ANALISIS SPASIAL POTENSI BANJIR PADA DAS BELAWAN DENGAN
MENGGUNAKAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS (SIG)
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas
Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
Disusun Oleh :
Reno Sulbakti 110404019
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
DAS Belawan terbentang pada 3° 15' 49,83'' s/d 3° 50' 38,89'' garis Lintang Utara dan meridian 98° 29' 58,56'' s/d 98° 43' 21,76'' Bujur Timur. Pada DAS Belawan hampir setiap tahunnya mengalami banjir, banjir pada umumnya terjadi pada bulan Desember - Februari, yaitu pada saat curah hujan tertinggi pada setiap tahunnya sehingga, mengakibatkan meluapnya air pada penampang sungai yang tidak mampu menampung curah hujan yang tinggi.
Metode penelitian Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu. Untuk menganalisa tinggi muka air banjir pada DAS belawan digunakan Software HEC-RAS maka diperoleh tinggi muka air banjir dan luas daerah genangan banjir yang terjadi dan data yang digunakan adalah data sekunder kemudian dianalisis berdasarkan analisis hidrologi dan analisis hidrolika.
Analisis Daerah genangan dengan sistem informasi geografis yang diprediksi dengan menggunakan softwareArcGIS dengan mengintegasikan peta DEM (Digital ElevationModel ), Peta digital infrastruktur, dan Peta sungai dalam kondisi banjir yang dianalisa dengan
menggunakan software HEC-RAS. Selanjutkan Mengidentifikan kerugian akibat bajir dengan
acuan Laporan Bappenas Penilaian kerusakan kerugian Jabodetabe 2007 dan Infrastruktur yang terkena dampak banjir.
Dari hasil analisa diperoleh Tinggi banjir dan Luas genangan banjir adalah Tinggi muka air Q25 = 2 m dengan genangan = 40,33 km2 , tinggi muka air Q50 = 3 m dengan genangan =
86,38 km2, tinggi muka air Q
100 = 5 m dengan genangan = 148,43 km2. Kerugian Penduduk
terkena banjir adalah Banjir periode ulang 25 tahun mencapai Rp 10,556,879,257,-,Banjir periode ualng 50 tahun diperkirakan mencapai Rp 1,117,876,476,188, Banjir periode ulang 100 tahun mencapai Rp 2.056.310.863.138,Infrastruktur Terkena Dampak Banjir Sungai Belawan yaitu jln. Medan – Binjai, jl. Gatot Subroto, jl. Gaperta Ujung, jl. Kelambir V- jl. Pinang Baris, Pelabuhan Laut dan Jalur Kereta Api.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberi karunia
kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan
salam ke atas Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan tauhid,
ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi panutan dalam menjalankan setiap aktifitas kami
sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran
untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan penulisan ini.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada
Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:
ANALISIS SPASIAL POTENSI BANJIR PADA DAS BELAWAN DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS (SIG)
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari
dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang
berperan penting yaitu :
1. Ayahanda Mahmuddin Pinim dan Ibunda Rosmiati tercinta, kakak saya Sismarina
Pinim S.PdI, abang saya Dana Pranata SSTHan dan adik saya Dila Tamala S.Pdi yang
telah banyak berkorban, memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat.
2. Bapak Dr.Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc yang telah banyak memberikan bimbingan
yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran
3. Ibuk Ir. Seri Maulina, M.Si, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
4. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak Ivan Indrawan ST,MT dan Bapak Ir.Alferido Malik selaku Dosen Pembanding,
atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis. (Kak Lince,
Kak Dina, Kak Dewi, Bang Zul, Bang Edi).
9. Kepada abangda Asril Zevri, ST, MT, yang bersedia membantu dalam mengerjakan
skripsi saya, terima kasih atas bantuanya selama ini.
10. Kepada kawan-kawan Asisten Laboratorium Hidrolika, Dicky, Rizky tandem, Iwan,
Rico, Dhika, Wahyu, Barly, Arief Gumit, Anshar, terima kasih atas semangat dan
bantuanya selama ini.
11. Kawan-kawan seperjuangan angkatan angkatan 2011 yang tidak dapat disebutkan
seluruhnya, terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.
12. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung
dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan
dengan baik.
Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis
saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan
laporan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, November 2016
Penulis,
2.4.3. Uji Kecocokan ... 22
2.7. Sistem Informasi Geografis (SIG) ... 41
2.7.1. Pengertian Sistem Informasi Geografis (SIG) ... 41
2.7.2. Kelebihan Sistem Informasi Geografis (SIG) ... 42
2.7.3. Data Spasial ... 43
2.7.3. Penginderaan Jarak Jauh ... 44
2.7.5. Overlay... 44
3.4.3 Uji Kecocokan ... 54
3.4.4 Menganalisa Debit Banjir Rancangan dengan Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ... 55
3.4.5 Menganalisa Pemodelan Potensi Banjir dengan HEC-RAS ... 55
3.4.6 Prediksi Daerah Genangan Banjir Dengan Sistem Informasi Geografis ... 56
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN... 59
4.1. Perhitungan Curah Hujan Kawasan DAS Belawan ... 59
4.2. Perhitungan Koefisien Pengaliran DAS Belawan ... 62
4.3. Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan ... 65
4.3.1. Metode Distribusi Gumbel ... 65
4.3.2. Metode Distribusi Log Pearson Tipe III ... 68
4.3.3. Metode Distribusi Normal ... 71
4.3.4. Metode Distribusi Log Normal ... 74
4.4. Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 75
4.5. Uji Kecocokan ( Goodnes of fittest test ) DAS Belawan ... 78
4.6. Debit Banjir Rancangan Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan ... 79
4.7. Perhitungan Intensitas Hujan Jam-jaman ... 85
4.8. Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan dengan Menggunakan HEC-RAS ... 96
4.8.1. Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 96
4.8.2. Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun ... 97
4.8.3. Analisa Potensi Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun... 98
4.9. Analisa Daerah Banjir Sungai Belawan Dengan Menggunakan ArcGis ... 99
4.10. Analisa Wilayah Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan ... 101
Tahun ... 101
4.9.2 Analisa Wilayah Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan Q50 Tahun ... 102
4.9.3 Analisa Wilayah Daerah Genangan Banjir Sungai Belawan Q25 Tahun ... 103
4.11. Estimasi Resiko Banjir ... 104
4.11.1 Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan Periode Q100 ... 105
4.11.1 Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan Periode Q50 ... 107
4.11.1 Estimasi Resiko Banjir Sungai Belawan Periode Q25 ... 108
4.12. Prediksi Daerah Genangan Banjir Terhadap Infrasturktur ... 109
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 110
5.1. Kesimpulan ... 110
5.2. Saran ... 111
DAFTAR PUSTAKA ... 910
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Tingkat Bahaya Banjir Menurut Periode Kala Ulang ... 19
Tabel 2.2 Tabel ∆P Smirnov Kolmogrov (Kamiana, 2011) ... 24
Tabel 2.3 Nilai Koefisien Limpasan ... 27
Tabel 4.1 Luas Areal Pengaruh Stasiun Hujan Daerah Aliran Sungai Belawan ... 60
Tabel 4.2 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Belawan ... 50
Tabel 4.3 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Bulu Cina ... 61
Tabel 4.4 Data Curah Hujan Bulanan dan Harian Maksimum Stasiun Pancur Batu ... 61
Tabel 4.5 Perhitungan Curah Hujan Regional Harian Maksimum DAS Belawan ... 62
Tabel 4.6 Zona Penggunaan Lahan DAS Belawan ... 63
Tabel 4.7 Nilai Koefisien Pengaliran DAS Belawan ... 64
Tabel 4.8 Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan ... 65
Tabel 4.9 Analisa Curah Hujan Rencana dengan Distribusi Gumbel ... 66
Tabel 4.10 StandarDeviasi (Yn) untuk Distribusi Gumbel ... 66
Tabel 4.11 Reduksi Standar Deviasi (Sn) sebagaiFungsiPeriodeUlang Gumbel ... 67
Tabel 4.12 ReduksiVariat (YTr) sebagai Fungsi Periode Ulang Gumbel ... 67
Tabel 4.14 Analisa Curah Hujan dengan Distribusi Log Pearson III ... 69
Tabel 4.15 Nilai Variabel Reduksio Gauss ... 70
Tabel 4.16 Hasil Perhitungan dengan Metode Log Pearson Tipe III ... 70
Tabel 4.17 Analisa Curah Hujan Metode Distribusi Normal ... 71
Tabel 4.18 Analisa Curah Hujan Metode Distribusi Normal ... 72
Tabel 4.19 Analisa Curah Hujan dengan Metode Distribusi Log Normal ... 73
Tabel 4.20 Analisa Curah Hujan dengan Metode Distribusi Log Normal ... 74
Tabel 4.21 Resume Perhitungan Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan ... 74
Tabel 4.22 Analisa Frekuensi Curah Hujan ... 76
Tabel 4.23 Uji parameter Statistik Untuk Menentukan Jenis Sebaran ... 77
Tabel 4.24 Perhitungan Uji Smirnov Kolmogorov ... 79
Tabel 4.25 Nilai D kritis untuk Uji Keselarasan Smirnov-Kolmogorov ... 80
Tabel 4.26Persamaan Lengkung HSS Nakayasu ... 83
Tabel 4.25 Parameter Untuk Menghitung HSS Nakayasu ... 83
Tabel 4.26 Tabel Hasil Perhitungan HSS Nakayasu ... 84
Tabel 4.27 Perhituangan Satuan Unit Hidrograf Sungai Beawan ... 85
Tabel 4.28 Rasio Hujan Jam-Jaman Selama 6 jam ... 86
