ABSTRAK
EVALUASI PENGENDALIAN BANJIR SUNGAI CIBEET KABUPATEN BEKASI
Oleh
TRI NUGROHO WASKITO NIM : 95009303
(Program Studi Magister Pengelolaan Sumber Daya Air) Institut Teknologi Bandung
Pembimbing : Ir. Dantje Kardana, M.Sc., Ph.D.
Banjir adalah salah satu bentuk daya rusak air yang merupakan fenomena alam karena tingginya curah hujan dan tidak cukupnya kapasitas badan air (sungai atau saluran drainase) untuk menampung dan mengalirkan air. Kondisi yang terjadi pada aliran sungai Cibeet, antara lain ditandai dengan longsoran tebing, kekeringan dimusim kemarau dan banjir dimusim hujan. Hal tersebut diperburuk dengan kondisi sungai Cipamingkis yang merupakan anak sungai Cibeet yang menurut hasil studi dan North Java Flood Control Sector Project (NJFSCP) bahwa pada sungai Cipamingkis terdapat kegiatan galian C yang berdampak negatif berupa hilangnya lapisan dasar sungai berupa butiran kasar.
Pada pertemuan (muara) sungai Cibeet dengan Citarum sering terjadi banjir akibat back water dari sungai Cibeet yang terjadi setiap tahun dengan ketinggian banjir berkisar antara 1,5 m - 3,00 m yang mengakibatkan Desa-desa disekitarnya terendam banjir.
Tujuan penelitian tesis ini untuk menyusun alternatif upaya pengendalian banjir Sungai Cibeet secara struktural sehingga dampak kerugian akibat bencana banjir dapat diminimalisi. Dalam penentuan alternatif penanggulangan dilakukan analisis hidrolik dengan pemodelan menggunakan perangkat lunak HEC RAS 4.0.
Kata kunci : Banjir, Back Water, pemodelan software HEC RAS 4.0
ABSTRACT
EVALUATION OF FLOOD CONTROL CIBEET RIVER - BEKASI DISTRICT
by
TRI NUGROHO WASKITO NIM : 95009303
Master of Water Resources Management Department Supervisor: Ir. Dantje Kardana, M.Sc., Ph.D.
Flooding is one of the destructive force of water is a natural phenomenon due to high rainfall and insufficient capacity of water bodies (streams or drainage channels) to collect and drain water. Conditions that occur in river flow Cibeet, among others, characterized by rock avalanches, drought, dry season and rainy season floods. This is exacerbated by the conditions of the river which is a tributary Cipamingkis Cibeet which according to the study and North Java Flood Control Sector Project (NJFSCP) that there is activity on the river Cipamingkis excavation-C which have a negative impact excavation of the loss of the base layer of coarse river.
At the meeting (estuary) Citarum river Cibeet with frequent flooding due to back water from the river Cibeet that occur each year in flood heights ranging from 1.5 m - 3.00 m resulting in the surrounding villages were flooded.
The purpose of this thesis research to develop alternative Cibeet River flood control efforts are structurally so that the impact of losses due to floods can minimilization. In determining the alternative response to the hydraulic analysis was performed using the modeling software HEC RAS 4.0.
Key words: Flood, Back Water, HEC RAS 4.0 modeling software
2 1. LATAR BELAKANG
Banjir adalah salah satu bentuk daya rusak air yang merupakan fenomena alam karena tingginya curah hujan dan tidak cukupnya kapasitas badan air (sungai atau saluran drainase) untuk menampung dan mengalirkan air. Fenomena tersebut diperparah akibat salah urus manusia terhadap ekologi di sekitarnya, terutama penataruangan (Soekarno, I : 2006). Banjir sebagai salah satu komponen daya rusak air yang perlu dikendalikan agar dampak kerugiannya dapat diminimalkan. Usaha pengendalian banjir ini mencakup identifikasi lokasi banjir, perencanaan pengendalian banjir, penyusunan strategi pengendalian banjir, dan pelaksanaan program-program strategi sebagai implementasi dari strategi pengendalian banjir itu sendiri.
Pengembangan kawasan untuk pemenuhan berbagai kebutuhan seperti sarana permukiman, pertanian, perdagangan, industri, perkantoran, jalan dan lain- lain dari tahun ke tahun semakin meningkat sebagai dampak pertumbuhan penduduk dan pengembangan aktivitasnya, hal tersebut menyebabkan menurunnya kualitas lingkungan termasuk menurunnya kualitas daerah aliran sungai sehingga menyebabkan terjadinya hal-hal yang menimbulkan kerugian, yang paling nyata yaitu kekeringan di musim kemarau dan banjir di musim hujan.
