REHABILITASI BENDUNG SINOMAN DI KALI BRANGKAL UNTUK MENGATASI BANJIR DI DESA SOOKO, KOTA MOJOKERTO

Transkripsi

1 REHABILITASI BENDUNG SINOMAN DI KALI BRANGKAL UNTUK MENGATASI BANJIR DI DESA SOOKO, KOTA MOJOKERTO Iwan Joko Sulomo 1), Sobriyah 3),Mamok Suprapto 3) 11) Mahasiswa 2) 3) Dosen Abstrak Banjir merupakan permasalahan umum yang sering melanda sebagian besar wilayah Indonesia.Salah satunya terjadi di Kali Brangkal yang berada di Kota Mojokerto. Pada Tahun 2004 terjadi banjir di Kota Mojokerto, karena luapan Kali Brangkal. Banjir tersebut disebabkan karena adanya tanggul yang putus dibeberapa ruas hulu Bendung Sinoman. Akibatnya, timbul genangan air di Desa Sooko,Kota Mojokerto. Selain itu, ada dugaan bahwa penyebab jebolnya tanggul akibat dari dampak pembendungan pada Bendung Sinoman. Untuk itu permasalahan banjir perlu segera diatasi sebab daerah yang banjir merupakan daerah pemukiman penduduk Penelitian ini dilakukan dengan pendekatan sederhana untuk mencari kesesuaian debit puncak dan bentuk hidrograf aliran antara hidrograf terukur dan hidrograf satuan sintetis pada daerah aliran Kali Brangkal, beberapa metode seperti metode Gama I,Nakayasu,Snyder, ITB-1 dan ITB-2 digunakan untuk menghitung debit puncak. Untuk memperoleh profil muka air dilakukan simulasi dengan bantuan software Hec-ras, dan konsep yang direncanakan dalam rangka pengendalian banjir tersebut yaitu dengan modifikasi Bendung Sinoman dengan mengurangi tinggi mercu bendung dengan tujuan untuk menurunkan tinggi muka air dihulu bendung yang menyebabkan banjir Hasil dari penelitian ini, menunjukan bahwa hidrograf yang paling sesuai dengan hidrograf terukur adalah hidrograf sintetik Nakayasu. Debit puncak pada hidrograf kala ulang 100 tahunan adalah sebesar 636,25 m3/s. Hasil simulasi dengan input debit kala ulang 100 tahunan pada kondisi bendung eksisiting terjadi banjir. Dan dilakukan modifikasi Bendung Sinoman dengan mengurangi tingggi mercu 3m hasilnya masih terjadi banjir. Sehingga dengan mengurangi tinggi mercu belum dapat mengatasi banjir di hulu Bendung Sinoman. Untuk mengatasi hal itu perlu peninggian tanggul 1 m di tanggul sebelah kiri dan 1.5 m di tanggul sebelah kanan. Hasil simulasi dengan peninggian tanggul, banjir di hulu bendung dapat teratasi. Kata kunci: Debit Banjir, Mercu bendung, Hec-ras,Tanggul,Tinggi Muka Air. 1. PENDAHULUAN Banjir merupakan permasalahan umum yang sering melanda sebagian besar wilayah Indonesia. Salah satu penyebabnya adalah perubahan tataguna lahan yang tidak terkontrol sehingga memicu terjadinya sedimentasi pada sungai. Pendangkalan akibat sedimentasi menyebabkan limpasan air atau banjir. Salah satunya terjadi di Kali Brangkal yang berada di Kota Mojokerto Kota Mojokerto terletak di wilayah Propinsi Jawa- Timur dengan luas wilayah 692,15 km 2, dilalui beberapa sungai besar seperti Sungai Brantas, Kali Sadar, Kali Ngontok, Kali Pikatan dan Kali Brangkal. Kali Brangkal memiliki panjang sungai 46 Km dengan daerah tangkapan hujan Km 2. Hulu Kali Brangkal terletak di pengunungan Anjasmoro dan bermuara di Sungai Brantas. Pada Tahun 2004 terjadi banjir di Kota Mojokerto, karena luapan kali Brangkal. Banjir terjadi akibat adanya gerusan tebing dan putusnya tanggul yang mengakibatkan timbulnya genangan air di beberapa tempat terutama di Desa Sooko wilayah Kota Mojokerto. Banjir menimbulkan kerugian materil maupun trauma psikologis bagi masyarakat Mojokerto Keberadaan Bendung Sinoman di kali Brangkal diduga oleh masyarakat setempat menjadi penyebab banjir. Backwater dari Bendung Sinoman 1

