Vol.
4 No.
1 April 2018
52 - 61
P a g e | 52 Studi Penelusuran Aliran Pada Sungai Krueng Meureubo Kecamatan Meurebo Kabupaten Aceh Barat Muhammad Ikhsan1.
Meidia Refiyanni2.
Dewita Nazimi3
1,2,3
Jurusan Teknik Sipil Universitas Teuku Umar.
Meulaboh.
Aceh Barat e-mail: m.
ikhsan@utu.
id, 2refiyannim@gmail.
com, 3dewita.
nazimi93@gmail.
Abstrak Penelusuran banjir dapat disebut sebagai suatu prosedur untuk memperkirakan/meramalkan waktu dan besaran banjir yang akan terjadi di suatu titik berdasarkan pada data yang diketahui.
Tujuan dari dilakukannya penelitian ini adalah untuk mengetahui debit aliran sungai pada DAS Krueng Meureubo dan mengetahui karakteristik hidrograf di bagian hulu dan hilir dengan menggunakan metode Muskingum.
Data yang digunakan pada penelitian ini berupa data sekunder yaitu data curah hujan harian dan peta topografi.
Besarnya intensitas curah hujan yang tertinggi terjadi pada periode ulang 10 tahunan dan terendah terjadi pada periode ulang 2 tahunan.
Nilai Koefisien .
3400 s dan nilai x 0,462.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa debit puncak inflow di dapat 36,543 m3/s, sedangkan nilai debit puncak outflow 35,934 m3/s.
Hidrograf aliran dengan metode Muskingum tersebut tampak bahwa perbedaan nilai awal masukan outflow tidak berpengaruh besar terhadap debit yang dihasilkan, nilai debit yang dihasilkan hampir sama hingga akhir hidrograf.
Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan bagi pihak terkait untuk melakukan tindakan pencegahan atau mengurangi dampak dari bencana banjir, dan membangun sistem peringatan dini sehingga masyarakat bisa mempunyai sistem kesiapsiagaan.
Kata kunciAiBanjir.
Penelusuran Aliran.
Sungai Krueng Meureubo.
Muskingum.
Abstract Flood routing can be called a procedure for estimating / predicting the time and magnitude of the flood that will occur at a point based on known data.
The purpose of this research is to know the flow of river flow in Krueng Meureubo watershed and to know characteristic of hydrograph in the upstream and downstream by using Muskingum method.
The data used in this research is secondary data that is daily rainfall data and topographic map.
The highest intensity of rainfall occurred in the 10th return period and the lowest occurred in the second return period.
Coefficient value .
3400 s and value x 0.
The results of this study indicate that the peak inflow discharge at 36,543 m3 / s, while the peak discharge outflow 35.
m3 / s.
The flow hydrograph with the Muskingum method shows that the difference in the initial value of the outflow input does not have a large effect on the resulting discharge, the resulting debit value is almost equal to the end of the hydrograph.
From the results of this study is expected to be a reference for related parties to take preventive action or reduce the impact of flood disaster, and build an early warning system so that people can have a preparedness system.
KeywordsAiFlood.
Flow Routing.
Krueng Meureubo River.
Muskingum Jurnal Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar Vol.
4 No.
1 April 2018
52 - 61
P a g e | 53
PENDAHULUAN
ungai Kreung Meuerebo merupakan salah satu sungai yang terdapat di kota Meulaboh Kabupaten Aceh Barat.
Pada kondisi hujan dengan intensitas tinggi sungai ini sering terjadi luapan/banjir yang menggenangi perumahan penduduk di sekitar hilir sungai ini.
Banjir merupakan permasalahan umum yang terjadi di sebagian wilayah indonesia, terutama di daerah padat penduduk misalnya kawasan perkotaan.
Bencana banjir ini banyak dirasakan masyarakat baik di kota maupun di desa, keadaan ini diperburuk lagi dengan adanya proses konversi lahan atau perubahan tata guna lahan yang berlangsung cepat sampai ke pedesaan, proses pendangkalan sungai-sungai dan danau yang berlangsung terus karena proses erosi akibat penggundulan hutan sehingga tidak dapat menampung lagi luapan air hujan.
Sementara tanah tidak mampu lagi menyerap air secara maksimal maka terjadilah banjir dimana-mana.
Banjir dapat terjadi karena curah hujan yang tinggi, intensitas, atau kerusakan akibat penggunaan lahan yang salah.
Peranan penelusuran banjir .
lood routin.
yang merupakan bagian analisis hidrologi menjadi cukup tinggi.
