Evaluasi Perencanaan Hidrolik Floodway Untuk Keperluan Banjir Kota Medan

(1)

EVALUASI PERENCANAAN HIDROLIK FLOODWAY UNTUK

KEPERLUAN BANJIR KOTA MEDAN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Tugas dan Memenuhi Syarat Syarat untuk Menempuh Ujian

Sarjana Teknik Sipil

YOVANKA IRA MERRYZA

06 0404 030

Disetujui Oleh :

Pembimbing

Ir. BOAS HUTAGALUNG, M.Sc NIP . 19470621198003 1 001

SUBJURUSAN TEKNIK SUMBER DAYA AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2011

(2)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah sebagai ekspresi syukur kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, yang diajukan untuk memenuhi syarat dalam ujian sarjana Teknik Sipil bidang studi Keairan pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Salawat dan salam tak lupa pula hamba haturkan kepada Sang inspirator nabi Muhammad SAW, yang telah membawa banyak perubahan dan kebaikan bagi seluruh umat manusia.

Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “Evaluasi Perencanaan Hidrolik

Floodway Untuk Keperluan Banjir Kota Medan’’ Penulis telah berusaha dengan seluruh

daya upaya dalam menyelesaikan tugas akhir ini, namun penulis menyadari masih banyak kekurangan. Keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pengalaman merupakan penyebab dari ketidaksempurnaan tugas akhir ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari Bapak dan Ibu dosen serta rekan-rekan mahasiswa demi kemajuan penulis nantinya.

Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya atas bimbingan dan bantuan yang diberikan untuk terselesaikannya tugas akhir ini kepada:

1. Bapak Ir. Boas Hutagalung, M.Sc selaku pembimbing yang telah banyak meluangkan

waktu, tenaga dan pikiran untuk memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis.

2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johanes Tarigan sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil,

Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ir. Syahrizal, MT sebagai sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

(3)

iii

4. Bapak Ir. Teruna Jaya, M.Sc dan Bapak Ivan Indrawan, ST selaku Dosen

Pembanding/Penguji yang telah memberikan masukan dan kritikan yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Bapak/ibu Dosen di lingkungan Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera

Utara.

6. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Sumatera

Utara kak Lince, bang Amin, bang Zul, bang edi, mas Bandi, kak Dina yang telah memberikan bantuan-bantuannya.

7. Teristimewa untuk kedua orang tua saya Ir. Sufrizal, M.Eng dan Hj. Merry Erzita yang telah membesarkan, mendidik, memberikan dorongan baik material, spiritual serta semangat dengan sabar dan penuh kasih sayang yang tidak dapat dibalas jasa dan pengorbanannya.

8. Terima kasih buat abang dan adik yang telah memberikan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini,Yovan Rizaldy,SE,M.Sc dan Yodist Ryan Rizaldy.

9. Teristimewa untuk Om Jum, Om mis, Om Asril, Bu Fit, Nenek Nursima atas doa

yang diberikan kepada saya.

10. Terima kasih buat teman-teman penulis yang sudah banyak memberikan semangat

dan bantuan, buat teman-teman sejawat 06 di teknik sipil Atha, Winda, Citra, Diana, Didik, Irin, Nurul, Ani, Adhe, Janet, Maya, Lastri, Marni, Heri, Fauzi, Rivana, Riky, Angga, Radi, Muntasir, Haikal, Anggi, Tami, Ucup, Fahim, Alfi, Tosek, Andi, Iqbal, Lamreta, Yudi, Muek, Opung, Dorlen, Sammy, dan banyak lagi yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

(4)

11. Terima kasih buat abang dan kakak senior antara lain Bang Bibi, Bang Andre, Bang

Jefri, kak Sakinah, Bang Nasrul, dan yang lainnya yang tidak bisa disebutkan satu persatu

12. Terima kasih buat temen-temen penulis yang sudah seperti saudara sendiri yaitu Rini,

Tari, Nila Iswar, Silvana, Ilfi, Fitri, Yuki.

Medan, Agustus 2011

Yovanka Ira Merryza 06 0404 030

(5)

ABSTRAK

Salah satu cara menangani permasalahan banjir di Kota Medan adalah mambangun Floodway (saluran pengelak banjir) dari sungai Deli ke sungai Percut. Hal ini telah dilakukan suatu studi oleh JICA antara tahun 1990 – 1992 yang bekerja sama dengan Direktorat Jenderal Pengembangan Sumber Daya Air yang mana hasil studi tersebut menyatakan pembangunan Floodway sangat layak dilakukan. Begitupun penelitian ini bertujuan untuk meng evaluasi kembali elevasi muka air didalam Floodway, mengingat selama pelaksanaan, terjadi perubahan perubahan perencanaan.

Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah dengan pembelajaran melalui studi literatur yaitu mengumpulkan data-data primer dan sekunder dari instansi terkait dan masyarakat sekitar, serta keterangan dari buku-buku yang berhubungan.

Penelitian ketinggian muka air didalam Floodway dilakukan dengan menggunakan metode Tahapan Standar dengan memperhitung kehilangan energi akibat gesekan (friction) dan adanya perubahan perubahan penampang saluran terhadap perencanaan. Kehilangan energi tambahan akibat perubahan penampang terjadi dilokasi FW29, FW31 dan FW36. Sedangakan pada pertemuan antara Floodway dengan sungai Percut pada awalnya berbelok menjadi lurus. Perhitungan

ketinggian muka air dalam Floodway direncanakan untuk debit 120 m3/detik dengan

dua jenis material dinding saluran yaitu dari pasangan batu kali dan beton bertulang. Kehilangan energi yangdiperhitungkan dalam evaluasi ketinggian muka air disamping akibat gesekan (friction) antara air dengan dinding saluran juga akibat kehilangan energi pada pembelokan saluran, kehilangan energi akibat pembesaran tampang saluran dan kehilangan energi akibat konstraksi ( penyempitan ) saluran.

Dari hasil perhitungan dengan menggunakan metode Tahapan Standar ternyata ternyata ketinggian muka air lebih rendah kira kira 0,4 m dari ketinggian muka air yang direncanakan seperti tergambar dalam As- Built Drawing untuk debit 120 m3/detik. Begitupun pada saat ini terdapat permasalahan sedimen, vegetasi dan sampah didalam Floodway, maka disarankan untuk melakukan pembersihan dan perawatan secara rutin. Yang berkaitan dengan sedimen disarankan juga untuk dilakukan penelitian tersendiri.

