KAJIAN DESAIN DRAINASE KAWASAN PERTANIAN DAN PEDESAAN PADA SALURAN DRAINASE BUGEL KABUPATEN INDRAMAYU

Transkripsi

1 KAJIAN DESAIN DRAINASE KAWASAN PERTANIAN DAN PEDESAAN PADA SALURAN DRAINASE BUGEL KABUPATEN INDRAMAYU Cecep Ridwan Gunawidjaya 1), Sri Legowo 2) 1) Program Studi Magister Pengelolaan Sumber Daya Air Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha No. 10 Bandung 40132, ridtsa01@yahoo.com 2) Dosen Program Studi Magister Pengelolaan Sumber Daya Air, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha No. 10 Bandung ABSTRACT Drainage channels Bugel is a discharge channel of the field plots are located in the vicinity, having a channel length of 12.2 km and the broader catchment area of ha. Drainage Bugel annual flooding that inundated farmland and residential areas, where, according to information on the interview with the local community, identified that flooding occurred upstream of the bridge on the northern coast, among others, Grogol, Kalijero, Kampung Pelawad / Bugel flooding reached 60 cm above the surface asphalt roads in the township. While the rice fields are flooded rice fields in the downstream path pertamina where a pool of up to 2 days old and the downstream section can be reached 7 days. While the rural areas affected by flooding include Sukahaji Village, Village Bugel and most of the village where the old pool Patrol reached 7 days. Other information at the time of the flood water melimpas ± 20 cm above the concrete bridge that connects the village between the Drainase Bugel. In this study dilakuikan hydrologic analysis approach Gumbel frequency distribution method to calculate the rainfall plan, to calculate flood discharge using the rational method and the method of drain module. By using the two methods is obtained per hectare discharges which amount nearly equal, which is obtained by using the rational method of discharge for 0010 m3/detik/ha drain while the module obtained by the method of discharge of m3/detik/ha. Hydraulics analysis using software HECRAS, where the results obtained on drainage Bugel are 3 (three) the location of the flood, which is on the upper, middle or upper part of the village and the last dam is downstream. Alternative flood control used in this study is to base the normalization of the river channel upstream of the consideration that the flooding that occurred due to the slope of the relative flat base line. Flood control in the middle and lower reaches of the embankment on the basis that use yangh flooding occurred due to the limited ability of the channel dimensions and the tidal influence on the downstream. Key words: drainage, flood discharge, the rational method, the method of drain module ABSTRAK Saluran Drainase Bugel merupakan saluran pembuang dari petak-petak sawah yang berada di sekitarnya, mempunyai panjang saluran 12,2 km dan luas catchment area 3.809,61 ha. Drainase Bugel setiap tahunnya terjadi banjir yang menggenangi lahan pertanian dan permukiman penduduk, dimana menurut informasi hasil wawancara dengan masyarakat sekitar, teridentifikasi bahwa banjir terjadi pada bagian hulu jembatan Pantura antara lain di Grogol, Kalijero, Kampung Pelawad/ bugel banjir mencapai 60 cm di atas permukaan jalan aspal yang berada di perkampungan. Sedangkan sawah yang terkena banjir yaitu sawah yang berada di hilir jalan pertamina dimana lama genangan sampai 2 hari dan dibagian hilir bisa mencapai 7 hari. Sedangkan wilayah desa yang terkena banjir antara lain Desa Sukahaji, Desa Bugel dan sebagian

