ANALISA PENANGGULANGAN BANJIR SUNGAI KARANG MUMUS SAMARINDA PDF

Preview

Summary

ANALISA PENANGGULANGAN BANJIR SUNGAI KARANG MUMUS SAMARINDA Riyan Benny Sukmara1, Nadjadji Anwar2 dan Edijatno3 1 Magister Manajemen dan Sumber Daya Air, Teknik Sipil – ITS Surabaya, [email protected] 2 Teknik Sipil – ITS Surabaya, [email protected] 3 Teknik Sipil – ITS Surabaya, edijatno@c...

Description

Accelerat ing t he world's research.

ANALISA PENANGGULANGAN BANJIR SUNGAI KARANG MUMUS SAMARINDA Alphariyan Sukmara

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

Perencanaan Sist em Drainase Sub Das Karang Mumus Hilir Kot a Samarinda Kalimant an T imur Alphariyan Sukmara

IT S Undergraduat e 16949 3107100014 Paper Febrian Dian Pamungkas Model Opt imasi Perlet akan, Jumlah dan Kapasit as Kolam Ret ensi Kombinasi dengan Dry DAM Ciawi S… pusat bendungan

ANALISA PENANGGULANGAN BANJIR SUNGAI KARANG MUMUS SAMARINDA Riyan Benny Sukmara1, Nadjadji Anwar2 dan Edijatno3 Magister Manajemen dan Sumber Daya Air, Teknik Sipil – ITS Surabaya, [email protected] Teknik Sipil – ITS Surabaya, [email protected] 3 Teknik Sipil – ITS Surabaya, [email protected]

1

2

ABSTRAK Kota Samarinda terletak pada SubDAS Karang Mumus dan memiliki sungai utama yaitu Sungai Karang Mumus. Sungai Karang Mumus sendiri merupakan muara dari anak-anak sungai pada SubDAS Karang Mumus dan menjadi muara dari saluran-saluran drainase Kota Samarinda. Permasalahan banjir di Samarinda karena adanya indikasi ketidakmampuan sungai Karang Mumus dalam mengalirkan debit yang berasal dari subsub DAS pada SubDAS Karang Mumus. Untuk menanggulangi hal tersebut Pemeritah Kota Samarinda telah berupaya dengan membangun Waduk Benanga sebagai pengendali banjir, namun berdasarkan data pengukuran tahun 2001 dan 2010 terdapat penurunan kapasitas tampungan dari waduk Benanga, sehingga hal ini juga memiliki indikasi menjadi penyebab banjir pada Sungai Karang Mumus (SKM). Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dilakukan pendekatan penanggulangan banjir dengan beberapa alternatif pengendalian banjir. Analisa debit banjir pada penelitian ini menggunakan metode SCS Curve Number pada HEC-HMS dan analisa profil muka air sunga menggunaka Unsteady Flow Analysis pada HEC-RAS. Hasil analisa penanggulangan banjir diketahui bahwa penurunan kapasitas tampung waduk tidak berpengaruh signifikan, terbukti saat dilakukan normalisasi waduk, nilai reduksi debit banjir yang dihasilkan hanya 13%. Setelah upaya normalisasi waduk tidak menunjukkan hasil yang baik, maka dilakukan upaya dengan menggunakan bangunan pengendali banjir (Bendali). Hasil analisa menggunakan 6 Bendali rencana dan tambahan 4 potensi Bendali baru menunjukkan peningkatan nilai reduksi yang mencapai angka 50%. Dari nilai reduksi yang cukup baik, tinjauan dilakukan pada profil muka air bagian hilir. Hasil analisa menunjukkan pasang-surut Sungai Mahakam berpengaruh signifikan dalam perubahan muka air bagian hilir, sehingga perlu perbaikan pada penampang sungai. Perbaikan penampang dilakukan dengan penambahan tanggul sampai elevasi +4m pada ruas yang terpengaruh backwater. Kata kunci: Karang Mumus, Banjir, Benanga, Normalisasi

Kode Bidang Judul Makalah

Keairan dan Pantai

STUDI PENANGGULANGAN BANJIR SUNGAI KARANG MUMUS AKIBAT PERUBAHAN KAPASITAS TAMPUNGAN WADUK BENANGA SAMARINDA

Instansi/Institusi Penulis 1 Penulis 2 Penulis 3 Penulis 4 Penulis 5 Magister Manajemen dan Riyan Rekayasa Nadjadji Benny Edijatno Sumber Air, Anwar Sukmara Teknik Sipil – ITS Surabaya

1. PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan banjir merupakan permasalahan yang hampir terjadi berulang setiap tahun, khususnya pada musim penghujan, terlebih pada kota-kota di Indonesia. Samarinda merupakan salah satu kota di Indonesia dan merupakan ibukota sekaligus pusat pemerintahan di provinsi Kalimantan Timur dengan permasalahan banjir yang kompleks. Samarinda sendiri berada pada wilayah SubDAS Karang Mumus dan merupakan bagian dari DAS Mahakam. SubDAS Karang Mumus sendiri memiliki luasan lebih dari setengah luasan kota Samarinda, yaitu 50,9%. SubDAS Karang Mumus memiliki sungai utama sepanjang 40km yang bagian hilirnya melintas ditengahtengah kota Samarinda, yaitu Sungai Karang Mumus. Permasalahan banjir di Samarinda disebabkan karena adanya indikasi ketidakmampuan Sungai Karang Mumus dalam mengalirkan debit banjir. Karena adanya permasalahan tersebut, Pemerintah Kota Samarinda melalui Dinas Pekerjaan Umum Provinsi Kalimantan Timur (Kal-Tim) telah berupaya untuk menanggulangi permasalahan banjir dengan membangun Waduk Benanga, dengan harapan dapat mereduksi debit banjir yang masuk ke sungai Karang Mumus. Berdasarkan data pengukuran kapasitas tampungan Waduk Benanga tahun 2001 dan 2010 yang diperoleh dari Dinas Pekerjaan Umum Provinsi Kal-Tim, diketahui terjadi penurunan kapasitas tampungan waduk. Penurunan kapasitas waduk ini juga memiliki indikasi penyebab banjir di Samarinda. Selain adanya kedua indikasi penyebab banjir pada uraian diatas, pada penelitian ini juga akan ditinjau pengaruh muka air pasang-surut Sungai Mahakam terhadap elevasi muka air Sungai Karang Mumus. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh penurunan kapasitas tampung waduk Benanga terhadap reduksi debit banjir yang masuk ke Sungai Karang Mumus dan melakukan beberapa skenario penanggulangan banjir sungai dengan menggunakan Bangunan Pengendali Banjir (Bendali). Penelitian ini juga melakukan tinjauan terhadap pengaruh pasang-surut Sungai Mahakam terhadap elevasi muka air Sungai Karang Mumus. Berdasarkan hasil studi pada penelitian ini, diharapkan mampu mengetahui solusi penanggulangan banjir pada Sungai Karang Mumus, Samarinda. Lokasi Penelitian Lokasi studi berada di Kota Samarinda, tepatnya pada SubDAS Karang Mumus. Berdasarkan koordinat geografis terletak pada 0o17’30’’ – 0o30’00 LS dan 117o06’00’’ – 117o22’00’’ BT, dengan luas DAS ±316.23 Km2.

Waduk Benanga Kota Samarinda

Sungai Karang Mumus

Gambar 1.1 Lokasi dan Daerah Banjir pada Sub DAS Karang Mumus

2. METODOLOGI Identifikasi Masalah Proses identifikasi masalah dilakukan untuk mengetahui permasalahan banjir yang terjadi pada SubDAS Karang Mumus dan Kota Samarinda. Hasil dari identifikasi digunakan sebagai dasar penelitian dan identifikasi penggunaan literatur dan pengumpulan data. Literatur yang digunakan berkaitan dengan analisa hidrologi dan hidrolika serta manajemen banjir. Data Penelitian Data penelitian menggunakan data primer yang terdiri dari survey dan dokumentasi lapangan serta wawancara dengan instansi terkait. Data sekunder yang digunakan berupa data lokasi banjir, data cross section dan longsection sungai Karang Mumus, data waduk Benanga, data tofografi serta data curah hujan. Diagram Alir Pada penelitian ini digunakan diagram alir penelitian agar proses pengerjaan dapat berjalan dengan baik dan terstruktur.

