perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGENDALIAN BANJIR PADA SUNGAI BERJALIN (BRAIDED) STUDI KASUS SUNGAI RANSIKI MANOKWARI PAPUA BARAT
FLOOD CONTROL ON THE BRAIDED RIVER CASE STUDY RANSIKI RIVER MANOKWARI WEST PAPUA
SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh:
FAJAR SETIAWAN NIM I0108200
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
"Jangan patah semangat walau apapun yang terjadi, jika kita menyerah, maka habislah sudah." (Aitthipat “Tob” Kulapongvanich)
1. Ibu tercinta yang telah memberikan begitu banyak kasih sayang serta doa untuk putramu ini, semoga ini dapat membuat ibu bangga dan bahagia di sana. 2. Ayah atas doa dan dukungannya sehingga putramu ini dapat menjadi bagian dari Universitas Sebelas Maret. 3. Budheku Hj.Machwiyah Machfudz dan Munawaroh Sri Hartati yang telah banyak membantu dalam segala hal. 4. Pakdheku H.Ir.Shodiq Kamal yang selalu memberikan nasehat dan arahan untuk kebaikanku dalam menjalani hidup ini. 5. Keluarga Besar H.M. Dhardiri atas dukungan serta motivasi yang tidak ada putusnya. 6. Universitas Sebelas Maret, almamater tercinta.
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK Fajar Setiawan. 2013. Pengendalian Banjir Pada Sungai Berjalin (Braided) Studi Kasus Sungai Ransiki Manokwari Papua Barat.Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta. Papua Barat merupakan daerah rawan bencana alam seperti banjir. Sungai Ransiki, Manokwari, Papua Barat adalah jenis sungai berjalin. Aliran sungai berjalin bisa dengan mudah berubah arah. Perubahan arah aliran dimungkinkan akan mencapai dan menggenangi wilayah kota. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penyebab Sungai Ransiki terbentuk sebagai sungai berjalin dan merencanakan pengendalian banjir dengan menggunakan tanggul. Desain rencana pengendalian banjir didasarkan pada data geologi, data curah hujan, dan penampang Sungai Ransiki. Dari peta geologi menunjukkan bahwa Sungai Ransiki memiliki pola aliran dendritik. Pola aliran ini akan membuat sungai utama menerima semua aliran air dan material sedimen. DAS Ransiki dikelilingi oleh daerah dengan formasi batuan dengan ukuran yang cukup besar dan dalam jumlah besar seperti 1) Formasi Befoor, 2) Formasi Wai; 3) Formasi Kemum: 4) Batuan Gunung Api Arfak. Formasi batuan tersebut ini menjadi sumber sedimen Sungai Ransiki. Pada debit normal, aliran air akan mengalir di sela-sela sedimen, sehingga membentuk garis aliran yang berjalin. Situasi ini akan membuat Sungai Ransiki membutuhkan tanggul di kedua sisi. Tanggul ini akan mengarahkan aliran dan melindungi wilayah kota di sekitar sungai. Perencanaan ini menggunakan debit banjir pada periode ulang 20 tahun sebesar 790 m3 / s dan 1 m sebagai tinggi jagaan, sehingga ketinggian tanggul desain bervariasi dari 2 m - 7 m.
Kata kunci: Sungai Berjalin, Sungai Ransiki, Tanggul.
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT Fajar Setiawan. 2013. Flood Control On The Braided River Case Study Ransiki River Manokwari West Papua. Thesis, Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University. West Papua is prone to natural disasters such as floods. Ransiki river, Manokwari, West Papua is a type of braided river. The flow of braided river could easily changes in direction . The change of flow direction maybe will reach and inundate the city area. This study aims to determine the cause Ransiki river as braided river and to design flood control using embankment.. Flood control design is based on geological data, rainfall data, and the cross sections of Ransiki river. From geological map showed that the Ransiki river have the dendritic flow patterns. This flow pattern will make main river accept all water flow and sediment materials. Ransiki watershed surrounded by areas with rock formations with a size large enough and in large numbers such as 1) Formation Befoor; 2) Formation Wai; 3) Formation Kemum: 4) Stone Mountain of Fire Arfak. This rock formations became the source material for sediment Ransiki river. At the normal discharge, the water flow would flow on the sidelines of sediment, thus forming the flow lines are braided. This situation will make ransiki river need of embankment on the both side. This embankment will direct the flow and protect the city area around the river. This planning is use debit flood on return period of 20 years as big as 790 m3 / s and 1 m as a free board, so the height of embankment design varies from 2 m - 7 m.
