Percabangan Sungai-1 [PDF]

Citation preview

PERCABANGAN SUNGAI Makalah Tugas ini disusun untuk memenuhi mata kuliah Morfologi Sungai yang diampu oleh Dr. Very Dermawan, ST., MT Oleh : YASINTA SURYA MAHARANI



145060400111016



BAHRUL ILMI AFANDI



145060400111020



HAFIDH BURHAN AZWAR



145060400111021



YOGA OKTA WARDANA



145060400111028



JENNY RETNANINGTYAS



145060400111029



MIFTAKHUL RAHMAH



145060400111031



ANGELINA TUTULENAN T



145060400111034



UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK TEKNIK PENGAIRAN MALANG 2016



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sungai ditinjau dari morfometrinya tentu saja tidak selalu lurus, tetapi bercabang ke segala arah. Masalah percabangan sungai sering kali dijumpai di beberapa kasusu seperti pada saluran banjir (flood way), saluran pintas (by pass) dan pada percabangan sungai yang telah ada. Jaringan sungai dapat mempengaruhi besarnya debit aliran sungai yang dialirkan oleh anak-anak sungainya. Parameter ini dapat diukur secara kuantitatif dari nisbah percabangan yaitu perbandingan antara jumlah alur sungai orde tertentu dengan orde sungai satu tingkat di atasnya. Nilai ini menunjukkan bahwa semakin tinggi nisbah percabangan berarti sungai tersebut memiliki banyak anak-anak sungai dan fluktuasi debit yang terjadi juga semakin besar. Orde sungai adalah posisi percabangan alur sungai di dalam urutannya terhadap induk sungai pada suatu DAS. Semakin banyak jumlah orde sungai, semakin luas dan semakin panjang pula alur sungainya. Orde sungai dapat ditetapkan dengan metode Horton, Strahler, Shreve, dan Scheidegger. Namun pada umumnya metode Strahler lebih mudah untukditerapkan dibandingkan dengan metode yang lainnya. 1.2 Rumusan Masalah 1.2.1 Bagaimana menetukan orde sungai? 1.2.2 Bagaimana menentukan tingkat percabangan sungai?



BAB II PEMBAHASAN 2.1 Percabangan Sungai Masalah percabangan sungai yang pernah dijumpai adalah pada beberapa kasus sebagai berikut:   



Pada saluran banjir (flood way) Pada saluran pintas (by pass) Pada saluran percabangan sungai yang telah ada 2.1.1. Pada Saluran Banjir Apabila debit perencanaan suatu sungai bertambah sedangkan alur sungai tidak mungkin dari diperbesar kapasitasnya, maka perlu dibuat saluran yang langsung menuju ke laut, sehingga merupakan saluran khusus banjir. Disini masalah yang timbul adalah mengenai pembagian debit di titik percabangan, yaitu harus sesuai dengan kemampuan masing-masing. Contoh saluran banjir adalah pada Proyek Kr. Aceh.



2.1.2. Pada Saluran Pintas Apabila 2 sungai saling berdekatan dan salah satu mempunyai kapasitas yang lebih besar, maka sungai yang satu dapat digabungkan dengan suatu saluran pintas (by pass). Dalam hal ini akan timbul masalah sekaligus percabangan dan pertemuan sungai. Contoh sistem ini adlah pada Proyek Pengendalian Banjir Indramayu.



2.1.3. Pada Percabangan Sungai yang Telah Ada Bila pada percabangan sungai yang telah ada namun bentuk atau bangunan belum sesuai sehingga belum terjadi keseimbangan sungai, maka disini akan timbul masalah sedimentasi ataupun gerusan. Contoh yang ada yaitu pada percabangan Sungai Cimanuk di Rambatan, Cirebon. 2.1.4. Pengatur/Perencanaan Percabangan Hal-hal perlu diperhatikan dalam merencanakan suatu percabangan sungai yang baru atau mengatur percabangan sungai yang sudah ada ialah: 2.1.4.1. Distribusi debit untuk debit banjir rencana. Besar distribusi debit banjir rencana ditetapkan berdasarkan pertimbangan bentuk, ukuran bangunan-bangunan dan biaya pembangunan. 2.1.4.2. Distribusi debit rendah Distribusi debit rendah ditetapkan atas kebutuhan air di alur utama maupun di cabangnya pada waktu musim kemarau atau pada waktu air normal. Kebutuhan air yang perlu dipertimbangkan antara lain meliputi keperluan unutk air minum, irigasi, air industri, navigasi dan lain-lain.



