Perencanaan bangunan air dan analisa pengerukan sungai untuk pengendalian banjir: studi kasus sungai mookervart

PERENCANAAN BANGUNAN AIR DAN ANALLSA

PENGERUKAN SUNGAI UNTUK PENGENDALIAN BANJIR

(Studi Kasus Sungai Mookervart)

AHMAD MASYHURI

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

ABSTRAK

AHMAD MASYHURI, Perencanaan Bangunan Air dan Analisa

Pengerukan Sungai untuk Pengendaiian Banjir (Studi Kasus Sungai Mookenart), di bawah bimbingan Soedodo Hardjoamidjojo dan Naik Sinukaban.

Perubahan DAS Mookenart mcn,jadi daerah perkotaan menyebabkan terjadinya sedimentasi dan pembuangan sampah ke sungai, sehingga penampang sungai menjadi lebih kecil dan kapasitas aliran maksimal yang dapat dialirkan hanya 34 m3/dt; karena volume daya tampung Sungai Mookenart hanya sebesar

683 134.46 m3 maka sering te jadi banjir.

Tujuan Penelitian ini adalah mempelajari karakteristik hidrologi DAS, merencanakan bangunan air dan pengerukan sungai untuk mengatasi permasalahan banjir di Sungai Mookenart. Penelitian dilaksanakan dengan menganalisa curah hujan menggunakan metode Thiessen, menghitung debit banjir rancangan dengan metode Nakayasu dan analisis kapasitas tampung Sungai Mookervart untuk pengerukan darl pembangunan tanggul dengan metode perhitungan volume biasa.

Hasil analisis frekuensi terhadap tiga stasiun hujan (periode tahun 1973- 2003) menunjukkan bahwa curah hujan harian maksimum untuk periode ulang 2, 5, 10, 25, 50 dan 100 tahun adalah berturut-tumt sebesar 93 mm, 125 mm, 149

mm, 182 mm, 208 mm dan 237

mm.

Kajian menggunakan metode Nakayasu

menunjukkan bahwa debit banjir rancangan (Q) untuk periode ulang 2, 5, 10, 25, 50 dan 100 tahun adalah berturut-tumt sebesar 78.14 m3/dt, 143.16 m3/dt, 193.6 m3/dt, 264.48 m3/dt, 322.6 m3/dt dan 384.61 m3/dt.

Dalam mennatasi vemasalahan

-

baniir dibutuhkan Derencanaan

.

penampang untuk debit rancangan 2, 5 dan 10 tahun menggunakan penampang

trapesium dengan dimensi: lebar bawah 24 m, kedalaman 5 m dan kemiringan 1 :

1. Volume pengerukan untuk perencanaan penampang tersebut adalah sebesar

1 187 365.54 m3. Untuk debit rancangan 25 tahun perencanaan penampang, pengerukan sungai dan pembangunan tanggul dapat menggunakan beberapa

alternatif yaitu (1). penampang trapesium dengan lebar bawah 24 m, 25 m dan 26

m; kedalaman penampang 5 m dan kemiringan dinding saluran 1:l sehingga

volume pengerukan adalah berturut-turut sebesar 1 187 365.54

m3,

1 251 865.54

m3, 1 316 365.54 m3, (2) penampang persegi dengan lebar 27 m, 28 m dan 29 m.;

kedalaman penampang 5 m sehingga volume pengerukan adalah berturut-turut

sebesar 1 058 365.54 m3, 1 122 865.54 m3 dan 1 187 365.54 m3

.

Kedua

penampang tersebut membutuhkan ketinggian tanggul 3 m di sisi kman kiri

sungai dari hulu hingga hilir dan kemiringan 1 :1.

ABSTRACT

AHMAD MASYHURI, Hydraulic Structure Design and River Dredging

Analysis for Flood Control (Case S~udy qf Mookervart River), under the

supervision of Soedodo Hardjoamidjojo and Naik Sinukaban.

The land use changing of Mookervart catchment from agriculture to urban

area has increased river sedimentation and scwage constructions which in turn

decreased river capacity to only 34 m3/sec; tolal capacity to day is only 683 134.46 m3. This situation has increased flood problems.

The objectives of this research are to study watershed hydrology characteristics, design hydraulic structure and river dredging to reduce flood problems in Mookervart river. Rainfall analysis was carried out using Thiessen method, design flood was analized using Nakayasu method and capacity analysis of Mookervart River for dredging and levee construction by using ordinary volumetric analysis.

Frequency analysis of three rainfall gages (1973-2003), showed that the maximum daily rainfall for 2, 5, 10, 25, 50 and 100 years return periods are 93

mm, 125 mm, 149 mm, 182 mm, 208 mm and 237

m m

respectively. ?'he design

flood (Q) of Mookervart river for 2,5, l0,25, 50 and 100 years return periods are 78.14 m3/sec, 143.16 m3/sec, 193.6 m3/sec, 264.48 m3/sec, 322.6 m3/sec and 384.6 1 m3/sec respectively.

To accomn~odate the design flood of 2, 5 and 10 year return periods, the

design of channel cross section of trapezoidal type should use the following dimensions: 24 m bottom width, 5 m depth and side slope 1:l. The volume of dredging for this design flood is 1 187 365.54 m3. To accommodate the design flood for 25 years return period the design of channel cross section, river dredging and levee constructions should use the following dinlensions: (1). trapezoidal

cross section with 24 m, 25 m and 2G m bottom width; 5m depth and

1:l

side

slope; thus dredging volumes will be 1 187 365.54 m3, 1 251 865.54 m3 and 1 316 365.54 m3 respectivelly, (2) rectangle cross section with 27 m, 28 m and 29

m bottom width and 5m depth; thus dredging volumes will be 1 058 365.54 m3,

1 122 865.54 m3 and 1 187 365.54 m3 respectivelly. Both channel types need 3 m

of levee at right and left bank of the river from up strearn to down stream and 1:l slope.

Peryataan Mengenai Tesis dan Sumber Informasi

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Perencanaan Bangunan Air dan Analisa

Pengerukan Sungai untuk Pengendalian Banjir (Studi Kasus Sungai Mookervart)

adalah karya saya sendiri dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun

kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip

dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis Lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Januari 2007

I

0 Hak cipta milik Insfitut Pertanian Bogor, tahun 2007

Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari lnstitut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam

PERENCANAAN BANGUNAN AIR DAN ANALISA

PENGERUKAN SUNGAL UNTUK PENGENDALIAN BANJIR

(Studi

Kasus

Sungai Mookewart)

AHMAD MASYHURI

Tesis

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Ilmu Pengelolaan DAS

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Thesis : Perencanaan Bangunan Air dan Analisa Pengemkan Sungai

untuk Pengendalian Banjir.

(Studi Kasus Sungai Mookervart)

Nama Mahasiswa : Ahmad Masyhuri Nomor Pokok : A25202401 1

Program Studi : Ilmu Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (DAS)

Menyetujui,

1. Komisi Pembimbing.

w--

Prof. Dr. Ir. Soedodo Ketua Hardjoamidjojo, MSc

&

Prof. Dr. Ir. Naik Anggota Sinukaban, MSc

Mengetahui,

Sekolah Pascasarjana IPB

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena atas limpahan

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis selalu sehat dan dapat menyelesaikan

laporan penelitian (tesis) ini dengan baik.

Dalam ha1 ini penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penghargaan

sebesar-besamy a kepada :

1. Prof. Dr. Ir. Soedodo Hardjoamidjojo, MSc. selaku ketua komisi

pembimbing yang senantiasa mcmberikan bimbingan, masukan,

pengarahan dan perhatiannya kepada penulis sehingga menambah

wawasan dan ilmu pegetahuan.

2. Prof. Dr. Ir. Naik Sinukaban, MSc. selaku anggota komisi atas segala

bimbingan dan arahannya sejak mulai penyusunan rencana penelitian

hingga selesainya penulisan tesis ini.

3. Selain itu pula tidak lupa penulis haturkan honnat kepada Ibunda Saemar

Chotib, Kakak, dan Kelurga dalam memberikan dorongan dan semangat,

dan pemikiran selama melakukan studi S-2 di IPB Bogor.

4. Ir. Trihono Kadri, MS, Moh.Imamuddin,ST dan keluarga besar PT.

Tribima Cipta Riztama yang telah memberikan dukungan, bantuan,

semangat, dan pemikiran kepada penulis dalam menyelesaikan studi S-2

di IPB Bogor.

5. Semua pihak dan instansi yang telah banyak membantu dalam penyediaan

berbagai data.

Akhimya penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini masih sangat jauh

dari kesempumaan dan banyak kekurangan. Penulis berharap semoga tesis ini

dapat bermanfaat bagi yang membacanya.

Jakarta, Januari 2007

DAFTAR RIWAYAT HIDIJP

Penulis dilahirkan di Kalirejo Kabupaten Lampung Tengah tanggal 11 September

1976, sebagai anak kedua dari dua bersaudara. Tahun 1989 penulis lulus dari

Sekolah Dasar (SD) Negeri Senter 01 Kalirejo, dan pada tahun 1992 lulus dari

Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) Negeri Kalirejo, serta menamatkan

Sekolah Menengah Tingkat Atas (SMA) Negeri

1

Tanjung Karang pada tahun

1995. Penulis melanjutkan kuliah di Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Jakarta pada-tahun 1995 sampai 2000.

