## Studi Penentuan Nilai Koefisien Pengaliran
DAS Batang Arau di Kota Padang

## Study of Determination of Flow Coeffisient Value of Batang Arau Watershed in Padang City

## Fitri Handayani, Rahmania Hardiyenti, Indra Agus, Sadtim & Hartati
Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang Kampus Limau Manis Padang Telp. 0751-72590 Fax. 0751-72576
Email: Fitrih610@gmail.com ; rhardiyenti224@gmail.com

## ABSTRACT
Batang  Arau  river  is  located  0 0 48”  up  to  0 0 56”  SL  (South  Latitude)  and  on  100 0 21”  up  to  100 0 33”  LE (Longitutede  East),  and  upstream  part  water  catcment  area    it  is  cover  30,90  km 2 area.  The  above  said catchment  area  is  a  region  consist  of  densely  .populated  and  also  dominated  by  vegetation  of  natural  forest, protected forest, people’s forest, mixed forest, farm, recefield and yard. Based on site observation, most of the forest  has changed become  residant farms and settlement. This condition  can be  shown by land use map and change  of  runoff  which  was  change  from  year  to  year.  With  this  land  use  change  however  will  also  affecty changing of runoff coefficient. The goals of this study is to get flow coefficient (c) based on land use coefficient, debit  AWLR,  and  based  on  SWAT  application.  Calculation  of  the  coefficient  based  on  land  use  map  until  be done  by  Arcgis  method,  debit  AWLR  using  Hasper  method  and  SWAT  application.  Study  shown  in  period between 2009 – 2017, coefficient flow result is in range 0,36  – 0,37. Flow coefficient using AWLR result is in range 0,36 – 0,37, while flow coefficient using SWAT method is 0,25 – 0,36
Keywords : Flow Coefficient, Land Use, Method Hasper, AWLR, SWAT

## PENDAHULUAN
Penggunaan  lahan  adalah  suatu  aktivitas manusia  pada  lahan  yang  langsung berhubungan  dengan  lokasi  dan  kondisi lahan  ( Sugiono,  2002 ).  Perubahan  tata guna lahan yang disebabkan oleh pertumbuhan penduduk dan sektor pembangunan yang meningkat dalam suatu kawasan  DAS  terutama  di  daerah  hulu mempunyai dampak yang signifikan terhadap nilai limpasan permukaan, sehingga    secara  langsung  mengakibatkan peningkatan pada nilai koefisien pengaliran  (C)  dan  intensitas  hujan  yang tinggi menjadikan debit limpasan permukaan  dari  air  hujan  semakin  besar, sehingga mengakibatkan banjir.
Perubahan  tataguna  lahan  berdampak sangat  besar  terhadap  aliran  permukaan dan bawah permukaan yang pada akhirnya mempengaruhi  ketersediaan  sumber  daya air dalam jangka panjang.
Perbandingan    antara  besarnya  laju permukaan  terhadap  intensitas  hujan disebut  dengan  koefisien  pengaliran  (C). Angka  koefisien  aliran  permukaan  ini merupakan  salah  satu  indikator  untuk menentukan kondisi fisik suatu DAS. Pada DAS  yang  baik,  harga  C  mendekati  nol dan  semakin  rusak  suatu  DAS  maka  nilai C  mendekati  1.  (  Suripin,  2004).  Faktor utama  yang  mempengaruhi  nilai  C  ialah laju  infiltrasi  tanah,  kemiringan  lahan, penutup  lahan,  dan  intensitas  hujan. Adapun faktor lain yang dapat mempengaruhi  nilai  C  ialah  air  tanah, derajat  kepadatan  tanah,  porositas  tanah, dan simpanan depresi.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk menentukan  nilai  koefisien  pengaliran DAS  Batang  Arau  berdasarkan  klasifikasi tataguna lahan, debit AWLR dan SWAT

## METODOLOGI
Lokasi  penelitian  berada  di  DAS  Batang Arau, Sumatera Barat dengan titik
koordinat  0 o 48‟  sampai  dengan  0 o 56‟LS dan  100 o 21”  sampai  dengan  100 o 33‟  BT, dengan  ketinggian  0  sampai  dengan  1.210 m  dari  permukaan  laut  (mdpl)  dengan outlet  penelitian  berada  di  Sungai  Batang Arau.  Penempatan  outlet  ini  bertujuan karena  debit  sungai  yang  dianalisis diharuskan  berada  pada  lokasi  aliran  yang akan  keluar  dari  DAS  tersebut.  Sungai Batang  Arau  merupakan  sungai  utama pada  DAS  Batang  Arau,  yang  sumber airnya  berasal  dari  Sungai  Lubuk  Paraku, Sungai  Padang  Idas,  dan  Sungai  Lubuk Sarik.  Daerah  tangkapan  air  DAS  Batang Arau  bagian  hulu  hanya  sekitar  3.090 hektar  (30,90  km2),  meliputi  kawasan konservas, hutan lindung, dan lahan milik masyarakat.
