PENCEGAHAN GERUSAN TEBING PADA JEMBATAN DI SUNGAI …

Pencegahan gerusan Tebing Pada Jembatan di Sungai...(Slamet Lestari)

163

PENCEGAHAN GERUSAN TEBING PADA JEMBATAN DI SUNGAI LUK ULO, KEBUMEN – JAWA TENGAH

THE PREVENTION OF BANK SCOUR AT LUK ULO RIVER’S BRIDGE,

KEBUMEN – CENTRAL OF JAVA

Slamet Lestari

Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air Jl. Ir. H. Juanda193 Bandung, Jawa Barat, Indonesia

E-mail : [email protected]

Diterima: 11 Juli 2014; Direvisi: Agustus 2014; Disetujui: 12 November 2015

ABSTRAK

Penelitian telah dilakukan terkait ancaman kerusakan dan alternatif penanggulangan masalah terhadap rencana pembangunan Jembatan Luk Ulo yang akan dibangun di ruas Sungai Luk Ulo Hilir. Dalam penelitian ini potensi kerusakan yang ditinjau hanya terkait dengan perilaku hidraulik Sungai Luk Ulo dari Jembatan Nasional Kebumen – Gombong sampai Muara. Evaluasi dilakukan berdasarkan data desain jembatan, data pengukuran topografi di lokasi penelitian, data angkutan sedimen, data galian C, dan data debit sungai. Proses analisis dilakukan dengan menggunakan bantuan piranti lunak Mike11 dan Mike 21C. Hasil dari penelitian ini menunjukkan adanya potensi bahaya gerusan tebing yang akan mengancam bangunan abutment / tiang pangkal jembatan bagian kanan. Masalah ini dapat diatasi dengan pembuatan bangunan pelengkap berupa susunan krib minimal 2 buah yang diletakkan di udik kanan lokasi jembatan.

Kata kunci : Sungai Luk Ulo, gerusan tebing, krib, MIKE 11, MIKE21C

ABSTRACT

This research was conducted to elaborate the possibility of damages and alternative problem anticipation to protect the new bridge design at Luk Ulo River. Mike 11 and Mike 21C were used to understand the possible damages caused by hydraulic behavior of Luk Ulo River starting from National Bridge (Kebumen-Gombong road) to river mouth by taking into consideration of some information i.e. new bridge design, topographical data, sediment transport data, dredging recorded data, and discharge of the Luk Ulo River. The result indicates that the local scouring at the right side of river bank will endanger the toe of the brigde abutment. The problem should be solved with providing groyne (krib) that located on the right side of river, upstream of the bridge.

Keywords: bridge, river, local scouring, groyne, MIKE 11, MIKE21C

PENDAHULUAN

Sungai merupakan kenampakan alam yang mempunyai sifat dinamis, yang akan memberikan respon jika terjadi gangguan di lingkungan sekitarnya. Gangguan dapat terjadi akibat kejadian alam maupun akibat rekayasa yang dilakukan oleh manusia. Respon sungai yang terjadi dapat bersifat positif, dan dapat juga bersifat negatif. Respon positif yang dapat dirasakan antara lain terlindunginya infrastruktur di sekitar sungai, sedangkan respon negatif yang dirasakan antara lain terjadinya gerusan / kerusakan akibat adanya perubahan pola aliran baik di bagian udik maupun di bagian hilir bangunan yang ada.

Salah satu bangunan yang berbatasan atau bersinggungan langsung dengan sungai adalah bangunan jalan dan jembatan. Beberapa tipikal letak jalan dan jembatan yang berbatasan langsung dengan sungai antara lain : jalan /

jembatan yang berada di sekitar tikungan luar sungai, badan jalan yang membatasi jalan air (drainase ke sungai, jalan / jembatan pada segmen hulu dan tengah sungai (rawan degradasi dasar sungai), dan jalan / jembatan di sekitar sungai.

Keberadaan jalan dan jembatan, baik yang lama maupun pembangunan baru yang berbatasan langsung dengan sungai, akan berpengaruh dan dipengaruhi oleh perilaku hidraulik dan perkembangan morfologi sungai. Hal yang perlu diwaspadai adalah pengaruh sungai yang berpotensi terhadap kerusakan jalan dan jembatan yang berada di sekitarnya.

Kondisi tersebut di atas juga menjadi pertimbangan utama dalam rencana pembangunan Jembatan Baru di ruas Sungai Luk Ulo hilir, Kebumen – Jawa Tengah. Penempatan rencana jembatan saat ini lebih mempertimbangkan trase jalan baru yang sedang

mailto:[email protected]

Jurnal Teknik Hidraulik Vol. 6, No. 2 Desember 2015; 163 - 176

164

dibangun, belum mempertimbangkan kondisi hidraulik dan morfologi sungai di sekitarnya.

Setelah dilakukan pengukuran detail topografi dan identifikasi lapangan, secara umum lokasi rencana jembatan berada pada segmen sungai yang relatif lurus, sedikit tikungan akibat adanya gerusan lokal yang berpotensi gerusan tebing tepat di udik bagian kanan lokasi jembatan.

Maksud dari penelitian ini adalah mendapatkan gambaran potensi kerusakan yang dapat terjadi di sekitar lokasi jembatan baru di Sungai Luk Ulo Hilir akibat perilaku hidraulik dan morfologi sungai, serta alternatif penanganan yang dapat dilakukan untuk mengatasi permasalahan yang ada.

Tujuan yang akan dicapai adalah didapatkannya gambaran / acuan dalam mengatasi permasalahan yang akan terjadi pada jembatan baru di Sungai Luk Ulo Hilir secara optimum, agar didapatkan fungsi bangunan jembatan sesuai rencana desain.

