SIMULASI NORMALISASI SALURAN TARUM BARAT …konteks.id/p/06-020.pdf · Keadaan atau sifat aliran...

KoNTekS 6 K-53

Universitas Trisakti, Jakarta 1-2 November 2012

SIMULASI NORMALISASI SALURAN TARUM BARAT MENGGUNAKAN

PROGRAM HEC-RAS

Endah Kurniyaningrum1 dan Trihono Kadri

2

1Almuni Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Teknik Sipil, Universitas Trisakti, Jl. Kyai Tapa No. 1 Jakarta

Email: [email protected] 2 Dosen Jurusan Teknik Sipil, Universitas Trisakti, Jl. Kyai Tapa No. 1 Jakarta

Email: [email protected]

ABSTRAK

Saluran Tarum Barat (WTC) mengalirkan air dari bendung Curug yang terletak di Sungai Citarum,

di mana pengaturannya diatur di Jatiluhur. WTC merupakan pemasok air bersih untuk wilayah

Jakarta dan sistem irigasi, tetapi saat ini masalah sedimentasi telah menjadi masalah di WTC.

Akibat pertemuan tiga sungai yaitu Cibeet, Cikarang, dan Bekasi mengakibatkan sedimen masuk

ke saluran. Masalah ini akan berpengaruh pada operasi, pemeliharaan WTC dan berkurangnya

pasokan air di Jakarta.

Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis kondisi WTC karena masalah sedimentasi.

Akankah akibat sedimentasi yang terjadi, WTC dapat menampung aliran desain dan prediksi pada

tahun 2025.

PENDAHULUAN

Air merupakan salah satu sumber daya alam yang berfungsi sangat vital bagi kehidupan mahluk hidup yang

ada di muka bumi. Untuk itu air perlu dilindungi agar dapat tetap bermanfaat bagi kehidupan manusia serta

mahluk hidup lainnya. Pengertian tersebut menunjukkan bahwa air memiliki peran yang sangat strategis

dan harus tetap tersedia dan lestari, sehingga mampu mendukung kehidupan dan pelaksanaan pembangunan

dimasa kini maupun dimasa mendatang. Tanpa adanya air, maka kehidupan tidak akan dapat berjalan.

Kepadatan penduduk DKI Jakarta menjadi salah satu masalah yang dihadapi oleh pemerintah, dalam hal ini

pemerintah daerah dalam upayanya memenuhi kebutuhan barang dan jasa warganya. Padatnya penduduk

DKI Jakarta ternyata mempengaruhi tata kelola sumber daya alam di DKI Jakarta, termasuk sumber daya

air bersih. Jumlah penduduk DKI Jakarta mengalami peningkatan dari tahun ke tahun, berdasarkan data

terbaru dari Suku Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil Kota Administrasi DKI Jakarta pada bulan

Januari 2010 jumlah penduduk DKI Jakarta sudah mencapai 9.588.198 jiwa dengan jumlah rumah tangga

mencapai 2.242.352 KK.

Gambar 1. Skema pengelolaan air di DKI Jakarta

Keairan

K-54 KoNTekS 6


Kota Jakarta mendapat pasokan air baku dari Waduk Jatiluhur melalui saluran transmisinya yaitu Saluran

Tarum Barat (STB) yang lebih sering dikenal dengan WTC (West Tarum Canal). Panjang WTC sendiri

yaitu 68,3 km dari Bendungan Jatiluhur hingga Bendung Bekasi.

Saluran Tarum Barat atau WTC yang dimulai dari bendung Curug yaitu Sungai Citarum dan berakhir di

Jakarta yang merupakan salah satu bagian dari Jatiluhur. WTC mengalirkan air baku dan pengalirannya

berpotongan dengan 3 sungai lain yaitu Sungai Cibeet, Bekasi dan Cikarang.

Jakarta diperkirakan akan mengalami kekurangan dalam supply air bersih. Hal ini diakibatkan oleh erosi

dan endapan sedimen yang terjadi pada WTC, sehingga mempengaruhi debit optimum serta dimensi saluran

yang tidak sesuai dengan perencanaan awal pada saluran tersebut. Akibat dari meningkatnya sedimentasi

pada WTC, maka diperlukannya normalisasi pada WTC.

