## Model Hidraulika untuk Simulasi Kejadian Banjir di Sungai Dumai
Asda Usradinda 1 , Sigit Sutikno 2 , Manyuk Fauzi 3 1,2,3) Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Riau Kampus Bina Widya Jl.HR Soebrantas KM 12,5 Pekanbaru, Kode Pos 28293 Email : asda1975dmi@gmail.com

## ABSTRAK
Sebagai daerah yang secara geografis terletak di pesisir pantai, kota Dumai memiliki resiko  terhadap  banjir.  Keberadaan  sungai  Dumai  yang  membelah  kota  Dumai merupakan  pembuangan  utama  drainase  dari  beberapa  kecamatan,  diantaranya kecamatan  Dumai  Selatan,  Dumai  Timur  dan  Dumai  Barat  serta  Dumai  Kota. Penyebab  banjir  dikarenakan  jumlah  curah  hujan  dan  kondisi  tinggi  muka  pasang surut  air  laut,  menyebabkan  jumlah  debit  air  yang  melalui  sungai,  melebihi kapasitas  daya  tampung  saluran  pembuangan  dan  sungai.  Berkaitan  dengan  hal tersebut, di dalam menganalisis dan memodelkan simulasi kemungkinan banjir yang terjadi di sungai Dumai, melalui penggunaan aplikasi permodelan hidraulika HEC- RAS. Dari hasil penelitian Daerah aliran sungai Dumai merupakan dataran rendah yang memiliki tinggi tebing/tanggul sungai yang bervariasi, baik disisi kiri maupun sisi kanan sungai. Hal ini berpengaruh terhadap kemampuan tebing/tanggul dalam menahan  tinggi  muka  air  banjir  rencana  atau  naik  turunnya  air  pasang  laut.  Dan mengakibatkan  air yang  melimpas  tersebut mengalir kearah bantaran  sungai yang memiliki  kontur  lebih  rendah  dan  berpotensi  menggenangi  lahan  dan  pemukiman warga.
Kata Kunci : Sungai, Banjir, Model Hidraulika, Dumai

## ABSTRACT
As an area geographically located on the coast, Dumai city has a risk of flooding. The existence of the Dumai river, which divides the city of Dumai, is the primary drainage from  several  sub-districts,  including  the  sub-districts  of  South  Dumai,  East  Dumai and West Dumai and Dumai City. The cause of flooding due to the amount of rainfall and the high tide face condition of the seawater causes the amount of water discharged through  the  river  to  exceed  the  capacity  of  the  drainage  and  river  channels.  In  this regard, in analyzing and modeling simulations of possible flooding that occur in the Dumai river, through the use of the HEC-RAS hydraulic modeling application. From the results of the research, the Dumai watershed is a lowland area that has  different riverbanks, both on the left and the right side of the river.  The effect of the ability of cliffs/embankments  to  withstand  planned  flood  water  levels  or  sea  tides.  And resulting  in  runoff  water  flowing  towards  the  river  banks  that  have  lower  contours and potentially inundate land and residential areas.
Keywords : River, Flood, hydraulic model, Dumai.