Pada tahun 2000 - 2001 penulis bekerja di Litbang Teknik Sipil Universitas

Muhamadiyah Jakarta sebagai Ketua Sub Bidang Pendidikan, dan pada tahun

2000 sampai dengan sekarang juga sebagai Dosen di Fakultas Teknik Sipil

Perencanaan Universitas Satyagama. Selain itu penulis sejak tahun 2001 sampai

dengan sekarang menekuni bidang Consultant Engineering pada bidang Teknik

Sipil khususnya keairan dan sekarang aktif di PT. TRIRIMA CPTA RIZTAMA

yang berdomisili di Jakarta.

Pada semester Genap tahun 2003 penulis melanjutkan pendidikan Strata 2 (S-2)

pada Program Studi Ilmu Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (DAS) di Sekolah

Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2006 penulis menyelesaikan

tesis dengan judul Perencanaan Bangunan Air dan Analisa Pengerukan Sungai

DAFTAR

IS1

Halaman

ABSTRAK

...

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

...

KATA PENGANTAR

...

DAFTAR IS1

...

DAFTAR TABEL

...

...

DAFTAR GAMBAR ;

...

...

DAFTAR LAMPIRAN

PENDAHULUAN

...

...

Latar Belakang

...

Tujuan Penulisan

.

.

...

Manfaat Penel~t~an

...

TINJAUAN PUSTAKA

. .

Banj~r

...

...

Analisis Curah Hujan

. .

...

Debit Banjlr Rancangan

...

Penampang Saluran

...

Tanggul

...

METODE PENELITIAN

...

Tempat dan Waktu Penelitian

Data dan Alat

...

. .

Metode Penel~t~an

...

KEADAAN UMUM DAERAH MOOKERVART

...

Letak dan Luas Daerah

...

lklim

...

...

Penggunaan Lahan dan Pertumbuhan Penduduk

Topografi

...

Kondisi sungai Mookernart

...

...

HASIL DAN PEMBAHASAN

...

Curah Hujan

...

Debit Banjir Rancangan

...

Analisa Pengerukan sungai

...

1'crcncan:lan Rangunan Air

...

KESIMPULAN

DAN

SARAN

...

Kesinipulan

Saran

...

~ A F T A R PUSTAKA

...

LAMPIRAN

...

viii

DAFTAR TABEL

Halaman

...

Luas Wilayah Administrasi Jakarta Barat

...

Luas Wilayah Administrasi Kodya Tangerang

...

Pengunaan Lahan Kodya Tagerang

...

Pengunaan Lahan Jakarta Barat

...

Curah Hujan Harian Maksimum untuk berbagai periode ulang

...

Intensitas hujan harian maksimum Sungai Mookervart

...

Intensitas curah hujan untuk berbagai periode ulang

Debit yang diakibatkan berhagai hujan

...

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Penampang Saluran

...

18

. .

...

Diagram Alir Penelit~an 26 Peta Lokasi Studi

...

27

Situasi Bantaran Sungai Mookewart yang sudah dekat dengan

...

muka air 32 Pemmahan yang berada di bantaran Sungai Mookervart

...

32

Sampah yang berada di tepi sungai Mookewart

...

33

Situasi Sungai Mookewart

...

34

Hidrograf debit banjir rancangan untuk berbagai periode ulang

...

38

Potongan Penampang sungai Mookewart dengan Q 35 m31dt yang meluap

...

39

Tinggi muka air dengan debit rancangan periode uiang 25 th

...

40

Tinggi muka air dengn debit rancangan periode ulang 25 th pada PR.Ml

...

40

Tinggi Muka Air dengan Qth 25 th setelah di nonnalisasi

...

41

Tinggi Muka Air dengan Qth 25 th setelah di normalisasi pada PR.Ml

...

41

Penampang trapesium dan tanggul

...

46

DAFTAR

LAMPIRAN

esen

...

Peta Penyebaran Stasiun Hujan dan Luas Poligon Thie, SO

Tabel Data Curah Hujan Harian Maksimum

...

51

Tabel Jenis Sebaran Log Pearson Type Ill

...

52

. .

Tabel UJI Chi Kuadrat

...

53

Tabel Uji Smimov . Kolmogorov

...

54

Tabel Curah Hujan Harian Maksimum untuk berbagai periode

uiang

...

55

Tabel Intensitas untuk berbagai periode ulang

...

56

...

Tabel lntensitas untuk berbagai tahun

Tabel Data Banjir Rancangan metode Nakayasu untuk berbagai

periode ulang

...

...

Tabel debit pengukwan lapangan

...

Tabel Hujan Harian

...

Tabel Luas Penampang Sungai dan Volume Daya Tampung

Tabel Volume Pengerukan untuk berbagai Macam Penampang

Tabel Nilai Chi Kuadrat Kritik

...

Tabel Distribusi Log Pearson Type 111 untuk Koefisien (G)

...

Tabel Nilai Kritik untuk Tes Smimov-Kolmogorov

...

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Masalah banjir dapat mengakibatkan kemgian b e ~ p a kemsakan bangunan

perumahan, gedung-gedung, lahan pertanian, jalan Jan lain sebagainya. Selain

kerugian berupa materil banjir dapat merenggut korbm nyawa manusia karena

terseret oleh arus air yang datang dengan tiba-tiba.

Pennasalahan banjir di Jakarta hampir selalu terjadi pada saat musim

hujan karena kondisi topografi Jakarta yang relatif datar dan berada di daerah

dataran rendah. Salah satu sungai yang sering mengalami banjir adalah Sungai

Mookenart. Sungai Mookervart berada di wilayah Jakarta Barat dan Kodya

Tangerang. Sungai ini mulanya di pergunakan untuk transportasi sungai dan

sarana irigasi. Sungai Mookervart berawal dari Pintu Air Sewan Gate Cisadane

Tangerang hingga bertemu dengan Cengkareng

Drain

di wilayah Jakarta Barat,

dengan panjang sungai 13 km dan daerah tangkapan seluas 67 km2. Sungai

Mookervart tahun 1981 di peruntukkan untuk menampung kapasitas debit sebesar

125 m3/dt dengan dimensi sebagai berikut: lebar penampang atas sungai 32 m,

kedalaman 4.5 m dan lebar dasar penampang sungai 14 m. Beberapa kejadian

banjir pada Sungai Mookenart telah mengakibatkan genangan dengan ketinggian

1.20 - 2.40 m selama beberapa

hari

dan meliputi luas mencapai 2 167 ha. Banjir

pada tahun 2002 telah mengakibatkan putusnya jaringan transportasi di jalan Daan

Mogot dan genangan disekitar pemmahan, perkantoran, pabrik dan kawasan

industri disepanjang Sungai.

Penyebab terjadinya banjir yaitu DAS Mookervart telah berkembang

menjadi daerah urban yang dicirikan oleh perumahan, perkantoran, pabrik, daerah

industri, ladang dan sawah irigasi. Hal ini ditunjukkan dari pertumbuhan

penduduk rata-rata di wilayah Jakarta Barat tahun 1980-1990 sebesar 3.97 %,

tahun 1990-2000 sebesar 0.47 % dan Kodya Tangerang tahun 1990-2000 sebesar

3.64 % sehingga mendorong meningkatnya pembahan penggunaan lahan serta

berdampak menumnkan kapasitas infiltrasi, meningkatnya aliran permukaan di

DAS Mookervart, masih seringnya dijumpai pe~nbuangan sampah ke sungai

karena kurang sadarnya masyarakat terhadap lingkungan dan te rjadinya erosi yang

saat ini tidak mampu menampung kapasitas debit air yang di alirkan dan penampang menjadi lebih kecil sehingga berpotensi terjadinya banjir pada saat

musim hujan.

Bantaran sisi kin Sungai Mookewart saat ini berbatasan langsung dengan

penunahan penduduk, kawasan industri dan pabrik serta sisi kanan Sungai Mookewart adalah jalan Daan Mogot Raya. Sungai Mookewart saat ini memiliki lebar bentang atas sungai bervariasi antmi 10 m

-

33 m, kedalaman penampang antara 1.5 m

-

3 m, lebar dasar sungai bewariasi antara 9

m

- 18 m dan di beberapa titik lokasi sepanjang Sungai Mookewart elevasi muka air sudah mendekai bantaran sisi kiri.

Untuk itu diperlukan upaya pengendalian banjir agar kapasitas tarnpung sungai mampu mengalirkan air dengan aman. Metode yang dapat dilakukan diataranya adalah pengelolaan DAS Mookewart dengan meningkatkan kapasitas infiltrasi, mengurangi aliran permukaan yang masuk ke sungai, peningkatan kapasitas sungai melalui pengaturan alur Sungai Mookewart, pengerukan sungai dan pembangunan bangunan air berupa tanggul. Penelitian ini hanya difokuskan

terhadap pengaturan alur Sungai Mookewart dan perencanaan bangunan air untuk pengendalian banjir.

