Analisis Gerusan Lokal pada Pilar Jembatan Kereta Api BH. 337 akibat Aliran Sungai Cikao

## Mirnanda Cambodia
Universitas Sang Bumi Ruwa Jurai
* email korespondensi: mirnanda.cambodia.mc@email.com

## Abstrak.
Pilar  merupakan  struktur  pendukung  bangunan  jembatan  yang  biasanya  terletak  di  antara  bentang  lebar sungai.    Aliran  sungai  yang  melewati  pilar  mengakibatkan  terjadinya  gerusan  yang  dapat  mengurangi kestabilan  pilar.    Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisa  gerusan  lokal  pada  pilar  jembatan  Kereta  Api menggunakan Software HEC-RAS    dengan  perhitungan  debit  rencana  menggunakan    Metode  Nakayasu. Penelitian ini menghasilkan besarnya gerusan pada pilar jembatan KA dengan debit rencana untuk kala ulang 2  tahun,  5  tahun,  25  tahun,  50  tahun  dan  100  tahun.    Data  yang  digunakan  adalah  data  topografi,  data geoteknik  dan  data  curah  hujan  harian  stasiun  Cikao-Plered  dengan  panjang  data  tahun  2007-2016  yang berada  di  Kabupaten  Purwakarta. Analisis  terhadap  gerusan  maksimum  pada  pilar  jembatan  dilakukan menggunakan software HEC-RAS  pada  menu bridge  scour .    Dalam  analisis  perubahan  dasar  sungai  akibat degradasi dan agradasi dilakukan dengan melakukan simulasi transpor sedimen pada menu analysis sediment transport yang  disediakan  oleh software HEC-RAS.  Berdasarkan  hasil  penelitian  ini  diperoleh  kedalaman gerusan pilar  pada debit banjir kala ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 20 tahun, 25 tahun, 50 tahun, dan 100 tahun  berturut-turut  adalah  3,03  m,  3,28  m,  3,37  m,  3,43  m,  3,46  m,  3,52  m,  dan  3,57  m,  dan  kedalaman gerusan  yang  terjadi  pada  pilar  menggunakan  perhitungan  analitik  untuk  debit  banjir  kala  ulang  2  tahun,  5 tahun, 10 tahun, 20 tahun,  25 tahun, 50 tahun, dan 100 tahun berturut-turut adalah 5,01 m, 5,11 m, 5,12 m, 5,20 m, 5,21 m, 5,24 m, dan 5,27 m.
Kata kunci : Gerusan Lokal, Pilar, HEC-RAS

## Abstract.
A  pillar  is  a  supporting  structure  for  a  bridge  that  is  usually  located  between  a  wide  span  of  a  river.  The river  flow  that  passes  through  the  pillar  causes  scouring  which  can  reduce  the  stability  of  the  pillar.  This study  aims  to  analyze  the  local  scour  on  the  railroad  bridge  pillars  using  HEC-RAS  software  with  the calculated discharge plan using the Nakayasu method. This research resulted in the amount of scour on the railway bridge pillars with the planned discharge for the return period of 2 years, 5 years, 25 years, 50 years and  100  years.  The  data  used  are  topographic  data,  geotechnical  data  and  daily  rainfall  data  for  Cikao- Plered  station  with  data  length  2007-2016  in  Purwakarta  Regency.  Analysis  of  the  maximum  scour  on  the bridge  pillars  was  carried  out  using  the  HEC-RAS  software  on  the  bridge  scour  menu.  In  the  analysis  of changes in river bed due to degradation and agradation, it is carried out by simulating sediment transport in the sediment transport analysis menu provided by the HEC-RAS software. Based on the results of this study, it is found that the depth of the pillar scour at the return flood discharge for 2 years, 5 years, 10 years, 20 years, 25 years, 50 years, and 100 years respectively is 3.03 m, 3.28 m, 3, 37 m, 3.43 m, 3.46 m, 3.52 m, and 3.57  m,  and  the  depth  of  the  scouring  that  occurs  on  the  pillars  using  analytical  calculations  for  flood discharge on the return period of 2 years, 5 years, 10 years, 20 years , 25 years, 50 years, and 100 years are 5.01 m, 5.11 m, 5.12 m, 5.20 m, 5.21 m, 5.24 m, and 5.27 m.
Keywords: Local Scour, Pillars, HEC-RAS.

