ANALISIS MITIGASI BANJIR DI DAERAH ALIRAN SUNGAI
BABURA BERBASIS SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS (SIG)
TUGAS AKHIR
MEIDINA ZULFA HANIE
120407024
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SEMESTER GANJIL 2016
Pembimbing IDr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc.
Pembimbing II
Hafizhul Khair, S.T., M.T.
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul:
ANALISIS MITIGASI BANJIR DI DAERAH ALIRAN SUNGAI
BABURA BERBASIS SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS (SIG)
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini adalah hasil karya Saya sendiri kecuali kutipan-kutipan yang telah Saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini dibuat apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya Saya atau merupakan hasil jiplakan, maka Saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Desember 2016
MEIDINA ZULFA HANIE 12 0407 024
i
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah Penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan proposal tugas akhir dengan judul Analisis Mitigasi Banjir di Daerah Aliran Sungai Babura Berbasis Sistem Informasi Geografis (SIG).
Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat dalam menyelesaikan perkuliahan pada Program Studi Strata Satu (S1) Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, Penulis banyak menerima dukungan, bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu Ir. Netti Herlina, M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan masukan, motivasi dan bimbingan serta pengertian kepada Penulis selama penulisan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Hafizhul Khair, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberi masukan dan bimbingan kepada Penulis selama penulisan Tugas Akhir ini.
4. Ibu Isra’ Suryati, S.T., M.Si. selaku Koordinator Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan, motivasi, dan pengertian kepada Penulis selama penulisan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Ivan Indrawan, S.T., M.T. dan Bapak Joni Mulyadi, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan masukan kepada Penulis.
6. Pegawai BPDAS Wampu Sei Ular, BWS Sumatera II, BMKG Sampali, Bappeda Kota Medan yang telah memberikan bantuan berupa data-data yang dibutuhkan penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini.
7. Bang Muhammad Faisal, S.T., M.T., Bang Asril Zevri, S.T., M.T., dan Bang Reno yang telah menjadi tempat bertanya Penulis selama penulisan Tugas Akhir ini. 8. Bang Zaid Perdana, S.T., M.T., Ph.D. salah satu founding fathers Teknik
ii
perkuliahan dan Bang Harum Murah Marpaung, S.E., M.M. yang telah memberikan nasihat dan saran kepada Penulis.
9. Kak Nurhayani Simamora, S.H. yang telah banyak membantu dan memberikan dorongan kepada Penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
10. Bapak/Ibu staf pengajar Departemen Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
11. Ibu Gesti dan pegawai Fakultas Teknik yang telah membantu Penulis dalam urusan administrasi.
12. Ayahanda Adlin, S.E., Ibunda Nazmah Zain Nasution, S.E., Abang Raedian Aulia, S.T., dan Adik Raeny Putri Nazmira yang menjadi motivasi terbesar Penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
13. Atok H. Ahmad Zaini Nasution yang menjadi inspirasi Penulis untuk terus melakukan hal yang benar dan baik, yang selalu mendoakan Penulis.
14. Teman-teman baik Penulis, Zafira, Karina, Putri Zhafirah, Deni, Hafidz, Dika, Alan, Arif, Runi, Fajrur, Usman yang selama empat tahun lebih mendampingi dan memberikan dukungan kepada Penulis. Adik Indri yang telah memberikan bantuan kepada Penulis dalam Tugas Akhir ini.
15. Rekan-rekan angkatan 2012, adik-adik di Teknik Lingkungan USU yang tidak tersebutkan namanya yang telah memberikan bantuan, masukan, dan doa kepada Penulis.
16. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam penyelesain tugas akhir ini.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan baik isi ataupun kesalahan penulisan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran yang sangat penting untuk semakin menyempurnakan studi yang berkaitan dengan judul tugas akhir ini ke depannya. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Desember 2016
v DAFTAR ISI KATA PENGANTAR i ABSTRAK iii ABSTRACT iv DAFTAR ISI v
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR ix
DAFTAR PERSAMAAN x
BAB I PENDAHULUAN I-1
1.1 Latar Belakang I-1
1.2 Rumusan Masalah I-2
1.3 Tujuan Penelitian I-3
1.4 Ruang Lingkup Penelitian I-3
1.5 Manfaat Penelitian I-4
1.6 Sistematika penulisan I-4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II-1
2.1 Penelitian Terdahulu II-1
2.2 Siklus Hidrologi II-1
2.3 Daerah Aliran Sungai II-1
2.4 Banjir II-4
2.4.1 Daerah Rawan Banjir II-5 2.4.2 Tingkat Kerawanan Banjir II-6 2.4.3 Dampak Banjir Bagi Lingkungan II-7
2.5 Mitigasi Banjir II-7
2.6 Curah Hujan II-8
2.6.1 Curah Hujan Rata-Rata Areal II-8 2.6.2 Distribusi Frekuensi Curah Hujan II-10 2.6.3 Uji Kesesuaian Distribusi II-14 2.6.4 Intensitas Curah Hujan II-15 2.6.5 Waktu Konsentrasi II-15 2.6.6 Koefisien Limpasan II-16 2.7 Debit Banjir Rancangan Metode Hidograf Satuan Sintetik Nakayasu II-17 2.8 Hydrological Engineering Center River Analysis System (HEC-RAS) II-20 2.9 Sistem Informasi Geografis II-21 2.10 Estimasi Kerugian Akibat Banjir II-22 2.11 Pemilihan Jalur dan Titik Evakuasi II-23
BAB III METODE PENELITIAN III-1
3.1 Lokasi Penelitian III-1
3.2 Metode Penelitian III-2
3.3 Data dan Alat Penelitian III-2 3.4 Analisis Curah HujanKawasan III-4 3.5 Analisis Frekuensi Curah Hujan Periodik III-4 3.6 Uji Kesesuaian Distribusi III-5 3.7 Analisis Debit Banjir Rancangan dengan Metode
vi
3.8 Analisis Potensi Banjir dengan HEC-RAS III-6 3.9 Prediksi Daerah Genangan Banjir dengan SIG III-6 3.10 Pengestimasian Kerugian Akibat Banjir III-7 3.11 Penetapan Titik dan Jalur Evakuasi III-7
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV-1
4.1 Data Curah Hujan IV-1
4.2 Analisis Curah HujanKawasan IV-3 4.3 Analisis Frekuensi Curah Hujan Periodik IV-5 4.3.1 Perhitungan Parameter Statistik IV-6 4.3.2 Perhitungan Curah Hujan Rancangan
Metode Distribusi Gumbel IV-8 4.4 Uji KesesuaianDistribusi IV-9 4.5 Analisis Debit Banjir Rancangan IV-10
4.5.1 Perhitungan Koefisien Limpasan IV-10 4.5.2 Distribusi Curah Hujan Rancangan IV-12 4.5.3 Perhitungan Debit Banjir
Metode Hidograf Satuan Sintetis Nakayasu IV-13 4.6 Analisis Potensi Banjir dengan Menggunakan HEC-RAS IV-22 4.6.1 Analisis Potensi Banjir Sungai Babura dengan Q100 Tahun IV-23
4.6.2 Analisis Potensi Banjir Sungai Babura dengan Q50 Tahun IV-23
4.6.3 Analisis Potensi Banjir Sungai Babura dengan Q25 Tahun IV-23
4.6.4 Analisis Potensi Banjir Sungai Babura dengan Q10 Tahun IV-24
4.7 Prediksi Daerah Genangan Banjir
