PEMODELAN AWAL PERENCANAAN BENDUNG GERAK KARANGTALUN DENGAN HEC-RAS

Transkripsi

1 PEMODELAN AWAL PERENCANAAN BENDUNG GERAK KARANGTALUN DENGAN HEC-RAS Burhannudin Apriliansyah 1, Heri Suprijanto 2, Mohammad Taufiq 3, 1 Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya 2 Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya burhan.apriliansyah@gmail.com ABSTRAK Sungai Progo yang berhulu pada Gunung Merapi memiliki tingkat sedimentasi yang sangat tinggi maka dalam pengelolaannya perlu penerapan inovasi berupa Bangunan Longstorage kombinasi dengan sistem Bendung Gerak/Barrage yang berfungsi mengatur tinggi muka air sekaligus untuk menggelontor sedimen. Kajian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi hidrolik sungai setelah dibangun bendung gerak (barrage), mencari alternatif bukaan pintu untuk pemeliharaan, pengendalian banjir dan pemanfaatan untuk memenuhi kebutuhan serta mengetahui sedimentasi yang akan terjadi pada lokasi bendung gerak. Berdasarkan hasil akhir simulasi, dengan bantuan program HEC-RAS 4.1.0, dapat dilihat bahwa kapasitas sungai masih mampu menampung debit Q 100. Dan pengoperasian saat banjir di buka penuh sehingga kapasitas pintu mampu melewatkan debit secara penuh dengan elevasi yang dihasilkan sebesar +164,51. Target muka air normal adalah +162,5. Sedangkan muka air rendah +159,21. Tampungan Bendung Gerak Karangtalun sendiri tidak dapat memenuhi kebutuhan di hilir sepenuhnya. Sehingga pada bulan tertentu disarankan untuk DI Mataram agar melakukan sistem rotasi dalam pembagian air. Degradasi terjadi di titik penampang melintang di hulu dan hilir Bendung Gerak. Kecenderungan pengendapan terjadi pada meander sungai di hulu Bendung Gerak. Sehingga disarankan melakukan flushing setiap 6 (enam) bulan sekali. Kata kunci: bendung gerak, hidrolika, sungai, operasi bendung gerak, sedimen, simulasi program, HEC-RAS. ABSTRACT Progo rivers that disgorge at Merapi volcano has a very high rate of sedimentation, then the application of innovation management needs to be building Longstorage combination with barrage which controls the water level at the same time to flush the sediment. This study aims to determine the hydraulic conditions of the river after the dam was built barrage, looking for an alternative opening doors for maintenance, flood control and utilization to meet the needs and determine sedimentation will occur at the location of the barrage. Based on the final results of the simulation, with the help of the program HEC-RAS 4.1.0, it can be seen that the capacity of the river is still able to accommodate discharge Q 100. And when the flood operation at full open so that the discharge capacity capable of passing the door fully with the resulting elevation of Target for the normal water level elevation is While the low water level Some time, Karangtalun Barrage can not ensure water supply at downstream. So that in a given month are advised to DI Mataram to do rotations in water distribution systems. Degradation occurs at the point of the cross section in the upstream and downstream barrage. The tendency of aggradation occurs in the meanders of the river at the upstream barrage. So it is advisable to do flushing every six months. Keywords: barrage, hydraulics, river, operation barrage, sediment, simulation programs, HEC-RAS.

