## EVALUASI BANJIR RANCANGAN PADA DESAIN SPILLWAY
(STUDI KASUS BENDUNGAN TAPIN, KALIMANTAN SELATAN)
Aditya Noor Rizqan a , Holdani Kurdi b , Novitasari Novitasari b*
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat *E-mail : novitasari@ulm.ac.id

## ABSTRACT
The design  of  water  structures  in  rivers  is  very  necessary  to  be  able  to  manage rivers. Water structures, for example dams and weirs can be selected to manage watersheds. This study aims to evaluate the Tapin Dam spillway. The analytical method used is in the form of hydrological analysis and the design of the main building and spillway accessories. Hydrological  analysis  used  with  analysis  of  the  frequency  of  rain  data.  Calculation  of design  flood  discharge  using  the  Melchior  method.  Spillway  hydraulic  analysis  used  the USBR Small Dams method. The data used is from secondary data. Data in the form of rain data at the nearest station, dam technical data and topography.
The  results  of  hydrological  and  hydraulics  analysis  calculations,  based  on  data analysis  for  15  years  at  the  Bungur  Rain  Station  using  the  Gumber  method,  the  100  year return  period  design  rain  is  167.56  m3/sec.  The  peak  Q  calculation  using  the  Melchior method  for a 100  year return period is  417.15 m3/s, for a Tc  concentration time of 11.86 hours.  Based  on  the  above  results,  the  second  conclusion  from  this  study  is  that  the hydraulic  analysis  obtained  a  discharge  curve  after  a  spillway,  with  an  elevation  of  147.5 m, a flow height above the crest as high as 2.00 m with a discharge of 165.20 m3/s.
Keywords: Frequency Analysis, Design flood, Spillway, Tapin Dam

## 1. PENDAHULUAN
Bangunan  air  seperti  bendungan  memerlukan  bangunan  pelimpah  atau spillway [1]. Evaluasi  terhadap  banjir  rancangan  perlu  dilakukan  [2].  Desain  bangunan  air  seperti bendung  atau  bendungan  dapat  digunakan  sebagai  pilihan  untuk  mengelola  daerah  aliran sungai dan memenuhi kebutuhan masyarakat sekitar sungai [1].
Bendungan  atau  biasa  disebut dam adalah  bangunan  yang  didesain  untuk menyimpan/menahan  air  [3].  Bendungan  juga  bisa  dimanfaatkan  untuk  mensuplai  air  ke sebuah pembangkit tenaga listrik atau bisa digunakan sebagai tempat rekreasi . Bendungan juga  memiliki  bagian  yang  berguna  sebagai  bangunan  pelimpah.  Bangunan  pelimpah dimanfaatkan untuk menghilangkan air yang berlebih secara bertahap atau kontinyu [4].
Bendungan Tapin adalah salah satu bangunan air yang terletak di sungai Tapin, Desa Pipitak  Jaya,  Kecamatan  Piani,  Kabupaten  Tapin  [5].    Bendungan  Tapin  secara  umum
dibangun  untuk  dimanfaatkan  untuk  pemenuhan  kebutuhan  irigasi.  Hal  ini  diebabkan minimnya  sarana  dan  prasarana  irigasi.  Lahan  pertanian  di  Kabupaten  Tapin  cukup potensial  untuk  dikelola.  Tidak  hanya  dimanfaatkan  untuk  irigasi,  Bendungan  Tapin  juga direncanakan  akan  dimanfaatkan  untuk  memenuhi  kebutuhan  air  baku,  perikanan, pariwisata  dan  PLTA  [6].  Bendungan  yang  ditargetkan  mampu  menampung  56,77  juta meter kubik air. Analisis debit rrancangan menjadi salah satu tahapan yang penting dalam proses  perencanaan  teknis  bangunan  air.  Analisis  ini  dibutuhkan  agar  dalam  tahapan perencanaan  teknis  dalam  pelaksanaan  proyek  konstruksi  bangunan  air  memberikan  hasil yang optimal.
