ABSTRAK EVALUASI PENGENDALIAN BANJIR SUNGAI CIBEET KABUPATEN BEKASI Oleh TRI NUGROHO WASKITO NIM : 95009303 (Program Studi Magister Pengelolaan Sumber Daya Air) Institut Teknologi Bandung Pembimbing : Ir. Dantje Kardana, M.Sc., Ph.D. Banjir adalah salah satu bentuk daya rusak air yang merupakan fenomena alam karena tingginya curah hujan dan tidak cukupnya kapasitas badan air (sungai atau saluran drainase) untuk menampung dan mengalirkan air. Kondisi yang terjadi pada aliran sungai Cibeet, antara lain ditandai dengan longsoran tebing, kekeringan dimusim kemarau dan banjir dimusim hujan. Hal tersebut diperburuk dengan kondisi sungai Cipamingkis yang merupakan anak sungai Cibeet yang menurut hasil studi dan North Java Flood Control Sector Project (NJFSCP) bahwa pada sungai Cipamingkis terdapat kegiatan galian C yang berdampak negatif berupa hilangnya lapisan dasar sungai berupa butiran kasar. Pada pertemuan (muara) sungai Cibeet dengan Citarum sering terjadi banjir akibat back water dari sungai Cibeet yang terjadi setiap tahun dengan ketinggian banjir berkisar antara 1,5 m - 3,00 m yang mengakibatkan Desa-desa disekitarnya terendam banjir. Tujuan penelitian tesis ini untuk menyusun alternatif upaya pengendalian banjir Sungai Cibeet secara struktural sehingga dampak kerugian akibat bencana banjir dapat diminimalisi. Dalam penentuan alternatif penanggulangan dilakukan analisis hidrolik dengan pemodelan menggunakan perangkat lunak HEC RAS 4.0. Kata kunci : Banjir, Back Water, pemodelan software HEC RAS 4.0
ABSTRACT EVALUATION OF FLOOD CONTROL CIBEET RIVER - BEKASI DISTRICT by TRI NUGROHO WASKITO NIM : 95009303 Master of Water Resources Management Department Supervisor: Ir. Dantje Kardana, M.Sc., Ph.D. Flooding is one of the destructive force of water is a natural phenomenon due to high rainfall and insufficient capacity of water bodies (streams or drainage channels) to collect and drain water. Conditions that occur in river flow Cibeet, among others, characterized by rock avalanches, drought, dry season and rainy season floods. This is exacerbated by the conditions of the river which is a tributary Cipamingkis Cibeet which according to the study and North Java Flood Control Sector Project (NJFSCP) that there is activity on the river Cipamingkis excavation-C which have a negative impact excavation of the loss of the base layer of coarse river. At the meeting (estuary) Citarum river Cibeet with frequent flooding due to back water from the river Cibeet that occur each year in flood heights ranging from 1.5 m - 3.00 m resulting in the surrounding villages were flooded. The purpose of this thesis research to develop alternative Cibeet River flood control efforts are structurally so that the impact of losses due to floods can minimilization. In determining the alternative response to the hydraulic analysis was performed using the modeling software HEC RAS 4.0. Key words: Flood, Back Water, HEC RAS 4.0 modeling software
1.
berbagai kepentingan (Perumahan, Industri, dll) yang menyebabkan berkurangnya daerah terbuka/resapan air serta adanya tambahan debit yang cukup besar dari sungai Cibeet.
LATAR BELAKANG
Banjir adalah salah satu bentuk daya rusak air yang merupakan fenomena alam karena tingginya curah hujan dan tidak cukupnya kapasitas badan air (sungai atau saluran drainase) untuk menampung dan mengalirkan air. Fenomena tersebut diperparah akibat salah urus manusia terhadap ekologi di sekitarnya, terutama penataruangan (Soekarno, I : 2006). Banjir sebagai salah satu komponen daya rusak air yang perlu dikendalikan agar dampak kerugiannya dapat diminimalkan. Usaha pengendalian banjir ini mencakup identifikasi lokasi banjir, perencanaan pengendalian banjir, penyusunan strategi pengendalian banjir, dan pelaksanaan program-program strategi sebagai implementasi dari strategi pengendalian banjir itu sendiri.
Sehubungan dengan hal tersebut diatas maka perlu segera dilakukan upaya-upaya untuk mengatasi agar dampak negatif yang ditimbulkan dapat segara diatasi. 2.
MAKSUD DAN TUJUAN
Maksud penulisan tesis ini adalah melakukan kajian terhadap kinerja kapasitas tampung alur Sungai Cibeet dan banjir yang terjadi melalui pendekatan pemodelan hidraulik sebagai dasar penyusunan alternatif upaya pengendalian banjir.
