BAB I PENDAHULUAN I. Umum Di bumi terdapat kira-kira sejumlah 1,3-1,4 milyard km 3 : 97,5% adalah air laut, 1,75% berbentuk es dan 0,73% berada di daratan sebagai air sungai, air danau, air tanah dan sebagainya. Hanya 0,001% berbentuk uap di udara. Air di bumi ini mengulangi terus menerus sirkulasi penguapan, presipitasi dan pengaliran keluar (outflow). Air menguap ke udara dari permukaan tanah dan laut, berubah menjadi awan melalui beberapa proses dan kemudian jatuh sebagai hujan atau salju ke permukaan laut atau daratan. Sebelum tiba ke permukaan bumi sebagian langsung menguap ke udara dan sebagian tiba ke permukaan bumi. Tidak semua bagian hujan yang jatuh ke permukaan bumi mencapai permukaan tanah. Sebagian air hujan yang tiba ke permukaan tanah akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi). Bagian lain yang merupakan kelebihan akan mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah, kemudian mengalir ke daerah-daerah yang rendah, masuk ke sungai-sungai dan akhirnya ke laut. Tidak semua butir air yang mengalir akan tiba ke laut. Dalam perjalanan ke laut sebagian akan menguap dan kembali ke udara. Sebagian air yang masuk ke dalam tanah keluar kembali ke sungai-sungai (disebut aliran intra). Tetapi sebagian besar akan tersimpan sebagai air tanah (groundwater) yang akan keluar sedikit demi sedikit dalam jangka waktu yang lama ke permukaan tanah di daerah-daerah yang rendah yang disebut dengan limpasan air tanah. Jadi, sungai itu mengumpulkan 3 jenis limpasan, yakni limpasan permukaan, aliran intra dan limpasan air tanah yang akhirnya akan mengalir ke laut. Singkatnya
ialah : uap dari laut dihembus ke daratan (kecuali bagian yang telah jatuh sebagai presipitasi ke laut), jatuh ke daratan sebagai presipitasi (sebagian jatuh langsung ke sungai-sungai dan mengalir langsung ke laut). Sebagian dari hujan atau salju yang jatuh di daratan menguap dan meningkatkan kadar uap di atas daratan. Bagian yang lain mengalir ke sungai dan akhirnya ke laut. Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah daerah yang dianggap sebagai wilayah dari suatu titik tertentu pada suatu sungai dan dipisahkan dari DAS-DAS di sebelahnya oleh suatu pembagi (divide), atau punggung bukit/gunung yang dapat ditelusuri pada peta topografi. Semua air yang berasal dari daerah yang dikelilingi oleh pembagi tersebut dialirkan melalui titik terendah pembagi, yaitu tepat yang dilalui oleh sungai utama pada DAS yang bersangkutan. Pada umumnya dianggap bahwa aliran air tanah sesuai pula dengan pembagi-pembagi di atas permukaan tanah, tetapi anggapan ini tidaklah selalu benar, dan nyatanya banyak sekali air yang diangkut dari DAS yang satu ke DAS lainnya sebagai air tanah. II. Latar Belakang Dalam menghadapi ketidakseimbangan antara ketersediaan air yang cenderung menurun dan kebutuhan air yang semakin meningkat, maka sumberdaya air wajib dikelola dengan memperhatikan fungsi sosial, lingkungan hidup dan ekonomi secara selaras. Ketersediaan sumberdaya air yang cenderung menurun tersebut juga dialami beberapa sungai sepanjang Daerah Aliran Sungai di Sumatera Utara. Tuntutan kemampuannya dalam menunjang sistem kehidupan masyarakat atas memanfaatkan sumberdaya air demikian besarnya baik bagian hulu maupun hilir.
Hujan yang jatuh pada suatu tata guna lahan akan menguap, meresap dan menjadi aliran/limpasan permukaan. Pemanfaatan lahan pada suatu DAS untuk berbagai penggunaan, akan mempengaruhi besarnya aliran yang terjadi di sungai. Hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya bagian hujan yang meresap ke dalam tanah tergantung pada masing-masing tata guna lahan di mana hujan jatuh. Sebagai contoh apabila lahan hutan pada suatu DAS berubah menjadi lahan pemukiman, tentu akan berpengaruh pada jumlah air hujan yang meresap ke dalam tanah. Air hujan yang masuk ke sungai menjadi lebih banyak. Akibatnya kebanjiran akan sering terjadi pada musim penghujan dan kekeringan di musim kemarau. Di samping itu, adanya perubahan iklim juga mempengaruhi intensitas curah hujan pada suatu DAS, yang juga akan mempengaruhi limpasan dan debit sungai. III. Tujuan dan Manfaat III.1. Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui koefisien limpasan pada DAS Ular dengan data debit rata-rata sungai Ular sebagai parameter utama. 2. Mengetahui koefisien limpasan pada DAS Ular dengan parameter utama adalah data tata guna lahan pada DAS Ular. Kemudian dari hasil yang diperoleh dilakukan prediksi tata guna lahan pada tahun yang akan datang. 3. Berdasarkan nilai koefisien limpasan pada DAS Ular dengan data tata guna lahan sebagai parameter utama, maka dihitung debit banjir maksimum pada tiap tahun pengamatan.
