Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats

## Monitoring  Sedimentasi  di  Pintu  DAM  Rolag  Telu  Sebagai  Bentuk  Kesiapan Mencegah Banjir di Hilir Sungai Brantas
Muhammad Hafiizh Imaaduddiin 1, * , Tatas 1 , S. Kamilia Aziz 1
Departemen Teknik Infrastruktur Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1 Koresponden*, Email: m_hafiizh@ce.its.ac.id
Info Artikel Abstract
Diajukan        4 Maret 2019
Diperbaiki       30 Juli 2019
Disetujui         31 Juli 2019
Keywords: flood, Surabaya canal, sedimentation, discharge suspension.
Surabaya’s located on the track of WS Brantas, particularly the downstream (Surabaya canal), wherein vulnerably to accident, such as inundation, sedimentation, and waste. In the matter of inundation management of Surabaya, one effort required to control the flood is sedimentation recording,  related  to  the  nature  and  characteristic  of  Surabaya  canal.  This  process  of sedimentation slowly shallow the riverbeds, hence reduce the wet-cross section or the width of the river, which furthermore can cause to an inundation if its debit of flow beyond its capacity. Concerning to explained-context above, it is considerably important to initiate a research about it. This study reviews sedimentation analyses and surveys held to Surabaya canal, to analyze the  correlation  between  rainfall  and  discharge  suspension  and  also  its  total  number  of suspension  load.  Those  analyses  made  in  order  to  have  the  estimation  of  sedimentation transportation exposed to annual average discharge, as a balance of waterflow volume of wet- cross-section  riverbeds  (where  the  sediment  laid).  The  result  of  this  event  will  be  used  as  a supporting data of disaster mitigation calculation of flood in the future.
This research metodology commenced by the literature study, surveying and measuring, and sampling.  Measurement  result  shows  a  correlation  between  discharge  flow  and  suspension load  of Surabaya canal, with a quite robust correlation coefficient, particularly at an discharge value is 0,248 m 3 /s descending value of concentrate sediment pops 20ppm, and spesific gravity value is following maximum at 2,767.
Kata kunci: banjir, kali Surabaya, sedimentasi, debit suspensi

## Abstrak
Kota  Surabaya  berada  pada  alur  WS  Brantas  khususnya  bagian  hilir  (Kali  Surabaya), dimana  sangat  berpotensi  menjadi  area  yang  rentan  terhadap  bencana  terutama  banjir dan sedimentasi. Salah satu pekerjaan yang diperlukan untuk dapat mengendalikan banjir adalah  catatan  kejadian  sedimentasi  yang  menyangkut  sifat  dan  karakteristik  dari  Kali Surabaya,  di  mana  kejadian  sedimen  ini  lambat  laun  akan  mengakibatkan  adanya pendangkalan dasar sungai dan berdampak pada berkurangnya penampang basah sungai atau lebar sungai. Penelitian ini mengkaji survei dan analisis sedimentasi yang terjadi di Kali  Surabaya,  untuk menganalisis  hubungan  antara curah  hujan  dengan debit suspensi dan  menganalisis  jumlah  total  muatan  suspensi.  Analisis  hubungan  tersebut  bertujuan untuk  mendapatkan  hasil  perhitungan  transportasi  sedimentasi  pada  debit  rata-rata pertahun, sebagai balance besaran volume aliran air penampang basah dasar sungai yang ditempati  oleh  sedimen  yang  nantinya  hasil  kejadian  ini  akan  dipakai  sebagai  data pendukung  untuk  perhitungan  mitigasi  bencana  terhadap  terjadinya  banjir  mendatang. Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  dengan  studi  literatur,  survey  dan pengukuran di lapangan, serta sampling. Hasil pengukuran menunjukkan hubungan debit aliran  dengan  debit  muatan  suspensi  di  Kali  Surabaya  memiliki  koefisien  korelasi  yang cukup  kuat  terutama  pada  saat  grafik  debit  suspensenya  naik  Q=0,248  m 3 /s  (yang maksimal) nilai konsentrasi sedimen tertinggi yang terjadi adalah 20ppm, dan nilai spesific gravity nya yang terekam pada debit maksimal tersebut adalah yang terbesar (Gs) = 2,767.

