EVALUASI SISTEM DRAINASE PADA DAERAH IRIGASI ULAR DI KAWASAN SINGOSARI KABUPATEN SERDANG BEDAGAI

Transkripsi

1 EVALUASI SISTEM DRAINASE PADA DAERAH IRIGASI ULAR DI KAWASAN SINGOSARI KABUPATEN SERDANG BEDAGAI RIZKA DARLINA DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2009

2 EVALUASI SISTEM DRAINASE PADA DAERAH IRIGASI ULAR DI KAWASAN SINGOSARI KABUPATEN SERDANG BEDAGAI SKRIPSI Oleh : RIZKA DARLINA / TEKNIK PERTANIAN DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2009

3 EVALUASI SISTEM DRAINASE PADA DAERAH IRIGASI ULAR DI KAWASAN SINGOSARI KABUPATEN SERDANG BEDAGAI SKRIPSI Oleh : RIZKA DARLINA / TEKNIK PERTANIAN Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing (Prof. Dr.Ir.Sumono, M.S.) Ketua (Ir.Edi Susanto, M.Si.) Anggota DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2009

4 ABSTRACT Drainage canal in irrigation system must be able to hold excess of water and run off from irrigation system. If the drainage canal could not hold the excess of water and run off, flood would be happened. To plan the flood discharge the Rational method can be used. In this Research the data comprised of rainfall and land use data. Rainfall data were transformed into hours intensity rainfall through Mononobe method. The changes of land use at irrigation area in Singosari gave a significant impact on flood discharge. Evaluation of drainage system in Singosari must be done to get the capacity of drainage canal and to predict flood. It could be concluded from the evaluation that drainage canal at Singosari could not hold the flood discharge. Keyword : Drainage canal, flood discharge, rain fall intensity, capacity of drainage canal, Rational method ABSTRAK Dalam sistem irigasi saluran drainase harus mampu menampung kelebihan air dari sistem irigasi dan limpasan air hujan (aliran permukaan). Jika saluran drainase tidak dapat menampung kelebihan air dan limpasan air hujan maka akan terjadi banjir. Untuk mendapatkan debit banjir rancangan dapat dihitung dengan menggunakan metode Rasional. Data yang digunakan adalah data curah hujan harian dan data tata guna lahan. Data ini kemudian ditransformasikan menjadi intensitas hujan jam-jaman menggunakan metode Mononobe. Perubahan tata guna lahan pada daerah irigasi Ular kawasan Singosari memberikan pengaruh besar terhadap debit banjir. Evaluasi sistem drainase pada kawasan Singosari dilakukan untuk mengetahui kapasitas saluran dan debit puncak (banjir) yang mungkin terjadi. Dari hasil evaluasi disimpulkan bahwa saluran drainase di kawasan Singosari tidak mampu menampung debit puncak. Kata kunci : Saluran drainase, debit puncak, intensitas curah hujan, kapasitas saluran drainase, metode Rasional.

5 RINGKASAN PENELITIAN RIZKA DARLINA, Evaluasi Sistem Drainase Pada Daerah Irigasi Ular di Kawasan Singosari Kabupaten Serdang Bedagai di bawah bimbingan Sumono, selaku ketua komisi pembimbing dan Edi Susanto selaku anggota komisi pembimbing. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sistem drainase pada Daerah Irigasi Ular di Kawasan Singosari Kabupaten Serdang Bedagai. Dari hasil penelitian yang dilakukan menghasilkan kesimpulan sebagai berikut : Kondisi Daerah Intake Singosari Daerah Intake (D.I.) Singosari terletak di Kecamatan Pantai Cermin Kabupaten Serdang Bedagai. D.I. Singosari adalah salah satu intake yang berada di Daerah Irigasi Ular dan terletak di Blok II yang mengairi tiga buah desa yaitu : Ujung Rambung (260 Ha), Cilawan (280 Ha) dan Kota Pare (340 Ha). Adapun saluran-saluran yang terdapat di D.I. Singosari ini adalah saluran irigasi dan saluran drainase, saluran irigasi terdiri dari saluran primer (1 saluran), saluran sekunder (2 saluran), dan saluran tersier (11 saluran), sedangkan saluran drainase terdiri dari saluran primer (1 saluran) yang dinamai DIIMCI dan saluran sekunder (2 saluran) yang dinamai DIISCI dan DIISCII. Pada DIIMCI terdiri dari tiga type yaitu D-3 unit no 13, D-3 unit no 12 dan C-6 unit no 6. Pada DIISCI terdiri dari dua type yaitu C-3 unit no 11 dan B-1 unit no 8. Pada DIISCII terdiri dari dua type yaitu B-1 unit no 15 dan B-1 unit no 14.

6 Debit Harian Saluran Dari hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan Q = V. A pada tiap tipe saluran dimana kecepatan aliran air di ukur langsung di lapangan dengan metode pelampung dan luas saluran diukur dengan menggunakan rumus 1/3 Simpson, maka diperoleh debit harian tiap tipe saluran adalah sebagai berikut : pada DIIMCI besarnya 3,383 ; 3,172 ; dan 1,401, pada DIISCI besarnya 0,982 dan 0,306 dan pada DIISCII besarnya 0,250 dan 0,245. Debit Maksimum Saluran Setelah dihitung dengan persamaan Q = A x V maka diperoleh bahwa debit maksimum saluran adalah 6,678 m 3 /s. Dimana nilai A dihitung dengan menggunakan 1/3 Simpson dan V diasumsikan sama dengan kecepatan harian saluran pada saat penelitian.. Analisa Curah Hujan Setelah dilakukan pengolahan data curah hujan dengan distribusi Log Person Type III, maka diperoleh besarnya curah hujan rancangan berbagai periode ulang 1, 2, 5, 10, 15, 20, dan 25 (tahun) pada DAS Ular sebesar 28,054 mm; 59,841 mm; 81,096 mm; 96,161 mm; 102,094 mm; 108,643 mm; dan 115,345 mm.

7 Waktu konsentrasi Setelah dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus Flow Through Time dan Dermot dari inlet ke outlet maka diperoleh besarnya waktu konsentrasi sebesar 11,358 jam, dengan asumsi air dari titik terjauh pada kawasan Singosari telah masuk ke saluran drainase. Intensitas Hujan Untuk menghitung debit puncak salah satu faktor yang mempengaruhi adalah intensitas hujan. Adapun besarnya intensitas hujan untuk berbagai kala ulang 1, 2, 5, 10, 15, dan 25 (tahun) adalah 1,925 mm/jam; 4,106 mm/jam; 5,564 mm/jam; 6,598 mm/jam; 7,005 mm/jam; 7,454 mm/jam; dan 7,914 mm/jam. Debit Puncak Perubahan tata guna lahan dalam suatu daerah irigasi sangat mempengaruhi besarnya debit puncak yang terjadi pada waktu datangnya hujan dimana hujan tidak lagi mengalami infiltrasi melainkan melimpah sebagai aliran permukaan. Untuk kawasan Singosari koefisien limpasannya Sehingga debit puncak untuk berbagai kala ulang 1, 2, 5, 10, 5, 20 dan 25 (tahun) adalah 70,588 ; 150,565 ; 204,029 ; 241,946 ; 256,870 ; 273,335 ; dan 290,203.

8 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 03 Mei 1986 dari Ayah Syahlin dan Ibu Syamsidar S.Pd. Penulis merupakan anak pertama dari empat bersaudara. Tahun 2004 penulis lulus dari SMU negeri 7 Medan dan pada tahun 2004 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 Penulis melaksanakan praktek kerja lapangan (PKL) di P.T. P.P. London Sumatera Tbk.