2.1.4.3. Lokasi titik percabangan



Lokasi titik percabangan ini ditetapkan berdasarkan atas penelitian posisi antara sungi induk dan cabang, serta arah dari percabangan yang direncanakan. Selanjutnya penentuan titik percabangan ini ditentukan secara detail dengan model test. Sifat-sifat aliran pada percabangan yang catat adalah sebagai berikut: 



Biasanya luas tampang lintang dari profil sungai di percabangan akan bertambah, sehingga proses pengendapan mudah terjadi. Oleh karena itu distribusi kecepatan







dari bagian hulu harus tidak terganggu. Kondisi aliran dekat percabangan harus dijaga agar daerah aliran mati tidak







bertambah luas, agar pengendapan tidak berlanjut. Tanggul dan tebing sungai pada titik percabangan harus aman terhadap pukulan



   



arus. Distribusi kecepatan setelah percabangan harus konstan. Diusahakna agar gerusan lokal dan sedimentasi tidak akan terjadi. Pembagian sedimen harus sesuai dengan pembagian debit. Bila percabangan terletak pada suatu tikungan sebelah luar, maka kecepatan disitu akan besar sehingga timbul gerusan. Sedangkan bila percabangan terletak pada tikungan dalam, akan timbul endapan sehingga mekin lama dapat menyumbat.



2.1.4.4. Bentuk percabangan Penentuan bentuk percabangan tergantung kepada cara atu metode pengendalian debit. Cara pengendalian debit ada dua, yaitu:  



Pengendalian secara alamiah Pengendalian dengan menggunakan pelimpah atau pintu Dalam mengeatur pembagian debit, cara-cara yang dapat dilakukan adalah:







Merubah trase tanggul di titik percabangan dan garis alurnya, sehingga terdapat



  



alur air rendah dan alur air tingi Membangun pelimpah tetap dengan atau tanpa pintu Membangun bendung gerak Memperbaiki alur di bagian bawah percabangan



2.1.4.5. Trase garis tebing dan bentuk bangunan. Garis tebing dan lokasi pelimpah (bendung) atau pintu ditetapkan sedemikian rupa sehingga kondisi arus ditempat percabangan baik.



2.1.5 Hasil penelitian/pengamatan lapangan. Beberapa hasil penelitian dan pengamatan di lapangan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 2.1.5.1 Efek sudut percabangan Dari penelitian diketahui bahwa bila sudut percabangan kecil, maka perbandingan debit percabangan (Qs) dan debit sungai induk (Qg) mendekati 1. Tetapi bila sudut percabangan 90º, maka Qs/Qg menjadi minimum. Aliran didekat dasar sungai ( yang banyak membawa sedimen) masuk ke saluran cabang, sedangkan aliran permukaan terus menuju ke saluran utama. Sehingga hampir seluruh sedimen masuk ke saluran cabang. Hal ini lebih diperparah lagi jika sudut percabangan makin besar. (Gb.4.5.a) 2.1.5.2. Pertumbuhan dan perluasan daerah aliran mati. Ada 2 faktor yang diduga sebagai penyebab daerah aliran mati, yaitu: 



Penampang sungai di percabangan akan bertambah besar, sehinga garis tebing







sungai berpindah dan meninggal daerah aliran mati. Faktor bentuk lengkung tebing yang berubah secar mendadak akan menyebabkan aliran langsing (stream line) akan menjauhi tebing, sehingga timbul daerah aliran mati yang lebih besar. (Gb.4.5.b)