## 1. Pendahuluan
Sedimentasi  adalah  sebuah  proses  terjadinya  sedimen (sediment transport)  yang  terbawa oleh aliran sungai dalam kaitannya  dengan  debit  sungai,  mempunyai  arti  penting dalam kegiatan pengembangan sumberdaya air. Sedimentasi terbagi  menjadi  2  proses  yaitu,  degradasi  dan  agradasi. Degradasi adalah penurunan dasar sungai secara keseluruhan
atau  sebagian  akibat  adanya  penggerusan  terhadap  dasar sungai  oleh  aliran  dimana  jumlah  sedimen  transport  yang tergerus  dan  hanyut  ke  hilir  sungai  lebih  besar  daripada jumlah  sedimen  transport  yang  datang  dari  hulu  sungai, sedangkan  agradasi  sebaliknya  dimana  jumlah  sediment transport  yang  hanyut  ke  hilir  lebih  kecil  dibandingkan sediment transport yang datang dari hulu dan mengendap [1].
Muhammad Hafiizh Imaaduddiin dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019 (53-58)
Kota Surabaya berada pada alur wilayah sungai Brantas khususnya bagian hilir (Kali Surabaya), di hilir ada segmen meander  sungai  yang  sangat  ideal  untuk  model  pergerakan meander  sungai  [2].  Hal  ini  yang  harus  diwaspadai  karena sangat berpotensi menjadi area yang rentan terhadap bencana terutama  banjir  dan  sedimentasi.  Dalam  hal  pengendalian banjir di kota Surabaya, salah satu pekerjaan yang diperlukan untuk  dapat  mengendalikan  banjir  adalah  catatan  kejadian sedimentasi  yang  menyangkut  sifat  dan  karakteristik  dari Kali  Surabaya.  Dimana  kejadian  sedimen  ini  lambat  laun akan mengakibatkan adanya pendangkalan dasar sungai dan berdampak pada berkurangnya penampang basah sungai atau lebar sungai, sehingga debit aliran air dari daerah hulu akan mengalami  luberan  pada  penampang  (palung)  sungai  yang mempunyai tanggul rendah. Pada saat proses perjalanan ali- ran menuju bagian di hilir (bermuara akhir di selat Madura), jika debit aliran ini tidak tertampung pada penampang basah palung sungai maka akan terjadilah banjir.
Penelitian  ini  bertujuan  melakukan  survei  dan  analisis sedimentasi  yang  terjadi  di  Kali  Surabaya,  untuk  melihat hubungan  debit  sungai  dari  pencatatan  alat  ukur current meter dengan  jumlah  total  muatan  suspensinya.  Analisis hubungan tersebut disiapkan untuk memprediksi hasil perhi- tungan transportasi sedimentasi pada debit rata-rata pertahun, sebagai balance besaran volume aliran air penampang basah dasar  sungai  yang  ditempati  oleh sedimen dimana  nantinya hasil kejadian ini akan dipakai sebagai data pendukung untuk perhitungan mitigasi bencana terhadap terjadinya banjir men- datang.

## 2. Tinjauan Pustaka
a. Teori Penunjang
Sedimen  adalah  produk  disintegrasi  dan  dekomposisi batuan, disintegrasi mencakup seluruh proses dimana batuan yang rusak/pecah menjadi butiran – butiran kecil tanpa peru- bahan substansi kimiawi [3]. Dekomposisi mengacu pada pe- mecahan komponen mineral batuan oleh reaksi kimia. Karak- teristik butiran dapat menggambarkan properti sedimen, an- tara lain ukuran ( size ), bentuk ( shape ), berat volume ( specific weight ),  berat  jenis  ( specific  gravity )  dan  kecepatan  jatuh ( fall velocity ).
Sedimentasi adalah peristiwa pengendapan material batu- an yang telah diangkut oleh tenaga air atau angin. Pada saat pengikisan terjadi, air membawa batuan mengalir ke sungai, danau, dan akhirnya sampai di laut. Pada saat kekuatan peng- angkutannya berkurang atau habis, batuan diendapkan di da- erah aliran air [4]. Sedangkan prediksi laju sedimentasi ( sedi- mentation  rate )  itu  sendiri  diperlukan  sebagai  dasar  peren- canaan bangunan hidrolik sungai, pengelolaan scouring dan
beberapa masalah lainnya yang berhubungan dengan penge- lolaan infrastruktur di wilayah sungai [5].
