88 JURNAL TEKNIK SIPIL, Volume III, No.. Juli 006: 88-9 KAJIAN KAPASITAS SUNGAI LOGAWA DALAM MENAMPUNG DEBIT BANJIR MENGGUNAKAN PROGRAM HEC RAS Suroso Jurusan Teknik Sipil Universitas Soedirman Purwokerto Abstrak Tujuan penelitian ini adalah mengetahui kapasitas sungai Logawa dari bendung Kediri sampai muara sungai di titik pertemuan dengan sungai Serayu dalam menampung debit banjir yang lewat untuk berbagai periode ulang. Metode yang digunakan adalah analisis hidrolika menggunakan software HEC RAS. Dengan menggunakan Software HEC RAS dilakukan penelusuran banjir sepanjang sungai Logawa dengan titik batas hulu di bendung Kediri dan titik batas hilir di muara sungai Logawa. Debit banjir di titik batas hulu didapatkan melalui analisis hidrologi menggunakan HSS GAMA I. Debit banjir ini digunakan untuk simulasi penelusuran banjir. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas sungai Logawa yang tidak mampu menampung debit banjir yang lewat berada di penggal 1000 00 m di ukur dari muara sungai Logawa di sungai Serayu (stationing 10 ). Kata kunci : kapasitas sungai Logawa, debit banjir, dan HEC RAS. PENDAHULUAN Bencana banjir menjadi fenomena rutin di musim penghujan yang merebak di berbagai daerah aliran sungai (DAS) di sebagian besar wilayah Indonesia. Jumlah kejadian banjir dalam musim hujan selama 3 tahun (001-004) terus meningkat demikian juga dengan jumlah korban manusia dan kerugian harta benda serta sarana dan prasarana umum/sosial, prasarana transportasi dan prasarana pertanian/pengairan (Soenarno, 004). Selain masalah curah hujan sebagai faktor penyebab, timbulnya bencana juga tidak terlepas dari adanya kerusakan ekosistem lingkungan yang terjadi di daerah aliran sungai (DAS) dan buruknya pengelolaan sumberdaya air. Adanya kerusakan lahan menyebabkan meningkatnya koefisien aliran permukaan semakin besar. Daerah hulu DAS yang merupakan daerah imbuhan akan semakin rentan terhadap kekeringan, sebaliknya daerah hilir justru rentan terhadap banjir (Nugroho, 004). Menurut Nastain dan Puwanto (003), kemungkinan kekurangan air pada musim kemarau dan banjir pada musim penghujan di kawasan kota Purwokerto dan sekitarnya terutama di hilir sungai Logawa (daerah Patikraja) akan semakin meningkat. Hal ini disebabkan telah terjadi fenomena perubahan tataguna lahan di daerah aliran sungai dari kawasan resapan menjadi kawasan terbangun akibat tekanan jumlah penduduk dengan dibangunnya kawasan pemukiman/perumahan baru maupun karena pengembangan kota dengan dibangunnya pusat perbelanjaan dan kawasan wisata. 88
Suroso, Kajian Kapasitas Sungai Logawadalam Menampung Debir Banjir 89 Banjir adalah aliran/genangan air yang menimbulkan kerugian ekonomi atau bahkan menyebabkan kehilangan jiwa (Asdak, 1995). Aliran/genangan air ini dapat terjadi karena adanya luapan-luapan pada daerah di kanan atau kiri sungai akibat alur sungai tidak memiliki kapasitas yang cukup bagi debit aliran yang lewat (Sudjarwadi, 1987). Prakiraan banjir (flood forecasting) dan peringatan dini (warning system) merupakan suatu cara untuk memprediksi banjir sebelum banjir itu terjadi dan memberitahukan kepada penduduk di sepanjang aliran sungai sampai ke hilir agar dapat meminimalkan akibat-akibatnya pada saat banjir itu benar-benar terjadi (Poospo, 000). Sehingga dampak kerugian dari bencana banjir bisa dikendalikan dan dikurangi seoptimal mungkin. Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah mengetahui kapasitas sungai Logawa dalam menampung debit banjir yang lewat untuk berbagai periode ulang, sehingga dapat diketahui daerah rawan banjir di sepanjang sungai Logawa. Sedangkan manfaat dari hasil penelitian adalah sebagai masukan kepada masyarakat untuk waspada terhadap bahaya banjir yang sewaktu-waktu dapat mengancam kehidupannya dan juga sebagai masukan kepada instansi terkait untuk keperluan pemetaan daerah rawan banjir yang terkini (up to date) di daerah Purwokerto dan sekitarnya serta langkah-langkah teknis pengendalian banjir. METODE PENELITIAN Lokasi Penelitian Lokasi penelitian berada di wilayah