v
UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
_______________________________________________________________________ Jurusan Teknik Sipil
Skripsi Sarjana
Semester Genap Tahun 2007/2008 ANALISA KINERJA SISTEM POLDER PLUIT
TERHADAP KOMPARTEMEN MUSEUM BANK INDONESIA DENGAN PROGRAM MIKE URBAN SWMM
Arya Nanda Rosadi NIM: 0700724282
Abstrak
Kompartemen Museum Bank Indonesia merupakan kawasan yang terletak di wilayah Utara Jakarta dan merupakan bagian dari wilayah sistem polder Pluit yang pernah mengalami banjir pada tahun 2002 yang disebabkan karena banjir kiriman, curah hujan tinggi, kondisi topografinya yang berdataran rendah akibat penurunan tanah dan dekat pantai sehingga diperlukan suatu penanganan limpasan permukaan yang sesuai untuk lokasi yang bertopografi rendah dan rawan banjir dimana salah satunya adalah melalui sistem polder. Oleh karena itu, diperlukan adanya evaluasi atau analisa kinerja dari sistem polder Pluit, untuk dapat meminimalkan terjadinya genangan di kawasan sistem polder Pluit tersebut.
Penelitian ini dimaksudkan untuk melakukan analisa kinerja sistem polder Pluit dengan melihat neraca keseimbangan air (water balance) untuk curah hujan rencana 25, 50, 100 tahun, kecepatan aliran di Sungai Besar, kinerja pompa di Waduk Pluit, elevasi muka air di Waduk Pluit, elevasi muka air di Sungai Besar dan pengaruh kinerja sistem polder Pluit terhadap Kompartemen Museum Bank Indonesia.
Hasil dari analisa kinerja sistem polder Pluit memberikan beberapa kesimpulan, pertama adalah kecepatan aliran di Sungai Besar memenuhi syarat batas yang ditentukan, yaitu kurang dari 3m/detik (berkisar antara 0.043-1.327 m/detik). Kedua, kinerja pompa memiliki peranan yang sangat penting dalam mengurangi volume limpasan permukaan pada sistem polder Pluit dan volume air di Waduk Pluit hingga mencapai 50 persen (2 kali lipat), namun lamanya kinerja pompa berkisar antara 28-33 jam sehingga mengakibatkan pompa beroperasi secara terus menerus. Ketiga, pengaruh kinerja sistem polder Pluit sangat mempengaruhi kawasan Kompartemen Museum Bank Indonesia, yaitu berupa adanya genangan hingga mencapai 38.1 cm dari permukaan tanah. Dan keempat, usulan penanggulangan untuk meminimalkan genangan banjir dari Sungai Besar terhadap kawasan Kompartemen Museum Bank Indonesia adalah pembuatan tanggul yang mengelilingi kawasan tersebut.
Kata Kunci
Banjir, sistem polder Pluit, Kompartemen Museum Bank Indonesia, analisa kinerja, Sungai Besar, tinggi genangan, tanggul.
vi
PRAKATA
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya yang diberikan sehingga penulisan laporan penelitian ini dapat terselesaikan. Penelitian ini dibuat dan diajukan sebagai syarat wajib dalam menempuh jenjang studi strata satu pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. Penelitian ini berjudul Analisa Kinerja Sistem Polder Pluit Terhadap Kompartemen Museum Bank Indonesia Dengan Program MIKE URBAN SWMM.
Dalam penyusunan laporan ini tidak lupa kami sampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah berjasa memberikan bantuan dan dukungannya, antara lain :
1. Bapak Prof. Gerardus Polla, M. App. Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara. 2. Bapak Iman H. Kartowisastro, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas
Bina Nusantara.
3. Ibu Amelia Makmur, ST., MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara.
4. Bapak Made Suangga, Ir., MT., Dr., selaku Koordinator Skripsi Jurusan Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara.
5. Ibu Godeliva Juliastuti, Ir., MT., selaku Dosen Pembimbing Skripsi Jurusan Teknik Sipil, Universitas Bina Nusantara.
6. Puslitbang SDA atas kesempatan kerja dan pengumpulan data-data dalam penelitian ini.
vii
7. Ibu Joice Marta Widjaya, Ir., Msc. yang telah meluangkan waktu, bimbingan dan ilmunya yang begitu besar hingga terselesaikannya penelitian ini.