dengan Sistem Informasi Geografis IV-25 4.8 Estimasi Kerugian Akibat Banjir IV-30 4.8.1 Estimasi Kerugian Akibat Banjir dengan Q100 Tahun IV-31
4.8.2 Estimasi Kerugian Akibat Banjir dengan Q50 Tahun IV-32
4.8.3 Estimasi Kerugian Akibat Banjir dengan Q25 Tahun IV-35
4.8.4 Estimasi Kerugian Akibat Banjir dengan Q10 Tahun IV-38
4.9 Penentuan Titik dan Jalur Evakuasi IV-41
BAB V KESIMPUAN DAN SARAN V-1
5.1 Kesimpulan V-1
5.2 Saran V-2
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Penelitian Terdahulu Mengenai Pemetaan Banjir II-2 Tabel 2.2 Tingkat Bahaya Banjir Menurut Periode KalaUlang II-6 Tabel 2.3 Nilai Reduced Variate (YTR) II-11
Tabel 2.4 Nilai Standar Deviasi Menurut Jumlah Sampel (Sn) II-11
Tabel 2.5 Nilai Reduced Mean (Yn) II-11
Tabel 2.6 Nilai Variabel Standar (K) II-13 Tabel 2.7 Nilai Faktor Frekuensi (KT) II-13
Tabel 2.8 Nilai ∆P Kritis Smirnov-Kolmogrov II-13 Tabel 2.9 Nilai Koefisien Limpasan II-15 Tabel 4.1 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun BBMKG IV-1 Tabel 4.2 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Tuntungan IV-1 Tabel 4.3 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Biru-Biru IV-2 Tabel 4.4 Data Curah Hujan Harian Maksimum DAS Babura IV-3 Tabel 4.5 Luas Pengaruh Stasiun Hujan Terhadap DAS Babura IV-3 Tabel 4.6 Curah Hujan Harian Maksimum Rata-Rata DAS Babura IV-5 Tabel 4.7 Parameter Statistik Sebaran Normal DAS Babura IV-6 Tabel 4.8 Parameter Statistik Sebaran Logaritmik DAS Babura IV-7 Tabel 4.9 Rekapitulasi Hasil Pengukuran Dispersi IV-8 Tabel 4.10 Syarat Penggunaan Jenis Sebaran IV-8 Tabel 4.11 Curah Hujan Periode Ulang (XT)
Metode Distribusi Gumbel DAS Babura IV-9 Tabel 4.12 Perhitungan Uji Kolmogrov-Smirnov
dari Distribusi Gumbel DAS Babura IV-9 Tabel 4.13 Uji Kesesuaian Kolmogrov-Smirnov IV-9 Tabel 4.14 Koefisien Limpasan DAS Babura IV-12 Tabel 4.15 Distribusi Curah Hujan Rancangan DAS Babura IV-13 Tabel 4.16 Perhitungan Unit Hidograf DAS Babura IV-15 Tabel 4.17 Perhitungan Debit Banjir Rancangan DAS Babura
Periode Ulang 10 Tahun IV-16 Tabel 4.18 Perhitungan Debit Banjir Rancangan DAS Babura
Periode Ulang 25 Tahun IV-17 Tabel 4.19 Perhitungan Debit Banjir Rancangan DAS Babura
Periode Ulang 50 Tahun IV-18 Tabel 4.20 Perhitungan Debit Banjir Rancangan DAS Babura
Periode Ulang 100 Tahun IV-19 Tabel 4.21 Rekapitulasi Perhitungan Debit Banjir Rancangan DAS Babura IV-20 Tabel 4.22 Prediksi Luas Daerah Genangan Banjir
dengan Q100, Q50, Q25, dan Q10 Tahun IV-26
Tabel 4.23 Perkiraan Nilai Kerusakan dan Kerugian Rumah IV-30 Tabel 4.24 Perkiraan Nilai Kerusakan dan Kerugian Rumah IV-30 Tabel 4.25 Jumlah Penduduk Terkena Banjir dengan Q100 Tahun IV-31
Tabel 4.26 Jumlah Rumah Terkena Banjir dengan Q100 Tahun IV-31
Tabel 4.27 Estimasi Biaya Kerugian Akibat Banjir dengan Q100 Tahun IV-32
Tabel 4.28 Jumlah Penduduk Terkena Banjir dengan Q50 Tahun IV-34
Tabel 4.29 Jumlah Rumah Terkena Banjir dengan Q50 Tahun IV-34
viii
Tabel 4.31 Jumlah Penduduk Terkena Banjir dengan Q25Tahun IV-37
Tabel 4.32 Jumlah Rumah Terkena Banjir dengan Q25Tahun IV-37
