ANALISIS PENDUGAAN LIMPASAN DI PERUMAHAN TAMANSARI PERSADA, BOGOR
ABDUL ROSID
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Pendugaan Limpasan di Perumahan Tamansari Persada, Bogor adalah benar karya saya dengan arahan dari Dosen Pembimbing Akademik dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juli 2013 Abdul Rosid NIM F44090070
ABSTRAK ABDUL ROSID. Analisis Pendugaan Limpasan di Perumahan Tamansari Persada, Bogor. Dibimbing oleh BUDI INDRA SETIAWAN. Limpasan dipengaruhi oleh berbagai faktor, yaitu faktor meteorologi yang diwakili oleh curah hujan dan faktor daerah pengaliran yang menyatakan sifatsifat fisik daerah pengaliran. Perubahan karakteristik lahan dari lahan alami menjadi lahan terbangun akan menurunkan fungsi resapan di daerah tangkapan hujan dan memperbesar limpasan. Keadaan tersebut dapat mengakibatkan terjadinya banjir bila perencanaan drainase di daerah permukiman yang bersangkutan tidak baik. Seperti halnya yang terjadi di Perumahan Tamansari Persada, Bogor. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi arah limpasan (aliran yang masuk dan aliran yang keluar perumahan) dan mengidentifikasi pendugaan limpasan di Perumahan Tamansari Persada. Metode yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari studi literatur dan studi lapangan. Bahan yang digunakan antara lain citra satelit Google Earth akuisisi 12 September 2012, data curah hujan dari pos hujan Atang Sanjaya Bogor tahun 2003 sampai 2012 dan peta kontur topografi perumahan. Dari hasil observasi dan analisis, diketahui arah aliran air limpasan di Perumahan Tamansari Persada adalah mengikuti topografinya mengalir dari selatan ke utara. Total debit limpasan pada perumahan dengan luas area 27.98 ha tersebut mencapai 1.31 m3 s-1. Kata kunci: curah hujan, drainase, limpasan, topografi
ABSTRACT ABDUL ROSID. Analysis of Runoff Prediction in Tamansari Persada Residence, Bogor. Supervised by BUDI INDRA SETIAWAN. Runoff is affected by various factors, i.e., meteorological factor represented by precipitation and regional flow factor stated the regional drainage physical properties. The change in land characteristics from natural land into developed land will reduce the absorption function in catchment areas and increase runoff. The situation could lead to the occurrence of flood if the planning of drainage at a residential area is not good. It often happens in Tamansari Persada Residence in Bogor. A study was conducted with the objective to identify the direction of runoff (incoming flow and outgoing flow) and to predict runoff in the Tamansari Persada Residence. The methods used in this study were literature review and field study. The material used included Google Earth satellite image acquisition of September 12, 2012, the rainfall data from Atang Sanjaya Weather Station at Bogor from 2003 until 2012 and topographic contour map of the residence. From the observation and analysis, the direction of runoff in the Tamansari Persada Residence followed the topographic from the south to the north. The total discharge of runoff reached 1.31 m3 s-1 in the area of 27.98 ha. Keywords: drainage, rainfall, runoff, topographic
ANALISIS PENDUGAAN LIMPASAN DI PERUMAHAN TAMANSARI PERSADA, BOGOR
ABDUL ROSID
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi : Analisis Pendugaan Limpasan di Perumahan Tamansari Persada, Bogor Nama : Abdul Rosid NIM : F44090070
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr Pembimbing
Diketahui oleh
Dr Yudi Chadirin, STP, MAgr Plh. Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah subhanahu wa ta’ala atas berkat rahmat serta hidayah-Nya lah, penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini yang berjudul Analisis Pendugaan Limpasan di Perumahan Tamansari Persada, Bogor. Karya ilmiah ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr selaku dosen pembimbing akademik. Selain itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada kedua orang tua, rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB Angkatan 2009 dan teman-teman di Unit Kegiatan Mahasiswa Lingkung Seni Sunda (LISES) Gentra Kaheman IPB yang telah memberikan bimbingan, motivasi, semangat dan saran atau masukan untuk kesempurnaan karya ilmiah ini. Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Bogor, Juli 2013 Abdul Rosid
