commit to user
31
BAB 4
HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisis Hidrologi
4.1.1. Data Curah Hujan Harian Maksimum
Data curah hujan yang digunakan untuk analisis hidrologi DAS Gadangan adalah dari dua stasiun terdekat dengan DAS Gedangan yaitu stasiun Wonogiri dan stasiun Ngadirojo. Data curah hujan yang digunakan adalah data hujan selama 14 tahun dari tahun 2001 sampai dangan 2014. Data tersebut diperoleh dari Balai Pengelolaan Sumber Daya Air Sungai Bengawan Solo. Data curah hujan harian maksimum dapat dilihat di Tabel 4.1. berikut
Tabel 4.1. Data Hujan Harian Maksimum
no. Tahun Wonogiri Ngadirojo R24 max (mm) Tanggal R24 max (mm) Tanggal 1 2001 90 25-Mar 69 - 2 2002 73 24-Mar 68 - 3 2003 99 05-Jan 63 04-Jan 4 2004 92 24-Jan 70 24-Jan 5 2005 110 23-Jun 84 31-Jan 6 2006 78 16-Feb 65 26-Des 7 2007 201 26-Des 203 26-Des 8 2008 71 15-Feb 155 14-Nov 9 2009 88 25-Feb 75 27-Jan 10 2010 74 28-Apr 89 31-Des 11 2011 84 14-Des 85 14-Des 12 2012 84 03-Des 87 18-Des 13 2013 131 06-Jan 86 04-Mar 14 2014 117 20-Des 117 12-Des
(Sumber: PSDA Sungai Bengawan Solo)
4.1.2. Hujan Wilayah
Hujan wilayah dihitung dengan metode thiesen. Data hujan harian maksimum hanya diambil dari dua stasiun hujan dikarenakan DAS Gedangan hanya mencakup wilayah yang dipengaruhi oleh dua stasiun hujan saja, yaitu stasiun Wonogiri dan stasiun
commit to user
Ngadirojo. Perhitungan hujan wilayah dengan thiesen menggunakan persamaan 2.2. Hasil perhitungan hujan Wilayah dapat dilihat pada Tabel 4.2. berikut
Tabel 4.2. Hasil Perhitungan Hujan Wilayah
Tahun Wonogiri Ngadirojo Hujan Rata-Rata (mm)
2001 90 69 79.83 2002 73 68 70.57 2003 99 63 81.95 2004 92 70 81.58 2005 110 84 97.68 2006 78 65 71.84 2007 201 203 201.95 2008 71 155 110.79 2009 88 75 81.84 2010 74 89 81.11 2011 84 85 84.47 2012 84 87 85.42 2013 131 86 109.68 2014 117 117 117.00 (Sumber:Hasil Perhitungan)
4.1.3. Perhitungan Parameter Statistik
Dari hasil perhitungan hujan wilayah kemudian data dilakukan perhitungan parameter statistik untuk menentukan jenis distribusi yang sesuai, hasil perhitungan disajikan dalam Tabel 4.3. berikut ini
Tabel 4.3. Perhitungan Parameter Statistik No Tahun R24 Max (mm) ln (R24) 1 2001 79.83 4.380 2 2002 70.57 4.257 3 2003 81.95 4.406 4 2004 81.58 4.402 5 2005 97.68 4.582 6 2006 71.84 4.274 7 2007 201.95 5.308 8 2008 110.79 4.708 9 2009 81.84 4.405 10 2010 81.11 4.396 11 2011 84.47 4.436 12 2012 85.42 4.448
commit to user No Tahun R24 Max (mm) ln (R24) 13 2013 109.68 4.698 14 2014 117.00 4.762 Jumlah 1356 63 rata-rata 96.84 4.53 standar deviasi 33.55 0.27 coef variety 0.35 0.06 coef skewnes 2.66 1.93 coef kurtosis 8.09 4.54
4.1.4. Penentuan Jenis Distribusi
Setelah mandapatkan nilai-nilai dari parameter statistik maka selanjutnya menentukan jenis distribusi yang akan digunakan, dengan cara membandingan nilai dari parameter statistik dengan nilai yang disyaratkan setiap jenis distribusi. Penentuan jenis distribusi disajikan dalam Tabel 4.4. berikut
Tabel 4.4. Penentuan Jenis Distribusi
No Jenis Distribusi Syarat hasil ket.
1 Normal Cs ≈ 0 2.66 tidak
Ck ≈ 3 8.09 tidak
2 Log Normal Cs (ln x) = 0 1.93 tidak
Ck (ln x) = 3 4.54 tidak
3 Gumbel Cs = 1,139 2.66 tidak
Ck = 5,4002 8.09 tidak
4 Log-Pearson III Selain dari nilai di atas ya
Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa jenis distribusi yang cocok adalah jenis
Log-Pearson tipe III.
4.1.5. Uji Smirnov Kolmogorov
Uji Smirnov Kolmogorov dilakukan untuk menguji apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Perhitungan dari uji Smirnov Kolmogorov dari distribusi Log-Pearson tipe III disajikan dalam Tabel 4.5. berikut ini
commit to user
Tabel 4.5. Uji Smirnov Kolmogorov Terhadap Distribusi Log-Pearson tipe III
No X Sn Log Xi G Pr P (x) [Sn (x) - P (x)] (mm) (%) 1 70.6 0.07 1.849 -1.014 1.0246 -0.0246 0.091 2 71.8 0.13 1.856 -0.948 0.9417 0.0583 0.075 3 79.8 0.20 1.902 -0.561 0.6572 0.3428 0.143 4 81.1 0.27 1.909 -0.503 0.6211 0.3789 0.112 5 81.6 0.33 1.912 -0.482 0.6078 0.3922 0.059 6 81.8 0.40 1.913 -0.470 0.6004 0.3996 0.000 7 81.9 0.47 1.914 -0.465 0.5975 0.4025 0.064 8 84.5 0.53 1.927 -0.354 0.5281 0.4719 0.061 9 85.4 0.60 1.932 -0.313 0.5026 0.4974 0.103 10 97.7 0.67 1.990 0.179 0.3434 0.6566 0.010 11 109.7 0.73 2.040 0.605 0.2069 0.7931 0.060 12 110.8 0.80 2.044 0.641 0.1978 0.8022 0.002 13 117.0 0.87 2.068 0.842 0.1689 0.8311 0.036 14 201.9 0.93 2.305 2.845 0.0218 0.9782 0.045 Rata-Rata log Xi 1.969 Standar deviasi (Sd) 0.118 Koefisien skewness (Cs) 1.931
Berdasarkan Tabel 2.7. (tabel nilai kritis Do untuk uji Smirnov-Kolmogorov), besarnya
derajat kepercayaan (α) 5% untuk jumlah data (n) = 14 yaitu 0.34
Maka didapat hasil Dmaks = 0.143 dan Do = 0.34 Dengan membandingkan antara Dmaks
dan Do didapat Dmaks < Do, maka pemilihan metode frekuensi Log-Pearson tipe III
tersebut dapat diterima dan digunakan untuk mencari curah hujan rencana untuk periode ulang.
