PEMODELAN AWAL PERENCANAAN BENDUNG GERAK KARANGTALUN DENGAN HEC-RAS

(1)

PEMODELAN AWAL PERENCANAAN BENDUNG GERAK

KARANGTALUN DENGAN HEC-RAS

Burhannudin Apriliansyah1, Heri Suprijanto2, Mohammad Taufiq3,

1

Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya

2

Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya e-mail: burhan.apriliansyah@gmail.com

ABSTRAK

Sungai Progo yang berhulu pada Gunung Merapi memiliki tingkat sedimentasi yang sangat tinggi maka dalam pengelolaannya perlu penerapan inovasi berupa Bangunan Longstorage kombinasi dengan sistem Bendung Gerak/Barrage yang berfungsi mengatur tinggi muka air sekaligus untuk menggelontor sedimen.

Kajian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi hidrolik sungai setelah dibangun bendung gerak (barrage), mencari alternatif bukaan pintu untuk pemeliharaan, pengendalian banjir dan pemanfaatan untuk memenuhi kebutuhan serta mengetahui sedimentasi yang akan terjadi pada lokasi bendung gerak.

Berdasarkan hasil akhir simulasi, dengan bantuan program HEC-RAS 4.1.0, dapat

dilihat bahwa kapasitas sungai masih mampu menampung debit Q100. Dan pengoperasian

saat banjir di buka penuh sehingga kapasitas pintu mampu melewatkan debit secara penuh dengan elevasi yang dihasilkan sebesar +164,51. Target muka air normal adalah +162,5. Sedangkan muka air rendah +159,21. Tampungan Bendung Gerak Karangtalun sendiri tidak dapat memenuhi kebutuhan di hilir sepenuhnya. Sehingga pada bulan tertentu disarankan untuk DI Mataram agar melakukan sistem rotasi dalam pembagian air. Degradasi terjadi di titik penampang melintang di hulu dan hilir Bendung Gerak. Kecenderungan pengendapan terjadi pada meander sungai di hulu Bendung Gerak. Sehingga disarankan melakukan flushing setiap 6 (enam) bulan sekali.

Kata kunci: bendung gerak, hidrolika, sungai, operasi bendung gerak, sedimen, simulasi program, HEC-RAS. ABSTRACT

Progo rivers that disgorge at Merapi volcano has a very high rate of sedimentation, then the application of innovation management needs to be building Longstorage combination with barrage which controls the water level at the same time to flush the sediment.

This study aims to determine the hydraulic conditions of the river after the dam was built barrage, looking for an alternative opening doors for maintenance, flood control and utilization to meet the needs and determine sedimentation will occur at the location of the barrage.

Based on the final results of the simulation, with the help of the program HEC-RAS

4.1.0, it can be seen that the capacity of the river is still able to accommodate discharge Q100.

And when the flood operation at full open so that the discharge capacity capable of passing the door fully with the resulting elevation of +164.51. Target for the normal water level elevation is +162.5. While the low water level +159.21. Some time, Karangtalun Barrage can not ensure water supply at downstream. So that in a given month are advised to DI Mataram to do rotations in water distribution systems. Degradation occurs at the point of the cross section in the upstream and downstream barrage. The tendency of aggradation occurs in the meanders of the river at the upstream barrage. So it is advisable to do flushing every six months.

(2)

1. PENDAHULUAN Latar Belakang

Wilayah Sungai Progo Opak Serang (WS POS) merupakan kawasan dengan sumber air yang sangat potensial bagi upaya pengelolaan sumber daya air (PSDA) untuk memenuhi berbagai keperluan. Sejalan dengan pertambahan penduduk dan me-ningkatnya kualitas hidup masyarakat. Dapat diprediksi bahwa selisih antara demand dan

supply akan cenderung semakin membesar

dari tahun ke tahun. Selain selisih tersebut, di beberapa lokasi, bahaya banjir dan bahaya kekeringan pun semakin membesar dan tajam akibat menurunnya kualitas daerah tangkapan air.

Dengan memperhatikan lokasi studi dimana Sungai Progo yang berhulu pada Gunung Merapi memiliki tingkat se-dimentasi yang sangat tinggi maka perlu penerapan inovasi pada jenis Bendungan misalnya berupa Bangunan Longstorage kombinasi dengan sistem Bendung Gerak/ Barrage yang berfungsi mengatur tinggi mu-ka air semu-kaligus untuk menggelontor sedimen yang mengendap.

Identifikasi Masalah

Sebagai bagian dari rangkaian upaya pemenuhan kebutuhan air baku dan irigasi di wilayah sungai Progo Opak Serang serta untuk mengantisipasi akan terjadinya ke-langkaan air di musim kemarau untuk jangka panjang, maka salah satu strategi yang dilakukan adalah dengan menyimpan aliran permukaan atau air hujan melalui pem-bangunan Bendungan atau pem-bangunan pe-nampung air lainnya sebagai pepe-nampung air dan juga berfungsi untuk me-recharge air tanah dalam rangka upaya konservasi sumber daya air maupun pendayagunaan sumber daya air. Maka dari itu perlu dilakukan pemodelan untuk mengetahui kemampuan suatu bangunan.

Tujuan dan Manfaat

Adapun tujuan dan manfaat dari pelaksanaan studi ini adalah untuk:

1. Mengetahui kondisi hidrolik sungai se-telah dibangun bendung gerak (barrage). 2. Untuk mencari alternatif bukaan pintu

untuk pemeliharaan, pengendalian ban-jir, dan pemanfaatan (untuk keperluan irigasi) dari bendung secara optimal. 3. Mengetahui titik-titik pada lokasi

ben-dung gerak yang mengalami erosi dan sedimentasi serta volume sedimen yang masuk ke bendung gerak Karangtalun.