2 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Wilayah Sungai Progo Opak Serang (WS POS) merupakan kawasan dengan sumber air yang sangat potensial bagi upaya pengelolaan sumber daya air (PSDA) untuk memenuhi berbagai keperluan. Sejalan dengan pertambahan penduduk dan meningkatnya kualitas hidup masyarakat. Dapat diprediksi bahwa selisih antara demand dan supply akan cenderung semakin membesar dari tahun ke tahun. Selain selisih tersebut, di beberapa lokasi, bahaya banjir dan bahaya kekeringan pun semakin membesar dan tajam akibat menurunnya kualitas daerah tangkapan air. Dengan memperhatikan lokasi studi dimana Sungai Progo yang berhulu pada Gunung Merapi memiliki tingkat sedimentasi yang sangat tinggi maka perlu penerapan inovasi pada jenis Bendungan misalnya berupa Bangunan Longstorage kombinasi dengan sistem Bendung Gerak/ Barrage yang berfungsi mengatur tinggi muka air sekaligus untuk menggelontor sedimen yang mengendap. Identifikasi Masalah Sebagai bagian dari rangkaian upaya pemenuhan kebutuhan air baku dan irigasi di wilayah sungai Progo Opak Serang serta untuk mengantisipasi akan terjadinya kelangkaan air di musim kemarau untuk jangka panjang, maka salah satu strategi yang dilakukan adalah dengan menyimpan aliran permukaan atau air hujan melalui pembangunan Bendungan atau bangunan penampung air lainnya sebagai penampung air dan juga berfungsi untuk me-recharge air tanah dalam rangka upaya konservasi sumber daya air maupun pendayagunaan sumber daya air. Maka dari itu perlu dilakukan pemodelan untuk mengetahui kemampuan suatu bangunan. Tujuan dan Manfaat Adapun tujuan dan manfaat dari pelaksanaan studi ini adalah untuk: 1. Mengetahui kondisi hidrolik sungai setelah dibangun bendung gerak (barrage). 2. Untuk mencari alternatif bukaan pintu untuk pemeliharaan, pengendalian banjir, dan pemanfaatan (untuk keperluan irigasi) dari bendung secara optimal. 3. Mengetahui titik-titik pada lokasi bendung gerak yang mengalami erosi dan sedimentasi serta volume sedimen yang masuk ke bendung gerak Karangtalun. 2. KAJIAN PUSTAKA Bendung Gerak Bendung gerak terdiri dari lantai pilar bendung, pilar pintu, daur pintu, makanisme pengaturan pintu, panel pengaturan pintu, ruang operasi pintu dan jembatan inspeksi. Lantai, pilar bendung dan pilar pintu bendung gerak umumnya terbuat dari beton bertulang dan harus aman terhadap guling dan gelincir. Penentuan Kala Ulang Banjir Pemilihan suatu teknik analisa penentuan banjir rancangan tergantung dari data-data yang tersedia dan macam dari bangunan air tersebut. Kriteria pemilian banjir dengan hanya meninjau kemungkinan terjadinya banjir yang lebih besar atau sama dengan banjir rencana, sekali atau lebih selama bangunan air tersebut berdiri. Lebar Bendung Dalam menentukan lebar efektif perlu diketahui mengenai eksploitasi bendung, dimana pada saat air banjir datang pintu penguras dan pintu pengambilan harus ditutup. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah masuknya benda yang terangkut oleh banjir yang dapat menyumbat pintu penguras bila pintu terbuka dan air banjir masuk ke saluran induk. Rumus : Be = B 2(n.Kp + Ka)H 1 dengan : Be = lebar efektif bendung (m) (Be1+Be2+Be3)

3 B = lebar mercu sebenarnya (m) (B1+B2+B3) K p = koefisien kontraksi pilar K a = koefisien kontraksi pangkal bendung n = jumlah pilar H 1 = tinggi energi (m) Peredam Energi Faktor pemilihan tipe peredam energi: Tinggi bendung Keadaan geoteknik tanah dasar misalnya jenis batuan, lapisan, kekerasan tekan, diameter butir dsb. Jenis angkutan sedimen yang terbawa aliran sungai. Keadaan aliran yang terjadi di bangunan peredam energi seperti aliran tidak sempurna/tenggelam, loncatan air lebih rendah atau lebih tinggi. Pemodelan Hidrolik dengan HEC-RAS Permodelan Hidrolika Bendung Gerak Karangtalun akan menggunakan perangkat lunak (software) HEC-RAS (Hydrologi Engineering Center- River Analysis System) versi sebagai paket program analisa dan pemodelan struktur hidrolik (bendung gerak) pada sungai yaitu pola aliran di hulu Bendung Gerak dan pola aliran di hilir Bendung Gerak. Paket model HEC-RAS adalah salah satu model yang dikeluarkan oleh U.S. Army Corps of Engineers River Analysis System (HEC-RAS) yang