TAP.COM - BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. SIKLUS HIDROLOGI AIR MERUPAKAN ...

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

II.1.

Siklus Hidrologi
Air merupakan salah satu sumber daya alam yang banyak manfaatnya bagi

kebutuhan manusia. Air yang terdapat di alam ini dalam bentuk cair, tetapi dapat
berubah dalam bentuk padat/es, salju dan uap yang terkumpul di atmosfer. Air
juga tidaklah statis tetapi selalu mengalami perpindahan. Air menguap dari laut,
danau, sungai, tanah dan tumbuh-tumbuhan akibat panas matahari. Kemudian
akibat proses alam air yang dalam bentuk uap berubah menjadi hujan, yang
kemudian sebagian menyusup ke dalam tanah (infiltrasi), sebagian menguap
(evaporasi) dan sebagian lagi mengalir di atas permukaan tanah (run off). Air
permukaan ini mengalir ke dalam sungai, danau, kemudian mengalir ke laut,
kemudian dari tempat itu menguap lagi dan seterusnya berputar yang disebut
siklus hidrologi (Soemarto 1995)
Siklus air (siklus hidrologi) adalah rangkaian peristiwa yang terjadi
dengan air dari saat ia jatuh ke bumi (hujan) hingga menguap ke udara untuk
kemudian jatuh kembali ke bumi yang merupakan konsep dasar keseimbangan air

secara global dan menunjukkan semua hal yang berhubungan dengan air.
Prosesnya sendiri berlangsung mulai dari tahap awal terjadinya proses penguapan
(evaporasi)

secara

vertikal

dan

di

udara

mengalami

pengembunan

(evapotranspirasi), lalu terjadi hujan akibat berat air atau salju yang ada di
gumpalan awan. Lalu air hujan jatuh keatas permukaan tanah yang mengalir

melaui akar tanaman dan ada yang langsung masuk ke pori-pori tanah. Dan

6
Universitas Sumatera Utara

didalam tanah terbentuklah jaringan air tanah (run off) yang juga mengalami
transpirasi dengan butir tanah. Sehingga dengan air yang berlebih tanah menjadi
jenuh air sehingga terbentuklah genangan air (Arsyad, 1985)

Sumber : Kodoatie dan Roestam, 2008

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi

II.2.

Hujan
II.2.1. Pengertian Hujan
Hujan merupakan suatu peristiwa siklus hidrologi yang terjadi tidak

merata di semua tempat, ada tempat yang mempunyai curah hujan yang tinggi dan

ada tempat yang mempunyai curah hujan yang rendah. Tinggi rendahnya curah
hujan tersebut disebabkan oleh letak suatu daerah dan iklim setempat, serta
kebasahan udara (uap). Pada umumnya di lereng gunung curah hujan lebih besar
dibandingkan di daratan (Soetedjo, 1970).

7
Universitas Sumatera Utara

Terjadinya hujan disebabkan penguapan air, terutama air dari permukaan
laut yang naik ke atmosfer, mendingin dan kemudian menyuling dan jatuh
sebagian di atas laut dan sebagian ai atas daratan, sebagian meresap ke dalam
tanah (infiltrasi), sebagian di tahan tumbuh-tumbuhan (intersepsi), sebagian
menguap kembali (evaporasi) dan sebagian menjadi lembab. Air yang meresap ke
dalam

tanah

sebagian

menguap

melalui

pori-pori

di

dalam

tanah

(evapotranspirasi) dan demikian pula air yang ditahan tumbuh-tumbuhan sebagian
menguap(transpirasi), Air hujan yang menguap, yang meresap ke dalam tanah,
yang ditahan tumbuh-tumbuhan dan transpirasi tidak ikut menjadi aliran air di
dalam sungai dan disebut air hilang.
Menurut Sosrodarsono (1985), hujan yang terbanyak adalah di daerah
khatulistiwa antara 50 sampai dengan 100 sebelah utara dan selatan equator.
Analisis hidrologi dimaksud untuk memprediksikan keberadaan sumber air pada
area penelitian dengan menggunakan persamaan-persamaan empiris yang
memperhitungkan parameter-parameter alam yang mempengaruhinya. Dimana

