Analisis Potensi Resiko Banjir Pada DAS Yang Mencakup Kota Medan Dengan Menggunakan Sistem Informasi Geografis (SIG)

(1)

ANALISIS POTENSI RESIKO BANJIR PADA DAS YANG

MENCAKUP KOTA MEDAN DENGAN

MENGGUNAKAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS

(SIG)

TESIS

OLEH:

ASRIL ZEVRI

117016015/TS

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ANALISIS POTENSI RESIKO BANJIR PADA DAS YANG

MENCAKUP KOTA MEDAN DENGAN

MENGGUNAKAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS

(SIG)

TESIS

Syarat untuk memperoleh Gelar Magister Teknik

Pada Program Studi Magister Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

OLEH:

ASRIL ZEVRI

117016015/TS

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

Judul Tesis : ANALISIS POTENSI RESIKO BANJIR PADA DAS YANG MENCAKUP KOTA MEDAN DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS (SIG)

Nama Mahasiswa : Asril Zevri Nomor Pokok : 117016015

Program Studi : Magister Teknik Sipil

Menyetujui: Komisi Pembimbing,

Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc Ketua

Medis Sejahtera Surbakti, ST. MT Ir. Rudi Iskandar, MT Anggota Anggota

Ketua Program Studi, Dekan,

Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME

(4)

Telah Diuji Pada

Tanggal Lulus : 24 April 2014

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc

Anggota : Medis Sejahtera Surbakti, ST. MT Ir. Rudi Iskandar, MT

(5)

ABSTRAK

Hilir daerah aliran sungai (DAS) Sungai Belawan dan Deli mencakup jantung Kota Medan, sehingga kedua DAS ini memiliki pengaruh yang penting terhadap kondisi lahan dan lingkungan di Kota Medan. Debit banjir mereka yang meningkat membuat dataran banjir semakin meluas yang mengakibatkan resiko banjir seperti kerugian dan kerusakan akibat genangan semakin tinggi.

Penelitian ini bermaksud menganalisa potensi resiko banjir di DAS Belawan dan DAS Deli secara kuantitatif dan sistematis dengan sistem informasi geografis (SIG). Dalam menganalisanya, penelitian ini mempunyai tujuan yaitu 1)menganalisa potensi banjir dengan menggunakan software HEC-RAS, 2)memprediksi daerah genangan banjir dari hasil analisa di atas dengan SIG dan melakukan analisa spasial dan 3) mengestimasi resiko banjir yang terjadi.

Data peta yang diperlukan untuk menyusun lapisan informasi yang relevan dalam menganalisa potensi banjir adalah peta curah hujan, peta topografi, peta infrastuktur kota Medan, dan peta tata guna lahan. Lapisan-lapisan peta ini diperlukan untuk menghitung debit banjir dengan kala ulang 25, 50, dan 100 tahun. Selanjutnya pengukuran memanjang dan melintang sungai perlu dilaksanakan agar analisa profil muka air sungai dapat dibuat dengan bantuan software HEC-RAS. Hasil analisa HEC-RAS ditumpangtindihkan (overlay) dengan peta infrastruktur Kota Medan, maka dengan menggunakan sistem informasi geografis resiko banjir dapat diestimasi.

Hasil penelitian menunjukan untuk Sungai Deli memiliki potensi banjir akibat debit banjir tahunan periode ulang 25,50, dan 100 tahun yang menimbulkan tinggi banjir mencapai 5 meter dan luas genangan mencapai 11.74 km,2 sehingga mengakibatkan 30 daerah genangan di Kota Medan. Resiko kerugian penduduk yang terkena dampak banjir mencapai 219658 orang dengan biaya sebesar Rp 846,750,183,208,-. Untuk Sungai Babura menimbulkan tinggi banjir mencapai 4 meter dan luas genangan mencapai 3.20 km2, sehingga mengakibatkan 14 daerah genangan di Kota Medan. Resiko kerugian penduduk yang terkena dampak banjir mencapai 60711 orang dengan biaya sebesar Rp 270,150,698,007,-. Sedangkan untuk Sungai Belawan menimbulkan tinggi banjir mencapai 4 meter dan luas genangan mencapai 0.30 km,2 sehingga mengakibatkan 3 daerah genangan di Kota Medan. Resiko kerugian penduduk yang terkena dampak banjir mencapai 12625 orang dengan biaya sebesar Rp 41,940,528,190,-. Kemudian infrasruktur yang terkena dampak banjir akibat luapan Sungai Deli dan Babura mengakibatkan sebanyak 13 ruas jalan arteri sekunder, 6 unit infrastruktur transportasi, 5 unit fasilitas utama dan 401 unit fasilitas umum. Sedangkan Sungai Belawan mengakibatkan infrastruktur yang terkena dampak banjir sebanyak 1 ruas jalan arteri sekunder, 2 infrastruktur transportasi dan 6 unit fasilitas umum.

(6)

ABSTRACT

Downstream watershed of Belawan River and Deli River includes the heart of the city of Medan that both watersheds have the most important influence on the land and environmental conditions of the city of Medan.The increased flood discharge of these two rivers makes the floodplains increasingly widespread resulting in the blood risk in the forms of loss and damage due to the increasinglywater inundation.

The purpose of this study was to quantitatively and systematically analyze the flood risk potential along the watersheds of Belawan and Deli Rivers through a geographic information system (GIS). In analyzing it, the purpose of this study was 1) to analyze flood potential through HEC-RAS software, 2) to predict flood inundation area based on the result of analysis above through GIS and spatial analysis, and 3) to estimate the risk of the flood occured.

The data map needed to compile relevant information layers in analyzing flood potential were the map of rainfall, the map of topography, the map of infrastructure of Medan, and the map of land use. The layers of these maps were needed to calculate the flood debit repeated in 25, 50, and 100 years. Further, longitudinal and transverse measurements need to be implemented that the analysis of the profile of the river water level can be madethrough HEC-RAS software. The result of HEC-RAS analysis was overlaid with the map of the infrastructure of the city of Medan then through geographic information system (GIS) the flood risk could be estimated.

The result of this study showed that Deli River has flood potential due to the annual flood debit repeated in 25, 50, and 100 years causing the flood of 5 meters high and the widespread of inundation reached up to 11.74 km2 wide that created 30 flood inundation areas in the city of Medan. The risk of loss experienced by the population impacted by the flood reached 219,658 people with the cost of Rp. 846,750,183,208.- Babura River caused the flood of 4 meters high and the widespread of inundation reached up to 3.20 km2 wide that created 14 flood inundation areas in the city of Medan. The risk of loss experienced by the population impacted by the flood reached 60,711 people with the cost of Rp. 270,150,698,007.- While Belawan River caused the flood of 4 meters high and the widespread of inundation reached up to 0.30 km2 wide that created 3 flood inundation areas in the city of Medan. The risk of loss experienced by the population impacted by the flood reached 12,625 people with the cost of Rp. 41,940,528,190.- The infrastructure impacted by the flood due to the overflow of Deli and Babura Rivers were 13 secondary arterial roads, 6 transportation infrastructure units, 5 units of major facilities and 401 units of public facilities, while Belawan River impacted 1 secondary arterial roads, 2 transportation infrastructure units, and 6 units of public facilities.

(7)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis ini.

Tesis ini berjudul “Analisis Potensi Resiko Banjir Pada DAS Yang Mencakup Kota Medan Dengan Menggunakan Sistem Informasi Geografis (SIG)”. Tesis ini merupakan hasil dari analisis program HEC-RAS dalam menganalisa potensi banjir dan mengestimasi resiko banjir dengan menggunakan program Mapinfo

sebagai salah satu alat dalam sistem informasi geografis.

Tesis ini diselesaikan sebagai salah satu diantara persyaratan untuk

menyelesaikan pendidikan dan memperoleh gelar Magister Teknik pada Fakultas

Teknik Program Magister Teknik Sipil Jurusan Manajemen Prasarana Publik

Universitas Sumatera Utara.

Penulis mengucapkan terima kasih atas saran/ide/masukan dan waktunya kepada

Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc sebagai Ketua Komisi Pembimbing dan

Bapak Medis Sejahtera Surbakti, ST. MT dan Ir. Rudi Iskandar, MT sebagai Anggota

Komisi Pembimbing, kepada Bapak Ir. Syahrizal, MT, Bapak Ir. Zulkarnaen Abdul

Muis, M.Eng,Sc, Bapak Ir. Makmur Ginting, M.Sc sebagai pembanding serta Para Staf

Pengajar Magister Teknik Sipil yang telah memberikan materi kuliah selama masa

perkuliahan, kepada Abangda Yun Ardi yang telah banyak membantu dalam urusan

administrasi di Magister Teknik Sipil USU dan kepada para rekan sejawat Fais Isma,

ST dan Alexander Tuahta Sihombing, ST terima kasih atas kebersamaan selama

menjalani kuliah selama ini.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto,

MSCE sebagai Ketua Jurusan Magister Teknik Sipil dan Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT

sebagai Sekretaris Jurusan Magister Teknik Sipil, kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami

(8)

Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp.A(K) sebagai Rektor Universitas Sumatera

Utara.