2 Desa Patrol dimana lama genangan mencapai 7 hari. Informasi lain pada saat banjir air melimpas ± 20 cm di atas jembatan beton yang menghubungkan kampung diantara Drainase Bugel. Dalam penelitian ini dilakuikan analisis hidrologi dengan pendekatan metode distribusi frekuensi Gumbel untuk menghitung curah hujan rencananya, untuk menghitung debit banjir menggunakan metode rasional dan metode drain module. Dengan menggunakan dua metode tersebut didapat debit perhektar yang besarannya hamper sama, yaitu dengan menggunakan metode rasional didapat debit sebesar m 3 /detik/ha sedangkan dengan metode drain module didapat debit sebesar m 3 /detik/ha. Analisa hidrolika menggunakan software HECRAS, dimana hasil yang didapat pada saluran drainase Bugel terdapat 3 (tiga) lokasi banjir, yaitu pada bagian hulu, bagian tengah atau bagian hulu dari bendung desa dan yang terakhir adalah di bagian hilir. Alternatif pengendalian banjir yang digunakan pada kajian ini adalah dengan normalisasi dasar saluran sungai pada bagian hulu dengan pertimbangan bahwa banjir yang terjadi dikarenakan oleh kemiringan dasar saluran yang relative datar. Pengendalian banjir pada bagian tengah dan hilir menggunakan tanggul dengan pertimbangan bahwa banjir yangh terjadi dikarenakan oleh kemampuan dimensi saluran yang terbatas dan adanya pengaruh pasang surut pada bagian hilirnya. Kata kunci : saluran drainase, debit banjir, metode rasional, metode drain module, PEENDAHULUAN Saluran Drainase Bugel merupakan saluran pembuang dari petak-petak sawah yang berada di sekitarnya, mempunyai panjang saluran 12,2 km dan luas catchment area 3.809,61 ha. Drainase Bugel setiap tahunnya terjadi banjir yang menggenangi lahan pertanian dan permukiman penduduk, dimana menurut informasi hasil wawancara dengan masyarakat sekitar, teridentifikasi bahwa banjir terjadi pada bagian hulu jembatan Pantura antara lain di Grogol, Kalijero, Kampung Pelawad/ bugel banjir mencapai 60 cm di atas permukaan jalan aspal yang berada di perkampungan. Sedangkan sawah yang terkena banjir yaitu sawah yang berada di hilir jalan pertamina dimana lama genangan sampai 2 hari dan dibagian hilir bisa mencapai 7 hari. Sedangkan wilayah desa yang terkena banjir antara lain Desa Sukahaji, Desa Bugel dan sebagian Desa Patrol dimana lama genangan mencapai 7 hari. Informasi lain pada saat banjir air melimpas ± 20 cm di atas jembatan beton yang menghubungkan kampung diantara Drainase Bugel. Pada tahun 2011 banjir dari Saluran Drainase Bugel mengakibatkan kerugian yang sangat besar, dimana untuk Desa Bugel kerugian akibat banjir diperkirakan mencapai Rp. 1 Milyar lebih, hal itu didasari karena Desa Bugel merupakan daerah yang paling parah diterjang banjir. Abdul Gani, Kuwu Desa Bugel merinci, kerugian terbesar pada tanaman padi. Pasalnya luas sawah yang terendam mencapai 350 hektar, sementara biaya produksi satu hektar sawah mencapai Rp 2,5 Juta. Kerugian itu belum kerusakan jalan desa dan rumah warga yang rusak. Oleh karena itu maka diperlukan suatu kajian mengenai desain drainase kawasan pertanian dan pedesaan pada saluran drainase Bugel yang mencakup analisis rekayasa structural mengenai pengendalian banjir dengan merencanakan prasarana pengendali banjir yang akurat, tepat sasaran, ekonomis dan komprehensif. PERMASALAHAN Permasalahan yang terdapat di wilayah kajian adalah terjadinya genangan akibat banjir Saluran Drainase Bugel yang tentunya menimbulkan kerugian bagi masyarakat. Hipotesis pada kajian ini adalah debit puncak banjir Saluran Drainase Bugel yang telah melebihi kapasitas tampung alur sungai menyebabkan terjadinya limpasan, sehingga diperlukan alternatif upaya pengendalian banjir yang dapat mereduksi dan mengatasi permasalahan akibat banjir yang terjadi. Permasalahan banjir yang terjadi pada lokasi kajian tentunya diakibatkan oleh menurunnya kualitas tampungan sungai sehingga terjadi limpasan

