(Simulated Effects Of Land Use Against Flood Discharge In Keduang Watershed)

Transkripsi

1 perpustakaan.uns.ac.id SIMULASI PENGARUH TATA GUNA LAHAN TERHADAP DEBIT BANJIR DI DAS KEDUANG (Simulated Effects Of Land Use Against Flood Discharge In Keduang Watershed) SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh: RATIH BANIVA I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013

2 perpustakaan.uns.ac.id HALAMAN PENGESAHAN SIMULASI PENGARUH TATA GUNA LAHAN TERHADAP DEBIT BANJIR DI DAS KEDUANG (Simulated Effects Of Land Use Against Flood Discharge In Keduang Watershed) SKRIPSI Disusun Oleh : RATIH BANIVA NIM I Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari Rabu, 24 April 2013 : 1. Prof.Dr.Ir. Sobriyah, MS NIP Ir. Susilowati, Msi NIP Ir. Suyanto, MM NIP Ir. Adi Yusuf Muttaqien, MT NIP Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Disahkan, Ketua Program S1 Non-Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Ir. Bambang Santosa, MT Edy Purwanto, ST, MT NIP NIP iii

3 perpustakaan.uns.ac.id ABSTRAK Ratih Baniva, 2013, Simulasi Pengaruh Tata Guna Lahan Terhadap Debit Banjir Di DAS Keduang. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta DAS Keduang mengalami kondisi kritis yang ditunjukkan dengan sering terjadinya banjir karena adanya tutupan lahan berupa tanaman keras di DAS Keduang hanya tersisa kurang dari 10% selebihnya menjadi ladang sehinga menyebabkan berkurangnya resapan air (Alwin Darmawan, 2009). Kejadian banjir yang melanda wilayah DAS Keduang mengakibatkan kerusakan, salah satunya terjadi pada Jembatan Keduang. Tujuan dari penelitian ini adalah (1) Mendapatkan hasil kalibrasi koefisien C pada debit dan volume terhitung, (2) Mendapatkan hasil perbandingan debit dan volume yang dihasilkan dari pengukuran dan simulasi perubahan tata guna lahan, (3) Mendapatkan tata guna lahan yang tepat guna mengurangi debit banjir DAS Keduang. Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif kuantitatif. Tahapan penelitian yang dilaksanakan dengan pengumpulan data peta topografi, peta tata guna lahan terakhir, Automatic Water Level Recorder (AWLR), Automatic Rainfall Recorder (ARR). Selanjutnya dilakukan analisis data dengan mencari pasangan data AWLR (terukur) dan ARR pada waktu yang sama. Hasil debit terukur dari data AWLR menggunakan rumus rating curve dan untuk menghitung debit digunakan metode time area. Kalibrasi koefisien (C) terukur dan terhitung mempunyai tingkat kesalahan yang ditetapkan sebesar 10-20%. Selanjutnya dilakukan simulasi dengan tiga alternatif tata guna lahan. Pemilihan tata guna lahan dari ketiga alternatif dibandingkan dengan hasil terukur. Nilai debit puncak dan volume air terendah dapat dipilih sebagai tata guna lahan yang tepat guna mengurangi debit banjir DAS Keduang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai koefisien aliran (C) pada tiap-tiap isochrone yaitu pada isochrone 1, C = 0,60, isochrone 2, C = 0,53, isochrone 3, C = 0,66, isochrone 4, C = 0,51, isochrone 5 = 0,42, isochrone 6 = 0,40. Penurunan hasil simulasi terhadap debit dan volume terukur pada kejadian Februari 2011 adalah simulasi 1: volume aliran 5,35% dan debit puncak 10,20%. Simulasi 2: volume aliran 12,14% dan debit puncak 14,73%. Simulasi 3: volume aliran 13,99% dan debit puncak 15,98%. Simulasi 3 dianggap lebih tepat digunakan guna mengurangi banjir di DAS Keduang karena mempunyai persentase penurunan terendah. Kata kunci : DAS Keduang, Banjir, Simulasi Tata Guna Lahan vi