8. Rekan-rekan kerja Puslitbang SDA : Pak Rokhani, Pak Deny, Kak Agie, Kak Zamzam, Kak Roy, Sosro, Teh Petty, Teh Melly dan Teh Kokom yang telah membantu dalam penelitian ini.
9. Orang tua beserta seluruh keluarga yang telah mendukung secara materi dan moril hingga terselesaikannya penelitian ini.
10. Panda, Nelly, Dita, Sulung dan Michael yang menjadi rekan seperjuangan dalam penulisan laporan penelitian ini.
11. Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil (HIMTES) Universitas Bina Nusantara.
12. Serta seluruh pihak yang tidak disebutkan tetapi ikut membantu dalam penyusunan laporan penelitian ini.
Walaupun penulis telah menyelesaikan laporan penelitian ini dengan sebaik mungkin, penulis menyadari laporan ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat diharapkan untuk menyempurnakan laporan penelitian ini.
Jakarta, September 2007
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN COVER DEPAN i
HALAMAN COVER DALAM ii
HALAMAN PERSETUJUAN HARDCOVER iii HALAMAN PERNYATAAN DEWAN PENGUJI PENDADARAN SKRIPSI iv
ABSTRAK v
PRAKATA vi
DAFTAR ISI viii
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR NOTASI xv
DAFTAR LAMPIRAN xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Identifikasi Permasalahan 3
1.3 Maksud dan Tujuan 4
1.4 Lingkup Penelitian 5
1.5 Sistematika Penulisan 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem Polder 8
ix
2.1.2 Karakteristik Sistem Polder 9
2.1.3 Fungsi Polder 10
2.1.4 Elemen-elemen Sistem Polder 10
2.2 Hidrologi 15
2.2.1 Evaporasi 15
2.2.2 Infiltrasi 16
2.3 Hidraulik 16
2.3.1 Aliran Air pada Saluran Terbuka (Open Channel Flow) 17 2.3.2 Aliran Air pada Saluran Tertutup (Pipe Channel Flow) 17
2.3.3 Sifat-sifat Aliran 17
2.4 Gambaran Umum Program MIKE URBAN SWMM 18 2.4.1 Metode Perhitungan pada Program MIKE URBAN SWMM 21
BAB III METODOLOGI
3.1 Pendekatan Penelitian 22
3.2 Teknik Pengumpulan Data 24 3.2.1 Pengumpulan Data Sekunder 25 3.2.2 Pengumpulan Data Primer 32
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Pemodelan Sistem Polder Pluit 33
4.1.1 Pemodelan Hidraulik 33
4.1.2 Pemodelan Hidrologi 43
4.1.3 Climatology 50
x
4.1.5 Raingauges 52
4.1.6 Inflow Hydrograph 53
4.2 Validasi Data Profil Sungai 55
4.3 Pengujian Model 57
4.3.1 Kalibrasi 58
4.3.2 Simulasi Model 60
4.4 Analisa Kinerja Sistem Polder Pluit 61 4.4.1 Neraca Keseimbangan Air (Water Balance) 61 4.4.2 Kecepatan Aliran (Velociy) Sungai Besar 63 4.4.3 Kinerja Pompa Waduk Pluit 64 4.4.4 Elevasi Muka Air Waduk Pluit 65 4.4.5 Elevasi Muka Air Sungai Besar 67 4.4.6 Pengaruh Kinerja Sistem Polder Pluit Terhadap Kompartemen
Museum Bank Indonesia 71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 73
5.2 Saran 74
DAFTAR PUSTAKA xvii
DAFTAR RIWAYAT HIDUP xviii