Pengembangan kawasan untuk pemenuhan berbagai kebutuhan seperti sarana permukiman, pertanian, perdagangan, industri, perkantoran, jalan dan lainlain dari tahun ke tahun semakin meningkat sebagai dampak pertumbuhan penduduk dan pengembangan aktivitasnya, hal tersebut menyebabkan menurunnya kualitas lingkungan termasuk menurunnya kualitas daerah aliran sungai sehingga menyebabkan terjadinya hal-hal yang menimbulkan kerugian, yang paling nyata yaitu kekeringan di musim kemarau dan banjir di musim hujan.
Adapun tujuan penulisan tesis ini adalah menyusun alternatif upaya pengendalian banjir Sungai Cibeet secara struktural sehingga dampak kerugian akibat bencana banjir dapat diminimalisi. 3.
RUANG LINGKUP
Lingkup pengendalian banjir Sungai Cibeet adalah sebagai berikut: Mengumpulkan/kompilasi data Melakukan studi literature Melakukan analisis statistik hujan rencana Melakukan analisis debit banjir rencana Melakukan analisis hidraulik sungai dengan simulasi model HEC-RAS untuk mengetahui kapasitas tampungan sungai, profil muka air banjir rencana. Melakukan analisis alternatif pengendalian banjir secara struktural melalui upaya antara lain: normalisasi sungai.
Kondisi tersebut terjadi pula pada aliran sungai Cibeet, antara lain ditandai dengan kejadian disekitar sungai Cibeet berupa longsoran tebing, kekeringan dimusim kemarau dan banjir dimusim hujan. Hal tersebut diperburuk dengan kondisi sungai Cipamingkis yang merupakan anak sungai Cibeet yang menurut hasil studi dan North Java Flood Control Sector Project (NJFSCP) bahwa pada sungai Cipamingkis terdapat kegiatan galian C yang berdampak negatif berupa hilangnya lapisan dasar sungai berupa butiran kasar, sedangkan lapisan bawah berupa lempung lunak mulai tampak, serta terjadinya degradasi sungai yang cukup signifikan mulai dari bendung Cipamingkis ke hilir.
a.
Permasalahan Dan Hipotesis
Permasalahan yang terdapat dalam evaluasi ini adalah longsoran tebing, kekeringan dimusim kemarau dan banjir dimusim hujan. terdapat kegiatan galian C yang berdampak negatif berupa hilangnya lapisan dasar sungai berupa butiran kasar, sedangkan lapisan bawah berupa lempung lunak mulai tampak, serta terjadinya degradasi sungai yang cukup signifikan mulai dari bendung Cipamingkis ke hilir.
Pada pertemuan (muara) sungai Cibeet dengan Citarum sering terjadi banjir akibat back water dari sungai Cibeet yang terjadi setiap tahun dengan ketinggian banjir berkisar antara 1,5 meter sampai dengan 3,00 meter yang mengakibatkan Desa-desa disekitarnya terendam banjir.
Hipotesis pada evaluasi ini adalah debit puncak banjir yang telah melebihi kapasitas tampung alur sungai sehingga menyebabkan terjadinya limpasan serta kapasitas Sungai yang tidak memenuhi lagi, sehingga diperlukan alternatif upaya pengendalian yang dapat mereduksi dan mengatasi permasalahan akibat banjir yang terjadi.
Kondisi sungai Citarum Hilir mulai dari Bendung Walahar sampai dengan Muara Gembong pada beberapa lokasi sering banjir. Hal tersebut diperkirakan karena beberapa hal antara lain: berkurangnya kapasitas sungai akibat sedimentasi, pembangunan fisik pada daerah aliran sungai untuk
2
b.
Lokasi Studi
Lokasi evaluasi pengendalian banjir Sungai Cibeet terletak di Kabupaten Bekasi. Lokasi studi dapat di lihat pada Gambar 1.
LOKASI STUDI
Gambar 1 Peta lokasi studi (sumber: bakosurtanal) 4.
METODOLOGI
a.
Pola Pikir
3.
Analisis hidrologi (Gambar 3) untuk memperoleh curah hujan dan debit banjir rencana periode ulang tertentu meliputi : -
Pola pikir dalam tahapan pelaksanaan pengendalian banjir Sungai Cibeet meliputi: Analisa hidrologi untuk memperoleh curah hujan dan debit banjir rencana periode ulang tertentu. Analisa hidraulik melalui simulasi pemodelan hidraulik dengan alat bantu software HEC-RAS untuk mengetahui kapasitas tampung alur sungai dan profil muka air banjir rencana pada periode ulang tertentu berdasarkan debit banjir rencana. Alternatif pengendalian banjir pada Sungai Cibeet
-
-
Pola pikir evaluasi pengendalian banjir Sungai Cibeet dapat dilihat pada gambar 2. Pendekatan Metodologi -
Agar proses studi dapat dilakukan secara sistematis maka diperlukan analisis dalam bentuk tahapan/urutan kerja. Tahapan kerja yang akan dilakukan dalam studi ini adalah sebagai berikut : 1.