tangkapan air (catchmenst area) Daerah Aliran Sungai (DAS) Logawa yang secara administrasi pemerintahan berada di wilayah Kabupaten Banyumas, meliputi kecamatan: Kedungbanteng, Karanglewas, dan Patikraja. Secara geografis daerah aliran sungai Logawa mengalir dari utara (puncak gunung Slamet) menuju ke selatan (bermuara di sungai Serayu). Wilayah tersebut terletak pada 109 o 10 0" sampai 109 o 0 0" Bujur Timur dan 7 o 10 sampai 7 o 5 Lintang Selatan. DAS Logawa terdiri dari sungai utama sungai Logawa dengan beberapa anak sungai antara lain Kali Banjaran, kali Mengaji, kali Pelus yang bermata air dari dataran tinggi di sebelah utara (dataran tinggi gunung Slamet). Lebar dasar sungai utama berkisar antara 1,00 sampai 0,00 meter dan bermuara ke sungai Serayu yang mengalir di sebelah selatan Kabupaten Banyumas dan akhirnya bermuara di Samudra Indonesia (UPN Yogyakarta, 00). Data Hidrologi Data hidrologi yang digunakan sebagai data masukan untuk analisis hidrolika adalah data debit banjir. Kemudian debit banjir untuk berbagai periode ulang ini dilakukan penelusuran sepanjang sungai Logawa. Data Debit Banjir telah dilakukan pada penelitian sebelumya yaitu. Tabel 1 Debit banjir dengan berbagai periode ulang No Prob. Kala Ulang (tahun) Log Normal (m 3 /det) 1 0.500 54.089 0.00 5 1.08 3 0.100 10 50.704 4 0.067 15 560.06 5 0.050 0 600.89 6 0.0 5 631.166 7 0.033 656.596 8 0.05 696.4 9 0.00 50 77.33 10 0.010 100 83.55 (Sumber : Suroso dan Hery, 006) Analisis Hidrolika Analisis hidrolika digunakan untuk menentukan profil muka air sepanjang sungai
90 JURNAL TEKNIK SIPIL, Volume III, No.. Juli 006: 88-9 untuk setiap debit banjir di hulu sungai yang telah ditentukan. Analisis hidrolika dilakukan penelusuran profil muka air di sepanjang penggal alur sungai Logawa dari Bendung Kediri sampai di bagian hilir sungai Logawa titik pertemuan dengan sungai Serayu. Perhitungan profil muka air dilakukan dengan model matematik untuk membuat simulasi keadaam aliran maupun untuk mendapatkan parameter hidrolik yang diperlukan. Perhitungan aliran dengan model matematik adalah perhitungan yang didasarkan pada formulasi dari hasil hubungan matematik berdasarkan prinsip-prinsip hidrolika yang dikenal. Dalam penelitian ini simulasi matematik menggunakan program HEC-RAS. HEC-RAS (004) adalah program komputer yang dikembangkan oleh Bill S. Eichert dari The Hydrologic Engineering Center, US Army Corps of Engineers. HEC-RAS memiliki kemampuan untuk melakukan perhitungan profil muka air pada aliran permanen (steady flow) dan tidak permanen (unsteady flow) serta dilengkapi dengan analisis transportasi sedimen dan desain bangunan air. Dalam penelitian ini analisis yang digunakan adalah analisis aliran satu dimensi untuk aliran permanen (steady flow) berubah lambat laun. garis energi α 1 V 1 /g he garis muka air α V /g Z 1 Z elevasi acuan Gambar 1. Skema hidrolika aliran. Prosedur hitungan didasarkan pada penyelesaian persamaan konservasi energi 1 D dengan kehilangan tinggi energi oleh kekasaran alur dinyatakan dalam koefisien manning. Langkah perhitungan ini dikenal sebagai Standard Step Method (Triatmodjo, 1995; Anggahini, 1997), yaitu menghitung profil muka air pada setiap penampang melintang yang diselesaikan dengan metode iterasi, seperti diperlihatkan pada Gambar 1, dengan rumus sebagai berikut. α V α1v 1 WS + = WS1 + + he g g (1) α V V he = L S + C α1 1 f g g () Keterangan : WS 1, WS : elevasi muka air pada setiap penampang melintang V 1, V : kecepatan aliran rata-rata a 1, a : koefisen kecepatan aliran g : percepatan gravitasi h e : kehilangan tinggi energi L : panjang pias yang ditinjau S f : kemiringan garis energi C : koefisien ekspansi/kontraksi HASIL DAN PEMBAHASAN Geometri sungai Logawa berupa data profil memanjang dan melintang sungai dari hasil interpretasi peta topografi sungai Logawa yang diperoleh dari Dinas Pengairan Pertambangan dan Energi Kabupaten Banyumas. Koefisien kekasaran manning (n) dapat ditentukan dengan cara pengukuran lapangan. Sehubungan dengan data pengukuran di lapangan tidak ada, maka dalam penelitian ini koefisien kekasaran manning ditentukan berdasarkan kondisi dan kenampakkan material alur sungai kemudian dilihat pada literatur, dicari besarnya koefisien kekasaran manning yang sesuai dengan kondisi alur sungai dan daerah bantaran. Angka koefisien manning ditetapkan sebesar 0,03. Besarnya koefisien kontraksi dan ekspansi dipengaruhi oleh bagaimana sifat peralihan luas tampang, baik penyempitan maupun perluasan. Dalam penelitian ini diambil nilai konstraksi
