KAJIAN PENANGANAN SEDIMENTASI SUNGAI BANJIR KANAL BARAT KOTA SEMARANG (Study of Sedimentation Mitigation West Floodway Semarang City)

(1)

KAJIAN PENANGANAN SEDIMENTASI

SUNGAI BANJIR KANAL BARAT KOTA SEMARANG

(Study of Sedimentation Mitigation West Floodway Semarang City)

Dani Prasetyo

1

, Very Dermawan

2

, Andre Primantyo H

2

1

Mahasiswa Program Magister Teknik Pengairan Universitas Brawijaya, Malang, Jawa Timur, Indonesia; daniunnes@gmail.com

2

Pengajar, Program Studi Magister Sumber Daya Air, Teknik Pengairan Universitas Brawijaya, Malang, Jawa Timur, Indonesia

ABSTRAK:

Untuk upaya pengendalian banjir Kota Semarang, salah satu yang diperlukan adalah

penanganan sedimentasi di sungai Banjir Kanal Barat. Kajian ini dilakukan untukmemprediksi pola sebaran dan besarnya volume sedimen di sungai Banjir Kanal Barat.Tahapan analisis dalam penelitian ini dimulaidengan simulasi awal kondisi eksisting untuk penentuan model angkutan sedimen.Model selanjutnya digunakan untuk simulasi prediksi sedimentasi sampai dengan tahun 2019 dan 2024 pada kondisi tanpa penanganan dan dengan alternatif penanganan.Hasil simulasi pada kondisi eksisting tanpa penanganan diperoleh kenaikan elevasi dasar rata-rata pada tahun 2019 sebesar 1,864 mdan pada tahun 2024 sebesar 2,210 m dengan perkiraan volume endapan sedimen pada tahun 2019 dan 2024 sebesar 1.053.524 m³ dan 1.223.693 m³. Hasil simulasi angkutan sedimen dengan penempatan bangunan kantong sedimen diperoleh kenaikan elevasi dasar rata-rata terendah pada tahun 2019 dan 2024 sebesar 1,379 m dan1,922m. Alternatif penanganan melalui pengerukan dengan dredger diperoleh perkiraan volume endapan sedimen terendah pada tahun 2019 dan 2024 sebesar 791.161 m³ dan 1.099.685 m³. Berdasarkan analisa biaya, penanganan melalui pengerukan dengan dredger diperoleh estimasi biaya terendah yaitu sebesar Rp. 32.267.637.478,-.

Kata kunci: sedimentasi, HEC-RAS, prediksi, elevasi, volume, biaya.

ABSTRACT:

For the flood control of Semarang City,one of part needed is sedimentation

mitigation atthe West Floodway river. This study is carried out to predictdistribution patterns and sediment volumein the West Floodway. The simulation of existing conditions is the first step for determination of sediment transport model. The models will be used to predicting sedimentation until year 2019 and 2024 on the condition without and with sediment mitigation alternatives. Based on the existing condition simulation, the average of elevation increase in 2019 and 2024 respectively are 1,864 m and 2,210 m. The estimation of sediment volume in 2019 and 2024 respectively are 1.053.524 m³ and 1.223.693 m³. The results of sediment transport prediction with sediment pocket showing the lowest average elevation in 2019 and 2024 respectively are 1,379 m and 1,992 m.The smallest volume of sediment obtained by dredging with dredger in 2019 and 2024 respectively are 791.161 m³ and 1.099.685 m³. Based on cost estimation,the cost of dredging with dredger is the lowest, at a cost 32.267.637.478 IDR.

Keyword: sedimentation, HEC-RAS, prediction, elevation, volume, cost

A. PENDAHULUAN

Siklus hidrologi menggambarkan fenomena

alam yang menghubungkan antara erosi,

sedimentasi dan limpasan.Terjadinya erosi

tergantung dari beberapa faktor diantaranya karakteristik hujan, kemiringan lereng, tanaman penutup, serta kemampuan tanah untuk menyerap

dan melepas air ke dalam lapisan tanah dangkal. Dampak dari erosi tanah dapat menyebabkan sedimentasi di sungai.

Proses sedimentasi yang terjadi secara terus-menerus akan menyebabkan pendangkalan yang berpengaruh terhadap penurunan kapasitas

(2)

pengaliran sungai. Partikel sedimen yang terbawa oleh aliran sungai menuju ke laut akan menyebabkan pengendapan di daerah muara sehingga akan menghalangi aliran sungai ke laut. Tingginya tingkat konsentrasi sedimen akan mengakibatkan kekeruhan sehingga menurunkan kualitas air sungai.

Salah satu faktor penyebab banjir di

Semarang adalah menurunnya kapasitas

pengaliran sungai Banjir Kanal Barat akibat besarnya endapan sedimen. Usaha pengendalian banjir dan penanganan sedimentasi dilakukan melalui kegiatan Integrated Water Resources and

Flood Management Project for Semarang yang

meliputi kegiatan normalisasi alur sungai Banjir Kanal Barat.

Kegiatan ini merupakan bagian dari Master

Plan Pemerintah Kota Semarang untuk mengatasi

permasalahan banjir yang terjadi hampir setiap tahun.Selain untuk mengatasi banjir, kegiatan ini dilakukan untuk penataan kembali sungai Garang dan Banjir Kanal Barat dan daerah di sepanjang pengalirannya, serta untuk mengembangkan potensi wisata sungai di Kota Semarang.

Pasca pelaksanaan normalisasi tahun 2012, penumpukan sedimen sudah mulai terlihat cukup besar dibeberapa ruas sungai Banjir Kanal Barat. Dengan potensi sedimen dan biaya operasional pemeliharaan yang cukup besar, maka diperlukan suatu alternatif dan konsep penanganan yang tepat untuk mengatasi permasalahan sedimentasi tersebut.

Berbagai alternatif penanganan sedimentasi harus dibuat dengan tetap mempertahankan prinsip kestabilan dasar sungai agar fungsi dan manfaat sungai Banjir Kanal Barat dapat dipertahankan.