Gambar 1. DAS Batang Arau
Penelitian  mengenai  dampak  perubahan nilai  koefisien  pengaliran  DAS  Batang Arau  ini  dilakukan  melalui  2  (dua)  tahap utama,  yaitu  tahap  pengumpulan  data  dan analisa  data.  Pada  tahap  pengumpulan
data, data yang dikumpulkan meliputi data peta  penggunaan  lahan  tahun  2009,  2011, 2014,  2015  dan  2017  yang  diperoleh  dari Dinas  PUPR  Kota  Padang,  data  debit AWLR DAS Batang Arau dan Klimatologi yang  diperoleh  dari  Dinas  PSDA  Kota Padang,  data DEM wilayah  DAS  Batang Arau  dari ASTER  Global  DEM ,  peta  dan data  tanah  dari  data  global,  dan  data Intensitas  hujan  dari  tahun  2008  -  2018 yang  diperoleh  dari  Stasiun  Satelit NASA.Tahap  selanjutnya    yaitu  analisa data.  Analisa  data  meliputi  penganalisaan perubahan  nilai  koefisien  pengaliran  dari tahun  2009  –  2017  dengan  menggunakan tiga metode perhitungan, yakni: berdasarkan peta tataguna lahan, berdasarkan  debit AWLR ,  dan  dengan menggunakan  aplikasi SWAT  (Soil  and Water Assessment Tool).
a.  Untuk  analisa  peta  tataguna  lahan dengan  menggunakan  tabel  koefisien runoff untuk  menentukan  nilai  koefisien sesuai  keterangan  yang  telah  ditentukan pada  peta  tersebut.  Nilai  koefisien runoff yang  digunakan  ialah  berdasarkan  tabel  1 hubungan  antara  koefisien  runoff  dan daerah  aliran,  standar  koefisien runoff terhadap  kondisi  permukaan  (tabel  2)  dan koefisien run  off rata-rata  terhadap tataguna lahan (tabel 3)
Tabel 1. Hubungan antara koefisien runoff dan daerah aliran.