MULAI Data Primer - Survey Lapangan - Foto Dokumentasi Sungai - Wawancara Langsung

Pengumpulan Data

Identifikasi Lokasi Banjir

Data Sekunder

Data Banjir Samarinda

Perhitungan Debit Rencana

Peta Tofografi

Tutupan Lahan

Data Sungai Karang Mumus

Data Waduk Benanga

Penentuan Subsub DAS

Penentuan Nilai CN

Perhitungan Kapasitas Sungai

Kapasitas Waduk (Eksisting)

(Eksisting)

Evaluasi Kondisi Eksisting

TERJADI BANJIR

YA

Penyusunan Skenario Penanggulangan Banjir

Simulasi Skenario Penanggulangan Banjir

TIDAK

TIDAK

Skenario Mampu Menanggulangi Masalah Banjir

YA SELESAI

Evaluasi Kondisi Eksisting

Gambar 2.1 Diagram Alir Penelitian

3. PEMBAHASAN Penyusunan Skema Eksisting Penyusunan skema eksisting dari sistem sungai Karang Mumus dimaksudakan untuk membagi SubDAS menjadi Subsub DAS agar proses analisa hidrologi dapat lebih mudah. Berdasarkan peta tofografi, SubDAS Karang Mumus dibagi menjadi 20 Subsub DAS. Analisa Hidrologi Kondisi Eksisting Analisa hidrologi dilakukan secara parsial tiap masing-masing Subsub DAS yang terdiri atas analisa curah hujan maksimum, analisa curah hujan rencana rencana dan distribusi hujan rencana, uji statistik terhadap distribusi hujan rencana dan perhitungan debit banjir rencana. Analisa curah hujan maksimum dilakukan dengan menggukan 3 stasiun hujan yaitu Sta. Sei Siring, Sta. Pampang dan Sta. Tanah Merah. Dari ketiga stasiun tersebut dipilih hujan maksimum yang terjadi pada masing-masing stasiun hujan pada setiap tahun (Data yang digunakan adalah data hujanb selama 10th). Analisa curah hujan rencana menggunakan metode Thiessen Poligon dengan membagi luas pengaruh dari masing-masing stasiun hujan yang nantinya luasan tersebut menjadi nilai Koefisien Thiessen (Ci) pada SubDAS tersebut. Setelah diperoleh curah hujan rencana, maka proses analisa dilanjutkan dengan melakukan distribusi hujan menggunakan metode Normal, Gumbel dan Log Pearson Tipe III. Parameter yang digunakan adalah : Distribusi Normal Curah Hujan Rencana  X TR  X  KT .S ....... ................................... (1)

Standart Deviasi  S 

 X

 X2

n 1 1

2

....... ..................................... (2)

T 1    Yn   Ln  Ln T   Curah Hujan Rencana  X TR  X  S . Sn ....... .... (3) Distribusi Log Pearson Tipe III Curah Hujan Rencana  LogXTR  LogX  KT .SLogX ....... .............. (4) Uji distribusi menggunakan Uji Chi Square dan Uji Smirnov-Kolmogorof. Uji Chi Square dimaksudkan untuk menentukan apakan persamaan distribusi peluang yang telah dianalisa mewakili dari distribusi sampel data yang dianalisis. Berikut persamaan dari Uji Chi Square : G (Oi  E i ) 2 2 Chi Square  Xh   Ei i 1 ...................................................... (5) Sedangkan uji Smirnov-Kolmogorof merupakan uji kecocokan non parametrik, karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi tertentu. Uji distribusi ini digunakan untuk mengetahui simpangan maksimum antara distribusi teoritis dan empiris (Dmax). Uji Smirnov-Kolmogorof memiliki persyaratan Dmax < Dkritis. Untuk analisa debit rencana, perlu dihitung pola distribusi hujan jam-jaman yang digunakan untuk mentransformasikan hujan rencana menjadi debit. Pola hujan jamjaman dihitunga dengan persamaan berikut : Distribusi Gumbel

R24  T  3 Rerata hujan dari awal sampai jam ke-t  Rt  .  T  tc  ................ (6) Berikut pola hujan jam-jaman yang dihasilkan : 2

Tabel 3.1 Pola Distribusi Hujan Jam-Jam’an No.

Waktu (T)

RT

Jam

(mm/jam)

%

1

1

0.550

55.0

2

2

0.347

14.2

3

3

0.265

10.0

4

4

0.218

8.00

5

5

0.188

6.80

6

6

0.167 Sumber : Hasil Analisa (2014)

5.60

Selanjutnya analisa debit rencana dilakukan dengan menggunakan metode Hidrograf Satuan Sintesis SCS Curve Number pada software HEC-HMS. Persamaan waktu puncak pada metode ini adalah :

Puncak Unit Hidrograf (Up)  U P  C

A TP ....... ................................. (7)

t  tlag 2 ....... ............................................. (8) Jeda Waktu (tlag) tlag  0.6tc ....... ...................................................... (9) Waktu Konsentrasi (tc) tc  tsheet  tchannel ....... ................................. (10) 0.8 0.007.NL  Waktu Konsentrasi Lahan  tsheet P2 0.5 S 0.4 ....... ....................... (11) L Waktu Konsentrasi Sungai  thannel  0.6  H  ....... .................... (12) 72   L 

