JURNAL TUGAS AKHIR

STUDI PENGENDALIAN ALIRAN SEDIMEN SUNGAI HERA MENGGUNAKAN SAND POCKET

NUR EFENDI D111 07 082

JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR 2014

1

STUDI PENGENDALIAN ALIRAN SEDIMEN SUNGAI HERA MENGGUNAKAN SAND POCKET

M. A. Thaha1, H. F. Maricar

2 , N. Efendi

3

ABSTRAK

Penelitian ini dilakukan di Sungai Hera, yang terletak di Distrik Hera, Timor Leste. Sungai ini memiliki luas DAS

61,68 km2

, dengan panjang 12,10 km dan lebar sungai 137,97 m. Sungai ini memiliki potensi sedimen yang cukup

besar, sehingga berpotensi menyebabkan terjadinya pendangkalan di muara sungai dan akan mengancam kelangsungan

fungsi dermaga Angkatan Laut yang ada di tempat itu. Hal inilah yang kemudian mendasari perlu diadakannya

bangunan penahan sedimen di sungai ini. Adapun pemilihan bangunan berupa Sand Pocket, hal ini dikarenakan

bangunan yang akan dibuat terletak di bagian lebih hilir dibandingkan dengan bangunan penahan sedimen lainnya.

Adapun jenis sedimen yang akan ditampung berupa sedimen yang lebih halus, sebab sedimen dengan ukuran besar telah

tertampung pada bangunan Sabo Dam yang terletak pada bagian lebih mendekat dari hulu sungai tersebut.

Adapun metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan melakukan survey langsung di lokasi, serta

mengumpulkan data-data sekunder dari instansi terkait. Adapun data yang dibutuhkan dalam perhitungan berupa data

curah hujan, data kontur sungai, sedimen yang terjadi, serta data-data lain ynag berkaitan dengan morfologi sungai. Dari

data-data tersebut kemudian diperoleh nilai curah hujan rancangan, debit banjir rancangan, dimensi desain hidrolis

bangunan, serta analisis efektifitas Sand Pocket dalam meredam laju sedimen yang terjadi.

Berdasarkan hasil penelitian, diketahui debit maksimum yang terjadi pada sungai tersebut sebesar 325,544 m3/s.

Maka dapat diketahui bahwa Sand Pocket yang direncanakan akan memiliki lebar pelimpah dengan dimensi 73 m, dan

akan mampu meredam laju sedimen dengan cukup baik. Dimana Sand Pocket tersebut akan memiliki efektivias untuk

meredam sedimen akibat erosi hingga 20,35 %, dan mampu meredam aliran sedimen dasar hingga 66,65 %. Dengan

kemampuan tersebut yang dapat mengurangi laju sedimen hingga lebih dari setengahnya, maka dapat dikatakan bahwa

banguan tersebut cukup efektif untuk meredam laju dari sedimen yang terjadi pada Sungai Hera

Kata Kunci : Sedimen, Sand Pocket, Sungai Hera

1 Dosen, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 90245, INDONESIA 2 Dosen, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 90245, INDONESIA 3 Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 90245, INDONESIA

2

PENDAHULUAN

Latar Belakang Masalah

Daerah Aliran Sungai (DAS) (catchment,

basin, watershed) berfungsi sebagai daerah

penampung air hujan, daerah resapan, daerah

penyimpanan air, penangkap air hujan dan

pengaliran air. Wilayahnya meliputi bagian

hulu,bagian hilir, bagian pesisir dan berupa

wilayah lindung, wilayah budidaya, atau

wilayah pemukiman.

Pertumbuhan jumlah penduduk, tekanan

sosial ekonomi, dan tekanan pembangunan di

daerah sekitar aliran sungai Hera,

menyebabkan penurunan kondisi sumberdaya

alam, terutama sumberdaya tanah, dan air

termasuk kondisi DAS. Hal ini dikarenakan

timbulnya kerusakan vegetasi penutup tanah

yang merupakan faktor terpenting dalam

memelihara ketahanan tanah terhadap erosi,

dan kemampuan tanah dalam meresap air.

Akibat adanya kerusakan vegetasi, baik

kerusakan hutan maupun vegetasi penutup

lainnya, maka luas hutan dan vegetasi menjadi

semakin berkurang, sehingga fungsi sebagai

subsistem perlindungan dalam sistem DAS

secara keseluruhan menjadi berkurang.

Akibatnya daya dukung lahan terhadap

pertumbuhan diatasnya menurun. Hal inilah

penyebab utama terjadinya erosi yang akan

mengurangi kualitas lahan, baik kesuburan

tanah karena terkikisnya lapisan tanah bagian

atas yang banyak mengandung zat hara yang

sangat dibutuhkan oleh tanaman, maupun

kestabilan tanahnya, sehingga rawan terhadap

bahaya longsor. Selain itu erosi juga telah

mengakibatkan terjadinya pendangkalan

sungai, karena terjadinya pengendapan material

yang sering disebut sedimentasi.