Lokasi penelitian yang ditinjau adalah sepanjang ruas Sungai Luk Ulo dari Jembatan Jalan Nasional Kebumen – Gombong sampai dengan muara di Samudera Hindia. Gambaran ruas Sungai Luk Ulo dan lokasi rencana jembatan baru, yang masuk dalam lokasi studi ini dapat dilihat pada Gambar 1.

Memperhatikan kondisi tersebut, agar rencana pembangunan jembatan lebih optimal, perlu dilakukan kajian pengaruh perilaku

hidraulik dan morfologi sungai terhadap rencana jembatan tersebut.

TINJAUAN PUSTAKA

Pada tikungan sungai akan terjadi gaya

sentrifugal yang mengakibatkan kemiringan

permukaan air tidak sama (Yiniarti, 2014). Pada

kondisi aliran yang simetris terhadap sumbu sungai

di tikungan, kemiringan permukaan air dalam arah

melintang sungai dinyatakan sebagai berikut:

Rg

U

dr

dh2

dengan keterangan:

dh : perbedaan tinggi air (m)

dr : perbedaan panjang pada jari-jari tikungan (m)

U : kecepatan rata-rata penampang (m/det)

R : jari-jari tikungan (m)

g : percepatan gravitasi (m/det2)

: koefisien Coriolis = 1,06

Karena dh/dr sama untuk setiap partikel

sepanjang vertikal, maka di permukaan di mana U*

> U .Rs > R dan di dekat dasar di mana U* < U. Rb

< R. Dengan demikian maka aliran di permukaan

mengarah ke tikungan luar dan aliran di dekat dasar

mengarah ke tikungan dalam, sehingga dihasilkan

aliran spiral atau aliran helikoidal sepanjang

tikungan.

Aliran helikoidal ini menimbulkan aliran

sekunder dalam arah melintang (lateral) sungai

dengan distribusi kecepatan yang hampir linier

sepanjang kedalaman aliran.

Gambar 1 Lokasi Penelitian (Sumber : Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air, 2011)

Lokasi RencanaJembatan


165

Arah kecepatan aliran di dekat dasar terhadap arah kecepatan aliran rata-rata dinyatakan oleh:

)1(.2

tan2 C

g

R

h

dengan keterangan:

: sudut antara vektor kecepatan di dekat dasar dengan vektor kecepatan rata-rata ( 0 )

h : kedalaman aliran (m)

R : jari-jari tikungan (m)

: konstanta von Karman

C : koefisien Chezy (m 0,5/det)

g : percepatan gravitasi (/det2 )

Untuk harga C = 30 ~ 60 m 0,5/det dan tan berkisar antara 9,5 ~ 11 h/R.

Sebagai pendekatan dapat digunakan tan = 10 h/R.

Selanjutnya komponen lateral tegangan geser pada dasar y, dapat dinyatakan sebagai berikut:

R

h

x

y10

dengan keterangan : x = g h I

y : tegangan geser pada dasar dalam arah sumbu memanjang aliran

Analisis ini hanya berlaku apabila terjadi aliran spiral secara penuh, tanpa ada pengaruh tebing. Pada kenyataannya, ada pengaruh gesekan sepanjang tebing dan pengaruh timbal balik antara aliran sekunder dan aliran utama, yang membedakan antara aliran spiral dan bentuk geometri.

Berdasarkan studi yang telah dilakukan oleh Direktorat Jenderal Bina Marga, Kementerian Pekerjaan Umum, tahun 2012 didapatkan resume alur permasalaha, penanggulangan, dan hasil evaluasi dari hasil studi kasus lapangan, terkait morfologi sungai, seperti disampaikan pada Tabel 1.

Untuk membantu analisis banjir dan prediksi perubahan dasar sungai digunakan dua modul dari program MIKE 11, yaitu: Hidrodinamik dan Konservasi Massa Sedimen untuk material dasar sungai seragam atau Konservasi Massa Sedimen Bergradasi untuk material dasar sungai yang bergradasi. Model Hidrodinamik menyelesaikan persamaan kontinuitas aliran air dan persamaan momentum aliran air, sedangkan Modul Sedimen dan Sedimen

Bergradasi menyelesaikan persamaan kekekalan massa sedimen.

Persamaan untuk bagian hidrodinamik adalah persamaan kontinuitas air:

qt

hb

x

Q

dengan keterangan:

Q : debit sungai (m3/det)

B : lebar sungai (m)

H : kedalaman air (m)

x : langkah jarak (m)

t : langkah waktu (det)

q : debit aliran lateral (m/det/m’)

Persamaan momentum:

0f

gASx

hgA

A

2Qβ

xt

Q

Dengan keterangan:

A : luas basah (m2 )

Β : koefisien Bousinesq (-)

Sf = kemiringan energi (-)

=

2K

QQ

K : kapasitas pengaliran yang dihitung berdasarkan persamaan Manning

= n

32

AR

R : hidraulik radius (m)

= P

A

P : keliling basah (m)

n : koefisien kekasaran Manning (m1/3/det)

Modul Hidrodinamik MIKE 11 menggunakan skematisasi Abbott - Lonescu dengan 6 titik untuk memecahkan persamaan diferensial berdasarkan metoda Beda-Hingga secara Implisit.

Persamaan kontinuitas sedimen:

0x

G

t

zWp1

Dengan keterangan:

p : porositas material dasar (-)

W : lebar dasar sungai yang aktif mengalami degradasi dan agradasi (m)

z : elevasi dasar sungai (m)

G : laju angkutan sedimen (m/det)


166

NoStudi Kasus /

Permasalahan

Penanggulangan /

AntisipasiJenis Teknologi Evaluasi

Jembatan Sungai Cibadak -

Jabar :

Bottom panels (krib

tenggelam)

Beton / Pasangan batu

dan Susunan karung

pasir

Bottom panes beton / pasangan batu masih stabil

dan berfungsi baik, sedangkan dari susunan karung

pasir rusak / hanyut

Tembok pelindung tebing

dan sebagai pengapit

bangunan pengendali

dasar sungai

Pasangan batu dan

beton bertulang

Pelindung tebing berfungsi baik (perkuatan tebing

dan menjaga susunan blok beton terkunci sebagai

bangunan pengendali dasar sungai)

Susunan blok beton

terkunci

Dari tahun 2005 - 2012 masih berfungsi dengan

baik, walaupun terjadi gerusan lokal di hilirnya

Pemasangan rip-rap

dari karung-karung

pasir

Karung-karung pasir kurang efektif / hanyut

Jembatan Cibarusah (S.