## PENDAHULUAN
Jalur  Kereta  Api  antara  Padalarang  – Purwakarta  merupakan  jalur  penting  dan
jalur  utama  yang  menghubungkan  antara Jakarta  –  Bandung.    Kawasan  studi  masuk ke dalam wilayah pengembangan Purwasuka yang meliputi daerah Kabupaten
Subang, Kabupaten Purwakarta dan Kabupaten Karawang. Wilayah ini
memiliki  potensi  pengembangan  pada sektor  pertanian,  perkebunan,  kehutanan, peternakan, perikanan, industri pengolahan, pariwisata, dan pertambangan.
Hal  ini  menjadi  perhatian  terutama pada  kondisi  prasarana  Kereta  Api,  yaitu jalan  dan  jembatan  dimana  pada  lintas  ini terdapat  sungai  dengan  pola  aliran  deras, curam  dan  dalam.    Dengan  kondisi topografi  pegunungan  dan  berbukit,  aliran air  akan  sulit  dikendalikan  dan  akan menimbulkan  bahaya  terhadap  konstruksi pilar  jembatan  yang  berada  di  lokasi  yang dilintasi oleh sungai tersebut.
Pilar merupakan struktur bawah jembatan  yang  berfungsi  untuk  menopang jembatan.    Keberadaan  pilar  pada  aliran sungai  dapat  menyebabkan  perubahan  pola aliran  sungai.  Perubahan  pola  aliran tersebut  menyebabkan  dasar  sungai  di sekitar  pilar  terangkut  aliran  air  sehingga terjadi gerusan lokal  di sekitar pilar.
Gerusan  pada  pilar  jembatan  sangat berbahaya karena dampak yang
ditimbulkan  akan  menurunkan  stabilitas keamanan  struktur  jembatan.    Salah  satu software yang  dapat  digunakan  untuk memprediksi  kedalaman  penggerusan  pada pilar  jembatan  adalah  HEC-RAS.    HEC- RAS  merupakan software aplikasi  untuk memodelkan  aliran  satu  dimensi  pada sungai  untuk  dianalisis  seberapa  besar gerusan yang terjadi pada pilar jembatan.
Berdasarkan  hal  tersebut,  maka  perlu dilakukan  penelitian  untuk  memprediksi kedalaman penggerusan  pada  pilar jembatan  KA  sehingga  diharapkan  dapat meminimalisir dampak buruk yang mungkin  akan  terjadi  dan  sebagai  referensi dalam mengatasi permasalahan serupa.
Tujuan  dilakukannya  penelitian  ini adalah  untuk  menganalisis  kedalaman gerusan  yang  terjadi  pada  pilar  jembatan KA  menggunakan software HEC-RAS. Penelitian  ini  dibatasi  dalam  hal  panjang sungai  yang  ditinjau m ke  arah  hulu dan m  ke  arah  hilir  dengan  titik
acuannya  pada  Jembatan  BH.  337  Km 105+392.

## Sungai
Sungai atau saluran terbuka merupakan saluran  dimana  air  mengalir  dengan  muka air  bebas.    Pada  saluran  terbuka,  misalnya sungai (saluran alam), variabel aliran sangat tidak  teratur  terhadap  ruang  dan  waktu. Variabel  tersebut  adalah  tampang  lintang saluran,  kekasaran,  kemiringan  dasar, belokan  debit  aliran  dan  sebagainya (Triatmodjo, 2008).
Sebagian besar air hujan yang turun ke permukaan  tanah  mengalir  ke  tempat- tempat  yang  lebih  rendah.  Kemudian setelah mengalami bermacam-macam perlawanan  akibat  adanya  gaya  berat, akhirnya  melimpah  ke  danau  atau  ke  laut. Suatu alur panjang di atas permukaan bumi tempat  mengalirnya  air  yang  berasal  dari hujan  disebut  alur  sungai.    Sedangkan perpaduan  antara  alur  sungai  dan  aliran  air yang  ada  di  dalamnya  disebut  sungai (Sosrodarsono, 1985).
Mulai  dari  mata  airnya  di  bagian  yang paling  hulu  di  daerah  pegunungan  dalam perjalanannya ke hilir di daerah dataran, air sungai  secara  berangsur-angsur  berpadu dengan  banyak  sungai  lainnya,  sehingga lambat  laun  tubuh  sungai  menjadi  semakin besar.    Terkadang  sebelum  aliran  sungai berakhir di sebuah danau atau di pantai laut, sungai  membentuk  beberapa  cabang  yang disebut cabang sungai ( enffluent ).
Kerumitan  sistem  sungai  dapat  dilihat dari  berbagai  komponen  penyusun  sungai, misalnya  bentuk  alur  dan  percabangan sungai,  formasi  dasar  sungai  ( river  bed form ), morfologi sungai ( river morphology ),  dan  ekosistem  sungai  ( river ecosystem ).    Percabangan  sungai  akan menyerupai pohon sungai mulai dari sungai orde  pertama  sampai  orde  ke-n.    Formasi dasar  sungai  jika  diperiksa  sekilas  sangat sulit  untuk  diadakan  identifikasi  dan karakteristik. Bentuk alur meander dipengaruhi oleh kemiringan memanjang
bentang  alam,  jenis  material  dasar  sungai, dan  vegetasi  di  daerah  bersangkutan (Maryono, 2003).

