ANALISA PERHITUNGAN PENGARUH PEMENDEKKAN JARAK MUARA TERHADAP TINGGI GENANGAN BANJIR BATANG KANDIS PADANG

(1)

ANALISA PERHITUNGAN PENGARUH PEMENDEKKAN JARAK

MUARA TERHADAP TINGGI GENANGAN BANJIR BATANG KANDIS

PADANG

Topan Alexander1, Zahrul Umar1, Bahrul Anif2

1

JurusanTeknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas BungHatta E-mail:Desember0789@Gmail.com, Zahrul_Umar@yahoo.co.id, Bahruanif@Gmail.com

2

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, UniversitasBungHatta

Abstrak

Batang Kandis mempunyai panjang sekitar 20 km, aliran Batang Kandis ini bertemu dengan Batang Kasang. Batang Kandis bermuara di Batang Anai yang mengalir sejajar pantai dari selatan menuju utara. Batang Kandis memiliki curah hujan yang cukup tinggi dan memiliki kemiringan yang relatif landai, serta jauhnya jarak muara yang mengakibatkan banjir didaerah hulu. dalam upaya mengurangi dampak banjir ini maka dilaksanakan Normalisasi sungai bagian hilir yaitu memindahkan muara yang awalnya menuju sungai batang anai, direncanakan memindahkan kearah hulu yang berjarak ±3 Km menuju laut yang bertujuan untuk menurunkan muka air banjir. Tinjaun ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh pemendekan jarak muara terhadap tinggi genangan banjir di hulunya dengan cara perhitungan profil permukaan aliran berubah lambat laun metode tahapan standar. dari hasil perhitungan penurunan mukan muka air dengan titik kontrol di jembatan lubuk buaya diperoleh 1,4 m.

(2)

2

CALCULATION ANALYSIS OF EFFECT OF HIGH ABRIDGMENT

DISTANCE MUARA FLOODWATERS KANDIS RIVER RODS

Topan Alexander1, Zahrul Umar1, Bahrul Anif2

1

Department of civil engineering, Faculty of civil engineering and planning, Bung Hatta University

E-mail: Desember0789@Gmail.com, Zahrul_Umar@yahoo.co.id, Bahruanif@Gmail.com

2

Department of civil engineering, Faculty of civil engineering and planning, Bung Hatta University

Abstract

Kandis rod has a length of about 20 km, the flow is met by Kandis Trunk Trunk Kasang. Kandis rod boils at Batang Anai that flows parallel to the coast from south to north. Kandis rod has a fairly high rainfall and has a relatively gentle slope, and the distance of the estuary which results in flooding upstream areas. In an effort to reduce the impact of flooding is then carried downstream river Normalization is initially moving towards the river mouth of the Batang Anai, planned to move towards upstream within ± 3 km towards the sea which aims to reduce the flood water level. This review is intended to determine the effect of shortening the distance to the estuary high floodwaters in the upper reaches by means of the calculation of surface flow profile changed gradually phases of standard step methods. From the calculation of the reduction in water level with the bottom of the control points on the Lubuk Buaya bridge acquired 1.4m.

(3)

3 Pendahuluan

Batang Kandis mempunyai panjang sekitar 20 km, aliran Batang Kandis ini bertemu dengan batang kasang dan aliran Batang Anai. Batang kandis bermuara di batang anai yang mengalir sejajar pantai selatan menuju utara.

Menurut informasi yang didapat dari Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air Provinsi Sumatera Barat pada tahun 2013 bahwa intensitas curah hujan Batang Kandis cukup tinggi yaitu 254.205 m3/dtk. Selain itu kemampuan sungai untuk menampung curah

hujan tersebut tidak mampu karena

kemiringan sungai yang cukup landai yaitu 0,0005 dan arah aliran yang bebelok-belok

serta jauhnya jarak muara tempat

pembuangan air menyebabkan air meluap di daerah hulu sungai sehingga mengakibatkan banjir di daerah pemukiman penduduk sekitar.

.

Dalam upaya mengurangi dampak banjir ini pemerintah Provinsi Sumatera Barat melalui Dinas Pengelolaan Sumber

Daya Air Provinsi Sumatera Barat

melaksanakan pekerjaan pengendalian banjir

Batang Kandis dengan melakukan

Normalisasi sungai dibagian hilir yaitu memindahkan muara yang awalnya menuju

sungai Batang Anai, direncanakan

memindahkan kearah hulu yang berjarak ±3 km menuju laut.