Cipamingkis)

- Di hilir tikungan sungaiBottom panels (krib

tenggelam)

Susunan blok beton

terkunciBottom panels hanyut

- Pada segmen hulu

sungai

- Terdapat banyak aktivitas

galian C

Jembatan Katingan,

Palangkaraya

- Berada pada sudetan

sungai

Penutupan sudetan

sungai-

Alur sudetan yang semula mempunyai lebar < 2 m,

mengalami perubahan morfologi dalam arah vertikal

dan horisontal, sehingga lebarnya menjadi > 200 m

dan menunjukkan indikasi terus bertambah.

Jembatan yang direncanakan dengan bentang < 200

m mengalami ancaman kerusakan

Jembatan Cibungur -

Banten - Berada di sudetan sungai

mendekati muara - -

- Ada rencana dibangun

bendung pengendali banjir

di udik jembatan

Jembatan Kali Kuto, Jateng

Pembuatan bangunan

pengendali sungai sistem

berjenjang (cascade dam )

Pasangan batu dan

beton bertulang

Bangunan pengendali dasar sungai dapat berfungsi

dengan baik (scouring di bawah pilar jembatan

tertutup sedimen)

Pemasangan rip-rap di

hilir bangunan pengendali

dasar sungai

Blok beton terkunci dan

batu boulder D > 30 cm

Rip-rap berfungsi baik dalam menjaga peredaman

energi di hilir bangunan pengendali dasar sungai

Jembatan Cindaga, Jateng

Model fisik 3D -

Pemasangan krib Susunan bronjongKrib bronjong berfungsi baik mengarahkan aliran

menjauh abutmen kiri jembatan

6 - Berada pada daerah

tikungan sungai

Setelah 8 tahun (terjadi degradasi > 3 m di hilir

bangunan pengendali dasar sungai), terjadi gerusan

tebing dan menghancurkan bangunan pengendali

dasar sungai, serta memicu keruntuhan jembatan

2

3

Belum ada analisis detail terkait potensi scouring di

sekitar jembatan

5 - Berada di daerah aktivitas

galian C

4

- Di hilir tikungan sungai

- Berada pada segmen

hulu sungai (potensi

degradasi dasar sungai)

Bangunan pengendali

dasar sungai

1

Bangunan pengendali

dasar sungai

Susunan blok beton

terkunci tanpa tebok

pengapit

Tabel 1 Permasalahan, Penanggulangan, dan Hasil Evaluasi Hasil Studi Kasus Lapangan (Sumber : Direktorat Binan Marga, Kementerian Pekerjaan Umum, 2012)

Untuk setiap langkah waktu dari aliran tidak langgeng, Modul Hidrodinamik MIKE 11 menghitung kedalaman aliran, debit, dan kecepatan aliran pada setiap penampang di sepanjang sungai. Selanjutnya, Modul Konservasi Massa Sedimen menggunakan data kedalaman aliran, debit, dan kecepatan aliran, serta kemiringan muka air pada setiap penampang bersama dengan informasi ukuran butir pada

dasar sungai untuk menghitung laju angkutan sedimen yang lewat tiap penampang selama waktu tersebut. Pada setiap langkah waktu di antara penampang tersebut diterapkan persamaan kontinuitas massa sedimen untuk menentukan perubahan elevasi dasar sungai pada tiap penampang melintang. Untuk langkah waktu berikutnya, elevasi dasar sungai yang baru


167

Tabel 2 Lokasi dan Besar Volume Galian C di Sepanjang Sungai Luk Ulo (Sumber : Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air, 2002)

No Lokasi Volume (m3/tahun) Desa

1 CP LU.33 / 7848 71 Kebagoran

2 CP LU.25 / 9248 29200 Jemur

3 CP LU.24 / 9447 21900 Jemur

4 CP LU.14 / 11908 8030 Karang Poh

5 BM LU.05 / 12889 11680 Gemasakti

6 LU.44 / 17307 47450 Warudoyong

7 LU.35 / 20773 10220 K. Waru

8 LU.29 / 22388 4563 Karang T.

9 LU.27 / 23302 1278 Bedug

10 LU.09 / 29755 32850 Pandan Lor

11 LU.08 / 30176 18250 Ayam Putih

12 LU.06 / 31048 10950 Karang Poh

ini digunakan oleh Modul Hidrodinamik MIKE 11 untuk menganalisis kondisi aliran.

Keterbatasan piranti lunak yang dipergunakan ini adalah:

a) Tidak dapat mensimulasikan fenomena 'lokal' (misalnya gerusan pada pilar jembatan).

b) Terjadinya bentuk dasar sungai (bed form) menggelombang atau meriak tidak dapat ditirukan secara cermat di model, sehingga efek perubahan kekasaran sebagai fungsi debit tidak dapat disimulasikan dengan teliti.

METODOLOGI

Tahapan dan metode penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi :

1 Pengumpulan data lapangan, dilakukan dengan cara kunjungan langsung lapangan,

wawancara dengan pihak-pihak terkait, dan pengumpulan data sekunder (data desain jalan dan jembatan, dan data topografi - morfologi sungai).