Penelusuran banjir bisa ditafsirkan sebagai prosedur untuk menentukan/memperkirakan waktu dan besaran banjir disuatu titik berdasarkan data yang diketahui (Sulianti, 2.
Daerah aliran sungai (DAS) ini merupakan daerah rawan banjir pada saat musim penghujan datang, banyak hal yang menyebabkan daerah ini rawan banjir salah satunya perubahan tata guna lahan disekitar aliran sungai Krueng Meureubo.
Untuk mengatasi hal tersebut dibutuhkan langkah-langkah penanggulangan yang tepat, antara lain dengan penelusuran debit banjir.
Peranan penelusuran banjir .
lood routin.
yang merupakan bagian analisis hidrologi menjadi cukup tinggi.
Penelusuran banjir dapat disebut sebagai suatu prosedur untuk memperkirakan/meramalkan waktu dan besaran banjir yang akan terjadi di suatu titik berdasarkan pada data yang diketahui.
Penelusuran banjir .
lood routin.
adalah merupakan prakiraan hidrograf disuatu titik pada suatu aliran atau bagian sungai yang didasarkan atas pengamatan hidrograf di titik lain.
Salah satu tujuan penelusuran banjir adalah untuk peringatan dini banjir, salah satu metode yang terkenal dikembangkan oleh Muskingum.
Untuk menghormati penemunya, metode tersebut dinamai Muskingum.
Metode ini telah diterapkan secara intensif pada beberapa sungai di Inggris.
Muskingum termasuk metode yang akurat, tingkat kesalahan prediksinya rata-rata sebesar 14 persen dan kesalahan prediksi waktu debit puncak rata-rata 0,16 jam.
Metode Muskingum tidak didasarkan atas hukum-hukum dasar hidrolika.
Metode ini hanya meninjau hukum kontinuitas dan Metode Muskingum menggunakan data debit masuk dan debit keluar yang diukur pada waktu yang bersamaan.
METODE PENELITIAN
Metode pengumpulan data pada penelitian ini didapatkan dari Instansi-instansi terkait dan data yang diperoleh tersebut merupakan data sekunder.
Data sekunder merupakan data pendukung yang di ambil dari instansi-instansi terkait yang berfungsi sebagai pendukung dalam perhitungan yang akan dilakukan.
metode untuk menurunkan hidrograf satuan sintetik (HSS) digunakan metode Nakayasu, sedangkan Metode penelusuran aliran yang digunakan yaitu metode Muskingum.
Hidrograf adalah kurva yang memberi hubungan antara parameter aliran dan waktu.
Parameter tersebut biasa berupa kedalaman aliran atau debit aliran, sehingga terdapat dua macam hidrograf yaitu hidrograf muka air dan hidrograf debit.
Hidrograf muka air dapat ditransformasikan menjadi hidrograf debit dengan menggunakan rating curve.
Untuk selanjutnya yang dimaksud dengan hidrograf debit.
Hidrograf mempunyai tiga komponen pembentuk yaitu, aliran permukaan, aliran antara, dan aliran air tanah.
Hitungan hidrograf satuan hanya dilakukan terhadap komponen limpasan permukaan.
Oleh karena itu perlu memisahkan hidrograf terukur menjadi limpasan ISSN : 2477 Ae 5250 Jurnal Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar Vol.
4 No.
1 April 2018
52 - 61
P a g e | 54 langsung dan aliran dasar.
Aliran antara .
adalah termasuk aliran dasar.
Ada beberapa cara yang dapat dilakukan, diantaranya adalah metode garis lurus .
traight line metho.
, metode panjang dasar tetap .
ixed based metho.
, dan metode kemiringan berbeda .
ariable slope metho.
(Triadmodjo, 2.
Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu merupakan suatu cara untuk mendapatkan hidrograf banjir rancangan dalam suatu DAS.
Untuk membuat suatu hidrograf banjir pada sungai, perlu dicari karakteristik atau parameter daerah pengaliran tersebut.
Adapun karakteristik tersebut Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak hidrograf .
ime to peak magnitut.
Tenggang waktu dari titik berat hujan sampai titik berat hidrograf .
ime lo.
Tenggang waktu hidrograf ( time base of hydrograf ).
Luas daerah pengaliran.
Panjang alur sungai utama .
enght of the longest channel ).
Persamaan Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu :
Qp = .
Tp = Tg 0.
8 Tr T0.
3 = Tg Tg = 0.
Tg = 0.
21 L0,7
E untuk L >15 km E untuk L <15 km Dengan:
: debit puncak banjir .
3/deti.
: luas DAS .
: curah hujan efektif .
: waktu dari permulaan banjir sampai puncak hidrograf banjir .
