ANALISA DIMENSI DAN NORMALISASI SUNGAI BATANG LAMPASI KOTA PAYAKUMBUH

Transkripsi

1 ANALISA DIMENSI DAN NORMALISASI SUNGAI BATANG LAMPASI KOTA PAYAKUMBUH Dessy Merizona, Nazwar Djali, Indra Khaidir Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta, Padang dmerizona@gmail.com, nazwardjali@yahoo.com, khaidirindra@yahoo.co.id Abstrak Sungai Batang Lampasi mengalir melalui Kelurahan Talawi Nagari Koto Nan Gadang, Kota Payakumbuh yang bermuara di sungai Batang Sinamar.Sungai Batang Lampasi ini menjadi daerah yang rawan banjir karenaadanya konversi lahan yang tinggi seperti perubahan penutupan lahan yang umumnya dari hutan menjadi kawasan pemukiman dan sawah. Hal ini mengakibatkan rusaknya daerah tangkapan hujan, sehingga sering terjadi banjir di daerah hilir sungai. Oleh karena itu, direncanakan dimensi sungai Batang Lampasi dan juga pengaruh aliran balik/back water. Dalam merencanakan dimensi sungai, digunakan data curah hujan maksimum rata-rata dengan metode Aljabar dan perhitungan curah hujan rencana dengan metode Gumbel, metode Hasper dan metode Weduwen. Untuk perhitungan debit rencana digunakan metode Melchior. Pada perhitungan pengaruh air balik/back water digunakan metode Tahapan Langsung.Dalam mendimensi sungai digunakan debit rencana 25 tahunan. Berdasarkan ketersedianan lahan penampang sungai dibuat persegi denganlebar (b) 26 meter dantinggi (h)4,64 meter, dankonstruksi perkuatan tebing direncanakan menggunakan Sheet pile. Kata Kunci: Normalisasi, Sungai, Banjir, Penampang

2 ANALYSIS OF THE DIMENSIONS AND NORMALIZE RIVER BATANG LAMPASI DISTRICT PAYAKUMBUH Dessy Merizona, Nazwar Djali, Indra Khaidir Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University, Padang dmerizona@gmail.com, nazwardjali@yahoo.com, khaidirindra@yahoo.co.id Abstract River Batang lampasi flowing through urban village Talawi Nagari Koto Nan Gadang, district Payakumbuh that rises in the river Batang Sinamar. River Batang Lampasi this to be the often flooded because of the conversion of high lands such as the change the land being generally of forests became a residential area of and paddy fields. This resulted in the catchment areas of rain, so often flooding in river downstream regions. If rain with high intensity in a long duration, the area into the flood. Because of it, planned the dimensions of the stems lampasi and also the influence of the flow of turning/back water. In planning the dimensions of the river, used of precipitation data with an average maximum algebra and a method of calculation rainfall plans with a method of gumbel, a method of hasper weduwen and methods. Used method of algebra to get the maximum rainfall and the average rainfall for the calculation of a plan to use the Gumbel method, Hasper method and Weduwen method. Used for the calculation of the discharge plan Melchior method. For the calculation of the back water effect the stage used Direct Step method. Based on the calculation of the cross-sectional dimensions of the channel is planned in the form of rectangular, with a width of 26 meters and channel height of 4,64 meters. For the construction of retaining the cliffs planned with Sheet pile. Keywords: Normalize,River, Flood,Sheet Pile