Berdasarkan kerangka pemikiran tersebut maka untuk menanggulangi pernasalah banjir di Sungai Mookewart, diperlukan penelitian. Penelitian ini diharapkan dapat menurunkan bahaya banjir yang selama ini selalu menimpa kawasan tersebut.

Tujuan Penelitian

a. Mempelajari karakteristik DAS Mookernart.

b. Merencanakan bangunan air dan pengerukan sungai untuk mengatasi pennasalahan banjir di Sungai Mookervart.

Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai bahan masukan

3

Pekerjaan Umum Provinsi

DKI

Jakarta dalam menyelesaikan pernasalahan banjir

TINJAUAN PUSTAKA

Ba~ijir

Banjir adalah meluapnya air dari sungai atau saluran, yang disebabkan oleh tidak mampunya sungai atau saluran yang ada untuk menyalurkan air yang mengalir.

(DPU

2004)

Definisi Banjir menurut

PP

351 1991 tentang Sungai adalah suatu keadaan sungai dimana aliran aimya tidak tertampung oleh palung sungai; kondisi ini menimbulkan genangan yang pada prosesnya dapat didahului oleh suatu

Menurut beberapa peneliti lain banjir didefinisikan dalam beberapa

pendekatan bahwa banjir m e ~ p a k a n pennasalahan yang kompleks, dimana unitnya adalah keragaman. Untuk itu perlu didekati dengan teori sistem

menggunakan pendekatan meta konsep atau meta disiplin, dimana formalitas dan proses keseluruhan disiplin ilmu dan pengetahuan sosial &pat dipadukan menjadi satu. (Maryono 2002).

Penyebab terjadinya banjir dapat diklasifikasikan dalam 2 katagori

yaitu: (a) sebab alamiah berupa: curah hujan, pengaruh fisiografi, erosi dan sedirnentasi, kapasitas sungai, kapasitas drainase yang tidak memadai, pengaruh air pasang dan (b) sebab tindakan manusia berupa: berubahnya kondisi daerah pengaliran sungai, sampah, kawasan

kurnuh,

perencanaan sistem pengendalian

banjir yang tidak tepat dan kerusakan bangunan pengendali banjir. (Kodoatie dan

Sugianto 2002)

Di dalam menganalisa faktor alamiah menyangkut kondisi alam yang menyebabkan terjadinya banjir dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu: (a) faktor kondisi alam yang relatif statis yaitu: geografi, topografi dan geometri alur sungai antar lain: kemiringan dasar sungai; penyempitan alur sungai; ambal alam; pengamh kelokan sungai dan (b) faktor peristiwa alam yang dinamis, antara lain:

Pengendalian banjir dapat dilaksanakan dengan dua metode yaitu metode struktur dan metode non struktur. Metode stmktur dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu: (a) perbaikan dan pengaturan sistem sungai berupa: sistem jaringan sungai, normalisasi sungai, perlindungan tanggul, tangg~ll banjir, sudetan dan floodway dan (b) bangunan pengendali banjir berupa: bendungan, kolam

retensi, pembuatan check dam, bangunan penguras, kemiringan sungai, groundsiil, retarding basin dan pembuatan polder. Metode non struktur antar lain: pengelolaan DAS, pengaturan tataguna lahan, ~ e n ~ e n d a l i a n erosi, pengembangan daerah banjir, pengaturan daerah banjir, penanganan

kondisi darurat, peramalan banjir, peringatan bahaya banjir, asuransi dan penegakan hukum (Kodoatie &an Sugianto 2002).

Pengembangan sungai-sungai di Indonesia dalam 30 tahun terakhir ini mengalami peningkatan pembangunan fisik yang relatif cepat. Pembangunan fisik tersebut misalnya pembuatan sudetan, pelurusan, pembuatan tanggul sisi dan

pembetonan tebing, baik pada sungai kecil maupun besar. Hal ini menyebabkan teqadinya percepatan aliran menuju hilir dan sungai bagian hilir akan

menanggung volume aliran air yang lebih besar dalam waktu yang lebih cepat dibanding sebelumnya (Maryono 2002).

Upaya penanggulangan banjir dan genangan di wilayah Jakarta dan sekitarnya dilaksanakan sebagai usaha menciptakan wilayah Jabotabek yang nyaman dihuni dan memberikan kesejahteraan bagi penghuninya, sehingga untuk menghadapi musim hujan yang terjadi tiap tahun Departemen Peke jaan Umum mencanangkan pengembalian fungsi terhadap bangunan dan saluran yang sangat berpotensi menimbulkan banjir di wilayah DKI

Jakarta

agar dapat b e r h g s i

sebagaimana mestinya. Salah satu upaya untuk meningkatkan kapasitas tampung sungai didalam pengendalian banjir adalah pengerukan sungai. Langkah

pengerukan sungai ini dilaksanakan terhadap sungai yang mempunyai sedimentasi tinggi akibat pembuangan sampah ke sungai, pembuangan limbah pabrik, rumah tmgga dan perkantoran ke sungai yang menyebabkan terjadinya pendangkalan sungai. (DPU DKI Jakarta 2002)

Debit banjir (Q, m3/dt) adalah fungsi dari kecepatan aliran banjir

(V,

banjir dapat dilakukan dengan pendekatan terhadap ketiga komponen banjir

tersebut (PT Metana 2004).

Perencanaan penampang alur sungai pada umumnya berbentuk ganda

yaitu alur sungai utama guna menampung debit dominan, ditambah bantaran

di kiri kanan sungai untuk menghindari luapan air sungai pada saat banjir

dan pembuatan tanggul. Akan tetapi pembangunan tanggul dan bantaran

sungai kadang menimbulkan masalah antara lain tar~ggul yang tinggi, tanah

untuk areal tanggul yang sulit atau mahal dan hunian liar yang berada di

bantaran. Guna mengatasi ha1 tersebut disusun konsep pengelolaan tanggul

dan bantaran yang mengikutsertakan peran serta masyarakat (Isnugroho

2003).

Analisis Curah Hujan

Menentukan Curah Hujan Daerah

Curah hujan daerah adalah curah hujan rata-rata di selumh daerah

yang bersangkutan; diperlukan untuk penyusunan suatu rancangan

pemanfaatar~ air dan pengendalian banjir (Suyono dan Tominaga 1994).

Hujan dapat terjadi secara merata di seluruh kawasan yang luas atau hanya

bersifat setempat. Beberapa metode yang dapat digumakan menghitung untuk

hujan rata-rata kawasan antara lain: (a) metode rata-rata aljabar, (b) metode

poligon thiessen dan (c) metode isohyet.

Untuk menganalisa curah hujan lebih lanjut diperlukan cara

menentukan jenis sebaran atau distribusi yang cocok untuk daerah pengaliran

sungai tertentu, dikarenakan tidak sernua sebaran cocok untuk semua tempat.

Pemilihan jenis sebaran ini terkait dengan berapa besar debit yang dihasilkan,

apakah tejadi perkiraan debit banjir rencana yang terlalu besar, atau terlalu kecil.

Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang berkaitan dengan analisis

data yang meliputi rata-rata, simpangan baku, koefisien variasi dan koefisien

Rata-rata (x)

Rata-rata adalah nilai rata-rata dari suatu himpunan data dengan menggunkan persamaan sebagai berikut:

Standar Deviasi (S)

Standar deviasi adalah

akar

nilai tengah kuadrat simpangan dari nilai tengah dengan rumus persamaan sebagai berikut:

Koefsien Variasi (Cv)

Koefisien Variasi adalah perbandingan antara standar deviasi dan nilai rata-rata

dengan rumus persamaan sebagai berikut:

Koefisien Skewness (Cs)

Koefisien Skewness adalah derajat kemencengan dari suatu sebaran atau distribusi dengan persamaan sebagai berikut:

Koefsien Kurtosis (Ck)

Koefisien Kurtosis adalah derajat kepuncakan dari suatu sebaran atau distribusi, biasanya diambil secara relatif terhadap suatu distribusi normal dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

dimana:

xi = curah hujan pada tahun ke-i (mm) n = banyaknya data pangamatan

Dalam statistik dikenal beberapa jenis sebaran dan yang biasa digunakan dalam pengolahan data hidrologi diantaranya adalah: Distribusi

8

Distribusi Nonnal (Normal Distribution)

Dalam analisis frekuensi data hidrologi baik data hujan maupun data debit

sungai sangat jarang dijumpai seri data yang sesuai dengan distribusi Normal. Distribusi ini mempunyai sifat antara lain: (a) nilai kemencengan (Cs) = 0 dan nilai kurtosisnya

(Ck)

= 3, (b)kemungkinan P(x-S) = 15.87 %, P(x) = 50% dan

P(x

+

S) = 84.14%, (c) kemungkinan data berada pada daerah (x

-

S) dan (x

+

S)

adalah 68.27% dan x berada antara (x

-

2s) dan (x

+

2s) adalah 95.44%.

