Label

Jumat, 12 September 2014

Analisa Pengaruh Perubahan Tata Guna Lahan Terhadap Debit Puncak Limpasan Permukaan di Wilayah Abepura

I. Pendahuluan

a. Latar Belakang

Pembangunan di wilayah Abepura dari tahun ke tahun mengalami perkembangan yang cukup pesat, ditandai dengan perubahan tata guna lahan dari lahan tak terbangun menjadi lahan terbangun (kedap air) yang cukup signifikan. Lahan-lahan yang dulunya merupakan lahan tidur yang mempunyai fungsi sebagai daerah resapan air hujan, kini banyak telah berubah menjadi lahan kedap air (beton, semen, aspal, dll).
Perubahan tata guna lahan dari lahan tak kedap air menjadi kedap air merupakan salah satu pemicu utama naiknya jumlah limpasan permukaan. Kuantitas resapan menjadi kecil karena diatas tanah yang bisa meresap air kini telah berubah menjadi bangunan permanen yang kedap air. Apabila hujan turun dengan intensitas yang cukup tinggi tentu sebagian besar air hujan akan mengalir sebagai limpasan permukaan, tetapi seandainya limpasan permukaan yang berlebih tidak mampu ditampung oleh saluran drainase yang ada atau seandainya aliran air tidak berjalan dengan lancar akibat terhalang oleh sampah dan sedimentasi yang mengendap di badan-badan air, tentu tidak menutup kemungkinan banjir akan terjadi di sejumlah titik yang masuk dalam kategori kawasan rawan banjir (daerah potensi genangan).

b. Tujuan Penulisan
1        Mengetahui pengaruh perubahan tata guna lahan terhadap debit puncak limpasan permukaan
2        Memperkirakan besar debit puncak limpasan permukaan yang akan ditampung dua sungai utama yang melintasi wilayah Abepura yakni Sungai Acai dan Siborogonyi

b. Keadaan Lokasi Studi

Gambar 1. Peta Topografi Lokasi Studi
Wilayah Abepura berupa dataran rendah yang dikelilingi perbukitan, yang dilalui dua sungai utama yakni sungai Acai dan Siborogonyi yang bermuara di Teluk Youtefa.

Gambar 2. Sungai Acai dan Siborogonyi 
Dalam Peta Daerah Aliran Sungai, Sungai Acai dan Siborogonyi masuk dalam DAS Sentani. Sungai Acai memiliki panjang ± 2.245 m, lebar 12,5 m, dan kedalamannya ± 4,5 meter. Sedangkan sungai Siborogonyi memiliki panjang ±11.619 m, lebar 12 m, dan memiliki kedalaman ± 4,5 meter  (RTRW Kota Jayapura 2013-2033).

II. Perhitungan Debit Puncak Limpasan Permukaan

a. Analisa Intensitas Curah Hujan

*) Data Curah Hujan Abepura-Waena 

Tabel 1. Curah Hujan Abepura-Waena dalam Kurun Waktu 10 Tahun (2001-2010)
Tahun
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Juni
Juli
Aug
Sep
Oct
Nov
Des
2001
47
196
280
204
132
148
39
132
30
135
172
201
2002
122
149
108
149
132
129
136
151
100
48
122
71
2003
151
180
156
74
96
71
113
223
54
90
90
145
2004
194
129
120
81
109
113
76
88
53
41
154
59
2005
90
159
321
93
34
47
47
158
168
55
98
226
2006
220
133
552
552
217
69
64
199
331
123
183
86
2007
243
359
339
179
245
38
131
148
58
58
149
168
2008
243
159
339
269
123
158
43
38
185
161
63
177
2009
162
412
462
271
90
114
160
113
272
118
101
269
2010
357
121
363
204
360
56
53
50
40
86
118
208
Sumber BMKG Wilayah V Jayapura

