ANALISIS DEBIT RANCANGAN BANJIR DAN KAPASITAS PENAMPANG SUNGAI BAKI SKRIPSI

Transkripsi

1 ANALISIS DEBIT RANCANGAN BANJIR DAN KAPASITAS PENAMPANG SUNGAI BAKI (Analysis of Design Flood Discharge and Cross River Capacity of Baki River) SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : DONY AZHARI NIM I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2016 to user i

2 HALAMAN PERSETUJUAN ANALISIS DEBIT RANCANGAN BANJIR DAN KAPASITAS PENAMPANG SUNGAI BAKI (Analysis of Design Flood Discharge and Cross River Capacity of Baki River) Disusun Oleh : DONY AZHARI NIM I Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Persetujuan : Dosen Pembimbing I Dr. Cahyono Ikhsan, S.T.,M.T. NIP ii

3 HALAMAN PENGESAHAN ANALISIS DEBIT RANCANGAN BANJIR DAN KAPASITAS PENAMPANG SUNGAI BAKI (Analysis of Design Flood Discharge and Cross River Capacity of Baki River) SKRIPSI Disusun Oleh : DONY AZHARI NIM I Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada : Hari : Tanggal : Nama/NIP Tim Penguji Tanda Tangan 1. Dr. Cahyono Ikhsan, S.T.,M.T. NIP Ir. Koosdaryani Soeryo Darundio, M.T. NIP Ir. Solichin, M.T. NIP Disahkan, Tanggal :.. Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Wibowo, commit S.T., to user DEA. NIP iii

4 MOTTO Maka Sesungguhnya Bersama Kesulitan Ada Kemudahan. Sesungguhnya Kesulitan ada Kemudahan. Maka Apabila Engkau Telah Selesai (dari suatu urusan), Tetaplah Bekerja Keras (untuk urusan lain). Dan Hanya Kepada Tuhanmulah Engkau Berharap (Q.S Al- Insyirah, 6-8) I MUST BE THE BEST, I CAN DO IT, I WANNA BE THE BEST (Ibu Wijiatun) Jangan Cepat Merasa Puas Apa yang Didapat (Dwi Martanto) Ilmu yang didapat tidak akan berharga emas jika tidak diamalkan dan dimanfaatkan untuk kebaikan semua orang (Anonim) Berusaha tanpa berdoa tidak akan membawa keberuntungan, berdoa tanpa usaha adalah hal sia-sia (Anonim) Banyak Kegagalan dalam Hidup ini Dikarenakan Orangorang Tidak Menyadari Betapa Dekatnya Mereka dengan Keberhasilan Saat Mereka Menyerah (Thomas Alfa Edison) iv

5 PERSEMBAHAN Alhamdulillahi rabbil a lamiin, atas rahmat dan hidayah Allah SWT, saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik dan lancar. Karya ini saya persembahkan kepada : 1. Ibu dan Bapak saya, Sumarmi dan Sumairi yang telah mendukung, memberi motivasi, memberi nasehat, doa dalam segala hal serta memberikan cinta kasih sayang yang besar dan tulus yang belum bisa saya balas apa pun. Namun saya berdoa apa yang telah dilakukan Ibu dan Bapak kepada saya, semoga senantiasa dilindungi, disayang, dan diberi kesehatan oleh Allah SWT, sungguh Allah SWT Maha Pengasih, Maha Pemberi, Maha Penyanyang. Amiin ya Rabbal A lamiin. 2. Kakak-kakak ku semua, Ana, Bety, Chandra yang memberikan dukungan dan nasehat kepada saya yang menjadikan diri yang lebih baik. Semoga Allah SWT membalas kebaikan kepada kakakku yang saya sayangi dan diberikan kesuksesan dalam dunia dan akhirat. Amiin ya Rabbal A lamiin. 3. Saudara-saudara saya semuanya yang memberikan motivasi dan doanya. 4. Dr. Cahyono Ikhsan, S.T.,M.T. yang telah memberikan bantuan dan arahan dalam menyelesaikan skripsi ini. 5. Prof. Dr. Ir. Sobriyah, M.S. yang telah memberikan arahan dan semangat kepada saya dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Teman-teman pejuang air yang selalu bersama dalam menyelesaikan skripsi, momen kebersamaan dan kekompakan kita yang akan selalu diingat, saling membantu dan memberi dukungan. Semoga kita bisa menjadi orang sukses.amiin ya Rabbal A lamiin. 7. Teman-teman Angkatan Sipil Transfer 2014 yang kompak selalu memberi semangat, kebersamaan, dukungan, dan memberikan hal-hal yang baru. Semoga kita bisa menjadi orang yang sukses selalu. Amiin ya Rabbal A lamiin. 8. Semua pihak yang selalu mendukung dan memberi semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu, terima kasih Semoga Allah SWT selalu memberikan berkah,hidayah, dan karunia-nya kepada kita semua. Amiin ya Rabbal A lamiin. v