Distribusi Log Normal (Log Normal Distribution)

Distribusi Log Nonnal mempunyai sifat yaitu perbandingan nilai koefisien skewness (Cs) sama dengan 3 kali nilai koefisien variasi (Cv) dan selalu bertanda

positif. Distribusi ini menggunakan persamaan sebagai berikut:

X ,

=;+

K.S _{( 2.6 )}

dimana:

XT = besamya curah hujan dengan jangka waktu ulang

T

tahun

-

x = harga rata-rata (mean)

K = faktor frekuensi

S = standar deviasi

Distribusi Gumbel (Gumbel Distribution)

Distribusi Gumbel mempunyai sifat yaitu: (a) Nilai Cs = 1.1396 dan nilai

Ck =5.0042, (b) Nilai K yang diperoleh dengin rnenggunakan persamaan sebagai

berikut:

K = variabel simpangan untuk periode ulang

T

tahun

Y,

= reduced variate

Y,

= reduced mean yang tergantung dari besamya sampel

S,, = reduced standar deviasi yang tergantung dari besamya sampel.

Distribusi Log Pearson Type 111 (Pearson's Distribution)

-

C

logx

logx =

n

-

12

(log x

-

log xy

I

Y

n - I

-

L o g X ~ = l o g x

+

G * S

dirnana:

log

XT

= nilai logaritma dari data curah hujan

-

logx = nilai rata-rata logaritma dari data curah hujan.

G

= faktor frekuensi

S = standar deviasi

Curah Hujan Rancangan

Curah hujan rancangan adalah hujan terbesar tahunan dengan sesuatu

kemungkinan tertentu, atau hujan dengan suatu periode ulang tertentu. Untuk

menetapkan besamya curah hujan rancangan diadakan pengamatan hujan di

daerah aliran sungai selama suatu periode cukup panjang. Salah satu cara yang

dipermudah untuk menentukan besamya hujan rancangan adalah sehagai

berikut: (a) dengan pengamatan, meliputi besarnya hujan dalam satu hari, dua hari,

tiga hari, empat hari, lima hari, tergantung pada tujuan penggunaanya; (b)

dari

hasil pengamatan tersebut, ditentukan masa ulang untuk hujan masing-masing

dengan analisa fiekuensi; (c) digambarkan pada grafik, di sini akan didapat

lengkung-lengkung yang menunjukan antara besar hujan selama suatu periode

tertentu clan masa ulangnya.

Hujan rancangan ditetapkan dengan masa ulang tertentu. Dengan analisa

frekuensi atau dengan perhitungan probabilitas dapat diramalkan seberapa besar

harapan yang terjadi dalam suatu jangka waktu tetentu.

Perhitungan curah hujan rancangan dengan menggunakan distribusi Log

Pearson Type 111 dapat mempunyai langkah sebagai berikut: (a) mengubah data

curah hujan sebanyak

n

buah

XI, Xz,

X3 ,...,

X,

menjadi log XI, log Xz, log X,,

. .

.,

log X, ; (b) mencari harga

rata-rata

log X menggunakan persamaan 2.8; (c)

10

kepencengan (skewness) dengan menggunakan persamaan 2.4; (e) mencari harga

kemencengan dari tabel hubungan antara koefisien skewness (Cs) dan kala ulang

(Tr); (f) menghitung harga curah hujan rancangan dengan menggunakan

persamaan 2.10.

Untuk dapat mengetahui apakah data tersebut benar sesuai dengan jenis

distribusi teoritis yang dipilih, maka perlu dilakukan pengujian. Pengujian ini

biasanya disebut dengan pengujian kecocokan. Cara yang biasa digunakan

dalam menguji data hidrologi, adalah Chi-kuadrat dan Sminov-Kolmogorov

Sri Harto (1993)

Uji Chi-kuadrat

Uji Chi-kuadrat menggunakan persamaan sebagai berikut:

dimana:

X2 = harga Chi-kuadrat

Xo = besarnya curah hujan yang didapat dari pengamatan

Xe = besamya curah hujan teoritis yang diharapkan

Syarat yang hams dipenuhi antara lain: (a) nilai

a

hams lebih kecil dari nilai

~ 2 c r dan (b) nilai Chi-kuadrat besarnya tergantung pada derajat kebebasan

(DK) dan derajat nyata ( a ) yang diambil sebesar 5%. Besarnya derajat

kebebasan dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

D K = K - ( P + I ) ( 2 . 1 2 )

dimana:

DK = derajat kebebasan

K = kelas interval

P = 2 untuk sebaran Chi-kuadrat

Uji Smirnov-Kolmogorov

Pengujian kecocokan ini lebih sederhana dibanding dengan Chi-h~adrat. Uji

11

distribusi empiris dan teoritisnya dengan menggunakan persamaan sebagai

berikut:

~ { m a k s l ~ ( ~ ) l } < k r = a (2.13 )

dimana:

P ( x ) - P(Xi) = A maks .

Acr = A kritik yang dapat dilihat dari Tabel nilai kritik untuk Tes

Smirnov-Kolmogorov.

Syarat: (a) nilai A maks hams lebih kecil dari Acr, (b) nilai derajat nyata

biasa digunakan sebesar 5%.

Debit Ranjir Rancangan

Dalam memperkirakan besarnya debit banjir rancangan dapat digunakan

metode Nakayasu dan metode Rasional. Metode Nakayasu yang dikembangkan

oleh Nakayasu dari Jepang sering digunakan untuk perencanaan bangunan air di

Pulau Jawa karena hidrograf sungai-sungai di Jepang mempunyai kesamaan

dengan hidrograf sungai yang ada di Jawa (Sri Harto 1993). Metode Rasional

digunakan oleh Mulvaney di Irlandia untuk menentukan banjir maksimum bagi

saluran atau drainase dengan daerah aliran kecil (Subarkah 1978).

Metode Nakayasu

Metode Nakayasu menggunakan persamaan yang dikutip dari Soemarto

(1995) sebagai berikut:

Tp

=Tg

+0.8Tr (2.15)

Tg = 0.4

+

0.0058L UntukL> 15

km

(2.16)

~g = 0.21~0.' UntukL< 15

km

(2.17)

To.3 = (2.18 )

dimana:

@

= debit puncak banjir (m3/dt)

L = panjang sungai utama (km)

A = luas DPS @m2)

Re = hujan satuan (mm)

TP = waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam)

To.3 = waktu dari puncak banjir sampai 0 . 3 ~ debit puncak

Tg = lag time dalam DPS (jam)

Tr = satuan waktu dari curah hujan (jam)

Harga

a

untuk:

Daerah pengaliran biasa =

2

Bagian naik hidrograf yang lambat dan bagian yang menurun cepat = 1.5

Bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian menurun yang lambat = 3

Bentuk Hidrograf terdiri atas :

Kuwa naik (O<t(Tp) menggunakan persamaan sebagai berikut:

Kurva turun (TP<t(To,) menggunakan persamaan sebagai berikut:

Kuwa turuin I1 ( ~ 0 . 3 a q . 3 ~ ) menggunakan persamaan sebagai berikut:

Kurva turun 111 (P~o.3') menggunakan persamaan sebagai berikut:

Untuk hujan efektif didapat dengan cara metode

4

indeks yang

dipengaruhi fungsi luas DAS dan frekuensi sumber SN, (Barnes 1959) yang

dimana:

= phi-indeks (mrnljam)

A = luas daerah aliran sungai (km2)

SN = frekuensi sumber

PI = jumlah pangsa sungai tingkat satu

PN = jumlah pangsa sungai semua tingkat

Nilai4 indeks ini dipergunakan dengan anggapan bahwa tidak semua

curah hujan yang melimpas menjadi aliran permukaan, tetapi sebagian mengalami proses infiltrasi atau penyerapan ke dalam tanah yang dianggap sebagai kehilangan air.

Untuk memperkirakan besamya aliran dasar (base flow), dipergunakan

persamaam pendekatan dari Kraijenhoff

VDK

(1 967) yang dikutip dari Sri Harto

(1993) menggunakan persamaan sebagai berikut:

Q,

= 0.475 1 . A O . ~ ~ ( 2.25 )

dirnana:

Qb = debit aliran dasar sungai (m3/dt)

A = luas daerah aliran sungai (km2) D = kerapatan jaringan sungai (km/km2)

LN

= jumlah panjang aliran semua tingkat (km)

Metode Rasional

Analisis debit banjir dibuat berdasarkan data hujan rancangan dan hasil perhitungan intensitas hujan dengan memanfaatkan DAS atau besaran fisik yang mempengaruhi jumlah limpasan pada areal tadah hujan. Prinsip

dasar cara rasional ini adalah mencari jumlah atau laju limpasan maksimum

Metode Rasional digunakan untuk menentukan banjir maksimum bagi

saluran atau drainase dengan daerah aliran kecil dengan luas 40 - 80 ha (Subarkah

1978). Bentuk rumus Rasional menggunakan persamaan sebagai berikut:

dimana:

Q

= debit banjir dengan periode ulang T tahun (m3/det)

C = koefisien pengaliran atau limpasan, besarnya tergantung kondisi

DPS

I = intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mndjam)

A = luas daerah pengaliran (km2)