*) Pengolahan data curah hujan

Tabel 2. Perhitungan Jumlah Hujan
Tahun
Jan
Feb
Mar
Apr
Mey
Juni
July
Aug
Sep
Oct
Nov
Des
Jmlh
2001
47
196
280
204
132
148
39
132
30
135
172
201
1716
2002
122
149
108
149
132
129
136
151
100
48
122
71
1417
2003
151
180
156
74
96
71
113
223
54
90
90
145
1443
2004
194
129
120
81
109
113
76
88
53
41
154
59
1217
2005
90
159
321
93
34
47
47
158
168
55
98
226
1496
2006
220
133
552
552
217
69
64
199
331
123
183
86
2729
2007
243
359
339
179
245
38
131
148
58
58
149
168
2115
2008
243
159
339
269
123
158
43
38
185
161
63
177
1958
2009
162
412
462
271
90
114
160
113
272
118
101
269
2544
2010
357
121
363
204
360
56
53
50
40
86
118
208
2016

Tabel 3. Pengolahan Data Curah Hujan

Tahun
Curah Hujan (mm)
(Xi – X)^2
2001
1716
22230,81
2002
1417
200793,61
2003
1443
178168,41
2004
1217
420033,61
2005
1496
136234,81
2006
2729
746323,21
2007
2115
62450,01
2008
1958
8630,41
2009
2544
460905,21
2010
2016
22770,81
Jumlah
18651
2258540,9
Rata-rata
1865,1
Standar Deviasi
500,94












*) Analisa curah hujan maksimum 24 Jam (R24)
Untuk mengetahui besarnya curah hujan harian maksimum 24 jam (R24), dihitung dengan menggunakan rumus Distribusi Gumbel :

Dimana:
                         R24   = Besarnya curah hujan harian maksimum 24 jam ( mm/24 jam)
                         X    = Rata-rata curah hujan (mm)
                         Sx  = Deviasi Standard
                         Yn = Reduced mean
                         Sn = Reduced standard deviation
Yt  = Reduced variasi sebagai  periode ulang

Sebelum memulai perhitungan harus diketahui terlebih dahulu nilai Yt, Yn, Sn. Sedangkan nilai standar deviasi (Sx) sudah didapat.
Untuk data 10 tahun :
Yn =
0,4952
Sn =
0,9496

Yt :
5 Tahun =
1,5004
10 Tahun =
2,2251
25 Tahun =
3,1993
50 Tahun =
3,9028

Nilai-nilai diatas masukan dalam rumus Distribusi Gumbel dan hasil perhitungannya sebagai berikut :

Tabel 4. Hasil perhitungan R24
Periode Ulang
R24 (mm)
5 Tahun
2395,37
10 Tahun
2777,66
25 Tahun
3291,58
50 Tahun
3662,70

*) Analisa Intensitas Hujan Maksimum (I)
Untuk analisa perhitungan intensitas curah hujan (I) dihitung dengan menggunakan rumus Mononobe :
Dimana:
I     = Intensitas curah hujan (mm/jam)
R24  = Curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm)
t     = Lamanya hujan (24 jam)

Hasil perhitungannya sebagai berikut :

Tabel 5. Hasil perhitungan intensitas hujan maksimum (I)

PUH
Intensitas (mm/Jam)
5 Tahun
99,80
10 Tahun
115,73
25 Tahun
137,14
50 Tahun
152,61

b. Perhitungan Luas Daerah Pengaliran

Gambar 3. Peta DTA Sungai Acai dan Siborogonyi

Daerah pengaliran adalah daerah tangkapan air yang mengalirkan air ke dalam saluran. Daerah tangkapan ini batasnya adalah punggung gunung atau bukit, dengan asumsi air hujan yang jatuh di punggung gunung atau bukit arah alirannya menuju dua sungai utama yakni Acai dan Siborogonyi dan akan langsung menuju outlet pembuangan (muara) untuk selanjutnya masuk ke Teluk Youtefa. Menurut hasil perhitungan penulis DTA Acai dan Siborogonyi luasnya ± 2.475 hektar atau sekitar ± 24,75 Km2.

