ANALISIS DEBIT BANJIR DAN TINGGI MUKA AIR BANJIR SUNGAI SARIO DI TITIK KAWASAN CITRALAND Dewi Parwati Suadya Jeffry S. F. Sumarauw, Tiy Maaoma Fakultas Tekik Jurusa Sipil Uiversitas Sam Ratulagi Maado Email:dewisuadya@gmail.com ABSTRAK Sugai Sario adalah salah satu sugai di kota Maado, Sulawesi Utara, bermuara di Teluk Maado, memiliki pajag kurag lebih 15 km, da merupaka salah satu sugai yag rawa terhadap bajir. Sugai ii melitasi kawasa perumaha Citralad da perah terjadi bajir di kawasa perumaha ii akibat luapa air sugai Sario. Aalisis curah huja recaa dihitug dega megguaka metode Log Pearso III. Utuk meghitug debit bajir sugai Sario di titik kawasa Citralad ii diguaka data curah huja di stasiu Wiagu da stasiu Tioor dega periode pecatata tahu 1996 s/d 2015. Utuk perhituga debit bajir megguaka program HEC-HMS da utuk perhituga tiggi muka air megguaka program HEC-RAS. Dari hasil aalisis, debit bajir recaa dega berbagai kala ulag megguaka program HEC- HMS memberika hasil yag beragam. Da utuk hasil tiggi muka air yag megguaka program HEC-RAS pada kala ulag 5 tahu tidak ada air yag meluap di setiap titik, kala ulag 10 tahu air yag meluap pada titik P72, P73, da P74, kala ulag 50 tahu da 100 tahu air yag meluap pada titik P72, P73, P74, P75, P76, da P77. Kata Kuci : Debit Bajir Recaa, Tiggi Muka Air, HEC-HMS, HEC-RAS PENDAHULUAN Latar Belakag Bajir merupaka becaa alam yag serigkali terjadi di musim peghuja yag merebak di berbagai Daerah Alira Sugai (DAS) di sebagia besar wilayah Idoesia. Bajir adalah suatu kodisi dimaa terjadi peigkata debit air sugai sehigga meluap da meggeagi daerah sekitarya. Adapu jumlah kejadia bajir dalam musim huja selama beberapa tahu terakhir ii terus meigkat, da meyebabka berbagai kerugia bagi masyarakat yag terkea becaa ii. Sugai Sario adalah salah satu sugai di kota Maado, Sulawesi Utara, bermuara di Teluk Maado, memiliki pajag kurag lebih 15 km, da merupaka salah satu sugai yag rawa terhadap bajir. Beberapa kali terjadi bajir di sugai ii da yag palig parah terjadi pada awal tahu 2014 dimaa terjadi bajir badag da telah meyebabka kerugia yag cukup besar bagi masyarakat yag tiggal di sekitar sugai Sario. Kawasa perumaha Citralad merupaka salah satu daerah yag dilewati sugai Sario yag juga pada saat itu tidak luput dari luapa air sugai Sario, sehigga meyebabka beberapa rumah di kawasa perumaha ii teredam bajir. Sebelumya juga sudah beberapa kali terjadi bajir di kawasa ii. Kejadia bajir yag serig terjadi di kawasa perumaha Citralad pada saat musim peghuja tetuya telah meresahka masyarakat khususya yag tiggal di kawasa perumaha tersebut. Dari permasalaha yag terjadi, utuk meguragi resiko terjadiya kerusaka akibat bajir dibutuhka upaya pegedalia bajir. Perecaaa pegedalia bajir di suatu DAS dapat dilakuka dega baik apabila debit bajir recaa diketahui. Oleh karea itu, diperluka aalisis hidrologi utuk kajia terhadap debit bajir recaa di wilayah DAS tersebut serta perlu aalisis kapasitas peampag sugai Sario di titik kawasa Citralad dimaa aalisis hidrolika sugai ii dimaksudka utuk megaalisis profil muka air bajir di sugai dega berbagai kala ulag dari debit bajir recaa. Sebagai tidak lajut dari hal di atas maka dibuat suatu Karya Peelitia dega judul: Aalisis debit bajir da tiggi muka air bajir Sugai Sario di titik kawasa Citralad. 143