Keadaan Daerah Aliran Koefisien Runoff Bergunung dan curam Pegunungan tersier Sungai berhutan dibagian atas dan bawahnya Tanah datar yang ditanami Sawah waktu diairi Sungai bergunung Sungai daratan 0,75 – 0,90 0,70 – 0,80 0,50 – 0,75 0,45 – 0,60 0,70 – 0,80 0,75 – 0,85 0,45 – 0,75
Sumber : Dr Mononobe dalam Suyono S (1999)

## Tabel 2. Standar Koefisien Runoff terhadap kondisi permukaan
Tabel 3. Koefisien Runoff rata-rata terhadap tataguna lahan
Kondisi Permukiman (Groudn Surface) Koefisien Runoff Roadway Shoulder and Slope Turf and Slope Turf Covered Cohesive Soil Roof Bare Lot Park with Abondant and trees Flat Mountains Area Steep Mountains Area Pady Field and water Body
Cultivated Field
-Paved road
- Gravel road
- Fine Grainde Soil - Coarse Grainde Soil - Hard Rock - Soft Rock
- Grade 0 -2%
- Grade 2 -7%
- Grade > 7%
- Grade 0 -2%
- Grade 2 -7% - Grade > 7% 0,74 – 0,95 0,30 – 0,70 0,40 – 0,65 0,10 – 0,30 0,70 – 0,85 0,50 – 0,75 0,05 – 0,10 0,10 – 0,15 0,15 – 0,20 0,50 – 0,10 0,10 – 0,15 0,25 – 0,35 0,75 – 0,95 0,21 – 0,40 0,10 – 0,25 0,30 – 0,70 0,50 – 0,70 0,70 – 0,80 0,10 – 0,30 Tataguna Lahan (Land Use) Koefisien Runoff Commersial Area Industrial Area Residential Area Green Zone & Others : - Downtown Area - Area Adjacentto Downtown
- Less Congested Area
- Congested Area
- Residential Area with Little Bare Lot
- Rousing Estate
- Residential Area with Little Bare Lots And Gardens
- Park and Graveyard
- Athletic Ground - Marshalling Yard - Pady Field and Forest 0,75 – 0,95 0,50 – 0,70 0,50 – 0,80 0,60 – 0,90 0,65 – 0,80 0,50 – 0,70 0,30 – 0,70 0,10 – 0,25 0,20 – 0,35 0,20 – 0,40 0,10 – 0,30
b.  Untuk  data  debit  AWLR  didapat  dari Dinas PSDA Kota Padang dan daerah yang ditinjau  yaitu  dari  bendung  Ujung  Tanah sampai  ke  daerah  hulu  DAS  Batang Arau.Pada penelitian ini, untuk menentukan  nilai  koefisien  pengaliran berdasarkan  debit  AWLR  dihitung  dengan menggunakan metode Hasper.
Metode  Hasper  yang  digunakan  untuk menghitung  debit  maksimum  dirumuskan sebagai   berikut :
Qmaks= αxβxIxA...................................(1)
Keterangan rumus:
Qmaks = debit maksimum (m³/dt) α = koefisien pengaliran β = koefisien reduksi I = intensitas hujan (m³/dt/Km²) A = luas daerah pengaliran (Km²)
Koefisien pengaliran (α) ditentukan dengan rumus:
α= 1 0 012 x A 0 1 0 0 5 x A 0 x I....................(2)
Koefisien  reduksi  (β)  ditentukan  dengan rumus :
..............(3)
Waktu  konsentrasi  (t c )  ditentukan  dengan rumus :
t =0 1xL 0 8 xS -0 3 .........................(4) Keterangan rumus:
L = panjang sungai (Km)
S = kemiringan dasar sungai rata-rata
Besarnya curah hujan (r dalam satuan mm) untuk  lama  hujan  tertentu  (t  =  tc  dalam satuan  jam)  dan  (hujan  harian  maksimum R24  dalam  satuan  mm)  dengan  rumus sebagai berikut :
Untuk < 2 jam :
-           - ................(5)
Untuk 2 jam < t < 19 jam :
.................................   (6)
Untuk 19 jam < t < 30 hari : R =0,707 x R 24 x (t+1) 1/2 ....................(7)
Besarnya  intensitas  hujan  (I  dalam  satuan m 3 /dt/km 2 ) ditentukan berdasarkan hubungan antara r (mm) dan t (jam) dengan rumus : .....................................(8)
c.  Analisa  data  berdasarkan  permodelan SWAT meliputi analisis perubahan penutup lahan  dan  HRU,  analisis  debit  aliran masing-masing  HRU  dan  analisis  akurasi. Data  yang  diperlukan ialah  data  DEM  dari ASTER  Global  DEM,  data  karakteristik tanah  DAS  Batang  Arau,  klimatologi  yang didapat dari Dinas PSDA Kota Padang dari tahun 2008 – 2018.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Koefisien  pengaliran  (  C  )  yaitu  bilangan yang  menunjukkan  perbandingan  antara besarnya  aliran  permukaan  dan  besarnya curah  hujan.  Angka  koefisien  aliran permukaan  ini  merupakan  salah  satu indikator  untuk  menentukan  kondisi  fisik suatu  DAS.  Nilai  C  berkisar  antara  0 sampai  1.  Nilai  C  =  0  menunjukan  bahwa semua  air  terintersepsi  dan  terinfiltrasi  ke dalam  tanah,  sebaliknya  untuk  nilai  C  =  1 menunjukkan  bahwa  semua  air  hujan mengalir  sebagai  aliran  permukaan.  Pada DAS yang baik, harga C mendekati nol dan semakin  rusak  suatu  DAS  maka  nilai  C mendekati 1. ( Suripin, 2004 )
Koefisien  pengaliran  (  C  )  dihitung  karena sangat  mempengaruh  perubahan  debit banjir yang terjadi pada suatu DAS. Faktor utama yang dapat mempengaruhi nilai C ini ialah laju infiltrasi tanah, kemiringan lahan, penutup lahan, dan intensitas hujan.