Kondisi tersebut terjadi pula pada aliran sungai Cibeet, antara lain ditandai dengan kejadian disekitar sungai Cibeet berupa longsoran tebing, kekeringan dimusim kemarau dan banjir dimusim hujan. Hal tersebut diperburuk dengan kondisi sungai Cipamingkis yang merupakan anak sungai Cibeet yang menurut hasil studi dan North Java Flood Control Sector Project (NJFSCP) bahwa pada sungai Cipamingkis terdapat kegiatan galian C yang berdampak negatif berupa hilangnya lapisan dasar sungai berupa butiran kasar, sedangkan lapisan bawah berupa lempung lunak mulai tampak, serta terjadinya degradasi sungai yang cukup signifikan mulai dari bendung Cipamingkis ke hilir.
Pada pertemuan (muara) sungai Cibeet dengan Citarum sering terjadi banjir akibat back water dari sungai Cibeet yang terjadi setiap tahun dengan ketinggian banjir berkisar antara 1,5 meter sampai dengan 3,00 meter yang mengakibatkan Desa-desa disekitarnya terendam banjir.
Kondisi sungai Citarum Hilir mulai dari Bendung Walahar sampai dengan Muara Gembong pada beberapa lokasi sering banjir. Hal tersebut diperkirakan karena beberapa hal antara lain:
berkurangnya kapasitas sungai akibat sedimentasi, pembangunan fisik pada daerah aliran sungai untuk
berbagai kepentingan (Perumahan, Industri, dll) yang menyebabkan berkurangnya daerah terbuka/resapan air serta adanya tambahan debit yang cukup besar dari sungai Cibeet.
Sehubungan dengan hal tersebut diatas maka perlu segera dilakukan upaya-upaya untuk mengatasi agar dampak negatif yang ditimbulkan dapat segara diatasi.
2. MAKSUD DAN TUJUAN
Maksud penulisan tesis ini adalah melakukan kajian terhadap kinerja kapasitas tampung alur Sungai Cibeet dan banjir yang terjadi melalui pendekatan pemodelan hidraulik sebagai dasar penyusunan alternatif upaya pengendalian banjir.
Adapun tujuan penulisan tesis ini adalah menyusun alternatif upaya pengendalian banjir Sungai Cibeet secara struktural sehingga dampak kerugian akibat bencana banjir dapat diminimalisi.
3. RUANG LINGKUP
Lingkup pengendalian banjir Sungai Cibeet adalah sebagai berikut:
- Mengumpulkan/kompilasi data - Melakukan studi literature
- Melakukan analisis statistik hujan rencana - Melakukan analisis debit banjir rencana
- Melakukan analisis hidraulik sungai dengan simulasi model HEC-RAS untuk mengetahui kapasitas tampungan sungai, profil muka air banjir rencana.
- Melakukan analisis alternatif pengendalian banjir secara struktural melalui upaya antara lain: normalisasi sungai.
a. Permasalahan Dan Hipotesis
Permasalahan yang terdapat dalam evaluasi ini adalah longsoran tebing, kekeringan dimusim kemarau dan banjir dimusim hujan. terdapat kegiatan galian C yang berdampak negatif berupa hilangnya lapisan dasar sungai berupa butiran kasar, sedangkan lapisan bawah berupa lempung lunak mulai tampak, serta terjadinya degradasi sungai yang cukup signifikan mulai dari bendung Cipamingkis ke hilir.
Hipotesis pada evaluasi ini adalah debit puncak banjir yang telah melebihi kapasitas tampung alur sungai sehingga menyebabkan terjadinya limpasan serta kapasitas Sungai yang tidak memenuhi lagi, sehingga diperlukan alternatif upaya pengendalian yang dapat mereduksi dan mengatasi permasalahan akibat banjir yang terjadi.
3
LOKASI STUDI
b. Lokasi Studi Lokasi evaluasi pengendalian banjir Sungai Cibeet
terletak di Kabupaten Bekasi. Lokasi studi dapat di lihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Peta lokasi studi (sumber: bakosurtanal) 4. METODOLOGI
a. Pola Pikir
Pola pikir dalam tahapan pelaksanaan pengendalian banjir Sungai Cibeet meliputi:
Analisa hidrologi untuk memperoleh curah hujan dan debit banjir rencana periode ulang tertentu.
Analisa hidraulik melalui simulasi pemodelan hidraulik dengan alat bantu software HEC-RAS untuk mengetahui kapasitas tampung alur sungai dan profil muka air banjir rencana pada periode ulang tertentu berdasarkan debit banjir rencana.
Alternatif pengendalian banjir pada Sungai Cibeet
Pola pikir evaluasi pengendalian banjir Sungai Cibeet dapat dilihat pada gambar 2.
Pendekatan Metodologi
Agar proses studi dapat dilakukan secara sistematis maka diperlukan analisis dalam bentuk tahapan/urutan kerja. Tahapan kerja yang akan dilakukan dalam studi ini adalah sebagai berikut : 1. Pengumpulan data-data teknis, antara lain : Peta
DAS, Peta Topografi, data curah hujan, serta data-data lain yang terkait dengan studi.