Intensitas curah hujan adalah tinggi curah hujan dalam periode tertentu

dan dinyatakan dalam satuan mlnljam. Data intensitas hujan pada umumnya di

Indonesia sukar didapat, maka untuk menghitung intensitas curah hujan selama

waktu konsentrasi dipergunakan rumus Mononobe yaitu menggunakan persamaan

rumus sebagai berikut:

dimana:

I = intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mmljam)

R,, = hujan harian rencana (mm)

t = waktu konsentrasi cam)

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan olch air hujan yang jatuh

untuk mengalir dari titik te jauh sampai ke tempat k e l u ' m DAS (outlet). Waktu

konsentrasi (tc) yang dikutip dari Subarkah (1978) dengan menggunakan

0.5 0.77

tc=0.0195

* ( L I S

) (2.28)

dimana:

tc = waktu konsentrasi (menit)

L = panjang jarak dari tempat terjauh di daerah pengaliran sampai tempat

pengamatan (m)

S = perbandingan selisih tinggi antara tempat te jauh dan tempat pengamatan

Metode laimya dalam menentukan waktu konsentrasi adalah rumus yang

dikembangkan oleh Kirpich (1940) yang dikutip dalam Suripin (2004) dengan

menggunakan persamaan sebagai berikut:

tc = ( (0.87*~~)/(1000*~) )03'85 ( 2.29 )

dimana:

tc = waktu konsentrasi (jam)

L

= panjang saluran utama dari hulu sampai penguras

(krn)

S = kemiringan rata-rata saluran utama

Menghitung kecepatan perambatan banjir dengan rumus Rhiza yang dikutip

dalam Kartika (2003) menggunakan persamaan sebagai berikut:

dimana:

L = panjang sungai utanla (km)

V = kecepatan perambatan banjir (mldt)

H = beda tinggi antara titik terjauh dari daerah pengaliran tempat

pengamatan (km)

Penampang Saluran

Saluran terbuka menurut Chow (1989) adalah saluran yang mengalirkan

air dengan suatu permukaan bebas. Menurut asalnya saluran dapat digolongkan

menjadi saluran alam dan saluran buatan.

Saluran alam meliputi semua alur air yang terdapat secara alamiah di

sampai ke muara sungai. Aliran air dibawah tanah dengan perrnukaan bebas juga dianggap sebagai saluran terbuka alamiah. Sifat-sifat hidrolik saluran alam

biasanya sangat tidak menentu, dalam beberapa ha1 dapat dibuat anggapan pendekatan yang cukup sesuai dengan perlgamatan dan pengalaman sesungguhnya

sehingga persyaratan aliran pada saluran ini dapat diterima untuk menyelesaikan analisa hidrolika teoritis.

Saluran buatan dibentuk manusia seperti saluran pelayaran, saluran pembangkit listrik, saluran irigasi dan talang, parit pembuangan, pelimpah tekanan, saluran banjir, saluran pengangkut kayu, selokan dan sebagainya. Sifat- sifat hidraulik pada saluran ini dapat diatur menurut keinginan atau dirancang untuk memenuhi persyaratan tertentu. Oleh karena itu penerapan teori hidrolika untuk saluran buatan dapat menghasilkan sesuai dengan kondisi yang sesungguhnya, serta cukup teliti untuk perancangan praktis.

Di bawah ini adalah beberapa istilah yang berhubungan dalam perhitungan saluran terbuka: (a) luas basah (woter area) A adalah luas penampang melintang aliran yang tegak lurus arah aliran, (b) keliling basah (wettedperimeter) P adalah panjang garis perpotongan dari permukaan basah saluran dengan bidang penampang melintang yang tegak lurus arah aliran dan (c) jari-jari hidrolik

fiydaoulic radius) R adalah rasio luas basah dengan keliling basah atau R=NP. Rumus yang digunakan untuk menghitung besarnya debit menggunakan persamaan sebagai berikut:

Q = V x A (2.31)

dimana:

Q = Debit (m3/dt)

V = Kecepatan Aliran (mfdt)

A = Luasan Penampang (m2)

Harga kecepatan aliran (V) dapat digunakan persamaan yang diberikan oleh Manning. Penggunaan rumus ini disamping paling banyak dipakai untuk menghitung aliran dalam saluran terbuka karena mudah dan ketelitiannya yang

cukup baik, menggunakan persamaan sebagai berikut:

maka untuk menghitung nilai debit menjadi :

Q = l / n x ~ ~ ' x S"X A

Q = ~ / n x x s'I2 x A

dimana:

Q = debit aliran (m3/det)

V = kecepatan rata-rata aliran (mldet)

n = koefisien kekasaran Manning

R =radius hidrolik (m)

A = luas penampang basah (m2)

P = keliling basah (m)

S = kemiringan dasar saluran

Untuk mempernleh penampang saluran efisien yang memiliki keliling

basah minimum (P,i,) dan memiliki debit maksimum (Q,,) untuk suatu bentuk,

kemiringan dan kekasaran yang diketahui. Keliling basah minimum (Pm3) akan

tercapai pada saat luas penampang basah minimum (A,;.). Penampang saluran

buatan yang biasa dibuat adalah b e n d trapesium, walaupun ada bentuk

penampang yang lain tetapi bentuk trapesiumlah yang paling optimum. Hal ini

disebabkan karena bentuk trapesium adalah bentuk dasar dari sebuah saluran

alam. Jika saluran dibuat segitiga maka dengan adanya gerusan permukaan akibat

aliran air bentuk segitiga tersebut akan berubah menjadi trapesium. Demikian juga

dengan bentuk penampang lain misalnya lingkaran atau segi empat.

Rumus umum yang digunakan menentukan penampang saluran berbentuk

trapesium antara lain:

Panjang kemiringan sisi:

k =

\IHTZT;=H@T~-

Luas penampang basah:

A = (2B

+

2HZ) x !AH

Keliling basah:

P

=

B

+

2(J-)

Lebar perrnukaan air:

T = B + 2 H Z

Jari-jari hidrolik:

Gambar 1 Penampang Saluran.

Tanggul mempakan bangunan sungai yang paling umum dijumpai.

Tanggul biasanya dibangun di tepian sungai, berupa konstruksi pasangan batu,

beton bertulang, tiang pancang clan konstruksi umgan tanah. Ditinjau dari bahan

yang digunakan untuk pembuatan tanggul, biasanya banyak menggunakan tanah.

Tanah m e ~ p a k a n bahan yang sangat mudah penggarapannya dan setelah menjadi

tanggul sangat mudah dipeliharanya. Di sisi lain tanggul ini dapat ~ s a k di

karenakan adanya penurunan tanah (saitlemenr). Kerusakan dapat diakibatkan

antara lain: (a) terbentuknya bidang gelincir yang menerns akibat kemiringan

lereng yang terlalu curam, (b) terjadinya kemntuhan lereng tanggul akibat

kejenuhan air pada saat banjir atau pada saat terjadinya hujan terns-menerus, (c)

terjadinya kebocoran pada pondasi tanggul, (d) tergerusnya lereng depan tanggul

akibat arus sungai, (e) terjadinya limpasan pada mercu tanggul dan (f) tejadinya

pergeseran pondasi akibat gempa.

Di bawah ini terdapat beberapa komponen dalam pembuatan tanggul

yang relatif kedap air, menghasilkan penampang basah yang paling maksimum, diusahakan searah dengan arah arus sungai, dibuat agar tanggul kin dan kanan

parallel;

(b)

tinggi jagaan tanggul, dimaksudkan untuk mengantisipasi fluktuasi naik hvun muka air sungai, kesalahan perhitungan hidrolika, adanya gelombang air. Tinggi jagaan bewariasi pada umumnya 0.5 - 2.0 meter; (c) lebar mercu

tanggul, disamping karena alasan stabilitas juga agar dapat dimanfaatkan untuk

jalan inspeksi, disamping itu juga diperhatikan apabila tanggul yang akan dibuat cukup tinggi yakni dengan membuat tanggul bertingkat dengan membuat bahu; (d) kemiringan lereng tanggul, ha1 ini berkaitan dengan stabilitas lereng tanggul. Pada umumnya kemiringan lereng tanggul dibuat 1 : 2 atau lebih kecil; (e) bahan tanah u ~ g a n tanggul, pada hakekatnya bahan tanah yang baik untuk urugan tanggul adalah yang mempunyai sifat-sifat kekedapannya tinggi, nilai kohesi

tinggi, sudut gesemya tinggi, pekat dan angka porinya rendah,

(0

stabilitas lereng tangy], sangat tergantung atas kekuatan geser dan kohesi dari bahan tanah yang digunakan. Kekuatan geser tanggul dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

S = a t a n c p + C ( 2.40 )

dimana:

S = kekuatan gesertanggul

0 = kekuatan kompresif vertikal (t)

cp = kekuatan geser dalam

e)

C = kohesi tanah (t/m2)

Perhitungan detail stabilitas lereng tanggul pada umumnya dengan faktor keamanan 1.2

-

1.5 dapat dihitung dengan metode Bishop atau Fellenius; (g) rembesan pada tubuh tanggul. Rembesan pada tubuh tanygul akan membahaya kan terhadap keberadaan tanggul. Lereng tanggul suatu sungai m e ~ p a k a n bagian yang terpenting yang harus dilindungi dari longsor, sehingga agar permukaan lereng dapat bertahan terhadap arus air dan terpaan hujan maka harus dilaksanakan perkuatan terhadap lereng. Perkuatan lereng sungai diadakan guna melindungi tebing sungai terhadap gerusan arus sungai dan mencegah proses

meander pada alur sungai. Kriteria yang hams diperhatikan dalam menentukan

butiran tanah di belakang perkuatan lereng, 3).kemsakan bagian hulu dan hilir

perkuatan lereng, 4).gerusan pada mercu perkuatan lereng, S).kemsakan pada

zone transisi dan 6).kerusakan akibat tekanan air dan tanah di belakang perkuatan

lereng.