2 Analisis data parameter hidrometri (angkutan sedimen) dengan uji laboratorium.

3 Analisis masalah dan penentuan alternatif penanggulangan, dilakukan dengan pemodelan numerik dan perhitungan teoretis. Dua tahapan utama yang dilakukan dalam analisis ini, yaitu tahap pertama identifikasi potensi gerusan akibat degradasi dasar sungai dengan menggunakan analisis numerik 1D dan tahap kedua untuk identifikasi potensi gerusan tebing di sekitar lokasi jembatan dengan menggunakan analisis numerik 2D.

4 Penyempurnaan penanggulangan yang dapat disesuaikan dengan rencana bangunan jembatan awal.

Gambar 2 Tipikal Bentuk Potongan Melintang Sungai Luk Ulo di Sekitar Jembatan


168

Gambar 3 Layout Sungai Luk Ulo Segmen Hilir (Sumber : Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air, 2011)

PENGUMPULAN DATA

1 Data Studi yang Pernah Dilakukan

Berdasarkan hasil inventarisasi yang telah dilakukan, telah diidentifikasikan adanya aktivitas galian C di sepanjang alur Sungai Luk Ulo. Besar dan lokasi galian C yang selama ini ada dapat dilihat pada Tabel 2.

2 Data Topografi

Data topografi yang digunakan dalam studi ini adalah data topografi Sungai Luk Ulo dari Jembatan Jalan Nasional Kebumen – Gombong sampai dengan muara, dengan panjang total ruas sungai yang diukur adalah ± 6,6 Km dengan jarak antar penampang ± 50 m.

Gambaran data bentuk tipikal penampag dan layout topografi Sungai Luk Ulo lokasi kajian hasil pengukuran seperti disampakan pada Gambar 2 dan Gambar 3.

3 Data Debit Sungai Luk Ulo

Data debit yang pernah terjadi di Sungai Luk Ulo didapatkan berdasarkan data pencatatan muka air yang telah dilakukan. Data hasil pencatatan dan perhitungan tersebut selanjutnya dibuat kurva potensi kejadian (flow duration curve) untuk memperkirakan besarnya peluang terjadinya debit tertentu di Sungai Luk Ulo. Gambaran data hasil pencatatan kedalaman muka air, besarnya debit yang terjadi, dan kurva potensi kejadian debit tertentu, disampaikan pada Gambar 4 dan Gambar 5.

Dari hasil pencatatan dan perhitungan yang telah dilakukan, debit air yang paling besar yang pernah terjadi adalah 400 m3/det, dengan besar debit dominan / debit alur penuh sungai 91,39 m3/det (Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air, 2011).

B M.LU 3

X 350348.804

Y 9140137.008Z= +6.830

TEBING

TE

BIN

G

Lokasi Jembatan

0 100 300 500

Skala


169

0

100

200

300

400

500

0

79

158

236

314

393

471

551

629

708

786

865

944

1022

1101

1179

1258

1337

1489

1568

1647

1725

1804

1882

1961

2039

2118

2197

2275

2354

2432

2511

2590

2668

2747

2825

2904

Dis

ch

arg

e (cu

mecs)

Hours

Discharge/Time series for Lukulo at Kebumen

Gambar 5 Data Debit di Sungai Luk Ulo (Sumber : Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air, 2002)

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

0

75

150

224

299

373

447

523

597

672

747

821

896

971

1045

1120

1194

1269

1344

1492

1567

1642

1716

1791

1865

1940

2015

2089

2164

2238

2313

2388

2462

2537

2611

2686

2761

2835

2910

Sta

ge (m

D)

Hours

Stage/Time series for Luk-Ulo at Kebumen (15/10/1999 to 17/02/2000)

Gambar 4 Data Hasil Pencatatan Kedalam Muka Air di Sungai Luk Ulo (Sumber : Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air, 2002)

4 Data Pengukuran Debit, Laju Angkutan Sedimen, Material Dasar Sungai, dan Pengujian Laboratorium

Pengukuran debit yang dilakukan adalah pengukuran debit sesaat, yang sekaligus diikuti dengan pengambilan contoh angkutan sedimen, dan material dasar sungai.

Lokasi pengukuran dan pengambilan contoh angkutan sedimen adalah di Jembatan Jalan Nasional Kebumen – Gombong. Pengukuran debit dan angkutan sedimen dilakukan minimal 3 kali untuk mendapatkan hubungan antara debit dan laju angkutan sedimen di Sungai Luk Ulo.


170

Tabel 3 Resume Diameter Butir Material Dasar Sungai Luk Ulo

D35 D50 D65 D90

K. Gending 0.45 1.00 4.80 19.20

LU. 11 0.32 0.50 0.70 6.32

JB. 07 0.18 0.29 0.40 6.50

Keterangan : D35 artinya 35% butiran material tertahan pada saringan

Diameter [ mm ]

Lukulo

Sungai Lokasi

0.0001

0.0010

0.0100

0.1000

1 10 100 1000

Se

dim

en

t fl

ux

(to

nn

es

/se

c)

Discharge (cumecs)

Sediment flux against Discharge of Lukulo river at Kebumen

Gambar 6 Grafik Hubungan Antara Debit dan Laju Angkutan Sedimen Sungai Luk Ulo

Dari hasil pengukuran dan analisis laju angkutan sedimen, didapatkan hubungan antara debit dan laju angkutan sedimen seperti terlihat pada Gambar 6. Dari hasil tersebut terlihat kecenderungan lanju angkutan sedimen makin besar seiring dengan keanikan debit sungai.

Untuk material dasar sungai, pengambilan contoh (sample) dilakukan pada 3 titik, yaitu di lokasi udik (di K. Gending), segmen tengah (LU.11), dan segmen hilir (JB.07). Resume kondisi diameter butir material dasar Sungai Luk Ulo, seperti disampaikan pada Tabel 3.