Kepada kedua orang tua ayahanda Ir. Azmi Hamidi dan Ibunda Sri Rahayu

yang telah memberikan bimbingan, dukungan, perhatian dan doanya selama ini, serta

kakanda Astri Pratiwi, abangda Azis Silalahi serta adinda Azuhra Yulinda yang selalu

memberikan semangat maupun bantuan dalam menyelesaikan tesis ini.

Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna disebabkan

keterbatasan pengetahuan, pengalaman serta referensi yang penulis miliki. Untuk itu

penulis mengharapkan saran–saran dan kritik demi kesempurnaan tesis ini di masa

yang akan datang.

Akhirnya penulis mengucapkan terima kasih dan semoga tesis ini dapat

bermanfaat bagi kita.

Medan, April 2014 Penulis,

(9)

PERNYATAAN

Bersama ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang

pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di Perguruan Tinggi manapun dan

sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah

ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis disebutkan dalam

naskah penulisan ini dan disebabkan dalam daftar pustaka.

Medan, April 2014

Penulis,

(10)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

I. Data Pribadi

1. Nama : Asril Zevri

2. Tempat/Tanggal Lahir : Kuala/19 Agustus 1987

3. Jenis Kelamin : Laki-Laki

4. Pekerjaan : Karyawan Swasta

5. Agama : Islam

6. Alamat : JL. Tengku Amir Hamzah No. 19 A Binjai

II. Riwayat Pendidikan

1. SD Negeri 020263 Binjai tahun 1993 - 1999

2. SMP Negeri 3 Binjai tahun 1999 - 2002

3. SMA Negeri 1 Binjai tahun 2002 - 2005

4. S1 Teknik Sipil FT USU Medan tahun 2005 - 2010

5. S2 Teknik Sipil FT USU Medan tahun 2011 - 2013

III. Riwayat Pekerjaan

Juni 2010- Desember 2010 : Proyek Evaluasi Medan Flood Control Medan

PT. Koridor Multigatra, sebagai Asisten Tenaga

Ahli Sungai.

Mei 2011 - Mei 2014 : Proyek Pembangunan Rumah Minimalis Polonia

Medan PT. Bina Reksa Estate, sebagai Supervisor

(11)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK...i

ABSTRACT...ii

KATA PENGANTAR... iii

PERNYATAAN... v

DAFTAR RIWAYAT HIDUP... vi

DAFTAR ISI...vii

DAFTAR TABEL... xiv

DAFTAR GAMBAR... xx

DAFTAR NOTASI...xxiv

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1 Latar Belakang...1

1.2 Rumusan Masalah... 2

1.3 Tujuan Penelitian... 3

1.4 Manfaat Penelitian... 3

1.5 Ruang Lingkup dan Pembatasan Masalah... 4

1.5.1 Ruang Lingkup... 4

1.5.2 Pembatasan Masalah... 4

1.6 Sistematika Penelitian………..5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 6

2.1 Daerah Aliran Sungai...6

2.1.1 Pengertian Daerah Aliran Sungai... 6

2.1.2 Pengertian Sungai...7

2.1.3 Bentuk-bentuk Daerah Aliran Sungai...9

2.2 Potensi Banjir... .11

(12)

2.2.2 Daerah Rawan Banjir... 13

2.2.3 Tingkat Bahaya Banjir...14

2.2.4 Potensi Banjir Sungai Deli... 15

2.2.5 Potensi Banjir Sungai Babura... 17

2.3 Curah Hujan...18

2.3.1 Faktor Curah Hujan... 18

2.3.2 Analisa Curah Hujan Kawasan... 19

2.3.3 Analisa Frekuensi... 21

2.3.4 Uji Kecocokan (Goodnes of Fittest Test)... 24

2.3.5 Intensitas Curah Hujan... 25

2.3.6 Waktu Konsentrasi... 26

2.3.7 Koefisien Limpasan...26

2.4 Debit Banjir...28

2.4.1 Debit Banjir... 28

2.4.2 Metode Perhitungan Debit Banjir... 28

2.4.2.1 Metode Rasional... 28

2.4.2.2 Metode Hidrograf Banjir... 29

2.5 Aplikasi HEC-RAS...35

2.5.1 Graphical User Interface...36

2.5.2 Analisa Hidraulika...37

2.5.3 Penyimpanan Data dan Manajemen Data... 38

2.5.4 Grafik dan Pelaporan...39

2.5.5 HEC-RAS dalam Analisa Potensi Banjir... 40

2.6 Sistem Informasi Geografis (SIG)... 41

2.6.1 Pengertian Sistem Informasi Geografis (SIG)... 41

2.6.2 Kelebihan Sistem Informasi Geografis (SIG)... 42

2.6.3 Data Spasial...43

2.6.4 Penginderaan Jauh...43

2.6.5 Overlay.....44

(13)

2.7 Estimasi Resiko Banjir...47

BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 49

3.1 Lokasi Penelitian...49

3.2 Data dan Alat Penelitian………..51

3.3 Asumsi Pada Penelitian.……….. 52

3.4 Metodologi Pengolahan Data.………. 54

3.4.1 Data Profil Sungai... 54

3.4.2 Observasi Data Curah Hujan...54

3.4.3 Uji Kecocokan (Goodness of Fittest Test)...55

3.4.4 Menganalisa Debit Banjir Rancangan dengan Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu... 56

3.4.5 Menganalisa Pemodelan Potensi Banjir dengan HEC-RAS......56

3.4.6 Prediksi Daerah Genangan Banjir dengan Sistem Informasi Geografis (SIG)... 57

BAB IV ANALISA PEMBAHASAN... 60

4.1 Perhitungan Curah Hujan Kawasan DAS Deli... 60

4.2 Perhitungan Koefisien Pengaliran DAS Deli... 63

4.3 Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Deli... 65

4.3.1 Metode Distribusi Gumbel... 66

4.3.2 Metode Distribusi Log Pearson Tipe III... 67

4.3.3 Metode Distribusi Normal...68

4.3.4 Metode Distribusi Log Normal... 69

4.4 Uji Kecocokan (Godness of Fit test) DAS Deli...71

4.5 Debit Banjir Rancangan Metode Hidrograf Sintetik Nakayasu Sungai Deli... 72

4.6 Analisa Potensi Banjir Sungai Deli dengan menggunakan HEC-RAS... 80

(14)

4.6.2 Analisa Potensi Banjir Sungai Deli Periode Q50Tahun…….82

4.6.3 Analisa Potensi Banjir Sungai Deli Periode Q25 Tahun……. 83

4.7 Perhitungan Curah Hujan Kawasan DAS Babura... 87

4.8 Perhitungan Koefisien Pengaliran DAS Babura... 90

4.9 Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Babura... 91

4.9.2 Metode Distribusi Log Pearson Tipe III... 93

4.9.3 Metode Distribusi Normal...94

4.10 Uji Kecocokan (Godness of Fit test) DAS Babura... 97

4.11 Debit Banjir Rancangan Metode Hidrograf Sintetik Nakayasu Sungai Babura... 98

4.12 Analisa Potensi Banjir Sungai Babura dengan menggunakan HEC-RAS... 106

4.12.1 Analisa Potensi Banjir Sungai Babura Periode Q100Tahun....106

4.12.2 Analisa Potensi Banjir Sungai Babura Periode Q50 Tahun.... 107

4.12.3 Analisa Potensi Banjir Sungai Babura Periode Q25 Tahun.... 108

4.13 Perhitungan Curah Hujan Kawasan DAS Belawan...111

4.14 Perhitungan Koefisien Pengaliran DAS Belawan...114

4.15 Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan... 116

4.15.2 Metode Distribusi Normal... 118

4.15.3 Metode Distribusi Log Pearson III... 119

4.16 Uji Kecocokan (Godness of Fit test) DAS Belawan... 122

4.17 Debit Banjir Rancangan Metode Hidrograf Sintetik Nakayasu Sungai Belawan... 122

4.18 Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan dengan menggunakan HEC-RAS... 131

(15)