2.
-
Pengumpulan data-data teknis, antara lain : Peta DAS, Peta Topografi, data curah hujan, serta data-data lain yang terkait dengan studi. Studi literatur yang berkaitan dengan studi, meliputi : teori analisis hujan wilayah, statistik dan probabilitas, analisis debit banjir, pemodelan hidraulik sungai.
3
Perhitungan curah hujan wilayah berdasarkan pencatatan data curah hujan stasiun hujan yang ada pada DAS Cibeet dengan menggunakan Metode Poligon Thiessen. Analisis curah hujan rencana melalui analisis statistik (distribusi frekuensi) hujan wilayah tahunan dengan metode Gumbel dan Log Person III Uji kesesuaian distribusi frekuensi, untuk mengetahui kecocokan analisis curah hujan rencana terhadap simpangan data vertical dan horizontal dengan Metode Smirnov Kolmogorof, sehingga diketahui distribusi yang dipilih dapat diterima atau tidak berdasarkan nilai simpangan terkecil. Analisis distribusi curah hujan rencana jamjaman setiap periode ulang guna mendapatkan curah hujan efektif yang akan digunakan dalam analisis debit banjir rencana. Analisis debit banjir rencana, untuk menghitung debit/hidrograf banjir rencana berdasarkan curah hujan rencana setiap periode ulang dengan Metode Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu.
4.
banjir dengan menggunakan HEC – RAS. Dapat dilihat pada gambar 4. Alternatif pengendalian banjir pada Sungai Cibeet.
Analisis hidraulik sungai, untuk mengetahui kapasitas tampung sungai, dan profil muka air
Mulai
Pendahuluan
Tinjauan Pustaka
Pengumpulan Data - Data stasiun Hujan - Data curah hujan harian maksimum - Data karakteristik DAS - Data tata guna lahan - Rating curve debit - Data karakteristik dan geometri sungai
Analisa dan Pembahasan
A. Analisa Hidrologi - Analisa curah hujan rencana - Analisa debit banjir rencana B. Analisa Hidraulik Sungai Dengan Bantuan Model HEC-RAS - Analisa kapasitas tampungan saluran - Analisa muka air banjir rencana
Gambar 1. 1 Analisa Hidrologi dalam Pengendalian banjir Sungai Cibeet
Kesimpulan dan Rekomendasi
Selesai
Gambar 2 Pola Pikir Pengendalian banjir Sungai Cibeet
Gambar 1. 2 Bagan Alir Pemodelan Hidrodinamik Menggunakan HEC-RAS 4.0.
4
5.
DATA CURAH HUJAN
a.
Analisis Distribusi Frekuensi Metode Gumbel
Parameter–parameter statistik yang dipergunakan dalam analisis distribusi frekuensi metode Gumbel adalah nilai tengah dan standar deviasi, dan selanjutnya dihutung curah hujan rencana dengan periode ulang 2,5,10,25,50 dan 100 tahun. Hasil perhitungan distribusi curah hujan rencana metode Gumbel dapat dilihat dibawah ini untuk diambil salah satu perhitungan untuk periode ulang 2 tahun:
Untuk menganalisa kondisi hidrologi di wilayah studi diperlukan data hujan dari stasiun pengamatan terdekat di sekitarnya Pemilihan Stasiun hujan dilaksanakan dengan kriteria sebagai berikut : Mempunyai data dengan periode pengamatan yang panjang (lebih dari lima tahun) Mempunyai urutan data tahunan yang lengkap, dimana data bulanan tidak banyak kosong Lokasi stasiun pengamatan curah hujan tersebut terletak di dalam dan di sekitar daerah studi
Hasil perhitungan metode Gumbel Sta. Cipamingkis dalam bentuk tabelris dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
Berdasarkan ketersediaan data curah hujan dan posisi Pos Penakar Curah Hujan, maka pada studi ini ditentukan hanya terdapat 1 (satu) Pos Penakar Curah Hujan yang terdapat dalam cathment area wilayah studi yaitu Sta. Cipamingkis dengan periode tahun pengamatan dari Tahun 2000 s/d 2009 (sepuluh tahun).
No.
Tr
Yt
K
Xt
1 2 3 4 5 6
2 5 10 25 50 100
0.367 1.500 2.250 3.199 3.902 4.600
-0.136 1.058 1.848 2.847 3.588 4.323
90.60 139.90 172.54 213.77 244.37 274.73
Data curah hujan yang akan digunakan dalam studi ini adalah seperti pada tabel dibawah ini. Tabel 3. 1 Data Curah Hujan Maksimum Harian NO
Tahun
1
2000
61
2
2001
170.0
3
2002
87.0
4
2003
77.0
5
2004
62.0
6
2005
70.0
7
2006
87.0
8
2007
174.0
9
2008
82.0
10
2009
92.0
Sumber: Hasil Analisis
Data Curah Hujan Maksimum Harian (mm)
a.