Tabel 4.33 Estimasi Biaya Kerugian Akibat Banjir dengan Q25Tahun IV-38
Tabel 4.34 Jumlah Penduduk Terkena Banjir dengan Q10 Tahun IV-38
Tabel 4.35 Jumlah Rumah Terkena Banjir dengan Q10 Tahun IV-40
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Siklus Hidrologi II-4 Gambar 2.2 Hidograf Satuan SintetikNakayasu II-20 Gambar 3.1 Lokasi Penelitian III-1 Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian III-3 Gambar 3.3 Polygon Thiessen DAS Babura III-5 Gambar 4.1 Polygon Thiessen DAS Babura IV-4 Gambar 4.2 Tata GunaLahan DAS Babura IV-11 Gambar 4.3 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu DAS Babura IV-21 Gambar 4.4 Kondisi Banjir Salah Satu Penampang
di Hilir Sungai Babura Q100 Tahun IV-22
Gambar 4.5 Penampang Memanjang Sungai BaburaQ100 Tahun IV-22
Gambar 4.6 Kondisi Banjir Salah Satu Penampang
di Hilir Sungai Babura Q50 Tahun IV-23
Gambar 4.7 Penampang Memanjang Sungai BaburaQ50 Tahun IV-23
Gambar 4.8 Kondisi Banjir Salah Satu Penampang
di Hilir Sungai Babura Q25 Tahun IV-24
Gambar 4.9 Penampang Memanjang Sungai BaburaQ25 Tahun IV-24
Gambar 4.10 Kondisi Banjir Salah Satu Penampang
di Hilir Sungai Babura Q10 Tahun IV-25
Gambar 4.11 Penampang Memanjang Sungai BaburaQ10 Tahun IV-25
Gambar 4.12 Prediksi Daerah Genangan Banjir IV-27 Gambar 4.13 Kelurahan Tergenang Banjir IV-28 Gambar 4.14 Banjir di Wilayah USU IV-29 Gambar 4.15 Kedalaman Banjir Q100 Tahun IV-33 Gambar 4.16 Kedalaman Banjir Q50 Tahun IV-36 Gambar 4.17 Kedalaman Banjir Q25 Tahun IV-39 Gambar 4.18 Kedalaman Banjir Q10 Tahun IV-41 Gambar 4.19 Analisis Spasial Buffer IV-45
x
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 2.1 Persamaan Curah HujanKawasandenganMetodeAritmatik II-9 Persamaan 2.2 Persamaan Curah HujanKawasandengan
MetodePolygon Thiessen II-9 Persamaan 2.3 Persamaan Curah HujanKawasandenganMetode Isohyet II-10 Persamaan 2.4 Rumus Standar Deviasi Per Jumlah DataDistribusi Gumbel II-10 Persamaan 2.5 Rumus Reduced Variate Distribusi Gumbel II-10 Persamaan 2.6 Rumus PerkiraanNilai yang Diharapkan Terjadi dengan Kala
Ulang T-TahunanDistribusi Gumbel II-10 Persamaan 2.7 Rumus Curah Hujan Rencana Distribusi Log Pearson Tipe III II-11 Persamaan 2.8 RumusLogaritmadariCurah Hujan Rencana
Distribusi Log Pearson Tipe III II-11 Persamaan 2.9 RumusSimpangan BakuDistribusi Log Pearson Tipe III II-11 Persamaan 2.10 RumusKoefisienKemencenganDistribusi Log Pearson Tipe III II-11 Persamaan 2.11 Rumus Logaritma dari Curah HujanRencanadengan Kala Ulang
T-TahunanDistribusi Log Pearson Tipe III II-11 Persamaan 2.12 Rumus Faktor Frekuensi Distribusi Normal II-11 Persamaan 2.13 Rumus Prakiraan Nilai yang Diharapkan Terjadi dengan Kala
Ulang T-TahunanDistribusi Normal II-11 Persamaan 2.14 Rumus LogaritmadariIntensitas Curah Hujandengan Kala Ulang
