ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
064Ae071 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Analisis Kapasitas Sungai Balangan-Perbandingan Debit Terukur dengan Metode Haspers Nurhidayati Rahmah Al-Ambari1 Nilna Amal1 Noordiah Helda1 1 Program Studi Teknik Sipil.
Universitas Lambung Mangkurat AAnilna.
amal@ulm.
Sungai Balangan merupakan anak sungai Negara yang salah satu percabangannya terletak dekat dengan pusat Kota Amuntai.
Pada saat musim hujan kota Amuntai sering mengalami banjir yang diakibatkan meluapnya Sungai Balangan pada ruas-ruas tertentu.
Diperlukan studi untuk mengetahui kapasitas sungai dan banjir rancangan yang dapat ditampung oleh Sungai Balangan.
Pengukuran langsung menggunakan perangkat Echo Sounding dilakukan untuk mengukur penampang sungai.
Pengukuran penampang sungai diperlukan untuk analisis debit terukur sesaat.
Analisis banjir rancangan dilakukan dengan menggunakan metode Haspers meliputi pengolahan data hujan, penentuan varibel yang diperlukan serta penghitungan debit banjir rancangan untuk kala ulang Menghitung debit banjir rencana untuk setiap kala ulang yang telah ditentukan dengan metode Haspers dilakukan juga dengan memasukkan faktor Hasil analisis sungai menunjukkan perbedaan yang besar antara debit terukur sesaat dengan metode Haspers tanpa koreksi, hal ini dapat terjadi karena debit terukur sesaat bukan merupakan debit rancangan sehingga perbedaan nilainya menjadi Metode Haspers tanpa koreksi tidak dapat ditampung oleh kapasitas sungai.
Namun, metode Haspers dengan koreksi masih dapat menampung debit banjir.
Kata kunci: kapasitas sungai, debit banjir, pengukuran, metode Haspers Diajukan: 6 Maret 2023 Direvisi: 17 Juni 2023 Diterima: 22 Juli 2023 Dipublikasikan online: 30 Juli 2023 Pendahuluan Letak kota Amuntai yang diapit oleh dua sungai yaitu Sungai Tabalong dan Sungai Balangan menjadikan daerah ini rawan terhadap terjadinya banjir.
Pertemuan kedua sungai ini yang juga adalah anak Sungai Negara tepat berada pada daerah kota.
Terjadi banjir dan genangan pada bagian tertentu sungai pada saat hujan dengan intensitas besar (Buku Putih Sanitasi Kabupaten Hulu Sungai Utara, 2.
Terjadinya hujan dengan intensitas tinggi dan menyebabkan banjir pada bulan Januari 2021 merendam hingga ribuan rumah.
Masalah banjir di Sungai Balangan menjadi perhatian peneliti sebelumnya yang membahas mengenai potensi rawa untuk mengurangi banjir (Putra et al, 2.
Ketika musim penghujan datang, kedua sungai baik Sungai Tabalong maupun Sungai Balangan meluap.
Luapan ini menggenangi daerah kota yang memiliki ketinggian relatif rendah jika dibandingkan dengan daerah yang lain.
Antara musim kemarau dan musim penghujan terjadi fluktuasi tinggi debit sungai Tabalong yang menjadi salah satu penyebab banjir.
Pada musim kemarau debit sungai sangat rendah, sedangkan pada musim hujan debit sungai cukup tinggi sehingga daya tampung sungai tidak mencukupi (Buku Putih Sanitasi Kabupaten Hulu Sungai Utara, 2.
, hal yang sama didukung oleh peneliti sebelumnya (Putra et al.
, 2.
Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan rencana tata guna air dan rencana pengendalian banjir adalah curah hujan rata-rata untuk seluruh wilayah yang bersangkutan, bukan curah hujan untuk suatu lokasi tertentu.
Hujan ini disebut curah hujan wilayah.