9 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi ini berjudul Evaluasi Sistem Drainase Pada Daerah Irigasi Ular di Kawasan Singosari Kabupaten Serdang Bedagai. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof.Dr.Ir.Sumono,M.S, sebagai ketua komisi pembimbing dan Bapak Ir.Edi Susanto,M.Si, sebagai anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingannya pada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada ayahanda, ibunda dan suami saya atas segala perhatian, doa dan dukungan materil maupun moril. Terimakasih juga penulis sampaikan kepada seluruh teman-teman yang telah membantu penulis selama melakukan penelitian dan menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih terdapat kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.

10 Medan, Juni 2009 Penulis DAFTAR ISI Hal ABSTRACK... ii RINGKASAN PENELITIAN... iii RIWAYAT HIDUP... vi KATAPENGANTAR...vii DAFTAR TABEL..... x DAFTAR LAMPIRAN... xi PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 4 Kegunaan Penelitian... 4 TINJAUAN PUSTAKA Gambaran Umum Daerah Irigasi Ular di Kawasan Singosari... 5 Sistem Drainase... 6 Perhitungan Debit... 7 Curah Hujan Rancangan...9 Waktu Konsentrasi...10 Intensitas Curah Hujan...11 Pendugaan Debit Puncak Limpasan Permukaan...12 METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian...17 Bahan dan Alat...17 Pelaksanaan Penelitian...18 HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Daerah Irigasi Ular Kawasan Singosari...20 Debit Harian Saluran...21 Debit Maksimum Saluran...21 Debit Rancangan Saluran...22 Curah Hujan harian Maksimum...23 Curah Hujan Rencana...24 Waktu Konsentrasi...25 Intensitas Hujan...26

11 Koefisien Limpasan...27 Debit Puncak...28 Evaluasi Kapasitas Saluran Drainase...29 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan...30 Saran...30 DAFTAR PUSTAKA...32 LAMPIRAN...34

12 DAFTAR TABEL Hal 1. Koefisien Limpasan Debit Saluran Primer Debit Saluran Sekunder Debit Saluran Sekunder Debit Rancangan Saluran Primer Debit Rancangan Saluran Sekunder Debit Rancangan Saluran Sekunder Data Curah Hujan Maksimum Harian Parameter Statistik Analisa Frekuensi Distribusi Log Pearson Tipe III Hujan Rancangan Berbagai Periode Ulang Intensitas Hujan Jam-jaman untuk Berbagai Kala Ulang Debit Puncak Daerah Irigasi Ular Kawasan Singosari... 28

13 DAFTAR LAMPIRAN Hal 1. Diagram Alir Penelitian Perhitungan Hujan Maksimum Rata-rata DAS Ular Peta DAS Ular Peta Penutup Lahan Kawasan Singosari Nilai Faktor frekuensi K Peta Poligon Thiesen DAS Ular Perhitungan Debit Harian Saluran Perhitungan Debit Maksimum Saluran Intensitas Hujan Jam-jaman Untuk Berbagai Kala Ulang pada DAS Ular Perhitungan Debit Puncak Perhitungan Waktu Konsentrasi Foto Saluran Drainase Kawasan Singosari... 47

14 PENDAHULUAN Latar Belakang Manusia dan semua makhluk hidup membutuhkan air. Untuk kepentingan manusia dan kepentingan komersial lainnya, ketersediaan air dari segi kualitas maupun kuantitas mutlak di perlukan (Sugiyanto, dkk, 2002). Di sisi lain, akibat pengelolaan yang salah air bisa menjadi bencana bagi kehidupan. Air yang berlebihan di suatu tempat akibat hujan yang besar dapat menjadi banjir dan genangan yang menimbulkan kerugian yang besar. Sebaliknya kekurangan air memungkinkan terjadinya bencana kekeringan (drought). Perubahan tata guna lahan yang disebabkan oleh pertumbuhan penduduk dan pembangunan yang begitu cepat menyebabkan banyak lahan yang semula berupa lahan terbuka atau hutan berubah menjadi areal perkebunan, pemukiman maupun industri menjadi kepentingan manusia. Hal ini tidak hanya terjadi di kawasan perkotaan, namun sudah merambah ke kawasan budidaya dan kawasan lindung yang berfungsi sebagai daerah resapan air. Dampak dari perubahan tata guna lahan tersebut adalah meningkatnya aliran permukaan langsung sekaligus menurunnya air yang meresap ke dalam tanah. Akibat selanjutnya adalah distribusi air yang makin timpang antara musim penghujan dan musim kemarau, debit banjir meningkat dan ancaman kekeringan semakin terjadi (Kartasapoetra dan Sutedjo, 1994).

15 Bukan hanya masalah kekeringan yang harus dihadapi manusia, masalah kelebihan air harus dihadapinya pula demi kepentingan hidup dengan menikmati segala pemberian Tuhan. Dalam hal ini tidak sedikit daerah yang mendapatkan banyak air melebihi keperluan hidup manusia dan makhluk-makhluk lainnya, termasuk tumbuh-tumbuhan. Kelebihan air dipermukaan tanah dapat berupa genangan-genangan air, daerah rawa dan lain-lain yang banyak berpengaruh, terutama pada usaha pertanaman. Di daerah pertanaman yang jenuh air pada zona perakaran akan menyebabakan gangguan pada pertumbuhan tanamantanamannya, yang kadang-kadang bahkan menyebabkan matinya tanaman karena kebusukan. Pada musim penghujan kelebihan air semakin meningkat dan pengaruhnya tentu menjadi semakin besar pula. Untuk itu dalam menciptakan sistem irigasi yang baik, maka perlu dilengkapi dengan fasilitas pembuangan kelebihan air yang baik, sehingga usaha pertanaman dapat mencapai keberhasilan yang memuaskan. Dengan demikian pada daerah/lahan-lahan pertanaman yang kelebihan air harus diusahakan pembuangan kelebihan tersebut, yaitu dengan melengkapi jaringan jaringan pemberi air pengairan dengan jaringan/saluran pembuangan air (drainase) (Kartasapoetra dan Sutedjo, 1994). Saluran drainase yang dirancang secara teknis dalam sistem irigasi juga harus mampu menampung limpasan air hujan. Besarnya limpasan air hujan yang masuk ke saluran drainase akan tergantung kepada kondisi daerah irigasi. Sampai sejauh mana sistem drainase pada daerah irigasi ular di kawasan Singosari Kabupaten Serdang Bedagai saat ini dapat berfungsi dengan baik, untuk itu perlu dilakuksn evaluasi terhadap sistem drainase yang ada.

16 Drainase sering diabaikan oleh ahli hidraulik dan seringkali direncanakan seolah-olah bukan pekerjaan yang penting, atau paling tidak dianggap kecil dibandingkan dengan pekerjaan-pekerjaan pengendalian banjir. Padahal pekerjaan drainase merupakan pekerjaan yang rumit dan kompleks, bisa jadi memerlukan biaya, tenaga, dan waktu yang lebih besar dibandingkan dengan pekerjaan pengendalian banjir. Secara fungsional, kita sulit memisahkan secara jelas antara sistem drainase dan pengendalian banjir. Namun, secara praktis kita dapat mengatakan bahwa drainase menangani air sebelum masuk ke alur-alur besar atau sungai (Suripin, 2004). Pembuangan kelebihan air (air irigasi, air hujan, genangan-genangan) perlu dilakukan, karena dengan tindakan atau perlakuan demikian banyak diharapkan terjadinya perbaikan aerasi tanah, yang akan menjadikan lingkungan kehidupan mikroorganisma tanah lebih baik. Lingkungan kehidupan mikroorganisma yang baik dapat membantu kesuburan tanah, karena mikroba dalam kegiatan-kegiatannya akan membentuk senyawa-senyawa yang diperlukan oleh tanaman. Sebaliknya tanaman membantu menambah bahan-bahan organik yang diperlukan untuk kegiatan hidup mikroorganisma tanah tadi. Dengan berlangsungnya proses kimia dan fisika, maka kesuburan tanah akan bertambah baik. Sungai merupakan pendistribusian air yang memegang peranan penting dalam terjadinya banjir maupun kekeringan pada suatu Daerah Aliran Sungai (DAS). Sejumlah sungai di Sumatera Utara dewasa ini berada dalam kondisi kritis dan cukup berpengaruh pada kehidupan masyarakat. Kualitas maupun kuantitas

