BebasBanjir2015

William M. Putuhena dkk

KARAKTERISTIK BANJIR PUNCAK PADA SUNGAI-SUNGAI DI PULAU JAWA

The Characteristics of Peak Flood of Rivers in Java Island

William M. Putuhena, Wanny K. Adidarma, dan Sri Mulat Yuningsih

Sumber: http://docs.google.com/balittanah.litbang.deptan.go.id/

ABSTRAK

Karakteristik banjir puncak untuk sungai-sungai di Pulau Jawa mengalami perubahan atau tepatnya secara statistik mengalami pergeseran distribusi peluang. Hal ini ditunjang oleh kajian perubahan iklim global. Berdasarkan data debit maksimum tahunan yang terkumpul di 66 lokasi pos duga air yang tersebar di Pulau Jawa dari tahun 1919 sampai dengan 2001, dapat dihitung besaran banjir rencana dengan berbagai periode ulang serta distribusi peluang dari dua kelompok seri data. Dari kajian tersebut dapat disimpulkan bahwa ada indikasi pergeseran distribusi di Citarum-Nanjung, Cikapundung-Gandok, dan Cisadane-Batubeulah. Besaran banjir puncak spesifik (m3/detik/km2) mengecil bilamana luas daerah aliran sungai membesar. Di beberapa lokasi, banjir puncak spesifik membesar (lebih besar dari 1 m3/detik/km2) karena pengaruh dari hujan badai terpusat yang digambarkan melalui peta isohit. Jadi, besarnya banjir puncak sangat dipengaruhi oleh kondisi badai setempat selain perubahan iklim global serta pemicu lain seperti perubahan fungsi lahan.

ABSTRACT

The characteristics of peak flood for rivers on Java island have been changing or, statistically speaking, the frequency distributions have been moving sideways. It is supported by the globally climate changes. Based on annual maximum discharge (instantaneous) in 66 gaging stations from 1919 to 2001, the magnitude of design flood and distribution frequency of two groups of data were analysed. A shift in the distribution at Citarum-Nanjung, Cikapundung-Gandok and Cisadane-Batubeulah indicates a consequence of climate changes. The yields of peak flood per square kilometer were decreasing when the basin areas increase. In some location, such as at the centre of storm, the specific yield became larger (more than 1 m3/sec/km2). It concludes that the magnitude of peak flood depends on the geographic condition of the sites, which affect the characteristics of the storm, as well as the global climate changes and the changes of land use pattern.

PENDAHULUAN

Banjir besar sering terjadi akhir-akhir ini di daerah yang sebelumnya jarang dilanda banjir. Faktor penyebab banjir sangat kompleks karena melibatkan alam (meteorologi dan hidrologi), perencanaan, operasi dan pemeliharaan infrastruktur (bendung dan bendungan), pengaturan tata ruang, dan lain-lain. Interaksi antar faktor-faktor penyebab tersebut menghasilkan tingkat kerentanan terhadap banjir. Kerja sama yang baik antar-instansi terkait dengan masyarakat dalam menata fungsi lahan dapat mengurangi tingkat kerentanan atau bahkan mengurangi besarnya banjir. Salah satu akar permasalahan banjir adalah faktor lingkungan yang diwakili oleh hujan dan aliran air di sungai yang secara hidrologis digambarkan sebagai hidrograf dengan puncak dan volume banjir. Kejadian debit maksimum atau banjir puncak hanya beberapa saat, tetapi mampu menimbulkan saat kritis yang dapat menghancurkan tanggul atau tebing; melimpaskan air karena melebihi kapasitas tampung sungai, menyebabkan bendung atau bangunan air lainnya jebol. Dampak dari kejadian tersebut adalah penggenangan air di wilayah permukiman dan pertanian.

Oleh karena itu dianggap perlu untuk mengkaji karakteristik banjir puncak ditinjau dari perubahannya dalam dekade terakhir maupun kemampuan dari daerah aliran sungai (DAS) dalam menanggapi hujan badai.