Metode Log Person Type III
Analisis curah hujan rencana metode Log Person Type III dilakukan perhitungan hasil analisa dari metode Log Person Tipe III dapat dilihat pada tabel dibawah ini: No.
Tr
P (%)
G
Log Xt
Xt
1 2 3 4 5 6
2 5 10 25 50 100
50 20 10 4 2 1
-0.1859 0.7560 1.3770 2.1124 2.6358 3.1472
1.924 2.075 2.175 2.293 2.377 2.459
83.920 118.847 149.488 196.151 237.993 287.484
Sumber : Hasil Analisa Perhitungan
6.
ANALISIS CURAH HUJAN RENCANA MAKSIMUM
Analisis curah hujan rencana maksimum di lokasi studi dilakukan dengan menggunakan data hujan yang dipakai untuk analisa ini berasal dari 1 (Satu) Sta. Cipamingkis . Berdasarkan Ketersediaan data curah hujan dan posisi Pos Penakar Curah Hujan, maka pada studi ini ditentukan hanya terdapat 1 (satu) Pos Penakar Curah Hujan yang terdapat dalam cathment area wilayah studi yaitu Sta. Cipamingkis dengan periode tahun pengamatan dari Tahun 2000 s/d 2009 (sepuluh tahun). Analisa curah hujan rencana maksimum menggunakan beberapa distribusi probabilitas yang sering dilakukan pada analisis hidrologi diantaranya menggunakan:
Sumber: Hasil Analisis
a.
Uji Smirnov – Kolmogorov
Uji kecocokan Smirnov – Kolmogorov, sering disebut juga uji kecocokan non parametik (non parametic test), karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Analisis uji distribusi ini dilakukan untuk mengetahui simpangan maksimum antara distribusi teoritis dan empiris (Dmax). Uji Smirnov – Kolmogorov dilakukan pada Distribusi frekuensi metode Gumbel dan metode Log Person III dengan asumsi sebagai berikut:
Distribusi Gumbel Distribusi Log Pearson III.
5
Derajat signifikansi (α) Tingkat kepercayaan
=
5% =
Hasil analisis perhitungan distribusi hujan jam – jaman disajikan pada tabel dibawah ini:
95 %
Berdasarkan hasil perhitungan, nilai Delta hitung (Dhit) tersebut merupakan nilai D maksimal (D maks). Sehingga, Dmaks < Dcr, maka hiipotesis diterima dapat digunakan dalam analisis curah hujan rencana DAS Cibeet.
Parameter Hujan Curah Hujan (mm) Pola Distribusi Jam Ke % 1 6 2 8 3 14 4 55 5 11 6 6
Resume hasil analisis perhitungan uji distribusi dengan metode Smirnov - Kolmogorov disajikan pada tabel 4.3 dibawah ini: NO.
1
D maks D kitris Kesimpulan
0.7873 0.41 Ditolak
0.2904 0.41 Diterima
Distribusi terpilih : Log Person III
Berdasarkan hasil analisis uji kesesuain distribusi tersebut, kedua distribusi yang digunakan layak untuk dijadikan sebagai metode perhitungan curah hujan rencana DAS Cibeet, serta memperhatikan nilai D (delta/selisih) maksimum terkecil distribusi terpilih Log Person III untuk Stasiun Sta. Cipamingkis. 7.
ANALISIS DEBIT BANJIR RENCANA
a.
Distribusi Curah Hujan dan Curah Hujan Efektif
6%
Jam ke 2
:
Jatuh Hujan
8%
Jam ke 3
:
Jatuh Hujan
14 %
Jam ke 4
:
Jatuh Hujan
55 %
Jam ke 5
:
Jatuh Hujan
11 %
Jam ke 6
:
Jatuh Hujan
6%
8.969 11.959 20.928 82.218 16.444 8.969
11.769 15.692 27.461 107.883 21.577 11.769
14.280 19.039 33.319 130.896 26.179 14.280
Analisis perhitungan curah hujan efektif diihitung untuk keperluan analisis Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu.