b. Persamaan Van Rijn
Persamaan  sedimen  dasar  menurut  Van  Rijn,  dikatakan bahwa angkutan sedimen dasar dapat dianalisa cukup akurat dengan  dua  parameter  yang  tak  berdimensi  ( dimensionless parameters )  yang  dikemukakan  oleh  Ackers  White  dan Yallin [6], yaitu :
 Parameter partikel ( particle parameter ) = ( ( / (1)
Keterangan = parameter partikel
= ukuran partikel (m)
g = percepatan gravitasi (9,81 m/det 2 )
= specific density ѵ = koefisien kekentalan kinematic (1.10 -6 m 2 /det)
 Stage parameter
= ( ∗ ( ∗ ( ∗ (2)
Keterangan ′ ∗ = kecepatan geser dasar berhubungan dengan butiran partikel (m/det)
′ ∗ = / . ∗ " =  kecepatan  geser  dasar  kritis  menurut  Shield (m/det) T = stage parameter C’ = koefisien chezy u = kecepatan aliran rata-rata (m/det) kecepatan  geser dasar kritis ∗ " dapat dihitung dengan diagram yang diberikan oleh Shield.
Gambar  1. Grafik  hubungan  partikel  parameter  terhadap nilai kecepatan geser dasar kritis
Untuk C’ dihitung dengan persamaan:
# = 18 log ) "* + ,- (3) Keterangan:
Rb = jari – jari hidrolik (m)
. = ukuran partikel sedimen (m)
Angkutan sedimen dasar ( bed load ) per satuan lebar sungai dapat dihitung dengan persamaan:
/ * = , 1 , [( ] -,4 .+ 4- ,4 + ∗-,5 (4)
Debit  angkutan  sedimen  dasar  untuk  seluruh  lebar  dasar saluran:
6 = / * . 7 (5)
Keterangan:
/ * = Angkutan sedimen dasar pada satu satuan lebar sungai (m 2 /det) B = lebar sungai (m)
c. Ukuran Partikel Sedimen
Ukuran  partikel  merupakan  karakteristik  sedimen  yang dapat  diukur  secara  nyata  menggunakan  klasifikasi  berda- sarkan standart U.S. Army  Corps Engineer (USACE) untuk Analisa saringan sampel sedimen [7]. Beberapa ahli hidrolika menggunakan  klasifikasi  ukuran  butiran  menurut  AGU ( American  Geophysical  Union )  sebagaimana  yang  ditun- jukkan pada Tabel 1. [3] menyatakan bahwa batu besar dan krakal  dapat  diukur  tersendiri,  kerikil  dapat  pula  diukur tersendiri atau dengan ayakan. Ayakan nomor 200 digunakan untuk  memisahkan  partikel  pasir  dari  partikel  yang  lebih halus  seperti  lumpur  dan  lempung,  sedangkan  lumpur  dan lempung dipisahkan dengan mengukur perbedaan kecepatan jatuhnya  pada  air  diam.  Berikut  dapat  disajikan  klasifikasi butiran menurut American Geophysical Union :
Tabel  1 .  Hasil  klasifikasi  ukuran  butiran  menurut  AGU ( American Geophysical Union )
Interval/ range (mm) Nama 4096 - 1024 Batu besar (Large boulders) 1024 – 256 Batu kecil (Small boulders) 256 – 128 Kerikil besar (Large cobbles) 128 – 64 Kerikil kecil (Small cobbles) 64 – 16 Kerikil kasar (Coarse gravel) 16 – 4 Kerikil halus (Fine gravel) 4 – 1/2 Pasir kasar (Coarse sand) 1/2 – 1/4 Pasir sedang (Medium sand) 1/4 – 1/16 Pasir halus (Fine sand) 1/16 – 1/64 Lumpur kasar (Coarse silt) 1/64 – 1/256 Lumpur halus (Fine silt) 1/256 – 1/512 1/512 - 1/1024 1/1024 – 1/4096 Lempung kasar (Coarse clay) Lempung sedang (Medium clay)
Lempung halus (Fine slay)

## 3. Metode
Data  yang  dibutuhkan  dalam  penelitian  ini  berupa  data primer dan sekunder. Data primer meliputi data a) kedalaman muka  air,  b)  kecepatan  aliran,  serta  c)  pengukuran  sampel sedimen  baik suspended atau bed  load yang  ada  di  lokasi studi.  Sedangkan  data  sekunder  berupa  a)  peta  WS  DAS Brantas, b) curah hujan harian selama kurun waktu 10 tahun terakhir,  c)  data  topografi  tata  guna  lahan,  serta  d)  data potongan melintang dan memanjang sungai Kali Surabaya.