Maksud dan tujuan penulisan ini adalah

menghitung tinggi muka air akibat

pemendekkan jarak muara dengan

mengunakan perhitungan aliran berubah lambat laun.

Metodologi

Studi literaturnya merujuk pada buku-buku yang berkaitan dengan hidrologi seperti :

1. Analisa hidrologi untuk curah hujan digunakan metode Gumble, Hasper dan Weduwen.

2. Analisa debit banjir menggunakan

metode Hasper dan Weduwen.

Pengumpulan data di dimulai dengan mengumpulkan data sekunder yang ada pada Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air Provinsi Sumatera Barat, seperti:

1. Peta Topografi Wilayah Sungai Batang Kandis Kota Padang

2. Nama Stasiun Curah Hujan dan data Curah hujan yang digunakan untuk menghitung curah hujan maksimum dan debit banjir.

Analisa dan perhitungan pemendekkan jarak muara Sungai Batang Kandis Kota Padang.

Hasil dan Pembahasan 1 Hidrologi

Untuk perhitungan curah hujan rata-rata digunakan dengan metode, yaitu metode Thiessen. Dengan menggunakan data dari 3 stasiun curah hujan yaitu Stasiun Kasang,

(4)

4 Stasiun Gunung Sarik dan stasiun Tabing

selama 10 tahun yaitu dari tahun 2003 sampai tahun 2012

Tabel 1.CurahHujan Tahunan Maksimum

Tahun Curah Hujan Merata 2003 187.717 2004 159.462 2005 208.451 2006 193.875 2007 198.348 2008 139.946 2009 186.902 2010 209.739 2011 189.668 2012 117.293

Perhitungan curah hujan rencana: a) metoda gumbel Rumus : X = Sx Sn Yn Yt X * Dimana :

X = Curah hujan kala ulang T tahun (mm)

= Curah hujan maksimum rata-rata

YT = Reduced variate (hubungan

dengan return periode, t)

Yn = Reduced mean (hubungan

dengan banyaknya data, n)

Sn = Reduced standar deviasi

(hubungan dengan banyak data, n) Sd = Standar deviasi

n = Banyak data tahun pengamatan Diketahui :

n = 10 tahun

Untuk curah hujan 10 tahun tabel reduce variate (Yt) adalah sebagai berikut: Yn = 0.4952 ( Tabel Grafik Gumbel ) Sn = 0.9496 Yt 10 = 2.2502 Standar Deviasi (Sx) = 1 2 n X X_i _r = 10 1 8374.598 = 30,50 mm

Reduced Mean (Yn) = 0.4952

Untuk 2 tahunan (Yt)

= 0.3665 Reduced Standart Deviation (Sn)

= 0.9496 Sehingga : X 2 th = 283.9563 + 9496 . 0 4952 . 0 3665 . 0 _{* 30.5} = 175.006 X

(5)

5 tabel 2 perhitungan curah hujan rencana

metoda gumbel

b) Metode Hasper

Curah hujan dari yang terbesar sampai yang terkecil

Tabel 3 Rangking Curah Hujan Maximum Rata-rata

Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Hasper Rumus : RT = + Sd * nT Dimana: RT = Curah hujan rencana peride ulang Sd = Standar deviasi = 2 2 ! 1 2 1 R R R R

R = Curah hujan

rata-rata R1 = Hujan maksimum pertama R2 = Hujan maksimum kedua µ = Variabel standar nT = Konstanta hasper sehubungan dengan periode ulangyang dikehendaki

Selain yang diatas variabel lain adalah:

Tm =

m n 1

m = Urutan rengking

n = Jumlah pengamatan

Maka perhitungan adalah:

R = 10 1791.401 = 179.14 mm R1 = 209.739 mm R2 = 208.451 mm

nT = -0.22 (dari tabel standar

variabel untuk setiap harga return periode)