## Pendahuluan
Kota Dumai adalah sebuah kota di Propinsi Riau,  Indonesia, berjarak sekitar 188  km  dari  kota  Pekanbaru.  Dengan  kondisi  topografi  datar  dengan  rata-rata ketinggian adalah 3 meter di atas muka laut, posisi kota Dumai mengarah ke utara berhadapan dengan pulau Rupat. Wilayah kota Dumai beriklim tropis dengan curah hujan  di  antara  100  -  300  cm  dengan  suhu  udara  24-30 ⁰ C.  Sebagai  daerah  yang secara  geografis  terletak  di  pesisir  pantai,  kota  Dumai  memiliki  resiko  terhadap banjir  yang  disebabkan  beberapa  hal  yang  saling  berhubungan  antara  satu  sama lain.  Adapun  penyebab  banjir  yang  pada  umumnya  terjadi  dikarenakan  jumlah curah  hujan  dan  kondisi  tinggi  muka  pasang  surut  air  laut,  menyebabkan  jumlah debit  air  yang  melalui  sungai,  melebihi  kapasitas  daya  tampung  saluran pembuangan  dan  sungai.  Kondisi  sungai  dan  rawa  juga  memiliki  kaitan  yang  erat dalam  terjadinya  banjir.  Penyebab  lainnya  adalah  perubahan  tata  guna  lahan  dan tanah  disepanjang  Daerah  Aliran  Sungai  yang  sebagian  besar  kondisi  aslinya merupakan tanah rawa.
Keberadaan  sungai  Dumai  yang  membelah  kota  Dumai  merupakan pembuangan    utama  drainase  dari  beberapa  kecamatan,  diantaranya  kecamatan Dumai  Selatan,  Dumai  Timur  dan  Dumai  Barat  serta  Dumai  Kota,  yang  meliputi kelurahan Bumi Ayu, Sukajadi, Bukit Datuk, Ratu Sima, Rimba Sekampung, Bintan dan  Laksamana.  Daerah  sekitar  sungai  Dumai  ini  umumnya  merupakan  daerah rawa  yang  masih  banyak  terdapat  vegetasi  dan  dapat  berfungsi  menyimpan  air. Proses  hidrologi  di  suatu  sungai  sangat  dipengaruhi  oleh  penggunaan  lahan  pada daerah  di  sekitar  sungai  tersebut.  Beralih  fungsinya  kawasan  vegetasi    alami menjadi  daerah  pemukiman  dan  ruko  di  sekitar  sungai  Dumai  menyebabkan peningkatan  daerah  kedap  air,  berakibat  berkurangnya  proses  infiltrasi  dan menambah  besar  nilai run  off pada  daerah  aliran  sungai  (DAS)  sungai  Dumai. Peningkatan  nilai run  off tersebut,  menambah  besaran  nilai  debit  air    di    sungai Dumai. Jika nilai debit air tersebut tidak dapat ditampung oleh sungai Dumai, maka permukaan  air  sungai  akan  naik  menyebabkan  terjadinya  banjir  dan  dapat menimbulkan  kerugian  yang  besar.  Oleh  sebab  itu  dibutuhkan  penelitian/  kajian terkait  dengan  memodelkan  hidraulika  di  sungai  Dumai  dengan  maksud  akan membantu memberikan solusi dalam mitigasi bencana banjir yang mungkin terjadi.
Berkaitan  dengan  hal  tersebut,  di  dalam  menganalisis  dan  memodelkan simulasi  kemungkinan  banjir  yang  terjadi  di  sungai  Dumai,  melalui  penggunaan aplikasi permodelan hidraulika. Permodelan hidraulika akan membantu menyajikan informasi  berupa  sebaran  dan  tinggi  muka  air  banjir.  Dan  salah  satu  model  yang mengintegrasikan antara model hidraulik dengan Sistem Informasi Geografis adalah HEC-RAS.  HEC-RAS adalah  suatu  aplikasi  program  yang  digunakan  dalam menganalisa dan memodelkan potensi banjir satu dimensi aliran permanen maupun tidak  permanen.  Dengan  memodelkan  genangan  banjir  berdasarkan  penggabungan informasi geografis dan model hidraulika sehingga dapat menginterpolasikan tinggi muka  air  dan  nilai  debit  pada  suatu  model  hidraulika  yang  terdapat  pada  peta genangan banjir.

## Metode Penelitian

## Umum
Proses tahapan kajian ini dalam tiga tahapan yaitu pengumpulan data, pengolahan data  atau  perhitungan  yang  akan  menghasilkan  keluaran  berupa  hasil  analisis permodelan  serta  pembahasannya.  Langkah-langkah  yang  diambil  dalam  prosedur penelitian  ini  adalah  studi  pustaka,  pengumpulan  dan  pengolahan  data  sehingga didapatkan kesimpulan dan saran.

