Aplikasi HEC-RAS untuk Mengatasi Banjir

Resume Studium Generale (SG)

Program Studi

Rekayasa Tata Kelola Air Terpadu

Institut Teknologi Sumatera (ITERA)

Judul SG:

Aplikasi HEC-RAS untuk Mengatasi Banjir Pembicara

Dr. Eng Asep Sofyan, S.T., M.T.

Resume:

Permasalahan Banjir

Banjir adalah peristiwa alam yang terjadi ketika air menggenangi daratan yang biasanya kering.

Banjir dapat disebabkan oleh berbagai faktor, termasuk curah hujan yang berlebihan, meluapnya sungai, kenaikan muka air laut, dan kegagalan infrastruktur seperti bendungan atau tanggul. Banjir dapat menyebabkan kerusakan besar pada properti, infrastruktur, dan lingkungan, serta menimbulkan risiko kesehatan dan keselamatan bagi manusia.

Prosedur Prediksi Banjir

1. Analisis Data Meteorologi: data curah hujan, suhu udara, kelembapan, dan angin. Data ini diperoleh dari stasiun cuaca darat, radar cuaca, dan satelit yang memberikan gambaran komprehensif tentang kondisi cuaca saat ini dan perkiraan cuaca mendatang. Analisis data meteorologi memainkan peran penting dalam prediksi banjir. Data ini membantu dalam memahami pola curah hujan, angin, dan kondisi atmosfer lainnya yang berkontribusi terhadap peningkatan aliran sungai dan potensi banjir.

2. Analisis Data Hidrologi: pengukuran tingkat air di sungai, waduk, dan danau, serta debit aliran air. Analisis data hidrologi merupakan elemen penting dalam prediksi banjir karena data ini memberikan wawasan tentang aliran air, tinggi muka air, dan respons hidrologis dari suatu daerah aliran sungai.

3. Analisis Data Geografis: analisis karakteristik wilayah seperti Informasi tentang topografi, jenis tanah, vegetasi, dan penggunaan lahan yang mempengaruhi penyerapan air dan aliran permukaan. Analisis data geografis merupakan langkah penting dalam prediksi banjir karena membantu mengidentifikasi daerah yang rentan terhadap banjir serta memahami faktor- faktor topografi dan penggunaan lahan yang mempengaruhi aliran air.

4. Pemanfaatan Model Prediksi Banjir seperti aplikasi HEC-RAS.

Ocean Nino Index (ONI)

Ocean Niño Index (ONI) adalah ukuran standar yang digunakan untuk mengidentifikasi dan memantau fenomena El Niño dan La Niña. ONI dihitung berdasarkan anomali suhu permukaan laut (SST) rata-rata selama tiga bulan di wilayah Samudra Pasifik Tengah.

TEORI ENSO : Sirkulasi Angin Global

 Sirkulasi angin global di atas Samudera Pasifik dipengaruhi oleh sistem tekanan tinggi dan rendah serta rotasi Bumi.

 Di khatulistiwa, pemanasan intens dari Matahari menyebabkan udara naik, menciptakan zona tekanan rendah yang dikenal sebagai Intertropical Convergence Zone (ITCZ).

 Angin permukaan dari belahan bumi utara dan selatan bertemu di ITCZ dan bergerak ke barat, dikenal sebagai Angin Pasat.

TEORI ENSO : Pacific Walker Circulation

 Komponen Utama: Walker Circulation terdiri dari angin permukaan yang bertiup dari timur ke barat (dari Samudra Pasifik timur ke barat) dan angin di ketinggian yang bertiup dari barat ke timur (dari Samudra Pasifik barat ke timur).

 Pola Hujan: Di bagian barat Pasifik (seperti di Indonesia), penguapan yang tinggi dari permukaan laut yang hangat menghasilkan konveksi atmosfer yang kuat, menyebabkan hujan yang lebat. Sebaliknya, di bagian timur Pasifik, udara yang turun menyebabkan kondisi yang lebih kering.

Kejadian El Nino

 El Niño adalah fenomena iklim yang ditandai dengan pemanasan yang tidak biasa dari perairan permukaan di bagian tengah dan timur Pasifik tropis.

 Fenomena ini adalah bagian dari osilasi suhu permukaan laut yang lebih besar yang dikenal sebagai El Niño-Southern Oscillation (ENSO), yang juga mencakup fase dingin yang dikenal sebagai La Niña.

Mengapa Terjadi El Nino?

 El Niño adalah kejadian alami sejak ribuan tahun yang lalu yang merupakan hasil dari interaksi kompleks antara atmosfer dan samudra di Pasifik tropis.

 Perubahan Angin Pasat: Di Pasifik tropis, angin pasat biasanya bertiup dari timur ke barat, mendorong air hangat ke barat menuju Indonesia dan Australia. Namun, selama kondisi pra-El Niño, angin pasat ini melemah atau bahkan bisa berbalik arah. Akibatnya, air hangat yang biasanya terkumpul di Pasifik barat mulai mengalir kembali ke tengah dan timur Pasifik.