Berdasarkan latar belakang di atas perlu

adanya suatu kajian untuk menganalisis

permasalahan sedimentasi yang terjadi di alur sungai Banjir Kanal Barat. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pola sebaran dan prediksi besarnya volume sedimen yang terjadi serta alternatif penanganannya sehingga akan diperoleh suatu konsep penanganan sedimentasi yang optimal demi menjaga fungsi dan manfaat utama sungai Banjir Kanal Barat sebagai pengendali banjir.

Rumusan masalah dalam kajian ini adalah sebagai berikut :

1. Berapakah besarnya volume sedimen dan bagaimana pola sebaran sedimen sungai

Banjir Kanal Barat sampai dengan tahun 2014?

2. Bagaimana prediksi perubahan elevasi dasar dan besarnya volume sedimen sungai Banjir Kanal Barat untuk jangka pendek (2019) dan jangka panjang (2024)?

3. Bagaimana alternatif penanganan sedimentasi yang optimal untuk mengatasi permasalahan sedimentasi sungai Banjir Kanal Barat?

B. TINJAUAN PUSTAKA 1. Analisa Hidrologi

Tujuan dari analisis frekuensi dari data hidrologi adalah mencari korelasi antara besarnya kejadian ekstrim terhadap frekuensi kejadian dengan menggunakan disribusi probabilitas. Analisis frekuensi dapat diterapkan untuk data debit sungai atau data hujan. Data yang digunakan adalah data debit atau hujan maksimum tahunan, yaitu data terbesar yang terjadi selama satu tahun yang terukur selama beberapa tahun (Triatmodjo, 2010).

2. Kemiringan Seimbang Dinamis

Keseimbangan sungai bergerak diantara keseimbangan dinamis dan statis.Kemiringan stabil dinamis ini dapat diperoleh dari persamaan angkutan sedimen yang dikembangkan oleh

Brown (Sosrodarsono, 1994). Adapun persamaan

keseimbangan dinamis Brown adalah:

{

( ) } ...(1)

{ ( )

} ...(2)

dengan:

qB = Debit beban dasar

(volume sedimen yang masuk ke alur sungai) per satuan lebar.

I = Kemiringan seimbang dinamis

d = Ukuran butiran rata-rata

λ = Angka pori pasir-kerikil (0.4)

n = Koefisien kekasaran Manning

q = Debit persatuan lebar

R = Kedalaman hidrolis, R = H

3. Pemodelan Angkutan Sedimen

Pemodelan Angkutan Sedimend engan menggunakan software HEC-RAS 4.1.0 Secara umum persamaan angkutan sedimen adalah sebagai fungsi berikut ini.

( )...(3)

dengan:

= Laju angkutan sedimen pada

Prasetyo, dkk ., Kajian Penanganan Sedimentasi Sungai Banjir Kanal Barat Kota Semarang 77

(3)

kelompok butiran i

D = Kedalaman aliran

V = Kecepatan aliran rata-rata

S = Kemiringan energi

B = Lebar efektif sungai

d = Ukuran diameter butiran yang mewakili

ρ = Kerapatan air

ρs = Kerapatan partikel sedimen

sf = Faktor bentuk partikel sedimen

di = Diameter rata-rata geometri

partikel dalam ukuran kelas ke-i

pi = Fraksi ukuran partikel kelas ke-i

di dasar sungai

T = Suhu air

Debit sedimen dasar (bed load) dapat ditentukan berdasarkan hasil pengukuran sedimen layang (suspended load) dengan ketentuan seperti pada Tabel 1.

Tabel 1.Persentase Korelasi Bed Load

Sumber :Anonim, 1974

Kapasitas pengangkutan ditentukan untuk setiap ukuran butir mewakili ukuran butiran tertentu yang membentuk 100% dari material dasar. Kapasitas pengangkutan untuk kelompok ukuran tertentu tersebut kemudian dikalikan dengan pecahan dari total sedimen yang mewakili ukuran tertentu tersebut.

Kapasitas pengangkutan untuk ukuran butir tertentu tersebut kemudian dijumlahkan dengan ukuran butiran lain untuk menjadi kapasitas pengangkutan sedimen total. Ukuran kelas angka standar berdasarkan pada skala klasifikasi American Geophysical Union (AGU) yang ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2.Ukuran Butiran dari Klasifikasi Material

Sedimen American Geophysical Union

Hasil perhitungan pengangkutan sedimen rerata sangat sensitif terhadap distribusi ukuran butir, terutama untuk butiran halus.

Tabel 3.Jangkauan Nilai Input untuk Fungsi

Pengangkutan Sedimen

Keterangan notasi pada Tabel 3 adalah sebagai berikut:

d = diameter partikel keseluruhan, mm

dm = diameter partikel rata-rata, mm

s = berat jenis sedimen, g/cm³ V = kecepatan aliran rata-rata, fps

D = kedalaman aliran, m

S = kemiringan garis energi W = lebar saluran, ft

T = suhu air, °F R = jari-jari hidrolik, ft NA = data tidak tersedia

4. Persamaan Angkutan Sedimen

a. Ackers-White (1973)

Persamaan transport sedimen Ackers-White adalah sebagai berikut:

( ) …(4)

( ) …(5)

dengan:

(4)

X = konsentrasi sedimen

Ggr = parameter transport sedimen

s = specific gravity sedimen

ds = diameter partikel

D = kedalaman efektif

U* = kecepatan geser

V = kecepatan rata-rata saluran

n = transisi eksponen

C = koefisien

Fgr = parameter angkutan sedimen

A = parameter angkutan sedimen

kritis b. Englund-Hansen (1972) PersamaanEnglund-Hansenadalahsebagai berikut: _√ ( )[ ] …(6) dengan: gs = angkutan sedimen

γ = berat jenis air

γs = berat jenis sedimen

V = kecepatan aliran rata-rata

Ʈ0 = tegangan geser dasar

d50 = diameter partikel ≤ 50%

c. Laursen (Copeland) (1958)