2. KAJIAN PUSTAKA Bendung Gerak

Bendung gerak terdiri dari lantai pilar bendung, pilar pintu, daur pintu, makanisme pengaturan pintu, panel pengaturan pintu, ruang operasi pintu dan jembatan inspeksi. Lantai, pilar bendung dan pilar pintu bendung gerak umumnya terbuat dari beton bertulang dan harus aman terhadap guling dan gelincir.

Penentuan Kala Ulang Banjir

Pemilihan suatu teknik analisa penentuan banjir rancangan tergantung dari data-data yang tersedia dan macam dari bangunan air tersebut. Kriteria pemilian ban-jir dengan hanya meninjau kemungkinan terjadinya banjir yang lebih besar atau sama dengan banjir rencana, sekali atau lebih selama bangunan air tersebut berdiri.

Lebar Bendung

Dalam menentukan lebar efektif perlu diketahui mengenai eksploitasi bendung, di-mana pada saat air banjir datang pintu penguras dan pintu pengambilan harus di-tutup. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah masuknya benda yang terangkut oleh banjir yang dapat menyumbat pintu penguras bila pintu terbuka dan air banjir masuk ke saluran induk.

Rumus : Be = B – 2(n.Kp + Ka)H1

dengan :

Be = lebar efektif bendung (m) → (Be1+Be2+Be3)

(3)

B = lebar mercu sebenarnya (m)→ (B1+B2+B3)

Kp = koefisien kontraksi pilar

Ka = koefisien kontraksi pangkal

bendung n = jumlah pilar H1 = tinggi energi (m)

Peredam Energi

Faktor pemilihan tipe peredam energi:

• Tinggi bendung

• Keadaan geoteknik tanah dasar misalnya jenis batuan, lapisan, kekerasan tekan, diameter butir dsb.

• Jenis angkutan sedimen yang terbawa aliran sungai.

• Keadaan aliran yang terjadi di bangunan peredam energi seperti aliran tidak sempurna/tenggelam, loncatan air lebih rendah atau lebih tinggi.

Pemodelan Hidrolik dengan HEC-RAS

Permodelan Hidrolika Bendung Gerak Karangtalun akan menggunakan perangkat lunak (software) HEC-RAS (Hydrologi Engineering Center- River Analysis System) versi 4.1.0 sebagai paket

program analisa dan pemodelan struktur hidrolik (bendung gerak) pada sungai yaitu pola aliran di hulu Bendung Gerak dan pola aliran di hilir Bendung Gerak.

Paket model HEC-RAS adalah salah satu model yang dikeluarkan oleh U.S. Army

Corps of Engineers River Analysis System

(HEC-RAS) yang di susun oleh Hydrologic

Engineering Center. Software ini memiliki

keampuan penggunaan : perhitungan jenis aliran steady flow dan unsteady flow satu dimensi, dan sediment transport.

Analisa Profil Muka Air

Prosedur perhitungan didasarkan pada penyelesaian persamaan aliran satu dimensi melalui saluran terbuka. Aliran satu dimensi ditandai dengan besarnya kecepatan yang sama pada seluruh penampang atau digunakan kecepatan rata-rata.

Persamaan Dasar Perhitungan

Profil muka air dihitung dari suatu penampang dengan Persamaan Energi melalui prosedur iterative yang disebut dengan Standard Step Method. Persamaan Energi yang dimaksud adalah (Ven Te Chow, 1997 : 243) : e f h h g v Z Y g v Z Y        2 . 2 . 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1   dengan:

Y1 = kedalaman air penampang 1 (m)

Y2 = kedalaman air penampang 2 (m)

v = kecepatan rata-rata aliran (m/dt) α = koefisien energi

S0 = kemiringan dasar saluran

Sf = kemiringan garis energi

g = percepatan gravitasi (m/dt2)

hf = kehilangan tekanan akibat gesekan

(m)

he = kehilangan tekanan akibat pusaran (m)

Perhitungan Debit Penampang Sungai

Besarnya debit dihitung perbagian penampang sungai dengan mengacu pada persamaan Manning’s berikut :

Dimana :

K = conveyance for subdivision n = koefisien kekasaran Manning’s A = luas penampang

R = jari-jari hidrolis

Nilai n Manning Untuk Saluran Utama

Aliran dalam saluran tidak dibagi perbagian, kecuali jika nilai kekasaran berubah didalam saluran. Program HEC-RAS dapat digunakan untuk berbagai nilai kekasaran, jika tidak maka program akan menghitung sebagai satu nilai kekasaran.

Evaluasi Energi Kinetik

Karena HEC-RAS adalah program untuk menghitung profil muka air satu dimensi, maka hanya satu energi kinetik yang dihitung pada masing-masing

(4)

pe-nampang saluran. Untuk memberikan gambaran elevasi profil muka air, rata-rata energi dihitung dengan membagi tiga bagian dari penampang melintang saluran (yaitu saluran kiri, utama dan kanan).