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Master Plan Sistem Drainase Jakarta Tahun 1973 2 Gambar 1.2 Polder Eksisting di DKI Jakarta Tahun 2007 3 Gambar 1.3 Peta Penurunan Tanah dan Banjir Februari 2002 4 Gambar 1.4 Fokus Area Pemodelan dengan Foto Udara 5
Gambar 2.1 Sketsa Tipikal Sistem Polder 9
Gambar 2.2 Skema Jaringan Drainase pada Sistem Polder 12 Gambar 2.3 Konsep Nonlinear Konversi Hujan-Limpasan pada SWMM 20 Gambar 2.4 Sketsa Konversi Aliran Permukaan 21
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 23
Gambar 3.2 Hujan Maksimum Harian di Kapuk (02026A) 26
Gambar 3.3 Peta Topografi Global 30
Gambar 3.4 Peta Situasi Dengan Fokus Area Pemodelan dan Pos Hujan 32 Gambar 4.1 Skematisasi Pemodelan Sungai (Link/Conduit) 34 Gambar 4.2 Skematisasi Pemodelan Titik Penghubung Sungai (Nodes) 34 Gambar 4.3 Input Parameter Pemodelan Elemen Nodes pada Program 36 Gambar 4.4 Input Parameter Pemodelan Elemen Conduit pada Program 37 Gambar 4.5 Pemodelan Sistem Drainase Utama dan Waduk Pluit 38 Gambar 4.6 Input Pemodelan dan Kinerja Elemen Pump pada Program 39 Gambar 4.7 Hasil Akhir Pemodelan Elemen Pump pada Program 39 Gambar 4.8 Grafik Pompa Hubungan Antara Flow-Head 40
xii
Gambar 4.9 Input Parameter Pemodelan Elemen Orifices pada Program 40 Gambar 4.10 Hasil Akhir Pemodelan Elemen Orifices pada Program 41 Gambar 4.11 Input Parameter Pemodelan Elemen Transection pada Program 42 Gambar 4.12 Bentuk atau Profil Saluran untuk Tipe Saluran Tidak Beraturan 43 Gambar 4.13 Pemodelan Elemen Catchment Area pada Program 44 Gambar 4.14 Peta Topografi Hasil Digitasi Dengan Arcview GIS 45 Gambar 4.15 Arah Aliran Permukaan Dari Peta Topografi 46 Gambar 4.16 Hasil Akhir Pemodelan Batas Daerah Layanan pada Program 47 Gambar 4.17 Input Parameter Elemen Infiltration pada Program 48 Gambar 4.18 Input Parameter Pemodelan Elemen Routing Catchment pada Program 49 Gambar 4.19 Skematisasi Penelusuran Aliran Lahan 50 Gambar 4.20 Input Parameter Evaporasi pada Program 51 Gambar 4.21 Input Data Hujan Rencana dan Data Inflow Menjadi Grafik (kurva) 52 Gambar 4.22 Input Parameter Beban Hujan Rencana yang Digunakan 53 Gambar 4.23 Input Pembebanan Titik (Nodes) yang Diinginkan 54 Gambar 4.24 Lokasi Pembebanan Titik (Nodes) berupa Inflow 54 Gambar 4.25 Profil Melintang Sungai Besar Titik 46, 47, dan 48 Dari Data
Profil Sungai 55
Gambar 4.26 Lokasi Titik Pemodelan Sungai Besar pada Program dan Lokasi
Bench Mark Terdekat 56 Gambar 4.27 Hasil Akhir Pemodelan Sistem Polder Pluit pada Program 58 Gambar 4.28 Kinerja Pompa Waduk Pluit Untuk Hujan Rencana 25 Tahun 64 Gambar 4.29 Kinerja Pompa Waduk Pluit Untuk Hujan Rencana 50 Tahun 64 Gambar 4.30 Kinerja Pompa Waduk Pluit Untuk Hujan Rencana 100 Tahun 65
xiii
Gambar 4.31 Elevasi Muka Air Waduk Pluit Untuk Hujan Rencana 25 tahun
dan Pompa Beroperasi 66
Gambar 4.32 Elevasi Muka Air Waduk Pluit Untuk Hujan Rencana 50 Tahun
dan Pompa Beroperasi 66
Gambar 4.33 Elevasi Muka Air Waduk Pluit Untuk Hujan Rencana 100 Tahun