Suroso, Kajian Kapasitas Sungai Logawadalam Menampung Debir Banjir 91 sebesar 0,1 dan nilai koefisien ekspansi sebesar 0,3. Hal ini dikarenakan kondisi sungai Logawa mempunyai peralihan luas tampang secara perlahan. Debit sungai yang terpakai adalah hasil keluaran HSS GAMA I dengan distribusi log normal. Pada perhitungan ini kondisi batas hulu adalah bendung Kediri dan kondisi batas hilir adalah kondisi kritis di pertemuan antara Sungai Logawa dan Sungai Serayu. Dari analisis hidrolika menggunakan Program HEC-RAS diperoleh profil muka air sungai Logawa dari Bendung Kediri sampai hilir pertemuan dengan sungai Serayu untuk periode ulang, 5, 10, 15, 0, 5,,, 50 dan 100 tahun seperti tampak pada Gambar berikut. Gambar 4. Potongan melintang sungai Logawa (stasioning 4).0.5.0.5.0.5.0 RS = 4.5-60 - -0 0 0 60 80 RS = 0 0 80 0 35-60 - -0 0 0 70 60 50 LOB ROB Gambar 5. Potongan melintang sungai Logawa (stasioning ) RS = 0 43 0 4 41 0 000 00 6000 8000 10000 Main Channel Distance (m) Gambar Profil muka air banjir sungai Logawa Penggal sungai yang tidak mampu menampung debit banjir adalah penggal 1000 m sampai 00 m dari hilir sungai (stasioning 10- ) atau tepatnya di daerah Patikraja. Sehingga daerah ini merupakan daerah rawan banjir. -0-10 0 10 0 50 60 Gambar 6. Potongan melintang sungai Logawa (stasioning 0) RS = 17 43 60 0 4 41 0 50 LOB ROB 11 1 13 14 16 17 18 19 0 1 3 4 5 6 7 8 9 31 1000 1500 000 500 00 35-60 -50 - - -0-10 0 10 0 Main Channel Distance (m) Gambar 3. Profil muka air debit banjir sungai Logawa sepanjang 000 m (stasioning 10-) Gambar 7. Potongan melintang sungai Logawa (stasioning 17)
9 JURNAL TEKNIK SIPIL, Volume III, No.. Juli 006: 88-9 KESIMPULAN Kapasitas sungai Logawa sebagian besar masih mampu menampung debit banjir yang lewat. Daerah rawan banjir berada di penggal 1000 00 m dari hilir sungai Logawa pertemuan dengan sungai Serayu. DAFTAR PUSTAKA Asdak, C. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. 1995 Anggrahini. Hidrolika Saluran Terbuka, CV. Citra Media, Surabaya. 1977 Nastain dan Purwanto. Pengaruh Alih Fungsi Lahan kawasan Baturraden Terhadap Debit Air Sungai Banjaran, Jurnal Ilmiah Unsoed ( No.3, Edisi November 003), Lembaga Penelitian, Unsoed, Purwokerto. 003 Nugroho. Peran Teknologi dalam pengelolaan Sumberdaya Air dan Mitigasi Bencana di Indonesia, Prosiding Seminar Nasional Hari Air Sedunia 004, Jakarta. 004 Poospo. Sistem Prakiraan Banjir dan Peringatan Dini, Bahan Training Pengelolaan Banjir dan Kekeringan BPSDA Wilayah Pemali, Direktorat Pendayagunaan dan Pemanfaatan Sumberdaya Air, Direktorat Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta. 000 Sudjarwadi. Teknik Sumber Daya Air, Pusat Antar Universitas (PAU) Ilmu Teknik, UGM, Yogyakarta. 1987 Suroso dan Hery Awan Susanto. Analisis Hidrologi Untuk Prakiraan Banjir Sungai Logawa Hilir, Jurnal Ilmiah Unsoed ( No., Edisi Juli 006), Lembaga Penelitian, Unsoed, Purwokerto.006 Soenarno. Penyelenggaraan Penanggu langan Bencana Alam dan Partisipasi Masyarakat, Prosiding Seminar Nasional Hari Air Sedunia 004, Jakarta.004 Triatmodjo, B. Hidraulika II, Beta Offset, Yogyakarta.1995 UPN Yogyakarta.Penyusunan Wilayah Zonasi Pertambangan Sepanjang Sungai Logawa, Laporan Akhir Proyek, Dinas Pengairan Pertambangan dan Energi, Kabupaten Banyumas, Purwokerto.00 U.S. Army Corps of Engineers Hydrologic Engineering Center.Technical Reference, HEC-RAS River Analysis System, Davis, California.004 U.S. Army Corps of Engineers Hydrologic Engineering Center. User s Manual, HEC- RAS River Analysis System, Davis, California.004