Selain tanggul dan perkuatan lereng ada bangunan sungai lainnya yang

paling sering di jumpai adalah krip. Krip mempakan bangunan air yang secara

aktif mengatur

arah

arus

sungai dan memiliki efek yang positif dan besar

jika

dibangun dengan benar. Fungsi utama dari pemasangan krib pada sungai adalah:

(a) mengatur arah m s sungai, @) mengurangi kecepatan arus sungai, (c)

mempercepat sedimentasi dan menjamin keamanan tanggul atau tebing sungai

dari gerusan air, (d) mempertahankan lebar dan kedalaman air pada alur sungai

dan (e) mengkonsentrasikan arus sungai dan memudahkan penyadapan

Bahan yang menggunakan krip dapat dibuat dari beton, kayu, bambu dan

bronjong. Kriteria lain yang perlu diperhatikan dalam pembuatan krip adalah

formasi krip, tinggi krip, panjang dan jarak antara. Penerapan krip dilapangan

dapat dilakukan dengan berbagai tipe, antaranya :

Krip Permeobel

Krip permeable tersebut melindungi tebing terhadap gerusan arus sungai

dengan cara merendam energi yang terkandung dalam aliran sepanjang tebing

sungai dan bersamaan dengan itu mengendapkan sedimen yang terkandung dalam

aliran tersebut. Krip permeabilitas terbagi dalam beberapa jenis antara lain: Jenis

tiang pancang, jenis rangka piramid dan jenis rangka kotak.

Krip Impermeabel

Krip dengan konshvksi tipe impermeable di sebut dengan krip padat

karena air sungai tidak dapat mengalir melalui tubuh laip. Krip ini di pergunakan

untuk membelokkan arah m s sungai karena sering te jadinya gerusan yang cukup

dalam didepan ujung krip-krip tersebut. Krip jenis ini &pat dibedakan menjadi

dua yaitu jenis ktip yang terbenam dan jenis krip yang tidak terbenam.

Krip

Semi Permeabel

Krip semi permeabel ini b e r h g s i ganda yaitu sebagai krip permeabel dan

21

sebagai pondasi, sedangkan bagian atasnya merupakan konstruksi yang permeabel

di sesuaikan dengan fungsi dan kondisi setempat.

Krip silang dun memanjang

Krip yang formasinya tegak lurus atau hampir tegak lurus arah arus sungai

dapat merintangi arus tersebut dan dinamakan krip melintang, sedangkan krip

METODE PENELPTIAN

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di sungai Mookernart berawal dari Pintu Air Sewan

Gate Cisadane Kodya Tangerang hingga bertemu dengan Cengkareng Drain

Wilayah Jakarta Barat (Gambar 2). Waktu penelitian adalah delapan bulan mulai Nopember 2004 sampai dengan Juni 2005.

Data dan Alat

Data yang digunakan dalam penelitian berupa data sekunder yaitu: data curah (hujan harian maksimum) dengan tiga stasiun hujan dari tahun 1973-2003, data wilayah administrasi, sosial ekonomi dan peta rupa bumi skala 1 : 25 000 yang mencakup Sungai Mookewart. Peta lokasi studi (Gambar

2)

menggunakan dari Bakasurtanal yaitu Tangerang nomor 1209-432

,

Jakarta nomor 1209-441 dan peta situasi Sungai Mookewart menggunakan Jabotabek edisi 2001102. Data primer yang digunakan adalah data pengukuran langsung dilapangan yaitu: penampang sungai per 100 m antar jarak penampang dan debit.

Alat yang digunakan adalah seperangkat komputer yang digunakan untuk

menyusun dan mengolah data, kamera dokumentasi, alat theodolit yang di

gunakan untuk pengukuran penampang sungai dan perangkat alat berat yang digunakan untuk penge~kan sungai.

Metode Penelitian

Penelitian yang dilaksanakan menggunakan beberapa metode untuk mengatasi pennasalahan banjir yang terjadi di sungai Mookewart, antara lain:

menggunakan metode yang dapat menganalisa besaran curah hujan yang tejadi

dan besamya debit banjir rancangan. Debit banjir rancangan dapat digunakan untuk menghitung besarnya dimensi sungai, sehingga debit tersebut dapat dialirkan. Untuk mendapatkan besamya dimensi sungai yang direncanakan maka dibutuhkan suatu metode pengerukan sungai dan perencanaan bangunan air sehingga dapat rnengakomodasikan debit air yang direncanakan.

Menentukan Curah Hujan Areal

Jika di dalam suatu areal terdapat beberapa alat penakar atau pencatat

23

hujan areal. Dalam menentukan tinggi curah hujan rata-rata rnenggunakan cara

metode poligon Thiessen.

Poligon Thiessen

Metode Poligon Thiessen berdasarkan rata-rata timbang (weighted

average). Masing-masing penakar mempunyai daerah pengaruh yang dibentuk

dengan menggambarkan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap garis

penghubung di antara dua buah pos penakar.

Misalnya A1 adalah luas daerah pengaruh pos penakar 1, A2 luas daerah pengaruh

pos penakar 2 dan seterusnya. Jumlah A,

+

A2

+

. . .

A, = A adalah jumlah luas

selumh areal yang dicari tinggi curah hujan rata-ratanya. Jika pos penakar 1

menakar tinggi hujan dl, pos penakar 2 menakar d2, dan pos penakar n menakar

d,,, maka metode ini menggunakan persamaan sebagai berikut:

Ai

-

Jika

-

-

8

mempakan persentase luas pada pos i yang jumlahnya untuk seluruh

A

luas adalah loo%, maka menggunakan persamaan sebagai berikut:

dimana:

A = luas areal

D

= tinggi curah hujan rata-rata areal

dl,

4,

dj,

..

d,, = tinggi curah hujan di pos 1,2,3,

.

. .

n

Al, A*, A3,. A,, = luas daerah pengaruh pos 1,2,3,

. . .

n

n

4

= jumlah persentase luas = 100%

1.1

Data hujan yang digunakan adalah data curah hujan harian maksimum

dari tiga stasiun hujan yakni Stasiun Tangerang, Stasiun Cengkareng dan

Curah Hujan Rancangan

Dengan analisa frekuensi dapat kita ramalkan berapa besar hujan yang

terjadi dalam suatu jangka tertentu. Metode yang digunakan untuk menghitung analisa frekuensi curah hujan adalah Log Pearson Type 111, dengan menggunakan

persamaan 2.10.

Untuk dapat mengetahui apakah data tersebut benar sesuai dengan jenis distribusi teoritis yang dipilih, maka masih perlu dilakukan pengujian. Pengujian

ini biasanya disebut dengan pengujian kecocokan. Cara yang digunakan dalam menguji data hidrologi adalah Chi-kuadrat dan Sminov-Kolmogorov.

Debit Banjir Rancangan

Dalam memperkirakan besamya debit banjir rancangan Sungai Mookervart menggunakan metode Nakayasu. Metode Nakayasu yang dikembangkan oleh Nakayasu dari Jepang sering digunakan untuk perencanaan bangunan air di Pulau Jawa karena hidrograf sungai-sungai di Jepang mempunyai

kesamaan dengan hidrograf sungai yang ada di Jawa (Sri Harto 1993)

Pengerukan Sungai

Pengerukan dilakukan terhadap sungai yang te rjadi pendangkalan akibat mempunyai sedimen yang tinggi, sampah dan tidak teratumya bentuk dari alur sungai, sehingga sungai tidak mampu lagi mengalikan debit air. Diperlukan

metode pengerukan sehingga dimensi sungai dapat di normalisasikan kembali dan dapat ditingkatkan. Kegiatan pengerukan sungai untuk mengangkat tanah atau lumpur dilaksanakan dengan menjaga stabilitas dan keamanan kemiringan lereng samping sehingga tidak te jadi longsor. Metode pengerukan tersebut antara lain: (a) hasil pengerukan hams sampai peil yang direncanakan sesuai dengar1 gambar,

(b) dalam melaksanakan pekerjaan pengerukan dianjurkan memakai alat berat, dan tenaga manusia diterapkan apabila keadaan medan kerjanya tidak

memungkinkan menggunakan alat berat, (c) jenis alat berat yang dipakai dalam pelaksanaan pekerjaan serta jumlah alat berat disesuaikan dengan medan dan

25

Analisa Pengerukan dengan Program HEC RAS

Program

HEC

RAS adalah sebuah paket program yang didalamnya terintegrasi analisa hidrolika. Dalam terminologi HEC RAS adalah pengaturm file data yang berhubungan dengan sistem sungai dan dapat menunjukkan

beberapa atau semua variasi dari tipe analisa, sehingga dapat digunakan untuk

mengetahui berapa tingginya muka air yang meluap dari penampang sungai dan besaran kapasitas aliran maksimal yang dapat dialirkan oleh sungai.

