ANALISA DIMENSI DAN NORMALISASI SUNGAI BATANG
LAMPASI KOTA PAYAKUMBUH
Dessy Merizona, Nazwar Djali, Indra Khaidir
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta, Padang
E-mail : dmerizona@gmail.com, nazwardjali@yahoo.com, khaidirindra@yahoo.co.id
Abstrak
Sungai Batang Lampasi mengalir melalui Kelurahan Talawi Nagari Koto Nan Gadang, Kota Payakumbuh yang bermuara di sungai Batang Sinamar.Sungai Batang Lampasi ini menjadi daerah yang rawan banjir karenaadanya konversi lahan yang tinggi seperti perubahan penutupan lahan yang umumnya dari hutan menjadi kawasan pemukiman dan sawah. Hal ini mengakibatkan rusaknya daerah tangkapan hujan, sehingga sering terjadi banjir di daerah hilir sungai. Oleh karena itu, direncanakan dimensi sungai Batang Lampasi dan juga pengaruh aliran balik/back water. Dalam merencanakan dimensi sungai, digunakan data curah hujan maksimum rata-rata dengan metode Aljabar dan perhitungan curah hujan rencana dengan metode Gumbel, metode Hasper dan metode Weduwen. Untuk perhitungan debit rencana digunakan metode Melchior. Pada perhitungan pengaruh air balik/back water digunakan metode Tahapan Langsung.Dalam mendimensi sungai digunakan debit rencana 25 tahunan. Berdasarkan ketersedianan lahan penampang sungai dibuat persegi denganlebar (b) 26 meter dantinggi (h)4,64 meter, dankonstruksi perkuatan tebing direncanakan menggunakan Sheet pile.
ANALYSIS OF THE DIMENSIONS AND NORMALIZE RIVER
BATANG LAMPASI DISTRICT PAYAKUMBUH
Dessy Merizona, Nazwar Djali, Indra Khaidir
Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University, Padang
E-mail : dmerizona@gmail.com, nazwardjali@yahoo.com, khaidirindra@yahoo.co.id
Abstract
River Batang lampasi flowing through urban village Talawi Nagari Koto Nan Gadang, district Payakumbuh that rises in the river Batang Sinamar. River Batang Lampasi this to be the often flooded because of the conversion of high lands such as the change the land being generally of forests became a residential area of and paddy fields. This resulted in the catchment areas of rain, so often flooding in river downstream regions. If rain with high intensity in a long duration, the area into the flood. Because of it, planned the dimensions of the stems lampasi and also the influence of the flow of turning/back water. In planning the dimensions of the river, used of precipitation data with an average maximum algebra and a method of calculation rainfall plans with a method of gumbel, a method of hasper weduwen and methods. Used method of algebra to get the maximum rainfall and the average rainfall for the calculation of a plan to use the Gumbel method, Hasper method and Weduwen method. Used for the calculation of the discharge plan Melchior method. For the calculation of the back water effect the stage used Direct Step method. Based on the calculation of the cross-sectional dimensions of the channel is planned in the form of rectangular, with a width of 26 meters and channel height of 4,64 meters. For the construction of retaining the cliffs planned with Sheet pile.
1. PENDAHULUAN
Banjir merupakan peristiwa terjadinya genangan pada daerah datar sekitar sungai sebagai akibat dari luapan air sungai yang tidak mampu di tampung oleh sungai. Selain itu, banjir adalah interaksi antara manusia dengan alam dan sistem alam itu sendiri. Bencana banjir ini merupakan aspek interaksi manusia dengan alam yang timbul dari proses dimana manusia mencoba menggunakan alam yang bermanfaat dan menghindari alam yang merugikan manusia.
Banjir akibat dari meluapnya atau meningkatnya debit sungai telah banyak menimbulkan kerusakan, baik dari kerusakan lingkungan alami maupun lingkungan buatan. Perubahan kondisi lahan dari waktu ke waktu membuat ancaman terjadinya banjir yang semakin besar. Hal ini disebabkan oleh beberapa hal, antara lain :
• Daya tampung sungai makin lama semakin kecil akibat pendangkalan.