Adapun faktor lain yang dapat mempengaruhi  nilai  C  ialah  air  tanah, derajat  kepadatan  tanah,  porositas  tanah, dan simpanan depresi.
a) Berdasarkan peta penggunaan lahan Dari peta penggunaan lahan yang digunakan,  didapatkan  hasil  luasan  daerah berdasarkan penggunaan lahan. Selanjutnya menentukan nilai koefisien pengaliran ( C ) berdasarkan tabel sesuai dengan
penggunaan  lahan.  Nilai  koefisien  yang
didapat  setiap  penggunaan  lahan  dibagi dengan  luas  area  keseluruhan  sehingga mendapatkan  nilai  koefisien  pengaliran rata-rata pada DAS tersebut.
Rekap  klasifikasi  keterangan  penggunaan lahan lahan peta penggunaan lahan dari tahun 2009 sampai 2017, lihat tabel 4.
Tabel 4. Penggunaan Lahan pada DAS Batang Arau
Dari  data  penggunaan  lahan  DAS  Batang Arau  tersebut,  bisa  dihitung  nilai  koefisien pengaliran  berdasarkan  penggunaan  lahan dengan  menggunakan  nilai  koefisien  dari tabel 1-3 yang telah dijelaskan sebelumnya. Berikut adalah hasil rekap dari perhitungan nilai  koefisien  pengaliran  berdasarkan penggunaan  lahan  yang  dapat  dilihat  pada tabel 5.
Tabel 5. Rekap Hasil Koefisien Penggunaan Lahan
Tabel 6. Rekap Hasil Koefisien Pengaliran (C) berdasarkan perhitungan debit AWLR No  Tahun            Nilai Koefisien
Pengaliran 1     2009 2     2011 3     2014 4     2015 5     2017 0,12 0,22 0,37 0,59 0,83 b) Berdasarkan debit AWLR
Perhitungan  nilai  koefisien  pengaliran berdasarkan debit AWLR dengan menggunakan  metode  Hasper.  Metode  ini dipilih dikarenakan luas DAS Batang Arau dari  titik  yang  ditinjau  yaitu  dari  Bendung Ujung Tanah sampai ke daerah hulu sungai DAS Batang Arau seluas 117.94 Km², yang mana  memenuhi  syarat  untuk  pemakaian dengan  metoda  Hasper  yaitu  kurang  dari atau  sama  dengan  300  Km².  (Kamiana, 2012)
Berikut  adalah  hasil  rekap  nilai  koefisien pengaliran  berdasarkan  data  debit  AWLR DAS Batang Arau
c) Berdasarkan pemodelan SWAT Sebelum  menentukan  penggunaan  lahan, terlebih  dahulu  dilakukan  proses  delineasi sungai. Delineasi sungai merupakan proses pembentukan  atau    penggambaran  sungai pada  suatu  daerah  aliran  sungai  (DAS) yang  ditinjau.  Delineasi  sungai  dilakukan dengan menggunakan ArcGIS dan dipadukan dengan SWAT untuk memperoleh  unit  respon  hidrologi  (HRU) seperti kemiringan, karakteristik tanah, dan kelas penggunaan lahan.