Normalisasi WTC adalah memperbaiki kondisi aliran dan kualitas air yang selama ini menyediakan 80%

dari kebutuhan air Jakarta, dengan tambahan kebutuhan air bagi kawasan industri dan kurang lebih 52.800

Ha lahan pertanian, sehingga untuk tahun yang mendatang DKI Jakarta akan mengalami krisis air baku

(ICWRMIP, 2008).

Gambar 2. Lokasi Penelitian

Tabel 1 Data Teknis utama dari WTC

Sumber : Integrated Citarum Water Resources Management Investment Program

Keairan

KoNTekS 6 K-55


METODOLOGI PENELITIAN

Keadaan daerah studi

Daerah Khusus Ibukota Jakarta mempunyai luas wilayah ± 661,52 km2 atau 66.152 Ha. Secara geografis

wilayah DKI Jakarta terletak antara 106 22’ 42″ BT sampai 106 58’ 18″ BT dan -5 19’ 12″ LS sampai -6

23’ 54″ LS.

Bendung Cibeet terletak di provinsi Jawa Barat dan merupakan bagian Hulu dari DAS Citarum. Menurut

letak geografisnya Sub DAS Cibeet terletak pada 06016’34” LS –06

042’44” LS dan 106

058’30” BT –

107018’30” BT, dengan panjang sungai 1.044,27 km dan luasan 106.376,64 ha, yang meliputi 127 desa di

20 kecamatan. Penggunaan lahan pada Sub-DAS Cibeet Hulu terdiri dari hutan, sawah irigasi, sawah tadah

hujan, tegalan, kebun, semak belukar dan pemukiman (Fauzan Wuryanto,2008).

Kabupaten Bekasi berada di Provinsi Jawa Barat, Indonesia,dengan ibokota Cikarang. Kabupaten ini

terletak berada tepat disebelah timur Jakarta, berbatasan dengan Kota Bekasi dan Provinsi DKI Jakarta di

barat, Laut Jawa di barat dan utara, Kabupaten Karawang di timur, serta Kabupaten Bogor di selatan.

Kabupaten Bekasi secara geografis berada di bagian utara Provinsi Jawa Barat, terletak antara 106°48’78” -

107°27’29”BT dan 6°10’-6°30’LS, dengan luas wilayah 127.388 Ha.

Kondisi klimatologi di lokasi studi digambarkan oleh beberapa parameter iklim, antara lain temperatur

udara, kelembaban relatif, penyinaran matahari dan kecepatan angin.

Keadaan saluran antara Bendung Cibeet hingga Bendung Cikarang dimulai dari Bangunan Tarum Barat

(BTB) 22 hingga BTB 34. Di sepanjang BTB ini terdapat beberapa pengambilan air untuk irigasi sehingga

mempengaruhi volume daya tampung alir pada saluran induk.

Metoda Analisis

Aliran saluran terbuka memiliki permukaan bebas, sedangkan aliran pipa tidak demikian, karena air

mengisi seluruh saluran. Permukaan bebas dipengaruhi oleh tekanan udara. Aliran pipa, yang terkurung

dalam saluran tertutup tidak terpengaruh langsung oleh tekanan udara kecuali tekanan hidrolik.

Keadaan atau sifat aliran saluran terbuka pada dasarnya ditentukan oleh pengaruh kekentalan dan gravitasi

dengan gaya-gaya inersia aliran. Tegangan permukaan air dalam keadaan tertentu dapat pula dipengaruhi

oleh sifat aliran, tetapi pengaruh ini tidak besar. Pengaruh kekentalan (viscosity), yaitu aliran dapat bersifat

laminar, turbulen atau peralihan, tergantung pada pengaruh kekentalan.

Pembagian kecepatan pada penampang saluran bergantung pada faktor-faktor lain, seperti bentuk

penampang yang tidak lazim, kekasaran saluran dan adanya tekukan-tekukan. Pada arus yang lebar, deras

dan dangkal atau saluran yang sangat licin kecepatan maksimum yang terjadi di permukaan bebas.

Proses-proses hidrologi secara langsung atau tidak langsung akan memiliki kaitan dengan terjadinya erosi,

transpor sedimen, deposisi sedimen di daerah hilir, dan mempengaruhi karakteristik fisik, biologi dan kimia

Gambar 3. Skematik Saluran Tarum Barat.

