Analisis Curah Hujan Untuk Pendugaan Debit Puncak dengan Metode Rasional pada DAS Besitang dan DAS Lepan

ANALISA CURAH HUJAN UNTUK PENDUGAAN DEBIT
PUNCAK DENGAN METODE RASIONAL PADA
DAS BESITANG DAN DAS LEPAN

SKRIPSI

Oleh

MICHAEL BOYKE

DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2008

Universitas Sumatera Utara

ANALISA CURAH HUJAN UNTUK PENDUGAAN DEBIT
PUNCAK DENGAN METODE RASIONAL PADA
DAS BESITANG DAN DAS LEPAN

SKRIPSI

Oleh:

MICHAEL BOYKE
030308006/TEKNIK PERTANIAN

Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing

(Ir.Edi Susanto, M.Si)
Ketua

(Taufik Rizaldi, STP, MP)
Anggota

DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2008

Universitas Sumatera Utara

ANALISIS CURAH HUJAN UNTUK PENDUGAAN
DEBIT PUNCAK DENGAN METODE RASIONAL PADA
DAS BESITANG DAN DAS LEPAN

SKRIPSI
Oleh :

MICHAEL BOYKE
030308006/TEKNIK PERTANIAN

Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh
Gelar Sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara

Disetujui Oleh:
Komisi Pembimbing

Ir. Edi Susanto, M.Si
Ketua

Taufik Rizaldi, STP, MP
Anggota

DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNVERSITAS SUMATERA UTARA
2008

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

The calculation of flood discharge by using the flood method for rational
design of the building flooded require data in the rain intensity and duration of a
particular period of re-obtained from Intensity Duration Frequency (IDF) curve.
Research purposes is to obtain distribution pattern of rainfall and the flood
discharge to suppose in the Besitang DAS and the Lepan DAS using rational

methods. Data result of this study indicated that the Log Person Type III
distribution fit to most of data in the Besitang DAS and the Lepan DAS. Results of
determining the distribution of the rainfall pattern design on the back of certain
words and then to get the intensity of rainfall where the intensity should be equal
time konsentrasi to calculate the flood discharge. From the results of the
calculation of the value of coefficients limpasan second DAS show the physical
condition of a DAS is good. Based on the data have been obtained for 1 year and
re-anchor with the intensity of rain Besitang DAS of 2,69 mm / hour and Lepan
DAS of 2,97 mm / hour and limpasan coefficients Besitang DAS of 0,12 and 0,14
of DAS with Lepan DAS broad Besitang is 948,2 km2 and Lepan DAS is 715,72
km2 flood discharge in the Besitang DAS is 86,51 m3/detik and Lepan DAS is
85,10 m3/detik
Keywords : Distribution pattern, rainfall intensity, the flood discharge, rational
method
ABSTRAK

Perhitungan debit banjir dengan menggunakan metode rasional untuk
perencangan bangunan keairan memerlukan data intensitas hujan dalam durasi
dan periode ulang tertentu yang diperoleh dari kurva Intensity Duration
Frequency (IDF). Tujuan penelitian adalah untuk memperoleh pola distribuís

curah hujan yang tepat dan untuk menduga debit puncak pada DAS Besitang dan
DAS Lepan dengan menggunakan metode rasional. Data yang diperlukan adalah
data curah hujan harian dan data tata guna lahan. Hasil dari penelitian
menunjukkan bahwa distribusi Log Person Type III sangat cocok dengan sebaran
data di wilayah studi DAS Besitang dan DAS Lepan. Hasil penentuan pola
distribusi diperoleh hujan rancangan pada kala ulang tertentu yang kemudian
untuk memperoleh intensitas hujan dimana intensitas harus menyamai waktu
konsentrasi untuk menghitung debit puncak. Dari hasil perhitungan nilai koefisien
limpasan kedua DAS menunjukkan kondisi fisik suatu DAS nya baik.
Berdasarkan berbagai data yang telah diperoleh untuk kala ulang 1 tahun dengan
intensitas hujan DAS Besitang sebesar 2,69 mm/jam dan DAS Lepan sebesar 2,97
mm/jam dan koefisien limpasan DAS Besitang sebesar 0,12 dan DAS Lepan
sebesar 0,14 dengan luas DAS Besitang 948,2 km2 dan DAS Lepan 715,72 km2
maka debit puncak pada DAS Besitang adalah 86,51 m3/detik dan DAS Lepan
adalah 85,10 m3/detik.
Kata kunci : Pola distribusi, intensitas curah hujan, debit puncak, metode rasional

Universitas Sumatera Utara

RINGKASAN PENELITIAN

MICHAEL BOYKE,”Analisis Curah Hujan Untuk Pendugaan Debit
Puncak dengan Metode Rasional pada DAS Besitang dan DAS Lepan” dibawah
bimbingan Edi Susanto, selaku ketua komisi pembimbing dan Taufik Rizaldi
selaku anggota komisi pembimbing.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola distribusi yang tepat dan
menghitung debit puncak dengan metode rasional pada DAS Besitang dan DAS
Lepan. Dari hasil penelitian yang dilakukan menghasilkan kesimpulan sebagai
berikut:
Kondisi DAS Besitang dan DAS Lepan
Secara geografis DAS Besitang terletak antara 030 45’ - 040 22’ 44” LU dan
97º 51’ – 99º 17’ 56” LS. Dan DAS Lepan terletak antara 030 47’ - 040 05’ 58” LU
dan 98º 00’ – 99º 25’ 46” LS. Sungai Besitang mengalir dari daerah hulu yang
terletak di kecamatan Besitang Hulu, sedangkan Sungai Lepan mengalir dari
Babalan. Kedua DAS ini bermuara ke Selat Malaka. Luas total DAS Besitang
sebesar 948,2 km2, panjang sungai sebesar 85,87 km dan kemiringan rata-rata
sebesar 0,0436 m sedangkan Luas total DAS Lepan adalah 715,72 km2, panjang
sungai sebesar 110,6 km dan kemiringan rata-rata sebesar 0,0422 m. Dari kedua
DAS tersebut diambil masing-masing tiga stasiun yakni untuk DAS Besitang
adalah stasiun Sei Musam, Maryke, dan Bungara. sedangkan untuk DAS Lepan

adalah stasiun Namu Tonga, Turangie, dan Gergas.