KARAKTERISTIK BANJIR PUNCAK DARI SUNGAI-SUNGAI DI PULAU JAWA

Uraian umum

Aliran air di sungai yang dengan cepat menaik membentuk sebuah hidrograf dimana debit aliran maksimum yang tercapai sering disebut sebagai banjir puncak. Makin besar banjir yang terjadi, peluang terjadinya makin kecil. Banjir puncak yang pada umumnya terjadi digambarkan oleh periode ulang 2 tahunan dan nilainya hampir sama dengan rata-rata seri data. Analisis hidrologi banjir hanya dapat dilakukan jika data debit maksimum tahunan (sesaat) dari pos duga air di lokasi tertentu tersedia dalam periode yang cukup panjang (biasanya minimal 20 tahun). Satu-satunya metode yang digunakan dalam analisis ini adalah analisis frekuensi (Kite,1988).

Karakteristik banjir puncak selama dekade terakhir

Periode setelah tahun 1990 merupakan masa dimana nilai ekstrim besar (banjir) dan kecil (kekeringan) sering terjadi. Hal ini mungkin terjadi oleh karena adanya perubahan iklim global yang terjadi akhir-akhir ini akibat adanya pemanasan global (Burroughs, 82, 2003). Dampak dari adanya perubahan iklim ini dapat dideteksi apabila seri data debit maksimum tahunan cukup panjang, seperti halnya di Citarum-Nanjung (40 tahun), Cikapundung–Gandok (33 tahun), dan Cisadane–Batubeulah (30 tahun) (Gambar 1). Perubahan atau pergeseran distribusi peluang mencirikan adanya penyimpangan, apalagi kalau pergeseran tersebut menghasilkan peluang terjadinya debit yang lebih besar menjadi makin meningkat. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2, 3, dan 4.

Pergeseran distribusi peluang pada bagian mode sangat nyata pada Gambar 2 karena periode seri data yang digunakan sangat berbeda yaitu 1919-1935 dan 1973-2001, lain halnya dengan Gambar 3 dan 4.

Banjir puncak yang lebih kecil dari 30 m3/detik pada tahun 1958-1974 tidak pernah terjadi, tetapi pada periode 1974-1994 terjadi paling tidak sekali (Gambar 3). Demikian pula halnya dengan Cisadane-Batubeulah kejadian banjir ekstrim besar dan kecil terjadi pada periode terakhir (1984-2000), hal ini dapat dicermati pada bagian ekor (tail) dari distribusi peluang (Gambar 4).

Pada Gambar 4 jelas terlihat bahwa pada periode tahun 1984-2000 banjir maksimum yang lebih besar dari 800 m3/detik lebih sering terjadi dan bahkan lebih besar dari 1.050 m3/detik yang belum pernah terjadi pada periode 1969-1982.

Karakteristik banjir puncak rencana

Kajian terhadap sifat hujan badai

Analisis banjir rencana diterapkan pada sekitar 66 lokasi pos duga air yang tersebar di Pulau Jawa; Jawa Barat (Jabar) 39 pos, Jawa Tengah (Jateng) 12 pos, dan Jawa Timur (Jatim) 14 pos (Gambar 1) (Pusair,1995). Hasil perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 1 (Pusair,1995). Sebagian besar seri data debit maksimum tahunan mempunyai panjang sekitar 20 tahun. Oleh sebab itu debit banjir rencana yang diperhitungkan dalam kajian ini hanya maksimal sampai dengan periode ulang 50 tahun saja (Lye,1991). Untuk memberikan gambaran mengenai besarnya banjir maksimum yang terjadi pada setiap kilometer persegi DAS, besaran banjir puncak terutama bagi periode ulang 2 tahun dibagi dengan luas DAS. Daerah rawan banjir secara hidrologis mempunyai ciri besarnya banjir rencana per kilometer persegi cukup tinggi apalagi bila disertai dengan rasio antara banjir rencana periode ulang 50 dan 2 tahun cukup tinggi. Hal yang pertama, banjir puncak rencana per km2 sangat bergantung pada curah hujan badai (storm) yang terjadi. IOH (1983) membuat peta Mean Annual Maximum 1 Day Rainfall yang dapat digunakan sebagai indikator wilayah sub-DAS yang menerima hujan badai yang cukup tinggi, misalnya lebih dari 160 mm/hari (Gambar 5).