Tahapan  perencanaan  teknis  suatu  bangunan  hidrolis  dapat  ditinjau  dari  beberapa faktor penting. Faktor penting berupa desain struktur dan analisis hidrolis. Perencanaan dari desain  struktur  dimaksudkan  agar  bangunan  air  tersebut  kokoh  terhadap  gaya-gaya  yang bekerja.  Perencanaan  dari  analisis  hidrolis  dengan  tujuan  agak  bangunan  air  mampu mengalirkan debit tertentu dengan aman tanpa menimbulkan kerusakan pada bangunan air tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi banjir rancangan pada desain spillway Bendungan Tapin.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Bendungan  merupakan  bangunan  urugan  tanah,  urugan  batu,  beton,  dan  atau pasangan  batu.  Bangunan  tersebut  dibangun  tidak  hanya  untuk  menahan  dan  menampung air,  tetapi  juga  dimaksudkan  untuk  menahan  dan  menampung  limbah  tambang,  atau menampung lumpur sehingga terbentuk sebuah waduk [7].
Bendungan  fungsi  utamanya  adalah  sebagai  penangkap  air  dan  menyimpannya  di musim hujan. Bangunan ini mampu menyimpan air dalam jumlah besar. Bangunan ini juga bisa  digunakan  untuk  pemenuhan  kebutuhan  baik  untuk  keperluan  irigasi  ataupun kebutuhan  lainnya.  Pemanfaatan  bendungan  selain  untuk  keperluan  irigasi,  juga dimanfaatkan  sebagai  penyedia  kebutuhan  air  minum  industri,  tempat  rekreasi,  tempat penampungan  limbah,  cadangan  air  minum,  pengendali  banjir,  perikanan,  pariwisata  dan olahraga air [8][9].
Pelimpah  merupakan  struktur  untukyang  berfungsi  untuk  mengendalikan  pelepasan air  yang  akan  diepaskan  dari  bendungan  atau  tanggal  kebawahnya.    mengalir  dari bendungan atau tanggul ke daerah dibawahnya.
Analisis  hidrologi  merupakan  kumpulan  keterangan  atau  fakta  mengenai  aspek hidrologi.  Analisis  hidrologi  seperti  besaran  hujan,  temperatur,  penguapan,  lamanya penyinaran  matahari,  kecepatan  angin,  debit  sungai,  tinggi  muka  air,  sangat  dipengaruhi oleh  waktu  [9].  Analisis  frekuensi  dilakukan  pada  data  hujan  bertujuan  untuk  mencari hubungan  antara  besarnya  kejadian  ekstrim  terhadap  frekuensi  kejadian  dengan menggunakan distribusi probabilitas. Analisis frekuensi  bisa menggunakan seri data hujan maupun  seri  data  debit,  berupa  data  maksimum  tahunan  dengan  mengambil  1  data maksimum setiap tahun dari data yang terukur [9].
Analisis  frekuensi  dimanfaatkan  untuk  menetapkan  besaran  hujan  atau  debit untuk berbagai  kala  ulang.  Analisis  frekuensi  m e m a n f a a t ka n   u n t u k  m e n ge t a h u   sifat statistik  dengan  probabilitas  kejadian  di  masa  akan  datang  dari  seri  data  yang  diperoleh dari  rekaman  data  baik  data  hujan/debit saat ini,  (diandaikan  bahwa  sifat  statistik  tidak berubah/sama). Analisis frekuensi menggunakan distribusi Normal, Log Normal, distribusi
Gumbel, atau distribusi Log Pearson.
Penentuan  seri  data  hujan  digunakan  hujan  harian  maksimum. Probable  Maximum Flood (PMF) merupakan  peluang terjadinya tinggi  curah  hujan maksimum  (ekstrim)  pada durasi waktu tertentu. Penentuan seri data ini berdasarkan data historis dalam suatu Daerah Pengaliran  Sungai  (DAS).  Peluang  hujan  maksimum  dalam  desain  bangunan  air  adalah untuk mendesain struktur bangunan yang mempunyai tingkat bahaya tinggi. Uji keselarasan dimaksudkan  untuk  mengetahui  adanya  perbedaan  yang  nyata  antara  besarnya  debit maksimum  tahunan  hasil  pengamatan  lapangan  dengan  hasil  perhitungan.  Pengujian keselarasan  dapat  dilaksanakan  dengan  uji  chi-kuadrat  dan  Smirnov-Kolmogorov (Soewarno, 1991).