dan Pompa Beroperasi 67
Gambar 4.34 Elevasi Muka Air Sungai Besar pada Titik 46 (Hujan 25 Tahun) 67 Gambar 4.35 Elevasi Muka Air Sungai Besar pada Titik 47 (Hujan 25 Tahun) 68 Gambar 4.36 Elevasi Muka Air Sungai Besar pada Titik 48 (Hujan 25 Tahun) 68 Gambar 4.37 Elevasi Muka Air Sungai Besar pada Titik 46 (Hujan 50 Tahun) 69 Gambar 4.38 Elevasi Muka Air Sungai Besar pada Titik 47 (Hujan 50 Tahun) 69 Gambar 4.39 Elevasi Muka Air Sungai Besar pada Titik 48 (Hujan 50 Tahun) 70 Gambar 4.40 Elevasi Muka Air Sungai Besar pada Titik 46 (Hujan 100 Tahun) 70 Gambar 4.41 Elevasi Muka Air Sungai Besar pada Titik 47 (Hujan 100 Tahun) 71 Gambar 4.42 Elevasi Muka Air Sungai Besar pada Titik 48 (Hujan 100 Tahun) 71
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Parameter Infiltrasi Green-Ampt 16 Tabel 3.1 Persentase Distribusi Hujan Rencana 27
Tabel 3.2 Distribusi Hujan Rencana 28
Tabel 3.3 Data Evapotranspirasi di Kemayoran 28 Tabel 3.4 Kapasitas Pompa Eksisting di Waduk Pluit 29 Tabel 3.5 Lokasi Titik Bench Mark Terdekat di Kawasan Kompartemen
Museum Bank Indonesia 31
Tabel 4.1 Hasil Validasi Data Profil Sungai 57 Tabel 4.2 Rentang Nilai Parameter Kemiringan Lahan yang Digunakan 59 Tabel 4.3 Perbandingan Elevasi Muka Air Antara Hasil Pengukuran
di Lapangan dengan Hasil Analisa Program 60 Tabel 4.4 Neraca Keseimbangan Air untuk Hujan Rencana 25 Tahun 61 Tabel 4.5 Neraca Keseimbangan Air untuk Hujan Rencana 50 Tahun 62 Tabel 4.6 Neraca Keseimbangan Air untuk Hujan Rencana 100 Tahun 62 Tabel 4.7 Kecepatan Aliran Sungai Besar Rata-Rata Hasil Analisa Program 63 Tabel 4.8 Analisa Tinggi Genangan Sungai Besar untuk Hujan Rencana 25 Tahun 72 Tabel 4.9 Analisa Tinggi Genangan Sungai Besar untuk Hujan Rencana 50 Tahun 72 Tabel 4.10 Analisa Tinggi Genangan Sungai Besar untuk Hujan Rencana 100 Tahun 72
xv
DAFTAR NOTASI
t = Waktu awal air masuk ke dalam inlet t0 = waktu air keluar dari outflow
Qin = Debit inflow Qout = Debit outflow
EL = Evaporasi muka air bebas per hari P = Presipitasi
Isurf = Aliran permukaan harian yang masuk Igw = Aliran air tanah yang masuk
Osurf = Aliran permukaan harian yang keluar Ogw = Aliran air tanah yang keluar
∆S = Perubahan jumlah simpanan air selama periode pengamatan
q = Debit aliran permukaan per meter lebar, m3/detik/m n = Koefisien kekasaran Manning
d = Kedalaman air, m dp = Tinggi tampungan, m
y = d - dp = Kedalaman aliran, m s = Kemiringan lahan, mm/mm Tc = Waktu konsentrasi L = Panjang daerah tangkapan S = Kemiringan rata-rata saluran
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 DATA PENGUKURAN SIPAT DATAR
(WATERPASS) L 1.1
LAMPIRAN 2 DATA PROFIL MELINTANG SUNGAI
(CROSS SECTION) L 2.1
LAMPIRAN 3 NILAI PARAMETER ELEMEN NODES DAN CONDUIT
YANG DIGUNAKAN PADA PROGRAM L 3.1
LAMPIRAN 4 NILAI PARAMETER ELEMEN ROUTING CATCHMENT
YANG DIGUNAKAN PADA PROGRAM L 4.1