(6)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... viii

DATAR GAMBAR ... ix

DAFTAR NOTASI ... x

BAB I-PENDAHUL UAN ... 1

I.1.LATAR BELAKANG ... 1

I.2. PERMASALAHAN ... 3

I.3. TUJUAN PENELITIAN ... 3

I.4. PEMBATASAN MASALAH ... 4

I..5. METODE PEMBAHASAN ... 4

I.6. LOKASI STUDI ... 5

I.7. Sistematika Penulisan ... 8

BAB II- TINJAUAN PUSTAKA ... 9

II.1. UMUM ... 9

II.2. Penentuan Debit Rencana dan Elevasi Air di Saluran ... 11

II.2.1. Debit Banjir Rencana ... 11

(7)

vii

II.3. Ketinggian Muka Air di Saluran ... 16

II.3.1. Metode Tahapan (Step Method )... 16

II.3.2. Metode Integrasi langsung ... 17

II.3.3. Metode Tahapan Standar ... 18

II.4. Bangunan Pengamanan Sungai dan Saluran... 19

II.4.1. Tanggul... 19

II.4.2. Perkuatan Lereng... 24

II.4.3. Bendung... 28

BAB III- METODOLOGI PENELITIAN ... 32

II.1. Umum... 32

III.2. Gambaran Umum Lokasi Floodway... 32

III.3. Desain Awal Floodway ... 33

III.4. Perubahan Design Floodway Selama Konstruksi... 36

III.5. Metode Penentuan Muka Air di Floodway dengan Metode Tahapan Standar ... 37

BAB IV- ANALISA PEMBAHASAN... 41

IV.1. Debit didalam Floodway... 41

IV.2. Penentuan Muka Air Pada Pertemuan Floodway dan Sungai Percut... 43

IV.3. Perhitungan Ketinggian Muka Air Pada Floodway... 43

IV.4. Evaluasi Ketinggian Muka Air Pada Floodway ... 53

BAB V- KESIMPULAN DAN SARAN ... 57

V.1. Kesimpulan... 57

(8)

viii Daftar Pustaka ... 59

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Koefisien Kekasaran 15

Tabel 4.1. Perhitungan Elevasi Muka Air di Floodway dengan Meenggunakan

Standard Step Method 51

(10)

DAFTAR GAMBAR & GRAFIK

Gambar 1.1. Peta lokasi paket MFC-1 sampai paket MFC-8 2

Gambar 1.2. Bendung floodway 5

Gambar 1.3 Peta Umum Sungai Sungai Belawan – Padang 6

Gambar 1.4 Lokasi Floodway 7

Gambar 2.1. Berbagai Jenis Tanggul 20

Gambar 2.2. Berbagai Jenis Tanggul 25

Gambar 2.3. Konstruksi Perkuatan Lereng 26

Gambar.2.4. Komponen Utama Bendung 30

Gambar 2.5. Komponen utama bendung gerak 31

Gambar 2.6. Komponen Utama Bendung Tetap 31

Gambar 3.1. Lokasi Floodway ( Kanal ) 33

Gambar 3.2. Desain Awal Tampang Saluran Floodway 34

Gambar 3.3. Desain Awal Denah Pertemuan Floodway dan Sungai Percut 35

Gambar 3.4. Kehilangan energi 38

Gambar 3.5. Skema Pengendalian Banjir 40

Gambar 4.1. Skema Debit Banjir 42

Gambar 4.2. Sket denah Flood Way 44

Gambar.4.3. Tampang Saluran di FW2 45

Gambar.4.4. Tampang Saluran di FW29 46

Gambar.4.5. Tampang Saluran di FW31 47

Gambar.4.6. Tampang Saluran di FW36 48

(11)

DAFTAR NOTASI

A : Luas penampang

: Koefisien Chezy

g : Percepatan gravitasi

h : Kedalaman air

H ; Tinggi energi (Head)

i : Kemiringan dasar sungai atau garis energi

n : Koefisien kekasaran Manning

P : Perimeter, keliling basah

Q : Debit

R : Radius hidrolis

x : Jarak dari titik referensi

∆E : Perubahan energi spesifik

∆x : Perubahan jarak

y : Kedalaman aliran

v : Kecepatan aliran

: Kemiringan dasar saluran :Kemiringan gesekan

(12)

ABSTRAK

ketinggian muka air dalam Floodway direncanakan untuk debit 120 m3/detik dengan

(13)

xii

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Proyek Pengendalian Banjir Medan (Medan Flood Control Project) ini dimulai dengan studi Belawan Padang Integrated River Basin yang merupakan kerjasama JICA dan Pemerintah Republik Indonesia, Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Pengembangan Sumber Daya Air pada tahun 1990-1992.Studi ini meliputi sungai-sungai antara lain: sungai Belawan, sungai Deli-Percut, sungai Serdang, sungai Ular, sungai Belutu, sungai Padang. Salah satu kajian dari studi tersebut adalah pengendalian banjir (flood control) terhadap sungai-sungai tersebut diatas.

Berdasarkan kajian cost benefit analysis (analisis biaya keutungan) yang dilakukan

oleh JICA ternyata pekerjaan pengendalian banjir untuk Kota Medan (pengendalian banjir sungai Deli-Percut ) memiliki nilai Economic Internal Rate of Return (EIRR) yang paling

tinggi 20,03 % . Ini artinya pelaksanaan program pengendalian banjir Kota Medan merupakan prioritas utama untuk dilaksanakan.

Pembangunan di Daerah Aliran Sungai Deli dan Sungai Percut meliputi:

1. Perbaikan upstream (hulu) Sei Deli

2. Perbaikan Sei Percut

(14)

xiii Pada tahun 1999 Pemerintah Indonesia melalui LOAN IP-495 memperoleh dana pinjaman dari pemerintah Jepang untuk melaksanakan Pembangunan Medan Flood Control berupa kegiatan Konstruksi dan Supervisi.

Pembangunan Proyek Medan Flood Control, perencanaan dan pengawasannya dilaksanakan oleh Konsultan Jepang yaitu CTI ENGINEERING CO, LTD dan bekerja sama dengan konsultan-konsultan Indonesia. Dalam pelaksanaan proyek pengendalian banjir ini terdiri dari 8 paket kegiatan seperti pada gambar berikut:

(15)

xiv Sungai Belawan, sungai Deli dan sungai Percut merupakan sungai utama yang melewati kawasan pemukiman kota Medan. Ketiga sungai ini relatif kecil dan kapasitas alirannya hanya mampu menampung air banjir periode ulang 2 tahun.Sungai Deli melintasi pusat kota, kantor pemerintahan, pusat bisnis dan pemukiman sehingga tidak memungkinkan jika dilakukan perbaikan sungai. Untuk itu dipilihlah alternatif kedua yaitu pembangunan

floodway. Berdasarkan kondisi topografi maka direncanakan floodway dari Sungai Deli ke

Sungai Percut.

Pada tugas akhir ini secara khusus akan mengambil kajian topik tentang EVALUASI

PERENCANAAN HIDROLIK FLOODWAY UNTUK KEPERLUAN BANJIR KOTA MEDAN.

I.2. PERMASALAHAN

Dalam perjalanan pembangunan proyek Pengendalian Banjir Kota Medan (MFC Project) ini banyak terdapat berbagai perubahan-perubahan perencanaan yang disebabkan oleh keterbatasan lahan sehingga diperlukan evaluasi apakah perencanaan tersebut sesuai dengan yang diinginkan. Permasalahan dalam perencanaan ini antara lain meliputi masalah Hidrologi, struktur bangunan, Mekanika Tanah, Hidrolika, dan lain-lain

I.3. TUJUAN

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi perencanaan hidrolik saluran pengelak banjir (floodway) dari sungai Deli ke sungai Percut sehingga bisa diketahui elevasi muka air apakah masih didalam batas yang diperbolehkan atau tidak.

(16)

xv Disamping itu juga akan dievaluasi tinggi mercu yang sesuai untuk mengalihkan banjir yang ditetapkan dari Sungai Deli ke Sungai Percut.

I.4. PEMBATASAN MASALAH

Permasalahan pada tugas akhir ini dibatasi pada :

1. Evaluasi perencanaan hidrolik floodway dari sungai deli ke sungai percut (MFC 5,

6, 7)

2. Tinggi muka air sepanjang floodway

3. Tujuan akhir yang ingin dicapai adalah untuk mengetahui efektivitas floodway

untuk keperluan banjir kota Medan.

I

.