Rumusa Masalah Kejadia bajir yag serig terjadi pada sugai Sario di titik kawasa Citralad membutuhka adaya perecaaa pegedalia bajir. Utuk kebutuha perecaaa pegedalia bajir, perlu dilakuka aalisis debit bajir recaa da tiggi muka air bajir sugai Sario di titik kawasa Citralad. Pembatasa Masalah Dalam peulisa skripsi ii, masalah dibatasi pada: 1.Titik kotrol DAS di kawasa perumaha Citralad. 2.Aalisis hidrologi megguaka data huja haria maksimum selama 20 tahu. 3.Kala ulag recaa pada 5, 10, 50, 100 tahu. 4.Metode yag diguaka: utuk aalisis hidrologi megguaka program HEC-HMS utuk medapatka besara debit bajir recaa, sedagka utuk aalisis hidrolika megguaka program HEC-RAS utuk medapatka tiggi muka air bajir. Tujua Peelitia Tujua yag hedak dicapai dalam peelitia ii adalah medapatka besara debit bajir da tiggi muka air bajir dega berbagai kala ulag. Mafaat Peelitia Mafaat peelitia ii yaitu dapat memberika iformasi kepada pihak yag memerluka sebagai referesi utuk peelitia lajut. Metode Peelitia Metode peelitia yag diguaka dalam peelitia ii adalah: 1.Idetifikasi masalah Megidetifikasi masalah-masalah yag terjadi pada daerah peelitia. 2.Studi literatur Studi literatur dilakuka utuk medapat pegetahua da ladasa teori yag aka diguaka dalam peulisa skripsi ii. 3.Pegumpula data Utuk megetahui kodisi umum di lapaga serta megidetifikasi masalah yag terjadi. Megumpulka data-data yag diperluka dalam peulisa skripsi ii. 4.Aalisis da pembahasa terhadap data yag diperoleh. 5.Membuat kesimpula da sara. LANDASAN TEORI Siklus Hidrologi Siklus hidrologi merupaka proses berkelajuta dimaa air bergerak dari bumi ke atmosfer da kemudia kembali ke bumi. Air di permukaa taah da laut meguap ke udara. Uap air tersebut bergerak da aik ke atmosfer, yag kemudia megalami kodesasi da berubah mejadi titik air yag berbetuk awa. Selajutya titik-titik air tersebut jatuh sebagai huja ke permukaa laut da darata. Huja yag jatuh sebagia tertaha oleh tumbuhtumbuha (itersepsi) da selebihya sampai ke permukaa taah. Sebagia air huja yag sampai ke permukaa taah aka meresap ke dalam taah (ifiltrasi) da sebagia laiya megalir di atas permukaa taah (alira permukaa atau surface ruoff) megisi cekuga taah, daau, da masuk ke sugai da akhirya megalir ke laut. Air yag meresap ke dalam taah sebagia megalir di dalam taah (perkolasi) megisi air taah yag kemudia keluar sebagai mata air.atau megalir ke sugai. Akhirya alira air di sugai aka sampai ke laut. Proses tersebut berlagsug terus meerus yag disebut dega siklus hidrologi. Daerah Alira Sugai Sri Harto megemukaka Daerah Alira Sugai (DAS) merupaka daerah yag dimaa semua airya megalir ke dalam suatu sugai yag dimaksudka. Aalisis Frekuesi Aalisis frekuesi adalah suatu aalisis data hidrologi dega megguaka statistika yag bertujua utuk memprediksi suatu besara huja atau debit dega masa ulag tertetu. Parameter Statistik Aalisis parameter statistik yag diguaka dalam aalisis data hidrologi yaitu: cetral tedecy, stadar deviasi, koefisie variasi, kemecega (skewess) da koefisie pucak. a. Pegukura Cetral Tedecy Pegukura cetral tedecy adalah pegukura yag mecari ilai rata-rata kumpula variabel (mea). X = 1 xi i=1.......(1) Utuk perhituga ilai Log maka persamaa di atas harus diubah dahulu ke dalam betuk logaritmik. 144
Log X = 1 i=1 xi...(2) b. Stadar Deviasi Stadar deviasi adalah suatu ilai pegukura dispersi terhadap data yag dikumpulka. S = Slog = i=1 (xi x)² 1.....(3) i=1(log xi log x)² 1....(4) c. Koefisie Kemecega (Skewess) Kemecega (skewess) adalah suatu ilai yag meujukka derajat ketidaksimetria dari suatu betuk distribusi. Cs = ( 1)( 2)S³ i=1 (xi x)³...(5) Cs log= (log xi log x)³ ( 1)( 2)Slog 3 i=1 (6) d. Koefisie variasi Koefisie variasi adalah ilai perbadiga atara deviasi stadar dega ilai rata-rata hituga suatu distribusi. Cv = S X....(7) e. Koefisie Kurtosis Ck = ² ( 1)( 2)S³ i=1 (xi x)⁴..