## Pengaruh Perubahan Iklim terhadap Hidrograf Banjir di Kanal Banjir Timur Kota Semarang

## Suripin
Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik-Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang 50275 E-mail: suripin.ar@gmail.com
Dwi Kurniani Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik-Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang 50275 E-mail: dwik_ani@yahoo.com

## Abstract
East Flood Way is one of the rivers in Semarang City that often cause flooding. Flood water level in the East Flood  Way  is  affected  by  the  discharge  of  storm water  runoff  and  tide  (rob).  Facts  on  the  ground  indicate that  the  flood  water  level  in  the  canal  tends  to  increase  from  year  to  year.  One  possible  reason  is  the increased  flood  discharge  associated  with  climate  change,  besides  the  impacts  of  land  use  changes.  This study  aims  to  analyze  the  impacts  of  climate  change  on  rainfall  characteristics  and  their  effects  on  flood hydrograph  in  the  East  Flood  Way.  The  study  begins  with  the  collection  and  analysis  of  historical  rainfall data to get a change of rainfall characteristics over time. The flood hydrograph was then analysed by HEC HMS.  The  results  showed  that  in  the  period  of  last  30  years  annual  rainfall  and  maximum  daily  rainfall tended to increase of 22.64 mm / year and 2.56 mm / year consecutively, while the number of rainy days tend to decrease of 4 days / year. As a result of changes in the characteristics of the rainfall, the flood discharge of  East  Flood  Way  is  expected  to  increase  in  the  range  between  the  15.10  m 3 /s  (31.5%)  for  2-year  return period up to 32.28 m 3 /s (25.5 %) for 200-year return period.
Keywords: Flood hydrograph, Rainfall characteristics, Climate change.

## Abstrak
Kanal  Banjir  Timur  adalah  salah  satu  sungai  di  Kota  Semarang  yang  sering  menyebabkan  banjir.  Tinggi muka  air  banjir  di  alur  Kanal  Banjir  Timur    (KBT)  dipengaruhi  oleh  debit  dari  limpasan  air  hujan  dan pasang surut air laut (rob). Fakta di lapangan menunjukkan bahwa muka air banjir di KBT cenderung makin meningkat  dari  tahun  ke  tahun.  Salah  satu  kemungkinan  penyebabnya  adalah  meningkatnya  debit  banjir terkait  dengan  perubahan  iklim,  di  samping  akibat  perubahan  penutupan  lahan.  Penelitian  ini  bertujuan untuk  menganalisis  dampak  perubahan  iklim  terhadap  karakteristik  hujan  serta  pengaruhnya  terhadap hidrograf  banjir  di  Kanal  Banjir  Timur.  Penelitian  diawali  dengan  pengumpulan  dan  analisis  data  hujan historis  untuk  mendapatkan  perubahan  karakteristik  hujan  terhadap  waktu,  selanjunya  dilakukan  analisis hidrograf banjir dengan HEC HMS. Hasil kajian menunjukkan bahwa dalam kurun waktu 30 tahun terakhir tinggi  hujan  tahunan  dan  harian  maksimum  cenderung  meningkat  masing-masing  22,64  mm/tahun,  dan 2,56  mm/tahun,  sedangkan  jumlah  hari  hujan  cenderung  berkurang  rata-rata  4  hari/tahun.  Akibat  dari perubahan  karakteristik  hujan  tersebut,  debit  banjir  rencana  DAS  Kanal  Banjir  Timur  diprediksi  akan mengalami  kenaikan berkisar antara dengan 15,10 m 3 /s (31,5%) untuk  kala ulang  2-tahunan  sampai  32,28 m 3 /s (25,5%) untuk debit kala ulang 200-tahunan.
Kata-kata Kunci: Hidrograf banjir, Karakteristik hujan, Perubahan iklim.
Pengaruh Perubahan Iklim terhadap Hidrograf Banjir di Kanal Banjir Timur Kota Semarang

## Pendahuluan
Kejadian  banjir  di  Kota  Semarang  secara  faktual menujukkan kecenderunagn  makin  meningkat dari waktu  ke  waktu,  baik  dilihat  dari  frekuensi kejadiannya maupun luas, kedalaman, dan lamanya genangan.  Salah  satu  sungai yang  sering meimbulkan  banjir  adalah  Kanal  Banjir  Timur (KBT),  yang  termasuk  ke  dalam  Sistem  Drainase Semarang
Timur. Banyak faktor yang menyebabkan peningkatan banjir di Kota Semarang, yang dominan adalah alih fungsi lahan, dampak  perubahan  iklim  dan  penurunana  lahan. Pengaruh  perubahan    tata  guna  lahan  terhadap limpasan  permukaan  sudah  banyak  diteliti  dan dibahas  diberbagai  seminar,  demikian  juga penurunan  lahan.  Sementara  pengaruh  perubahan iklim  terhadap  perubahan  hidrologi  belum  banyak dibahas  dan  diperhitungkan  dalam  pengelolaan sistem drainase dan pengendalian banjir. Beberapa penelitian  menyebutkan  bahwa  perubahan  iklim telah  membawa  perubahan  karakteristik  hujan. Secara  umum  durasi  musim  hujan  makin  pendek, sebaliknya  durasi  musim  kemarau  makin  panjang. Jumlah  hari  hujan  cenderung  makin  menurun, sementara  hujan  harian  maksimum  dan  intensitas hujan  cenderung  makin  meningkat  (Suripin  & Hilmi, 2015).
Pengembangan sistem drainase dan/atau pengendalian  banjir  konvensional  pada  umumnya belum  memasukkan  faktor  perubahan  iklim terhadap  hidrograf  banjir.  Hujan  rencana  masih didasarkan  pada  analisis  probabilitas  data  historis. Oleh  karena  itu,  berdasarkan  kondisi  dan kenyataan  tersebut,  maka  perlu  adanya  kajian pengaruh  perubahan  iklim  terhadap  perubahan hidrograf  banjir  di  Kota  Semarang.  Penelitian  ini bertujuan  untuk  menemukan  konstibusi  perubahan iklim  terhadap  perubahan  hidrograf  banjir  di Kanal  Banjir  Timur  Kota  Semarang.  Dengan temuan  penelitian  ini,  diharapkan  pengembangan sistem  drainase  dan/atau  pengendalian  banjir konvensional  yang  selama  ini  dianut,  khususnya dalam prediksi banjir, dapat disempurnakan.

