skripsi pemodelan spasial untuk … · intensitas curah hujan >60 mm/jam; 2) untuk skenario...

SKRIPSI

PEMODELAN SPASIAL UNTUK IDENTIFIKASI BANJIR GENANGAN

DI WILAYAH KOTA SURAKARTA DENGAN PENDEKATAN METODE

RASIONAL (RATIONAL RUNOFF METHOD)

Penelitian Untuk Skripsi S-1

Program Studi Geografi

Diajukan Oleh :

NAMA : Nugroho Purwono

NIM : E 100 090 030

FAKULTAS GEOGRAFI

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2013

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN ......................................................................... iii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... iv

DAFTAR ISI .................................................................................................... vi

DAFTAR TABEL ............................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR DAN PETA................................................................... x

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xii

ABSTRAK ....................................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ............................................................................ 1

1.2. Perumusan Masalah .................................................................... 4

1.3. Tujuan Penelitian ........................................................................ 4

1.4. Kegunaan Penelitian ................................................................... 4

1.5. Telaah Pustaka dan Penelitian Sebelumnya ................................ 5

1.5.1. Siklus Hidrologi .............................................................. 5

1.5.2. Banjir .............................................................................. 6

1.5.3. Intensitas Hujan .............................................................. 7

1.5.4. Hujan Wilayah ................................................................ 5

1.5.5. Limpasan Permukaan (runoff) ........................................ 11

1.5.6. Metode Rasional ............................................................. 13

1.5.7. Koefisien Runoff (C) ....................................................... 15

1.5.8. Kawasan Resapan ........................................................... 17

1.5.9. Drainase Perkotaan ......................................................... 18

1.5.10. Aplikasi Model Spasial untuk Hidrologi ........................ 19

1.5.11. Penelitian Sebelumnya .................................................... 21

1.6. Kerangka Penelitian .................................................................... 24

1.7. Metode Penelitian ....................................................................... 25

1.7.1. Instrumen Penelitian ......................................................... 25

1.7.2. Tahapan Penelitian ............................................................ 27

1.8. Batasan Operasional.................................................................... 36

vii

BAB II DESKRIPSI WILAYAH PENELITIAN

2.1. Letak Geografis dan Wilayah Administratif ............................... 38

2.2. Kondisi Fisik Alami .................................................................... 40

2.2.1. Meteorologis dan Klimatologis ........................................ 40

2.2.2. Topografis ......................................................................... 45

2.2.3. Jenis Tanah ....................................................................... 47

2.2.3. Bentuklahan ...................................................................... 50

2.3. Kondisi Sosial - Penduduk .......................................................... 55

2.3.1. Tingkat Kepadatan Penduduk ........................................... 55

2.4. Kondisi Fisik Artifisial ............................................................... 57

2.4.1. Penggunaan Lahan (Land Use) ......................................... 57

2.4.2. Drainase Kota ................................................................... 61

BAB III PARAMATER PEMODELAN BANJIR GENANGAN

3.1. Koefisien Runoff (Ci) .................................................................. 65

3.2. Luasan Area (Ai)......................................................................... 75

3.3. Koefisien Runoff Rerata (C) ...................................................... 76

3.4. Intensitas Hujan Wilayah (I) ....................................................... 78

3.5. Debit Limpasan Permukaan /Runoff (Qp) ................................... 92

3.6. Volume Resapan (R) .................................................................. 96

3.7. Kapasitas Drainase Wilayah (D) ................................................ 102

BAB IV ANALISIS HASIL PEMODELAN

4.1. Konsep Model Banjir Genangan Kota Surakarta ....................... 105

4.2. Skenario Model Kondisi A ......................................................... 106

4.2.1. Distribusi dan Luasan Potensi Genangan Kondisi A ........ 110

4.3. Skenario Model Kondisi B.......................................................... 112

4.3.1. Distribusi dan Luasan Potensi Genangan Kondisi B ........ 118

4.4. Evaluasi Akurasi Model .............................................................. 121

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ................................................................................. 126

5.2. Saran ........................................................................................... 127

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 128

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Luas Kawasan Resapan dan Kawasan Terbangun Kota Surakarta 2

Tabel 1.2 Derajat Curah Hujan dan Intensitas Curah Hujan .......................... 8

Tabel 1.3 Nilai Koefisien Aliran (C) untuk Metode Rasional ..................... 16

Tabel 1.4 Koefisien Aliran (C) untuk metode Rasional (Hassing, 1995) .......... 17

Tabel 1.5 Perbandingan Penelitian ................................................................ 23

Tabel 1.6 Bentuk Matriks Kesalahan (confusion/error matrix) .................... 33

Tabel 1.7 Kriteria Nilai Koefisien Kappa (K) ............................................... 34