Kedalaman  hujan  persatuan  waktu  atau  yang  disebut  intensitas  hujan  yang mempunyai  sifat  umum  dimana  makin  singkat  hujan  berlangsung  intensitasnya  makin tinggi  dan  makin  besar  periode  ulangnya  makin  tinggi  intensitas  hujannya.  Analisis intensitas hujan dalam digunakan rumus Mononobe:
I = . ( )
dimana: I = intensitas curah hujan (mm/jam). t = lamanya curah hujan (jam). R 24 = hujan maksimum dalam 24 jam (mm).
Untuk  perhitungan  debit  rancangan  digunakan  Metode  Melchior  untuk  perhitungan banjir rencana diterbitkan perama kali pada tahun 1913, yang terhubung sebagai berikut ini.
Q o
= α x β q n x A dimana: Q o = debit (m 3 /dt)
α = harga koefisien limpasan air hujan
β = koefisien pengurangan luas daerah hujan q n = intensitas maksimum jatuhnya hujan rata-rata (m 3 /det.km 2 )

## 2.2 Analisis Hidrolis Spillway
Analisis  penampang  saluran  bentuk  penampang  saluran  segi  empat  dapat  dilihat seperti berikut:
Gambar 1. Penampang Saluran Segi Empat
Penampang  basah  saluran  yang  digunakan  berbentuk  persegi  empat  yang  dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut ini.
h jagaan h air
A = b.h
P = b+2.h R = dimana:
b = Lebar saluran (m) h air = Dalamnya saluran tergenang air (m) A = Luas penampang basah (m) P = Keliling penampang basah (m) R = Jari-jari hidrolis (m)
Perhitungan hidrolika saluran dengan menggunakan rumus Manning, sebagai berikut:
Q = x ⁄ x ⁄ I Q = v.A v = x ⁄ x ⁄
dimana:
Q = Debit aliran dalam saluran (m 3 /det) n = Koefisien kekasaran Manning R = Jari-jari hidrolis (m) A = Luas penampang basah saluran (m 2 ) P = Keliling basah saluran (m) S = Kemiringan dasar saluran(m) v = kecepatan air didalam saluran (m/det) Perhitungan lengkung debit sungai sesudah ada spillway , menggunakan rumus:
Q = C x L x Ho3/2 dimana: C = Koefsien debit L = Lebar efektif Ho = Tinggi aliran diatas mercu Perhitungan lebar bendung menggunakan metode USBR Small Dams [10].

## 3. METODE PENELITIAN

## 3.1 Lokasi Penelitian
Lokasi  studi  berada  pada  Bendungan  Tapin  di  Desa  Pipitak  Jaya,  Kecamatan  Piani, Kabupaten Tapin, Provinsi Kalimantan Selatan. Daerah Irigasi Tapin  berada di Kabupaten Tapin, dengan bagian tengah pada posisi geografis diantara 20º 32′ 43″  –  35º 00′ 43″ BT dan 114º 46′ 13″ – 115º 30′ 33″ LS.
Gambar 2. Lokasi bendungan, DAS, dan sungai yang akan ditinjau
Tahapan  persiapan  yang  dilakukan  terdiri  dari:  (1)  Studi  literatur  untuk  melakukan pengumpulan  dari  berbagai  literature  atau  sumber-sumber  pustaka  yang  ada  kaitannya dengan  penelitian  ini.  Hal  ini  bertujuan  untuk  mempertajam  pemahaman  teori  dari permasalahan  yang diangkat, dan  (2)  Pengumpulan  data, baik  data sekunder maupun data primer,  jika  tersedia  Kegiatan  ini  bertujuan  untuk  bisa  menentukan  metode  yang  tepat dengan  ketersediaan  data  yang  ada.  Data  yang  digunakan  untuk  perhitungan  debit  hingga ke perhitungan hidrolis bangunan utama bendungan.

## 3.2 Teknik Pengumpulan Data
Adapun  data-data  yang  dibutuhkan  dalam  studi  ini  hanyalah  data  sekunder.  Data sekunder  adalah  data  yang  dikeluarkan  oleh  instansi  pemerintah  atau  lembaga  terkait.  Data sekunder  yang  digunakan  meliputi:  data  hujan,  daerah  Aliran  Sungai  (DAS),  kemiringan saluran (n), panjang sungai, lebar sungai asli, elevasi sungai asli, dan luas daerah Pengaliran.