4.1.6. Perhitungan Hujan Rancangan
Berdasarkan hasil analisis jenis distribusi bahwa sebaran data curah hujan mengikuti distribusi Log Pearson III. Maka selanjutnya dilakukan perhitungan hujan rancangan menggunakan metode distribusi Log Pearson Tipe III, hasil perhitungan disajikan dalam Tabel 4.6. berikut ini:
commit to user Tabel 4.6. Analisis Metode Log Pearson III
No. Tahun X (mm) log X
1 2001 79.83 1.9022 2 2002 70.57 1.8486 3 2003 81.95 1.9135 4 2004 81.58 1.9116 5 2005 97.68 1.9898 6 2006 71.84 1.8564 7 2007 201.95 2.3052 8 2003 110.79 2.0445 9 2009 81.84 1.9130 10 2010 81.11 1.9090 11 2011 84.47 1.9267 12 2012 85.42 1.9316 13 2013 109.68 2.0401 14 2014 117.00 2.0682 Jumlah 1129.03 7.0291 rata-rata 96.837 1.969 standar deviasi 33.546 0.118 koef. Skewness 2.658 1.931 Kurtosis 8.094 4.543
Nilai koefisien kemencengan (Cs) = 1.931 maka dapat dihitung nilai K melalui interpolasi berdasarkan Tabel 2.3. Setelah nilai K didapatkan dihitung curah hujan rencana pada setiap periode ulang. Nilai curah hujan rencana seperti ditunjukkan pada Tabel 4.7. berikut ini
Tabel 4.7. Curah Hujan Rancangan Menggunakan Log Pearson III T (tahun) G G.S log Xi + G.S R (mm) 2 -0,298 -0,035 1,933 85,771 5 0,621 0,074 2,042 110,188 10 1,308 0,155 2,123 132,838 25 2,211 0,262 2,230 169,904 50 2,891 0,342 2,311 204,483 100 3,569 0,422 2,391 246,007
4.1.7. Koefisien Aliran Permukaan (c)
Kondisi tata guna lahan DAS Gedangan meliputi pemukiman, persawahan, dan lahan bebas atau kebun. Perhitungan koefisien aliran dilakukan dengan cara pengeplotan secara
commit to user
manual mengunakan satuan kotak, masing-masing kotak diberikan warna yang mewakili kegunaan lahan. Pengeplotan dapat dilihat pada Gambar 4.1. berikut
Gambar 4.1. Pengeplotan Tata Guna Lahan dengan Satuan Kotak
Keterangan : Warna biru mawakili persawahan, warna merah mewakili pemukiman
tidak padat, dan warna hijau mewakili taman/kebun.
Setelah mendapatkan jumlah kotak yang mewakili kegunaan lahan masing-masing selanjutnya dilakukan perhitungan koefisien pengaliran (c), C rata-rata dihitung dengan persamaan 2.11. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.8. berikut
Tabel 4.8. Perhitungan Koefisien Aliran (c)
Warna Keterangan Luas
(kotak) Koefisien Prosentase
C rata-rata (%)
Biru Persawahan 57 0.5 24.36 12.18
Merah Pemukiman tidak padat 87 0.5 37.18 18.59
Hijau Taman/kebun 90 0.3 38.46 11.54
Jumlah 234 100.00 42.31
Dari tabel 4.11 dapat disimpulkan bahwa koefisien aliran di DAS Gedangan adalah sebesar 42.31 %.
4.1.8. Perhitungan Curah Hujan Efektif
Sebelum menghitung banjir rancangan menggunakan hidrograf satuan sintetis, maka perlu diketahui intensitas hujan jam-jaman dengan suatu interval tertentu dan curah hujan efektif jam-jaman terlebih dahulu.
commit to user
Intensitas Hujan Jam-jaman
Intensitas Hujan jam-jaman dihitung dengan rumus mononobe menggunakan persamaan 2.12. Durasi hujan yang terjadi di daerah aliran Sungai Bengawan Solo ruas 1 diasumsikan terjadi selama 6 jam.
Analisis intensitas hujan jam-jaman dengan menggunakan persamaan 2.12. Hasil selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.9. berikut
Tabel 4.9. Intensitas Hujan Jam-jaman
Jam ke- RT = (R24/t) x (t/T)2/3 RT 1 RT = (R24/6) x (6/1)2/3 0.550R24 2 RT = (R24/6) x (6/2)2/3 0.347R24 3 RT = (R24/6) x (6/3)2/3 0.265R24 4 RT = (R24/6) x (6/4)2/3 0.218R24 5 RT = (R24/6) x (6/5)2/3 0.188R24 6 RT = (R24/6) x (6/6)2/3 0.167R24
Curah Hujan Jam-jaman
Curah hujan jam-jaman dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.13. Hasil selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.10. berikut
Tabel 4.10. Curah Hujan Jam-jaman
Jam ke- rT = (T x RT) - (T - 1) x R(T – 1) rT 1 r1 = (1 x R1) - (1 - 1) x R(1 – 1) 0.550R24 2 r2 = (2 x R2) - (2 - 1) x R(2 – 1) 0.143R24 3 r3 = (3 x R3) - (3 - 1) x R(3 – 1) 0.100R24 4 r4 = (4 x R4) - (4 - 1) x R(4 – 1) 0.080R24 5 r5 = (5 x R5) - (5 - 1) x R(5 – 1) 0.068R24 6 r6 = (6 x R6) - (6 - 1) x R(6 – 1) 0.059R24
Setelah mendapatkan nilai dari curah hujan jam-jaman kemudian diurutkan menggunakan pola agihan 6 jam menurut alternating block method (ABM), pola pengurutannya digambarkan dalam Grafik 4.1. berikut
commit to user
Grafik 4.1. Pola Agihan Hujan Menurut ABM
Selanjutnya curah hujan rancangan hasil dari analisis Log-Pearson III didistribusikan menjadi curah hujan jam-jaman yang disajikan dalam Tabel 4.11. berikut
Tabel 4.11. Distribusi Curah Hujan Jam-jaman
T RT (mm/hari) Jam ke-1 (mm) Jam ke-2 (mm) Jam ke-3 (mm) Jam ke-4 (mm) Jam ke-5 (mm) Jam ke-6 (mm) 0.07988 0.10034 0.55032 0.14304 0.06746 0.05896 2 85.771 6.851 8.606 47.201 12.269 5.786 5.057 5 110.188 8.802 11.056 60.639 15.761 7.433 6.497 10 132.838 10.611 13.329 73.104 19.001 8.961 7.833 25 169.904 13.572 17.048 93.502 24.303 11.461 10.018 50 204.483 16.334 20.518 112.531 29.249 13.794 12.057 100 246.007 19.651 24.684 135.383 35.189 16.595 14.506
Hujan Efektif DAS Gedangan
Hujan efektif di DAS Gedangan dihitung menggunakan persamaan 2.14 sedangkan nilai koefisien pengaliran (C) adalah 42,31 % atau 0,42. Contoh perhitungan adalah sebagai berikut.
