Mahasiswa Teknik Pengairan, 2 Dosen Teknik Pengairan -,

Transkripsi

1 KAJIAN PENGENDALIAN BANJIR SISTEM SUNGAI ALOPOHU KABUPATEN GORONTALO PROPINSI GORONTALO Bayu Akbar Krisnamukti Handanaputra 1, Heri Suprijanto 2, Dian Sisinggih 2 1 Mahasiswa Teknik Pengairan, 2 Dosen Teknik Pengairan bayuakbark@gmail.com, -, suikoken@gmail.com ABSTRAK Skripsi ini bertujuan untuk merencanakan bangunan pengendali banjir sepanjang sistem Sungai Alopohu yang diharapkan nantinya dapat mengurangi kerugian akibat banjir yang terjadi di aliran Sungai Alopohu. Adapun manfaatnya adalah diperolehnya suatu usaha penanggulangan banjir yang bisa mengurangi dampak negatif banjir sungai tersebut terhadap wilayah studi khususnya dampak negatif terhadap masyarakat setempat.. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, diketahui daerah yang mengalami banjir yaitu Sungai Alopohu, Pohu dan Reksonegoro. Maka direncanakan tanggul pada Sungai Reksonegoro dengan tinggi bervariasi antara 1-2,8 meter dan kemiringan lereng 1:1,5. Pada Sungai Pohu tanggul direncanakan dengan tinggi bervariasi antara 1-2,5 meter dan kemiringan lereng 1:1,5. Pada Sungai Alopohu tanggul direncanakan dengan tinggi bervariasi antara 1-4 meter dan kemiringan lereng 1:1,5. Setelah dilakukan upaya pengendalian banjir seperti pembuatan tanggul, maka kapasitas tampungan Sungai Reksonegoro, Pohu, dan Alopohu mampu menampung debit banjir rancangan sampai dengan kala ulang 25 tahun. Untuk analisis stabilitas lereng tanggul di software GeoStudio 07 digunakan dengan metode Bishop. Dari analisa tersebut didapatkan angka keamanan yang memenuhi persyaratan teknis untuk keamanan tubuh tanggul. Kata kunci : Sistem Sungai Alopohu, Gorontalo, HEC-RAS 4.1.0, stabilitas lereng. ABSTRACT This study aims to design flood control buildings along Alopohu River System in order to minimize losses due to floods. As for the benefit from the study is to obtain a flood mitigation that minimizes the negative impacts of the floods within the study area, particularly negative impact on local communities. Based on HEC-RAS analysis, some existing cross sections was overflowed on Alopohu, Pohu dan Reksonegoro Rivers. The Embankment is chosen to prevent the overflow, with the height varies between 1-2,8 metres on Reksonegoro River, 1-2,5 metres on Pohu River, and 1-4 metres on Alopohu River. The embankment slope factor is designed on 1:1. Based on river simulation in HEC-RAS after the embankment is designed, it was found that the storage capacity of Reksonegoro, Pohu, dan Alopohu River were able to accomodate the designed flood discharge until Q 25. SLOPE/W GeoStudio 07 was used for embankment slope stability analysis with Bishop method to find the safety factors that meet the technical requirements for embankment construction safety. Keywords : Alopohu River System, Gorontalo, HEC-RAS 4.1.0, Slope stability. 1