## Analisis Hidrologi
Analisis Hidrologi merupakan
kumpulan  keterangan  atau  fakta  mengenai fenomena hidrologi yang terjadi.
Fenomena  hidrologi  seperti  besarnya  curah hujan, temperatur, penguapan, lama penyinaran matahari, kecepatan angin, debit sungai  dan  tinggi  muka  air  akan  selalu berubah  menurut  waktu.    Untuk  tujuan tertentu data-data hidrologi dapat dikumpulkan, dihitung, disajikan dan ditafsirkan  dengan  menggunakan  prosedur tertentu (Yuliana, 2002).
Tujuan  dari  analisis hidrologi dimaksudkan  untuk  memperkirakan  debit banjir yang akan terjadi dalam kala ulang
tertentu  pada  daerah  yang  diobservasi. Debit  semacam  ini  dikenal  dengan  sebutan debit  rancangan.  Debit  rancangan  biasanya dihitung  dengan  mengolah  data  debit harian.  Tetapi  karena  data  debit  harian suatu sungai sulit didapat maka perhitungan debit rancangan dilakukan dengan mentransfer  hujan  rancangan  menjadi  debit rancangan.

## Perhitungan Debit Rancangan
Debit  merupakan  volume  aliran  yang mengalir  melalui  sungai  per  satuan  waktu. Besar  debit  biasanya  dinyatakan  dalam satuan  meter  kubik  per  detik  (m 3 /detik) (Soewarno  1995).  Data  debit  aliran  sungai berfungsi  dalam  memberikan  informasi mengenai  jumlah  air  yang  mengalir  pada waktu tertentu, sehingga data debit berguna untuk mengetahui cukup tidaknya penyediaan  air  dalam  berbagai  keperluan misalnya seperti domestik, irigasi, pelayaran, tenaga listrik, industri, pengelolaan DAS, pengendalian sedimen,
prediksi  kekeringan  dan  penilaian  kondisi pencemaran air.
Adapun  analisis  perhitungan  debit rancangan  pada  Daerah  Aliran  Sungai Cikao menggunakan 2 metode yaitu
Metode Rasional dan Metode Nakayasu.    Di  bawah  ini  keterangan mengenai masing-masing
metode perhitungan debit rancangan :

## a. Metode Rasional
Chow  (1964)  menyatakan  bahwa  salah satu metode yang digunakan  dalam menentukan  nilai  debit  berdasarkan  pada faktor-faktor  fisik  lahan  dikenal  dengan metode  rasional.    Variabel-variabel  dalam metode  rasional  adalah  koefisien  aliran, intensitas hujan dan luas.
Keterangan : Q : Debit rancangan (m 3 /detik) C : Koefisien aliran I : Intensitas hujan (mm/jam) A : Luas DAS (Km 2 )
Intensitas hujan dapat dihitung menggunakan rumus Mononobe :
Keterangan : R : Hujan maksimum (mm) Tc : Waktu konsentrasi (jam) Waktu konsentrasi
dihitung menggunakan  rumus  yang  dikembangkan oleh  Kirpich  (1940),  yang  dapat  ditulis sebagai berikut :
Keterangan :
: Waktu konsentrasi (jam) L : Panjang sungai (Km) i : Kemiringan sungai 46

## b. Metode HSS Nakayasu
Hidrograf  satuan  sintetis  Nakayasu dikembangkan berdasarkan beberapa sungai yang  terdapat  di  jepang  (Soemarto,  1987). Hidrograf  Satuan  Sintetik  (HSS)  Nakayasu merupakan  suatu  cara  untuk  mendapatkan hidrograf  banjir  rancangan  dalam  suatu DAS.  Untuk menghasilkan suatu hidrograf banjir pada sungai, perlu diketahui karakteristik atau parameter daerah pengaliran tersebut.
Persamaan  Hidrograf  Satuan  Sintetik Nakayasu adalah sebagai berikut :
Keterangan :
: Debit puncak banjir (M 3 /detik)
: Hujan satuan (mm)
: Tenggang waktu (time log)
:Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari debit puncak sampai    menjadi  30%  dari  debit puncak (jam)
Gambar 1. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu (Sumber : Soemarto, 1987 )