Tabel 2.1 Persentase Luas Masing-masing Kecamatan ................................ 38

Tabel 2.2 Klasifikasi Tipe Hujan Schmidt dan Fergusson ............................ 40

Tabel 2.3 Rata-rata Curah Hujan Bulanan, Bulan Basah dan

Bulan Kering (Tahun (2000 – 2010) ................................................ 41

Tabel 2.4 Rata-rata Suhu Udara, Kelembapan, Tekanan Udara, Arah dan

Kecepatan Angin pada Tahun 2011 .............................................. 43

Tabel 2.5 Banyaknya Curah Hujan dan Hari Hujan pada Tahun 2011 ............. 44

Tabel 2.6 Kriteria Kelas Kemiringan menurut Sitanala Arsyad ................... 45

Tabel 2.7 Ketinggian Tempat dan Kemiringan Tanah

Masing-masing Kecamatan Kota Surakarta .................................. 45

Tabel 2.8 Luas Wilayah, Jumlah Penduduk, Rasio Jenis Kelamin dan

Tingkat Kepadatan dirinci Tiap Kecamatan 2011/2012 ............... 55

Tabel 3.1 Data Jenis Penggunaan Lahan Kota Surakarta Tahun 2012 ......... 66

Tabel 3.2 Indeks Nilai Koefisien Aliran (Cv) untuk Metode Rasional ......... 67

Tabel 3.3 Kategori Jenis Penggunaan Lahan

berdasar Karakter Tutupan Lahan ................................................ 68

Tabel 3.4 Kategori Data Topografis (Kelas Lereng)

Wilayah Kota Surakarta ............................................................... 69

Tabel 3.5 Nilai Koefisien Aliran Permukaan (Cs) Berdasar

Jenis dan Struktur Tanah Wilayah Penelitian ............................... 70

Tabel 3.6 Nilai Koefisien Aliran Permukaan /Runoff (Ci)

Dirinci pada Tipe Penggunaan Lahan .......................................... 71

Tabel 3.7 Spesifikasi Luasan Area Sub-Sistem Drainase Kota Surakarta ... 75

Tabel 3.8 Nilai Koefisien Runoff (Ĉ) pada Unit Sub-Sistem Drainase

Kota Surakarta ............................................................................... 76

Tabel 3.9 Informasi Spesifikasi Stasiun Telemetri Penakar Curah Hujan

Wilayah Liputan Kota Surakarta ..................................................... 78

Tabel 3.10 Data Intensitas Curah Hujan Harian Maksimum

tiap Bulan Tahun 2012 ................................................................. 79

Tabel 3.11 Data Intensitas Curah Hujan Bulanan

masing-masing Stasiun Penakar .................................................... 79

ix

Tabel 3.12 Data Intensitas Hujan Harian Maksimum (I) pada Bulan Basah

untuk Wilayah Kota Surakarta ..................................................... 80

Tabel 3.13 Nilai Intensitas Hujan Harian Eksisting untuk Kondisi A ........... 91

Tabel 3.14 Nilai Intensitas Hujan Eksisting Harian untuk Kondisi B ............ 91

Tabel 3.15 Perhitungan Debit Limpasan Permukaan /Runoff

untuk Kondisi A ........................................................................... 93

Tabel 3.16 Perhitungan Debit Limpasan Permukaan /Runoff

untuk Kondisi B ........................................................................... 95

Tabel 3.17 Luas Akumulatif Kawasan Resapan pada Sub-Sistem

Drainase Kota Surakarta ............................................................... 96

Tabel 3.18 Nilai Koefisien Resapan Tertimbang Sub-Sistem


Tabel 3.19 Nilai Kapasitas Volume Resapan pada Sub-Sistem

Drainase Kota Surakarta tiap Tiap Satuan Waktu (Jam) .............. 98

Tabel 3.20 Nilai Kapasitas Volume Resapan pada Sub-Sistem

Drainase Kota Surakarta tiap Tiap Satuan Waktu (Detik) ........... 98

Tabel 3.21 Kapasitas Tampungan Hipotetik Sub-Sistem


Tabel 4.1 Data Hasil Analisis Model Genangan untuk Skenario A ............. 107

Tabel 4.2 Distribusi dan Luasan Genangan untuk Skenario Kondisi A ....... 111

Tabel 4.3 Data Hasil Analisis Model Genangan untuk Skenario B ............. 114

Tabel 4.4 Distribusi dan Luasan Genangan untuk Skenario Kondisi B ........ 121

Tabel 4.5 Tabel Perbandingan Data Hasil Model terhadap Data Lapangan 126

Tabel 4.6 Matriks Kesalahan (Confusion Matrix) Hasil Model

terhadap Data Lapangan ............................................................... 125