Teknik  analisis  yang  digunakan  berupa  matematik  dan statistik.  Data  tinggi  muka  air  dan  debit  dianalisis  dengan menggunakan rating  curve ,  sedangkan  data  kadar  suspensi digunakan  sebagai input untuk  perhitungan  debit  suspensi. Selanjutnya  dibuat  lengkung  sedimen  dengan  membuat grafik  hubungan  antara  debit  aliran  dengan  debit  suspen- sinya. Lokasi studi dan pembagian ruas pias saluran ditunjuk- kan pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar  2. Lokasi  pengambilan  sample  sedimen  di  Kali Surabaya.  insert  atas:  hulu  intake  PDAM  Karangpilang, insert bawah: Lokasi hilir DAM Rolag Telu
Gambar  3. Pembagian  penampang  pias  saluran  pada  salah satu cross section di lokasi studi
Muhammad Hafiizh Imaaduddiin dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019 (53-58)
Gambar  4. Pembacaan  nilai  kecepatan  aliran  dari  alat current meter yang digunakan saat studi

## 4. Hasil dan Pembahasan
Persamaan  lengkung  aliran  digunakan  untuk  menganalisis hubungan antara tinggi muka air sungai dengan debit aliran sungai.  Dalam  melakukan  analisis  persamaan  lengkung aliran, dibutuhkan  dua  variabel data,  yaitu  data  debit aliran sungai dan data tinggi muka air sungai. Kedua variabel data tersebut didapatkan dari hasil pengukuran di lapangan.
Gambar 5. Grafik hubungan debit suspensi dengan konsen- trasi sediment yang terkandung
Pada Gambar  5 ditunjukkan  hasil  survey  pencatatan debit di lapangan menunjukkan hubungan debit dan konsen- trasi  sedimen  sangat  kuat,  saat  nilai  debit  bertambah  besar begitu  pula  kandungan  sedimen  yang  ada  juga  bertambah, terlihat  dengan  kandungan concentrate pada debit  suspense yang semakin besar namun tidak begitu dengan kadar spesifik gravity yang  mengalami  penurunan  saat  debit  bertambah pada sesi kedua. Pada hasil laboratorium menunjukkan jenis material  dominan  butiran  pasir  sebesar  63,07%  dengan diameter  0,5  mm  sebesar  18,911%  nya  untuk  debit  yang pertama  (Q=0,232  m 3 /s),  material  dominan  butiran  pasir sebesar 98,90% dengan diameter 0,125 mm sebesar 34,223% nya  untuk  debit  yang  kedua  (Q=0,243  m 3 /s),  dan  material dominan butiran  pasir sebesar  95,22% dengan diameter 0,5 mm sebesar 34,868% nya untuk debit yang ketiga (Q=0,232 m 3 /s).  Dalam  studi  ini  belum  bisa  mendapatkan  variasi variable  seperti  pada  metode  Wallingford  oleh  Aker  dan White yang menyebutkan variabel yang berpengaruh dalam pembentukan  sungai:  kecepatan  rata-rata  (V);  kedalaman rata-rata  (h);  kemiringan  dasar  sungai  (S);  debit  (Q);  kon- sentrasi sedimen (X) dan lebar permukaan sungai (W) [8].
Gambar  6. Hasil analisa  gradasi sedimen  yang terkandung pada debit pertama dengan Q = 0,232 m 3 /s
Gambar  7. Hasil analisa  gradasi sedimen  yang terkandung pada debit kedua dengan Q = 0,243 m 3 /s 2.55 2.6 2.65 2.7 2.75 2.8 0 5 10 15 20 25 0.23 0.232 0.234 0.236 0.238 0.24 0.242 0.244 0.246 0.248 0.25 Sp e ci fi c G ra vi ty ( g r/ cm 3 ) C o n ce n tr a te S e d im e n t (p p m ) Debit Suspensi (m 3 /s) Hubungan Debit dengan Kandungan Sedimen Debit Suspensi Spesific Gravity
Gambar  8. Hasil  analisa  gradasi  sedimen  terkandung  pada debit ketiga dengan Q = 0,248 m 3 /s
Dari analisa yang dilakukan menunjukkan semakin besar nilai debit, maka debit suspense yang terjadi membawa kon- sentrasi sedimen yang lebih besar dengan kandungan prosen- tase material didominasi oleh material pasir dengan nilai Gs berbeda-beda dan didominasi oleh butiran diameter 0,5 mm. Ini dapat menjadi pertanda awal bahwasanya debit besar ren- tan membawa sedimen dengan jumlah besar pula untuk ber- pindah  tempat  mengikuti  aliran  debit.  Persamaan  sedimen dasar menurut Van Rijn, dikatakan bahwa angkutan sedimen dasar  dapat  dianalisa  cukup  akurat  dengan  dua  parameter yang  tak  berdimensi  ( dimensionless  parameters )  yang dikemukakan oleh Ackers White dan Yallin [6],  yaitu / * = , 1 , [( ] -,4 .+ 4- ,4
+ ∗-,5
, maka  sementara  hasil yang didapatkan untuk angkutan sedimen dasar pada satuan lebar dasar  saluran  (q b )  sebesar  4,135m 2 /det  untuk  lokasi  Dam Rolag Telu ini.