Re = rT x C
Contoh perhitungan Jam ke-1 dengan rT = 0,0798 x R24
Re = 0.0798 x R24 x C
= 0.0798 x 85,771 x 42,31% = 2,889 mm
Hasil perhitungan selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.12. berikut 0.07988 0.10034 0.55032 0.14304 0.06746 0.05896 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 p rese n ta se h u ja n
Pola Agihan Hujan 6 jam (ABM)
jam ke 1 jam ke 2 jam ke 3 jam ke 4 jam ke 5 jam ke 6
commit to user
Tabel 4.12. Perhitungan Curah Hujan Efektif DAS Gedangan
T (tahun) Jam ke-1 (mm) Jam ke-2 (mm) Jam ke-3 (mm) Jam ke-4 (mm) Jam ke-5 (mm) Jam ke-6 (mm) Jml. (mm) 2 2.899 3.641 19.970 5.191 2.448 2.140 36.288 5 3.724 4.678 25.655 6.668 3.145 2.749 46.618 10 4.489 5.639 30.929 8.039 3.791 3.314 56.201 25 5.742 7.213 39.558 10.282 4.849 4.238 71.882 50 6.911 8.681 47.609 12.375 5.836 5.101 86.512 100 8.314 10.443 57.277 14.888 7.021 6.137 104.080
4.2. Analisis Debit Banjir Rancangan Sungai Gedangan
Setelah diperoleh curah hujan efektif jam-jaman, maka dilakukan perhitungan Hidrograf satuan sintetik (HSS) Nakayasu untuk memperoleh waktu puncak banjir.
4.2.1. Perhitungan Debit Banjir Metode Nakayasu
Perhitungan debit banjir dengan metode nakayasu pada Sungai Gedangan dapat dilihat dalam langkah-langkah dibawah ini:
Dari hasil pengeplotan menggunakan bantuan google maps, lihat lampiran LB – 4 didapatkan hasil sebagai berikut,
Luas Daerah Aliran Sungai = 5.79 km2
Panjang Sungai = 8.00 km
Menghitung waktu konsentrasi (Tg)
Tg = 0.40 + 0.058 L (untuk L > 15 km) = 0.21 L0.70 (untuk L < 15 km) = 0.900 jam
Menghitung koefisien alpha ()
= 1/Tg x 0.47 (A.L)0.25 = 1.362
Menentukan satuan waktu yang digunakan (tr)
tr = 1 x Tg (ketentuan Tr = 0,5 x tg sampai dengan 1 x tg) = 0,9 jam
commit to user
Menghitung wktu puncak (Tp) Tp = Tg + 0.80 tr
= 1.6 jam
Menghitung waktu resesi (T0.3)
T0,3 = a Tg
= 1.226 jam
Mengitung Debit puncak (Qp) Qp = C . A . Ro
3,6 ( 0,3 Tp+𝑇0,3) = 0.939 m3/det
(Tp + T0,3) = 2.93 jam (Tp + T0,3 + 1,5T0,3) = 5 jam
Menentukan persamaan unit hidrograf Nakayasu a. Kurva Naik (QN) 0 ≤ t < Tp 0 ≤ t < 1,7 Persamaan Qn = Qmaks ( t Tp) 2,4 b. Kurva turun 1 (QT 1) Tp ≤ t < (Tp + T0,3) 1,7 ≤ t < 2.93 Persamaan Qt 1 = Qp*0,3^[(t-Tp)/T0,3] c. Kurva turun 2 (QT 2) (Tp+T0,3) ≤ t < (Tp + T0,3 +1,5 T0,3) 2.93 ≤ t < 5 Persamaan Qt 2 = Qp*0,3^[(t-Tp+0,5 T0,3)/(1,5 T0,3)] d. Kurva turun 3 (QT 3) t ≥ (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3) t ≥ 5 persamaan Qt 3 = Qp*0,3^[(t-Tp+1,5 T0,3)/(1,5 T0,3)]
commit to user
Setelah mendapatkan nilai unit hidrograf kemudian menghitung kontrol dan debit unit hidrograf terkoreksi, perhitungan unit hidrograf nakayasu selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.13. berikut
Tabel 4.13. Perhitungan Unit Hidrograf Metode Nakayasu
Kurva t (jam) UH (m3/det) Kontrol (m3) UH Koreksi (m3/det) QN 0 0.00000 0 0 1 0.25913 932.861 0.27005 QT 1 2 0.69018 2484.636 0.71927 QT 2 3 0.26483 953.405 0.276 4 0.13762 495.430 0.14342 QT 3 5 0.07431 267.512 0.07744 6 0.04548 163.728 0.0474 7 0.02784 100.208 0.02901 8 0.01704 61.331 0.01775 9 0.01043 37.537 0.01087 10 0.00638 22.974 0.00665 11 0.00391 14.061 0.00407 12 0.00239 8.606 0.00249 13 0.00146 5.267 0.00152 14 0.00090 3.224 0.00093 15 0.00055 1.973 0.00057 16 0.00034 1.208 0.00035 17 0.00021 0.739 0.00021 18 0.00013 0.452 0.00013 19 0.00008 0.277 0.00008 20 0.00005 0.169 0.00005 21 0.00003 0.104 0.00003 22 0.00002 0.063 0.00002 23 0.00001 0.039 0.00001 24 0.00001 0.024 0.00001
Dari unit hidrograf terkoreksi, selanjutnya dapat dilakukan penghitungan debit banjir rencana dengan metode Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu. Rekapitulasi Dari perhitungan debit banjir rencana disajikan dalam Tabel 4.14. berikut
commit to user
Tabel 4.14. Rekap Perhitungan Hidrograf Banjir Metode Nakayasu
t Q2 Q5 Q10 Q25 Q50 Q100
jam m3/det m3/det m3/det m3/det m3/det m3/det
0 0 0 0 0 0 0 1 0.783 1.006 1.212 1.551 1.866 2.245 2 3.068 3.942 4.752 6.078 7.315 8.800 3 8.812 11.320 13.647 17.455 21.008 25.274 4 17.186 22.079 26.617 34.044 40.973 49.293 5 10.653 13.685 16.499 21.102 25.397 30.554 6 7.054 9.063 10.926 13.974 16.818 20.234 7 4.762 6.118 7.375 9.433 11.353 13.659 8 2.447 3.144 3.790 4.848 5.834 7.019 9 1.418 1.822 2.196 2.809 3.380 4.067 10 0.846 1.086 1.310 1.675 2.016 2.426 11 0.518 0.665 0.802 1.025 1.234 1.485 12 0.317 0.407 0.491 0.628 0.755 0.909 13 0.194 0.249 0.300 0.384 0.462 0.556 14 0.119 0.152 0.184 0.235 0.283 0.340 15 0.073 0.093 0.112 0.144 0.173 0.208 16 0.044 0.057 0.069 0.088 0.106 0.127 17 0.027 0.035 0.042 0.054 0.065 0.078 18 0.017 0.021 0.026 0.033 0.040 0.048 19 0.010 0.013 0.016 0.020 0.024 0.029 20 0.006 0.008 0.010 0.012 0.015 0.018 21 0.004 0.005 0.006 0.008 0.009 0.011 22 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 23 0.001 0.002 0.002 0.003 0.003 0.004 24 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 0.003
Berdasarkan rekapitulasi debit Hidrograf satuan sintetis (HSS) Nakayasu, dapat digambarkan bentuk Hidrograf satuan sintetis (HSS) Nakayasu seperti yang ditunjukkan pada Grafik 4.2. berikut
commit to user
Grafik 4.2. Hidrograf satuan sintetis (HSS) Nakayasu Sungai Gedangan
Dari perhitungan Hidrograf satuan sintetis (HSS) Nakayasu Sungai Gedangan didapatkan debit banjir maksimum yang biasa disebut dengan debit banjir rancangan yang disajikan dalam Tabel 4.15. berikut
Tabel 4.15. Debit Rencana
no. Q rencana Debit
(tahun) (m3/detik) 1 Q 2 16.725 2 Q 5 21.486 3 Q 10 25.903 4 Q 25 33.130 5 Q 50 39.873 6 Q 100 47.970
Dari data debit rancangan yang telah dihitung, seterusnya akan menjadi dasar dalam perhitungan hidrolika maupun desain.