4 perpustakaan.uns.ac.id ABSTRACT Ratih Baniva, 2013, Simulated Effects Of Land Use Against Flood Discharge In Keduang Watershed. Final project. Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering. University of Sebelas Maret Surakarta. Keduang watershed suffered critical condition which indicated by the frequent occurrence of flooding land and it covered by the perennials in Keduang left less than 10% into the fields led to reduce water infiltration (Alwin Darmawan, 2009). Floods hit parts of the Keduang watershed cause damage, which occurred on Keduang Bridge. The purpose of this studies are (1) Getting the calibration coefficient (C) on discharge and the volume calculated, (2) Getting the discharge ratio and volume resulting from the measurement and simulation of land-use change, (3) Obtain appropriate land use to reduce Keduang watershed flood discharge. This research is quantitative descriptive. Stages of research conducted with data collection topographic maps, the last land used, Automatic Water Level Recorder (AWLR), Automatic Rainfall Recorder (ARR). Then analyzed the data by looking for pairs of AWLR (measured) and ARR at the same time. Discharge measured results of using formulas AWLR rating curve and calculate the discharge used to time area method. Calibration coefficient (C) have measured and calculated the error rate was set at 10-20%. Then performed simulations with three alternative land use. The selection of the three land use alternatives compared with the measured results. Peak discharge values and the lowest water volume can be selected as the appropriate land use in order to reduce flood discharge of Keduang watershed. The results showed that the flow coefficient (C) on each isochrone isochrone is at 1, C = 0,60, isochrone 2, C = 0,53, isochrone 3, C = 0,66, isochrone 4, C = 0,51, isochrone 5, C = 0,42, isochrone 6, C = 0,40. The decrease of this simulation results against measured discharge and volume on the incidence of 14 to 15 February 2011 was the first simulation: 5,35% flow volume and peak discharge 10,20%. Simulation 2: volume flow of 12,14% and 14,73% peak discharge. Simulation 3: volume flow of 13,99% and 15,98% peak discharge. Simulation 3 is considered more appropriate to use in order to reduce flooding in the Keduang watershed because it is the lowest reduction percentage. Keywords: Keduang watershed, Flood, Land Use of Simulation vii

5 DAFTAR ISI Hal HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN DOSEN PEMBIMBING... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii perpustakaan.uns.ac.id MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACK... vii PRAKATA... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR NOTASI... xvii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Pustaka Landasan Teori Siklus Hidrologi Perencanaan Daerah Aliran Sungai Analisis Distribusi Curah Hujan Alat Pengukur Tinggi Muka Air Pembuatan Liku Kalibrasi (Rating Curve) Debit Banjir x

6 Metode Rasional Hidrograf Rasional Metode Time-Area Kalibrasi Koefisien Aliran (C) BAB 3 METODE PENELITIAN perpustakaan.uns.ac.id 3.1. Lokasi Penelitian Metodologi Penelitian Jenis Penelitian Pengumpulan Data Analisis Data BAB 4 ANALISIS DATA 4.1. Analisis Data Hujan Ketersediaan Data Hujan Input Data Debit Analisa Debit Rancangan Metode Time-Area Koefisien Aliran Kalibrasi Koefisien Aliran (C) Simulasi Tata Guna Lahan Simulasi Simulasi Simulasi BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

7 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Derajad Curah Hujan dan Intensitas Curah Hujan Tabel 2.2. Koefisien Aliran (C) Tabel 2.3. Proses Hujan-aliran dari tiap isochrone Tabel 4.1. Data Hujan Jam-Jaman Stasiun Jatisrono Tanggal Februari perpustakaan.uns.ac.id Tabel 4.2. Data Hujan Jam-Jaman Stasiun Jatisrono Tanggal 14 Desember Tabel 4.3. Data Debit Stasiun Ngadipiro Tanggal Februari Tabel 4.4. Data Debit Stasiun Ngadipiro Tanggal Desember Tabel 4.5. Nilai Koefisien Aliran (C) Pada Isochrone 1 Pada Hitungan Awal. 35 Tabel 4.6. Hasil Perhitungan Koefisien Aliran (C) pada tiap isochrones Pada Hitungan Awal Tabel 4.7. Analisa Time Area Kejadian Pasangan Hujan Februari Tabel 4.8. Hasil Debit Terhitung dan Debit Terukur Tanggal Februari Tabel 4.9. Analisa Time Area Kejadian Pasangan Hujan Desember Tabel Hasil Debit Terhitung dan Debit Terukur Tanggal Desember Tabel Selisih Volume, Debit puncak dan Waktu Puncak Pada Hidrograf Pasangan Hujan Tanggal Februari Tabel Selisih Volume, Debit puncak dan Waktu Puncak Pada Hidrograf Pasangan Hujan Tanggal Desember Tabel Nilai Koefisien Aliran (C) Pada Isochrone 1 Setelah Kalibrasi Tabel Hasil Perhitungan Koefisien Aliran (C) Tiap Isochrone Setelah Kalibrasi Tabel Analisa Time Area Kejadian Pasangan Hujan Februari xii