4.18.2 Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode

Q50 Tahun... 132

4.18.3 Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode

Q25 Tahun... 133

4.19 Prediksi Daerah Genangan Banjir Dengan Sistem Informasi

Geografis...135

4.19.1 Prediksi Daerah Genangan Banjir Sungai Deli………...136

4.19.1.1 Prediksi Daerah Genangan Banjir Sungai Deli

Periode Q100 Tahun... 136

Periode Q50Tahun………... 137

4.19.2 Prediksi Daerah Genangan Banjir Sungai Babura... 139

4.19.2.1 Prediksi Daerah Genangan Banjir Sungai Babura

4.19.3 Prediksi Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan...142

4.19.3.1 Prediksi Daerah Genangan Banjir

Sungai Belawan Periode Q100 Tahun... 142

4.20 Estimasi Resiko Banjir... 143

4.20.1 Estimasi Resiko Banjir Sungai Deli... 144

4.20.1.1 Estimasi Resiko Banjir Sungai Deli Periode

(16)

Q50Tahun………... 148

Q25Tahun………... 150

4.20.2 Estimasi Resiko Banjir Sungai Babura... 152

4.20.2.1 Estimasi Resiko Banjir Sungai Babura

4.20.3 Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan... 158

4.20.3.1 Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan

4.21 Prediksi Daerah Genangan Banjir Tehadap Infrastruktur

di Kota Medan... 162

4.21.1 Prediksi Daerah Genangan Banjir DAS Deli terhadap

Infrastruktur Jalan dan Transportasi di Kota Medan………..163

4.21.2 Prediksi Daerah Genangan Banjir DAS Deli

Terhadap Fasilitas Utama di Kota Medan... 164

4.21.3 Prediksi Daerah Genangan Banjir Sungai Deli

Terhadap Fasilitas Umum di Kota Medan... 164

4.21.4 Prediksi Daerah Genangan Banjir Sungai Babura

4.21.5 Prediksi Daerah Genangan Banjir DAS Belawan

(17)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 168

5.1 Kesimpulan... 168

5.2 Saran... 172

(18)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1 Tingkat Bahaya Banjir ... 15

2.2 Perkiraan Debit Banjir Periode Ulang Sungai Deli (JICA, 1992) ... 17

2.3 Perkiraan Debit Banjir Periode Ulang Sungai Babura (JICA, 1992) ... 18

2.4 Tabel nilai ∆P kritis Smirnov-kolmogrov (Kamiana, 2011) ... 25

2.5 Nilai Koefisien Limpasan……….. 27

4.1 Luas Areal Pengaruh Stasiun Hujan Daerah Aliran Sungai Deli ... 60

4.2 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Polonia .. 61

4.3 Data Curah Hujan Bulan dan Harian Maksimum Stasiun Tuntungan... 61

4.4 Data Curah Hujan Bulan dan Harian Maksimum Stasiun Patumbak .. 62

4.5 Perhitungan Curah Hujan Regional Harian Maksimum DAS Deli ... 63

4.6 Zona Penggunaan Lahan di DAS Deli ... 63

4.7 Nilai Koefisen Pengaliran di DAS Deli ... 64

4.8 Rangking Curah Hujan Regional Harian Maksimum DAS Deli ... 65

4.9 Hasil Perhitungan dengan Metode Gumbel ... 66

4.10 Hasil Perhitungan dengan Metode Log Pearson Tipe III ... 67

4.11 Hasil Perhitungan dengan Metode Distribusi Normal ... 68

4.12 Hasil Perhitungan dengan Metode Distribusi Log Normal ... 69

4.13 Resume Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Harian DAS Deli ... 70

4.14 Uji Distribusi Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Deli ... 71

(19)

4.16 Persamaan Lengkung Hidrograf Nakayasu……… . 74

4.17 Distribusi Curah Hujan Rencana DAS Deli……… . 76

4.18 Perhitungan Satuan Unit Hidrograf Sungai Deli ………. 77

4.19 Debit Banjir Rancangan Sungai Deli menurut Periode Kala Ulang….. 78

4.20 Resume Tinggi Banjir Maksimum Sungai Deli menurut Periode Kala Ulang……… 86

4.21 Luas Areal Pengaruh Stasiun Hujan Daerah Aliran Sungai Babura .... 87

4.22 Data Curah Hujan Bulan dan Harian Maksimum Stasiun Polonia ... 88

4.23 Data Curah Hujan Bulan dan Harian Maksimum Stasiun Tuntungan . 88 4.24 Data Curah Hujan Bulan dan Harian Maksimum Stasiun Patumbak .. 89

4.25 Perhitungan Curah Hujan Regional Maksimum Harian Das Babura... 90

4.26 Nilai Koefisien Pengaliran DAS Babura ... 91

4.27 Rangking Curah Hujan Regional Harian Maksimum DAS Babura .... 92

4.29 Hasil Perhitungan dengan Metode Log Pearson Tipe III ... 93

4.30 Hasil Perhitungan Metode Distribusi Normal ... 94

4.31 Hasil Perhitungan Metode Distribusi Log Normal ... 95

4.32 Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Babura ... 96

4.33 Uji Distribusi Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Babura ... 97

4.34 Persamaan Lengkung Hidrograf Nakayasu ... 100

4.35 Distribusi Curah Hujan Rencana DAS Babura ... 102

4.36 Perhitungan Satuan Unit Hidrograf Sungai Babura ... 103

(20)

4.38 Resume Tinggi Banjir Sungai Babura menurut Periode Kala Ulang ... 110

4.39 Luas Areal Pengaruh Stasiun Hujan Daerah Aliran Sungai Belawan .. 111

4.40 Data Curah Hujan Bulan dan Harian Maksimum Stasiun Belawan .... 112

4.41 Data Curah Hujan Bulan dan Harian Maksimum Stasiun Bulu Cina .. 112

4.42 Data Curah Hujan Bulan dan Harian Maksimum Stasiun Tongkoh .... 113

4.43 Perhitungan Hujan Regional Harian Maksimum DAS Belawan ... 114

4.44 Zona Tata Guna Lahan DAS Belawan ... 115

4.45 Nilai Koefisien Pengaliran DAS Belawan... 116

4.46 Rangking Curah Hujan Regional Harian Maksimum DAS Belawan .. 116

4.48 Hasil Perhitungan dengan Metode Normal ... 118

4.49 Hasil Perhitungan Metode Distribusi Log Pearson III ... 119

4.50 Hasil Perhitungan Metode Distribusi Log Normal ... 120

4.51 Resume Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang ... 121

4.52 Uji Distribusi Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan ... 122

4.53 Persamaan Lengkung Hidrograf Nakayasu ... 125

4.54 Distribusi Curah Hujan Rencana DAS Belawan ... 127

4.55 Perhitungan Satuan Unit Hidrograf Sungai Belawan ... 128

4.56 Debit Banjir Rancangan Sungai Belawan Periode Kala Ulang ... 129

4.57 Resume Tinggi Banjir Sungai Belawan menurut Periode Kala Ulang 134

4.58 Daerah Genangan Banjir Sungai Deli Periode Q100 tahun ... 137

4.59 Daerah Genangan Banjir Sungai Deli Periode Q50 tahun ... 138

(21)

4.61 Daerah Genangan Banjir Sungai Babura periode Q100 tahun ... 140

4.64 Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan periode Q100 tahun ... 142

4.67 Perkiraan Nilai Kerusakan dan Kerugian Rumah Akibat Banjir ... 144

4.68 Jumlah Penduduk Terkena Dampak Banjir Sungai Deli Periode Q100 Tahun ... 145

4.69 Jumlah Rumah Terkena Dampak Banjir Sungai Deli Periode Q100 Tahun ... 146

4.70 Jumlah Estimasi Kerugian Dampak Banjir Sungai Deli Periode Q100 Tahun ... 147

4.71 Jumlah Penduduk Terkena Dampak Banjir Sungai Deli Periode Q50 Tahun ... 148

4.72 Jumlah Rumah Terkena Dampak Banjir Sungai Deli Periode Q50 Tahun ... 149

4.73 Jumlah Estimasi Kerugian Dampak Banjir Sungai Deli Periode Q50 Tahun ... 150

4.74 Jumlah Penduduk Terkena Dampak Banjir Sungai Deli Periode Q25Tahun………. 151

4.75 Jumlah Rumah Terkena Dampak Banjir Sungai Deli Periode Q50Tahun……….. 151

(22)