Evaluasi Kehilangan Akibat Gesekan (Friction Loss)

Friction loss dievaluasi dalam program HEC-RAS sebagai hasil dari kemiringan garis energi Sf dan panjang L, dimana Sf

adalah representatif dari friction slope untuk sungai dan panjang L yang didefinisikan pada persamaan diatas. Friction slope (slope of the energy gradeline) pada tiap-tiap penampang melintang dihitung dari per-samaan Manning’s sebagai berikut :

( )

Evaluasi Kehilangan Akibat Kontraksi dan Pelebaran

Kehilangan akibat kontraksi dan pelebaran dalam program HEC-RAS dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

| |

Dimana :

C = koefisien kontraksi dan pelebaran

Penentuan Kedalaman Kritis

Program HEC-RAS mempunyai dua metode untuk menghitung kedalaman kritis, yaitu : a) Parabolic Method dan, b) Secant

Method. Parabolic method adalah merupakan

perhitungan cepat, tetapi ini hanya dapat digunakan untuk satu minimum energi. Untuk kondisi penampang yang banyak tidak hanya mempunyai satu kurva energi minimum, oleh karena itu parabolic method adalah merupakan metode yang ditentukan/ dipilih oleh program, jika penyelesaian

pa-rabolic method tidak convergen, maka

program akan secara otomatis mencoba dengan secant method.

Applikasi Persamaan Momentum

Bila profil muka air melalui kedalaman kritis, persamaan energi tidak dapat

diguna-kan. Persamaan energi hanya dapat di-gunakan dalam kondisi aliran berubah lambat laun (gradually varied flow), dan kondisi aliran transisi dari sub kritis ke super kritis atau super kritis ke sub kritis dimana dalam hal ini kondisi aliran dalam kondisi perubahan secara cepat (rapidly varying flow

situation).

Analisa Pada Bendung Gerak

Koefisien yang diperlukan untuk menghitung kehilangan energi akibat kontraksi dan ekspansi dibagian hulu dan hilir dari bendung (inline) dan struktur

spillway. Kerugian ini dihitung dengan

mengalikan ekspansi atau kontraksi koefisien oleh perbedaan mutlak di antara dua penampang

Gambar 1. Layout Untuk Pintu Air, Spilways, dan Bendung

Sumber: Anonim (2010:210)

Untuk menentuan aliran overflow pada bendung, maka perlu adanya penyesuain dengan koefisien yang akan diinputkan pada HEC-RAS. Koefisien aliran menggunakan persamaan bendung standart yaitu persamaan Rehbock, atau Kindsvater dan Carter. Penentuan koefisien ini ditentukan ber-dasarkan tipe mercu yang digunakan oleh bendung.

Pintu Sorong (Sluice Gate)

Fungsi pintu air adalah mengatur air untuk pembuang, penyadap dan pengatur lalu lintas air (Suyono, 1986).

(5)

Gambar 2. Contoh Aliran Air Pada Pintu Dengan Ambang Lebar

Sumber: Anonim (2010:201)

Persamaan aliran melalui pintu sorong: √

dengan : Q = debit

C = koefisien pelepasan, (0,5 to 0,7) W = Lebar pintu (m)

B = tinggi bukaan pintu (m)

H = tinggi muka air hulu (Zu – Zsp) (m)

Ketika taliwater hilir naik pada titik dimana alairan tidak dapat mengalir dengan bebas, maka Persamaan menjadi:

√ dengan:

H = ZU - ZD

Transport Sedimen

Aliran air akan membawa hanyut bahan-bahan sedimen, yang menurut mekanisme pengangkutannya dapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam, yaitu:

a. Muatan dasar (Bed load)

b. Muatan melayang (suspended load) Prinsip dasar angkutan sedimen adalah untuk mengetahui apakah terjadi seimbang (equilibrium), erosi (degradasi), atau pengendapan (agradasi) dan juga untuk meramalkan kualitas yang terangkut dalam proses tersebut.

Kapasitas Pengangkutan

Perhitungan besarnya angkutan sedimen rata-rata dilakukan untuk setiap kondisi hidrolik dan parameter sedimen dengan gradasi butiran tertentu. Kapasitas pengangkutan ditentukan untuk setiap ukuran butir mewakili ukuran butiran ter-tentu 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.

Fungsi Transportasi Sedimen Toffaleti

Metode Toffaleti adalah modifikasi Einstein dengan fungsi total beban yang melanggar distribusi beban ditangguhkan ke zona vertikal , mereplikasi gerakan sedimen dua dimensi.

Persamaan umum untuk fungsi Toffaleti adalah :

dengan :

gssL = Suspended transportasi sedimen di zona yang lebih rendah (ton / hari / ft)

gssM = Suspended transportasi sedimen di zona tengah , (ton / hari / ft)

gssU = transportasi Suspended sedimen di zona atas , (ton / hari / ft)

gsb = transportasi Bed beban sedimen (ton / hari / ft)

gs = Total angkutan sedimen (ton / hari / ft)

Kecepatan Jatuh (Fall Velocity) Toffaleti

Toffaleti menyajikan tabel jatuh

velocwith faktor bentuk 0,9 dan berat jenis

2,65. Kecepatan jatuh yang berbeda diberikan untuk berbagai suhu dan ukuran butir, dipecah menjadi American

Geo-physical Union standard grain size classes

dari Very Fine Sand (VFS) ke Medium

Gravel (MG) .

Peta Distribusi (RAS MAPPER)

Didalam program HEC-RAS 4.1 sudah difasilitasi oleh RAS-MAPPER.

(6)

Fa-silitas ini digunakan untuk mendistribusikan hasil perhitungan HEC-RAS satu dimensi kedalam kontur.

3. METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai metode penelitian untuk mengkaji hidrolik lokasi bendung gerak pada daerah kajian. Untuk mengkaji hidrolik tersebut diperlukan suatu tahapan penelitian yaitu dengan cara mengumpulkan data-data teknis dan pen-dukungnya.

