BACK WATER PADA SUNGAI DENGKENG BERDASARKAN … · hidayah -Nya sehingga penulis dapat...

BACK WATER PADA SUNGAI DENGKENG

BERDASARKAN METODE TAHAPAN STANDAR

BACK WATER OF DENGKENG RIVER USING STANDARD METHOD

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan

Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun Oleh:

AMIROH LINA FAUZIYYAH

NIM I 0110016

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2014

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user


commit to user

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan

hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan

judul Analisis Pola Aliran Permukaan Sungai Dengkeng Menggunakan

Hydrologic Engineering Center – River Analysis System (HEC-RAS) guna

memenuhi salah satu syarat memperoleh gelas Sarjana Teknik di Jurusan Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan,

dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada

kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Segenap Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Ir. Suyatno, MT selaku pembimbing akademik.

3. Ir. Suyanto, MM selaku dosen pembimbing I.

4. Ir. Adi Yusuf Muttaqien, MT selaku dosen Pembimbing II.

5. Rekan skripsi, Ratnasari Kusumaningrum dan Djirjize Abdul Hakim F.

6. BBWS dan BPSDA atas data yang diberikan untuk menyelesaikan skripsi.

7. Dosen penguji skripsi.

8. Segenap bapak dan ibu dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

9. Disa Kamala, Dani Astuti, Wahyu Hadi Pradana atas doa dan dukungannya.

10. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknik Sipil.

11. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis.

Penulis menyadari tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis

mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan di masa

mendatang. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini berguna

dan bermanfaat bagi para pembacanya dan bagi siapa saja yang memerlukannya.

Surakarta, November 2014

Penulis


commit to user

vi

ABSTRAK

Amiroh Lina Fauziyyah, Suyanto.Ir, dan Adi Yusuf Muttaqien.Ir,. 2014. Back

Water Pada Sungai Dengkeng Berdasarkan Metode Tahapan Standar.

Skripsi. Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret.

Surakarta.

Sungai merupakan sumber air yang terbuat dari alam dan mempunyai fungsi serba

guna bagi kehidupan manusia. Namun, apabila tidak ada penanganan dan

pemeliharaan secara khusus, sungai dapat menimbulkan bahaya yang merugikan

manusia seperti banjir. Tujuan dari penelitian ini adalah salah satu upaya untuk

mencegah terjadinya hal tersebut dengan cara mengetahui pola aliran permukaan

sungai dan back water. Pola aliran yang diketahui dapat digunakan untuk

melakukan perbaikan dan pengaturan sungai serta pertimbangan untuk

pembangunan bangunan air.

Penelitian ini akan dilakukan pada salah satu sungai yang selalu terancam bahaya

banjir yaitu Sungai Dengkeng. Sungai Dengkeng adalah anak Sungai Bengawan

Solo yang terletak di Kabupaten Klaten. Analisis pola aliran permukaan sungai

akan dilakukan menggunakan program Hydrologic Engineering Center – River

Analysis System (HEC-RAS) dan metode tahapan standar. Debit yang digunakan

dalam perhitungan adalah debit maksimum yang terjadi pada Sungai Dengkeng

dan Sungai Bengawan Solo selama tahun 2002-2013.

Dari hasil perhitungan didapatkan nilai kedalaman air pada bagian hilir lebih

besar daripada kedalaman air pada bagian hulu. Hal tersebut disebabkan karena

aliran berakhir pada sungai yang lebih lebar. Sungai Dengkeng termasuk pada

penggolongan pola aliran permukaan landai / profil M (Mild) karena kemiringan

dasar sungai lebih besar dibandingkan kemiringan kritis dan nilai yn lebih besar

daripada yc pada setiap bulan. Nilai yn maksimum terjadi pada bulan Desember

yaitu sebesar 5,00 m dengan nilai yc lebih kecil yaitu sebesar 2,464 m. Pola aliran

ini terjadi karena ujung hilir dari Sungai Dengkeng yang landai terendam dalam

Sungai Bengawan Solo yang kedalaman airnya lebih besar. Hasil perhitungan

back water menunjukkan bahwa back water paling besar terjadi pada Bulan

Januari sepanjang 18906 m. Berdasarkan hasil analisis program HEC-RAS, dapat

dilihat bahwa back water yang terjadi lebih tinggi dibandingkan dengan tanggul.