## Lokasi penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  pada  Daerah  Aliran  Sungai  (DAS)  Dumai  pada  kawasan kota Dumai.

## Prosedur penelitian
Prosedur  penelitian  ini  secara  garis  besar  meliputi  studi  literatur,  pengumpulan data, analisis hidrologi, pemodelan hidrolika dan analisis hasil pemodelan.
Metode  dalam  pengolahan  data,  perhitungan  dan  analisa  yang  digunakan  dalam penelitian ini antara lain :
1. Kelengkapan data
Pemeriksaan terhadap kelengkapan data tinggi curah hujan maksimum dari periode pencatatan curah hujan yang memadai.
2. Pemeriksaan data Pemeriksaan  kualitas  data  hujan  maupun  debit  hujan  serta  keandalannya, baik secara manual maupun statistik.
3. Analisis frekuensi
Analisis  frekuensi  bertujuan  untuk  menentukan  jenis  distribusi  yang  sesuai untuk mendapatkan curah hujan rencana. Jenis distribusi dipilih berdasarkan parameter statistiknya.
4. Uji kecocokan distribusi frekuensi Pemeriksaan  kecocokan  jenis  distribusi  bertujuan  untuk mengetahui  apakah jenis  distribusi  yang  telah  dipilih  dapat  digunakan  dengan  uji  Chi-kuadrat dan uji Smirnov-Kolmogorov.
5. Analisis intensitas hujan Analisis  curah  hujan  yang  dilakukan  adalah  analisis  penentuan  intensitas hujan yang  menunjukkan  hubungan  antara  lamanya  waktu  hujan  (durasi) dengan intensitas hujan, untuk masing-masing perioda ulang hujan.
6. Analisa laju aliran puncak (Q) Pada penelitian ini perhitungan debit menggunakan metode rasional praktis.
7. Analisa hidraulika Analisa hidraulika dengan melakukan pemodelan menggunakan HEC-RAS 4.1 guna  mendapatkan  tinggi  genangan  banjir  dengan  debit  banjir  rencana  dari
periode kala ulang tertentu.
Gambar 1. Bagan alir penelitian

## Hasil dan Pembahasan

## Hasil analisis hidrologi
Data-data yang dikumpulkan dalam analisa hidrologi diperoleh dari instansi terkait (Stasiun  Dumai)  meliputi  data  yang  digunakan  berupa  data  curah  hujan  harian selama 38 tahun (tahun 1980-2017).
Gambar 2. Curah hujan harian maksimum tahunan stasiun Dumai

## 1. Pemeriksaan dengan Kurva Massa Ganda
Pada  Gambar  3  menunjukkan  garis  yang  terbentuk  merupakan  garis  lurus dengan  landai  (slope)  yang  tidak  berubah  maka  data  yang  diuji  tersebut konsisten (panggah).
Gambar 3. Homogenitas data curah hujan Stasiun Dumai

## 2. Pemeriksaan dengan RAPS
Tabel 1. Besaran-besaran RAPS pada stasiun Dumai
Kontrol 99%
Q/n 0.5 0,069  <  1,654 Panggah R/n 0.5 0,165  <  1,996 Panggah Kontrol 95% Q/n 0.5 0,069  <  1,364 Panggah R/n 0.5
0,165  <  1,700 Panggah Kontrol 90% Q/n 0.5 0,069  <  1,190 Panggah R/n 0.5 0,165  <  1,574

## Panggah
Dari  Tabel  1  dapat  dilihat  bahwa  nilai  Q/  n  hitungan  untuk  stasiun  curah  hujan yang  diuji  nilainya  selalu  lebih  kecil  dari  Q/  n  tabel,  sehingga  dapat  disimpulkan data curah hujan pada stasiun Dumai adalah data panggah atau konsisten.