Adapun data-data yang diperlukan dalam kajiannya antara lain sebagai berkut:

 Data hidrologi

 Data pengukuran melintang sungai tahun 2013

 Data pengukuran sedimen

 Data kebutuhan air

Data yang terkumpul selanjutnya digunakan untuk melakukan analisa hidrolik pada lokasi bendung gerak karangtalun.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN Pemodelan dan Analisa Banjir

Pemodelan dan analisa banjir ini dimaksudkan untuk pengontrolan terhadap kemampuan kapasitas aliran sungai Progo eksisting yaitu pemodelan pola aliran sungai dengan debit banjir rancangan berbagai periode kala ulang.

Berdasarkan pada hasil analisis hidrologi Bendung Gerak Karangtalun yang telah dilakukan, debit banjir rancangan Bendung Gerak Karangtalun yang akan dijadikan debit pemodelan hidrolika adalah sebagai berikut:

Tabel 1. Debit Banjir Rancangan

Langkah-langkah dalam membuat model hidrolok dengan menggunakan soft-ware HEC-RAS adalah memulai project baru, memasukkan data geometri, me-masukkan data aliran dan syarat batas, melakukan perhitungan hidrolik (running model), dan melehat hasil analisa (output).

Hasil Analisa Kondisi Eksisting

Berikut adalah hasil pemodelan dan analisa banjir sungai Progo eksisting dengan Q100.

Gambar 3. Profil Memanjang Aliran (Q100)

Gambar 4. Profil Melintang Hulu Section 1471.212 (Q100)

No. Kala Ulang Debit Banjir Rancangan (Tahun) (m3/dt) 1 1.05 319.81 2 5 982.30 3 10 1173.33 4 25 1425.05 5 50 1560.01 6 100 1713.10 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 150 155 160 165 170 175 180

EKSIST ING RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN

Main Channel Distance (m)

E le v a tio n ( m ) Legend EG Q100 WS Q100 Crit Q100 Ground LOB ROB 0 50 100 150 200 164 166 168 170 172 174 176 178 180

River = S.Progo Reach = reach_1 RS = 1471.212 EKSISTING RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN

Station (m) E le va ti o n (m ) Legend EG Q100 WS Q100 Ground Bank Sta

(7)

Gambar 5. Profil Melintang Section 610.384 (Q100)

Gambar 6. Profil Melintang Hilir Section 229.426 (Q100)

Gambar 7. Peta Banjir Kondisi Eksisting (Q100)

Pemodelan Struktur Hidrolik Bendung Gerak

Berdasarkan pada pemodelan banjir sungai Progo diketahui kapasitas aliran sungai Progo dengan debit banjir rancangan Q1,05th, Q5th, Q10th, Q25th, Q50th dan Q100th

masih mampu menampung aliran debit, sehingga tidak terjadi limpasan pada penampang sungai atau aman terhadap

overtopping.

Desain umum perencanaan. a. Pintu Air

 Tipe Pintu : Sluice Gate

 Lebar Pintu : 10 m

 Tinggi Pintu : 6 m

 Lebar Pilar : 2 m

 Jumlah Pintu : 6 unit b. Bangunan

 Elevasi dasar : +157 m

 Elevasi Sill : +157,5 m

 Elevasi tanggul : +166 m (tinggi tanggul intake kali bawang antara 166-170 m)

Berikut adalah hasil pemodelan ben-dung gerak pada sungai progo dengan Q100.

Gambar 8. Profil Memanjang Aliran (Q100)

Gambar 9. Potongan Melintang Hulu Bendung Gerak (Q100)

Gambar 10. Perspektif Tampilan 3D (Q100)

0 50 100 150 200 155 160 165 170 175 180

Station (m) E le va ti o n ( m ) Legend EG Q100 WS Q100 Ground Bank Sta 0 50 100 150 200 250 150 155 160 165 170 175 180

Station (m) E le va ti on ( m ) Legend EG Q100 WS Q100 Ground Bank Sta 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 150 155 160 165 170 175 180

RENCANA BENDUNG GERAK KARANGT ALUN

E le v ati o n ( m ) Legend EG Q100 WS Q100 Crit Q100 Ground LOB ROB 0 50 100 150 200 155 160 165 170 175 180

River = S.Progo Reach = reach_1 RS = 610 IS RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN

Station (m) E le va ti on ( m ) Legend EG Q100 WS Q100 Ground Levee Ineff Bank Sta 1522.298 1492.577 1471.212 1424.750 1377.449 1279.306 1233.739 1203.443 1141.480 1126.071 1084.458 1052.893 907.073 583.729 565.932 540.410 519.735 477.481 446.036 404.064 344.220 308.587 264.649 229.425 187.612 157.514 141.303 124.957 101.371 76.025 30.655

RENCANA BENDUNG GERAK KARANGT ALUN

Legend WS Q100 Ground Bank Sta Levee Ineff

(8)

Gambar 11. Peta Banjir Kondisi Ada Bendung Gerak (Q100)

Penyusunan Operasi Bendung Gerak Karangtalun

Berdasarkan pada skema sistem ren-cana Bendung Gerak Karangtalun, untuk menyiapkan kondisi yang diperlukan untuk kebutuhan air di hulu (intake Kalibawang). Kondisi debit pengeluaran yang diperlukan untuk kebutuhan air minum kota Jogjakarta dan kebutuhan air irigasi DI Mataram (Intake Selokan Mataram), dan juga untuk kebutuh-an debit hilir (pemeliharakebutuh-an sungai dkebutuh-an DI Sapon). Skema kebutuhan debit rencana bendung gerak Karantalun dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 12. Skema Sistem Rencana Bendung Gerak Karangtalun

Penentuan Bukaan Pintu Bendung Gerak Berdasarkan Debit Banjir

Untuk pengoperasian pintu bendung gerak, banjir dari sungai Progo akan menjadi satu komponen kritis terpenting sebab aliran dari sungai Progo akan masuk langsung ke

bendung gerak secara cepat. Dari sisi operasi pintu bendung gerak, besarnya debit untuk kondisi peringatan banjir adalah 982,30 m3/dt atau lebih. Dan pada kondisi ini pintu intake kalibawang ditutup.