Tabel 4.6 Tabel Penilaian Evaluasi Akurasi Data Hasil Pemodelan ............ 126

x

DAFTAR GAMBAR DAN PETA

Gambar 1.1 Sebagian Wilayah Genangan Banjir di Kota Surakarta

Akhir Tahun 2008 ..................................................................... 2

Gambar 1.2 Siklus Hidrologi ........................................................................ 5

Gambar 1.3 Metode Poligon Thiessen .......................................................... 10

Gambar 1.4 Metode Isohyet ......................................................................... 11

Gambar 1.5 Hubungan Hujan dengan Aliran Permukaan

untuk Durasi yang Berbeda ...................................................... 15

Gambar 1.6 Contoh Model Sistem Drainase Perkotaan .................................. 19

Gambar 1.7 Konsep Pemodelan Spasial dalam SIG ....................................... 20

Gambar 1.8 Diagram Alir Kerangka Pemikiran ............................................. 25

Gambar 1.9 Konsep Teknis Pembuatan Feature Parameter Runoff ............. 29

Gambar 1.10 Skema Analisa Data Hasil Model ............................................. 31

Gambar 1.11 Diagram Alir Proses Pengolahan Data dalam Penelitian .............. 35

Gambar 2.1 Diagram Persentase Luas Kecamatan di Kota Surakarta.............. 38

Gambar 2.2 Peta Wilayah Administrasi Kota Surakarta .............................. 39

Gambar 2.3 Grafik Tipe Curah Hujan Kota Surakarta

Menurut Schmidt dan Fergusson ................................................ 42

Gambar 2.4 Grafik Rata-rata Hari Hujan per-Bulan Tahun 2011 .................... 44

Gambar 2.5 Peta Kelas Kemiringan Lereng Kota Surakarta ........................ 46

Gambar 2.6 Peta Jenis Tanah Kota Surakarta .............................................. 49

Gambar 2.7 Peta Bentuk Lahan Kota Surakarta ........................................... 54

Gambar 2.8 Peta Tingkat Kepadatan Penduduk

Kota Surakarta Tahun 2011/2012 ............................................. 56

Gambar 2.9 Peta Citra Morfologi Kota Surakarta ........................................ 59

Gambar 2.10 Peta Penggunaan Lahan Detil Kotas Surakarta 2012 ............... 60

Gambar 2.11 Contoh Saluran Primer dan Sekunder pada Sistem Makro ...... 61

Gambar 2.12 Contoh Saluran Utama dan Sistem Tersier pada Sistem Mikro 62

Gambar 2.13 Peta Wilayah Pengaliran Drainase Kota Surakarta .................. 64

Gambar 3.1 Peta Sebaran Koefisien Runoff (C) Unit

Sub-sistem Drainase Kota Surakarta 2012 ............................... 77

Gambar 3.2 Peta Sebaran Intensitas Hujan Wilayah (I)

Untuk Bulan Januari 2012 ........................................................ 81


Untuk Bulan Februari 2012 ...................................................... 82


Untuk Bulan Maret 2012 .......................................................... 83


Untuk Bulan April 2012 ........................................................... 84

xi


Untuk Bulan Mei 2012 ............................................................. 85


Untuk Bulan Juni 2012 ............................................................. 86


Untuk Bulan Oktober 2012 ...................................................... 87


Untuk Bulan November 2012 ................................................... 88


Untuk Bulan Desember 2012 ................................................... 89

Gambar 3.11 Grafik Persentase Luas Kawasan Resapan pada

Sub-Sistem Draianse ................................................................ 99

Gambar 3.12 Grafik Kapasitas Volume Resapan

tiap Satu Satuan Waktu (Detik) ................................................ 99

Gambar 3.13 Peta Sebaran Kawasan Resapan Unit Sub-sistem

Drainase Kota Surakarta 2012 .................................................. 100

Gambar 3.14 Peta Kapasitas Volume Resapan Unit Sub-Sistem

Drainase Kota Surakarta 2012 .................................................. 101

Gambar 3.15 Grafik Kapasitas Debit (Hipotetik) pada Unit

Sub-Sistem Drainase (m3/detik) ............................................... 103

Gambar 3.16 Peta Distribusi Daya Tampung Debit (Hipotetik)