Persamaan transport sedimen untuk

Laursen (Copeland) adalah sebagai berikut:

( ) ( )…(7)

dengan: Cm = konsentrasi debit sedimen (berat/volume) γ = berat jenis air ds = diameter partikel D = kedalaman aliran efektif τo = tegangan geser dasar τc = tegangan geser kritis d. Meyer-Peter Muller (1948) Persamaan ini banyak digunakan untuk perhitungan transport sedimen sungai dengan material sedimen berbutir kasar dengan ukuran partikel antara 0.4 sampai 29 mm dan specific gravity 1.25. ( ) ( ) ( ) _…(8)

dengan: = angkutan sedimen rata-rata (berat/waktu/unit lebar) kr = koefisien kekasaran kr’ = koefisien kekasaran berdasarkan butiran γ = berat jenis air γs = berat jenis sedimen = percepatan gravitasi dm = diameter butiran R = jari-jari hidraulis S = kemiringan garis energi e. Toffaleti (1958) Toffaleti adalah modifikasi dari persamaan Einstein dimana distribusi sedimen layang (suspended load) dibagi dalam beberapa zona vertikal untuk menggambarkan pergerakan sedimen secara 2 dimensi. Persamaannya adalah sebagai berikut: () …(9) () [() () ] …(10) ( ) () [ () ] ..(11) …(12) _…(13) …(14) dengan: gssl = angkutan sedimen layang pada zona bawah (ton/hr/m) gssM = angkutan sedimen layang pada zona tengah (ton/hr/m) gssU = angkutan sedimen layang pada zona atas (ton/hr/m) = total transport sedimen (ton/hr/m) M = konsentrasi sedimen CL = konsentrasi sedimen pada zona bawah R = jari-jari hidraulis dm = diameter butiran z = hubungan antara sedimen dengan karakteristik hidraulik nv = temperatur Prasetyo, dkk ., Kajian Penanganan Sedimentasi Sungai Banjir Kanal Barat Kota Semarang 79

(5)

f. Yang (1973)

Persamaan Yang adalah sebagai berikut:

( ) ( ) (Untuk gravel dm ≤ 2mm) … (15) ( ) (Untuk gravel dm ≥ 2mm) … (16) dengan:

Ct = total konsentrasi sedimen

ω = kecepatan jatuh partikel dm = diameter partikel rata-rata

v = kekentalan kinematik u* = kecepatan geser

V = kecepatan aliran rata-rata S = kemiringan garis energi

5. Uji Statistik Penentuan Model Angkutan Sedimen

Salah satu analisis statistik yang digunakan adalah metode Root Mean Square Error (RMSE). Metode ini dinyatakan dalam persamaan berikut: RMSE = n i dasar El i dasar El n i HecRas observasi    1 2 ) ) ( . ) ( . ( ₍₁₇₎ dengan: n = Jumlah data

6. Alternatif Penanganan Sedimen

Alternatif penanganan sedimentasi yang diusulkan dalam penelitian ini diantaranya adalah: pengerukan dengan dredger, penempatan kantong sedimen, penempatan bangunan ambang.

C. METODE DAN BAHAN

Data-data yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut :

1. Data geometri sungai Banjir Kanal Barat tahun 2012

2. Data debit hasil pengamatan debit limpasan harian Bendung Simongan tahun 2005-2014 dan data debit maksimum bulanan tahun 2012-2014.

3. Data pasang surut harian sungai Banjir Kanal Barat tahun 2012-2013

4. Data geometri sungai Banjir Kanal Barat tahun 2014

5. Data sedimen sungai Banjir Kanal Barat

meliputi data gradasi butiran sedimen dasartahun 2014 dan pengukuran debit sedimen layang tahun 2013.

Skematisasi pemodelan angkutan sedimen ditunjukkan Gambar 1.

Gambar 1. Skematisasi Pemodelan Sedimen Sungai Banjir Kanal Barat 80 Jurnal Teknik Pengairan, Volume 6, Nomor 1, Mei 2015, hlm. 76-87

(6)

Tahapan analisis pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Input Data Pada Model HEC-RAS

a. Input Data Geometri

b. Input Data QuasiUnsteady Flow c. Input Data Sedimen

2. Pemilihan Persamaan Angkutan Sedimen

Persamaan angkutan sedimen yang

digunakan yaitu: Ackers-White, Englund-Hansen,

Laursen (Copeland), Meyer-Peter-Muller,

Tofaletti, Yang. Hasil simulasi di uji dengan

metode (RMSE).

3. Simulasi Angkutan Sedimen Tanpa Alternatif Penanganan

Dari hasil simulasi awal, model angkutan sedimen yang terpilih dan sesuai dengan kondisi

existing akan digunakan untuk simulasi prediksi

perubahan elevasi dasar sungai dan volume sedimentasi Sungai Banjir Kanal Barat untuk jangka pendek (2019) dan jangka panjang (2024)

4. Simulasi Angkutan Sedimen Dengan Alternatif Penanganan

Pada tahap simulasi ini akan di coba

beberapa alternatif penanganan diantaranya

adalah:

1. Pengerukan dengan dredgersection WF. -9– WF.55

2. Penempatan kantong sedimen pada section

WF.76 – WF. 86 dan WF. 30 – WF. 40

3. Penempatan bangunan ambang pada section

WF. 30

Hasil simulasipada tahap ini akan

dibandingkan dengan simulasi tanpa penanganan.

D. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Analisa Debit

Berdasarkan hasil analisa frekuensi

diperoleh debit banjir rancangan untuk sungai Banjir Kanal Barat pada Tabel 4.

Tabel 4. Debit Banjir Rancangan Sungai Banjir Kanal Barat

Sumber : Hasil Perhitungan

Untuk memperoleh debit dominan yang sesuai dengan kondisi di lapangan, maka perlu perhitungkan pula debit modus yang diperoleh dari data debit maksimum bulanan sungai Banjir Kanal Barat. Adapun hasil analisa debit Qmodus adalah ditunjukkan pada Tabel 5.