## Tinjauan pustaka
Perubahan  iklim  akibat  pemanasan  global  atau global  warming sudah  bukan  isue  lagi,  namun sudah  menjadi  kenyataan,  yang  dampaknya  sudah dapat dirasakan bersama. Pemanasan global adalah proses  peningkatan  suhu  rata-rata  atmosfer,  laut, dan  daratan  Bumi.  Berdasarkan  Laporan  IPCC (2007) disebutkan bahwa perubahan iklim ditandai dengan  adanya  perubahan  beberapa  paramer  iklim atau kejadian, antara lain:
a. perubahan suhu permukaan bumi
b. perubahan curah hujan
c. perubahan pada kejadian cuaca ekstrim
d. perubahan tutupan es/salju
e. perubahan tinggi muka laut
Analisis  perubahan iklim  ( climate  change ) dilakukan  karena  melihat  besarnya  dampak  yang dihasilkan  dari  perubahan  iklim  ini  terhadap ketersediaan  sumber  daya  alam  (SDA).  WWF (2012)  dalam  studinya  di  wilayah  Indonesia menunjukkan  bahwa  dalam  periode  100  tahun  ini telah  terjadi  kenaikan  suhu  rata-rata  tahunan hingga 0,72-3,92°C yang disertai dengan penurunan presipitasi hujan hingga 2-3%. Studi ini juga  menunjukkan  bahwa  di  wilayah  Indonesia bagian  selatan  telah  terjadi  pergeseran  musim hujan  hingga  satu  bulan  lebih  lambat  dengan terjadinya  kenaikan  intensitas  curah  hujan  hingga 10% di musim hujan dan penurunan 75% intensitas curah  hujan  di  musim  kemarau.  Sebagian  besar peningkatan suhu rata-rata global sejak pertengahan  abad  ke-20  kemungkinan  besar disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah  kaca  (GRK)  akibat  aktivitas  manusia melalui efek rumah kaca (IPPC, 2008).
Berubahnya  komposisi  gas  rumah  kaca  (GRK)  di atmosfer,  yaitu  meningkatnya  konsentrasi  GRK secara global akibat kegiatan manusia menyebabkan  sinar  matahari  yang  tidak  terserap permukaan  bumi  akan  dipantulkan  kembali  dari permukaan  bumi  ke  angkasa.  Setelah  dipantulkan kembali berubah menjadi gelombang panjang yang berupa  energi  panas.  Namun  sebagian  dari  energi panas tersebut tidak dapat menembus kembali atau lolos  keluar  ke  angkasa,  karena  lapisan  gas-gas atmosfer sudah terganggu komposisinya. Akibatnya  energi  panas  yang  seharusnya  lepas keangkasa  (stratosfer)  menjadi  terpantul  kembali ke permukaan bumi (troposfer), sehingga energi di permukaan bumi melebihi kondisi normal. Komposisi  lapisan  gas  rumah  kaca  di  atmosfer menjadi  terganggu,  akibatnya  memicu  naiknya suhu  rata-rata  dipermukaan  bumi  maka  terjadilah pemanasan  global.  Karena  suhu  adalah  salah  satu parameter  dari  iklim  dengan  begitu  berpengaruh pada iklim bumi, terjadilah perubahan iklim secara global.
Salah  satu  indikasi  terjadinya  perubahan  iklim adalah  perubahan  pola  hujan,  akibat  adanya anomali iklim seperti siklon tropis dan kejadian El Nino  dan  La  Nina.  Hujan  merupakan  unsur  fisik lingkungan  yang  paling  bervariasi,  terutama  di daerah  tropis.  Boer  (2003)  mengatakan  bahwa hujan  merupakan  unsur  iklim  yang  paling  penting di  Indonesia  karena  keragamannya  sangat  tinggi baik  menurut  waktu  maupun  tempat,  oleh  karena itu  kajian  tentang  iklim  lebih  banyak  diarahkan pada faktor hujan.
Hujan  dipandang  sebagai  salah  satu  variabel peramalan  cuaca  dan  iklim  yang  sangat  penting karena mempengaruhi aktivitas kehidupan manusia di  berbagai  sektor  seperti  pertanian,  perhubungan, perdagangan,  kesehatan,  lingkungan  hidup  dan sebagainya  (Turyanti,  2006).  Namun  demikian, hujan merupakan salah satu variabel atmosfer yang paling  sulit  diprediksi,  dan  pada  saat  ini  masih merupakan tantangan yang besar bagi para peneliti meteorologi.  Banyak  model  yang  digunakan  di dunia  pada  saat  ini,  belum  satupun  yang  dapat memberi prediksi hujan yang cukup baik, terutama untuk  wilayah  katulistiwa.  Wilayah  ini  memang memiliki tingkat non-liearitas yang tinggi, sehingga kondisi atmosfer di wilayah ini lebih sulit diprediksi dibandingkan dengan wilayah di lintang tinggi.  Karena  faktor  penyebab  hujan  itu  sangat banyak.  Secara  umum  keragaman  hujan  di Indonesia  sangat  dipengaruhi  oleh  keberadaannya di  garis  katulistiwa,  aktifitas  moonson,  bentangan samudera Pasifik dan Hindia serta bentuk topografi yang sangat beragam. Gangguan  siklon tropis (El- Nino,  La-Nina,  Madden  Julian  Oscillation  (MJO) dan angin badai) diperkirakan juga ikut berpengaruh terhadap keragaman curah hujan.
Selama  ini,  secara  empiris  para  ilmuwan  telah mengetahui bahwa  pemanasan  global akan meningkatkan curah hujan. Curah hujan ekstrem di wilayah  tropis  lebih  sensitif  terhadap  pengaruh perubahan  iklim  dibandingkan  wilayah-wilayah lain  di  dunia.  Namun  mekanisme  peningkatan curah  hujan  ini  belum  bisa  dipahami  dengan  baik (O’Gorman,  2015).  Penelitian  terbaru  dari Massachusetts  Institute  of  Technology  (MIT) menemukan, jika suhu bumi naik 1 derajat Celsius, hujan  ekstrem  di  wilayah  tropis  akan  bertambah lebat hingga 10%. Dampak meningkatnya intensitas hujan ekstrem ini adalah potensi banjir di wilayah-wilayah  yang  padat  penduduk  di  daerah tropis.