Ciliwung River Bekasi River Cikarang River Cibeet River Citarum River

Irigation Area

3,500 ha

Irigation Area

23,500 ha

Irigation Area

23,300 ha Irigation Area

7,300 ha

Keairan

K-56 KoNTekS 6


yang secara keseluruhan mewakili kualitas perairan. Perubahan tataguna lahan dan praktek pengelolaan

DAS juga mempengaruhi terjadinya erosi, sedimentasi akan mempengaruhi kualitas air. Secara umum,

terjadinya erosi ditentukan oleh faktor-faktor iklim (terutama intensitas hujan), topografi, karakteristik

tanah, vegetasi penutup tanah dan tata guna lahan.

Sedimen adalah hasil dari proses erosi., baik berupa erosi permukaan, erosi parit, atau jenis erosi tanah

lainnya. Sedimen umumnya mengendap dibagian bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, di saluran

air, sungai dan waduk. Hasil sedimen adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang terjadi di

daerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan tempat tertentu. Hasil sedimen biasanya

diperoleh dari pengukuran sedimen terlalur dalam sungai atau dengan pengukuran langsung di dalam

waduk atau saluran.

Program Simulasi

Program HEC-RAS dikembangkan oleh The Hydrologic Engineer Centre (HEC), yang merupakan bagian

dari oleh U.S. Army Corps of Engineers. Program ini dapat menangani jaringan saluran air secara penuh

untuk kalkulasi aliran permanen (steady). Perhitungan dasarnya mengikuti prosedur pemecahan kalkulasi

energi aliran satu dimensi. Kehilangan energi dievaluasikan terhadap friksi yang terjadi pada saat

pengaliran (persamaan manning), kontraksi dan ekspansi saluran (dengan koefisiennya yang dikalikan

dengan kecepatan alir). Persamaan momen digunakan saat situasi dimana profil muka air secara cepat

bervariasi.

Energi yang ada pada tiap satuan berat dari aliran pada saluran terbuka terdiri dari tiga bentuk dasar, yaitu

energi kinetik, energi tekanan dan energi elevasi di atas garis datum (Hwang, 1981). Dari ketiga bentuk

dasar energi tersebut akan didapatkan Persamaan Bernaulli, yang menyatakan bahwa konservasi energi

merupakan bentuk persamaan energi untuk aliran tanpa geseran dasar. Persamaan bernaulli dapat ditulis

sebagai berikut :

�

�. �+ � +

�

2�= � ��

Pada aliran yang sebenarnya, persamaan tersebut dapat ditulis menjadi

�� + �� + ��

�

�= � + � +

��

� = tetap

HASIL SIMULASI DAN ANALISIS

Kebutuhan Air Baku

Perhitungan kebutuhan air pada tahun 2025 dilakukan dengan cara memprediksi jumlah penduduk pada

tahun 2025. Hasil yang diperoleh dengan mendekati rumus eksponensial yaitu Y = e0.008 x tahun

, di mana Y

merupakan dari banyaknya penduduk. Rumus ini di ambil dari rata – rata jumlah penduduk dari tahun 2005

hingga tahun 2011 (Tabel 2).

Tabel 2. Jumlah penduduk DKI Jakarta

Berdasarkan hasil dari rumus di atas, pada tahun 2025 jumlah penduduk DKI Jakarta mencapai

10.853.519,9 orang dan berdasarkan Standard International Water Association setiap orang membutuhkan

air 190 liter/hari. Untuk kebutuhan domestik, perkotaan, dan industri membutuhkan 57,28 m3/detik. Dengan

mengasumsikan kebutuhan industri sebesar 30% yaitu 17,18 m3/detik dan untuk faktor keamanan

membutuhkan 20%.

Tahun 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Jumlah

Penduduk 8,892,300 8,979,600 9,064,600 9,146,200 9,223,000 9,294,900 9,361,900

Sumber : Sensus Penduduk 2011

Keairan

KoNTekS 6 K-57


Hasil Simulasi

Saluran Tarum Barat (WTC) merupakan saluran transmisi yang memasok air baku dari Bendungan

Jatiluhur. Saat ini kondisi saluran telah mengalami degradasi yang ditandai dengan fluktuasi debit di musim

hujan dan kemarau, penurunan kapasitas dan menurunnya kualitas air baku. Menurunya aliran kapasitas

dipengaruhi oleh akumulasi sedimentasi yang disebabkan oleh erosi dari Sungai Citarum yang berada di

hulu dan pertemuan tiga sungai yaitu Cibeet, Cikarang, dan Bekasi sehingga membuat dimensi WTC

menjadi lebih kecil. Debit desain 82 m3/s, saat ini WTC hanya dapat menampung 35 m

3/s.

