Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024 Rekayasa Geometri Sungai Grindulu Melalui Penerapan Groundsill Samuel Harjanto1.
Fanny Aliza Savitri1*.
Habib Ansari2 dan Rifki Maulana1 BBWS Bengawan Solo.
Kementrian PUPR Direktorat Irigasi dan Rawa.
Kementrian PUPR * fannyaliza@pu.
ABSTRAK
Penambangan pasir liar/tidak berizin dalam area badan sungai merupakan salah penyebab kerusakan ekosistem, lingkungan, dan infrastruktur dikarenakan eksploitasi sungai yang berlebihan.
Sungai Grindulu dengan area tangkapan air terbesar di Kabupaten Pacitan dengan luas area 733.
500 km2 dan panjang alur sungai 63,73 km yang bermuara ke Teluk Pacitan, memiliki kondisi eksisting dimana sebagian besar merupakan daerah pegunungan dengan morfologi sungai meandering yang lerengnya cukup curam antara 30% - 50% di daerah hulu.
Dengan kondisi topograsi dan morfologi tersebut.
Sungai Grindulu menyimpan potensi degradasi dasar sungai dan longsor di areal tebing kanan dan kiri sungai akibat kecepatan aliran yang cukup besar.
Berbanding lurus dengan kondisi eksisting tersebut, kegiatan penambangan pasir/galian c liar/ tidak berizin semakin meningkatkan potensi negatif dari penurunan dasar sungai dan longsor di tebing kanan dan kiri sungai.
Dalam studi ini dilakukan kajian hidrologis dan hidraulik dimana dipilih penerapan struktur ambang lebar atau Groundsill untuk mempengaruhi perubahan geometri dan morfologi dari Sungai Grindulu.
Permodelan dilakukan dengan perangkat lunak HEC-RAS dengan kondisi penerapan Groundsill tunggal dan ganda sebelum dan sesudah dimana nantinya akan menampilkan perubahan variabel/parameter kecepatan aliran sungai di bagian hilir yang awalnya 3,95 m/s menjadi 1 m/s.
Sehingga dengan inovasi tersebut, penulis berharap dapat memberikan rekomendasi terkait langkah preventif untuk meminimalisis potensi bencana yang ada di Sungai Grindulu.
Kata Kunci: Penambangan pasir.
Morfologi sungai.
HEC-RAS.
Groundsill ABSTRACT Illegal/unlicensed sand mining in river body areas is one of the causes of damage to ecosystems, the environment and infrastructure due to excessive exploitation of rivers.
The Grindulu River with the largest water catchment area in Pacitan Regency with an area of 733,500 km2 and a river channel length of 63.
73 km which empties into Pacitan Bay, has existing conditions where most of it is a mountainous area with meandering river morphology whose slopes are quite steep between 30 % - 50% in upstream areas.
With these topographic and morphological conditions, the Grindulu River has the potential for river bed degradation and landslides in the right and left bank areas of the river due to the fairly large flow speed.
In direct proportion to the existing conditions, illegal/unlicensed sand mining/quarrying activities further increase the negative potential of lowering the river bed and landslides on the right and left banks of the river.
In this study, a hydrological and hydraulic study was carried out in which the application of a wide sill structure or Groundsill was chosen to influence changes in the geometry and morphology of the Grindulu River.
Modeling was carried out using HECRAS software with single and double Groundsill application conditions before and after which will later display changes in river flow velocity variables/parameters in the downstream section from initially 3.
95 m/s to 1 m/s.
with this innovation, the author hopes to provide recommendations regarding preventive steps to minimize the potential for disasters in the Grindulu River.
Keywords: Sand mining.
River morphology.
HEC-RAS.
Groundsill.
Received: 9 September 2024.
Accepted: 28 Oktober 2024 Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024
PENDAHULUAN
Sungai Grindulu dengan area tangkapan air terbesar di Kabupaten Pacitan dengan luas area 733.
500 km2 dan panjang alur sungai 63,73 km yang bermuara ke Teluk Pacitan, memiliki kondisi eksisting dimana sebagian besar merupakan daerah pegunungan dengan morfologi sungai meandering yang lerengnya cukup curam antara 30% - 50% di daerah hulu.
Dengan kondisi topograsi dan morfologi tersebut.
Sungai Grindulu menyimpan potensi degradasi dasar sungai dan longsor di areal tebing kanan dan kiri sungai akibat kecepatan aliran yang cukup besar.
Berbanding lurus dengan kondisi eksisting tersebut, kegiatan penambangan pasir/galian c liar/ tidak berizin semakin meningkatkan potensi negatif dari penurunan dasar sungai dan longsor di tebing kanan dan kiri sungai.