Universitas Sumatera Utara

Analisa Curah Hujan
Setelah dilakukan pengolahan data curah hujan maka berdasarkan
parameter statistik yang diperoleh, jenis distribusi yang cocok untuk kedua DAS
ini adalah distribusi Log Person Type III kemudian dilakukan pengujian dengan
uji Chi-Square

dan Smirnov-Kolmogorov. Besarnya curah hujan rancangan

berbagai periode ulang 1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 100, 200 (tahun) untuk
DAS Besitang sebesar 27,94; 66,61; 85,32; 95,86; 99,59; 103,46; 107,49; 108,98;
112,03; 115,18; 122,14; 128,53 mm/jam, dan untuk DAS Lepan Adalah 35,42;
73,14; 89,11; 97,56; 100,45; 103,42; 106,49; 107,59; 109,85; 112,15; 117,15;
121,6 mm/jam.
Intensitas Hujan
Untuk menghitung debit puncak salah satu faktor yang mempengaruhi
adalah intensitas hujan dimana intensitas harus menyamai waktu konsentrasi.

Dalam hal ini waktu konsentrasi untuk DAS Besitang adalah 6,83 jam dan untuk
DAS Lepan adalah 8,40 jam. Hal ini masih dalam durasi umum hujan yang terjadi
yakni 1- 12 jam. Intensitas hujan yang diperoleh untuk berbagai kala ulang pada
DAS Besitang adalah 2,69; 6,43; 8,24; 9,25; 9,61; 9,98; 10,38; 10,52; 10,81;
11,12; 11,79; 12,41 mm/jam dan untuk DAS Lepan adalah 2,97; 6,14; 7,49; 8,19;
8,43; 8,69; 8,94; 9,04; 9,22; 9,42; 9,84; 10,21 mm/jam.
Debit Puncak
Perubahan tata guna lahan dalam suatu daerah aliran sungai sangat
mempengaruhi berapa besar debit

puncak yang terjadi pada waktu datangnya

hujan dimana hujan tidak lagi mengalami infiltrasi melainkan melimpas sebagai

Universitas Sumatera Utara

aliran permukaan. Untuk DAS Besitang Koefisien limpasannya adalah 0,12 dan
DAS Lepan sebesar 0,14. Sehingga debit puncak untuk berbagai kala ulang untuk
DAS Besitang adalah 86,51; 206,78; 264,99; 297,47; 309,05; 320,95; 333,81;
338,31; 347,64; 357,61; 379,16; 399,10 m3/detik dan untuk DAS Lepan adalah:

85,10; 175,92; 214,60; 234,66; 241,53; 248,98; 256,15; 259,01; 264,17; 269,90;
281,93; 292,53 m3/detik.

Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Aek Nabara pada tanggal 16 Juli 1984 dari Ayah
James Marlon Nainggolan dan ibu Betty Relly Silitonga. Penulis merupakan anak
Pertama dari Tiga bersaudara.
Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Cahaya Medan dan pada tahun 2003
lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur SPMB, pada
Program Studi Teknik Pertanian, Departemen Teknologi Pertanian, Fakultas
Pertanian.
Selama kuliah penulis mengikuti kegiatan organisasi IMATETA pada
tahun 2003 - 2008. Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) PT.
Industri Karet Nusantara.

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan.
Skripsi ini berjudul “Analisa Curah Hujan untuk Pendugaan Debit
Puncak dengan Metode Rasional pada DAS Besitang dan DAS Lepan”
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Ir.
Edi Susanto, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan kepada Bapak Taufik
Rizaldi, STP, MP selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak
membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan penelitian ini. Ucapan
terimakasih juga penulis ucapkan kepada Ayah dan Ibu atas segala perhatian, doa
dan dukungan materil maupun moral. Terimakasih juga penulis sampaikan kepada
saudara-saudari dan seluruh teman-teman yang telah membantu penulis selama
melakukan penelitian dan menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari dalam penyusunan skripsi ini masih terdapat
kekurangan, oleh sebab itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat
membangun dari para pembaca sehingga menjadi lebih baik.
Semoga skripsi ini bermanfaat.

Medan, Oktober 2008

Penulis

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Hal
ABSTRAK ..................................................................................................... ii
RINGKASAN PENELITIAN ....................................................................... iii
RIWAYAT HIDUP ...................................................................................... vi
KATA PENGANTAR .................................................................................. vii
DAFTAR TABEL ........................................................................................ x
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..................................................................................... 1
Tujuan Penelitian ................................................................................. 4
Kegunaan Penelitian............................................................................. 4
TINJAUAN PUSTAKA
Siklus Hidrologi ................................................................................... 5
Daerah Aliran Sungai ........................................................................... 6
Penentuan Hujan Maksimum ................................................................ 9
Analisa Frekuensi ................................................................................ 9
Uji Kecocokan ..................................................................................... 17
Intensitas Curah Hujan ......................................................................... 19
Waktu Konsentrasi ............................................................................... 21
Koefisien Limpasan ............................................................................. 22
Metode Rasional .................................................................................. 24
METODOLOGI PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian ................................................................ 26
Bahan dan Alat Penelitian .................................................................... 26
Metode Penelitian ................................................................................ 26
Pelaksanaan Penelitian ......................................................................... 27
Pengolahan Data .................................................................................. 28
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi DAS Besitang dan DAS Lepan................................................ 32
Analisa Curah Hujan ............................................................................ 34
Curah Hujan Harian Maksimum ..................................................... 34
Penentuan Pola Distribuís Hujan .................................................... 36
Uji Kecocokan ..................................................................................... 38
Curah Hujan Rencana ........................................................................... 39
Intensitas Hujan ................................................................................... 40
Analisa Debit Banjir ............................................................................. 44
Waktu Konsentrasi ......................................................................... 44
Koefisien Limpasan ........................................................................ 45
Debit Puncak .................................................................................. 47