analisis hidrologi ini ditujukan untuk memberikan estimasi mengenai besaran
kebutuhan dan ketersediaan air pada lokasi penelitian yang diperlukan dalam
perencanaan lebih lanjut, secara keseluruhan hasil analisis tersebut adalah
merupakan data awal yang sangat diperlukan dalam pengembangan selanjutnya.
II.2.2. Durasi Hujan
Durasi hujan adalah lamanya kejadian hujan yang diperoleh dari hasil
pencatatan alat ukur hujan otomatis (dalam menitan, jam-jaman ataupun harian).
Dalam perencanaan drainase, durasi hujan sering diakitkan dengan waktu

8
Universitas Sumatera Utara

konsentrasi, khusunya pada drainase permukaan diperlukan durasi relatif pendek,
mengingat akan toleransi lamanya genangan.

II.2.3. Intensitas Curah Hujan
Jika kita diminta untuk menyiapkan perencanaan teknik bangunan air,
pertama-tama yang harus kita tentukan adalah berapa debit yang harus
diperhitungkan dimana besarnya debit rencana ditentukan oleh intensitas curah
hujan. Intensiatas curah hujan adalah jumlah hujan dalam tiao satuan waktu, yang

biasanya dinyatakan dalam milimeter per jam. Besarnya intensitas curah hujan
berbeda-beda, tergantung dengan lamanya curah hujan dan frekuensi kejadian.
Pada umumnya semakin besar durasi hujan t, intensitas hujannya semakin kecil.
Jika tidak ada waktu untuk mengamati besarnya intensitas hujan atau karena
disebabkan tidak adanya alat untuk mngamati, maka dapat ditempuh cara empiris
dengan menggunakan rumus-rumus berikut ini:
- Talbot (1881)

=

+

....................................................................................... (2-1)

- Sherman (1905)

=

....................................................................................... (2-2)

- Inshiguro

=

√ +

....................................................................................... (2-3)

9
Universitas Sumatera Utara

- Mononobe
2

=

24

24 3

24

........................................................................... (2-4)

dimana:
i = intensitas curah hujan (mm/jam)
t = waktu (durasi) curah hujan, menit untuk persamaan (2-1), (2-2), dan (23), dan jam untuk persamaan (2-4)
a,b = konstanta
d24 = tinggi hujan maksimum dalam 24 jam (mm)
II.2.4. Waktu Konsentrasi
Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan air untuk mengalir dari
titik yang paling jauh pada aliran ke titik kontrol yang ditentukan di bagian hilir
saluran. Pada prinsipnya waktu konsentrasi dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu:
- Inlet time (t0) yakni waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di
atas permukaan tanah menuju aluran drainase.
- Conduit time (td) yakni waktu yang diperlukan oleh air untuk mengalir di
sepanjang saluran drainase sampai ke titik kontrol yang diperlukan.
Waktu konsentrasi (tc) dapat dihitung dengan rumus berikut:

=

0

+

........................................................................... (2-5)

10
Universitas Sumatera Utara

II.2.5. Analisa Data Curah hujan
Data curah hujan yang tercatat diproses berdasarkan areal yang
mendapatkan hujan sehingga didapat tinggi curah hujan rata-rata dan kemudian
meramalkan besarnya curah hujan pada periode tertentu.
II.2.5.1. Curah Hujan Areal
Ada tiga macam cara yang berbeda dalam menetukan tinggi curah hujan
pada areal tertentu dari angka-angka curah hujan di beberapa titik pos pencatat
curah hujan atau AWLR (Automatic Water Level Recorder), antara lain:
A. Cara Tinggi Rata-Rata (Arithmatic Mean)
Cara mencari tinggi rata-rata curah hujan di dalam suatu daerah aliran