Gambar 1.
Lokasi Studi Desa Mentoro.
Kecamatan Pacitan.
Kab.
Pacitan.
Dengan luasanya hamparan daerah aliran sungai tersebut, sungai grindulu selain menyimpan potensi sumber daya air yang besar juga terdapat potensi galian mineral pasir yang sudah banyak dimanfaatkan melalui media penambangan baik secara berizin maupun Dengan banyaknya pemanfaatan di media badan sungai sebagai areal tambang pasir/galian c secara berlebihan maka muncul banyak permasalahan seperti penurunan dasar permukaan sungai, pendangkalan di hilir sungai di akibat laju sedimentasi yang cepat di hulu, kerusakan infrastruktur air.
Merujuk hal tersebut maka studi ini menampilkan rekomendasi untuk mengatasi penurunan dasar permukaan sungai dengan penerapan ambang lebar atau Groundsill.
Penerapan goundsill atau ambang lebar ini dipilih karna dapat mengurangi laju kecepatan air dan pengendapkan sedimen di bagian hulu sehingga nantinya penumpukan sedimen di hilir tidak terjadi secara cepat.
Pengendapan material yang terbawa aliran air dari hulu sungai akibat gerusan baik lereng maupun dasar permukaan sungai dapat diartikan sebagia sedimentasi.
Sedimen bisa Received: 9 September 2024.
Accepted: 28 Oktober 2024 Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024 berada pada berbagai lokasi dalam aliran, tergantung dari keseimbangan antara kecepatan ke atas partikel .
aya angkat dan gaya tari.
serta kecepatan endap Analisis Hidrologi Analisis hidrologi mencakup analisis frekuensi yang dapat diterapkan pada data debit sungai maupun data hujan.
Data yang digunakan bisa berupa data debit atau hujan maksimum tahunan, yaitu nilai tertinggi yang terjadi dalam satu tahun yang diukur selama beberapa tahun (Triatmodjo, 2.
Selain itu, terdapat juga analisis debit banjir, yang merupakan debit maksimum yang direncanakan untuk sungai atau saluran dengan periode ulang tertentu.
Analisis Hidrolika Menurut Triatmojo .
, saluran terbuka adalah saluran di mana air mengalir dengan muka air bebas, dan tekanan di seluruh titik sepanjang saluran adalah tekanan atmosfer.
Saluran terbuka dibagi menjadi dua jenis berdasarkan asalnya, yaitu saluran alam .
atural channel.
dan saluran buatan .
rtificial channel.
Dalam hal klasifikasi aliran, terdapat beberapa kategori berdasarkan karakteristik ruang, yaitu aliran seragam .
niform flo.
dan aliran tidak seragam .
on-uniform flo.
Sedangkan berdasarkan karakteristik waktu, aliran dapat dibedakan menjadi aliran tetap .
teady flo.
dan aliran tidak tetap .
nsteady Menurut Triatmojo .
, dalam aliran melalui saluran terbuka, distribusi kecepatan dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti bentuk saluran, kekasaran dinding, dan debit Kecepatan aliran tidak merata di setiap titik pada penampang melintang saluran, hal ini disebabkan oleh adanya permukaan bebas pada aliran fluida.
Prinsip saluran terbuka mirip dengan saluran tertutup, yaitu kecepatan minimum terjadi pada bagian aliran yang langsung bersentuhan dengan dinding saluran.
Gambar 1 di bawah ini menunjukkan distribusi kecepatan pada penampang melintang saluran dengan berbagai bentuk, yang digambarkan dengan garis kontur kecepatan.
Analisis hidrolika sungai dimaksudkan untuk memodelkan bagaimana lebar, kecepatan, dan perubahan kedalaman dengan adanya aliran debit di setiap penampang (Aristegi.
Lide.
Selain itu digunakan menganalisa profil muka air banjir dengan kala ulang tertentu (Syahputra.
Ichsa.
Perhitungan debit menggunakan rumus berikut (Riyanto.
Didit Puji.
Q=AxV ycO= 1 2/3 1/2 ycI ycI ycu Dimana:
= Kecepatan aliran .
= Koefisien kekasaran Manning = Jari-jari hidrolis = Kemiringan dasar saluran Received: 9 September 2024.
Accepted: 28 Oktober 2024 Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024 = Luas penampang .
= Keliling basah .
Geometri Saluran Untuk membangun geometri saluran.
HEC-RAS memerlukan beberapa parameter, antara lain alur, penampang memanjang dan melintang, kekasaran dasar .
oefisien Mannin.