(8) Peetua jeis distribusi yag sesuai dilakuka dega mecocokka parameter data tersebut dega syarat masig-masig distribusi. Tabel 1. Persyarata Parameter Statistik Suatu Distribusi Sumber : Bambag Triatmodjo, 2008 Distribusi Frekuesi Jeis-jeis distribusi frekuesi yag ada atara lai sebagai berikut : a. Distribusi Normal X TR= X + K T x S (9) b. Distribusi Log Normal Log X TR= log x + K T x S log...(10) c. Distribusi Log Pearso III Log X TR= log x + K T x S log...(11) d. Distribusi Probabilitas Gumbel X TR = X + S x K...(12) Aalisis Hidrologi Dalam aalisis hidrologi yag dihitug adalah debit bajir recaa. Debit bajir recaa adalah debit bajir maksimum dari suatu sugai atau salura yag besarya didasarka pada periode ulag tertetu. Debit bajir recaa, dijadika dasar dalam merecaaka suatu bagua hidrolis dega tujua agar bagua yag direcaaka mampu meerima jumlah bajir yag kemugkia terjadi pada periode ulag yag direcaaka. Dalam megaalisis debit bajir recaa aka diguaka program/software HEC-HMS. Hidrograf satua Hidrograf satua adalah hidrograf alira lagsug (direct ruoff) hasil dari huja efektif yag terjadi secara merata di seluruh DAS dega itesitas tetap dalam satu satua waktu yag ditetapka (Sri Harto, 1993). Hidrograf Satua Sitetik Kosep hidrograf satua sitetik diguaka utuk mesitesiska hidrograf dari DAS yag tidak terukur. Hidrograf satua sitetik ditetuka apabila pada suatu DAS yag ditijau tidak ada pecatata tiggi muka air. Chow, dkk. (1998) meyebutka terdapat tiga tipe hidrograf satua sitetik, yaitu sebagai berikut: 1. Berdasarka hubuga karakteristik hidrograf satua (pucak da waktu pucak) dega karakteristik DAS, cotohya hidrograf satua Syder. 2. Berdasarka hidrograf satua yag tidak berdimesi, cotohya hidrograf satua SCS. 3. Berdasarka metode perhituga simpaa DAS, cotohya hidrograf satua Clark da pemodela modifikasi Clark s (ModClark). 145
Program Komputer HEC-HMS HEC-HMS adalah software yag dikembagka oleh U.S. Army Corps of Egieer. Software ii diguaka utuk aalisa hidrologi dega mesimulasika proses curah huja da limpasa lagsug (ru off) dari sebuah watershed. HEC-HMS megagkat teori klasik hidrograf satua utuk diguaka dalam permodelaya, atara lai hidrograf satua sitetik Syder, Clark, SCS, ataupu kita dapat megembagka hidrograf satua lai dega megguaka fasilitas user defie hydrograph (US Army corps of egieerig, 2001). Aalisis Hidrolika Dalam aalisis hidrolika, dihitug profil muka air dega megguaka beberapa data dari aalisis hidrologi utuk medapatka profil muka air. Di dalam aalisis ii juga diguaka program/software HEC-RAS. Program Komputer HEC-RAS HEC-RAS merupaka program aplikasi utuk memodelka alira di sugai. Sistem HEC-RAS pada akhirya aka memuat tiga kompoe aalisa hidrolika satu dimesi utuk: (1) Perhituga profil muka air alira seragam (steady flow), (2) Simulasi alira tidak seragam, (3) Perhituga trasport sedime dega batas yag bisa dipidahka. Ketiga kompoe tersebut aka megguaka represetasi data geometri serta perhituga hidrolika da geometri seperti pada umumya. METODOLOGI PENELITIAN Gambara Umum Lokasi Peelitia Sugai Sario megalir dari kawasa guug Mahawu da bermuara di teluk Maado. Dilihat dari wilayah admiistrasiya, sugai ii huluya terletak di kota Tomoho, semetara hilirya berada di kota Maado. Sugai ii melitasi kawasa perumaha Citralad, dimaa lokasi sugai ii berada ditegah-tegah lokasi pemukima tersebut. Lokasi sugai cukup dekat dega rumah-rumah yag ada disekitarya. Apabila terjadi bajir di kawasa ii, maka aka meimbulka kerugia bagi masyarakat yag tiggal disekitar lokasi sugai tersebut. Prosedur