Studi Pengendalian Banjir Sungai Cimanuk dengan Menggunakan
Retarding Basin pada Hilir Bendungan Jatigede
di Provinsi Jawa Barat
Elvira Eka Ramadhani.1, Ir. M. Taufiq, MT.2, Dian Sisinggih, ST., MT., Ph.D.2
1)Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya
2)Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya-Malang, Jawa Timur, Indonesia Jalan MT.Haryono 167 Malang 65145 Indonesia
e-mail: 49elfira@gmail.com
ABSTRAK
Sungai Cimanuk hilir yang merupakan saluran akhir debit keluaran Waduk Jatigede. Pada beberapa ruas di bagian Sungai Cimanuk hilir masih terdapat banjir. Hal diakibatkan karena adanya debit inflow dari beberapa pertemuan anak sungai Cimanuk dengan Sungai Utama Cimanuk hilir. Selain itu pada bagian hilir Sungai Cimanuk juga terdapat Bendung Gerak Rentang yang memiliki batasan kapasitas pintu.
Pada studi ini, dilakukan kajian awal berupa analisa hidrologi dengan menghitung hujan rancangan menggunakan metode Log Pearson Type III yang kemudian diuji keseuaian distribusi dengan menggunakan Uji Smirnov – Kolmogorov dan Uji Chi – Square. Perhitungan debit banjir dilakukan dengan metode HSS Snyder menggunakan program HEC-HMS versi 4.0. Selanjutnya dilakukan analisa hidrolika untuk mengetahui kondisi eksisting dengan kala ulang 25 tahun untuk mengetahui seberapa besar dampak banjir menggunakan bantuan program HEC-RAS versi 4.1.0. Setelah diketahui ruas-ruas lokasi yang berdampak banjir dipilih perencanaan pengendalian banjir dengan menggunakan
retarding basin. Kemudian dianalisa kembali kemampuan penampang sungai Cimanuk
setelah adanya upaya pengendaliam banjir dengan menggunakan retarding basin menggunakan bantuan program HEC-RAS versi 4.1.0.
Kata kunci: Banjir, Hilir Sungai, Pertemuan Sungai, Retarding Basin, HEC-RAS
ABSTRACT
Cimanuk River downstream is the output channel from spillway of Jatigede Reservoir. There is still flooding in some sections in Cimanuk River downstream. It caused by of the discharge inflow of some joints tributary Cimanuk river with the main river of the Cimanuk. Also on the Cimanuk River downstream, there is Rentang Dam which has a door capacity limitation.
In this study, initial study in the form of hydrological analysis by counting the rain design using the Log Pearson Type III method. Then tested the suitability of the distribution using the Kolmogorov-Smirnov test and Chi Square test. The calculation of flood discharge was conducted by Snyder Unit Hydrograph using HEC-HMS program version 4.0. Furthermore, doing hydraulics analysis to know the existing condition with 25 years period of time to know how big is the impact of flooding by using HEC-RAS program of 4.1.0 version. After knowing the location of internodes which cause the flood impact, it is chosen a flood restrain planning using retarding basin. Then, reanalyze the capacity of Cimanuk river challenger after having an effort of the flood restraint using retarding basin by using HEC-RAS program of 4.1.0 version.
1. PENDAHULUAN
Waduk Jatigede memiliki volume tampungan air efektif sebesar 876.9 juta m3 diformulasikan untuk mengairi sawah
pada sistim irigasi rentang seluas 90.000 ha, sebagai sarana penyedia air baku, air irigasi dan PLTA. Selain itu, Bendungan Jatigede juga berfungsi untuk mereduksi banjir di hilir Sungai Cimanuk. Namun ada hal penting yang masih perlu dipertimbangkan yaitu adanya debit inflow dari beberapa pertemuan anak sungai dengan Sungai Cimanuk hilir yang merupakan saluran akhir debit keluaran Waduk Jatigede. Ditambah lagi pada bagian hilir terdapat Bendung Gerak Rentang yang memiliki batasan kapasitas pintu.