Tabel 2. Bukaan Pintu Untuk Debit Banjir

Penentuan Bukaan Pintu Bendung Gerak dan Intake Kalibawang Berdasarkan Debit Andalan

Untuk memenuhi kebutuhan dan per-syaratan yang ditentukan oleh bendung gerak karangtalun maka didapat kan operasi pintu sebagai berikut.

Tabel 3. Buakaan Pintu Untuk Debit Andalan

1

2

Keterangan : 1. Intake Kali Bawang 2. Bendung Karangtalun 3. Intake Selokan Mataram

4. Rencana Bendung Gerak Karangtalun

Skema Sistem

Rencana Bendung Gerak Karangtalun

4 Ka li P rog o 3 Kebutuhan Debit Hilir DI Sapon

Minimum 1,0 m /s3 Kebutuhan DI Kalibawang 1,3 m /s3 3 Kebutuhan DI Kalibawang Maximum 12,5 m /s Minimum 4,5 m /s3 Kebutuhan DI Kalibawang Maximum 6,5 m /s Minimum 3,0 m /s 3 3

Debit Banjir Rancangan Jumlah Pintu Dibuka

Tinggi Bukaan

Pintu Elev. MA Kala Ulang (Th) (m3_/s) _Unit _(m) _(m)

1,05 319,81 6 0,8 162,14 5 982,30 6 5,5 162,69 10 1173,33 6 6,0 163,15 25 1425,05 6 6,0 163,67 50 1560,01 6 6,0 163,97 100 1713,10 6 6,0 164,51 Jumlah Pintu yang Dibuka Tinggi Bukaan Jumlah Pintu yang Dibuka Tinggi Bukaan

(m3_/s) _Unit _m _Unit _m _{ribu (m}3₎

Januari 45.296 162.5 5.5 4 0.2 2 0.3 153.7 Februari 78.012 162.5 6.5 4 0.3 2 0.5 153.7 Maret 80.662 162.5 6.5 4 0.3 2 0.5 153.7 April 78.958 162.5 6.5 4 0.3 2 0.5 153.7 Mei 46.498 162.5 6.5 4 0.3 2 0.3 153.7 Juni 35.743 162.5 3 4 0.1 2 0.2 153.7 Juli 22.522 162.5 3 4 0.1 2 0.1 153.7 Agustus 18.544 162.5 3 4 0.1 2 0.1 153.7 September 15.468 162.5 3 4 0.1 2 0.1 153.7 Oktober 15.42 159.21 5.5 4 0.9 2 0.1 72.662 November 37.077 162.5 5.5 4 0.2 2 0.2 153.7 Desember 38.959 162.5 5.5 4 0.2 2 0.2 153.7 Januari 95.274 162.5 5.5 4 0.2 2 0.7 153.7 Februari 95.869 162.5 6.5 4 0.3 2 0.6 153.7 Maret 105.859 162.5 6.5 4 0.3 2 0.7 153.7 April 95.687 162.5 6.5 4 0.3 2 0.6 153.7 Mei 74.314 162.5 6.5 4 0.3 2 0.5 153.7 Juni 49.08 162.5 3 4 0.1 2 0.3 153.7 Juli 34.193 162.5 3 4 0.1 2 0.2 153.7 Agustus 21.444 162.5 3 4 0.1 2 0.1 153.7 September 17.487 162.5 3 4 0.1 2 0.1 153.7 Oktober 30.717 159.21 5.5 4 0.1 2 0.3 153.7 November 52.061 162.5 5.5 4 0.2 2 0.3 153.7 Desember 65.155 162.5 5.5 4 0.2 2 0.4 153.7 Januari 147.581 162.5 5.5 4 0.2 4 0.5 153.7 Februari 120.152 162.5 6.5 4 0.3 4 0.4 153.7 Maret 114.077 162.5 6.5 4 0.3 4 0.4 153.7 April 118.098 162.5 6.5 4 0.3 4 0.4 153.7 Mei 91.949 162.5 6.5 4 0.3 4 0.3 153.7 Juni 55.3009 162.5 3 4 0.1 4 0.2 153.7 Juli 50.4457 162.5 3 4 0.1 4 0.2 153.7 Agustus 53.412 162.5 3 4 0.1 4 0.2 153.7 September 74.3397 162.5 3 4 0.1 4 0.3 153.7 Oktober 74.5821 159.21 5.5 4 0.1 4 0.4 153.7 November 86.6098 162.5 5.5 4 0.2 4 0.3 153.7 Desember 119.008 162.5 5.5 4 0.2 4 0.4 153.7 Volume Bendung Gerak D ebi t A nda la n 80 % D ebi t A nda la n 50 % D ebi t A nda la n 20 % Bulan Debit Andalan

Kondisi Setelah Ada Bendung Gerak Karangtalun

Elev. MA. Intake Kalibawang Setelah Ada Bendung Gerak Debit Intake Kalibaw ang Bukaan Pintu Intake Kalibawang Bukaan Pintu Utama Bendung Gerak

(9)

Tabel 4. Pemenuhan Kebutuhan Air (Debit 80%)

Pemodelan Sedimen Bendung Gerak Karangtalun

Untuk mengatasi masalah pen-dangkalan yang terjadi di Bendung Gerak Karangtalun akibat sedimentasi, diperlukan suatu kajian untuk menganalisa kondisi sedimentasi yang terjadi. Dengan meng-analisa sedimentasi yang terjadi dapat di-ketahui pola sedimentasi yang terjadi beserta dengan aktivitas pemeliharaan yang di-perlukan untuk menjaga kapasitas Sungai Progo tetap pada kondisi aslinya.