4.3. Analisis Hidrolika Menggunakan Pemodelan HEC-RAS
Analisis hidrolika pada pertemuan dua alur sungai yaitu Sungai Bengawan Solo dan Sungai Gedangan ini dilakukan menggunakan bantuan software HEC-RAS. Pemodelan dilakukan untuk mendapatkan profil muka air banjir rencana yang diperlukan sebagai dasar dalam mendesain pembuatan pintu air dan stasiun pompa untuk mengatasi
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 d eb it (m 3/d tk ) waktu (jam)
Hidrograf Nakayasu Sungai Gedangan
Q 2 Q 5 Q 10 Q 25 Q 50 Q 100
commit to user
masalah banjir akibat back water. Elevasi muka air banjir menggunakan debit kala ulang 25 tahun. Dalam analisis hidraulik ini menggunakan kondisi eksisting sungai.
4.3.1. Skematik Pemodelan
Skematik pemodelan dibuat untuk menggambarkan bentuk alur sungai yang akan dianalisis menggunakan HEC-RAS. Gambar skema alur sungai dibuat dengan ketentuan arah penggambaran dari hulu ke hilir. Bentuk skematik dapat dilihat pada Gambar 4.2. berikut ini
Gambar 4.2. Skematik Pemodelan Sungai Bengawan Solo dan Sungai Gedangan
4.3.2. Data Geometrik
Data geometrik adalah data hasil pengukuran lapangan berupa pengukuran penampang melintang/cross section dan memanjang/long section. Data cross hasil pengukuran lapangan selanjutnya dihitung elevasi tiap titik cross dan jarak komulatif dari setiap titik hasil pengukuran. Hasil hitung elevasi dan jarak komulatif inilah yang menjadi input cross sections pada data geometri. Contoh input data cross sections dapat dilihat pada Gambar 4.3. berikut
commit to user
Gambar 4.3. Contoh Input Data Cross Section
Selain data cross sections, data yang harus diinput pada geometrik adalah jarak antar
cross (reach lenghts) dan nilai manning (mannings value). Input data Reach lenght dan manning values dapat dilihat Gambar 4.4. dan Gambar 4.5. berikut
commit to user
Gambar 4.5. Contoh Input Data Manning Values
4.3.3. Flow Boundary Condition
Flow Boundary Condition adalah data kondisi aliran sungai. Ada dua macam Kondisi aliran sungai yaitu, aliran permanen (Steady Flow) atau kondisi non permanen (Unsteady Flow). Pada analisis kali ini dilakukan dengan steady flow analysis, data yang diinput adalah debit banjir rencana yang akan disimulasikan dan data Reach Boundary
Conditions. Contoh input data steady flow dapat dilihat pada Gambar 4.6. berikut ini
commit to user
Gambar 4.7. Contoh Input Boundary Conditions
Besaran debit dimodelkan sebagai debit inflow yang masuk kedalam sungai/saluran. Ada dua macam keadaan elevasi muka air yang akan dicari, maka ada dua macam debit banjir yang nantinya akan di running. Dari dua macam debit selanjutnya di buat dua project untuk analisis. Kedua project tersebut akan dijelaskan sebagai berikut
a. Project pertama yaitu elevasi pada saat terjadi back water yang akan digunakan
untuk mendesain tanggul dan tinggi banjir skerm pada pintu air. Debit yang diinput ditunjukan dalam Tabel 4.16. berikut
Tabel 4.16. Project pertama
Keterangan:
Debit Sungai Gedangan adalah hasil dari perhitungan hidrograf Nakayasu sedangkan debit Bengawan Solo hulu adalah bukaan spillaway waduk Wonogiri pada saat kondisi ekstrim yaitu pada debit 300 m3/detik, karena selama ini spillway pernah dibuka paling besar pada debit 300 m3/detik dari kapasitas maksimum spillway yaitu 400 m3/detik.
b. Project kedua adalah elevasi muka air Sungai Gedangan yang akan digunakan
untuk mencari besarnya “h1” sebagai acuan mendesain lebar dan tinggi bukaan pintu air. Debit yang diinput ditunjukan dalam Tabel 4.17. berikut
Tabel 4.17. Project kedua
commit to user keterangan:
Debit Sungai Gedangan adalah hasil dari perhitungan hidrograf Nakayasu sedangkan debit bengawan Solo hulu adalah debit rencana dari baseflow waduk Wonogiri untuk irigasi yang besarnya tetap yaitu 30 m3/dtk, dan debit bengawan Solo hilir adalah komulatif dari debit Bengawan Solo hulu dan debit Gedangan.