Setelah pemodelan SWAT dilakukan, maka bentuk pengeluaran dari pemodelan No   Keterangan Luas Area (km2) 2009         2011           2014        2015           2017 1     Hutan 2     Pemukiman 3     Pertambangan 4     Pertanian 5    Sawah 6     Sungai 53.34 34.59 3.73 75.77 3.78 0.91 54.45 34.59 3.73 74.66 3.73 0.91 73.12 36.42 3.71 40.85 17.11 0.91 81.51 39.52 3.58 28.03 17.48 2.02 92.35 35.64 5.99 16.09 20.73 1.33 No  Tahun Nilai Koefisien Pengaliran 1     2009 2     2011 3     2014 4     2015 5     2017 0,365 0,364 0,373 0,371 0,375
ini  untuk  nilai  koefisien  pengaliran  seperti pada gambar berikut.
Hasil  rekapan  nilai  koefisien  pengaliran berdasarkan pemodelan SWAT ialah sebagai berikut. Tabel 7. Rekap Hasil Koefisien Pengaliran ( C ) dengan Model SWAT No Tahun Nilai Koefisien Pengaliran 1     2009 2     2011 3     2014 4     2015 5     2017 0,25 0,22 0,24 0,35 0,36
d).Perbandingan Nilai Koefisien Pengaliran ( C ).
Berdasarkan  hasil  perhitungan  analisa koefisien  pengaliran  (  C  )  dengan menggunakan peta penggunaan lahan, debit AWLR,  dan  aplikasi  SWAT  didapat  hasil perbandingan nilai koefisien pengaliran ( C ) seperti pada tabel 8. Tabel 8. Perbandingan Nilai Koefisien pengaliran Tahun Peta Penggunaan lahan Debit AWLR SWAT 2009 2011 2014 2015 2017 0,365 0,364 0,373 0,371 0,375 0,12 0,22 0,37 0,59 0,83 0,25 0,22 0,24 0,35 0,36

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisis  dari  peta tataguna  lahan    pada  DAS  Batang  Arau selama  tahun  2009  sampai  dengan  tahun 2017  ,  didapatkan  nilai  koefisien  runoff berada  pada  rentang  0.36  –  0.37.  Hal  ini dikarenakan  pengaruh  dari  meningkatnya lahan  yang  beralih  fungsi  seiring  dengan meningkatnya  pembangunan  di  kawasan DAS. Jika ditinjau dari Debit AWLR DAS Batang  Arau  yang  menggunakan  metode Hasper,  terjadi  perubahan  nilai  koefisien runoff  yang semakin besar dari tahun yang ditinjau  dengan  rentang  nilai  C  nya  ialah 0.12  –  0.83.  Pada  perhitungan  SWAT, diperoleh  nilai koefisien pengaliran berada pada rentang  0.25-0.36

## SARAN
Saran  untuk  kantor  PUPR  Kota  Padang bagian  Tata  Ruang  sebaiknya  dalam mengklasifikasi  keterangan  pada  peta tataguna lahan sebaiknya pemberian keterangan  penggunaan  lahan  setiap  tahun seharusnya sama agar lebih mudah untuk di klasifikasikan atau mempersentasikan perubahan yang terjadi.
Penggunaan SWAT harus didukung dengan laptop  atau  komputer  yang  sesuai  dengan kebutuhan operasi aplikasi SWAT tersebut. Hal  tersebut  karena  pengoperasian  SWAT sangat sensitif.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Arnold  JG,  Kiniry  JR,  Srinivasan  R, Williams  JR,  Haney  EB,  Neitsch  SL. 2011. Soil and WaterAssessment Tool :
Input/Output File Documentation Version  2009.  Texas:  Agricultural Research  Service  and  Texas  AgriLife Research.