3 1. PENDAHULUAN Banjir merupakan peristiwa terjadinya genangan pada daerah datar sekitar sungai sebagai akibat dari luapan air sungai yang tidak mampu di tampung oleh sungai. Selain itu, banjir adalah interaksi antara manusia dengan alam dan sistem alam itu sendiri. Bencana banjir ini merupakan aspek interaksi manusia dengan alam yang timbul dari proses dimana manusia mencoba menggunakan alam yang bermanfaat dan menghindari alam yang merugikan manusia. Banjir akibat dari meluapnya atau meningkatnya debit sungai telah banyak menimbulkan kerusakan, baik dari kerusakan lingkungan alami maupun lingkungan buatan. Perubahan kondisi lahan dari waktu ke waktu membuat ancaman terjadinya banjir yang semakin besar. Hal ini disebabkan oleh beberapa Fluktuasi debit air antara musim penghujan dengan musim kering semakin tinggi. Terjadinya konversi lahan pertanian dan daerah buffer alami ke lahan non pertanian dengan mengabaikan konservasi sehingga menyebabkan rusaknya daerah tangkapan air (cacthment area) Selain itu, penyebab DAS Batang Talawi sungai Batang Lampasi ini menjadi daerah yang rawan banjir adalah konversi lahan yang tinggi (bagian tengah dan hulu sungai) yaitu perubahan penutupan lahan yang umumnya dari hutan menjadi kawasan pemukiman dan sawah. Untuk itu penulis mengangkat masalah ini sebagai bahan untuk pembuatan Tugas Akhir (TA) dengan judul Analisa Dimensi dan Normalisasi Sungai Batang Lampasi, Kota Payakumbuh. hal, antara lain : Daya tampung sungai makin lama semakin kecil akibat pendangkalan. 2. METODE Penulis melakukan studi literatur dan pegumpulan data. Kegiatan yang akan

4 dilakukan secara garis besar dibedakan atas: a. Studi literatur Dalam studi literatur didapatkan teoriteori yang diperoleh melalui buku buku untuk analisa hidrologi yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir. b. Pengumpulan data Data yang dibutuhkan adalah peta DAS, data curah hujan 20 tahun (tahun 1993 sampai tahun 2012) yang berasal dari 2 Stasiun yaitu Stasiun Suliki dan Stasiun Tanjung Pati. c. Analisa dan perhitungan. 1) Curah hujan maksimum Pada analisa ini, data curah hujan Untuk menghitung curah hujan rencana penulis menggunakan 3 metode yaitu, metode Gumbel, Hasper dan Weduwen 3) Analisa Debit Banjir Rencana Untuk perhitungan Debit Banjir Rencana dilakukan dengan metode Melchior. Data untuk metode tersebut di ambil dari nilai curah hujan rencana. 4) Perhitungan Dimensi Penampang Sungai Perhitungan dimensi penampang ini berguna untuk mengetahui seberapa besar debit yang mampu ditahan. 5) Perhitungan Tebing Sungai dengan Sheet Pile Perlindungan yang akan digunakan yang akan digunakan adalah data curah adalah sheet pile beton, dengan hujan rata rata maksimum yang diperoleh dengan menghitung data curah hujan 20 tahun dari 2 stasiun dengan menggunakan Metode Aljabar ( Arithmetic mean ). 2) Curah hujan rencana pertimbangan bahwa sheet pile dapat dipasang pada daerah dengan tanah pasir. 6) Perhitungan Back Water Cara yang biasa digunakan dalam menghitung pengaruh back water adalah cara analisa hidrolik steady non