## Gerusan Lokal
Gerusan  merupakan  penurunan  dasar sungai  yang  diakibatkan  karena  terjadinya erosi di bawah permukaan alami atau datum yang  diasumsikan.    Gerusan  adalah  proses semakin  dalamnya  dasar  sungai  akibat interaksi antara aliran dengan material dasar sungai (Legono, 1990).
Gerusan  didefinisikan  sebagai  proses pembesaran  dari  suatu  aliran  yang  disertai pemindahan  material  melalui  aksi  gerakan fluida.  Gerusan  lokal (local  scouring)
terjadi  pada  suatu  kecepatan  aliran  dimana sedimen  ditranspor  lebih  besar  daripada sedimen  yang  disuplai.  Transpor  sedimen bertambah  dengan  meningkatnya  tegangan geser  sedimen,  dan  gerusan  terjadi  ketika perubahan  kondisi  aliran  menyebabkan peningkatan tegangan geser dasar (Hanwar, 1999).

## Tipe-tipe Gerusan
Tipe  gerusan  menurut  Rudkivi  dan Ettema (1983) adalah sebagai berikut :
a. Gerusan  umum  di  alur  sungai,  tidak berkaitan  sama  sekali  dengan  ada tidaknya bangunan sungai.
b. Gerusan  di  lokalisir  di  alur  sungai, terjadi karena penyempitan aliran sungai menjadi terpusat.
c. Gerusan  lokal  di  sekitar  bangunan, terjadi karena pola aliran lokal di sekitar bangunan sungai.
Gerusan dari jenis (b) dan (c) selanjutnya dapat dibedakan menjadi gerusan  dengan  air  bersih  ( clear  water scour ) maupun gerusan dengan air bersedimen  ( live  bed  scour ).  Gerusan dengan  air  bersih  berkaitan  dengan  suatu keadaan  dimana  dasar  sungai  di  sebelah hulu  bangunan  dalam  keadaan  diam  (tidak ada  material  yang  terangkut)  atau  secara teoritik t 0 <  tc.  Sedangkan gerusan dengan air  bersedimen  terjadi  ketika  kondisi  aliran dalam  saluran  menyebabkan  material  dasar bergerak.    Peristiwa  ini  menunjukkan bahwa  tegangan  geser  pada  saluran  lebih besar dari nilai kritiknya atau secara teoritik t 0 > tc.

## Mekanisme Gerusan
Struktur  yang  diletakkan  pada  suatu arus  sungai  mampu  merubah  aliran  air  dan gradien kecepatan vertikal (vertical velocity gradient) pada  permukaan  ujung  struktur tersebut (Miller, 2003).  Aliran bawah yang terjadi  pada  dasar  struktur  ini  membentuk pusaran yang akhirnya menyapu sekeliling
dan  bagian  bawah  struktur.  Kejadian  ini dinamakan  pusaran  tapal  kuda (horseshoe vortex) dikareakan  apabila  dilihat  dari  atas maka bentuk pusaran ini mirip tapal kuda.
Gambar 2. Mekanisme Gerusan Akibat Pola Aliran di sekitar Pilar (Sumber : Miller, 2003)
Proses  gerusan  dimulai  pada  saat bergeraknya partikel yang terbawa mengikuti  pola  aliran  dari  hulu  ke  bagian hilir  saluran.    Pada  saat  kecepatan  tinggi, partikel yang terbawa akan semakin banyak dan membuat ukuran dan kedalaman lubang gerusan  menjadi  semakin  besar.    Apabila kecepatan  aliran mencapai  kecepatan  kritik maka kedalaman gerusan akan menjadi maksimum.