2.1.5.3. Pergeseran garis tebing sungai. Lebar sungai pada titik percabangan biasanya cenderung bertambah karena satu aliran dipecah menjadi dua aliran. Apabila lebar sungai bertambah, maka daerah aliran mati akan meluas juga, sehingga distribusi kecepatan pada bagian hulu maupun hilir percabangan akan menjadi tidak seragam. Untuk



menghindari ini maka diusahakan agar lebar sungai di titik percabangan tidak bertambah besar. 2.1.5.4. Lebar sungai di hilir bertambah besar. Apabila suatu bendung atau pelimpah/pintu dibangun pada mulut saluran cabang, biasanya lebar saluran tidak berubah. Tetapi setelah melewati bendung, maka lebar alur cenderung untuk bertambah besar. Apabila perubahan lebar alur ini terjadi secara mendadak, maka daerah lairan mati akan meluas dan aliran tidak seragam lagi. Disamping itu akibat terjadi terjunan pada bendung, maka aliran menjadi sangat turbulen dan dapat merusak tebing.



2.1.5.5. Pengaruh bentuk bangunan pada mlut percabangan. Bangunan yang dibuat pada mluut percabangan harus dibuat sedemikian rupa agar dekat tebing-tebingnya tidak ada aliran, sehingga timbul daerah alir mati yang tidak akan merusak tebing.



2.1.5.6. Penempatan bendung dan pengaruhnya pada arus.



Arah arus air setelah melimpah bendung tergantung pada arah sumbu bendungnya. Apabila fungsi bendung sebagai pelimpah sempurna maka arah aliran setelah melewati bendung tegak lurus pada bendung sedangkan kalau bendung (pelimpah) tersebut berfungsi sebagai pelimpah tenggelam maka arah arus akan hampir sama dengan arah arus dari sebelah hulunya. Dalam hal pelimpah samping dimana kondisi aliran berubah sesuai dengan besarnya debit yang mengalir, maka garis tebing harus disesuaikan dengan arah pelimpahan agar kerusakan tidak terjadi. Biasanya akan lebih aman jika garis tebing dibuat tegak lurus pada sumbu pelimpah



2.1.5.7. Bila pada percabangan tanpa ada bangunan (konstruksi) Telah diketahui bahwa arah aliran permukaan pada titik percabangan menuju ke alur utamanya, sedangkan arah aliran dekat dasar sungai akan membelok, masuk ke alur cabang, maka sebagian besar bahan dasar sungai (sedimen) akan masuk ke alur cabangnya. Hal-hal yang telah diuraikan di atas sebenarnya merupakan teori, yang untuk memastikan lebih tepat perlu diadakan penyelidikan model test. 2.2 Orde Sungai Alur sungai dalam suatu DAS dapat dibagi dalam beberapa orde sungai. Orde sungai adalah posisi percabangan alur sungai di dalam urutannya terhadap induk sungai di dalam suatu DAS. Dengan demikian makin banyak jumlah orde sungai akan semakin luas pula DAS nya dan akan semakin panjang pula alur sungainya. Semakin