Curah hujan di daerah tersebut biasanya diperkirakan dari beberapa titik pengamatan hujan (Sosrodarsono.
Banjir di daerah kota Amuntai yang terjadi tiap tahun memerlukan perencanaan perbaikan dan pengaturan sungai sehingga dapat dicegahnya bahaya yang diakibatkannya dan terjaganya kestabilan sungai.
Sebuah perencanaan, pemanfaatan dan pengelolaan tidak dapat dilakukan tanpa sebuah studi mengenai daerah yang akan direncanakan perbaikannya.
Penelitian sebelumnya yang menggunakan metode Rasional, der Weduwen dan Haspers dilaksanakan di Sungai Negara (Lestari, 2.
Metode Haspers juga telah digunakan di DAS Manikin Nusa Tenggara Timur (Nasjono et al.
, 2.
Metode yang sama telah digunakan pula di DAS Bangga di Sulawesi dengan merekomendasikan koreksinya (Marcelia et al.
, 2.
Metode ini masih digunakan dalam penentuan debit Cara mensitasi artikel ini:
Al-Ambari.
Amal.
Helda.
Analisis Kapasitas Sungai Balangan-Perbandingan Debit Terukur dengan Metode Haspers.
Buletin Profesi Insinyur 6.
BPI, 2023 | 64
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
064Ae071 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
banjir dan penelitian sebelumnya oleh Saidah et al.
2020 pada DAS Babak.
Nusa Tenggara Barat yang membandingkan Metode Weduwen.
Melchior dan Haspers menemukan bahwa metode Haspers menghasilkan hasil analisis dengan ketelitian yang paling baik sehingga masih relevan digunakan untuk menentukan debit banjir sungai Balangan.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis kapasitas sungai dalam menampung debit banjir dengan metode Haspers dengan koreksi dan tanpa koreksi pada Sungai Balangan Kabupaten Hulu Sungai Utara Kalimantan Selatan.
Pada penelitian juga dilakukan analisis morfologi dan pengukuran langsung dengan memanfaatkan perangkat Echo Sounding dan menggunakan perangkat Arc Map untuk menganalisis ruas-ruas sungai sebelum dilakukan penghitungan/ analisis hidraulika.
Metode Lokasi Penelitian Secara geografis Kabupaten Hulu Sungai Utara terletak pada 2A1'37A sampai 2A35Ao58Ay Lintang Selatan dan antara 114A50'58Ay sampai 115A50'24Ay Bujur Timur.
Letak kota Amuntai diapit oleh dua sungai yaitu Sungai Tabalong dan Sungai Balangan seperti terlihat pada Gambar 1.
Sungai Tabalong merupakan anak Sungai Negara bertemu dengan Sungai Balangan yang juga merupakan anak sungai Negara.
Pertemuan kedua sungai ini tepat berada pada daerah kota.
Saat ini kondisi daya tampung sungai Tabalong tidak sesuai dengan debit yang terjadi sehingga pada musim hujan beberapa bagian waduk sungai tergenang air (Buku Putih Sanitasi Kabupaten Hulu Sungai Utara, 2.
Peta genangan air hasil limpasan Sungai Balangan juga dapat dilihat pada Gambar 1.
Metode Pengumpulan Data Pada penelitian ini diperlukan dua jenis data yaitu data primer dan data sekunder.
Proses pengumpulan data primer dilakukan dengan pengukuran langsung di lapangan menggunakan meteran untuk mengukur lebar sungai.
Echo Sounding untuk mengukur penampang sungai.
Current Meter dan pelampung untuk mengukur kecepatan sungai.
Untuk mendapatkan penampang sungai secara visual diperlukan software seperti Garmin Homeport.
Basecamp.
Global Mapper.
Google Earth.
Microsoft Excel.
Notepad.
Arc Map 10.