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Ruang Lingkup Penelitian TINJAUAN PUSTAKA Daerah Aliran Sungai Limpasan METODE Waktu dan Tempat Penelitian Gambaran Lokasi Kondisi Iklim Kondisi Tanah Bahan Alat Prosedur Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Perumahan Tamansari Persada Topografi dan Drainase Tata Guna Lahan Curah Hujan dan Debit Limpasan SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
vi vi vi 1 1 2 2 2 3 3 3 3 4 5 5 6 6 6 6 6 10 10 11 12 13 15 15 15 15 17 24
vi
DAFTAR TABEL 1 Kriteria Desain Hidrologi Sistem Drainase Perkotaan 2 Tata Guna Lahan pada Perumahan Tamansari Persada 3 Hujan Harian Maksimum berdasarkan 4 Metode 4 Debit pada Masing-masing Daerah Tangkapan Air Perumahan
9 12 13 15
DAFTAR GAMBAR 1 Tahap Pelaksanaan Penelitian 2 Lokasi Perumahan Tamansari Persada Bogor 3 Peta Kelurahan Cibadak 4 Kondisi Saluran di Perumahan Tamansari Persada 5 Pintu Air di Hulu Perumahan 6 Pintu Air di Hilir Perumahan 7 Pola Drainase Hasil Observasi 8 Pola Drainase Hasil Surfer 9 9 Peta Tutupan Lahan Perumahan Tamansari Persada 10 Hujan Harian Maksimum berdasarkan 4 Metode 11 Hasil Uji Kecocokan Masing-masing Metode
4 5 5 10 11 11 11 11 12 13 14
DAFTAR LAMPIRAN 1 Nilai variabel KT untuk distribusi Normal dan Log Normal 2 Nilai K untuk distribusi Log-Person III 3 Nilai Yn dan Sn untuk distribusi Gumbel 4 Koefisien limpasan (C) untuk metode Rasional 5 Data curah hujan 6 Peta titik-titik pemetaan di Perumahan Tamansari Persada 7 Peta Kontur Perumahan Tamansari Persada
17 18 19 20 21 22 23
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Sumber air meliputi air tanah dan air permukaan yang digunakan untuk berbagai kepentingan dirasakan semakin menurun kapasitas maupun kualitasnya. Penurunan tersebut disebabkan oleh banyak faktor yang sangat beragam, meliputi pertumbuhan penduduk, perubahan tata guna lahan serta pengelolaan sumber daya air yang belum menyeluruh (Supardi 2010). Air merupakan sumberdaya yang sangat vital bagi kelangsungan hidup seluruh makhluk hidup yang ada di muka bumi. Air juga dapat menyebabkan bencana apabila tersedia dalam jumlah yang tidak diinginkan, baik kekurangan maupun kelebihan. Salah satu unsur iklim yang berpengaruh terhadap jumlah ketersediaan air suatu daerah aliran sungai (DAS) adalah hujan. Pengaruh langsung yang dapat diketahui yaitu potensi sumberdaya air pada DAS tersebut. Besar kecilnya sumberdaya air pada suatu DAS sangat tergantung pada jumlah curah hujan yang terjadi sepanjang DAS. Kerusakan pada suatu DAS ditandai dengan besarnya angka perbandingan antara debit maksimum dan debit minimum, kandungan lumpur yang berlebihan, banjir di musim hujan, kekeringan di musim kemarau dan penggunaan lahan yang merusak keseimbangan lingkungan. Banjir merupakan akibat dari rusaknya kesetimbangan air (water balance) akibat berkurangnya nilai infiltrasi dan evapotranspirasi, sehingga nilai debit aliran permukaan (runoff) menjadi lebih besar dari kapasitas angkut debit air pada sistem drainase, baik alami maupun buatan. Nilai kapasitas angkut yang lebih kecil ini menyebabkan air meluap dari tanggul dan menggenangi daerah sekitarnya. Aliran permukaan dipengaruhi oleh berbagai faktor, yaitu faktor meteorologi yang diwakili oleh curah hujan dan faktor daerah pengaliran yang menyatakan sifat-sifat fisik daerah pengaliran. Faktor daerah pengaliran ini meliputi kondisi penggunaan lahan (land use), luas daerah pengaliran, topografi dan jenis tanah. Perubahan karakteristik lahan dari lahan alami menjadi lahan terbangun akan menurunkan fungsi resapan di daerah tangkapan hujan dan memperbesar aliran permukaan. Mengenai perubahan karakteristik lahan penulis setuju dengan pendapat Agus dan Hadihardaja (2011). “Terjadinya perubahan penggunaan lahan dari vegetasi (vegetated land) menjadi non vegetasi (non vegetated land) pada suatu daerah pengaliran sungai cenderung meningkat intensitasnya menurut ruang dan waktu. Hal ini merupakan konsekuensi logis dari aktivitas pembangunan dan laju pertumbuhan penduduk yang tinggi”. Seiring dengan bertambahnya populasi penduduk di suatu daerah, kebutuhan manusia akan tempat tinggal pun semakin meningkat. Hal ini menyebabkan terjadinya perubahan tata guna lahan akibat pembangunan kawasan permukiman. Sehingga mengakibatkan semakin berkurangnya daerah resapan air yang berfungsi untuk menahan dan menyerap air ke dalam tanah. Keadaan tersebut dapat memperbesar limpasan dan akan mengakibatkan terjadinya banjir bila perencanaan drainase di daerah permukiman yang bersangkutan tidak baik.