Hasil analisis perhitungan besar curah hujan efektif dan distribusi hujan jam – jaman disajikan pada tabel dibawah ini
Berdasarkan Distribusi hujan (hourly rainfal accumulation) banyaknya hujan tiap jam akan jatuh selama waktu konsentrasi periode jatuh hujan. Konsentrasi hujan dalam periode satu hari ternyata 6 jam, maka pembagian banyaknya hujan akan turun untuk tiap – tiap jamnya dan dinyatakan dalam persen, maka distribusinya adalah sebagai berikut (Sumber Diktat Kuliah Hidrologi Terapan Ir. Muljana Wangsadipura, M.Eng). Jatuh Hujan
7.131 9.508 16.639 65.366 13.073 7.131
Curah hujan effektif adalah bagian dari curah hujan total yang menghasilkan limpasan langsung dengan kata lain hujan total dikurangi kehilangan pada awal hujan akibat adanya infiltrasi. Pada saat hujan turun sebagian akan meresap ke dalam tanah dan sebagian lagi akan menjadi limpasan permukaan. Sehubungan dengan keterbatasan ketersediaan data untuk perhitungan hujan efektif, maka dalam kajian ini digunakan faktor koefisien run off dalam transformasi hujan menjadi limpasan.
Dalam analisa perhitungan debit banjir rencana dalam memperkirakan besaran debit diperlukan data curah hujan maksimum jam – jaman serta curah hujan efektif .
:
5.035 6.714 11.749 46.156 9.231 5.035
Periode Ulang = T (Tahun) 10 25 50 149.49 196.15 237.99
KET.
Sumber: Hasil Analisis
Jam ke 1
5 118.85
Sumber: Hasil Analisis
MACAM DISTRIBUSI/ METODE Gumbel I Log Person III
HASIL PERHITUNGAN
2 83.92
Parameter Hujan Curah Hujan (mm) Koefisien Limpasan C.H Efektif (mm) Pola Distribusi Jam - Ke % 1 6 2 8 3 14 4 55 5 11 6 6
2 83.92 0.8 67.136
5 118.85 0.8 95.077
4.028 5.371 9.399 36.925 7.385 4.028
5.705 7.606 13.311 52.293 10.459 5.705
PERIODE ULANG = T (Tahun) 10 25 50 149.49 196.15 237.99 0.8 0.8 0.8 119.590 156.921 190.395
7.175 9.567 16.743 65.775 13.155 7.175
9.415 12.554 21.969 86.306 17.261 9.415
11.424 15.232 26.655 104.717 20.943 11.424
100 287.48 0.8 229.987
13.799 18.399 32.198 126.493 25.299 13.799
Sumber: Hasil Analisis
a.
Analisis Debit Nakayasu
Banjir
Rencana
Metode
Analisa debit rencana pada studi ini menggunakan metode Nakayasu. Input debit rencana (Hydrograph) pada evaluasai pengendalian banjir Sungai Cibeet ini adalah debit rencana pada Cibeet. Untuk selengkapnya dapat dilihat pada gambar dan tabel dibawah ini.
100 %
6
100 287.48
17.249 22.999 40.248 158.116 31.623 17.249
c.
Analisa Debit Banjir Rencana dengan Pemodelan HEC-HMS Untuk perhitungan Debit banjir Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu dan Hidrograf Satuan Sintetik ITB 1 dan ITB 2 dibantu dengan perangkat lunak HECHMS maka dibuat skematisasi sebagai berikut.
Debit yang dipakai dalam Pemodelan Matematik menggunakan Pemodelan satu Dimensi HEC – RAS untuk Cibeet adalah menggunakan Q25 Tahunan disebabkan perencanaan yang akan di pakai adalah penanggulan. b. Analisis Debit Banjir Rencana Metode HSS ITB – 1 dan HSS ITB - 2 Analisis Perhitungan HSS ITB – 1 Debit Banjir Rencana Sungai Cibeet adalah sebagai berikut: I. Karakteristik DAS dan Hujan 1. Nama Sungai 2. Luas daerah aliran Sungai (A) 3. Panjang Sungai Utama (L) 4 Tinggi Hujan 5. Durasi Hujan Tr
= = = = =
Sungai Cibeet 909.24 101.02 1.00 1.00
II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu Dasar (Tb) 1. Koefisien waktu (Ct) = 1.00 2. Time Lag (tP) 0.6 tP = Ct 0.8122 L = 12.95 3. Waktu Puncak Tp = 13.45 4. Waktu Dasar TB = 134.52 III. Debit Puncak (QP) 1. Cp. Koefisien Puncak (Cp) 2. Alpha 3. Luas HSS (Numerik) 4. Qp 5. Volume Hujan pada DAS (VDAS) 6. Volume Unit Hidrograph 7. Tinggi Limpasan
= = = = = = =
1.00 1.500 1.61319910 11.639 909,240 909,240 1.000
Km2 Km mm Jam
Berdasarkan hasil pemodelan dari HEC-HMS, maka didapat hasil debit banjir rencana Q 25 Tahunan sebagai berikut.