## Perubahan karakteristik hujan
Perubahan  iklim  adalah  perubahan  rata-rata  salah satu  atau  lebih  elemen  cuaca  pada  suatu  daerah tertentu  (LAPAN,  2002).  Ada  beberapa  elemen cuaca, diantaranya suhu udara, kecepatan dan arah angin,  evaporasi,  dan  curah  hujan.  Perubahan elemen  cuaca  ini  terjadi  dalam  kurun  waktu  yang panjang  atau  bahkan  sangat  panjang.  Sementara istilah  perubahan  iklim  skala  global  adalah perubahan  iklim  dengan  acuan  wilayah  bumi secara  keseluruhan  pada  variasi  rata-rata  kondisi iklim  suatu  tempat  atau  pada  variabilitasnya  yang nyata  secara  statistik  untuk  jangka  waktu  yang panjang.  Perubahan  iklim  terjadi  karena  proses alam internal maupun ada kekuatan eksternal, atau akibat  kegiatan  manusia  yang  terus  menerus
mengubah komposisi atmosfer dan tata guna lahan (Murdiyarso,  2003).  Pemanasan  iklim  lebih  lanjut juga  dapat  menyebabkan  badai  tropis  lebih  intens (Emanuel,  2005).  Karakteristik  hujan  berubah, hujan  harian  dan  intensitas  hujan  cenderung meningkat,  diikuti  dengan  makin  meningkatnya debit  banjir,  mengakibatkan  lebih  banyak  orang beresiko dan meningkatkan kerusakan, kehilangan, dan kerugian.
Beberapa  dekade  terakhir  ini,  makin  sering  terjadi peristiwa  iklim  ekstrem  dengan  dampak  yang makin  parah.  Dalam  periode  tahun  1844  -  1960 kemarau  panjang  terjadi  rata-rata  setiap  empat tahun,  tetapi  antara  tahun  1961  -  2006  meningkat menjadi setiap tiga tahun. Banjir juga makin sering melanda,  antara  tahun  2001-2004,  terjadi  sekitar 530  kali  banjir,  yang  melanda  hampir  di  seluruh provinsi, dengan tingkat kerusakan juga meningkat.  Kejadian  El  Niño  1997-1998  adalah yang  paling  parah  selama  50  tahun;  tahun  1998 memang  merupakan  tahun  terpanas  dalam  abad dua  puluh  ini  (PEACE,  2007).  Di  masa  akan datang,  sebagian  wilayah  Indonesia,  terutama wilayah yang terletak di sebelah selatan katulistiwa,  dapat  mengalami  musim  kemarau yang  lebih  panjang  dan  musim  hujan  yang  lebih pendek tetapi dengan curah yang lebih tinggi.

## Hidrograf banjir
Hidrograf  dapat  didefinisikan  sebagai  hubungan antara  salah  satu  unsur  aliran  terhadap  waktu. Berdasarkan  definisi  tersebut  dikenal  ada  dua macam  hidrograf,  yaitu  hidrograf  muka-air,  dan hidrograf  debit.  Hidrograf  muka-air  tidak  lain adalah  data  atau  grafik  hasil  rekaman  AWLR ( Automatic  Water  Level  Recorder ).  Sedangkan hidrograf  debit,  yang  dalam  pengertian  sehari-hari disebut  hidrograf  banjir,  diperoleh  dari  hidrograf muka-air dan lengkung debit. Dalam penelitian ini, yang dimaksud hidrograf adalah hidrograf banjir.
Hidrograf tersusun dari dua komponen, yaitu aliran permukaan,  yang  berasal  dari  aliran  langsung  air hujan,  dan  aliran  dasar  ( base  flow ).  Aliran  dasar berasal  dari  air  tanah,  yang  pada  umumnya  tidak memberikan  respon  yang  cepat  terhadap  hujan. Hujan  juga  dapat  dianggap  terbagi  dalam  dua komponen,  yaitu  hujan  efektif,  dan  kehilangan ( losses ).  Hujan  efektif  adalah  bagian  hujan  yang menyebabkan terjadinya aliran permukaan. Kehilangan  hujan  merupakan  bagian  hujan  yang menguap, masuk kedalam tanah kelembaban tanah, dan simpanan air tanah.
Hidrograf  banjir  pada  sutau  daerah  aliran  sungai (DAS)  tergantung  dari  berbagai  faktor  secara bersamaan. Faktor-faktor yang berhubungan
Pengaruh Perubahan Iklim terhadap Hidrograf Banjir di Kanal Banjir Timur Kota Semarang
dengan  limpasan,  yang  dibagi  dalam  dua kelompok, yakni elemen-elemen meteorologi yang diwakili oleh curah hujan dan elemen-elemen yang menyatakan sifat-sifat fisik DAS.
Pada  saat  ini,  telah  banyak  berkembang  model- model  hujan  -  aliran.  Model  tersebut  digunakan dalam  perencanaan  pengelolaan  sumber  daya  air. Model hujan-aliran yang telah banyak diaplikasikan  di  Indonesia  dan  memberikan  hasil cukup memuaskan adalah HEC-HMS.

