STUDI PENELUSURAN ALIRAN (
FLOW ROUTING
) PADA SUNGAI
KRUENG TEUNGKU KEC. SEULIMUM KAB. ACEH BESAR
Azmeri1, Amir Fauzi2, Topan Erlangga3
1,2) Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala
Jl. Tgk. Syeh Abdul Rauf No. 7, Darussalam Banda Aceh 23111, email: azmeri73@yahoo.com 3) Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala,
email: erlangga_ts0908@yahoo.com
Abstract: A periodically flash flood which occured in Krueng Teungku’s river flow has causes a lot of victims died and devastated all of infrastructure. For the flash flood early warning system reference guide, hence this research aims to analyze the volume and outflow discharge that may create a tremendous flash flood by using level pool routing outflow hydrograph method. Determine the peak discharge of inflow hydrograph and the time of peak discharge using synthetic units SCS (Soil Conservation Service) hydrograph method. The characteristics of spillway uses reservoir modeling which is assumed the effective width. The topographic map uses to varying height of the head water above spillway, then it makes a connectivity between height of the head spillway’s water pressure (H), outflow discharge (Q) with the weir (S). The result of the level pool routing analyze is a resevoir’s structure design which the open channel interval’s is 0,25 m and the value of weir’s coefficient is 1,7. Indlow discharge (447,57 m3/det)
can be reduce by the reservoir and the outflow discharge are become small flow, continous in 394,04 m3/dt, and takes longer times. Hence this study can reduce the peak discharge till 53,53
m3/det. This is one of a flash flood hazard mitigation that might anticipate a periodically flash
flood
Kata kunci : Flash flood, spillway, flow routing, hydrograph, inflow, outflow
Abstrak: Banjir bandang yang berulang pada Sungai Krueng Teungku menyebabkan kerugian jiwa dan material. Sebagai tindakan mitigasi bencana, maka penelitian ini bertujuan untuk menganalisis besarnya volume tampungan dan debit outflow yang berpotensi terjadinya banjir bandang dengan menggunakan metode penelusuran banjir level pool routing hidrograf outflow. Debit puncak dan waktu tercapainya puncak debit pada hidrograf inflow dilakukan dengan Hidrograf Satuan Sintetik SCS (Soil Conservation Service). Karakteristik tampungan menggunakan permodelan waduk yaitu mengasumsikan lebar efektif pelimpah. Peta topografi digunakan untuk memvariasikan tinggi tekanan air di atas mercu pelimpah sehingga didapat hubungan antara tinggi tekanan air diatas mercu pelimpah (H), debit outflow (Q) dengan tampungan (S). Hasil yang diperoleh dari analisis penelusuran banjir yaitu merencanakan pelimpah waduk yang interval bukaan pelimpah 0,25 m dan nilai koefisien pelimpah sebesar 1,7. Dengan debit inflow sebesar 447,57 m3/det dapat direduksi sehingga debit outflow menjadi lebih kecil dan kontinu sebesar 394,04 m3/dt dengan interval waktu yang lebih lama. Kondisi ini dapat mengurangi besarnya debit puncak banjir bandang sebesar 53,53 m3/det. Hal ini merupakan salah satu tindakan mitigasi bencana dan dapat mengantisipasi banjir bandang berulang.
Keywords : Banjir bandang, pelimpah, pelesuran aliran, hidrograf, inflow, outflow
gerakan tanah sehingga terjadi terjadi penyumbatan di hulu sungai. Salah satu daerah yang mengalami banjir bandang adalah Gampong Beureunut Kecamatan Seulimum Kabupaten Aceh Besar pada tanggal 2 Januari 2013, yang terjadi pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Krueng Teungku. Kejadian banjir bandang di Gampong Beureunut Kecamatan Seulimum ini merupakan kejadian bencana yang berulang, menurut informasi warga setempat dimana sebelumnya telah terjadi pada tahun 1987 yang mengakibatkan terjadinya korban jiwa.
Berdasarkan kondisi geologi permukaan di hulu dan hilir DAS, terdapat potensi dominan terjadinya longsor dan pembendungan alami. Kondisi ini memungkinkan terjadi perulangan bencana serupa di masa mendatang. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk memperoleh informasi hidrograf outflow melalui penelusuran banjir, sebagai salah satu upaya mitigasi bencana.