Oleh karena itu, harus diadakan perbaikan tanggul yang ada pada sepanjang

Sungai Dengkeng sehingga adanya banjir yang terjadi akibat back water dapat

dihindari.

Kata kunci: back water, banjir, HEC-RAS, pola aliran permukaan


commit to user

vii

ABSTRACT

Amiroh Lina Fauziyyah, Suyanto.Ir, and Adi Yusuf Muttaqien.Ir,. 2014. Back

Water Of Dengkeng River Using Standard Method. Final Project. Civil

Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University.

Surakarta.

River is one of water resources made by nature that have a multifunctional benefit

for humans. However, it can cause a dangerous disaster like flood if it doesn’t

well handled and maintained. The aim of this research is to prevent flood by

analyze surface flow pattern and back water. Knowing the surface flow pattern

will be useful to build and maintain the river and its structures.

This research is going to analyze Dengkeng River, a river that often threatened by

flood. Dengkeng River is Bengawan Solo River’s tributary located at Klaten.

Surface flow pattern of this river will be analyzed using Hydrologic Engineering

Center – River Analysis System (HEC-RAS) and standard method calculation.

Rate of flow that used on this analysis is the maximum rate of flow that happened

in Dengkeng River and Bengawan Solo River on 2002-2013 period of time.

Results of analysis showed that the downstream depth is bigger than upstream.

This is caused by the wider size of the bottom river on the downstream. Dengkeng

River surface flow pattern is classificated as a mild (M) profile because the critical

slope is bigger than basis slope. It also classificated as a mild profile because the

normal depth of the river is bigger than the critical depth in every month. The

maximum depth happened in December with 5,00 m of normal depth and 2,464 m

of critical depth. Mild profile happens because Dengkeng River’s downstream is

located under water of Bengawan Solo River’s which had a bigger depth. Results

of back water analysis concluded that the biggest back water is happen on Januari

with 18096 meter long. According to program analysis by HEC-RAS, the occured

back water is higher than the embankment. With this result, the embankments of

Dengkeng River should be repaired and reconstructed so the after effect flood

caused by back water could be avoided.

Keywords : back water, flood, HEC-RAS, surface pattern flow


commit to user

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................... iii

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ........................................ iv

KATA PENGANTAR ............................................................................... v

ABSTRAK ................................................................................................. vi

DAFTAR ISI ............................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ...................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. x

DAFTAR NOTASI .................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. xii

BAB 1 PENDAHULUAN. ................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 2

1.3 Batasan Masalah.................................................................. 2

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................ 3

1.5 Manfaat Penelitian .............................................................. 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI .............. 4

2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................. 4

2.2 Landasan Teori .................................................................... 5

2.2.1 Prinsip Dasar Aliran ................................................... 5

2.2.2 Aliran Steady Non-uniform ........................................ 6

2.2.3 Kedalaman Air Normal .............................................. 9

2.2.4 Kedalaman Air Kritis ................................................. 9

2.2.5 Persamaan Air Balik .................................................. 11

2.2.6 Penggolongan Pola Aliran.......................................... 13

2.2.7 Analisis Pola Aliran .................................................. 16

2.2.8.1 Software HEC-RAS 4.1.0 .................................... 16

2.2.8.2 Metode Tahapan Standar...................................... 18


commit to user

viii

BAB 3 METODE PENELITIAN .......................................................... 20

3.1 Lokasi Penelitian ................................................................. 20

3.2 Data Penelitian .................................................................... 20

3.3 Perhitungan Debit Aliran Sungai ........................................ 21

3.4 Metode Perhitungan Aliran ................................................. 21

3.4.1 Hydrologic Engineering Center - River Analysis

System (HEC-RAS) ................................................ 21

3.4.2 Metode Tahapan Standar......................................... 26

3.5 Air Balik .............................................................................. 26

3.6 Alur Penelitian .................................................................... 27

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ......................................... 28

4.1 Analisis Debit ..................................................................... 28

4.2 Analisis Data ....................................................................... 29

4.3 Analisis Kedalaman Air dan Back Water ........................... 31

4.3.1 Metode Tahapan Standar ........................................ 31

4.3.2 Software HEC-RAS 4.1.0 ...................................... 39

4.4 Pembahasan ........................................................................ 46

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................ 48

5.1 Kesimpulan ........................................................................ 48

5.2 Saran ................................................................................... 48

PENUTUP .................................................................................................. 49

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 50

LAMPIRAN


commit to user

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jenis Profil Aliran Pada Saluran Prismatis .............................. 15