III.2. Manfaat Dengan adanya penelitian ini diharapkan memberikan masukan, menambah pengetahuan dan wawasan akan kondisi DAS Ular bagi masyarakat dan pemerintah. Selain itu juga diharapkan dapat meningkatkan kesadaran kita sebagai pengguna air mengenai pentingnya mengelola sumberdaya air. Dan semoga penelitian ini dapat menjadi pedoman atau bahan pertimbangan dalam penerapannya di lapangan. IV. Ruang Lingkup Pembahasan Pada tugas akhir ini, penulis akan membahas masalah pada aliran permukaan dengan Rumus Rasional. Q = C *i *A = 0,00277 C *i *A Dimana, Q = Debit banjir maksimum (m 3 /detik) C = Koefisien limpasan i = Intensitas curah hujan rata-rata selama waktu tiba dari banjir (mm/jam) A = Daerah pengaliran (Ha) Nilai koefisien limpasan C menentukan bagian curah hujan yang akan mengalir sebagai air limpasan. Besar kecilnya nilai C tergantung pada permeabilitas dan kemampuan tanah dalam menampung air. Nilai yang kecil menunjukkan bahwa sebagian besar air ditampung untuk waktu tertentu. Sementara daerah dengan nilai C besar menunjukkan bahwa hampir semua air hujan akan menjadi air limpasan.
V. Pembatasan Masalah Pada tugas akhir ini, penulis membatasi masalah pada: 1. Air hujan yang menginfiltrasi tertahan sebagai kelembaban tanah di mana besarnya jumlah infiltrasi tersebut tergantung pada tata guna lahan. 2. Perhitungan limpasan permukaan hanya memperhitungkan curah hujan yang terjadi di wilayah tersebut tanpa memperhitungkan curah hujan dari tempat lain 3. Curah hujan terjadi dengan intensitas yang tetap dalam satu jangka waktu tertentu, setidaknya sama dengan waktu konsentrasi. 4. Koefisien run off dianggap tetap selama durasi hujan. 5. Luas DAS tidak berubah selama durasi hujan. VI. Sistematika Penulisan 1. Pendahuluan Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan meliputi tinjauan umum, latar belakang, tujuan dan manfaat, rung lingkup pembahasan dan metodologi penelitian. 2. Tinjauan Pustaka Merupakan penguraian berbagai literature yang berkaitan dengan penelitian. Di dalamnya termasuk siklus hidrologi, hidrologi sungai dan limpasan (runoff). 3. Metodologi Penelitian
Merupakan penguraian mengenai DAS Ular, yang meliputi deskripsi wilayah, batas administrasi, luas wilayah, kependudukan, klimatologi dan kondisi fisik. 4. Pembahasan Memaparkan analisa dan hasil perhitungan koefisien limpasan dan debit banjir maksimum dari data-data yang diperoleh. 5. Kesimpulan dan Saran VII. Metodologi Penelitian Dalam menganalisa hasil study ini maka penulis mencari bahan-bahan dan data-data yang diperlukan melalui: 1. Mengumpulkan literatur dari beberapa buku yang berkenaan dengan Hidrologi Pengairan. 2. Mengumpulkan data-data yang diperlukan yaitu data sekunder, yang diperoleh dari instansi terkait dalam pengelolaan DAS Ular. 3. Pengolahan data dilakukan melalui tahap-tahap berikut: Tahap I : a. Menentukan hujan harian maksimum rerata untuk tiap-tiap tahun data. b. Menghitung koefisien limpasan dengan data debit sungai yang tersedia. c. Menghitung perkiraan koefisien limpasan tahun berikutnya dengan menggunakan Regresi Linear.
Tahap II: a) Menghitung luasan tata guna lahan dari data tahun pertama. b) Menghitung luasan tata guna lahan dari data tahun kedua. c) Menghitung perkiraan tata guna lahan tahun berikutnya dengan menggunakan Regresi Linear. d) Menghitung nilai koefisien limpasan gabungan dari luasan tata guna lahan pada data tahun pertama. e) Menghitung nilai koefisien limpasan gabungan dari luasan tata guna lahan pada data tahun kedua. f) Menghitung nilai koefisien limpasan gabungan dari luasan tata guna lahan pada data tahun berikutnya. Tahap III : a) Menentukan hujan harian maksimum rerata untuk tiap-tiap tahun data. b) Menentukan parameter statistik dari data yang telah diurutkan dari besar ke kecil, yaitu: Mean, Standard Deviation, Coeffisient of Variation, Coeffisient of Skewness, Coeffisient of kurtosis. c) Menentukan jenis distribusi yang sesuai berdasarkan parameter statistik yang ada. d) Menganalisa Frekuensi dan probabilitas dan melakukan uji kecocokan dengan paremeter chi-kuadrat. e) Menghitung intensitas hujan yang diturunkan dari data curah hujan harian. intensitas hujan (mm/jam) dapat diturunkan dari data curah hujan harian (mm) empirik menggunakan metode mononobe.
f) Menghitung debit banjir maksimum dengan menggunakan data koefisien limpasan pada tahap II.