SIMULASI NORMALISASI SALURAN TARUM BARAT MENGGUNAKAN PROGRAM HEC-RAS. Endah Kurniyaningrum 1 dan Trihono Kadri 2

Transkripsi

1 SIMULASI NORMALISASI SALURAN TARUM BARAT MENGGUNAKAN PROGRAM HEC-RAS Endah Kurniyaningrum 1 dan Trihono Kadri 2 1 Almuni Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Teknik Sipil, Universitas Trisakti, Jl. Kyai Tapa No. 1 Jakarta endak_k15@yahoo.com 2 Dosen Jurusan Teknik Sipil, Universitas Trisakti, Jl. Kyai Tapa No. 1 Jakarta trihono_kadri@yahoo.co.id ABSTRAK Saluran Tarum Barat (WTC) mengalirkan air dari bendung Curug yang terletak di Sungai Citarum, di mana pengaturannya diatur di Jatiluhur. WTC merupakan pemasok air bersih untuk wilayah Jakarta dan sistem irigasi, tetapi saat ini masalah sedimentasi telah menjadi masalah di WTC. Akibat pertemuan tiga sungai yaitu Cibeet, Cikarang, dan Bekasi mengakibatkan sedimen masuk ke saluran. Masalah ini akan berpengaruh pada operasi, pemeliharaan WTC dan berkurangnya pasokan air di Jakarta. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis kondisi WTC karena masalah sedimentasi. Akankah akibat sedimentasi yang terjadi, WTC dapat menampung aliran desain dan prediksi pada tahun PENDAHULUAN Air merupakan salah satu sumber daya alam yang berfungsi sangat vital bagi kehidupan mahluk hidup yang ada di muka bumi. Untuk itu air perlu dilindungi agar dapat tetap bermanfaat bagi kehidupan manusia serta mahluk hidup lainnya. Pengertian tersebut menunjukkan bahwa air memiliki peran yang sangat strategis dan harus tetap tersedia dan lestari, sehingga mampu mendukung kehidupan dan pelaksanaan pembangunan dimasa kini maupun dimasa mendatang. Tanpa adanya air, maka kehidupan tidak akan dapat berjalan. Kepadatan penduduk DKI Jakarta menjadi salah satu masalah yang dihadapi oleh pemerintah, dalam hal ini pemerintah daerah dalam upayanya memenuhi kebutuhan barang dan jasa warganya. Padatnya penduduk DKI Jakarta ternyata mempengaruhi tata kelola sumber daya alam di DKI Jakarta, termasuk sumber daya air bersih. Jumlah penduduk DKI Jakarta mengalami peningkatan dari tahun ke tahun, berdasarkan data terbaru dari Suku Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil Kota Administrasi DKI Jakarta pada bulan Januari 2010 jumlah penduduk DKI Jakarta sudah mencapai jiwa dengan jumlah rumah tangga mencapai KK. Gambar 1. Skema pengelolaan air di DKI Jakarta KoNTekS 6 K-53

2 Kota Jakarta mendapat pasokan air baku dari Waduk Jatiluhur melalui saluran transmisinya yaitu Saluran Tarum Barat (STB) yang lebih sering dikenal dengan WTC (West Tarum Canal). Panjang WTC sendiri yaitu 68,3 km dari Bendungan Jatiluhur hingga Bendung Bekasi. Saluran Tarum Barat atau WTC yang dimulai dari bendung Curug yaitu Sungai Citarum dan berakhir di Jakarta yang merupakan salah satu bagian dari Jatiluhur. WTC mengalirkan air baku dan pengalirannya berpotongan dengan 3 sungai lain yaitu Sungai Cibeet, Bekasi dan Cikarang. Jakarta diperkirakan akan mengalami kekurangan dalam supply air bersih. Hal ini diakibatkan oleh erosi dan endapan sedimen yang terjadi pada WTC, sehingga mempengaruhi debit optimum serta dimensi saluran yang tidak sesuai dengan perencanaan awal pada saluran tersebut. Akibat dari meningkatnya sedimentasi pada WTC, maka diperlukannya normalisasi pada WTC. Normalisasi WTC adalah memperbaiki kondisi aliran dan kualitas air yang selama ini menyediakan 80% dari kebutuhan air Jakarta, dengan tambahan kebutuhan air bagi kawasan industri dan kurang lebih Ha lahan pertanian, sehingga untuk tahun yang mendatang DKI Jakarta akan mengalami krisis air baku (ICWRMIP, 2008). Gambar 2. Lokasi Penelitian Tabel 1 Data Teknis utama dari WTC Sumber : Integrated Citarum Water Resources Management Investment Program K-54 KoNTekS 6

3 METODOLOGI PENELITIAN Keadaan daerah studi Daerah Khusus Ibukota Jakarta mempunyai luas wilayah ± 661,52 km 2 atau Ha. Secara geografis wilayah DKI Jakarta terletak antara BT sampai BT dan LS sampai LS. Bendung Cibeet terletak di provinsi Jawa Barat dan merupakan bagian Hulu dari DAS Citarum. Menurut letak geografisnya Sub DAS Cibeet terletak pada LS LS dan BT BT, dengan panjang sungai 1.044,27 km dan luasan ,64 ha, yang meliputi 127 desa di 20 kecamatan. Penggunaan lahan pada Sub-DAS Cibeet Hulu terdiri dari hutan, sawah irigasi, sawah tadah hujan, tegalan, kebun, semak belukar dan pemukiman (Fauzan Wuryanto,2008). Kabupaten Bekasi berada di Provinsi Jawa Barat, Indonesia,dengan ibokota Cikarang. Kabupaten ini terletak berada tepat disebelah timur Jakarta, berbatasan dengan Kota Bekasi dan Provinsi DKI Jakarta di barat, Laut Jawa di barat dan utara, Kabupaten Karawang di timur, serta Kabupaten Bogor di selatan. Kabupaten Bekasi secara geografis berada di bagian utara Provinsi Jawa Barat, terletak antara BT dan LS, dengan luas wilayah Ha. Kondisi klimatologi di lokasi studi digambarkan oleh beberapa parameter iklim, antara lain temperatur udara, kelembaban relatif, penyinaran matahari dan kecepatan angin. Keadaan saluran antara Bendung Cibeet hingga Bendung Cikarang dimulai dari Bangunan Tarum Barat (BTB) 22 hingga BTB 34. Di sepanjang BTB ini terdapat beberapa pengambilan air untuk irigasi sehingga mempengaruhi volume daya tampung alir pada saluran induk. Irigation Area 7,300 ha Irigation Area 23,300 ha Irigation Area 23,500 ha Irigation Area 3,500 ha Ciliwung River Bekasi River Cikarang River Cibeet River Gambar 3. Skematik Saluran Tarum Barat. Citarum River Metoda Analisis Aliran saluran terbuka memiliki permukaan bebas, sedangkan aliran pipa tidak demikian, karena air mengisi seluruh saluran. Permukaan bebas dipengaruhi oleh tekanan udara. Aliran pipa, yang terkurung dalam saluran tertutup tidak terpengaruh langsung oleh tekanan udara kecuali tekanan hidrolik. Keadaan atau sifat aliran saluran terbuka pada dasarnya ditentukan oleh pengaruh kekentalan dan gravitasi dengan gaya-gaya inersia aliran. Tegangan permukaan air dalam keadaan tertentu dapat pula dipengaruhi oleh sifat aliran, tetapi pengaruh ini tidak besar. Pengaruh kekentalan (viscosity), yaitu aliran dapat bersifat laminar, turbulen atau peralihan, tergantung pada pengaruh kekentalan. Pembagian kecepatan pada penampang saluran bergantung pada faktor-faktor lain, seperti bentuk penampang yang tidak lazim, kekasaran saluran dan adanya tekukan-tekukan. Pada arus yang lebar, deras dan dangkal atau saluran yang sangat licin kecepatan maksimum yang terjadi di permukaan bebas. Proses-proses hidrologi secara langsung atau tidak langsung akan memiliki kaitan dengan terjadinya erosi, transpor sedimen, deposisi sedimen di daerah hilir, dan mempengaruhi karakteristik fisik, biologi dan kimia KoNTekS 6 K-55

4 yang secara keseluruhan mewakili kualitas perairan. Perubahan tataguna lahan dan praktek pengelolaan DAS juga mempengaruhi terjadinya erosi, sedimentasi akan mempengaruhi kualitas air. Secara umum, terjadinya erosi ditentukan oleh faktor-faktor iklim (terutama intensitas hujan), topografi, karakteristik tanah, vegetasi penutup tanah dan tata guna lahan. Sedimen adalah hasil dari proses erosi., baik berupa erosi permukaan, erosi parit, atau jenis erosi tanah lainnya. Sedimen umumnya mengendap dibagian bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, di saluran air, sungai dan waduk. Hasil sedimen adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan tempat tertentu. Hasil sedimen biasanya diperoleh dari pengukuran sedimen terlalur dalam sungai atau dengan pengukuran langsung di dalam waduk atau saluran. Program Simulasi Program HEC-RAS dikembangkan oleh The Hydrologic Engineer Centre (HEC), yang merupakan bagian dari oleh U.S. Army Corps of Engineers. Program ini dapat menangani jaringan saluran air secara penuh untuk kalkulasi aliran permanen (steady). Perhitungan dasarnya mengikuti prosedur pemecahan kalkulasi energi aliran satu dimensi. Kehilangan energi dievaluasikan terhadap friksi yang terjadi pada saat pengaliran (persamaan manning), kontraksi dan ekspansi saluran (dengan koefisiennya yang dikalikan dengan kecepatan alir). Persamaan momen digunakan saat situasi dimana profil muka air secara cepat bervariasi. Energi yang ada pada tiap satuan berat dari aliran pada saluran terbuka terdiri dari tiga bentuk dasar, yaitu energi kinetik, energi tekanan dan energi elevasi di atas garis datum (Hwang, 1981). Dari ketiga bentuk dasar energi tersebut akan didapatkan Persamaan Bernaulli, yang menyatakan bahwa konservasi energi merupakan bentuk persamaan energi untuk aliran tanpa geseran dasar. Persamaan bernaulli dapat ditulis sebagai berikut : = Pada aliran yang sebenarnya, persamaan tersebut dapat ditulis menjadi + + = + + HASIL SIMULASI DAN ANALISIS Kebutuhan Air Baku = tetap Perhitungan kebutuhan air pada tahun 2025 dilakukan dengan cara memprediksi jumlah penduduk pada tahun Hasil yang diperoleh dengan mendekati rumus eksponensial yaitu Y = e x tahun, di mana Y merupakan dari banyaknya penduduk. Rumus ini di ambil dari rata rata jumlah penduduk dari tahun 2005 hingga tahun 2011 (Tabel 2). Tabel 2. Jumlah penduduk DKI Jakarta Tahun Jumlah Penduduk 8,892,300 8,979,600 9,064,600 9,146,200 9,223,000 9,294,900 9,361,900 Sumber : Sensus Penduduk 2011 Berdasarkan hasil dari rumus di atas, pada tahun 2025 jumlah penduduk DKI Jakarta mencapai ,9 orang dan berdasarkan Standard International Water Association setiap orang membutuhkan air 190 liter/hari. Untuk kebutuhan domestik, perkotaan, dan industri membutuhkan 57,28 m 3 /detik. Dengan mengasumsikan kebutuhan industri sebesar 30% yaitu 17,18 m 3 /detik dan untuk faktor keamanan membutuhkan 20%. K-56 KoNTekS 6

5 Hasil Simulasi Saluran Tarum Barat (WTC) merupakan saluran transmisi yang memasok air baku dari Bendungan Jatiluhur. Saat ini kondisi saluran telah mengalami degradasi yang ditandai dengan fluktuasi debit di musim hujan dan kemarau, penurunan kapasitas dan menurunnya kualitas air baku. Menurunya aliran kapasitas dipengaruhi oleh akumulasi sedimentasi yang disebabkan oleh erosi dari Sungai Citarum yang berada di hulu dan pertemuan tiga sungai yaitu Cibeet, Cikarang, dan Bekasi sehingga membuat dimensi WTC menjadi lebih kecil. Debit desain 82 m 3 /s, saat ini WTC hanya dapat menampung 35 m 3 /s. Sedimentation Problem Sedimentation Problem Gambar 4 Masalah sedimentasi di WTC Standar IWA, setiap orang membutuhkan air sebanyak 190 l/hari. Untuk prediksi tahun 2025 tentang kebutuhan air di Jakarta menurut Standar IWA, maka Jakarta membutuhkan air sebanyak 85,92 m 3 /s nantinya. Berdasarkan hasil prediksi tahun 2025, maka apabila WTC mengalami sedimentasi berkelanjutan ini akan berakibat meluapnya air pada saluran. Bank over Flow Gambar 5 Hasil simulasi dengan menggunakan debit prediksi tahun Dengan jumlah permintaan utuk kebutuhan air di Jakarta, setelah di analisis dalam program simulasi menunjukan bahwa kapasitas aliran pada saluran tidak cukup untuk memenuhi permintaan. Program HEC RAS menunjukan untuk memenuhi kebutuhan air, maka WTC harus dilakukan desain ulang dan dilakukan pengangkutan sedimentasi. Berdasarkan hasil simulasi, secara total volume dregging diperkiraan sebesar 2,2 juta m 3 dari Curug hingga Bekasi. KoNTekS 6 K-57

6 Dregging Volume Gambar 6 Hasil analisis dengan program HEC-RAS KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Setelah melakukan analisis tentang Saluran Tarum Barat atau WTC, dapat disimpulkan bahwa kebutuhan akan air baku untuk wilayah DKI Jakarta dengan debit desain 82 m 3 /detik saat ini hanya dapat menampung ± 35 m 3 /detik sehingga akan mengalami kurangnya supply pasokan air. Hal ini dikarenakan kondisi WTC saat ini telah banyak mengalami perubahan akibat sedimentasi yang tinggi di sepanjang saluran. Sedimentasi yang menumpuk ini telah membuat kapasitas WTC menjadi tidak optimal, sehingga DKI Jakarta akan mengalami krisis air baku untuk tahun mendatang. Prediksi kebutuhan air untuk tahun 2025 adalah 85,92 m 3 /detik, sehingga dengan keadaan WTC saat ini diperkirakan tidak dapat menampung debit untuk tahun Dengan kondisi WTC saat ini, dapat disimpulkan bahwa untuk memenuhi target kebutuhan akan air baku pada tahun 2025 mendatang WTC perlu di lakukan normalisasi sehingga saluran tersebut dapat menampung debit yang optimal dan dapat memenuhi kebutuhan air di tahun mendatang. Saran Berdasarkan hasil simulasi ini, maka WTC perlu di lakukan normalisasi dengan cara pengangkutan sedimentasi pada saluran. Pengangkutan sedimentasi ini dilakukan dengan menggunakan alat berat yaitu excavator. Disamping itu, untuk mengurangi tingkat terjadinya erosi dari hulu, maka perlu dilakukan pemeliharaan DAS di hulu sungai. Dengan menata DAS yang berada di hulu, maka tingkat erosi akan berkurang sehingga tidak terjadi pengendapan sedimen pada saluran. K-58 KoNTekS 6

7 DAFTAR PUSTAKA ICWRMIP. Rencana Pemukiman Kembali-Resettlement Plan IWA. Leakage Reduction Used to Supply More Household Ali, Firdaus. Penduduk Bertambah DKI Krisis Air Bersih Wuryanto, Fauzan. Pengendalian Erosi Di Sub Daerah Aliran Sungai Cibeet Chow, V. T. Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga, 1998 Asdak, Chay Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Ned C.Hwang Fundamentals of Hydraulic Engineering System. New Jersey; Printice-Hill Inc, Englewood Cliffs. KoNTekS 6 K-59

8 K-60 KoNTekS 6