2. Studi literatur yang berkaitan dengan studi, meliputi : teori analisis hujan wilayah, statistik dan probabilitas, analisis debit banjir, pemodelan hidraulik sungai.
3. Analisis hidrologi (Gambar 3) untuk memperoleh curah hujan dan debit banjir rencana periode ulang tertentu meliputi :
- Perhitungan curah hujan wilayah berdasarkan pencatatan data curah hujan stasiun hujan yang ada pada DAS Cibeet dengan menggunakan Metode Poligon Thiessen.
- Analisis curah hujan rencana melalui analisis statistik (distribusi frekuensi) hujan wilayah tahunan dengan metode Gumbel dan Log Person III
- Uji kesesuaian distribusi frekuensi, untuk mengetahui kecocokan analisis curah hujan rencana terhadap simpangan data vertical dan horizontal dengan Metode Smirnov Kolmogorof, sehingga diketahui distribusi yang dipilih dapat diterima atau tidak berdasarkan nilai simpangan terkecil.
- Analisis distribusi curah hujan rencana jam- jaman setiap periode ulang guna mendapatkan curah hujan efektif yang akan digunakan dalam analisis debit banjir rencana.
- Analisis debit banjir rencana, untuk menghitung debit/hidrograf banjir rencana berdasarkan curah hujan rencana setiap periode ulang dengan Metode Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu.
4 4. Analisis hidraulik sungai, untuk mengetahui
kapasitas tampung sungai, dan profil muka air
banjir dengan menggunakan HEC – RAS. Dapat dilihat pada gambar 4.
Alternatif pengendalian banjir pada Sungai Cibeet.
Mulai
Pendahuluan
Tinjauan Pustaka
Pengumpulan Data - Data stasiun Hujan - Data curah hujan harian maksimum
- Data karakteristik DAS - Data tata guna lahan
- Rating curve debit
- Data karakteristik dan geometri sungai
Analisa dan Pembahasan
A. Analisa Hidrologi - Analisa curah hujan rencana - Analisa debit banjir rencana B. Analisa Hidraulik Sungai Dengan Bantuan
Model HEC-RAS
- Analisa kapasitas tampungan saluran - Analisa muka air banjir rencana
Kesimpulan dan Rekomendasi
Selesai
Gambar 2 Pola Pikir Pengendalian banjir Sungai Cibeet
Gambar 1. 1 Analisa Hidrologi dalam Pengendalian banjir Sungai Cibeet
Gambar 1. 2 Bagan Alir Pemodelan Hidrodinamik Menggunakan HEC-RAS 4.0.
5 5. DATA CURAH HUJAN
Untuk menganalisa kondisi hidrologi di wilayah studi diperlukan data hujan dari stasiun pengamatan terdekat di sekitarnya Pemilihan Stasiun hujan dilaksanakan dengan kriteria sebagai berikut :
Mempunyai data dengan periode pengamatan yang panjang (lebih dari lima tahun)
Mempunyai urutan data tahunan yang lengkap,
dimana data bulanan tidak banyak kosong
Lokasi stasiun pengamatan curah hujan tersebut terletak di dalam dan di sekitar daerah studi Berdasarkan ketersediaan data curah hujan dan posisi Pos Penakar Curah Hujan, maka pada studi ini ditentukan hanya terdapat 1 (satu) Pos Penakar Curah Hujan yang terdapat dalam cathment area wilayah studi yaitu Sta. Cipamingkis dengan periode tahun pengamatan dari Tahun 2000 s/d 2009 (sepuluh tahun).
Data curah hujan yang akan digunakan dalam studi ini adalah seperti pada tabel dibawah ini.
6. ANALISIS CURAH HUJAN RENCANA MAKSIMUM
Analisis curah hujan rencana maksimum di lokasi studi dilakukan dengan menggunakan data hujan yang dipakai untuk analisa ini berasal dari 1 (Satu) Sta. Cipamingkis . Berdasarkan Ketersediaan data curah hujan dan posisi Pos Penakar Curah Hujan, maka pada studi ini ditentukan hanya terdapat 1 (satu) Pos Penakar Curah Hujan yang terdapat dalam cathment area wilayah studi yaitu Sta. Cipamingkis dengan periode tahun pengamatan dari Tahun 2000 s/d 2009 (sepuluh tahun). Analisa curah hujan rencana maksimum menggunakan beberapa distribusi probabilitas yang sering dilakukan pada analisis hidrologi diantaranya menggunakan:
Distribusi Gumbel Distribusi Log Pearson III.