Maka nilainya adalah; m = 1

maka didapat nilai T1 =

1 1 10

=11

Untuk T1 = 11, dari tabel standar

variabel didapat µ1 = +1.35 m = 2 No Periode Ulang Yn Sn Sd Yt Xn 1 2 0.4952 0.9496 30.5 0.3665 175.006 2 5 0.4952 0.9496 30.5 1.4999 211.410 3 10 0.4952 0.9496 30.5 2.2502 235.509 4 25 0.4952 0.9496 30.5 3.1985 265.967 5 50 0.4952 0.9496 30.5 3.9019 288.559 6 100 0.4952 0.9496 30.5 4.6001 310.985

Rangking M Tahun Hujan Max

209.739 1 2010 R1 208.451 2 2005 R2 198.348 3 2007 193.875 4 2006 189.668 5 2011 187.717 6 2003 186.902 7 2009 159.462 8 2004 139.946 9 2008 117.293 10 2012 1791.401 Jumlah R

(6)

6 maka didapat nilai T2 =

2 1 10

= 5.5

Untuk T2 = 5.5, dari table standar

variable didapat µ2 = + 0.73 Sehingga : Sd = 73 . 0 14 . 279 451 . 208 35 . 1 179.14 209.739 2 1 = 32.22 mm

Maka nilai curah hujan untuk periode ulang dua (2) tahun:

RT = 209.739 +{32.22* (-0.22)}

=172.0517 mm

Tabel 4 Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Hasper

c) Metode Weduwen

Pada metode weduwen data curah hujan rata-rata yang dipakai sama dengan perhitungan sebelumnya.

Rumus:

Rn = Mn x RP

Dimana:

Rn = Hujan rencana dengan

perode ulang RP = mp R RP diambil R70 Sehingga: Rp = mp R

R = Harga terbesar dari R2 atau

5/6 R1

R1 = Hujan maksimum pertama

R2 = Hujan maksimum kedua

Mn = mp = dari tabel (n: periode ulang dan p: lama

pengamatan)

Jadi dari data sebelumnya maka perhitungan biasa dilakukan, dengan p = 10, maka dari tabel wedwen didapat:

Mp = 0.705 5/6 x 209.739 = 174.78 mm < 208.451 mm Maka didapat : Rp = 705 . 0 208.451 = 295.675 mm

Besarnya koefisien untuk periode dua (2) Tahun mp =0.498, maka didapat:

Rt(2 tahun) = 0.498 x 295.675

= 147.246 mm

tabel 5 perhitungan curah hujan Rencana metoda weduwen No T R1 R2 µ1 µ2 Sd nT RT 1 2 179.14 209.739 208.45 1.35 0.73 32.22 -0.22 172.052 2 5 179.14 209.739 208.45 1.35 0.73 32.22 0.64 199.761 3 10 179.14 209.739 208.45 1.35 0.73 32.22 1.26 219.737 4 25 179.14 209.739 208.45 1.35 0.73 32.22 2.1 246.802 5 50 179.14 209.739 208.45 1.35 0.73 32.22 2.75 267.745 6 100 179.14 209.739 208.45 1.35 0.73 32.22 3.43 289.655 R

(7)

7 Dari perhitungan curah hujan rencana

dengan 3 metode di atas, maka akan didapat curah hujan rencana rata-rata adalah:

tabel 6 Hujan Rencana Tiga Metode Dirata-ratakan

1. Analisa Debit Banjir Rencana

a) Metode Hasper

A = Luas catchment area = 46 km2

L1 = Panjang sungai

= 20 km ∆H = Perbedaan elevasi

= Elevasi Tertinggi – Elevasi Terendah = 910 m - 250 m = 660 m Rumus : Q = α x β x gn x A Diketahui: A = 46 km2 L = 20 km Leff = 0,9 x 20 = 18 km ∆H = 660 m Maka: α= 0.7 7 . 0 075 . 0 1 012 . 0 1 xA xA = 7 . 0 7 . 0 46 075 , 0 1 46 012 , 0 1 x x = 1,084 t = Waktu Kosentrasi t = 0.1 x L0.8 x I-0.3 = 0.1 x 20 0.8 x 0,0360.3 = 0,1 x 10.986 x 2.71 = 2.97 jam 1 = Koefisien Reduksi = 1+ 15 10 8 , 5 2 4 , 0 t x t t x 12 75 , 0 A = 1+ 15 978 . 2 10 8 , 5 978 . 2 2 978 . 2 4 , 0 x x x 12 460,75 = 1,21 β = 1,21