4.3.4. Running Program
Running Program dilakukan setelah data-data skematik dan geometri saluran beban-beban sebagai boundary conditions dimasukkan. Apabila semua proses mulai dari awal sampai dengan akhir telah dilakukan dengan benar, maka akan diperoleh hasil pemodelan berupa profil muka air setiap selang waktu tertentu sesuai dengan yang telah ditetapkan saat eksekusi program dijalankan. Running program dapat dilihat pada Gambar 4.8. berikut
Gambar 4.8. Running HEC-RAS
commit to user
4.3.5. Analisis Hidraulik Kondisi Eksisting Sungai Bengawan Solo dan Sungai Gedangan
Analisis kapasitas penampang pada pertemuan Sungai Bengawan Solo dan Sungai Gedangan dilakukan pada kondisi sungai eksisting dengan tujuan untuk mengetahui profil elevasi muka air dan kapasitas pengaliran maksmimum pada masing– masing segmen sungai. Analisis ini dilakukan dengan menggunakan debit rencana Q25 karena kontruksi bangunan yang akan direncanakan adalah jenis bangunan pengelak banjir, lihat Tabel 2.9. Hasil analisis dapat dilihat pada Gambar 4.10. dan Gambar 4.11. berikut ini
Gambar 4.10. Hasil Analisis Project Pertama
Gambar 4.11. Hasil Analisis Project Kedua BS hulu
commit to user
Dari analisis Hidraulik dengan bantuan software HEC-RAS maka didapatkan hasil analisis yang diperlukan dalam mendesain pintu air dan banjir skerm, diantaranya berupa penampang melintang profil muka air, contoh penampang melintang dapat dilihat pada Gambar 4.12. berikut
Gambar 4.12. Contoh Penampang Melintang
Dari data elevasi muka air banjir selanjutnya digunakan sebagai dasar perencanaan bangunan yaitu pintu air dan tanggul.
4.4. Perencaaan Bangunan Pintu Air
4.4.1. Perencanaan Pintu Sorong
Pembuatan pintu air berfungsi untuk menutup dan membuka aliran air dari Sungai Gedangan yang mengalir ke induk sungai yaitu Bengawan Solo, mekanisme buka tutup pintu kan dijelaskan sebagai berikut
a. Pintu Ditutup
Pintu ditutup saat elevasi air banjir Sungai Bengawan Solo lebih tinggi dari Sungai Gedangan. Elevasi Muka air banjir Sungai Bengawan Solo yang lebih tinggi akan menghalangi masuknya air dari Sungai Gedangan sehingga akan berakibat back water. Pada saat pintu ditutup maka air dari Sungai Gedangan juga akan menggenang dan terjadi banjir apabila tidak dialirkan, maka untuk menanggulangi hal tersebut air dari Sungai Gedangan dialirkan ke Sungai Bengawan Solo dengan menggunakan pompa banjir, pembahasan tentang pompa banjir akan dibahas dalam subbab selanjutnya.
commit to user
b. Pintu Dibuka
Pintu dibuka pada saat elevasi muka air banjir Sungai Gedangan lebih tinggi atau sama dari Sungai Bengawan Solo.
Pintu air yang direncanakan terletak diantara titik cross K.4 dan K.4+60 (detail dapat dilihat pada lampiran), dari analisis hidraulika menggunakan program HEC-RAS profil muka air yang dibutuhkan untuk mengetahui elevasi muka air “h1” pada debit Sungai Gedangan adalah Q25 dari hidrograf nakayasu, sedangangkan debit Sungai Bengawan Solo pada kondisi base flow yaitu air yang mengalir dari spillway sebesar ±30 m3/dtk sebagai aliran untuk irigasi. Potongan melintang yang digunakan adalah pada titik K.4+60, profil muka air K.4+60 hasil running program HEC-RAS ditunjukan pada Gambar 4.13. berikut ini
Gambar 4.13. Profil Muka Air K.4+60 Perencanaan Pintu Air
Dari gambar diatas dapat diketahui elevasi muka air banjir adalah pada +112.61 m dan dasar sungai pada +107.49 maka tinggi h1 adalah 5.12 meter. Selanjutnya dilakukan perhitungan dimensi untuk lebar dan tinggi bukaan pintu air.
Persamaan yang digunakan adalah untuk mendesain pintu air adalah
Q = K 𝑎 b 2 . g h1
Untuk mencari lebar pintu dari persamaan diatas dapat dirubah menjadi
𝑏 = 𝑄
commit to user Dari hasil analisis didapatkan nilai nilai sebagai berikut : Q = 33.130 m3/dtk (diambil dari Q25)
K = 0.8 (dari plot grafik pada Gambar 2.6. ) µ = 0.55 (dari plot grafik pada Gambar 2.7.) a = 1,7 m (bukaan pintu ditentukan 1.7 meter) g = 9.8 m/s
h1 = 5.21 m
maka dapat dihitung
𝑏 = 33.130
0.8 ∗ 0.55 ∗ 1.7 ∗ √2 ∗ 9.8 ∗ 5.21 b = 4.38 m ≈ 4.5 m
Berdasarkan kriteria perencanaan KP-04 dari DPU, lebar standar untuk pintu pembilas bawah (undersluice) adalah 0,50 ; 0,75 ; 1,00 ; 1,25 dan 1,50 m. Kedua ukuran yang terakhir memerlukan dua stang pengangkat. Maka dari perhitungan lebar pintu air 4.5 m dibuat menjadi tiga pintu dengan lebar masing masing 1,5 m dengan tinggi bukaan
pintu 1.7 m. Selanjutnya desain pintu dapat dilihat pada lampiran LA-2 Denah Pintu Air
dan LA-3 Potongan A-A.
4.4.2. Perencaaan Banjir Skerm
Pada desain banjir skerm data yang digunakan sebagai acuan adalah elevasi muka air banjir hasil analisis menggunakan HEC-RAS dengan debit Q25 pada project yang pertama. Cross section yang digunakan adalah pada titik terdekat dari banjir skerm yaitu pada titik K.4+60. Titik K.4+60 disajikan pada Gambar 4.14. berikut ini
Gambar 4.14. Profil Muka Air K.4+60 Perencanaan Banjir Skerm
commit to user
Elevasi muka air banjir pada titik K.4+60 adalah +116.7 m selanjutnya dapat ditentukan elevasi banjir skerm adalah setinggi +116.7 m ditambah dengan tinggi jagaan (Hs). Menurut KP 04 Tinggi minimum jangaan 0,60 m. Sehingga puncak banjir skerm adalah pada elevasi +117.3 m.
