Estimasi Debit Puncak Banjir Rancangan Akibat Perubahan Tutupan Lahan Menggunakan Hidrograf Satuan Sintetik di Daerah Aliran Sungai Telomoyo

Calvin Gito Yordan Tindaon, Prof. Dr. Slamet Suprayogi, M.S.

2025 | Skripsi | GEOGRAFI DAN ILMU LINGKUNGAN

Daerah Aliran Sungai (DAS) Telomoyo merupakan wilayah dengan tingkat kerentanan tinggi terhadap bencana banjir, sebagaimana ditunjukkan oleh kejadian banjir berulang dalam satu dekade terakhir yang diperparah oleh perubahan tutupan lahan. Perubahan dari lahan hutan atau pertanian menjadi area terbangun akibat urbanisasi telah meningkatkan limpasan permukaan dan berkontribusi terhadap terjadinya banjir. Penelitian ini bertujuan untuk mengestimasi debit maksimum banjir rancangan di DAS Telomoyo akibat dinamika tutupan lahan selama periode 2013 hingga 2023. Tujuan khusus dari penelitian ini adalah: (1) menganalisis perubahan tutupan lahan di Daerah Aliran Sungai (DAS) Telomoyo pada tahun 2013–2023, (2) menganalisis perubahan koefisien limpasan permukaan, dan (3) mengestimasi debit puncak banjir rancangan dengan kala ulang 2, 5, 10, 25, dan 50 tahun menggunakan metode Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu.                   

Penelitian ini menggunakan data citra satelit, curah hujan, data tekstur tanah, dan DEMNAS. Tutupan lahan dianalisis dari citra satelit Landsat 8 melalui klasifikasi semi-otomatis dan uji akurasi. Data tekstur tanah digunakan untuk menentukan laju infiltrasi yang kemudian dipadukan dengan data kemiringan lereng dari DEMNAS dan kerapatan aliran sungai hasil analisis melalui perangkat lunak ArcGIS. Keempat parameter ini digunakan untuk menghitung koefisien limpasan permukaan dengan metode Cook. Selanjutnya, curah hujan harian maksimum dianalisis melalui analisis hujan wilayah Poligon Thiesssen dan frekuensi untuk mendapatkan hujan rancangan. Debit puncak banjir rancangan dihitung berdasarkan distribusi hujan merata menggunakan HSS Nakayasu.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan tutupan lahan di DAS Telomoyo selama periode 2013 hingga 2023 berdampak terhadap peningkatan koefisien limpasan permukaan dari 0,591 menjadi 0,610. Dampak dari perubahan ini tercermin pada debit puncak banjir rancangan yang mengalami kenaikan. Pada kala ulang 2 tahun, terjadi kenaikan 61.5 m3/detik (dari 648.9 menjadi 710.4 m3/detik). Pada kala ulang 5 tahun, terjadi kenaikan 90.5 m3/detik (dari 827.1 menjadi 917.6 m3/detik). Pada kala ulang 10 tahun, terjadi kenaikan 130.3 m3/detik (dari 943.7 menjadi 1074.0 m3/detik). Pada kala ulang 25 tahun, terjadi kenaikan 204.0 m3/detik (dari 1090.6 menjadi 1294.5 m3/detik). Pada kala ulang 50 tahun, terjadi kenaikan 276.1 m3/detik (dari 1199.9 menjadi 1476.0 m3/detik).

The Telomoyo watershed is an area with a high level of vulnerability to flooding, as evidenced by recurrent flood events over the past decade, which have been exacerbated by land cover changes. The conversion of forested or agricultural land into built-up areas due to urbanization has increased surface runoff and contributed significantly to flood occurrences. This study aims to estimate the peak design flood discharge in the Telomoyo Watershed (DAS Telomoyo) resulting from land cover dynamics between 2013 and 2023. The specific objectives of this study are: (1) to analyze land cover changes in DAS Telomoyo from 2013 to 2023, (2) to analyze changes in surface runoff coefficients, and (3) to estimate peak design flood discharges with return periods of 2, 5, 10, 25, and 50 years using the Synthetic Unit Hydrograph of Nakayasu method.

This study utilized satellite imagery, rainfall data, soil texture data, and the National DEM (DEMNAS). Land cover was derived from Landsat 8 imagery using semi-automatic classification and accuracy assessment. Soil texture data were used to determine infiltration rates, which were then combined with slope data from DEMNAS and stream density analyzed in ArcGIS. These four parameters were used to calculate surface runoff coefficients using the Cook method. Daily maximum rainfall was analyzed using the Thiessen Polygon method and frequency analysis to obtain design rainfall. Peak design discharge was then estimated based on uniform rainfall distribution using the Nakayasu Synthetic Unit Hydrograph method.

The results showed that land cover changes in DAS Telomoyo over the 2013–2023 period led to an increase in the composite surface runoff coefficient from 0.591 to 0.610. This change subsequently affected the peak design flood discharge, which increased across all return periods. For the 2-year return period, discharge increased by 61.5 m³/s (from 648.9 to 710.4 m³/s); for the 5-year return period, by 90.5 m³/s (from 827.1 to 917.6 m³/s); for the 10-year return period, by 130.3 m³/s (from 943.7 to 1074.0 m³/s); for the 25-year return period, by 204.0 m³/s (from 1090.6 to 1294.5 m³/s); and for the 50-year return period, by 276.1. m³/s (from 1199.9 to 1476.0 m³/s).

Kata Kunci : Tutupan Lahan, Koefisien Limpasan Permukaan, Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu, Debit Puncak Banjir Rancangan