Tabel 5. Debit Modus Sungai Banjir Kanal Barat

Sumber: Hasil Perhitungan

Hasil analisa debit modus diperoleh debit sebesar 120,14 m³/s.

2. Penentuan Debit Dominan

Debit dominan ditentukan melalui

pendekatan kecepatan aliran berdasarkan diagram

Hjulstrom. Dengan d50 = 1 mm, diperoleh hasil

sebagai berikut:

Gambar 2. Diagram Hjulstrom

Berdasarkan hasil plot diameter butiran d50 pada diagaram Hjulstrom diperoleh batas kecepatan terjadinya angkutan sedimen dasar (transport

bedload) adalah pada kecepatan (V): 0,6< V < 3,5

(m/dt), Selanjutnya dapat dilakukan penentuan debit dominan berdasarkan kondisi angkutan sedimennya. Hasil analisa ditunjukkan pada Tabel 6.

No. Kala Ulang Qmaks (m³/det)

1 1,01 207,315 2 1,05 232,419 3 1,11 249,584 4 1,25 274,722 5 2 338,977 6 5 433,213 7 10 498,480 8 25 585,859 9 50 653,379 10 100 723,580 11 1000 988,464

No Kala Ulang Q m aks (m 3/det)

1 1.01 207.315 2 1.05 232.419 3 1.11 249.584 4 1.25 274.722 5 2 338.977 6 5 433.213 7 10 498.480 8 25 585.859 9 50 653.379 10 100 723.580 11 1000 988.464 Frekuensi Kumulatif 1 0.340 - 70.128 6 6 2 70.228 - 140.017 12 18 3 140.117 - 209.905 4 22 4 210.005 - 279.793 5 27 5 279.893 - 349.682 2 29 6 349.782 - 419.070 1 30 Fi Frekuensi No Xi Debit

(7)

Tabel 6. Analisa Kecepatan Aliran Dan Kondisi Angkutan Sedimen

Sumber: Hasil Perhitungan

Berdasarkan hasil analisa kecepatan aliran maka ditentukan debit dominan untuk simulsi model adalah 120,14 m³/s

3. Analisa Data Pasang Surut

Skenario yang digunakan dalam pemodelan ini adalah dengan melakukan simulasi dengan empat kondisi tinggi muka air di hilir saluran yaitu: tinggi muka air pasang (HWL), tinggi muka air rata-rata (SWL), tinggi muka air surut (SWL), dan tinggi muka air normal (S=0,000371). Dari hasil analisa data pasang surut tahun 2012-2013 maka ditetapkan tinggi muka air HWL = 1m, SWL = 0,5 m, dan LWL = 0 m.

4. Analisa Data Sedimen

Data sedimenyang digunakan dalam

penelitian ini adalah data gradasi butiran sedimen dasar dan konsentrasi sedimen layang sungai

Banjir Kanal Barat.Data sedimen hasil

pengukuran digunakan sebagai dasar input data sedimen pada software HEC-RAS. Berdasarkan hasil pengukuran dan pengujian sampel sedimen diperoleh hasil seperti pada Tabel 7.

Tabel 7. Hasil Analisa Saringan Sedimen Sungai Banjir Kanal Barat

Sumber: Hasil Pengukuran

Dari hasil pengukuran sedimen layang tahun 2013 diperoleh kurva hubungan antara debit

aliran dengan konsentrasi sedimen layang (suspended load) seperti ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Kurva Liku Sedimen

Sumber: Pusat Studi LPPM, 2013

5. Simulasi Awal

Simulasi awal ini dilakukan untuk penentuan model angkutan sedimen yang sesuai dengan kondisi aktual. Sistematika perubahan parameter model adalah sebagai berikut:

Gambar 4. Sistematika Perubahan Parameter Model

Berdasarkan hasil simulasi kondisi eksisting dengan berbagai perubahan parameter model, maka diperoleh hasil uji RMSE seperti pada Tabel 7.

Tabel 7.Uji Kesesuaian Model

Berdasarkan hasil uji kesesuaian model dengan metode RMSE, maka dipilih model angkuan sedimen dengan nilai uji RMSE terendah yaitu sebesar 0,218 dengan persamaan

Ackers-White pada kondisi muka air Stage Water Level

Debit (m³/s)

Muka Air Hilir (m) Kecepatan Rata-Rata Aliran (m/s) Kondisi (Agradasi/Degradasi) HWL 0,001 Agradasi SWL 0,002 Agradasi LWL 0,002 Agradasi HWL 0,438 Agradasi SWL 0,503 Agradasi LWL 0,592 Agradasi HWL 0,867 Transport Bedload SWL 0,977 Transport Bedload LWL 1,081 Transport Bedload HWL 1,190 Transport Bedload SWL 1,281 Transport Bedload LWL 1,373 Transport Bedload 0,340 120,140 274,720 419,070 Min Rata-Rata Maks WF.80 WF.35 WF.15 WF. -9 Clay 0.002 0.003 0.004 0 0

Very Find Silt 0.004 0.006 0.008 0 4 4

Fine Silt 0.008 0.011 0.016 2 30 12

Medium Silt 0.016 0.023 0.032 0 24 60 25 Coarse Silt 0.032 0.045 0.0625 3 32 84 36 Very Find Sand 0.0625 0.088 0.125 10 58 88 38 Find Sand 0.125 0.177 0.25 30 92 92 60 Medium Sand 0.25 0.354 0.5 72 100 96 92

Coarse Sand 0.5 0.707 1 100 100 98

Very Coarse Sand 1 1.41 2 100

Very Find Gravel 2 2.83 4 Find Gravel 4 5.66 8 Medium Gravel 8 11.3 16 Coarse Gravel 16 22.6 32 Very Coarse Gravel 32 45.3 64 Small Cobbles 64 90.5 128 Large Cobbles 128 181 256 Small Boulders 256 362 512 Medium Boulders 512 724 1024 Large Boulders 1024 1448 2048 Diameter Butiran (mm) Jenis Material