2
Rahardjo (2009) menyatakan, “banjir adalah masalah berat yang sangat pelik bagi sebagian besar wilayah di Indonesia”. Selain yang sudah dituturkan sebelumnya, pada umumnya ada tujuh hal penyebab terjadinya banjir menurut Rahardjo (2009), yaitu pembangunan yang tidak berwawasan lingkungan, tidak adanya pola hidup bersih di masyarakat, tidak adanya perencanaan dan pemeliharaan sistem drainase yang baik, tidak adanya konsistensi pihak berwenang dalam RTRW, tidak adanya upaya konservasi faktor penyeimbang lingkungan air, terjadinya penurunan muka tanah serta curah hujan yang sangat tinggi. Seperti halnya yang terjadi di Perumahan Tamansari Persada, Kelurahan Cibadak, Kecamatan Tanah Sareal, Kota Bogor. Setiap hujan turun, meskipun tidak begitu deras, perumahan ini terkena banjir. Ada beberapa penyebab yang membuat Perumahan Tamansari Persada ini terus terendam bila hujan turun, yaitu buruknya sistem drainase yang ada dan semakin tidak terkendalinya pembangunan di wilayah hulu dari perumahan yang mengakibatkan berkurangnya daerah resapan air. Banjir ini pun tidak hanya dialami oleh warga perumahan, namun berdampak juga pada kawasan yang terletak di daerah hilir dari Perumahan Tamansari Persada, yaitu Kelurahan Mekarwangi. Perumusan Masalah Berdasarkan survei awal yang dilakukan, di lokasi Perumahan Tamansari Persada sudah terdapat sistem drainase yang dilengkapi dengan pintu air di bagian hulu dan hilir perumahan. Namun, sistem drainase di perumahan ini tidak dapat menampung air limpasan yang mengalir di perumahan. Hal ini yang menyebabkan perumahan terendam banjir saat hujan turun. Besarnya limpasan dari daerah hulu perumahan yang mengalir masuk ke dalam sistem drainase di perumahan pun diduga kuat menjadi salah satu penyebab banjir dan genangan sering terjadi di sudut-sudut perumahan. Untuk itu, perlu adanya studi mengenai pendugaan limpasan yang mengalir di area perumahan.
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan mengetahui arah dan jumlah debit limpasan (aliran yang masuk dan aliran yang keluar perumahan) di Perumahan Tamansari Persada, Kelurahan Cibadak, Kecamatan Tanah Sareal, Kota Bogor.
Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini sebagai rujukan untuk merancang sistem drainase yang lebih baik sehingga banjir dan genangan-genangan yang terjadi dapat ditanggulangi.
3
Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini terbatas pada pengidentifikasian arah aliran limpasan dan pendugaan besarnya limpasan air di Perumahan Tamansari Persada, Kelurahan Cibadak, Kecamatan Tanah Sareal, Kota Bogor.
TINJAUAN PUSTAKA Daerah Aliran Sungai Daerah Aliran Sungai (DAS) dapat didefinisikan sebagai areal yang dibatasi oleh pemisah topografis yang menampung, menyimpan dan mengalirkan air hujan yang jatuh di atasnya, baik dalam bentuk aliran permukaan, aliran bawah tanah dan aliran bumi ke sungai yang akhirnya bermuara ke danau atau laut (Manan 1976). Berbagai istilah lain yang digunakan untuk DAS antara lain watershed, drainage basin dan catchments. Garis batas sebuah DAS adalah punggung bukit sekeliling sebuah sungai. Batas DAS umumnya tidak sama dengan batas wilayah administrasi, sehingga sebuah DAS dapat termasuk dalam beberapa wilayah administrasi. DAS juga dapat mencakup beberapa negara, beberapa wilayah kabupaten, atau hanya sebagian wilayah dari satu kabupaten (Fahmudin dan Widianto 2004). Di dalam DAS terdapat sumberdaya tanah, air dan vegetasi yang membentuk suatu ekosistem alami dimana berlangsung proses-proses fisik hidrologi maupun ekonomi-sosial masyarakat yang tinggal di sekitarnya. Ekosistem hulu dari suatu DAS adalah bagian yang paling penting dan sering menjadi fokus perencanaan pengelolaan DAS. Bagian hulu memegang peranan utama dalam keberlanjutan dan perlindungan fungsi tata air hingga wilayah hilir. Ada keterkaitan erat antara wilayah hulu dan hilir. Alih fungsi lahan di wilayah hulu tidak hanya berdampak pada daerah itu saja tetapi juga di bagian hilir dalam hal kualitas air, fluktuasi debit dan sedimen yang terbawa. Begitu pula dalam hal biogeofisik karena upaya reboisasi, konservasi dan deforestasi di wilayah hulu akan mengubah fluktuasi hasil air dan kualitas aliran permukaan (Asdak 2007). Menurut Asdak (2007), parameter hidrologis yang dapat dimanfaatkan untuk menelaah kondisi suatu DAS adalah data klimatologi, limpasan (runoff), debit sungai, sedimentasi, potensi airtanah, koefisien regim sungai, koefisien limpasan, nisbah debit maksimum-minimum serta frekuensi dan periode banjir.
Limpasan Menurut Suripin (2004), dalam perencanaan drainase, bagian air hujan yang menjadi perhatian adalah aliran permukaan (surface runoff), sedangkan untuk pengendalian banjir tidak hanya aliran permukaan, tetapi limpasan (runoff). Limpasan merupakan gabungan antara aliran permukaan, aliran-aliran yang tertunda pada cekungan-cekungan dan aliran bawah permukaan (subsurface flow).