dengan cara arithmatic mean merupakan salah satu cara yang sangat sederhana.
Biasanya cara ini dipakai pada daerah yang datar dan banyak stasiun curah
hujannya, dengan anggapan bahwa di daerah tersebut sifat curah hujannya adalah
sama rata (uniform distribution). Tinggi rata-rata curah hujan didapatkan dengan
mengambil nilai rata-rata pengukuran hujan di pos penakar hujan di dalam areal
tersebut. Cara perhitungannya adalah sebagai berikut:

=

1 + 2 + 3 + …+

=

1

=1

................................................... (2-6)

Dimana:

d

= tinggi curah hujan rata-rata (mm)

d1, d2, d3,...dn = tinggi curah hujan di stasiun 1,2,3,...,n (mm)

11
Universitas Sumatera Utara

n

= banyaknya stasiun penakar hujan

Gambar 2.2 DAS dengan tinggi rata-rata

B. Cara Poligon Thiessen
Cara ini diperoleh dengan membuat poligon yang memotong tegak lurus
pada tengah-tengah garis penghubung dua stasiun hujan. Dengan demikian tiap
stasiun penakar Rn akan terletak pada suatu poligon tertentu An. Dengan
menghitung perbandingan luas untuk setiap stasiun yang besarnya = An/A,
dimana A adalah luas daerah penampungan atau jumlah luas seluruh areal yang
dicari tinggi curah hujannya. Curah hujan rata-rata diperoleh dengan cara
menjumlahkan pada masing-masing penakar yang mempunyai daerah pengaruh
yang dibentuk dengan menggambarkan garis-garis sumbu tegak lurus terhadap
garis penghubung antara dua pos penakar. Cara perhitungannya adalah sebagai
berikut:

=

1 . 1 + 2 . 2 + 3 . 3 +...

.

=

.

....................................... (2-7)

12
Universitas Sumatera Utara

Dimana:
A

= Luas areal (km2)

d

= Tinggi curah hujan rata-rata areal

d1, d2, d3,...dn

= Tinggi curah hujan di pos 1, 2, 3,...n

A1, A2, A3,...An

= Luas daerah pengaruh pos 1, 2, 3,...n

Gambar 2.3 DAS dengan perhitungan curah hujan poligon Thiessen.

C. Cara Isohyet
Dalam hal ini kita harus menggambarkan dulu kontur dengan tinggi curah
hujan yang sama (isohyet), seperti terlihat pada gambar. Kemudian luas bagian
diantara isohyet-isohyet yang berdekatan diukur dan harga rata-ratanya dihitung

13
Universitas Sumatera Utara

sebagai harga rata-rata berimbang dari nilai kontur seperti terlihat pada rumus
berikut ini:

=

=

0+ 1
2

1+ 2
2

+⋯

1 + 2 +...

−1 +
2

−1 +
2

................................................... (2-8)

Dimana:
A

= Luas areal (km2)

D

= Tinggi curah hujan rata-rata areal

d0, d1, d2,...dn

= Tinggi curah hujan di pos 0, 1, 2,...n

A1, A2, A3,...An

= Luas bagian areal yang dibatasi oleh isohyet-isohyet yang

bersangkutan

Gambar 2.4 DAS dengan perhitungan curah hujan Isohyet

14
Universitas Sumatera Utara

II.2.5.2. Distribusi Frekuensi Curah Hujan
Untuk menganalisis probabilitas banjir biasanya dipakai beberapa macam
distribusi frekuensi curah hujan antara lain yaitu:
A. Normal
B. Log Normal
C. Gumbel
D. Log Pearson Type III
A. Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss. Untuk
analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode distribusi Normal, dengan
persamaan sebagai berikut:
XT = X + k.Sx

............................................................... (2-9)

Dimana:
XT

: Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah
hujan rencana untuk periode ulang T tahun.