## Persamaan Kedalaman Gerusan
Ada beberapa persamaan yang dipakai untuk menghitung besar kedalaman gerusan  yang  terjadi  pada  dasar  sungai  di sekitar  pilar  yaitu  antara  lain  Laursen  dan Toch  (1956)  mempresentasikan  persamaan untuk  menghitung  kedalaman  gerusan berdasarkan  pada  data  hasil  studi  kasus angkutan  sedimen.    Adapun  faktor-faktor yang  mempengaruhi  kedalaman  gerusan lokal  maksimum  seperti  bentuk  pilar, gradasi  sedimen  dan  sudut  datang  aliran. Persamaannya yaitu sebagai berikut :
d s = 1,35 b 0,7 y 0,3
Breuser
dan Raudkivi (1991)
menyebutkan  bahwa  kedalaman  gerusan merupakan  fungsi  dari  angka  Reynolds.
Berdasarkan
data laboratorium persamaannya adalah sebagai berikut :
d s = 1,05 b 0,75
Simon dan Senturk (1992) mengembangkan persamaan berikut ini :
ds = K y (b/y) 0,65 Fr 0,43
Dengan : K = 2,0 (Pilar berujung kotak) K = 1,5 (Pilar berujung bulat) K = 1,2 (Pilar berujung runcing)
Persamaan  yang  dikembangkan  oleh Dr. David  Froehlich (1987)  menyatakan bahwa  kedalaman  gerusan  sebagai  fungsi dari  bilangan  Froude,  lebar  pilar,  sudut aliran,  jenis  pilar  dan  ukuran  butiran. Adapun  bentuk  persamaannya  yaitu  seperti di bawah ini :
d s =  0,32  b  K  (b’/b) 0,02 (y/b) 0,46 Fr 0,2
(b/d 50 ) 0,08 + 1,0 b’ = b cos β + 1 sin β
Dengan : K = 1,3 (Pilar persegi) K = 1,0 (Pilar Lingkaran) K = 0,7 (Pilar Segitiga)

## Pola Gerusan Lokal di Sekitar Pilar
Pilar merupakan suatu bangunan bawah  yang  letaknya  berada  di  tengah bentang  antara  dua  buah  abutment  dan memiliki  fungsi  sebagai  pemikul  beban- beban bangunan atas dan bangunan lainnya yang  selanjutnya  diteruskan  ke  pondasi serta  disebarkan  ke  tanah  dasar  yang  keras (Mukti, 2016).
Rahmadani (2014) menjelaskan penggerusan  lokal  pada  pilar  terjadi  akibat terganggunya  aliran  baik  besar  maupun arahnya  yang  menimbulkan  turbulensi  air sehingga menyebabkan hanyutnya material- material  dasar  atau  tebing  sungai.    Hal  ini dapat terjadi secara langsung oleh kecepatan  aliran  sedemikian  rupa  sehingga daya tahan material terlampaui.
Menurut  Ariyanto  (2010),  gerusan lokal  yang  terjadi  di  sekitar  pilar  akan membentuk  suatu  pola  gerusan  yang  dapat diamati setelah proses gerusan terjadi.
Gambar 3. Pola Kedalaman Gerusan Lokal pada Pilar Jajar Genjang Debit 848 cm 3 /dtk (Sumber : Ariyanto, 2010)
Gambar 4. Pola Kedalaman Gerusan Lokal pada
Pilar Bulat Debit 848 cm 3 /dtk (Sumber : Ariyanto, 2010)
Gambar 5. Pola Kedalaman Gerusan Lokal pada Pilar Bujur Sangkar  Debit 848 cm 3 /dtk (Sumber : Ariyanto, 2010)
Dilihat  dari  ketiga  gambar  di  atas bahwa  pola  kedalaman  gerusan  lokal  di sekitar  pilar  adalah  sama  untuk  posisi  pilar yang sejajar dengan arah aliran datang yaitu terjadi  proses  gerusan  di  depan  dan belakang  pilar  yangmana  di  bagian  depan pilar  terjadi  gerusan  maksimum.    Namun pada Gambar  3 pilar  jajar  genjang
memiliki  karakter  yang  berbeda  dengan bentuk  pilar  bulat  dan  bujur  sangkar.    Hal ini  dikarenakan  pada  pilar  jajar  genjang membentuk sudut terhadap arah aliran yang datang sehinga proses kedalaman
maksimum terjadi pada sisi pilar.  Semakin besar  bentuk  sudut  terhadap  aliran,  maka akan  semakin  besar  pula  kedalaman gerusan pada sisi pilar (Ariyanto, 2010).
Software HEC-RAS
Software HEC-RAS merupakan program aplikasi yang dibuat dan dikembangkan  oleh Hydraulic  Engineering Center ,  salah  satu  divisi  dari  the Institute for  Water  Resources  (IWR),  U.S.  Army Corps  of  Engineer .  HEC-RAS  merupakan model  satu  dimensi  aliran  permanen maupun tak permanen ( steady and unsteady one-dimensional  flow  model ).  HEC-RAS memiliki  empat  komponen  model  satu dimensi yaitu : (1) hitungan profil muka air aliran  permanen,  (2)  simulasi  aliran  tak permanen,  (3)  hitungan  transpor  sedimen, dan  (4)  hitungan  kualitas  (temperatur)  air. Satu  elemen  penting  dalam  HEC-RAS adalah keempat komponen tersebut memakai data geometri yang sama, running hitungan  hidraulika  yang  sama,  serta beberapa  fitur  desain  hidraulik  yang  dapat diakses  setelah  hitungan  profil  muka  air dilakukan (Istiarto, 2014).
Selain  memiliki  empat  komponen tersebut, software HEC-RAS juga memiliki tools yang dapat digunakan untuk memperkirakan  besar  kedalaman  gerusan yang  terjadi  pada  pilar  jembatan  yaitu dengan  memilih  menu Hidraulic  Design Function yang  terdapat  pada  tampilan utama.    HEC-RAS  menyediakan  3  (tiga) pilihan  hitungan scour yaitu Contraction ,
Pier dan Abutmment (Istiarto, 2014).