## Model Hidrograf Banjir
HEC-HMS  ( Hydrologic  Engineering  Center’s Hydrologic  Modeling  System )  adalah  perangkat lunak  yang  dikembangkan  oleh  U.S  Army  Corps of  Engineering.  HEC-HMS  digunakan  untuk analisis  hidrologi  dengan  mensimulasikan  proses curah  hujan  dan  limpasan  langsung  ( run  off )  dari sebuah wilayah sungai. Software ini didesain untuk bisa  diaplikasikan  dalam  area  geografik  yang sangat luas untuk menyelesaikan masalah, meliputi suplai  air  daerah  pengaliran  sungai,  hidrologi banjir,  dan  limpasan  air  di  daerah  kota  kecil ataupun  kawasan  tangkapan  air  alami.  Hidrograf satuan  yang  dihasilkan  dapat  digunakan  langsung ataupun  digabungkan  dengan software lain  yang digunakan  dalam  ketersediaan  air,  drainase perkotaan,  ramalan  dampak  urbanisasi,  desain pelimpah,  pengurangan  kerusakan  banjir,  regulasi penanganan  banjir,  dan  sistem  operasi  hidrologi (USACE, 2010).
Model  HEC  –  HMS  dapat  memberikan  simulasi hidrologi  dari  puncak  aliran  harian  untuk perhitungan  debit  banjir  rencana  dari  suatu  DAS. Model  HEC-HMS  mengemas  berbagai  macam metode  yang  digunakan  dalam  analisis  hidrologi. Dalam  pengoperasiannya  menggunakan  basis sistem  windows,  sehingga  model  ini  menjadi mudah  dipelajari  dan  mudah  untuk  digunakan, tetapi  tetap  dilakukan  dengan  pendalaman  dan pemahaman  dengan  model  yang  digunakan.  Di dalam  model  HEC-HMS  mengangkat  teori  klasik hidrograf satuan untuk digunakan dalam permodelannya,  antara  lain  hidrograf  satuan sintetik  Synder,  Clark,  SCS,  ataupun  kita  dapat mengembangkan  hidrograf  satuan  lain  dengan menggunakan  fasilitas user  define  hydrograph (USACE,  2010).  Sedangkan  untuk  menyelesaikan analisis  hidrologi  ini,  digunakan  hidrograf  satuan sintetik  dari  SCS  ( soil  conservation  service ) dengan menganalisis beberapa parameternya.

## Metode Penelitian dan Bahan
Penelitian akan dilakukan di Kanal Banjir Timur di Kota  Semarang,  yang  merupakan  sub-sistem
drainase  dari  Sistem  Drainase  Semarang  Timur. Lokasi ini dipilih karena beberapa hal antara lain:
1. Kanal  Banjir  Timur  merupakan  salah  satu sungai yang paling sering menimbulkan banjir di Kota Semarang
2. Wilayah  yang  tergenang  banjir  dari  Kanal Banjir  Timur  berupa  kompleks  perumahan, kawasan  industri,  dan  kawasan  komersial lainnya
3. Kanal  Banjir  Timur  dapat  mewakili  sungai- sungai  lain  di  Kota  Semarang,  sehingga hasilnya  dapat  digunakan  untuk  menganalisis sungai-sungai lain di Kota Semarang.
Data  hujan  yang  digunakan  berasal  dari  3  (tiga) pos  hujan:  Stasiun  Pos  Hujan  (SPH):  SPH Pucanggading,  SPH  Maritim,  dan  SPH  Simongan, dengan panjang data 30 tahun.  SPH Pucanggading dan  SPH  Simongan  berupa  pos  hujan  manual, sedangkan  SPH  Maritim  berupa  pos  hujan otomatis. Pelaksanaan penelitian secara keseluruhan mengikuti bagan alir pada Gambar 1.

## Prediksi perubahan karakteristik hujan
Elemen  cuaca  yang  berpengaruh  pada  perubahan hidrograf banjir adalah suhu udara dan karakteristik  hujan.  Suhu  udara  berpengaruh  pada hampir  seluruh  komponen  siklus  hidrologi,  mulai dari penguapan, angin yang menggerakkan uap air, hujan,  dan  juga  kenaikan  muka  air  laut.  Prediksi pengaruh  perubahan  iklim  terhadap  elemen  cuaca dilakukan    dengan  analisis  regresi  terhadap  data historis  elemen  cuaca  untuk  mendaptkan  korelasi antara  elemen  cuaca  dan  waktu.  Analisis  regresi dilakukan  terhadap,  tinggi  hujan  tahunan,  jumlah hari  hujan,  tinggi  hujan  harian  maksimum,  dan intensitas hujan.