6 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan ijin dan kuasanya kepada penulis untuk dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini dengan judul Analisis Debit Rancangan dan Kapasitas Penampang Sungai Baki ini merupakan salah satu syarat dalam kelulusan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusunan pra proposal ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak, karena itu penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1. Dr. Cahyono Ikhsan, S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing Skripsi Prof. Dr. Ir. Sobriyah, M.S. selaku Dosen Pembimbing Skripsi Ir. Sofa Marwoto selaku Dosen Pembimbing Akademik. 4. Keluarga besar yang selalu memberikan bantuan yang sangat besar. 5. Teman teman yang selalu memberikan saran sarannya. Penulis menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Segala kekurangan dan keterbatasan ilmu yang dimiliki penulis menyebabkan kekurang sempurnaan tersebut. Penulis berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya, dan bagi pembaca pada umumnya. Surakarta, Juli 2016 Dony Azhari vi

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... ABSTRAK... ABSTRACT... i ii iii iv vi vii x xii xiii xiv xv BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah BAB 2 KAJIAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan Pustaka Kajian Teori Hujan Wilayah Debit Rencana Koefisien Aliran Permukaan Intensitas Hujan Waktu Konsentrasi Lengkung Aliran Debit Aliran Saluran Terbuka commit... to user 11 vii

8 Keadaan Aliran Persamaan Aliran Steady Non Uniform Kedalaman Air Normal Kedalaman Air Kritis Persamaan Arus Balik Air Penggolongan Pola Aliran Metode Tahapan Standar Software HEC-RAS Kolam Retensi BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Metode Penelitian Lokasi Penelitian Studi Literatur Pengumpulan Data Analisis Data Perhitungan Rating Curve pada Pos AWLR Jurug Analisis Hidrologi Debit pada Sungai Baki Metode Tahapan Standar Analisis Profil Muka Air dengan HEC RAS Rencana Simulasi Pengendalian Banjir Analisis Hasil Simulasi Pengendalian Banjir Ringkasan Hasil Analisis Profil Muka Air dan Simulasi Pengendalian Banjir Bagan Alir BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN Pengumpulan Data Hujan Wilayah Analisis Debit Titik Duga di Titik Kontrol Analisis Arus Balik Air.. commit... to user 53 viii