## III.  METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan pada sungai Cikao  yang  berada  di  Desa  Sindangkasih,
Kabupaten  Purwakarta.  Panjang  sungai yang  ditinjau  yaitu  sejauh 500  m  ke  arah hulu  dan 200 m  ke  arah  hilir  dengan jembatan  BH.  337  Km.  105+392  sebagai
titik acuannya. Data yang digunakan adalah data  topografi,  geoteknik,  data  sungai  dan data curah hujan.
Gambar 6. Foto Udara Lokasi Titik Acuan Jembatan BH. 337 Km. 105+392
Tahapan penelitian yang akan dilakukan  adalah  berdasarkan  diagram  alir di bawah ini :
Gambar 7. Diagram Alir Penelitian

## IV.  HASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisis Hidrologi
Analisis hidrologi dilakukan untuk menndapatkan hasil akhir berupa data debit banjir  rancangan  dengan  metode  HSS Nakayasu  yang  merupakan  hasil  dari  olah data  curah  hujan.    Adapun  rekap  debit banjir rancangan sungai Cikao metode HSS
Nakayasu  ditunjukkan  pada Tabel  1 di bawah ini :
Tabel.1. Rekap  Debit  Banjir  Rancangan  Sungai
Cikao Metode HSS Nakayasu No. Kala Ulang (Tahun) Debit Banjir Rancangan (m 3 /dtk) 1 2 114.8111799 2 5 139.6104483 3 10 153.1125308 4 20 162.7133794 5 25 167.7372544 6 50 177.2401375 7 100 185.7622127 Sumber : Hasil Perhitungan, 2018
Gambar 8. HSS Nakayasu dengan berbagai periode ulang

## Analisis Kedalaman Gerusan Pilar
Kedalaman  gerusan  lokal  yang  terjadi pada  pilar  dapat  dianalisis  menggunakan software HEC-RAS  dengan  memilih  menu
Hidraulic  Design  Function yang  terdapat pada tampilan utama. HEC-RAS
menyediakan  3  (tiga)  pilihan  hitungan scour yaitu Contraction , Pier dan Abutmment .    Adapun  bentuk  pilar  adalah bentuk  tajam  ( sharp  nose dengan  lebar  8
m).    Data  yang  diisi  adalah  sudut  datang aliran dan ukuran sedimen d 95 .
Gambar 9. Tampilan Cross Section Jembatan dan Pilar Hasil  analisis  kedalaman total  scouring pada pilar untuk  masing-masing  kala ulang pada  kondisi groundsill eksisting  dan groundsill alternatif  dilampirkan  dalam Tabel 2 di bawah ini.
Tabel 2. Kedalaman Total Scouring Pilar untuk
Masing-masing Debit Kala Ulang Kala Ulang (Thn) Debit (m3/dtk)
Scouring
Contruction (m) Pier
(m) Total (m) 2 114,8112 0,46 2,64 3,10 5 139,6104 0,52 2,76 3,28 10 153,1125 0,55 2,82 3,37 20 162,7134 0,57 2,87 3,43 25 167,7373 0,57 2,89 3,46
50 177,2401 0,59 2,92 3,52 100 185,7622 0,61 2,96 3,57 Sumber : Software HEC-RAS, 2018