## Prediksi hidrograf banjir
Ada  banyak  faktor  yang  berpengaruh  pada  debit banjir,  yang  secara  umum  dapat  dikelompokkan menjadi  faktor  statis  dan  dinamis.  Factor  statis meliputi  geologi  dan  jenis  tanah,  dan  topografi, sedangkan  faktor  dinamis  meliputi  penutupan lahan, dan karakteristik hujan.
Analisis debit banjir dilakukan dengan menggunakan  perangkat  lunak  “HEC-HMS”. Luaran  dari  perangkat  lunak  ini  antara  lain hidrograf  banjir  dan  debit  puncak.  Perubahan hidrograf banjir diperoleh dengan membandingkan hidrograf  banjir  akibat  hujan  pada  saat  sekarang dan  hidrograf  banjir  yang  ditimbulkan  oleh prediksi hujan di masa yang akan datang.
Gambar 1. Alur pelaksanaan penelitian pengaruh perubahan iklim terhadap hidrograf Banjir di Kanal Banjir Timur Kota Semarang

## Analisa Data dan Pembahasan

## Karakteristik Kanal Banjir Timur (KBT)
Kanal  Banjir  Timur  dibangun  pada  1896  untuk mengalirkan  air  dari  daerah  perbukitan  di  selatan Kota  Semarang  ke  Laut  Jawa.  Luas  daerah tangkapan adalah bantaran sungai yang menyempit dan    pendangkalan,  penyempitan  bantaran  sungai ini  akibat  dari  bangunan  –  bangunan  liar.  Kanal Banjir  Timur  saat  ini  merupakan  bagian  dari Sistem  Dolok-Penggaron  yang  meliputi  beberapa sungai. Sumber air yang masuk ke sistem meliputi Kali  Penggaron,  Kali  Dolok,  Kali  Candi,  Kali Bajak  dan  Kali  Kedung  Mundu.  Muaranya  ada empat yaitu Banjir Kanal Timur, Kali Babon, Kali Tawang-Dombo-Sayung dan Kali Dolok- Penggaron. Penelitian  ini  hanya  memperhitungkan DAS Kanal Banjir Timur (Gambar 2). Banjir yang dikendalikan  oleh  Bendung  Pucanggading  tidak termasuk  dalam  penelitian  ini.  Hal  ini  mengingat bahwa debit yang dilepas dari Bendung Pucanggading ke Kanal Banjir Timur dikendalikan dan dibatasi maksimum 100 m 3 /s. Gambar 2. DAS Kanal Banjir Timur
Peta topografi/DEM Karakteristik DAS:
 Batas DAS dan sub DAS  Jaringan sungai/saluran
 Kemiringan lereng
Data banjir
Analisa perubahan iklim:
 Tingi hujan tahunan
 Jumlah hari hujan
 Hujan harian maksimum
 Intensitas hujan Data hujan historis Peta Tata Guna Lahan Peta Jenis Tanah Prediksi hujan masa mendatang Analisa /model hidrologi Debit/hidrograf banjir Hasil dapat diterima? Prediksi banjir ke depan Ya Tidak Selesai Mulai
Pengaruh Perubahan Iklim terhadap Hidrograf Banjir di Kanal Banjir Timur Kota Semarang

## Tata guna lahan
Data  tata  guna  lahan  diperlukan  sebagai  masukan untuk analisis hidrograf banjir dengan model HEC- HMS,  yaitu  untuk  menganalisis curve  number . Data  tata  guna  lahan  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  berdasar  peta  tata  guna  lahan  seri tahun  2014.  Peta  ini  diperoleh  dari  beberapa sumber  seperti  BBWS  Pemali  Juana  dan Pemerintah Kota Semarang. Komposisi penggunaan  lahan  pada  tahun  2014  terdiri  dari belukar  19,39%;  empang  1,73%;  perkotaan 8,10%;  permukiman  23,33%;  kebun  21,36%; sawah 5,90% dan tegalan 20,18%.

## Jenis tanah
Informasi  jenis  tanah  digunakan  dalam  analisis nilai curve  number yang  merupakan  input  dalam model  HEC-HMS.  Peta  jenis  tanah yang digunakan dalam analisis merupakan peta keluaran dari  Pusat  Penelitian  Tanah, Bogor.  Jenis  tanah  di DAS  Kanal  Banjir  Timur  didominasi  oleh Asosiasi  Alluvial  Kelabu  64,21%;  Mediteran Coklat Tua 27,02%; Regosol 7,82%; dan sebagian kecil  Latosol  Coklat  Kemerahan  0,73%;  dan Alluvial  0,22%.  Jenis  tanah  Asosiasi  Alluvial Kelabu  dan  Alluvial  terdapat  pada  bagian  hulu, sedangkan  bagian  hilir  didominasi  Mediteran Coklat  Tuan  dan  sedikit  Grumusol.  Jenis  tanah aluvial  adalah  tanah  yang  dibentuk  dari  lumpur sungai  yang  mengendap  di  dataran  rendah  yang memiliki  sifat  tanah  yang  subur  dan  cocok  untuk lahan pertanian. Sedangkan tanah grumusol adalah tanah yang terbentuk dari material halus berlempung. Jenis tanah ini berwarna kelabu hitam dan bersifat subur. Tanah grumusol pada umumnya
mempunyai  tekstur  liat  dan  mudah  pecah  saat musim kemarau.