Persentase Lolos Butiran (%)

y = 6.099x1.551 R² = 0.947 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 0 50 100 150 200 250 Se di m en (M g/ lt ) Debit (m3/dt) Data Hasil

Pengukuran Input Data

Trial Persamaan Angkutan Sedimen 1. Ackers-White 2. Engelund-Hansen 3. Laursen 4. Meyer-Peter Muller 5. Toffaleti 6. Yang

Trial Tinggi Muka Air Hilir

1. HWL (High Water Level) -- 1,0 m 2. SWL (Stage Water Level) – 0,5 m 3. LWL (Lowest Water Level) – 0 m 4. Normal (S=0,000371)

Output Model : 1. Pola sebaran sedimen 2. Perubahan elevasi dasar

Trial Fall Velocity Method

1. Ruby 2. Tofaletti Ruby Tofaletti 1 Ackers-White HWL 0,317 0,704 SWL 0,218 0,514 LWL 0,474 0,479 Normal 0,908 0,501 2 England-Hansen HWL 1,512 1,934 SWL 1,384 1,797 LWL 1,262 1,656 Normal 0,990 1,294 3 Laursen (Copeland) HWL 0,668 0,709 SWL 0,484 0,514 LWL 0,372 0,382 Normal 0,926 1,115

4 Meyer Peter Muller HWL 2,543 2,718

SWL 3,014 2,708 LWL 3,019 2,745 Normal 3,013 3,013 5 Tofaletti HWL 1,173 1,404 SWL 0,956 1,152 LWL 0,732 0,904 Normal 0,583 0,583 6 Yang HWL 0,975 1,322 SWL 0,805 1,098 LWL 0,594 0,860 Normal 0,733 0,576

Hasil Uji RMSE

No. Persamaan

Angkutan Sedimen Kondisi Muka Air

(8)

(SWL) dan menggunakan Fall Velocity Method :Ruby.

Hasil simulasi dengan model angkutan sedimen terpilih diperoleh pola sebaran sedimen sampai dengan tahun 2014 ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Profil Muka Air dan Pola Sebaran Sedimen Tahun 2014

Skema perubahan elevasi dasar pada tahun 2014 ditunjukkan Gambar 6.

Gambar 6. Skema Perubahan Elevasi Dasar Sungai Tahun 2014

Dari hasil simulasi kondisi eksisting

diperoleh volume sedimen sungai Banjir Kanal Barat sampai dengan tahun 2014 adalah sebesar 582.332 m³.

6. Simulasi Prediksi Angkutan Sedimen periode 5 dan 10 Tahun.

Hasil prediksi sedimentasi Sungai Banjir Kanal Barat untuk jangka pendek (2019) dan jangka panjang (2024) ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 7.Prediksi Pola Sebaran Sedimen Sungai Banjir Kanal Barat Kondisi Tanpa Penanganan

Skema perubahan elevasi dasar sungai Banjir Kanal pada tahun 2019 dan 2024 ditunjukkan Gambar 8.

Gambar 8. Skema Perubahan Elevasi Dasar sungai Banjir Kanal Barat Kondisi Tanpa Penanganan Tahun 2019 dan 2024

Kenaikan rata-rata elevasi dasar terhadap kondisi awal pada tahun 2019 dan 2024 adalah berturut-turut sebesar 1,864m dan 2,210 m. Perkiraan volume endapan sedimen pada tahun 2019 dan 2024 dengan total volume endapan sedimen berturut-turut sebesar 1.053.524 m³ dan 1.223.693 m³.

7. Simulasi Prediksi Angkutan Sedimen Periode 5 dan 10 Tahun Dengan Pengerukan Dredger

Hasil simulasi dengan pengerukan dredger diperoleh hasil seperti ditunjukkan pada Gambar 9. 0 1 00 0 2 00 0 3 00 0 4 00 0 5 00 0 6 00 0 -3 -2 -1 0 1 2 Se dim en ta si BK B P la n: BK B A W-S WL 2 /1 /2 01 5 Ma in C han nel D is tan ce (m ) E le va tion ( m ) Le ge nd EG 0 1Ja n20 12 0 00 0 W S 0 1 Ja n 20 1 2 0 00 0 Cri t 0 1 Ja n 20 1 2 000 0 Gro und BK B S em a ra ng K a na l B a nj ir 01Jan2012 00:00:00 Legend -2.499969 -2.365519 -2.231068 -2.096617 -1.962167 -1.827716 -1.693265 -1.558815 -1.424364 -1.289914 29Jun2014 00:00:00 Legend -1.574576 -1.443291 -1.312006 -1.180721 -1.049436 -0.9181507 -0.7868656 -0.6555805 -0.5242953 -0.3930103 -3.000 -2.000 -1.000 0.000 1.000 2.000 3.000 W F. 9 4 W F. 9 1 W F. 8 8 W F. 8 5 W F . 8 2 W F . 7 9 W F . 7 6 W F . 7 3 W F . 7 0 W F . 6 7 W F . 6 4 W F . 6 1 W F . 5 8 W F . 5 5 W F . 5 2 W F . 4 9 W F . 4 6 W F . 4 3 W F . 4 0 W F . 3 7 W F . 3 4 W F . 3 1 W F . 2 8 W F . 2 5 W F . 2 2 W F . 1 9 W F . 1 6 W F . 1 3 W F. 1 0 W F . 7 W F . 4 W F . 1 W F. -2 W F. -5 W F. -8

Elevasi Awal Tahun 2012 Elevasi Tahun 2014 Elevasi Tahun 2019 Elevasi Tahun 2024

d:\S2 Pengair an\Tes is \Thes is k u\Analis is data\Input Data HEC- RAS\Sedimentas iBKB.s ed62

Legend -1.574597 -1.443296 -1.311995 -1.180694 -1.049393 -0.9180915 -0.7867905 -0.6554894 -0.5241884 -0.3928872 28Jun2019 08:00:00 Legend -1.038349 -0.8888303 -0.7393121 -0.5897938 -0.4402755 -0.2907573 -0.141239 8.279204E-03 0.1577975 0.3073157 28Jun2024 00:00:00 Legend -0.7985232 -0.6301904 -0.4618576 -0.2935248 -0.125192 4.314077E-02 0.2114736 0.3798063 0.5481391 0.7164719

(9)

Gambar 9. Prediksi Pola Sebaran Sedimen Dengan PengerukanDredger

Kenaikan elevasi dasar hasil simulasi melalui pengerukan dengan dredger pada tahun 2019 sebesar 1,451 m sedangkan untuk tahun 2024 sebesar 1,966 m dengan skema perubahan elevasi dasar sungai ditunjukkan pada Gambar 10.

