Studi Pengendalian Banjir Sungai Cimanuk dengan Menggunakan Retarding Basin pada Hilir Bendungan Jatigede di Provinsi Jawa Barat

Transkripsi

1 Studi Pengendalian Banjir Sungai Cimanuk dengan Menggunakan Retarding Basin pada Hilir Bendungan Jatigede di Provinsi Jawa Barat Elvira Eka Ramadhani. 1, Ir. M. Taufiq, MT. 2, Dian Sisinggih, ST., MT., Ph.D. 2 1) Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya 2) Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya-Malang, Jawa Timur, Indonesia Jalan MT.Haryono 167 Malang Indonesia 49elfira@gmail.com ABSTRAK Sungai Cimanuk hilir yang merupakan saluran akhir debit keluaran Waduk Jatigede. Pada beberapa ruas di bagian Sungai Cimanuk hilir masih terdapat banjir. Hal diakibatkan karena adanya debit inflow dari beberapa pertemuan anak sungai Cimanuk dengan Sungai Utama Cimanuk hilir. Selain itu pada bagian hilir Sungai Cimanuk juga terdapat Bendung Gerak Rentang yang memiliki batasan kapasitas pintu. Pada studi ini, dilakukan kajian awal berupa analisa hidrologi dengan menghitung hujan rancangan menggunakan metode Log Pearson Type III yang kemudian diuji keseuaian distribusi dengan menggunakan Uji Smirnov Kolmogorov dan Uji Chi Square. Perhitungan debit banjir dilakukan dengan metode HSS Snyder menggunakan program HEC-HMS versi 4.0. Selanjutnya dilakukan analisa hidrolika untuk mengetahui kondisi eksisting dengan kala ulang 25 tahun untuk mengetahui seberapa besar dampak banjir menggunakan bantuan program HEC-RAS versi Setelah diketahui ruas-ruas lokasi yang berdampak banjir dipilih perencanaan pengendalian banjir dengan menggunakan retarding basin. Kemudian dianalisa kembali kemampuan penampang sungai Cimanuk setelah adanya upaya pengendaliam banjir dengan menggunakan retarding basin menggunakan bantuan program HEC-RAS versi Kata kunci: Banjir, Hilir Sungai, Pertemuan Sungai, Retarding Basin, HEC-RAS ABSTRACT Cimanuk River downstream is the output channel from spillway of Jatigede Reservoir. There is still flooding in some sections in Cimanuk River downstream. It caused by of the discharge inflow of some joints tributary Cimanuk river with the main river of the Cimanuk. Also on the Cimanuk River downstream, there is Rentang Dam which has a door capacity limitation. In this study, initial study in the form of hydrological analysis by counting the rain design using the Log Pearson Type III method. Then tested the suitability of the distribution using the Kolmogorov-Smirnov test and Chi Square test. The calculation of flood discharge was conducted by Snyder Unit Hydrograph using HEC-HMS program version 4.0. Furthermore, doing hydraulics analysis to know the existing condition with 25 years period of time to know how big is the impact of flooding by using HEC-RAS program of version. After knowing the location of internodes which cause the flood impact, it is chosen a flood restrain planning using retarding basin. Then, reanalyze the capacity of Cimanuk river challenger after having an effort of the flood restraint using retarding basin by using HEC-RAS program of version. Keywords: Flood, River downstream, River Junction, Retarding Basin, HEC-RAS

2 K O T A C IM A H I B A N D U N G K O T A B A N D U N G S U B A N G S U M E D A N G IN D R A M A Y U M A J A L E N G K A K O T A T A S IK M A L A Y A C IR E B O N K O T A C IR E B O N K U N IN G A N K O T A B A N J A R B R E B E S K E M E N T E R IA N P E K E R J A A N U M U M D IR E K T O R A T J E N D E R A L S U M B E R D A Y A A IR S N V T P E M B A N G U N A N W A D U K J A T IG E D E P P K P E R E N C A N A A N D A N A D M IN IS T R A S I J a la n R a y a B e n d u n g a n K M.1 5 D e s a C ije u n g jin g K e c. J a t ig e d e S u m e d a n g T e lp F a x K e t e r a n g a n : In s e t : G a m b a r : S k a la : W a d u k S u n g a i B a ta s K a b u p a t e n S u b D A S A n a k C im a n u k S u b D A S C ia lin g S u b D A S C ia n d a S u b D A S C ib a lid a S u b D A S C ib a n g g o n S u b D A S C ic a c a b a n S u b D A S C ic a d a s g u n t u n g S u b D A S C ig u n u n g S u b D A S C ih e la n g S u b D A S C ih o n je S u b D A S C ik a m iri S u b D A S C ik e ru h S u b D A S C ik u ra y W ila y a h K a b u p a te n y a n g t id a k te rm a s u k D A S C im a n u k K ilo m e te rs S u m b e r : S u b D A S C ilu t u n g S u b D A S C im a la k a S u b D A S C im u ja S u b D A S C ip a n c a r S u b D A S C ip a n d a y S u b D A S C ip a r u g p u g S u b D A S C ip e le s S u b D A S C ip e u je u h S u b D A S C it a m e n g S u b D A S C it a rik S u b D A S D r a in a s e S u b D A S R a m b a ta n 1. PENDAHULUAN Waduk Jatigede memiliki volume tampungan air efektif sebesar juta m 3 diformulasikan untuk mengairi sawah pada sistim irigasi rentang seluas ha, sebagai sarana penyedia air baku, air irigasi dan PLTA. Selain itu, Bendungan Jatigede juga berfungsi untuk mereduksi banjir di hilir Sungai Cimanuk. Namun ada hal penting yang masih perlu dipertimbangkan yaitu adanya debit inflow dari beberapa pertemuan anak sungai dengan Sungai Cimanuk hilir yang merupakan saluran akhir debit keluaran Waduk Jatigede. Ditambah lagi pada bagian hilir terdapat Bendung Gerak Rentang yang memiliki batasan kapasitas pintu. Selain itu kondisi alam setempat seperti curah hujan yang tinggi dan kondisi Sungai Cimanuk yang berbelokbelok (meandering) mengakibatkan adanya gerusan pada bagian luar belokan dan pengendapan pada bagian dalam belokan sungai yang cenderung mengarah ke arah penyempitan sungai sehingga perlu dilakukan suatu analisa profil aliran yang bertujuan untuk mengetahui kemampuan penampang Sungai Cimanuk dalam menerima debit kala ulang 25 tahun dan mendapatkan ruas penampang Sungai Cimanuk yang banjir ditinjau dari hilir Bendungan Jatigede sampai dengan Bendung Rentang. Dalam studi ini dipilih perencanaan pengendalian banjir dengan menggunakan kolam retensi atau retarding basin yang diharapkan dapat mengurangi puncak banjir yang terjadi setelah adanya pertemuan antara sungai Cimanuk dengan anak-anak sungai yang ada. Selain sebagai pereduksi banjir pada ruas-ruas yang berdampak banjir, perencanaan retarding basin diharapkan mampu mengurangi debit aliran sampai pada Bendung Gerak Rentang. Setelah adanya upaya pengendaliam banjir dengan menggunakan retarding basin, kembali dilakukan analisa kemampuan penampang sungai Cimanuk untuk mengetahui seberapa besar debit yang tereduksi dan mengetahui kapasitas debit terhadap keamanan Bendung Gerak Rentang. 2. BAHAN DAN METODE Lokasi studi berada di Sungai Cimanuk Hilir yang ada di bagian hilir Bendungan Jatigede hingga Bendung Gerak Rentang. Data pendukung studi yang dibutuhkan antara lain adalah data curah hujan harian digunakan untuk menganalisa kondisi hidrologi, peta stasiun hujan digunakan bersama data curah hujan untuk mencari sebaran curah hujan rerata, peta Topografi untuk mengetahui kondisi morfometri sungai (luas DAS, panjang dan lebar sungai), data karakteristik geologi sungai untuk menganalisa profil aliran beserta kapasitasnya serta data teknis pelimpah Bendungan Jatigede untuk manganalisa banjir yang lewat melalui pelimpah (flood routing). Secara umum tahapan pengerjaan yang dilakukan terdiri dari dua tahap, yang pertama yaitu dengan melakukan analisa hidrologi dan analisa hidrolika Gambar 1. L A U T J A W A W N S Peta DAS Cimanuk E P E T A S U B D A S D A S C IM A N U K P eta R up a B u m i D ig ita l Ind o n es ia

3 Gambar 2. Sketsa alur Sungai Cimanuk Hilir 2.1. Analisa Hidrologi Pada studi ini, dilakukan kajian awal berupa analisa hidrologi. Analisa hidrologi dilakukan dengan menghitung hujan rancangan menggunakan metode Log Pearson Type III yang kemudian diuji kesesuaian distribusi dengan menggunakan Uji Smirnov Kolmogorov dan Uji Chi - Square. Analisa Curah hujan jam-jaman menggunakan Metode PSA007. Perhitungan debit banjir dilakukan dengan menggunakan bantuan program HEC-HMS versi 4.0. Pada studi ini, elemen elemen basin yang digunakan pada program HEC-HMS versi 4.0 antara lain yaitu source untuk memodelkan aliran masuk debit inflow waduk Jatigede dengan metode Flow method menggunakan Discharge Gage, elemen basin Reservoirs untuk memodelkan tampungan waduk Jatigede dengan memasukkan data teknik spillway Jatigede dan data top dam Jatigede. Untuk mentransformasikan data hujan menjadi aliran pada anak-anak sungai Cimanuk digunakan elemen Subbasins dengan menggunakan metode SCS Curve Number untuk menghitung kehilangan, metode Recession untuk menghitung Baseflow atau aliran dasar. Perhitungan hidrograf banjir pada program HEC-HMS 4.0 pada studi ini digunakan metode Snyder Unit Hydrograph. Untuk garis penghubung antar elemen digunakan elemen Reaches yang berisi data penelusuran aliran, dalam studi ini digunakan metode Muskingum dan titik hubung elemen seperti pertemuan anak sungai dengan Sungai Cimanuk digunakan elemen Junctions Analisa Hidrolika Tahap selanjutnya dilakukan analisa hidrolika untuk mengetahui kondisi eksisting dengan kala ulang 25 tahun dengan untuk mengetahui seberapa besar dampak banjir. Analisa hidrolika dilakukan dengan menggunakan program HEC-RAS versi dengan menginput data hasil analisa HEC-HMS. Berikut merupakan bagan alir pengerjaan program HEC-RAS versi Data Geometri Sungai Mulai Debit Banjir Rencana Q25th Analisa Profil Aliran (Unsteady Flow) Kalibrasi Model Desain Retarding Basin Analisa Profil Aliran (Unsteady Flow) Selesai Syarat Batas Aliran Tidak Gambar 3. Bagan alir pengerjaan program HEC-RAS. Ya Desain Pelimpah Retarding Desain Pintu Keluaran

4 2.3. Perencanaan Retarding Basin Retarding basin merupakan sebuah bangunan berbentuk kolam yangdigunakan sebagai suatu tampungan. Dalam studi ini, retarding basin diharapkan dapat berfungsi sebagai penampung air banjir pada musim-musim hujan dan saat musim kemarau menjadi penyuplai debit irigasi pada Saluran Induk Irigasi Sindopraja dan Cipelang yang ada pada Bendung Gerak Rentang. Berikut merupakan bagan alir perencanaan bangunan retarding sebagai pengendali banjir di Sungai Cimanuk bagian hilir. Debit Banjir Q25th Section 111 Geometric data section 111 Mulai Rating curve section rencana intake retarding Hidrograf banjir sungai Cideres & Cibalida Luas lokasi rencana retrading Tabel 1. Distribusi hujan jamjaman metode PSA-007 Sumber: Hasil Perhitungan Analisa banjir rancangan yang akan dipakai sebagai input data simulasi hidraulika aliran pada program HEC-RAS dilakukan dengan bantuan aplikasi program HEC-HMS versi 4.0. Berikut merupakan gambar Basin Model pada program HEC-HMS versi 4.0. Tinggi pelimpah Tinggi muka air di atas pelimpah Lebar pelimpah dengan metode side weir Volume Retarding Perencanaan pintu outlet Selesai Gambar 4. Bagan alir pengerjaan retarding basin. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam studi ini, analisa curah hujan jam-jaman menggunakan Metode PSA007 pada kala ulang 25 tahun. Gambar 5. Basin Model pada program HEC-HMS versi 4.0

5 Gambar 6. Basin Model pada program HEC-HMS versi 4.0 Tabel 2. Debit inflow (Discharge Gages) yang menuju ke Waduk Jatigede sebagai input data pada analisa profil aliran dengan menggunakan program HEC-RAS versi Pada program HEC-RAS, reach boundary condition (kondisi batas) digunakan dua bagian yaitu kondisi batas hulu dan kondisi batas hilir. Syarat batas untuk kondisi hulu digunakan stage and flow hydrograph yang merupakan hidrograf yang menyajikan data besar debit, elevasi muka air dan waktu. Syarat batas untuk kondisi hilir digunakan rating curve yang menunjukkan hubungan tinggi muka air dan debit. Berikut merupakan hasil analisa aliran kondisi eksisting. Gambar 7. Long section kondisi eksisting hasil simulasi program HEC- RAS Sumber: Hasil Perhitungan Tabel 3. Debit aliran hasil simulasi HEC-HMS Versi 4.0 Sumber: Hasil Perhitungan Berdasarkan hasil perhitungan debit rencana tersebut kemudian dipakai Tabel 4. Cross Section yang masih berdampak banjir Reach Jumlah Cross Sungai Cimanuk 1 0 Sungai Cimanuk 2 4 Sungai Cimanuk 3 35 Sungai Cimanuk 4 48 Sungai Cimanuk 5 22 Sungai Cimanuk 6 38 Total Cross Banjir 147 cross Sumber: Hasil simulasi HEC-RAS Retarding basin (tampungan sementara) direncanakan untuk mereduksi banjir. Meninjau dari hasil analisa hidrologi, Sungai Cilutung dan Sungai Cipelang menyumbangkan debit banjir yang tergolong besar untuk ditampung sungai Cimanuk. Terbukti setelah melakukan analisa profil muka air dengan menggunakan program HEC-RAS, penampang yang ada setelah pertemuan Sungai Cimanuk dengan Sungai Cilutung dan Sungai Cipelang banyak yang

6 meluber atau tidak cukup untuk menampung aliran debit yang lewat. Lokasi pelimpah direncanakan pada patok 111 yang merupakan titik terdekat dengan lokasi retarding basin. Volume reduksi yang direncanakan didasarkan pada luas lahan tampungan retarding. Berikut merupakan posisi tampungan sementara (retarding basin) pada sungai Cimanuk. Gambar 8. Lokasi Rencana Retarding Lokasi Rencana Retarding Basin Pada studi ini direncanakan tampungan dengan inlet berupa pelimpah samping dan outlet berupa sluice gate. Lebar bendung samping yang dihitung dengan metode Side Weir adalah sebesar 33 m dan tingggi 4,5 m dengan tampungan yang direncanakan adalah sebesar 17,682 x 103 m 3 dengan luas permukaan 107,167 ha dan kedalaman 15 m. Dari perhitungan kapasitas tampungan retarding basin tersebut kemudian dilakukan kembali analisa profil aliran kondisi rencana. Berikut merupakan hasil analisa aliran kondisi rencana dengan menggunakan bantuan program HEC- RAS versi Gambar 9. Long section kondisi setelah ada pengendalian banjir hasil simulasi program HEC-RAS Tabel 5. Cross Section yang masih berdampak banjir Reach Jumlah Cross Sungai Cimanuk 1 0 Sungai Cimanuk 2 1 Sungai Cimanuk 3 16 Sungai Cimanuk 4 8 Sungai Cimanuk 5 19 Sungai Cimanuk 6 26 Total Cross Banjir 70 cross Sumber: Hasil simulasi HEC-RAS KESIMPULAN DAN SARAN 4.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa yang dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain pada kondisi eksisting menggunakan kala ulang 25 tahun, penampang-penampang sungai yang tidak dapat menampung luapan debit banjir terdiri dari 147 cross dari 340 cross yang ada. Upaya pengendalian yang direncanakan adalah dengan merencanakan retarding basin. Tampungan yang direncanakan adalah sebesar 17,682 x 103 m 3 dengan luas permukaan 107,167 ha dan kedalaman 15 m. Setelah adanya upaya pengendalian banjir, banjir yang telah tereduksi menjadi sebanyak 77 patok. Sehingga masih terdapat 70 patok yang masih berdampak banjir. Apabila dipersentase, patok yang banjir yang telah tereduksi adalah sebesar 53% didasarkan pada jumlah lokasi (cross section) patok yang banjir. Pada kondisi eksisting, penampang di depan Bendung Gerak Rentang debit yang lewat melebihi kapasitas pintu dengan bukaan

7 maksimum. Setelah adanya penanggulangan banjir dengan menggunakan retarding basin, debit tereduksi hingga 316,03 m3/dt sehingga Bendung Gerak Rentang menjadi lebih aman terhadap bahaya banjir. Dari analisa perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB), dana yang dibutuhkan untuk pembangunan retarding basin adalah sebesar Rp 416,700,607, Saran Berdasarkan analisa yang telah dilakukan, ada beberapa saran yang dapat untuk dilakukan antara lain yaitu pada area cross section yang masih berdampak banjir, perlu dilakukan penanganan banjir berupa perbaikan alur sungai dan pembangunan tanggul. Perlu dilakukan pengaturan debit yang keluar melalui pelimpah Bendungan Jatigede mengingat pelimpah Bendungan Jatigede merupakan pelimpah berpintu. Hal ini untuk mereduksi air yang lewat pada pelimpah pada waktu-waktu tertentu. Pada saat debit banjir datang, selain dengan membuka pintu Bendung Gerak Rentang dengan tinggi maksimum, perlu dilakukan pembukaan pintu Saluran Induk Sindupraja dan Saluran Induk Cipelang dengan konsekuensi debit yang diterima pada area irigasi akan melebihi kapasitas yang dibutuhkan. Selain itu, perlu dilakukan pembangunan sebuah bendungan ataupun kawasan retensi pada anak sungai yang banyak menyumbangkan debit banjir untuk Sungai Cimanuk. DAFTAR PUSTAKA Asdak, C Hidrologi dan Pengelolaan DAS. Yogjakarta: Gajah Mada University Press. Chow, Ven Te Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga. Harto, Sri Analisis Hidrologi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka. May, R.W.P., B.C. Bromwich, Y. Gasowski dan C.E. Rickard Hydraulic Design of Side Weir. Australia: Thomas Telford Publishing. Raju, K.G. Ranga Aliran Melalui Saluran Terbuka. Jakarta: Penerbit Erlangga. Soewarno Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data Jilid 1. Bandung: Nova. Soewarno Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data Jilid 2. Bandung: Nova. Sosrodarsono, Suyono dan K. Takeda Bendungan Type Urugan. Jakarta: PT Pradnya Paramita. Sosrodarsono, Suyono dan M. Tominaga Perbaikan dan Pengaturan Sungai. Jakarta: PT Pradnya Paramita. Suhartanto, Ery Panduan HEC- HMS. Malang: CV Citra Malang. Triatmojo, Bambang Hidraulika I. Yogjakarta: Betta Ofset. Triatmojo, Bambang Hidraulika II. Yogjakarta: Betta Ofset.