Data hasil pengukuran lapangan terhadap penampang sungai per 100 m dan data debit banjir rancangan, digunakan sebagai input data dalam program ini.

Perencanaan Bangunan Air

Perencanaan bangunan air merupakan salah satu metode didalam pengendalian banjir yakni berupa kegiatan pembangunan struktur. Dalam upaya pengendalian banjir Sungai Mookervart bangunan air yang digunakan adalah tanggul. Tanggul yang dibangun di tepian sungai berfimgsi untuk menahan meluapnya air dari suatu sungai. Bahan yang digunakan dapat berupa konstruksi

pasangan batu, beton bertulang, tiang pancang dan konstruksi urugan tanah. Penggunaan bahan akan dipakai dalam perencanaan bangunan perlu memperhatikan faktor biaya, sehingga pelaksanaan nantinya dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

I

Pekerjaan Persiapan

I

Sekunder dan Primer

Analisa Pengerukan Sungai:

1.

Kondisi Existing

2.

Kondisi Nonnalisasi

Program HEC RAS

I

Analisa Hidrologi :

1. Perhitungan Frekuensi

Curah

Hujan & Intensitas

Curah

Hujan.

2. Perhitungan Banjir Rancangm

Solusi Pengendalian Banjir :

Perencanaan Bangunan Air dan

Pengerukan sungai.

i..

, , _{: , >}

,

' I .

. . . . , , , .

.

.

.

. . . .,. s . , *#, ,

.

I i , , .

.

KEADAAN UMUM

DAEWH

MOOKERVART

Letak dan Luas Daerah

Secara administrasi pemerintahan sungai Mookewart ini terletak di dua

wilayah adminstrasi yakni Jakarta Barat dan Kodya Tcngcrang yang bcrbatasan

langsung dengan Propinsi DKI Jakarta, sedangkan secara geografis terletak antara

106"38'15" sampai 106°44'50" Bujw Timur dan 6O10'20" sampai 6°09'10"

Lintang Selatan.

Sungai Mookervart bemula dari Pintu Air Sewan Gate Cisadane

Tangerang hingga bertemu dengan Cengkareng Drain di Jakarta Barat, dengan

panjang sungai 13 km. Sungai ini membujw sepanjang jalan Daan Mogot,

melewati kecamatan Batu Ceper, Kalideres, Cengkareng dan Kembangan. Sungai

Mookewart memiliki daerah tangkapan seluas 67 km2.

Luas setiap daerah administrasi yang termasuk wilayah Kodya Tangerang

dan Jakarta Barat adalah seperti tertera pada Tabel 1 dan Tabel 2.

Tabel 1 Luas Wilayah Administrasi Kodya Tangerang

No Daerah Kecamatan Luas

- (* 1000 ha)

1 Kec. Cileduk 87.69

2 Kec. Larangan 93.97

3 Kec. Karang Tengah 104.74

4 Kec. Cipondoh 179.10

5 Kec. Pinang 215.90

6 Kec. Tangerang 157.85

7 Kec. Karawaci 134.75

8 Kec. Cibodas 96.11

9 Kec. Jatiuwung 144.06

10 Kec. Periuk 95.43

1 1 Kec. Neglasari 160.77

12 Kec. Batu Ceper 115.83

13 Kec. Benda 59.19

14 Bandara Sukamo-Hatta 196.90

Jumlah 1 842.42

Tabel 2 Luas Wilayah Administrasi Jakarta Barat

No Daerah Kecamatan

1 Kec. Kembangan

2 Kec. Kebon Jeruk

3 Kec. Cengkareng

4 Kec. Kalideres

5 Kec. Grogol Petamburan

6 Kec. Palmerah

7 Kec. Tambora

Luas

(* 1000 ha) 2 462.27

Iklim

Iklim di daerah tangkapan Sungai Mookervart ini mempunyai temperatur

30.4 OC sampai 34.5 O C dan kelembaban berkisar antara 68% sampai 86%.

Curah hujan yang didapat dari stasiun penangkar hujan yang berada di

wilayah ini didapat dari Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Jakarta. Data

yang didapat mulai tahun 1973 sampai tahun 2003 untuk tiga stasiun penangkar

hujan yaitu: Sta BMG Jakarta Pusat, Sta Cengkareng, dan Sta Tangerang. Data

Curah hujan harian maksimum DAS Mookernari disajikan pada Lampiran 3.

Penggunaan Lahan dan Pertumbuhan Penduduk

Penggunaan lahan yang berada di sepanjang Sungai Mookernart dapat dikatakan menjadi daerah urban, karena perkembangan pembahan penggunaan

lahan yang saat ini sudah dipenuhi oleh pemmahan, perkantoran, pabrik dan

daerah industri. Penggunaan lahan di wilayah Jakarta Barat disajikan pada

Tabel 3 Penggunaan Lahan Jakarta Bast

Luas

No Jenis Penggunaan Lahan _{(* 1000 ha}

1 Perumahan 8 899.d-

2 Industri 508.38

3 Perkantoran dan Gedung 1 327.01

4 Taman 132.46

5 Pertanian 44.11

6 Lahan Tidur 112.00

7 Lainnya 1591.17

Total 12 615.01

Sumber : BPS 2003

Sejak awal

tahun

1980 pertumbuhan penduduk di wilayah Jakarta Barat

mengalami pertumbuhan yang relatif cepat yaitu 3.97%; ha1 ini terlihat dari angka

laju pertumbuhan penduduk Jakarta Barat pa& periode

tahun

1980-1990.

Periode tahun 1990-2000 laju pertumbuhan penduduk hanya 0.47 %, dimana dari

hasil sensus penduduk tahun 2000 penduduk Jakarta Barat be jumlah 1 906 385

jiwa. Pada

tahun

2003 berjumlah 2007261 jiwa yang terdiri dari 1011 948

penduduk laki-laki dan 995 313 penduduk perempuan. Penyebaran penduduk

tidak merata di seluruh kecamatan yang berada di wilyah Jakarta Barat.

Penggunaan lahan yang berada di wilayah Kodya Tangerang disajikan pada

Tabel 4.

Tabel 4 Penggunaan Lahan Kodya Tangerang

No Jenis Penggunaan Lahan Luas

(* 1000 ha)

1 Perumahan 574.84

2 Industri 270.84

3 Perlcantoran dan Gedung 303.99

4 Taman 46.06

5 Pertanian 280.05

6 Lahan Tidur 77.56

7 Lainnya 289.08

Total _{- 1 842.42}

Sumber : BPS 2003

Pertumbuhan penduduk kodya Tangerang sejak tahun 1990 m e n g a l d

pertahun rata-rata 3.64 %. Pada tahun 2000 jumlah penduduk Kodya Tangerang

1

31 1 746 jiwa, sedangkan tahun 2001 jumlah penduduk meningkat menjadi 1 354

266 jiwa yang terdiri dari 674 731 penduduk laki-laki dan 679 495 jumlah penduduk perempuan. Penyebaran penduduk untuk wilayah Kodya Madya

Tangerang yang terbanyak penduduknya menempati kecamatan Karawaci dengan

jumlah 150 574 jiwa sedangkan yang terkecil adalah di kecamatan Benda dengan

59 627 jiwa.

Topografi

Kondisi topografi daerah tangkapan Sungai Mookervart relatif datar

dengan ketinggian berkisar dari 0 - 25 m diatas permukaan laut. Sungai ini membujur sepanjang jalan Daan Mogot dan melewati kecamatan Batu Ceper, Kalideres, Cengkareng dan Kembangan.

Kondisi Sungai Mookewart

Sungai Mookenart mulanya di pergunakan untuk transportasi sungai dan sarana irigasi. Sungai Mookervart tahun 198 1 di peruntukkan untuk menampung kapasitas debit sebesar 125 m3/dt, dengan dimensi sebagai berikut: lebar

penampang atas sungai 32 m, kedalaman 4.5 m dan lebar dasar penampang sungai

14 m.

Saat ini penampang Sungai Mookewart memiliki lebar bentang atas sungai bewariasi antara 10 m

-

33 m dengan kedalaman penampang antara 1.5 m

-

3 m dan lebar dasar sungai benariasi antara 9 m - 18 m. Bantaran sisi kiri Sungai Mookewart berbatasan langsung dengan perumahan penduduk, kawasan industri, dan pabrik yang kurang tertata, sedangkan sisi kanan sungai Mookervart adalah jalan Daan Mogot Raya.