a. Analisis Distribusi Frekuensi Metode Gumbel Parameter–parameter statistik yang dipergunakan dalam analisis distribusi frekuensi metode Gumbel adalah nilai tengah dan standar deviasi, dan selanjutnya dihutung curah hujan rencana dengan periode ulang 2,5,10,25,50 dan 100 tahun. Hasil perhitungan distribusi curah hujan rencana metode Gumbel dapat dilihat dibawah ini untuk diambil salah satu perhitungan untuk periode ulang 2 tahun:
Hasil perhitungan metode Gumbel Sta. Cipamingkis dalam bentuk tabelris dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
a. Metode Log Person Type III
Analisis curah hujan rencana metode Log Person Type III dilakukan perhitungan hasil analisa dari metode Log Person Tipe III dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
a. Uji Smirnov – Kolmogorov
Uji kecocokan Smirnov – Kolmogorov, sering disebut juga uji kecocokan non parametik (non parametic test), karena pengujiannya tidak
menggunakan fungsi distribusi tertentu. Analisis uji distribusi ini dilakukan untuk mengetahui simpangan maksimum antara distribusi teoritis dan empiris (Dmax). Uji Smirnov – Kolmogorov dilakukan pada Distribusi frekuensi metode Gumbel dan metode Log Person III dengan asumsi sebagai berikut:
Tabel 3. 1 Data Curah Hujan Maksimum Harian
NO Tahun Data Curah Hujan Maksimum Harian (mm)
1 2000 61
2 2001 170.0
3 2002 87.0
4 2003 77.0
5 2004 62.0
6 2005 70.0
7 2006 87.0
8 2007 174.0
9 2008 82.0
10 2009 92.0
Sumber : Hasil Analisa Perhitungan
No. Tr Yt K Xt
1 2 0.367 -0.136 90.60
2 5 1.500 1.058 139.90
3 10 2.250 1.848 172.54
4 25 3.199 2.847 213.77
5 50 3.902 3.588 244.37
6 100 4.600 4.323 274.73
Sumber: Hasil Analisis
No. Tr P (%) G Log Xt Xt
1 2 50 -0.1859 1.924 83.920
2 5 20 0.7560 2.075 118.847
3 10 10 1.3770 2.175 149.488
4 25 4 2.1124 2.293 196.151
5 50 2 2.6358 2.377 237.993
6 100 1 3.1472 2.459 287.484
Sumber: Hasil Analisis
6 Derajat signifikansi (α) = 5 %
Tingkat kepercayaan = 95 %
Berdasarkan hasil perhitungan, nilai Delta hitung (Dhit) tersebut merupakan nilai D maksimal (Dmaks).
Sehingga, Dmaks < Dcr, maka hiipotesis diterima dapat digunakan dalam analisis curah hujan rencana DAS Cibeet.
Resume hasil analisis perhitungan uji distribusi dengan metode Smirnov - Kolmogorov disajikan pada tabel 4.3 dibawah ini:
Berdasarkan hasil analisis uji kesesuain distribusi tersebut, kedua distribusi yang digunakan layak untuk dijadikan sebagai metode perhitungan curah hujan rencana DAS Cibeet, serta memperhatikan nilai D (delta/selisih) maksimum terkecil distribusi terpilih Log Person III untuk Stasiun Sta. Cipamingkis.
7. ANALISIS DEBIT BANJIR RENCANA a. Distribusi Curah Hujan dan Curah Hujan
Efektif
Dalam analisa perhitungan debit banjir rencana dalam memperkirakan besaran debit diperlukan data curah hujan maksimum jam – jaman serta curah hujan efektif .
Berdasarkan Distribusi hujan (hourly rainfal accumulation) banyaknya hujan tiap jam akan jatuh selama waktu konsentrasi periode jatuh hujan.
Konsentrasi hujan dalam periode satu hari ternyata 6 jam, maka pembagian banyaknya hujan akan turun untuk tiap – tiap jamnya dan dinyatakan dalam persen, maka distribusinya adalah sebagai berikut (Sumber Diktat Kuliah Hidrologi Terapan Ir. Muljana Wangsadipura, M.Eng).
Hasil analisis perhitungan distribusi hujan jam – jaman disajikan pada tabel dibawah ini:
Analisis perhitungan curah hujan efektif diihitung untuk keperluan analisis Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu.
Curah hujan effektif adalah bagian dari curah hujan total yang menghasilkan limpasan langsung dengan kata lain hujan total dikurangi kehilangan pada awal hujan akibat adanya infiltrasi. Pada saat hujan turun sebagian akan meresap ke dalam tanah dan sebagian lagi akan menjadi limpasan permukaan. Sehubungan dengan keterbatasan ketersediaan data untuk perhitungan hujan efektif, maka dalam kajian ini digunakan faktor koefisien run off dalam transformasi hujan menjadi limpasan.