3.3 Metode Analisis
Tahapan selanjutnya adalah melakukan analisis. Metode analisis yaitu cara menganalisis data  yang  sudah  ada  kemudian  di  lanjutkan  dengan  melakukan  perhitungan  berdasarkan literatur  yang  berkaitan  dengan  perhitungan  bangunan  air.  Metode  analisis  dalam  studi  ini adalah analisis hidrologi data hujan dan desain bangunan utama dan perencanaan spillway .

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Curah Hujan Rata-rata
Peta Stasiun Penakar hujan dan data hujan maksimum tahunan yang akan digunakan pada analisis ini dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4 [11].
Gambar 3. Peta Lokasi Penakar Hujan
Gambar 4. Data Hujan Maksimum Tahunan (mm)selama 15 tahun
Hujan  maksimum  tahunan  rata-rata  selama  15  tahun  93  mm.  Hujan  terendah  terjadi pada tahun 2007 sebesar 72 mm. Data hujan tertinggi terjadi pada tahun 2012 sebesar 127 mm.  Analisis  hujan  rancangan  untuk  4  distribusi  baik  distribusi  Normal,  distribusi  Log Normal, distribusi Gumbel dan distribusi Log Pearson Type III. Kala ulang yang digunakan dalam studi ini adalah 2 sampai dengan 100 tahun disajikan pada Gambar 5.
0 20 40 60 80 100 120 140 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 H u ja n (m m ) Tahun
Gambar 5. Analisis frekuensis Data Hujan
Gambar 6. Hujan Rancangan (mm)
Berdasarkan uji kesesuaian dengan Chi Kuadrat dan Uji Smirnov Kormogorov dapat dilihat hasil bahwa distribusi probabilitas yang memenuhi adalah Distribusi Gumbel. Hujan rancangan  disajikan  pada  Gambar  6.  Hujan  rancangan  untuk  kala  ulang  2  sampai  dengan 100 tahun berkisar dari 90,33 sampai dengan 167,56 mm. Perhitungan dilanjutkan dengan
100 120 140 160 180 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 C u ra h H u ja n ( mm ) Kala Ulang (tahun) Normal Log Normal Gumbel Lor Pearson Type III 50 70 90 110 130 150 170 190 2 5 10 25 50 100 Huja n Ran c a ng a n (m m ) Kala Ulang (tahun)
menghitung intensitas  hujan menggunakan rumus Mononobe.  Hasil perhitungan  intensitas dan grafik IDF dengan Rumus Mononobe dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Hasil Perhitungan dengan Rumus Mononobe
Gambar 8. Luas Daerah Aliran Sungai
Perhitungan banjir rencana dengan menggunakan Metode Melchior untuk kala ulang 100 tahun, dengan luas daerah aliran sungai sebesar 139 km 2 , a = 19 km, b = 12 Km, H = 459 m = 0,459 Km , L = 38 Km = 38000 m, Chr = 167,56 mm, Ch = 170 mm, , I  =  0.013.  Besarnya  hujan  sehari  untuk  periode  yang  ditentukan  ( )  sebesar  2,32 m 3 /dt.km 2 .  Nilai untuk  kondisi  hutan  dengan  kelembaban  sedang  (vegetasi
0 100 200 300 400 500 0 1 2 3 4 5 6
intensitas hujan 2 tahun intensitas hujan 5 tahun intensitas hujan 10 tahun
intensitas hujan 25 Tahun intensitas hujan 50 tahun intensitas hujan 100 Tahun
dikembangkan  dengan  cukup  baik). F =  179,1  km 2 ,  sehingga    didapat: .
Berdasarkan  data-data  diatas  maka  nilai Q 0 dihitung  sebesar  20.275  m 3 /dt.  Setelah dilakukan  perhitungan  ulang  didapatkan  waktu  konsentrasi Tc sebesar  11,86  jam  dan  Q puncak = 417,15
.