5 uniform flow, maka penulis menggunkan metode tahapan langsung (direct shep metode). Batang Nantang dan Batang Balubus yang mengalir menuju muaranya di Sungai Batang Sinamar. Sungai Batang Lampasi mengalir melalui kelurahan Talawi Nagari 3. PENGUMPULAN DATA 3.1. Kondisi Umum Kawasan Secara geografis wilayah Kota Koto Nan Gadang, Kota Payakumbuh dengan panjang 48,19 km dan luas DAS Batang Lampasi ini sekitar 263,88 km 2. Payakumbuh berada pada posisi 00 o -10 o 3.2. Data Teknis Sungai sampai 0 o -17 o LS dan 100 o 35 o sampai Data teknis dari DAS Batang Lampasi 100 o - 48 o BT. Letak Kota Payakumbuh yang dibutuhkan dalam penulisan tugas berbatasan dengan daerah administrasi pemerintahan lain. Kota Payakumbuh berada pada akhir ini yaitu : Luas Catchmant (A) Panjang Sungai (L) = 262 km² = 48,19 km hamparan kaki Gunung Sago, yang dilalui 3.3. Peta Catchment Area Batang oleh tiga sungai yang yaitu Batang Agam, Lampasi Batang Lampasi dan Batang Sinamar. Batang Agam terletak pada bagian tengah Suliki Kota Payakumbuh yang melalui tiga wilayah kecamatan yang ada, yaitu Tanjung Pati Kecamatan Payakumbuh Barat, Kecamatan Payakumbuh Timur, dan sebagian kecil wilayah kecamatan Payakumbuh Utara. Sedangkan Batang Lampasi melalui wilayah kecamatan Payakumbuh Utara, dan mempunyai anak sungai, Batang Air Pulau, Gambar 3.1. Peta Catchment Area Batang Lampasi

6 Sumber: Data Proyek 3.4. Data Curah Hujan Data curah hujan yang digunakan pada lokasi studi terdiri dari Stasiun Suliki dan Stasiun Tanjung Pati. Diambil data selama 20 tahun dari tahun 1993 sampai 2012 seperti terlampir dalam tabel berikut: adalah analisis hidrologi. Analisis hidrologi diperlukan untuk menentukan besarnya debit banjir rencana, yang mana debit banjir rencana akan berpengaruh besar terhadap dimensi maupun kestabilan konstruksi yang akan dibangun. Pada perencanaan normalisasi sungai Cimanuk ini, data debit harian selama periode 20 tahun yang akan dijadikan dasar perhitungan dalam menentukan debit banjir rencana Perhitungan Curah Hujan Rata- Rata dengan Metode Aljabar Untuk perhitungan curah hujan rata-rata menggunakan metode aljabar, pengambilan metode ini berdasarkan faktor luas catchment area (daerah tangkpan hujan) yang kurang atau kecil dari 500 km2 yaitu 262 km2. Metode ini cocok untuk kawasan topografi datar dan alat penakar tersebar 4. ANALISA HIDROLOGI DAN PERHITUNGAN hampir merata, sehingga didapatkan hasil sebagai berikut: 4.1. Tinjauan Umum Dalam merencanakan normalisasi sungai, analisis yang penting perlu ditinjau

7 4.4. Perhitungan Debit Banjir Rencana Dengan Metode Melchiord Perhitungan debit banjir rencana terdapat beberapa metode, seperti Metode Hasper, Metode Weduwen, Rasional dan Melchiord dsb. Karena luas catchmen area 4.3. Perhitungan Curah Hujan > 100 km2 maka digunakan Metode Rencana Melchiord. Sedangkan untuk Metode Perhitungan curah hujan rencana dilakukan dengan tiga metode, yaitu metode Gumbel, metode Hasper dan metode Wedwen. Dari ketiga metode tersebut di ambil nilai curah hujan rata-rata. Rasional, Metode Hasper dan Metode Weduwen digunakan untuk catchmen area < 100 km2. Rumus debit yang digunakan dalam metode ini adalah sebagai berikut : Q max = α. I. ADimana : Qmax = Debit maksimum (m 3 /dt) α β = Koefisien pengaliran = Koefisien reduksi I = Intensitas hujan (m 3 /dt/km 2 ) A = Catchment area (km 2 )