Mekanisme El Nino

Pemanasan Permukaan Laut:

 Angin pasat melemah menyebabkan air hangat bergerak dari Pasifik barat ke tengah dan timur.

 Suhu permukaan laut di Pasifik tengah dan timur meningkat.

Umpan Balik Atmosfer-Samudra:

 Pemanasan permukaan laut mempengaruhi pola sirkulasi atmosfer.

 Perubahan atmosfer mempengaruhi sirkulasi samudra.

Perubahan Pola Curah Hujan:

 Pemanasan di Pasifik tengah dan timur meningkatkan penguapan dan curah hujan.

 Wilayah seperti Indonesia dan Australia berpotensi mengalami kekeringan.

 El Niño adalah fenomena yang tidak terjadi secara rutin setiap tahun, tetapi biasanya muncul setiap 2-7 tahun sekali dan dapat berlangsung selama 9-12 bulan. Durasi dan intensitas setiap peristiwa El Niño bervariasi.

 Berdasarkan data historis, El Nino mulai terbentuk April-Juni dan maksimum Oktober-Februari.

Peran HEC-RAS dalam memprediksi banjir HEC-RAS dan HEC-HMS

 HEC-RAS, singkatan dari Hydrologic Engineering Centers River Analysis System, adalah perangkat lunak yang dikembangkan oleh U.S. Army Corps of Engineers untuk melakukan simulasi aliran air dalam sistem sungai dan kanal. Perangkat lunak ini banyak digunakan dalam studi hidrologi dan hidraulik, termasuk untuk prediksi banjir.

 HEC-HMS, singkatan dari Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System, adalah perangkat lunak yang dikembangkan oleh U.S. Army Corps of Engineers untuk mensimulasikan siklus hidrologi dalam sistem aliran air. Tujuannya adalah untuk membantu

insinyur hidrologi dalam analisis proses hidrologi, termasuk presipitasi, infiltrasi, evapotranspirasi, aliran permukaan, dan aliran bawah tanah. HEC-HMS digunakan untuk berbagai aplikasi, seperti perencanaan sumber daya air, perencanaan sistem drainase, dan analisis banjir.

Fitur Utama HEC-HMS

 Model Presipitasi: HEC-HMS memungkinkan pengguna untuk menginput data presipitasi dari berbagai sumber, termasuk data hujan historis atau prediksi, untuk digunakan sebagai dasar simulasi hidrologi.

 Model Infiltrasi: Terdapat beberapa model untuk mengestimasi infiltrasi, yang merupakan proses air meresap ke dalam tanah dari permukaan. Model-model ini mencakup metode Green-Ampt, Curve Number (SCS), dan lain-lain.

 Model Aliran Permukaan: HEC-HMS menyediakan metode untuk menghitung aliran permukaan yang dihasilkan dari presipitasi, termasuk metode kineretik gelombang, model aliran overland, dan model aliran saluran terbuka.

 Model Baseflow: Perangkat lunak ini juga dapat mensimulasikah aliran dasar, yang merupakan kontribusi aliran bawah tanah ke dalam aliran sungai.

 Routing: HEC-HMS memungkinkan pengguna untuk mensimulasikan pergerakan aliran air melalui sistem aliran, baik dalam saluran terbuka maupun pipa, menggunakan berbagai teknik routing seperti Muskingum, kinematik gelombang, dan lainnya.

 Kemampuan Analisis: HEC-HMS dapat digunakan untuk analisis banjir, desain infrastruktur hidraulik, studi dampak lingkungan, dan manajemen sumber daya air.

Cara Kerja HEC-HMS

 Pembuatan Model Basin: Pengguna membuat representasi digital dari daerah aliran sungai (DAS) yang sedang diteliti, termasuk sub-basin, saluran, dan reservoir.

 Input Data: Pengguna memasukkan data hidrologi yang relevan, termasuk data curah hujan, karakteristik tanah, dan data hidrologi lainnya.

 Konfigurasi Model: Pengguna menentukan model dan parameter yang akan digunakan untuk simulasi, seperti pemilihan model infiltrasi dan teknik routing.

 Simulasi: Setelah semua data dan konfigurasi siap, simulasi hidrologi dapat dijalankan untuk menghasilkan estimasi aliran di setiap titik dalam sistem aliran.

 Analisis Hasil: Output dari HEC-HMS digunakan untuk analisis lebih lanjut, seperti identifikasi risiko banjir, desain infrastruktur, atau rencana manajemen sumber daya air.

Fitur Utama HEC-RAS

 Analisis Aliran Tetap (Steady Flow): HEC-RAS dapat menghitung profil aliran air untuk kondisi aliran tetap di sungai dan kanal, termasuk menentukan kedalaman, kecepatan aliran, dan tekanan air di berbagai titik sepanjang sungai atau kanal.

