912
ANALISIS DAERAH GENANGAN DAN BAHAYA BANJIR DI
SUNGAI KAMPAR KECAMATAN KAMPAR UTARA
Rahmatul Irfan1, Bambang Sujatmoko1*, Siswanto1 1Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Riau; Pekanbaru.
Email: rahmatul.irfan46@gmail.com
*Coresponding Author: b_sujatmoko@yahoo.com Email: siswanto@lecturer.unri.ac.id
ABSTRACT
Based on data from BPBD of Riau province, there were 7 flood events in the 2015 to 2016 period. The flood disaster occurred in Kampar district, especially in the downstream area of the Koto Panjang hydropower plant. The main cause is the discharge overflows from spillway of reservoir that was over capacity of the river downstream causing a inundation in the downstream area of the Koto Panjang hydropower plant. Kampar Utara District is one of the main areas affected by the flood. Therefore the purpose of this study is to determine several parameters such as depth, area, and hazard level classification. By applying the hydraulic flow computation model using HEC-RAS, HEC-GeoRAS and GIS software, the parameters can be obtained. Inundation depth is obtained at return period of Q1 of 0.49 m, Q2 of 0.63 m, Q5 of 0.65 m, Q10 of 0.71 m, and Q25 of 0.76 m. The highest inundation area was obtained 647.5 Ha at return period of Q25, with a depth of 0.76 m, and the flood hazard criteria was moderate to high.
Keywords : inundation area, flood hazard criteria, GIS, HEC-RAS, HEC-GeoRAS
ABSTRAK
Berdasarkan data dari BPBD provinsi Riau, telah terjadi 7 kali kejadian banjir rentang waktu 2015 sampai 2016. Bencana banjir tersebut terjadi di kabupaten Kampar terutama di daerah hilir PLTA Koto Panjang. Penyebab utama adalah debit banjir melalui spillway waduk melebihi kapasitas sungai di hilirnya, sehingga menimbulkan genangan pada daerah hilir PLTA Koto Panjang. Kecamatan Kampar Utara merupakan salah satu wilayah terdampak dari kejadian banjir tersebut. Penelitian ini bertujuan menentukan beberapa parameter seperti kedalaman, luas, serta klasifikasi tingkat bahaya. Dengan menerapkan model komputasi aliran hidraulika HEC-RAS dan HEC-GeoRAS serta perangkat lunak SIG, diperoleh parameter-paramater tersebut. Diperoleh kedalaman genangan pada kala ulang Q1 sebesar 0,49 m, Q2 sebesar 0,63 m, Q5 sebesar 0,65 m, Q10 sebesar 0,71 m, dan Q25 sebesar 0,76 m. Luas genangan tertinggi diperoleh 647,5 hektar pada kala ulang Q25, dengan kedalaman 0,76 m, serta kriteria bahaya banjir termasuk kategori sedang sampai tinggi.
913
1. PENDAHULUAN
Banjir merupakan salah satu masalah yang cukup rentan terjadi pada kecamatan Kampar Utara sehingga secara tidak langsung memberikan kerugian bagi masyarakat yang tinggal di lingkungan yang rawan terjadi banjir tersebut, berdasarkan BPBD Provinsi Riau pada tahun 2015 – 2016 terdapat 7 kejadian banjir, bencana banjir terbesar di provinsi Riau terdapat di daerah PLTA Koto Panjang kabupaten Kampar (Vanezsa, 2018). Akibatnya perlu ada peta sebaran genangan yang dipergunakan untuk mengetahui sebaran dan tingkat kerawanan banjir yang terjadi agar menjadi tambahan informasi dalam memanajemen pembangunan serta mitigasi bencana
Teknologi GIS dipergunakan dalam memvisualisasikan dan menganalisis seberapa besar tingkat kerawanan dan sebaran genangan yang terjadi dengan menggunakan beberapa parameter yang mengakibatkan genangan seperti bentuk DAS, sebaran penggunaan lahan, geometri sungai serta elevasi suatu daerah. Salah satu perangkat lunak yang dapat dikombinasikan dengan GIS adalah HEC-GeoRAS yang dapat memberikan data input untuk dapat diproses lebih lanjut menggunakan HEC-RAS.