• Fluktuasi debit air antara musim penghujan dengan musim kering semakin tinggi.
• Terjadinya konversi lahan pertanian dan daerah buffer alami ke lahan non pertanian dengan mengabaikan konservasi sehingga menyebabkan rusaknya daerah tangkapan air (cacthment area)
Selain itu, penyebab DAS Batang Talawi sungai Batang Lampasi ini menjadi daerah yang rawan banjir adalah konversi lahan yang tinggi (bagian tengah dan hulu sungai) yaitu perubahan penutupan lahan yang umumnya dari hutan menjadi kawasan pemukiman dan sawah. Untuk itu penulis mengangkat masalah ini sebagai bahan untuk pembuatan Tugas Akhir (TA) dengan judul “ Analisa Dimensi dan
Normalisasi Sungai Batang Lampasi, Kota Payakumbuh ”.
2. METODE
Penulis melakukan studi literatur dan pegumpulan data. Kegiatan yang akan
dilakukan secara garis besar dibedakan atas:
a. Studi literatur
Dalam studi literatur didapatkan teori-teori yang diperoleh melalui buku – buku untuk analisa hidrologi yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir.
b. Pengumpulan data
Data yang dibutuhkan adalah peta DAS, data curah hujan 20 tahun (tahun 1993 sampai tahun 2012) yang berasal dari 2 Stasiun yaitu Stasiun Suliki dan Stasiun Tanjung Pati.
c. Analisa dan perhitungan. 1) Curah hujan maksimum
Pada analisa ini, data curah hujan yang akan digunakan adalah data curah hujan rata – rata maksimum yang diperoleh dengan menghitung data curah hujan 20 tahun dari 2 stasiun dengan menggunakan Metode Aljabar ( Arithmetic mean ).
2) Curah hujan rencana
Untuk menghitung curah hujan
rencana penulis menggunakan 3
metode yaitu, metode Gumbel, Hasper dan Weduwen
3) Analisa Debit Banjir Rencana
Untuk perhitungan Debit Banjir Rencana dilakukan dengan metode Melchior. Data untuk metode tersebut di ambil dari nilai curah hujan rencana.
4) Perhitungan Dimensi Penampang
Sungai
Perhitungan dimensi penampang ini berguna untuk mengetahui seberapa besar debit yang mampu ditahan. 5) Perhitungan Tebing Sungai dengan
Sheet Pile
Perlindungan yang akan digunakan adalah sheet pile beton, dengan pertimbangan bahwa sheet pile dapat dipasang pada daerah dengan tanah pasir.
6) Perhitungan Back Water
Cara yang biasa digunakan dalam menghitung pengaruh back water adalah cara analisa hidrolik steady non
uniform flow, maka penulis menggunkan metode tahapan langsung (direct shep metode).
3. PENGUMPULAN DATA 3.1. Kondisi Umum Kawasan
Secara geografis wilayah Kota Payakumbuh berada pada posisi 00o -10o sampai 0o -17oLS dan 100o – 35o sampai 100o - 48o
Kota Payakumbuh berada pada hamparan kaki
BT. Letak Kota Payakumbuh berbatasan dengan daerah administrasi pemerintahan lain.
Gunung Sago, yang dilalui oleh tiga sungai yang yaitu Batang Agam, Batang Lampasi dan Batang Sinamar. Batang Agam terletak pada bagian tengah Kota Payakumbuh yang melalui tiga wilayah kecamatan yang ada, yaitu Kecamatan Payakumbuh Barat, Kecamatan Payakumbuh Timur, dan sebagian kecil wilayah kecamatan Payakumbuh Utara.