 Analisis Aliran Tidak Tetap (Unsteady Flow): Dalam kondisi aliran tidak tetap, HEC-RAS dapat mensimulasikan bagaimana aliran air berubah seiring waktu akibat peristiwa seperti hujan lebat, pelepasan bendungan, atau pasang surut air laut.

 Analisis Hidraulik Konstruksi: HEC-RAS juga mampu menganalisis pengaruh berbagai

 struktur hidraulik, seperti bendungan, spillway, jembatan, dan culvert, terhadap aliran sungai.

 Analisis Sedimentasi: Versi terbaru HEC-RAS menyertakan kemampuan untuk mensimulasikan transportasi dan deposit sedimen dalam sistem sungai, yang penting untuk studi erosi dan sedimentasi.

 Analisis Kualitas Air: HEC-RAS juga dapat digunakan untuk memodelkan penyebaran polutan dan perubahan kualitas air dalam sistem sungai.

Cara Kerja HEC-RAS

 Pembuatan Model Geometri: Ini melibatkan pembuatan model digital dari geometri sungai atau sistem perairan, termasuk topografi, struktur hidraulik, dan batasan lainnya.

 Input Data: Pengguna memasukkan data yang diperlukan untuk analisis, seperti data aliran (untuk analisis aliran tetap atau tidak tetap), karakteristik sedimen (untuk analisis sedimentasi), dan data kualitas air.

 Konfigurasi dan Simulasi: Pengguna menentukan kondisi aliran dan parameter analisis lainnya, kemudian menjalankan simulasi untuk menghitung distribusi aliran, kedalaman, kecepatan, dan parameter hidraulik lainnya sepanjang sistem perairan.

 Analisis Hasil: HEC-RAS menyediakan berbagai alat untuk visualisasi dan analisis hasil, termasuk grafik, tabel, dan peta, yang memungkinkan pengguna untuk mengevaluasi kinerja sistem perairan dan merencanakan intervensi yang diperlukan.

Manfaat HEC-HMS dan HEC-RAS

 Analisis dan Manajemen Banjir: Membantu dalam perencanaan dan desain struktur pengendalian banjir, serta dalam manajemen dan respons banjir.

 Desain Infrastruktur Hidraulik: Seperti desain jembatan dan culvert yang memperhitungkan efek hidraulik terhadap aliran sungai.

 Studi Lingkungan: Analisis dampak proyek pembangunan terhadap aliran sungai dan kualitas air.

 Restorasi Sungai: Merencanakan restorasi sungai dengan memperhitungkan dinamika aliran dan transport sedimen.

Fitur dan fungsi utama dari HEC-RAS

 Analisis Aliran Satu Dimensi: HEC-RAS mampu melakukan simulasi aliran air satu dimensi baik dalam kondisi mantap maupun tidak mantap. Ini meliputi aliran dalam saluran terbuka dan melalui struktur seperti jembatan dan bendungan.

 Analisis Aliran Dua Dimensi: Versi terbaru dari HEC-RAS juga mampu melakukan simulasi aliran dua dimensi. Hal ini memungkinkan pengguna untuk menganalisis aliran air yang lebih kompleks di area luas, seperti banjir di dataran banjir atau aliran air di sekitar pulau atau struktur lainnya di dalam sungai.

 Kemampuan Pemodelan Banjir: HEC-RAS dapat digunakan untuk memprediksi dan memodelkan kondisi banjir berdasarkan data hidrologi dan hidrolika.

 Simulasi Transportasi Sedimen: HEC-RAS dapat digunakan untuk memodelkan bagaimana sedimen atau material lainnya bergerak melalui sistem sungai atau saluran. Ini sangat penting dalam pengelolaan sedimentasi dan erosi.

 Analisis Kualitas Air: HEC-RAS juga memiliki fitur untuk melakukan analisis kualitas air, seperti suhu dan oksigen terlarut.

 Pemodelan Dampak Perubahan Iklim: Perangkat lunak ini juga dapat digunakan untuk memahami dampak perubahan iklim pada aliran sungai dan banjir.

Lampiran Foto:

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

INSTITUT TEKNOLOGI SUMATERA

Jalan Terusan Ryacudu, Way Hui, Jati Agung, Lampung Selatan 35365 Telepon (0721) 8030188, Fax. (0721) 8030189, Email: pusat@itera.ac.id

www.itera.ac.id

LEMBAR PENYERAHAN RESUME STUDIUM GENERALE PROGRAM STUDI REKAYASA TATA KELOLA AIR TERPADU

Nama Mahasiswa : Yospi Arda Jaya

NIM : 122470035

Judul SG : Aplikasi HEC-RAS untuk Mengatasi Banjir Hari/Tanggal : Kamis, 21/03/2004

Tempat : Zoom

Penyelenggara : ECOEDU

No Tanggal Catatan NIlai

Mengetahui, Dosen Pengampu

M. Hakiem Sedo Putra, S.T., M.T.

NIP. 199202162022031007