Gambar 2. Distribusi peluang banjir puncak Citarum-Nanjung, luas DAS = 1.675 km2

Gambar 2. Distribusi peluang banjir puncak Citarum-Nanjung, luas DAS = 1.675 km2

Gambar 3. Distribusi peluang banjir puncak Cikapundung-Gandok, luas DAS= 90 km2

Gambar 3. Distribusi peluang banjir puncak Cikapundung-Gandok, luas DAS= 90 km2

Gambar 4. Distribusi peluang banjir puncak Cisadane-Batubeulah, luas DAS = 820 km2

Gambar 4. Distribusi peluang banjir puncak Cisadane-Batubeulah, luas DAS = 820 km2

Wilayah Banten mempunyai pusat badai di 180 mm. Sub-DAS yang kena pengaruh adalah Cisata-Pasirseureuh dan Cikadueun-Cibogo. Hulu Cikadueun-Cibogo kena pengaruh pusat badai tersebut, sehingga menghasilkan banjir rencana 2 tahunan sebesar 2,6 m3/detik/km2. Tidak demikian halnya dengan Cisata yang hanya 1 m3/detik/km2. Di wilayah Sukabumi Selatan pusat badai 180 mm memanjang mengikuti garis pantai. Sub-DAS yang ada di dalam adalah Ciletuh-Cipiring dan Cilangla-Leuwineutek yang menghasilkan debit banjir rencana masing-masing 2,0 dan 1,6 m3/detik/km2. Dekat wilayah Semarang terbentuk pusat hujan 160 mm dimana Sungai Kupang-Pageukir mengalir dan menghasilkan debit 1,3 m3/detik/km2. Sebelah barat Yogyakarta terdapat pusat hujan 160 mm dimana Sungai Jali-Winong berada sehingga menghasilkan debit banjir 1,8 m3/detik/km2. Di bagian selatan Malang ada pusat badai 180 mm dimana Bagong-Temon berada dengan banjir 3,7 m3/detik/km2, dan agak ke barat dimana Grindulu-Gunungsari terletak yang banjirnya mencapai 2,5 m3/detik/km2.

Kajian terhadap luas DAS

Banjir puncak yang lebih besar dari 1 m3/detik/km2 seperti yang sudah dijelaskan tidak diikutsertakan dalam perhitungan persamaan antara banjir puncak dan luas DAS karena pengaruh hujan sangat dominan pada kasus tersebut. Dari Gambar 6 terlihat bahwa untuk Jabar variasi banjir sangat besar. Banjir besar terjadi pada wilayah Banten dan Jateng Utara, sedangkan Cimanuk, Citarum, dan Citanduy berada di bawah 0,6 m3/detik/km2, begitu pula halnya dengan Jateng Selatan dan Jatim.

Bila titik-titik tersebut dikelompokkan per wilayah maka akan dapat dihasilkan tiga persamaan sebagai berikut:

  1. Cimanuk, Citarum, Cisadane, K. Solo, dan K. Brantas:  y = – 0,1567 log x + 0,7728 dengan R2 = 0,8002……………………..(1)
  2. Banten, Sukabumi, Citanduy, K. Solo, dan K. Brantas: y = – 0,2841 log x + 1,3072 dengan R2 = 0,7160…………………….(2)
  3. Jateng, K. Solo, dan K. Brantas: y = – 0,3198 log x + 1,4461 dengan R2 = 0,8475……………………(3)

dimana: y = banjir puncak rencana periode ulang 2 tahun (m3/detik/km2) x = luas DAS (km2) R2 = koefisien deterministik menggambarkan korelasi antar y dan x.