X
n

X

: Harga rata–rata dari data 

K

: Variabel reduksi
: Standard Deviasi 

n

 X i2   X i
n

Sx

i

1

1

n

n 1
1

15
Universitas Sumatera Utara

B. Distribusi Log Normal
Untuk analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode distribusi Log
Normal, dengan persamaan sebagai berikut:
Log XT = Log X + k.Sx Log X

................................................. (2-10)

Dimana:
Log XT

:

Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah

hujan rancangan untuk periode ulang T tahun.

 log (X )
n

Log X

: Harga rata – rata dari data 

i

1

n

 (LogX i2  Log X i )
n

SxLog X

: Standard Deviasi 

K

: Variabel reduksi

n

n 1

1

1

C. Distribusi Gumbel
Untuk analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode E.J. Gumbel,
dengan persamaan sebagai berikut:
XT = X + K.Sx

............................................................. (2-11)

Dimana:
XT

: Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya
curah hujan rencana untuk periode ulang T (tahun).

X
n

X

: Harga rata – rata dari data 

i

1

n

16
Universitas Sumatera Utara

 X i2   X i
n

Sx

: Standard Deviasi 

K

: Variabel reduksi.

1

n

n 1

1

Untuk menghitung variabel reduksi E.J. Gumbel mengambil harga:
K 

YT  Yn
Sn

......................................................................... (2-12)

Dimana:
YT

: Reduced variate sebagai fungsi dari periode ulang T

Yn

: Reduced mean sebagai fungsi dari banyak data (N)

Sn

: Reduced standard deviation sebagai fungsi dari banyak data N

D. Distribusi Log Person III
Untuk analisa frekuensi curah hujan menggunakan metode Log Person
Type III, dengan persamaan sebagai berikut:
Log XT = Log X + Ktr. S1 ............................................................. (2-13)
Dimana:
Log XT

: Variate diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan
rancangan untuk periode ulang T tahun.

 Log X
n

Log X

: Harga rata – rata dari data, Log X 

i 1

i

n

 Log X  Log X 
n

S1

: Standard Deviasi, S1 =

i 1

2

i

n 1

17
Universitas Sumatera Utara

Ktr

: Koefisien frekuensi, didapat berdasarkan hubungan nilai
Cs

n

dengan periode ulang T.

II.3.

Cs 



n .  Log Xi  Log X
i 1

( n 1 ) ( n  2 ) . Si



3

3

Analisa Debit Banjir
Adapun beberapa metode yang digunakan dalam perhitungan debit banjir

rencana antara lain yaitu:

A. Metode Haspers
Keterkaitan parameter alam yang diperhitungkan dalam metode ini
dinyatakan dalam bentuk persamaan dasar seperti berikut:
QT = α.β .q.A. Rn

=
1

................................................. (2-14)

1+0,012 0,7

................................................. (2-15)

1+0,075 0,7

=1+

+3,7×10 −0,4
2 +15

0,75

×

12

................................................. (2-16)

dimana:
QT = Debit banjir rencana dengan kata ulang T tahun (m2/det)
α = Koefisien Pengaliran
β = Koefisien Reduksi
q = Intensitas curah hujan (m3/Km2/det)
A = Luas Daerah Aliran Sungai (Km2)
t = Waktu konsentrasi (jam)

18
Universitas Sumatera Utara

B. Metode Melchior
Besarnya debit banjir maksimum dinyatakan dengan persamaan sebagai
berikut :
Qmax = α . β . rT . A

................................................. (2-17)

dimana:
Qmax = Debit banjir maksimum (m3/detik)
α = Koefisien pengaliran untuk masing-masing periode ulang tertentu
β = Koefisien Reduksi
rT = hujan rancangan (mm)
A = Luas DAS/ Catchment area (km2)
Koefisien aliran (α) berkisar antara 0,42 – 0,62 dan Melchior menganjurkan untuk
memakai α = 0,52.
Koefisien reduksi dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
=

1970

− 3960 + 1720.