di susun oleh Hydrologic Engineering Center. Software ini memiliki keampuan penggunaan : perhitungan jenis aliran steady flow dan unsteady flow satu dimensi, dan sediment transport. Analisa Profil Muka Air 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. Persamaan Dasar Perhitungan Profil muka air dihitung dari suatu penampang dengan Persamaan Energi melalui prosedur iterative yang disebut dengan Standard Step Method. Persamaan Energi yang dimaksud adalah (Ven Te Chow, 1997 : 243) : 2 2 v1 v2 Y1 Z1 1. Y2 Z 2 2. h f h e 2g 2g dengan: Y 1 = kedalaman air penampang 1 (m) Y 2 = kedalaman air penampang 2 (m) v = kecepatan rata-rata aliran (m/dt) α = koefisien energi S 0 = kemiringan dasar saluran S f = kemiringan garis energi g = percepatan gravitasi (m/dt 2 ) h f = kehilangan tekanan akibat gesekan (m) = kehilangan tekanan akibat pusaran (m) h e Perhitungan Debit Penampang Sungai Besarnya debit dihitung perbagian penampang sungai dengan mengacu pada persamaan Manning s berikut : Dimana : K = conveyance for subdivision n = koefisien kekasaran Manning s A = luas penampang R = jari-jari hidrolis Nilai n Manning Untuk Saluran Utama Aliran dalam saluran tidak dibagi perbagian, kecuali jika nilai kekasaran berubah didalam saluran. Program HEC- RAS dapat digunakan untuk berbagai nilai kekasaran, jika tidak maka program akan menghitung sebagai satu nilai kekasaran. Evaluasi Energi Kinetik Karena HEC-RAS adalah program untuk menghitung profil muka air satu dimensi, maka hanya satu energi kinetik yang dihitung pada masing-masing pe-

4 nampang saluran. Untuk memberikan gambaran elevasi profil muka air, rata-rata energi dihitung dengan membagi tiga bagian dari penampang melintang saluran (yaitu saluran kiri, utama dan kanan). Evaluasi Kehilangan Akibat (Friction Loss) Gesekan Friction loss dievaluasi dalam program HEC-RAS sebagai hasil dari kemiringan garis energi S f dan panjang L, dimana Sf adalah representatif dari friction slope untuk sungai dan panjang L yang didefinisikan pada persamaan diatas. Friction slope (slope of the energy gradeline) pada tiap-tiap penampang melintang dihitung dari persamaan Manning s sebagai berikut : ( ) Bila profil muka air melalui kedalaman kritis, persamaan energi tidak dapat digunakan. Persamaan energi hanya dapat digunakan dalam kondisi aliran berubah lambat laun (gradually varied flow), dan kondisi aliran transisi dari sub kritis ke super kritis atau super kritis ke sub kritis dimana dalam hal ini kondisi aliran dalam kondisi perubahan secara cepat (rapidly varying flow situation). Analisa Pada Bendung Gerak Koefisien yang diperlukan untuk menghitung kehilangan energi akibat kontraksi dan ekspansi dibagian hulu dan hilir dari bendung (inline) dan struktur spillway. Kerugian ini dihitung dengan mengalikan ekspansi atau kontraksi koefisien oleh perbedaan mutlak di antara dua penampang Evaluasi Kehilangan Akibat Kontraksi dan Pelebaran Kehilangan akibat kontraksi dan pelebaran dalam program HEC-RAS dihitung dengan persamaan sebagai berikut : Dimana : C = koefisien kontraksi dan pelebaran Penentuan Kedalaman Kritis Program HEC-RAS mempunyai dua metode untuk menghitung kedalaman kritis, yaitu : a) Parabolic Method dan, b) Secant Method. Parabolic method adalah merupakan perhitungan cepat, tetapi ini hanya dapat digunakan untuk satu minimum energi. Untuk kondisi penampang yang banyak tidak hanya mempunyai satu kurva energi minimum, oleh karena itu parabolic method adalah merupakan metode yang ditentukan/ dipilih oleh program, jika penyelesaian parabolic method tidak convergen, maka program akan secara otomatis mencoba dengan secant method. Applikasi Persamaan Momentum Gambar 1. Layout Untuk Pintu Air, Spilways, dan Bendung Sumber: Anonim (2010:210) Untuk menentuan aliran overflow pada bendung, maka perlu adanya penyesuain dengan koefisien yang akan diinputkan pada HEC-RAS. Koefisien aliran menggunakan persamaan bendung standart yaitu persamaan Rehbock, atau Kindsvater dan Carter. Penentuan koefisien ini ditentukan berdasarkan tipe mercu yang digunakan oleh bendung. Pintu Sorong (Sluice Gate) Fungsi pintu air adalah mengatur air untuk pembuang, penyadap dan pengatur lalu lintas air (Suyono, 1986).