Waktu Puncak (Tp) TP 

Untuk parameter nilai CN tergantung pada komposisi tutupan lahan dari masingmasing Subsub DAS. Untuk kategori nilai CN dapat dilihat pada HEC-HMS Technical Reference Manual Hal : 115. Untuk Subsub DAS yang memiliki banyak jenis tutupan lahan, maka digunakan perumusan CNComposite sebagai berikut :  AiCNi Nilai CN Gabungan  CN Composite  Ai ....... .......................... (13) Dengan menggunakan HEC-HMS, diperoleh hasil debit puncak masing-masi Subsub DAS sebagai berikut : Tabel 3.2 Rekapitulasi Debit Puncak Masing-masing Subsub DAS Debit Puncak

Luas No.

Nama Sub Sub DAS

Tangkapan Air 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13A 13B 13C 13D 14 15 16 17 18 19

SSD Karang Mumus Hulu SSD Pampang Kiri Hulu SSD Pampang Kiri Hilir SSD Pampang Kanan SSD Lubang Putang SSD Lantung SSD Siring SSD Selindung SSD Tanah Merah SSD Binangat SSD Muang SSD Bayur SSD Benanga A SSD Benanga B SSD Benanga C SSD Benanga D SSD Betapus SSD Lampake SSD Bangkuring SSD Lingai SSD Mugirejo SSD Sempaja

Q2th

Q5th

Q10th

Q20th

Q50th

3

3

3

3

m3/dt 142.6 55.4 36.7 18 21.8 31.6 13.5 24.2 32.8 72.1 47 51.3 7.9 7 8.4 9.3 29.8 91.5 26 16.2 75.4 115.6

Km

m /dt

69.530 42.290 16.840 4.660 16.000 12.580 5.620 5.650 5.560 11.990 19.340 22.500 1.060 0.940 1.280 1.850 9.330 12.880 4.330 1.680 6.780 20.260

58.2 20 25.7 5.1 8.8 5.2 6.8 5.3 8.4 22.2 22.4 23.5 2.3 2 2.6 2.8 17.7 27.7 7.1 5.4 26.6 36.2

m /dt 89.8 33 30.1 8.8 12.6 11.7 8.8 10.6 15.2 37 29.8 31.7 3.9 3.5 4.3 4.7 21.4 45.8 12.3 8.6 41 59.4

m /dt 108.1 40.7 32.5 11.6 15.3 17.3 10.3 14.4 20.3 47.6 35 37.6 5.1 4.5 5.6 6.1 23.9 59.3 16.1 10.8 51.3 76

m /dt 123.9 47.4 34.5 14.3 18.1 23.2 11.7 18.5 25.6 58.1 40.1 43.4 6.3 5.6 6.8 7.5 26.4 73.1 20.3 13.1 61.6 92.6

Debit Puncak

Luas No.

Tangkapan Air

Nama Sub Sub DAS

2

20A 20B

SSD Karang Mumus Hilir SSD Karang Mumus Hilir

Q2th

Q5th

Q10th

Q20th

Q50th

3

m3/dt 77.3 99.3

m3/dt 93.3 119.4

m3/dt 109.1 139.4

m3/dt 129.8 165.7

Km

m /dt

9.310 14.240

54 70

Sumber : Hasil Analisa, 2014

Evaluasi Kondisi Eksisting Evaluasi kondisi eksisting dilakukan untuk melihan profil muka air sungai Karang Mumus pada kondisi eksisting. Analisa profil muka air dilakukan dengan menggunakan pemodelan hidrolika 1Dimensi Unsteady Flow Analysis pada HEC-RAS. Pada bagian hilir digunakan kondisi batas (boundary condition) berupa pasang-surut Sungai Mahakam. Berikut hasil analisa profil muka air kondisi eksisting :

Gambar 3.1 Grafik pasang-surut Sungai Mahakam Sungai Karang Mumus

Plan: S1Q2

24/12/2014

Sungai Karang Mumus

Sungai Karang Mu 1

Plan: S1Q20

24/12/2014

Sungai Karang Mu 1

8

Legend

6

WS Max WS

12

EG Max WS

Legend EG Max WS

10

WS Max WS

Crit Max WS

Crit Max WS

8

Ground

Ground

4

LOB

LOB

6

ROB

Elevation (m)