Sampel Sedimen Dasar

Butiran sedimen dasar pada sampel sedimen merupakan butiran yang lolos saringan 0,0625 mm dan saringan 1 mm.

Tabel 7. Muatan Sedimen Hasil Pengukuran

Dari hasil analisa diameter butiran sedimen terlihat bahwa ukuran butiran sedimen di lokasi Bendung Gerak berkisar antara 0,0625–1 mm. Menurut American

Geophysical Union sedimen di lokasi

Ben-dung Gerak termasuk butiran Medium Sand.

Simulasi Angkutan Sedimen

Dalam analisa angkutan sedimen, pemilihan transport function sangat menentukan kualitas dari hasil perhitungan. Hal ini dikarenakan setiap rumus umumnya dibuat berdasarkan kondisi-kondisi yang spesifik yang umumnya meliputi besaran debit yang ditinjau, ukuran butiran sedimen yang ada dan juga kemiringan dan kondisi geometrik salurannya. Sehingga dari sekian banyak transport function maka transport

function Toffaleti yang dipilih karena

ke-sesuaian karakteristik sampel sedimen dan kondisi geometrik Sungai Progo.

Bulan

Pemenuhan Kebutuhan DI Kali

Bawang

Air Minum

Kota Jogja DI Mataram

Debit hilir (DI Sapon) (m3_/s) _% _(m3_/s) _% _(m3_/s) _% _(m3_/s) _% Januari 5,50 100 1,3 100 12 100 26,496 100 Februari 6,50 100 1,3 100 12,5 100 57,712 100 Maret 6,50 100 1,3 100 12,5 100 60,362 100 April 6,50 100 1,3 100 12,5 100 58,658 100 Mei 6,50 100 1,3 100 12,5 100 26,198 100 Juni 3,00 100 1,3 100 4,5 100 26,943 100 Juli 3,00 100 1,3 100 4,5 100 13,722 100 Agustus 3,00 100 1,3 100 4,5 100 9,744 100 September 3,00 100 1,3 100 4,5 100 6,668 100 Oktober 5,50 100 1,3 100 5,68 47,31 3,00 100 November 5,50 100 1,3 100 12 100 18,277 100 Desember 5,50 100 1,3 100 12 100 20,159 100 Bulan Pemenuhan Kebutuhan DI Kali Bawang Air Minum

Debit hilir (DI Sapon) (m3/s) % (m3/s) % (m3/s) % (m3/s) % Januari 5,5 100 1,3 100 12 100 76,474 100 Februari 6,5 100 1,3 100 12,5 100 75,569 100 Maret 6,5 100 1,3 100 12,5 100 85,559 100 April 6,5 100 1,3 100 12,5 100 75,387 100 Mei 6,5 100 1,3 100 12,5 100 54,014 100 Juni 3 100 1,3 100 4,5 100 40,280 100 Juli 3 100 1,3 100 4,5 100 25,393 100 Agustus 3 100 1,3 100 4,5 100 12,644 100 September 3 100 1,3 100 4,5 100 8,687 100 Oktober 5,5 100 1,3 100 12 100 11,974 100 November 5,5 100 1,3 100 12 100 33,261 100 Desember 5,5 100 1,3 100 12 100 46,355 100 Bulan Pemenuhan Kebutuhan DI Kali Bawang Air Minum

Debit hilir (DI Sapon) (m3/s) % (m3/s) % (m3/s) % (m3/s) % Januari 5,5 100 1,3 100 12 100 128,781 100 Februari 6,5 100 1,3 100 12,5 100 99,852 100 Maret 6,5 100 1,3 100 12,5 100 93,777 100 April 6,5 100 1,3 100 12,5 100 97,798 100 Mei 6,5 100 1,3 100 12,5 100 71,649 100 Juni 3 100 1,3 100 4,5 100 46,501 100 Juli 3 100 1,3 100 4,5 100 41,646 100 Agustus 3 100 1,3 100 4,5 100 44,612 100 September 3 100 1,3 100 4,5 100 65,540 100 Oktober 5,5 100 1,3 100 12 100 55,839 100 November 5,5 100 1,3 100 12 100 67,810 100 Desember 5,5 100 1,3 100 12 100 100,208 100 Diameter (mm) %Finer Kelas 0.0125 6,25 Coarse Silt

0.25 30,38 Very Fine Sand

0.5 58,5 Fine Sand

1 98,36 Medium Sand

(10)

Dari hasil analisa, Perbandingan hasil debit angkutan sedimen perhitungan dengan pengukuran debit angkutan sedimen dapat dilihat pada perhitungan dibawah ini.

Rerata debit sedimen perhitungan 3635,03 ton/hari.

Rerata debit pengukuran 3914,449 ton/hari. Kesalahan = (3914,449-3635,03)/3635,03 = 0,0713 = 7,13 %

Terlihat bahwa terjadi perbadaan data se-besar 7,13%. Dengan perbedaan tersebut, metode toffaleti sudah bisa mewakili kondisi yang ada pada lapangan.

Dari hasil output analisis debit angkutan sedimen maka didapat debit se-dimen dengan metode toffaleti sebagai berikut.

