ANALISIS SPASIAL POTENSI BANJIR PADA DAS BELAWAN DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS (SIG) TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 ANALISIS SPASIAL POTENSI BANJIR PADA DAS BELAWAN DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS (SIG) TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh : Reno Sulbakti BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2 ABSTRAK DAS Belawan terbentang pada 3 15' 49,83'' s/d 3 50' 38,89'' garis Lintang Utara dan meridian 98 29' 58,56'' s/d 98 43' 21,76'' Bujur Timur. Pada DAS Belawan hampir setiap tahunnya mengalami banjir, banjir pada umumnya terjadi pada bulan Desember - Februari, yaitu pada saat curah hujan tertinggi pada setiap tahunnya sehingga, mengakibatkan meluapnya air pada penampang sungai yang tidak mampu menampung curah hujan yang tinggi. Metode penelitian Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu. Untuk menganalisa tinggi muka air banjir pada DAS belawan digunakan Software HEC-RAS maka diperoleh tinggi muka air banjir dan luas daerah genangan banjir yang terjadi dan data yang digunakan adalah data sekunder kemudian dianalisis berdasarkan analisis hidrologi dan analisis hidrolika. Analisis Daerah genangan dengan sistem informasi geografis yang diprediksi dengan menggunakan software ArcGIS dengan mengintegasikan peta DEM (Digital Elevation Model ), Peta digital infrastruktur, dan Peta sungai dalam kondisi banjir yang dianalisa dengan menggunakan software HEC-RAS. Selanjutkan Mengidentifikan kerugian akibat bajir dengan acuan Laporan Bappenas Penilaian kerusakan kerugian Jabodetabe 2007 dan Infrastruktur yang terkena dampak banjir. Dari hasil analisa diperoleh Tinggi banjir dan Luas genangan banjir adalah Tinggi muka air Q 25 = 2 m dengan genangan = 40,33 km 2, tinggi muka air Q 50 = 3 m dengan genangan = 86,38 km 2, tinggi muka air Q 100 = 5 m dengan genangan = 148,43 km 2. Kerugian Penduduk terkena banjir adalah Banjir periode ulang 25 tahun mencapai Rp 10,556,879,257,-,Banjir periode ualng 50 tahun diperkirakan mencapai Rp 1,117,876,476,188, Banjir periode ulang 100 tahun mencapai Rp ,Infrastruktur Terkena Dampak Banjir Sungai Belawan yaitu jln. Medan Binjai, jl. Gatot Subroto, jl. Gaperta Ujung, jl. Kelambir V- jl. Pinang Baris, Pelabuhan Laut dan Jalur Kereta Api. Kata kunci : Banjir Sungai Balawan, HEC-RAS, HSS Nakayasu,

3 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberi karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam ke atas Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi panutan dalam menjalankan setiap aktifitas kami sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan penulisan ini. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah: ANALISIS SPASIAL POTENSI BANJIR PADA DAS BELAWAN DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS (SIG) Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu : 1. Ayahanda Mahmuddin Pinim dan Ibunda Rosmiati tercinta, kakak saya Sismarina Pinim S.PdI, abang saya Dana Pranata SSTHan dan adik saya Dila Tamala S.Pdi yang telah banyak berkorban, memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat. 2. Bapak Dr.Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4 3. Ibuk Ir. Seri Maulina, M.Si, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 5. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 6. Bapak Ivan Indrawan ST,MT dan Bapak Ir.Alferido Malik selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini. 7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis. (Kak Lince, Kak Dina, Kak Dewi, Bang Zul, Bang Edi). 9. Kepada abangda Asril Zevri, ST, MT, yang bersedia membantu dalam mengerjakan skripsi saya, terima kasih atas bantuanya selama ini. 10. Kepada kawan-kawan Asisten Laboratorium Hidrolika, Dicky, Rizky tandem, Iwan, Rico, Dhika, Wahyu, Barly, Arief Gumit, Anshar, terima kasih atas semangat dan bantuanya selama ini. 11. Kawan-kawan seperjuangan angkatan angkatan 2011 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya, terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 12. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala

5 saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca. Medan, November 2016 Penulis, ( Reno Sulbakti )

6 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... iv DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR NOTASI... xiii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Masalah Pembatasan Masalah Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Siklus Hidrologi Darah Aliran Sungai Pengertian Sungai Potensi Banjir Pengertian Banjir Pengertian Rawan Banjir Tingkat Bahaya Banjir Curah Hujan Faktor Curah Hujan Analisa Frekuensi... 19

