SIMULASI NORMALISASI SALURAN TARUM BARAT …konteks.id/p/06-020.pdf · Keadaan atau sifat aliran...
Transcript of 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
Universitas Trisakti, Jakarta 1-2 November 2012
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
Universitas Trisakti, Jakarta 1-2 November 2012
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
Universitas Trisakti, Jakarta 1-2 November 2012
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
Universitas Trisakti, Jakarta 1-2 November 2012
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
Universitas Trisakti, Jakarta 1-2 November 2012
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
Universitas Trisakti, Jakarta 1-2 November 2012
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
Universitas Trisakti, Jakarta 1-2 November 2012