2, dan AutoCAD Civil 3D Land Desktop Companion Hasil pengukuran di lapangan yang menunjukkan elevasi dasar dan pembagian stasioning pengukuran Sungai Balangan dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3 berikut Proses mencari data sekunder dilakukan dengan mengumpulkan informasi yang diperlukan ke lapangan.
Data yang diperlukan dalam studi kali ini berupa:
Data hujan dari Badan Meteorologi dan Geofisika Kelas I Banjarbaru dan Balai Wilayah Sungai Kalimantan II.
Peta DAS dari Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Barito tahun 2004.
Data Debit Harian Sungai Balangan dari BWS Kalimantan II.
Pekerjaan pengolahan data dilakukan dengan tahapan sebagai berikut:
Analisis hidrolika dan hidrologi Membandingkan dan menganalisis kapasitas sungai terhadap debit banjir yang ada.
Bila debit banjir melebihi debit kapasitas tampungan berarti daya tampung tidak mencukupi sehingga dapat disimpulkan terjadi limpasan air.
Maka dilakukan penanggulangan banjir.
Analisis Data Tujuan dari analisis frekuensi curah hujan maksimum adalah untuk memprediksi jumlah curah hujan maksimum pada periode ulang tertentu, yang nantinya akan digunakan dalam perhitungan limpasan banjir proyeksi dengan menggunakan metode empiris.
Berbagai jenis distribusi pada analisis frekuensi akan memberikan hasil perhitungan yang berbeda-beda, oleh karena itu perlu diuji distribusi yang mana yang memberi hasil terbaik, yaitu suatu hasil dengan penyimpangan Gambar 1.
Peta kondisi saat banjir di Kota Amuntai BPI, 2023 | 65
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
064Ae071 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Gambar 2.
Elevasi dasar sungai Balangan Gambar 3.
Stasioning lokasi penelitian sungai Balangan Ada 2 metode pengujian distribusi probabilitas yang dapat digunakan pada analsisi frekuensi yaitu metode ChiKuadrat dan metode Smirnov-Kolmogorov dan telah digunakan pada data hujan di wilayah Banjarbaru (Fahraini dan Rusdiansyah, 2.
Debit Rencana (Q.
adalah limpasan dengan periode ulang tertentu (T) yang diharapkan mengalir melalui sungai atau badan air.
Periode ulang adalah durasi hipotetis di mana suatu peristiwa dengan nilai tertentu, seperti beban yang direncanakan, akan diimbangi atau dilampaui satu kali dalam waktu hipotetis.
Ini tidak berarti bahwa peristiwa tersebut akan berulang secara teratur di setiap periode ulang tersebut (Kamiana, 2.
Penentuan debit rancangan dapat dicari dengan beberapa metode rumus empiris dan telah diterapkan yaitu metode Melchior.
Der Weduwen dan Haspers (Robot, 2016.
Lestari, 2016.
Nasjono, 2.
Menurut Hadisusanto .
, penelitian yang dilakukan Haspers berada di wilayah DAS dengan luas yang kurang dari 100 km2.
Metode Haspers dapat dijelaskan melalui rumus berikut ini:
: debit maksimum : run off coefisient : reduction coefficient, perbandingan rerata hujan dengan hujan maksimum dengan daerah dan waktu yang : intensitas hujan .
A/kmA/de.
: luas catchment .
mA) Prosedur perhitungan:
= 0,1
= 1
Untuk t < 2 jam ' = .
, y
! ,"#
%/"
y($" ( * ($" )( .
BPI, 2023 | 66
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
064Ae071 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Untuk 2 jam < t O19 jam y($" ' = Untuk 19 jam < t O 30 hari ' = 0,707 y ' .
( .
y 0,5 Perhitungan Hujan Maksimum = ,*y .
Koefisien n merupakan fungsi dari bahan dinding saluran.
: waktu konsentrasi .
: luas DAS .
: panjang sungai .
: kemiringan sungai merata R24 : curah hujan rancangan .
: intensitas hujan : hujan maksimum.
3/km3/de.