Peelitia Peelitia ii disusu berdasarka studi kasus yag dilakuka dega pegumpula data dari lembaga-lembaga atau istasi-istasi, kemudia dilakuka aalisis data berdasarka metode-metode yag tersedia. HASIL DAN PEMBAHASAN Aalisis Kualitas Data Data yag diguaka dalam aalisis ii yaitu data curah huja haria maksimum dega periode pecatata tahu 1996 sampai dega tahu 2015. Stasiu pegamata yag diguaka adalah stasiu yag berada di sekitar DAS Sario, yaitu Stasiu Wiagu da Stasiu Tioor. Tabel 2. Data Curah Huja Haria Maksimum Sumber : BMKG Kayuwatu da BWSS 1 Uji Data Outlier Syarat utuk pegujia data outlier berdasarka koefisie skewess (Cslog). Bila Cs log > 0,4, maka : uji data outlier tiggi, koreksi data, uji data outlier redah, koreksi data. Bila Cs log < -0,4, maka : uji data outlier redah, koreksi data, uji data outlier tiggi, koreksi data. Jika -0,4 < Cs log < 0,4, maka : uji data outlier tiggi da redah, koreksi data. Uji outlier tiggi redah megguaka persamaa berikut ii: Uji outlier tiggi Log Xh = Log X + K.Slog... (13) Uji outlier redah Log Xl = Log X K.Slog...(14) 146
Setelah dilakuka uji outlier, didapatka curah huja maksium sebagai berikut: Tabel 3. Data Curah Huja Haria Maksimum Setelah Uji Outlier Rata-rata hitug (cetral tedecy) Log X = 1 log xi i=1 = 37,586 20 = 1,879 Simpaga baku (stadar deviasi) Slog = i=1(log xi log x)² 1 = 0,6961 20 1 = 0,191 Koefisie kemecega(skewess) Cs log = = ( 1)( 2)Slog³ i=1 (log xi log x)³ 20 x 0,0579 (20 1)x(20 2)x0,191³ = -0,483 Aalisis Curah Huja Rata-Rata Utuk medapatka curah huja rata-rata dari hasil pegukura huja di beberapa stasiu pegukura, diguaka cara Poligo Thiesse. Curah huja rata-rata dega cara polygo Thiesse dihitug dega persamaa sebagai berikut: R = A₁R₁+A₂R₂+ +AR (15) A₁+A₂+ +A Setelah dilakuka perhituga, didapat curah huja rata-rata di DAS yag disajika dalam tabel berikut: Koefisie variasi Cv log = Slog log x = 0,191 1,879 = 0,102 Koefisie kurtosis ² Cklog = ( 1)( 2)( 3)Slog4 i=1 = (log xi log x)⁴ 20² x 0,071362 (20 1)x(20 2)x(20 3)x0,191⁴ = 3,689 Tabel 5. Tijaua Kesesuaia Tipe Distribusi berdasarka Parameter Statistik Tabel 4. Curah Huja Rata-rata dega Cara Poligo Thiesse Karea dari hasil perhituga Cs da Ck tidak memeuhi persyarata maka diguaka jeis sebara Log Pearso III. Tabel 6. Curah Recaa Megguaka Log Pearso III 147 Kalibrasi megguaka HEC-HMS Dega perhituga kalibrasi megguaka program HEC-HMS dega lagkah-lagkah pada program, maka didapatka hasil kalibrasi
yag dihitug dega program HEC-HMS dega data terukur di lapaga didapatka: Loss Method Curve Number : 49 Impervious : 0 % Trasform Method Lag Time(MIN) : 60 Baseflow Iitial Discharge (m³/s) : 2,5 Recessio Costat : 0,87767 Ratio : 0.25 Simulasi HEC-HMS Nilai-ilai di atas yag sudah dikalibrasi aka diguaka selajutya utuk medapatka data debit bajir dega kala ulag 5 tahu, 10 tahu, 50 tahu, da 100 tahu. Berikut ii hasil simulasi HEC-HMS utuk huja kala ulag 5 tahu, 10 tahu, 50 tahu, da 100 tahu. Gambar 5. Hasil simulasi Hec-Hms utuk huja kala ulag 100 tahu Perhituga da pembacaa dari data-data dasar yag diperluka program sudah selesai. Diketahui bahwa debit masuk yag megalir pada kala ulag 5 tahu, 10 tahu, 50 tahu, 100 tahu adalah sebagai berikut: Tabel 7. Nilai Debit pada Kala Ulag Tertetu Gambar 2. Hasil simulasi Hec-Hms utuk huja kala ulag 5 tahu Simulasi HEC-RAS Data debit di atas aka dimasukka ke dalam program HEC-RAS utuk medapatka hasil tiggi muka air bajir sugai Sario titik kawasa Citralad. Data debit tersebut aka dimasukka ke dalam program pada jedela masuka data alira laggeg. Berikut ii merupaka hasil dari simulasi program HEC- RAS yaitu profil melitag sugai di setiap titik. Gambar 3. Hasil simulasi Hec-Hms utuk huja kala ulag 10 tahu Gambar 4. Hasil simulasi Hec-Hms utuk huja kala ulag 50 tahu 148 Elevatio (m) 72 71 70 69 68 67 66 P72 65 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Gambar 6. Profil Melitag di titik P72