Gambar 10. Skema Perubahan Elevasi Dasar Dengan Pengerukan Dredger

Besarnya volume sedimen untuk tahun 2019 dan 2024 berturut-berturut adalah sebesar 791.161 m³ dan 1.099.684 m³. Perkiraan anggaran biaya pengerukan sebesar Rp. 36.267.637.478,-

8. Penentuan Kemiringan Seimbang Dinamis

Brown

Untuk memperoleh keseimbangan dalam proses angkutan sedimen maka diperlukan

kemiringan sungai yang stabil. Untuk

memperoleh kemiringan stabil maka perlu diperhitungkan kemiringan seimbang dinamis dengan persamaan Brown. Berdasarkan hasil

perhitungan Brown diperoleh kemiringan

seimbang dinamis sebesar 0.000229. Kemiringan seimbang dinamis Brown akan coba dicapai melalui alternatif penanganan dengan penempatan kantong sedimen dan bangunan ambang.

9. Penanganan Sedimentasi dengan Penempatan Kantong Sedimen

Penempatan kantong sedimen direncanakan pada titik WF.86 – WF.76 dengan lebar rata-rata 50 m, maka dicoba panjang kantong sedimen (L) untuk lokasi 1 adalah sepanjang 800 m. Lokasi 2 direncanakan pada WF. 40 – WF. 31 dengan lebar rara-rata sungai 100 m maka dicoba dengan panjang 500 m. Kedalaman kantong sedimen untuk masing-masing lokasi adalah 1 m dari elevasi desain.

Penempatan kantong sedimen dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11. Skema Penempatan Kantong Sedimen

Hasil simulasi model angkutan sedimen dengan penempatan kantong sedimen sampai dengan tahun 2019 dan 2024 ditunjukkan Gambar 12.

Gambar 12. Prediksi Pola Sebaran Sedimen Dengan Penempatan Kantong Sedimen -3.000 -2.000 -1.000 0.000 1.000 2.000 3.000 W F. 9 4 W F . 9 1 W F . 8 8 W F . 8 5 W F . 8 2 W F . 7 9 W F . 7 6 W F . 7 3 W F . 7 0 W F . 6 7 W F . 6 4 W F . 6 1 W F . 5 8 W F . 5 5 W F . 5 2 W F . 4 9 W F. 4 6 W F. 4 3 W F. 4 0 W F. 3 7 W F. 3 4 W F. 3 1 W F. 2 8 W F. 2 5 W F. 2 2 W F. 1 9 W F. 1 6 W F . 1 3 W F . 1 0 W F . 7 W F . 4 W F . 1 W F . -2 W F . -5 W F . -8 Elevasi Tahun 2014 Elevasi Tahun 2019 Elevasi Tahun 2024 01Jul2014 00:00:00 Legend -2.499969 -2.365519 -2.231068 -2.096617 -1.962167 -1.827716 -1.693265 -1.558815 -1.424364 -1.289914 28Jun2019 08:00:00 Legend -1.578037 -1.408926 -1.239815 -1.070704 -0.9015931 -0.7324821 -0.5633711 -0.39426 -0.225149 -5.603771E-02 28Jun2024 00:00:00 Legend -1.280277 -1.084541 -0.8888047 -0.6930686 -0.4973326 -0.3015965 -0.1058605 8.987561E-02 0.2856117 0.4813479 0 100 0 200 0 300 0 400 0 500 0 600 0 0-5. -4. 5 -4. 0 -3. 5 -3. 0 -2. 5 -2. 0 -1. 5 -1. 0 -0. 5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Se dim en _D ep osi t P la n: Mai n C han nel D ist anc e (m ) E le v a ti o n ( m ) Leg end Sed im ent Fill Gro und BKB Se mar ang K ana l B anji r -4.000 -3.000 -2.000 -1.000 0.000 1.000 2.000 3.000 W F. 9 4 W F . 9 1 W F . 8 8 W F. 8 5 W F. 8 2 W F . 7 9 W F . 7 6 W F. 7 3 W F. 7 0 W F. 6 7 W F . 6 4 W F . 6 1 W F. 5 8 W F. 5 5 W F . 5 2 W F . 4 9 W F. 4 6 W F. 4 3 W F . 4 0 W F . 3 7 W F. 3 4 W F. 3 1 W F . 2 8 W F . 2 5 W F. 2 2 W F. 1 9 W F . 1 6 W F . 1 3 W F. 1 0 W F . 7 W F . 4 W F . 1 W F. -2 W F. -5 W F . -8 Elevasi Tahun 2014 Elevasi Tahun 2019 Elevasi Tahun 2024

(10)

Gambar 13. Skema Perubahan Elevasi Dasar Dengan Penempatan Kantong Sedimen

Hasil simulasi dengan penempatan kantong sedimen menunjukkan sebaran sedimen terlihat merata sepanjang sungai Banjir Kanal Barat dengan kenaikan elevasi dasar rata-rata untuk tahun 2019 dan 2024 berturut-turut adalah 1,379 m dan 1,922 m.

Total volume endapan sedimen untuk tahun 2019 dan 2024 berturut-turut adalah 844.386 m³ dan 1.178.745 m³. Rencana anggaran biaya penanganan sedimentasi dengan penempatan kantong sedimen sebesar Rp. 40.997.134.851,92

10. Penanganan Sedimentasi dengan Bangunan Ambang

Penempatan ambang direncanakan pada ruas WF. 30 dengan tinggi ambang direncanakan sekitar 0,5 m. Sketsa penempatan ambang dapat dilihat pada Gambar 14.