4.77 Jumlah Penduduk Terkena Dampak Banjir Sungai Babura Periode

Q100 Tahun) ... 153

4.78 Jumlah Rumah Terkena Dampak Banjir Sungai Babura Periode

Q100 Tahun... 153

4.79 Jumlah Estimasi Kerugian Dampak Banjir Sungai Babura Periode

100 Tahun ... 154

Q50 Tahun ... 155

Q50 Tahun ... 156

Q25 Tahun ... 157

Q25 Tahun ... 158

4.86 Jumlah Penduduk Terkena Dampak Banjir Sungai Belawan Periode

Q100 Tahun... 158

4.87 Jumlah Rumah Terkena Dampak Banjir Sungai Belawan Periode

Q100 Tahun ... 159

4.88 Jumlah Estimasi Kerugian Dampak Banjir Sungai Belawan Periode

Q100 Tahun ... 159

4.89 Jumlah Penduduk Terkena Dampak Banjir Sungai Belawan

(23)

Q50Tahun………. 160

Q50 Tahun ... 160

4.92 Jumlah Penduduk Terkena Dampak Banjir Sungai Belawan Periode

Q25 Tahun ... 162

4.95 Jalan Arteri Sekunder Terkena Dampak Banjir DAS Deli ... 163

4.96 Infrastruktur Transportasi Terkena Dampak Banjir DAS Deli ... 164

4.97 Fasilitas Utama Terkena Dampak Banjir DAS Deli ... 164

4.98 Fasilitas Umum Terkena Dampak Banjir Sungai Deli ... 165

4.99 Fasilitas Umum Terkena Dampak Banjir Sungai Babura ... 166

4.100 Infrastruktur Jalan dan Transportasi Terkena Dampak Banjir Sungai

Belawan ... 167

(24)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

1.1 Ruang Lingkup Penelitian ... 5

2.1 Daerah Aliran Sungai ... 7

2.2 Struktur Koridor Sungai ... 8

2.3 DAS Bentuk Memanjang... 10

2.4 DAS Bentuk Radial ... 10

2.5 DAS Bentuk Parallel ... 11

2.6 DAS Bentuk Komplek ... 11

2.7 Daerah Penguasaan Sungai ... 14

2.8 Perkiraan Debit Banjir untuk berbagai Periode Ulang (JICA,1992) .... 16 2.9 Aljabar ... 19 2.10 Polygon Thiessen ... 20 2.11 Metode Isohyet ... 21

2.12 Kurva Hidrograf Sintetis Nakayasu ... 34

2.13 Tampilan HEC-RAS Versi 4.0 ... 40

2.14 Integrasi Model dengan SIG ... 44

3.1 Lokasi Penelitian ... 51

3.1 Bagan Alir Penelitian ... 53

(25)

4.3 Metode Gumbel DAS Deli ... 67

4.4 Grafik Metode Log Pearson Tipe III DAS Deli... 68

4.5 Grafik Metode Distribusi Normal ... 69

4.6 Grafik Metode Distribusi Log Normal DAS Deli ... 70

4.7 Grafik Resume Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Deli... 71

4.8 Batas-Batas Daerah Sempadan Sungai... 72

4.9 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Deli ... 75

4.10 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Deli menurut

Periode Ulang... 79

4.11 Tinggi Muka Air Banjir Sungai Deli Periode Q100 Tahun... 81

4.12 Dataran Banjir Sungai Deli Periode Q100 Tahun ... 81

4.13 Tinggi Muka Air Banjir Sungai Deli Periode Q50 Tahun ... 82

4.15 Tinggi Muka Air Banjir Sungai Deli Periode Q25 Tahun ... 83

4.17 Perspektif Kondisi Sungai Deli pada saat Normal dan Banjir ... 85

4.18 Polygon thiessen DAS Babura ... 87 4.19 Peta Rencana Tata Ruang Kota Medan ... 91

4.20 Grafik Metode Gumbel DAS Babura ... 93

4.21 Grafik Metode Log Pearson Tipe III DAS Babura ... 94

4.22 Grafik Metode Distribusi Normal DAS Babura ... 95

4.23 Grafik Metode Distribusi Log Normal DAS Babura ... 96

(26)

4.25 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Babura ... 101

4.26 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Babura menurut

Periode Ulang... 105

4.27 Tinggi Muka Air Banjir Sungai Babura Periode Q100 Tahun ... 106

4.28 Dataran Banjir Sungai Babura Periode Q100 Tahun ... 107

4.33 Perspektif Kondisi Sungai Babura pada saat Normal dan Banjir ... 109

4.34 Polygon thiessen DAS Belawan ... 111 4.35 Peta Rencana Tata Ruang Kota Medan ... 114

4.36 Grafik Metode Gumbel DAS Belawan ... 117

4.37 Grafik Metode Normal DAS Belawan ... 118

4.38 Grafik Metode Distribusi Log Pearson Tipe III DAS Belawan ... 119

4.39 Grafik Metode Distribusi Log Normal DAS Belawan ... 120

4.40 Grafik Resume Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan .... 121

4.41 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan ... 126

4.42 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan Menurut

Periode Kala Ulang ... 130

4.43 Tinggi Muka Air Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 131

4.44 Dataran Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 132

(27)

(28)

DAFTAR NOTASI

�T = Intensitas curah hujan dengan periode ulang T tahun.

inetto = Hujan efektif (mm).

K = Variabel standar untuk R yang besarnya tergantung dari nilai G.

KT = Faktor frekuensi.

L = Jarak penampang/ panjang saluran (m).

n = Angka kekasaran Manning untuk kondisi tanah.

P = Keliling basah (m).

Q = Debit sungai (m3/s).

Qi = Total debit banjir pada jam ke i akibat limpasan hujan efektif (m3/det). Qn = Debit pada saat jam ke n (m3/det).

Qp = Debit puncak (m3/det).

q = Besar aliran larutan garam (l/detik).

R = Curah hujan rata-rata wilayah atau daerah.

Re1 = Hujan rencana efektif jam ke 1 (mm/jam). r = Jari jari hidraulis (m).

S = Standar deviasi data hujan.

Sf = Kemiringan garis energi.

Sn = Reduced standar deviation yang juga tergantung pada jumlah sampel/data. So = Kemiringan dasar saluran.

T = Waktu (s).

(29)

tdur = Waktu durasi (jam). tp = Waktu puncak (jam).

t0,3 = Waktu saat debit sama dengan 0,3 kali debit puncak (jam). UH1 = Ordinat hidrograf satuan.

V = Volume (m3)

v = Kecepatan aliran (m/s).

X = Nilai rata-rata hitung sampel.

XT = Perkiraan nilai yang diharapkan akan terjadi dengan periode ulang. Yn = Reduced mean yang tergantung jumlah sampel/data n.

YTr = Reduced variate.

1,5 t0,3 = Waktu saat debit sama dengan 0,32 kali debit puncak (jam).

�� = Kekentalan dinamik.

� = Kedalaman tangkai/ dalamnya air (m).

n = Standar deviasi dari populasi x.

a = Sudut kemiringan permukaan air.

Δx = Bagian saluran sepanjang Δx.

x = Harga rata rata dari populasi x.

α = Koefisien, nilainya antara 1,5 – 3,0.

(30)

ABSTRAK

Hilir daerah aliran sungai (DAS) Sungai Belawan dan Deli mencakup jantung Kota Medan, sehingga kedua DAS ini memiliki pengaruh yang penting terhadap kondisi lahan dan lingkungan di Kota Medan. Debit banjir mereka yang meningkat membuat dataran banjir semakin meluas yang mengakibatkan resiko banjir seperti kerugian dan kerusakan akibat genangan semakin tinggi.

Penelitian ini bermaksud menganalisa potensi resiko banjir di DAS Belawan dan DAS Deli secara kuantitatif dan sistematis dengan sistem informasi geografis (SIG). Dalam menganalisanya, penelitian ini mempunyai tujuan yaitu 1)menganalisa potensi banjir dengan menggunakan software HEC-RAS, 2)memprediksi daerah genangan banjir dari hasil analisa di atas dengan SIG dan melakukan analisa spasial dan 3) mengestimasi resiko banjir yang terjadi.

Data peta yang diperlukan untuk menyusun lapisan informasi yang relevan dalam menganalisa potensi banjir adalah peta curah hujan, peta topografi, peta infrastuktur kota Medan, dan peta tata guna lahan. Lapisan-lapisan peta ini diperlukan untuk menghitung debit banjir dengan kala ulang 25, 50, dan 100 tahun. Selanjutnya pengukuran memanjang dan melintang sungai perlu dilaksanakan agar analisa profil muka air sungai dapat dibuat dengan bantuan software HEC-RAS. Hasil analisa HEC-RAS ditumpangtindihkan (overlay) dengan peta infrastruktur Kota Medan, maka dengan menggunakan sistem informasi geografis resiko banjir dapat diestimasi.