Secara visual desain elevasi banjir skerm dijelaskan pada Gambar 4.15. berikut ini
Gambar 4.15. Sketsa Desain Banjir Skerm
Gambar detail pntu air dan banjir skerm dapat dilihat pada lampiran A halaman LA-3
4.4.3. Pertimbangan Penempatan Pintu
Pertimbangan yang dilakukan untuk menentukan Lokasi yang pilih untuk membangun pintu air adalah dengan menghitung panjang back water atau dengan mempertimbangkan lokasi pemukiman yang harus dilindungi, Pada Analisis kali ini yang menggunakan pertimbangan lokasi pemukiman yang harus dilindungi mengingat jarak pemukiman jaraknya cukup dekat dari sungai Bengawan Solo. Gambaran selanjutnya dapat dilihat pada lampiran berikut :
Jarak Sungai Bengawan Solo dengan Pemukiman dapat dilihat pada lampiran B pada halaman LB-5,
Detail penempatan pintu air dapat dilihat pada Lampiran A pada halaman LA-1. elevasi puncak +117.3 m
banjir skerm tinggi jagaan 0.6 m MAB B.S. +116.7 m MAB Gedangan Q 25 + 112.6 + 109.5 m pintu air + 107.5 m
commit to user
4.5. Perencanaan Pompa
Pompa banjir ini berfungsi untuk mengalirkan debit dari Sungai Gedangan pada saat pintu air ditutup kerena tinggi muka air banjir Sungai Bengawan Solo lebih tinggi dari pada Sungai Gedangan. Pada pembahasan ini akan dilakukan perhitungan seberapa besar pompa yang dibutuhkan dan seberapa lama waktu pengoperasian pompa.
Langkah-langkah yang digunakan untuk menghitung waktu pemompaan (t pompa) dan debit pompa (Q pompa) dijabarkan sebagai berikut :
1. Data yang digunakan untuk menghitung kebutuhan pompa adalah data dari debit rencana Sungai Gedangan dengan kala ulang Q 25 tahun dari hasil perhitungan hidrograf nakayasu. Dari data debit kemudian dapat dihitung volume inflow dengan cara menghitung luas hidrograf Q 25 per satu jam
𝑣1 = (𝑄1+𝑄2
2 ) ∗ 3600 ... (4.1)
2. Meghitung volume komulatif inflow
v komulatif = v1+v2+...+v24 ... (4.2) 3. Setelah mendapatkan volume komulatif inflow selanjutnya dapat dihitung kebutuhan
pompa dengan cara melakukan trial perhitungan lama waktu pemompaan (t pompa). Debit pompa dihitng dengan persamaan
Q pompa
=
Vol. Komulatif 𝐼𝑛𝑓𝑙𝑜𝑤t pompa ... (4.3). 4. Dari Q pompa dapat dihitung volume outflow, dengan persamaan
Volume outflow (m3) = Q pompa * 3600 ... (4.4). 5. Menghitung volume storage maksimum yang dibutuhkan, dengan persamaan
V storage = vol. Inflow – vol. Outflow ... (4.5). 6. Dari nilai volume storage maksimum kemudian diinterpolasikan dengan tabel hubungan volum banjir dan tinggi genangan, apabila tinggi genangan tidak menyebabkan banjir, maka waktu pemompaan (t pompa) dapat diterima, sebaliknya apabila tinggi genangan menyebabkan banjir maka dilakukan perhitungan kembali dangan t pompa yang lebih kecil.
commit to user
4.5.1. Hasil Perhitungan Desain Pompa
Data inflow diambil dari debit rancangan Q 25 tahun hidrograf Nakayasu, dari data debit inflow selanjutnya dihitung volume inflow dan volume komulatif Inflow dari Sungai Gedangan. Hasil perhitungan disajikan dalam Tabel 4.18. berikut ini
Tabel 4.18. Data debit dan Volume Komulatif Inflow Sungai Gedangan Q 25 t Inflow Inflow Rata-rata Vol. Inflow Vol. Komulatif jam (m3/det) (m3/det) (m3) (m3)
0 0 0 0 0 1 1.796 0.898 3233.156 3233.156 2 6.198 3.997 14389.731 17622.888 3 18.879 12.538 45138.195 62761.082 4 33.130 26.004 93616.031 156377.113 5 20.726 26.928 96942.076 253319.189 6 13.818 17.272 62179.267 315498.456 7 9.211 11.514 41451.039 356949.495 8 4.788 6.999 25197.002 382146.497 9 2.780 3.784 13621.552 395768.049 10 1.663 2.221 7996.957 403765.007 11 1.018 1.340 4824.784 408589.790 12 0.623 0.820 2952.952 411542.742 13 0.381 0.502 1807.319 413350.061 14 0.233 0.307 1106.148 414456.209 15 0.143 0.188 677.005 415133.214 16 0.087 0.115 414.353 415547.567 17 0.053 0.070 253.600 415801.167 18 0.033 0.043 155.213 415956.379 19 0.020 0.026 94.996 416051.376 20 0.012 0.016 58.141 416109.517 21 0.008 0.010 35.585 416145.102 22 0.005 0.006 21.779 416166.881 23 0.003 0.004 13.330 416180.210 24 0.002 0.002 8.158 416188.369
Dari tabel hasil perhitungan volume inflow dapat diketahui bahwa volume komulatif
inflow adalah sebesar 416188.369 m3 .
Untuk menentukan Q pompa, harus memperhitungkan waktu pemompaan dan tinggi genangan dari inflow yang akan tertampung di palung Sungai Gedangan, apakah tinggi genangan dapat tertampung atau sebaliknya akan melimpas. Untuk mengetahui hubungan volume banjir dan tinggi genangan akan dijelaskan sebagai berikut
commit to user
Gambar 4.16. Sketsa Penampang Saluran
Dari ilustrasi penempang saluran diatas dan panjang sungai diketahui adalah 8100 meter, dapat dihitung volume tampungan, yang dapat dilihat dalam Tabel 4.19. berikut ini Tabel 4.19. Hubungan Volume Tampungan dan Tinggi Genangan
Tinggi Genangan a b Luas Penampang Vol. Tampungan Vol. Tampungan 2 (m) (m) (m) (m2) (m3) (m3) 1 2 3 4 5 6 0 7.00 7.00 0.00 0.00 0.00 0.2 7.00 7.40 1.44 11664.00 5832.00 0.4 7.00 7.80 2.96 23976.00 11988.00 0.6 7.00 8.20 4.56 36936.00 18468.00 0.8 7.00 8.60 6.24 50544.00 25272.00 1 7.00 9.00 8.00 64800.00 32400.00 1.2 7.00 9.40 9.84 79704.00 39852.00 1.4 7.00 9.80 11.76 95256.00 47628.00 1.6 7.00 10.20 13.76 111456.00 55728.00 1.8 7.00 10.60 15.84 128304.00 64152.00 2 7.00 11.00 18.00 145800.00 72900.00 2.2 7.00 11.40 20.24 163944.00 81972.00 2.4 7.00 11.80 22.56 182736.00 91368.00 2.6 7.00 12.20 24.96 202176.00 101088.00 2.8 7.00 12.60 27.44 222264.00 111132.00 3 7.00 13.00 30.00 243000.00 121500.00 3.2 7.00 13.40 32.64 264384.00 132192.00 3.4 7.00 13.80 35.36 286416.00 143208.00 3.6 7.00 14.20 38.16 309096.00 154548.00 3.8 7.00 14.60 41.04 332424.00 166212.00 4 7.00 15.00 44.00 356400.00 178200.00 4.2 7.00 15.40 47.04 381024.00 190512.00 4.4 7.00 15.80 50.16 406296.00 203148.00 4.6 7.00 16.20 53.36 432216.00 216108.00 4.8 7.00 16.60 56.64 458784.00 229392.00 5 7.00 17.00 60.00 486000.00 243000.00 5.2 7.00 17.40 63.44 513864.00 256932.00
commit to user Keterangan:
Pada kolom nomor 6 volume banjir dibagi 2 dikarenakan kemiringan dasar sungai, maka diasumsikan volume tampungan dibagi 2.