2 1. PENDAHULUAN Sungai Alopohu terletak di Kabupaten Gorontalo Propinsi Gorontalo. Banjir yang sering terjadi di Sungai Alopohu merupakan salah satu dampak yang terjadi akibat kerusakan yang terjadi morfologi Sungai Alopohu. Jika hujan turun cukup deras maka aliran sungai ini bisa meluap dan membanjiri atau menggenangi daerah yang terdapat di sekitar sungai tersebut. Gambar 1. Lokasi Daerah Studi Mengingat arti penting dari daerah yang akan dilindungi tersebut dan maka perlu dilakukan studi dan perencanaan teknis penanggulangan banjir yang disebabkan oleh sungai-sungai tersebut. Alur Sistem Sungai Alopohu yang dimaksud dalam studi ini adalah alur-alur sungai yang bermuara ke Sungai Alopohu yang terdiri dari Sungai Alo, Pulubala, Reksonegoro, dan Pohu. Tujuan dari studi ini adalah merencanakan bangunan pengendali banjir yang diharapkan dapat mengurangi kerugian akibat banjir yang terjadi di aliran Sungai Alopohu. Adapun manfaatnya adalah dapat diperolehnya suatu usaha penanggulangan banjir yang bisa mengurangi dampak negatif banjir sungai tersebut terhadap wilayah studi dan masyarakat setempat. 2. KAJIAN PUSTAKA Analisa Debit Banjir Rancangan Dalam menentukan debit banjir rancangan, perlu didapatkan harga suatu intensitas curah hujan. Intensitas curah hujan adalah ketinggian yang terjadi pada suatu kurun waktu dimana air tersebut berkonsentrasi. Analisis intensitas curah hujan ini dapat diproses dari data curah hujan yang telah terjadi dimasa lampau melalui pencatatan curah hujan otomatis (Automatic Rainfall Recorder, ARR). Intensitas curah hujan dinotasikan dengan huruf I dengan satuan (mm/jam), yang artinya tinggi curah hujan yang terjadi sekian mm dalam kurun waktu per jam. Intensitas curah hujan secara teoritis menurut Mononobe dapat dirumuskan sebagai berikut (Sosrodarsono, 1980: 40) 2 3 R t R t. t T dengan: Rt = intensitas curah hujan dalam T jam (mm/jam) R = curah hujan efektif dalam 1 hari (mm/hari) T t = waktu hujan dari awal sampai jam ke T (jam) = waktu konsentrasi hujan (jam) a. Koefisien Pengaliran Koefisien pengaliran adalah suatu variabel yang didasarkan pada kondisi daerah pengaliran dan karakteristik hujan yang jatuh di daerah tersebut. Berdasarkan analisa tata guna lahan pada daerah aliran sungai tersebut, maka koefisien pengaliran didapatkan sebesar 0,70. b. Hidrograf Banjir Rancangan Satuan Sintetik Nakayasu Untuk memperkirakan debit banjir yang akan terjadi dapat dilakukan analisis Rainfall (Runoff Model) dengan metode HSS- Nakayasu. Persamaan umum Hidrograf Satuan sintetik Nakayasu adalah sebagai berikut (Soemarto,1987): A* Ro QP 3,6*(0,3* TP T 0.3 ) dengan: = debit puncak banjir (m3/det), Q P R 0 TP = hujan satuan (mm), = tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam), T0,3 = waktu yang diperlukan dari debit puncak sampai menjadi % dari debit puncak. 2

3 Bagian lengkung naik (rising limb) hidrograf satuan mempunyai persamaan: t Q a QP dengan: TP Q a = limpasan sebelum mencapai debit puncak (m 3 /dtk), T = waktu, = debit puncak (m 3 /dtk). Q p Bagian lengkung turun (decreasing limb) Untuk, Q d > 0,3 Q p t T 0.3 Q 0,3 T d QP Untuk, 0,3.Q p > Q d > 0,32Q p P t T 0,5T P 0.3 1,5T0.3 Qd QP 0,3 Untuk, 0,32Q p > Q d Q d Q P 0,3 t T 1.5T P 2T T 0.3 =. Tg dengan ketentuan: - untuk daerah pengaliran biasa = 2, - untuk bagian naik hidrograf yang lambat dan bagian menurun yang cepat = 1,5 - untuk bagian naik hidrograf yang cepat dan bagian menurun yang lambat = 3. Tenggang waktu, T p = tg + 0,8 tr Untuk: L < 15 km tg = 0,21 L 0.7 L > 15 km tg = 0,4 + 0,058 L dengan: L = panjang sungai (km), Tg = waktu konsentrasi (jam), tr = 0,5 tg sampai tg. Dari hasil perhitungan hidrograf satuan akan didapat suatu bentuk satuan hidrograf yang mendekati dengan sifat aliran banjir sungai yang ada, yang selanjutnya hidrograf banjir untuk berbagai kala ulang dapat dihitung dengan mempergunakan persamaanpersamaan yang ada pada salah satu metode yang sesuai tersebut di atas. Hidrograf banjir untuk berbagai kala ulang dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut (Harto, 1993). 2.4 Q k =U 1 R i +U 2 R i - 1 +U 3 R i-2 + +U n R i-n +1+Bf dengan : Q k = Ordinat hidrograf banjir pada jam ke k Un = Ordinat hidrograf satuan Ri = Hujan netto (efektif) pada jam ke I Bf = Aliran dasar (base flow) Analisa Hidrolika Analisa hidrolika diperlukan untuk mengetahui karakteristik maupun profil muka air yang terjadi di saluran rencana pada daerah studi. HEC RAS 4.1 digunakan untuk mempermudah menghitung profil muka air, kecepatan aliran air, maupun bilangan Froude dalam studi ini. Hasil analisa HEC RAS ini dapat digunakan untuk mengetahui daerah yang kapasitas debit atau alirannya terlimpas sehingga terjadi banjir. Tanggul Tanggul merupakan bangunan yang berada diantara aliran sungai yang bertujuan untuk menahan aliran air sungai agar tidak menuju ke wilayah permukiman ataupun lahan yang tidak memerlukan pengaliran air sungai. Dalam hal ini tanggul berfungsi menjaga lingkungan dari limpasan air sungai yang melebihi aliran normal. Tabel 1. Ketentuan tinggi jagaan dan lebar standar tanggul. Debit Banjir Rancangan No Jagaan Lebar Mercu (m 3 /dt) (m) (m) 1 Kurang dari atau lebih 2 7 Sumber : Sosrodarsono, Suyono, 1985:87 Bahan yang sangat cocok untuk pembangunan tanggul adalah tanah dengan karakteristika sebagai berikut (Sosrodarsono, Suyono, 1985: 90) : - Dalam keadaan jenuh air mampu bertahan terhadap gejala gelincir dan longsor. - Pada waktu banjir yang lama tidak rembes atau bocor. - Penggalian, transportasi dan pemadatannya mudah. - Tidak terjadi retak yang membahayakan kestabilan tubuh tanggul. 3