5. METODE PEMBAHASAN

Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah dengan

Pembelajaran melalui studi literatur yaitu mengumpulkan data-data primer dan sekunder dari instansi terkait dan masyarakat sekitar, serta keterangan dari buku-buku yang berhubungan.

(17)

xvi

Gambar.1.2. Bendung floodway

Data-data yang diperlukan antara lain debit banjir yang diperhitungkan dalam merencanakan floodway ini, dan gambar bangunan yang terpasang (as built drawing ) yang didapat dari proyek. Dari data-data tersebut dievaluasi muka air banjir yang terjadi didalam floodway dengan metode tahapan standar. Dari hasil perhitungan muka air didalam floodway yang didapat akan dibandingkan dengan muka air yang

(18)

xvii

I.6. Lokasi Studi

Saluran Medan Floodway yang akan mengalirkan banjir dari sungai Deli ke Sungai Percut, Titi Kuning ke Tembakau sepanjang 3,8 Km.

(19)

xviii

(20)

xix

I.7. Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini meliputi tinjauan latar belakang, permasalahan, tujuan studi, Pembatasan masalah, metode pembahasan, lokasi studi, sistematika penulisan yang digunakan dalam tulisan ini.

BAB II Tinjauan Pustaka

Bab ini meliputi tinjauan umum, debit rencana, ketinggian muka air disaluran yang metode perhitungannya antara lain : metode tahapan ( step method ), metode integrasi langsung ( direct integration method ), metode tahapan standar ( standar step method ), bangunan pengaman sungai dan saluran yang meliputi : tanggul, perkuatan lereng, bendung.

BAB III Metodologi Penelitian

Bab ini meliputi gambaran umum lokasi floodway, desain awal floodway, perubahan desain floodway selama konstruksi, dan metode penentuan muka air di floodway dengan metode tahapan standar.

BAB IV Analisa Pembahasan

Bab ini membahas debit didalam floodway, penentuan muka air pada pertemuan floodway dan sungai Percut, perhitungan ketinggian muka air pada floodway, evalusai ketinggian muka air pada floodway.

(21)

xx BAB V Kesimpulan dan Saran

Bab ini menyampaikan kesimpulan dari hasil peninjauan evaluasi perencanaan hidrolik floodway untuk keperluan banjir kota Medan yang dilanjutkan dengan penyusunan rekomendasi, serta saran-saran.

(22)

xxi

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA II.1 Umum

Banjir merupakan salah satu masalah lingkungan yang sering terjadi di lingkungan daerah sekitar hilir Sungai. Banjir yang terjadi dapat mengakibatkan kerugian. Diakibatkan karena keadaan alur sungai yang belum stabil, bahkan ada beberapa alur yang dipersempit, pendangkalan dasar sungai dan kelongsoran tebing sungai, hal ini mengakibatkan berkurangnya kapasitas sungai untuk menampung air sehinga terjadilah banjir.

Setiap sungai akan mengalami banjir yang dapat terjadi secara berkala. Sehingga diperlukan adanya suatu untuk meminimalisasi terjadinya banjir dan dampak negatif yang ditimbulkan dari banjir tersebut. Untuk meminimalisasi terjadinya banjir tersebut, maka

dibutuhkanlah adanya suatu perencanaan floodway (saluran banjir) yang mampu mengatur

ketinggian muka air sungai, sehingga banjir yang terjadi dapat diatasi dengan baik tanpa adanya kerugian yang ditimbulkan dan sungai dapat berfungsi dengan baik untuk

menampung curah hujan dan mengalirkannya ke laut. Floodway adalah saluran baru yang

dibuat untuk mengalirkan ir secara terpisah dari sungai utamanya. Saluran banjir (floodway) ini dapat mengalirkan sebagian atau bahkan seluruh debit banjir.

Saluran banjir (floodway) dibuat dalam keadaan berbagai kondisi, tetapi tujuan utamanya

adalah untuk menghindarkan pekerjaan sungai didaerah pemukiman yang padat atau untuk memperpendek salah satu ruas sungai. Biasanya saluran banjir (floodway) dilengkapi

(23)

xxii seksama perlu dilakukan untuk rencana floodway, terutama untuk floodway yang besar,

karena floodway ini dapat mengubah resim bagian hilir sungai yang sudah ada dan daerah

pantai yang akan menjadi muara banjir kanal.

Perencanaan perbaikan dan pengaturan sungai diadakan, agar disesuaikan dengan tingkat perkembangan suatu lembah sungai serta kebutuhan masyarakat. Sungai diperbaiki dan diatur sedemikian rupa, sehingga dapat diadakan pencegahan terhadap bahaya banjir dan sedimentasi serta mengusahakan agar alur sungai senantiasa dalam keadaan stabil, sehingga memudahkan pemanfaatan air yang akan memberikan kemudahan dalam penyadapannya, pelestarian lingkungan dan menjamin kelancaran serta keamanan lalu-lintas sungai.

Perencanaan pengamanan terhadap banjir disebut juga perencanaan pengendalian banjir yang akan digunakan sebagai landasan yang penting dalam menetapkan berbagai pekerjaan sipil yang harus dilaksanakan dalam rangka usaha pengamanan terhadap bencana banjir tersebut.

Pekerjaan-pekerjaan pokok dalam rangka pengamanan banjir secara umum dapat dibagi menjadi:

1. Pembangunan sistem pengamanan dan pengendalian banjir seperi bendung,

floodway, tanggul, dan lain-lain.

2. Pekerjaan non-sipil.

Pekerjaan sipil adalah usaha pencegahan bahaya banjir dengan suatu sistem pengaman banjir yang terdiri dari normalisasi alur sungai seperti perencanaan floodway .

Sebaliknya pekerjaaan non-sipil adalah usaha pencegahan banjir dengan pengaturan-pengaturan yang dilandasi undang-undang, guna mengurangi tingkat kerugian yang

(24)

xxiii mungkin terjadi, apabila teradi banjir, antara lain pengaturan penggunaan tanah didaerah bantaran sungai, mendrikan bangunan yang tahan terhadap genangan air, asuransi banjir dan kegiatan-kegiatan pengamanan terhadap kemungkinan terjadinya bencana banjir.

Dalam perencanaan perbaikan dan pengaturan sungai yang diutamakan adalah konsep pengaliran banjir sungai secara aman, guna mencegah terjadinya luapan-luapan yang dapat menyebabkan terjadinya bencana banjir. Dengan demikian usaha yang penting adalah membuat dan kemudian mempertahankan penampang basah yang cukup memadai sesuai dengan kapasitas pengaliran rencananya, yakni dengan konsep pencegahan

sedimentasi didasar sungai dan mengatur alur sungai agar senantiasa dalam keadaan stabil.

II.2. Penentuan Debit dan Elevasi Muka Air di Saluran II.2.1. Debit Banjir Rencana

Debit banjir rencana pada setiap profil sungai merupakan data yang paling penting untuk perencanaan perbaikan dan pengaturan sungai.

Debit banjir rencana pada setiap profil sungai ditetapkan setelah diadakan perhitungan statistik dari data yang tercatat dan disesuaikan dengan tingkat pengamanan banjir yang diinginkan.