8 Tabel Hasil Debit Terhitung dan Debit Terukur Tanggal Februari Tabel Analisa Time Area Kejadian Pasangan Hujan Desember Tabel 4.18 Hasil Debit Terhitung dan Debit Terukur Tanggal Desember perpustakaan.uns.ac.id Tabel 4.19 Selisih Volume, Debit puncak dan Waktu Puncak Pada Hidrograf Pasangan Hujan Tanggal Februari Tabel 4.20 Selisih Volume, Debit puncak dan Waktu Puncak Pada Hidrograf Pasangan Hujan Tanggal Desember Tabel 4.21 Nilai Koefisien Aliran (C) Pada isochrone 1 Simulasi Tabel 4.22 Hasil Koefisien Aliran (C) Tiap Isochrone Simulasi Tabel 4.23 Analisa Time Area Kejadian Pasangan Hujan Februari 2011 Pada Simulasi Tabel 4.24 Debit Pada Simulasi 1 Tanggal Februari Tabel 4.25 Analisa Time Area Kejadian Pasangan Hujan Desember 2011 Pada Simulasi Tabel 4.26 Debit Pada Simulasi 1 Tanggal Desember Tabel 4.27 Hasil Volume, Debit puncak dan Waktu Puncak Pada Simulasi Tabel 4.28 Nilai Koefisien Aliran (C) Pada Isochrone 1 Simulasi Tabel 4.28 Nilai Koefisien Aliran (C) Pada Isochrone 1 Simulasi 2 (Lanjutan) 54 Tabel 4.29 Nilai Koefisien Aliran (C) Pada Tiap Isochrone Simulasi Tabel 4.30 Analisa Time Area Kejadian Pasangan Hujan Februari 2011 Pada Simulasi Tabel 4.31 Debit Pada Simulasi 2 Tanggal Februari Tabel 4.32 Analisa Time Area Kejadian Pasangan hujan Desember 2011 Pada Simulasi Tabel 4.33 Debit Pada Simulasi 2 Tanggal Desember Tabel 4.34 Hasil Volume, Debit Puncak dan Waktu Puncak Pada Simulasi Tabel 4.35 Nilai Koefisien Aliran (C) Pada Isochrone 1 Simulasi Tabel 4.36 Nilai Koefisien Aliran (C) Tiap Isochrone Simulasi Tabel 4.37 Analisa Time Area Kejadian Pasangan Hujan Februari 2011 Pada Simulasi xiii

9 Tabel 4.38 Debit Pada Simulasi 3 Tanggal Februari Tabel 4.39 Analisa Time Area Kejadian Pasangan Hujan Desember 2011 Pada Simulasi Tabel 4.41 Nilai Volume Debit Puncak dan Waktu Puncak Pada Simulasi Tabel 4.42 Prosentase Penurunan Volume Limpasan Dan Debit Puncak Pada Kejadian Pasangan Hujan Tanggal Februari 2011 Pada perpustakaan.uns.ac.id terukur dan Alternatif Tabel 4. Prosentase Penurunan Volume Limpasan dan Debit Puncak Kejadian Pasangan Hujan Tanggal Desember 2011 Pada terukur dan Alternatif xiv

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Siklus Hidrologi... 6 Gambar 2.2. Pengaruh Bentuk DAS pada Aliran Permukaan... 9 perpustakaan.uns.ac.id Gambar 2.3. Pengaruh Kerapatan Saluran Hidrograf Aliran Permukaan Gambar 2.4. Hidrograf Aliran Tipikal dengan tc=dh Gambar 2.5. Hidrograf Aliran Tipikal dengan tc<dh Gambar 2.6. Hidrograf Aliran Tipikal dengan tc>dh Gambar 2.7. Metode Time-Area Gambar 2.8. Hujan Rencana Tipikal Gambar 2.9. Pergerakan Hidrograf Aliran Sub DAS Gambar 3.1. Peta Pembagian Wilayah DAS Keduang Gambar 3.2. Bagan Alir Penelitian Gambar 4.1. Letak AWLR Ngadipiro dan ARR Jatisrono Gambar 4.2. Hidrograf Aliran Ngadipiro Tanggal Februari Gambar 4.3. Hidrograf Aliran Ngadipiro Tanggal Desember Gambar 4.4. Peta Pembagian Isochrone Gambar 4.5. Hidrograf Keluaran Tanggal Februari Gambar 4.6. Hidrograf Keluaran Tanggal Desember Gambar 4.7. Hidrograf Keluaran Tanggal Februari Gambar 4.8. Hidrograf Keluaran Tanggal Desember Gambar 4.9. Landuse Simulasi Gambar Hidrograf Keluaran Tanggal Februari 2011 (Simulasi 1).. 50 Gambar Hidrograf Keluaran Tanggal Desember 2011 (Simulasi 1) 52 Gambar Landuse Simulasi Gambar Hidrograf Keluaran Tanggal Februari 2011 (Simulasi 2).. 56 Gambar Hidrograf Keluaran Tanggal Desember 2011 (Simulasi 2) 57 Gambar Landuse Simulasi Gambar Hidrograf Keluaran Tanggal Februari 2011 (Simulasi 3).. 61 Gambar Hidrograf Keluaran Tanggal Desember 2011 (Simulasi 3) 63 xv

11 Gambar Perbandingan Volume Aliran Pada Simulasi dan Terukur Pada Pasangan Hujan Februari Gambar Perbandingan Debit Puncak Pada Pada Simulasi dan Terukur Pada Pasangan Hujan Februari Gambar Perbandingan Volume Aliran Pada Simulasi dan Terukur Pada Pasangan Hujan Desember perpustakaan.uns.ac.id Gambar Perbandingan Debit Puncak Pada Pada Simulasi dan Terukur Pada Pasangan Hujan Desember xvi