4.6 Analisa Kalibrasi Parameter Manning
Kalibrasi bertujuan untuk mengetahui kesesuaian penampang cross section
dalam program HEC-RAS yang dibuat dengan kondisi di lapangan. Kalibrasi dilakukan dengan metode Root MSE :
Tabel 4.39 Uji Kalibrasi Parameter Manning Metode Root MSE
E =
E = E = 0.42……. Syarat ; Nilai E mendekati 0
Dipakai koefisien manning n 0.03 karena dari hasil uji dengan metode Root MSE diperoleh 0.429 lebih kecil dari yang lain. Dari hasil uji ini kemudian koefisien
tersebut dimasukkan ke dalam HEC-RAS. Selanjutnya akan dibahas untuk kondisi eksisting dan kondisi muka air banjir Kali Bangiltak dan Kali Wrati.
4.7 Analisa Kapasitas Penampang
Kondisi eksisting yang dianalisa adalah Kali Bangiltak dan Kali Wrati. Debit yang digunakan sebagai input data adalah debit banjir rencana yang dihitung
berdasarkan koefisien pengaliran eksisting yaitu hasil perhitungan koefisien
Debit Hobs Hsim
Titik m³dt m 0.02 0.025 0.03
Hsim–Hobs Hsim–Hobs²
P 111 9.76 1.00 1.09 1.1 1.11 0.09 0.10 0.11 0.01 0.01 0.01
P 134 15.16 2.20 2.97 2.97 2.98 0.77 0.77 0.78 0.59 0.59 0.61
P 246A 18.097
2.10 2.5
2.51 2.52
0.40 0.41
0.42 0.16
0.17 0.18
WR 5A 21.93 2.00 1.59 1.64 1.69
-0.41 -0.36 -0.31 0.17 0.13 0.10
WR 7A 36.76 1.25 1 1.05 1.09
-0.25 -0.20 -0.16 0.06 0.04 0.03
Jumlah :
0.99 0.94
0.92 E
= 0.445
0.434 0.429
Sumber : Hasil analisa data
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
pengaliran berdasarkan tata guna lahan eksisting yang ada di dalam DAS ataupun sub DAS.
Persiapan Simulasi
Pada tahap simulasi dilakukan pengumpulan data-data pendukung yang menunjang penyelesaian analisa dan pembahasan ini. Sumber data yang digunakan
sebagai berikut : 1.
Model sungaisaluran river reach, junction. 2.
Data cross section penampangsaluran dimensi saluran, elevasi 3.
Koefisien manning pada tanggul kiri, dasar saluran dan tanggul kanan. 4.
Batas hilir saluran. 5.
Data hidrograf banjir Kali Bangiltak dan Wrati.
Simulasi program HEC-RAS 4.0
Pada saat persiapan simulasi, dilakukan pengumpulan data yang akan digunakan pada proses simulasi. Data yang digunakan adalah data sekunder berupa
peta jaringan, data geometri, serta hidrograf banjir Kali Wrati dan Bangiltak.
1. Memulai Program HEC-RAS
Untuk memulai menjalankan program HEC-RAS dapat dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :
a Klik ganda pada ikon HEC-RAS yang ada pada desktop, atau
b Buka menu Start lalu pilih All Program, kemudian pilih HEC lalu
klik HEC-RAS pada menu tersebut.
Ketika pertama kali membuka program HEC-RASS, akan tampak pada layar windows tampilan seperti gambar 4.7.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.7 Tampilan Windows Utama 2.
Membuat Model Hidraulik
a. Membuat Pekerjaan Baru
Sebelum memulai programpekerjaan baru, tentukan satuan
yang akan kita gunakan dengan cara mengklik menu Option kemudian klik Unit System dan kemudian pilih System
International metric System. Tampilannya seperti gambar 4.8.