5 Gambar 2. Contoh Aliran Air Pada Pintu Dengan Ambang Lebar Sumber: Anonim (2010:201) Persamaan aliran melalui pintu sorong: dengan : Q = debit C = koefisien pelepasan, (0,5 to 0,7) W = Lebar pintu (m) B = tinggi bukaan pintu (m) H = tinggi muka air hulu (Z u Z sp ) (m) Ketika taliwater hilir naik pada titik dimana alairan tidak dapat mengalir dengan bebas, maka Persamaan menjadi: dengan: H = Z U - Z D Transport Sedimen Aliran air akan membawa hanyut bahan-bahan sedimen, yang menurut mekanisme pengangkutannya dapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam, yaitu: a. Muatan dasar (Bed load) b. Muatan melayang (suspended load) Prinsip dasar angkutan sedimen adalah untuk mengetahui apakah terjadi seimbang (equilibrium), erosi (degradasi), atau pengendapan (agradasi) dan juga untuk meramalkan kualitas yang terangkut dalam proses tersebut. Kapasitas Pengangkutan Perhitungan besarnya angkutan sedimen rata-rata dilakukan untuk setiap kondisi hidrolik dan parameter sedimen dengan gradasi butiran tertentu. Kapasitas pengangkutan ditentukan untuk setiap ukuran butir mewakili ukuran butiran tertentu yang membentuk 100% dari material dasar. Kapasitas pengangkutan untuk kelompok ukuran tertentu tersebut kemudian dikalikan dengan pecahan dari total sedimen yang mewakili ukuran tertentu tersebut. Kapasitas pengangkutan untuk ukuran butir tertentu tersebut kemudian dijumlahkan dengan ukuran butiran lain untuk menjadi kapasitas pengangkutan sedimen total. Fungsi Transportasi Sedimen Toffaleti Metode Toffaleti adalah modifikasi Einstein dengan fungsi total beban yang melanggar distribusi beban ditangguhkan ke zona vertikal, mereplikasi gerakan sedimen dua dimensi. Persamaan umum untuk fungsi Toffaleti adalah : dengan : gssl = Suspended transportasi sedimen di zona yang lebih rendah (ton / hari / ft) gssm = Suspended transportasi sedimen di zona tengah, (ton / hari / ft) gssu = transportasi Suspended sedimen di zona atas, (ton / hari / ft) gsb gs = transportasi Bed beban sedimen (ton / hari / ft) = Total angkutan sedimen (ton / hari / ft) Kecepatan Jatuh (Fall Velocity) Toffaleti Toffaleti menyajikan tabel jatuh velocwith faktor bentuk 0,9 dan berat jenis 2,65. Kecepatan jatuh yang berbeda diberikan untuk berbagai suhu dan ukuran butir, dipecah menjadi American Geophysical Union standard grain size classes dari Very Fine Sand (VFS) ke Medium Gravel (MG). Peta Distribusi (RAS MAPPER) Didalam program HEC-RAS 4.1 sudah difasilitasi oleh RAS-MAPPER. Fa-

6 Elevation (m) Elevation (m) silitas ini digunakan untuk mendistribusikan hasil perhitungan HEC-RAS satu dimensi kedalam kontur. 3. METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini akan dibahas mengenai metode penelitian untuk mengkaji hidrolik lokasi bendung gerak pada daerah kajian. Untuk mengkaji hidrolik tersebut diperlukan suatu tahapan penelitian yaitu dengan cara mengumpulkan data-data teknis dan pendukungnya. Adapun data-data yang diperlukan dalam kajiannya antara lain sebagai berkut: Data hidrologi Data pengukuran melintang sungai tahun 2013 Data pengukuran sedimen Data kebutuhan air Data yang terkumpul selanjutnya digunakan untuk melakukan analisa hidrolik pada lokasi bendung gerak karangtalun. No. Tabel 1. Debit Banjir Rancangan Langkah-langkah dalam membuat model hidrolok dengan menggunakan software HEC-RAS adalah memulai project baru, memasukkan data geometri, memasukkan data aliran dan syarat batas, melakukan perhitungan hidrolik (running model), dan melehat hasil analisa (output). Hasil Analisa Kondisi Eksisting Berikut adalah hasil pemodelan dan analisa banjir sungai Progo eksisting dengan Q 100. Kala Ulang (Tahun) Debit Banjir Rancangan (m 3 /dt) EKSISTING RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN EG Q100 Crit Q100 LOB ROB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN Pemodelan dan Analisa Banjir Pemodelan dan analisa banjir ini dimaksudkan untuk pengontrolan terhadap kemampuan kapasitas aliran sungai Progo eksisting yaitu pemodelan pola aliran sungai dengan debit banjir rancangan berbagai periode kala ulang. Berdasarkan pada hasil analisis hidrologi Bendung Gerak Karangtalun yang telah dilakukan, debit banjir rancangan Bendung Gerak Karangtalun yang akan dijadikan debit pemodelan hidrolika adalah sebagai berikut: Main Channel Distance (m) Gambar 3. Profil Memanjang Aliran (Q 100 ) River = S.Progo Reach = reach_1 RS = EKSISTING RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN Station (m) Gambar 4. Profil Melintang Hulu Section (Q 100 ) EG Q100 Bank Sta

7 Elevation (m) Elevation (m) Elevation (m) Elevation (m) River = S.Progo Reach = reach_1 RS = EKSISTING RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN Station (m) Gambar 5. Profil Melintang Section (Q 100 ) River = S.Progo Reach = reach_1 RS = EKSISTING RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN EG Q100 Bank Sta EG Q100 Lebar Pilar : 2 m Jumlah Pintu : 6 unit b. Bangunan Elevasi dasar : +157 m Elevasi Sill : +157,5 m Elevasi tanggul : +166 m (tinggi tanggul intake kali bawang antara 166- m) Berikut adalah hasil pemodelan bendung gerak pada sungai progo dengan Q 100. RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN EG Q100 Crit Q100 Bank Sta LOB ROB Station (m) Gambar 6. Profil Melintang Hilir Section (Q 100 ) Main Channel Distance (m) Gambar 8. Profil Memanjang Aliran (Q 100 ) River = S.Progo Reach = reach_1 RS = 610 IS RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN EG Q100 Levee Ineff Bank Sta Station (m) Gambar 9. Potongan Melintang Hulu Bendung Gerak (Q 100 ) RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN Gambar 7. Peta Banjir Kondisi Eksisting (Q 100 ) Pemodelan Struktur Hidrolik Bendung Gerak Berdasarkan pada pemodelan banjir sungai Progo diketahui kapasitas aliran sungai Progo dengan debit banjir rancangan Q 1,05th, Q 5th, Q 10th, Q 25th, Q 50th dan Q 100th masih mampu menampung aliran debit, sehingga tidak terjadi limpasan pada penampang sungai atau aman terhadap overtopping. Desain umum perencanaan. a. Pintu Air Tipe Pintu : Sluice Gate Lebar Pintu : 10 m Tinggi Pintu : 6 m Gambar 10. Perspektif Tampilan 3D (Q 100 ) Bank Sta Levee Ineff

8 Debit Andalan 20 % Debit Andalan 50 % Debit Andalan 80 % Gambar 11. Peta Banjir Kondisi Ada Bendung Gerak (Q 100 ) Penyusunan Operasi Bendung Gerak Karangtalun Berdasarkan pada skema sistem rencana Bendung Gerak Karangtalun, untuk menyiapkan kondisi yang diperlukan untuk kebutuhan air di hulu (intake Kalibawang). Kondisi debit pengeluaran yang diperlukan untuk kebutuhan air minum kota Jogjakarta dan kebutuhan air irigasi DI Mataram (Intake Selokan Mataram), dan juga untuk kebutuhan debit hilir (pemeliharaan sungai dan DI Sapon). Skema kebutuhan debit rencana bendung gerak Karantalun dapat dilihat pada gambar dibawah ini: Skema Sistem Rencana Bendung Gerak Karangtalun 1 Kali Progo Kebutuhan DI Kalibawang 3 Maximum 6,5 m /s 3 Minimum 3,0 m /s Kebutuhan Debit Hilir DI Sapon 3 Keterangan : Minimum 1,0 m /s 1. Intake Kali Bawang 2. Bendung Karangtalun 3. Intake Selokan Mataram 4. Rencana Bendung Gerak Karangtalun 4 Gambar 12. Skema Sistem Rencana Bendung Gerak Karangtalun Penentuan Bukaan Pintu Bendung Gerak Berdasarkan Debit Banjir Untuk pengoperasian pintu bendung gerak, banjir dari sungai Progo akan menjadi satu komponen kritis terpenting sebab aliran dari sungai Progo akan masuk langsung ke 2 3 Kebutuhan DI Kalibawang 3 1,3 m /s Kebutuhan DI Kalibawang 3 Maximum 