Selain itu kondisi alam setempat seperti curah hujan yang tinggi dan kondisi Sungai Cimanuk yang berbelok-belok (meandering) mengakibatkan adanya gerusan pada bagian luar belokan dan pengendapan pada bagian dalam belokan sungai yang cenderung mengarah ke arah penyempitan sungai sehingga perlu dilakukan suatu analisa profil aliran yang bertujuan untuk mengetahui kemampuan penampang Sungai Cimanuk dalam menerima debit kala ulang 25 tahun dan mendapatkan ruas penampang Sungai Cimanuk yang banjir ditinjau dari hilir Bendungan Jatigede sampai dengan Bendung Rentang.
Dalam studi ini dipilih perencanaan pengendalian banjir dengan menggunakan kolam retensi atau
retarding basin yang diharapkan dapat
mengurangi puncak banjir yang terjadi setelah adanya pertemuan antara sungai Cimanuk dengan anak-anak sungai yang ada. Selain sebagai pereduksi banjir pada ruas-ruas yang berdampak banjir, perencanaan retarding basin diharapkan mampu mengurangi debit aliran sampai pada Bendung Gerak Rentang.
Setelah adanya upaya pengendaliam banjir dengan menggunakan retarding basin, kembali dilakukan analisa kemampuan penampang sungai Cimanuk untuk mengetahui seberapa besar debit yang tereduksi dan mengetahui kapasitas debit terhadap keamanan Bendung Gerak Rentang.
2. BAHAN DAN METODE
Lokasi studi berada di Sungai Cimanuk Hilir yang ada di bagian hilir Bendungan Jatigede hingga Bendung Gerak Rentang.
Data pendukung studi yang dibutuhkan antara lain adalah data curah hujan harian digunakan untuk menganalisa kondisi hidrologi, peta stasiun hujan digunakan bersama data curah hujan untuk mencari sebaran curah hujan rerata, peta Topografi untuk mengetahui kondisi morfometri sungai (luas DAS, panjang dan lebar sungai), data karakteristik geologi sungai untuk menganalisa profil aliran beserta kapasitasnya serta data teknis pelimpah Bendungan Jatigede untuk manganalisa banjir yang lewat melalui pelimpah (flood
routing).
Secara umum tahapan pengerjaan yang dilakukan terdiri dari dua tahap, yang pertama yaitu dengan melakukan analisa hidrologi dan analisa hidrolika.
Gambar 1. Peta DAS Cimanuk
120 00 0 120 00 0 140 00 0 140 00 0 160 00 0 160 00 0 180 00 0 180 00 0 200 00 0 200 00 0 220 00 0 220 00 0 240 00 0 240 00 0 260 00 0 260 00 0 280 00 0 280 00 0 300 00 0 300 00 0 9160000 9 160000 91800 00 918 0000 9200000 9200000 9220000 9220000 9240000 9240000 92600 00 9 26 0000 928 0000 92800 00 9300000 9300000 9320000 9320000 0 1 0 2 0 3 0K ilo m e t e r s N E W S L A U T J A W A B A N D U N G S U B A N G B R E B E S I N D R A M A Y U S U M E D A N G C I R E B O N K U N I N G A N M A J A L E N G K A K O T A T A S I K M A L A Y A K O T A B A N D U N G K O T A B A N J A R K O T A C I R E B O N K O T A C I M A H I K E M E N T E R I A N P E K E R J A A N U M U M D I R E K T O R A T J E N D E R A L S U M B E R D A Y A A I R S N V T P E M B A N G U N A N W A D U K J A T IG E D E P P K P E R E N C A N A A N D A N A D M IN I S T R A S I J a l a n R a y a B e n d u n g a n K M .1 5 D e s a C i j e u n g j i n g K e c . J a t i g e d e S u m e d a n g T e l p . 0 8 1 5 6 4 2 1 8 0 4 F a x . 0 8 1 5 6 4 2 1 8 0 4 K e t e r a n g a n : In s e t : G a m b a r : S k a l a : S u m b e r : P e t a R u p a B u m i D ig i t a l I n d o n e s i a P E T A S U B D A S D A S C I M A N U K N E W S L A U T J A W A W i l a y a h K a b u p a te n y a n g t i d a k te r m a s u k D A S C i m a n u k S u b D A S A n a k C i m a n u k S u b D A S C i a l i n g S u b D A S C i a n d a S u b D A S C i b a l i d a S u b D A S C i b a n g g o n S u b D A S C i c a c a b a n S u b D A S C i c a d a s g u n t u n g S u b D A S C i g u n u n g S u b D A S C i h e l a n g S u b D A S C i h o n j e S u b D A S C i k a m i r i S u b D A S C i k e r u h S u b D A S C i k u r a y S u b D A S C i l u t u n g S u b D A S C i m a l a k a S u b D A S C i m u j a S u b D A S C i p a n c a r S u b D A S C i p a n d a y S u b D A S C i p a r u g p u g S u b D A S C i p e l e s S u b D A S C i p e u j e u h S u b D A S C i t a m e n g S u b D A S C i t a r i k S u b D A S D r a i n a s e S u b D A S R a m b a ta n B a ta s K a b u p a t e n W a d u k S u n g a i
Gambar 2. Sketsa alur Sungai Cimanuk Hilir
2.1. Analisa Hidrologi
Pada studi ini, dilakukan kajian awal berupa analisa hidrologi. Analisa hidrologi dilakukan dengan menghitung hujan rancangan menggunakan metode Log Pearson Type III yang kemudian diuji kesesuaian distribusi dengan menggunakan Uji Smirnov – Kolmogorov dan Uji Chi - Square. Analisa Curah hujan jam-jaman menggunakan Metode PSA007.