Jam Jam Jam
m3/s m3 m3 mm
Analisis Perhitungan HSS ITB – 2 Debit Banjir Rencana Sungai Cibeet adalah sebagai berikut: I. Karakteristik DAS dan Hujan 1. Nama Sungai 2. Luas daerah aliran Sungai (A) 3. Panjang Sungai Utama (L) 4 Tinggi Hujan 5. Durasi Hujan Tr
= = = = =
Sungai Cibeet 909.24 101.02 1.00 1.00
II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu Dasar (Tb) 1. Koefisien waktu (Ct) = 1.00 2. Time Lag (tP) 0.6 tP = Ct 0.8122 L = 12.95 3. Waktu Puncak Tp = 13.45 4. Waktu Dasar TB = 134.51 III. Debit Puncak (QP) 1. Cp. Koefisien Puncak (Cp) 2. Alpha 3. Betha 3. Luas HSS (Numerik) 4. Qp 5. Volume Hujan pada DAS (VDAS) 6. Volume Unit Hidrograph 7. Tinggi Limpasan
= = = = = = =
1.000 1.200 1.000 1.45523928 12.902774 909,240.0 909,240.0 1.000
Km2 Km mm Jam
Jam Jam Jam
m3/s m3 m3 mm
7
Berdasarkan hasil kalibrari dilapangan, debit yang akan digunakan dalam analisa selanjutnya adalah debit banjir HSS Nakayasu.
d. Debit Banjir Rencana Terpilih Dari semua besaran hidrograf debit banjir yang diperoleh melalui ketiga metoda tersebut selanjutnya dipilih salah satu dari ketiga metode tersebut yang akan dipakai untuk proses selanjutnya. Kriteria yang dipaka iuntuk proses pemilihan tersebut adalah: 1.
Waktu puncak (Tp) dicapai dari hasil analisis debit Hidrogaf satuan sintetik mendekati dengan kondisi dilapangan.
2.
Jika harga harga puncak debit hidrograf sama, maka pemilihan dilakukan berdasarkan nilai waktu puncak yang terkecil.
8.
Untuk mengetahui fenomena perilaku hidraulika aliran di dalam saluran/kali, longstorage objek studi, diperlukan suatu simulasi/analisa numerik yang mampu menggambarkan kondisi saluran eksisting maupun rencana. Analisis dilakukan dengan menggunakan program pemodelan matematik HEC-RAS 4.0. Prosedur penggunaan Software tersebut dilakukan sesuai dengan prosedur sebagaimana ditunjukan bagan alir pada Gambar 1.5 Bagan Alir Pemodelan Hidrodinamik Menggunakan HEC-RAS 4.0.
Hidrograf yang dipilih untuk keperluan pemodelan matematika adalah hidrograf waktu puncaknya mendekati kondisi di lapangan .Hasil hidrograf hasil analisis untuk Sungai Cibeet adalah data debit hidrograf yang mendekati kondisi dilokasi kajian adalah metodehidrograf Nakayasu dan untuk debit yang dipakai dalam Pemodelan Matematik menggunakan Pemodelan satu Dimensi HEC – RAS untuk Sungai Cibeet adalah menggunakan QTr 25 Tahun untuk keadaan sungai eksisting dan untuk sungai hasil perencanaan menggunakan QTr 25 Tahun disebabkan kondisi DAS di lokasi studi pada kondisi Kritis. Tr
Nakayasu
ITB-1
ITB-2
HEC-HMS
2.0 5.0 10.0 25.0 50.0 100.0
831.18 1177.12 1480.61 1942.78 2357.21 2847.39
772.74 1094.35 1376.50 1806.18 2191.47 2647.18
802.42 1136.39 1429.37 1875.56 2275.65 2748.87
791.70 1121.20 1410.30 1850.50 2245.20 2712.10
ANALISA HIDRAULIK DENGAN MENGGUNAKAN PEMODELAN HEC RAS
HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center’s - River Analysis System) dirancang untuk membuat simulasi aliran satu dimensi. Perangkat lunak ini memberikan kemudahan kepada pemakai dengan tampilan grafisnya. Secara umum perangkat lunak ini menyediakan fungsi-fungsi sebagai berikut: Manajemen File Input Data dan pengeditan Analisa Hidaulika Keluaran (tabel, Grafik, Gambar) (Sumber : 2010. HEC-RAS 4.0 River Analysis System. Hydrologic Engineering Center U.S. Army Corps of Engineers USA) Pada HEC-RAS Versi 4.0 analisis hidraulika yang disediakan meliputi dua analisis, yaitu steady flow,
8
dan unsteady flow. Pada studi ini analisa dilakukan dengan menggunakan unsteady flow. Analisa yang dilakukan meliputi analisa kemampuan saluran eksisting maupun rencana. Analisis dilakukan untuk mengetahui kemampuan saluran dalam mengalirkan debit. Langkah-langkah pemodelan adalah sebagai berikut: 1.
Membuat skematik jaringan saluran yang akan dimodelkan berdasarkan hasil pengukuran lapangan.
2.
Memasukkan data geometri saluran.
3.
Mendefinisikan kondisi-kondisi batas/boundary conditions yang akan digunakan dalam analisa.
4.