17 yang menurun menimbulkan kekurangan air pada musim kemarau dan menyebabkan banjir pada musim penghujan. (Anonimous, 2006). Salah satu DAS di Sumatera Utara yang kondisinya kritis adalah DAS Ular (Pemerintah Kabupaten Serdang Bedagai, 2008). DAS Ular meliputi berbagai kawasan kritis diantaranya adalah Singosari yang telah memiliki sistem irigasi. Sistem irigasi dapat dipergunakan sesuai dengan umur teknisnya apabila dikelola secara baik. Namun DAS Ular sudah mengalami kondisi kritis yang dapat mempengaruhi kemampuan sistem irigasi, baik dalam menyalurkan air atau membuang air (drainase). Akibat kondisi yang kritis dapat mempengaruhi terjadinya erosi yang pada gilirannya dapat menyebabkan pendangkalan sistem irigasi dan drainase sehingga mengakibatkan banjir. Sejauh ini belum diketahui sampai seberapa besar kemampuan saluran drainase yang ada di kawasan Singosari Kabupaten Serdang Bedagai dalam menampung dan membuang kelebihan air. Tujuan Penelitian Untuk mengevaluasi sistem drainase di Daerah Irigasi Ular di Kawasan Singosari Kabupaten Serdang Bedagai. Kegunaan Penelitian 1. Sebagai bahan bagi penulis untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Teknik Pertanian Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

18 2. Sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan, untuk pengelolaan sistem drainase di Daerah Irigasi Ular Kawasan Singosari Kabupaten Serdang Bedagai. TINJAUAN PUSTAKA Gambaran Umum Daerah Irigasi Ular di Kawasan Singosari Daerah Intake (D.I.) Singosari terletak di kecamatan Pantai Cermin Kabupaten Serdang Bedagai. Kabupaten Serdang Bedagai terletak pada posisi 2 57" Lintang Utara, 3 16" Lintang Selatan, 98 27" Bujur Barat dengan luas wilayah 1.900,22 km2 dengan batas wilayah sebagai berikut sebelah utara dengan Selat Malaka, sebelah selatan dengan Kabupaten Simalungun, sebelah timur dengan kabupaten Asahan dan kabupaten Simalungun, serta sebelah barat berbatasan dengan kabupaten Deli Serdang. Dengan ketiggian wilayah berkisar meter di atas permukaan laut. Wilayah kabupaten Serdang Bedagai terdiri dari 11 kecamatan dan 237 desa dan 6 kelurahan (Pemerintah Kabupaten Serdang Bedagai, 2008). Kabupaten Serdang Bedagai memiliki iklim tropis yang kondisi iklimnya hampir sama dengan kabupaten Deli Serdang sebagai kabupaten induk. Pengamatan stasiun Sampali menunjukkan rata rata kelembapan udara per bulan sekitar 84 %, curah hujan berkisar antara 30 sampai dengan 34 mm per bulan dengan periodik tertinggi pada bulan Agustus September 2004, hari hujan per

19 bulan berkisar 8 26 km dengan periode hari hujan yang besar pada bulan Agustus September Rata rata kecepatan udara berkisar 1.10/dt dengan tingkat penguapan sekitar 3.74 mm/hari. Temperatur udara per bulan minimum 23.7 C dan maksimum 32.2 C. Tercatat ada 15 (lima belas) sungai (besar & kecil) di daerah kabupaten Serdang Bedagai yang prioritas untuk pemantauan berdasarkan tingkat kekritisan ekosistem dan pemanfatan sumber irigasi yaitu : Sungai Ular, Sungai Rambung, Sungai Belutu, Sungai Padang, Sungai Buluh, Sungai Martebing, Sungai Bedagai, Sungai Rampah, Sungai Merah/Matapo, Sungai Lagunda, Sungai Nipah, Sungai Pinang, Sungai Kerapuh, Sungai Perbaungan, dan Sungai Hitam. Sistem Drainase Drainase secara umum dapat didefenisikan sebagai suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air baik yang berasal dari air hujan, rembesan, maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan sehingga fungsi kawasan tidak terganggu dan lahan dapat difungsikan secara optimal (Pentardi, 1996). Drainase lahan pertanian didefenisikan sebagai pembuatan dan pengoperasian suatu sistem dimana aliran air dalam tanah diciptakan sedemikian rupa sehingga baik genangan maupun kedalaman air tanah dapat dikendalikan sehingga bermanfaat bagi kegiatan usaha tani. Sumber utama dari kelebihan air yang membuat drainase diperlukan pada bagian tanah irigasi adalah kehilangan akibat rembesan dari reservoar atau saluran dan kehilangan akibat perkolasi yang dalam dari tanah irigasi. Pemakaian air yang

20 efisien pada daerah irigasi yang lebih tinggi mengurangi keperluan drainase dari daerah yang lebih rendah. Penggenangan dari daerah yang lebih rendah sejalan dengan limpahan sungai dan saluran-saluran drainase alamiah selama periode aliran maksimum merupakan pembentuk sumber kelebihan air dalam daerah lembah tertentu dalam daerah kering dari berbagai arah. Ciri-ciri drainase yang baik yaitu : (1) memberikan kemudahan pembajakan dan penanaman seawal mungkin, (2) memperpanjang musim tumbuhtumbuhan, (3) menyiapkan kelembaban tanah yang lebih berarti dan makanan untuk tanaman dengan meningkatkan kedalaman tanah untuk daerah akar, (4) membantu ventilasi tanah, (5) mengurangi erosi tanah dan pengaluran, (6) pertumbuhan yang cocok bagi bakteri tanah, (7) membersihkan penggaraman tanah, dan (8) menjamin temperatur tanah lebih tinggi. Drainase juga memperbaiki saniter dan kesehatan lingkungan dan membuat daerah pemukiman lebih menarik (Hansen, dkk, 1992). Perhitungan Debit Menurut Chow (1997), saluran terbuka adalah suatu saluran dimana cairan mengalir dengan permukaan bebas yang terbuka terhadap tekanan atmosfir. Berdasarkan asalnya, saluran terbuka dapat digolongkan menjadi saluran alami dan saluran buatan. Saluran terbuka dapat berbentuk saluran, talang, terjunan, dan sebagainya. Bentuk penampang saluran yang biasa dipakai untuk saluran tanah yang tidak dilapis adalah bentuk trapesium. Hal ini disebabkan karena kemantapan kemiringan dinding saluran dapat disesuaikan. Bentuk persegi panjang biasa dipakai untuk saluran yang dibangun dengan bahan yang mantap

21 seperti pasangan batu padas, logam dan kayu. Penampang segitiga dipakai untuk saluran yang kecil, selokan, dan penelitian di laboratorium. Sedangkan penampang lingkaran dipakai untuk saluran pembuang air kotor dan goronggorong yang berukuran sedang maupun kecil. Untuk menghitung debit pada aliran saluran terbuka dapat dihitung dengan persamaan yaitu : Q = V x A....(1) dimana : Q = debit ( m 3 /det) V = kecepatan aliran (m/det) A = luas penampang saluran. Pengukuran debit dapat dilakukan secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung dengan menggunakan sekat ukur, dan secara tidak langsung dapat dilakukan dengan mengukur luas saluran dan mengatur aliran air. Kecepatan aliran air (V) dapat diukur dengan berbagai cara seperti menggunakan metode pelampung, current meter, atau dengan menggunakan persamaan. Pada penelitian ini kecepatan aliran air (V) diukur dengan metode pelampung. Pelampung digunakan sebagai alat pengukur kecepatan aliran, apabila yang diperlukan adalah besaran kecepatan aliran dengan tingkat ketelitian yang relatif kecil. Walaupun demikian, cara ini masih dapat digunakan dalam prakteknya.