Software HEC-RAS digunakan sebagai pemodelan aliran yang dapat digunakan kembali
hasilnya untuk diproses kembali dengan GIS dan HEC-GeoRAS (Aulia, 2017). Dengan adanya analisis sebaran genangan dan tingkat kerawanan banjir ini dapat memberikan gambaran lapangan dan dijadikan sebagai peringatan agar dapat mengurangi dan meminimalisir korban dan kerugian yang terjadi akibat banjir. Maka dilakukanlah analisis sebaran dan kerawanan banjir di kecamatan Kampar Utara ini dengan bantuan teknologi GIS, HEC-GeoRAS, serta HEC-RAS.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Model Elevasi Digital
Model elevasi digital atau yang biasa disebut Digital Elevation Model (DEM) merupakan suatu model topografi permukaan bumi, Terminologi lain yang juga akrab digunakan selain Digital
Elevation Model yaitu Digital Terrain Model (DTM) dan Digital Surface Model (DSM). DEM
memperhitungkan (mengukur) titik-titik (unsur-unsur) tertinggi yang terletak di bawah tinggi nominal pengamat (contoh sensor satelit) yang mengorbit di atas permukaan bumi dengan liputan data-data berupa ketinggian (bagian paling atasnya) (Prahasta, 2008, dalam Asih, 2012).
2.2 Klasifikasi Bahaya Banjir
Klasifikasi bahaya banjir dalam penentuan bahaya banjir, sering digunakan untuk menentukan parameter indeks bahaya yang nantinya digunakan dalam penentuan indeks risiko bencana. Salah satu parameter klasifisakasi bahaya banjir adalah kedalaman genangan akibat limpasan banjir. Kriteria dan klasifikasi bahaya banjir dari parameter kedalaman genangan, dapat dilihat pada Tabel 1.
914
Tabel 29. Kriteria dan Klasifikasi Bahaya Banjir
Parameter No Kriteria Klasifikasi
Kedalaman Genangan 1 >70 cm Tinggi 2 20-70 cm Sedang 3 <20 cm Rendah Sumber: Aprizon (2013)
2.3 Sistem Informasi Geografis
Sistem Informasi Geografis (GIS) merupakan sistem informasi berbasis komputer untuk mengelola, menganalisis dan menyimpan serta memanggil data yang bereferensi geofrafis. Manfaat dari GIS yaitu memberikan kemudahan kepada para pengguna yang berkaitan dengan aspek keruangan (spasial), salah satunya kemudahan dalam hal pemetaan lahan (Wibowo, 2015).
2.4 Perangkat Lunak HEC-RAS
Alat bantu analisis yang digunakan pada penelitian ini adalah aplikasi Hydrologic
Engineering Center – River Analysis System (RAS) 5.0.5. perangkat lunak
HEC-RAS merupakan aplikasi yang digunakan untuk menghitung analisis hidraulika, yaitu perhitung profil muka air pada aliran permanen (steady flow) dan tidak permanen (unsteady flow). HEC-RAS dirancang untuk mensimulasi fenomena pada jaringan saluran alami maupun buatan. Kunci utama pemodelan pada HEC-RAS adalah penggunaan represantasi data geometri dan perhitungan geometri serta perhitungan hidraulika berulang (Istirto, 2011).
2.5 Perangkat Lunak HEC-GeoRAS
HEC-Geo-RAS merupakan salah satu ekstensi yang digunakan pada salah satu sistem SIG yang hak cipta di pegang oleh environmental systems research institute (ESRI). Ekstensi ini berguna atau secara khusus didesain untuk memproses data geospasial untuk digunakan dengan HEC-RAS. Alat ini memperbolehkan pengguna untuk mendapatkan data attribute geometri dari data DEM atau DTM dan perlengkapan lainnya dalam bentuk import file geometri pada HEC-RAS. Hasil komputasi profil muka air dapat diproses untuk menampilkan kedalaman serta batas-batas genangan, panduan penggunaan ekstensi HEC-GeoRAS dapat dilihat pada modul pengguna pada halaman resmi penyedia.
915
3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Gambar 57. Lokasi penelitian (a), digitasi geometric sungai (b)
Penelitian berlokasi di sungai Kampar dan dilakukan di Daerah Aliran Sungai (DAS) Kampar sepanjang ± 14 km di kecamatan Kampar utara (Gambar 1(a)). Daerah studi berlokasi di bagian hilir waduk PLTA koto Panjang dan merupakan daerah rawan terjadi genangan banjir ketika pembungan air berlebih dari waduk PLTA koto Panjang. Untuk keperluan simulasi banjir di daerah studi, dilakukan digitasi geometric sungai menggunakan GIS dan HEC-GeoRas dan hasilnya dapat dilihat pada Gambar 1(b).