HASIL DAN PEMBAHASAN

1 Model Numerik

Analisis numerik yang dilakukan dalam studi ini terdiri dari dua analisis pemodelan numerik, yaitu : analisis model numerik 1D dan analisis model numerik 2D. Analisis numerik 1D dilakukan dengan menggunakan software Mike 11 (DHI Water & Environment, 2003), untuk melihat kecenderungan perubahan dasar sungai di lokasi studi, sedangkan analisis numerik 2D dilakukan untuk melihat kecenderungan gerusan samping / tebing, terutama di sekitar lokasi rencana jembatan dengan menggunakan software Mike 21C (DHI & Environment, 2004).

a. Analisis Model Numerik 1D

Seperti telah disinggung pada penjelasan sebelumnya, analisis model numerik 1D ini dilakukan untuk mengetahui kecenderungan perubahan dasar sungai yang terjadi pada waktu-waktu yang akan datang.

Sebagai parameter masukan (input) untuk batas udik model adalah debit dominan hasil pencatatan muka air / debit yang telah dilakukan. Debit dominan yang terjadi di Sungai Luk Ulo adalah Q = 91,39 m3/det, sedangkan untuk batas hilir dimasukkan parameter elevasi muka air sebagai fungsi debit. Diameter butir material dasar sungai hasil pengukuran dijadikan sebagai parameter masukan dalam perhitungan analisis perubahan dasar sungai (sesuai lokasi / segmen sungai).

Dari analisis yang telah dilakukan, didapatkan gambaran kondisi muka air dan kecenderungan perubahan dasar sungai seperti disampaikan pada Gambar 7 dan Gambar 8. Dari hasil tersebut terlihat, untuk debit dominan, kondisi elevasi dasar sungai relatif stabil (tidak banyak terjadi perubahan / penurunan).

Memperhatikan hasil analisis tersebut dapat dikatakan bahwa lokasi jembatan relatif aman terhadap potensi gerusan lokal akibat degradasi dasar sungai.


171

b. Analisis Model Numerik 2D

Pada analisis model numerik 2D, untuk mengetahui perilaku morfologi sungai (terutama terkait dengan potensi gerusan pada tebing sungai), dilakukan dua skenario pemodelan, yaitu kondisi eksisting dan kondisi penanggulangan.

Kedua skenario pemodelan tersebut dicoba untuk kondisi debit banjir dominan (Q = 91,39 m3/det) dan debit banjir maksimum yang pernah terjadi (Q = 400 m3/det).

Skematisasi analisis pemodelan numerik 2D dalam lokasi studi ini dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 7 Kondisi Muka Air Sungai Luk Ulo (Warna Hijau) untuk Debit Dominan Hasil Model Numerik 1D

Jem

bat

an N

asio

nal

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 1800.0 2000.0 2200.0 2400.0 2600.0 2800.0 3000.0 3200.0 3400.0 3600.0 3800.0 4000.0 4200.0 4400.0 4600.0

[m]

-3.0

-2.0

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

[meter] 1-1-1990 14:45:00

LUKULO 0 - 4553

048

110

160

210

267

322 368

425

474

523

573

627

677

727 775

825

879 9

16 967

1018

1044

1063

1092

1118

1144

1169

1194

1220

1245

1270 1295

1321

1340

1369

1410

1443

1469

1494

1520

1545

1595

1645

1696

1748 1

796

1846

1896

1947

1997

2047

2097

2148

2198

2248

2298 2

348

2398

2448

2498

2548

2599

2649

2700

2751

2801

2851

2901

2951

3001 3

049

3099 3

150

3203

3249

3300

3350

3400

3450

3500

3549 3

650

3748 3850

3951

4051

4154

4253

4355

4454

4553

Loka

si J

emb

atan

Bar

u

Mu

ara

Lau

t

Jarak

Elev

asi (

m)

Gambar 8 Hasil Analisis Perubahan Dasar Sungai Luk Ulo (Garis Paling Bawah) di Lokasi Studi dalam 1 Tahun

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 1800.0 2000.0 2200.0 2400.0 2600.0 2800.0 3000.0 3200.0 3400.0 3600.0 3800.0 4000.0 4200.0 4400.0 4600.0

[m]

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

[meter] 2-1-1990 01:36:39

LUKULO 0 - 4553

048

110

160

210

267

322 36

8

425

474

523

573

627

677

727 77

5

825

879

916 96

710

1810

4410

63 1092

1118 11

4411

69 1194

1220

1245

1270

1295 13

2113

4013

69 1410

1443

1469

1494

1520

1545

1595

1645

1696

1748

1796

1846

1896

1947

1997

2047

2097

2148

2198

2248

2298

2348

2398

2448

2498

2548

2599 26

49

2700

2751

2801

2851

2901

2951

3001

3049

3099

3150

3203

3249

3300

3350

3400

3450

3500

3549

3650

3748

3850

3951

4051

4154

4253

4355 44

54

4553

Jem

bat

an N

asio

nal

Loka

si J

emb

atan

Bar

u

Mu

ara

Lau

t

Elev

asi (

m)

Jarak

Dasar Sungai Berubah

Dasar Sungai Stabil


172

Analisis Kondisi Eksisting

Skenario kondisi eksisting dilakukan untuk melihat kecenderungan perkembangan morfologi sungai jika tidak dilakukan upaya penanggulangan, sedangkan skenario kondisi penanggulangan dilakukan dengan

menambahkan bangunan pengarah arus air (krib) untuk mengurangi potensi gerusan di tebing sungai. Hasil analisis numerik 2D untuk kondisi eksisting disampaikan pada Gambar 10 dan Gambar 11.