7 Uji Kecocokan Intensitas Curah Hujan Waktu Konsentrasi Koefisien Limpasan Debit Banjir Metode Perhitungan Debit Banjir Metode Rasional Metode Hidrograf Banjir Aplikasi HEC-RASS Graphical User Interface Sistem Informasi Geografis (SIG) Pengertian Sistem Informasi Geografis (SIG) Kelebihan Sistem Informasi Geografis (SIG) Data Spasial Penginderaan Jarak Jauh Overlay Sistem Informasi Geografis (SIG) dalam Prediksi Daerah Genangan Banjir BAB III METODE PENELITIAN Lokasi Penelitian Data dan Alat Penelitian Asumsi pada Penelitian Metodologi Pengolahan Data Data Profi Sungai Observasi Data Curah Hujan... 54

8 3.4.3 Uji Kecocokan Menganalisa Debit Banjir Rancangan dengan Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Menganalisa Pemodelan Potensi Banjir dengan HEC-RAS Prediksi Daerah Genangan Banjir Dengan Sistem Informasi Geografis BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Perhitungan Curah Hujan Kawasan DAS Belawan Perhitungan Koefisien Pengaliran DAS Belawan Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan Metode Distribusi Gumbel Metode Distribusi Log Pearson Tipe III Metode Distribusi Normal Metode Distribusi Log Normal Analisa Frekuensi Curah Hujan Uji Kecocokan ( Goodnes of fittest test ) DAS Belawan Debit Banjir Rancangan Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan Perhitungan Intensitas Hujan Jam-jaman Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan dengan Menggunakan HEC-RAS Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode Q 100 Tahun Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode Q 50 Tahun Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode Q 25 Tahun Analisa Daerah Banjir Sungai Belawan Dengan Menggunakan ArcGis Analisa Wilayah Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan Analisa Wilayah Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan Q 100

9 Tahun Analisa Wilayah Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan Q 50 Tahun Analisa Wilayah Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan Q 25 Tahun Estimasi Resiko Banjir Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan Periode Q Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan Periode Q Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan Periode Q Prediksi Daerah Genangan Banjir Terhadap Infrasturktur BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Tingkat Bahaya Banjir Menurut Periode Kala Ulang Tabel 2.2 Tabel P Smirnov Kolmogrov (Kamiana, 2011) Tabel 2.3 Nilai Koefisien Limpasan Tabel 4.1 Luas Areal Pengaruh Stasiun Hujan Daerah Aliran Sungai Belawan Tabel 4.2 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Belawan Tabel 4.3 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Bulu Cina Tabel 4.4 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Pancur Batu Tabel 4.5 Perhitungan Curah Hujan Regional Harian Maksimum DAS Belawan Tabel 4.6 Zona Penggunaan Lahan DAS Belawan Tabel 4.7 Nilai Koefisien Pengaliran DAS Belawan Tabel 4.8 Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan Tabel 4.9 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel Tabel 4.10 StandarDeviasi (Y n) untuk Distribusi Gumbel Tabel 4.11 Reduksi Standar Deviasi (S n) sebagaifungsiperiodeulang Gumbel Tabel 4.12 ReduksiVariat (Y Tr) sebagai Fungsi Periode Ulang Gumbel Tabel 4.13 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gembel... 68

11 Tabel 4.14 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Pearson III Tabel 4.15 Nilai Variabel Reduksio Gauss Tabel 4.16 Hasil Perhitungan dengan Metode Log Pearson Tipe III Tabel 4.17 Analisa Curah Hujan Metode Distribusi Normal Tabel 4.18 Analisa Curah Hujan Metode Distribusi Normal Tabel 4.19 Analisa Curah Hujan dengan Metode Distribusi Log Normal Tabel 4.20 Analisa Curah Hujan dengan Metode Distribusi Log Normal Tabel 4.21 Resume Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan Tabel 4.22 Analisa Frekuensi Curah Hujan Tabel 4.23 Uji parameter Statistik Untuk Menentukan Jenis Sebaran Tabel 4.24 Perhitungan Uji Smirnov Kolmogorov Tabel 4.25 Nilai D kritis untuk Uji Keselarasan Smirnov-Kolmogorov Tabel 4.26 Persamaan Lengkung HSS Nakayasu Tabel 4.25 Parameter Untuk Menghitung HSS Nakayasu Tabel 4.26 Tabel Hasil Perhitungan HSS Nakayasu Tabel 4.27 Perhituangan Satuan Unit Hidrograf Sungai Beawan Tabel 4.28 Rasio Hujan Jam-Jaman Selama 6 jam Tabel 4.29 Perhitungan Nisbah Hujan Jam-Jaman Selama 6 jam Tabel 4.30 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 2 Tahun Tabel 4.31 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 5 Tahun Tabel 4.32 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 10 Tahun... 90