Gambar 14. Skema Penempatan Bangunan Ambang

Simulasi model angkutan sedimen dengan penempatan bangunan ambang di Sungai Banjir Kanal Barat untuk prediksi sedimentasi sampai dengan tahun 2019 dan 2024 diperoleh hasil seperti ditunjukkan pada Gambar 15.

Gambar 15. Prediksi Pola Sebaran Sedimen Dengan Penempatan Bangunan Ambang

Gambar 16. Skema Perubahan Elevasi Dasar Dengan Penempatan Bangunan Ambang

Hasil simulasi angkutan sedimen dengan penempatan bangunan ambang menunjukkan kenaikan elevasi dasar rata-rata untuk tahun 2019 dan 2024 sebesar 1,451 m dan 1,965 m.

Prediksi volume endapan sedimen di

sepanjang sungai Banjir Kanal Barat untuk tahun 2019 dan 2024 berturut-turut adalah sebesar 793.526 m³ dan 1.105.915 m³. Rencana anggaran biaya penanganan dengan penempatan bangunan ambang adalah sebesar Rp. 36.205.137.478

11. Perbandingan Pola Sebaran Sedimen

Perbandingan prediksi perubahan elevasi dasar hasil simulasi untuk jangka pendek (2019) dan jangka panjang (2024) dapat dilihat pada Tabel 8.

Tabel 8. Rekapitulasi Perubahan Elevasi

Dasar Hasil Simulasi

(Sumber : Hasil Perhitungan)

30Jun2014 00:00:00 Legend -3.478987 -3.235757 -2.992527 -2.749296 -2.506066 -2.262836 -2.019605 -1.776375 -1.533144 -1.289914 30Jun2019 16:00:00 Legend -1.163749 -1.031116 -0.8984834 -0.7658507 -0.6332179 -0.5005852 -0.3679525 -0.2353197 -0.102687 2.994567E-02 27Jun2024 00:00:00 Legend -0.9648107 -0.786495 -0.6081793 -0.4298636 -0.2515479 -7.323219E-02 0.1050835 0.2833992 0.4617149 0.6400305 0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 Se dim en _D ep os it Pla n: Ma in C ha n n e l D is ta nc e ( m ) E le va tion (m ) Lege nd Gro un d BK B S em a ra ng K a na l B a nj ir -3.000 -2.000 -1.000 0.000 1.000 2.000 3.000 W F . 9 4 W F . 9 1 W F . 8 8 W F . 8 5 W F . 8 2 W F . 7 9 W F . 7 6 W F . 7 3 W F . 7 0 W F . 6 7 W F . 6 4 W F . 6 1 W F . 5 8 W F . 5 5 W F . 5 2 W F . 4 9 W F . 4 6 W F . 4 3 W F . 4 0 W F . 3 7 W F . 3 4 W F . 3 1 W F . 3 0 W F . 2 7 W F . 2 4 W F . 2 1 W F . 1 8 W F . 1 5 W F . 1 2 W F. 9 W F . 6 W F. 3 W F . 0 W F .-3 W F. -6 W F .-9 Elevasi Tahun 2014 Elevasi Tahun 2019 Elevasi Tahun 2024

d:\S2 Pengair an\Tes i s \Thes i s k u\Anali s is data\Input Data HEC -R AS\Sedim entas i BKB.s ed65

Legend -2.499969 -2.365519 -2.231068 -2.096617 -1.962167 -1.827716 -1.693265 -1.558815 -1.424364 -1.289914 28Jun2019 08:00:00 Legend -1.561342 -1.392951 -1.22456 -1.056169 -0.8877783 -0.7193873 -0.5509963 -0.3826053 -0.2142143 -4.582318E-02 28Jun2024 00:00:00 Legend -1.308665 -1.10854 -0.9084145 -0.7082894 -0.5081643 -0.3080392 -0.1079141 9.221092E-02 0.292336 0.4924609 2019 2024 (m) (m) 1 Tanpa Penanganan 1,864 2,210 2 Dengan Penanganan Sistem Dredging 1,451 1,966

Penempatan Kantong Sedimen 1,379 1,922

Penempatan Bangunan Ambang 1,451 1,965

No Model Simulasi

(11)

Grafik perbandingan prediksi perubahan elevasi dasar sungai Banjir Kanal Barat untuk jangka pendek (2019) dan jangka panjang (2024) ditunjukkan pada Gambar 17 dan Gambar 18.

Gambar 17. Grafik Perbandingan Perubahan Elevasi Dasar Tahun 2019

Gambar 18. Grafik Perbandingan Perubahan Elevasi Dasar Tahun 2024

12. Perbandingan Volume Sedimen

Perbandingan Volume sedimentasi hasil simulasi tanpa penanganan dan dengan alternatif penanganan ditunjukkan Tabel 9.

Tabel9.Rekapitulasi Prediksi Volume Sedimen

Sungai Banjir Kanal Barat

13. Perbandingan Rencana Anggaran Biaya Penanganan

Rencana anggaran biaya penanganan

sedimentasi untuk ketiga alternatif ditunjukkan Tabel 10.

Tabel 10. Rencana Anggaran Biaya

E. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil simulasi model prediksi sedimentasi Sungai Banjir Kanal Barat maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Volume sedimen dari kondisi awal tahun

2012 sampai dengan tahun 2014 diperkirakan sebesar 582.332 m³. Berdasarkan hasil simulasi, sebaran sedimen di sungai Banjir Kanal Barat sampai dengan tahun 2014 cenderung tidak merata dan lebih banyak terkonsentrasi di titik antara WF. 30 – WF. 60. Hal ini dikarenakan pengaruh dari pasang air laut sehingga aliran air menuju ke muara terhambat dan terjadinya aliran balik (back

water). Adanya Aliran balik akan

mengakibatkan terjadinya penurunan

kecepatan aliran sehingga akan mengurangi besarnya angkutan sedimen menuju ke hilir atau muara sungai.