Universitas Sumatera Utara

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan .......................................................................................... 49
Saran .................................................................................................... 50
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Hal
1. Parameter Statisti Frequensi .................................................................... 11
2. Nilai koefisien Aliran Berbagai Penggunaan Lahan ................................. 23
3. Data penutup Lahan Untuk DAS Besitang dan Lepan.............................. 33
4. Data Curah Hujan Maksimum Harian...................................................... 35
5. Parameter Statistik Frequensi .................................................................. 36
6. Uji Chi-square dan Smienov Kolmogorov............................................... 38
7. Parameter Statistik Analisis Frequensi Distribusi Log Pearson Type III... 39
8. Hujan Rancangan Berbagai Periode Ulang .............................................. 40
9. Intensitas Hujan Jam-jaman Untuk DAS Besitang ................................... 41
10. Intensitas Hujan Jam-jaman Untuk DAS Lepan ....................................... 42
11. Koefisien Limpasan DAS Besitang ......................................................... 46
12. Koefisien Limpasan DAS Lepan ............................................................. 46
13. Debit Puncak DAS Besitang.................................................................... 47
14. Debit Puncak DAS Lepan ....................................................................... 48

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Hal
1. Siklus Hidrolog………………………………………………………………..5
2. Kurva Distribusi Frekuensi Normal…………………………………………..12
3. Distribusi Frequensi DAS Besitang…………………………………………..37
4. Distribusi Frequensi DAS Lepan……………………………………………..37
5. Kurva IDF (Intesity-Duration-Frequency) DAS Besitang…………………...43
6. Kurva IDF (Intesity-Duration-Frequency DAS Lepan……………………….44

Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN

Hal
1. Diagram Alir Penelitian....................................................................................53
2. Kerangka Pemikiran Penelitian……………………………………………….54
3. Perhitungan Curah Hujan Maksimum Rata-rata DAS Besitang……………...55
4. Perhitungan Curah Hujan Maksimum Rata-rata DAS Lepan...........................57
5. Nilai Faktor Frekuensi K…...............................................................................59
6. Nilai Kritis untuk Chi-Square...........................................................................61
7. Nilai kritis D0 untuk uji Smirnov-Kolmogorov................................................62
8. Tabel Distribusi Normal....................................................................................63
9. Peta DAS Besitang dan DAS Lepan.................................................................64
10. Peta Penutup Lahan DAS Besitang dan Lepan…..………………………….65
11. Peta Poligon Thiessen DAS Besitang.............................................................66
12. Peta Poligon Thiessen DAS Lepan.................................................................67

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

The calculation of flood discharge by using the flood method for rational
design of the building flooded require data in the rain intensity and duration of a
particular period of re-obtained from Intensity Duration Frequency (IDF) curve.
Research purposes is to obtain distribution pattern of rainfall and the flood
discharge to suppose in the Besitang DAS and the Lepan DAS using rational
methods. Data result of this study indicated that the Log Person Type III
distribution fit to most of data in the Besitang DAS and the Lepan DAS. Results of
determining the distribution of the rainfall pattern design on the back of certain
words and then to get the intensity of rainfall where the intensity should be equal
time konsentrasi to calculate the flood discharge. From the results of the
calculation of the value of coefficients limpasan second DAS show the physical
condition of a DAS is good. Based on the data have been obtained for 1 year and
re-anchor with the intensity of rain Besitang DAS of 2,69 mm / hour and Lepan
DAS of 2,97 mm / hour and limpasan coefficients Besitang DAS of 0,12 and 0,14
of DAS with Lepan DAS broad Besitang is 948,2 km2 and Lepan DAS is 715,72
km2 flood discharge in the Besitang DAS is 86,51 m3/detik and Lepan DAS is
85,10 m3/detik
Keywords : Distribution pattern, rainfall intensity, the flood discharge, rational
method
ABSTRAK

Perhitungan debit banjir dengan menggunakan metode rasional untuk
perencangan bangunan keairan memerlukan data intensitas hujan dalam durasi
dan periode ulang tertentu yang diperoleh dari kurva Intensity Duration
Frequency (IDF). Tujuan penelitian adalah untuk memperoleh pola distribuís
curah hujan yang tepat dan untuk menduga debit puncak pada DAS Besitang dan
DAS Lepan dengan menggunakan metode rasional. Data yang diperlukan adalah
data curah hujan harian dan data tata guna lahan. Hasil dari penelitian
menunjukkan bahwa distribusi Log Person Type III sangat cocok dengan sebaran
data di wilayah studi DAS Besitang dan DAS Lepan. Hasil penentuan pola
distribusi diperoleh hujan rancangan pada kala ulang tertentu yang kemudian
untuk memperoleh intensitas hujan dimana intensitas harus menyamai waktu
konsentrasi untuk menghitung debit puncak. Dari hasil perhitungan nilai koefisien
limpasan kedua DAS menunjukkan kondisi fisik suatu DAS nya baik.
Berdasarkan berbagai data yang telah diperoleh untuk kala ulang 1 tahun dengan
intensitas hujan DAS Besitang sebesar 2,69 mm/jam dan DAS Lepan sebesar 2,97
mm/jam dan koefisien limpasan DAS Besitang sebesar 0,12 dan DAS Lepan
sebesar 0,14 dengan luas DAS Besitang 948,2 km2 dan DAS Lepan 715,72 km2
maka debit puncak pada DAS Besitang adalah 86,51 m3/detik dan DAS Lepan
adalah 85,10 m3/detik.
Kata kunci : Pola distribusi, intensitas curah hujan, debit puncak, metode rasional

Universitas Sumatera Utara

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Kejadian banjir dan kekeringan di suatu Daerah Aliran Sungai (DAS)
sebenarnya memiliki fenomena yang tidak sesederhana. Suatu DAS terdiri dari
berbagai unsur penyusun utama yang di satu pihak bertindak sebagai objek atau
sasaran fisik alamiah, seperti sumber daya alam tanah, vegetasi dan air, dan di lain
pihak adalah subjek atau pelaku pendayagunaan unsur-unsur tersebut, yaitu
manusia. Diantara unsur-unsur itu terjadi proses hubungan timbal balik dan saling
mempengaruhi, yang pada akhirnya akan menghasilkan suatu kondisi hidrologis
dari wilayah DAS tersebut (Asdak, 1995)
Menurut Sudjarwadi (1987), banjir adalah aliran/genangan air yang
menimbulkan kerugian ekonomi atau bahkan kehilangan jiwa. Aliran atau
genangan air ini dapat terjadi karena adanya luapan-luapan pada daerah di kanan
atau kiri sungai/saluran akibat alur sungai tidak memiliki kapasitas yang cukup
bagi debit aliran yang lewat
Bahwa pendugaan debit puncak dengan menggunakan metode rasional
merupakan penyederhanaan besaran-besaran terhadap suatu proses penentuan
aliran permukaan yang rumit akan tetapi metode tersebut dianggap akurat untuk
menduga aliran permukaan dalam rancang bangun yang relatif murah, sederhana
dan memberikan hasil yang dapat diterima (reasonable) (Gunawan, 1991)
Selain itu metode rasional merupakan metode empiris yang lazim
digunakan dibandingkan dengan rumus-rumus empiris lainnya dimana rumus ini