8 r = Curah hujan harian maksimum I 1 = 1,85 + x (1215, ) (mm) Data yang dibutuhkan dalam perhitungan adalah : a. Luas Catchmant Area = 262 km² b. Panjang Sungai (L) = 48,19 km c. Kemiringan Sungai L' = 0,9 L 1 = 43,371 km = m 988 S = = 0,0228 d. Koefisien pengaliran (α ) = 0,65 e. Koefisien reduksi ( β ) F = Luas ellips melchior a = 48,19 km b = 32,127 km F = = 1215,337 km 2 = 1,737 m 3 /dtk/km f. Q = β 1. I. A = 288,53 m /dtk g. V = 1,31. ( Q. S h. t c ) 0,2 = 0,896 m/dtk = 14,94 jam = 896,4 menit i. Hitung β2 Berdasarkan nilai F = 1215,337 km2 dan tc = 14,94 jam, dari Tabel 2.2 di dapat nilai ( diinterpolasi ) t c = 14,94 antara (didapat β 2 ) β 2 = 83 + x( 14,94 12 ) = 89,6 % j. β1 = 0,634 maka ; β = β 1. β 2 = 0,568 k. Hitung I sebenarnya ( I2 ) F = I 2 = = 2,112 m 3 /dtk/km β ,34= ( β1-0,12)(5175, β 1 )= β ,337 β ,041 = 0 diperoleh β 1 = 0,634 didapat nilai (di interpolasi). F = 1215,337 antara (didapat I 1 ) Bandingkan I1 dengan I 2, I1 = 1,737 m 3 /dtk/km 2 sedangkan I 2 = 2,112 m 3 /dtk/km sehingga I1 I 2 l. Coba lagi I1 dengan 2,112 m3/dtk/km2, kemudian perhitungan diulangi dari (f) sampai di peroleh nilai I1 = I2 2

9 Dari tabel hasil perhitungan di atas didapat : Q 2 normal desain = 157,159 m 3 /detik Q25 banjir desain = 242,770 m 3 /detik 4.5. Analisa Dimensi dan Kapasitas Sungai Batang Lampasi Data Desain : Q normal desain = 157,159 m 3 /detik m. Didapat tc = 14,279 jam = 856,74 menit Qbanjir desain = 242,770 m 3 /detik dengan nilai koreksi 12 % sehingga I = 2,174 + = 2,435 m 3 /dtk/km 2 I dasar saluran Direncanakan : Lebar (b) = 0,00125 = 26 m n. Q max = α. I. A = 414,681 m /dtk o. Hitung Debit banjir kala ulang 2 tahun 3 Koef. Manning (n) = 0,03 Tinggi h didapat dengan menggunakan cara coba-coba : Q 2 = α. I. A x = 157,159 m 3 /dtk A = b. h = 99,84 m² P = b + 2. h = 33,68 m

10 = 2,432 m/dtk Q = A. V = 242,806 m 3 /dtk > Q desain = 242,770 m 3 /dtk... ok! Tinggi Penampang untuk Qdesain = 242,770 m3/dtk (h) = 3,84 m Tinggi tanggul jagaan (f) menurut tabel 2.7 adalah 0,8 m. Tinggi tanggul ( h + f ) = 3,84 + 0,80 = 4,64 m = 0,123 m/dtk Dikarenakan kecepatan alir rencana adalah 2,432 m/detik, maka diperlukan perlindungan dinding saluran terhadap gerusan. Maka diketahui parameter tanah sebagai berikut: Sudut geser dalam (ϕ) = 18 Berat isi jenuh (γsat) = 19,8 kn/m Berat isi tanah (γ) o 3 = 24,65 kn/m 3 Kadar air tanah (m) = 0,4469 L 1 = 3,64 m L2 = 1 m Gambar 4.2 Penampang Batang Lampasi 4.6. Perencanaan Perkuatan Tebing Sungai dengan Sheet Pile Dari hasil pengujian laboratorium diketahui bahwa tanah asli merupakan jenis pasir bulat dengan nilai D 50 = 0,39 mm, dan massa jenis (ρ pasir ) = 2,513 ton/m3. Dengan mempergunakan formula Mavis, maka kecepatan alir maksimum:

11 Penggambaran distribusi diagram Kedalaman aktual penetrasi Panjang sheet pile seluruhnya Ukuran sheet pile Momen maksimum pengambilan momen di E Cracking moment diperoleh : Penampang modulus sheet pile yang di butuhkan dari persamaan dengan cara coba - coba di dapat L 4 = 8 m maka,