Perhitungan debit banjir dilakukan dengan menggunakan bantuan program HEC-HMS versi 4.0. Pada studi ini, elemen – elemen basin yang digunakan pada program HEC-HMS versi 4.0 antara lain yaitu source untuk memodelkan aliran masuk debit inflow waduk Jatigede dengan metode Flow method
menggunakan Discharge Gage, elemen basin Reservoirs untuk memodelkan tampungan waduk Jatigede dengan memasukkan data teknik spillway Jatigede dan data top dam Jatigede. Untuk mentransformasikan data hujan menjadi aliran pada anak-anak sungai Cimanuk digunakan elemen Subbasins dengan menggunakan metode SCS Curve Number untuk menghitung kehilangan,
metode Recession untuk menghitung
Baseflow atau aliran dasar. Perhitungan
hidrograf banjir pada program HEC-HMS 4.0 pada studi ini digunakan metode
Snyder Unit Hydrograph. Untuk garis
penghubung antar elemen digunakan elemen Reaches yang berisi data penelusuran aliran, dalam studi ini digunakan metode Muskingum dan titik hubung elemen seperti pertemuan anak
sungai dengan Sungai Cimanuk digunakan elemen Junctions.
2.2. Analisa Hidrolika
Tahap selanjutnya dilakukan analisa hidrolika untuk mengetahui kondisi eksisting dengan kala ulang 25 tahun dengan untuk mengetahui seberapa besar dampak banjir. Analisa hidrolika dilakukan dengan menggunakan program HEC-RAS versi 4.1.0 dengan menginput data hasil analisa HEC-HMS.
Berikut merupakan bagan alir pengerjaan program HEC-RAS versi 4.1.0.
Gambar 3. Bagan alir pengerjaan program HEC-RAS. Data Geometri Sungai Debit Banjir Rencana Q25th Syarat Batas Aliran
Analisa Profil Aliran (Unsteady Flow)
Desain Retarding Basin
Analisa Profil Aliran (Unsteady Flow) Selesai Tidak Ya Mulai Kalibrasi Model Desain Pelimpah Retarding
2.3. Perencanaan Retarding Basin
Retarding basin merupakan sebuah bangunan berbentuk kolam yangdigunakan sebagai suatu tampungan. Dalam studi ini, retarding basin diharapkan dapat berfungsi sebagai penampung air banjir pada musim-musim hujan dan saat musim kemarau menjadi penyuplai debit irigasi pada Saluran Induk Irigasi Sindopraja dan Cipelang yang ada pada Bendung Gerak Rentang.
Berikut merupakan bagan alir perencanaan bangunan retarding sebagai pengendali banjir di Sungai Cimanuk bagian hilir.
Gambar 4. Bagan alir pengerjaan retarding basin.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam studi ini, analisa curah hujan jam-jaman menggunakan Metode PSA007 pada kala ulang 25 tahun.