4
Untuk menduga besaran limpasan yang terjadi di suatu wilayah, perlu diketahui nilai koefisien aliran permukaan. Schwab et al (1981) menyatakan bahwa koefisien aliran permukaan (C) didefinisikan sebagai nisbah laju puncak aliran permukaan terhadap intensitas hujan. Frekwensi terjadinya hujan mempengaruhi debit air dalam DAS. Untuk menduga besarnya debit puncak limpasan dapat digunakan metode rasional. Dasar yang melatar belakangi metode rasional adalah jika curah hujan dengan intensitas I terjadi secara terus menerus, maka laju limpasan langsung akan bertambah sampai mencapai waktu konsentrasi t c. Waktu konsentrasi tc tercapai ketika seluruh bagian DAS telah memberikan kontribusi aliran di outlet. Laju masukan pada sistem adalah hasil curah hujan dengan intensitas I pada DAS dengan luas A. nilai perbandingan antara laju masukan dengan laju debit puncak (Qp) yang terjadi pada saat tc dinyatakan sebagai runoff coefficient (C) dengan nilai 0 ≤ C ≤ 1 (Chow 1964).
METODE
1.
2.
Metode yang digunakan dalam proses penelitian ini terdiri dari: Studi literatur. Studi literatur dilakukan untuk memperoleh pengetahuan dasar mengenai permasalahan yang akan diteliti. Selain itu, studi literatur bertujuan untuk mempelajari berbagai metode untuk menentukan debit limpasan dan parameter yang mempengaruhinya. Literatur yang menjadi acuan berasal dari buku teks, karya tulis dan jurnal ilmiah. Studi lapangan. Studi lapangan dilakukan dengan cara survei. Survei ini bertujuan untuk memperoleh data-data yang dibutuhkan, baik sekunder maupun aktual yang berhubungan dengan lokasi penelitian. Data yang dibutuhkan meliputi data curah hujan, topografi lokasi dan luas lahan. Adapun tahapan pelaksanaan penelitian ini adalah sebagai berikut:
Gambar 1 Tahap Pelaksanaan Penelitian
5
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan dari Februari sampai Juni 2013 di Perumahan Tamansari Persada, Kelurahan Cibadak, Kecamatan Tanah Sareal, Kota Bogor dengan luas 27.98 ha (Gambar 2).
Gambar 2 Lokasi Perumahan Tamansari Persada Bogor
Gambaran Lokasi Perumahan Tamansari Persada Bogor secara administratif termasuk ke dalam wilayah Kelurahan Cibadak, Kecamatan Tanah Sareal, Kota Bogor, Provinsi Jawa Barat. Secara geografis, perumahan ini terletak pada 6°32’32.92” 6°32’41.85” LS dan 106°46’36.77” - 106°46’36.96” BT. Perumahan Tamansari Persada memiliki luas 27.98 ha. Sebelah Utara berbatasan dengan Kelurahan Kayumanis, sebelah Timur dengan Kelurahan Mekarwangi, sebelah Selatan dengan Kelurahan Cibadak dan sebelah Barat berbatasan langsung dengan Jalan Raya Baru Kemang. Berikut merupakan peta Kelurahan Cibadak, Kecamatan Tanah Sareal, Kota Bogor:
Gambar 3 Peta Kelurahan Cibadak
6
Kondisi Iklim Data curah hujan diperoleh dari pos hujan Atang Sanjaya Bogor yang terletak pada 6°32’40.3” LS dan 106°45’19.2” BT (sebelah Barat Perumahan Tamansari Persada) dengan periode tahun 2003 sampai 2012 (Lampiran 5). Berdasarkan data curah hujan yang diperoleh, dapat diketahui bahwa daerah di sekitar pos hujan Atang Sanjaya termasuk Perumahan Tamansari Persada memiliki sifat curah hujan yang tinggi, dengan intensitas mencapai 4073 mm/tahun.
Kondisi Tanah Tanah yang ada di lokasi perumahan umumnya terdiri dari jenis latosol merah dan latosol coklat kemerahan. Tanah tersebut telah mengalami pencucian lanjut dan pelapukan. Tanah di permukiman ini terdiri dari asosiasi tanah latosol merah dan coklat kemerahan. Hal ini disebabkan karena kadar bahan organiknya cukup rendah. Namun demikian, untuk daerah tropis di Indonesia, tanah ini termasuk subur.
Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain citra satelit Google Earth akuisisi 12 September 2012, data curah hujan dari pos hujan Atang Sanjaya Bogor tahun 2003 sampai dengan 2012 dan peta kontur topografi perumahan.
Alat Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain seperangkat komputer/laptop yang sudah terdapat perangkat lunak (software) untuk membantu pengolahan data seperti Microsoft Excel 2010, ArcGis 9.3 dan Surfer 9, kamera untuk pendokumentasian, kalkulator dan alat tulis. Selain itu, digunakan juga theodolite, target rod, kompas, tripod, pita ukur dan patok untuk kegiatan pemetaan.