2 menyebabkan peninggian muka air pada hulu bendung sehingga air melimpasi tanggul dan mengalir ke pemukiman penduduk. Maka dari itu keadaan tersebut menarik untuk diteliti lebih lanjut pengaruh bendung terhadap banjir di kali Brangkal 2. KAJIAN PUSTAKA 2.1. Debit Banjir Perkiraan debit banjir menggunakan data hujan yang diperoleh dari pos-pos hujan pada suatu DAS tertentu, dalam proses pencatatan data hujan terkadang terdapat data hujan yang hilang berdasarkan pengujian di sejumlah DAS di Pulau Jawa, untuk data yang hilang jika dilakukan pengisian ulang maka akan mengacaukan perhitungan lain, hal ini disebabkan karena variabilitas hujan yang tinggi. Oleh karena itu disarankan untuk tidak melakukan pengisian data yang hilang. Data yang diperoleh dari alat pencatat dapat menjadi tidak panggah karena alat yang rusak, pindah lokasi atau penempatan pos yang terganggu dan terdapat kesalahan pencatatan petugas yang menyebabkan data yang tidah sah (Sri Harto, 1993). Uji kosistensi (kepanggahan) dapat dilakukan dengan cara RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums) atau dengan uji masa ganda (double mass analysis) (Sri Harto, 1993). Perkiraan debit banjir dapat dilakukan dengan beberapa metode (Rasional,Hidrograf Satuan, Hidrograf Satuan Sintetis) dan debit banjir rencana ditentukan berdasarkan pertimbangan teknis (Suripin, 2003) Soeprapto(2008), menyatakan bahwa ada tiga cara perkiraan debit banjir berdasarkan data hujan, yaitu menggunakan rumus empiris, cara statistik, dan menggunakan unit hidrograf Pengembangan hidrograf satuan sintetis Gama I berdasarkan perilaku hidrologis 30 DAS di Jawa, pengembangan tersebut dimaksudkan untuk mengatasi penyimpangan-penyimpangan pada hidrograf satuan sintetis yang telah ada sebelumnya. Pemanfaatan parameter DAS lain yang terdapat pada hidrograf satuan sintetis Gama I ternyata sangat menentukan pengalihragaman hujan menjadi banjir (Sri Harto, 1993) Sri Harto (1993), dalam tulisannya menyatakan bahwa analisis frekuensi hujan yang dilakukan terhadap 30 DAS di Pulau Jawa menunjukkan bahwa 66,4% agihannya mengikuti agihan log person tipe III, log normal 30,3% dan normal sebesar 3,3%. Sedangkan analisis frekuensi data debitnya menunjukkan bahwa log person tipe III 66,7% dan log normal 33,3%, dan tidak ada yang mengikuti agihan normal maupun gumbel Mustofa (2011), menyatakan dalam penelitiannya bahwa sesuai dengan karakteristik DAS Brangkal dan data curah hujan untuk menghitung hujan rerata dengan metode poligon tiesen dengan agihan log person type III dan debit rancangan dengan metode nakayasu Sahanaya (2011),dalam penelitiannya terhadap DAS Brangkal juga menjelaskan menggunakan metode penghitungan debit banjir rancangan Nakayasu menghasilkan penyimpangan terkecil terhadap hidrograf satuan pengamatan di 6 kejadian hujan di DAS Brangkal Maka dari itu mengacu dari penelitian-penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya khususnya di DAS Brangkal,maka pada penelitian ini dalam menghitung rerata hujan dengan menggunakan metode poligon tiesen dengan distribusi log person type III dan untuk menghitung perkiraan debit banjir menggunakan hidrograf satuan sintetis Nakayasu 2.2. Tinggi Muka Air Penghitungan tinggi muka air di saluran terbuka dapat menggunakan cara yang paling sederhana dengan metode tahapan langsung atau metode tahapan standart (Kurniawan, 2012). Kurniawan (2012), menyatakan perhitungan profil muka air dapat menggunakan tahap standart maupun dengan simulasi menggunakan HEC-RAS, penelitian terhadap profil muka air di daerah Bantul, tepatnya di Bendung Karang menunjukkan selisih rata-rata 0,032 m terhadap penghitungan analitis Pada penelitian ini menggunakan simulasi HEC- RAS untuk mengetahui perubahan profil muka air akibat dari pembendungan sungai Brangkal 3. METODE PENELITIAN 3.1. Lokasi Penelitian Lokasi bendung obyek penelitian berada di Kali Brangkal yang merupakan anak Sungai Brantas. Secara administrastif kali Brangkal terletak di Kota Mojokerto, Propinsi Jawa Timur. Alur Kali Brangkal terletak tepat disebelah barat Kota Mojokerto, sehingga kejadian banjir pada Tahun 2004 sangat merugikan masyarakat Kota Mojokerto 2

3 Tinggi Muka Air Setelah mendapatkan debit rencana maka dilakukan analisa hidrolika dengan memodelkan sungai dengan bantuan Hec-ras Bendung Sinoman Tinggi muka air diperoleh dari hasil simulasi dengan bantuan Hec-ras Untuk diagram alir tahapan penelitian dapat dilihat pada gambar 1 dibawah. Mulai Gambar 1. Lokasi Penelitian Data Hujan harian Hujan tahunan maks 3.2. Analisis Data Menentukan Debit Banjir Perbaikan data Tidak Uji kepanggahan Ya Analisis hujan wilayah 1. Uji Kepanggahan Data Hujan Data dari stasiun hujan yang dipilih kemudian diuji kepanggahannya dengan cara RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums). 2. Hujan Wilayah Perhitungan curah hujan rata-rata wilayah dengan metode poligon tiesen. 6 stasiun hujan di DAS Brangkal (Cakarayam,Pacet, Tampung, Kasihan, Pugeran,Sambiroto) 3. Agihan Frekuensi Hujan Perhitungan agihan Frekuensi Hujan terdapat beberapa metode yang dapat dipakai yaitu Normal, Gumbel, Log Pearson Tipe III, Log Normal. Keempat metode ini nantinya dipilih yang memenuhi parameter persyaratan. 4. Uji Kecocokan Jenis Agihan Perhitungan untuk lebih meyakinkan dilakukan uji kesesuaian agihan dengan metode Chi Square Test dan metode Smirnov Kolmogorov Test. 5. Hujan Rancangan Menghitung hujan rancangan sesuai agihan frekuensi hujan bila uji kecocokan jenis agihan diterima. 6. Intensitas Hujan, Pola Agihan Hujan Jam-jaman Perhitungan intensitas hujan pada penelitian ini menggunakan metode modified` Mononobe. 7. Analisis Debit Banjir Rancangan Analisis debit banjir rancangan dengan metode Nakayasu, Sneyder, Gama 1, ITB-1 dan ITB-2 TAHAP 1 TAHAP 2 TAHAP 3 Data Geometri Sungai, kekasaran Maning Modifikasi bendung Peninggian Tanggul Agihan frekuensi Uji kesesuain agihan: Uji Chi Kuadrat, Hujan rancangan Intensitas Hujan dan Waktu Konsentrasi Ya Perhitungan Debit Banjir Rancangan Debit banjir Analisi Hidrolika pada periode ulang Tinggi muka air Meluap? Kesimpulan Selesai Tidak Gambar 2. Diagram Alir Penelitian. 3