−0,12

................................................. (2-18)

C. Metode Mean Annual Flood ( MAF )
Dalam metode ini digunakan rumus:
=

.

= 8 × 10−6 ×

×
�

................................................. (2-19)
×

2,445

×

0,117

× 1+

0,85

..........(2-20)

Dimana:
= Debit banjir dengan periode T tahun
= Grown factor
MAF

= Mean Annual Flood (Debit Banjir Tahunan Rata-rata)

AREA

= Daerah Aliran Sungai

19
Universitas Sumatera Utara

V

= 1,02 – 0,0275 Log AREA

APBAR

= Hujan maksimum rata-rata tahunan = PBAR x ARF

PBAR

= Hujan terpusat maksimum rata-rata tahunan selama 24 jam

ARF

= Faktor reduksi

SIMS

= Indeks kemiringan

LAKE

= Indeks danau,jika tidak terdapat danau maka diambil nol
Tabel 2.1 Faktor reduksi AFR

Sumber: http://www.scribd.com/doc/53661489/TUGAS-IRIGASI-boyolali

Tabel 2.2 Grown Factor (GF)

Sumber: http://www.scribd.com/doc/53661489/TUGAS-IRIGASI-boyolali

Harga PBAR dihitung dengan cara aljabar rata-rata yaitu:
R = 1/n ( R1 + R2 + R3 + ... + Rn ) ............................................ (2-21)
Dimana:
R

= Hujan maksimum rata-rata

R1, R2, R3,...Rn

= Hujan maksimum rata-rata di stasiun 1,2,3,...,n

n

= Banyaknya stasiun pengamatan

20
Universitas Sumatera Utara

II.4. Perhitungan Profil Aliran
Perhitungan profil aliran berubah lambat laun pada dasarnya meliputi
penyelesaian persamaan dinamis dari aliran berubah lambat laun. Sasaran utama
dari perhitungan ini adalah menentukan bentuk propil aliran. Bila digolongkan
secara umum, ada tiga metode perhitungan, yaitu metode integrasi grafis, metode
integrasi langsung dan metode tahapan stándar.

II.4.1. Metode Integrasi Grafis
Dasar metode ini ialah mengintegrasikan persamaan dinamis dari aliran
berubah lambat laun secara grafis. Dipilih dua penampang saluran dengan jarak
berturut-turut x1 dan x2 terhadap suatu titik awal dan dengan kedalaman berturutturut y1 dan y2. Jarak dalam arah dasar saluran adalah:

=

2

−

1

=

2
1

=

2
1

..................................... (2-22)

Ambil beberapa nilai y dan hitung nilai dx/dy yang berkebalikan dengan suku
kanan persamaan aliran berubah lambat laun, Dari persamaan kemudian buatlah
lengkung y terhadap dy/dx . Jelas bahwa nilai x sama dengan luas daerah yang
diarsir yang terbentuk oleh lengkung, sumbu y dan ordinat dy/dx sesuai dengan y1
dan y2. Luas ini dapat dihitung dan ditentukan pula nilai x nya. Metode ini sangat
luas pemakaiannya. Dapat dipakai untuk aliran dalam saluran prismatik maupun
tak prismatik dengan berbagai bentuk dan kemiringan. Prosedurnya tidak berbelitbelit dan mudah diikuti namun, dapat juga menjadi berlarut-larut bila diterangkan
untuk persoalan yang sesungguhnya.
21
Universitas Sumatera Utara

II.4.2. Metode Tahapan Langsung
Secara umum metode tahapan dinyatakan dengan membagi saluran
menjadi bagian-bagian saluran yang pendek, lalu menghitung secara bertahap dari
satu ujung ke ujung saluran lainnya. Ada berbagai jenis metode tahapan ini.
Beberapa metode tampaknya lebih baik dari pada yang lainnya ditinjau dari segi
tertentu, tetapi belum ada satu metode yang dianggap paling baik untuk dipakai
dalam setiap masalah. Metode tahapan langsung merupakan metode sederhana
yang dapat dipakai untuk saluran prismatik.
0∆ +

cari ∆x,

2− 1

∆ =

�1 2

1+

0−

1 2.