Gambar 4.8 Tampilan Unit System
Langkah langkah untuk membuat pekerjaan baru adalah membuat direktori dimana kita akan bekerja, dengan cara mengklik
menu File kemudian pilh New Project. Setelah membuat New Project
akan muncul tampilan pekerjaan baru seperti gambar 4.9.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.9 Tampilan Pekerjaan Baru
b. Memasukkan Data Geometri
Langkah pertama yang harus dilakukan dalam pengoperasian Hec-Ras adalah dengan mengimport peta dari autocad dengan format
‘dxf’ dari menu scematic kemudian peta yang sudah masuk ke dalam geometri diset terlebih dahulu agar peta tersebut tidak bergerak
dengan cara pilih menu View set scematic plot exens, set to current
view, ok. Beberapa data geometri yang dibutuhkan dalam simulasi yaitu : data skema sistem aliran sungai, data penampang sungai, dan
bangunan hidraulik jembatan, gorong-gorong, dan bendung jika ada.
Untuk memasukkan data geometri, klik menu file kemudian pilih Geometrik Data, atau bisa juga mengklik ikon Geometrik Data.
Tampilan windows geometri data dapat dilihat pada gambar 4.10 pada awal pekerjaan, layar pada tambilan tersebut kosong.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.10 Tampilan Windows Skema Geometri Data Kali Wrati dan Kali Bangiltak
Langkah pertama yang harus dilakukan adalah menggambar skema jaringan sungai dengan cara sebagai berikut :
1. Menggambar skema system sungai dengan cara mengklick icon River Reach dan
kemudian menggambar sungai dari hulu sampai hilir merupakan arah positif, kemudian langkah selanjutnya adalah memasukkan nama sungai, serta daerah
jangkauannya. 2.
Setelah skema system sungai dibuat, langkah selanjutnya adalah memasukkan penampang melintang dan data bangunan air. Cara memasukkan data penampang
sungai adalah dengan mengklick icon Cross section, kemudian memasukkannama
sungai, daerah jangkauan sungai, data tiap station sungai sesuai jarak yang telah ditentukan sebelumnya, memasukkan data elevasi dan angka Manning sebesar 0,03,
1. Kali Bangiltak
2. Kali Wrati 3. Kali Bangiltak 2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
serta koefisien kontraksi. Tampilan masukan penampang sungai dapat dilihat pada Gambar 4.11.
Gambar 4.11 Tampilan Masukan Penampang Kali Bangiltak Pada Sta. 169
3. Setelah data geometri dimasukkan, simpan semua data geometri dengan memilih
Save Geometri Data As dari menu.
c. Memasukkan data aliran
Setelah data geometri dimasukkan, langkah selanjutnya adalah memasukkan data aliran. Dalam tugas akhir ini digunakan tipe aliran
Steady, maka data-data yang dimasukkan adalah data aliran steady. Langkah-langkah pengerjaannya adalah sebagai berikut :
1. Pilih menu Steady Flow Data dari menu Edit pada program HEC-RAS.
2. Membuat tabel kala ulang untuk debit banjir yang dibutuhkan dengan mengedit
pada menu profil yang ada. 3.
Mengisi debit banjir pada tabel profil sesuai skema yang telah dibuat pada menu geometri data.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4. Setelah data untuk aliran Steady dimasukkan,simpan semua data dengan memilih
Save Flow Data As dari menu File.
Gambar 4.12 Tampilan Windows Steady Flow Data
3. Running
Setelah semua dat dimasukkan, langkah terakhir adalah melakukan Running terhadap data masukan. Tampilan windows pada saat running Steady
Flow Analysis dapat dilihat pada Gambar 4.13.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.13 Tampilan Windows Steady Flow Analysis
Langkah dalam melakukan Running adalah sebagai berikut : a.
Click menu Run kemudian pilih Steady Flow Analysis dari menu utam
windows. b.
Memilih geometri data untuk steady flow analysis dari menu utama windows. c.
Membuat nama rencana proyek plan d.
Tekan Compute.
Tampilan eksisting dari hasil output di atas dapat dilihat pada Gambar 4.14.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.14 Profile Output Tabel HEC-RAS 4.
Hasil Analisa program HEC-RAS
Setelah langkah-langkah di atas dilakukan dan tidak terdapat kesalahan, maka hasil analisis dapat ditapilkan dalam bentuk tabel maupun
gambar. Untuk itu click Option pada menu utama windows dan nantinya
pada layar akan ditampilkan : a.
Plotting penampang saluran b.
Plotting profil saluran secara menyeluruh atau sebagian c.