[2] Arsyad, S. 2000. Konservasi Tanah dan
Air,  Serial Pustaka, IPB Press ,  Bagian
Proyek Penelitian Sumberdaya Agroklimat  dan  Hidrologi  (BP2SAH) dan Bagian Proyek Pembinaan Perencanaan  Sumber  Air  Ciliwung  - Cisadane, 2004. Laporan Akhir
Pengembangan  Teknologi  Dam  Parit untuk  Penanggulangan  Banjir  dan Kekeringan.  Bogor:  Balai  Agroklimat dan Hidrologi Bogor.
[3] Asdak,  Chay.  2010.  Hidrologi  dan Pengelolaan  Daerah  Aliran  Sungai. Yogyakarta:  Gadjah  Mada  University Press.
[4] BR, Sri Harto. 1993. Analisa Hidrologi. Jakarta:  Gramedia  Pustaka  Utama. Emiyati.2012.  Hydrologic  Response Unit (HRU) dan Debit Aliran Ci Rasea. Tesis.Depok:  Universitas Indonesia.
[5] Firdaus, Gunadi. 2014. Analisis Respon Hidrologi  Terhadap  Penerapan  Teknik Konservasi Tanah di Sub DAS Lengkong Menggunakan Model SWAT.  Tesis.Bogor:  Institut  Pertanian
Bogor.
[6] Gassman  PW,  Reyes  M,  Green  CH, Arnold  JG.  2007.  The  Soil  and  Water AssessmentTool:Historical evelopment, Applications,  And  Future  Research
Directions.America: Journal of
American  Society  Of  Agricultural  And
Biological Engineers ISSN 0001-2351.
[7] Hadisusanto,  Nugroho.  2010.  Aplikasi Hidrologi. Malang: Jogja Mediautama.
[8] Irsyad,  Fadli.  2011.  Analisis  Debit Sungai Cidanau dengan Aplikasi SWAT.  Tesis.Bogor:Institut  Pertanian Bogor.
[9] Lapan. 2018. Teknologi Satelit.
https://www.lapan.go.id/index.php/subb log/read/2018/5261/Teknologi-Satelit/ 1973. (16 Oktober 2018) [10] Mubarok,  Z.,  2014.  Kajian  Respons Penggunaan Lahan Terhadap
Karakteristik  Hidrologi  DAS  Way Betung.  Tesis.  Sekolah  Pascasarjana,
Institut Pertanian Bogor, Bogor
[11] Neitsch, S.L, J.G. Arnold, J.R. Kiniry,
J.R.  Williams.  2005.  Soil  and  Water Assessment Tool Theoretical Documentation  Version  2005.  Texas: Agricultural Research [12] Service and Texas Agricultural
Experiment Station.
[13] Rau,  Ibrahim  Maulana.  2012.  Analisis
Debit  Sungai  dengan  Menggunakan Model  SWAT  Pada  DAS  Cipasauran, Banten. Skripsi. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
[14] Soewarno, 1995. Hidrologi Pengukuran  dan  Pengelolaan  Data Aliran Sungai (Hidrometrik). Bandung: Nova. [15] Soewarno. 2000. Hidrologi Operasional  Jilid  Kesatu.  Bandung: PT. Citra Aditya Bakti.
[16] Suripin  .  2003.  Sistim  Drainase Perkotaan yang
Berkelanjutan,Semarang.
[17] https://hargapangan.id/tabel-harga/ pasar-modern/daerah
[18] Jogianto.  (2003).  Teori  Portofolio  dan
Analisis Investasi Edisi ke-tiga.
Yogyakarta: BPFE.
[19] Rizki,  Setyo  Wira.,  Bujang  Rusli,  dan Evy  Sulistianingsih.  (2018). Analisis Portofolio Optimal Pada Index Saham LQ  45  dengan  Multi-Index  Models . Journal  Buletin  Ilmiah  Mat.  Stat.  dan
Terapannya  (Bimaster)  Volume  07, No.  2 (2018), hal 135  –  140.
[20] Suharsono, Sri Dewi. (2015). Perbandingan  Metode  Mean  Variance Efficient  Portofolio  (MVEP)  dan Model  Indeks  Tunggal  Pada  Saham Jakarta Islamic Index (JII). Yogyakarta: UIN Sunan Kalijaga.