Biasanya data debit dari sungai-sungai yang akan ditangani jarang yang sudah mencukupi, sehingga debit banjir harus dihitung dari data curah hujan. Untuk perhitungan ini, formula rasional hanya digunakan apabila dibutuhkan debit maksimumnya saja. Untuk pengendalian banjir atau untuk mengetahui debit suatu anak sungai , selain dari debit maksimum, perlu pula ditetapkan hidrograf banjir rencana menggunakan cara hidrograf

(25)

xxiv satuan atau cara fungsi penampungan. Angka debit banjir rencana yang sesuai untuk suatu sungai harus ditentukan sebelum dilakukan tahapan perencanaan selanjutnya. Akan tetapi, untuk menentukan besarnya debit banjir rencana tersebut bukanlah pekerjaan yang mudah, lebih-lebih jika dikaitkan dengan tingkat pengembangan daerah-daerah yang akan diamankan.

Dalam penetapan curah hujan rencana, terdapat beberapa masalah teknis yang perlu diperhatika yakni untuk sungai dengan daerah pengalirannya yang luas, terjadinya hujan rencana untuk seluruh daerah pengaliran tidak dapat dihitung. Dalam keadaan demikian, curah hujan rencana dihitung menggunakan beberapa polahujan dari analisa data yang pernah tercatat. Sesuai dengan prosedur diatas, debit banjir rencana yang mengalir dari tiap anak sungai ditetapkan terlebih dahulu dan debit banjir rencana dihitung dengan penjumlahan kurva debit anak sungai dan sungai utamanya serta kemungkinan adanya pemotongan debit oleh waduk pengendalian banjir, kemudian untuk titik yang penting dapat ditentukan.

II.2.2 PENENTUAN ELEVASI MUKA AIR

Elevasi muka air rencana ditentukan dengan perhitungan aliran uniform atau aliran non-uniform. Perhitungan aliran uniform biasanya dipakai formula Manning untuk mendapatkan kecepatan arus rata-rata.

v = 1 . ₃2 . ₂1

Dimana:

v: Kecepatan arus rata-rata sungai ( _� )

(26)

xxv A: Luas potongan lintang

S: Keliling basah sungai

I: Kemiringan hidrolik

n: Koefisien kekasaran

Untuk sungai yang lebar digunakan lebar sungai (B) sebagai pengganti S. Koefisien kekasaran menunjukkan kekasaran dasar sungai dan besarnya tergantung dari berbagai macam faktor. Angka-angka koefisien kekasaran tertera dalam tabel 2.1

Aliran saluran terbuka dikatakan seragam bila kedalaman aliran sama pada setiap penampang saluran. Suatu aliran seragam (uniform flow) dapat bersifat tetap atau tidak tetap,

tergantung apakah kedalamannya berubah-ubah sesuai dengan perubahan waktu.

Aliran seragam yang tetap (steady uniform flow) merupakan tipe pokok aliran yang

dibahas dalam hidrolika saluran terbuka. Kedalaman aliran tidak berubah selama suatu waktu tertentu yang telah diperhitungkan. Penetapan bahwa suatu aliran bersifat seragam yang tak tetap (unsteady uniform flow) harus dengan syarat bahwa permukaan air berfluktuasi

sepanjang waktu dan tetap sejajar dasar saluran. Jelas bahwa hal ini merupakan suatu keadaan yang praktis tidak mungkin terjadi. Sebab itu istilah aliran seragam disini hanya digunakan untuk menyatakan aliran seragam yang tetap.

Apabila air yang mengalir dianggap sebagai aliran uniform dan kecepatan arus rata-rata dihitung dihitung dengan rumus manning, maka tinggi muka berdasarkan debit banjir rencana dapat dengan mudah ditentukan dengan mengadakan perhitungan coba banding.

Apabila digunakan rumus Manning sebagai hukum lawan gesekan, persamaan gerakan aliran non-uniform flow adalah:

(27)

xxvi

-i + + 2

2 . 1

2 + 2 2

3 4 2 = 0

Dimana:

i: Kemiringan dasar sungai

h: Kedalaman air

x: Jarak dari titik referensi

Q: Debit

g: Gravitasi bumi (9,8 _�2)

A: Luas profil melintang sungai

n: Koefisien kekasaran

R: Radius hidrolis

Perhitungan aliran non-uniform ini agak sulit, tetapi harus dilakukan apabila resim alirannya sangat berubah-ubah.Tinggi muka air rencana sebaiknya lebih rendah dari tinggi muka air maksimum sebelumnya. Jadi apabila muka air dari hasil peritungan terlalu tinggi, maka sungainya harus diperlebar atau diperdalam.

Tabel 2.1. Koefisien Kekasaran

(28)

xxvii

Gorong-gorong

Pipa kuningan Pipa besi baja cor

Pipa baja sambungan & berpaku Pipa halus dari semen

Pipa Beton 0,009-0,013 0,011-0,015 0,013-0,017 0,010-0,013 0,012-0,016 Saluran buatan Kayu halus Betonan

Pasangan batu asah Pasangan batu kasar

Pasangan kering dari batu kasar

Saluran galian tanah, lurus dan berprofil sama

Saluran galian tanah, berkelok-kelok dan berarus lambat

Saluran galian tanah padas, halus Saluran galuan tanah padas, kasar

0,010-0,014 0,012-0,018 0,013-0,017 0,017-0,030 0,025-0,035 0,017-0,025 0,023-0,030 0,025-0,035 0,035-0,045 Sungai alam

Trase dan profil teratur, air dalam

Trase dan profil teratur, bertanggul kerikil dan berumput

Berbelok-belok dengan tempat-tempat dangkal

Berbelok-belok, air tidak dalam Berumput banyak di bawah air

0,025-0,033 0,030-0,040

0,033-0,45

0,040-0,055 0,050-0,080

(29)

xxviii Metode tahapan ini digunakan apabila kemiringan ( _�) dan tampang saluran seragam. Yang mana persamaannya adalah sebagai berikut :

∆ ∆ =

∆ ( + �

2 )

∆ = �− = − �2

2 (2.1. )

Dimana :

∆E : Perubahan energi spesifik ( m )

∆x : Perubahan jarak ( m )

y : Kedalaman aliran ( m )

v : Keceapatan aliran ( _� )

g : Percepatan gravitasi ( _�₂ )

: Kemiringan dasar saluran

: Kemiringan gesekan ∶Koefisien Chezy : Jari – jari hidrolis ( m )

(30)

xxix Persamaan diferensial aliran berubah lambat laun tidak dapat dinyatakan secara tegas untuk y pada setiap jenis penampang melintang saluran, sehingga suatu integral langsung yang tepat terhadap persamaan tersebut sesungguhnya praktis tidak dapat dilakukan. Berbagai usaha telah dilakukan, baik untuk menyelesaikan persamaan bagi kejadian-kejadian khusus maupun maupun membuat pemisalan agar persamaan tersebut dapat diintegrasikan secara matematis. Persamaanya dalah sebagai berikut:

= �−

1− _�2 (2.2. )

� = �

Dimana :

A : Luas Penampang Basah ( m ) B : Lebar Penampang Basah ( m )

g : Percepatan Gravitasi ( _�₂ )

y : Kedalaman Aliran ( m ) x : Perubahan Jarak ( m )

�: Kemiringan Dasar Saluran

:Kemiringan Gesekan

� ∶Bilangan Froude

� : Kecepatan Aliran ( _�₂)

(31)

xxx Metode ini digunakan untuk saluran tidak prismatis. Pada saluran tidak prismatis, elemen hidrolis tergantung pada jarak disepanjang saluran. Pada saluran alam, biasanya perlu dilakukan penelitian dilapangan untuk mengumpulkan data yang diperlukan disetiap penampang yang perlu dihitung. Perhitungan dilakukan tahap demi tahap dari suatu pos pengamat ke pos berikutnya yang sifat-sifat hidrolisnya telah ditetapkan. Dalam hal ini jarak setiap pos diketahui dan dilakukan penentuan kedalaman aliran di tiap pos. Cara semacam ini biasanya dibuat berdasarkan perhitungan coba-coba.