12 Tabel 4.33 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 25 Tahun Tabel 4.34 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 50 Tahun Tabel 4.35 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 100 Tahun Tabel 4.36 Debit Banjir Rancangan Periode Kala Ulang Sungai Belawan Tabel 4.37 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Q 100 Tahun Tabel 4.38 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Q 50 Tahun Tabel 4.39 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Q 25 Tahun Tabel 4.40 data rumah dan penduduk data BPS Provinsi Sumatera Utara Tabel 4.41 Standar Perkiraan Nilai Kerusakan Rumah Akibat Banjir Tabel 4.42 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q 100 Tahun Tabel 4.43 Jumlah RumahTerkena Banjir Sungai Belawan Periode Q 100 Tahun Tabel 4.44 Jumlah Estimasi Kerugian Banjir Sungai Belawan Periode Q 100 Tahun Tabel 4.45 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q 50 Tahun Tabel 4.46 Jumlah RumahTerkena Banjir Sungai Belawan Periode Q 50 Tahun Tabel 4.48 Jumlah Estimasi Kerugian Banjir Sungai Belawan Periode Q 25 Tahun Tabel 4.49 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q 25 Tahun Tabel 4.50 Jumlah RumahTerkena Banjir Sungai Belawan Periode Q 25 Tahun Tabel 4.51 Infrastruktur Terkena Dampak Banjir

13 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Siklus Hidrologi... 6 Gambar 2.2 Daerah Aliran Sungai (DAS)... 8 Gambar 2.3 Struktur Koridor Sungai Gambar 2.4 Daerah Penguasaan Sungai Gambar 2.5 Kurva Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Gambar 2.6 Tampilan HEC-RAS Versi Gambar 2.7 Integrasi Model dengan SIG Gambar 3.1 Lokasi Penelitian Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian Gambar 4.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) Belawan Gambar 4.2 Rencana Tata Ruang Kota Medan Gambar 4.3 Grafik Resume Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan Gambar 4.4 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan Gambar 4.5 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan Gambar 4.6 Batas-Batas Daerah Sempadan Sungai Gambar 4.7 Grafik Debit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Gambar 4.8 Grafik Debit Banjir dengan Metode Nakayasu Gambar 4.9 Penampang Memanjang dan Melintang Muara Sungai Belawan Gambar 4.10 Penampang Memanjang Maksimum Q 100 Muara Sungai Belawan... 88

14 Gambar 4.11 Penampang Melintang Maksimum Q 100 Muara Sungai Belawan Gambar 4.12 Kondisi Banjir Muara Sungai Belawan dengan Q 100 tahun Gambar 4.13 Kondisi Banjir Penampang Sungai Belawan dengan Q 100 tahun Gambar 4.14 Kondisi Banjir Penampang Sungai Belawan dengan Q 50 tahun Gambar 4.15 Kondisi Banjir Penampang Sungai Belawan dengan Q 25 tahun Gambar 4.16 Wilayah Banjir Sungai Belawan Periode Q 100 Tahun Gambar 4.16 Wilayah Banjir Sungai Belawan Periode Q 50 Tahun Gambar 4.16 Wilayah Banjir Sungai Belawan Periode Q 25 Tahun... 95

15 DAFTAR NOTASI A n = luas daerah pengaruh pos penakar hujan (km 2 ) A = Luas daerah aliran (km 2 ) Ak dan Bk C = konstanta harmonic = Koefisien pengaliran Cs D d n = Koefisien kemencengan = tinggi curah hujan rerata daerah (mm) = hujan pada pos penakar hujan (mm) d = tinggi curah hujan rata-rata, d 1, d 2... d n = tinggi curah hujan pada pos penakar 1, 2,..., n, DK = derajat kebebasan F = Faktor konversi = 0,278 F I I I i = bilangan Formazhl = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam). = kemiringan permukaan air sungai = panjang busur lingkaran galiner (m) = Nomor urut data setelah diurut dari besar ke kecil JK K K L = jumlah kelas = Variabel reduksi = jumlah konstituen yang harus ditentukan = Panjang saluran utama dari hulu sampai penguras dalam km

16 L s = Panjang lintasan aliran di dalam salura/sungai (m) Log X = Harga rata rata dari data Log X T = Variate diekstrapolasikan M2 dan S2 n n n P R24 S Sn = konstanta pasang surut ganda utama = Angka kekasaranmanning = Jumlah data = banyak pos penakaran. = faktor keterikatan = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) = Kemiringan rata-rata saluran utama dalam m/m = Reduced standard deviation sebagai fungsi dari banyak data N So Sx t = tinggi muka air laut rerata = Standard Deviasi = waktu t c = waktu konsentrasi (t 0) = Inlet time (t d) = Conduit time Tk tn W X = periode komponen ke k = waktu pengamatan tiap jam = teganganolehgayaberatirisan vertical persatuanlebar (t/m) = Harga rata rata dari data X T = Variate yang diekstrapolasikan

17 X YT = Harga rata rata dari data = Reduced variate sebagai fungsi dari periode ulang T Yn = Reduced mean sebagai fungsi dari banyak data (N)