(Kamiana, 2.
Triatmodjo .
, menyatkan bahwa debit aliran yang diberi notasi Q merupakan total zat cair tiap satu satuan waktu yang mengalir melalui tampang lintang suatu penampang aliran dan dirumuskan dengan:
Q = A .
Keterangan:
: debit .
3/de.
: luas penampang basah .
: kecepatan aliran rata-rata .
/de.
Kecepatan aliran dapat ditentukan melalui beberapa rumus, salah satunya adalah Manning (Triatmodjo, 1.
Beberapa penelitian yang telah menggunakan rumus ini (Putro, 2013.
Fasdarsyah, 2016.
Wellang, 2.
menunjukkan bahwa Manning merupakan rumus yang telah aplikatif di berbagai tempat di Indonesia sehingga layak digunakan pada penelitian ini.
Kecepatan Manning dihitung dengan formula berikut ini:
$ 7
4 = 5 ' % 6$
: kecepatan rata-rata : jari-jari hidrolis : kemiringan energi : koefisien kekasaran .
ilai n dari Mannin.
Pelampung digunakan sesuai dengan data yang ingin diperoleh apakah data kecepatan permukaan atau data Pelampung permukaan digunakan untuk mengukur kecepatan horisontal sementara pelampung kaleng dan batang digunakan untuk mengukur kecepatan rerata Apabila menggunakan tipe pertama untuk memperoleh kecepatan rerata vertikal maka nilai terukur memerlukan koreksi yang dilakukan dengan mengalikannya dengan koefisien yang biasanya 0,85 (Triatmodjo, 2.
4898: : = .
Lazim diambil : AA 0,83 OO0,85.
Pengukuran dengan Current meter V=an b : kecepatan aliran .
/de.
: jumlah putaran a, b : tetapan .
ilai ini ditetapkan dalam kalibras.
Pengukuran vertikal pada dua titik 0,2H dan 0,8H (H=kedalama.
V=(V0,2 V0,.
Hasil dan Pembahasan Analisis Kapasitas Penampang Sungai Hasil penelitian hidraulika sungai didapat dengan membagi metode pengukuran di lapangan menjadi dua bagian, yaitu data untuk pembuatan penampang sungai dan data untuk kecepatan sungai dan sebagian hasilnya disajikan pada Tabel 1.
Hasil perhitungan untuk luas cross section untuk menghitung penampang sungai disajikan pada Tabel 2.
Tabel 1.
Contoh data dan Hasil perhitungan kecepatan sungai Titik Awal Kanan Tengah Kiri Kedalaman .
Kecepatan Sungai Permukaan Permukaan Permukaan Rata - Rata Titik Tengah Kanan Permukaan BPI, 2023 | 67
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
064Ae071 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Tabel 1.
Contoh data dan Hasil perhitungan kecepatan sungai .
Kedalaman Kecepatan Rata - Rata Titik Awal .
Sungai Tengah Kiri Permukaan Permukaan Tabel 2.
Luas per cross section penampang sungai penelitian Daerah Total (Kapasita.
Stasioning Maks Rata - Rata Luas .
Keliling .
Daerah Terendam air (Aktua.
Jari Hidrolis .
Kecepatan Sungai dan Kemiringan Dasar Dengan memasukkan nilai kecepatan yang didapat dari hasil perhitungan menggunakan current meter pada Tabel 5 maka diketahui kecepatan sungai rata Ae rata Luas Total .
Keliling .
Jari Hidrolis .
yaitu 0,355 m/det dan kecepatan sungai maksimum 0,607 m/det.
Sedangkan dengan memasukkan nilai kecepatan permukaan yang didapat dari hasil perhitungan BPI, 2023 | 68
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
064Ae071 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
menggunakan pelampung pada Tabel 5 maka diketahui kecepatan sungai permukaan rata-rata yaitu 0,489 m/det dan kecepatan sungai maksimum permukaan 0,678 m/det.