RUMUS STANDAR STEP METHOD :

�1+ ∝1 �12

2 = �2+ ∝2

�22

2 + + ( 2.3. )

1 = �1 + ∝1

�12

2 ( 2.4. )

2 = �2+ ∝2 �2

2 ( 2.5. )

1 = 2+ + ( 2.6. )

Dimana:

(32)

xxxi

V : Kecepatan rata-rata ( _�)

g : Percepatan gravitasi ( _�₂)

: Kehilangan energi akibat gesekan dasar saluran : Kehilangan energi akibat pusaran

Dari rumus standar step method ini akan diketahui ketinggian muka air didalam saluran floodway yang mana hasilnya akan dibandingkan dengan perencanaan awal apakah masih memenuhi syarat atau tidak.

II.4. Bangunan Pengamanan Sungai dan Saluran II.4.1. Tanggul

Tanggul adalah salah satu bangunan yang paling utama dan paling penting dalam usaha melindungi kehidupan dan harta benda masyarakat terhadap genangan-genangan yang disebabkan oleh banjir dan badai ( gelombang pasang ). Tanggul dibangun terutama dengan konstruksi urugan tanah karena tanggul merupakan bangunan menerus yang sangat panjang serta membutuhkan bahan urugan yang volumenya sangat besar. Kecuali tanah, kiranya amatlah sukar untuk memperoleh bahan urugan untuk pembangunan tanggul dan bahan tanah dapat diperoleh dari hasil galian di kanan-kiri trase rencana tanggul atau bahkan dapat diperoleh dari hasil pekerjaan normalisasi sungai, berupa galian pelebaran alur sungai, yang biasanya dilaksanakan bersamaan dengan pembangunan tanggul. Dalam tahap perencanaan kiranya perlu diperhatikan, agar hasil dari pekerjaan normalisasi sungai dapat dimanfaatkan sebagai bahan tanggul. Tentulah terbatas pada hasil galian yang memenuhi syarat untu bahan urugan tanggul. Selain itu tanah merupakan bahan yang sangat mudah penggarapanya dan

(33)

xxxii setelah menjadi tanggul sangat mudah pula menyesuaikan diri dengan lapisan tanah pondasi yang mendukungnya serta mudah pula menyesuaikan dengan kemungkinan penurunan yang tidak rata, sehingga perbaikan yang disebabkan oleh penurunan tersebut mudah dikerjakan. Selanjutnya tanah merupakan bahan bangunan yang sangat stabil dan tidak akan rusak selama puluhan, bahkan yang sangat stabil dan tidak akan rusak selama puluhan, bahkan ratusan tahun. Apabila di beberapa tempat terjadi kerusakan tanggul, perbaikannya sangat mudah dan cepat menggunakan tanah yang tersedia di sekitar lokasi kerusakan.

 Berbagai Jenis Tanggul

Berdasarkan fungsi dan dimensi tempat serta bahan yang digunakan dan kondisi topografi setempat ( lihat gbr.2.2 ) tanggul dapat dibedakan sebagai berikut :

(34)

xxxiii

1. Tanggul Utama

Bangunan tanggul sepanjang kanan-kiri sungai guna menampung debit banjir rencana.

2. Tanggul Sekunder

Tanggul yang dibangun sejajar tanggul utama, baik di atas bantaran di depan tanggul utama yang disebut tanggul musim panas maupun tanggul disebelah belakang tanggul utama yang berfungsi untuk pertahanan kedua, andaikan terjadi bobolan pada tanggul utama. Tergantung pada pentingnya suatu areal yang dilindungi kadang-kadang dibangun pula tanggul tersier.

3. Tanggul Terbuka

Pada sungai-sungai yang deras arusnya, biasanya dapat dibangun tanggul-tanggul yang tidak menerus, tetapi terputus-putus. Dengan demikian puncak banjir yang tinggi tetapi periode waktunya pendek dapat dipotong, karena sebagian banjir mengalir keluar melalui celah-celah antara tanggul-tanggul tersebut memasuki areal-areal di belakang tanggul yang dipersiapkan untuk penampungan banjir sementara. Biasanya areal-areal penampungan tersebut dikeliingi tanggul-tanggul pula. Setelah banjir mereda, maka air yang tertampung tersebut, kemudian mengalir kembali kedalam ke dalam sungai melalui celah-celah ini. Jadi tidak diperlukan adanya pintu-pintu atau pelimpah serta bangunan pelengkap lainnya.

4. Tanggul Pemisah

Tanggul semacam ini dibangun di antara dua buah sungai yang berdekatan, agar arus sungai pada muara kedua sungai tersebut tidak saling mengganggu, terutama pada sungai-sungai yang kemiringannya dan kondisi hidrologinya berbeda. Selain itu pada sungai-sungai yang banyak mengandung sedimen dapat dihindarkan terjadinya

(35)

xxxiv pengendapan pada pertemuan kedua sungai tersebut dan perbedaan permukaan air di muara masing-masing sungai dapat disesuaikan secara individual.

5. Tanggul Melingkar

Biasanya dibangun untuk melindungi areal-areal yang tidak terlalu luas tetapi penting dan tanggul semacam ini sudah tidak digolongkan sebagai tanggul dalam rangka perbaikan dan pengaturan sungai.

6. Tanggul Sirip ( Tanggul Melintang )

Pada sungai-sungai yang besar dengan bantaran yang sangat lebar dan tanah bantarannya diusahakan untuk kegiatan pertanian, kadang-kadang dibangun tanggul melintang untuk melindungi areal pertanian tersebut terhadap debit banjir yang lebih kecil dari debit banjir rencananya. Selain itu tanggul tersebut dapat berfungsi sebagai penghambat kecepatan arus sungai dan areal diantara kedua tanggul tersebut dapat pula berfungsi sebagai panampung banjir sementara. Tanggul semacam ini biasanya ditempatkan lebih kurang tegak lurus terhadap tanggul utama dan melintang arah alur sungai.

7. Tanggul Pengarah

Tanggul semacam ini berfungsi sebagai pengarah arus di muara-muara sungai untuk menjaga agar muara sungai tidak mudah berpindah-pindah dan sebagai pemandu arus sungai.

8. Tanggul Keliling dan Tanggul Sekat

Andaikan pda suatu sungai dibangun penampung banjir sementara ( retarding basin)

dengan sistem tanggul, maka tanggulsebelah luar disebut tanggul keliling (surrounding levee ) dan bagian tanggul yang terletak di tepi alur sungai disebut

(36)

xxxv

9. Penyadap Banjir

Bangunan ini berfungsi sebagai penyadap sebagian aliran banjir, pada saat muka air banjir di dalam sungai telah melampui tinggi yang diperkirakan. Biasanya merupakan salah satu komponen utama dari retarding basin atau berfungsi sebagai bangunan atau pintu pembagi banjir.

10. Tanggul Tepi Danau dan Tanggul Pasang

Tanggul tepi danau dibangun disekeliling danau atau rawa-rawa dan tanggul pasang dibangun di muara sungai yang dipengaruhi oleh pasang-surut air laut. Kedua jenis tanggul tersebut diperhitungkan juga daya tahannya terhadap gaya-gaya hempasan ombak baik dari danau maupun dari laut.