Prosedur Analisis Data Secara umum, tahapan pengolahan data terbagi menjadi dua tahap yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. 1. Analisis pendahuluan. Pada tahap ini, dilakukan analisis frekuensi curah hujan untuk meghitung probabilitas hujan yang diperoleh dengan menggunakan beberapa metode. Menurut Suripin (2004:33), dalam analisis frekuensi, hasil yang diperoleh tergantung pada kualitas dan panjang data. Semakin pendek data yang tersedia, semakin besar penyimpangan yang terjadi. Mengingat data curah
7
hujan yang diperoleh selama 10 tahun, maka dilakukan perbandingan dari beberapa metode yang ada. Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi, di antaranya empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi antara lain (Suripin 2004), yaitu: 1) Distribusi Normal. Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss. Fungsi densitas peluang normal (PDF = probability density function) yang paling dikenal adalah bentuk bel dan dikenal sebagai distribusi normal. Persamaannya adalah sebagai berikut: ̅ T T S ......................................................................................... (1) dimana: XT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang Ttahun ̅ = nilai rata-hitung variat S = deviasi standar nilai variat KT = faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode ulang dan tipe model matematik distribusi peluang yang digunakan untuk analisis peluang (Lampiran 1). 2) Distribusi Log Normal. Jika variabel acak Y = log X terdistribusi secara normal, maka X dikatakan mengikuti distribusi Log Normal. Persamaannya adalah sebagai berikut: ̅ T T S ......................................................................................... (2) dimana: YT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang Ttahun ̅ = nilai rata-hitung variat S = deviasi standar nilai variat KT = faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode ulang dan tipe model matematik distribusi peluang yang digunakan untuk analisis peluang (Lampiran 1). 3) Distribusi Log-Person III. Pada situasi tertentu, walaupun data yang diperkirakan mengikuti distribusi sudah dikonversi ke dalam bentuk logaritmis, ternyata kedekatan antara data dan teori tidak cukup kuat untuk menjustifikasi pemakaian distribusi Log Normal. Salah satu distribusi dari serangkaian distribusi yang dikembangkan Person yang menjadi perhatian ahli sumberdaya air adalah Log-Person Tipe III. Tiga parameter penting dalam LP. III, yaitu (i) harga rata-rata; (ii) simpangan baku; dan (iii) koefisien kemencengan. Jika koefisien kemencengan sama dengan nol, distribusi kembali ke distribusi Log Normal. Berikut ini langkah-langkah penggunaan distribusi Log-Person Tipe III: Data diubah ke dalam bentuk logaritmis, X = log X Harga rata-rata dihitung dengan menggunakan rumus:
8
∑n log
log ̅ i 1 n i .................................................................................(3) Harga simpangan baku dihitung dengan menggunakan rumus: S
∑n (log i -log ̅ ) [ i1 n-1
0.5
2
] ........................................................................(4)
Koefisien kemencengan dihitung menggunakan rumus: n ∑ni 1(log i -log ̅ ) (n-1)(n-2)S3
3
............................................................................(5)
Logaritmis hujan atau banjir dengan periode ulang T dihitung dengan rumus: log t log ̅ S...............................................................................(6) dengan K adalah variabel standar (standardized variable) yang besarnya tergantung koefisien kemencengan G (Lampiran 2). 4) Distribusi Gumbel. Gumbel menggunakan harga ekstrim untuk menunjukkan bahwa dalam deret harga-harga ekstrim X1, X2, X3, …., n mempunyai fungsi distribusi eksponensial ganda. Dalam pemakaian praktis dan apabila jumlah populasi yang terbatas, (sampel), maka digunakan pendekatan rumus sebagai berikut: ̅ S ..............................................................................................(7) dimana: ̅ = harga rata-rata sampel S = standar deviasi (simpangan baku) sampel. Faktor probabilitas K untuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat dinyatakan dalam persamaan: Tr - n
Sn
...............................................................................................(8)
dimana: Yn = reduce mean yang tergantung jumlah sampel/data n (Lampiran 3) Sn = reduce standard deviation yang juga tergantung pada jumlah sampel/data n (Lampiran 3) YTr = reduce variate, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut ini: Tr
-ln {-ln
Tr -1 Tr
} ...................................................................................(9)
Dengan mensubstitusikan persamaan di atas, didapat persamaan berikut: 1 Tr b a Tr ....................................................................................... (10) dimana S S a Sn dan b ̅ - Sn n
2.