Keyword: Braided River, Ransiki River, Embankment.
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul ” Pengendalian Banjir Dengan Tanggul Untuk Membatasi Gerakan Aliran Horisontal Pada Braided River Di Sungai Ransiki, Manokwari, Papua Barat” guna memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan, dukungan, dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1. Segenap Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Dr.Ir. Mamok Suprapto, M.Eng selaku dosen pembimbing I. 4. Ir. Sulastoro R.I., MSi selaku dosen pembimbing II dan dosen pembimbing akademik. 5. Dosen Penguji skripsi. 6. Segenap bapak dan ibu dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 7. Segenap bapak dan ibu PT.Aditya Engneering Consultant yang telah memberikan data sekunder sehingga terlaksananya penulisan ini. 8. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknik Sipil. 9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis dengan tulus ikhlas. Penulis menyadari tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan di masa mendatang dan semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta,
Juli 2013
Penulis
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI HALAMAN PERSETUJUAN ...................................... Error! Bookmark not defined. HALAMAN PENGESAHAN....................................................................................... ii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................................. iii ABSTRAK......................................................................................................................v ABSTRACT ..................................................................................................................vi PRAKATA ...................................................................................................................vii DAFTAR ISI............................................................................................................... viii DAFTAR TABEL..........................................................................................................xi DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................xii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................xiv DAFTAR NOTASI .......................................................................................................xv BAB 1 PENDAHULUAN..............................................................................................1 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.
Latar Belakang ............................................................................................... 1 Rumusan Masalah .......................................................................................... 2 Batasan Masalah ............................................................................................. 2 Tujuan Penelitian............................................................................................ 2 Manfaat Penelitian .......................................................................................... 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ..................................................4 2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................................................ 4 2.1.1. Daerah Aliran Sungai........................................................................ 4 2.1.2. Siklus Hidrologi................................................................................ 4 2.1.3. Hujan Rancangan.............................................................................. 5 2.1.4. Hujan Wilayah .................................................................................. 6 2.1.5. Lama Hujan dan Hujan Jam-Jaman ................................................... 6 2.1.6. Debit Rancangan ............................................................................... 7 2.1.7. Sungai............................................................................................... 9 2.1.8. Sistem Sungai ................................................................................. 10 2.1.9. Pola Pengaliran Sungai.................................................................... 11 2.1.10. Penentuan Kala Ulang ..................................................................... 11 2.1.11. Pengendalian Banjir ........................................................................ 12 2.2. Landasan Teori............................................................................................. 12 2.2.1. Uji Data Hujan ................................................................................ 12 2.2.2. Analisis Agihan Frekuensi............................................................... 13 2.2.3. Plotting Data Pada Beragam Jenis Agihan ....................................... 14 2.2.4. Uji Kecocokan Agihan.................................................................... 16 2.2.5. Uji Chi Kuadrat............................................................................... 16 2.2.6. Uji Smirnov-Kolmogorov ............................................................... 17
viii
perpustakaan.uns.ac.id
2.2.7. 2.2.8. 2.2.9. 2.2.10.
digilib.uns.ac.id
Analisis Debit Rancangan ............................................................... 17 Profil Muka Air............................................................................... 18 Stabilitas Terhadap Guling.............................................................. 21 Stabilitas Terhadap Geser................................................................ 21
2.2.11. Tekanan Tanah Aktif (Pa) ............................................................... 21 2.2.12. Tekanan Air Pada Dinding (Pw)...................................................... 22 2.2.13. Tinggi Jagaan.................................................................................. 22 BAB 3 METODE PENELITIAN..................................................................................23 3.1. 3.2. 3.3. 3.4.