## Analisis Curah Hujan rencana

## Analisis distribusi frekuensi
Didapatkan hasil perhitungan dengan nilai sebagai berikut: a. Nilai rata-rata (x) = 82,8816 mm
b. Standar Deviasi (Sd) = 28,8748
c. Nilai Skewness (Cs) = 0,0866
d. Nilai Kurtosis (Ck) = 2,48
e. Koefisien Variansi (Cv) = 0,3484
Dari hasil perhitungan, dapat disimpulkan bahwa distribusi yang dapat digunakan adalah distribusi Log Pearson III dan didapatkan hasil sebagai berikut.
Tabel 3. Curah hujan rencana Kala Ulang P (%) KT log X X 2 50 0,002 1,89 77,50 5 25 0,846 2,03 107,88 10 20 1,270 2,11 127,37 20 10 1,640 2,17 147,24 25 4 1,716 2,18 151,69 50 2 2,000 2,23 169,54

## Analisa Debit Rencana Metoda Rasional Praktis
Dengan  menggunakan  data  foto  udara  kota  Dumai,  dapat  dipetakan  penggunaan lahan di DAS sungai Dumai seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 4. Peta penggunaan lahan
Dengan  menggunakan  Metoda  Rasional  Praktis  didapatkan  hasil  perhitungan sebagai berikut.

Luas Area DAS (A) = 103,8264 km2
 Panjang Sungai (L)
= 4,473 + 5,592 = 10,065 km
Hasil  perhitungan  intensitas  hujan  pada  periode  ulang  disajikan  pada  Tabel  5 berikut.
Tabel 5 . Intensitas hujan pada periode ulang Intensitas hujan I 2 I 5 I 10 I 20 I 25 I 50 Hasil (mm/jam) 6,91 9,63 11,36 13,14 13,53 15,13
Perhitungan tc yaitu :
Pada Tabel 6 disajikan nilai koefisien aliran (C) komposit  untuk DAS sungai Dumai.
Tabel 6 . Nilai koefisien aliran C komposit
No Pengunaan Lahan Luasan Koefisin A x C (km2) Aliran A C 1 Perkerasan Jalan 0,25 0,70 0,18 2 Pabrik dan Industri 4,95 0,70 3,47 3 Perkampungan 8,62 0,24 2,07 4 Perkotaan 21,66 0,70 15,16 5 Vegetasi dan Hutan 68,35 0,25 17,09 103,83 37,96
Untuk mendapatkan nilai C 100% yaitu:
Dengan menggunakan metode Rasional praktis, dapat dihitung debit banjir dengan:
Hasil perhitungan debit banjir rencana selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7 . Debit banjir pada periode ulang
Periode R max tc I C A Q (tahun) (mm) (jam) (mm/jam) (km2) (m3/dtk) 2 77,50
7,66
6,915
0,37
103,83 72,97 5 107,88 9,625 101,57 10 127,37 11,364 119,92 20 147,24 13,137 138,62 25 151,69 13,534 142,81 50 169,54 15,126 159,62