Pada musim hujan di beberapa titik lokasi sepanjang Sungai Mookewart mudah teqadi banjir ha1 ini disebabkan elevasi muka air di beberapa titik lokasi

tersebut sudah mendekati bantaran sungai sisi kiri dan kondisi saluran drainase di

lingkungan perumahan yang bunk kurang tertata, sehingga aliran dari saluran drainase lingkungan tersebut tidak bisa mengalir lancar masuk ke sungai

masih seringnya dijumpai pembuangan sampah ke sungai. Adanya l i m p a n air

dari Sungai Mookervart di beberapa titik lokasi karena kapasitasnya yang sudah

tidak memadai akibat pendangkalan dan tidak teratumya alur Sungai Mookervart.

Peta situasi Sungai Mookervart dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 4 Situasi bantaran Sungai Mookervart yang sudah dekat dengan muka air

HASIL

DAN

PEMBAHASAN

Curah Hujan

Analisa curah hujan harian maksimuii menggunakan metode Thiessen

untuk tiga stasiun hujan yakni Stasiun Tangerang, Stasiun Cengkareng, Stasiun

BMG Jakarta berdasarkan periode pencataan dari tahun 1973

-

2003. Berdasarkan

hasil perhitungan luasan poligon Thiessen untuk ketiga statiun hujan didapatkan

antara lain: Stasiun Tangerang sebesar 34.33 %, Stasiun Cengkareng sebesar

61.19 % dan Stasiun BMG Jakarta sebesar 4.48 %. Gambaran penyebaran

stasiun hujan dan luasan poligon Thiessen lihat pada Lampiran 1.

Hasil perhitungan analisa data curah hujan harian maksimum didapatkan

nilai rata-rata curah hujan di Stasiun BMG Jakarta Pusat sebesar 119.53 mm,

Stasiun Cengkareng 113.87

mm

dan Stasiun Tengerang 87.33 mm. Nilai rata-rata

ke-3 stasiun dengan metode Thiessen adalah sebesar 101.06 mm. Curah hujan

tertinggi sebesar 213.9 mm yang terjadi pada tahun 1979 dan curah hujan yang

terendah adalah 59 mm pada tahun 1987 (Lampiran 2).

Setelah dilakukan perengkingan data hujan dari yang terendah sampai

yang tertinggi berdasarkan hasil perhitungan didapat nilai Standar deviasi (S) =

37.47, Koefisien Variasi (Cv) = 0.37, Koefisien Skewness (Cs) = 1.26 dan

Koefisien Kurtosis (Ck) = 4.59.

Curah hujan rancangan adalah curah hujan yang diperkirakan tejadi

dengan periode ulang tertentu yang didasarkan data curah hujan pada kejadian

tahun sebelumnya. Dengan analisa fiekuensi dapat di ramalkan berapa besar hujan

yang te jadi dalam suatu jangka tertentu. Analisa frekuensi curah hujan rancangan

yang digunakan adalah Log Pearson Type 111. Hasil perhitungan dengan

menggunakan Log Pearson Type 111 didapatkan nilai rata-rata logaritma daPi

-

data hujan logx = 1.979, Standar Deviasi (S) = 0.147, Koefisien Variasi (Cv) =

0.074, Koefisien Skewness (Cs) = 0.585 dan Koefisien Kurtosis (Ck) = 2.829

(Lampiran 3).

Hasil perhitungan rancangan hujan untuk berbagai periode ulang 2, 5, 10,

Pearson Type I11 didapatkan nilai sebesar 93 mm, 125 mm, 149 mm, 182 mm, 208

mm dan 237 mm (Tabel 5).

Tabel 5 Curah Hujan Harian Maksimum untuk berbagai peroide ulang

Periode Ulang Curah Hujan Harian Maksimum

T (Tahun) (mm)

2 93

Untuk mengetahui kebenaran dari data dengan distribusi teoritis yang

dipilih (distribusi Log Pearson Type

III),

maka masih perlu dilakukan pengujian.

Pengujian ini disebut dengan pengujian kecocokan. Cara pengujian kecocokan

yang digunakan adalah Chi-kuadrat clan Sminov-Kolmogorov (Sri Harto 1993).

Hasil perhitungan uji kecocokan Chi-kuadrat (w) dengan besarnya derajat

kebebasan (DK) = 28, derajat nyata (a) =

5

% ,dan nilai Wcr =41.337 yang

didapat dari tabel critical value for Chi-Square Wcr Test didapatkan nilai Chi-

kuadrat

(B)

adalah 0.097. Sehingga sarat : < X2cr = 0.097 < 41.337 dapat

dipenuhi, maka distribusi Log Pearson Type 111 dianggap tidak berbeda nyata,

sehingga dapat digunakan untuk perencanaan (Uji Chi-Square Bcr,

Lampiran 4).

Hasil perhitungan Sminiv-Kolmogorov dengan nilai derajat nyata

(a)

=

5 %

,

jumlah data (n) =3 1 dan nilai 4cr = 0.238 yang didapat dari tabel nilai

kritikal A untuk tes Smirnov-Kolmogorov di peroleh

4-

= 0.0032 sehingga

sarat

~ , ~ , < ~ c r

= 0.0032 < 0.238 dapat dipenuhi, maka distribusi Log Pearson

Type I11 data dianggap tidak berbeda nyata, sehingga dapat digunakan untuk

perencanaan (Uji Sminov-Kolmogorov, Lampiran 5).

Debit Banjir Rancangan

Dalam menentukan debit banjir rancangan, perlu didapatkan harga suatu

intensitas curah hujan. Intensitas curah hujan yang digunakan adalah intensitas

hujan harian maksimum dan tidak adanya data curah hujan jangka pendek.

Hasil perhitungan intensitas curah hujan mengunakan rumus Mononobe

berdasarkan data curah hujan harian maksimum rata-rata periode pencataan dari

tahun 1973

-

2003 didapatkan intensitas terbesar yaitu 19.71 mm/jam terjadi pada

tahun 1979 dan intensitas terkecil sebesar 5.44 mmljam terjadi pada tahun 1987

(Lampiran 8).

Tabel 6 Intensitas hujan harian maksimum Sungai Mookenart

Stasiun Hujan Hujan Rata-rata (mm) Intensitas (mdjam)

Sta BMG Jak-Pus 119.53

Sta Cengkareng 113.87

Sta Tanggerang 87.33 13.11

Hasil perhitungan besamya intensitas hujan untuk beberapa periode ulang 2,

5, 10, 25, 50 dan 100 tahun, dengan waktu konsentrasi sebesar 7.3 jam didapat

intensitas sebesar 8.54 mdjam, 11.54 mmljam, 13.74 mdjam, 16.75 mdjam,

19.20 mmljam dan 21.80 mdjam. Hasil disajikan pada Tabel 7.

Tabel 7 Intensitas Curah Hujar~ untuk berbagai peroide ulang

Periode Ulang Intensitas

T (Tahun) (mmljam)

2 8.54

Metode Nakayasu

Debit banjir rancangan yang digunakan untuk perencanaan bangunan air di

Sungai Mookenart adalah debit banjir rancangan dengan metode Nakayasu.

Metode Nakayasu menggunakan data curah hujan tiga stasiun yakni Stasiun Tangerang, Stasiun Cengkareng dan Stasiun BMG Jakarta dengan periode

pencatatan dari tahun 1973

-

2003.

Hasil perhitungan besarnya debit banjir rancangan untuk berbagai periode

38

=143.16 m3/dt, Qlom =193.6 m3/dt, Q25m =264.48 m3/dt, Qsom =322.6 m3/dt dan

QlooTh=384.61 m3/dt seperti disajikan pada Gambar 8 .

Gambar 8 Hidrograf debit banjir rancangan

untuk

berbagai periode ulang

Hasil perhitungan debit dalam rentang waktu pengukuran akibat hujan dengan

metode Nakayasu didapatkan nilai debit minimum sebesar 5.46 m3/dt dan debit

maksimum sebesar 8.28 m3/dt sedangkan berdasarkan nilai mta-rata curah hujan

untuk

3 stasiun pada DAS Mookernart dengan hujan 101.06

mm

didapatkan debit

sebesar 108.09 m3/dt (Tabel 8). Dari hasil pengukuran lapangan didapatkan debit rata-

rata 12.23 m3/dt dengan debit minimum 7.3 m3/dt, dan debit maksimum 16.55 m3/dt

(Lampiran 10).

Tabel 8 Debit yang diakibatkan berbagai hujan.

No Hujan

TP

QP

Analisa Pengerukan Sungai

Pengukuran dilaksanakan pada penampang Sungai Mookewart dari Profil 1

s/d 130 dengan jarak 100 m

untuk

penampang melintang. Kondisi di beberapa titik

penampang sungai, muka air yang ada sudah mendakati bantaran sungai sehingga

Hasil perhitungan volume total untuk daya tampung sungai ini sebesar

683 134.46 m3 (Lampiran 12).

Analisa Pengerukan dengan Program HEC RAS (Hydrologic Engineering

Center- River Analysis System)

Hasil analisa dengan mengunakan program HEC RAS pada Sungai

Mookervart sepanjang 13 km mulai dari Pintu Air Sewan Gate Cisadane

Tangerang hingga bertemu dengan Cengkareng Drain di wila