Persamaan (2) dan (3) menghasilkan lengkung yang hampir sama, terlihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Hubungan antara luas DAS (DPS) dengan banjir puncak periode ulang 2 tahun

Gambar 6. Hubungan antara luas DAS (DPS) dengan banjir puncak periode ulang 2 tahun

Khusus untuk Bengawan Solo dengan luas DAS lebih dari 5.000 km2, terlihat jelas pada Gambar 7, banjir puncak rencana spesifik bertambah kecil bila luas DAS bertambah besar. Meskipun debit banjir periode ulang 2 tahun untuk Babat, Bojonegoro, Cepu, Kauman, dan Napel tidak berurutan besarnya sesuai dengan luas DAS-nya dibandingkan dengan Babat, Bojonegoro, dan Cepu (Tabel 1), tetapi jika dihitung berdasarkan debit spesifiknya (Gambar 7), terlihat bahwa makin besar luas makin kecil debit banjr spesifiknya. Secara hidrograf hal ini berarti puncak mengecil tetapi volume hidrograf bertambah besar jika luas DAS bertambah.

Gambar 7. Grafik banjir rencana periode ulang 2 sampai dengan 50 tahun untuk Bengawan Solo

Gambar 7. Grafik banjir rencana periode ulang 2 sampai dengan 50 tahun untuk Bengawan Solo

Kajian terhadap rasio banjir rencana periode ulang 50 tahun dan 2 tahun

Besarnya perbandingan antara banjir rencana periode ulang 50 tahun dengan 2 tahun berkisar antara 1,1 – 5,0. Untuk Jabar berkisar antara 1,1 – 5, Jateng dan Jatim berkisar 1,1 – 3,0.

KESIMPULAN

  1. Banjir puncak atau banjir maksimum tahunan pada periode tahun 1970-2000 mengalami perubahan dibandingkan tahun-tahun sebelumnya. Ada indikasi bahwa banjir-banjir besar lebih sering terjadi. Hal ini terjadi karena beberapa faktor penyebab seperti dampak dari perubahan iklim global ditambah perubahan fungsi lahan yang keduanya memacu banjir puncak untuk membesar.
  2. Sungai di daerah Banten dan Jateng Utara pada dasarnya secara alami termasuk rawan banjir menurut hasil analisis banjir rencana dipandang dari sifat hujan badai. Tingkat kerawanan akan meningkat bila dipicu oleh pengalihan fungsi lahan hutan atau sawah menjadi perkotaan.

DAFTAR PUSTAKA

Burroughs, William. 2003. Climate Into the 21st Century. Cambridge University Press. p. 20.

Kite, G.W.1988. Frequency and Risk Analysis in Hydrology. Water Resources Publications. Colorado.

Lye, L.M.1991. An Introduction to Probabilistic Modelling for The Water Resources Engineer. Course Notes. Memorial University of New Zealand, St. John’s (Unpublished).

Institute of Hydrology (IOH). 1983. Flood Design Manual for Java and Sumatra. Wallingford, Oxon, UK.

Pusair. 1995. Penelitian debit banjir periode ulang Pulau Jawa. Pusat Penelitian dan Pengembangan Pengairan, Badan Penelitian dan Pengembangan Pekerjaan Umum, Departemen Pekerjaan Umum (Tidak dipublikasikan). 90

William M. Putuhena, Wanny K. Adidarma, dan Sri Mulat Yuningsih, Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Air Jln. Ir. H. Juanda No.193, Bandung 40135

Tinggalkan sebuah Komentar »

Belum ada komentar.

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Buat situs web atau blog gratis di WordPress.com.

%d blogger menyukai ini: