STUDI PENGENDALIAN BANJIR DAN GENANGAN PADA SISTEM DRAINASE KALI PUCANG SIDOARJO

Transkripsi

1 Studi Pengendalian Banjir dan Genangan Pada Sistem Drainase Kali Pucang Sidoarjo SUDI PENGENDALIAN BANJIR DAN GENANGAN PADA SISEM DRAINASE KALI PUCANG SIDOARJO Dwi Retnowati, Umboro Lasminto, Yang Ratri Savitri Jurusan eknik Sipil, Fakultas eknik Sipil dan Perencanaan, Institut eknologi Sepuluh Nopember (IS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 6 Indonesia dweeimmortal@rocketmail.com Abstrak - Kali Pucang termasuk di dalam kawasan Sub DAS Pucang yang memiliki panjang ± 6 km mulai dari hulu Kali Pucang (pertemuan Kali Bader dan Kali Suko) sampai ke hilir di selat Madura. Kali Pucang merupakan saluran yang paling parah ketika terjadi banjir. Banjir yang sering terjadi di kali Pucang Sidoarjo ini disebabkan karena curah hujan yang tinggi pada musim hujan namun kapasitas tampung di saluran Kali Pucang tidak mampu menerima debit air yang mengalir, begitu juga dengan kapasitas drainase di permukiman penduduk yang tidak memadai dan ditambah dengan keadaan daerah disekitar Kali Pucang yang merupakan Permukiman yang cukup padat. Dikarenakan banjir yang terjadi secara terus-menerus setiap tahunnya maka kawasan Kali Pucang perlu dilakukan kajian tentang pengendalian banjir pada sistem drainasenya. Kajian yang dilakukan ini bertujuan untuk mengetahui cara penanggulangan banjir yang terjadi di Kali Pucang, Analisa yang dilakukan adalah dengan menghitung curah hujan menggunakan rumus Log Pearson ipe III didapatkan besarnya curah hujan yang mungkin terjadi sebesar 8.6 mm. Debit rencana Q yang dihitung menggunakan metode Nakayasu menghasilkan debit pada muara Kali Pucang sebesar 3,56 m 3 /dtk. Kemudian debit banjir yang terjadi akan dibandingkan dengan kapasitas Kali Pucang untuk mengetahui kondisi fullbank pada penampang saluran. Untuk analisa Hidrolika digunakan program bantu Hec- Ras dengan asumsi aliran tidak tetap (unsteady flow). Dari kajian dan perhitungan yang telah dilakukan, alternatif yang digunakan sebagai pengendalian banjir di Kali Pucang adalah dengan melakukan normalisasi pada saluran dengan cara yaitu normalisasi dengan cara memperlebar penampang sungai dan menambah kedalaman sungai. Sehingga diharapkan dengan adanya normalisasi yang dilakukan dapat mengurangi banjir pada daerah Kali Pucang. Kata kunci : Banjir, Kali Pucang, Sistem Drainase Sidoarjo. I. PENDAHULUAN Sebuah kota yang layak dan nyaman untuk dijadikan tempat tinggal harus mempunyai beberapa prasarana pendukung kehidupan salah satunya prasarana sistem drainase. Sistem drainase yang tertata rapi dikelola dan dipelihara dengan baik akan dapat memenuhi fungsifungsinya dengan baik. etapi pada kenyataannya banyak pembangunan permukiman yang tidak memperhatikan sistem drainasenya, sehingga dapat menimbulkan suatu masalah yaitu banjir. Banjir didefinisikan sebagi debit air sungai yang relatif lebih besar daripada biasanya dan menyebabkan limpahan air sungai yang mengisi dan menggenangi daerah-daerah rendah. Banjir ini juga merupakan masalah yang seringkali terjadi di kawasan Kali Pucang Sidoarjo. Banyak faktor yang menjadi penyebab banjir di kali Pucang Sidoarjo. Data daerah yang terkena dampak banjir Kali Pucang dapat dilihat pada tabel.. abel inggi dan Waktu Genangan Banjir ahun 3 di Kabupaten Sidoarjo. Lokasi Kabupaten Desa Waktu Genangan (jam) inggi (cm) Sidoarjo Lebo 8 7 Bluru Kidul 8 3 Pucang 8 3 Sidokare 8 3 Rangkah Kidul 8 Sumberrejo 8 6 Kemiri 5 Urangagung Siwalan Panji 3 Cemengbakalan 3 Sumput 3 Sidodadi 3 Suko Wonoayu Cangkring uri 6 Jd. cangkring 5 Popoh 3 Mulyodadi 3 Wonoayu 3 Sumber : Data sekunder Dinas PU Pengairan Kab. Sidoarjo h.3. PERUMUSAN MASALAH. Bagaimana kondisi banjir dan genangan di DAS Kali Pucang?. Berapa debit yang mengalir Kali Pucang? 3. Bagaimana kapasitas aliran kali Pucang?. Bagaimana cara penanggulangan banjir Kali Pucang? Hal

2 II. INJAUAN PUSAKA ANALISA HIDROLOGI Data Hujan Data yang digunakan adalah data pada Stasiun hujan Sidoarjo, Sumput, Klagen, Ketintang dan Watu ulis dengan data selama 5 tahun dari tahun 88 sampai tahun. Analisa Hujan Rata-rata DAS Perhitungan curah hujan rata-rata dari beberapa stasiun menggunakan cara hiessen Polygon. Analisa Frekuensi Curah hujan rencana untuk periode ulang tahun dicoba dengan menggunakan distribusi frekuensi Gumbel dan Log Pearson tipe III. Pemeriksaan Kesesuaian Distribusi Frekuensi Pemeriksaan kesesuaian distribusi frekuensi tersebut memerlukan pengujian parameter, yaitu : Smirnov Kolmogorov dan Chi Kuadrat Perhitungan Distribusi Hujan Jam-Jaman Untuk perhitungan debit dengan menggunakan rumus hidrograf satuansintetis diperlukandata hujan jam-jaman. Distribusi cuah hujan jamjaman dapat dihitung dengan rumus: R t = /3 R. t Perhitungan Debit (Q) Banjir Rencana Perhitungan debit rencana sangat diperlukan untuk memperkirakan besarnya debit hujan maksimum yang sangat mungkin pada periode tertentu. Dan metode yang digunakan adalah metode perhitungan debit Hidograf metode Nakayasu. Adapun rumus yang digunakan adalah sebagai berikut : Q A R p 3,6,3 p,3 Dimana : Q p = Debit puncak banjir (m 3 /dt) A = Luas DAS (km) p = enggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam),3 =Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak menjadi 3% dari debit puncak (jam). (Hidrologi eknik, Soemarto,) JURNAL HIDROEKNIK Vol. I Nomor I ahun 5 ISSN 77-3 Untuk mendapatkan P dan,3 digunakan rumus empiris: Bila L > 5 km tg,,58l Bila L < 5 km, 7 P,3 t g,8t r a.t g t g,xl Pada kurva naik ( < t < P ) Q t P, Q P Pada kurva turun ( P < t < P +,3 ) t P,3 Q,3 QP Pada kurva turun ( P +,3 < t << P +,3 +,5,3 ) tp,5,5,3,3 Q,3 QP Pada kurva turun (t > P +,3 +,5,3 ) Q,3 t P,5,3,3 (Hidrologi eknik, Soemarto,). ANALISA HIDROLIKA.. Kapasitas Saluran Kapasitas saluran dihitung berdasarkan rumus : Dimana : Q = Debit saluran, satuan meter kubik per detik (m 3 /det). n = Koefisien kekasaran Manning. R = Jari-jari hidrolis saluran (m). I = Kemiringan saluran A = Luas penampang saluran (m ). Analisa Permodelan Hec-Ras Analisa hidrolika dalam pengerjaannya dilakukan dengan menggunakan program bantu. Program bantu HEC-RAS.. ini menggunakan asumsi dua jenis aliran steady atau unsteady dan akan memberikan desain dari hasil kalkulasi analisa hidrolika tersebut. Hal

3 Studi Pengendalian Banjir dan Genangan Pada Sistem Drainase Kali Pucang Sidoarjo Langkah Pengendalian Banjir Dengan Cara = 76 mm Normalisasi Sungai Jenis normalisasi sungai berdasarkan pekerjaan yang dilakukan dibagi menjadi yaitu : Perhitungan Distribusi a. Normalisasi dengan cara memperlebar Distribusi Gumbel penampang sungai. Langkah ini dapat dilakukan Jumlah Data (N) = 5 jika daerah sekitar sungai masih memiliki lahan Reduce Mean (Yn) =,5 yang cukup. Artinya tidak mengganggu tata guna Reduce Standart Deviasi (Sn) =,876 lahan yang telah ada. periode ulang tahun maka dihitung b. Menambah kedalaman sungai. Langkah [ ] ini dimaksudkan menambah kapasitas sungai dengan memperdalam sungai dari kedalaman Nilai Rata-rata awal. Standart Deviasi III. MEODOLOGI persamaan untuk distribusi Gumbel : =,6 mm abel Perhitungan Curah Hujan Rencana untuk Periode Ulang () dengan Metode Distribusi Gumbel abel Hasil Perhitungan Distribusi Gumbel ahun Yt K X Gambar Diagram Alur Pengerjaan Proposal ugas Akhir. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ANALISA HIDROLOGI Data Hujan Data curah hujan yang digunakan data pada Stasiun hujan Sidoarjo, Sumput, Klagen, Ketintang dan Watu ulis dengan data 5 tahun dari tahun 88 sampai tahun. Distribusi Log Pearson ipe III Nilai rata-rata (mean) : Standar deviasi : Faktor Frekuensi (k) : =,3 = 8,6 mm Analisa Hujan Rata-Rata DAS = W. R + W. R + W 3. R 3 + W. R + W 5. R 5 =, ,5. +,. 8 +,8. 8 +,6. 5 Hal 3

4 JURNAL HIDROEKNIK Vol. I Nomor I ahun 5 ISSN 77-3 abel 3 Perhitungan Curah Hujan Rencana untuk Periode Ulang () dengan Metode Distribusi Log Person ipe III ah un 5... S Log K Log X X Uji Kecocokan Sebaran hasil Uji Kecocokan untuk menentukan persamaan distribusi yang dipakai ditampilkan dalam abel.6. berikut : abel Kesimpulan Uji Kecocokan Uji Kecocokan Pers ama Chi - Kuadrat an N Dist N X il X D ribu h si Ket m D il a aks o ai i Gu mbe l Log Pear son 3, 6 LogR LogR n > 5, ida k Me men uhi 5, 3, Me < men uhi ipe III Sumber : Hasil Perhitungan Smirnov - Kolmogorov, 6, 7 < <, 7, 7 Ket Me men uhi Me men uhi Perhitungan Koefisien Pengaliran Gabungan = [ ] [ ] [ ] [ ] = [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] Maka didapatkan Cgabungan =,6 Perhitungan Curah Hujan Effektif Periode Ulang Perhitungan rata-rata hujan ( R t ) sampai jam ke t adalah : abel 5 Perhitungan Distribusi inggi Hujan Periode Ulang ahun Periode Ulang ahun Jam Rt Rt' R maks (mm) adalah 8,6 Ke- (mm) (mm) Rt (mm) Rt' (mm) Untuk perhitungan distribusi tinggi hujan effektif diambil contoh perhitungan pada sub catchment sekunder Pager. Luas DAS =, km R = 8,5 mm =,85 cm Koefisien Pengaliran =,6 R eff = Rt x C (koefisien pengaliran) Reff (jam ) = 6,583 x,6=,65 mm Reff (jam ) = 7,6 x,6=,765 mm Reff (jam 3) =,77 x,6=,5 mm Reff (jam ) =, x,6=,3 mm Reff (jam 5) = 8,56 x,6=,365 mm Perhitungan Hidrograf Banjir Primer Pucang Parameter Hidrograf Nakayasu : A = 5, km = 5 ha L = 5,6 km R = mm r = jam g =,x L,7 ( L < 5 km ) =, x 5,6,7 =,55 jam p = g + (,8 x tr) =,55 + (,8 x ) =,55 jam a = 3 (untuk bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian menurun yang lambat).,3 = a x g = 3 x,55 =,76 jam p +,3 =,55 +,76 =,88 Jam p+,3 +,5,3 =,55+,76 + (,5x,76 ) =,6 Jam Hal

5 Q (m3/det) Q (m3/det) Studi Pengendalian Banjir dan Genangan Pada Sistem Drainase Kali Pucang Sidoarjo abel 6 Pada Waktu Kurva Naik ( < t < p =,55 ) t (jam) t A p, Perhitungan Debit (Q) Banjir abel 7 Pada Waktu Kurva urun (p =,55 < t < p+,3 =,88) t (jam) A = (t-p)/.3,3^a Q, 3 abel 8 Pada Waktu Kurva urun (< p+,3 +,5,3 =,6) Q p A Hidrograf Nakayasu sub catchment Pucang Q total Jam ke- Jam ke- Jam ke-3 Jam ke- Jam ke Hidrograf Metode Nakayasu Saluran Primer Pucang t (jam) Gambar Unit Hidrograf Nakayasu Periode Ulang ahun Saluran Primer Pucang t (jam) Gambar 3 Hidrograf Nakayasu Sub Catchment Pucang Dari hasil penjumlahan perhitungan debit dari anak sungai yang masuk ke saluran Primer Pucang didapat debit sebesar 3,56 m 3 /dtk ANALISA HIDROLIKA Analisa Kapasitas Sungai Perhitungan kapasitas sungai dilakukan untuk mengetahui kondisi penampang sungai di lapangan. Diketahui bahwa debit yang mengalir pada Penampang P adalah sebesar 37,3 m 3 /dtk. Hal 5