Gambar 13. Potensi Sedimentasi Kondisi Eksisting

Gambar 14. Perubahan Dasar Sungai Dengan Adanya Sedimentasi Kondisi Eksisting

Setelah adanya bendung gerak karangtalun maka sedimentasi hasil pemodelan akan berubah seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar 15. Potensi Sedimentasi Dengan Adanya Bendung Gerak Bulan Keenam

Gambar 16. Perubahan Dasar Sungai Bulan Keenam

Gambar 17. Tinggi Sedimentasi Sungai Bulan Keenam

Dari analisa quasi-unsteady sungai Progo dengan adanya Bendung Gerak menunjukkan kecenderungan yang sama yakni adanya pengendapan atau agradasi di sepanjang Sungai Progo. Degradasi terjadi di titik penampang melintang di hulu Bendung Gerak yakni dari STA 1264.581 sampai STA 1522.298 dan hilir Bendung Gerak dari STA 594.425 sampai STA 254.649. Kecenderung-an pengendapKecenderung-an terjadi pada meKecenderung-ander sungai di hulu Bendung Gerak (STA 1233.739) sampai titik lokasi Bendung Gerak (STA

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 150 155 160 165 170 175 180

RE NCA NA B ENDUNG GERA K KA RA NGTALUN

E le v a ti o n ( m ) Legend EG 01Apr2014 0000 WS 01Apr2014 0000 Crit 01Apr2014 0000 Ground LOB ROB 4 5 .9 9 1 7 6 .0 2 5 1 0 1 .3 7 ... 1 2 4 .9 5 ... 1 5 7 .5 1 ... 1 8 7 .6 1 ... 2 2 9 .4 2 ... 2 6 4 .6 4 9 2 9 6 .8 5 8 3 3 1 .4 0 7 3 5 6 .3 9 8 3 8 3 .4 6 3 4 2 4 .4 6 4 4 6 4 .8 6 9 5 0 2 .5 8 4 5 4 0 .4 1 0 5 6 5 .9 3 2 5 9 4 .4 2 5 6 4 0 .9 0 2 6 8 2 .7 3 1 7 4 9 .7 9 5 8 1 6 .8 6 2 8 4 9 .8 9 3 8 8 2 .2 5 0 9 0 7 .0 7 3 9 3 5 .0 7 9 9 7 1 .3 5 3 1 0 0 7 .7 3 1 1 0 5 2 .8 9 3 1 0 8 4 .4 5 8 1 1 2 6 .0 7 1 1 1 6 7 .1 1 4 1 2 0 3 .4 4 3 1 2 3 3 .7 3 9 1 2 6 4 .5 8 1 1 3 0 7 .7 6 2 1 3 4 6 .6 0 1 1 3 7 7 .4 4 9 1 4 0 1 .1 9 9 1 4 2 4 .7 5 0 1 4 5 0 .4 6 9 1 4 9 2 .5 7 7 1 5 2 2 .2 9 8 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 152 154 156 158 160 162 164 166

e:\Kuliah\S KRIP SI KU\1. Laporan\2. NAS KAH SKRIPSI\02. HEC-RAS\simulasi.sed23

C h In ve rt E l ( m ) Legend 01JAN2014 00:00:00-Ch Invert El (m) 01APR2014 00:00:00-Ch Invert El (m) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 150 155 160 165 170 175 180

RE NCA NA B ENDUNG GERA K KA RANGT ALUN

E le v ati on ( m ) Legend EG 01Jun2014 0000 WS 01Jun2014 0000 Crit 01Jun2014 0000 Ground LOB ROB 30 .6 5 5 45 .9 9 1 61 .5 8 0 10 1 .3 71 12 4 .9 57 14 1 .3 03 15 7 .5 14 17 2 .3 15 18 7 .6 12 20 9 .4 72 22 9 .4 25 25 0 .6 10 28 3 .3 47 30 8 .5 87 33 1 .4 07 35 6 .3 98 37 2 .4 86 38 9 .1 79 40 4 .0 64 42 4 .4 64 44 6 .0 36 46 4 .8 69 50 2 .5 84 51 9 .7 35 54 0 .4 10 55 5 .4 70 57 2 .0 30 58 6 .8 26 61 0 64 0 .9 02 68 2 .7 31 74 9 .7 95 81 6 .8 62 84 9 .8 93 88 2 .2 50 90 7 .0 73 93 5 .0 79 97 1 .3 53 99 0 .5 35 10 0 7.7 3 1 10 5 2.8 9 3 10 8 4.4 5 8 11 2 6.0 7 1 11 4 1.4 8 0 11 6 7.1 1 4 12 0 3.4 4 3 12 3 3.7 3 9 12 6 4.5 8 1 12 7 9.3 0 6 13 0 7.7 6 2 13 2 4.6 2 6 13 4 6.6 0 1 13 6 5.2 6 6 14 0 1.1 9 9 14 2 4.7 5 0 14 5 0.4 6 9 14 7 1.2 1 2 14 9 2.5 7 7 15 2 2.2 9 8 Intake Kalibawang (+158,33) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 152 154 156 158 160 162 164 166

e:\Kuliah\S KRIP SI KU\1. Laporan\2. NAS KAH SKRIPSI\02. HEC-RAS\simulasi.sed26

C h In ve rt E l ( m ) Legend 01JAN2014 00:00:00-Ch Invert El (m) 02JUN2014 12:00:00-Ch Invert El (m)

(11)

610) dan pada hilir sungai (STA 250.610 sampai STA 14.839).