Pada  artikel  lainnya  seperti  yang  pernah  disampaikan bahwa  fluktuasi  debit  yang  terjadi  sepanjang  tahun  menye- babkan perubahan tanah dasar dan tebing sungai, perubahan fluktuasi debit kemungkinan juga akan menyebabkan cepat- nya pergerakan alur sungai [9].
Maka  dari  itu  di  DAM  rolag  telu  harus  mengantisipasi datangnya  musim  hujan  (potensi  debit  yang  lebih  besar) dengan  lebih  waspada  kesiapan  bangunan–bangunan  per- sungaian seperti pintu air dan tampungan bendung agar dapat bekerja maksimal dan dapat dilakukan pemeliharaan apabila dirasa diperlukan. namun disayangkan keterbatasan alat dan medan  menjadikan  hasil analisa  ini  kurang lengkap  dengan data yang terbatas, hal inilah yang nantinya akan coba ditin- daklanjuti  dengan  melanjutkan  kegiatan  research  di  musim hujan  dan  memperbanyak  titik  pengamatan  agar  dapat membuat  tren  awal  hubungan  curah  hujan,  debit  suspense terhadap pergerakan sedimen dan pergeseran dasar sungai di area studi.

## 5. Simpulan
Dari pekerjaan yang sudah dilakukan beserta analisisnya, maka dapat disimpulkan:
1. Pada area studi, besaran nilai debit berpengaruh terhadap besaran  nilai  angkutan  sedimen  transport  dengan  nilai Qmax=0,248  m 3 /s  dan  kandungan concentrate  sediment nya sebesar 20 ppm pada saat yang sama.
2. Nilai  angkutan  sedimen  dasar  pada  satuan  lebar  dasar saluran (q b ) sebesar 4,135m 2 /det.

## Daftar Pustaka
[ 1] Mawardi,  E.  dan  Memed,  M., Desain  Hidraulik Bendung tetap , 2010, Alfabeta.
[2] Kuntjoro, The movement of the regularly rivermeanders  on  constant  discharge. International Journal  of  CIVIL  Engineering  and  Technology (IJCIET), Volume 9, Issue 6, june 2018 p. 619-629.
[3] Ponce, V.M., Engineering Hydrology, Principles and Practice. 1989 , Prentice-Hall Inc, New Jersey.
[4] Anwas M. 1994. Bentuk Muka Bumi. http://elcom.umy.ac.id/elschool/mualimin_muhamm adiyah/file.php/1/materi/Geografi/Bentuk%20muka %20bumi.pdf. diakses pada tanggal 20 Aprl 2015
[5] Hambali, Roby., Apriyanti, Yayuk, Studi Karakteristik  Sedimen  dan  Laju  Sedimentasi  Sungai Daeng  –  Kabupaten  Bangka  Barat, 2016,  Fropil, Jurnal  Teknik  Sipil  Universitas  Bangka  Belitung, Indonesia.
[6] Van Rjin, L.C.V., 1984, "Sediment Transport, Part I : Bed  Load  Transport", Journal  of  Hydraulic Engineering , Vol. 110, No.10.
[7] Abdul Ghani. N.A.A, Othman N., Baharudin M.K.H, Study on Characteristics of Sediment and Sedimentation  Rate  at  Sungai  Lembing,  Kuantan, Pahang ,  2012,  Precedia  Engineering  of  Malaysian Technical Universities Conference on Engineering & Technology,  MUCET  2012  Part  3  –  Civil  and Chemical Engineering.
[8] Kuntjoro, Ismail  Saud,  Didik  Harijanto, Equilibrium Geometry  Demands  Of  Natural  Discharge  On Alluvial  River , ARPN  Journal  of  Engineering  and Applied Sciences, Volume 13, No 4, February 2018 p. 1476-1483.
[9] Kuntjoro,  Didik  Harijanto,  Sungkono,  Saptarita, Choirul Anwar, Perkiraan Geometri Sungai Bermeander  dari  Besaran  Debit, Jurnal  Aplikasi, Volume 11, Nomor 1, Februari 2013, halaman 31-37.
Muhammad Hafiizh Imaaduddiin dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 17, Nomor 2, Agustus 2019 (53-58)