Plotting perspektif saluran x-y-z d.
Tabulasi output kondisi saluran pada suatu penampang
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Profil Melintang Sungai
Profil muka air pada saat kondisi eksisting pada beberapa stasiun :
Gambar 4.15 Kapasitas Penampang Sta. 135 Kali Bangiltak
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.16 Kapasitas Penampang Sta. 193 Kali Wrati
Dengan program HEC-RAS terlihat Pada Gambar 4.15 dan Gambar 4.16 kondisi muka air tidak melebihi tanggul dan hampir mendekati elevasi tanggul tertinggi,
sehingga terlihat air tidak meluber. Hal ini juga terjadi pada penampang yang lainnya. Jadi debit yang mampu ditampung sungai pada kondisi eksisting adalah 5.85
m³dt pada Kali Wrati, 20 m³dt pada Kali Bangiltak dan 25.85 m³dt pada Kali Bangiltak 2.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Profil Memanjang Sungai
Profil muka air untuk melihat kapasitas sungai dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 4.17 Profile Plot Kapasitas Penampang Kali Wrati
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.18 Profile Plot Kapasitas Penampang Kali Bangiltak 4.8
Analisa Muka Air Banjir
Dalam analisa ini digunakan debit banjir rencana sebagai input pada steady flow data. Analisa aliran steady dengan program HEC-RAS 4.0 dihitung pada debit
banjir rencana dengan periode ulang : 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 25 tahun dan 50 tahun. Untuk Kali Bangiltak tidak ada data debitnya karena memang tidak dihitung,
dimana Kali Bangiltak merupakan kali mati yang sudah tidak berfungsi lagi untuk mengalirkan air dan sebagian besar alurnya sudah mengering menjadi lahan seperti
daratan, maka debit untuk Kali Bangiltak jika sebagai floadway Kali Porong adalah 390.00 m
3
detik.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Debit banjir yang diisikan pada tabel profile harus sesuai dengan hidrograf banjir dan skema aliran debitnya, penabelannya seperti terlihat pada Tabel 4.40 di
bawah ini :
Tabel 4.40 Input Debit Banjir Pada HEC-RAS Q
2
tahunan Q
5
tahunan Q
10
tahunan Q
25
tahunan Q
50
tahunan No
Nama Sungai
Skema Aliran
m
3
det m
3
det m
3
det m
3
det m
3
det
1 Bangiltak K1 390 390 390 390 390
2 Bangiltak 2 K3 550.041 570.840 583.472 598.523 609.218
3 W2 K2 157.973 178.503 190.972 205.828 216.385
4 W3 K2 160.041 180.840 193.472 208.523 219.218
5 Wrati K2 82.919 93.695 100.240 108.038 113.579
Sumber : Hasil analisa data
Hasil analisa dengan menggunakan program HEC-RAS adalah berupa elevasi muka air, profil memanjang serta profil melintang.
4.8.1 Profil Memanjang
Sungai
Grafik muka air Kali Bangiltak dan Kali Wrati pada saat eksisting setelah di running dapat dilihat pada Gambar 5.19 dan Gambar 5.20.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.19 Profil Tampang Memanjang Kali Bangiltak existing untuk Q
2,
Q
5,
Q
10,
Q
25,
Q
50
tahunan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4.20 Profil Tampang Memanjang Kali Wrati existing untuk Q
2,
Q
5,
Q
10,
Q
25,
Q
50
tahunan
Dari Gambar 4.19 dapat dilihat bahwa elevasi muka air, hampir semua stasioning di Kali Bangiltak melebihi tanggul sungai yang ada, hal tersebut
menyebabkan banjir di Kali Bangiltak. Elevasi muka air tertinggi di Kali Bangiltak terjadi dihulu sungai pada stasioning 169 dengan tinggi 5,49 m dan elevasi dasar
1,657 m. Dari Gambar 4.20 dapat dilihat bahwa elevasi muka air, semua stasioning di
Kali Wrati melebihi tanggul sungai yang ada, hal tersebut menyebabkan banjir di Kali Wrati. Elevasi muka air tertinggi di Kali Wrati terjadi dihulu sungai pada
stasioning 246 dengan tinggi 6,89 m dan elevasi dasar 2,224 m.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.8.2 Profil Melintang
Sungai
Berikut ini merupakan gambar untuk stasioning 246 hasil running potongan melintang Kali Bangiltak dan Kali Wrati.