4 - Bebas dari bahan-bahan organis, seperti akar-akaran, pohon-pohonan dan rumputrumputan. Stabilitas Tanggul a. Formasi Garis Depresi Bila tedapat aliran rembesan di dalam tubuh tanggul, maka untuk menganalisa aliran rembesan diperlukan suatu formasi garis depresi dengan menggunakan metode Casagrande. (Sosrodarsono, 1981 :156) Gambar 2. Garis depresi pada bendungan homogen (sesuai dengan garis parabola) Sumber : Sosrodarsono, 1977:156 b. Analisa Stabilitas Lereng Tanggul Analisa Stabilitas Lereng Tanggul pada studi ini menggunakan program SLOPE/W Geostudio 07 dengan metode Bishop. Metode Bishop memperkenalkan suatu penyelesaian yang lebih teliti daripada metode irisan yang sederhana. Dalam metode ini, pengaruh gaya - gaya pada sisi tepi tiap irisan diperhitungkan. 3. DATA DAN ANALISA Data Pendukung Kajian Dalam penanganan masalah banjir diperlukan beberapa data-data sekunder yang meliputi: 1. Peta Daerah Aliran Sungai Alopohu 2. Peta Daerah Aliran Sungai Alopohu dan peta lokasi pengukuran yang digunakan dalam kajian ini diperoleh Proyek Pengukuran Sungai Alopohu. 3. Data Curah Hujan 4. Stasiun hujan yang digunakan dalam kajian ini adalah Stasiun Jalaludin. Stasiun Alo Isimu dan Stasiun Pohu Bongomeme tahun Data Pengukuran Penampang Sungai 6. Data penampang memanjang dan melintang sungai sepanjang 90.2 Km. Metodologi Adapun langkah-langkah penyusunan kajian ini adalah sebagai berikut: Distribusi Lainnya Tidak Data Hujan Stasiun Curah Hujan Rerata Daerah Curah Hujan Rancangan Uji Frekuensi Ya Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu Debit Banjir Rancangan Mulai Data Topografi, Luas DAS, Tata Guna Lahan Data Karakteristik Sungai & Geologi Analisa Profil Aliran Kondisi Eksisting Kapasitas Sungai Mencukupi Ya Tidak Alternatif Pengendalian Banjir Analisa Profil Aliran Kondisi Rencana Tidak Kapasitas Sungai Rencana Kesimpulan dan saran Ya Selesai Gambar 4. Diagram alir pengerjaan studi Gambar 3. Metode irisan Bishop yang disederhanakan: (a) Gaya - gaya yang bekerja pada irisan nomor n, (b) Poligon gaya untuk keseimbangan. Sumber : Das, BM, 1994: HASIL DAN PEMBAHASAN Curah Hujan Rancangan Untuk perhitungan curah hujan rancangan dipakai metode Log Pearson Type III, dengan alasan bahwa metode ini dapat dipakai untuk semua macam sebaran satu atau tidak ada ketentuan mengenai besarnya harga parameter statistik, yaitu Cs dan Ck. 4