3.2 Pengumpulan Data
Adapun data-data yang diiperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Data curah hujan Kecamatan Kampar utara tahun 2003 sampai 2017
2. Data penampang sungai Kampar di Kecamatan Kampar utara sepanjang ± 14 km menggunakan HEC-GeoRAS dengan basis peta DEMNAS.
3. Tata guna lahan dan Daerah Aliran sungai (DAS) sungai Kampar yang didapatkan dari BPDAS Indragiri Rokan
4. Data debit turbin dan pelimpah dari PLTA koto Panjang
3.3 Pengolahan Data 3.3.1 Analisis Hidrologi
a. Pada penelitian ini data yang digunakan adalah data curah hujan harian 15 tahun (tahun 2003 sampai 2017) yang diperoleh dari stasiun Pasar Kampar. Data tersebut dilakukan analisis frekuensi hujan dan menghitung intensitas hujan yang terjadi untuk durasi tertentu. Hasil yang diperoleh dapat memperlihatkan hubungan antara intensitas hujan dengan durasi dan frekuensi dalam grafik IDF. Kemudian digunakan HSS Nakayasu untuk menentukan debit banjir rencana (Gambar 2).
Kec. Kampar
916
Gambar 58. Debit banjir rencana dari data hujan (di hilir waduk)
b. Debit yang keluar dari spillway ditentukan dengan menggunakan data debit tahun 2008 – 2018 dari kantor operasional PLTA Koto Panjang. Data debit dianalisis dengan analisa frekuensi (Dsiatribusi Log Pearson III) dan hasilnya dikombinasikan dengan debit rencana hasil HSS Nakayasu. Debit hasil HSS Nakayasu (debit puncak saja) dikombinasikan dengan data debit turbin dan pelimpah dari PLTA Koto Panjang didapatkan debit total input pada pemodelan di HEC-RAS (Tabel 2).
Tabel 30. Debit Input untuk simulasi Model HEC-RAS Debit Kala Ulang (m3/det)
Q1 Q2 Q5 Q10 Q25 Q50 Q100 HSS Nakayasu 333,9 710,1 858,7 923,6 981,1 1011,6 1034,8 Debit Spilway 844,3 1181,8 1513,5 1779,7 2171,5 2506,6 2880,9 Total Q 1178,2 1891,9 2372,2 2703,3 3152,6 3518,2 3915,7
3.3.2 Simulasi Muka Air Banjir HEC-RAS
Pada proses simulasi muka air banjir dengan HEC-RAS data input berupa geometri sungai tinjauan yang telah didapatkan dari HEC-GeoRAS dengan basis peta DEMNAS (Gambar 1(b)), kemudian data debit (Tabel 2) dipakai sebagai kondisi batas hulu (boundary condition). Hasil dari simulasi HEC-RAS berupa hasil elevasi muka air banjir pada setiap penampang sungai (contoh hasil di Gambar 3) dan selanjutnya dapat dilihat pada RAS-MAPPER yang berguna untuk proses penyuntingan data. Kemudian hasil ini diekspor dan diproses menggunakan GIS dan HEC-GeoRAS untuk memvisualisasikan hasil yang diekstrak berupa hasil peta sebaran genangan.
917
Gambar 59. Hasil simulasi elevasi banjir di setiap kala ulang (CS 12154)
3.3.3 Pemetaan Daerah Genangan Dan Bahaya Banjir Dengan GIS
Pada tahap ini hasil yang telah di impor dari HEC-RAS dilakukan proses flood
inundation menggunakan HEC-GeoRAS, dan dilakukan proses penyuntingan hasil
render tersebut dengan GIS yang mengkalkulasi beberapa parameter genangan berupa luasan, kedalaman serta tingkat bahaya banjir/genangan tersebut. Hasil dari GIS ini berupa peta sebaran genangan yang merupakan hasil olahan HEC-RAS, HEC-GeoRAS, serta dapat dilakukan image overlay pada kebutuhan perencanaan, desain, dan mitigasi bencana banjir dan genangan.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Hidrolika
Untuk menganalisa sebaran genangan dan klasifikasi bahaya banjir di daerah studi, dilakukan analisis elevasi muka air banjir dengan software HEC-RAS. Analisa dilakukan dengan debit kala ulang Q1 – Q25. Untuk mendapatkan hasil yang valid, maka hasil running model HECRAS harus dilakukan proses kalibrasi dengan data observasi lapangan.