T0.
: waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak sampai dari debit puncak .
: waktu konsentrasi : satuan waktu dari curah hujan .
: koefisien karakteristik DAS : panjang sungai utama .
Persamaan kurva hidrograf satuan sintetisnya adalah :
Bagian melengkung naik untuk 0 C t C Tp.
Qa = QP Bagian lengkung turun :
Untuk Qd > 0.
3 QP
Qd = Qp.
Qd = Qp.
Untuk 0,32 Qp > Qd untuk TP = t < T0.
Untuk 0,3 Qp > Qd > 0,3 Qd untuk T0,3 C t C 1,5 Tp untuk t C 1,5 T0,3 Hubungan antara bentuk daerah pengaliran dengan T0,3 dapat dinyatakan :
T0,3 = 0,47 ( .
)0,25
Dengan :
T0,3 = .
ISSN : 2477 Ae 5250 menjadi 30% .
Jurnal Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar Vol.
4 No.
1 April 2018
52 - 61
P a g e | 55 Maka :
( .
) ,
= limpasan sebelum mencapai debit puncak .
3/deti.
= limpasan sesudah mencapai debit puncak .
3/deti.
= waktu .
= panjang alur sungai .
= waktu konsentrasi .
= konstanta Metode Muskingum dikembangkan oleh McCarthy .
dalam persamaan kontinuitas dan ditentukan oleh sebuah penyimpanan inflow dan outflow.
Di dalam sebuah penyimpanan dapat menjangkau waktu perjalanan aliran yang sangat singkat, (Bedient and Huber, 2.
( I1 I2 ) - ( 01 02 ) =
Inflow dan outflow saling berkaitan, untuk n dari persamaan manning, dimana a dan n penyimpanan dalam tampungan sangat berkaitan untuk , dimana b dan m konstan.
Parameter X merupakan koefisien pemberat dari inflow dan outflow dalam menentukan volume penyimpanan (Bedient and Huber, 2.
Menurut Sobriyah dan Sudjarwadi .
Penelusuran banjir metode Muskingum telah diketahui dengan baik, dalam metode Muskingum, debit inflow dan outflow pada penggal sungai yang ditinjau, dijelaskan dalam persamaan kontinuitas sebagai berikut :
I=O
Dan dalam persamaan tampungan empiris S dinyatakan sebagai berikut :
S = K [XI Ae (I-X) O ] .
Dimana :
I = Debit inflow .
/dt.
O = Debit Outflow .
/dt.
S = Tampungan .
K = Koefisien tampungan .
X = Faktor pembobot Prinsip dasar penyeselesaian perhitungan banjir dengan metode Muskingum adalah kelengkapan data pengukuran debit pada bagian hulu dan hilir sungai yang didapatkan pada waktu yang bersamaan.
Pengukuran ini sangat penting untuk mendapatkan nilai tampungan yang terjadi pada penampang sungai yang ditinjau.
Nilai ini yang akan digunakan untuk menentukan nilai x dan k (Arifiani, dkk, 2.
Di lapangan biasanya nilai x bervariasi antara 0.
1 dan 0.
Nilai k dan x dapat diperoleh dengan kalibrasi hidrograf aliran masuk dan keluar.
Apabila nilai k dan x telah diketahui, maka dapat digunakan untuk menghitung S (Triadmodjo.
Lengkung S adalah merupakan lengkung massa dari lengkung I - Q, sehingga untuk setiap saat dapat dihitung S.
S akan maksimum bila I - Q sama dengan 0.
Besarnya S pada saat t adalah :
ISSN : 2477 Ae 5250 Jurnal Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar Vol.
4 No.
1 April 2018
52 - 61
P a g e | 56 St = Oc(I-Q)1AEt .
Nilai x dan k dapat diperoleh dengan menggambar grafik yang menyatakan hubungan antara S dan I .
Q, yaitu dengan memasukkan berbagai harga x sedemikian rupa hingga didapat garis yang mendekati garis lurus.
Pada penelitian ini untuk mendapatkan garis lurus tersebut dilakukan dengan membuat sebuah program komputer, maka sambil memberikan berbagai harga x, diperiksa pula koefisien korelasi antara r antara S dengan x.
I .
- .
Q, sampai didapatkan r yang terbesar.
Bila r terbesar mempunyai harga lebih kecil dari 0,7 berarti tidak ada korelasi antara kedua faktor tersebut, sehingga tidak mungkin ditemukan garis lurus.
Rumus untuk mendapatkan koefisen korelasi /' adalah sebagai berikut:
n Oc(XY)- OcY OcX nOc(Y)2-(OcY)2 .