9 ix Menghitung Kedalaman Air Kritis Menghitung Kedalaman Air Normal Analisis dengan Metode Tahapan Standar Simulasi dengan Software HEC RAS Skenario Pengendalian Banjir di Sungai Baki Pemasangan Tanggul di Tiap Penampang Melintang pada Sungai Baki Pemasangan Tanggul dan Kolam Retensi BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Poligon Thiessen... 6 Gambar 2.2. Pencarian H0 Lengkung Aliran Debit Gambar 2.3. Penurunan Persamaan Aliran Berubah Beraturan Gambar 2.4. Profil Muka Air Gambar 2.5. Hubungan Energi Spesifik dan Kedalaman Gambar 2.6. Hubungan Q y untuk Energi Spesifik Konstan Gambar 2.7. Bagian Saluran untuk Menurunkan Metode Tahapan Gambar 3.1. Peta Lokasi Sungai Baki dan Bengawan Solo Gambar 3.2. Layar Pengaturan Sistem Satuan Gambar 3.3. Layar Pembuatan Project Baru Gambar 3.4. Contoh Skema Alur Sungai Gambar 3.5. Contoh Pengisian Data Cross Section Gambar 3.6. Input Data Aliran dan Syarat Batas untuk Aliran Permanen.. 33 Gambar 3.7. Layar Steady Flow Analysis Gambar 3.8. Layar Hitungan Hidrolika Setelah Proses Hitungan Selesai Gambar 3.9. Contoh Hasil Cross Section Gambar Contoh Hasil Long Section Gambar Contoh Tabel Hasil Hitungan Tampang Lintang Gambar Contoh Tabel Hasil Hitungan Tampang Panjang Gambar Bagan Alir Simulasi Aliran Menggunakan HEC RAS Gambar Bagan Alir Gambar 4.1. Poligon Thiessen DAS Baki Gambar 4.2. Hidrograf Aliran Kejadian Desember 2007 di Jurug... x 53

11 Gambar 4.3. Penentuan Sistem Satuan Gambar 4.4. Pembuatan File Project Gambar 4.5. Pembuatan Skema Sungai Gambar 4.6. Memasukkan Data Penampang Melintang Gambar 4.7. Memasukkan Data Debit Sungai Gambar 4.8. Steady Flow Analysis Gambar 4.9. Hasil Simulasi Aliran Cross Section Sta 2 Sungai Baki Gambar Cross Section Output Gambar Profil Memanjang Sungai Baki Gambar Profil Output Table Sungai Baki Gambar Rencana Lokasi Kolam Retensi di Sungai Baki dengan Pemodelan HEC-RAS Gambar Simulasi Kolam Retensi dengan Dimensi I pada HEC RAS Gambar Hasil Simulasi Pengendalian Banjir Skenario I dan II xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Koefisien aliran C... 7 Tabel 2.2. Nilai Koefisien Manning Tabel 2.3. Jenis Profil Aliran pada Saluran Prismatis Tabel 4.1. Data Hujan Bulan Desember Tahun Tabel 4.2. Nilai Koefisien Thiessen (Ct) Tabel 4.3. Hujan Wilayah Maksimum DAS Baki Harian di Bulan Desember Tabel 4.4. Intensitas Hujan Jam-Jaman Metode Mononobe Tabel 4.5. Tabel 4.6. Tabel 4.7. Tabel 4.8. Perhitungan Intensitas dan Kedalaman Curah Hujan pada Bulan Desember Debit Sungai Baki Bulan Desember 2007 dengan Metode Rasional Ketinggian Muka Air dan Debit Maksimum di Pos AWLR Jurug pada Bulan Desember Hasil Perhitungan Kedalaman Air Normal Bengawan Solo Tabel 4.9. Hasil Perhitungan Kedalaman dan Kemiringan Kritis Bengawan Solo Tabel Hasil Rekapitulasi Simulasi Kolam Retensi dengan HEC RAS xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A : Peta Topografi dan DAS Sungai Baki Lampiran B : Peta Stasiun Hujan Kabupaten Sukoharjo Lampiran C : Data Tinggi Muka dan Debit Air di Pos AWLR Jurug Desember 2007 Lampiran D : Hasil Perhitungan Rating Curve Tinggi Muka Air-Debit di Pos AWLR Jurug Desember 2007 Lampiran E : Hasil Perhitungan Profil Muka Air dengan Metode Tahapan Standar Lampiran F : Hasil Simulasi Pola Aliran Cross Section Sungai Baki dengan Software HEC-RAS 4.1 Lampiran G : Hasil Simulasi Pola Aliran Long Section Sungai Baki dengan Software HEC-RAS 4.1 Lampiran H : Hasil Simulasi Skenario I Pengendalian Banjir dengan Pemasangan Tanggul Lampiran I : Hasil Simulasi Skenario II Pengendalian Banjir dengan Pemasangan Tanggul dan Kolam Retensi Lampiran J : Grafik Hasil Simulasi Muka Air dan Pengendalian Banjir dengan HEC-RAS 4.1 xiii