Dampak yang sangat merugikan dari

sedimentasi di Sungai Hera yaitu, pada pantai

di sekitar muara sungai terjadi pendangkalan

dermaga Angkatan Laut Timor Leste akibat

sedimentasi dan tertutupnya alur sungai oleh

sedimen pada saat adanya banjir aliran debris

sedimen yang besar dengan intensitas yang

tinggi pada musim hujan. Hal ini

mengakibatkan pada kondisi tersebut harus

dilakukan pengerukan dalam upaya normalisai

alur sungai dan dermaga Angkatan Laut Timor

Leste yang membutuhkan estimasi biaya yang

tidak sedikit.

Dari uraian diatas, penulis tertarik untuk

mengangkat sebuah tugas akhir dengan judul :

“Studi Pengendalian Aliran Sedimen Sungai

Hera Menggunakan Sand Pocket”.

TINJAUAN UMUM DAN DATA PERENCANAAN

Sand Pocket adalah bangunan pengendali

sedimen yang dibuat karena adanya aliran air

dengan konsentrasi sedimen yang cukup besar,

di mana sedimen tersebut berasal dari erosi

tanah pada bagian hulu sungai. (Sumber : JICA,

1998).

Sand Pocket dibangun di di posisi paling

hilir dari semua jenis bangunan pengendali

sedimen yang ada pada suatu sungai yang pada

umumnya berupa tanggul yang dibangun

melintang di aliran sungai serta menutupi

bagian sisi kanan dan kiri sungai di sekitar

Sand Pocket, serta dilengkapi pelimpah

sederhana untuk melewatkan air.

Dengan ditahannya massa sedimen yang

mengalir oleh beberapa Sand Pocket begitu

pula kecepatan banjir juga berkurang karena

sungai menjadi lebih landai maka energinya

pun akan berkurang. Kalau Sand Pocket sudah

penuh dan kemudian terjadi banjir lahar maka

Sand Pocket akan menahan sementara sebagian

material yang mengalir dan pada waktu tidak

banjir maka sedimen yang tertahan akan

dilepas turun sedikit demi sedikit bersama

aliran air.

Bentuk Sand Pocket sangat bervariasi

tergantung kondisi dan situasi setempat, antara

lain konfigurasi palung sungai (sempit, lebar,

dalam atau dangkal), jenis material sedimen

(pasir,kerikil,batu atau tanah) serta fungsi

sampingan dari bangunan Sand Pocket tersebut.

Ditinjau dari mekanisme pengendalian

aliran debris sedimen/lahar, Sand Pocket

diklasifikasikan menjadi 2 tipe, yaitu Sand

Pocket tipe tertutup dan Sand Pocket tipe

terbuka.

Bentuk tipikal konstruksi Sand Pocket yang

umum digunakan biasanya terdiri dari main

dam, sub dam, apron atau lantai dan side wall

atau dinding samping yang keduanya terletak

3

diantara main dam dan subdam seperti yag

tampak pada Gambar 1.1. Pada badan main

dam biasanya diberi lubang yang biasa disebut

drain hole yang berfungsi untuk mengurangi

tekanan air serta sangat berguna pada saat

pemeliharaan bangunan.

…

( Sumber : Joko Cahyono ,2000)

Erosi dan Sedimentasi

Erosi dan sedimentasi merupakan dua buah

masalah yang saling berkaitan. Erosi tanah

yang meliputi proses pelepasan butir-butir

tanah dan proses pemindahan tanah akan

menyebabkan timbulnya bahan endapan atau

sedimentasi di tempat lain (Sumber : Suripin,

2000).

Pada saat permulaan turun hujan, pukulan

jatuhnya air hujan merupakan penghasil utama

butir-butir yang terlepas dalam proses erosi

tanah. Bersama dengan aliran air, butir-butir

tanah yang lepas akibat proses erosi akan

diangkut masuk ke dalam aliran sungai dan

kemudian akan diendapkan pada tempat-tempat

tertentu (pada muara sungai) berupa

pengendapan atau sedimentasi. Endapan

sedimen tersebut apabila semakin lama

semakin terakumulasi jumlahnya, maka akan

menimbulkan pendangkalan pada muara sungai

yang selanjutnya akan berakibat terhadap

berkurangnya daya tampung sungai.

Banyaknya angkutan bahan endapan

tergantung dari besarnya erosi tanah yang

terjadi. Semakin banyak jumlah bahan sedimen

yang terangkut menunjukkan makin besar

tingkat erosi tanah yang terjadi dalam daerah

aliran sungai yang bersangkutan.