=

∆

0−

=

2 +

�2 2

2 2.

+

∆

..................................... (2-23)

............................................................. (2-24)

Dengan E, energi spesifik, atau anggap

1

=

=

2

=

+

�2

2.

............................................................. (2-25)

Pada persmanaan di atas, y adalah kedalaman aliran; v kecepatan rata-rata; α
koefisien energi; S0 kemiringan dasar dan Sf kemiringan gesek. Nilai rata-rata Sf
diberi tanda Sf. Bila dipakai rumus Manning, kemiringan gesek dinyatakan
sebagai berikut:

22
Universitas Sumatera Utara

2�2

=

2,22

............................................................. (2-26)

4
3

Perhatikan bahwa baik metode tahapan langsung maupun tahapan standar yang
akan diuraikan, langkah-langkah perhitungan dilakukan ke arah hulu bila
alirannya subkritis dan ke arah hilir bila alirannya superkritis. Langkah
perhitungan yang arahnya salah cenderung menghasilkan data yang berbeda
dengan profil aliran sesungguhnya.
II.4.3. Metode Tahapan Standar
Metode ini juga dapat dipakai untuk saluran tak prismatik. Pada saluran
tak prismatik, unsur hidrolik tergantung pada jarak di sepanjang saluran. Pada
saluran alam, biasanya perlu dilakukan penelitian lapangan untuk mengumpulkan
data yang diperlukan untuk setiap penampang yang perlu dihitung. Perhitungan
dihitung dengan tahap demi tahap dari suatu pos pengamat ke pos berikutnya yang
sifat-sifat hidroliknya telah ditetapkan. Dalam hal ini jarak setiap pos diketahui
dan dilakukan penetuan kedalaman aliran di tiap pos. Cara semacam ini biasanya
dibuat berdasarkan perhitungan coba-coba. Untuk menjelasakan cara ini dianggap
bahwa permukaan air terletak pada suatu ketinggian dari bidang mendatar

1

2

=
=

0∆
2

+

+

1

+

............................................................. (2-27)

2

............................................................. (2-28)

2

Kehilangan tekanan akibat gesekan adalah
=

∆ =1 2

1

+

2

∆

................................................. (2-29)

23
Universitas Sumatera Utara

Dengan kemiringan gesekan Sf diambil sebagai kemiringan rata-rata pada kedua
ujung penampang atau

f

Masukkan besaran di atas, maka dapat ditulis sebagai berikut:

1

�1 2
1 2.

+

=

2

+

�2 2
2 2.

+

+

............................. (2-30)

dengan he ditambahkan untuk kehilangan tekanan akibat pusaran, yang cukup
besar pada saluran tak prismatik. Sampai kini belum ada metode rasional untuk
menghitung kehilangan tekanan akibat pusaran. Kehilangan ini terutama
tergantung pada perubahan tinggi kecepatan dan dapat dinyatakan sebagai bagian
dari padanya, atau �(∆ . � 2 /2. ) dengan k suatu koefisien. Untuk bagian saluran

yang lambat laun melebar atau menyempit, berturut-turut k = 0 sampai 0,1 dan
0,2. Untuk pelebaran atau penyempitan tiba-tiba, nilai k sekitar 0,5. Untuk saluran
prismatik yang umum kehilangan tekanan akibat pusaran praktis tidak ada, atau k
= 0. Untuk mempermudah perhitungan kadang-kadang he dianggap sebagai

bagian dari kehilangan tekanan akibat gesekan dan nilai n Manning akan
meningkat pula dalam menghitung hf. Lalu dalam perhitungan he diambil nol.
Maka,

1

=

2

+

+

............................................................... (2-31)

Inilah persamaan dasar yang merupakan dasar urutan metode tahapan standar.
Metode tahapan standar akan memberikan hasil yang terbaik bila dipakai
menghitung saluran alam.