Lokasi Penelitian .......................................................................................... 23 Pengumpulan Data........................................................................................ 24 Alat Yang Digunakan ................................................................................... 24 Tahap Penelitian ........................................................................................... 24 3.4.1. Pembuatan DAS Ransiki................................................................. 24 3.4.2. Pengolahan Data Hujan ................................................................... 25 3.4.3. Penentuan Debit Rancangan............................................................ 25 3.4.4. Penentuan Tinggi Tanggul............................................................... 25
3.5. Diagram Alir ................................................................................................ 26 BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN .......................................................28 4.1. Wilayah Penelitian........................................................................................ 28 4.1.1. Keadaan Sungai Ransiki.................................................................. 28 4.1.2. Geologi DAS Ransiki...................................................................... 28 4.1.3. Terbentuknya Sungai Berjalin Pada Sungai Ransiki......................... 38 4.1.4. Daerah Aliran Sungai Ransiki ......................................................... 39 4.2. Analisis Hidrologi ........................................................................................ 40 4.2.1. Data Hujan...................................................................................... 40 4.2.2. Uji Data Hujan ................................................................................ 40 4.2.3. Analisis Frekuensi Agihan............................................................... 43 4.2.4. Plotting Data Pada Beragam Agihan ............................................... 43 4.2.5. Uji Kecocokan Agihan.................................................................... 46 4.2.6. Hasil Uji Chi Kuadrat...................................................................... 46 4.2.7. Hasil Uji Smirnov Kolmogorov....................................................... 47 4.2.8. Hujan Rancangan............................................................................ 47 4.2.9. Lama Hujan dan Hujan Jam-Jaman ................................................. 48 4.2.10. Debit Rancangan ............................................................................. 49 4.3. Perencanaan Tanggul.................................................................................... 52 4.3.1. Simulasi Sungai Dalam Konsisi Tanpa Tanggul .............................. 53 4.3.2. Simulasi Sungai Dalam Kondisi Dengan Tanggul Sisi Kanan Kiri.. 56 4.3.3. Perencanaan Letak Tanggul............................................................. 56 4.3.4. Model Geometrik ............................................................................ 56 4.3.5. Desain Tanggul............................................................................... 61
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................................64 5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 64 5.2. Saran............................................................................................................ 64 PENUTUP ....................................................................................................................65 DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................66
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL Tabel 2-1. Metode yang digunakan dalam HEC-HMS ....................................................9 Tabel 2-2. Kala ulang minimum untuk Qrencana penanganan banjir..................................11 Tabel 2-3. Nilai kritik QRAPS dan RRAPS ...................................................................13 Tabel 2-4 Debit Banjir dan dan Tinggi Jagaan ..............................................................22 Tabel 4-1. Hasil Pemboran Tangan................................................................................34 Tabel 4-2. Hujan Harian Maksimum dan Jumlah Hujan Tahunan Sta. Ransiki ...............41 Tabel 4-3.Nilai Kritik Q untuk Uji Kepanggahan ...........................................................41 Tabel 4-4.Uji kepanggahan Data Hujan Stasiun Ransiki ................................................42 Tabel 4-5 Hujan Rancangan untuk Beragam Kala Ulang................................................48 Tabel 4-6 Agihan Hujan Jam Jaman untuk beragam Kala Ulang ....................................49 Tabel 4-7 Output Analisis Steady Flow.........................................................................55 Tabel 4-8 Rekapitulasi Perencanaan Tanggul Sisi Kiri..................................................59 Tabel 4-9 Rekapitulasi Perencanaan Tanggul Sisi Kanan ..............................................60
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR Gambar 2-1. Energi Aliran Saluran Terbuka ................................................................. 18 Gambar 2-2. Energi Pada Cross Section........................................................................ 19 Gambar 2-3.Tampang Saluran yang di Bagi Menjadi Beberapa Pias Untuk Keperluan Hitungan Kapasitas Angkut ......................................................................... 20 Gambar 3-1. Lokasi Penelitian ...................................................................................... 23 Gambar 3-2. Diagram Alir Penelitian ........................................................................... 27 Gambar 4-1. Peta Geologi Wilayah Sungai Ransiki ...................................................... 29 Gambar 4-2.