, serta kehilangan energi pada titik-titik perubahan penampang saluran .
oefisien ekspansi dan kontraks.
Selain itu, geometri dari struktur hidraulik yang ada sepanjang saluran, seperti jembatan, pintu air, bendung, peluap, dan sebagainya, juga diperlukan (Istiarto.
Dalam Akan .
, disebutkan bahwa Chow .
menyediakan faktor kekasaran dasar .
oefisien Mannin.
dalam tabel yang memuat nilai n untuk berbagai jenis bahan Tabel 1 menunjukkan nilai-nilai ini, yang secara umum sesuai dengan Chow .
dan Henderson .
Tabel 1 Koefisien Kekasaran Manning untuk Berbagai Saluran Terbuka.
Material/ Bahan Saluran Koefisien Manning Beton Dasar kerikil dengan sisi:
Beton Pasangan batu Riprap Saluran alami Bersih, lurus Bersih, berliku Berumput, berliku Semak belukar dan kayu Dataran banjir Padang rumput Ladang Sedikit rumput dan gulma Rumput lebat Pohon lebat Groundsill Groundsill adalah struktur ambang melintang yang dibangun di alur sungai dengan tujuan untuk mengurangi kecepatan aliran dan meningkatkan laju pengendapan di bagian hulu Menurut Sasrodarsono .
, secara umum groundsill dibagi menjadi dua tipe, yaitu sebagai berikut:
Groundsill tipe ambang datar .
ed gindle wor.
adalah bangunan groundsill yang hampir tidak memiliki terjunan, dengan elevasi mercunya hampir sejajar dengan permukaan dasar sungai.
Tipe groundsill ini berfungsi untuk mencegah penurunan lebih lanjut pada permukaan dasar sungai.
Received: 9 September 2024.
Accepted: 28 Oktober 2024 Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024 Groundsill tipe ambang pelimpah .
ead wor.
adalah bangunan groundsill yang memiliki terjunan, sehingga elevasi permukaan dasar sungai di hulu groundsill lebih tinggi dibandingkan dengan elevasi permukaan dasar sungai di hilirnya.
Tujuan dari tipe groundsill ini adalah untuk meratakan kemiringan dasar sungai.
HEC-RAS
Analisis hidrolika sungai tersebut digunakan untuk menganalisis profil hidrolika berdasarkan periode ulang tertentu dari debit banjir rencana.
Tujuan dari analisis hidrolika sungai adalah untuk menganalisis profil muka air banjir dengan berbagai periode ulang dari debit banjir rencana.
Model hidrolika aliran satu dimensi yang banyak digunakan saat ini adalah HEC-RAS (River Analysis Syste.
(Pitocchi dan Mozzali, 2.
HEC-RAS merupakan sebuah program yang mengintegrasikan analisis hidrolika, di mana pengguna dapat berinteraksi dengan sistem menggunakan fungsi Graphical User Interface (GUI).
Program ini dikembangkan oleh Hydrologic Engineering Center (HEC).
Judul dari setiap bagian .
ditulis dengan font Candara 14pt, kapital, dan tebal .
Pengaturan alignment menggunakan rata kiri .
, line spacing tunggal, dan spacing sebelum 24pt atau dua spasi.
Judul bagian ditulis tanpa nomor bagian.
METODE PENELITIAN
Jenis dan sumber data Data yang dibutuhkan dalam penelitian ini meliputi peta topografi, data curah hujan, data geometri sungai dan data studi penelitian sebelumnya.
Data curah hujan yang digunakan adalah Pos CH Nawangan.
Pos CH Arjosari.
Pos CH Kebon Agung.
Pos CH Pacitan dan Pos CH Tegal Ombo selama 11 tahun mulai dari Tahun 2014-2024 yang diperoleh dari BBWS Bengawan Solo.
Tabel 2.
Rekapitulasi Data Curah Hujan Tahun 2014-2024.
Tahun HHMT .
m/ja.
Received: 9 September 2024.
Accepted: 28 Oktober 2024 Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024 Tahapan analisis Analisis data hidrologi .
nalisis kelayakan data HHMT menggunakan uji outlier, uji konsistensi dan uji tren.
setelah itu dihitung curah hujan rencana yang akan digunakan sebagai dasar perhitungan debit banjir rencana.
Analisis hidrolika lanjutan menggunakan pendekatan perangkat lunak HEC-RAS dilakukan untuk memodelkan aliran sungai dan pola aliran pada tiga skenario, yaitu kondisi eksisting, satu Groundsill, dan dua Groundsill.