11. Tanggul Khusus

Pada pemukiman yang padat penduduk, biasanya biaya pembebasan tanah untuk pembangunan tanggul sangat tinggi. Dalam keadaan demikian untuk mengurangi areal tanah yang harus dibebaskan, biasanya tanggul dibuat berupa dinding pasangan atau dinding beton.

12. Tanggul Belakang

Biasanya dibangun pada muara anak-anak sungai untuk mencegah limpasan, akibat aliaran air pada anak-anak sungai tertahan dan permukaannya naik, karena naiknya permukaan air pada sungai utama di waktu banjir.

(37)

xxxvi Perkuatan lereng ( revetments ) adalah bangunan yang ditempatkan pada permukaan

suatu lereng guna melindungi suatu tebing alur sungai atau permukaan lereng tanggul dan secara keseluruhan berperan meningkatkan stabilitas alur sungai atau tubuh tanggul yang dilindunginya.

Telah terjadi pengembangan yang sangat lanjut terhadap konstruksi salah satu bangunan persungaian yang sangat vital ini dan pada saat ini telah dimungkinkan memilih salah satu konstruksi, bahan dan cara pelaksanaan yang paling cocok disesuaikan dengan berbagai kondisi setempat. Walaupun demikian konstruksi perkuatan lereng secara terus menerus dikembangkan dan disempurnakan

 Klasifikasi dan Konstruksi Perkuatan Lereng

1. Klasifikasi Berdasarkan Lokasi

Sebagaimana yang tertera pada gbr.2.3. berdasarkan lokasi, perkuatan lereng dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu perkuatan lereng tanggul ( levee revetment ),

perkuatan tebing sungai ( low water revetment ) dan perkuatan lereng menerus ( high

(38)

xxxvii

Gambar 2.3. Jenis-jenis Perkuatan Lereng

a. Perkuatan Lereng Tanggul

Dibangun pada permukaan lereng tanggul guna melindunginya terhadap gerusan arus sungai dan konstruksi yang kuat perlu dibuat pada tanggul-tanggul yang sangat dekat dengan tebing alur sungai atau apabila diperkirakan terjadi pukulan air ( water hummer).

b. Perkuatan Tebing Sungai

Perkuatan semacam ini diadakan pada tebing alur sungai, guna melindungi tebing tersebut gerusan arus sungai dan mencegah proses meander pada alur sungai. Selain itu harus diadakan pengamanan-pengamanan terhadap kemungkinan kerusakan terhadap bangunan semacam ini, karena di saat terjadinya banjir bangunan tersebut akan tenggelam seluruhnya.

c. Perkuatan Lereng Menerus

Perkuatan lereng menerus dibangun pada lereng tanggul dan tebing sungai secara menerus ( pada bagian sungai yang tidak ada bantarannya ).

2. Konstruksi Perkuatan Lereng

Konstruksi perkuatan lereng umumnya seperti yang tertera pada gambar 2.4 Dengan kombinasi-kombinasi sebagaimana uraian dibawah ini.

(39)

xxxviii

Gambar.2.4. Konstruksi Perkuatan Lereng

a. Pelindung Lereng

Pelindung Lereng merupakan bagian utama dari bangunan perkuatan lereng dan dimaksudkan untuk melindungi permukaan lereng tanggul atau permukaan tebing sungai terhadap gerusan arus sungai. Pemilihan konstruksi pelindung lereng haruslah didasarkan pada resim sungai atau lokasinya.

b. Pondasi dan Pelindung Kaki

Pondasi adalah semacam konstruksi yang akan berfungsi sebagai landasan atau tumpuan pelindung lereng dan penempatannya pada kaki tanggul atau kaki tebing sungai. Mengingat sebab utama kerusakan perkuatan lereng diawali dengan kerusakn pondasinya, maka pondasi dan pelindung kaki harus dikerjakan dengan hati-hati.

c. Sambungan

Sambungan dibuat pada setiap jarak 20 m perkuatan lereng, sebagai sambungan pemisah konstruktif, guna melokalisir kemungkinan kerusakn. Selain itu apabila lereng yang dilindungi cukup tinggi, maka diadakan pula sambungan memanjang.

(40)

xxxix

d. Konsolidasi

Guna lebih menjamin stabilitas pondasi dan melindunginya terhadap gerusan arus sungai, maka di atas permukaan dasar sungai di depan pondasi ditempatkan hamparan pelindung atau konsolidasi pondasi yang dapat berfungsi pula untuk melindungi permukaan dasar sungai terhadap gerusan. Aadapun jenis, dimensi serta metode pelaksanaanya sangatlah beraneka ragam dan sangat tergantung pada kondisi setempat.

e. Pelindung Mercu

Perkuatan tebing alur sungai dan perkuatan lereng tanggul yang karena fungsi dan dimensinya mungkin tenggelam di saat terjadi banjir besar agar tidak mengalami kerusakan-kerusakan diperlukan adanya pelindung pada bagian mercunya. Salah satu caranya adalah seperti yang tertera pada skema gbr.2.4.

II.4.3. Bendung

Bendung ditempatkan melintang sungai, guna mengatur aliran air sungai yang melalui bendung tersebut.

Berdasarkan fungsinya bendung dapat diklasifikasikan dalam bendung pembagi banjir, bendung penahan air pasang dan bendung penyadap. Selain itu tergantung dari konstruksinya bendung dapat pula diklasifikasikan dalam bendung tetap dan bendung bergerak.

 Klasifikasi Berdasarkan Fungsi

(41)

xl Bendung semacam ini didirikan pada percabangan sungai untuk mengatur muka air, sehingga terjadi pemisahan antara debit banjir dan debit rendah sesuai dengan kapasitas yang telah ditetapkan sebelumnya.

b. Bendung Penahan Air Pasang

Bendung ini dibangun di bagian sungai yang dipengaruhi pasang-surut air laut untuk mencegah masuknya air asin dan untuk menjamin, agar aliran air sungai senantiasa dalam keadaan normal.

c. Bendung Penyadap

Bendung ini digunakan untuk mengatur muka air di dalam sungai guna memudahkan penyadapan airnya untuk keperluan air minum, air perkotaan, irigasi dan pembangunan tenaga listrik.

d. Lain-lain

Terdapat pula beberapa tipe khusus, antara lain bendung untuk mengatur muka air debit sungai dan mengatur resim hidrologi sungai, bendung yang berfungsi sebagai ambang untuk mencegah turunnya dasar sungai yang biasanya dibangun pada suatu saluran pembuang, saluran banjir atau sudetan, bendung untuk menjaga air sungai pada kedalaman tertentu yang diperlukan bagi lalu-lintas sungai dan bendung serbaguna yang memiliki beberapa fungsi.

 Klasifikasi Berdasarkan Tipe Konstruksi

(42)

xli Bendung ini tidak dapat mengatur tinggi dan debit air sungai.

b. Bendung Gerak

Bendung ini dapat digunakan untuk mengatur tinggi dan debit air sungai dengan pembukaan pintu-pintu yang terdapat pada bendung.

c. Bendung Kombinasi

Bendung ini berfungsi ganda, yaitu sebagai bendung tetap dan bendung gerak.