Universitas Sumatera Utara

menggunakan berbagai variabel yang berhubungan dengan debit banjir yaitu
faktor daerah pengaliran, curah hujan, koefisien limpasan dan perubahan tata guna
lahan yang terjadi (Sosrodarsono dan Takeda, 2003)
Menurut Sri Harto (1993), analisis frekuensi dapat dilakukan dengan seri
data yang diperoleh dari rekaman data baik data hujan maupun data debit. Analisis
ini sering dianggap cara analisis yang paling baik, karena dilakukan terhadap data
yang terukur langsung yang tidak melewati pengalihragaman terlebih dahulu.
Perhitungan debit banjir rencana dengan metode rasional untuk perancangan
bangunan keairan memerlukan data intensitas hujan dalam durasi dan periode
ulang tertentu.
Durasi adalah lamanya suatu kejadian hujan. Intensitas hujan yang tinggi
pada umumnya berlangsung dengan durasi pendek dan meliputi daerah yang tidak
sangat luas. Hujan yang meliputi daerah luas, jarang sekali dengan intensitas
tinggi, tetapi dapat berlangsung dengan durasi cukup panjang (Sudjarwadi 1987).
Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada suatu
kurun waktu di mana air tersebut terkonsentrasi. Penyajian secara grafik hubungan
ini adalah berupa kurva Intensity-Duration-Frequency (IDF) (Loebis,1992)
Suatu DAS menurut Linsley dan Franzini (1991), adalah daerah yang
dianggap sebagai wilayah dari suatu titik tertentu pada suatu sungai dan
dipisahkan dari DAS-DAS disebelahnya oleh suatu pembagi atau punggung bukit
atau gunung yang dapat diterlusuri oleh peta topografi, dan dapat juga dipandang
sebagai unit kesatuan wilayah tempat air hujan mengumpul ke sungai menjadi
aliran sungai (Loebis, 1993).

Universitas Sumatera Utara

Sungai mempunyai fungsi mengumpulkan curah hujan dalam suatu daerah
tertentu dan mengalirnya ke laut. sungai itu dapat digunakan juga untuk berjenisjenis aspek seperti pembangkit tenaga listrik, pelayaran, pariwisata, perikanan dan
lain-lain. Dalam bidang pertanian sungai berfungsi sebagai sumber air yang
penting untuk irigasi, juga merupakan penyalur air hujan pada suatu aliran sungai.
Demikain pentingnya nilai daerah aliran sungai tersebut, terutama bagi pertanian
dan pencegahan-pencegahan peluapan air (Asdak, 1995)
Adapun penyebab utama suatu daerah aliran sungai terjadi banjir adalah
curah hujan yang tinggi, dan saluran drainase yang buruk serta kondisi tanah
dengan daya infiltrasi yang kurang baik.Dalam upaya penanggulangan banjir, kita
perlu melakukan pendugaan debit maksimum (puncak) suatu sungai dalam DAS
tertentu.
Sungai Besitang dan Lepan merupakan sungai yang ada di Kabupaten
Langkat yang termasuk dalam kategori kritis. Daerah aliran sungai ini merupakan
daerah rawan banjir pada saat musim penghujan datang, banyak hal yang
menyebabkan daerah ini rawan banjir salah satunya adalah perubahan tata guna
lahan di sekitar aliran sungai. Untuk mengatasi hal tersebut dibutuhkan langkahlangkah penanggulangan yang tepat, antara lain dengan adanya suatu bangunan
pengendali banjir
Pendugaan debit puncak Sungai Besitang dan Lepan dengan metode
rasional dalam kala ulang tertentu dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar
perencanaan bangunan pengendali banjir. Hal inilah yang menjadi dasar penulis
melakukan penelitian

Universitas Sumatera Utara

Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui pola distribusi frekuensi yang tepat pada DAS
Besitang dan DAS Lepan
2. Untuk menghitung debit puncak aliran sungai pada DAS Besitang dan
DAS Lepan dengan menggunakan metode rasional.
Kegunaan Penelitian
1. Sebagai salah satu syarat

bagi penulis untuk menyelesaikan

pendidikan S1 di Program Studi Teknik Pertanian Departemen
Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.

Universitas Sumatera Utara

TINJAUAN LITERATUR

Siklus Hidrologi
Secara keseluruhan jumlah air di planet bumi relatif tetap dari masa ke
masa. Air di bumi mengalami suatu siklus melalui serangkaian peristiwa yang
berlangsung terus-menerus. Serangkaian peristiwa tersebut dinamakan siklus
hidrologi seperti diperlihatkan pada Gambar 1. Pada siklus hidrologi DAS
menjelaskan bahwa air hujan langsung sampai ke permukaan tanah untuk
kemudian terbagi menjadi air larian, evaporasi, dan air infiltrasi, yang kemudian
akan mengalir ke sungai sebagai debit aliran.

Gambar 1. Siklus Hidrologi
Karena siklus hidrologi merupakan suatu sistem tertutup, maka air yang
masuk selalu sama dengan yang keluar. Hal ini dikenal dengan istilah neraca air
(Soemarto,1987)