5 Perhitungan curah hujan rancangan Stasiun Hujan Jalaluddin selengkapnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 2. Curah Hujan Rancangan Metode Log Pearson Type III Kala Ulang CH Rancangan Tr Xt (tahun) (mm) Sumber : Hasil Perhitungan Perhitungan Debit Banjir Rancangan Sistem Sungai Alopohu terdiri dari beberapa sungai yang bertemu di Sungai Alopohu dan akhirnya bermuara di Danau Limboto. Skema sungai di bawah ini menggambarkan berbagai variasi jangkauan sungai yang saling berhubungan. Pada program HEC-RAS, skema sistem sungai merupakan data awal yang dibutuhkan sebelum data lain dimasukkan. Gambar 5. Skema Sistem Sungai Alopohu Untuk menentukan besarnya debit banjir rancangan yang akan dijadikan masukan pada program HEC-RAS digunakan metode Nakayasu, rekapitulasi debit banjir rancangan HSS Nakayasu untuk tiap sungai dijelaskan pada Tabel 3 berikut ini: Tabel 3. Rekapitulasi Debit Banjir Rancangan HSS Nakayasu No Sungai Debit Alo Hulu Alo Hilir Pulubala hulu Pulubala Hilir Alo 1 Hilir Reksonegoro Hulu Reksonegoro Inflow Reksonegoro Inflow Reksonegoro Hilir Alo 2 Hilir Pohu Hulu Pohu Hilir Alopohu Inflow Sumber : Hasil Perhitungan Hasil Running HEC-RAS Dari hasil running HEC-RAS dapat diketahui diketahui sungai yang mengalami banjir adalah Sungai Reksonegoro, Sungai Pohu dan Sungai Alopohu. Dengan debit kala ulang 25 tahun, hampir di sepanjang penampang aliran sungai Reksonegoro, Pohu, dan Alopohu terjadi luapan. Hal tersebut ditunjukkan oleh Gambar 6 di mana kapasitas sungai sudah tidak mampu lagi menampung debit banjir dengan kala ulang tersebut Pulubala Alo Alo Reksonegoro Alo Pohu : Daerah Limpasan Banjir Alopohu Bank Sta Gambar 6. Daerah Banjir pada Sistem Sungai Alopohu 6 5

6 Alo Sungai Alo Rksonegoro S Reksonegoro Gambar 7. Profil muka air Sungai Alo Gambar 11. Profil muka air Sungai Reksonegoro Alo S Alo1 Pohu Sungai Pohu Gambar 8. Profil muka air Sungai Alo Gambar 12. Profil muka air Sungai Pohu Alo S Alo Gambar 9. Profil muka air Sungai Alo 2 Pulubala S Pulubala Gambar 10. Profil muka air Sungai Pulubala Alopohu S Alopohu Gambar 13. Profil muka air Sungai Alopohu Perencanaan Tanggul Sebelum merencanakan tanggul terlebih dahulu harus diperhatikan dengan teliti situasi sungai, sehingga dalam perencanaan pembuatan tanggul terutama penempatan tanggul akan sesuai dengan situasi sungai sesungguhnya dan juga tidak mengganggu masyarakat sekitar. Kondisi Sungai Setelah Direncanakan Tanggul Setelah direncanakan Tanggul di bagianbagian yang mengalami luapan Sungai Reksonegoro, Sungai Pohu dan Sungai Alopohu, dapat diketahui bahwa kapasitas 6