## Hasil analisis Hidrolika sungai Dumai

## Peniruan geometri sungai Dumai
Data  geometri  penampang  sungai/saluran  yang  ada  diambil  dari  hasil  survei lapangan  dan  peta  topografi  yang  ada.  Jarak cross  section diukur  dari  hilir  sungai menuju hulu sungai dengan jarak antara 25 sampai dengan 100 meter. Jarak antara cross section yang pendek dibutuhkan pada daerah tikungan.
Peniruan geometri sungai Dumai dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 . Pemodelan sistem sungai Dumai
Data debit yang digunakan dalam permodelan:
Tabel 8. Debit banjir rencana Periode (tahun) 2 5 10 20 25 50 Q (m3/detik) 72,97 101,57 119,92 138,62 142,81 159,62
Hasil simulasi output program
Dapat  digambarkan  kondisi  penampang  memanjang  hasil  permodelan  (2  dimensi) kala ulang banjir 2, 25 dan 50 tahun seperti pada Gambar 9.
Gambar 9. Hasil pemodelan di sungai Dumai (2 dimensi)
Hasil  permodelan  analisa  hidrolika  dipetakan  genangan  yang  terjadi  pada  Gambar 10.
Gambar 10. Peta genangan yang terjadi
0 2000 4000 6000 8000 10000 -4 -2 0 2 4 6 8 TESIS3       Plan:     1) Plan 13 Main Channel Distance (m) E le v a ti o n ( m ) Legend EG  Q50 EG  Q25 EG  Q2 WS  Q25 WS  Q50 WS  Q2 Crit  Q50 Crit  Q25 Crit  Q2 Ground LOB ROB 4 6 10 14 17 21 25 28 31 34 38 42 45 49 53 57 61 65 68 71 75 79 82 85 89 92 98 1 0 2 1 0 5 1 0 8 1 1 1 1 1 4 1 1 7 1 2 0 1 2 2 1 2 5 1 2 8 1 3 1 1 3 4 1 3 7 1 4 0 1 4 5 1 4 8 1 5 1 1 5 4 1 5 7 1 6 0 1 6 3 1 6 6 1 6 9 1 7 4 1 7 7 1 8 0 1 8 3 1 8 6 1 8 9 1 9 2 1 9 6 1 9 9 2 0 2 2 0 5 2 0 8 2 1 1 Sungai Dumai Utama Dasar Sungai Posisi Tanggul yang mampu menahan banjir Dasar Sungai

## Simpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut yaitu daerah aliran sungai Dumai merupakan dataran rendah yang memiliki tinggi  tebing/tanggul  bervariasi,  baik  sisi  kiri  maupun  kanan  sungai.  Hal  ini berpengaruh  terhadap  kemampuan  tebing/tanggul  dalam  menahan  tinggi muka  air banjir  rencana  atau  naik  turunnya  air  pasang  laut.  Tentunya  air  yang  melimpas tersebut  mengalir  kearah  bantaran  sungai  yang  memiliki  kontur  lebih  rendah  dan berpotensi menggenangi lahan dan pemukiman warga.
Ada  beberapa  bagian  pada  sungai  Dumai  yang  memiliki  dasar  saluran  lebih  tinggi dari posisi  sebelum  dan  sesudahnya. Dapat dirangkum  kondisi ini  terjadi  pada  Sta 0+851  s/d  1+151  dan  Sta  4+969  s/d  5+257  serta  beberapa  segmen  lainnya.  Hal  ini terjadi akibat pendangkalan dasar saluran dan berpengaruh terhadap laju aliran air. Hasil  permodelan  kala  ulang  2  tahun,  25  tahun  dan  50  tahun  menunjukkan  trend yang  sama  pada  bagian  hilir  sungai.  Ketinggian  muka  banjir  memiliki  nilai  yang sama sebesar 0,3 meter diatas tebing sisi kiri dan 1,01 meter untuk tebing sisi kanan dikarenakan tinngi pasang air laut diketahui 2,30 meter.
Hasil  permodelan  pada  bagian  tengah  sungai  (Sta  5+300)  mengalami    kenaikan muka  banjir  yang  bervariasi.  Pada  kala  ulang  2  tahun,  ketinggian  muka  banjir sebesar  1,58  meter  di atas  tanggul kiri  dan  1,26 meter  diatas  tanggul kanan. Pada kala ulang 25 tahun, ketinggian muka banjir sebesar 2,29 meter diatas tanggul kiri dan  1,97  meter  diatas  tanggul  kanan.  Pada  kala  ulang  50  tahun,  ketinggian  muka banjir sebesar 2,38 meter diatas tanggul kiri dan diatas tanggul kanan 2,06 meter.
Hasil permodelan pada bagian hulu sungai (Sta 10+065) mengalami  kenaikan muka banjir  yang  bervariasi.  Pada  kala  ulang  2  tahun,  ketinggian  muka  banjir  sebesar 0,80 meter di atas tanggul kiri dan 0,94 meter diatas tanggul kanan. Pada kala ulang 25  tahun,  ketinggian  muka  banjir  sebesar  1,43  meter  diatas  tanggul  kiri  dan  1,57 meter  diatas  tanggul  kanan.  Pada  kala  ulang  50  tahun,  ketinggian  muka  banjir sebesar 1,51 meter diatas tanggul kiri dan diatas tanggul kanan 1,65 meter.