Universitas Sumatera Utara

Daerah Aliran Sungai (DAS)
Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah daerah yang dibatasi punggungpunggung gunung dimana air hujan yang jatuh pada daerah tersebut akan
ditampung oleh punggung gunung tersebut dan dialirkan melalui sungai-sungai
kecil kesungai utama. Daerah Aliran sungai biasanya dibagi menjadi daerah hulu,
tengah dan Hilir. Daerah hulu DAS dicirikan oleh hal-hal sebagai berikut:
merupakan daerah konservasi, mempunyai kerapatan drainase lebih tinggi,
merupakan daerah dengan kemiringan lereng besar, bukan merupakan daerah
banjir. Sementara daerah hilir DAS dicirikan oleh hal-hal sebagai berikut:
merupakan daerah pemanfaatan, kerapatan drainase lebih kecil dan merupakan
dengan kemiringan lereng kecil. Daerah Aliran Sungai bagian tengah merupakan
daerah transisi dari kedua keadaan DAS yang berbeda tersebut (Asdak, 1995)
DAS disebut juga sebagai watershed atau catchment area. DAS ada yang
kecil dan ada juga yang sangat luas. DAS yang sangat luas bisa terdiri dari
beberapa sub DAS dan sub DAS dapat terdiri dari beberapa sub-sub DAS,
tergantung banyaknya anak sungai dari cabang sungai yang ada, yang merupakan
bagian dari suatu sistem sungai utama. Kondisi suatu DAS dianggap mulai
terganggu apabila koefisien air larian cenderung terus naik dari tahun ke tahun,
nisbah debit air maksimum dan minimum cenderung terus naik dari tahun ke
tahun,dan tinggi permukaan air tanah berfluktuasi secara ekstrim (Asdak, 1995)
Suatu kegiatan pengelolaan DAS dipantau dan dievaluasi, untuk
mengetahui sejauh mana dampak positif dari kegiatan tersebut. Secara hidrologis,
suatu pengelolaan DAS dapat dikatakan telah memberikan dampak positif apabila

Universitas Sumatera Utara

parameter-parameter hidrologi yang diamati pada keluaran dari suatu DAS
menunjukkan kecenderungan sebagai berikut:
1.

Perbandingan antara debit maksimum bulan dan debit minimum bulan dalam
satu tahun, menunjukkan kecenderungan menurun.

2.

Unsur utama hidrograf aliran sungai menunjukkan :
 Waktu mencapai puncak semakin lama,
 Waktu dasar semakin panjang,
 Debit puncak menurun.

3.

Volume aliran dasar dan koefisien resesi semakin meningkat .

4.

Koefisien limpasan sesaat dan tahunan menurun.

5.

Muatan sedimen yang merupakan jumlah seluruh muatan yang terdiri dari
muatan dasar, muatan suspensi, dan padatan terlarut menunjukkan
kecenderungan menurun.

6.

Kandungan unsur kimia dan hara di dalam perairan sungai yang merupakan
hasil proses biogeokimia di dalam DAS menunjukkan kecendurungan
menurun.

( Yayat, dkk., 2003)
Menurut Sosrodarsono dan Takeda (2003), berdasarkan perbedaan debit
banjir yang terjadi, bentuk DAS dapat dibedakan menjadi tiga bentuk, yaitu :
1. Bulu burung
Suatu daerah pengaliran yang mempunyai jalar daerah di kiri kanan sungai
utama diman anak-anak sungai mengalir ke sungai utama. Daerah pengaliran

Universitas Sumatera Utara

demikian mempunyai debit banjir yang Cecil, oleh karena waktu tiba banjir dari
anak-anak sungai itu berbeda-beda.sebaliknya banjirnya berlangsung agak lama.
2. Radial
Daerah pengaliran yang berbentuk kipas atau lingkaran dan dimana anakanak sungainya mengkonsentrasi ke suatu titik secara radial. Daerah pengaliran
semacam ini mempunyai banjir yang besar di dekat titik pertemuan anak-anak
sungai.
3. Pararel
Daerah pengaliran seperti mempunyai corak diman dua jalur daerah
pengaliran yang bersatu dibagian hilir. Banjir itu terjadi di sebelah hilir titik
pertemuan sungai.
Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (DAS) dimaksudkan untuk mewujudkan
keseimbangan antara sumber daya alam dengan manusia dan segala aktivitas dan
segala aktivitasnya sehingga dapat diharapkan adanya kondisi tata air yang
optimal, baik kualitas, kuantitas maupun distribusinya serta terkendalinya erosi
pada tingkat yang dianggap aman atau diperkenankan (Asdak C., 2002)
Dalam kaitannya dengan pengelolaan DAS, terutama hutan, di daerah hulu
serta pengaruh yang ditimbulkannya di daerah hilir adalah banjir. Banjir adalah
aliran/genangan air yang menimbulkan kerugian ekonomi atau bahkan
menyebabkan kehilangan jiwa (Asdak, C., 1995)
Aliran/genangan air ini dapat terjadi karena adanya luapan-luapan pada
daerah di kanan atau kiri sungai/saluran akibat alur sungai tidak memiliki
kapasitas yang cukup bagi debit aliran yang lewat (Sudjarwadi, 1987).

Universitas Sumatera Utara

Fungsi utama dari DAS adalah sebagai pemasok air dengan kuantitas dan
kualitas yang baik terutama di daerah hilir. Alih guna lahan hutan menjadi lahan
pertanian akan mempengaruhi kuantitas dan kualitas tata air pada daerah aliran
sungai (DAS) yang akan lebih dirasakan oleh masyarakat di daerah hilir. Persepsi
umum yang berkembang pada saat ini, konversi hutan menjadi lahan pertanian
mengakibatkan penurunan fungsi hutan dalam mengatur tata air, mencegah
banjir, longsor dan erosi pada DAS tersebut. (Van Noordwijk et al., 2003)

Penentuan Hujan Maksimum
Cara yang harus seharusnya ditempuh untuk mendapatkan hujan maksimum
harian rata-rata DAS adalah sebagai berikut : Cari hujan maksimum harian tiap
tahun (dalam hal ini mulai tahun 1985) di salah satu pos hujan. Cari besarnya
curah hujan pada tanggal-bulan-tahun yang sama untuk pos hujan yang lain.
Hitung hujan DAS dengan salah satu cara yang dipilih (dalam hal ini dipakai
Poligon Thiessen). Kegiatan ini diulang untuk stasiun yang lain. Dari hasil ratarata yang diperoleh (sesuai dengan jumlah pos hujan) dipilih yang tertinggi setiap
tahun. Data hujan yang terpilih setiap tahun merupakan hujan maksimum harian
DAS untuk tahun yang baersangkutan. (Suripin, 2004)

Analisis Frekuensi
Pada umumnya, bencana banjir disebabkan karena alam itu sendiri seperti
curah hujan yang tinggi dalam durasi yang lama. Dalam proses pengalihragaman
hujan menjadi aliran ada beberapa sifat hujan yang penting untuk diperhatikan,