## Perhitungan Analitik gerusan
Perhitungan  terhadap  kedalaman  gerusan ( scouring )  pada  pilar  jembatan  secara analitik  dilakukan  dengan  menggunakan beberapa  persamaan,  yaitu Laursen dan Toch , Breuser dan Raudkivi , Simons dan Froehlich .    Berikut  adalah  salah  satu perhitungan  gerusan  ( scouring) dengan debit  banjir  kala  ulang  2  tahun  untuk masing-masing persamaan.
Diketahui : b (lebar pilar) : 8 m
y (kedalaman aliran)  : 2,4 m
Fr (bilangan Froude )  : 0,73 d50 : 3,5 mm a. Persamaan Laursen dan Toch ds = 1,35 . b 0,7 . y 0,3 ds = 1,35 * (8)0,7 * (2,4)0,3 = 7,5259 m b. Persamaan Breuser dan Raudkivi ds = 1,35 . b 0,75
= 1,35 * (8) 0,75 = 4,9947 m c. Persamaan Simons (1977) ds = K . y . (b/y) 0,7 . Fr 0,43
= 1,2 * 2,4 * (8/2,4) 0,7 * (0,73) 0,43 = 5,5016 m
d. Persamaan Froehlich (1987)
b’ = b cos β + 1 sin β = 8 cos 0 + 1 sin 0 = 8 ds =  0,32  .  b  .  K  .    (b'/b) 0,02 .  (y/b) 0,46
Fr 0,2 .   (b/d50) 0,08 + 1,0
=  0,32  .  (8)  .  (0,7)  .  (8/8) 0,02 . (2,4/8) 0,46 . (0,73) 0,2 . (8/3,5) 0,08 + 1,0 = 2,0332 m
Hasil  perhitungan  kedalaman  gerusan  pilar untuk  debit  banjir  kala  ulang  lainnya disajikan pada Tabel 3 Berikut ini.
Tabel 3. Hasil Perhitungan Gerusan dengan Analitik
Sumber : Hasil Perhitungan, 2018
Dari  tabel  hasil  perhitungan  analitik menggunakan  persamaan Laursen dan Toch , Breuser dan Raudkivi , Simons ,  dan Froehlich pada  masing-masing  debit  banjir
Kala Ulang Debit y
Kedalaman Gerusan (m) Kedalaman Rata-rata
Tahun m/dtk 3
m Laursen & Toch Breuser
& Raudkivi Simons Froehlich (m) 2 1,148,112 2.4 7.5259 4.9947 5.5016 2.0332 5.0139 5 1,396,104 2.61 7.7177 4.9947 5.6656 2.0739 5.1130 10 1,531,125 2.62 7.7266 4.9947 5.6731 2.0758 5.1175 20 1,627,134 2.8 7.8821 4.9947 5.8066 2.1092 5.1982 25 1,677,373 2.83 7.9074 4.9947 5.8283 2.1146 5.2112 50 1,772,401 2.9 7.9656 4.9947 5.8784 2.1272 5.2415 100 1,857,622 2.97 8.0228 4.9947 5.9277 2.1396 5.2712
kala  ulang  diperoleh  nilai  kedalaman gerusan  berkisar  antara  ±  2  -  8  m. Sedangkan  hasil  analisis  menggunakan software HEC-RAS  diperoleh nilai  ± 3  –  4 m.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  hasil analisis  menggunakan software HEC-RAS berada  dalam  rentang  hasil  perhitungan analitik.

## V. KESIMPULAN
Adapun  kesimpulan  yang  dapat  diambil dari penelitian ini antara lain :
1. Besar  debit  banjir  rancangan  di  sungai Cikao untuk kala ulang 2 tahun 5 tahun,
10  tahun,  20  tahun,  25  tahun,  50  tahun, dan  100  tahun  secara  berturut-turut adalah  114,8112  m 3 /dt,  139,6104  m 3 /dt,
153,1125 m 3 /dt, 162,7134 m 3 /dt, 167,7373 m 3 /dt, 177,2401 m 3 /dt, 185,7622 m 3 /dt.
2. Dari hasil analisis dapat diketahui bahwa pilar  jembatan  menyebabkan  terjadinya gerusan.    Kedalaman  gerusan  yang terjadi pada pilar menggunakan Software HEC-RAS  untuk  debit  banjir  kala  ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 20 tahun, 25 tahun, 50 tahun, dan 100 tahun berturut- turut  adalah  3,03  m,  3,28  m,  3,37  m, 3,43 m, 3,46 m, 3,52 m, dan 3,57 m.
3. Kedalaman  gerusan  yang  terjadi  pada pilar  menggunakan  perhitungan  analitik untuk debit banjir kala ulang 2 tahun,  5 tahun,  10  tahun,  20  tahun,  25  tahun,  50 tahun,  dan  100  tahun  berturut-turut adalah  5,01  m,  5,11  m,  5,12  m,  5,20  m, 5,21 m, 5,24 m, dan 5,27 m.
4. Dari  tabel  hasil  perhitungan  analitik pada  debit  banjir  kala  ulang  100  tahun kedalaman  gerusan  adalah  5,2712  m. Sedangkan  hasil  kedalaman  maksimum gerusan  dari  analisis  menggunakan software HEC-RAS adalah 3,35 m.  Hal ini menunjukkan bahwa hasil perhitungan  analitis  mendekati  hasil
analisis  menggunakan software HEC- RAS.