Gambar 4.21 Potongan Melintang Hasil Analisa HEC-RAS existing saat Q
2,
Q
5,
Q
10,
Q
25,
Q
50
tahunan pada Stasioning 246
Pada Gambar 4.21 terlihat muka air melebihi elevasi tanah tertinggi, sehingga terlihat air meluberbanjir pada saat Q
2,
Q
5,
Q
10,
Q
25,
Q
50
tahunan pada Stasioning 246. Tinggi muka air pada Sta. 246 pada saat Q
2
adalah 6,19 m,Q
5
adalah 6,44 m, Q
10
adalah 6,59 m, Q
25
adalah 6,77 m, Q
50
adalah 6,89 m, elevasi tanah tertinggi adalah 4,838 m dan 4,786 m.
Untuk data eksisting muka air hasil analisa Hec-Ras pada setiap stasioning dapat dilihat pada Tabel 4.41 dibawah ini dan hasil running pada HEC-RAS dapat
dilihat pada lampiran:
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.9 Perencanaan Hidrolika
Sebelum menganalisa dengan menggunakan program HEC-RAS pada kondisi perencanaan maka terlebih dahulu dilakukan perhitungan hidrolika yang hasilnya
akan digunakan sebagai data-data perencanaan dalam menganalisa dengan menggunakan program HEC-RAS. Berikut ini merupakan perencanaan hidrolika
sebelum dilakukan analisa program HEC-RAS : Desain doble trap dengan data teknis sebagai berikut :
a. Lebar Tanggul Trap 2 m
b. Kedalaman Tanggul bagian bawah : 4 m , Z = 1 : 0,5
c. Kedalaman Tanggul bagian atas : 4 m , Z = 1 : 0,5
Direncanakan :
Kali Wrati direncanakan Q = 100,24 m
3
dt, V = 1,52 mdt, b = 32 m, h = 1,84 m, I = 0,00098, z = 1:0,5, n = 0,03;
Kali Wrati2 direncanakan Q = 190,972 m
3
dt, V = 1,39 mdt, b = 35 m, h = 3,31 m, I = 0,00038, z = 1: 0,5, n = 0,03;
Kali Wrati3 direncanakan Q = 193,472 m
3
dt, V = 1,17 mdt, b = 40 m, h = 3,51 m, I = 0,00025, z = 1: 0,5, n = 0,03;
Kali Bangiltak direncanakan Q = 390 m
3
dt, v = 1,22 mdt, b = 90 m, I = 0,00028, h = 3,31 m, z = 1: 0,5, n = 0,03;
Kali Bangiltak2 direncanakan Q = 583,472 m
3
dt, V = 1,40 mdt, b = 95 m, h = 4,06 m, I = 0,00028, z = 1: 0,5, n = 0,03.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Segmen I Kali Bangiltak Q = 390 m
3
dt, v = 1,22 mdt, b = 90 m, I = 0,00028, h = 3,31 m, z = 1: 0,5,
n = 0,03 Segmen II Kali Bangiltak 2
Q = 583,472 m
3
dt, V = 1,40 mdt, b = 95 m, h = 4,06 m, I = 0,00028,
z = 1: 0,5, n = 0,03
Segmen IV Kali Wrati 2 Q = 190,972 m
3
dt, V = 1,39 mdt, b = 35 m, h = 3,31 m, I = 0,00038,
z = 1: 0,5, n = 0,03 Segmen V Kali Wrati 3
Q = 193,472 m
3
dt, V = 1,17 mdt, b = 40 m, h = 3,51 m, I = 0,00025,
z = 1: 0,5, n = 0,03
Segmen III Kali Wrati Q = 100,24 m
3
dt, V = 1,52 mdt, b = 32 m, h = 1,84 m, I = 0,00098,
z = 1:0,5, n = 0,03
Gambar 4.22 Perencanaan Normalisasi
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.10 Analisa Perencanaan Normalisasi
Kategori