Gambar 9 Skematisasi Model Numerik 2D di Lokasi Studi

347600 347800 348000 348200 348400 348600 348800 349000 349200 349400 349600 349800 350000 350200 350400

9139400

9139500

9139600

9139700

9139800

9139900

9140000

9140100

9140200

9140300

9140400

9140500

9140600

9140700

9140800

9140900

9141000

9141100

9141200

9141300

9141400

9141500

MzResultView1

01/01/02 00:00:00, Time step 0 of 0

Data1 [-]

Above 19.5

18.0 - 19.5

16.5 - 18.0

15.0 - 16.5

13.5 - 15.0

12.0 - 13.5

10.5 - 12.0

9.0 - 10.5

7.5 - 9.0

6.0 - 7.5

4.5 - 6.0

3.0 - 4.5

1.5 - 3.0

0.0 - 1.5

-1.5 - 0.0

Below -1.5

Undefined Value

347600 347800 348000 348200 348400 348600 348800 349000 349200 349400 349600 349800 350000 350200 350400

9139400

9139500

9139600

9139700

9139800

9139900

9140000

9140100

9140200

9140300

9140400

9140500

9140600

9140700

9140800

9140900

9141000

9141100

9141200

9141300

9141400

9141500

MzResultView1

Rencana Jembatan

Gambar 10 Hasil Analisis Model 2D Kondisi Eksisting untuk Debit Dominan (Q = 91,39 m3/det)

347600 347800 348000 348200 348400 348600 348800 349000 349200 349400 349600 349800 350000 350200 350400

9139400

9139500

9139600

9139700

9139800

9139900

9140000

9140100

9140200

9140300

9140400

9140500

9140600

9140700

9140800

9140900

9141000

9141100

9141200

9141300

9141400

9141500

MzResultView4

01/01/90 16:10:00, Time step 300 of 431

Current speed [m/s]

Above 0.4898

0.4796 - 0.4898

0.4694 - 0.4796

0.4592 - 0.4694

0.4490 - 0.4592

0.4388 - 0.4490

0.4286 - 0.4388

0.4184 - 0.4286

0.4082 - 0.4184

0.3980 - 0.4082

0.3878 - 0.3980

0.3776 - 0.3878

0.3673 - 0.3776

0.3571 - 0.3673

0.3469 - 0.3571

0.3367 - 0.3469

0.3265 - 0.3367

0.3163 - 0.3265

0.3061 - 0.3163

0.2959 - 0.3061

0.2857 - 0.2959

0.2755 - 0.2857

0.2653 - 0.2755

0.2551 - 0.2653

0.2449 - 0.2551

0.2347 - 0.2449

0.2245 - 0.2347

0.2143 - 0.2245

0.2041 - 0.2143

0.1939 - 0.2041

0.1837 - 0.1939

0.1735 - 0.1837

0.1633 - 0.1735

0.1531 - 0.1633

0.1429 - 0.1531

0.1327 - 0.1429

0.1224 - 0.1327

0.1122 - 0.1224

0.1020 - 0.1122

0.0918 - 0.1020

0.0816 - 0.0918

0.0714 - 0.0816

0.0612 - 0.0714

0.0510 - 0.0612

0.0408 - 0.0510

0.0306 - 0.0408

0.0204 - 0.0306

0.0102 - 0.0204

0.0000 - 0.0102

Below 0.0000

Undefined Value

1

347600 347800 348000 348200 348400 348600 348800 349000 349200 349400 349600 349800 350000 350200 350400

9139400

9139500

9139600

9139700

9139800

9139900

9140000

9140100

9140200

9140300

9140400

9140500

9140600

9140700

9140800

9140900

9141000

9141100

9141200

9141300

9141400

9141500

MzResultView4

Rencana Jembatan


173

Gambar 11 Hasil Analisis Model 2D Kondisi Eksisting untuk Debit Besar (Q = 400 m3/det)

Gambar 12 Skematisasi Pemodelan Penanggulangan

347600 347800 348000 348200 348400 348600 348800 349000 349200 349400 349600 349800 350000 350200 350400

9139400

9139500

9139600

9139700

9139800

9139900

9140000

9140100

9140200

9140300

9140400

9140500

9140600

9140700

9140800

9140900

9141000

9141100

9141200

9141300

9141400

9141500

MzResultView11

01/01/90 12:22:28, Time step 1348 of 1348

Current speed [m/s]

Above 0.9333

0.8667 - 0.9333

0.8000 - 0.8667

0.7333 - 0.8000

0.6667 - 0.7333

0.6000 - 0.6667

0.5333 - 0.6000

0.4667 - 0.5333

0.4000 - 0.4667

0.3333 - 0.4000

0.2667 - 0.3333

0.2000 - 0.2667

0.1333 - 0.2000

0.0667 - 0.1333

0.0000 - 0.0667

Below 0.0000

Undefined Value

5

347600 347800 348000 348200 348400 348600 348800 349000 349200 349400 349600 349800 350000 350200 350400

9139400

9139500

9139600

9139700

9139800

9139900

9140000

9140100

9140200

9140300

9140400

9140500

9140600

9140700

9140800

9140900

9141000

9141100

9141200

9141300

9141400

9141500

MzResultView11

347600 347800 348000 348200 348400 348600 348800 349000 349200 349400 349600 349800 350000 350200 350400

9139400

9139500

9139600

9139700

9139800

9139900

9140000

9140100

9140200

9140300

9140400

9140500

9140600

9140700

9140800

9140900

9141000

9141100

9141200

9141300

9141400

9141500

MzResultView11

01/01/90 12:22:28, Time step 1348 of 1348

Current speed [m/s]

Above 0.9333

0.8667 - 0.9333

0.8000 - 0.8667

0.7333 - 0.8000

0.6667 - 0.7333

0.6000 - 0.6667

0.5333 - 0.6000

0.4667 - 0.5333

0.4000 - 0.4667

0.3333 - 0.4000

0.2667 - 0.3333

0.2000 - 0.2667

0.1333 - 0.2000

0.0667 - 0.1333

0.0000 - 0.0667

Below 0.0000

Undefined Value

5

347600 347800 348000 348200 348400 348600 348800 349000 349200 349400 349600 349800 350000 350200 350400

