STUDI PERENCANAAN NORMALISASI SUNGAI KALI GUNTING KABUPATEN JOMBANG PROVINSI JAWA TIMUR
JURNAL ILMIAH Diajukan untuk memenuhi persyaratan Memperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh:
ACHMAD SYARIFUDDIN NIM. 0610640001 – 64
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK MALANG 2013
STUDI PERENCANAAN NORMALISASI SUNGAI KALI GUNTING KABUPATEN JOMBANG PROVINSI JAWA TIMUR Achmad Syarifuddin1, Heri Suprijanto2, Dian Sisinggih2 1 Mahasiswa S-1 Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang 2 Dosen Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang E-mail:
[email protected] ABSTRAK Secara umum Kali Gunting terdiri dari 3 (tiga) sungai utama yaitu Kali Gunting Sebagai Sungai Utama, dan 2 (dua) anak sungai. Permasalahan yang diangkat pada studi ini adalah banjir pada Daerah Kali Gunting. Banjir terjadi hampir di sepanjang sungai. Dalam kajian ini, perencanaan pengendalian banjir dititik beratkan pada bagian sungai yang rawan terjadi banjir. Untuk mendapatkan hasil perencanaan yang optimal, maka dalam melakukan perencanaan perbaikan alur sungai dengan menyusun perencanaan sesuai dengan kondisi alamiah, yakni dengan mempelajari morfologi sungai dan merencanakan sesuai dengan morfologi sungai tersebut. Dalam upaya penanggulangan banjir pada Kali Gunting, langkah utama yang disarankan adalah Normalisasi dan pembuatan tanggul Sungai, karena tingkat kerusakan tanggul di beberapa titik yang menjadi sebab melimpasnya air sungai pada saat banjir, serta berdasarkan analisis, penanganan ini sudah bisa menampung banjir pada debit banjir rancangan 25 tahunan (Q-25). Kata kunci: Normalisasi sungai, Banjir, Pengendalian Banjir. ABSTRACT Generally Gunting River consist of 3 (three) main rivers, Gunting as Main River, and two (2) creeks. The case in the study area was flood at Gunting river. Flood occurs almost along the river. In this study, flood control planning emphasis on the part of the river which is prone to flooding. To get the optimal planning in river improvement plan, then the river channel improvement planning with planning in accordance with the natural conditions, ie, by studying the morphology of the river and plan according to the morphology of the river. In order to control flood on the Kali Scissors, the main step suggested is Normalization and applying levees, because the extent of damage at some point is the reason of uncontrolled flood, and based on the analysis, this treatment was able to control flooding on the design flood discharge annual 25 (Q-25). Keyword: River Normalization, Flood, Flood Controlling, levee I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sungai cenderung memiliki sifat khusus setempat, dimana satu sungai dengan lainnya memiliki sifat yang berbeda, jadi apabila suatu metode pekerjaan dapat diterapkan pada suatu sungai, hal tersebut tidak berarti bahwa
metode tersebut akan dapat diterapkan pada sungai lainnya. Salah satu daerah di Indonesia yang mengalami permasalahan banjir adalah Kali Gunting. Kali Gunting adalah salah satu sungai yang melintasi wilayah Kabupaten Jombang. Berhulu di gunung Haryo Wayang daerah Kabupaten Kediri
dan bermuara di Kali Ngotok Ring Kanal di Desa Kendal Sari Kecamatan Sumobito Kabupaten Jombang. Kali Gunting memiliki panjang sungai ± 32.20 km sedangkan luas DAS nya adalah ± 239.96 km2.