banyak jumlah orde sungai, semakin luas dan semakin panjang pula alur sungainya. Orde sungai dapat ditetapkan dengan metode Horton, Strahler, Shreve, Scheidegger, Hack, Kern. 2.2.1. Metode Horton Metode Horton's berlaku untuk aliran secara keseluruhan, tetapi tidak untuk segmen atau link sejak orde di saluran apapun tetap tidak berubah dari sumber sampaiitu "mati" dalam aliran orde yang lebih tinggi atau outlet resapan. Segmen utama dalam tangkapan mendapat orde tangkapan keseluruhan, sementara sungainya mendapatkan orde pembagian mereka sendiri. Kesulitan utama Horton orde adalah kriteria untuk dipertimbangkan untuk membedakan antara segmen orde pertama "benar" dan perluasan lebih tinggi orde segmen. Itulah alasan mengapa orde Horton's memiliki rasa agak sejarah dan digantikan oleh Strahler lebih tegas orde sistem. Ada algoritma tidak alami orde aliran jaringan, sesuai paradigma Horton. Algoritma yangdigunakan dalam r .aliran .orde membutuhkan untuk pertama menghitung orde aliran Strahler's (aliran bawah) dan selanjutnya menghitung ulang untuk Horton orde (aliran atas). Untuk membuat keputusan tentang orde tepat menggunakan orde Strahler pertama, dan selanjutnya, jika kedua-dua cabang memiliki ordes sama, menggunakan aliran akumulasi untuk memilih link yang sebenarnya. Algoritma dimulai dengan outlet, mana ke stopkontak link ditetapkan orde Strahler sesuai. Selanjutnya, akan menuju ke aliran atas dan menentukan link menurut orde Strahler. Jika orde anak sungai berbeda, hasil algoritma dengan saluran orde tertinggi, jika semua orde yang sama, itumemilih yang satu dengan panjang laju aliran tinggi atau daerah tangkapan yang lebih tinggi jika peta akumulasi digunakan. Ketika mencapai saluran awal, itu kembalike cabang belum ditentukan terakhir, menetapkan orde Strahler sebagai orde Horton dan menuju aliran atas link awal berikutnya. Dengan cara itu orde aliran tetap tidak berubah dari titik mana Horton's orde telah ditentukan ke sumber. Keuntungan utama dari metode Horton's adalah bahwa itu menghasilkan aliran alamiorde dengan arus utama dan anak sungainya. Kerugian utama adalah bahwa hal itumemerlukan orde Strahler sebelumnya. Dalam beberapa kasus ini dapat mengakibatkan orde tidak wajar, mana orde tertinggi akan dianggap tidak



saluran dengan akumulasi lebih tinggi tetapi ke saluran yang mengarah ke bagian paling bercabang dalam tangkapan.



2.2.2. Metode Strahler Metode Strahler merupakan modifikasi dari Metode Horton yang memperbaiki ambiguitas dari metode Horton. Dalam metode Strahler di jalur utama yang menyalurkan tidak ditentukan; Sebaliknya orde berdasarkan hierarki anak sungai. Orde mengikuti aturan ini: 1. Jika simpul tidak memiliki anak, orde Strahler nya adalah 1. 2. Jika simpul memiliki satu dan hanya satu anak sungai dengan Strahler orde terbesar i, dan anak sungai lainnya memiliki orde kurang dari i, maka orde tetap i. 3. Jika simpul memiliki dua atau lebih anak sungai dengan orde terbesar i, maka orde Strahler adalah i + 1. Metode Strahler dimulai pada awal hubungan yang menetapkan orde satu. Ia menuju ke aliran bawah. Di setiap simpul verifikasi bahwa ada minimal 2 anak sungai yang sama dengan orde maksimum. Jika tidak, ia melanjutkan dengan orde tertinggi; Jika ya, ini meningkatkan node yang sama dengan 1 dan berlanjut ke aliran dengan ordebaru. Metode Strahler yang memiliki latar belakang matematika yang baik. Semua pemasarannya dengan aliran dalam konteks ini adalah diarahkan grafik, berorientasi dari akar ke arah daun. Definisi setara Strahler jumlah pohon adalah bahwa ini adalahpuncak dari pohon biner lengkap terbesar yang dapat homeomorphically tertanamke pohon tertentu; Strahler jumlah simpul di pohon



setara dengan tinggi pohon biner lengkap terbesar yang dapat tertanam di bawah simpul tersebut. Kerugian dari metode itu adalah kurangnya membedakan saluran utama yang mungkin dapat mengganggu proses analitis dalam pemasarannya sangat memanjang



2.2.3. Metode Shreve Metode orde ini mirip dengan terdiri terkait bilangan bulat diusulkan oleh Scheidegger. Menetapkan besarnya 1 untuk setiap saluran awal. Besarnya saluran berikut adalah jumlah dari besaran sungainya. Jumlah link tertentu adalah jumlah inisial yang berkontribusi untuk itu.