KAJIAN PUSTAKA
Intensitas Hujan dan Intensity Duration Flow (IDF)
Metode Mononobe untuk mendapatkan besarnya intensitas hujan sebagai berikut:
I = (𝑅24 24) ( 24 𝑡) 𝑚 ………. (1)
dengan : I : intensitas hujan (mm/jam); R24 : curah hujan harian maksimum dalam 24 jam (mm); t : durasi hujan (jam); m = 2/3. Transformasi hujan harian menjadi curah hujan jam-jaman dapat dilakukan dengan menggunakan metode Alternating Block Method (ABM) melalaui hyetograph rencana dari kurva IDF (Chow, 1988). Hyetograph rencana adalah hujan yang terjadi dalam n rangkaian interval waktu yang berurutan dengan durasi Δt selama waktu Td = n Δt. Hidrograf Satuan Sintetik SCS Metode hidrograf satuan sintetik SCS berupa hidrograf non-dimensi yang ordinatnya menjelaskan perbandingan debit dengan debit puncaknya dan absisnya menjelaskan rasio interval waktu dengan waktu saat debit puncak muncul melalui persamaan berikut (Chow, 1988 : 228): Qp= (0,208 A/Pr) ……… (2)
Pr = tr/2 + tp ……….. (3)
tp = 0,6 tc ……….. (4)
tc = 0,06628L0,77/ S0,385 ……… (5)
dengan: Qp : debit puncak (m3/dt); A : luas DAS atau sub-DAS (km2); tr : durasi effective rainfall (jam); Pr : waktu mencapai laju aliran puncak (jam); tc : waktu konsentrasi (jam); S : kemiringan sungai; L : panjang lintasan air dari titik terjauh sampai titik tinjauan (km).
Pelimpah (Spillway)
Sebuah waduk dilengkapi dengan bangunan pelimpah. Menghitung debit yang melalui pelimpah dapat menggunakan rumus berikut (Triatmodjo, 2008 : 283) :
Q = CBH1.5 ………... (6)
dengan: Q : Debit (m3/detik); C : koefisien pelimpah; B : lebar efektif pelimpah (m); H : tinggi muka air di atas pelimpah (m).
Penelusuran Banjir (Flow Routing)
Level pool routing merupakan salah satu metode untuk penelusuran aliran. Prosedur dalam metode ini
yaitu menghitung hidrograf outflow dari tampungan dengan permukaan air horizontal melalui hidrograf inflow yang telah diketahui. Hubungan hidrograf inflow, tampungan, dan outflow seperti pada persamaan kontinuitas berikut:
𝑑𝑆
𝑑𝑡 = I(t) – Q(t) ………. (7) dengan: S : tampungan (m3/detik); I(t) : inflow (m3/detik) ; O(t) : outflow (m3/detik). METODE PENELITIAN
Lokasi penelitian pada suatu titik pengamatan di DAS Krueng Teungku yang terletak di Gampong Beurenut Kecamatan. Secara geografis, DAS Krueng Teungku terletak pada
5
026’40’’-5
038’20’’LU dan
95
032’30’’-95
040’50’’BT.
Selengkapnya bagan alir penelitian pada Gambar 1.Mulai
Permasalahan:
Banjir Bandang berulang pada DAS Krueng Teungku
Literature review
Pengumpulan Data Primer: 1. Lebar dan Tinggi Pelimpah
2. Panjang dan Lebar sungai 3. Elevasi hulu dan hilir dasar sungai
Pengumpulan Data Sekunder: 1. Data hujan harian 2 Jan 2015 2. Peta Topografi 1 : 50.000
Analisis Data:
1. Curah Hujan: Alternating Block Method 2. Debit Puncak Banjir: Metode SCS 3. Pelimpah: mercu spillway (B, H, Q, DH=0,25 m, C=1,7)
Analisis Flow Routing: Level Pool Routing
Hasil dan Pembahasan: Hidrograf Outflow Analisis Hidrograf Inflow
Karakteristik DAS Krueng Teungku sebagai berikut: Luas DAS sampai batas rencana pembendungan 92,14 km2; kemiringan dasar sungai 0,0187; panjang sungai 25,15 km, dan elevasi hulu sungai +535 m dpl. Elevasi elevasi puncak mercu di hilir sungai +64,5 m dpl. Berdasarkan besarnya hujan sebesar 125 mm di-peroleh besarnya intensitas hujan sebesar 43,33 mm/jam dan waktu konsentrasi tc = 3,66 jam. Bentuk
hyeto-graph DAS Krueng Teungku pada Gambar 2.