K. Gunting
K. Pancir
A
6 A
7
7
6
K.Brantas
K. Gunting
K. Mangir
K. Ngotok Ring Kanal
K. Catak banteng
1993:27). Terdapat beberapa metode untuk mendapatkan area rainfall, yaitu: a. Metode rerata Aljabar (Arithmatic Mean) b. Metode poligon Thiessen c. Metode Isohyet
A
4
5
4
2
Gambar 1. Skema Kali Ganting Secara geografis, wilayah tersebut merupakan tanah pegunungan dengan kemiringan lahan lebih dari 15-40 %. Kondisi tersebut mempengaruhi pematusan (drainase) air hujan melalui sistem sungai yang ada. Kali Gunting merupakan salah satu sistem drainase utama (main drain) yang ada di wilayah Kabupaten Jombang. Kali Gunting memiliki potensi banjir yang cukup besar. Oleh karena itu guna pengendalian daya rusak Kali Gunting di perlukan upaya normalisasi sungai dan juga penyempurnaan sistem operasi pintu-pintu yang ada secara menyeluruh agar didapat sinergi yang baik pada sistem pengendalian banjir pada wilayah yang dimaksud sehingga mampu menghindarkan bencana yang diakibatkan oleh banjir. II. METODOLOGI PERENCANAAN A. Analisa Curah Hujan Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan suatu rencana pemanfaatan air dan rencana pengendalian banjir adalah curah hujan rata-rata di seluruh daerah (area rainfall), bukan curah hujan pada suatu titik tertentu (point rainfall). Curah hujan ini disebut curah hujan wilayah/daerah dan dinyatakan dalam mm (Sosrodarsono,
A 5
A 2
A
1
A 3
3
1
Gambar 2. Poligon Thiessen Sumber: Sosrodarsono, 1993:28
a. Stasiun hujan digambar pada peta dan ditarik garis hubung masing-masing stasiun. b. Membuat garis bagi tegak lurus dari garis hubung tersebut membentuk poligon-poligon mengelilingi tiap-tiap stasiun. c. Sisi-sisi tiap poligon merupakan batas-batas daerah stasiun hujan yang bersangkutan. d. Menghitung luas daerah tiap poligon. e. Menghitung curah hujan rata-rata yang diperoleh dari curah hujan maksimum tahunan dikalikan koefiien thiesennya. B. Analisa Debit Banjir Rancangan Debit banjir rancangan adalah debit maksimum yang mungkin terjadi pada suatu daerah dengan peluang kejadian tertentu. Untuk menaksir banjir rancangan digunakan hidrograf-hidrograf sintetis yang telah dikembangkan di negara-negara lain, dimana parameterparameternya disesuaikan terlebih dulu dengan karakteristik daerah pengaliran yang ditinjau. Adapun parameter dan
karakteristik daerah pengaliran meliputi (Soemarto, CD, 1987:164): Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak hidrograf (time to peak magnitude). Lebar dasar sungai. Luas daerah pengaliran. Panjang alur sungai terpanjang. Koefisien Pengaliran. Pada kajian ini debit banjir di hitung dengan menggunakan metode hidrograf satuan sintetis Nakayasu. Nakayasu menurunkan rumus hidrograf satuan sintetik berdasarkan hasil pengamatan dan penelitian pada beberapa sungai. Besarnya nilai debit puncak hidrograf satuan dihitung dengan rumus (Soemarto, 1987:166): 1 A Re Qp = 3.6 0.30Tp T0.30 Dengan: Qp = debit puncak banjir (m3/dt) A = luas daerah aliran sungai (km2) Ro = curah hujan satuan (mm) Tp = tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak hidrograf satuan (jam) T0,3 = waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak sampai debit menjadi 30 % dari debit puncak hidrograf satuan (jam) tr i t 0,8 tr
ts
Naik
Turun
Q
Qp 0,3 Qp 0,32 Qp t Tp
T 0,3
1,5 T 0,3
Gambar 3. Poligon Thiessen Sumber: Soemarto, 1987:168
C. Analisa Profil Aliran
Elevasi muka air pada alur sungai perlu dianalisis untuk mengetahui pada sisi mana terjadi luapan pada alur sungai atau juga dapat digunakan untuk mengetahui dimana terjadi hambatan pada alur sungai, Sehingga dapat ditentukan dimensi dari perbaikan sungai. Sebagai alat bantu analisa profil muka air digunakan program HEC-RAS versi 4.1.0 untuk kondisi aliran steady (tanpa pasang surut). Prosedur perhitungan didasarkan pada penyelesaian persamaan aliran satu dimensi melalui saluran terbuka. Aliran satu dimensi ditandai dengan besarnya kecepatan yang sama pada seluruh penampang atau digunakan kecepatan rata-rata.