3 LOKASI STUDI Secara detail saluran drainase Bugel mempunyai panjang 12.2 km membentang dari Kampung Kopyah dan bermuara di Laut Jawa sekitar Desa Bugel, dengan luas Catchment Area 3.809,61 ha. Gambar 1. Peta Lokasi Saluran Drainase Bugel Siatem Drainase Bugel merupakan saluran pembuang dari petak-petak sawah irigasi dan permukiman maka catchment areanya berupa lahan persawahan dan permukiman yang bilamana terjadi hujan akan membuang ke sungai Bugel melalui drain-drain yang ada dan sebagian perkampungan. LANDASAN TEORI Banjir merupakan fenomena alam karena tingginya curah hujan dan tidak cukupnya kapasitas badan air (sungai ataupun saluran drainase) untuk menampung dan mengalirkan air (Soekarno, I, 2008). Banjir dapat diakibatkan oleh kejadian alam dan akibat aktivitas manusia. Peristiwa banjir ada dua macam : pertama peristiwa banjir/ genangan yang terjadi pada daerah yang biasanya tidak terjadi banjir dan kedua peristiwa banjir terjadi karena limpasan air banjir dari sungai karena debit banjir tidak mampu dialirkan oleh alur sungai atau debit banjir lebih besar dari kapasitas alur sungai yang ada. Banjir belum menjadi masalah jika tidak mengganggu aktivitas dan menimbulkan kerugian bagi kehidupan manusia, tetapi apabila sudah jatuh korban baik harta maupun jiwa, maka harus segera diatasi. Sehingga diperlukan adanya pengaturan daerah dataran banjir (flood plain management) untuk mengurangi kerugian (Kodoatie, R. J. dan Sugiyanto, 2002). Distribusi Gumbel Persamaan umum metode ini (Soewarno, 1995) adalah : X X k. S... (1) k T r Y Y S n X t n... (2)

4 X r Xi... (3) n n 2 Xi Xr i 1 Sx n 1... (4) T r 1 Y t ln ln Tr (5) Keterangan : X T X r k X i S x S n Y t Curah hujan dengan periode ulang T Tahun Curah hujan harian maksimum rata - rata selama periode pengamatan Faktor frekuensi dari Gumbel Curah hujan harian maksimum pada tahun ke - i Standard deviasi Standard deviasi dari reduced variate tergantung jumlah tahun pengamatan Reduced variate sebagai fungsi dari periode ulang T Rata - rata reduced variate tergantung dari jumlah tahun pengamatan Tahun periode ulang Metode Rasional Cara ini merupakan cara tertua dalam menghitung debit banjir dari curah hujan, cara tersebut didasarkan atas rumus : Q C. I. A... (6) dimana : Q C I A Debit banjir yang terjadi (m3/det) Koefisien Run Off Intensitas hujan yang merata di daerah yang ditinjau Luas daerah yang dibuang airnya, ha. Metode Drain Module Debit pembuang internal dihitung dengan rumus sebagai berikut : Q d 1,62. D m. A 0,92 (7) dimana : Q d Debit pembuang rencana, l/det D m Modulus pembuang, l/det.ha A Luas daerah yang dibuang airnya, ha. Modulus pembuang rencana dipilih berdasarkan curah hujan 3 harian dengan perioda ulang 5 tahun dan rumusnya adalah sebagai berikut : Dn(3) Dm (8) 3x8,64 Buangan air permukaan untuk satuan luas dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : D(n) R(n)T + n (IR ET P) s (9)

5 dimana : D(n) Limpasan air permukaan selama n hari, mm R(n)T Curah hujan selama n hari berturut-turut dengan perioda ulang t tahun, mm n Jumlah hari berturut-turut IR Pemberian air irigasi, mm/hr ET Evapotranspirasi, mm/hr P Perkolasi, mm/hr s Tampungan tambahan, mm. METODE PENELITIAN Pola pikir dalam tahapan pelaksanaan kajian desain drainase Bugel meliputi : Analisa hidrologi untuk memperoleh curah hujan rencana dan debit banjir rencana periode ulang Q 5 tahun. Alternatif pengendalian banjir saluran drainase Bugel menggunakan tanggul dan normalisasi dasar saluran. ANALISA DAN PEMBAHASAN Analisa Hidrologi (Curah Hujan) No. Tahun Tabel 1. Data Curah Hujan Harian Maks Curah Hujan Harian Mak Tahunan (R24 Maks) Sta. Anjatan Sta. Bugel Sta. Tulang Kacang Tabel 2. Data Curah Hujan 3 Harian Maks No. Tahun Curah Hujan 3 Harian Maks Tahunan Sta. Anjatan Sta. Bugel Sta. Tulang Kacang