2.2.4. Metode Scheidegger Metode orde ini mirip dengan Shreve aliran besarnya. Menetapkan besarnya 2 untuk setiap saluran awal. Besarnya saluran berikut adalah jumlah



dari besaran sungainya. Jumlah link tertentu adalah jumlah arus -1 berkontribusi terhadap sungai. Terdiri terkait bilangan bulat (Scheidegger) tersedia hanya di atribut. Untuk mencapai terdiri terkait bilangan bulat (Scheidegger) raster hasil Shreve besarnya adalah dikalikan dengan 2. 2.2.5. Metode Hack Metode orde menghitung arus utama dalam tangkapan utama dan setiap sub pembagiannya. Aliran utama tangkapan setiap diatur ke 1, dan akibatnya semua sungainya menerima orde 2. Mereka menerima orde 3 dll. Orde setiap aliran tetap konstan hingga awal titik pertemuan. Jalur aliran utama ditentukan sesuai dengan nilai panjang aliran maksimum dari arus tertentu. Jadi aliran utama setiap sub tangkapan adalah aliran terpanjang atau aliran dengan akumulasi tertinggi jika peta akumulasi digunakan. Dalam kebanyakan kasus, aliran utama adalah air



terpanjang dari dalam



tangkapan,tetapi dalam



beberapa kasus, ketika



tangkapan terdiri dari



kedua bulat dan



memanjang sub



pembagiannya aturan-



aturan ini tidak dapat



dipertahankan. Algoritma



menetapkan 1 untuk



setiap aliran outlet dan



aliran naik menurut



akumulasi setiap cabang



aliran maksimum.



Ketika mencapai aliran



awal, itu langkah



kembali ke pertemuan



pertama. Ini



menetapkan orde 2 anak



sungai PBB atau perbuatan dan lagi pergi aliran ke aliran awal berikutnya. Proses berjalan sampai semua cabang semua outlet. Keuntungan terbesar dari metode ini adalah kemungkinan untuk membandingkan dan menganalisis topologi arus atas, menurut arus utama. Karena semua anak sungai utama yang menyalurkan orde 2, mengalir dapat dengan cepat dan mudah disaring dan properti dan hubungan arus utama yang menentukan. Kelemahan utama dari metode ini adalah masalah dengan perbandingan topologi tangkapan sub orde sama. Sub tangkapan dari orde sama mungkin baik sangat bercabang dan tersebar luas didaerah resapan dan tangkapan sub kecil dengan hanya satu aliran.



2.2.6. Metode Kern Adalah klasifikasi berdasarkan orde sungai, misalnya sungai paling kecil di hulu dalam suatu DAS disebut sungai orde 1. Pertemuan sungai orde 1 menghasilkan sungai orde 2, selanjutnya pertemuan antara sungai orde 2 menghasilkan sungai orde 3, dan seterusnya. Sementara pertemuan antara sungai dengan orde yang berbeda tidak menghasilkan orde sungai berikutnya, namun tetap menjadi sungai orde terbesar dari kedua sungai yang bertemu tersebut. Klasifikasi ini tidak selalu dikaitkan dengan besar-kecilnya, lebarsempitnya, atau dalam-dangkalnya suatu sungai. 2.3 Tingkat Percabangan Sungai Tingkat percabangan sungai (bufurcation ratio) adalah angka atau indeks yang ditentukan berdasarkan jumlah alur sungai untuk suatu orde. Untuk menghitung tingkat percabangan sungai dapat digunakan rumus: Rb=



Nu Nu+1



Keterangan : Rb



= Indeks tingkat percabangan sungai



Nu



= jumlah alur sungai untuk orde ke u



Nu + 1



= jumlah alur sungai untuk orde ke u + 1



Adapun karakteristik dari tiap nilai Rbnya yaitu:



DAFTAR PUSTAKA Anonymous. Stream Order (online), https://grass.osgeo.org/grass70/manuals/addons/r.stream.order.html , diakses tanggal 25 Maret 2016 A. Hamamori, (JICA Expert on Rivers), River Hydraulics, 1979 Jansen PPh, L van Bendegom, J van den Berg, Principles of River Engineering, 1979, Pitman, London. MA Stevens Dr, Perencanaan Persungaian, Dep. PU, 1980