Oc(X)A-(OcX)2 ] dengan X=S, x.
I .
Q, n adalah banyaknya titik untuk dihitung harga X=S dan x.
I .
Q nya k = tan i = .
Jika dimasukkan harga x yang tidak betul akan didapat suatu loop, yaitu pada x = x2.
Konstanta k dan x yang didapat tersebut hanyalah berlaku untuk bagian memanjang alur sungai yang ditinjau Jika diketahui hidrograf debit masuknya, maka dapat diramalkan bentuk hidrograf keluarnya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan bulanan maksimum tiap tahun dari stasiun penakar hujan.
Curah hujan bulanan maksimum selama 10 tahunan yaitu dari 20052014.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 1 Tabel 1.
Data curah hujan bulanan maksimum Bulan Tahun Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des Max Perhitungan curah hujan bulanan maksimum dilakukan secara manual.
Tujuan menghitung curah hujan maksimum ini yaitu untuk mendapatkan debit air hujan maksimum yang nantinya digunakan untuk menghiutung intensitas curah hujan.
Dari tabel 4.
2 dapat kita lihat curah hujan bulanan maksimum yang paling tinggi terjadi pada tahun 2014 hingga mencapai 146 mm/dt.
ISSN : 2477 Ae 5250 Jurnal Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar Vol.
4 No.
1 April 2018
52 - 61
P a g e | 57 Analisis Frekuensi Untuk meramal curah hujan rencana dilakukan dengan analisis frekuensi data hujan.
metode analisis frekuensi yang digunakan pada penelitian ini yaitu distribusi Log Pearson Tipe i atau Distribusi Extrim Tipe i digunakan untuk analisis variabel hidrologi dengan nilai varian minimum misalnya analisis frekwensi distribusi dari debit minimum .
ow Distribusi Log Pearson Tipe i, mempunyai koefisien kemencengan (Coefisien of skwenne.
atau CS C 0.
Tabel 2.
Perhitungan curah hujan rencana distribusi log person tipe i Metode Log person i Tahun Log X (Log x Log Xba.
(Log x - Log Xba.
^2 (Log x Log Xba.
^3 (Log x Log Xba.
^4 Jumlah Rata-rata S log Cs log Cv log Ck log Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan didapat hasil Cs = 0,9402 dan nilai Ck = 0,2286.
Setelah melakukan perhitungan ini kemudian menghitung curah hujan rencana distribusi log person i.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3.
Perhitungan curah hujan rencana distribusi log person tipe i .
(%) .
ISSN : 2477 Ae 5250 Log RT Jurnal Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar Vol.
4 No.
1 April 2018
52 - 61
P a g e | 58 Berdasarkan Tabel 3 dapat dilihat besarnya debit hujan dalam periode ulang (T).
Pada tabel tersebut juga menjelaskan debit hujan yang paling tinggi terjadi pada periode ulang 10 tahunan yaitu mencapai 132,678 mm/jam.
Metode Hidrograf Satuan Nakayasu Bedasarkan hasil analisis yang disuguhkan pada Tabel 4 dapat dilihat besarnya intensitas curah hujan dengan durasi 24 jam dengan periode ulang 2 tahunan, 5 tahunan dan 10 tahunan.
Dari tabel tersebut dapat dilihat besarnya intensitas curah hujan yang tertinggi terjadi pada periode ulang 10 tahunan dan terendah terjadi pada periode ulang 2 tahunan.
Nilai intensitas curah hujan ini nantinya digunakan dalam perhitungan Metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu.
Tabel 4.
Satuan Sintetik Nakayasu t (Ja.
1,275 7,648 14,021 Max
105,407 0,000 36,543 31,078 23,020 17,568 14,502 12,497 11,067 9,986
9,414
9,136
8,446
7,873
7,388
6,972
6,610
6,291
6,285
6,008
5,755
5,527
5,320
5,132
4,960
36,543
ISSN : 2477 Ae 5250
121,443 0,000 42,102 35,806 26,523 20,240 16,708 14,399 12,751 11,505
10,846
10,525
9,731
9,071
8,512
8,032
7,615
7,248
7,241
6,922
6,631
6,368
6,130
5,913
5,714
42,102
132,678 0,000 45,997 39,119 28,976 22,113 18,254 15,731 13,930 12,570
11,849
11,499
10,631
9,910
9,300
8,776
8,320
7,919
7,911
7,563
7,244
6,957
6,697
6,460
6,243
45,997
inflow (Q) 0,000 124,642 106,004 78,519 59,921 49,464 42,627 37,748 34,062 32,109 31,160 28,807 26,853 25,200 23,780 22,544 21,457 21,436 20,493 19,630 18,852 18,147 17,505 16,916 124,642 Jurnal Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar Vol.