## DAFTAR PUSTAKA
Ariyanto  A.,  2010,  Analisis  Bentuk  Pilar Jembatan  Terhadap  Potensi  Gerusan Lokal,  Jurnal,  Jurusan  Teknik  Sipil, UPP, Riau.
Breuser.  H.N.C.  and  Raudkivi.  A.J.  1991. Scouring  IAHR Hydraulic  Structure Design  Manual .  Rotterdam  :  AA Balkema
Chow,  V.T.,  Maidment  D.R.,  Mays  L.W.
1988. Applied  Hydrology.    Mc. Graw-Hill Book Company. Singapore .
Froehlich,  David  C.  1989. Abutment  Scour Prediction . Paper presented at the 68 TRB  Annual  meeling .  Washington  O.
C.
Hanwar,  S.  1999.  Gerusan  Lokal  Disekitar Abutmen Jembatan. TESIS.
Jogjakarta : PPS UGM.
Istiarto.  2014.  Modul  Pelatihan  Simulasi Aliran  1-Dimensi  dengan  Bantuan Paket  Program  Hidrodinamika  HEC- RAS.
Istiarto.  2014.  Modul  HEC-RAS  Lanjut Junction and Inline Structures .
Laursen, E. M. and Toch, A. Scour around bridge  piers  and  abutments , Bulletin No.4, Iowa  Highways  Research Board , Ames, Iowa, U.S.A, 1956.
Legono,  D.  1990.  Gerusan  pada  Bangunan Sungai.  PAU  Ilmu-Ilmu  Teknik UGM, Yogyakarta.
Maryono, Agus. 2003. Pembangunan Sungai Dampak dan Restorasi
Sungai.  Magister  Sistem  Teknik Program  Pasca  Sarjana.  Universitas Gajah Mada.
Miller  Jr,  W.  2003. Model  For  The  Time Rate  Of  Local  Sediment  Scour  At  A
Cylindrical Structure . Disertasi. Florida : PPS Universitas Florida.
Mukti,  Adit.  2016.  Pengaruh  Bentuk  Pilar
Jembatan  Terhadap  Gerusan  Lokal Menggunakan  Software  iRIC:  Nays 2DH 1.0 (Model Pilar PenampangBelah  Ketupat,  Kotak, Lingkaran dan Palung). Skipsi.
Yogyakarta: UMY
Ramadhani,  Sarra.  2014.  Mekanisme
Gerusan  Lokal  Terhadap  Variasi Bentuk  Pilar.  Tugas  Akhir.  Medan: USU.
Raudviki  A.J  and  Ettema  R..  1983. Clear
Water  Scour  at  Cylindrical  Piers . Journal Hydraulic Engineering Volume 103.
Simon,  D.  dan  Senturk  F.,  1992, Sediment Transport  Technology:  Water  and Sediment  Dynamic . Water  Resources Pubns ., New-York.
Soemarto,  C.D.    1987.    Hidrologi  Teknik.
Penerbit Usaha Nasional.  Surabaya.
Sosrodarsono,  Suyono.  1993.  Bendungan Type  Urugan.  PT.  Pradnya  Paramita. Jakarta.
Triatmodjo,  Bambang.  2008.  Hidraulika  II. Beta Offset: Yogyakarta
Yuliana,  Ade.    2002.    Perencanaan  Sistem
Drainase  dengan  Sumur  Resapan  dan Kolam Retensi dalam Rangka Konservasi Air di Perumahan
Katumiri  Cihanjun.    Laporan  Tugas Akhir.    Fakultas  Teknik  Sipil  dan Perencanaan.    Institut  Teknologi Bandung.