Gambar 4. Tampilan Awal HEC-RAS D. Analisa Stabilitas Analisa stabilitas terdiri dari dua jenis yaitu analisa stabilitas terhadap gerusan dan analisa stabilitas saluran. Dalam studi ini hanya menggunakan analisa stabilitas saluran. Stabilitas saluran umumnya diperlukan untuk mengetahui besarnya tingkat stabilitas dari saluran yang telah direncanakan yang tentunya dipengaruhi oleh kondisi tanah lokasi maupun struktur bangunan yang direncanakan berupa besaran yang disebut angka keamanan (safety factor). Untuk mempermudah analisa stabilitas saluran digunakan perangkat lunak GEOSLOPE.
Gambar 5. Tampilan Awal GEO-SLOPE III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Analisa Hidrologi Untuk perhitungan curah hujan rancangan dipakai metode Log Pearson Type III, dengan alasan bahwa distribusi Log Pearson Tipe III banyak digunakan dalam analisis hidrologi, selain itu parameter statistik dari Log Pearson mempunyai syarat nilai Cs dan Ck bebas. Tabel 1. Satu harian maksimum tahunan No
Tahun
Curah Hujan
1 1994 86.69 2 1995 87.93 3 1996 76.85 4 1997 78.51 5 1998 62.42 6 1999 77.56 7 2000 67.48 8 2001 53.23 9 2002 78.98 10 2003 78.40 11 2004 101.40 12 2005 72.05 13 2006 84.36 14 2007 140.95 15 2008 63.37 16 2009 78.17 Sumber : Hasil Perhitungan
Pada kajian ini debit banjir di hitung dengan menggunakan metode hidrograf satuan sintetis Nakayasu. Nakayasu menurunkan rumus hidrograf satuan sintetik berdasarkan hasil pengamatan dan penelitian pada beberapa sungai. Besarnya nilai debit puncak hidrograf satuan dihitung dengan rumus (Soemarto, 1987:166): 1 A Re Qp = 3.6 0.30Tp T0.30 Dengan: Qp = debit puncak banjir (m3/dt) A = luas daerah aliran sungai (km2) Ro = curah hujan satuan (mm) Tp = tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak hidrograf satuan (jam) T0,3 = waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak sampai debit menjadi 30 % dari debit puncak hidrograf satuan (jam) Tabel 3.Debit Banjir Rancangan Tr (tahun)
1 Q2th 645.18 2 Q5th 729.10 3 Q10th 771.73 4 Q25th 815.61 5 Q50th 843.00 6 Q100th 866.91 Sumber : Hasil Perhitungan Hidrograf Nakayasu Kali Gunting/Ngotok 900
Tabel 2.Curah hujan Rancangan
B. Analisa Debit Banjir Rancangan
800 700
Debit Banjir (m3/dt)
Curah Hujan Tr Rencana No (tahun) (log) (mm) 1 2 1.88 76.64 2 5 1.94 86.63 3 10 1.96 91.70 4 25 1.99 96.92 5 50 2.00 100.18 6 100 2.01 103.02 Sumber : Hasil Perhitungan
Debit Banjir Rancangan (m3/dt)
No
600 Q2th 500 400
Q5th
300 Q10th
200
100 0 0
8
Jam ke-
16
24
Gambar 6. Hidrograf Nakayasu Q2th, Q5th, Q10th
Hidrograf Nakayasu Kali Mangir 120
Debit Banjir (m3/dt)
100
80 Q20th 60 Q50th 40 Q100th
20
0 0
8
Jam ke-
16
24
Gambar 7. Hidrograf Nakayasu Q25th, Q50th, Q100th
C. Analisa Hidrolika Dalam studi ini, analisa hidrolika dilakukan dengan bantuan program HECRAS 4.0. Mulai patok A.180 sampai dengan patok A.140.