Tinggi Groundsill yang digunakan adalah 1,5 m .
ari dasar salura.
dengan lebar mercu 0,9 m.
Dimensi Groundsill ini dapat didesain ulang sesuai dengan kebutuhan fungsi dan perubahan morfologi sungai di masa depan.
Pemberian rekomendasi berdasarkan keseluruhan analisis Mulai Studi literatur Data Data Data Analisis Frekuensi Analisis debit banjir Pemodelan HEC-RAS Eksisting Groundsill Tunggal Groundsill Ganda Analisis Kecepatan Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 2.
Diagram Alur Penelitian HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Hidrologi Analisa Curah Hujan Rancangan Analisis frekunsi data hidrologi dimana bertujuan untuk mencari hubungan antara besarnya kejadian ekstrim terhadap frekuensi kejadian dengan menggunakan distribusi probabilitas/ kemungkinan.
Metode yang digunakan dalam analisis frekuensi adalah distribusi Normal.
Gumbel dan Log Pearson Type i dengan kala ulang sebagai Hasil berisi data analisis beserta keterangannya.
Data yang telah disajikan dalam tabel atau gambar tidak perlu dituliskan lagi dalam naskah.
Received: 9 September 2024.
Accepted: 28 Oktober 2024 Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024 Tabel 3.
Rekapitulasi Curah Hujan Rancangan.
Periode Ulang (T) (Tahu.
Uji SmirnovKolmogorof Uji Chi-Square Debit .
3/d.
Normal Gumbel Log Pearson i Dari perhitungan yang telah dilakukan dengan syarat-syarat tersebut, maka dipilih distrubusi dengan Cs = 0.
158 mendekati persyaratan Cs O 0.
Untuk perhitungan selanjutnya menggunakan metode Gumbel.
Analisa Debit Banjir Rancangan Pendekatan debit banjir rancangan dihitung berdasarkan data hujan rancangan dengan periode kala ulang 2, 5, 10, 25, 50, 100, dan 200 tahun.
Metode yang digunakan diantaranya adalah Nakayasu.
SCS dan ITB 1B.
Data dasar yang digunakan sebagai analisa adalah data luasan daerah pengaliran sebesar 715 km2 dan panjang sungai utama sebesar 70 Km.
Tabel 4.
Rekapitulasi Curah Hujan Rancangan.
Kala Ulang (Tahu.
Nakayasu
SCS
ITB 1B
Received: 9 September 2024.
Accepted: 28 Oktober 2024 Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024 Dari hasil perhitungan dengan metode Nakayasu.
SCS dan ITB 1B dalam menghitung debit banjir rancangan, dipilih metode Nakayasu yang dapat merepresentasikan/ mendekati dengan kondisi lapangan.
Analisis Hidrolika Konidisi eksisting Skenario ini merupakan kondisi eksisting/ alamiah sungai dimana belum terdapat penggunaan bangunan Groundsill seperti terlihat pada Gambar 3 dibawah.
Karakteristik aliran diamati dalam penelitian ini adalah menghitung Froude (F.
dan kecepatan sebelum adanya Groundsill.
Dari hasil analisis didapatkan nilai angka Froude (F.
< 1 pada semua Maka tipe aliran berdasarkan angka Froude (F.
menunjukkan aliran yang sub kritis pada semua station.
Sedangkan nilai kecepatan paling tinggi di kondisi ini adalah 3,95 m/s pada Sta 1.
Gambar 3.
Geometri Sungai (Kondisi Eksistin.
Skenario 1 dengan penerapan Groundsill tunggal Penempatan Groundsill diletakkan pada bagian hulu dari Sta 1 dengan dimensi tinggi main dam 1,5 m.
Dari hasil analisis didapatkan nilai kecepatan sebesar 1,35 m/s, sehingga apabila disandingkan dengan kondisi eksisting nilai kecepatan di Sta 1 ini berkurang sebesar 2,6 m/s.
Gambar 4.
Geometri Sungai Skenario 1 (Groundsill Tungga.
Received: 9 September 2024.
Accepted: 28 Oktober 2024 Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024 Skenario 2 dengan penerapan Groundsill ganda Skenario 2 digunakan sebagai perbandingan hasil penurunan kecepatan pada penelitian ini dengan penambahan Groundsill berseri yang diletakkan pada bagian hilir Sta 322 dengan tinggi main dam 1,5 m.
Dari hasil analisis didapat hasil kecepatan pada Sta 299 sebesar 0,76 m/s dan di Sta 1 sebesar 1 m/s.