c. Menentukan Koefisien Pengaliran (C)

Gambar 4. Beberapa Tipe Penggunaan Lahan di Wilayah Abepura
Sehubungan dengan tidak adanya data penggunaan lahan (land use) secara detail untuk wilayah Abepura, untuk mempermudah dalam perhitungan maka daerah pengaliran sungai yang luasnya ±24,75 Km2 dibagi dalam bentuk presentase dengan mempertimbangkan kenyataan di lapangan, dimana dari total luas DTA terdiri dari hutan berbukit 30% dan 70% merupakan dataran rendah yang merupakan kawasan terbangun (pemukiman, perkantoran, sekolah, tempat peribadahtan, dll). Untuk hutan berbukit koefisien pengalirannya (C), yaitu 0,30. Sedangkan untuk kawasan dataran rendah yang merupakan kawasan terbangun nilai C-nya yaitu 0,70.

d. Perhitungan Debit Puncak Limpasan Permukaan dengan Rumus Rasional
Selanjutnya data-data yang sudah didapat dimasukan dalam rumus Rasional untuk mendapatkan nilai debit puncak limpasan permukaan untuk beberapa periode ulang. Berikut rumus Rasional yang akan dipakai dalam perhitungan :
             QT = 0,278 x C x IT x A
Keterangan rumus :
QT = debit puncak limpasan permukaan dengan periode ulang T tahun atau debit rencana dengan periode ulang T tahun (m3/det)
C = angka koefisien pengaliran (tanpa dimensi)
A = Luas daerah pengaliran (Km2)
IT = intensitas curah hujan dengan periode ulang T tahun (mm/jam).

*) Data-data yang diketahui :
A = 24,75 Km2
Nilai C hutan berbukit = 0,30
Nilai C dataran rendah terbangun = 0,70
Nilai intensitas hujan :
I5 = 99,80 mm/jam
I10 = 115,73 mm/jam
I25 = 137,14 mm/jam
I50 = 152,61 mm/jam
*) Hitung ΣAiCi dan debit puncak
ΣAiCi = (30% x 24,75 Km2 x 0,30) + (70% x 24,75 Km2 x 0,70)
= 14,35 Km2
Kemudian dengan memasukan nilai ΣAiCi dan nilai I5, I10, I25, I50 kedalam persamaan Rasional maka diperoleh debit puncak limpasan permukaan untuk masing-masing periode ulang tersebut.
Q5 = 0,278 I5 ΣAiCi
      = 0,278 x 99,80 x 14,35
      = 398,13 m3/dtk
Q10 = 0,278 I10 ΣAiCi
       = 0,278 x 115,73 x 14,35
       = 461,68 m3/dtk
Q25 = 0,278 I25 ΣAiCi 
       = 0,278 x 137,14 x 14,35 
       = 547,09 m3/dtk
Q50 = 0,278 I50 ΣAiCi  
      = 0,278 x 152,61 x 14,35
      = 608,80 m3/dtk 

III. Kesimpulan

Limpasan permukaan merupakan sebagian air hujan yang mengalir diatas permukaan tanah. Besar kecilnya jumlah limpasan permukaan yang akan menuju Sungai Utama yakni Acai dan Siborogonji tergantung dari tata guna lahan pada daerah tangkapan serta intensitas hujan maksimum yang terjadi. Apabila perubahan tata guna lahan sudah bisa dipastikan sampai ke masa yang akan datang, maka dapat diketahui debit rencana yang pasti melalui sungai tersebut. Data debit rencana limpasan permukaan berguna dalam pekerjaan struktur untuk kepentingan penanganan banjir misalnya. (*)

Sumber Pustaka  :
Kamiana, I Made. 2001. Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air. Graha Ilmu. Yogyakarta