14 ABSTRAK Dony Azhari, Dr. Cahyono Ikhsan, S.T.,M.T. dan Prof. Dr. Ir. Sobriyah, M.S, Analisis Debit Rancangan Banjir dan Kapasitas Penampang Sungai Baki. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Permasalahan banjir pada beberapa kota di Indonesia ini sudah ada sejak lama dan sering kali menjadi bencana yang merugikan berbagai pihak. Pada musim penghujan, daerah di tempuran antara Sungai Baki dengan Bengawan Solo rawan terjadi banjir dikarenakan tingginya elevasi muka air Bengawan Solo yang kemudian menyebabkan terjadinya aliran arus balik air pada pertemuan sungai.. Upaya-upaya untuk pengendalian banjir pun telah dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui elevasi arus balik air akibat pertemuan Sungai Baki dengan Bengawan Solo, kemampuan saluran Sungai Baki dalam menampung debit banjir, dan memberikan cara penanggulangan banjir dari analisis HEC RAS. Pada penelitian ini menggunakan beberapa metode. Metode yang digunakan untuk mengetahui debit banjir maksimum di Sungai Baki adalah metode Rasional. Sedangkan metode yang digunakan dalam perhitungan profil muka air yaitu metode tahapan standar. Dalam perhitungannya panjang sungai acuan di Bengawan Solo dibagi menjadi beberapa pias. Data yang digunakan dalam penelitian ini yaitu data sekunder Bulan Desember Hasil analisis dan perhitungan debit maksimum di Sungai Baki dengan metode rasional sebesar 1.138,858 m 3 / detik. Debit yang mengalir di Bengawan Solo diketahui dari lengkung debit sebesar 1.904,7 m 3 / detik. Perhitungan elevasi muka banjir di pertemuan sungai dengan metode tahapan standar sebesar 11,388 m. Berdasarkan analisis dengan program HEC RAS, dapat dilihat bahwa profil muka air yang terjadi di Sungai Baki lebih tinggi dari tanggul sekitar. Oleh karena itu, dalam penelitian melakukan skenario simulasi pengendalian banjir dengan pemasangan tanggul dan kolam retensi yang dikombinasikan dengan pemasangan tanggul. Kata kunci : arus balik air, tahapan standar, pengendalian banjir, HEC RAS. xiv

15 ABSTRACT Dony Azhari, Dr. Cahyono Ikhsan, S.T.,M.T. dan Prof. Dr. Ir. Sobriyah, M.S, Analysis of Design Discharge Flood and Cross Section of Baki River. Thesis, Civil Engineering Departement of Engineering Faculty of Sebelas Maret University, Surakarta. The problem of flooding in several cities in Indonesia have been around a long time and often a disaster that harm various parties. In rainy season, the junction between the rivers Baki with the Solo River is prone to flooding due to high water level of the Bengawan Solo river, which is causing backwater at the river junction. Efforts for flood control have been conducted. The purpose of this study was to determine the elevation of backwater due to junction of Baki river with Bengawan Solo river, Baki river channel capability to accommodate the flood discharge, and provide a way for flood prevention of HEC RAS analysis. In this study, using several methods. The method used to determine the maximum flood discharge in Baki river is a rational method. While the methods used in the calculation of water surface profile is the standard step method. In the calculations the reference length in Bengawan Solo river is divided into several pieces. The data used in this research is secondary data in December The results of the analysis and calculation of the maximum discharge in the Baki river with a rational method of 1.138,858 m 3 / second. Debit flowing in the Bengawan Solo river is known from discharge curve of 1904,7 m 3 / second. Calculation flood level elevation at the confluence with the standard step method stages of m. Based on the analysis of the HEC RAS program, it can be seen that the profile of water level that occurred in Baki river embankment higher than the surrounding. Therefore, the study did a simulation scenario with the installation of flood control dikes and retention basins combined with an embankment. Keywords : backwater, standard step method, flood control, HEC RAS. xv