9139400

9139500

9139600

9139700

9139800

9139900

9140000

9140100

9140200

9140300

9140400

9140500

9140600

9140700

9140800

9140900

9141000

9141100

9141200

9141300

9141400

9141500

MzResultView11

Lokasi Rencana Jembatan

348000 348500 349000 349500 350000

9139400

9139600

9139800

9140000

9140200

9140400

9140600

9140800

9141000

9141200

9141400

MzResultView2

01/01/02 00:00:00, Time step 0 of 0

Data1 [-]

Above 19.5

18.0 - 19.5

16.5 - 18.0

15.0 - 16.5

13.5 - 15.0

12.0 - 13.5

10.5 - 12.0

9.0 - 10.5

7.5 - 9.0

6.0 - 7.5

4.5 - 6.0

3.0 - 4.5

1.5 - 3.0

0.0 - 1.5

-1.5 - 0.0

Below -1.5

Undefined Value

348000 348500 349000 349500 350000

9139400

9139600

9139800

9140000

9140200

9140400

9140600

9140800

9141000

9141200

9141400

MzResultView2

347600 347800 348000 348200 348400 348600 348800 349000 349200 349400

9139700

9139800

9139900

9140000

9140100

9140200

9140300

9140400

9140500

9140600

9140700

MzResultView2

01/01/02 00:00:00, Time step 0 of 0

Data1 [-]

Above 19.5

18.0 - 19.5

16.5 - 18.0

15.0 - 16.5

13.5 - 15.0

12.0 - 13.5

10.5 - 12.0

9.0 - 10.5

7.5 - 9.0

6.0 - 7.5

4.5 - 6.0

3.0 - 4.5

1.5 - 3.0

0.0 - 1.5

-1.5 - 0.0

Below -1.5

Undefined Value

347600 347800 348000 348200 348400 348600 348800 349000 349200 349400

9139700

9139800

9139900

9140000

9140100

9140200

9140300

9140400

9140500

9140600

9140700

MzResultView2


Susunan Krib


174

Gambar 13 Hasil Analisis Model Numerik 2D Skenario Penanggulangan untuk Debit Rata-Rata (Q = 91.39 m3/s)

Dari hasil analisis kondisi eksisting terlihat bahwa untuk debit dominan, kecepatan di sepanjang Sungai Luk Ulo relatif rendah (warna biru). Dari hasil tersebut dapat dikatakan potensi gerusan tebing relatif kecil. Namun untuk debit besar, terlihat di lokasi rencana jembatan terdapat warna merah yang menunjukkan potensi gerusan yang besar, terutama pada tebing kanan. Hal ini juga diperkuat dengan kondisi lapangan yang menunjukkan adanya gerusan tebing di sisi kanan di sekitar lokasi rencana jembatan.

Analisis Kondisi Penanggulangan

Penanggulangan yang dilakukan pada skenario ini adalah dengan memasang bangunan pengarah arus (krib) di udik lokasi rencana jembatan untuk mengarahkan arus air menjauhi

tebing kanan sungai (Direktorat Bina Marga, Laporan Kegiatan Penyusunan Manual Analisa Laju Scouring pada Jembatan beserta Penanganannya, 2012). Dari hasil beberapa kali percobaan tata letak krib, untuk meminimalkan potensi gerusan tebing di sekitar lokasi jembatan, diperlukan paling tidak 2 buah krib dengan susunan berjenjang dengan jarak ±100 m.

Skematisasi pemodelan yang dilakukan untuk analisis penanggulangan ini dapat dilihat pada Gambar 12.

Berdasarkan skematisasi pemodelan tersebut dilakukan analisis baik untuk debit rata-rata (Q = 91,39 m3/det) maupun untuk debit besar (Q = 400 m3/det). Hasil analisis pemodelan ini dapat dilihat pada Gambar 13 dan Gambar 14.

348000 348500 349000 349500 350000

9139400

9139600

9139800

9140000

9140200

9140400

9140600

9140800

9141000

9141200

9141400

MzResultView2

01/02/90 00:46:40, Time step 92 of 99

Current speed [m/s]

Above 0.4667

0.4333 - 0.4667

0.4000 - 0.4333

0.3667 - 0.4000

0.3333 - 0.3667

0.3000 - 0.3333

0.2667 - 0.3000

0.2333 - 0.2667

0.2000 - 0.2333

0.1667 - 0.2000

0.1333 - 0.1667

0.1000 - 0.1333

0.0667 - 0.1000

0.0333 - 0.0667

0.0000 - 0.0333

Below 0.0000

Undefined Value

2

348000 348500 349000 349500 350000

9139400

9139600

9139800

9140000

9140200

9140400

9140600

9140800

9141000

9141200

9141400

MzResultView2

348000 348500 349000 349500 350000

9139400

9139600

9139800

9140000

9140200

9140400

9140600

9140800

9141000

9141200

9141400

MzResultView2

01/02/90 00:46:40, Time step 92 of 99

Current speed [m/s]

Above 0.4667

0.4333 - 0.4667

0.4000 - 0.4333

0.3667 - 0.4000

0.3333 - 0.3667

0.3000 - 0.3333

0.2667 - 0.3000

0.2333 - 0.2667

0.2000 - 0.2333

0.1667 - 0.2000

0.1333 - 0.1667

0.1000 - 0.1333

0.0667 - 0.1000

0.0333 - 0.0667

0.0000 - 0.0333

Below 0.0000

Undefined Value

2

348000 348500 349000 349500 350000

9139400

9139600

9139800

9140000

9140200

9140400

9140600

9140800

9141000

9141200

9141400

MzResultView2



175

Gambar 14 Hasil Analisis Model Numerik 2D Skenario Penanggulangan untuk Debit Besar (Q = 400 m3/det)

Dari hasil analisis tersebut terlihat bahwa baik untuk debit air rata-rata maupun debit besar potensi gerusan (warna merah) pada tebing kanan sungai di sekitar lokasi rencana jembatan sudah jauh berkurang dengan kecenderungan berpindah ke tengah. Kecepatan arus yang terjadi di sekitar tebing kanan (lokasi rencana jembatan) kurang dari 0,3 m/det untuk debit rata-rata, dan kurang dari 1 m/det untuk debit besar. Hal ini menunjukkan bahwa pola aliran yang terbentuk akibat pemasangan

susunan krib berubah dari semula terkonsentrasi ke tebing kanan sungai berubah ke tengah sungai. Dari hasil tersebut juga terlihat bahwa perubahan pola aliran yang terjadi tidak berpotensi juga terhadap gerusan tebing di sisi kiri sungai.