Sedangkan Batang Lampasi melalui wilayah kecamatan Payakumbuh Utara, dan mempunyai anak sungai, Batang Air Pulau,
Batang Nantang dan Batang Balubus yang mengalir menuju muaranya di Sungai Batang Sinamar. Sungai Batang Lampasi mengalir melalui kelurahan Talawi Nagari Koto Nan Gadang, Kota Payakumbuh dengan panjang 48,19 km dan luas DAS Batang Lampasi ini sekitar 263,88 km2
3.2. Data Teknis Sungai
.
Data teknis dari DAS Batang Lampasi yang dibutuhkan dalam penulisan tugas akhir ini yaitu :
Luas Catchmant (A) = 262 km²
Panjang Sungai (L) = 48,19 km
3.3. Peta Catchment Area Batang Lampasi
Suliki
Tanjung Pati
Gambar 3.1. Peta Catchment Area Batang Lampasi
Sumber: Data Proyek 3.4. Data Curah Hujan
Data curah hujan yang digunakan pada lokasi studi terdiri dari Stasiun Suliki dan Stasiun Tanjung Pati. Diambil data selama 20 tahun dari tahun 1993 sampai 2012 seperti terlampir dalam tabel berikut:
4. ANALISA HIDROLOGI DAN PERHITUNGAN
4.1. Tinjauan Umum
Dalam merencanakan normalisasi sungai, analisis yang penting perlu ditinjau
adalah analisis hidrologi. Analisis hidrologi diperlukan untuk menentukan besarnya debit banjir rencana, yang mana debit banjir rencana akan berpengaruh besar terhadap dimensi maupun kestabilan konstruksi yang akan dibangun. Pada perencanaan normalisasi sungai Cimanuk ini, data debit harian selama periode 20 tahun yang akan dijadikan dasar perhitungan dalam menentukan debit banjir rencana.
4.2. Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata dengan Metode Aljabar
Untuk perhitungan curah hujan rata-rata menggunakan metode aljabar, pengambilan metode ini berdasarkan faktor luas catchment area (daerah tangkpan hujan) yang kurang atau kecil dari 500 km2 yaitu 262 km2. Metode ini cocok untuk kawasan topografi datar dan alat penakar tersebar hampir merata, sehingga didapatkan hasil sebagai berikut:
4.3. Perhitungan Curah Hujan Rencana
Perhitungan curah hujan rencana dilakukan dengan tiga metode, yaitu metode Gumbel, metode Hasper dan metode Wedwen. Dari ketiga metode tersebut di ambil nilai curah hujan rata-rata.
4.4. Perhitungan Debit Banjir Rencana Dengan Metode Melchiord
Perhitungan debit banjir rencana terdapat beberapa metode, seperti Metode Hasper, Metode Weduwen, Rasional dan Melchiord dsb. Karena luas catchmen area > 100 km2 maka digunakan Metode Melchiord. Sedangkan untuk Metode Rasional, Metode Hasper dan Metode Weduwen digunakan untuk catchmen area < 100 km2.
Rumus debit yang digunakan dalam metode ini adalah sebagai berikut :
Qmax
Q
= α . I . ADimana :
max = Debit maksimum (m3
α = Koefisien pengaliran /dt) β = Koefisien reduksi I = Intensitas hujan (m3/dt/km2 A = Catchment area (km ) 2 )
r = Curah hujan harian maksimum (mm)
Data yang dibutuhkan dalam perhitungan adalah :
a. Luas Catchmant Area = 262 km²
b. Panjang Sungai (L) = 48,19 km c. Kemiringan Sungai L' = 0,9 L1 988 = 43,371 km = 43371 m S = = 0,0228 d. Koefisien pengaliran (α ) = 0,65 e. Koefisien reduksi ( β )