Dari hasil keempat metode distribusi frekuensi ini, dilakukan uji kecocokan yaitu rata-rata persentase error dan deviasi. Metode distribusi frekuensi yang dipilih untuk pengolahan data selanjutnya ialah metode yang memiliki rata-rata persentase error dan deviasi terkecil. Penelitian utama. Adapun tahapan analisis data pada penelitian utama terbagi ke dalam dua tahapan, antara lain:
9
1) Menentukan Pola Drainase, yaitu: a. Melakukan observasi Daerah Tangkapan Air (DTA) Perumahan Tamansari Persada. b. Menentukan Daerah Tangkapan Air berdasarkan hasil observasi lapangan. c. Menentukan arah aliran limpasan. Arah aliran limpasan ini dapat diketahui dengan dua cara, yaitu pengamatan arah aliran air secara langsung saat terjadi hujan di lapangan dan pengolahan peta kontur dengan menggunakan program Surfer 9. 2) Menghitung Debit Limpasan, yaitu: a. Menentukan tata guna lahan masing-masing Daerah Tangkapan Air. Tata guna lahan dari masing-masing Daerah Tangkapan Air ini dapat diketahui dengan menganalisis citra satelit Google Earth akuisisi 12 September 2012 dengan menggunakan program ArcGis 9.3. Dari pengolahan ini juga diperoleh luas dari masing-masing Daerah Tangkapan Air. b. Menentukan hujan harian maksimum (R24). Hujan harian maksimum ditentukan sesuai dengan standar desain saluran drainase yang berdasarkan pada Pedoman Drainase Perkotaan dan Standar Desain Teknis yang dapat dilihat pada Tabel 1 berikut ini: Tabel 1 Kriteria Desain Hidrologi Sistem Drainase Perkotaan
Sumber: Suripin 2004 c.
Menghitung intensitas hujan (I) dengan persamaan mononobe, yaitu: 2
24 3 ( t ) ................................................................................... (11) 24 24
dimana:
d.
I = Intensitas hujan (mm/jam) t = Lamanya hujan (jam) R24 = Curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm) Menghitung waktu konsentrasi (tc) dengan menggunakan persamaan metode Kirpich, yaitu: 0.87 L2
tc ( 1000 dimana:
) S
0.385
.......................................................................... (12) tc = Waktu konsentrasi (jam) L = Panjang saluran (km) S = Kemiringan saluran (m/m)
10
e.
Menghitung debit puncak limpasan (Q) masing-masing Daerah Tangkapan Air dengan menggunakan persamaan metode Rasional, yaitu: 0.002778 C ....................................................................... (13) dimana : Q = Laju aliran permukaan (debit) puncak (m3/dtk) C = Koefisien aliran permukaan (Lampiran 4) I = Intensitas hujan (mm/jam) A = Luas daerah pengaliran (ha)
HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Perumahan Tamansari Persada Berdasarkan survei lokasi dan keterangan dari pejabat Dinas Bina Marga Kota Bogor yang menerangkan tentang site plan sistem drainase Kota Bogor, diketahui bahwa sebelum perumahan dibangun, terdapat saluran alami yang menjadi saluran yang meneruskan aliran dari kali Cimanggu dan Cigede Kulon. Namun, setelah perumahan dibangun, saluran alami tersebut dialihkan ke saluran drainase yang berada di kanan dan kiri jalan utama perumahan (Gambar 4). Hal ini yang menyebabkan perumahan terendam banjir saat hujan turun. Besarnya limpasan dari daerah hulu perumahan yang mengalir masuk ke dalam sistem drainase di perumahan pun menjadi salah satu penyebab genangan sering terjadi di sudut-sudut perumahan, walaupun sistem drainase di perumahan ini sudah dilengkapi dengan bangunan pengendali banjir berupa pintu air.
Gambar 4 Kondisi Saluran di Perumahan Tamansari Persada
11
Gambar 5 Pintu Air di Hulu Perumahan
Gambar 6 Pintu Air di Hilir Perumahan
Topografi dan Drainase Topografi Perumahan Tamansari Persada berbentuk memanjang dari Selatan ke Utara dengan kontur relatif datar. Titik permukaan tertinggi berada di sebelah Selatan perumahan dan titik terendah berada di sebelah Utara perumahan (Lampiran 7). Berdasarkan hasil observasi, aliran air di permukaan jalan perumahan sewaktu hujan adalah mengalir dari Selatan ke Utara. Dari hasil pengolahan data yang dilakukan menggunakan program Surfer 9, diketahui pula bahwa aliran air mengalir mengikuti keadaan konturnya dari Selatan ke Utara. Pola aliran yang terbentuk dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 7 Pola Drainase Hasil Observasi
Gambar 8 Pola Drainase Hasil Surfer 9
12
Tata Guna Lahan Berdasarkan citra satelit Google Earth akuisisi 12 September 2012 yang telah diolah dan dianalisis menggunakan program ArcGis 9.3, Perumahan Tamansari Persada memiliki luas lahan 27.98 ha. Kawasan perumahan ini terdiri dari 88 % dari total luas lahannya ialah permukiman (rumah multiunit) dan sisanya sekitar 12 % dari total luas lahannya merupakan taman. Berdasarkan hasil observasi, Perumahan Tamansari Persada dapat dibagi menjadi dua Daerah Tangkapan Air (DTA) atau catchment area seperti yang terlihat pada Gambar 9. Daerah tangkapan ini termasuk wilayah perumahan dan permukiman penduduk yang berbatasan dengan perumahan namun masih dalam satu DTA. Untuk hasil analisis luas dari setiap DTA, ditampilkan pada Tabel 2.