Elevatio (m) Jural Sipil Statik Vol.5 No.3 Mei 2017 (143-150) ISSN: 2337-6732 P73 72 71 70 69 68 Elevatio (m) P77 68.0 67 66 65 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Elevatio (m) 67.5 67.0 66.5 66.0 65.5 65.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Gambar 7. Profil Melitag di titik P73 Gambar 11. Profil Melitag di titik P77 70 P74 Tabel 8. Rekapitulasi tiggi muka air pada sugai(q5) Elevatio (m) Elevatio (m) 69 68 67 66 65 0 2 4 6 8 10 12 14 16 68.0 67.5 67.0 66.5 66.0 65.5 Gambar 8. Profil Melitag di titik P74 P75 65.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Gambar 9. Profil Melitag di titik P75 Dari hasil perhituga melalui program, pada kala ulag 5 tahu tidak ada air yag meluap di setiap titik. Tabel 9. Rekapitulasi tiggi muka air pada sugai(q10) Dari hasil perhituga melalui program, pada kala ulag 10 tahu air yag meluap pada titik P72, P73, da P74. 68.0 P76 Tabel 10. Rekapitulasi tiggi muka air pada sugai(q50) 67.5 67.0 66.5 66.0 65.5 65.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Gambar 10. Profil Melitag di titik P76 Dari hasil perhituga melalui program, pada kala ulag 50 tahu air yag meluap di titik P72, P73, P74, P75, P76, da P77. 149
Tabel 11. Rekapitulasi tiggi muka air pada sugai(q100) Dari hasil perhituga melalui program, pada kala ulag 100 tahu air yag meluap di titik P72, P73, P74, P75, P76, da P77. PENUTUP Kesimpula 1. Huja recaa dega kala ulag 5 tahu adalah 110,2716 mm/jam, kala ulag 10 tahu adalah 129,3430 mm/jam, kala ulag 50 tahu adalah 166,0572 mm/jam, kala ulag 100 tahu adalah 179,8075 mm/jam. 2. Model yag diguaka adalah HEC-HMS 4.0 da HEC-RAS 4.0, diperoleh hasil sebagai berikut: - debit bajir recaa pada kala ulag 5 tahu sebesar 11,4 m³/s tidak terjadi luapa air, - debit bajir recaa kala ulag 10 tahu sebesar 19,1 m³/s, air yag meluap pada sisi kaa titik P72, P73, da P74, - debit bajir recaa pada kala ulag 50 tahu sebesar 37,6 m³/s, air yag meluap pada sisi kaa titik P72, P73, P74, P75, P76, da P77, - debit bajir recaa pada kala ulag 100 tahu sebesar 45,4 m³/s, air yag meluap pada sisi kaa titik P72, P73, P74, P76, da pada titik P75, P77 air meluap pada kedua sisi sugai. Sara 1. Perlu adaya pembagua taggul dega tiggi yag sesuai utuk meaggulagi bajir pada sugai. 2. Perlu dilakuka perawata ruti pada sugai seperti pembersiha rumput da pegeruka dasar salura karea hal tersebut dapat mempegaruhi kapasitas tampuga. DAFTAR PUSTAKA Bambag Triatmodjo, 2008. Hidrologi Terapa. Betta Offset. Yogyakarta. Soewaro, 1991. Hidrologi Pegukura da Pegolaha Data Alira Sugai (Hidrometri). Sri Harto, 1993. Aalisis Hidrologi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Ve Te Chow, 1985. Hidrolika Salura Terbuka. Erlagga. Jakarta. Ve Te Chow, David Maidmet, Larry Mays, 1988. Applied Hidrology. Mc Graw-Hill Book Compay, Sigapore.. 2010. HEC-RAS 4.0 River Aalysis System. U.S. Army Corps of Egieers. USA.. 2013. HEC-HMS 4.0 Hydrologic Modellig System Quick Start Guide. U.S. Army Corps of Egieers. USA.. Data Debit Alira Sugai Sario, Balai Wilayah Sugai Sulawesi I.. Data Huja Haria Stasiu Tioor, Balai Wilayah Sugai Sulawesi I.. Data Huja Haria Stasiu Wiagu, Bada Meteorologi da Geofisika Kayuwatu..https://juralbumi.com/daerah-alira-sugai/ 150