## Data hujan
Stasiun penakar hujan yang dipasang di Wilayah  Kota  Semarang  cukup  banyak  yang tersebar di hampir merata di seluruh wilayah.  Kondisi  dan  ketersediaan  data  masing- masin  stasiun  sangat  beragan,  tergantung  pada instansi  penanggungjawabnya.  Stasiun  hujan  yang berada  dan/atau  berdekatan  dengan  DAS  Kanal Banjir Timur ada 3 (tiga) stasiun, Stasiun Penakar Hujan  (SPH)  Maritim,  SPH  Pucanggading,  dan SPH Simongan (Gambar 3).

## Perubahan karakteristik hujan
Prediksi  perubahan  karakteristik  hujan  dilakukan dengan  analisis  regresi  terhadap  data  hujan  untuk mendapatkan  korelasi  antara  elemen  hujan  dan waktu.  Elemen  hujan  yang  dikaji  meliputi  tinggi curah hujan tahunan, jumlah hari hujan, dan tinggi hujan harian maksimum.
Analisis  perubahan  karakteristik  hujan  dilakukan terhadap  stasiun  hujan  yang  mempunyai  rekaman data cukup panjang, dalam hal ini 30 tahun. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik hujan pada  masing-masing  kecenderungan  karakteristik masing-masing  elemen  hujan  ditampilkan  pada Gambar  ‎4. Tinggi  hujan  tahunan  dan  hujan  harian maksimum  cenderung  mengalami  peningkatan, sedangkan  jumlah  hari  hujan  cenderung  menurun. Tinggi hujan tahunan meningkat rata-rata 22,64 mm/tahun, sedangkan hujan harian maksimum  meningkat  rata-rata  2,56  mm/tahun, dan  jumlah  hari  hujan  berkurang  rata-rata  4 hari/tahun.
Gambar 3. Peta sebaran pos hujan di DAS KBT dan Poligon Thiessen
Gambar 4. Kecenderungan perubahan karakteristik hujan terhadap waktu

## Hujan Rencana
Hujan DAS dihitung dengan menggunakan Metode Thiessen,  sebagaimana  dapat  dilihat  pada  Gambar 3. Luas pengaruh masing-masing stasiun hujan dan Koefisien  Poligon  Thiessen  adalah  SPH  Maritim 6,1%,  SPH  Pucanggadig  38,3%,  dan  SPH Simongan 56,6%.
Hujan  harian  maksimum untuk DAS  Kanal Banjir Timur  dihitung  dengan  menyeleksi  hujan  harian maksium  pada  masing-masing  stasiun.  Tiap  tahun diambil satu data hujan harian maksimum per SPH, sehingga diperoleh 3 hujan harian maksimum titik. Ketiga hujan harian masimum tersebut kejadiannya bisa  pada  tanggal  yang  bersamaan,  bisa  juga  pada tanggal yang berbeda. Untuk tanggal kejadian yang berbeda,  maka  pada  tanggal  yang  sama  dicari tinggi hujan di 2 stasiun lainnya.  Tiap tahun akan diperoleh  3  hujan  DAS,  dipilih  yang  terbesar, sebagai hujan harian maksimum kawasan.
Ada  beberapa  jenis  distribusi  yang  sering digunakan dalam analisis frekuensi untuk hidrologi. Persyaratan untuk masing-masing distribusi  berbeda,  sehingga  perlu  dilakukan evaluasi  terhadap  data  yang  dianalisis  untuk
menentukan  distribusi  yang  cocok.  Hasil  analisis menunjukkan  bahwa  data  hujan  harian  maksimum mengikuti  distribusi  Log  Person  III.  Dengan menggunakan  nilai-nilai  tersebut  dihutung  tinggi hujan  dengan  berbagai  kala  ulang  tertentu.    Hasil perhitungan  hujan  rencana  saat  ini  dan  prediksi yang  akan  datang  akibat  perubahan  karakteristik hujan diberikan pada Tabel 1 berikut:

## Tabel 1. Hujan rencana saat ini dan prediksi yang kaan datang
Periode ulang T (tahun) Hujan rencana (mm) Saat ini Prediksi yang akan datang 2 89,44 112,47 5 121,13 151,11 10 140,98 175,19 25 165,04 204,28 50 182,03 224,74 100 198,52 244,58 200 214,67 263,87

## Hyetograf
Hidrograf  hujan  dikembangkan  berdasarkan  data hujan  jam-jaman  yang  tersedia  di  Stasiun  Penakar
Pengaruh Perubahan Iklim terhadap Hidrograf Banjir di Kanal Banjir Timur Kota Semarang
Hujan  Maritim.  Dipilih  data  hujan  harian  dengan tinggi  hujan  >  50  mm.  Data  hujan  yang  diperoleh dikelompokkan  berdasarkan  durasi  hujan,  mulai durasi 2-jam, 3-jam, 4-jam, dan 5-jam. Cari tinggi hujan  tiap  jam  untuk  masing-masing  kejadian hujan.  Hitung  rata-rata  tiap  jam  dan  nyatakan dalam Persen. Hasil pengembangan untuk berbagai durasi hujan ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar ‎5.