12,5 m /s Minimum 4,5 m 3 /s bendung gerak secara cepat. Dari sisi operasi pintu bendung gerak, besarnya debit untuk kondisi peringatan banjir adalah 982,30 m 3 /dt atau lebih. Dan pada kondisi ini pintu intake kalibawang ditutup. Tabel 2. Bukaan Pintu Untuk Debit Banjir Debit Banjir Rancangan Jumlah Pintu Dibuka Tinggi Bukaan Pintu Penentuan Bukaan Pintu Bendung Gerak dan Intake Kalibawang Berdasarkan Debit Andalan Untuk memenuhi kebutuhan dan persyaratan yang ditentukan oleh bendung gerak karangtalun maka didapat kan operasi pintu sebagai berikut. Tabel 3. Buakaan Pintu Untuk Debit Andalan Elev. MA Kala Ulang (Th) (m 3 /s) Unit (m) (m) Bulan 1,05 319,81 6 0,8 162, ,30 6 5,5 162, ,33 6 6,0 163, ,05 6 6,0 163, ,01 6 6,0 163, ,10 6 6,0 164,51 Debit Andalan Elev. MA. Intake Kalibawang Setelah Ada Bendung Gerak Kondisi Setelah Ada Bendung Gerak Karangtalun Debit Intake Kalibaw ang Bukaan Pintu Intake Kalibawang Jumlah Pintu yang Dibuka Tinggi Bukaan Bukaan Pintu Utama Bendung Gerak Jumlah Pintu yang Dibuka Tinggi Bukaan Volume Bendung Gerak (m 3 /s) Unit m Unit m ribu (m 3 ) Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

9 Tabel 4. Pemenuhan Kebutuhan Air (Debit 80%) Pemenuhan Kebutuhan Bulan DI Kali Air Minum Debit hilir (DI DI Mataram Bawang Kota Jogja Sapon) (m 3 /s) % (m 3 /s) % (m 3 /s) % (m 3 /s) % Januari 5, , , Februari 6, , , , Maret 6, , , , April 6, , , , Mei 6, , , , Juni 3, , , , Juli 3, , , , Agustus 3, , , , September 3, , , , Oktober 5, , ,68 47,31 3, November 5, , , Desember 5, , , Tabel 5. Pemenuhan Kebutuhan Air (Debit 50%) Bulan DI Kali Bawang Pemenuhan Kebutuhan Air Minum Kota Jogja DI Mataram Debit hilir (DI Sapon) (m 3 /s) % (m 3 /s) % (m 3 /s) % (m 3 /s) % Januari 5, , , Februari 6, , , , Maret 6, , , , April 6, , , , Mei 6, , , , Juni , , , Juli , , , Agustus , , , September , , , Oktober 5, , , November 5, , , Desember 5, , , Tabel 6. Pemenuhan Kebutuhan Air (Debit 20%) Bulan DI Kali Bawang Pemenuhan Kebutuhan Air Minum Kota Jogja DI Mataram Debit hilir (DI Sapon) (m 3 /s) % (m 3 /s) % (m 3 /s) % (m 3 /s) % Januari 5, , , Februari 6, , , , Maret 6, , , , April 6, , , , Mei 6, , , , Juni , , , Juli , , , Agustus , , , September , , , Oktober 5, , , November 5, , , Desember 5, , , Pemodelan Sedimen Bendung Gerak Karangtalun Untuk mengatasi masalah pendangkalan yang terjadi di Bendung Gerak Karangtalun akibat sedimentasi, diperlukan suatu kajian untuk menganalisa kondisi sedimentasi yang terjadi. Dengan menganalisa sedimentasi yang terjadi dapat diketahui pola sedimentasi yang terjadi beserta dengan aktivitas pemeliharaan yang diperlukan untuk menjaga kapasitas Sungai Progo tetap pada kondisi aslinya. Sampel Sedimen Dasar Butiran sedimen dasar pada sampel sedimen merupakan butiran yang lolos saringan 0,0625 mm dan saringan 1 mm. Tabel 7. Muatan Sedimen Hasil Pengukuran Diameter (mm) %Finer Kelas ,25 Coarse Silt ,38 Very Fine Sand ,5 Fine Sand 1 98,36 Medium Sand Coarse Sand Dari hasil analisa diameter butiran sedimen terlihat bahwa ukuran butiran sedimen di lokasi Bendung Gerak berkisar antara 0, mm. Menurut American Geophysical Union sedimen di lokasi Bendung Gerak termasuk butiran Medium Sand. Simulasi Angkutan Sedimen Dalam analisa angkutan sedimen, pemilihan transport function sangat menentukan kualitas dari hasil perhitungan. Hal ini dikarenakan setiap rumus umumnya dibuat berdasarkan kondisi-kondisi yang spesifik yang umumnya meliputi besaran debit yang ditinjau, ukuran butiran sedimen yang ada dan juga kemiringan dan kondisi geometrik salurannya. Sehingga dari sekian banyak transport function maka transport function Toffaleti yang dipilih karena kesesuaian karakteristik sampel sedimen dan kondisi geometrik Sungai Progo.