22 Metode ini dapat dengan mudah dilakukan walaupun keadaan permukaan air tinggi, dan selain itu karena dalam pelaksanaannya tidak dipengaruhi oleh kotoran atau kayu-kayu yang terhanyutkan, maka cara inilah yang sering digunakan. Tempat yang sebaiknya dipilih untuk pengukuran kecepatan aliran yaitu bagian sungai atau saluran yang lurus dengan dimensi seragam, sehingga lebar permukaan air dapat dibagi dalam beberapa bagian dengan jarak lebar antara 0,25 m sampai 3 m atau lebih tergantung dari lebar permukaan (Kartasapoetra dan Sutedjo, 1994). Pada setiap bagian lebar tadi diapungkan suatu pelampung, waktu mengalirnya pelampung sampai jarak tertentu dicatat/diukur dengan stopwatch, dengan cara demikian dapat dihitung kecepatan aliran, dan selanjutnya dilakukan perhitungan debit. Luas penampang tiap-tiap saluran drainase pada penelitian ini diukur dengan menggunakan metode 1/3 Simpson yaitu : (2) dimana : A = Luas Penampang ( ) d = jarak lebar (interval) (m) h = kedalaman / tinggi permukaan air (m) Curah Hujan Rancangan Salah satu distribusi dari serangkaian distribusi yang dikembangkan Person yang menjadi perhatian ahli sunber daya air adalah Log Person Type III,

23 tiga parameter penting dalam Log Person Type III yaitu: (i) harga rata-rata; (ii) simpangan baku; dan (iii) koefisien kepencengan. Berikut ini langkah-langkah penggunaan distribusi Log Person Type III Ubah kedalam bentuk logaritmis, X = log X Hitung harga rata-rata : Hitung harga simpangan baku : S = Hitung koefisien kepencengan : G = Hitung logaritma hujan atau banjir dengan periode ulang T dengan rumus : Log + K.s Dimana K adalah variabel standar (standardized variable) untuk X yang besarnya tergantung koefisien kepencengan G ( Suripin, 2004 ). Waktu Konsentrasi Waktu konsentrasi suatu daerah tangkapan air adalah waktu yang dibutuhkan oleh air untuk mengalir dari titik terjauh di permukaan tanah dari daerah tersebut ke titik pengeluaran, dimana saat itu tanah telah menjadi jenuh dan cekungan-cekungan kecil sudah tergenang air ( Schwab dkk, 1997). Untuk menghitung waktu konsentrasi dapat digunakan rumus Flow Through Time and Dermot sebagai berikut :

24 (3) dimana : Tc = waktu konsentrasi (jam) L = panjang saluran (m) S = Kemiringan saluran (m/m) Intensitas Curah Hujan Intensitas adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan tiap satuan waktu. Besarnya intensitas hujan berbeda-beda tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya. Intensitas hujan diperoleh dengan melakukan analisis data hujan baik secara statistik maupun empiris. Untuk menghitung nilai I dari data hujan harian digunakan persamaan Mononobe dengan nilai t sama dengan Tc. Persamaan Mononobe dinyatakan sebagai berikut:..( 4 ) dimana I adalah intensitas curah hujan selama waktu Tc (mm/jam), Tc adalah waktu konsentrasi (jam), dan adalah curah hujan dalam 24 jam (mm). Intensitas hujan adalah jumlah hujan persatuan waktu. Untuk mendapatkan nilai intensitas hujan di suatu tempat maka alat penakar hujan yang digunakan

25 harus mampu mencatat besarnya volume hujan dan waktu mulai berlangsungnya hujan sampai hujan tersebut berhenti. Intensitas hujan atau ketebalan hujan per satuan waktu lazimnya dalam satuan milimeter per jam. Data intensitas hujan biasanya dimanfaatkan untuk perhitungan-perhitungan prakiraan besarnya erosi, debit puncak (banjir), perencanaan drainase, dan bangunan air lainnya (Asdak, 1995). Lama waktu curah hujan adalah lama waktu berlangsungnya hujan, dalam hal ini dapat mewakili total curah hujan atau periode hujan yang singkat dari curah hujan yang relatif seragam. Untuk menetukan nilai intensitas hujan biasanya menggunakan data curah hujan untuk daerah penelitian yang terdiri atas lama hujan dan interval waktu hujan. Perhitungan debit banjir dengan metode rasional memerlukan data intensitas curah hujan. Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada kurun waktu dimana air tersebut terkonsentrasi. Intensitas curah hujan dinotasikan dengan huruf I dengan satuan mm/jam (Loebis, dkk, 1993). Pendugaan Debit Puncak Limpasan Permukaan Ada 3 cara untuk memperkirakan debit puncak yaitu : 1. Cara Statistik (Probabilistik) 2. Cara Satuan hidrograf 3. Cara Empiris (Whistler, Rasional, dll) Pada penelitian ini digunakan cara empiris yaitu dengan menggunakan metode rasional. Metode ini sudah dipakai sejak pertengahan abad 19 dan

26 merupakan metoda yang paling sering dipakai untuk perencanaan banjir daerah perkotaan. Walaupun banyak yang mengkritik akurasinya, namum metoda ini tetap dipakai karena kesederhanaannya. Metoda ini dipakai untuk DAS yang kecil. Metoda ini juga menunjukkan parameter-parameter yang dipakai metoda perkiraan banjir lainnya yaitu koefisien run off, intensitas hujan, dan luas DAS. Kurva frekuensi intensitas-lamanya dipakai untuk perhitungan limpasan (run off) dengan rumus rasional untuk perhitungan debit puncak (Dumairy, 1992). Limpasan didefenisikan sebagai bagian curah hujan yang membuat aliran kearah saluran, sungai-sungai, danau, atau laut sebagai aliran permukaan atau aliran bawah tanah. Istilah limpasan sering diartikan sebagai aliran permukaan (run off) (Schwab et. all., 1966). Sosrodarsono dkk, (2003) menyatakan limpasan adalah air yang mencapai sungai tanpa mencapai permukaan air tanah, yakni curah hujan yang dikurangi dengan besarnya infiltrasi, air yang tertahan, dan besarnya genangan. Limpasan permukaan merupakan bagian yang penting dari puncak banjir. Aliran pada saluran atau sungai tergantung dari beberapa faktor. Dalam kaitannya dengan limpasan, faktor yang berpengaruh secara umum dapat dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yakni faktor meteorologi dan karakteristik daerah tangkapan saluran atau daerah aliran sungai (DAS). Faktor-faktor meteorologi yang berpengaruh pada limpasan terutama adalah karakteristik hujan yang meliputi intensitas hujan, durasi hujan, dan distribusi curah hujan, sedangkan faktor-faktor karakteristik daerah tangkapan

27 saluran atau daerah aliran sungai (DAS) meliputi bentuk dan panjang saluran, jenis tanah, tata guna lahan, kemiringan lahan dan sebagainya. 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. Nilai C berkisar antara 0 1. Nilai C = 0 menunjukkan bahwa semua air hujan terintersepsi dan terinfiltrasi ke dalam tanah, sebaliknya untuk nilai C = 1 menunjukkan bahwa air hujan mengalir sebagai aliran permukaan. Pada DAS yang baik harga C mendekati nol dan semakin rusak suatu DAS maka harga C semakin mendekati satu (Kodoatie dan Syarief, 2005). Koefisien limpasan (C) dapat dinyatakan sebagai perbandingan antara tinggi aliran dengan tinggi hujan. Harga C berubah sesuai dengan perubahan penggunaan lahan. Harga C dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Harga Koefisien Limpasan Penutup Lahan Harga C Hutan Lahan Kering Sekunder 0,03 Belukar 0,07 Hutan Tanaman Industri 0,05 Hutan Rawa Sekunder 0,15 Perkebunan 0,4 Pertanian Lahan Kering 0,1 Pertanian Lahan Kering Campur 0,1 Pemukiman 0,6 Sawah 0,15 Tambak 0,05 Terbuka 0,2 Perairan 0,05 (Kodoatie dan Syarief, 2005).