Hasil analisis perhitungan besar curah hujan efektif dan distribusi hujan jam – jaman disajikan pada tabel dibawah ini
a. Analisis Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu
Analisa debit rencana pada studi ini menggunakan metode Nakayasu. Input debit rencana (Hydrograph) pada evaluasai pengendalian banjir Sungai Cibeet ini adalah debit rencana pada Cibeet. Untuk
selengkapnya dapat dilihat pada gambar dan tabel dibawah ini.
NO. HASIL PERHITUNGAN MACAM DISTRIBUSI/ METODE KET.
Gumbel I Log Person III
1
D maks 0.7873 0.2904 Distribusi terpilih :
D kitris 0.41 0.41
Log Person III
Kesimpulan Ditolak Diterima
Sumber: Hasil Analisis
Jam ke 1 : Jatuh Hujan 6 % Jam ke 2 : Jatuh Hujan 8 % Jam ke 3 : Jatuh Hujan 14 % Jam ke 4 : Jatuh Hujan 55 % Jam ke 5 : Jatuh Hujan 11 % Jam ke 6 : Jatuh Hujan 6 %
100 %
Parameter Hujan Periode Ulang = T (Tahun)
2 5 10 25 50 100
Curah Hujan (mm) 83.92 118.85 149.49 196.15 237.99 287.48 Pola Distribusi
Jam Ke - %
1 6 5.035 7.131 8.969 11.769 14.280 17.249
2 8 6.714 9.508 11.959 15.692 19.039 22.999
3 14 11.749 16.639 20.928 27.461 33.319 40.248
4 55 46.156 65.366 82.218 107.883 130.896 158.116
5 11 9.231 13.073 16.444 21.577 26.179 31.623
6 6 5.035 7.131 8.969 11.769 14.280 17.249
Sumber: Hasil Analisis
Parameter Hujan PERIODE ULANG = T (Tahun)
2 5 10 25 50 100
Curah Hujan (mm) 83.92 118.85 149.49 196.15 237.99 287.48
Koefisien Limpasan 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
C.H Efektif (mm) 67.136 95.077 119.590 156.921 190.395 229.987
Pola Distribusi
Jam - Ke %
1 6 4.028 5.705 7.175 9.415 11.424 13.799
2 8 5.371 7.606 9.567 12.554 15.232 18.399
3 14 9.399 13.311 16.743 21.969 26.655 32.198
4 55 36.925 52.293 65.775 86.306 104.717 126.493
5 11 7.385 10.459 13.155 17.261 20.943 25.299
6 6 4.028 5.705 7.175 9.415 11.424 13.799
Sumber: Hasil Analisis
7 Debit yang dipakai dalam Pemodelan Matematik menggunakan Pemodelan satu Dimensi HEC – RAS untuk Cibeet adalah menggunakan Q25 Tahunan disebabkan perencanaan yang akan di pakai adalah penanggulan.
b. Analisis Debit Banjir Rencana Metode HSS ITB – 1 dan HSS ITB - 2
Analisis Perhitungan HSS ITB – 1 Debit Banjir Rencana Sungai Cibeet adalah sebagai berikut:
Analisis Perhitungan HSS ITB – 2 Debit Banjir Rencana Sungai Cibeet adalah sebagai berikut:
c. Analisa Debit Banjir Rencana dengan Pemodelan HEC-HMS
Untuk perhitungan Debit banjir Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu dan Hidrograf Satuan Sintetik ITB 1 dan ITB 2 dibantu dengan perangkat lunak HEC- HMS maka dibuat skematisasi sebagai berikut.
Berdasarkan hasil pemodelan dari HEC-HMS, maka didapat hasil debit banjir rencana Q 25 Tahunan sebagai berikut.