6 Distribusi Gumbel Dengan menggunakan metode distribusi frekuensi gumbel didapat hasil sebagai berikut : Tabel 3. Curah Hujan Rencana Harian Maks Metode Distribusi Gumbel (Sta. Anjatan) No. T (th) Y t k X T (mm) Tabel 4. Curah Hujan Rencana Harian Maks Metode Distribusi Gumbel (Sta. Bugel) No. T Y t k X T (mm) Tabel 5. Curah Hujan Rencana Harian Maks Metode Distribusi Gumbel (Sta. Tulang Kacang) No. T Y t k X T (mm) Tabel 6. Curah Hujan Rencana 3 Harian Maks Metode Distribusi Gumbel (Sta. Anjatan) No. T Y t k X T

7 Tabel 7. Curah Hujan Rencana 3 Harian Maks Metode Distribusi Gumbel (Sta. Bugel) No. T Y t k X T (mm) Tabel 8. Curah Hujan Rencana 3 Harian Maks Metode Distribusi Gumbel (Sta. Tulang Kacang) No. T Y t k X T (mm) CURAH HUJAN WILAYAH Curah hujan wilayah menggunakan metode Polygon Thiessen, dengan hasil sebagai berikut : Tabel 3.23 Luas dan Bobot area Sta. Curah Hujan Metode Polygon Thiessen No. Sta. Curah Hujan Luas (ha) Bobot Area (%) 1 Anjatan Bugel Tulang Kacang Jumlah Tabel 3.24 Curah Hujan Rencana Wilayah R 5 Metode Polygon Thiessen No. Sta. Curah Hujan Curah Hujan Rencana Wilayah R 5 Harian Maks (mm) 3 Harian Maks (mm) 1 Anjatan Bugel Tulang Kacang Jumlah DEBIT BANJIR Debit banjir dengan metode rasional : q C. I. A Dimana : q C I A Debit Banjir rencana (m 3 /detik/ha) Koefisien Run Off Intensitas hujan yang merata di daerah yang ditinjau Luas daerah yang dibuang airnya, ha.

8 q m 3 /detik/ha 10 liter/detik/ha Debit banjir dengan metode drain module : Dengan menggunakan rumus Drain Module maka didapat : D(n) R(n)T + n(ir - ET - P) - ds ( ) Dm (3 harian) 9.47 liter/detik/ha Debit banjir pada tiap drain : m3/detik/ha Debit banjir pada masing-masing drain adalah sebagai berikut : Drain 1 Drain 2 Drain 3 Drain 4 Drain 5 Drain * m3/detik/ha * m3/detik 1.62 * m3/detik/ha * m3/detik 1.62 * m3/detik/ha * m3/detik 1.62 * m3/detik/ha * m3/detik 1.62 * m3/detik/ha * m3/detik memakai perhitungan dengan metode rasional

9 Drain 7 Drain 8 Drain 9 Q q * A m3/detik/ha * ha 4.38 m3/detik 1.62 * m3/detik/ha * m3/detik 1.62 * m3/detik/ha * m3/detik 1.62 * m3/detik/ha * m3/detik Debit pada masing-masing drain digambarkan sebagai berikut : Gambar 2. Areal Layanan dan Debit Pada Masing-Masing Drain