## Hyetograf  yang  menimbulkan  debit  puncak terbesar
Puncak  banjir  terbesar  untuk  tinggi  hujan  rencana yang  sama  diperoleh  dengan  melakukan  simulasi hujan-aliran  dengan  berbagai  durasi  hujan,  yaitu durasi hujan 2-jam, 3-jam, 4-jam, dan 5-jam. Hasil simulasi, sebagaimana dapat dilihat pada Gambar  6.  Dari  Gambar  6  terlihat  bahwa  puncak debit banjir maksimum terjadi pada durasi hujan 2- jam.  Hal  ini  terjadi  karena  waktu  konsentrasi diperkirakan  berkisar  antara  2  –  4  jam.  Karena sifatnya  hanya  memilih  durasi  hujan  yang menimbulkan  debit  puncak  tertinggi,  maka  pada dasarnya dapat digunakan sembarang tinggi hujan. Dalam  penelitian  ini  dicoba  menggunakan  hujan rencana dengan kala ulang 25-tahunan.

## Hidrograf banjir rencaan kondisi saat ini
Hidrograf  banjir  rencana  saat  ini  dianalisis berdasarkan analiasis hujan rencana yang diperoleh dari data periode 1995-2013. Masing-masing hujan rencana dengan kala ulang tertentu yang diperoleh selanjutnya  diasumsikan  mempunyai  durasi  hujan 2-jam,  dengan  distribusi  sebagaimana  ditunjukkan dalam  hyetograf  pada  Gambar  5.  Hasil  analisis secara visual ditampilkan pada Gambar 7.
Kapasitas  Kanal  Banjir  Timur  saat  ini  sekitar 100  m 3 /s  atau  setara  dengan  debit  banjir  dengan kala ulang 50-tahunan.
Berdasarkan  hasil  simulasi  tersebut,  maka  debit banjir  dengan  kala  lainnya  diprediksi  dengan menggunakan  hujan  rencana  dengan  durasi  hujan 2-jam.

## Prediksi  hidrograf  banjir  rencaan  kondisi mendatang
Debit banjir mendatang diprediksi akan mengalami peningkatan sejalan dengan perubahan karakteristik  hujan,  di  mana  tinggi  hujan  harian maksimum  cenderung  makin  meningkat.  Hujan harian  maksimum  cenderung  meningkat  sebesar 2,556  mm/tahun.  Dengan  asumsi  karakteristik statistik  hujan  maksimum  harian  masa  yang  akan datang  sama  dengan  data  historis,  maka  hujan
harian  maksimum  masa  yang  akan  datang  dapat dibangkitkan.  Analisis  frekuensi  dengan  metode Log  Person  III  dari  data  hujan  harian  maksimum hasil  bangkitan  ditampilkan  dalam  Tabel  2. Distribusi hujan terhadap waktu diasumsikan tidak berubah.
Dengan mengasumsikan faktor yang mempengaruhi limpasan tetap, kecuali tinggi hujan rencana,  maka  hidrograf  banjir  untuk  masa mendatang  dapat  dipredisksi.  Hasil  analisis  secara visual ditampilkan pada Gambar 8.
Gambar 5. Hyetograf hujan DAS Kanal Banjir Timur berbagai durasi hujan
0 10 20 30 40 50 60 1 2 Pc t tin gg ih uj aa n Jam ke- 0 10 20 30 40 50 1 2 3 Pc t ti ng gi hu jaa n Jam ke- 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 Pc t t in gg i h uj aa n Jam ke- 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 Pc t t in gg ih uj aa n Jam ke-

## Pengaruh perubahan iklim terhadap hidrograf banjir di kanal banjir timur
Pengaruh  perubahan  iklim  terhadap  puncak  banjir diperoleh  dengan  mengurangkan  puncak  banjir hasil prediksi untuk masa yang akan datang dengan puncak banjir kondisi eksisting. Hasilnya, sebagaimana ditampilkan dalam Tabel 2, menunjukkan  bahwa  debit  banjir  mengalami kenaikan  berkisar  antara  25,5%  sampai  dengan 31,5%  tergantung  dari  kala  ulangnya.  Debit dengan  kala  ulang  tinggi,  secara  kuantitaif mengalami kenaikan yang lebih tinggi, dibandingkan dengan debit dengan kala ulang yang lebih  rendah.  Sebaliknya,  secara  prosentase,  debit dengan  kala  ulang  rendah  mengalami  kenaikan yang  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  debit dengan kala ulang tinggi.
Tabel 2. Perubahan debit puncak Banjir Kanal
Banjir Timur saat ini dan masa
yang akan datang Kala ulang (th) Debit banjir puncak rencana (m 3 /s) Perubahan debit puncak Saat ini Prediksi yang akan datang m 3 /s % 2 47,93 63,04 15,10 31,5 5 65,11 84,78 19,67 30,2 10 78,14 100,58 22,44 28,7 25 93,92 119,67 25,75 27,4 50 105,07 133,09 28,02 26,7 100 115,89 146,10 30,21 26,1 200 126,48 158,76 32,28 25,5
Gambar 6. Hidrograf banjir rencana DAS Kanal Banjir Timur untuk berbagai durasi hujan (hidrograf banjir kala ulang 25-tahunan untuk berbagai durasi hujan)
Gambar 7. Hidrograf Banjir Rencana DAS Kanal Banjir Timur untuk berbagai kala ulang berdasar hujan rencana saat ini (hidrograf banjir kala ulang untuk durasi hujan 2 jam)
Gambar 8. Prediksi Hidrograf Banjir Rencana DAS Kanal Banjir Timur untuk berbagai kala ulang berdasar hujan rencana masa yang akan datang (hidrograf banjir kala ulang untuk durasi hujan 2 jam)
0 20 40 60 80 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Q , m 3 /s Jam ke… Hidrograf Banjir Kala Ulang 25-tahunan untuk Berbagai Durasi Hujan Durasi 2-jam Durasi 3-jam Durasi 4-jam Durasi 5-jam 0 20 40 60 80 100 120 140 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Q , m 3 /s Jam ke…. Hidrograf Banjir Berbagai Kala Ulang  Untuk Durasi Hujan 2-jam R-2 tahunan R-5 tahunan R-10 tahunan R-25 tahunan R-50 tahunan R-100 tahunan R-200 tahunan 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Q , m 3 /s Jam ke…. Hidrograf Banjir Berbagai Kala Ulang  Untuk Durasi Hujan 2-jam R-2 tahunan R-5 tahunan R-10 tahunan R-25 tahunan R-50 tahunan R-100 tahunan R-200 tahunan
Pengaruh Perubahan Iklim terhadap Hidrograf Banjir di Kanal Banjir Timur Kota Semarang