Sedangkan sedimentasi adalah proses

mengendapnya material fragmental oleh air

sebagai akibat dari adanya erosi. (Sumber :

Soemarto,1995)

Proses sedimentasi yaitu proses

terkumpulnya butir-butir tanah yang terjadi

karena kecepatan aliran air yang mengangkut

bahan sedimen mencapai kecepatan

pengendapan (settling velocity). Proses

sedimentasi dapat terjadi pada lahan-lahan

pertanian maupun di sepanjang dasar sungai,

dasar waduk, muara, dan sebagainya.

Analisis Hidrologi

Sebelum merencanakan Sand Pocket,

langkah pertama yang dilakukan adalah

merencanakan debit banjir rancangan yang

akan digunakan. Data-data hidrologi yang

diperoleh dianalisis untuk memperoleh

Gambar 1.1 Tampak atas serta potongan bangunan Sand Pocket

4

besarnya debit banjir rancangan dengan periode

ulang tertentu yang dapat dialirkan tanpa

membahayakan lingkungan sekitar dan

stabilitas bangunan sungai (Sumber :

Deparemen Pekerjaan Umum,1983)

Data Curah Hujan

Data hujan yang diperlukan adalah data

hujan harian maksimum tahunan yang tercatat

pada stasiun hujan terdekat yang berpengaruh

terhadap aliran air pada DAS Hera yaitu dari

stasiun hujan Dili.

Tabel 1.1 Data Curah Hujan

Tahun Curah Hujan (mm)

2003 145,528

2004 129,200

2005 77,483

2006 122,242

2007 94,492

2008 114,267

2009 78,842

2010 105,058

2011 141,583

( Sumber : Stasiun hujan Dili)

METODOLOGI

Langkah awal studi perencanaan Sand

Pocket ini adalah dimulai dengan melakukan

survey lapangan terlebih dahulu untuk

mengetahui kondisi serta aspek - aspek

penting yang melatarbelakangi timbulnya

gagasan perencanaan Sand Pocket. Kemudian

dilanjutkan dengan kegiatan pengumpulan data

primer dan data-data sekunder yang

menunjang pencapaian tujuan studi yang

dilakukan. Setelah semua data-data terkumpul

dilanjutkan dengan menganalisis data-data

tersebut.

Data - data hidrologi yang telah diperoleh

selanjutnya dianalisis untuk mencari debit

banjir yang akan digunakan untuk

perencanaan Sand Pocket dimana dalam

perhitungan curah hujan rancangan

menggunakan metode Distribusi Normal, uji

sebaran menggunakan Chi square test dan

perhitungan debit banjir rancangan periode

ulang 50 tahun dengan menggunakan metode

Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu.

Hasil dari analisis hidrologi selanjutnya

digunakan dalam perhitungan desain untuk

menentukan detail konstruksi Sand Pocket dan

dimensinya (Sumber : JICA, 1983).

Tahapan berikutnya yaitu analisis

tampungan sedimen Sand Pocket yang

bertujuan untuk mengetahui efektifitas Sand

Pocket dalam mereduksi sedimen. Efektifitas

Sand Pocket untuk mereduksi sedimen

diperoleh dengan cara membandingkan besaran

sedimen terangkut yang terjadi sebelum

dibangunnya Sand Pocket dan sesudah

dibangunnya Sand Pocket.

Dari hasil analisis data, perhitungan

perencanaan dan analisis tampungan sedimen

akan dapat ditarik suatu kesimpulan studi.

PERENCANAAN DAN PEMBAHASAN

Hasil Analisis Hidrologi

1. Disribusi Curah Hujan Rancangan

Berdasarkan data pada interval

pengulangan atau kemungkinan prosentase

yang terpilih dengan metode distribusi Normal.

2. Perhitungan Debit Banjir Rancangan

periode ulang 50 tahun dengan metode

Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu.

Hasil Perhitungan Perencanaan Sand Pocket

1. Perencanaan Main Dam

a. Tinggi efektif main dam

Tinggi main dam harus berada di bawah

tinggi tebing sungai, oleh karena itu

tinggi main dam direncanakan 7 m. b. Peluap

Lebar Peluap

5

Tinggi limpasan air

√

Tinggi jagaan

Untuk

tinggi jagaan = 0,8 m

Lebar Mercu

Berdasarkan jenis material yang

dinominasi oleh kerikil ukuran 8 cm

dan jenis aliran yang melalui pelimpah

yaitu aliran debris maka ditetapkan

lebar mercu = 3 m

c. Kedalaman Pondasi

⁄

d. Kemiringan tubuh

Kemiringan hilir = 0,2

Kemiringan hulu = 0,4

e. Konstruksi sayap

Kemiringan sayap ditetapkan 2 : 1

Lebar mercu sayap diambil sama

dengan lebar mercu peluap = 3 m

Penetrasi masuk kedalam tebing

minimal = 2,0 m

2. Perencanaan Sub Dam

a. Lebar Peluap

Lebar peluap sub dam direncanakan

sesuai dengan perhitungan lebar peluap

main dam yaitu = 73 m

b. Tebal peluap sub dam direncanakan

sesuai dengan perhitungan tebal peluap

main dam yaitu = 3 m.