F = Luas ellips melchior a = 48,19 km b = 32,127 km F = = 1215,337 km F = 2 3960 - 1720 . β1 ( β + 1215,34= 1 - 0,12)(5175,34 - 1720β1 - 1720 β )= 1970 12 + 5175,337 β1 - 2591,041 = 0 diperoleh β1
didapat nilai (di interpolasi). = 0,634 F = 1215,337 antara 1080 - 1440 (didapat I1 I ) 1 = 1,737 m = 1,85 + x (1215,337 – 1080) 3 /dtk/km f. Q = β 2 1 = 288,53 m . I . A 3 g. V = 1,31 . ( Q. S /dtk 2 )0,2 h. t = 0,896 m/dtk c i. Hitung β2 = 14,94 jam = 896,4 menit
Berdasarkan nilai F = 1215,337 km2 dan tc = 14,94 jam , dari Tabel 2.2 di dapat nilai ( diinterpolasi ) tc = 14,94 antara 16 - 12 (didapat β2 β ) 2 j. β1 = 0,634 = 83 + x( 14,94 – 12 ) = 89,6 % maka ; β = β1. β2 k. Hitung I sebenarnya ( I2 ) = 0,568 I2 = = 2,112 m3/dtk/km Bandingkan I 2 1 dengan I2 I , 1 = 1,737 m3/dtk/km2 sedangkan I2 = 2,112 m3/dtk/km sehingga I 2 1 ≠ I
l. Coba lagi I1 dengan 2,112 m3/dtk/km2 , kemudian perhitungan diulangi dari (f) sampai di peroleh nilai I1 = I2
m. Didapat tc = 14,279 jam = 856,74 menit dengan nilai koreksi 12 % sehingga
I = 2,174 + = 2,435 m3/dtk/km n. Q 2 max = 414,681 m = α . I . A 3
o. Hitung Debit banjir kala ulang 2 tahun /dtk Q2 = 157,159 m = α . I . A x 3 /dtk
Dari tabel hasil perhitungan di atas didapat :
Q2 normal desain = 157,159 m3
Q
/detik
25 banjir desain = 242,770 m3
4.5. Analisa Dimensi dan Kapasitas Sungai Batang Lampasi
/detik Data Desain : Qnormal desain = 157,159 m3 Q /detik banjir desain = 242,770 m3 I /detik dasar saluran Direncanakan : = 0,00125 Lebar (b) = 26 m Koef. Manning (n) = 0,03
Tinggi h didapat dengan menggunakan cara coba-coba :
A = b . h = 99,84 m² P = b + 2 . h = 33,68 m
= 2,432 m/dtk Q = A . V
= 242,806 m3/dtk > Qdesain = 242,770
m3
Tinggi Penampang untuk Qdesain = 242,770 m3/dtk (h) = 3,84 m Tinggi tanggul jagaan (f) menurut tabel 2.7 adalah 0,8 m.
/dtk . . . ok!
Tinggi tanggul ( h + f ) = 3,84 + 0,80 = 4,64 m
Gambar 4.2 Penampang Batang Lampasi
4.6. Perencanaan Perkuatan Tebing Sungai dengan Sheet Pile
Dari hasil pengujian laboratorium diketahui bahwa tanah asli merupakan jenis pasir bulat dengan nilai D50 = 0,39 mm,
dan massa jenis (ρpasir
Dengan mempergunakan formula
Mavis, maka kecepatan alir maksimum: ) = 2,513 ton/m3.
= 0,123 m/dtk
Dikarenakan kecepatan alir rencana adalah 2,432 m/detik, maka diperlukan perlindungan dinding saluran terhadap gerusan.
Maka diketahui parameter tanah sebagai berikut:
Sudut geser dalam (ϕ) = 18
Berat isi jenuh (γ
o
sat) = 19,8 kN/m
Berat isi tanah (γ) = 24,65 kN/m
3
Kadar air tanah (m) = 0,4469
3
L1
L
= 3,64 m
pengambilan momen di E
dari persamaan
dengan cara coba - coba di dapat L4
Penggambaran distribusi diagram
= 8 m
Kedalaman aktual penetrasi
Panjang sheet pile seluruhnya
Ukuran sheet pile
Momen maksimum
Cracking moment diperoleh :
Penampang modulus sheet pile yang di butuhkan
Jadi panjang sheeet pile yang berfungsi sebagai pelindung dinding saluran, direncakan
4.7. Analisa Air Balik/Back Water
Analisa pengaruh aliran balik (Back Water) dari saluran Sungai Batang Lampasi dilakukan perhitungan profil muka air dengan metode tahapan langsung (direct step method).