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisis  dan  pembahasan sebagaimana  diuraikan  pada  ba-bab  sebelumnya dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut:
1. Perubahan  iklim  mengakibatkan  perubahan karakteristik hujan di DAS Kanal Banjir Timur, yaitu  tinggi  hujan  tahunan  dan  hujan  harian maksimum  cenderung  mengalami  peningkatan, sedangka jumlah hari hujan cenderung menurun. Tinggi hujan tahunan meningkat rata- rata  22,64  mm/tahun,  sedangkan  hujan  harian maksimum meningkat rata-rata 2,56 mm/tahun, dan  jumlah  hari  hujan  berkurang  rata-rata  4 hari/tahun.
2. Debit  banjir  rencana  DAS  Kanal  Banjir  Timur diprediksi  akan  mengalami  kenaikan  berkisar antara  32,28  m3/s  (25,5%)  untuk  kala  ulang 200-tahunan    sampai  dengan  15,10  m3/s
(31,5%)  untuk  kala  ulang  2-tahunan.  Debit dengan  kala  ulang  tinggi,  secara  kuantitaif mengalami kenaikan yang lebih tinggi, dibandingkan  dengan  debit  dengan  kala  ulang yang lebih rendah. Sebaliknya, secara prosentase,  debit  dengan  kala  ulang  rendah mengalami kenaikan yang lebih tinggi dibandingkan  dengan  debit  dengan  kala  ulang tinggi.

## Saran
Memperhatikan berbagai keterbatasan dan kekurang  dalam  penelitian  ini,  maka  beberapa saran untuk tindak lanjut penelitian adalah sebagai berikut:
1.  Analisa  pengaruh  perubahan  iklim  terhadap karakteristik  hujan  memerlukan  data  historis yang  sangat  panjang.  Dalam  penelitian  ini panajang  data  yang  digunakan  sangat  terbatas, kurang  lebih  hanya  30  tahun,  sehingga  untuk hasil yang lebih akurat diperlukan penambahan panjang data.
2.  Jumlah  stasiun  hujan  di  Indonesia,  khususnya di DAS Kanal Banjir Timur, sebenarnya cukup banyak,  namun  ketersediaan  data  (kontinuitas, kualitas,  dan  kelengkapan)  data  sangat  tidak memadahi. Perlu dilakukan rasionalisasi stasiun klimatologi.
3.  Ketidak tersediaan data debit  banjir  dan /atau hidrograf banjir  mengakibatkan kesulitas untuk melakukan  validasi  hasil  penelitian.  Oleh karena itu disarankan untuk memasang dan/atau  mengoperasikan  stasiun Automatic Water Level Recorder (AWLR) di setiap sungai dan anak sungai.

## Ucapan Terimakasih
Ucapan  Terima  Kasih  disampaikan  kepada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro atas dukungan dana untuk penelitian ini.

## Daftar Pustaka
Emanuel,  K.,  2005. Increasing  Destructiveness  of Tropical Cyclones Over the Past 30 Years , Nature 436: 686-688.
Intergovernmental  Panel  on  Climate  Change (IPCC),  2008. Climate  Change  and  Water ,  IPCC- XXVIII/Doc.13, 111.
Intergovernmental  Panel  on  Climate  Change (IPCC),  2007. Climate  Change  2007:  Synthesis Report. Geneva , Switzerland: IPCC.
LAPAN, 2002. Laporan Perubahan Iklim , LAPAN, Bandung. Murdiyarso D., 2003. Protokol Kyoto:
Implikasinya  bagi  Negara  Berkembang ,  Penerbit Buku Kompas, Jakarta.
O’Gorman,  P.A.,  2015. Precipitation  Extremes Under  Climate  Change ,  Current  Climate  Change Reports 1, 49-59.
PEACE.,  2007. Indonesia  and  Climate  Charge: Current  Status  and  Policies ,  World  Bank,  DFID, PEACE, Jakarta.
Suripin,  dan  Hilmi,  M.,  2015. The  Lost  of Semarang  Coastal  Area  due  to  Climate  Change and Land Subsidence, International Conference on Tehnique, Development and Management of Delta Area, February 20,  2015, Semarang.
Turyanti,  A.,  2006. Dampak  Pemanasan  Global , BMG, Bandung.
USACE.,  2010. Hydrologic  Engineering  Center's River  Analys  System  User's  Manual ,  U.S.  Army, Washington, DC.
WWF,  2012. Climate  Change  in  Indonesia:
Implications for Humans and Nature , http://wwf.panda.org/about_our_earth/aboutcc/pro blems/rising_temperatures/hotspot_map/indonesia. cfmBrown,  L.C.  dan  Barnwell,  T.O.,  1987.  The Enhanced Stream Water Quality Models QUAL2E and  QUAL2EUNCAS:  Documentation  and  User manual, US EPA, Georgia.