Berdasarkan analisis tersebut dapat dikatakan bahwa sistem krib yang dipasang di udik lokasi rencana jembatan cukup efektif dalam mengamankan struktur rencana jembatan, terutama terhadap bahaya gerusan tebing.

348000 348500 349000 349500 350000

9139400

9139600

9139800

9140000

9140200

9140400

9140600

9140800

9141000

9141200

9141400

MzResultView1

01/01/90 22:41:40, Time step 77 of 99

Current speed [m/s]

Above 0.9333

0.8667 - 0.9333

0.8000 - 0.8667

0.7333 - 0.8000

0.6667 - 0.7333

0.6000 - 0.6667

0.5333 - 0.6000

0.4667 - 0.5333

0.4000 - 0.4667

0.3333 - 0.4000

0.2667 - 0.3333

0.2000 - 0.2667

0.1333 - 0.2000

0.0667 - 0.1333

0.0000 - 0.0667

Below 0.0000

Undefined Value

2

348000 348500 349000 349500 350000

9139400

9139600

9139800

9140000

9140200

9140400

9140600

9140800

9141000

9141200

9141400

MzResultView1

348000 348500 349000 349500 350000

9139400

9139600

9139800

9140000

9140200

9140400

9140600

9140800

9141000

9141200

9141400

MzResultView1

01/01/90 22:41:40, Time step 77 of 99

Current speed [m/s]

Above 0.9333

0.8667 - 0.9333

0.8000 - 0.8667

0.7333 - 0.8000

0.6667 - 0.7333

0.6000 - 0.6667

0.5333 - 0.6000

0.4667 - 0.5333

0.4000 - 0.4667

0.3333 - 0.4000

0.2667 - 0.3333

0.2000 - 0.2667

0.1333 - 0.2000

0.0667 - 0.1333

0.0000 - 0.0667

Below 0.0000

Undefined Value

2

348000 348500 349000 349500 350000

9139400

9139600

9139800

9140000

9140200

9140400

9140600

9140800

9141000

9141200

9141400

MzResultView1



176

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disampaikan beberapa kesimpulan dan saran sebagai berikut :

Kondisi elevasi dasar Sungai Luk Ulo di lokasi studi (dari Jembatan Nasional Kebumen – Gombong) sampai muara relatif stabil, sehingga aman terhadap bahaya akibat penurunan dasar sungai. Tidak ada indikasi perubahan elevasi dasar sungai yang cukup berarti, terutama di sekitar lokasi jembatan, seperti terlihat dari hasil analisis numerik 1D.

Potensi gerusan tebing sungai (sebelah kanan) disebabkan bentuk topografi sungai tepat di udik sebelah kanan rencana jembatan. Potensi gerusan makin besar seiring dengan besarnya debit banjir yang terjadi.

Salah satu alternatif penanggulangan yang dapat dilakukan untuk menanggulangi potensi kerusakan yang terjadi akibat perilaku hidraulis adalah dengan pemasangan minimal 2 buah susunan krib yang ditempatkan di sisi kanan-udik jembatan.

DAFTAR PUSTAKA

DHI Water & Environment. 2003. MIKE 11, A Modelling System for Rivers and Chanels. User Guide.

DHI Water & Environment. 2004. MIKE 21C, River Morphology. A Short Description.

Direktorat Bina Marga, 2012, Manual Analisa Laju Scouring pada Jembatan beserta Penanganannya. Laporan Kegiatan Penyusunan Manual Analisa Laju Scouring pada Jembatan beserta Penanganannya. Jakarta. Tidak diterbitkan.

Indrawan, D., Lestari S., 2006. Dampak Negatif Pemanfaatan Potensi Sungai untuk Perkembangan Kota (Studi Kasus Sungai Cipamingkis dan Kuto). Prosiding Seminar Nasional Teknik Sumber Daya Air, Implikasi Pemanfaatan Potensi dan Tata Ruang terhadap Pengelolaan Sumber Daya Air. Bandung.

Pusat Penelitian Dan Pengembangan Sumber Daya Air. 2011. Potensi Kerusakan Jembatan Baru di Sungai Luk Ulo Hilir. Laporan Advis Teknik Potensi Kerusakan Jembatan Baru di Sungai Luk Ulo Hilir. Bandung. Tidak diterbitkan.

Pusat Penelitian Dan Pengembangan Sumber Daya Air. 2002. South Java Flood Control Sector Project. Laporan Akhir Proyek South Java Flood Control Sector. Balai Bangunan Hidraulik dan Geoteknik Keairan. Bandung. Tidak diterbitkan.

Zulfan J., Indrawan D., Yiniarti F., 2012. Pemodelan Numerik Pengamanan Sungai Saddang dengan Pemasangan Krib. Jurnal Teknik Hidraulik. Vol. 4 (1):51-62. Bandung.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian ini, khususnya kepada yang terhormat : Ibu Yiniarti, Bpk Ririn Rimawan, dan tenaga ahlli sampai teknisi di lingkungan Balai BHGK Puslitbang SDA.

Documents

PENCEGAHAN GERUSAN TEBING PADA JEMBATAN DI SUNGAI …