4 No.
1 April 2018
52 - 61
P a g e | 59 Gambar 1.
Hidrograf Banjir Rancangan HSS Nakayasu Perhitungan debit banjir rencana dengan metode HSS Nakayasu memerlukan data intensitas curah hujan dalam durasi dan periode ulang tertentu yang dapat diperoleh dari data curah hujan harian, bertujuan untuk memperkirakan debit puncak yang terjadi.
Hidrograf Penelusuran Banjir dengan Metode Muskingum Pada metode ini data debit inflow yang di ambil data debit hujan 2 Tahunan, kemudian di cari nilai debit outflow dengan menggunakan metode muskingum, yang dimasukkan adalah nilai masuk inflow yaitu nilai outflow sama dengan nilai awal.
Tabel 5.
Metode Muskingum t (Ja.
(Q) 1,275 7,648 14,021 Max
Nilai Rata2
0,000
36,543
31,078
23,020
17,568
14,502
12,497
11,067
9,986
9,414
9,136
8,446
7,873
7,388
6,972
6,610
6,291
6,285
6,008
5,755
5,527
5,320
5,132
4,960
36,543
10,724
ISSN : 2477 Ae 5250
2,297
1,954
1,447
1,105
0,912
0,786
0,696
0,628
0,592
0,574
0,531
0,495
0,465
0,438
0,416
0,396
0,395
0,378
0,362
0,347
0,335
0,323
0,312
33,9621
28,8838
21,3948
16,3273
13,4779
11,6149
10,2855
9,28102
8,74908
8,49052
7,84933
7,31691
6,86645
6,47948
6,14278
5,84667
5,84083
5,58384
5,34869
5,13683
4,94477
4,76971
0,0178
0,27836
0,23711
0,17612
0,1349
0,11154
0,09623
0,08528
0,07714
0,07282
0,07045
0,06518
0,06078
0,05706
0,05385
0,05107
0,04875
0,04855
0,04643
0,04448
0,04273
0,04113
0,000
2,297
35,934
30,609
22,736
17,415
14,398
12,422
11,010
9,958
9,401
9,094
8,415
7,847
7,366
6,952
6,592
6,293
6,267
5,994
5,743
5,516
5,310
5,123
35,934
10,529
Jurnal Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar Vol.
4 No.
1 April 2018
52 - 61
P a g e | 60 Gambar 2.
Hidrograf Sub DAS Krueng Meureubo.
Pada Gambar 2.
Berdasarkan Nilai debit puncak inflow di dapat 36,543 m3/s, sedangkan nilai debit puncak outflow 35,934 m3/s.
Hidrograf aliran dengan metode Muskingum tersebut tampak bahwa perbedaan nilai awal masukan outflow tidak berpengaruh besar terhadap debit yang dihasilkan, nilai debit yang dihasilkan hampir sama hingga akhir hidrograf.
KESIMPULAN
Data debit inflow yang di ambil data debit hujan 2 Tahunan, kemudian di cari nilai debit outflow dengan menggunakan metode muskingum, yang dimasukkan adalah nilai masuk inflow yaitu nilai outflow sama dengan nilai awal.
Nilai debit puncak inflow di dapat 36,543 m3/s, sedangkan nilai debit puncak outflow 35,934 m3/s.
Hidrograf aliran dengan metode Muskingum tersebut tampak bahwa perbedaan nilai awal masukan outflow tidak berpangaruh besar terhadap debit yang dihasilkan.
Nilai nilai Koefisien (K) 3400 s dan nilai X didapat 0,462 pada aliran hidrogfar aliran.
C1=
0,063.
C2= 0,929, dan C3= 0,008.
Dimana nilai C1 C2 C3= 1.
Pada dasarnya nilai koefisien kekasaran sepanjang sungai bervariasi.
SARAN
Pada penelitian selanjutnya perlu dilakukan juga kalibrasi perubahan profil penampang sungai, sehingga setiap kali terjadi perubahan debit aliran sungai kita dapat mengetahui bentuk perubahan profil penampang sungai yang terjadi.
Untuk pihak-pihak terkait terutama yang menangani tentang mitigasi bencana dapat melihat kondisi ini sebagai acuan untuk melakukan tindak lanjut akan pengurangan resiko bencana ISSN : 2477 Ae 5250 Jurnal Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar Vol.
4 No.
1 April 2018
52 - 61
P a g e | 61
DAFTAR PUSTAKA