4 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Debit Banjir Uji Kepanggahan, Agihan Frekuensi Hujan Dan Uji Kecocokan Agihan Untuk tahapan pertama dilakukan uji kepanggahan, agihan frekuensi hujan dan uji kecocokan agihan hujan yang ada, data hujan yang dipakai berasal dari stasiuncakarayam,tampung,pacet,pugeran,sambiro to,kasihan, hasil analisa dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Hasil Analisa Uji Kepanggahan, Agihan Frekuensi Hujan Dan Uji Kecocokan Agihan Hasil Analisa Data Hujan Uji Kepanggahan Hujan Wilayah Maksimum Agihan Frekuensi Hujan Uji Kecocokan Agihan 6 Stasiun hujan Das Brangkal QRAPS hit/ n < QRAPS kritik QRAPS hit/ n = < QRAPS kritik/ n = 1.29 Hujan Maksimum Tahun mm Metode Normal Log Normal E.J. Gumbel Log Pearson Type III Uji Chi Kuadrat Uji Smirnov- Kolmogo rov Cs=0 Ck=3 Cs=0.22 Ck=3.08 Cs=1.14 Ck=5.4 CS 0 X2cr Analisis < X2cr Tabel Dmax Analisis < Do Tabel Cs=0.28 Ck=-1.5 Cs=0.19 Ck=-1.48 Cs=0.28 Ck=-1.50 Cs=0.58 X2cr Analisis = 3 < X2cr Tabel = 5,991 Dmax Analisis = -0,202 < Do Tabel = 0,409 Dari Tabel 1 dapat diambil kesimpulan bahwa berdasarkan uji kepanggahan data hujan dinyatakan panggah, Agihan frekuensi Hujan yang digunakan adalah metode log pearson type III, dan Uji kecocokan agihan dinyatakan cocok Intensitas Hujan, Pola Agihan Hujan Jam-jaman Data panjang sungai, slope, luas Daerah Aliran Sungai. Panjang sungai (L) = 46 km Slope = m/m Luas (A) = 293,6 km 2 Perhitungan waktu konsentrasi metode Kirpich sebagai berikut: tc = x L 0.77 xs (-0.385) tc = x x (-0.385) = 4,161 jam Perhitungan waktu konsentrasi metode ARR (Australian Rainfall and Runoff) sebagai berikut: tc = 0.76 x A x 0.38 tc = 0.76 x x 0.38 = jam Waktu konsentrasi yang digunakan sebesar 4.16 jam dan dibulatkan menjadi 4 jam. Selanjutnya dilakukan perhitungan hujan jam-jaman yang hasilnya dapat dilihat pada tabel 2. Tabel 2. Hujan Jam Jaman untuk Beragam Kala Ulang T ja m Kala Ulang Analisis Hidrograf Terukur Analisis hidrograf terukur menggunakan data pembacaan Peilscale profil muka air kali Brangkal pada suatu ruas sungai. Rating curve dapat dilihat pada Gambar 3.. Gambar 3. Grafik hubungan tinggi muka air dengan debit Selanjutnya dilakukan perhitungan debit metode nakayasu, metode gamma 1, metode ITB 1 dan ITB 2. Kemudian diperoleh perbandingan antara beberapa metode, setelah itu dipilih debit dengan hasil yang penyimpangannya kecil dengan debit terukur. Hasil disajikan dalam Gambar 4. 4

5 Gambar 4. Hidrograf terukur dan hitungan Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa penyimpangan terkecil terjadi pada metode Nakayasu, nilai tc (time consentation) dan debit puncak pada metode Nakayasu terdapat penyimpangan yang lebih kecil dibandingkan metode lainnya. Pada penelitian ini metode yang digunakan untuk menghitung debit rencana selanjutnya menggunakan metode Nakayasu Debit Banjir Rencana Perhitungan debit rancangan menggunakan metode Nakayasu dengan memanfaatkan parameterparameter DAS, antara lain: Luas DAS = 293,6 km 2 Panjang sungai utama = 46 km Dengan data beberapa parameter tersebut dapat dihitung nilai-nilai berikut ini : Tg = L (untuk L > 15 km) = 0.21 L0.70 (untuk L < 15 km) = jam a = 1/Tg x 0.47 (A.L) 0.25 = tr = (0.5-1) Tg = 3.07 jam Tp = Tg tr = jam T0,3 = a x Tg = jam Tp+T0,3 = jam T1,5 x T03 = jam Tp+T0,3+1,5*T0,3 = jam Qp = 1/3,6 x C.A.R 0 x 1/(0,3 Tp + T0,3) = m3/det Gambar 5. Hidrograf Aliran Nakayasu Hasil perhitungan debit secara lengkap dapat dilihat pada lampiran C, debit puncak banjir untuk setiap kala ulang, dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Debit Puncak Banjr Untuk Tiap Kala Ulang Metode Nakayasu Kala Ulang Debit Puncak Banjir (Tahun) (m 3 /det) Debit yang digunakan untuk simulasi permodelan adalah debit kala ulang 100 Tahunan 4.2. Kondisi Bendung Kali Brangkal Eksisting Dilakukan simulasi pada Kali Brangkal pada kondisi eksisting bendung untuk mengetahui dugaan pengaruh bendung terhadap banjir di Kali Brangkal, bendung Sinoman dalam permodelan dapat dilihat pada Gambar 6 Dari perhitungan di atas, kemudian diplotkan menjadi grafik hidrograf aliran metode HSS ITB-1 dengan t (jam) sebagai absis dan Q (m 3 /dt) sebagai ordinat. Gambar 6. Bendung Sinoman pada permodelan Hec-ras 5

6 Hasil Simulasi kondisi Eksisting Menunjukkan terjadinya luapan kali Brangkal akibat debit banjir 100 tahunan. Air meluap di beberapa ruas dari Kali Brangkal. Hasil dengan modifikasi mengurangi tinggi mercu bendung belum dapat mengatasi banjir di Kali Brangkal Dengan modifikasi tinggi mercu bendung ternyata belum dapat mengatasi banjir di hulu bendung untuk itu peninggian tanggul perlu dilakukan, namun dengan menurunkan elevasi mercu dapat mengurangi tinggi muka air du hulu bendung. Penurunan elevasi limpasan air di beberapa titik tanggul, sebagai contoh pada river station 14,dapat dilihat pada Gambar 10 Gambar 7. Hasil Simulasi Kondisi Eksisting 4.3. Kondisi Kali Brangkal Dengan Modifikasi Bendung Ada dugaan pengaruh Bendung Sinoman terhadap Banjir di Kali Brangkal, untuk itu perlu dilakukan modifikasi terhadap mercu bendung untuk mengurangi banjir di Kali Brangkal dengan mengurangi tinggi mercu di Kali Brangkal, modifikasi bendung dalam permodelan Hec-ras dapat dilihat pada Gambar 8. Gambar 10. Hasil Simulasi di sta 14 pada kondisi eksisiting Gambar di atas hasil simulasi di river station 14 menunjukkan tinggi muka air sebesar 24,59 m, setelah mercu bendung dimodifikasi tinggi muka air di river station 14 menjadi 24,45 m. Hanya mengalami penurunan sebesar 0.14 m, dan masih melimpasi tanggul, hasil simulasi pada kondisi modifikasi bendung dapat dilihat pada Gambar 11 Gambar 8. Modifikasi bendung dalam Pemodelan Hec-Ras Hasil simulasi profil muka air setelah tinggi mercu dikurangi dapat dilihat pada Gambar 9. Gambar 9. Hasil Simulasi Kondisi Modifikasi Bendung Sinoman Gambar 11. Hasil Simulasi di sta 14 pada kondisi modifikasi mercu bendung 4.4. Pengendalian Banjir dengan Peninggian Tanggul Pengendalian banjir perlu dilakukan mengingat daerah yang tergenang merupakan kawasan pemukiman penduduk, penduduk sekitar bendung berpendapat adanya pengaruh Bendung Sinoman yang menyebabkan banjir dipemukiman, pada penelitian ini memodifikasi mengurangi elevasi mercu bendung dan hasilnya memang berpengaruh 6