Menjalankan program pemodelan.
5.
Mencetak hasil/ output.
a.
Skematik Pemodelan Sungai Cibeet
Analisa Hidraulik Sungai Cibeet Dengan Menggunakan Pemodelan HEC RAS
Pemodelan simulasi sungai Cibeet ini dilakukan untuk mendapatkan kapasitas saluran yang diperlukan untuk membantu mengatasi masalah banjir di kawasan kabupaten bekasi. Kebutuhan kapasitas saluran direncanakan dengan menggunakan kala ulang atau periode banjir 25 tahunan.
Input Geometri Saluran
d. Flow Boundary Condition / Syarat Batas Besarnya debit yang harus dilayani oleh Saluran yang direncanakan akan berlaku sebagai boundary condition dalam pemodelan ini. Besaran debit dimodelkan sebagai debit inflow maupun lateral yang masuk kedalam kali/saluran.
Dalam analisa Evaluasi Hidraulik Sungai Cibeet ini menggunakan running kondisi eksisting dan desain Evaluasi Hidraulik Sungai Cibeet. b. Skematik Pemodelan Langkah pertama dalam melakukan pemodelan adalah membuat skematik dari kapasitas aluran yang direncanakan. Bentuk skematik dapat dilihat pada gambar 4.7 Skematik Pemodelan Sungai Cibeet.
Langkah berikutnya yang dapat dilakukan setelah memasukkan seluruh data gemetri sungai adalah memasukkan kondisi aliran sungai apakah aliran permanen (Steady Flow) maupun kondisi non permanen (Unsteady Flow)
c.
Analisa dilakukan dengan unsteady flow analysis.
Data Geometrik
Data geometri saluran dimasukkan melalui data potongan melintang. Dari data cross hasil pengukuran lapangan selanjutnya di hitung elevasi tiap titik cross dan jarak komulatif dari setiap titik hasil pengukuran. Data yang diperoleh dari hasil pengukuran lapangan direncanakan dengan kondisi perencanaan tertentu. Hasil perencanaan inilah yang menjadi input data potongan melintang. Contoh inputing data potongan melintang dapat dilihat pada Gambar berikut :
unsteady flow analysis diperlukan boundary conditon pada Upstream, dan jika dilakukan perhitungan pada kondisi keduanya kondisi batas untuk upstream dan downstream sama-sama dibutuhkan.
9
f.
Analisa Hidraulik Kondisi Eksisting Sungai Cibeet
Analisis kapasitas penampang Eksisting Sungai Cibeet dilakukan pada kondisi sungai yang ada saat ini dengan tujuan untuk mengetahui kapasitas pengaliran maksmimum pada masing–masing segmen sungai. Analisis ini dilakukan dengan menggunakan debit rencana Q25 tahun (Q25) Dikarenakan sungai Cibeet berada di wilayah kabupaten bekasi yang mempunyai tingkat hunian yang padat. Berikut ini adalah hasil analisa kondisi Sungai Cibeet. Dapat dilihat pada gambar profil muka air berikut ini :
Input Flow Data Boundary Condition
e.
Running Program
Setelah data-data skematik, geometri Saluran bebanbeban sebagai boundary conditions dimasukkan, dilanjutkan dengan melakukan eksekusi program. Kriteria-kriteria yang harus ditetapkan dalam melakukan eksekusi program adalah: jangka waktu perhitungan/simulasi, interval waktu perhitungan, interval waktu pencetakan output untuk penggambaran hidrograf. Apabila semua proses mulai dari awal sampai dengan akhir telah dilakukan dengan benar, maka akan diperoleh hasil pemodelan berupa profil muka air setiap selang waktu tertentu sesuai dengan yang telah ditetapkan saat eksekusi program dijalankan. Debit yang digunakan adalah Q25 tahun.
Profil Muka Air Sungai Cibeet kondisi Existing
Dari gambar diatas bahwa elevasi muka air di Sungai Cibeet pada beberapa stasioning mengalami genangan banjir. Dari hasil running terlihat bahwa Sungai Cibeet sudah tidak dapat menahan beban air pada debit rencana dan harus dilakukan perubahan alur sungai dengan melakukan Penanggulan. Hasil running berupa tabel untuk sungai Cibeet disajikan pada Lampiran. g.
Pembahasan Analisa Desain Sungai Cibeet
Hidraulik
Kondisi
Analisis kapasitas penampang Desain Sungai Cibeet dilakukan dengan memodifikasi dari kondisi eksisting hasil pemodelan analisa hidrolik dengan memasukan rencana alternatif penanggulangan peninggian tanggul. Berikut ini adalah hasil analisa kondisi Sungai Cibeet . Dapat dilihat pada gambar profil muka air berikut ini :
10
adalah peninggian tebing (tanggul).