Tabel 1. Distribusi hujan jam-jaman metode PSA-007
Sumber: Hasil Perhitungan
Analisa banjir rancangan yang akan dipakai sebagai input data simulasi hidraulika aliran pada program HEC-RAS dilakukan dengan bantuan aplikasi program HEC-HMS versi 4.0.
Berikut merupakan gambar Basin Model pada program HEC-HMS versi 4.0.
Gambar 5. Basin Model pada program HEC-HMS versi 4.0
Debit Banjir Q25th Section 111 Geometric data section 111 Hidrograf banjir sungai Cideres & Cibalida Selesai Mulai
Rating curve section rencana intake
retarding
Tinggi pelimpah
Tinggi muka air di atas pelimpah
Lebar pelimpah dengan metode side
weir Luas lokasi rencana retrading Volume Retarding Perencanaan pintu outlet
Gambar 6. Basin Model pada program HEC-HMS versi 4.0 Tabel 2. Debit inflow (Discharge
Gages) yang menuju ke Waduk
Jatigede
Sumber: Hasil Perhitungan
Tabel 3. Debit aliran hasil simulasi
HEC-HMS Versi 4.0
Sumber: Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil perhitungan debit rencana tersebut kemudian dipakai
sebagai input data pada analisa profil aliran dengan menggunakan program HEC-RAS versi 4.1.0.
Pada program HEC-RAS, reach
boundary condition (kondisi batas) digunakan dua bagian yaitu kondisi batas hulu dan kondisi batas hilir. Syarat batas untuk kondisi hulu digunakan stage and
flow hydrograph yang merupakan hidrograf yang menyajikan data besar debit, elevasi muka air dan waktu. Syarat batas untuk kondisi hilir digunakan rating
curve yang menunjukkan hubungan tinggi
muka air dan debit.
Berikut merupakan hasil analisa aliran kondisi eksisting.
Gambar 7. Long section kondisi eksisting hasil simulasi program
HEC-RAS 4.1.0
Tabel 4. Cross Section yang masih berdampak banjir
Reach Jumlah Cross
Sungai Cimanuk 1 0 Sungai Cimanuk 2 4 Sungai Cimanuk 3 35 Sungai Cimanuk 4 48 Sungai Cimanuk 5 22 Sungai Cimanuk 6 38
Total Cross Banjir 147 cross
Sumber: Hasil simulasi HEC-RAS 4.1.0.
Retarding basin (tampungan sementara) direncanakan untuk mereduksi banjir. Meninjau dari hasil analisa hidrologi, Sungai Cilutung dan Sungai Cipelang menyumbangkan debit banjir yang tergolong besar untuk ditampung sungai Cimanuk. Terbukti setelah melakukan analisa profil muka air dengan menggunakan program HEC-RAS, penampang yang ada setelah pertemuan Sungai Cimanuk dengan Sungai Cilutung dan Sungai Cipelang banyak yang
meluber atau tidak cukup untuk menampung aliran debit yang lewat.
Lokasi pelimpah direncanakan pada patok 111 yang merupakan titik terdekat dengan lokasi retarding basin. Volume reduksi yang direncanakan didasarkan pada luas lahan tampungan retarding.
Berikut merupakan posisi tampungan sementara (retarding basin) pada sungai Cimanuk.
Gambar 8. Lokasi Rencana Retarding
Basin
Pada studi ini direncanakan tampungan dengan inlet berupa pelimpah samping dan outlet berupa sluice gate. Lebar bendung samping yang dihitung dengan metode Side Weir adalah sebesar 33 m dan tingggi 4,5 m dengan tampungan yang direncanakan adalah sebesar 17,682 x 103 m3 dengan luas permukaan 107,167 ha dan kedalaman 15 m.
Dari perhitungan kapasitas tampungan retarding basin tersebut kemudian dilakukan kembali analisa profil aliran kondisi rencana.
Berikut merupakan hasil analisa aliran kondisi rencana dengan menggunakan bantuan program HEC-RAS versi 4.1.0.
Gambar 9. Long section kondisi setelah ada pengendalian banjir hasil
simulasi program HEC-RAS 4.1.0 Tabel 5. Cross Section yang masih
berdampak banjir
Reach Jumlah Cross
Sungai Cimanuk 1 0 Sungai Cimanuk 2 1 Sungai Cimanuk 3 16 Sungai Cimanuk 4 8 Sungai Cimanuk 5 19 Sungai Cimanuk 6 26
Total Cross Banjir 70 cross
Sumber: Hasil simulasi HEC-RAS 4.1.0.
4. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa yang dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain pada kondisi eksisting menggunakan kala ulang 25 tahun, penampang-penampang sungai yang tidak dapat menampung luapan debit banjir terdiri dari 147 cross dari 340 cross yang ada.
Upaya pengendalian yang direncanakan adalah dengan merencanakan retarding basin.
Tampungan yang direncanakan adalah sebesar 17,682 x 103 m3 dengan luas
permukaan 107,167 ha dan kedalaman 15 m. Setelah adanya upaya pengendalian banjir, banjir yang telah tereduksi menjadi sebanyak 77 patok. Sehingga masih terdapat 70 patok yang masih berdampak banjir. Apabila dipersentase, patok yang banjir yang telah tereduksi adalah sebesar 53% didasarkan pada jumlah lokasi (cross section) patok yang banjir.
Pada kondisi eksisting, penampang di depan Bendung Gerak Rentang debit yang lewat melebihi kapasitas pintu dengan bukaan
Lokasi Rencana Retarding
maksimum. Setelah adanya penanggulangan banjir dengan menggunakan retarding basin, debit tereduksi hingga 316,03 m3/dt sehingga Bendung Gerak Rentang menjadi lebih aman terhadap bahaya banjir.
Dari analisa perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB), dana yang dibutuhkan untuk pembangunan retarding basin adalah sebesar Rp 416,700,607,250.
4.2. Saran
Berdasarkan analisa yang telah dilakukan, ada beberapa saran yang dapat untuk dilakukan antara lain yaitu pada area cross section yang masih berdampak banjir, perlu dilakukan penanganan banjir berupa perbaikan alur sungai dan pembangunan tanggul.
Perlu dilakukan pengaturan debit yang keluar melalui pelimpah Bendungan Jatigede mengingat pelimpah Bendungan Jatigede merupakan pelimpah berpintu. Hal ini untuk mereduksi air yang lewat pada pelimpah pada waktu-waktu tertentu. Pada saat debit banjir datang, selain dengan membuka pintu Bendung Gerak Rentang dengan tinggi maksimum, perlu dilakukan pembukaan pintu Saluran Induk Sindupraja dan Saluran Induk Cipelang dengan konsekuensi debit yang diterima pada area irigasi akan melebihi kapasitas yang dibutuhkan.
Selain itu, perlu dilakukan pembangunan sebuah bendungan ataupun kawasan retensi pada anak sungai yang banyak menyumbangkan debit banjir untuk Sungai Cimanuk.
DAFTAR PUSTAKA
Asdak, C. 2007. Hidrologi dan Pengelolaan DAS. Yogjakarta:
Gajah Mada University Press. Chow, Ven Te. 1997. Hidrolika Saluran
Terbuka. Jakarta: Erlangga.
Harto, Sri. 1993. Analisis Hidrologi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka. May, R.W.P., B.C. Bromwich, Y.
Gasowski dan C.E. Rickard. 2003.
Hydraulic Design of Side Weir.
Australia: Thomas Telford Publishing.
Raju, K.G. Ranga. 1986. Aliran Melalui
Saluran Terbuka. Jakarta: Penerbit
Erlangga.
Soewarno. 1995. Hidrologi – Aplikasi
Metode Statistik untuk Analisa Data Jilid 1. Bandung: Nova.
Soewarno. 1995. Hidrologi – Aplikasi
Metode Statistik untuk Analisa Data Jilid 2. Bandung: Nova.
Sosrodarsono, Suyono dan K. Takeda. 1989. Bendungan Type Urugan. Jakarta: PT Pradnya Paramita. Sosrodarsono, Suyono dan M. Tominaga.
1984. Perbaikan dan Pengaturan
Sungai. Jakarta: PT Pradnya
Paramita.
Suhartanto, Ery. 2008. Panduan
HEC-HMS. Malang: CV Citra Malang.
Triatmojo, Bambang. 1993. Hidraulika I. Yogjakarta: Betta Ofset.
Triatmojo, Bambang. 1993. Hidraulika II. Yogjakarta: Betta Ofset.