Elevasi di hulu Sungai 7,1 m dan elevasi di hilir Sungai 6,5 m serta panjang sungai sekitar 1750 m maka diperoleh kemiringan dasar sungai adalah 0,000343.
Dengan hasil-hasil perhitungan dengan berbagai kecepatan yang didapat, dibuat hasil keseluruhan.
Hasil keseluruhan debit sungai Balangan dirangkum pada Tabel 3.
Stasioning Tabel 3 Hasil perhitungan debit terukur sesaat Luas Debit Penuh Qf .
3/de.
No.
Current meter A .
m/det m/det m/det m/det 21 0 1000
22 0 1050
23 0 1100
24 0 1150
25 0 1200
26 0 1250
27 0 1300
28 0 1350
29 0 1400
30 0 1450
31 0 1500
32 0 1550
33 0 1600
34 0 1650
35 0 1700
36 0 1750
Maksimum Rata - Rata Pengolahan Data Curah Hujan Data curah hujan bersumber dari Badan Meteorologi.
Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Stasiun Banjarbaru dengan jangka waktu 20 tahun untuk 2 stasiun yaitu stasiun hujan Banjang dan Amuntai Tengah.
Sedang data hujan berasal dari Balai Wilayah Sungai II untuk 3 Luas A .
Debit Aktual QA .
3/de.
Current meter m/det m/det m/det m/det stasiun yaitu stasiun Lampihong.
Paringin, dan Halong.
Data tersebut terdiri dari tahun 1990 sampai tahun Analisis frekuensi bertujuan untuk menentukan korelasi antara suatu kejadian ekstrem baik yang terbesar yaitu maksimum maupun terkecil yaitu BPI, 2023 | 69
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
064Ae071 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
minimum dengan kekerapan terjadinya berdasarkan distribusi probabilitas.
Analisis frekuensi suatu kejadian .
ujan atau debi.
memerlukan data seri data .
ujan atau debi.
selama beberapa tahun.
Pada penelitian ini dilakukan analisis frekuensi untuk kejadian hujan dengan data hujan ekstrim tahunan sepanjang 24 Hasil perhitungan disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4.
Hasil perhitungan analisis frekuensi Periode Ulang T .
Dist.
Normal .
Dist.
Log Normal*) Dist.
Gumbel .
manning dikalikan dengan luasnya.
Perbandingan dengan mengambil nilai debit kapasitas rata-rata dan terbesar maka dapat diketahui kapasitas sungai Balangan pada Tabel 6.
Tabel 5.
Hasil perhitungan debit Kala Hujan Ulang Rancangan .
Dist.
Log Pearson i .
Setelah didapatkan hasil perhitungan hujan rancangan dengan metode di atas, selanjutnya setiap metode di uji kesesuaian distribusinya untuk mengetahui hasil perhitungan dengan distribusi mana yang terbaik, yaitu suatu hasil dengan penyimpangan terkecil.
Dari hasil uji distribusi dengan kedua metode yaitu Chi Kuadrat dan Smirnov Kolmogorov diperoleh hasil bahwa distribusi Log Pearson i.
Log Normal, dan Gumbel dapat diterima oleh kedua uji kesesuaian distribusi kecuali.
distribusi Normal yang tidak diterima diuji chi Kuadrat sehingga untuk penelitian ini perhitungan frekuensi curah hujan digunakan hasil dari metode distribusi Log Pearson Type i.
Perhitungan Debit Banjir Dengan data-data sungai Balangan yaitu luas aliran DAS = 2026,6148 km2.
beda tinggi dasar sungai = 7,1 Ae 6,5 = 0,6 m, panjang total sungai penelitian = 1,750 km serta panjang Sungai Balangan total = 141,19km maka diperoleh perhitungan debit metode Haspers sebagaimana yang dapat dilihat pada Tabel 5.