Hasil penelitian menunjukan untuk Sungai Deli memiliki potensi banjir akibat debit banjir tahunan periode ulang 25,50, dan 100 tahun yang menimbulkan tinggi banjir mencapai 5 meter dan luas genangan mencapai 11.74 km,2 sehingga mengakibatkan 30 daerah genangan di Kota Medan. Resiko kerugian penduduk yang terkena dampak banjir mencapai 219658 orang dengan biaya sebesar Rp 846,750,183,208,-. Untuk Sungai Babura menimbulkan tinggi banjir mencapai 4 meter dan luas genangan mencapai 3.20 km2, sehingga mengakibatkan 14 daerah genangan di Kota Medan. Resiko kerugian penduduk yang terkena dampak banjir mencapai 60711 orang dengan biaya sebesar Rp 270,150,698,007,-. Sedangkan untuk Sungai Belawan menimbulkan tinggi banjir mencapai 4 meter dan luas genangan mencapai 0.30 km,2 sehingga mengakibatkan 3 daerah genangan di Kota Medan. Resiko kerugian penduduk yang terkena dampak banjir mencapai 12625 orang dengan biaya sebesar Rp 41,940,528,190,-. Kemudian infrasruktur yang terkena dampak banjir akibat luapan Sungai Deli dan Babura mengakibatkan sebanyak 13 ruas jalan arteri sekunder, 6 unit infrastruktur transportasi, 5 unit fasilitas utama dan 401 unit fasilitas umum. Sedangkan Sungai Belawan mengakibatkan infrastruktur yang terkena dampak banjir sebanyak 1 ruas jalan arteri sekunder, 2 infrastruktur transportasi dan 6 unit fasilitas umum.

(31)

ABSTRACT

Downstream watershed of Belawan River and Deli River includes the heart of the city of Medan that both watersheds have the most important influence on the land and environmental conditions of the city of Medan.The increased flood discharge of these two rivers makes the floodplains increasingly widespread resulting in the blood risk in the forms of loss and damage due to the increasinglywater inundation.

The purpose of this study was to quantitatively and systematically analyze the flood risk potential along the watersheds of Belawan and Deli Rivers through a geographic information system (GIS). In analyzing it, the purpose of this study was 1) to analyze flood potential through HEC-RAS software, 2) to predict flood inundation area based on the result of analysis above through GIS and spatial analysis, and 3) to estimate the risk of the flood occured.

The data map needed to compile relevant information layers in analyzing flood potential were the map of rainfall, the map of topography, the map of infrastructure of Medan, and the map of land use. The layers of these maps were needed to calculate the flood debit repeated in 25, 50, and 100 years. Further, longitudinal and transverse measurements need to be implemented that the analysis of the profile of the river water level can be madethrough HEC-RAS software. The result of HEC-RAS analysis was overlaid with the map of the infrastructure of the city of Medan then through geographic information system (GIS) the flood risk could be estimated.

The result of this study showed that Deli River has flood potential due to the annual flood debit repeated in 25, 50, and 100 years causing the flood of 5 meters high and the widespread of inundation reached up to 11.74 km2 wide that created 30 flood inundation areas in the city of Medan. The risk of loss experienced by the population impacted by the flood reached 219,658 people with the cost of Rp. 846,750,183,208.- Babura River caused the flood of 4 meters high and the widespread of inundation reached up to 3.20 km2 wide that created 14 flood inundation areas in the city of Medan. The risk of loss experienced by the population impacted by the flood reached 60,711 people with the cost of Rp. 270,150,698,007.- While Belawan River caused the flood of 4 meters high and the widespread of inundation reached up to 0.30 km2 wide that created 3 flood inundation areas in the city of Medan. The risk of loss experienced by the population impacted by the flood reached 12,625 people with the cost of Rp. 41,940,528,190.- The infrastructure impacted by the flood due to the overflow of Deli and Babura Rivers were 13 secondary arterial roads, 6 transportation infrastructure units, 5 units of major facilities and 401 units of public facilities, while Belawan River impacted 1 secondary arterial roads, 2 transportation infrastructure units, and 6 units of public facilities.

(32)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Daerah hilir Wilayah Sungai Belawan-Ular-Padang (WS BUP) berada di

kawasan pantai timur Provinsi Sumatera Utara. Wilayah sungai ini mencakup enam

Daerah Aliran Sungai (DAS) dengan luas seluruhnya 6.215,66 km2 (Departemen PU

Balai Wilayah Sungai Sumatera II, 2008). Dari keenam wilayah sungai tersebut DAS

Belawan dan DAS Deli merupakan DAS yang luasannya mencakup Kota Medan. Hulu

dari kedua DAS tersebut berada di Kabupaten Deli Serdang yaitu di Kecamatan

Sibolangit dan Kecamatan Kutalimbaru yang kemudian mengalir melintasi jantung

Kota Medan hingga bermuara di perairan Pelabuhan Belawan.

Kedua DAS tersebut memiliki sungai utama dan anak-anak sungainya yang

berperan penting dalam kehidupan masyarakat di Kota Medan. Dari kedua DAS

tersebut terdapat tiga sungai yang sangat krusial yaitu Sungai Deli, Sungai Babura dan

Sungai Belawan. Ketiga sungai tersebut menjadi saluran utama yang mendukung sistem

saluran drainase di Kota Medan. Pada musim hujan, curah hujan dengan intensitas yang

sangat tinggi dapat meningkatkan laju aliran limpasan dengan cepat. Hal ini

dikarenakan semakin berkurangnya lahan terbuka hijau yang berfungsi untuk menyerap

air dan mereduksi debit aliran yang masuk ke sistem drainase dan sungai. Dengan

meningkatnya debit aliran ini potensi banjir meningkat dan daerah genangan di

(33)

Ha. Daerah genangan banjir ini meliputi daerah pemukiman, industri dan areal

transportasi. Laporan JICA tersebut menyebutkan bahwa banjir disebabkan oleh mengecilnya penampang sungai dan anak sungai. Salah satu upaya pemerintah

mengurangi potensi banjir di Kota Medan adalah dengan membuat kanal banjir yang

bertujuan memotong puncak banjir Sungai Deli sebelum masuk ke jantung Kota Medan

untuk dialirkan ke Sungai Percut (Departemen Kimpraswil, 2002). Namun banjir

tahunan masih terus terjadi yang menunjukan bahwa keberadaan kanal banjir tersebut

tidak efektif mengurangi daerah genangan banjir di Kota Medan.

Salah satu upaya penanggulangan meluasnya potensi resiko banjir adalah

dengan memahami karakteristik daerah dataran banjir (flood plain) sungainya. Luas dataran banjir ini dapat dievaluasi berdasarkan karakteristik penampang memanjang

dan melintang sungainya. Selanjutnya luas dataran banjir ini dapat ditumpangtindihkan

(overlay) dengan peta infrastruktur kota melalui sistem informasi geografis untuk perhitungan potensi kerugian yang diakibatkan oleh banjir.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah yang ada dapat dibuat rumusan masalah yaitu:

1. Bagaimana potensi banjir terjadi sekitar wilayah Kota Medan baik itu tinggi

banjir dan dataran banjir yang dilalui sungai Belawan, Deli, Sungai Babura.

2. Bagaimanakah daerah genangan banjir yang terjadi akibat potensi banjir di

sekitar wilayah Kota Medan yang dilalui oleh Sungai Belawan, Sungai Deli,

dan Sungai Babura.

3. Bagaimanakah mengestimasi kerugian yang diakibatkan banjir.

(34)

Untuk dapat menganalisa potensi banjir dan mengestimasi kerugiannya di DAS

Belawan dan DAS Deli yang mencakup wilayah Kota Medan, maka penelitian ini

mempunyai tujuan sebagai berikut:

1. Mengetahui debit banjir kala ulang 25, 50 dan 100 tahun di DAS Belawan dan

DAS Deli.

2. Melakukan analisa potensi genangan banjir dengan menggunakan software HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center River Analysis System).

3. Mengevaluasi daerah genangan banjir menggunakan SIG (Sistem Informasi

Geografis) dengan melakukan analisa spasial.

4. Mengestimasi kerugian akibat banjir dengan menghitung kerugian yang

terjadi sesuai dengan periode ulang banjir.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari studi ini adalah:

1. Memberi gambaran informasi akademis mengenai potensi banjir terjadi.

2. Menjadi dasar pertimbangan bagi pemerintah maupun swasta dalam

mengambil suatu keputusan untuk merencanakan langkah mitigasi banjir di

Kota Medan.