(43)

xlii

Gambar.2.6. Komponen utama bendung gerak

(44)

xliii

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1. Umum

Sungai Belawan, sungai Deli dan sungai Percut merupakan sungai utama yang melewati kawasan pemukiman kota Medan. Ketiga sungai ini relatif kecil dan kapasitas alirannya hanya mampu menampung air banjir periode ulang 2 tahun. Sungai Deli melintasi pusat kota, kantor pemerintahan, pusat bisnis dan pemukiman, sehingga tidak memungkinkan jika dilakukan perbaikan sungai. Untuk itu dipilihlah alternatif kedua yaitu pembangunan floodway. Berdasarkan kondisi topografi maka direncanakan floodway dari sungai Deli ke sungai Percut.

III.2. Gambaran Umum Lokasi Floodway

Pembangunan Kanal banjir kota Medan FW0 sampai FW24 dan PE274 sampai PE 274+ 320. Konstruksi kanal Belanda terbuka yang menghubungkan bagian hulu sungai Deli dan sungai Percut sepanjang 2.680 m. Bagian ini sesuai dengan desain awal memliki penampang trapesium tunggal dengan pekerjaan tambahan seperti jembatan, jalan raya dan fasilitas drainase.Sebelum dilaksanakan pembangunan floodway ini lokasinya merupakan daerah pemukiman penduduk yang sebahagian terletak dikota Madya Medan dan sebagian dikabupaten Deli Serdang.Floodway ini banyak memotong jalan seperti jalan Bajak, jalan

(45)

xliv STM ujung, jalan Medan Deli Tua, jalan SMA 12 sehingga disepanjang Floodway ini dibutuhkan pembangunan 6 lokasi jembatan.

Gambar.3.1. Lokasi Floodway ( Kanal )

III.3. Desain Awal Floodway

Pada awalnya Floodway ini didesain dengan penampang trapesium tunggal dan trapesium ganda yang mana untuk trapesium tunggal dinding saluran terbuat dari beton dan untuk trapesium ganda dinding saluran terbuat dari pasangan batu kali.Untuk saluran dengan pasangan batu kali lebar dasarnya adalah 5 m dengan kemiringan talud 1:1,5 sedangkan saluran dinding beton lebar dasarnya adalah 8,9 m dengan kemiringan talud 1:0,5 seperti

(46)

xlv ditunjukkan pada gambar 3.1.Pada pertemuan dengan sungai Percut, arah Floodway berbelok seperempat lingkaran seperti ditunjukkan pada gambar 3.2.

(47)

xlvi

Gambar.3.1. Desain Awal Denah Pertemuan Floodway dan Sungai Percut III.4. Perubahan Desain Floodway Selama Konstruksi

Selama masa pelaksanaan proyek banyak terjadi perubahan-perubahan desain yang disebabkan oleh keterbatasan lahan atau pembebasan lahan. Perubahan-perubahan itu antara lain:

1. Pada pertemuan antara floodway dengan sungai Percut

Pada daerah ini tidak bisa dibebaskan lahan karena sudah dibangun perumahan Villa Mutiara maka floodway yang tadinya berbelok seperempat lingkaran menjadi lurus

(48)

xlvii

2. Pada lokasi FW31 sampai FW35

Pada daerah ini tampang saluran sesuai desain yg merupakan tampang trapesium. Disebabkan keterbatasan lahan, tampang saluran diubah menjadi empat persegi.

Dengan adanya perubahan bentuk dari tampang saluran terhadap desain maka akan terjadi perbedaan besarnya kehilangan energi dari desain awal sehingga mempengaruhi tingginya muka air didalam saluran. Perhitungan kehilangan energi ini akan dijelaskan pada bab IV dengan menggunakan metode tahapan standar ( Standard Step Method ).

III.5. Metode Penentuan Muka Air di Floodway Dengan Metode Tahapan Standar

Seperti telah dijelaskan pada bab II.3.3 yang mana rumusnya adalah sebagai berikut:

�1+ ∝1 �12

2 = �2+ ∝2

�22

2 + +

Dalam hal ini adalah merupakan kehilangan energi akibat friction ( gesekan ) antara

dinding saluran dengan air sedangkan adalah kehilangan energi tambahan akibat

pembelokan aliran, perubahan penampang saluran, adanya rintangan atau halangan aliran didalam saluran seperti pilar jembatan dll.

(49)

xlviii he = CL. �

2 ( 3.1. )

Dimana:

CL: Perbandingan kehilangan energi ( headloss ) dengan tinggi kecepatan (velocity head ).

CL = 2. _� ( 3.2. )

Dimana:

b: Lebar saluran

rc: Jari-jari belokan terhadap centre line saluran

( Sumber: open channel flowby: F.M.HENDERSON )

2. Kehilangan energi akibat pembesaran tampang saluran

= 0,3 (�1−�2 )2

2 ( 3.3. )

(50)

xlix 3. Kehilangan energi akibat konstraksi ( penyempitan ) saluran

a) Kontraksi dengan ujung persegi

= 0,23 �32

2 ( 3.4.)

b) Kontraksi dengan ujung bulat

= 0,11 �32

2 ( 3.5. )

( Sumber: open channel flowby: F.M.HENDERSON )

4. Kehilangan energi akibat pilar jembatan ( Bridge Piers )

= _� �22

2 ( 3.6. )

Besarnya koefisien _� tergantung pada bentuk pilar ( pier ). Pilar yang ujungnya persegi _�= 0,35 dan yang ujungnya bulat _� = 0,18. V2 adalah kecepatan aliran dibagian hilir pilar.

(51)

BAB IV

ANALISA PEMBAHASAN

IV.1. Debit Didalam Floodway

Didalam perencanaan detail Medan Flood Control Project ( Proyek Pengendalian Banjir Kota Medan ) debit banjir rencana ditetapkan dalam beberapa tingkatan yaitu :

1. Immediate Plan (rencana jangka pendek ) dengan periode ulang banjir 25 tahunan.

2. Urgent Plan ( rencana jangka menengah ) dengan periode ulang banjir 40 tahunan.

3. Master Plan ( rencana jangka panjang ) dengan periode ulang banjir 100 tahunan. Urgent Plan ( rencana jangka menengah ) digunakan dengan membangun bendungan di Lausimeme disungai Percut. Sedangkan Master Plan ( rencanan jangka panjang ) direncanakan dengan membangun bendungan di Lausimeme ( Sungai Percut ) dan Namobatang ( Sungai Deli ). Debit banjir Floodway untuk Immediate Plan ( rencana jangka

pendek ) adalah 70 m3/det sedangkan untuk Urgent Plan dan Master Plan direncanakan debit

banjir 120 m3/det. Skema besarnya debit banjir untuk Sungai Deli, Sungai Percut, dan Floodway ditunjukkan pada gambar berikut ini :

(52)

(53)

lii

IV.2. Penentuan Muka Air Pada Pertemuan Floodway dan Sungai Percut

Didalam desain awal penentuan muka air pada pertemuan floodway dan sungai Percut yaitu pada section FW3 ( PE274 + 233 ) diperhitungkan dengan aliran seragam ( Uniform Flow ) yang mana kemiringan muka air dianggap sejajar dengan dasar saluran. Kemiringan dasar saluran floodway adalah 1:2350 dengan kedalaman air rata-rata 5,8 m. Pada potongan FW3 tersebut elevasi dasar saluran adalah 24,930 m sehingga kedalaman muka air disini

untuk debit 120 m3/det dan elevasi muka airnya adalah 30,73 m. Dengan adanya perubahan

desain pada pertemuan floodway dengan sungai Percut berarti terjadi perubahan elevasi muka air di FW3. Pada perubahan desain ini awal perhitungan elevasi muka air dimulai dari FW2 dimana dengan cara yang sama seperti desain awal elevasi muka air pada lokasi FW2 ini untuk debit 120 m3/det adalah 30,625 m.