Universitas Sumatera Utara

antara lain adalah intensitas hujan (I), lama waktu hujan (t), kedalaman hujan (d),
frekuensi (f) dan luas daerah pengaruh hujan (A). Komponen hujan dengan sifatsifatnya ini dapat dianalisis berupa hujan titik maupun hujan rata-rata yang
meliputi luas daerah tangkapan (catchment area) yang kecil sampai yang besar
Analisis hubungan dua parameter hujan yang penting berupa intensitas dan durasi
dapat dihubungkan secara statistik dengan frekuensi kejadian (Soemarto, 1987).
Sistem hidrologi kadang-kadang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa luar
biasa (ekstrim), seperti hujan lebat, banjir, dan kekeringan. Analisis frekuensi
adalah suatu analisa data hidrologi dengan menggunakan statistika yang bertujuan
untuk memprediksi suatu besaran hujan atau debit dengan masa ulang tertentu.
Frekuensi hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau
dilampaui. Sebaliknya, kala ulang (return period) diartikan sebagai waktu dimana
hujan atau debit dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui sekali
dalam jangka waktu tersebut. Dalam hal ini tidak berarti bahwa selama jangka
waktu ulang tersebut (misalnya T tahun) hanya sekali kejadian yang menyamai
atau melampaui, tetapi merupakan perkiraan bahwa hujan ataupun debit tersebut
akan disamai atau dilampaui K kali dalam jangka panjang L tahun, dimana K/L
kira-kira sama dengan 1/T (Sri Harto, 1993).
Dalam analisis frekuensi, hasil yang diperoleh tergantung pada kualitas
dan panjang data. Makin pendek data yang tersedia, makin besar penyimpangan
yang terjadi. Menurut Soemarto (1987), dalam ilmu statistik dikenal beberapa
macam distribusi dan empat jenis distribusi yang umum digunakan dalam bidang
hidrologi adalah :

Universitas Sumatera Utara

1. Distribusi Normal
2. Distribusi Log Normal
3. Distribusi Log-Pearson Type III dan
4. Distribusi Gumbel
Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang berkaitan dengan analisis
data yang meliputi :
Tabel 1. Parameter Statistik Analisis Frekuensi
Parameter
Rata-rata

X=

1 n
∑ Xi
n i =1

Sampel

(

)

2
 1 n
s= 
Xi − X 
∑
 n − 1 i −1


Simpangan baku
Koefisien variasi

Cv =

1/ 2

s
x

n ∑ (X i − X )
n

Koefisien skewness

Cs =

(n − 1)(n − 2)s 3
i =1

n

Koefisien kurtosis

Ck =

3

2

∑ (X i − X )4
n

i =1

(n −1)(n − 2)(n − 3)s 4

Sumber: Singh, 1992.

Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal disebut pola distribusi Gauss.
Distribusi ini mempunyai probability density function sebagai berikut:
P' ( X ) =

 ( x − µ ) 2  ………………….........….. (1)
exp −

2σ 2 
σ 2π

1

Universitas Sumatera Utara

dimana:
P’(X)

= fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal)

X

= Variabel acak kontinu

σ

= Rata-rata nilai X

µ

= Simpangan baku dari X

(Suripin, 2004).

Analisis kurva normal cukup menggunakan parameter statistik µ dan σ .

Bentuk kurvanya simetris terhadap X = µ , dan grafiknya selalu di atas sumbu

datar X serta mendekati sumbu datar X dan di mulai dari X = µ + 3 σ dan
X = µ - 3 σ , nilai mean = median = modus.

Luas 68,27%
Luas 96, 45 %
Luas 99,73 %

3

σ

2

σ σ

x

σ

2

σ

3

σ

Gambar 2. Kurva distribusi frekuensi normal
Dari gambar diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa :
1)

2)

3)

Kira-kira 68,27 % terletak di daerah satu deviasi standart sekitar nilai

rata-ratanya yaitu antara ( µ - σ ) dan ( µ + σ ).

Kira-kira 95,45 % terletak di daerah dua deviasi standart sekitar nilai

rata-ratanya yaitu antara ( µ - 2 σ ) dan ( µ + 2 σ ).

Kira-kira 99,73 % terletak di daerah tiga deviasi standart sekitar nilai

rata-ratanya yaitu antara ( µ - 3 σ ) dan ( µ + 3 σ ). (Surupin, 2004).

Rumus yang umum digunakan untuk distribusi normal adalah:

Universitas Sumatera Utara

XT = X + KT.s ………………………………………….. (2)
di mana:
XT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T-tahunan

X = Nilai rata-rata hitung sampel
s

= Deviasi standard nilai sampel

KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau yang digunakan
periode ulang dan tipe model matematik distribusi peluang yang
digunakan untuk analisis peluang.
(Suripin, 2004).
Menurut Jayadi (2000), sifat khas lain yaitu nilai asimetris (koefisien
skewness) hampir sama dengan nol dan dengan kurtosis 3 selain itu kemungkinan:

(

)

(

)

P x − σ = 15,87%

()

P x = 50%
P x + σ = 84,14%

Distribusi Gumbel
Menurut Chow (1964), rumus umum yang digunakan dalam metode
Gumbel adalah sebagai berikut:
X = X + s.K ............................................................................. (3)
Dengan : X = nilai rata-rata atau mean; s = standard deviasi
Faktor frekuensi K untuk nilai-nilai ekstrim Gumbel ditulis dengan rumus
berikut ini:

Universitas Sumatera Utara

K=

YTr − Yn
Sn

......................................................................... (4)

dimana :
Yn

= reduced mean yang tergantung jumlah sampel/data n

Sn

= reduced standard deviation yang juga tergantung pada jumlah
sampel/data n

Tr

= Fungsi waktu balik (tahun)

YTr

= reduced variate yang dapat dihitung dengan persamaan berikut:
YTr


T − 1
= -In − In r
 ………………………………….... (5)
Tr 


Ciri khas statistik distribusi Gumbel adalah nilai asimetris (koefisien
skewness) sama dengan 1,396 dan dengan kurtosis (Ck) = 5,4002.
(Wilson, 1972).

Distribusi Log Normal
Jika variabel acak

Y = Log x terdistribusi secara normal, maka x

dikatakan mengikuti distribusi Log Normal. Ini dapat dinyatakan dengan model
matematik dengan persamaan :
YT

= Y + KTS ………………………………………………. (6)

dimana:
YT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T- tahunan

Y

= Nilai rata-rata hitung sampel

S

= Standard deviasi nilai sampel

KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau yang digunakan

Universitas Sumatera Utara

periode ulang dan tipe model metematik distribusi peluang yang
digunakan untuk analisis peluang.
(Singh, 1992)
Menurut Jayadi (2000), ciri khas statistik distribusi Log Normal adalah
nilai asimetris (koefisien skewness) sama dengan tiga kali nilai koefisien variasi
(Cv) atau bertanda positif.