28 Bila hanya tersedia data hujan, maka estimasi debit banjir dapat dikerjakan dengan persamaan rasional. Pertama kali diajukan oleh Kuichling di USA pada tahun 1889, dengan asumsi : hujan yang turun dengan kurun waktu sama dengan Tc. hujan jatuh merata di seluruh DAS dengan intensitas yang seragam selama durasi hujan. periode ulang debit puncak yang dihasilkan sama dengan periode ulang intensitas hujan. hujan yang jatuh semua menjadi run-off. Q = f. C I A Q = peak discharge (m3/detik) f = faktor korelasi satuan o f = 0, o C = run off koefisien yang besarnya ditentukan oleh watak/karakteristik DAS I = intensitas hujan maksimum dalam selang waktu konsentrasi A = luas DAS (km2). Tc = time concentration adalah waktu yang diperlukan untuk bergeraknya air dari titik aliran terjauh dari suatu DAS sampai dengan titik pelepasan (Schwab et.al.,1997). Pada penelitian ini untuk memperoleh nilai debit puncak (Q) nilai A yang digunakan luas DAS melainkan A = luas daerah tangkapan saluran drainase pada daerah Irigasi Ular di Kawasan Singosari Kabupaten Serdang Bedagai.

29 Koefisien limpasan merupakan variabel yang paling menentukan debit banjir. Pemilihan harga C yang tepat memerlukan pengalaman hidrologi yang luas. Faktor utama yang memepengaruhi C adalah laju infiltrasi tanah atau persentase lahan kedap air, kemiringan lahan, tanaman penutup tanah, dan intensitas hujan. Koefisien limpasan juga tergantung pada sifat dan kondisi tanah. Laju infiltrasi menurun pada hujan yang terus-menerus dan juga dipengaruhi oleh kondisi kejenuhan air sebelumnya. Faktor lain yang memepengaruhi nilai C yaitu air tanah, derajat kepadatan tanah, porositas tanah dan simpanan depresi (Suripin,2004). Jika daerah sekitar saluran terdiri dari berbagai macam penggunaan lahan dengan koefisien aliran permukaan yang berbeda, maka C dapat dihitung dengan persamaan berikut : C n i= = n i= 1 C A i A i i 1...(5) Dimana : = luas lahan dengan jenis penutup lahan i (Suripin, 2004). C i = koefisien aliran permukaan jenis penutup tanah i n = jumlah jenis penutup lahan

30 METODOLOGI PENELITIAN Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Daerah Irigasi Ular kawasan Singosari Kabupaten Serdang Bedagai. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret Juni Bahan dan Alat Bahan Adapun data yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

31 1. Data primer yang diperoleh dari penelitian kerja berupa luas penampang basah saluran dan kecepatan aliran saluran. 2. Data sekunder : - Data kecepatan aliran rancangan pada kondisi ketinggian air maksimum - Data curah hujan selama 20 tahun ( ) yang diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG). - Data kondisi Daerah Intake (DI) Singosari yang diperoleh dari lembaga terkait. - Data panjang dan kemiringan saluran - Peta Daerah Irigasi Ular kawasan Singosari - Harga koefisien limpasan Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Perlengkapan kerja seperti alat tulis, kalkulator, dan komputer. 2. Tape 3. Kertas Milimeter 4. Stopwatch 5. Bola pelampung 6. Penggaris Pelaksanaan Penelitian Tahapan pelaksanaan penelitian sebagai berikut :

32 a. Evaluasi kapasitas harian saluran drainase yang ada 1. Menetukan lokasi penelitian 2. Menghitung luas penampang basah saluran dengan metode 1/3 Simpson 3. Mengukur panjang saluran drainase 4. Mengukur kecepatan aliran dengan metode pelampung 5. Menghitung debit harian saluran dengan persamaan Q = A x V b. Evaluasi kapasitas maksimum saluran drainase yang ada 1. Menghitung luas penampang maksimum saluran dengan metode 1/3 Simpson 2. Menghitung debit saluran maksimum dengan menggunakan persamaan Q = A x V, dimana V diasumsikan sama dengan kecepatan harian saluran. c. Evaluasi kapasitas drainase berdasarkan penggunaan lahan 1. Menetukan curah hujan harian maksimum untuk tiap-tiap tahun data. 2. Menentukan curah hujan rancangan dengan menggunakan Metode Log Pearson type III : Log X = + K.s 3. Menetukan waktu konsentrasi dengan rumus Flow Trough Time dan Dermot : Tc = 1, Menetukan Intensitas curah hujan dengan persamaan Mononobe I = 5. Menghitung koefisien limpasan untuk kawasan Singosari C n i= 1 = n i= 1 C A i A i i 6. Menentukan debit banjir rancangan dengan Metode Rasional

33 0, x CIA 7. Membandingkan debit banjir rancangan dengan kapasitas maksimum saluran drainase. HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Daerah Irigasi Ular Kawasan Singosari Daerah Intake (D.I.) Singosari terletak di kecamatan Pantai Cermin Kabupaten Serdang Bedagai. Kabupaten Serdang Bedagai terletak pada posisi 2 57" Lintang Utara, 3 16" Lintang Selatan, 98 27" Bujur Barat dengan luas wilayah 1.900,22 km2 dengan batas wilayah sebagai berikut sebelah utara dengan Selat Malaka, sebelah selatan dengan Kabupaten Simalungun, sebelah timur

34 dengan kabupaten Asahan dan kabupaten Simalungun, serta sebelah barat berbatasan dengan kabupaten Deli Serdang. Dengan ketiggian wilayah berkisar meter di atas permukaan laut. Wilayah kabupaten Serdang Bedagai terdiri dari 11 kecamatan dan 237 desa dan 6 kelurahan (Pemerintah Kabupaten Serdang Bedagai, 2008). Daerah Intake Singosari adalah salah satu Intake yang berada di Daerah Irigasi Ular dan terletak di Blok II yang mengairi tiga buah desa yaitu : Ujung Rambung (260 Ha), Cilawan (280 Ha) dan Kota Pare (340 Ha). Adapun saluransaluran yang terdapat di D.I. Singosari ini adalah saluran irigasi dan saluran drainase, saluran irigasi terdiri dari saluran primer (1 saluran), saluran sekunder (2 saluran), dan saluran tersier (11 saluran), sedangkan saluran drainase terdiri dari saluran primer (1 saluran) yang dinamai DIIMCI dan saluran sekunder (2 saluran) yang dinamai DIISCI dan DIISCII. Pada DIIMCI terdiri dari tiga type yaitu D-3 unit no 13, D-3 unit no 12 dan C-6 unit no 6. Pada DIISCI terdiri dari dua type yaitu C-3 unit no 11 dan B-1 unit no 8. Pada DIISCII terdiri dari dua type yaitu B- 1 unit no 15 dan B-1 unit no 14. Debit Harian Saluran Pada saluran terbuka debit harian saluran dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Q = A x V. Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 2, 3, dan 4 yakni untuk saluran primer (MC-I), saluran sekunder 1 (SC-I) dan saluran sekunder 2 (SC-II). Tabel 2. Debit Saluran Primer Unit no Tipe Luas Saluran (m 2 ) Kecepatan Aliran (m/s) Debit Saluran (m 3 /s)

35 13 D-3 9,752 0,347 3, D-3 9,642 0,329 3,172 6 C-6 4,565 0,307 1,401 Tabel 3. Debit Saluran Sekunder 1 Unit no Tipe Luas Saluran (m 2 ) Kecepatan Aliran (m/s) Debit Saluran (m 3 /s) 11 C-3 3,199 0,307 0,982 8 B-1 1,123 0,273 0,306 Tabel 4. Debit Saluran Sekunder 2 Unit no Tipe Luas Saluran (m 2 ) Kecepatan Aliran (m/s) Debit Saluran (m 3 /s) 15 B-1 0,973 0,257 0, B-1 0,963 0,255 0,245 Debit Maksimum Saluran Pada saluran terbuka debit maksimum saluran dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Q = A x V. Luas saluran diukur dengan metode 1/3 Simpson, dimana kecepatan aliran diasumsikan sama dengan kecepatan harian saluran pada saat penelitian dan ketinggian yang digunakan merupakan batas ketinggian maksimum yang diizinkan yaitu ketinggian tanggul dikurang 0,5 m, hal ini sesuai dengan Anonimous, 2009 yakni jumlah kelebihan air yang harus dialirkan dalam waktu tertentu dikenal sebagai koefisien drainase, dinyatakan dalam satuan tinggi air selama 24 jam dan kapasitas saluran drainase dirancang dan diperhitungkan berdasarkan koefisien drainase yang ada, pada umumnya berkisar antara 0,5 1 meter. Tinggi tanggul yang tidak basah dari permukaan tanggul sebagai pengaman untuk tidak terjadinya pelimpasan air keluar dari tanggul saluran. Pada Penelitian ini debit maksimum yang diperoleh adalah sebesar 6,678 m 3 /s (Lamp. 8). Bila dibandingkan dengan debit rancangan saluran sebesar 23,638 m 3 /s yang diperoleh dari Dinas Pekerjaan Umum, 1986 telah

36 terjadi penurunan kapasitas saluran drainase sebesar 71,74 %. Hal ini disebabkan penurunan luas penampang saluran oleh adanya sedimen. Debit Rancangan Saluran Tabel 5. Debit Rancangan Saluran Primer Panjang/ L (m) Unit no Type Q (m 3 /s) I m B (m) h (m) V (m/s) D-3 23,638 1/ ,33 0,837 1,83 3,5 2, D-3 23,388 1/ , ,71 2,0 3,5 428,90 6 C-6 16,425 1/ ,17 0,878 1,67 3,5 2,0 H (m) WL (m) WR (m) Tabel 6. Debit Rancangan Saluran Sekunder 1 Panjang/ L (m) Unit no Type Q (m 3 /s) I m B (m) h (m) V (m/s) 3675,5 11 C-3 8,605 1/ ,99 0,678 1,45 1,0 3,5 870,0 8 B-1 5,002 1/ ,97 0,867 1,47 1,0 3,5 H (m) WL (m) WR (m) Tabel 7. Debit Rancangan Saluran Sekunder 2 Panjang/ L (m) Unit no Type Q (m 3 /s) I m B (m) h (m) V (m/s) 1067,7 15 B-1 3,745 1/ ,01 0,628 1,51 1,0 3,5 1332,3 14 B-1 3,619 1/ ,99 0,620 1,49 1,0 3,5 Sumber : Dinas Pekerjaan Umum, 1986 H (m) WL (m) WR (m) Curah Hujan Harian Maksimum Dalam menghitung besarnya curah hujan maksimum di DAS Ular, diperlukan data curah hujan harian selama beberapa tahun terakhir, dalam hal ini makin panjang data curah hujan harian yang diperoleh maka semakin efektif pula pola pendugaan debit puncak di dalam suatu DAS. Penulis menggunakan data curah hujan selama 20 tahun terakhir yang diperoleh dari Pusat Balai Penelitian

37 Kelapa Sawit Medan tahun dari stasiun Adolina, Gunung Monako, dan Tanjung Maria. Data yang diperoleh kemudian dianalisis untuk mendapatkan data curah hujan maksimum harian rata-rata dengan menggunakan beberapa stasiun hujan. Penentuan data curah hujan maksimum menggunakan metode anual maksimum series yakni dengan hujan maksimum harian dari setiap tahun data. Kemudian dihitung hujan harian rata-rata maksimum tiap tahun dengan menggunakan metode Poligon Thiesen. Dimana cara ini memberikan proporsi luasan daerah pengaruh stasiun curah hujan untuk mengakomodasi ketidakseragaman jarak dan cara ini cocok untuk daerah datar dengan luas k. Hasil metode Poligon Thiesen lebih akurat dibandingkan dengan rata-rata aljabar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Suripin (2004) menyatakan bahwa metode Poligon Thiesen lebih akurat dibandingkan dengan rata-rata aljabar sebab dalam hal ini stasiun tidak tersebar secara merata. Setelah dilakukan analisa, diperoleh data curah hujan harian maksimum rata-rata selama 20 tahun terakhir dan dapat dilihat pada Tabel 8. Tabel 8. Data Curah Hujan Maksimum Harian Rata-rata No Tahun Rmax Ular (mm)

38 Sumber : Data Primer Berdasarkan Tabel 8. diatas diperoleh curah hujan rata-rata maksimum terendah adalah 34 mm dan tertinggi 115 mm. Curah Hujan Rencana Setelah dilakukan analisis frekuensi pada penelitian sebelumnya dengan data curah hujan yang sama maka diperoleh bahwa jenis distribusi yang cocok dengan sebaran data curah hujan harian maksimum di DAS Ular adalah distribusi Log Pearson Type III. Setelah itu data distribusi yang telah didapat diubah ke dalam bentuk logaritmik sehingga diperoleh data sebagai berikut: Tabel 9. Parameter Statistik Analisa Frekuensi Distribusi Log Pearson Type III Parameter Nilai DAS Ular Rata-rata Logaritmik Log 1,782 Deviasi Standar Logaritmik s 0,154 Koefisien Kemencengan G 0,208 Setelah dilakukan perhitungan curah hujan rancangan dalam periode ulang tertentu dengan persamaan Log + K.s. Sehingga diperoleh persamaan untuk DAS Ular adalah Log X = 1, ,154 K, dimana nilai K diperoleh dengan menginterpolasi nilai K pada lampiran. Dari persamaan tersebut maka diperoleh hujan rancangan sebagai berikut:

39 Tabel 10. Hujan Rancangan Berbagai Periode Ulang No Kala Ulang (Tahun) Hujan Rancangan (mm) , , , , , , ,345 Tabel 10 menunjukkan bahwa semakin lama periode ulang hujan, maka semakin besar hujan rancangannya, namun pertambahannya semakin kecil pada periode ulang yang lebih lama. Waktu Konsentrasi Dari hasil perhitungan diperoleh bahwa waktu konsentrasi untuk saluran drainase adalah sebesar 11,358 jam (Lamp.10), waktu konsentrasi dihitung dari inlet ke outlet dengan asumsi bahwa air dari titik terjauh pada kawasan Singosari telah masuk ke saluran drainase (inlet). Perhitungan waktu konsentrasi menggunakan data panjang saluran dari inlet sampai outlet dan data kemiringan saluran, dimana kemiringan pertipe saluran berbeda-beda sehingga disini digunakan kemiringan rata-rata saluran. Intensitas Hujan Untuk mendapatkan hujan jam-jaman dari data curah hujan digunakan rumus Mononobe. Hal ini disebabkan jangka curah hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada adalah data curah hujan harian. Ini sesuai dengan pernyataan Loebis, dkk (1992) bahwa intensitas hujan (mm/jam) dapat diturunkan dari data