IV.3. Perhitungan Ketinggian Muka Air Pada Floodway

Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa penentuan ketinggian muka air dengan menggunakan metode tahapan standar ( Standard Step Method ). Perhitungan ketinggian muka air dimulai dari bagian hilir yaitu pertemuan Floodway dengan Sungai Percut di FW2. Perhitungan ketinggian muka air ini dapat dilihat pada tabel 4.1. Langkah-langkah perhitungan adalah sebagai berikut:

1) Kolom 1 menunjukkan lokasi yang ditinjau.

2) Kolom 2 menunjukkan ketinggian elevasi muka air. Pada awalnya elevasi muka air ini

telah ditetapkan di FW2 yang mana elevasinya adalah 30,625 m. Untuk elevasi muka air dibagian hulu berikutnya dihitung dengan cara coba-coba.

(54)

liii 3) Kolom 3 adalah luas penampang basah dari masing-masing lokasi yang ditinjau.

Bentuk-bentuk penampang di floodway adalah sebagai berikut:

Lokasi FW2 sampai FW28+25

(55)

liv

Lokasi FW29 sampai FW30+86,2

(56)

Lokasi FW31 sampai FW35

(57)

lvi

Lokasi FW36 sampai FW38+72,54

(58)

lvii 4) Kolom adalah tingi kecepatan ( v2/ 2g ) dimana v= Q/A sedangkan g adalah gravitasi

yang besarnya 9,81 m/det2.

5) Kolom 5 adalah total tinggi tekanan atau energi ( H ) yang mana ini adalah tinggi muka air ditambah tinggi kecepatan ( v2/ 2g ) dalam satuan m.

6) Kolom 6 adalah Perimeter ( keliling basah ) dalam satuan meter. 7) Kolom 7 adalah jari-jari hidrolik ( R ) yaitu A/P dalam satuan meter.

8) Kolom 8 adalah R4/3

9) Kolom 9 adalah Friction Slope ( kemiringan garis energi ) yaitu Sf = �2.42

10) Kolom 10 adalah kemiringan garis energi rata-rata atau kemiringan energi pada lokasi yang ditinjau ditambah dengan kemringan energi dibagi dua.

11) Kolom 11 adalah jarak antara masing-masing penampang yang ditinjau.

12) Kolom 12 adalah kehilangan energi ( Head Loss ) akibat gesekan ( Friction ) antara

aliran air dan dinding saluran yang besarnya hf = Sf x Jarak.

13) Kolom 13 adalah kehilangan energi tambahan akibat pembelokan saluran, akibat pembesaran tampang saluran, akibat kontraksi ( penyempitan ) saluran, akibat pilar jembatan ( Bridge Piers ).

Pada lokasi FW29 terjadi pembesaran tampang saluran maka he dihitung dengan rumus 3.3. Pada lokasi FW32 terjadi kontraksi ( penyempitan ) saluran maka digunakan rumus 3.4. Demikian juga pada lokasi FW36 digunakan rumus 3.4 juga. 14) Kolom 14 adalah Total Head ( total tinggi tekanan ) yang mana besarnya adalah

Total Head pada lokasi sebelumnya ditambah dengan hf dan he.

Jika harga kolom 14 tidak sama dengan harga kolom 5 maka taksiran tinggi muka air harus diubah dan perhitungan dilanjutkan sampai harga kolom 14 menjadi sama dengan harga kolom 5.

(59)

lviii

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.I. Kesimpulan

1) Pada awalnya floodway direncanakan dengan tampang trapesium dan debit 120

m3/det sedangkan trase floodway pada pertemuan dengan sungai Percut berbelok sesuai

seperti pada gambar 3.3. Tetapi pada pelaksanaannya trase floodway menjadi lurus sehingga pertemuannya dengan sungai floodway membentuk sudut 90o dan panjang floodway sedikit lebih pendek. Sedangkan pada lokasi FW31-FW35 tampang saluran menjadi empat persegi dengan konstruksi sheetpile dari beton. Perubahan ini disebabkan oleh keterbatasan lahan.

2) Dengan adanya perubahan desain dengan pelaksanaan tentunya akan mengakibatkan terjadinya perubahan elevasi muka air didalam saluran. Dari hasil perhitungan kembali dengan menggunakan metode tahapan standar ternyata ketinggian muka air masih lebih rendah dari yang diperhitungkan didalam as built drawing. Ketinggian muka air yang diperhitungkan dengan menggunakan metode tahapan standar lebih rendah sekitar 0,4 m dari yang diperkirakan didalam as built drawing yang berarti floodway sangat aman untuk debit 120 m3/det.

V.2. Saran

1) Mengingat adanya permasalahan sedimen didalam floodway dan pertemuan dengan sungai Percut untuk ini disarankan dilakukan penelitian lebih lanjut cara-cara mengatasi sedimen agar tidak mengganggu kapasitas aliran didalam floodway.

(60)

lix 2) Pada saat ini didasar floodway terdapat sampah dan vegetasi yang mana ini juga dapat mengganggu kapasitas aliran didalam floodway. Untuk ini disarankan agar dilakukan pembersihan dan perawatan floodway secara regular.

(61)

Daftar Pustaka

Chow Ven Te. Hidrolika saluran terbuka,1984.Erlangga.Jakarta.

CTI ENGINEERING CO (1996), The detailed design study on medan flood control

Project, volume II.

Henderson., F.M , Open Channel Flow, 1966, Mac Milan Publishing Co., Inc, Newyork.

Japan International Cooperation Agency (1992), The study on belawan-padang integrated

river basin development.

Raju Rangga K.G. Aliran melalui saluran terbuka, 1986.Erlangga.Jakarta

Sosrodarsono Suyono,Dr,Ir. Perbaikan dan pengaturan sungai,1984,Pradnya Paramita.Jakarta

(62)

(63)

(64)

(1)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.I. Kesimpulan

1) Pada awalnya floodway direncanakan dengan tampang trapesium dan debit 120

m3/det sedangkan trase floodway pada pertemuan dengan sungai Percut berbelok sesuai

seperti pada gambar 3.3. Tetapi pada pelaksanaannya trase floodway menjadi lurus

sehingga pertemuannya dengan sungai floodway membentuk sudut 90o dan panjang

floodway sedikit lebih pendek. Sedangkan pada lokasi FW31-FW35 tampang saluran menjadi empat persegi dengan konstruksi sheetpile dari beton. Perubahan ini disebabkan oleh keterbatasan lahan.

V.2. Saran

(2)

(3)

Daftar Pustaka

Chow Ven Te. Hidrolika saluran terbuka,1984.Erlangga.Jakarta.

CTI ENGINEERING CO (1996), The detailed design study on medan flood control

Project, volume II.

Henderson., F.M , Open Channel Flow, 1966, Mac Milan Publishing Co., Inc, Newyork.

Japan International Cooperation Agency (1992), The study on belawan-padang integrated

river basin development.

Raju Rangga K.G. Aliran melalui saluran terbuka, 1986.Erlangga.Jakarta

Sosrodarsono Suyono,Dr,Ir. Perbaikan dan pengaturan sungai,1984,Pradnya Paramita.Jakarta

(4)

(5)

(6)

Evaluasi Perencanaan Hidrolik Floodway Untuk Keperluan Banjir Kota Medan