Gambar 2. Hyetograph DAS Krueng Teungku tanggal 2 Januari 2013
Dari grafik diatas terlihat hujan tertinggi pada durasi ke 13 jam dengan tinggi hujan 43,35 mm. Melalui rasio waktu dan debit diperoleh debit sebesar 4,761 m3/dt. Berdasarkan Direct Runoff Hydrograph (DRH) diperoleh debit puncak sebesar 447,57 m3/dt yang terjadi pada jam ke 11,27. Plotting hidrograf untuk hujan yang terjadi pada tanggal 2 Januari 2013 diberikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Hidrograf banjir tanggal 2 januari 2013
Berdasarkan analisis peta topografi dan penelitian terdahulu (Vadiya, 2014) diperoleh luas genangan waduk pada elevasi +64,5 m dpl sebesar 944,93 m2 dan kapasitas tampungan sebesar 78,744 m3. Hubungan elevasi dengan debit pelimpah dapat dilihat pada Gambar 4 berikut.
Gambar 4. Hubungan debit pelimpah dengan elevasi
Penelusuran banjir dilakukan berdasarkan pada hidrograf inflow di hulu DAS. Hidrograf inflow-outflow puncak banjir dengan pelimpah waduk di bagian hulu (outlet DAS) pada Gambar 5.
Gambar 5. Hidrograf Inflow-Outflow
Dari hasil diatas dapat kita ketahui bahwa puncak debit inflow yang masuk ke waduk adalah 447,57 m3/det pada jam ke 11,27. Setelah direncanakan bangunan pelimpah dengan interval waktu 0,4 jam, debit outflow yang keluar menjadi lebih sedikit namun berkelanjutan. Waktu resisi hidrograf lebih lama yaitu pada jam ke 16,10 dan debit puncak outflow juga berkurang menjadi 394,04 m3/det. Hal ini diharapkan dapat menanggulangi banjir dengan selisih dari debit sebesar 53,53 m3/det. Meskipun debit outflow lebih cenderung bernilai sama atau debit rata-rata keseluruhan sama, namun debit outflow memakan waktu yang lebih lama dalam memperkecil debitnya. Hal ini sangat membantu mengantisapasi kerusakan dan korban akibat banjir bandang pada saat terjadinya banjir bandang di hilir DAS Krueng Teungku, Aceh Besar.
KESIMPULAN
Penelusuran banjir dilakukan berdasarkan pada hidrograf inflow. Kurangnya kemampuan pelimpah untuk mereduksi debit banjir menjadikan penambahan durasi genangan terhadap debit. Selain fungsinya sebagai pengontrol debit banjir, waduk juga difungsikan sebagai tampungan air di musim kemarau dan mencegah terjadinya pendangkalan sungai.
Chow, V.T., Maidment, D.R, and Mays, L.W,. 1988. Applied Hydrology. McGraw Hill.
Vadiya, R., 2014. Identifikasi Zona Ancaman Banjir Bandang Pada Subdas Kruen Tengku Kabupaten
Aceh Besar. Universitas Syiah Kuala. Banda Aceh.
Triatmodjo, B., 2008. Hidrologi Terapan. Cetakan Kedua. Beta Offset. Yogyakarta
Kementrian Pekerjaan Umum. 2012. Pedoman Pembuatan Peta Rawan Longsor dan Banjir Bandang Akibat Runtuhnya Bendungan Alam. Pedoman Manajemen Penanggulangan Bencana Banjir Bandang. Jakarta.
Firmansyah, MN, Kadarsetia, E., 2010. Penyelidikan Potensi Banjir Bandang di Kabupaten Jember