40 curah hujan harian empiris dengan menggunakan metode Mononobe. Hasilnya dapat dilihat pada Tabel 11. Tabel 11. Intensitas Hujan Jam-jaman (mm/jam) untuk berbagai kala ulang pada DAS Ular. T Kala Ulang (Menit) Hasil intensitas hujan pada periode ulang tertentu kemudian dihubungkan dengan kurva Intensity Duration Frequency (IDF). Dalam hal ini kurva IDF menghubungkan dua parameter yang penting yang digunakan dalam metode rasional untuk menghitung debit puncak.hal ini sesuai dengan pernyataan Sosrodarsono, dkk (2003), yang menyatakan bahwa lengkung IDF ini digunakan untuk menghitung intensitas hujan rata-rata dari waktu konsentrasi yang digunakan untuk menghitung debit puncak dengan metode rasional. Dari Tabel 11. dapat dibuat kurva IDF seperti pada Gambar 1 berikut :

41 Gambar 1. Kurva IDF (Intensity Duration Frequency). Dari kurva di atas dapat di lihat bahwa curah hujan yang tinggi berlangsung dengan durasi waktu yang pendek demikian juga sebaliknya bahwa curah hujan yang rendah berlangsung dengan waktu yang lama. Koefisien Limpasan Koefisien limpasan sangat besar pengaruhnya dalam perhitungan debit puncak, dimana semakin tinggi koefisien limpasan maka debit puncak akan semakin cepat terjadi. Semakin kecil koefisien limpasan maka debit puncak akan semakin lama terjadi dan kondisi saluran dalam keadaan baik. Koefisien limpasan diperoleh dengan menghitung dari penutup lahan yang ada pada sebuah kawasan. Nilai C yang digunakan untuk menghitung debit puncak pada kawasan Singosari adalah 0,15 karena daerah tangkapan air saluran drainase kawasan Singosari diasumsikan hanya merupakan daerah persawahan saja yang luasnya adalah Km 2

42 Perubahan penutup lahan secara langsung sangat berpengaruh dalam penentuan koefisien limpasan, dimana jika penutup lahan semakin sedikit maka koefisien limpasan akan semakin tinggi sehingga jika turun hujan maka air akan mengalir sebagai aliran permukaan dan akan memperbesar debit puncak. Debit Puncak Dengan adanya berbagai data yang diperoleh maka dapat dihitung debit puncak Daerah Irigasi Ular kawasan Singosari dengan metode rasional untuk berbagai kala ulang tertentu. Sehingga diperoleh data sebagai berikut: Tabel 12. Debit Puncak Daerah Irigasi Ular Kawasan Singosari Kala Ulang Intnsitas (mm/jam) Debit Puncak (m 3 /s) 1 1,925 70, , , , , , , , , , , , ,203 Dari hasil penelitian dapat diketahui bahwa debit banjir rancangan atau debit puncak lebih besar dari debit maksimum saluran, itu berarti bahwa saluran drainase pada kawasan Singosari tidak dapat menampung debit puncak. Hal ini disebabkan karena pada awal pembuatan kurang diperhatikan seberapa besar debit puncak yang akan terjadi. Selain itu banyaknya sedimen dan kurangnya perawatan juga dapat mengurangi kapasitas saluran drainase yang ada. Evaluasi Kapasitas Saluran Drainase

43 Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa debit maksimum saluran drainase di kawasan Singosari adalah 6,678 m 3 /s, dan bila dibandingkan dengan debit puncak saluran drainase pada Tabel 12, menunjukkan bahwa saluran drainase tidak mampu menampung besarnya debit puncak. Dengan ini ada kemungkinan bahwa saluran drainase pada kawasan Singosari dibuat hanya untuk mengalirkan kelebihan air dari petakan sawah / daerah irigasi saja. Bila dibandingkan antara debit maksimum saluran sebesar 6,678 m 3 /s dengan debit rancangan pada awal pembangunan saluran sebesar 23,638 m 3 /s (Tabel.5) diketahui bahwa ada pengurangan kapasitas saluran. Hal ini disebabkan oleh adanya penurunan luas penampang saluran akibat sedimentasi. Sedimentasi ini selain berpengaruh terhadap penurunan luas penampang juga menyebabkan kemiringan saluran menjadi lebih landai, yang pada gilirannya menyebabkan penurunan kecepatan aliran air. Hal ini diperparah lagi dengan perwatan yang tidak maksimal pada saluran tersebut. Sedimentasi disebabkan oleh erosi, untuk mengurangi sedimentasi pada saluran dapat dilakukan dengan cara pengerukan sedimen pada saluran agar kondisi saluran kembali normal sedangkan untuk mengurangi erosi dapat dilakukan dengan cara penghijauan. Penghijauan juga dapat mengurangi nilai koefisien limpasan. Semakin kecil nilai koefisien limpasan, maka debit puncak juga semakin kecil. Penurunan kecepatan pada saluran dapat juga disebabkan oleh banyaknya sampah dan tanaman pengganggu di sekitar pinggiran saluran. Untuk itu perlu dilakukan pembersihan saluran dari sampah dan tanaman pengganggu tersebut.

44 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Waktu konsentrasi pada saluran drainase di kawasan Singosari adalah 11,358 jam 2. Intensitas hujan untuk berbagai kala ulang 1, 2, 5, 10, 15, 20, dan 25 (tahun) adalah 1,925 mm/jam, 4,106 mm/jam, 5,564 mm/jam, 6,598 mm/jam, 7,005 mm/jam, 7,454 mm/jam dan 7,914 mm/jam. 3. Nilai koefisien limpasan untuk daerah sekitar kawasan Singosari adalah 0, Debit puncak untuk berbagai kala ulang 1, 2, 5, 10, 15, 20 dan 25 adalah 70,588 ; 150,565 ; 204,029 ; 241,946 ; 256,870 ; 273,335 ; dan 290, Debit maksimum saluran drainase di kawasan Singosari adalah 6,678 m 3 /s. 6. Saluran drainase pada kawasan Singosari dapat dikatakan kritis karena tidak mampu menampung debit puncak. Saran 1. Perlu dilakukan penelitian selanjutnya untuk melihat faktor-faktor yang ada di lapangan yang mempengaruhi debit banjir seperti penentuan nilai koefisien limpasan dimana pada penelitian ini diasumsikan bahwa saluran drainase kawasan Singosari hanya menampung air dari persawahan saja. Penentuan nilai koefisien dipengaruhi oleh laju infiltrasi, kemiringan lereng dan jenis tanah pada suatu penutup lahan sebagai variabel dalam memperkirakan nilai koefisien aliran.

45 2. Perlu dilakukan perhitungan yang lebih akurat dalam menentukan waktu konsentrasi, dimana pada penelitian ini hanya dihitung waktu konsentrasi dari inlet ke outlet saja. 3. Perlu dilakukan pengukuran kecepatan aliran pada kondisi maksimum yang sebenarnya, sehingga hasil yang diperoleh untuk debit maksimum saluran lebih akurat. 4. Perlu diadakan perawatan dan pengerukan sedimen secara berkala untuk mempertahankan daya tampung maksimal dari saluran drainase, dan untuk hasil yang lebih baik perlu diadakan perbesaran saluran sehingga saluran drainase dapat menampung debit puncak.