6 Gambar 3 Penampang Melintang Kali Pucang P Luas Penampang I =.5x(.+.76)x.=,3 m Luas Penampang II =.5 x. x.56 =.63 m Luas Penampang total = 3,86 m Keliling Penampang I = = 8. m Keliling Penampang II = =.6 m Keliling Penampang total = 7.7 m Jari-jari Hidrolis = Kemiringan = Kekasaran Manning =. Kecepatan = =,78 m 3 /dtk Kapasitas Sungai = V x A =,78 x 3,86 = 37,536 m 3 /dtk Permodelan Hec-Ras Dalam analisa Hec-ras digunakan unsteady flow, dan didapatkan hasil running banyak penampang yang tidak mampu menampung debit banjir yang mengalir. JURNAL HIDROEKNIK Vol. I Nomor I ahun 5 ISSN 77-3 Gambar 6 Profil memanjang sungai Langkah Pengendalian Banjir Setelah didapatkan hasil dari program bantu Hecras, maka dapat dilihat bahwa terdapat beberapa penampang sungai yang tidak mampu menampung debit yang mengalir, sehingga perlu untuk dilakukanya normalisasi. Jenis normalisasi sungai berdasarkan pekerjaan yang dilakukan dibagi menjadi yaitu: a. Normalisasi dengan cara memperlebar penampang sungai langkah ini dapat dilakukan jika daerah sekitar sungai masih memiliki lahan yang cukup. Artinya tidak mengganggu tata guna lahan yang telah ada. b. Menambah kedalaman sungai langkah ini dimaksudkan menambah kapasitas sungai dengan memperdalam sungai dari kedalaman awal. Gambar 7 Profil melintang sungai rencana Gambar Skema aliran sungai Gambar 5 Profil melintang sungai di P Gambar 8 Profil memanjang sungai rencana IV. KESIMPULAN Kesimpulan Dari uraian secara umum dan perhitungan secara teknis pada bab-bab sebelumnya dapat dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : Hal 6

7 Studi Pengendalian Banjir dan Genangan Pada Sistem Drainase Kali Pucang Sidoarjo. Kondisi yang terjadi di Kali Pucang ketika banjir dan genangan terjadi adalah : a. erjadi peluapan di saluran Kali Pucang ketika hujan dan penampang saluran tidak mampu menampung debit yang mengalir, sehingga air meluap ke daerah permukiman warga. Banjir di sekitar Kali Pucang sendiri bisa terjadi selama 8 jam lamanya. b. Banyaknya tanggul yang ambrol dikarenakan tidak mampu menahan luapan air, sehingga memperparah kondisi ketika terjadi banjir. c. Kurangnya fasilitas pengendalian banjir seperti pompa air, pintu air dan juga bosem pada anak sungai Sidokare dan Kumambang, padahal kedua anak sungai tersebut mempunyai debit besar daripada anak sungai yang lain, sehingga semakin menambah luapan banjir ke Kali Pucang. Didapatkan debit pada sungai : Sekunder Bader : 37,3 m 3 /dtk. Sekunder Pager : 7,8 m 3 /dtk. Sekunder Jogopati : 3,8 m 3 /dtk Sekunder Sidokare :,6 m 3 /dtk Sekunder Kumambang :,66 m 3 /dtk Sekunder Karangbong :,36 m 3 /dtk Sekunder Kedungguling :,5 m 3 /dtk Primer Pucang :,886 m 3 /dtk Primer Pucang :,8 m 3 /dtk Primer Pucang 3 :,75 m 3 /dtk Dan didapatkan jumlah total debit di muara Kali Pucang adalah sebesar 3,56 m 3 /dtk. Berdasarkan perhitungan dan program bantu Hec-Ras.. didapat bahwa beberapa kapsita penampang saluran Pucang tidak mampu menampung debit yang mengalir. 3. sistem pengendalian banjir yang dilakukan adalah dengan melakukan normalisasi penampang sungai pada penampang yang mengalami luapan dengan cara memperlebar sungai dan menambah kedalaman sungai, sehingga mampu menampung debit yang mengalir. Saran Saran yang diberikan adalah :. pengerukan terhadap saluran kali Pucang.. Memberikan perkuatan (plengsengan) pada sisi sungai agar tidak terkena gerusan sehingga sering terjadi ambrolnya tanggul. DAFAR PUSAKA [] Anggrahini, Ir., MSc., 5, Hidrolika Saluran erbuka, Penerbit: SRIKANDI, Surabaya. [] Bambang riatmodjo, 6, Hidrologi erapan, Penerbit : BEA OFFSE, Yogyakarta. [3] Fifi Sofia, Ir., 6, Modul Drainase. [] Robert J. Kodoatie, 3, Rekayasa Dan Manajemen Banjir Kota, Penerbit : ANDI, Yogyakarta. [5] Soemarto, CD.,, Hidrologi eknik, Penerbit:, ERLANGGA, Jakarta. [6] Suripin,, Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Penerbit: ANDI, Yogyakarta. [7] Sholeh M, 85, Diktat Hidrologi, Surabaya, IS. [8] Subarkah, 8, Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air, Penerbit: IDEA DHARMA, Bandung. Hal 7