Kemudian menghitung trial waktu pemompaan untuk mencari besarnya Q pompa dan tinggi banjir , trial yang dilakukan diantaranya dengan waktu pemompaan 16, 18, 20, 22, 24, dan 26 jam. Q pompa dihitung dengan menggunakan persamaan 4.3 hasilnya disajikan dalam Tabel 4.20. berikut
Tabel 4.20. Hubungan t pompa dan Q Pompa Waktu Pemompaan (jam) Q Pompa (m3/dtk) 16 7.225 18 6.423 20 5.780 22 5.255 24 4.817 26 4.446
Dari Q pompa kemudian dihitung volume outflow dan volume komulatif tampungan/storage yang dibutuhkan dari masing-masing percobaan waktu pemompaan, hasil perhitugan outflow disajikan dalam beberapa tabel berikut ini
Tabel 4.21. Trial dengan waktu pompa 16 dan 18 jam
Jam ke
Vol Komulatif Inflow
(m3)
t Pompa 16 jam t Pompa 18 jam
Vol. Kom. Outflow Vol. Kom. Storage Vol. Kom. Outflow Vol. Kom. Storage (m3) (m3) (m3) (m3) 0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1 3233.156 13005.887 -9772.730 26011.773 -22778.617 2 17622.888 52023.546 -34400.658 52023.546 -34400.658 3 62761.082 78035.319 -15274.237 78035.319 -15274.237 4 156377.113 104047.092 52330.021 104047.092 52330.021 5 253319.189 130058.865 123260.324 130058.865 123260.324 6 315498.456 156070.638 159427.818 156070.638 159427.818 7 356949.495 182082.411 174867.083 182082.411 174867.083 8 382146.497 208094.184 174052.312 208094.184 174052.312 9 395768.049 234105.957 161662.092 234105.957 161662.092 10 403765.007 260117.730 143647.276 260117.730 143647.276 11 408589.790 286129.503 122460.287 286129.503 122460.287 12 411542.742 312141.276 99401.465 312141.276 99401.465 13 413350.061 338153.050 75197.011 338153.050 75197.011
commit to user Jam ke Vol Komulatif Inflow (m3)
t Pompa 16 jam t Pompa 18 jam
Vol. Kom. Outflow Vol. Kom. Storage Vol. Kom. Outflow Vol. Kom. Storage (m3) (m3) (m3) (m3) 14 414456.209 364164.823 50291.387 364164.823 50291.387 15 415133.214 390176.596 24956.619 390176.596 24956.619 16 415547.567 416188.369 -640.802 416188.369 -640.802 17 415801.167 442200.142 -26398.975 442200.142 -26398.975 18 415956.379 468211.915 -52255.535 468211.915 -52255.535 19 416051.376 494223.688 -78172.312 494223.688 -78172.312 20 416109.517 520235.461 -104125.944 520235.461 -104125.944 21 416145.102 546247.234 -130102.132 546247.234 -130102.132 22 416166.881 572259.007 -156092.126 572259.007 -156092.126 23 416180.210 598270.780 -182090.570 598270.780 -182090.570 24 416188.369 624282.553 -208094.184 624282.553 -208094.184
Tabel 4.22. Trial Dengan Waktu Pompa 20 dan 22 Jam
Jam ke
Vol Komulatif Inflow
(m3)
t Pompa 20 jam t Pompa 22 jam
Vol. Kom. Outflow Vol. Kom. Storage Vol. Kom. Outflow Vol. Kom. Storage (m3) (m3) (m3) (m3) 0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1 3233.156 10404.709 -7171.553 9458.827 -6225.670 2 17622.888 41618.837 -23995.949 37835.306 -20212.419 3 62761.082 62428.255 332.827 56752.959 6008.123 4 156377.113 83237.674 73139.439 75670.612 80706.500 5 253319.189 104047.092 149272.097 94588.266 158730.923 6 315498.456 124856.511 190641.946 113505.919 201992.537 7 356949.495 145665.929 211283.566 132423.572 224525.923 8 382146.497 166475.347 215671.149 151341.225 230805.272 9 395768.049 187284.766 208483.283 170258.878 225509.171 10 403765.007 208094.184 195670.822 189176.531 214588.475 11 408589.790 228903.603 179686.187 208094.184 200495.606 12 411542.742 249713.021 161829.721 227011.837 184530.904 13 413350.061 270522.440 142827.621 245929.491 167420.570 14 414456.209 291331.858 123124.351 264847.144 149609.066 15 415133.214 312141.276 102991.938 283764.797 131368.417 16 415547.567 332950.695 82596.872 302682.450 112865.117 17 415801.167 353760.113 62041.053 321600.103 94201.064 18 415956.379 374569.532 41386.848 340517.756 75438.623 19 416051.376 395378.950 20672.425 359435.409 56615.966 20 416109.517 416188.369 -78.852 378353.062 37756.454 21 416145.102 436997.787 -20852.686 397270.716 18874.386
commit to user Jam ke Vol Komulatif Inflow (m3)
t Pompa 20 jam t Pompa 22 jam
Vol. Kom. Outflow Vol. Kom. Storage Vol. Kom. Outflow Vol. Kom. Storage (m3) (m3) (m3) (m3) 22 416166.881 457807.205 -41640.325 416188.369 -21.488 23 416180.210 478616.624 -62436.414 435106.022 -18925.811 24 416188.369 499426.042 -83237.674 454023.675 -37835.306
Tabel 4.23. Trial dengan waktu pompa 24 dan 26 jam
Jam ke
Vol Komulatif Inflow
(m3)
t Pompa 24 jam t Pompa 26 jam
Vol. Kom. Outflow Vol. Kom. Storage Vol. Kom. Outflow Vol. Kom. Storage (m3) (m3) (m3) (m3) 0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1 3233.156 8670.591 -5437.435 8003.622 -4770.466 2 17622.888 34682.364 -17059.476 32014.490 -14391.602 3 62761.082 52023.546 10737.536 48021.735 14739.347 4 156377.113 69364.728 87012.385 64028.980 92348.133 5 253319.189 86705.910 166613.279 80036.225 173282.964 6 315498.456 104047.092 211451.364 96043.470 219454.986 7 356949.495 121388.274 235561.220 112050.715 244898.780 8 382146.497 138729.456 243417.041 128057.960 254088.537 9 395768.049 156070.638 239697.411 144065.205 251702.845 10 403765.007 173411.820 230353.186 160072.449 243692.557 11 408589.790 190753.002 217836.788 176079.694 232510.096 12 411542.742 208094.184 203448.558 192086.939 219455.803 13 413350.061 225435.366 187914.695 208094.184 205255.877 14 414456.209 242776.548 171679.661 224101.429 190354.780 15 415133.214 260117.730 155015.484 240108.674 175024.540 16 415547.567 277458.912 138088.655 256115.919 159431.648 17 415801.167 294800.094 121001.072 272123.164 143678.003 18 415956.379 312141.276 103815.103 288130.409 127825.970 19 416051.376 329482.458 86568.917 304137.654 111913.722 20 416109.517 346823.641 69285.876 320144.899 95964.618 21 416145.102 364164.823 51980.279 336152.144 79992.958 22 416166.881 381506.005 34660.876 352159.389 64007.492 23 416180.210 398847.187 17333.024 368166.634 48013.577 24 416188.369 416188.369 0.000 384173.879 32014.490