10 Ch Invert El (m) Elevation (m) Ch Invert El (m) Elevation (m) Dari hasil analisa, Perbandingan hasil debit angkutan sedimen perhitungan dengan pengukuran debit angkutan sedimen dapat dilihat pada perhitungan dibawah ini. Rerata debit sedimen perhitungan 3635,03 ton/hari. Rerata debit pengukuran 3914,449 ton/hari. Kesalahan = (3914, ,03)/3635,03 = 0,0713 = 7,13 % Terlihat bahwa terjadi perbadaan data sebesar 7,13%. Dengan perbedaan tersebut, metode toffaleti sudah bisa mewakili kondisi yang ada pada lapangan. Dari hasil output analisis debit angkutan sedimen maka didapat debit sedimen dengan metode toffaleti sebagai berikut. RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN EG 01Apr WS 01Apr Crit 01Apr LOB RENCANA BENDUNG GERAK KARANGTALUN Intake Kalibawang (+158,33) Main Channel Distance (m) Gambar 15. Potensi Sedimentasi Dengan Adanya Bendung Gerak Bulan Keenam e:\kuliah\skripsi KU\1. Laporan\2. NASKAH SKRIPSI\02. HEC-RAS\simulasi.sed Main Channel Distance (m) Gambar 16. Perubahan Dasar Sungai Bulan Keenam EG 01Jun WS 01Jun Crit 01Jun LOB ROB 01JAN :00:00-Ch Invert El (m) 02JUN :00:00-Ch Invert El (m) ROB Main Channel Distance (m) Gambar 13. Potensi Sedimentasi Kondisi Eksisting 166 e:\kuliah\skripsi KU\1. Laporan\2. NASKAH SKRIPSI\02. HEC-RAS\simulasi.sed23 01JAN :00:00-Ch Invert El (m) APR :00:00-Ch Invert El (m) Main Channel Distance (m) Gambar 14. Perubahan Dasar Sungai Dengan Adanya Sedimentasi Kondisi Eksisting Setelah adanya bendung gerak karangtalun maka sedimentasi hasil pemodelan akan berubah seperti pada gambar dibawah ini. Gambar 17. Tinggi Sedimentasi Sungai Bulan Keenam Dari analisa quasi-unsteady sungai Progo dengan adanya Bendung Gerak menunjukkan kecenderungan yang sama yakni adanya pengendapan atau agradasi di sepanjang Sungai Progo. Degradasi terjadi di titik penampang melintang di hulu Bendung Gerak yakni dari STA sampai STA dan hilir Bendung Gerak dari STA sampai STA Kecenderungan pengendapan terjadi pada meander sungai di hulu Bendung Gerak (STA ) sampai titik lokasi Bendung Gerak (STA

11 610) dan pada hilir sungai (STA sampai STA ). No. Tabel 8. Hasil Volume Bed Change Kumulatif Masuk Ke Bendung Gerak Waktu Simulasi Total Volume Bed Change Kumulatif (ton) Perubahan Dasar Saluran Maximum Perubahan dasar saluran dalam bentuk degradasi nilainya -1,91 sampai -2,55 untuk tiap waktu simulasi. Parameter pengendapan dan volume total bed change kumulatif masuk ke bendung gerak yang terjadi, pada bulan keempat volume total bed change yang terjadi mencapai ,754 ton, pada bulan keenam volume total bed change yang terjadi mencapai ,665 ton, pada bulan kedelapan volume total bed change yang terjadi mencapai ,585 ton, pada akhir tahun volume total bed change yang terjadi mencapai ,700 ton. Sehingga untuk perencanaan pemeliharaan Bendung Gerak Karangtalun supaya tidak menggangu pola operasi tiap bulan diusulkan flushing sedimen tiap 6 (enam) bulan. Karena pada simulasi ini menggunakan debit median, maka kejadian perubahan dasar saluran yang ada di lapangan tidak sebesar hasil analisa ini. 5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan pada bab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Kondisi Hidrolika sungai Progo akibat bendung gerak : a. Pada saat terjadi Q 1,05 (319,81 m 3 /s) perubahan muka air sampai STA (206,50 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). b. Pada saat terjadi Q 5 (982,30 m 3 /s) perubahan muka air sampai STA (m) Perubahan Dasar Saluran Minimum 1 Bulan Keempat ,754 0,61-1,91 2 Bulan Keenam ,665 0,88-2,55 3 Bulan Kedelapan ,585 0,91-2,55 4 Akhir Tahun ,700 0,97-2,55 (m) (72,37 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). c. Pada saat terjadi Q 10 (1173,33 m 3 /s) perubahan muka air sampai STA (239,53 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). d. Pada saat terjadi Q 25 (1425,05 m 3 /s) perubahan muka air sampai STA (271,89 