3. Apabila ada perubahan tataguna lahan sebaiknya para pengembang membangun suatu tampungan air dan menahanya pada saat alur muka air di sungai tinggi lalu membuangnya pada saat muak air surut. 10. HASIL KALIBRASI DENGAN KONDISI LAPANGAN Berikut adalah peninjauan lapangan terhadap potongan melintang di beberapa titik di lapangan :
Profil Muka Air Sungai Cibeet kondisi Desain
Profil Penampang Cibeet kondisi Desain Dari hasil running Setelah melakukan penanggulan dapat terlihat bahwa penampang sungai bertambah dan penampang sungai tidak terjadi luapan.
9.
RENCANA PENANGGULANGAN
Tahapan dan prioritas pelaksanaan fisik konstruksi disusun berdasarkan pertimbangan kondisi lapangan, manfaat dan biaya. Dengan pertimbangan tersebut prioritas pelaksanaan fisik konstruksi disusun, sebagai berikut :
1. Jangka Pendek / Darurat, yaitu tahap yang harus segera dikerjakan karena kondisi lapangan saat ini, dikhawatirkan bila tidak segera ditangani akan terjadi luapan adalah pekerjaan Normalisasi sungai
2. Jangka menengah, termasuk dalam tahap ini 11
11. KESIMPULAN
12. SARAN Dalam rangka merumuskan alternatif pengendalian banjir Sungai Cibeet yang efektif, efisien dan optimal, maka disarankan beberapa hal sebagai berikut : 1. Pada Tesis ini tidak menghitung Penanganan secara khusus Untuk mengatasi kerusakan Tebing/lereng akibat gerusan air baik yang terjadi di sepanjang alur sungai maupun akibat erosi air dari bagian atas tebing diperlukan bangunan-bangunan phisik atau kegiatan perkuatan tebing secara sheet pile beton dan diperlukan penelitian yg lebih tajam. 2. Pengelolaan Dataran Banjir (flood plain management), adalah pengelolaan dataran banjir melalui penerapan peraturan daerah yang menetapkan rencana tata ruang wilayah di dataran banjir yang disesuaikan dengan kemungkinan adanya banjir. 3. Apabila di daerah sungai Cibeet terjadi perubahan tataguna lahan sebaiknya dikeluarkan perda tentang pembangunan polder–polder pada setiap perumahan atau industri yang dibangun di daerah sungai Cibeet . 4. Pengelolaan sumber daya air harus secara terpadu dan berkesinambungan supaya kerusakan das yg lebih parah dapat berkurang.
Berdasarkan análisis dan pembahasan yang telah dilakukan dalam kajian ini, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
1. Debit puncak banjir Sungai Cibeet , periode
ulang 2 tahun (Q2) = 831,18 m3/dt, periode ulang 5 tahun (Q5) = 1177,12 m3/dt, periode ulang 10 tahun (Q10) = 1480,61 m3/dt, periode ulang 25 tahun (Q25) = 1942,78 m3/dt, periode ulang 50 tahun (Q50) = 2357,21 m3/dt dan periode ulang 100 tahun (Q100) = 2847,39 m3/dt
2. Pengendalian banjir Sungai Cibeet dilakukan untuk mereduksi dan menanggulangi limpasan yang terjadi akibat debit banjir rencana periode ulang Q25 tahun (Q25), melalui alternatif upaya struktural, antara lain : pembuatan/ peninggian tanggul banjir dengan menggunakan sheet pile beton dikarenakan kondisi bantaran yg sudah sempit sehingga tidak dimungkinkan untuk pekerjaan penanggulan menggunakan tanah..
3. Normalisasi/galian alur bagian Hulu dan hilir diketahui dapat mengalirkan debit rencana periode ulang Q25 tahun (Q25).dengan aman, sehingga kegiatan ini dapat direkomendasikan untuk dilakukan secara Jangka Menengah.
DAFTAR PUSTAKA
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Soemarto, C.D. 1999. Hidrologi Teknik, Erlangga Chow, 2002, Hidraulika Saluran Terbuka. Penerbit Erlangga Abdul Ghoni Majdi, 2010. Kajian Pengendalian Banjir Sungai Cipunagara di Kabupaten Subang, Propinsi Jawa Barat, Tesis, Program Magister Profesional Pengembangan SDA ITB ---------, 2010. HEC-RAS 4.0 River Analysis System. Hydrologic Engineering Center U.S. Army Corps of Engineers USA Bambang Triatmodjo, 1993. Hidraulika II Dr. Ir. Dantje Kardana., Dr. Dhemi Harlan ST, MSc., Drs. Waluyo Hatmoko, MSc,.Makalah Prosedur Perhitungan HSS ITB 1 dan HSS ITB 2 ---------, 2003 HEC-HMS 2.2.2 Engineers Hydroligic Modeling System. Hyrologic Engineer Center U.S. Army Corps of Engineer USA
12