Kapasitas Sungai Balangan dan Analisis Metode Haspers Dengan membandingkan nilai debit maka dapat diketahui apakah Sungai Balangan mencukupi atau tidak.
Nilai debit sesaat (Q.
adalah debit saat dilakukan pengukuran di lapangan, debit kapasitas (Qf.
adalah daya tampung sungai keseluruhan, dan debit dari rumus empiris (Q.
adalah debit dari hasil perhitungan menggunakan rumus kecepatan .
3/d.
Tabel 6.
Rekap hasil perhitungan debit sungai Balangan Qn m3/det Qfc Kecepatan m /det m /det V=0.
V=0.
607 m/det V=0.
355 m/det V=0.
678 m/det V=0.
489 m/det Metode perhitungan debit dari data hujan menggunakan Haspers memiliki penyimpangan.
Penyimpangan ini diteliti oleh Marcelia .
dalam jurnal nya mengenai ketelitian penelitian metode empiris untuk menghitung debit banjir rancangan di DAS Bangga.
Palu.
Debit terukur di dapatkan dari data debit dari BWS Kalimantan II yang dilakukan analisis frekuensi dengan distribusi terpilih adalah distribusi Gumbel.
Dengan mencari nilai koreksi berdasarkan metode penelitian oleh Marcelia dkk.
, .
diketahui nilai koreksi (C) untuk metode Haspers yaitu 0,18.
Hasil debit banjir hasil perhitungan terkoreksi diberikan pada Tabel 7.
Debit terukur dari data yang bersumber dari BWS Kalimantan II diasumsikan merupakan salah satu acuan kedua selain kapasitas sesungguhnya yang merupakan hasil hitungan yaitu 104,7 m3/det, dan debit ini tidak mampu menampung debit banjir rancangan Metode Haspers.
Dengan Metode Haspers terkoreksi yang dibandingkan dengan Qterukur maka sungai masih dapat menampung hingga debit dengan kala ulang 5 Hasil perbandingan dapat dilihat pada Tabel 8 Tabel 7.
Debit rancangan banjir Metode Haspers terkoreksi Q Terukur Penyimpangan Haspers Kala m3/det m3/det m3/det Ulang c=b-a d=c/a x100
m3/dt/km2 Konversi
Faktor
Koreksi
Q Haspers m3/det BPI, 2023 | 70
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
064Ae071 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Tabel 8.
Hasil perbandingan debit kapasitas sungai Balangan Q Haspers Hasil Kala Terukur Haspers Koreksi Ulang m3/det m3/det m3/det Kesimpulan Metode Haspers merupakan salah satu metode klasik yang telah lama digunakan dalam penghitungan banjir dan mendapatkan hasil yang berbeda-beda untuk berbagai DAS yang digunakan namun masih andal untuk digunakan sebagaimana diperoleh pada penelitian Penelitian ini mendasarkan pada hasil tersebut dan melakukannya dalam dua metode yaitu dengan dan tanpa terkoreksi.
Berdasarkan pengukuran lapangan didapatkan bahwa debit banjir terukur dengan Metode Haspers belum terkoreksi berbeda cukup jauh.
Hal ini disebabkan karena metode Haspers mendasarkan perhitungan pada data fisik sungai.
Perhitungan dilakukan pada ruas tertentu sehingga bisa jadi kemiringannya tidak merepresentasikan data Perhitungan pada ruas fisik yang lain dengan ketelitian yang baik diharapkan dapat memberikan nilai ketelitian yang lebih baik.
Berdasarkan analisa debit sebelumnya, sungai Balangan hanya mampu menampung debit rencana sampai kala ulang 10 tahun.
Diperlukan penelitian lanjutan mengenai analisis hitungan debit banjir dengan metode empirik yang berbeda.
Selain itu pengumpulan data primer pada ruas sungai yang lain terutama data hujan otomatis dan ketinggian muka air aktual diharapkan juga akan menunjukkan hasil yang lebih baik.
Referensi