c. Tinggi Sub Dam

⁄

d. Kedalaman Pondasi Sub Dam

Penentuan kedalaman pondasi sub dam

sama dengan kedalaman pondasi main

dam, yaitu = 2,50 m

e. Kemiringan tubuh

Penentuan kemiringan tubuh sub dam

sama dengan kemiringan tubuh

pada main dam, yaitu :

Kemiringan hilir = 0,2

Kemiringan hulu = 0,7

f. Konstruksi sayap

Kemiringan sayap ditetapkan 2 : 1

Lebar mercu sayap diambil sama

dengan lebar mercu peluap = 3 m

Penetrasi masuk kedalam tebing

minimal = 2,0 m

3. Perencanaan Apron ( Lantai Terjun)

a. Tebal apron

b. Panjang apron

( ⁄ )

4. Perencanaan Drain Hole (Lubang Drainase)

a. Luas lubang drainase

b. Jumlah lubang drainase

Stabilitas Main Dam

1. Stabilitas terhadap guling

2. Stabilitas terhadap Geser

Hasil perhitungan stabilitas:

a. Pada kondisi banjir

b. Pada kondisi normal

c. Pada kondisi gempa

6

Hasil Analisis Tampungan Sedimen

1. Perhitungan Erosi Lahan

a. Sediment Delivery Ratio

b. Kapasitas tampungan sedimen Sand

Pocket

c. Pengaruh Sand Pocket terhadap erosi

yang terjadi

Besar angkutan sedimen sebelum

dibangunnya check dam = 0,614

ton/ha/tahun

Besar angkutan sedimen setelah

dibangunnya Sand Pocket = 0,498

ton/ha/tahun

2. Perhitungan Erosi Alur

Pengaruh Sand Pocket terhadap Angkutan

Sedimen Dasar ( Bed Load )

Debit angkutan dasar sebelum dibangunnya

check dam qb = 50,414 (m3/det)/m

Debit angkutan dasar sebelum dibangunnya

check dam qb = 30,251 (m3/det)/m

KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari

laporan tugas akhir adalah :

1. Debit banjir rancangan untuk periode ulang

50 tahun sebesar 284,674 m3/dtk

2. Untuk menanggulangi erosi dan

sedimentasi di DAS Hera, direncanakan

Sand Pocket dengan kapasitas tampungan

sebesar 16.641,933 ton.

3. Terjadi pengurangan sedimentasi yang

cukup signifikan setelah dilakukannya

pembangunan Sand Pocket di Sungai Hera,

Timor Leste.

SARAN

Saran-saran yang bisa disampaikan untuk

melestarikan DAS Hera :

1. Ketersedian stasiun curah hujan di sekitar

DAS Sungai Hera yang hanya satu buah

stasiun dan terletak cukup jauh dari DAS

Sungai Hera. Maka untuk kedepannya

diharapkan kepada pihak-pihak yang

terkait agar bisa melakukan penambahan

jumlah stasiun curah hujan. 2. Selain dibuat bangunan pengendali sedimen,

perlu juga diperhatikan konservasi lahan

yang ada disekitar DAS Sungai Hera. Sebab

kondisi lahan disekitar DAS sangat

mempengaruhi jumlah angkutan sedimen

yang terjadi.

3. Agak kedepannya perencanaan sand pocket

dibuatkan referensi baku yang telah

dibukukan agar memudahkan dalam

perencanaan.

DAFTAR PUSTAKA

--------1983. Design Of Sabo Facilities, JICA

--------1983. Cara Menghitung Design Flood,

Departemen Pekerjaan Umum

--------1998. Sabo Untuk Penanggulangan

Bencana Aliran Sedimen, JICA

Cahyono, Joko,2000. Pengantar Teknologi

Sabo, Yayasan Sabo Indonesia, Jakarta.

Suripin, Ir, M. Eng, Dr. 2002. Pelestarian

Sumber Daya Tanah dan Air, Andi

Offset, Yogyakarta.

Soemarto, CD. 1995. Hidrologi Teknik. (Edisi

Ke-2). Jakarta: Penerbit Erlangga.