Tabel 4.29 Perhitungan Nisbah Hujan Jam-Jaman Selama 6 jam ... 87
Tabel 4.30 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 2 Tahun ... 88
Tabel 4.31 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 5 Tahun ... 89
Tabel 4.33 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 25 Tahun ... 91
Tabel 4.34 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 50 Tahun ... 92
Tabel 4.35 HSS Metode Nakayasu Kala Ulang 100 Tahun ... 93
Tabel 4.36 Debit Banjir Rancangan Periode Kala Ulang Sungai Belawan ... 94
Tabel 4.37 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Q100 Tahun... 101
Tabel 4.38 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Q50 Tahun ... 102
Tabel 4.39 Luas Genangan Banjir Sungai Belawan Q25 Tahun ... 103
Tabel 4.40 data rumah dan penduduk data BPS Provinsi Sumatera Utara ... 104
Tabel 4.41 Standar Perkiraan Nilai Kerusakan Rumah Akibat Banjir ... 105
Tabel 4.42 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 105
Tabel 4.43 Jumlah RumahTerkena Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 106
Tabel 4.44 Jumlah Estimasi Kerugian Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 106
Tabel 4.45 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun ... 107
Tabel 4.46 Jumlah RumahTerkena Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun ... 107
Tabel 4.48 Jumlah Estimasi Kerugian Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun ... 108
Tabel 4.49 Jumlah Penduduk Terkena Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun ... 108
Tabel 4.50 Jumlah RumahTerkena Banjir Sungai Belawan Periode Q25 Tahun ... 109
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Siklus Hidrologi ... 6
Gambar 2.2 Daerah Aliran Sungai (DAS) ... 8
Gambar 2.3 Struktur Koridor Sungai ... 18
Gambar 2.4 Daerah Penguasaan Sungai ... 31
Gambar 2.5 Kurva Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ... 34
Gambar 2.6 Tampilan HEC-RAS Versi 4.0 ... 40
Gambar 2.7 Integrasi Model dengan SIG ... 45
Gambar 3.1 Lokasi Penelitian... 49
Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian ... 52
Gambar 4.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) Belawan ... 59
Gambar 4.2 Rencana Tata Ruang Kota Medan... 63
Gambar 4.3 Grafik Resume Frekuensi Curah Hujan Kala Ulang DAS Belawan ... 75
Gambar 4.4 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan ... 84
Gambar 4.5 Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu Sungai Belawan ... 95
Gambar 4.6 Batas-Batas Daerah Sempadan Sungai... 77
Gambar 4.7 Grafik Debit Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ... 82
Gambar 4.8 Grafik Debit Banjir dengan Metode Nakayasu ... 83
Gambar 4.9 Penampang Memanjang dan Melintang Muara Sungai Belawan... ... 87
Gambar 4.11Penampang Melintang Maksimum Q100 Muara Sungai Belawan ... 89
Gambar 4.12 Kondisi Banjir Muara Sungai Belawan dengan Q100 tahun ... 90
Gambar 4.13 Kondisi Banjir Penampang Sungai Belawan dengan Q100 tahun ... 91
Gambar 4.14 Kondisi Banjir Penampang Sungai Belawan dengan Q50 tahun ... 91
Gambar 4.15 Kondisi Banjir Penampang Sungai Belawan dengan Q25 tahun ... 92
Gambar 4.16 Wilayah Banjir Sungai Belawan Periode Q100 Tahun ... 94
Gambar 4.16 Wilayah Banjir Sungai Belawan Periode Q50 Tahun... 94
DAFTAR NOTASI
An = luas daerah pengaruh pos penakar hujan (km2)
A = Luas daerah aliran (km2)
Ak dan Bk = konstanta harmonic
C = Koefisien pengaliran
Cs = Koefisien kemencengan
D = tinggi curah hujan rerata daerah (mm)
dn = hujan pada pos penakar hujan (mm)
d = tinggi curah hujan rata-rata,
d1, d2 . . . dn = tinggi curah hujan pada pos penakar 1, 2, . . . , n,
DK = derajat kebebasan
F = Faktor konversi = 0,278
F = bilangan Formazhl
I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam).
I = kemiringan permukaan air sungai
I = panjang busur lingkaran galiner (m)
i = Nomor urut data setelah diurut dari besar ke kecil
JK = jumlah kelas
K = Variabel reduksi
Ls = Panjang lintasan aliran di dalam salura/sungai (m)
Log X = Harga rata – rata dari data
Log XT = Variate diekstrapolasikan
M2 dan S2 = konstanta pasang surut ganda utama
n = Angka kekasaranManning
n = Jumlah data
n = banyak pos penakaran.
P = faktor keterikatan
R24 = Curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)
S = Kemiringan rata-rata saluran utama dalam m/m
Sn = Reduced standard deviation sebagai fungsi dari banyak data N
So = tinggi muka air laut rerata
Sx = Standard Deviasi
t = waktu
tc = waktu konsentrasi
(t0) = Inlet time
(td) = Conduit time
Tk = periode komponen ke k
tn = waktu pengamatan tiap jam
W = teganganolehgayaberatirisan vertical persatuanlebar (t/m)
X = Harga rata – rata dari data
X = Harga rata–rata dari data
YT = Reduced variate sebagai fungsi dari periode ulang T