10 ANALISA HIDRAULIK Tujuan utama analisis hidraulik sistem Saluran Drainase Bugel ini adalah : Mengetahui kapasitas Saluran Drainase Bugel yang ada (eksisting). Mengetahui profil muka air banjir pada kondisi eksisting dan melakukan verifikasi dengan data banjir yang telah dikumpulkan. Melakukan analisis untuk mencari solusi atas persoalan banjir yang dihadapi di Saluran Drainase Bugel. Pemodelan hidraulik Saluran Drainase Bugel dilakukan dengan model matematik pada seluruh panjang saluran pembuang, dimulai dari hulu sampai dengan muara sepanjang kurang lebih 12.2 km. Perangkat lunak yang digunakan untuk pemodelan ini adalah HEC-RAS (River Analysis System). Gambaran Umum Kondisi Hidraulik Saluran Drainase Bugel Panjang sungai yang ditinjau adalah 12,2 Km dengan jumlah ruas penampang melintang adalah 196 ruas, dari STA BL.118 di hulu sampai STA BL.0 di hilir. Gambar 3. Ruas Saluran Drainase Bugel Pada Pemodelan HEC-RAS Skenario Pemodelan Aliran Sungai Berikut skenario pada pemodelan aliran sungai menggunakan HECRAS: 1. Simulasi dilakukan pada kondisi eksisting dan desain. 2. Analisis profil muka air Saluran Drainase Bugel ditinjau terhadap debit banjir rencana 5 tahun. 3. Simulasi penelusuran banjir, menggunakan asumsi pola aliran unsteady flow. Simulasi menggunakan unsteady flow bertujuan untuk mengetahui kapasitas penampang sungai eksisting dan desain terhadap debit banjir rencana 5 tahun. 4. Pada unsteady flow, analisis profil muka air menggunakan kondisi batas hulu, sedangkan untuk kondisi batas hilir menggunakan data pasut.

11 Banjir Banjir Banjir Gambar 4. Profil Muka Air Banjir Eksisting Pada Kondisi Pasang Tertinggi (El m) ALTERNATIF PENGENDALIAN BANJIR Berdasarkan hasil simulasi debit banjir rencana periode ulang 5 tahun dan pengaruh pasang surut dapat disimpulkan bahwa kondisi eksisting saluran drainase Bugel saat ini tidak mampu mengalirkan debit banjir rencana periode ulang 5 tahun dengan aman. Dimana, analisis simulasi banjir dengan menggunakan HECRAS memberikan hasil bahwa kapasitas dimensi penampang saluran drainase bugel tidak bisa menampung debit Q 5 terutama pada bagian hulu (Sta Sta. 2040) berjarak ± 2 km, dikarenakan oleh kemiringan dasar saluran eksisting yang relative datar yaitu sebesar Pada bagian tengah saluran (Sta. 940 Sta. 1670) yang berjarak ± 4.4 km kondisinya relative aman karena memiliki kemiringan yang relative curam yaitu sebesar Pada bagian tengah saluran tepatnya di hulu bendung desa (Sta. 520 Sta. 940) yang berjarak ± 1.2 km terjadi luapan dikarenakan pada simulasi HECRAS diasumsikan bahwa pintu air pada bendung dianggap 0 (nol). Dan terakhir yaitu pada bagian hilir saluran (Sta 10 Sta. 370) yang berjarak ± 3.5 km banjir terjadi tidak hanya diakibatkan oleh tidak tertampungnya debit Q 5 pada saluran, tapi dipengaruhi juga oleh pengaruh pasang surut yang terjadi dimuara yang mengakibatkan terjadinya Back Water, yaitu disaat permukaan air laut melebihi permukaan air sungai sehingga alirannya berbalik dari laut masuk menuju sungai. Pola pikir kajian pengendalian banjir saluran drainase Bugel didasarkan pada pendekatan prinsip dasar penanggulangan banjir, yaitu kemampuan saluran dalam melayani debit yang mengalir. Agar upaya pengendalian banjir dapat berjalan efektif dan efisien serta memberikan hasil yang optimal, pemilihan alternatif dilakukan dengan memperhatikan kondisi wilayah kajian yang ada. Untuk itu, pengendalian banjir secara struktural direncanakan melalui upaya, antara lain : pembangunan tanggul dan normalisasi dasar saluran dengan memperhatikan kemiringan yang telah direncanakan.