Jika disandingkan dengan skenario 1 pada Sta 1 maka didapatkan penurunan nilai kecepatan dari kondisi eksisting sebesar 2,95 m/s.
Gambar 5.
Geometri Sungai Skenario 2 (Groundsill Tungga.
Rekapitulasi analisis Rekapitulasi kecepatan dan angka Froude pada tiga skenario disajikan dalam Tabel 5.
Dari hasil percobaan didapatkan bahwa semakin banyaknya Groundsill yang di plot pada geometri sungai maka akan semakin besar pula penurunan nilai kecepatannya.
Hal ini menunjukkan adanya efektivitas bangunan Groundsill dalam memperkecil laju aliran yang ada di lokasi penelitan.
Tabel 5.
Rekapitulasi Hasil Analisis Penerapan Groundsill River Sta Eksisting Kecepatan Froude .
Skenario 1 Kecepatan Froude .
Skenario 2 Kecepatan Froude .
Received: 9 September 2024.
Accepted: 28 Oktober 2024 Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024
KESIMPULAN
Implementasi penambahan struktur ambang lebar atau groundsill di Sungai Grindulu bertujuan mempengaruhi perubahan geometri dan morfologi, sehingga nantinya didapatkan skenario terbaik untuk mengurangi potensi penurunan dasar permukaan sungai dan penumpukan atau pendangkalan sungai di hilir.
Adapaun beberapa kesimpulan yang dapat ditarik dari pembahasan yang dilakukan sebagai berikut:
Pada kondisi eksisting didapatkan nilai angka Froude (F.
< 1 pada semua stasiun, sehingga dapat dikategorikan dalam kondisi aliran yang sub kritis.
Kemudian untuk variabel atau parameter kecepatan didapatkan nilai paling tinggi sebesar 3,95 m/s pada Sta Pada kondisi penambahan groundsill tunggal didapatkan nilai angka Froude (F.
< 1 pada semua stasiun, sehingga dapat dikategorikan dalam kondisi aliran yang sub kritis.
Kemudian untuk variabel atau parameter kecepatan didapatkan nilai paling tinggi sebesar 1,35 m/s pada Sta 1.
Pada kondisi penambahan groundsill ganda atau berseri yang diletakkan pada hilir Sta 322 dengan tinggi main dam 1,5 m, didapatkan nilai angka Froude (F.
< 1 pada semua stasiun, sehingga dapat dikategorikan dalam kondisi aliran yang sub kritis.
Kemudian untuk variabel atau parameter kecepatan didapatkan nilai paling tinggi sebesar 0,13 m/s dimana kecepatan pada Sta 299 sebesar 0,76 m/s dan di Sta 1 sebesar 1 m/s.
Sehingga didapatkan penurunan nilai kecepatan dari kondisi eksisting sebesar 2,95 m/s Dari ketiga skenario yang dilakukan penambahan groundsill ganda atau berseri memberikan pengaruh terbesar dalam penurunan laju aliran dimana nantinya digunakan sebagai pengontrol kecepatan serta menjaga degradasi dasar saluran sungai di hilir.
Saran Saran yang dapat diberikan terkait pengendalian atau langkah prefentif potensi bencana yang dimiliki Sungai Grindulu adalah dengan melakukan inventarisir pemanfaatan sumber daya air di Sungai Bengawan Solo baik pengusahaan atau penggunaan sumber daya air sebagai media, pengusahaan atau penggunaan air dan daya air sebagai materi.
Received: 9 September 2024.
Accepted: 28 Oktober 2024 Seminar Nasional Teknik Sipil e-ISSN: 3064-1012 Vol.
2 No.
November 2024 pengusahaan atau penggunaan sumber air sebagai media, dan pengusahaan atau penggunaan sumber air, dan/atau daya air sebagai media dan materi.
Sehingga nantinya adanya data inventaris pemanfaatan air dapat dilakukan kontrol dan evaluasi dalam penentuan kebijakan kedepannya.
Kemudian perlu dilakukan koordinasi secara sinergis dengan kementerian ESDM selaku pemberi izin dari kegiatan penambangan pasir di badan sungai, agar perlu memperhatikan kaidah-kaidah pemanfaatan air di sungai sehingga tidak terjadi dampak negatif dari pemanfaatan tersebut.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan nikmatNya hingga saat ini.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Balai Besar Wilayah Sungai Bengawan Solo dan pihak terkait yang telah membantu kami dalam menyelesaikan penelitian ini.
Penulis juga berterima kasih untuk diri sendiri karena sudah mau berjuang dalam menghadapi rintangan hidup.
DAFTAR PUSTAKA