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). e. Pada saat terjadi Q 50 (1560,01 m 3 /s) perubahan muka air sampai STA (271,89 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). f. Pada saat terjadi Q 100 (1713,10 m 3 /s) perubahan muka air sampai STA (271,89 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu). g. Pada saat debit andalan dan berdasarkan skenario maka pengaruh back water sampai STA (515,71 m dari bendung gerak karangtalun ke arah hulu) h. Aman terhadap bahaya banjir ke pemukiman warga dan tidak ada yang terkena dampak terhadap pembangunan bendung gerak karangtalun. 2. Degradasi terjadi di titik penampang melintang di hulu Bendung Gerak yakni dari STA (654,22 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu) sampai STA (911,94 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hulu) dan hilir Bendung Gerak dari STA (15,94 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hilir) sampai STA (355,71 m dari Bendung Gerak Karangtalun ke arah hilir). Kecenderungan pengendapan terjadi pada meander sungai di hulu Bendung Gerak (STA ) sampai titik lokasi Bendung Gerak (STA 610) dan pada hilir sungai (STA sampai STA ). 3. Pola Operasi Bendung Gerak a. Kondisi Banjir Operasi pintu utama sebagai berikut

12 Debit Banjir Rancangan Jumlah Pintu Dibuka Tinggi Bukaan Pintu Elev. MA Kala Ulang (Th) (m 3 /s) Unit (m) (m) 1,05 319,81 6 0,8 162, ,30 6 5,5 162, ,33 6 6,0 163, ,05 6 6,0 163, ,01 6 6,0 163, ,10 6 6,0 164,51 b. Kondisi Debit Andalan Berdasarkan analisa sebelumnya maka, elevasi pada waktu Bulan Januari sampai September target tinggi muka air mencapai tinggi muka air normal (+162,5). Pada bulan Oktober target tinggi muka air mencapai muka air rendah (+159,21). Sedangkan pada bulan November dan Desember tinggi muka air mencapai muka air normal kembali yaitu +162,5. Tetapi tampungan Bendung Gerak Karangtalun tidak dapat memenuhi kebutuhan di hilir sepenuhnya. b. Flusing Sedimen berdasarkan analisa yang telah dilakukan maka disarankan melakukan flushing sedimen tiap 6 (enam) bulan. Saran 1. Simulasi yang digunakan dengan menggunkan program HEC-RAS merupakan pemodelan 1 dimensi dengan keterbatasannya. Untuk hasil yang lebih maksimal pemodelan bisa dilanjutkan dengan menggunkan model 2 atau 3 dimensi. 2. Adanya pengukuran perubahan dasar saluran untuk meningkatkan akurasi prediksi sedimentasi yang terjadi. 3. Untuk mengetahui bahwa perhitungan akurat maka diperlukan kalibrasi program HEC-RAS terhadap bangunan kembali ketika bangunan sudah dibangun. pembimbing atas masukan, arahan, bimbingan dan waktu yang diluangkan untuk berdiskusi hingga dapat terselesaikannya tugas akhir ini. 2. Dian Sisinggih, ST. MT. Ph.D dan Bapak Dr. Very Dermawan, ST., MT. sebagai dosen penguji yang memberikan masukan dan arahan untuk kelengkapan tugas akhir ini DAFTAR PUSTAKA Anonim, Hydraulic Reference Manual Version 4.1. California: U.S. Army Corps of Engineering. Anonim, Laporan Analisa Hidrologi dan Kebutuhan Air Bendung Gerak Karangtalun. Jakarta: PT. Multimera Harapan Engineering Consultant Anonim, Kriteria Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan 02. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum. Anonim Irigasi dan Bangunan Air. Jakarta: Gunadarma. Chow, V.T Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga. Maryono, A Pembangunan Sungai Dampak dan Restorasi Sungai. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada Press. Mulyanto, Hr Sungai, Fungsi dan Sifat-sifatnya. Yogyakarta: Graha Ilmu. Priyantoro, D Teknik Pengangkutan Sedimen. Malang: HMP Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. Raju, K. G. Ranga Aliran Melalui Saluran Terbuka, Jakarta: Erlangga. Sosrodarsono, S., Masateru Tominaga, K Perbaikan dan Pengaturan Sungai, Jakarta : PT. Pradnya Paramita. Soewarno Hidrologi, Bandung: Nova. UCAPAN TERIMA KASIH 1. Bapak Ir. Heri Suprijanto, MS dan Bapak Ir. Mohammad Taufiq, MT. sebagai dosen

13