No 1 2
Tabel 2 Tata Guna Lahan pada Perumahan Tamansari Persada Daerah Tangkapan Air Koefisien Total Luas Penggunaan (m²) Limpasan Lahan (m²) (C) DTA 1 DTA 2 Rumah 0.60 117,028.89 129,553.23 246,582.12 Multiunit Vegetasi 0.25 15,857.22 17,357.50 33,214.72 (Taman) Total Luas 132,886.11 146,910.73 279,796.84 C 0.56 0.56
Gambar 9 Peta Tutupan Lahan Perumahan Tamansari Persada
Total Luas (ha) 24.66 3.32 27.98
13
Pembagian DTA yang dilakukan berguna untuk perencanaan hidrolika bangunan pengendali limpasan. Bangunan pengendali limpasan ini berfungsi untuk menampung dan menyimpan air agar tidak terjadi banjir dan air dapat dimanfaatkan kembali. Peta tutupan lahan seperti ditunjukkan pada Gambar 9 di atas berfungsi untuk menentukan koefisien limpasan (C) yang berpengaruh pada besarnya debit limpasan (Q).
Curah Hujan dan Debit Limpasan Data curah hujan yang diperoleh dari pos hujan Atang Sanjaya Bogor disajikan di Lampiran 5. Hasil analisis frekuensi dari beberapa metode distribusi (Normal, Log Normal, Log-Person III dan Gumbel) menunjukkan perbedaan nilai probabilitas curah hujan maksimum harian pada masing-masing periode ulang (2, 5, 10, 25, 50 tahun) seperti ditunjukkan pada Tabel 3 dan Gambar 10. Tabel 3 Hujan Harian Maksimum berdasarkan 4 Metode Analisis Probabilitas Hujan Rencana (mm/hari) Periode Ulang, Log Log Person T (tahun) Normal Gumbel Normal III 2 33.4 31.9 31.9 30.7 5 42.3 40.8 45.2 40.6 10 47.0 46.3 54.0 48.1 25 51.5 52.5 65.2 58.8 50 55.1 58.0 73.4 67.5
Gambar 10 Hujan Harian Maksimum berdasarkan 4 Metode
14
Gambar 11 Hasil Uji Kecocokan Masing-masing Metode Pada masing-masing metode distribusi yang ada juga dilakukan uji kecocokan rata-rata persentase error dan deviasi untuk menentukan hasil dari metode mana yang akan dipakai dalam perhitungan intensitas hujan (I). Pada Gambar 11 di atas, terlihat perbandingan dari rata-rata persentase error dan deviasi dari masing-masing metode. Metode Log Normal memiliki rata-rata persentase error terkecil sedangkan metode Gumbel memiliki deviasi terkecil. Berdasarkan hasil perbandingan tersebut, metode yang dipakai untuk analisis frekuensi ialah metode Gumbel yang memiliki deviasi terkecil. Hujan harian maksimum (R24) yang dipakai sebagai acuan untuk perhitungan debit limpasan dengan metode rasional ialah curah hujan dengan periode ulang 5 tahun, yaitu sebesar 45.2 mm (Tabel 3). Hal ini sesuai dengan standar desain saluran drainase yang berdasarkan pada Pedoman Drainase Perkotaan dan Standar Desain Teknis (Tabel 1). Salah satu faktor yang menentukan besarnya debit limpasan menggunakan metode rasional ialah koefisien limpasan (C). Koefisien C ini bergantung pada tutupan lahan dari suatu DTA sesuai dengan tabel koefisien limpasan pada Lampiran 4. Seperti ditunjukkan pada Gambar 9, Perumahan Tamansari Persada terdiri dari permukiman (rumah multiunit) dan taman. Untuk tutupan lahan berupa rumah multiunit diambil nilai koefisien C sebesar 0.6 dan untuk tutupan lahan berupa vegetasi (taman) sebesar 0.25. Setelah itu, di dapat koefisien C untuk DTA 1 dan DTA 2 masing-masing sebesar 0.56 (Tabel 2). Faktor lainnya yang mempengaruhi besarnya limpasan adalah panjang aliran utama (L), kemiringan saluran (S) dan waktu konsentrasi (t c). Nilai debit pada masing-masing DTA dapat dilihat pada Tabel 4. Total debit limpasan untuk Perumahan Tamansari Persada sebesar 1.31 m3 s-1. Debit limpasan pada DTA 1 dan DTA 2 masing-masing mencapai 0.82 m3 s-1 dan 0.49 m3 s-1. Debit limpasan pada DTA 1 lebih besar dibandingkan dengan debit limpasan pada DTA 2. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu panjang saluran utama pada DTA 1 lebih pendek dan wilayahnya relatif lebih curam dibandingkan dengan DTA 2.