Distribusi Log Pearson Type III
Parameter penting dalam Log Pearson Type III yaitu harga rata-rata,
simpangan baku dan koefisien kemencengan. Jika koefisien kemencengan sama
dengan nol maka distribusi kembali ke distribusi Log Normal (Suripin, 2004).
Langkah-langkah penggunaan distribusi Log Pearson Type III adalah
sebagai berikut.
1. Ubah data ke dalam bentuk logaritmis, X = log X.
2. Hitung harga rata-rata:
Log X =

1 n
∑ log X i ............................................................... (7)
n i =1

3. Hitung harga simpangan baku:

(

)

2
 1 n
s= 
log X i − log X 
∑
 n −1 i =1


1/ 2

................................................ (8)

4. Hitung koefisien kemencengan:
n

Cs =

(

n ∑ log X i − log X

(n − 1)(n − 2)s 3

i =1

)

3

........................................................ (9)

Universitas Sumatera Utara

5. Hitung logaritma hujan dengan periode ulang T:
Log XT = log X + K.s ............................................................... (10)
(Linsley, et al, 1975).
Menurut Jayadi (2000), ciri khas statistik distribusi Log Pearson Type III
adalah:
1. Jika tidak menunjukkan sifat-sifat seperti ketiga distribusi diatas
2. Garis teoritis probabilitasnya berupa garis lengkung.
Ada dua cara untuk mengetahui ketepatan distribusi probabilitas data
hidrologi yaitu data yang ada diplot pada kertas probabilitas yang sudah desain
khusus atau menggunakan skala plot yang melinierkan fungsi distribusi. Suatu
garis lurus yang mempresentasikan sebaran data-data yang diplot
ditarik sedemikian

kemudian

rupa berupa garis linier. Metode pengeplotan data dapat

dilakukan secara empiris, persamaan yang umum digunakan adalah persamaan
Weibull:

Tr =

n +1
……………………………………………. (11)
m

dimana :
m

= Nomor urut (peringkat) data setelah diurutkan dari besar ke kecil.

n

= Banyaknya data atau jumlah kejadian.

(Soedibyo, 2003).
Menurut Sri Harto (2000), menyebutkan bahwa masing-masing distribusi
mempunyai sifat yang khas, sehingga data curah hujan harus diuji kecocokannya
dengan sifat statistik masing-masing distribusi tersebut. Pemilihan distribusi yang

Universitas Sumatera Utara

tidak benar dapat menimbulkan kesalahan perkiraan yang cukup besar, baik over
estimate maupun under estimate.

Uji kecocokan
Diperlukan penguji parameter untuk menguji kecocokan (the goodness of
fittest test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi peluang
yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi frekuensi
tersebut. Pengujian parameter yang sering dipakai adalah Chi-Square dan
Smirnov-Kolmogorov (Suripin, 2004).
1. Uji Chi-Square
Menurut Danapriatna dan Setiawan (2005), pada dasarnya uji ini
merupakan pengecekan terhadap penyimpangan rerata data yang dianalisis
berdasarkan distribusi terpilih. Penyimpangan tersebut diukur dari perbedaan
antara nilai probabilitas setiap varian X menurut hitungan distribusi frekuensi
teoritik (diharapkan) dan menurut hitungan dengan pendekatan empiris. Teknik
pengujiannya yaitu menguji apakah ada perbedaan yang nyata antara data yang
diamati dengan data berdasarkan hipotesis nol (H0).
Uji Chi-Square dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan
distribusi yang telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang
dianalisis. Parameter Xh2 merupakan variabel acak. Parameter X2 yang digunakan
dapat dihitung dengan rumus:

Xh2 =

∑
n

i =1

(Oi − Ei )2
Ei

.................................................... (12)

Universitas Sumatera Utara

Dimana :
Xh2

= parameter Chi-Square terhitung

G

= jumlah sub kelompok

Oi

= jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok i

Ei

= jumlah nilai teoritis pada sub kelompok i

(Suripin, 2004).
Cara memberikan interpretasi terhadap Chi-Square adalah dengan
menentukan df atau db (derajat kebebasan). Uji ini digunakan untuk data yang
variabelnya tidak dipengaruhi oleh varibel lain dan diasumsikan bahwa sampel
dipilih secara acak (Hartono, 2004).
2. Uji Smirnov-Kolmogorov
Dalam statistika, uji smirnov-kolmogorov dipakai untuk membedakan dua
buah sebaran data yaitu membedakan sebaran berdasarkan data hasil pengamatan
sebenarnya dan populasi atau sampel yang diandaikan atau diharapkan. Dengan
kata lain, uji smirnov-kolmogorov menguji apakah dua sampel independen berasal
dari populasi yang sama atau dari populasi-populasi yang memiliki distribusi yang
sama. Nilai-nilai parameter populasi yang dipakai untuk menghitung frekuensi
yang diharapkan atau frekuensi teoritik ditaksir berdasarkan nilai-nilai statistik
sampel. Uji statistik ini dapat dirumuskan:
Dn = max { F0(x)-SN(x)} ……………………………. (13)
Dimana F0(x) menyatakan sebaran frekuensi kumulatif yaitu sebaran frekuensi
teoritik berdasarkan H0. Untuk setiap harga x, F0(x) merupakan proporsi harapan
yang nilainya sama atau lebih kecil dari x. SN(x) adalah sebaran frekuensi

Universitas Sumatera Utara

kumulatif dari suatu sampel sebesar N pengamatan. Uji ini menitikberatkan pada
perbedaan antara nilai selisih yang terbesar (Wikipedia, 2006).
Chakravart, et al(1967), menyatakan bahwa uji smirnov-kolmogorov
dipergunakan untuk mengambil keputusan jika sampel tidak diperoleh dari
distribusi spesifik. Tujuannya untuk menguji perbedaan distribusi kumulatif dari
variabel kontinu, sehingga merupakan test of goodness of fit. Uji smirnovkolmogorov (KS-tes) mencoba untuk memutuskan jika dua data berbeda secara
signifikan.
Menurut

Danapriatna dan Setiawan (2005), Uji smirnov-kolmogorov

digunakan untuk pengujian sampai dimana sebaran data tersebut berdasarkan
hipotesis. Uji ini ditegaskan berdasarkan H0: data mengikuti distribusi yang
ditetapkan, Ha: data tidak mengikuti distribusi yang ditetapkan.