Elevation (m)

ROB 2

0

4

2

0

-2 -2

-4

-6

-4

-6

0

2000

4000

6000

8000

10000

Main Channel Distance (m )

12000

14000

16000

18000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

Main Channel Distance (m )

(a) (b) Gambar 3.2 Profil muka air sungai Karang Mumus : (a) Q2th; (b) Q20th Berdasarkan hasil analisa profil muka air kondisi eksisting, diketahui bahwa pada Q2th, penampang sungai sudah tidak mampu mengalirkan debit banjir dengan baik (terjadi luapan), sehingga perlu dilakukan penanggulangan banjir terhadap kondisi tersebut. Penanggulangan banjir dilakukan dengan mencoba beberapa skenario penanggulangan banjir. Skenario Penanggulangan Banjir Terdapat beberapa skenario penanggulangan banjir dalam penelitian ini, diantaranya : Skenario I  Peningkatan kapasitas tampungan waduk Benangan dengan normalisasi sesuai kondisi tahun 2001.

 Pengendalian debit dengan bangunan pengendali (Bendali) sesuai rencana Dinas Pekerjaan Umum Kalimantan Timur. Skenario III  Pengendalian debit dengan penambahan bangunan pengendali (Bendali) baru pada tofografi yang potensial untuk pembangunan Bendali. Berdasarkan hasil analisa, diperoleh hasil sebagai berikut :

Skenario II

Skenario I

(a) (b) Gambar 3.3 (a) Perbandingan QEksisting dan QSkenarioI; (b) Persentase nilai reduksi debit banjir pada Skenario I (Q20th) Berdasarkan hasil diatas, diketahui pengaruh dari penurunan kapasitas tampung waduk Benanga tidak terlalu signifikan, dimana dengan normalisasi sesuai kondisi tahun 2001, reduksi debit hanya mencapai 13.69% pada outlet waduk. Skenario II

(a) (b) Gambar 3.4 (a) Perbandingan QEksisting dan QSkenarioII; (b) Persentase nilai reduksi debit banjir pada Skenario II (Q20th) Berdasarkan hasil Skenario II pada diagram diatas menunjukkan adanya peningkatan nilai reduksi banjir yang signifikan, khsusnya pada bagian hulu, dimana nilai reduksi mencapai angka 59,05%.

Skenario III

(a) (b) Gambar 3.5 (a) Perbandingan QEksisting dan QSkenarioII; (b) Persentase nilai reduksi debit banjir pada Skenario II (Q20th) Berdasarkan analisa Skenario III, diperoleh hasil tren yang cukup baik, dimana terjadi peningkatan nilai reduksi, khususnya pada bagian tengah (Junction M). Pada junction M nilai reduksi meningkat dari sebelumnya 34.05% menjadi 56.56%. Setelah diperoleh nilai reduksi dari ketiga Skenario, maka hasil skenario diuji untuk melihat profil muka air pada Sungai Karang Mumus, berikut hasil plotting profil muka air : Sungai Karang Mumus

Plan: S4Q20

24/12/2014

Sungai Karang Mu 1 10

Legend EG Max WS

8

WS Max WS Crit Max WS

6

Ground

4

ROB

Elevation (m)

LOB

2

0

-2

-4

-6

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

Main Channel Distance (m )

Gambar 3.6 Plotting hasil analisa profil muka air setelah diterapkan Skenario III Dari hasil plotting diatas, dapat terlihat bahwa muka air banjir masih berada diatas elevasi tanggul sungai, hal tersebut terjadi karena kapasitas penampang sungai yang lebih kecil dari debit yang mengalir. Berdasarkan hal tersebut maka perlu dilakuka perbaikan penampang. Berikut profil muka air hasil perbaikan penampang sungai : Sungai Karang Mumus

Plan: NorS4Q20

26/12/2014

Sungai Karang Mu 1 8

Legend EG Max WS WS Max WS

6

EG 09DEC2014 1600 WS 09DEC2014 1600 Crit Max WS

4

Elevation (m)

Crit 09DEC2014 1600 Ground LOB

2

ROB

0

-2

-4

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Main Channel Distance (m )

(a) (b) Gambar 3.5 (a) Profil dasar saluran penampang baru; (b) Profil muka air pada penampang baru (Q20th)

14000

16000

18000

Berdasarkan hasil analisa perbaikan penampang diperoleh hasil berupa perbaikan penampang sungai dengan melakukan penambahan tinggi puncak tanggul sampai pada elevasi +4m, Hal tersebut ...