15
Tabel 4 Debit pada Masing-masing Daerah Tangkapan Air Perumahan
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil observasi dan analisis, arah aliran air limpasan di Perumahan Tamansari Persada Bogor adalah mengikuti konturnya. Titik permukaan tertinggi berada di sebelah Selatan perumahan dan titik terendah berada di sebelah Utara perumahan. Besar debit limpasan pada Perumahan Tamansari Persada dengan luas area 27.98 ha mencapai 1.31 m3 s-1. Perumahan Tamansari Persada dapat dibagi menjadi dua Daerah Tangkapan Air (DTA). Besar debit limpasan pada DTA 1 dengan luas area 13.29 ha mencapai 0.82 m3 s-1, sedangkan pada DTA 2 dengan luas area 14.69 ha mencapai 0.49 m3 s-1.
Saran Besarnya debit limpasan pada Perumahan Tamansari Persada yang mencapai 1.31 m3 s-1 merupakan limpasan yang berasal dari DTA perumahan. Debit ini belum termasuk debit dua sungai yang bermuara di saluran drainase perumahan, yaitu debit Kali Cimanggu dan Cigede Kulon. Selain itu, dengan telah diketahuinya arah aliran dan debit pada masing-masing DTA di Perumahan Tamansari Persada, perlu penelitian lanjutan untuk merancang suatu sistem pengendalian limpasan, baik itu berupa perbaikan bangunan-bangunan yang sudah ada (saluran dan pintu air) maupun rancangan pembuatan bangunan pengendali limpasan yang belum ada, seperti sumur resapan, tentunya dengan mempertimbangkan efektifitas dan efisiensinya dalam mengurangi banjir dan genangan.
DAFTAR PUSTAKA Agus I, Hadihardaja IK. 2011. Perbandingan Hidrograf Satuan Teoritis Terhadap Hidrograf Satuan Observasi DAS Ciliwung Hulu. J. Teknik Sipil. 18(1):5570. Asdak C. 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Jogjakarta: Gadjah Mada University Press.
16
Chow VT. 1964. Handbook of Applied Hydrology. New York: McGraw-Hill Book Company. Fahmudin A, Widianto. 2004. Petunjuk Praktik Konservasi Tanah Pertanian Lahan Kering. Bogor: World Agroforestry Centre ICRAF Southeast Asia. Manan S. 1976. Pengaruh Hutan dan Manajemen Daerah Aliran Sungai. IPB. Bogor McCuen RH. 1989. Hydrologic Analysis and Design. Upper Saddle River (NJ): Prentice-Hall, Inc. Mera M, Dewi YP, Saputra D, Monica ZL. 2012. Computational Model for Housing Drainage System Case Study: Kharismatama Permai Housing in Padang. J. Teknik Sipil. 19(1):83-92. Rahardjo PN. 2009. Masalah Banjir sebagai Akibat dari Buruknya Sistem Pengelolaan DAS. J. Hidrosfir Indones. 4(1):1-8. Schwab GO., Frevert RK., Edminster TW., Barnes KK. 1981. Soil and Water Conservation Engineering. New York: John Wiley and Sons. Inc. Supardi D. 2010. Konservasi Air dengan Sumur Resapan. Majalah Ilmiah Dinamika. 34(2):244-255. Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta (ID): Andi.
17
Lampiran 1 Nilai variabel KT untuk distribusi Normal dan Log Normal
18
Lampiran 2 Nilai K untuk distribusi Log-Person III
19
Lampiran 3 Nilai Yn dan Sn untuk distribusi Gumbel
20
Lampiran 4 Koefisien limpasan (C) untuk metode Rasional
Sumber: McCuen 1989
Sumber: McCuen 1989
21
Lampiran 5 Data curah hujan
22
Lampiran 6 Peta titik-titik pemetaan di Perumahan Tamansari Persada
23
Lampiran 7 Peta Kontur Perumahan Tamansari Persada
24
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 5 November 1990 dari ayah Ahmad dan ibu Sugiarti. Penulis adalah putra pertama dari empat bersaudara. Penulis memulai pendidikan di SD Negeri Salakadomas Kabupaten Kuningan (1997-2000), lalu di SD Negeri Nata Endah I Kabupaten Bandung (2000-2003), dan dilanjutkan di SMP Negeri 3 Bandung (2003-2006). Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 4 Bandung dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) dan diterima di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam bebagai kegiatan organisasi seperti menjadi pengurus Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian IPB sebagai staf Departemen Sosial dan Lingkungan (2010/2011). Selain itu juga penulis aktif di Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Lingkung Seni Sunda (LISES) Gentra Kaheman IPB sebagai pengurus di Departemen Fasilitas dan Properti (2010/2011) dan sebagai ketua umum (2011/2012). Bulan Juni-Agustus 2012 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di PT Pembangkitan Jawa Bali Badan Pengelola Waduk Cirata (PT PJB BPWC) Kabupaten Bandung Barat dengan judul Mempelajari Pengelolaan Sumberdaya Air Terpadu di Waduk Cirata dari Aspek Hidrologi di PT PJB BPWC. Pada tahun yang sama penulis meraih prestasi sebagai Juara IV Lomba Karya Tulis Mahasiswa Tingkat Nasional di PT Pembangkitan Jawa Bali Badan Pengelola Waduk Cirata (PT PJB BPWC).