Intensitas Curah Hujan
Intensitas curah hujan adalah jumlah hujan per satuan waktu. Untuk
mendapatkan nilai intensitas hujan disuatu tempat maka alat penakar hujan yang
digunakan harus mampu mencatat besarnya volume hujan dan waktu mulai
berlangsungnya hujan sampai hujan tersebut berhenti. Dalam hal ini alat penakar
hujan yang dapat dimanfaatkan adalah alat penakar hujan otomatis. Alat penakar
hujan standar juga digunakan asal waktu selama hujan tersebut berlangsung
diketahui (Asdak,1995).
Durasi adalah lamanya suatu kejadiaan hujan. Intensitas hujan yang tinggi
pada umumnya berlangsung dengan durasi pendek dan meliputi daerah yang tidak
sangat luas. Hujan yang meliputi daerah yang luas, jarang sekali dengan intensitas

Universitas Sumatera Utara

yang tinggi, tetapi dapat berlangsung dengan durasi cukup panjang. Kombinasi
dari intensitas hujan yang tinggi dengan durasi yang panjang jarang terjadi, tetapi
apabila terjadi berarti sejumlah besar volume air bagaikan ditumpahkan dari langit
(Sudjarwadi, 1987).
Sri Harto (1993), menyebutkan bahwa analisis IDF memerlukan analisis
frekuensi dengan menggunakan seri data yang diperoleh dari rekaman hujan. Jika
tidak tersedia waktu untuk mengamati besarnya intensitas curah hujan atau
disebabkan oleh karena alatnya tidak ada, dapat ditempuh cara-cara empiris
dengan mempergunakan rumus-rumus eksperimental seperti rumus Talbot,
Mononobe, Sherman dan Ishgura.
Besar intensitas curah hujan tidak sama di segala tempat, hal ini
dipengaruhi oleh topografi, durasi dan frekuensi di tempat atau lokasi yang
bersangkutan. Ketiga hal ini dijadikan pertimbangan dalam membuat lengkung
IDF (IDF curve = Intensity-Duration Frequency Curve). Lengkung IDF ini
digunakan dalam menghitung debit puncak dengan metode rasional untuk
menentukan intensitas curah hujan rata-rata dari waktu konsentrasi yang dipilih
(Sosrodarsono dan Takeda, 2003).
Menurut Loebis (1992), intensitas hujan (mm/jam) dapat diturunkan dari
data curah hujan harian (mm) empiris menggunakan metode mononobe, intensitas
curah hujan (I) dalam rumus rasional dapat dihitung berdasarkan rumus :
R  24 
I = 24  
24  t 

2/3

……………………………… (14)

dimana:

Universitas Sumatera Utara

R

= Curah hujan rancangan setempat (mm)

t

= Lamanya curah hujan (jam)

I

= Intensitas curah hujan (mm/jam)

Waktu Konsentrasi
Menurut Suripin (2004), waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan
oleh air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ke tempat
keluaran DAS (titik kontrol) setelah tanah menjadi jenuh. Dalam hal ini
diasumsikan bahwa jika durasi hujan sama dengan waktu konsentrasi, maka setiap
bagian DAS secara serentak telah menyumbangkan aliran terhadap titik kontrol.
Durasi hujan sering dikaitkan dengan waktu konsentrasi sehingga sangat
berpengaruh pada besarnya debit yang masuk ke saluran atau sungai. Jika tidak
diperoleh waktu konsentrasi sama dengan intensitas hujan maka perlu digunakan
metode rasional yang dimodifikasi. (Suroso, 2006).
Durasi hujan sering dikaitkan dengan waktu konsentrasi sehingga sangat
berpengaruh pada besarnya debit yang masuk ke saluran atau sungai. Jika tidak
diperoleh waktu konsentrasi sama dengan intensitas hujan maka perlu digunakan
metode rasional yang dimodifikasi (Suroso, 2006).
Salah satu metode untuk memperkirakan waktu konsentrasi adalah rumus
yang dikembangkan oleh Kirpich (1940) yang dapat ditulis sebagai berikut :

 0,87 xL2 

tc= 
 1000 xS 

0 , 385

………………………………... (15)

dimana:

Universitas Sumatera Utara

tc = Waktu konsentrasi dalam jam,
L = Panjang sungai dalam Km,
S = Kemiringan sungai dalam m/m.

Koefisien Limpasan
Koefisien limpasan adalah persentase jumlah air yang dapat melimpas
melalui permukaan tanah dari keseluruhan air hujan yang jatuh pada suatu daerah.
Semakin kedap suatu permukaan tanah, maka semakin tinggi nilai koefisien
pengalirannya. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai koefisien limpasan adalah
kondisi tanah, laju infiltrasi, kemiringan lahan, tanaman penutup tanah dan
intensitas hujan. (Eripin, 2005).
Pengaruh tata guna lahan pada aliran permukaan dinyatakan dalam
koefisien aliran permukaan (C), yaitu bilangan yang menampilkan perbandingan
antara besarnya aliran permukaan dan besarnya curah hujan. Angka koefisien
aliran permukaan itu merupakan salah satu indikator untuk menentukan kondisi
fisik suatu DAS. (Kodoatie dan Syarief, 2005).
Di Indonesia penelitian untuk menentukan nilai C masih memberikan
peluang yang cukup besar sesuai jenis penggunaan lahan dan curah hujan. Tabel 2
merupakan contoh nilai koefisien limpasan yang sesuai dengan kondisi Indonesia.
Pemilihan nilai C dari suatu tabel sangat subjektif. Kurang tepat memilih nilai C
maka tidak benar pula debit puncak banjir yang dihitung dengan metode rasional.
Setiap daerah memiliki nilai koefisien limpasan yang berbeda (Soewarno, 2000).

Universitas Sumatera Utara

Nilai koefisien limpasan disajikan pada Tabel 2 berikut ini.
Tabel 2. Nilai Koefisien Aliran untuk Berbagai Penggunaan Lahan
Penggunaan Lahan atau Bentuk Struktur

Nilai C (%)

Hutan Tropis