangan.............................119
Indeks Debit ,Luas, Banjir ......................................................................119
Luas maks, Luas min,Lt .........................................................................120
Indeks Debit ,Indeks Luas,Indeks Banjir ...............................................120
x
Universitas Sumatera Utara
4.30.
4.31.
4.32.
4.33.
4.34.
4.35.
4.36.
4.37.
4.38.
Luas maks.Luas min dan Lt ....................................................................121
Indeks Debit ,Indeks Genangan,Indeks Banjir........................................122
Hasil DTA Luas Maks, Luas Min disekitar DAS Asahan ......................124
Hasil DTA Luas Maks, Luas Min di sekitar DAS Silau..........................124
Hasil perhitungan Indeks Debit danIndeks Luas Genangan.................. .126
Hasil perhitungan Indeks Debit dan Indeks luas genangan................... .126
Hasil hubungan antara periode ulang dan Luas Genangan .....................128
Hasil perhitungan indeks luas genangan di hilir .....................................128
Hasil perhitungan indeks banjir di hilir...................................................129
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No
Judul
1.
Nilai Y T, Y n , dan untuk S n Distribusi GumbelVariasi Y T ..
.......140
2.
Faktor Frekuensi K Untuk Distribusi Log Pearson
Tipe III dengan Koefisien Skewness (Cs) Positif .......................141
3.
Nilai Kritis untuk Distribusi Chi-Square
(uji satu sisi) ................................................................................143
4.
Nilai Kritis Do untuk Uji Smirnov-Kolmogorov .......................
144
5.
Luas Wilayah di Bawah Kurve Normal ....................
145
xii
Universitas Sumatera Utara