## Daftar Pustaka
Anonim.  (2016). SNI  03-2415-1991 Rev.  2016: Tata  Cara  Perhitungan  Debit Banjir , Badan Standarisasi Nasional.
Asdak, Chay. (1995). Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai . Gajah Mada University Press. Yogyakarta.
Chow, VT. (1970). Hidrolika Saluran Terbuka Open (Open Channel Hydraulics). PT. Gelora Aksara Pratama.
Asril.  (2014).  Analisis  potensi  resiko  banjir  pada  DAS  yang  mencakup  kota  Medan dengan  menggunakan  Sistem  Informasi  Geografis (SIG). Tesis  tidak  diterbitkan , Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Azizah. (2015). Studi perencanaan tanggul dan dinding penahan untuk pengendalian banjir  di  sungai  Cileungsi  Kabupaten  Bogor  Jawa  Barat. Skripsi  tidak  diterbitkan , Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya, Malang.
Aryanto,  A.  (2010).  Pengaruh  Perubahan  Penutup  Lahan  Terhadap  Debit  Aliran Permukaan  di  Sub  DAS  Keduang  Wonogiri. Skripsi  tidak  diterbitkan ,  Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Harto, Sri Br. (1993). Analisis Hidrologi . Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
Indarto.  (2010). Hidrologi  Dasar  Teori  Dan  Contoh  Aplikasi  Model  Hidrologi . Jakarta. PT. Bumi Aksara.
Irwan, Sukri Banuwa. (2013). Erosi. Jakarta: Kencana.
Istiarto.  (2014). Simulasi  Aliran  1-Dimensi  Dengan  Bantuan  Paket  Program Hidrodnamika HEC-RAS . http://istiarto.staff.ugm.ac.id/istiarto@ugm.ac.id
Kamiana,  I  Made.  (2011). Teknik  Perhitungan  Data  Rencana  Bangunan  Air . Yogyakarta. Graha Ilmu.
Karya Dinamis, CV. (2011). Laporan Final Perencanaan Rencana Induk Sistem (RIS) Perkotaan Dumai , Dinas Pekerjaan Umum, Dumai.
Kodoatie,  J  Robert,  (2013). Rekayasa  dan  Manajemen  Banjir  Kota ,  Yogyakarta Penerbit Andi.
Mitra  Utama  Estuari,  PT.  (2017). Laporan  Akhir  DED  Pengaman  Tebing  dan Pengendalian Banjir Sungai Dumai , Dinas Pekerjaan Umum dan Penataan Ruang, Dumai.
Sandy.  (1985). Morfologi  Daerah  Aliran  Sungai .  Guru  Besar  Jurusan  Geografi Universitas Indonesia, Jakarta.
Sinukaban,  N.  (2007). Peranan  Konservasi  Tanah  dan  Air  dalam  Pengelolaan Daerah  Aliran  Sungai .  Ketua  Umum  Pengurus  Pusat  MKTI  Periode  2004-2007 Jurusan Ilmu Tanha, Institut Pertanian Bogor.
Soemarto, CD. (1997). Hidrologi Teknik . Surabaya. Usaha Nasional.
Suripin. (2004). Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan . Yogyakarta: Andi.
Suripin. (2004). Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air . Yogyakarta: Andi.
Triatmodjo, Bambang. (1993). Hidrologi I . Yogyakarta: Beta Offset.
Triatmodjo, Bambang. (2009). Hidrologi Terapan . Yogyakarta: Beta Offset.
Triatmodjo,  Bambang.  (2011). Perencanaan  Bangunan  Pantai .  Yogyakarta:  Beta Offset.
U.S  Army  Corps  of  Engineers  -  Hydrologic  Engineering  Center  (HEC).  (2010). Hydraulic  Reference  Manual  HEC-RAS  4.10. California:  U.S.  Army  Corps  of Engineers.