Standar IWA, setiap orang membutuhkan air sebanyak 190 l/hari. Untuk prediksi tahun 2025 tentang

kebutuhan air di Jakarta menurut Standar IWA, maka Jakarta membutuhkan air sebanyak 85,92 m3/s

nantinya. Berdasarkan hasil prediksi tahun 2025, maka apabila WTC mengalami sedimentasi berkelanjutan

ini akan berakibat meluapnya air pada saluran.

Dengan jumlah permintaan utuk kebutuhan air di Jakarta, setelah di analisis dalam program

simulasi menunjukan bahwa kapasitas aliran pada saluran tidak cukup untuk memenuhi permintaan.

Program HEC – RAS menunjukan untuk memenuhi kebutuhan air, maka WTC harus dilakukan desain

ulang dan dilakukan pengangkutan sedimentasi. Berdasarkan hasil simulasi, secara total volume dregging

diperkiraan sebesar 2,2 juta m3 dari Curug hingga Bekasi.

Gambar 4 Masalah sedimentasi di WTC

Sedimentation Problem

Sedimentation Problem

Gambar 5 Hasil simulasi dengan menggunakan debit prediksi tahun 2025.

Bank over Flow

Keairan

K-58 KoNTekS 6


KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Setelah melakukan analisis tentang Saluran Tarum Barat atau WTC, dapat disimpulkan bahwa kebutuhan

akan air baku untuk wilayah DKI Jakarta dengan debit desain 82 m3/detik saat ini hanya dapat menampung

± 35 m3/detik sehingga akan mengalami kurangnya supply pasokan air. Hal ini dikarenakan kondisi WTC

saat ini telah banyak mengalami perubahan akibat sedimentasi yang tinggi di sepanjang saluran.

Sedimentasi yang menumpuk ini telah membuat kapasitas WTC menjadi tidak optimal, sehingga DKI

Jakarta akan mengalami krisis air baku untuk tahun mendatang. Prediksi kebutuhan air untuk tahun 2025

adalah 85,92 m3/detik, sehingga dengan keadaan WTC saat ini diperkirakan tidak dapat menampung debit

untuk tahun 2025.

Dengan kondisi WTC saat ini, dapat disimpulkan bahwa untuk memenuhi target kebutuhan akan air baku

pada tahun 2025 mendatang WTC perlu di lakukan normalisasi sehingga saluran tersebut dapat menampung

debit yang optimal dan dapat memenuhi kebutuhan air di tahun mendatang.

Saran

Berdasarkan hasil simulasi ini, maka WTC perlu di lakukan normalisasi dengan cara pengangkutan

sedimentasi pada saluran. Pengangkutan sedimentasi ini dilakukan dengan menggunakan alat berat yaitu

excavator.

Disamping itu, untuk mengurangi tingkat terjadinya erosi dari hulu, maka perlu dilakukan pemeliharaan

DAS di hulu sungai. Dengan menata DAS yang berada di hulu, maka tingkat erosi akan berkurang sehingga

tidak terjadi pengendapan sedimen pada saluran.

Gambar 6 Hasil analisis dengan program HEC-RAS

Dregging Volume

Keairan

KoNTekS 6 K-59


DAFTAR PUSTAKA

ICWRMIP. Rencana Pemukiman Kembali-Resettlement Plan. http://www.adb.org. 2008

IWA. Leakage Reduction Used to Supply More Household. http://www.adb.org, 2010

Ali, Firdaus. Penduduk Bertambah DKI Krisis Air Bersih. http://id.palyja.co.id, 2009

Wuryanto, Fauzan. Pengendalian Erosi Di Sub Daerah Aliran Sungai Cibeet. http://repository.ipb.ac.id,

2008

Chow, V. T. Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga, 1998

Asdak, Chay. 2010.Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gadjah Mada

University Press.

Ned C.Hwang. 1981. Fundamentals of Hydraulic Engineering System. New Jersey; Printice-Hill Inc,

Englewood Cliffs.

Keairan

K-60 KoNTekS 6


SIMULASI NORMALISASI SALURAN TARUM BARAT …konteks.id/p/06-020.pdf · Keadaan atau sifat aliran...

Documents

Transcript of SIMULASI NORMALISASI SALURAN TARUM BARAT …konteks.id/p/06-020.pdf · Keadaan atau sifat aliran...