Tabel 8. Hasil Volume Bed Change Kumulatif Masuk Ke Bendung Gerak

Perubahan dasar saluran dalam bentuk degradasi nilainya -1,91 sampai -2,55 untuk tiap waktu simulasi. Parameter peng-endapan dan volume total bed change kumulatif masuk ke bendung gerak yang terjadi, pada bulan keempat volume total bed

change yang terjadi mencapai 915.473,754

ton, pada bulan keenam volume total bed

change yang terjadi mencapai 1.460.747,665

ton, pada bulan kedelapan volume total bed

ton, pada akhir tahun volume total bed

ton.

Sehingga untuk perencanaan pe-meliharaan Bendung Gerak Karangtalun supaya tidak menggangu pola operasi tiap bulan diusulkan flushing sedimen tiap 6 (enam) bulan. Karena pada simulasi ini menggunakan debit median, maka kejadian perubahan dasar saluran yang ada di lapang-an tidak sebesar hasil lapang-analisa ini.

5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan pada bab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Kondisi Hidrolika sungai Progo akibat bendung gerak :

a. Pada saat terjadi Q1,05 (319,81 m3/s)

perubahan muka air sampai STA 816.862 (206,50 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). b. Pada saat terjadi Q5 (982,30 m3/s)

perubahan muka air sampai STA

682.731 (72,37 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). c. Pada saat terjadi Q10 (1173,33 m3/s)

perubahan muka air sampai STA 849.893 (239,53 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). d. Pada saat terjadi Q25 (1425,05 m3/s)

perubahan muka air sampai STA 882.250 (271,89 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). e. Pada saat terjadi Q50 (1560,01 m3/s)

perubahan muka air sampai STA 882.250 (271,89 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). f. Pada saat terjadi Q100 (1713,10

m3/s) perubahan muka air sampai STA 882.250 (271,89 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu).

g. Pada saat debit andalan dan berdasarkan skenario maka pengaruh back water sampai STA 1126.071 (515,71 m dari bendung gerak karangtalun ke arah hulu) h. Aman terhadap bahaya banjir ke

pemukiman warga dan tidak ada yang terkena dampak terhadap pembangunan bendung gerak karangtalun.

2. Degradasi terjadi di titik penampang melintang di hulu Bendung Gerak yakni dari STA 1264.581 (654,22 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu) sampai STA 1522.298 (911,94 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu) dan hilir Bendung Gerak dari STA 594.425 (15,94 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hilir) sampai STA 254.649 (355,71 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hilir). Kecenderungan pengendapan terjadi pada meander sungai di hulu Bendung Gerak (STA 1233.739) sampai titik lokasi Bendung Gerak (STA 610) dan pada hilir sungai (STA 250.610 sampai STA 14.839).

3. Pola Operasi Bendung Gerak a. Kondisi Banjir

Operasi pintu utama sebagai berikut

No. Waktu Simulasi

Total Volume Bed Change Kumulatif (ton) Perubahan Dasar Saluran Maximum (m) Perubahan Dasar Saluran Minimum (m) 1 Bulan Keempat 915.473,754 0,61 -1,91 2 Bulan Keenam 1.460.747,665 0,88 -2,55 3 Bulan Kedelapan 1.540.278,585 0,91 -2,55 4 Akhir Tahun 1.822.374,700 0,97 -2,55

(12)

b. Kondisi Debit Andalan

Berdasarkan analisa sebelumnya maka, elevasi pada waktu Bulan Januari sampai September target tinggi muka air mencapai tinggi muka air normal (+162,5). Pada bulan Oktober target tinggi muka air mencapai muka air rendah (+159,21). Sedangkan pada bulan November dan Desember tinggi muka air mencapai muka air normal kembali yaitu +162,5. Tetapi tam-pungan Bendung Gerak Karang-talun tidak dapat memenuhi ke-butuhan di hilir sepenuhnya.

b. Flusing Sedimen

berdasarkan analisa yang telah dilakukan maka disarankan me-lakukan flushing sedimen tiap 6 (enam) bulan.

Saran

1. Simulasi yang digunakan dengan menggunkan program HEC-RAS 4.1.0 merupakan pemodelan 1 di-mensi dengan keterbatasannya. Untuk hasil yang lebih maksimal pemodelan bisa dilanjutkan dengan menggunkan model 2 atau 3 dimensi.

2. Adanya pengukuran perubahan dasar saluran untuk meningkatkan akurasi prediksi sedimentasi yang terjadi. 3. Untuk mengetahui bahwa

perhitung-an akurat maka diperlukperhitung-an kalibrasi program HEC-RAS terhadap bangun-an kembali ketika bbangun-angunbangun-an sudah dibangun.

UCAPAN TERIMA KASIH

1. Bapak Ir. Heri Suprijanto, MS dan Bapak Ir. Mohammad Taufiq, MT. sebagai dosen

pembimbing atas masukan, arahan, bimbingan dan waktu yang diluangkan untuk berdiskusi hingga dapat terselesai-kannya tugas akhir ini.

2. Dian Sisinggih, ST. MT. Ph.D dan Bapak Dr. Very Dermawan, ST., MT. sebagai dosen penguji yang memberikan masukan dan arahan untuk kelengkapan tugas akhir ini

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2010. Hydraulic Reference Manual

Version 4.1. California: U.S. Army

Corps of Engineering.

Anonim, 2013. Laporan Analisa Hidrologi

dan Kebutuhan Air Bendung Gerak Karangtalun. Jakarta: PT. Multimera

Harapan Engineering Consultant

Anonim, 1986. Kriteria Perencanaan Irigasi

– Kriteria Perencanaan 02. Jakarta:

Departemen Pekerjaan Umum.

Anonim. 1997. Irigasi dan Bangunan Air. Jakarta: Gunadarma.

Chow, V.T. 1997. Hidrolika Saluran