Karena t>2, maka besar distribusi hujan rn adalah:

rn = t 1

txR

Tabel 7 Distribusi Hujan (rn)

Maka debit per satuan luas daerah adalah:

qn = t r_n * 6 . 3 m/dtk No T Mn / Mp Rp Rn 1 2 0.498 295.675 147.246 2 5 0.602 295.675 177.996 3 10 0.705 295.675 208.451 4 25 0.845 295.675 249.845 5 50 0.948 295.675 280.300 6 100 1.05 295.675 310.459 Metode/ Thn 2 5 10 25 50 100 Hasper 172.052 199.761 219.737 246.802 267.745 289.655 Gumbel 175.006 211.41 235.509 265.967 288.559 310.985 Wedwen 147.246 177.996 208.451 249.845 280.3 310.459 Rata-rata 164.77 196.39 221.23 254.20 278.87 303.70 T Rn rn (tahun) (mm) (mm) 2 164.768 2.978 123.35 5 196.389 2.978 147.02 10 221.232 2.978 165.62 25 254.205 2.978 190.30 50 278.868 2.978 208.77 100 303.699 2.978 227.35 tc (mm)

(8)

8 = 5 , 6 * 6 . 3 229.69 = 0.0000052 m/dtk

Jadi besarnya debit periode 2 tahun :

Q = α x β x gn x A

Q = 1,084 x 1,21 x 0.0000052 x 46000000 Q = 314.274 m³/ dt

Tabel 8 Debit Banjir Rencana Tahunan Metode Hasper b) Metoda Weduwen Diketahui: A = 46 Km2 L = 20 Km Tc = 2.978 jam Rumus: Jawab :

Table 9 Debit Banjir Rencana Metode weduwen

Dari perhitungan debit banjir rencana dengan 2 metode di atas, maka akan diambil debil banjir rencana terbesar adalah:

Table 9 tabel Q hasper dan weduwen

rn (mm) 0.123 1.21 1.084 0.0000052 314.274 0.147 1.21 1.084 0.0000062 374.587 0.166 1.21 1.084 0.0000070 421.973 0.190 1.21 1.084 0.0000080 484.864 0.209 1.21 1.084 0.0000088 531.906 0.227 1.21 1.084 0.0000096 579.268 qn Qn (m3/dtk) β α Periode R₂ R₅ R₁₀ R₂₅ R₅₀ _R100 Rn 164.768 196.389 221.232 254.205 278.868 303.699

Metode Hasper Metode weduwen Qn (m3/dtk) Qn (m3/dtk) 2 314.274 289.531 5 464.365 356.891 10 523.107 410.823 25 601.071 483.458 50 659.387 538.42 100 718.101 594.198 Tahun

(9)

9 diambil metoda hasper karena metoda hasper

mempunyai nilai yang besar dari metoda weduwen.

perhitungan tinggi muka air mengunakan metoda aliran berubah lambat laun dengan cara tahapan standar.

Titik kontrol muara sungai lama

Lebar penampang dasar lama (Blama) = 36

m

Kemiringan dinding sungai (m) = 1:1=1/1 =1

Nilai koefisien kekasaran Manning dipakai 0,020 Kemiringan Sungai (I0) = 0.0005 Kecepatan grafitasi = 9,81 m3/dtk Debit Q25 = 601.071 m3/dtk Dimana : Penyelesaian:

 Jarak dari hilir muara sungai (L) = 0 m

h coba-coba = 3,63 m

(10)

10  Jarak dari hilir muara sungai (L)

= 250 m

h coba-coba = 3,84 m

(11)

11 untuk perhitungan selanjutnya di tabelkan

Tabel 10 Perhitungan Metoda Tahapan Satandar

Titik Kontrol Muara Sungai Baru

Lebar penampang dasar baru (Bbaru) = 47

m

Kemiringan dinding sungai (m) = 1:1 = 1 Nilai koefisien kekasaran Manning

dipakai 0,020

Kemiringan Sungai (I0) = 0.0005

Kecepatan grafitasi = 9,81 m3/dtk Debit Q25 = 601.071 m3/dtk

Penyelesaian:

 Jarak dari hilir muara sungai (L) = 0 m h coba-coba = 3,63 m m No Jarak ΔX h Z A O R V V²/2g E Sf Sfm hf E X (m) (m) (m) (m) (m²) (m) (m) (m/dt) (m) (m) (m) (m) (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11=5+10 12 13 14 15=11+14 16 1 0 0 3.63 3.63 143.86 46.27 3.11 2.391 0.291 3.921 0.00154 0 0 0 2 250 250 3.84 3.96 152.85 46.85 3.26 2.469 0.311 4.273 0.00128 0.00141 0.352268 4.274 250 3 750 500 4.23 4.48 170.04 47.96 3.55 2.611 0.347 4.824 0.00092 0.00110 0.55090 4.824 750 4 1250 500 4.60 4.85 186.67 49.01 3.81 2.739 0.382 5.230 0.00070 0.00081 0.40556 5.230 1250 5 1750 500 4.89 5.14 199.81 49.82 4.01 2.835 0.410 5.547 0.00057 0.00063 0.31644 5.547 1750 6 2250 500 5.13 5.38 210.90 50.50 4.18 2.913 0.433 5.811 0.00048 0.00053 0.26292 5.810 2250 7 2750 500 5.34 5.59 220.52 51.09 4.32 2.978 0.452 6.037 0.00042 0.00045 0.22660 6.037 2750 8 3250 500 5.52 5.77 229.05 51.60 4.44 3.035 0.469 6.236 0.00038 0.00040 0.20022 6.237 3250 9 3750 500 5.68 5.93 236.74 52.07 4.55 3.084 0.485 6.415 0.00034 0.00036 0.18007 6.416 3750 10 4250 500 5.83 6.08 243.87 52.49 4.65 3.129 0.499 6.579 0.00031 0.00033 0.16402 6.579 4250 11 4750 500 5.97 6.22 250.47 52.88 4.74 3.170 0.512 6.730 0.00029 0.00030 0.15084 6.730 4750 12 5250 500 6.10 6.35 256.62 53.24 4.82 3.207 0.524 6.870 0.00027 0.00028 0.13986 6.870 5250 13 5750 500 6.22 6.47 262.40 53.58 4.90 3.241 0.536 7.001 0.00025 0.00026 0.13054 7.001 5750

(12)

12  Jarak dari hilir muara sungai (L)

= 250 m

h coba-coba = 3.72 m

untuk perhitungan selanjutnya di tabelkan Tabel 10 Perhitungan Metoda Tahapan

Satandar

Kesimpulan

Dengan pemendekan jarak muara sejauh 3 km kearah hulu dengan perhitungan cara Tahapan Standar di dapatkan penurunan muka air banjir dua puluh lima tahun (Q25)

setinggi 1,4 m.

tabel 11 kenaikan muka air dari kuara ke hulu sungai No Jarak ΔX h Z A O R V V²/2g E Sf Sfm hf E X (m) (m) (m) (m) (m²) (m) (m) (m/dt) (m) (m) (m) (m) (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11=5+10 12 13 14 15=11+14 16 1 0 0 3.63 3.63 183.79 57.27 3.21 2.442 0.304 3.934 0.00090 0 0 0 2 250 250 3.72 3.84 188.41 57.51 3.28 2.476 0.312 4.152 0.00084 0.00087 0.217645 4.152 250 3 750 500 3.95 4.20 201.09 58.16 3.46 2.567 0.336 4.533 0.00068 0.00076 0.38024 4.533 750 4 1250 500 4.23 4.48 216.48 58.95 3.67 2.673 0.364 4.840 0.00054 0.00061 0.30712 4.840 1250 5 1750 500 4.45 4.70 229.14 59.60 3.84 2.756 0.387 5.091 0.00046 0.00050 0.25043 5.091 1750 6 2250 500 4.65 4.90 240.00 60.14 3.99 2.826 0.407 5.304 0.00040 0.00043 0.21343 5.304 2250 7 2750 500 4.82 5.07 249.60 60.62 4.12 2.886 0.424 5.491 0.00035 0.00037 0.18706 5.491 2750 0 250 750 1250 1750 2250 2750 3250 3750 4250 1 Muara sungai lama 3,63 3.84 4.23 4.6 4.89 5.13 5.34 5.52 5.68 5.83 2 Muara sungai baru 3.63 3.72 3.95 4.23 4.45 4.65 4.82 No uraian

(13)