I. Karakteristik DAS dan Hujan
1. Nama Sungai = Sungai Cibeet
2. Luas daerah aliran Sungai (A) = 909.24 Km2
3. Panjang Sungai Utama (L) = 101.02 Km
4 Tinggi Hujan = 1.00 mm
5. Durasi Hujan Tr = 1.00 Jam
II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu Dasar (Tb)
1. Koefisien waktu (Ct) = 1.00
2. Time Lag (tP)
tP = Ct 0.8122 L0.6 = 12.95 Jam
3. Waktu Puncak
Tp = 13.45 Jam
4. Waktu Dasar TB
= 134.52 Jam
III. Debit Puncak (QP)
1. Cp. Koefisien Puncak (Cp) = 1.00
2. Alpha = 1.500
3. Luas HSS (Numerik) = 1.61319910
4. Qp
= 11.639 m3/s
5. Volume Hujan pada DAS (VDAS) = 909,240 m3
6. Volume Unit Hidrograph = 909,240 m3
7. Tinggi Limpasan = 1.000 mm
I. Karakteristik DAS dan Hujan
1. Nama Sungai = Sungai Cibeet
2. Luas daerah aliran Sungai (A) = 909.24 Km2
3. Panjang Sungai Utama (L) = 101.02 Km
4 Tinggi Hujan = 1.00 mm
5. Durasi Hujan Tr = 1.00 Jam
II. Perhitungan Waktu Puncak (Tp) Dan Waktu Dasar (Tb)
1. Koefisien waktu (Ct) = 1.00
2. Time Lag (tP)
tP = Ct 0.8122 L0.6 = 12.95 Jam
3. Waktu Puncak
Tp = 13.45 Jam
4. Waktu Dasar TB
= 134.51 Jam
III. Debit Puncak (QP)
1. Cp. Koefisien Puncak (Cp) = 1.000
2. Alpha = 1.200
3. Betha = 1.000
3. Luas HSS (Numerik) = 1.45523928
4. Qp
= 12.902774 m3/s
5. Volume Hujan pada DAS (VDAS) = 909,240.0 m3
6. Volume Unit Hidrograph 909,240.0 m3
7. Tinggi Limpasan = 1.000 mm
8 d. Debit Banjir Rencana Terpilih
Dari semua besaran hidrograf debit banjir yang diperoleh melalui ketiga metoda tersebut selanjutnya dipilih salah satu dari ketiga metode tersebut yang akan dipakai untuk proses selanjutnya. Kriteria yang dipaka iuntuk proses pemilihan tersebut adalah:
1. Waktu puncak (Tp) dicapai dari hasil analisis debit Hidrogaf satuan sintetik mendekati dengan kondisi dilapangan.
2. Jika harga harga puncak debit hidrograf sama, maka pemilihan dilakukan berdasarkan nilai waktu puncak yang terkecil.
Hidrograf yang dipilih untuk keperluan pemodelan matematika adalah hidrograf waktu puncaknya mendekati kondisi di lapangan .Hasil hidrograf hasil analisis untuk Sungai Cibeet adalah data debit hidrograf yang mendekati kondisi dilokasi kajian adalah metodehidrograf Nakayasu dan untuk debit yang dipakai dalam Pemodelan Matematik menggunakan Pemodelan satu Dimensi HEC – RAS untuk Sungai Cibeet adalah menggunakan QTr 25 Tahun untuk keadaan sungai eksisting dan untuk sungai hasil perencanaan menggunakan QTr 25 Tahun disebabkan kondisi DAS di lokasi studi pada kondisi Kritis.
Berdasarkan hasil kalibrari dilapangan, debit yang akan digunakan dalam analisa selanjutnya adalah debit banjir HSS Nakayasu.
8. ANALISA HIDRAULIK DENGAN MENGGUNAKAN PEMODELAN HEC RAS Untuk mengetahui fenomena perilaku hidraulika aliran di dalam saluran/kali, longstorage objek studi, diperlukan suatu simulasi/analisa numerik yang mampu menggambarkan kondisi saluran eksisting maupun rencana.
Analisis dilakukan dengan menggunakan program pemodelan matematik HEC-RAS 4.0. Prosedur penggunaan Software tersebut dilakukan sesuai dengan prosedur sebagaimana ditunjukan bagan alir pada Gambar 1.5 Bagan Alir Pemodelan Hidrodinamik Menggunakan HEC-RAS 4.0.
HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center’s - River Analysis System) dirancang untuk membuat simulasi aliran satu dimensi. Perangkat lunak ini memberikan kemudahan kepada pemakai dengan tampilan grafisnya. Secara umum perangkat lunak ini menyediakan fungsi-fungsi sebagai berikut:
Manajemen File
Input Data dan pengeditan Analisa Hidaulika
Keluaran (tabel, Grafik, Gambar)
(Sumber : 2010. HEC-RAS 4.0 River Analysis System. Hydrologic Engineering Center U.S. Army Corps of Engineers USA)
Pada HEC-RAS Versi 4.0 analisis hidraulika yang disediakan meliputi dua analisis, yaitu steady flow,
Tr Nakayasu ITB-1 ITB-2 HEC-HMS
2.0 831.18 772.74 802.42 791.70 5.0 1177.12 1094.35 1136.39 1121.20 10.0 1480.61 1376.50 1429.37 1410.30 25.0 1942.78 1806.18 1875.56 1850.50 50.0 2357.21 2191.47 2275.65 2245.20 100.0 2847.39 2647.18 2748.87 2712.10
9 dan unsteady flow. Pada studi ini analisa dilakukan dengan menggunakan unsteady flow.
Analisa yang dilakukan meliputi analisa kemampuan saluran eksisting maupun rencana. Analisis dilakukan untuk mengetahui kemampuan saluran dalam mengalirkan debit. Langkah-langkah pemodelan adalah sebagai berikut:
1. Membuat skematik jaringan saluran yang akan dimodelkan berdasarkan hasil pengukuran lapangan.
2. Memasukkan data geometri saluran.
3. Mendefinisikan kondisi-kondisi batas/boundary conditions yang akan digunakan dalam analisa.
4. Menjalankan program pemodelan.
5. Mencetak hasil/ output.
a. Analisa Hidraulik Sungai Cibeet Dengan Menggunakan Pemodelan HEC RAS
Pemodelan simulasi sungai Cibeet ini dilakukan untuk mendapatkan kapasitas saluran yang diperlukan untuk membantu mengatasi masalah banjir di kawasan kabupaten bekasi. Kebutuhan kapasitas saluran direncanakan dengan menggunakan kala ulang atau periode banjir 25 tahunan.