7 terhadap muka air di hulu bendung akan tetapi belum dapat mengatasi limpasan air dihulu bendung Dengan melihat kondisi lapangan, melihat kondisi tanggul dan ketersediaan lahan maka dari itu untuk mengatasi limpasan air dengan peninggian elevasi tanggul Berikut beberapa river station yang mengalami limpasan air dan perlu peninggian tanggul dapat dilihat pada Gambar Saran 1. Dalam analisa hujan wilayah memerlukan data dari beberapa stasiun hujan setempat, jadi perlu diperhatikan data hujan yang rusak atau kosong. 2. Perlu dilakukan perhitungan perencanaan anggaran biaya untuk perencanaan yang lebih efisien dan efektif. 5. DAFTAR PUSTAKA Gambar 12 River station yang perlu peninggian tanggul Dari Gambar diatas menunjukkan bahwa untuk mencegah limpasan air di tanggul perlu peninggian tanggul kanan 1.5 meter, dan tanggul kiri setinggi 1 meter 4. SIMPULAN DAN SARAN 4.1. Kesimpulan Berikut adalah beberapa kesimpulan yang dapat ditarik dari analisis dan permodelan Banjir Kali Brangkal di Kota Mojokerto. 1. Hidrograf yang paling mendekati dengan hidrograf terukur adalah hidrograf satuan sintetis Nakayasu,debit puncak pada hidrograf kala ulang 100 tahunan adalah sebesar 636,28 m 3 /s 2. Di Bendung Sinoman pada kondisi eksisiting elevasi muka airnya 24,13 m 3. Mengurangi elevasi mercu bendung sebesar 3 m, elevasi muka air di bendung menjadi 23,23 m. Dengan mengurangi elevasi mercu belum dapat mengatasi banjir di hulu bendung dan masih perlu peninggian tanggul. Peninggian tanggul di hulu bendung Sinoman setinggi 1 meter di tanggul sebelah kiri dan 1.5 di tanggul sebelah kanan dapat mengatasi permasalahan banjir di hulu bendung Sinoman Aditya, Tesis Perencanaan Normalisasi dan Perbaikan Tanggul Kali Brangkal, Institute Teknologi Sepuluh Nopember Aris Kurniawan,2012. Simulasi Profil Muka Air Pada Bendung Karang Menggunakan Program HEC-RAS 4.1.0, Universitas Negeri Yogjakarta Bambang Triatmodjo Hidrologi Terapan, Beta Offset, Yogyakarta. Chow, V.T., Maidment, D.R and Mays, L.W Applied Hydrology. New York: Mc.Graw Hill International Edition. Civil Engineering Series. Chapin, F. Stuart, JR and Kaise, Edward J, 1995.Urban and Land Use Planning: Fourth Edition. Chicago: University of Illionis Press. Free Vynou, Tesis Studi Perbandingan Backwater Curve Teori dan Aktual Pada Bendung, Institut Teknologi Bandung, Jawa Barat Linsley, R. K, M. A. Kohler, J. B. Franzini dan H. Pulhus, Hidrologi Untuk Insinyur. Erlangga, Jakarta Mamok soeprapto,2000. Buku pegangan kuliah : Hidrologi, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Maryono, Menangani Banjir,Kekeringan, dan Lingkungan. Yogyakarta: Gajah Mada University Press Mustofa, Tesis Kajian DUH-SCS-CN DAS Brantas Hilir Propinsi Jawa Timur. Universitas Gajah Mada Riman, 2012, Analisis Debit Banjir Pada Daerah Aliran Sungai untuk Desain dan Evaluasi Kapasitas Tampung Bangunan Air. Jurnal Widya Teknika Vol.20 No.1; Maret 2012 ISSN : Sahanaya, Pengaruh Panjang Data Terhadap Besaran Debit Banjir Pada Sub DAS Brangkal Kabupaten Mojokerto. Universitas Brawijaya. Malang Sobriyah,2012. Model Hidrologi. Cetakan 1. UNS press. Universitas Sebelas Maret. Surakarta 7

8 Sosrodarsono, S. dan Takeda, K, Hidrologi Untuk Pengairan. PT. Pradayana Paramita, Jakarta Sri Harto Br, Analisis Hidrologi. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta Suripin,2003. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Andi, Yogyakarta. 8