24
Universitas Sumatera Utara

II.5. Tanggul
Sebuah banjir merupakan hasil dari limpasan yang berasal dari curah hujan
atau cairnya salju dalam jumlah yang terlalu besar untuk dapat ditampung dan
dialirkan melalui sungai atau saluran. Manusia hanya dapat berbuat sedikit saja
untuk mencegah banjir besar, tetapi mungkin dapat mengecilkan kerugian.
Salah satu cara yang paling tua dan dipakai secara luas untuk melindungi
lahan dari air banjir adalah pendirian suatu penghalang untuk mencegah luapan
atau biasa disebut tanggul banjir. Pada dasarnya tanggul adalah bendungan
memanjang yang didirikan kira-kira sejajar sungai dan tidak melintang pada
alurnya.
II.5.1. Perencanaan Struktural Tanggul
Tanggul paling sering dipergunakan untuk pengurangan banjir karena
dapat dibangun dengan biaya yang relatif murah dan bahan-bahannya tersedia di
tempat yang bersangkutan. Tanggul biasanya dibangun dengan bahan-bahan yang
digali dari lubang asal (borrow pit) yang sejajar dengan garis tanggul. Bahanbahan tersebut haruslah diletakkan berlapis-lapis dan diapadatkan, dengan bahan
yang paling kedap air terletak di bagian tanggul yang dekat sungai. Biasanya tidak
terdapat bahan yang cocok untuk inti, sehingga kebanyakan tanggul merupakan
timbunan yang homogen.
Penampang melintang tanggul haruslah disesuaikan dengan letak dan
bahan timbunan yang tersedia. Lebar mercu tanggul biasanya ditetapkan
berdasarkan rencana penggunaannya, dengan lebar minimum kira-kira 10 ft (3 m)
untuk memungkinkan pemindahan alat-alat pemeliharaan. Lereng tebing biasanya
25
Universitas Sumatera Utara

sangat datar karena bahan bangunan yang relatif jelek. Lereng-lereng ini haruslah
dilindungi terhadap erosi dengan cara penanaman rumput, semak-semak dan
pohon-pohon atau dengan menggunakan riprap (hamparan kerakal). Demi
keindahan, tanggul dapat juga dibuat lebih datar daripada yang diperlukan untuk
kestabilan. Hal ini akan membuat kurang menyoloknya bentuk tanggul dan bila
berdekatan dengan suatu taman akan mempermudah orang untuk menyeberangi
tanggul tersebut untuk menuju ke tepi sungai. Walaupun suatu tanggul tidak jebol
selama terjadinya suatu banjir, tinggi air berkepanjangan dapat menaikkan garis
kejenuhan hingga titik dimana rembesan yang menembus tanggul mengakibatkan
genangan dangkal yang luas di daerah yang dilindungi. Bila rembesan
mengancam meningkat menjadi masalah yang berat, suatu sayatan pancang pelat
baja dapat dipergunakan. Karena datarnya lereng-lereng tanggul, maka tanggul
yang cukup tinggi akan membutuhkan tapak yang lebar. Harga pembebasan lahan
untuk tanggul mungkin wajar di daerah pedesaan, tetapi di kota-kota besar
seringkali sulit untuk mendapatkan lahan yang cukup untuk tanggul tanah. Dalam
hal ini maka tembok banjir beton dapat merupakan pemecahan yang dapat dipilih.
Tembok banjir haruslah direncanakan untuk dapat menahan tekanan hidrostatis
(termasuk gaya angkat ke atas) yang dibebankan oleh air pada tingkat banjir
rencana. Bila tembok tersebut bertumpu pada timbunan tanah, maka harus pula
bertindak sebagai tembok penahan terhadap tekanan tanah pada waktu permukaan
air rendah.