3. Menjadi bahan masukan bagi pemerintah maupun swasta dalam upaya

perlindungan DAS Deli dan DAS Belawan.

4. Menjadi bahan masukan bagi pemerintah dalam membuat kebijakan untuk

pengendalian banjir di Kota Medan.

(35)

Ruang lingkup penelitian dijabarkan pada Gambar 1.1. Dari gambar tersebut

dapat dilihat bahwa input data utama untuk proses perhitungan dengan HEC-RAS

adalah data profil sungai, data hujan dan data karakteristik DAS. Output yang

dikeluarkan HEC-RAS berupa peta dataran banjir ditumpangtindihkan dengan peta tematik (Infrastruktur Kota Medan) dalam satu sistem informasi geografis. Selanjutnya

analisis spasial dapat dilakukan guna menghitung kerugian akibat banjirnya.

Gambar 1.1 Ruang Lingkup Penelitian

1.5.2 Pembatasan Masalah

Oleh karena keterbatasan waktu dan luasnya areal DAS yang mencakup Kota

Medan, maka penelitian ini hanya membahas masalah luapan banjir di sungai utama

dan anak-anak sungai yang berada di DAS Deli dan DAS Belawan, yaitu sungai Deli Proses digitasi peta dasar dan peta-peta tematik

pendukung yang relevan

Analisa potensi banjir dengan software HEC-RAS

Kesimpulan Data profil sungai

Prediksi daerah genangan banjir dengan SIG dan melakukan analisa spasial

Data karakteristik DAS Data hujan

(36)

dan sungai Babura di DAS Deli dan Sungai Belawan di DAS Belawan. Penelitian ini

tidak membahas lama genangan yang terjadi akibat banjir.

1.6 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan, memberikan gambaran umum dan latar belakang tentang keadaan DAS Belawan dan DAS Deli, tujuan, manfaat dan

rumusan masalah yang akan dibahas.

BAB II Tinjauan Pustaka, menjelaskan konsep Daerah Aliran Sungai (DAS) dan dasar-dasar teori dan analisa yang digunakan.

BAB III Metodologi Penelitian, menjelaskan tentang keadaan di lapangan (lokasi studi), metode yang digunakan dalam analisa dan

langkah-langkah dalam analisa penelitian.

BAB IV Analisa dan Pembahasan, menganalisa hasil pemodelan banjir di DAS Belawan dan DAS Deli dengan menggunakan software HEC-RAS

versi 4.0, juga memuat penggambaran hidrograf banjir dengan

meggunakan Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu. Kemudian

menyajikan hasil prediksi tersebut kedalam Sistem Informasi

Geografis (SIG) dan mengestimasi resiko kerugian banjir.

(37)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) 2.1.1 Pengertian DAS

Daerah Aliran Sungai (DAS), dalam istilah asing disebut catchment area,

drainage area, drainage basin, river basin, atau watershed (Notohadiprawiro, 1981; Cech, 2005). Pengertian yang berkembang di Indonesia, terdapat tiga terminologi sesuai

dengan luas dan cakupannya yaitu: Catchment, Watershed dan Basin. Tidak ada batasan baku, tetapi selama ini dipahami bahwa catchment lebih kecil dari watershed, dan basin adalah DAS besar (Priyono dan Savitri, 2001). Definisi lain menyatakan Daerah aliran sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang menerima, menampung

dan menyimpan air hujan untuk kemudian menyalurkan ke laut atau danau melalui satu

sungai utama. Dengan demikian suatu DAS akan dipisahkan dari wilayah DAS lain di

sekitarnya oleh batas alam (topografi) berupa punggung bukit atau gunung. Dengan demikian seluruh wilayah daratan habis berbagi ke dalam uni-unit Daerah Aliran

Sungai (DAS) (Asdak, 1995).

DAS biasanya dibagi menjadi tiga bagian yaitu daerah hulu, tengah, dan hilir.

Fungsi suatu DAS merupakan suatu respon gabungan yang dilakukan oleh seluruh

faktor alamiah dan buatan manusia dan yang ada pada DAS tersebut. Sebuah DAS yang

besar dapat dibagi menjadi Sub DAS-Sub DAS yang lebih kecil ditampilkan pada

Gambar 2.1. Unit spasial yang lebih kecil dapat dibentuk pada SubDAS untuk

melakukan analisa spasial yang lebih akurat berdasarkan jenis tanah dan penggunaan

(38)

Faktor utama kerusakan DAS ditandai dengan menurunnya kemampuan

menyimpannya yang menyebabkan tingginya laju erosi dan debit banjir

sungai-sungainya. Faktor utama penyebab adalah 1)hilang/rusaknya penutupan vegetasi

permanen/hutan, 2)penggunaan lahan yang tidak sesuai dengan kemampuannya, dan

3)penerapan teknologi pengelolaan lahan/pengelolaan DAS yang tidak tepat

(Sinukaban, 2007).

Gambar 2.1 Daerah Aliran Sungai (DAS)

2.1.2 Pengertian Sungai

Dalam siklus hidrologi, aliran sungai digolongkan sebagai aliran permukaan.

Air sungai bisa berasal dari air hujan (terutama di daerah tropis) dan bisa pula berasal

dari es yang mencair di gunung atau pegunungan (terutama di daerah empat musim).

Oleh karena itu, debit air sungai bisa sangat dipengaruhi oleh musim. Bagi kita di

Indonesia yang berada di daerah tropis, debit air sungai akan tinggi bila musim hujan

dan rendah di musim kemarau. Sementara itu, di daerah empat musim, debit aliran

sungai meningkat ketika musim dingin berakhir karena salju mencair. Menurut Sandy

(1985), dalam pergerakannya air selain melarutkan sesuatu juga mengikis bumi

sehingga akhirnya terbentuklah cekungan dimana air tertampung melalui saluran kecil

(39)

Sebagian besar air hujan yang turun ke permukaan tanah mengalir ke

tempat-tempat yang lebih rendah. Setelah mengalami bermacam macam perlawanan akibat

gaya berat, air hujan akhirnya melimpah ke danau atau ke laut. Suatu alur yang panjang

di atas permukaan bumi tempat mengalirnya air yang berasal dari hujan disebut alur

sungai. Dan perpaduan antara alur sungai dan aliran air didalamnya disebut sungai.

Suatu kesatuan wilayah tata air yang terbentuk secara alamiah, di mana air akan

mengalir melalui sungai dan anak sungai disebut daerah aliran sungai (DAS). Dalam

istilah bahasa inggris disebut Catchment Area, Watershed, atau River Basin.

Menurut Waryono (2001) bahwa struktur sungai pada hakekatnya merupakan

bentuk luar penampang badan sungai yang memiliki karakteristik berbeda pada bagian

hulu, tengah, dan hilir. Lebih jauh dikemukakan bahwa bagian dari struktur sungai

meliputi badan sungai, tanggul sungai dan bantaran sungai. Forman (1986)

menggambarkan struktur koridor sungai secara rinci ditampilkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Struktur Koridor Sungai

Keterangan:

A: Penyangga tepian sungai. D: Batas tinggi air semu.

B: Dataran banjir. E: Dasar sungai.

(40)

Fungsi pokok sungai adalah untuk mengalirkan kelebihan air dari permukaan

tanah, sedangkan fungsi lainnya adalah dapat digunakan untuk kesejahteraan manusia,

seperti sumber air minum, PLTA, pengairan, transportasi air, untuk meninggikan tanah

yang rendah dan mengatur suhu tanah. Menurut peraturan perundangan yang ada,

fungsi sungai adalah:

a. Sungai sebagai sumber air yang merupakan salah satu sumber daya alam

yang mempunyai fungsi serba guna bagi kehidupan manusia.

b. Sungai harus dilindungi dan dijaga kelestariannya, ditingkatkan fungsi dan

pemanfaatannya, dan dikendalikan daya rusaknya terhadap lingkungan.

2.1.3 Bentuk bentuk Daerah Aliran Sungai

Bentuk bentuk DAS dapat dibagi dalam empat, antara lain: a. Bentuk memanjang/ bulu burung.

b. Bentuk radial.

c. Bentuk parallel.

d. Bentuk komplek.

a. Bentuk memanjang/ bulu burung

Bentuk DAS ini biasanya akan memanjang dengan anak-anak sungainya

langsung mengalir ke induk sungai yang berbentuk seperti bulu burung.