2. Simulasi prediksi perubahan elevasi dasar sungai dan volume endapan sedimen untuk jangka pendek (2019) dan jangka panjang (2024) diperoleh hasil sebagai berikut: a. Kenaikan elevasi dasar sungai terhadap

elevasi awal pada kondisi awal

(eksisting) tanpa penanganan adalah 1,864 m dan 2,210 dengan total volume sedimen sebesar 1.053.524 m³ dan 1.223.693 m³.

b. Kenaikan elevasi dasar sungai terhadap

elevasi awal melalui alternatif

pengerukan dengan dredger

adalah1,451m dan 1,966 m dengan total volume sedimen sebesar 791.161 m³ dan 1.099.685 m³.

c. Kenaikan elevasi dasar sungai terhadap

elevasi awal dengan penempatan

kantong sedimen adalah 1,379 m dan 1,922 m dengan total volume sedimen

adalah sebesar 844.386 m³ dan

1.178.745 m³.

d. Kenaikan elevasi dasar sungai terhadap

elevasi awal dengan penempatan

bangunan ambang adalah 1,451 m dan 1,965 m dengan total volume sedimen sebesar 793.562 m³ dan 1.105.915 m³. 3. Simulasi model melalui pengerukan dengan

dredger menunjukkan hasil yang signifikan

dalam mengurangi volume endapan sedimen dibanding tanpa penanganan yaitu sebesar 262.363 m³. Ditinjau dari segi biaya, alternatif penanganan sedimentasi dengan -3.000 -2.500 -2.000 -1.500 -1.000 -0.500 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 W F . 9 4 W F . 9 1 W F . 8 8 W F . 8 5 W F . 8 2 W F . 7 9 W F . 7 6 W F . 7 3 W F . 7 0 W F . 6 7 W F . 6 4 W F . 6 1 W F . 5 8 W F . 5 5 W F . 5 2 W F . 4 9 W F . 4 6 W F . 4 3 W F . 4 0 W F . 3 7 W F . 3 4 W F . 3 1 W F . 3 0 W F . 2 7 W F . 2 4 W F . 2 1 W F . 1 8 W F . 1 5 W F . 1 2 W F . 9 W F . 6 W F . 3 W F . 0 W F . -3 W F . -6 W F . -9 Elevasi Awal Elevasi 2014 Elevasi 2019 Elevasi 2019 (Dredger) Elevasi 2019 (Kantong Sedimen) Elevasi 2019 (Ambang) -3.000 -2.500 -2.000 -1.500 -1.000 -0.500 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 W F . 9 4 W F . 9 1 W F . 8 8 W F . 8 5 W F . 8 2 W F . 7 9 W F . 7 6 W F . 7 3 W F . 7 0 W F . 6 7 W F . 6 4 W F . 6 1 W F . 5 8 W F . 5 5 W F . 5 2 W F . 4 9 W F . 4 6 W F . 4 3 W F . 4 0 W F . 3 7 W F . 3 4 W F . 3 1 W F . 3 0 W F . 2 7 W F . 2 4 W F . 2 1 W F . 1 8 W F . 1 5 W F . 1 2 W F . 9 W F . 6 W F . 3 W F . 0 W F . -3 W F . -6 W F . -9 Elevasi Awal Elevasi 2014 Elevasi 2024 Elevasi 2024 (Dredger) Elevasi 2024 (Kantong Sedimen) Elevasi 2024 (Ambang) 2019 2024 (m) (m) 1 Tanpa Penanganan 1,864 2,210 2 Dengan Penanganan Sistem Dredging 1,451 1,966

Penempatan Kantong Sedimen 1,379 1,922

Penempatan Bangunan Ambang 1,451 1,965

No Model Simulasi

1 Pengerukan Sistem Dredging 2 Penempatan Kantong Sedimen

3 Penempatan Bangunan Ambang 36.205.137.478,14

No Alternatif Penanganan Rencana Anggaran Biaya

(Rp.) 32.267.637.478,14

41.338.112.170,53

(12)

pengerukan menggunakan dredger memiliki anggaran biaya terendah diantara alternatif lainnya sebesar Rp. 32.267.637.478,14.

2. Saran

Beberapa saran yang dapat penulis berikan dalam studi ini diantaranya:

a. Untuk penelitian selanjutnya, perlu dilakukan

analisa yang lebih detailterhadap

sedimentasi di hulu sungai dan upaya pengendaliannya untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dan investigasi lebih detail terhadap kondisi sedimentasi di Sungai Banjir Kanal Barat.

b. Detail desain bangunan kantong sedimen dan

ambang beserta variasi penempatan perlu dipertimbangkan untuk penelitian selanjutnya untuk mendapatkan penanganan sedimen yang lebih optimal.

c. Penanganan sedimensungai Banjir Kanal

Barat perlu dilakukan secara terintegrasi dari hulu sampai ke hilir dan berkelanjutan oleh pihak-pihak yang terkait dalam pengelolaan

sungai Banjir Kanal Barat mengingat

besarnya potensi sedimentasi sungai tersebut.

d. Dalam pelaksanaan operasi dan pemeliharaan

sungai Banjir Kanal Barat perlu adanya kerjasama yang berkesinambungan antar pihak-pihak terkait untuk mempertahankan fungsi dan manfaat sungai Banjir Kanal Barat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim. 1974. Design of Small Dam. US Departement of The Interior, Bureau of Reclamation, Oxford & IBH Publishing Co. 2. Anonim. 2010. HECRAS 4.1 Hydraulic

Reference Manual.California: U.S. Army

Corps of Engineering.

3. Pusat Studi LPPM. 2013. Analisa Sedimentasi

Kaligarang/ Banjir Kanal Barat Semarang.

Semarang : Universitas Diponegoro.

4. Sosrodarsono, S dan Tominaga, M. 1994. Perbaikan dan Pengaturan Sungai. Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

5. Triatmodjo, Bambang. 2010. Hidrologi

Terapan. Yogyakarta: Beta Offset.