Data yang digunakan untuk perhitugan :
Debit (Q) = 242,770 m³/dtk
Lebar saluran (b) = 26 m
Tinggi air normal banjir (h) = 3,84 m
Kemiringan saluran (S) = 0,00125
Kekasaran saluran (n) = 0,03
Perhitungan profil muka air, dimulai dari kedalaman yang sudah diketahui di hilir titik control, yc = 2,071 m. bergerak ke arah hulu. Pada titik control ini diberi notasi x = 0. Perhitungan profil muka air dihentikan jika kedalaman air pada kisaran 1 persen dari kedalaman normal . Hasil
perhitungan ditampilkan pada tabel sebagai berikut :
Hasil analisa :
Dari hasil analisa diatas, dengan tinggi muka air normal banjir 3,84 m terjadi Air Balik (back water) sejauh 300,354 m dari hulu sungai.
5. PENUTUP 5.1. Kesimpulan
1. Perbaikan kapasitas tampung Batang Lampasi yaitu dengan melakukan analisa debit dan merencanakan dimensi penampang sungai.
2. Dari perhitungan penulis merencanakan dimensi saluran
berbentuk penampang persegi dengan tinggi(H) sebesar 4,64 m, lebar(b) 26 m dan tinggi jagaan (f) 0,8 m sehingga mampu melewatkan debit banjir rencana periode ulang 25 tahun (Q25) sebesar 242,770 m3/detik. 3. Direncanakan penggunaan sheet pile
sebagai pengaman tebing/ dinding saluran dengan panjang 21 m.
4. Dari analisa dengan tinggi muka air normal banjir 3,84 m terjadi air balik (back water) sejauh 300,354 m dari hulu sungai.
5.2. Saran
1. Perlunya ketelitian pada saat
perhitungan hidrologi seperti dalam menganalisa curah hujan dan debit banjir rencana agar dihasilkan desain penampang yang ekonomis dan dapat menampung debit yang akan terjadi.
2. Dalam tahap perencanaan sebaiknya
lebih banyak menggunkan referensi, agar dapat menghasilkan perhitungan yang lebih efektif dan efisian dan juga terlebih dahulu dilakukan survey
studi yang berhubungan dengan keadaan sungai, baik saat banjir maupun saat normal.
6. DAFTAR PUSTAKA
Das, Braja M, dkk. ”Mekanika Tanah”. Erlangga, Jakarta, 1993.
Departemen Pekerjaan Umum, ”Standar
Perencanaan Irigasi Bagian
Perencanaan Jaringan Irigasi KP - 01". CV. Galang Persada, Bandung,
1986.
Fadhila, Muhammad, LT. “Perencanaan
Normalisasi Arus Sungai Cijere di DS. Pasirmukti Kec. Citeureup Kap. Bogor", Tugas Akhir.
J. Kodoatie, Robert. "Rekayasa dan
Manajemen Banjir Kota". ANDI,
Yogyakarta, 2013.
Made Kamiana, I. "Teknik Perhitungan
Debit Rencana Bangunan Air".
GRAHA ILMU, Yogyakarta, 2011. SK SNI M - 1989 -F
Subramanya, K. ”Flow Open Chanel”, second edition. Tata McGraw-Hill
Publishing Company Limited, New Delhi, 2006.
Suripin, M.Eng, Dr. Ir. ”Sistem Drainase
Perkotaan Yang Berkelanjutan”.
ANDI, Yogyakarta, 2004.
Suyono, Sosrodarsono, Dr. Ir. "Perbaikan
dan Pengaturan Sungai". 1984.
Suryono Sosrodarsono, Ir. "Hidrologi
Untuk Pengairan". PT. Pradnya
Paramita, Jakarta, 2003.
Ven Te Chow, Ph.D . "Hidrolika Saluran