Bentuk ini akan menyebabkan besar aliran banjir relatif lebih kecil karena

perjalanan banjir dari anak sungai itu berbeda beda dan banjir berlangsung

(41)

Gambar 2.3 DAS bentuk memanjang

b. Bentuk radial

Bentuk DAS ini seolah olah memusat pada satu titik sehingga

menggambarkan adanya bentuk radial, kadang-kadang gambaran tersebut

memberi bentuk kipas atau lingkaran. Sebagai akibat dari bentuk tersebut

maka waktu yang diperlukan aliran yang datang dari segala penjuru anak

sungai memerlukan waktu yang hampir bersamaan. Sebagai contoh DAS

Bengawan Solo ditampilkan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 DAS bentuk radial

c. Bentuk paralel

DAS ini dibentuk oleh dua jalur DAS yang bersatu dibagian hilir. Dan

(42)

pertemuan. Sebagai contoh adalah banjir di Batang Hari di bawah

pertemuan Batang Tembesi ditampilkan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 DAS bentuk paralel

d. Bentuk komplek

DAS bentuk komplek merupakan bentuk kejadian gabungan dari

beberapa bentuk DAS yang dijelaskan di atas, sebagai contoh

ditampilkan pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 DAS bentuk komplek

2.2 Potensi Banjir 2.2.1 Pengertian Banjir

Dalam ilmu geografi istilah “banjir” tidak dapat di definisikan dengan

(43)

peristiwa meluapnya air sungai melampaui tanggulnya sehingga menggenangi daratan

disampingnya (Strahler, 1975). Pengertian ini tidak mempersalahkan apakah banjir

adalah suatu bencana atau bukan. Pengertian ini memandang “banjir” sebagai suatu

istilah yang bermakna sosial-budaya, karena suatu tempat dikatakan dilanda banjir jika

tempat itu adalah daerah budi daya manusia yang tidak semestinya dilanda banjir, jika

tempat itu adalah suatu hutan atau suatu permukiman yang terdiri atas rumah-rumah

panggung yang dibuat untuk menghindari naiknya permukaan setiap musim, maka itu

tidak dikatakan banjir oleh mereka. Berdasarkan uraian tersebut dapat dipahami bahwa

istilah banjir itu tidak dipakai secara konsisten. Terkadang disamakan dengan

“genangan”. padahal tidak semua genangan disebabkan oleh meluapnya sungai,

misalnya genangan di ruas jalan yang cekung. Namun yang jelas kata “banjir” akan

memunculkan kesan ”genangan” dipikiran kita.

Banjir adalah setiap aliran yang relatif tinggi yang melampaui tanggul sungai sehingga aliran air menyebar ke dataran sungai dan menimbulkan masalah pada

manusia (Chow, 1970). Definisi di atas menjelaskan bahwa banjir terjadi apabila

kapasitas alir sungai telah terlampaui dan air telah menyebar ke dataran banjir, bahkan

lebih jauh yang mengakibatkan terjadinya genangan. Genangan air tidak dikatakan

banjir apabila tidak menimbulkan masalah bagi manusia yang tinggal pada daerah

genangan tersebut. Menurut Hasibuan (2004), banjir adalah jumlah debit air yang melebihi kapasitas pengaliran air tertentu, ataupun meluapnya aliran air pada palung

sungai atau saluran sehingga air melimpah dari kiri kanan tanggul sungai atau saluran.

Dalam kepentingan yang lebih teknis, banjir dapat disebut sebagai genangan air

(44)

1. Perubahan tata guna lahan di Daerah Aliran Sungai (DAS).

2. Pembuangan sampah.

3. Erosi dan sedimentasi.

4. Kawasan kumuh sepanjang jalur drainase.

5. Perencanaan sistem pengendalian banjir yang tidak tepat.

6. Curah hujan yang tinggi.

7. Pengaruh fisiografi/geofisik sungai.

8. Kapasitas sungai dan drainase yang tidak memadai.

9. Pengaruh air pasang.

10. Penurunan tanah dan rob (genangan akibat pasang surut air laut). 11. Drainase lahan.

12. Bendung dan bangunan air.

13. Kerusakan bangunan pengendali banjir (Kodoatie, 2005).

2.2.2 Daerah Rawan Banjir

Untuk mereduksi kerugian akibat banjir, maka lebih dulu harus diketahui secara

pasti daerah rawan banjir. Daerah rawan banjir dapat dikenali berdasarkan karakter

wilayah banjir yang dapat dikelompokkan sebagai berikut:

1. limpasan dari tepi sungai.

2. wilayah cekungan.

3. banjir akibat pasang surut.

Menurut Peraturan Menteri PU No. 63/PRT/1993 tentang garis sempadan

(45)

penguasaan sungai adalah dataran banjir, daerah retensi, bantaran atau daerah sempadan

ditampilkan pada Gambar 2.7. Elevasi dan debit banjir daerah rawan banjir

sekurang-kurangnya ditentukan berdasarkan analisis perioda ulang 50 tahunan.

Tingkat resiko di daerah rawan banjir bervariasi tergantung ketinggian

permukaan tanah setempat. Dengan menggunakan peta kontur ketinggian permukaan

tanah serta melalui analisis hidrologi dan hidrolika dapat ditentukan pembagian dataran

banjir menurut tingkat resiko terhadap banjir. Pembagian daerah rawan banjir

digunakan sebagai bahan acuan penataan ruang wilayah perkotaan sehingga diketahui

resiko banjir yang akan terjadi. Dengan mengikuti pemetaan daerah rawan banjir yang

telah diperbaiki maka resiko terjadi bencana/kerusakan/kerugian akibat genangan banjir

yang diderita oleh masyarakat menjadi minimal.

Gambar 2.7: Daerah Penguasaan Sungai

Gambar 2.7 Daerah Penguasaan Sungai

2.2.3 Tingkat Bahaya Banjir

Banjir terjadi sepanjang sistem sungai dan anak-anak sungainya yang mampu

(46)

kala ulang banjirnya. Dataran banjir di sekitar bantaran sungai yang masuk dalam

daerah genangan pada debit banjir tahunan Q100 merupakan daerah rawan banjir yang

sangat tinggi dijelaskan pada Tabel 2.1 menjelaskan klasifikasi ini yang akan diadopsi

dalam studi ini.

Tabel 2.1 Tingkat Bahaya Banjir menurut Periode Kala Ulang

Kelas Kala Ulang Daerah Rawan

Banjir Debit Banjir

1 Q50– Q100 Sangat Tinggi

2 Q30– Q50 Tinggi

3 Q10– Q30 Sedang

4 Q1– Q10 Rendah

2.2.4 Potensi Banjir Sungai Deli

Sungai Deli membelah Kota Medan dari arah selatan ke utara dengan total

watershed 358 km2. Dari total luas watershed tersebut, sekitar 200 km2 atau 56% diantaranya telah dan sedang berubah menjadi wilayah terbangun/perkotaan. Wilayah

tersebut terdiri dari catchment area sungai Deli bagian downstream (17 km2), Sungai sikambing (40 km2), Sungai Babura (99 km2), dan sisi kiri kanan Sungai Deli hingga ke

Deli Tua/Namorambe (44 km2). Catchment area selebihnya (158 km2) yakni terhitung

dari Delitua/Namorambe hingga Sembahe/Sibolangit/Gunung Sibayak merupakan

lahan pertanian, kebun campuran dan hutan tanaman industri dan hutan alam.