Untuk elevasi dasar sungai tetap menggunakan elevasi eksisiting, sehingga kemiringan sungai (slope) tidak berubah. Perbaikan alur sungai yang direncanakan mulai patok A.180 sampai dengan patok A.140. v2 h E= 2g Dengan: E : energy spesifik v : kecepatan aliran (m/s) g : gaya gravitasi h : kedalaman aliran (m)
Gambar 10. Kondisi Desain pada Cross Section A.180
Bentuk penampang sungai direncanakan trapesium. Debit yang digunakan untuk perencanaan adalah debit banjir dengan kala ulang 25 tahun. Untuk elevasi dasar sungai tetap menggunakan elevasi eksisiting, sehingga kemiringan sungai (slope) tidak berubah
Gambar 8. Skema Sistem Kali Gunting
Gambar 11. Gambar Desain pada Cross Section A.180
Gambar 9. Kondisi Eksisting Cross A.180
Rencana perbaikan alur yang dimaksud adalah dengan melakukan perbaikan penampang sungai yang tidak beraturan. Bentuk penampang sungai direncanakan trapesium. Debit yang digunakan untuk perencanaan adalah debit banjir dengan kala ulang 25 tahun.
D. Analisa Stabilitas Untuk perhitungan stabilitas lereng tanggul digunakan program geoslope student version yang dalam perhitungannya menggunakan metode Bishop, Janbu, Ordinary. Metode Bishop
Di bawah ini disajikan stabilitas pada tanggul dengan dimensi pada setiap desain normalisasi yang ada dengan anggapan bahwa stabilitas tanggul cukup mewakili perhitungan tanggul pada patok-patok yang lainnya.
Gambar 12.Gambar lereng tanggul kanan Patok 144
Gambar 14. Stabilitas Lereng Tanggul Patok 144
IV. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis dan perhitungan yang telah dilakukan dengan memperhatikan rumusan masalah dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Dalam perhitungan debit banjir rancangan menggunankan metode Nakayasu diperoleh debit banjir pada Kali Gunting mulai dari muara Kali Ngotok Ring Kanal: - Q2th = 645.18 m3/dt - Q5th = 729.10 m3/dt - Q10th = 771.73 m3/dt - Q25th = 815.61 m3/dt 2. Profil muka air Kali Gunting antara pertemuan hilir dari Kali Mangir dan hilir dari Kali Pancir dilihat pada gambar berikut. Kaligunting
Plan: Kaligunting 6/14/2013
Kali Gunting Ten Jombang
38
Legend
36
WS Q 25th
Elevat io n (m)
WS Q 10th 34
WS Q 5th WS Q 2th
32
Ground 30
LOB ROB
28 26
0
500
1000
1500
2000
2500
Main chanel distance (m)
3. Setelah dilakukan normalisasi diperoleh bentuk penampang desain di bawah ini. kaliguntingdes ain
Plan: Kaliguntingdesain
River = kali gunting Reach = jombang .03
5/28/2013
RS = 290
.03
.03
35
Gambar 13. Nilai Keamanan Minimum.
Legend WS Q25
34
Elevation (m)
WS Q10 WS Q5
33
WS Q2 32
Ground Bank Sta
31
30
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Station (m)
4. Dari analisa stabilitas lereng tanggul menggunakan program Geo Studio didapat nilai safety factor 2.619, lereng tanggul aman dari slope.
V. DAFTAR PUSTAKA Chow, Ven Te (1985). Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga. Hadisusanto, Nugroho (2011). Aplikasi Hidrologi. Yogyakarta: Jogja Mediautama. Soemarto, C.D. (1987). Hidrologi Teknik. Surabaya: Usaha Nasional. Sosrodarsono, Suyono (1994). Pengaturan dan perbaikan sungai. Jakarta: PT. Pradnya Paramita. Triatmodjo, Bambang (2010). Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Beta Offset.