T-TahunanDistribusi Log Normal II-12 Persamaan 2.15 RumusPeluangEmpirisMasing-Masing Data II-12 Persamaan 2.16 Rumus Selisih Antara Peluang EmpirisdanTeoritis II-12 Persamaan 2.17 PersamaanMononabe II-13 Persamaan 2.18 RumusWaktuKonsentrasi II-14 Persamaan 2.19 RumusWaktuKonsentrasidengan Inlet Time dan Conduit Time II-14 Persamaan 2.20 Rumus Waktu Kelambatan Untuk L>15km II-17 Persamaan 2.21 Rumus Waktu Kelambatan Untuk L<15km II-17 Persamaan 2.22 Rumus WaktuSaat Debit SamaDenganTiga Kali Debit Puncak II-17 Persamaan 2.23 RumusWaktuPuncak II-17 Persamaan 2.24 Rumus Debit PuncakHidografSatuanSintetis II-17 Persamaan 2.25 RumusBagianLengkung Naik (0 < t <tp) II-17
Persamaan 2.26 Rumus Bagian Lengkung Turun Untuk0 ≤ 𝑡 ≤ (𝑡𝑝+ 𝑡0,3) II-17
Persamaan 2.27 Rumus Bagian Lengkung Turun
Untuk(𝑡𝑝+ 𝑡0,3) ≤ 𝑡 ≤ (𝑡𝑝+ 𝑡0,3+ 1,5𝑡0,3) II-17 Persamaan 2.28 Rumus Bagian Lengkung Turun Untuk𝑡 > (𝑡𝑝+ 𝑡0,3+ 1,5𝑡0,3) II-17
iii
ABSTRAK
Peraturan Menteri Dalam Negeri No. 33 Tahun 2006 tentang pedoman umum mitigasi bencana menyatakan bahwa salah satu hal penting dalam mitigasi bencana yaitu tersedianya informasi dan peta kawasan rawan bencana untuk tiap jenis bencana. Penelitian ini memetakan daerah genangan banjir di Kota Medan akibat meluapnya Sungai Babura dengan mengintegrasikan model hidrolika yang mensimulasikan banjir menggunakan program Hydrologic Engineering Centre-River Analysis System (HEC-RAS) dan kemudian memetakannya dalam Sistem Informasi Geografis (SIG). Peta yang dibuat yaitu kondisi genangan banjir dengan debit rancangan 10, 25, 50, dan 100 tahun. Dari hasil analisis dapat diketahui bahwa terdapat 13 kelurahan di Kota Medan yang berpotensi tergenang banjir yaitu Kelurahan Darat, Merdeka, Padang Bulan, Petisah Hulu, Titi Rantai, Anggrung, Polonia, Madras Hulu, Suka Damai, Beringin, Kwala Bekala, Pangkalan Masyhur, dan Gedung Johor dengan luas genangan yang paling besar terdapat di Kelurahan Kwala Bekala sedangkan luas genangan yang paling kecil terdapat di Kelurahan Merdeka. Dari peta genangan banjir juga diperoleh 6 titik evakuasi dan 15 jalur alternatif yang memenuhi syarat.
iv ABSTRACT
The regulation of Minister of Home Affairs Number 33 of 2006 about general directive of disaster mitigation is stating that one of important things to do in disaster mitigation is providing information and hazard map for all kind of disaster. This study mapped the inundation in Medan City from Babura River with integrating hydraulic model which simulated flood with Hydrologic Engineering Centre-River Analysis System (HEC-RAS) and then doing spatial analysist in Geographic Information System (GIS). Simulations were performed for events with return period of 10, 25, 50 and 100 years. The results indicated that the potential areas of inundation occurred in 13 Kelurahan of Medan City : Kelurahan Darat, Merdeka, Padang Bulan, Petisah Hulu, Titi Rantai, Anggrung, Polonia, Madras Hulu, Suka Damai, Beringin, Kwala Bekala, Pangkalan Masyhur, dan Gedung Johor. The area of inundation in Kelurahan Kwala happened to be the widest whereas Kelurahan Merdeka happened to be the smallest. The analysis also indicated that there are 6 evacuation centers and 15 evacuation routes which fulfill the requirements.