12 Jadi panjang sheeet pile yang berfungsi sebagai pelindung dinding saluran, perhitungan ditampilkan pada tabel sebagai berikut : direncakan 4.7. Analisa Air Balik/Back Water Analisa pengaruh aliran balik (Back Water) dari saluran Sungai Batang Lampasi dilakukan perhitungan profil muka air dengan metode tahapan langsung (direct step method). Data yang digunakan untuk perhitugan : Debit (Q) = 242,770 m³/dtk Lebar saluran (b) = 26 m Tinggi air normal banjir (h) = 3,84 m Kemiringan saluran (S) = 0,00125 Hasil analisa : Dari hasil analisa diatas, dengan tinggi muka air normal banjir 3,84 m terjadi Air Balik (back water) sejauh 300,354 m dari hulu sungai. Kekasaran saluran (n) = 0,03 Perhitungan profil muka air, dimulai dari kedalaman yang sudah diketahui di hilir titik control, yc = 2,071 m. bergerak ke arah hulu. Pada titik control ini diberi notasi x = 0. Perhitungan profil muka air dihentikan jika kedalaman air pada kisaran 1 persen dari kedalaman normal. Hasil 5. PENUTUP 5.1. Kesimpulan 1. Perbaikan kapasitas tampung Batang Lampasi yaitu dengan melakukan analisa debit dan merencanakan dimensi penampang sungai. 2. Dari perhitungan penulis merencanakan dimensi saluran

13 berbentuk penampang persegi dengan tinggi(h) sebesar 4,64 m, lebar(b) 26 m dan tinggi jagaan (f) 0,8 m studi yang berhubungan dengan keadaan sungai, baik saat banjir maupun saat normal. sehingga mampu melewatkan debit banjir rencana periode ulang 25 tahun (Q25) sebesar 242,770 m3/detik. 3. Direncanakan penggunaan sheet pile sebagai pengaman tebing/ dinding saluran dengan panjang 21 m. 4. Dari analisa dengan tinggi muka air normal banjir 3,84 m terjadi air balik (back water) sejauh 300,354 m dari hulu sungai Saran 1. Perlunya ketelitian pada saat perhitungan hidrologi seperti dalam menganalisa curah hujan dan debit banjir rencana agar dihasilkan desain penampang yang ekonomis dan dapat menampung debit yang akan terjadi. 2. Dalam tahap perencanaan sebaiknya lebih banyak menggunkan referensi, agar dapat menghasilkan perhitungan yang lebih efektif dan efisian dan juga terlebih dahulu dilakukan survey 6. DAFTAR PUSTAKA Das, Braja M, dkk. Mekanika Tanah. Erlangga, Jakarta, Departemen Pekerjaan Umum, Standar Perencanaan Irigasi Bagian Perencanaan Jaringan Irigasi KP - 01". CV. Galang Persada, Bandung, Fadhila, Muhammad, LT. Perencanaan Normalisasi Arus Sungai Cijere di DS. Pasirmukti Kec. Citeureup Kap. Bogor", Tugas Akhir. J. Kodoatie, Robert. "Rekayasa dan Manajemen Banjir Kota". ANDI, Yogyakarta, Made Kamiana, I. "Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air". GRAHA ILMU, Yogyakarta, SK SNI M F Subramanya, K. Flow Open Chanel, second edition. Tata McGraw-Hill

14 Publishing Company Limited, New Delhi, Suripin, M.Eng, Dr. Ir. Sistem Drainase Perkotaan Yang Berkelanjutan. ANDI, Yogyakarta, Suyono, Sosrodarsono, Dr. Ir. "Perbaikan dan Pengaturan Sungai" Suryono Sosrodarsono, Ir. "Hidrologi Untuk Pengairan". PT. Pradnya Paramita, Jakarta, Ven Te Chow, Ph.D. "Hidrolika Saluran Terbuka". Erlangga, Jakarta, 1997.