7 tampungan sungai mencukupi untuk aliran debit rancangan dengan kala ulang 25 tahun Station (m) Gambar 13. Kondisi Sungai Reksonegoro setelah dibangun tanggul pada patok Station (m) Gambar 14. Kondisi Sungai Pohu setelah dibangun tanggul pada patok Station (m) Levee Bank Sta Levee Bank Sta Levee Bank Sta Gambar 15. Kondisi Sungai Alopohu setelah dibangun tanggul pada patok Stabilitas Lereng Tanggul Rencana Beriku perhitungan stabilitas lereng tanggul dengan menggunakan program GeoStudio 07 yang dalam perhitungannya menggunakan metode Bishop untuk material timbunan tanah homogen dengan parameter tanah seperti yang tersaji dalam Tabel 4 berikut ini. Tabel 4. Parameter Material Timbunan Tanggul Pohu No Parameter Material Timbunan 1 g sat g/cm³ =.9 kn/m³ 2 g dry g/cm³ = kn/m³ 3 C kg/cm² = kpa 4 ᶲ 17⁰50'" ⁰ = 17.8 ⁰ Sumber : Data Mekanika Tanah Berikut ini ini disajikan rekapitulasi Safety Factor Tanggul Rencana stabilitas pada tanggul pada pada kondisi kosong, banjir, gempa, dan tanpa gempa: 7 Tabel 5. Rekapitulasi Safety Factor Tanggul Rencana Stabilitas Tanggul Sungai Alopohu Patok (Tanpa Gempa) No Kondisi SF SF Kritis Keterangan 1 Hulu Kosong Aman 2 Hulu Banjir Aman 3 Hilir Kosong Aman 4 Hilir Banjir Aman Stabilitas Tanggul Sungai Alopohu Patok (Gempa) No Kondisi SF SF Kritis Keterangan 1 Hulu Kosong Aman 2 Hulu Banjir Aman 3 Hilir Kosong Aman 4 Hilir Banjir Aman Sumber : Analisis Slope W - GeoStudio KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa yang dilakukan pada bab sebelumnya, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada kondisi eksisting banyak penampang Sistem Sungai Alopohu terutama pada daerah hilir sudah tidak dapat menampung debit banjir yang terjadi sehingga diperlukan upaya perbaikan untuk mengendalikan luapan air sungai yang akan mengakibatkan banjir. Untuk perencanaan digunakan debit dengan kala ulang 25 tahun. pada debit ini patok di yang mengalami luapan akibat tidak mampunya menampung debit yaitu: a. Sungai Reksonegoro Patok P.1 sampai P.25, P.27, P.29, P.31 sampai P.37,5 b. Sungai Pohu P1 sampai P.,5 c. Sungai Alopohu Patok P.11 sampai P.17, P.19, P., P. sampai P.35, P.36 sampai P.45, dan P Berdasarkan analisa awal, perencanaan Tanggul direncanakan: a. Pada Sungai Reksonegoro untuk pembuatan tanggul kiri direncanakan dengan tinggi bervariasi antara 1-2,6 meter dan kemiringan talud 1:1,5. Tanggul tertinggi terletak pada patok P.14 dengan tinggi 2,6 meter. Untuk pembuatan tanggul kanan direncanakan dengan tinggi bervariasi antara 1-2,8 meter dan kemiringan talud 1:1,5. Tanggul tertinggi terletak pada patok P.10 dengan tinggi 2,8 meter b. Pada Sungai Pohu untuk pembuatan tanggul kiri direncanakan dengan tinggi bervariasi antara 1-2,5 meter dan

8 kemiringan talud 1:1,5. Tanggul tertinggi terletak pada patok P.13 dengan tinggi 2,5 meter. Untuk pembuatan tanggul kanan direncanakan dengan tinggi bervariasi antara 1-2,5 meter dan kemiringan talud 1:1,5. Tanggul tertinggi terletak pada patok P.13 dengan tinggi 2,5 meter c. Pada Sungai Alopohu untuk pembuatan tanggul kiri direncanakan dengan tinggi bervariasi antara 1-3,5 meter dan kemiringan talud 1:1,5. Tanggul tertinggi terletak pada patok P.40 dengan tinggi 3,5 meter. Untuk pembuatan tanggul kanan direncanakan dengan tinggi bervariasi antara 1-4 meter dan kemiringan talud 1:1,5. Tinggi tanggul tertinggi terletak pada patok P. dengan tinggi 4 meter. 3. Setelah dilakukan upaya pengendalian banjir seperti pembuatan tanggul, maka kapasitas tampungan dari Sungai Reksonegoro, Pohu, dan Alopohu mampu menampung debit sampai dengan kala ulang 25 tahun. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 10. Hydraulic Reference Manual HEC-RAS California: U.S. Army Corps of Engineers. Chow, Ven Te Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga. Das, Braja M Mekanika Tanah. Jakarta: Erlangga. Harto Br, Sri Analisis Hidrologi. Jakarta: Penerbit Gramedia. Soemarto, CD Hidrologi Teknik. Surabaya: Usaha Nasional. Sosrodarsono, Suyono dan K. Takeda Bendungan Type Urugan. Jakarta: PT. Pradnya Paramita Sosrodarsono, S. dan K. Takeda Hidrologi untuk Pengairan. Jakarta: PT. Pradnya Paramita. Sosrodarsono, S. dan M. Tominaga Perbaikan dan Pengaturan Sungai. Jakarta: PT. Pradnya Paramita. 8

9 LEMBAR PERSETUJUAN KAJIAN PENGENDALIAN BANJIR SISTEM SUNGAI ALOPOHU KABUPATEN GORONTALO PROPINSI GORONTALO JURNAL ILMIAH Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T) Disusun Oleh : BAYU AKBAR KRISNAMUKTI HANDANAPUTRA NIM Menyetujui : Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Heri Suprijanto, MS. NIP Dian Sisinggih, ST., MT., PhD. NIP

10 KAJIAN PENGENDALIAN BANJIR SISTEM SUNGAI ALOPOHU KABUPATEN GORONTALO PROPINSI GORONTALO JURNAL ILMIAH Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T) Disusun Oleh : BAYU AKBAR KRISNAMUKTI HANDANAPUTRA NIM KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK MALANG 14