Debit puncak dibutuhkan untuk  menghitung lengkung debit sungai  sebelum maupun sesuadah  ada spillway .  Lengkung  debit  bertujuan  untuk  mengetahui  perilaku  hidrolika aliran sungai awal atau sungai asli. Lengkung ini dimanfaatkan pada perhitungan muka air setelah hydraulic  jump atau  kondisi tail-water di  hilir  ruang  olak  setelah  aliran  melewati bangunan Spillway , dengan data sebagai berikut: bentuk penampang sungai : Persegi, Sifat aliran  :  uniform,  Luas  DAS  (A)  =  1390000  m 2 ,  lebar  sungai  asli  (b)  =  20  m,  koefisien kekasaran (n) = 0,017, panjang sungai ke Spillwaay (P) = 38000 m, elevasi dasar sungai + 138,000 mdpl dan kemiringan dasar sungai = 1,3% = 0,013. Nilai n (koefsien manning) = 0,017untuk saluran tana lurus teratur. Untuk perencanaan spillway digunakan Q 100 = 417,14 m3/s, maka tinggi sungai ( H ) sebelum ada spillway adalah = 2,1 m.
Lengkung Debit Sungai sesudah ada spillway dengan tinggi tubuh bendung (P) = 5,5 m dan tinggi aliran diatas bendung (Ho) = 4,0 m. Perhitungan lebar spillway dengan metode USBR Small Dams . Lengkung setelah ada spillway disajikan pada Gambar 9.
Grafik 9. Lengkung Debit Diatas Spillway
Lengkung  debit  dapat  dilihat  pada  Gambar  9.  Hal  ini  untuk  mengetahui  perilaku hidrolika  aliran  sungai  setelah  ada spillway ,  didapatkan  elevasi  sebesar  147,5  m,  tinggi aliran diatas mercu = 2,00 m dengan debit sebesar 165,20 m 3 /dt.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  analisis  hidrologi  dan  hidrolika,  dapat  ditarik  kesimpulan  pertama bahwa berdasarkan analisis data curah hujan selama 15 tahun pada Stasiun Hujan Bungur digunakan metode Gumber.  Hujan rancangan kala ulang 100 tahun adalah sebesar 167,56 m 3 /det.  Metode  ini  digunakan  karena  telah  memenuhi  uji  Chi  Kuadrat  dan  uji Smirnov
Kolmogorov . Perhitungan Q puncak dengan Metode Melchior untuk kala ulang 100 tahun sebesar  417,15  m 3 /dt,  untuk  waktu  konsentrasi Tc sebesar  11,86  jam.  Berdasarkan  hasil diatas,  kesimpulan  kedua  dari  penelitian  ini  adalah  bahwa  analisis  hidrolis  didapatkan lengkung  debit  setelah  ada spillway ,  dengan  elevasi  sebesar  147,5  m,  tinggi  aliran  diatas mercu = 2,00 m dengan debit sebesar 165,20 m 3 /dt.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
[1] Soedibyo, Teknik Bendungan . Jakarta: PT. Pradnya Paramita, 1993.
[2] Novitasari, “Kajian Pengelolaan Sumber Daya Air (Studi Kasus Hulu DAS Martapura Sub DAS Riam Kanan),” Infoteknik , vol. 13, no. 1, pp. 39–49, 2012.
[3] K. M. Arsyad, “Modul 4. Modul Pengantar Perencanaan Embung,” Bandung, Indonesia, 2017.
[4] P. Hapsari, Nurlina, and I. Sota, “Analisis daerah resapan di daerah rawan banjir kabupaten banjar menggunakan sistem informasi geografis,” J. Fis. FLUX , vol. 10, no. 2, pp. 154–165, 2013.
[5] PUPR, Bendungan Tapin sebagai Bendungan Multifungsi di Kalimantan Selatan . 2021, p. 6.
[6] M. Azmie and N. Helda, “Analisis Pengaruh Pembangunna Bendungan Tapin terhadap Debit Banjir di Hilir Sungai Tapin Kabupaten Tapin,” J. RIVET (Riset dan Inven. Teknol. ) , vol. 01, no. 01, pp. 1–12, 2021.
[7] PP No 37, 37 . Peraturan Pemerintah Republik Indonesia, 2010.
[8] D. Prastika, Y. S. Sundari, and J. Dea, “Studi Optimasi Embung Aji Raden Sebagai Sumber Air Baku Untuk Kebutuhan Air Bersih Kecamatan Balikpapan Timur,” 2010.
[9] Bambang Triadmodjo, Hidrologi Terapan . Yogyakarta, Indonesia: Beta Offset, 2008.
[10]  B. of Reclamation, Design of Small Dams . United States Departement of The Interior, 1987.
[11]  Anonim, “Laporan Penunjang Hidrologi,” Kabupaten Tapin, 2021.