Kalibrasi Model
Menurut excimap (2007) data historik diperlukan dalam kalibrasi model untuk menentukan seberapa akurat permodelan dengan kejadian dilapangan, data historik diperlukan sebagai komparasi agar dapat dijadikan sebagai data publik yang dapat dipakai kembali. Pada penelitian ini peninjauan dilakukan dengan melakukan tanya jawab dengan warga sekitar dengan melihat lokasi peta sebaran genangan banjir yang telah dimodelkan. Pada sesi tanya jawab dilakukan juga pengecekan terhadap daerah sekitar. Kekurangan dari metode peninjauan secara langsung adalah kurangnya tanda atau bekas genangan atau kejadian banjir yang terjadi sudah cukup lama sehingga tanda atau bekas menjadi cukup tidak jelas. Hasil kalibrasi model (Tabel 3) menunjukkan
918
bahwa kesalahan antara simulasi model dan pengukuran lapangan sebesar 0,0344 (3,44%). Hasil kalibrasi < 5% menunjukkan bahwa model HECRAS cukup handal digunakan dalam simulasi elevasi muka air banjir di sungai Kampar.
Tabel 31. Pengukuran data genangan di lokasi studi (periode banjir 2 tahun)
No. Titik koordinat Lokasi Simulasi Model (m)
Observasi
(m) Tahun Tempat 1. E:101.071625
N:0.360218 Jl Utama Sp kubu 0,63 0,58 – 0,65 2016-2018 Ruko 2. E:101.076727
N:0.367657 Ds Limau Manis 0,63 0,55 – 0,65 2016-2018 Rumah 3. E:101.106114
N:0.356548 Bukut Ranah 0,63 0,60 – 0,70 2016-2018 Ruko
Tabel 32. Hasil kalibrasi Elevasi muka air di Model dan Pengukuran Lapangan
No. Titik koordinat Simulasi Model (m) Observasi (m) Rerata Obs (m) %kesalahan (%) 1. E:101.071625 N:0.360218 0,63 0,58 – 0,65 0,62 2,38 2. E:101.076727 N:0.367657 0,63 0,55 – 0,65 0,60 4,76 3. E:101.106114 N:0.356548 0,63 0,60 – 0,70 0,65 3,17 Rerata 3,44
Hasil analisis hidrolika profil muka air banjir yang terjadi di sungai Kampar, dengan daerah studi sepanjang 14 km ditunjukkan pada Gambar 4. Pada simulasi debit dengan kala ulang 25 tahun (Q25), dapat dilihat bahwa sebagian besar penampang sungai mengalami over flow atau elevasi muka air melewati tebing sungai (pada Gambar 4, tebing sungai ditunjukkan dengan titik merah). Hasil simulasi menunjukkan bahwa masih banyak daerah dataran banjir di sepanjang daerah studi yang elevasinya lebih rendah sehingga pada banjir kala ulang 25 tahun didominasi genangan banjir dengan tinggi di atas 70 cm (sekitar 647,5 ha, lihat Tabel 5).
919
Gambar 60. Hasil simulasi profil muka air banjir di daerah studi dengan HEC-RAS
4.2 Pemetaan daerah genangan banjir
Pada proses ini hasil dari HEC-RAS diimpor ke GIS, kemudian dilanjutkan menggunakan HEC-GeoRAS untuk memvisualisasikan hasil di GIS. Hasil dari visualisasi ini kemudian diperiksa kembali dan diambil data yang diperlukan semisal luas dan kedalaman.