Dalam analisa Evaluasi Hidraulik Sungai Cibeet ini menggunakan running kondisi eksisting dan desain Evaluasi Hidraulik Sungai Cibeet.
b. Skematik Pemodelan
Langkah pertama dalam melakukan pemodelan adalah membuat skematik dari kapasitas aluran yang direncanakan. Bentuk skematik dapat dilihat pada gambar 4.7 Skematik Pemodelan Sungai Cibeet.
c. Data Geometrik
Data geometri saluran dimasukkan melalui data potongan melintang. Dari data cross hasil pengukuran lapangan selanjutnya di hitung elevasi tiap titik cross dan jarak komulatif dari setiap titik hasil pengukuran.
Data yang diperoleh dari hasil pengukuran lapangan direncanakan dengan kondisi perencanaan tertentu.
Hasil perencanaan inilah yang menjadi input data potongan melintang. Contoh inputing data potongan melintang dapat dilihat pada Gambar berikut :
Skematik Pemodelan Sungai Cibeet
Input Geometri Saluran
d. Flow Boundary Condition / Syarat Batas Besarnya debit yang harus dilayani oleh Saluran yang direncanakan akan berlaku sebagai boundary condition dalam pemodelan ini. Besaran debit dimodelkan sebagai debit inflow maupun lateral yang masuk kedalam kali/saluran.
Langkah berikutnya yang dapat dilakukan setelah memasukkan seluruh data gemetri sungai adalah memasukkan kondisi aliran sungai apakah aliran permanen (Steady Flow) maupun kondisi non permanen (Unsteady Flow)
Analisa dilakukan dengan unsteady flow analysis.
unsteady flow analysis diperlukan boundary conditon pada Upstream, dan jika dilakukan perhitungan pada kondisi keduanya kondisi batas untuk upstream dan downstream sama-sama dibutuhkan.
10
Input Flow Data Boundary Condition
e. Running Program
Setelah data-data skematik, geometri Saluran beban- beban sebagai boundary conditions dimasukkan, dilanjutkan dengan melakukan eksekusi program.
Kriteria-kriteria yang harus ditetapkan dalam melakukan eksekusi program adalah: jangka waktu perhitungan/simulasi, interval waktu perhitungan, interval waktu pencetakan output untuk
penggambaran hidrograf.
Apabila semua proses mulai dari awal sampai dengan akhir telah dilakukan dengan benar, maka akan diperoleh hasil pemodelan berupa profil muka air setiap selang waktu tertentu sesuai dengan yang telah ditetapkan saat eksekusi program dijalankan. Debit yang digunakan adalah Q25 tahun.
f. Analisa Hidraulik Kondisi Eksisting Sungai Cibeet
Analisis kapasitas penampang Eksisting Sungai Cibeet dilakukan pada kondisi sungai yang ada saat ini dengan tujuan untuk mengetahui kapasitas pengaliran maksmimum pada masing–masing segmen sungai. Analisis ini dilakukan dengan menggunakan debit rencana Q25 tahun (Q25) Dikarenakan sungai Cibeet berada di wilayah kabupaten bekasi yang mempunyai tingkat hunian yang padat.
Berikut ini adalah hasil analisa kondisi Sungai Cibeet. Dapat dilihat pada gambar profil muka air berikut ini :
Profil Muka Air Sungai Cibeet kondisi Existing
Dari gambar diatas bahwa elevasi muka air di Sungai Cibeet pada beberapa stasioning mengalami
genangan banjir. Dari hasil running terlihat bahwa Sungai Cibeet sudah tidak dapat menahan beban air pada debit rencana dan harus dilakukan perubahan alur sungai dengan melakukan Penanggulan. Hasil running berupa tabel untuk sungai Cibeet disajikan pada Lampiran.
g. Pembahasan Analisa Hidraulik Kondisi Desain Sungai Cibeet
Analisis kapasitas penampang Desain Sungai Cibeet dilakukan dengan memodifikasi dari kondisi eksisting hasil pemodelan analisa hidrolik dengan memasukan rencana alternatif penanggulangan peninggian tanggul.
Berikut ini adalah hasil analisa kondisi Sungai Cibeet . Dapat dilihat pada gambar profil muka air berikut ini :
11 Profil Muka Air Sungai Cibeet kondisi Desain
Profil Penampang Cibeet kondisi Desain Dari hasil running Setelah melakukan penanggulan dapat terlihat bahwa penampang sungai bertambah dan penampang sungai tidak terjadi luapan.