Unit Sub-Sistem Drainase Kota Surakarta 2012 ...................... 104

Gambar 4.1 Grafik Data Debit Genangan untuk Skenario Kondisi A ......... 108

Gambar 4.2 Peta Distribusi Potensi Genangan untuk Skenario Model

Kondisi (A) Unit Sub-sitem Draianse ...................................... 110


Kondisi (A) Unit Wilayah Administrasi ................................... 112

Gambar 4.4 Grafik Data Debit Genangan untuk Skenario Kondisi B ......... 113


Kondisi (A) Unit Sub-sistem Draianse ..................................... 116


Kondisi (A) Unit Wilayah Administrasi ................................... 117


Kondisi (B) Unit Wilayah Administrasi ................................... 120


Kondisi (B) Unit Wilayah Administrasi ................................... 121

Gambar 4.9 Contoh Sampel Lokasi Genangan Hasil Model dan

Sampel Cek Lapangan .............................................................. 122

Gambar 4.10 Peta Lokasi Titik Sampel Hasil Kriteria Genangan ................. 123

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil Rincian Perhitungan Nilai Koefisien Runoff (Ĉ)

untuk Unit Sub-Sistem Drainase Kota Surakarta............................ L-1

Lampiran 2. Kondisi Fisik Saluran Drainase Sekunder

Wilayah Kota Surakarta ............................................................... L-23

Lampiran 3. Hasil Cek Lapangan Kategori Titik Potensi Genangan

Wilayah Kota Surakarta ............................................................... L-24

Lampiran 4. Guide Questioner Survey Lokasi Potensi Genangan

Wilayah Kota Surakarta ........................................................... L-25

Lampiran 5. Dokumentasi Lapangan ............................................................ L-26

xiii

PEMODELAN SPASIAL UNTUK IDENTIFIKASI BANJIR GENANGAN DI

WILAYAH KOTA SURAKARTA DENGAN PENDEKATAN METODE

RASIONAL (RATIONAL RUNOFF METHOD)

Oleh :

Nugroho Purwono

E 100 090 030

Abstrak

Dewasa ini studi tentang fenomena hidrologis banyak mengikutsertakan peran

informasi spasial sebagai dasar pertimbangan dalam penilaian, demikian dalam studi

hidrologi perkotaan. Dalam konteks perkotaan, kajian dengan model spasial menjadi cara

baru untuk menggali informasi seperti halnya studi terkait peristiwa banjir genangan

(local flood).

Penelitian ini membuat sebuah model spasial dan replikasi secara deterministik

dari kompleksitas fenomena hidrologis khususnya banjir genangan di Kota Surakarta

menurut sudut pandang spasial. Tujuan dari penelitian ini yaitu : 1) mengetahui hasil

model banjir genangan berdasar penilaian parameter utama yang meliputi debit runoff,

kapasitas volume resapan, serta daya tampung drainase wilayah; 2) mengidentifikasi

secara keruangan distribusi potensi banjir genangan berikut luasan yang dapat

ditimbulkan melalui model spasial; 3) mengevaluasi keakurasian hasil model spasial yang

diterapkan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini yakni deskriptif analitik dengan

teknik penerapan fungsi Sistem Informasi Geografis (SIG) sebagai alat pendukung

analisis. Sementara itu survei lapangan digunakan untuk menilai keakurasian hasil model

yang diterapkan. Penilaian terhadap potensi banjir genangan dilakukan melalui

pendekatan metode rasional (rational runoff method), dengan satuan wilayah sub-sistem

drainase kota sebagai unit analisis. Analisis hasil model dalam penelitian ini

dikelompokkan menjadi dua skenario kondisi sesuai dengan kriteria parameter yang

diperoleh.

Adapun hasil penelitian menunjukkan bahwa: 1) terjadi potensi banjir genangan

di sebagian wilayah sub-sistem drainase Kali Anyar pada skenario ‘A’ dengan kondisi

intensitas curah hujan <60 mm/jam, selanjutnya potensi banjir genangan terjadi hampir di

seluruh wilayah sub-sistem drainase Kota Surakarta pada skenario ‘B’ dengan kondisi

intensitas curah hujan >60 mm/jam; 2) untuk skenario kondisi ‘A’, potensi banjir

genangan teridentifikasi pada sub-sistem drainase wilayah Kali Anyar atau pada wilayah

administrasi meliputi sebagian Kecamatan Banjarsari dan Kecamatan Jebres dengan

luasan wilayah potensial sebesar 186, 96 ha, sedangkan untuk skenario kondisi ‘B’

menunjukkan bahwa hampir seluruh sub-sistem drainase yang ada di Kota Surakarta

teridentifikasi berpotensi banjir genangan dengan perkiraan total luas genangan sebesar

378,13 hektar; 3) evaluasi akurasi terhadap model menunjukkan nilai 0,6571 untuk

koefisien kappa dan 83,33% untuk akurasi keseluruhan

Kata kunci : model spasial, metode rasional, potensi banjir genangan, akurasi model.

skripsi pemodelan spasial untuk … · intensitas curah hujan >60 mm/jam; 2) untuk skenario...

Documents