Dari perhitungan trial waktu pemompaan 16, 18, 20, 22, 24, dan 26 jam dapat diketahui volume storage maksimum dari masing masing percobaan, selanjutnya volume storage
commit to user
maksimum di interpolasikan dengan tinggi genangan banjir pada Tabel 4.19. Hasil interpolasi disajikan dalam Tabel 4.5 berikut ini
Tabel 4.24. Interpolasi Volume Komulatif Banjir dengan Tinggi Genangan Waktu Pemompaan (jam) Volume Komulatif banjir (m3) Q pompa (m3/dtk) Tinggi Banjir (m) 16 174867.083 7.225 3.944 18 197173.889 6.423 4.305 20 215671.149 5.780 4.593 22 230805.272 5.255 4.821 24 243417.041 4.817 5.006 26 254088.537 4.446 5.159
4.5.2. Kesimpulan Perhitungan Pompa
Tinggi genangan yang direncanakan setinggi 5 meter berdasarkan dari analisis running HEC-RAS dengan debit Sungai Gedangan Q 25 tahun dan Sungai Bengawan Solo pada debit irigasi (project kedua) rata-rata tinggi genangan banjir dihitung dari dasar palung sungai adalah ± 5 meter. Dari analisis tersebut dan dengan melihat hasil interpolasi tinggi banjir, dapat ditentukan bahwa kebutuhan maksimum debit pompa (Q pompa) adalah
4.8 m3/detik dengan waktu pemompaan (t pompa) adalah 24 jam.
Dari hasil perhitungan t dan Q pompa disajikan Grafik 4.3. dan Grafik 4.4. sebagai berikut
Grafik 4.3. Hubungan Q inflow dan Q Pompa
4.817 m3/dtk 0 5 10 15 20 25 30 35 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Deb it ( m 3/d et) t (jam)
Grafik Hubungan Q Inflow dan Q Pompa
debit inflow debit pompa
commit to user
Grafik 4.4. Hubungan Volume Inflow dan Outflow
Keterangan:
Pemompaan yang dilakukan dimulai pada jam kedua dikarenakan sebelum jam kedua debit inflow yang masuk besarnya lebih kecil dari debit pompa. Untuk menghabiskan seluruh volume inflow dibutuhkan waktu pompa selama 22 jam.
4.6. Perencanaan Tanggul
Tanggul yang direncanakan berfungsi untuk menahan aliran back water dari sungai bengawan solo pada saat banjir tidak meluap ke daerah pemukiman di sekitar sungai gedangan. Dimensi yang direncanakan adalah sebagai berikut
a. Tinggi tanggul
Tinggi disesuaikan dengan elevasi muka air banjir rencana yaitu +116.7 m dan ditambah dengan tinggi jagaan (Hs) setinggi 0.6 m maka elevasi puncak tanggul adalah +117.3 m.
b. Lebar Atas
Karena tinggi tanggul lebih dari 1,5 meter maka lebar atas diambail 3,0 m. (Sesuai
KP-04 Bangunan Irigasi dari DPU).
c. Kemiringan tanggul
Kemiringan tanggul diambil 1:1
d. Panjang tanggul 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 v o lu m e (m 3) t (jam)
Grafik Hubungan Volume Inflow dan Outflow
volume inflow volume outflow
commit to user
Tanggul direncanakan pada junction, panjang tanggul seperti dijelaskan pada Gambar 4.17. berikut ini. Untuk detail tanggul dapat dilihat pada lampiran LA-1
Gambar 4.17. Sketsa Panjang Tanggul
4.7. Hasil Pembahasan
4.7.1. Hasil Analisis Hidrologi
Dari hasil analisis hidrologi, secara garis besar dapat dirangkum sebagai berikut :
1. Debit rencana Sungai Gedangan untuk kala ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 25 tahun, 50 tahun dan 100 tahun sebesar 16.725 m3/dtk, 21.486 m3/dtk, 25.903 m3/dtk, 33.130 m3/dtk, 39.873 m3/dtk, 47.970 m3/dtk.
2. Debit rencana Sungai Bengawan Solo yang mengalir dari operasi pintu spillway yang diperhitungkan untuk mengestimasi elevasi muka air di pertemuan sungai Gedangan adalah pada kondisi ekstrim yaitu sebesar 300 m3/dtk.
3. Debit rencana yang digunakan pada kala ulang 25 tahun karena kontruksi bangunan yang akan direncanakan adalah jenis bangunan pengelak banjir.
4.7.2. Hasil Analisis Desain
Dari analisis desain, secara garis besar dapat dirangkum sebagai berikut :
B en g a w a n So lo
commit to user
1. Dari running HEC-RAS di junction Bengawan Solo dan Gedangan akan terjadi back
water karena elevasi muka air banjir Bengawan Solo lebih tinggi dari Gedangan yaitu,
+116.7 m berbanding +112.6 m.
2. Dari perencanaan pintu air didapatkan lebar bukaan pintu adalah 4.38 m dibulatkan menjadi 4.5 m, tinggi bukaan 1.7 m dan ditambah tinggi seal setinggi 0,3 m. Jadi pintu yang dibutuhkan adalah tiga buah dengan lebar masing masing 1.5 m dengan tinggi 2 m dan menggunakan dua stang pengangkat.
3. Dari perencanaan banjir skerm didapatkan elevasi MAB Bengawan Solo adalah +116.7 m ditambah dengan tinggi jagaan 0.6 m jadi tinggi puncak banjir skerm yang direncanakan adalah +117.3 m.
4. Dari perencanaan pompa banjir, kapasitas pompa yang dibutuhkan sebesar 4.8 m3/detik.
5. Dari perencanaan tanggul elevasi sama dengan muka air banjir +116.7 m ditambah dengan tinggi jagan 0.6 m maka elevasi puncak pada +117.3 m, dengan ketinggian rata-rata 7.8 meter.