12 Tanggul di hilir saluran sepanjang ± 3.5 km Tanggul pada hulu bendung desa sepanjang ± 1.2 km Normalisasi Dasar Saluran Sepanjang ± 3 km, dengan kemiringan desain Gambar 5. Profil Muka Air Banjir Dengan Alternatif Pengendalian Banjir Dengan Tanggul dan Normalisasi Dasar Saluran Pada Kondisi Pasang Tertinggi (El m) KESIMPULAN Berdasarkan análisis dan pembahasan yang telah dilakukan dalam kajian ini, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut : 1. Debit banjir yang dihasilkan dengan analisa metode rasional dan metode drain module mempunyai nilai yang hampir sama, yaitu debit banjir dengan metode rasional sebesar m 3 /detik dan metode drain module sebesar m 3 /detik. 2. Perhitungan analisa hidraulik dengan menggunakan software HECRAS dengan input data debit banjir dan data pasang surut, dapat disimpulkan bahwa banjir terjadi pada bagian hulu yang disebabkan oleh kemiringan dasar saluran yang relative datar, banjir terjadi juga di bagian hulu dari bendung desa akibat dari dimensi saluran yang tidak mampu menampung debit rencana Q 5 dengan asumsi pintu air pada bendung ditutup atau sama dengan 0 (nol) dan banjir terjadi di hilir saluran drainase bugel yang dominan diakibatkan oleh pengaruh pasang surut yang terjadi di muara. 3. Pengaruh pasang surut yang terjadi di muara mengakibatkan Back Water sehingga menaikan tinggi muka air banjir sampai sejauh ± 3.5 km ke arah hulu. 4. Alternative pengendalian banjir yaitu dengan pembangunan tanggul dan normalisasi dasar saluran pada bagian hulu. Dilihat dari analisa ekonomi pembangunan tanggul dan normalisasi dasar saluran akan membutuhkan biaya yang besar, tapi apabila dibandingkan dengan dampak kerugian baik materi maupun non materi, pekerjaan ini akan memberikan suatu solusi yang sangat bermanfaat berkaitan dengan bencana banjir yang terjadi di lokasi kajian. SARAN 1. Melaksanakan perhitungan analisa ekonomi mengenai rencana pengendalian banjir di lokasi kajian berkaitan dengan kemampuan dari pihak yang berkewajiban dalam melaksanakan pekerjaan ini untuk menentukan prioritas penanganan. 2. Peran serta masyarakat sangat dibutuhkan, dimulai pada tahap sosialisasi sampai tahap pelaksanaan konstruksi, sehingga tercipta suatu harmonisasi utamanya berkaitan dengan rencana pembangunan tanggul yang tentunya membutuhkan pembebasan lahan.

13 DAFTAR PUSTAKA Adidarma, W, dkk. Pola Hujan Jam Jaman untuk Perhitungan Banjir Rencana. Puslitbang SDA Kementrian PU. Bedient P. B dan Huber W. C Hydrology and Floodplain Analysis. Addison Wesley Publishing Company Chow, V. T, dkk Applied Hydrology. Mc Graw - Hill International Kodoatie, R. J dan Sugiyanto Banjir (Beberapa Penyebab dan Metode Pengendaliannya dalam Perspektif Lingkungan). Pustaka Pelajar, Yogyakarta Kodoatie, R. J dan Sjarief, R Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu. Pustaka Pelajar, Yogyakarta Linsley Jr, R. K, dkk Hidrologi untuk Insinyur. Erlangga, Jakarta Loebis, J Banjir Rencana Untuk Bangunan Air. Yayasan Penerbit Pekerjaan Umum. Jakarta Soekarno, I Pengelolaan Banjir Terpadu, Presentasi Universitas Muhammadiyah Malang Soemarto, C. D Hidologi Teknik. Erlangga, Jakarta Soewarno Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisia Data. Penerbit Nova Sri Harto, Br Analisis Hidrologi. Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Suripin Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Penerbit Andi, Yogyakarta