Tabel 4.1 Debit Sungai Dengkeng Bulan Januari-Juni ........................... 28

Tabel 4.2 Debit Sungai Dengkeng Bulan Juli-Desember ........................ 28

Tabel 4.3 Debit Sungai Dengkeng .......................................................... 29

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Kemiringan Saluran Kritis ......................... 31

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Kedalaman Air ........................................... 32

Tabel 4.6 Perhitungan Pola Aliran Bulan Januari ................................... 34

Tabel 4.7 Perhitungan Back Water Bulan Januari ................................... 38

Tabel 4.8 Hasil Analisis Back Water ....................................................... 39


commit to user

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Penurunan Persamaan Aliran Berubah Beraturan .............. 7

Gambar 2.2 Profil Muka Air .................................................................. 8

Gambar 2.3 Hubungan Energi Spesifik dan Kedalaman ........................ 10

Gambar 2.4 Hubungan Q-y untuk Energi Spesifik Konstan .................. 11

Gambar 2.5 Bagian Saluran untuk Menurunkan Metode Tahapan ........ 18

Gambar 3.1 Lokasi Penelitian ................................................................ 20

Gambar 3.2 Contoh Skema Alur Sungai ................................................ 22

Gambar 3.3 Contoh Pengisian Data Cross Section ................................ 23

Gambar 3.4 Contoh Pengisian Data Syarat Batas .................................. 23

Gambar 3.5 Contoh Steady Flow Analysis ............................................. 24

Gambar 3.6 Contoh Hasil Tampang Lintang ......................................... 24

Gambar 3.7 Contoh Hasil Profil Memanjang ......................................... 25

Gambar 3.8 Contoh Tabel Hasil Hitungan Tampang Lintang ............... 25

Gambar 3.9 Contoh Tabel Hasil Hitungan Tampang Panjang ............... 25

Gambar 3.10 Diagram Alir Penelitian ...................................................... 27

Gambar 4.1 Penentuan Sistem Satuan .................................................... 40

Gmabar 4.2 Pembuatan File Project ...................................................... 40

Gambar 4.3 Pembuatan Skema Sungai .................................................. 41

Gambar 4.4 Memasukkan Data Cross Section ....................................... 41

Gambar 4.5 Memasukkan Data Hidrolika .............................................. 42

Gambar 4.6 Steady Flow Analysis – Plan 01 ......................................... 43

Gambar 4.7 Steady Flow Analysis – Plan 02 ......................................... 43

Gambar 4.8 Gambar Cross Section ........................................................ 44

Gambar 4.9 Cross Section Output .......................................................... 44

Gambar 4.10 Long Profile Plot ................................................................ 45

Gambar 4.11 Profile Output Table ........................................................... 46


commit to user

xi

DAFTAR NOTASI

A Luas tampang basah (m2)

D Kedalaman hidrolik (m)

Fr Angka Froude

g Gravitasi, g = 9,81 m/dtk2

H tinggi tekanan total

Kehilangan tekanan karena pusaran (m)

Kehilangan tekanan karena gesekan (m)

n Koefisien Manning

P Keliling basah (m)

Q Debit (m3/detik)

QMo Debit modus (m3/detik)

R Jari-jari hidrolik (m)

Re Bilangan Reynolds

Sf Kemiringan gesekan

Kemiringan gesek rata-rata

So Kemiringan dasar sungai

T Lebar penampang saluran pada permukaan bebas (m)

V Kecepatan aliran rerata (m/detik)

y Tinggi muka air (m)

yc Kedalaman kritis (m)

yn Kedalaman normal (m)

z Jarak vertikal dasar saluran terhadap garis referensi

α Koefisien energi

Panjang bagian saluran (m)


commit to user

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Perhitungan Pola Aliran Menggunakan Metode Tahapan Standar

Lampiran B Perhitungan Back Water

Lampiran C Hasil Analisis (output) HEC-RAS

Lampiran D Surat-surat Skripsi


commit to user

BACK WATER PADA SUNGAI DENGKENG BERDASARKAN … · hidayah -Nya sehingga penulis dapat...

Documents

Transcript of BACK WATER PADA SUNGAI DENGKENG BERDASARKAN … · hidayah -Nya sehingga penulis dapat...