26
Universitas Sumatera Utara

II.5.2. Pemeliharaan Tanggul dan Penanggulangan Banjir
Keadaan pondasi dan bahan bangunan untuk tanggul jarang sepenuhnya
memuaskan, bahkan dengan teknik konstruksi yang terbaikpun akan selalu ada
bahaya kegagalan. Tergerusnya tebing sungai dapat mengakibatkan putusnya kaki
tanggul pada sisi sungai. Rembesan melalui bahan pondasi pada waktu air di
sungai sedang tinggi dapat menyebabkan terjadinya pusaran pasir, sehingga
pemindahan bahan-bahan pondasi dengan cara piping melalui pusaran tersebut
dapat membentuk sebuah alur yang akan runtuh karena berat tanggul.
Penanggulangan banjir (flood fighting) adalah istilah yang dikenakan pada usahausaha yang diperlukan selama terjadinya banjir untuk memelihara tetap efektifnya
suatu tanggul. Pusaran pasir sebenarnya adalah suatu sumber artesis dalam akifer
di bawah tanggul, dengan kecepatan yang cukup untuk menggerakkan bahanbahan pondasi. Pusaran pasir diatasi dengan sebuah cincin dari kantong-kantong
pasir untuk membuat sebuah kolam yang akan mengakibatkan tekanan balik yang
cukup untuk mengurangi tinggi energi bersih hingga suatu besaran dimana
kecepatan aliran menjadi terlalu kecil untuk dapat menggerakkan tanah.
Penggerusan tebing dapat berlangsung terus menerus tanpa diketahui di bawah air
banjir, tetapi dapat diketahui, dapat dikendalikam dengan menceburkan batu-batu,
kantong pasir, cerucuk kayu atau bahan-bahan lainnya ke dalam daerah gerusan.
Bila air sungai naik, tempat-tempat yang rendah pada tanggul akan menjadi
daerah yang terancam, maka daerah yang rendah ini harus dipertinggi. Suatu
tanggul dapat dinaikkan (0,3 hingga 0,6 m) dengan karung-karung yang diisi
tanah. Bila peninggian lebih lanjut masih diperlukan, maka sebuah dinding kayu
yang ditunjang oleh tanah atau kantong-kantong pasir dapat digunakan.

27
Universitas Sumatera Utara

II.5.3. Pengaruh Tanggul Terhadap Duga Muka Air Sungai
Tanggul membatasi lebar alur dengan mencegah terjadinya aliran pada
dataran banjir dan hal ini mengakibatkan naiknya duga muka air pada penggal
sungai yang ditanggul. Perbaikan alur sungai yang biasanya menyertai
pembangunan tanggul, akan menaikkan kecepatan sehingga dapat mengimbangi
sebagian atau seluruh kenaikan duga muka air tersebut. Di hilir daerah yang
bertanggul, aliran puncak akan meningkat karena berkurangnya tampungan alur
akibat naiknya kecepatan aliran. Kenaikkan duga muka air akibat pembangunan
tanggul kadang-kadang memberikan akibat-akibat yang tidak menguntungkan.
Suatu daerah yang diamankan oleh tanggul dapat berada dalam bahaya dan
mungkin tergenang karena tanggul-tanggul baru yang dibangun di dekatnya.
Pelanggaran terhadap batas dataran banjir yang berlebihan akan
menimbulkan daur duga muka air yang lebih tinggi yang akan mengakibatkan
kegagalan tanggul serta penanggulangan banjir yang meluas yang dapat
menghapuskan keuntungan ekonomis dari perlindungan terhadap lahan dataran
banjir yang lebih luas.

28
Universitas Sumatera Utara