Gambar 61. Proses render genangan dan hasil render Q25 menggunakan HEC-GeoRAS dan GIS
Luas genangan yang disimulasikan adalah luas genangan dari limpasan air di dataran banjir saluran utama sungai yang ditinjau. Pada kala ulang Q25 tahun didapati dari hasil model GIS luas genangan termasuk sungai sebesar 647,5 Ha sedangkan untuk
920
luas yang tergenang berdasarkan model boundary sebesar 232,5 Ha. Untuk kedalaman banjir dominan pada simulasi kala ulang 25 tahun (Q25) didapati 0,76 m dengan klasifikasi bahaya banjir kategori “tinggi”. Data raster yang diperoleh dari simulasi kala ulang Q1.1, Q2, Q5, Q10, Q25 dapat dilihat pada Tabel 5. Hasil dari tabel ini merupakan hasil dari model sebelum dilakukan kembali ground check, hal ini perlu dilakukan agar dapat menentukan keandalan model serta eror dari model yang telah di lakukan.
Tabel 33. Rekapitulasi luas dan kedalaman serta klasifikasi bahaya banjir
Sungai
Luas Genangan (ha)
Q1.1 Q2 Q5 Q10 Q25 379,8 495,7 562,7 602,2 647,5 Kampar Kedalaman Genangan (m) Q1.1 Q2 Q5 Q10 Q25 0,49 0,63 0,65 0,71 0,76
Klasifikasi Sedang Sedang Sedang Tinggi Tinggi
Selanjutnya dilakukan kembali analisis data raster untuk mendapatkan luas genangan di luar dari sungai tinjauan yang telah dimodelkan, hal ini dilakukan untuk mengetahui daerah di luar tebing sungai yang berdampak genangan. Hasil dari ekstrak data dapat dilihat pada tabel 3.
921
Gambar 62. Tingkat bahaya banjir pada Q25
5. KESIMPULAN
Simpulan dari penelitian ini yaitu :
1. Model HEC-RAS cukup handal untuk mensimulasi profil muka air di Sungai Kampar dengan tingkat kesalahan < 5 %.
2. Luas genangan secara bertahap meningkat dari 379.8 Ha ke 647.5 Ha 3. Kedalaman ekstrem terendah berada pada 0,49 m dan tertinggi pada 0,76 m 4. Klasifikasi bahaya banjir untuk seluruh sistem sungai di dominasi oleh
klasifikasi tinggi
5. Berdasarkan penelitian ini di ketahui bahwa HEC-RAS dan HEC-GeoRAS yang merupakan attachment tambahan pada SIG dapat digunakan untuk memperoleh beberapa data yang disimulasikan.
6. DAFTAR PUSTAKA
Al Amin, M. B. (2015). Pemanfaatan Teknologi LIDAR Dalam Analisis Genangan Banjir Akibat Luapan Sungai Berdasarkan Simulasi Model Hidrodinamik. INFO
TEKNIK, Volume 16 No. 1 , 21-32.
922
Intensitas Curah Hujan Kota Padang 1980-2009 dan Aspek Geomorfolog). Seminar Sains Atmosfer di Bandung. Vol. 73 No. 3.
Asih, TM. (2012). Pemodelan Spasial Aliran Permukaan Menggunakan Data Satelit
Terra Aster-Gdem Di Daerah Tangkapan Hujan Waduk Rawa Pening Provinsi Jawa Tengah. Universitas Diponegoro, Semarang.
Aulia, DF. (2017). Aplikasi Hec-Georas untuk Analisa Genangan dan Pengendalian
Banjir sungai Ciraja Jabupaten Cilacap. Srjana Thesis. Universitas Brawijaya,
Malang.
Excimap (European Exchange Circle on Flood Mapping). (2007). Hand-book on good practices for flood mapping in Europe.
http://tides.big.go.id/DEMNAS/ diakses pada tanggal 9 Juli 2019
Istiarto. (2011). Simulasi Aliran 1-Dimensi Dengan Bantuan Paket Program
Hiidrodinamika HEC-RAS. Modul Pelatihan. Jurusan Teknik Sipil dan
Lingkungan, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
Prahasta, Eddy. (2008). Model Permukaan Dijital. Bandung : Informatika, Triatmodjo, B. (2010). Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Beta Offset.
Vanezsa, PB. (2018). Komunikasi Bencana Dalam Penanggulangan Bencana Banjir Di
Kawasan Plta Koto Panjang. Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta.
Wibowo, KM. (2015). Sistem Informasi Geografis (SIG) Menentukan Lokasi
Pertambangan Batu Bara Di Provinsi Bengkulu Berbasis Website. Universitas
Dehasen Bengkulu, Bengkulu.