9. RENCANA PENANGGULANGAN Tahapan dan prioritas pelaksanaan fisik konstruksi disusun berdasarkan pertimbangan kondisi lapangan, manfaat dan biaya. Dengan pertimbangan tersebut prioritas pelaksanaan fisik konstruksi disusun, sebagai berikut :
1. Jangka Pendek / Darurat, yaitu tahap yang harus segera dikerjakan karena kondisi lapangan saat ini, dikhawatirkan bila tidak segera ditangani akan terjadi luapan adalah pekerjaan Normalisasi sungai
2. Jangka menengah, termasuk dalam tahap ini
adalah peninggian tebing (tanggul).
3. Apabila ada perubahan tataguna lahan sebaiknya para pengembang membangun suatu tampungan air dan menahanya pada saat alur muka air di sungai tinggi lalu membuangnya pada saat muak air surut.
10. HASIL KALIBRASI DENGAN KONDISI LAPANGAN
Berikut adalah peninjauan lapangan terhadap potongan melintang di beberapa titik di lapangan :
12 11. KESIMPULAN
Berdasarkan análisis dan pembahasan yang telah dilakukan dalam kajian ini, maka dapat
disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
1. Debit puncak banjir Sungai Cibeet , periode ulang 2 tahun (Q2) = 831,18 m3/dt, periode ulang 5 tahun (Q5) = 1177,12 m3/dt, periode ulang 10 tahun (Q10) = 1480,61 m3/dt, periode ulang 25 tahun (Q25) = 1942,78 m3/dt, periode ulang 50 tahun (Q50) = 2357,21 m3/dt dan periode ulang 100 tahun (Q100) = 2847,39 m3/dt
2. Pengendalian banjir Sungai Cibeet dilakukan untuk mereduksi dan menanggulangi limpasan yang terjadi akibat debit banjir rencana periode ulang Q25 tahun (Q25), melalui alternatif upaya struktural, antara lain : pembuatan/ peninggian tanggul banjir dengan menggunakan sheet pile beton dikarenakan kondisi bantaran yg sudah sempit sehingga tidak dimungkinkan untuk pekerjaan penanggulan menggunakan tanah..
3. Normalisasi/galian alur bagian Hulu dan hilir diketahui dapat mengalirkan debit rencana periode ulang Q25 tahun (Q25).dengan aman, sehingga kegiatan ini dapat direkomendasikan untuk dilakukan secara Jangka Menengah.
12. SARAN
Dalam rangka merumuskan alternatif pengendalian banjir Sungai Cibeet yang efektif, efisien dan optimal, maka disarankan beberapa hal sebagai berikut :
1. Pada Tesis ini tidak menghitung Penanganan secara khusus Untuk mengatasi kerusakan Tebing/lereng akibat gerusan air baik yang terjadi di sepanjang alur sungai maupun akibat erosi air dari bagian atas tebing diperlukan bangunan-bangunan phisik atau kegiatan perkuatan tebing secara sheet pile beton dan diperlukan penelitian yg lebih tajam.
2. Pengelolaan Dataran Banjir (flood plain management), adalah pengelolaan dataran banjir melalui penerapan peraturan daerah yang menetapkan rencana tata ruang wilayah di dataran banjir yang disesuaikan dengan kemungkinan adanya banjir.
3. Apabila di daerah sungai Cibeet terjadi perubahan tataguna lahan sebaiknya dikeluarkan perda tentang pembangunan polder–polder pada setiap perumahan atau industri yang dibangun di daerah sungai Cibeet .
4. Pengelolaan sumber daya air harus secara terpadu dan berkesinambungan supaya kerusakan das yg lebih parah dapat berkurang.
DAFTAR PUSTAKA
1. Soemarto, C.D. 1999. Hidrologi Teknik, Erlangga
2. Chow, 2002, Hidraulika Saluran Terbuka. Penerbit Erlangga
3. Abdul Ghoni Majdi, 2010. Kajian Pengendalian Banjir Sungai Cipunagara di Kabupaten Subang, Propinsi Jawa Barat, Tesis, Program Magister Profesional Pengembangan SDA ITB
4. ---, 2010. HEC-RAS 4.0 River Analysis System. Hydrologic Engineering Center U.S. Army Corps of Engineers USA
5. Bambang Triatmodjo, 1993. Hidraulika II
6. Dr. Ir. Dantje Kardana., Dr. Dhemi Harlan ST, MSc., Drs. Waluyo Hatmoko, MSc,.Makalah Prosedur Perhitungan HSS ITB 1 dan HSS ITB 2
7. ---, 2003 HEC-HMS 2.2.2 Engineers Hydroligic Modeling System. Hyrologic Engineer Center U.S.
Army Corps of Engineer USA