46 DAFTAR PUSTAKA Anonimous, Sungai dan Daerah Pantai di Sumatera Utara Kritis. (07 Maret 2007). Anonimous, Drainase Bawah Permukaan. Asdak, C., Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. UGM-Press, Yogyakarta. Chow, Ven Te, dan E.V.Nensi Rosalina Hidrolika Saluran Terbuka. Erlangga:Jakarta. Dumairy, Ekonomika Sumber Daya Air, Pengantar Hidrolika. BPFE Offset, Yogyakarta. Dinas Pekerjaan Umum, Dimention of Canals : Block II & III Hansen, V.E., W.O. Israelsen, dan G.E. Stringham, Dasar-Dasar Dan Praktek Irigasi. Edisi Keempat. Terjemahan E.P. Tachyan dan Soetjipto, Erlangga, Jakarta. Kartasapoetra, A.G dan M. M. Sutedjo, Teknologi Pengairan Petani Irigasi. Bumi Aksara, Jakarta. Kodoatie, J.R. dan R. Syarief, Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu. Andi Offset, Yogyakarta. Loebis, J., Soewarno, dan B. Suprihadi, Hidrologi Sungai. Departemen Pekerjaan Umum, Chandy Buana Kharisma, Jakarta. Pemerintah Kabupaten Serdang Bedagai, Profil Wilayah. ask. Pentardi, Perhadi Raharjo Petunjuk Kerja Drainase. Dirjen Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Bandung. Schwab, G.O., et.all., 1966, Soil and Water Conversation Engineering, John Willey and Sons, Inc., New York. London. Sydney.

47 Schwab, G. O. Delmar D. F., William J.E., and Richard K. F Teknik Konservasi Tanah dan Air, terj. Robiyanto H.S. dan Rahmad H. P., Universitas Sriwijaya Indralaya. Sosrodarsono, Suyono, dan K. Takeda Hidrologi Untuk Pengairan. P. T. Pradnya Paramitha : Jakarta. Sugiyanto, BANJIR : Beberapa Penyebab dan Metode Pengendaliannya dalam Perspektif Lingkungan. Pustaka Pelajar, Yogyakarta. Suripin, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Andi Offset, Yogyakarta.

48 Lampiran 1. Diagram Alir Penelitian Mulai Data Historis - Data Curah Hujan - Karakteristik Saluran Drainase - Fungsi Lahan Data Tata Guna Lahan Identifikasi Tata Guna Lahan Perhitungan Curah Hujan dengan Metode Log Pearson Tipe III Data Curah Hujan Maksimum Harian Penentuan Lokasi Penelitian tidak Klasifikasi Tata Guna Lahan Berdasarkan Fungsinya Pengukuran Luas Lahan Tiap Fungsi Lahan seragam ya Penentuan fungsi lahan Pengukuran Luas Lahan Perhitungan Waktu Konsentrasi dengan Metode Flow Trough Time and Dermot Perhitungan Intensitas Hujan dengan Metode Mononobe -Panjang Saluran - Kemiringan Saluran PengukuranJarak Saluran Drainase Pengukuran Kecepatan Dengan Metode Pelampung Penentuan Nilai Koefisien Limpasan Perhitungan Nilai Koefisien Limpasan Gabungan (C) Pengukuran Luas Maksimum Penampang Saluran dengan Metode 1/3 Simpson Pengukuran Luas Penampang Basah Saluran dengan Metode 1/3 Simpson Data Luas Daerah Tangkapan Air Perhitungan Debit Puncak Q = 0, x C.I.A Perhitungan Debit Maksimum Q = A. V Perhitungan Debit Harian Q = A. V Evaluasi Sistem Drainase Selesai

49 Lampiran 2. Perhitungan Hujan MaksimumRata-rata DAS Ular Tahun Tanggal dan bulan Gunung Monako Tanjung Maria Adolina Hujan Harian Rata-rata Hujan Harian Maksimum Rata-rata 0,7 0,1 0, Sept Mar ,8 11 Apr , Mei , Apr ,4 14 Mar Jun , Apr ,3 11 Okt , Febr , Jun ,6 20 Nov , Okt , Okt ,5 23 Sept , Sept Okt ,4 17 Okt , Sept , Jul ,7 3 Jun , Nov , Mei ,5 1 Okt , Jul Nov ,6 5 Sept Okt , Nov ,4 11 Sept , Mar , Agus ,8 21 Mar , Jan , Mei ,1 19 Mar , Jul Des Okt , Sept , Agus ,5 15 Sept , Mei , Apr ,4 31 Des , Mar Sept ,5 16 Sept

50 Des , Des ,8 26 Des , Des , Feb ,5 28 Feb , Sept , Nov ,5 13 Nov , Okt , Jan ,6 25 Jun ,9

51

52 Lampiran 4. Peta Penutup Lahan Kawasan Singosari

53

54

55

56 Lampiran 7. Perhitungan Debit Harian Saluran Unit no Tipe Luas Saluran (m 2 ) Kecepatan Aliran (m/s) Debit Harian Saluran (m 3 /s) MC-I 13 D-3 9,752 0,347 3,383 MC-I 12 D-3 9,642 0,329 3,172 MC-I 6 C-6 4,565 0,307 1,401 SC-I 11 C-3 3,199 0,307 0,982 SC-I 8 B-1 1,123 0,273 0,306 SC-II 15 B-1 0,973 0,257 0,250 SC-II 14 B-1 0,963 0,255 0,245 Q = A x V dimana : A = Luas penampang saluran (m 2 ) V = Kecepatan aliran saluran (m/s)

57 Lampiran 8. Perhitungan Debit Maksimum Saluran Unit no Tipe Luas Maksimum Saluran (m 2 ) Kecepatan Aliran (m/s) Debit maksimum Saluran (m 3 /s) MC-I 13 D-3 19,247 0,347 6,678 MC-I 12 D-3 19,863 0,329 6,534 MC-I 6 C-6 13,863 0,307 4,255 SC-I 11 C-3 9,251 0,307 2,840 SC-I 8 B-1 3,849 0,273 1,050 SC-II 15 B-1 3,846 0,257 0,988 SC-II 14 B-1 3,759 0,255 0,958 Q = A x V dimana : A = Luas penampang saluran (m 2 ) V = Kecepatan aliran pada saluran (m/s)

58 Lampiran 9. Intensitas Hujan Jam-jaman Untuk Berbagai Kala Ulang Pada DAS Ular T Kala Ulang (Menit) I = dimana : I = intensitas curah hujan selama waktu Tc (mm/jam) Tc = waktu konsentrasi (jam) = curah hujan dalam 24 jam (mm).

59 Lampiran 10. Debit Puncak Kala Ulang Koefisien Limpasan (C) Intnsitas (mm/jam) Luas Daerah Tangkapan Air Km 2 Debit Puncak (m 3 /s) 1 0,15 1, , ,15 4, , ,15 5, , ,15 6, , ,15 7, , ,15 7, , ,15 7, ,203 Q = 0,002778C.I.A dimana : Q = debit puncak (m 3 /s) C = koefisien limpasan I = intensitas hujan maksimum dalam selang waktu konsentrasi (mm/jam) A = luas daerah tangkapan air (Km 2 )

60 Lampiran 11. Perhitungan Waktu Konsentrasi L inlet outlet S = 7705,4 m = 6,68 x 10-4 m/m 0, 7 Tc = 1,67 x 10-3 L S = 1,67 x ,4 6,68x10 4 0,7 = 11,358 jam Keterangan : Tc = Waktu konsentrasi (jam) L = Panjang saluran dari inlet-outlet (m) S = Kemiringan saluran

61 Lampiran 12. Foto-foto Saluran Drainase di Kawasan Singosari Foto 1. Saluran Drainase sekunder

62 Foto 2. Saluran Drainase Primer Foto 3. Pertemuan Antara Saluran Sekunder Dengan Saluran Primer