Lapisan Tanah Pada Sisi Tebing Sungai yang terdiri dari
beberapa ukuran material.............................................................................................. 35 Gambar 4-3. Lapisan Tanah Pada Sisi Tebing Sungai Ransiki...................................... 35 Gambar 4-4. Arus Aliran Berjalin Di Sungai Ransiki ................................................... 36 Gambar 4-5. Arus Aliran Dengan Kecepatan Rendah Di Sungai Ransiki ...................... 36 Gambar 4-6. Arus Aliran Dengan Kecepatan Tinggi Di Sungai Ransiki ........................ 37 Gambar 4-7. Penampang Sungai Di Sungai Ransiki ..................................................... 37 Gambar 4-8. Kemiringan Sungai Ransiki ..................................................................... 39 Gambar 4-9. DAS Bagian Hulu Sungai Ransiki ........................................................... 39 Gambar 4-10. DAS Bagian Hilir Sungai Ransiki ......................................................... 40 Gambar 4-11. Hasil Uji Statistik Dasar ........................................................................ 43 Gambar 4-12. Agihan Normal ..................................................................................... 44 Gambar 4-13. Agihan Log Normal .............................................................................. 44 Gambar 4-14. Agihan Gumbel..................................................................................... 45 Gambar 4-15. Agihan Pearson III ................................................................................ 45 Gambar 4-16. Hasil Uji Data Dengan Chi Kuadrat....................................................... 46 Gambar 4-17. Hasil Uji Data Dengan Smirnov-Kolmogorov ....................................... 47 Gambar 4-18. Model DAS Ransiki ............................................................................. 50 Gambar 4-19. Debit Rancangan Kala Ulang 2 Tahun ................................................... 50 Gambar 4-20. Debit Rancangan Kala Ulang 5 Tahun .................................................. 51 Gambar 4-21. Debit Rancangan Kala Ulang 10 Tahun ................................................ 51 Gambar 4-22. Debit Rancangan Kala Ulang 20 Tahun ................................................ 51 Gambar 4-23. Debit Rancangan Kala Ulang 50 Tahun ................................................ 52
xii
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar 4-24. Cross Section Sta 217
digilib.uns.ac.id
........................................................................ 54
Gambar 4-25. Cross Section Sta 154 ........................................................................ 54 Gambar 4-26. Penampang Memanjang Sungai pada Reach 2 ...................................... 54 Gambar 4-27. Cross Section Sta 217
.......................................................................55
Gambar 4-28. Cross Section Sta 154
...................................................................... 55
Gambar 4-29 Cross Section Sta 217
........................................................................57
Gambar 4-30 Cross Section Sta 154
....................................................................... 57
Gambar 4-31 Penampang Memanjang Sungai Ransiki pada Reach 2 ............................ 57 Gambar 4-32 Cross Section Sta 217 ........................................................................... 58 Gambar 4-33 Cross Section Sta 154.............................................................................. 58 Gambar 4-34 Tubuh Tanggul........................................................................................ 61 Gambar 4-35. Diagram Gaya ........................................................................................ 62
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A
- Data Hujan
Lampiran B
- Cross Section Hasil simulasi
Lampiran C
- Plotting Letak Tanggu l
Lampiran D
- Output Hec Ras
Lampiran E
- Gambar Tampak Atas Sungai Ransiki
Lampiran F
- Surat Kelengkapan
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI a
Konstansta
Ai
Luas daerah yang mewakili stasiun 1,2,…, n (km 2 )
b
Koefisien Regresi
Ck
Koefisien kurtosis
Cs
Koefisien skewness
Cv
Koefisien variasi
G
faktor Frekuensi
n
Jumlah Data
p
Probabilitas
R
Hujan rerata kawasan (mm)
Ri
Hujan masing-masing stasiun pencatat hujan (mm)
IT
Intensitas Hujan
S
Standar Deviasi
Sk*
Kumulatif hujan dikurangi rerata hujan (mm)
Sk**
Sk*- standar deviasi (mm)
T
Kala ulang (tahun)
Xi
Data hujan ke-i
X
Nilai Rata-rata
Y
nilai yang diramalkan
z
Satuan standar
V
Kecepatan
C
Koefisien kontraksi
he
Kehilangan tinggi energi Koefisien kecepatan pada masing-masing cross section
g
Percepatan gravitasi
L
Panjang ruas sungai yang mengalirkan debit
Sf
Kemiringan dasar sungai
C
Koefisien kontraksi
Ka
Tekanan Tanah Aktif
Kp
Tekanan Tanah Pasif
xv