Kemiringan dasar Sungai Deli rata-rata ialah 0.00611 dan pada daerah yang landai atau

mild slope ialah 0.0008. Berdasarkan pengamatan kejadian-kejadian banjir di Kota

Medan maka ancaman banjir paling ekstrem ialah apabila banjir Sungai Deli dan

(47)

Sesuai dengan kondisi topografi Kota Medan maka sistem saluran drainase

Kota Medan jarang yang bermuara ke Sungai Belawan sehingga banjir Sungai Belawan

tidak terlalu banyak mempengaruhi sistem drainase Kota Medan. Demikian juga banjir

Sungai Percut sudah tidak menjadi ancaman karena telah selesai dinormalisasi hingga

ke muara yakni untuk debit banjir periode ulang 30 tahun, termasuk menampung

pengalihan debit Sungai Deli melalui Floodway. Drainase primer Sungai Sikambing juga sudah selesai dinormalisasi ialah pada bagian downstream yakni JL. Kejaksaan hingga muara Belawan yakni untuk debit banjir periode ulang 20 tahun. Sementara itu,

penampang Sungai Deli antara titi kuning (Floodway) dan JL. Kejaksaan masih rawan banjir karena belum dinormalisasi. Kapasitas penampang Sungai Deli pada bagian ini

masih rendah yakni hanya mampu menampung debit banjir periode ulang 2 tahun yaitu

sebesar 160 m3/det (Ginting, 2012). Perkiraan debit banjir Sungai Deli pada beberapa

ruas (section) untuk berbagai periode ulang menurut hasil analisis yang dilaporkan pada study JICA (1992) ditampilkan pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Perkiraan Debit Banjir untuk berbagai Periode Ulang

(48)

Tabel 2.2 Perkiraan Debit Banjir untuk Periode Ulang Sungai Deli

_{Periode Ulang (Tahun)}

Debit Banjir _{10 Tahun} _{20 Tahun} _{30 Tahun}

(m3/det) (m3/det) (m3/det)

Q1 460 530 570

Q2 420 490 520

Q3 260 300 320

Sumber JICA 1992

Dari hasil analisis tersebut pada Gambar 2.8 di atas dapat dilihat bahwa debit

banjir Sungai Deli pada bagian yang belum dinormalisasi yakni antara JL. Kejaksaan

dan titi kuning untuk periode 10 tahun adalah sebesar Q3 = 260 m3/det. Jika debit banjir

periode ulang 10 tahun yakni Q3 = 260 m3/det dibandingkan dengan kapasitas

penampang pada bagian ini yakni 160 m3/det, maka pada kejadian banjir periode ulang

10 tahun akan terjadi potensi banjir yang mengancam permukiman penduduk sebesar

100 m3/det.

2.2.5 Potensi Banjir Sungai Babura

Selanjutnya, Sungai Babura yang merupakan anak Sungai Deli adalah sungai

yang sangat potensil sebagai ancaman banjir Kota Medan karena disamping watershed

sungai ini seluruhnya berada pada wilayah penyangga perkembangan Kota Medan,

pembangunan pemukiman sangat pesat di wilayah ini dan penampang sungai ini belum

pernah dinormalisasi. Kemiringan dasar sungai rata-rata ialah 0.00236 dan pada daerah

landai atau mild slope ialah 0.00187. Menurut hasil studi dan analisis JICA dan MMUDP, kapasitas penampang Sungai Babura yang ada pada saat ini (natural) hanya

(49)

hasil analisis yang tertera pada gambar 2.8 dapat diketahui bahwa debit Sungai Babura

yang masuk ke Sungai Deli dijelaskan pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Perkiraan Debit Banjir untuk Periode Ulang Sungai Babura

_{Periode Ulang (Tahun)}

Debit Banjir 10 Tahun 20 Tahun 30 Tahun 50 Tahun 100 Tahun

(m3/det) (m3/det) (m3/det) (m3/det) (m3/det)

Qbabura 160 190 200 230 260

Sumber JICA 1992

Jadi bila dibandingkan dengan kapasitas penampang Sungai Babura yakni 69

m3/det, maka potensi banjir Sungai Babura yang mengancam permukiman penduduk

untuk periode ulang 10 tahun ialah sebesar 91 m3/det.

2.3 Curah Hujan

2.3.1 Faktor Curah Hujan

Faktor curah hujan yang tinggi merupakan salah satu faktor utama penyebab banjir. Wilayah Indonesia yang merupakan benua maritim di daerah tropis mempunyai

curah hujan yang sangat tinggi. Dengan didominasi oleh adanya awan-awan konvektif

dan orografik yang sangat tinggi. Dengan didominasi oleh adanya

awan-awan konvektif dan orografik maka intensitas curah hujan yang terjadi sangat

besar. Curah hujan yang tinggi, lereng yang curam di daerah hulu disertai dengan

perubahan ekosistem dari tanaman tahunan atau tanaman keras berakar dalam ke

tanaman semusim berakar dangkal mengakibatkan berkurangnya air yang disimpan

dalam tanah, memperbesar aliran permukaan serta menyebabkan terjadinya tanah

(50)

diserap tanah akan dilepas sebagai aliran permukaan yang akhirnya menimbulkan

banjir.

2.3.2 Analisa Curah Hujan Kawasan

a. Metode Aritmatik (Aljabar)

Metode ini merupakan perhitungan curah hujan wilayah dengan rata-rata

aljabar curah hujan di dalam dan sekitar wilayah yang bersangkutan.

(2.1)

di mana: R = Curah hujan rata-rata wilayah atau daerah.

Ri = Curah hujan di stasiun pengamatan ke-i. n = Jumlah stasiun pengamatan.

Hasil perhitungan yang diperoleh dengan cara aritmatik ini hampir sama

dengan cara lain apabila jumlah stasiun pengamatan cukup banyak dan

tersebar merata di seluruh wilayah seperti ditunjukkan pada Gambar 2.9.

Keuntungan perhitungan dengan cara ini adalah lebih objektif.

(51)

b. Metode Thiessen

Jika titik-titik di daerah pengamatan di dalam daerah itu tidak tersebar

merata, maka cara perhitungan curah hujan dilakukan dengan

memperhitungkan daerah pengaruh tiap titik pengamatan ditampilkan pada

Gambar 2.10.

(2.2)

di mana: R = Curah hujan daerah.

Rn = Curah hujan di setiap stasiun pengamatan.

An = Luas daerah yang mewakili tiap stasiun pengamatan.

Gambar 2.10 Polygon Thiessen

c. Metode Isohyet

Peta isohyet digambar pada peta topografi dengan perbedaan 10 mm – 20 mm berdasarkan data curah hujan pada stasiun pengamatan di dalam dan di luar

daerah yang dimaksud. Luas bagian antara dua garis isohyet yang berdekatan

diukur dengan Planimeter ditampilkan pada Gambar 2.11. Curah hujan

(52)

(2.3)

Ini adalah cara yang paling teliti untuk mendapatkan hujan areal rata-rata, tetapi

memerlukan jaringan pos penakar yang relatif lebih padat yang memungkinkan

untuk membuat isohyet.

Gambar 2.11 Metode Isohyet

2.3.3 Analisa Frekuensi

Analisis frekuensi adalah prosedur memperkirakan frekuensi suatu kejadian

pada masa lalu atau masa yang akan datang. Prosedur tersebut dapat digunakan

menentukan hujan rancangan dalam berbagai kala ulang berdasarkan distribusi yang

paling sesuai antara distribusi hujan secara teoritik dengan distribusi hujan secara

empirik. Hujan rancangan ini digunakan untuk menentukan intensitas hujan yang

diperlukan dalam perhitungan debit banjir menggunakan metode rasional. Dalam

penelitian ini dihitung hujan harian rancangan dengan kala ulang 2, 3, 5, 10, 25, 50, dan

100 tahun Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi metode

yang dipakai dalam analisis frekuensi data curah hujan harian maksimum adalah

sebagai berikut:

(53)

2. Distribusi Log Pearson Tipe III.

3. Distribusi Normal.

4. Distribusi Log Normal.

1. Distribusi Gumbel

Menurut Gumbel curah hujan untuk periode ulang tertentu (PUH) tertentu

(Tr) dihitung berdasarkan persamaan berikut:

X Tr = + S

−

(2.4)

Y Tr = -Ln �

− 1 (2.5)

Sn =

( �– ) 2

=1

−1 1

2

(2.6)

dimana: YTr = Reduced variate.

S = Standar deviasi data hujan.

Sn = Standar deviation tergantung pada jumlah sampel/data. Tr = Fungsi waktu balik (tahun).

Yn = Reduced mean yang tergantung jumlah sampel/data n.

2. Distribusi Log Pearson Tipe II

Metode ini telah mengembangkan serangkaian fungsi probabilitas yang

dapat dipakai untuk hampir semua distribusi probabilitas empiris. Tiga

parameter penting dalam Metode Log Pearson Tipe III, yaitu:

1. Harga rata-rata (R). 2. Simpangan baku (S).

(54)

= Log R (2.7)

Log = �=1 � � (2.8)

S =

(� � �−� � ) 2

�=1

−1

1 2

(2.9)

G = (� � �−� � )

3 �=1

−1 ( −2) ( ) 3 (2.10)

Log T = Log + KS (2.11)

di mana: R = Curah hujan rencana (mm).

G = Koefisien kemencengan.

S = Simpangan baku.

K = Variabel standar untuk R yang besarnya tergantung dari nilai

G. 3. Distribusi Normal

Distribusi normal disebut juga distribusi Gauss. Dalam pemakaian praktis umumnya digunakan persamaan sebagai berikut:

T = + KT S (2.12) KT =

−

(2.13) di mana: T = Perkiraan nilai yang diharapkan akan terjadi dengan

periode ulang T– tahunan. = Nilai rata-rata hitu