pISSN: 2723-3472 eISSN: 0000-0000 eISSN: 2746 -1033
Volume 2, Issue 2, September 2021, pages 79-86

## REKONSTRUKSI TADULAKO
Civil Engineering Journal on Research and Development https://new.jurnal.untad.ac.id/index.php/renstra
Analisis  Hidrologi  dan  Hidraulika  pada  Bangunan  Pelimpah  (Studi  Kasus:

## Bangunan Pelimpah Bendungan Tugu)
L.L. Rizki a*
a Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia.
* Corresponding author’s e -mail: lailarizki25@gmail.com
Received: 31 May 2021 ; revised: 5 August 2021 ; accepted: 7 August 2021 Abstract: Hydraulic design for spillway is a fundamental part of dam design. This research aims to conduct flow simulation at spillway of Tugu Dam using HEC-RAS program. Thus, simulation later is compared to Detailed Engineering Design. This simulation is carried out as the basis for analyzing the ability of the Tugu Dam spillway to flow the outflow discharge using the HEC-HMS program. The HEC-RAS simulation results show that the Tugu Dam spillway is able to drain DED outflow discharge but there is still runoff at the end of the channel. The HEC-HMS simulation provides the design flood discharge values for Q 1000 and Q PMF are 820 m 3 /s and 1161.2 m 3 /s, respectively. This result is higher than the DED design flood discharge of 670.95 m 3 /s for Q 1000 and 928.44 m 3 /s for Q PMF . Thus, changes were made to the spillway width to 45 m, the channel width to 40 m, and to raise the embankment +2 m in the lead channel and the end channel. The results of the flow simulation in the spillway with a modified design using HEC-RAS shows that there is no overtopping in the spillway. These indicate the spillway is able to flow the HEC-HMS design flood discharge properly.
Keywords: spillway, tugu dam, design flood disharge, HEC-HMS, HEC-RAS .
Abstrak: Perencanaan desain hidraulik bangunan pelimpah merupakan bagian yang penting dalam desain bendungan terutama bendungan urugan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  melakukan  simulasi  aliran  pada  bangunan  pelimpah  Bendungan  Tugu  menggunakan  bantuan program HEC-RAS kemudian membandingkannya dengan Detailed Engineering Design (DED). Simulasi ini dilakukan sebagai dasar untuk  menganalisis  kemampuan  bangunan  pelimpah  Bendungan  Tugu  dalam  mengalirkan  debit outflow yang  dihitung  menggunakan program  HEC-HMS . Hasil  simulasi  HEC-RAS  menunjukkan  bahwa  pelimpah  Bendungan  Tugu  mampu  mengalirkan  debit outflow perencana dengan baik namun masih terjadi limpasan pada saluran akhir. Simulasi HEC-HMS memberikan nilai debit banjir rancangan untuk Q 1000 dan Q PMF masing-masing adalah 820 m 3 /s dan 1161,2 m 3 /s. Hasil ini lebih tinggi dari debit banjir rancangan perencana 670,95 m 3 /s untuk Q 1000 dan 928,44 m 3 /s untuk Q PMF . Sehingga, dilakukan perubahan pada lebar pelimpah menjadi 45 m, lebar saluran menjadi 40 m, serta meninggikan tanggul +2 m pada saluran pengarah serta saluran akhir. Hasil simulasi aliran pada bangunan pelimpah dengan desain  yang  telah  dimodifikasi  menggunakan  HEC-RAS  menunjukkan  bahwa  tidak  terjadi  limpasan  pada  pelimpah,  sehingga  fungsi bangunan pelimpah dapat berjalan dengan baik.
Kata kunci: pelimpah, Bendungan Tugu, debit banjir rancangan, HEC-HMS, HEC-RAS

## 1. Pendahuluan
Penyebab  utama  kerusakan  dan  kegagalan  bendungan, terutama bendungan urugan adalah overtopping . Overtopping merupakan  peristiwa  meluapnya  air  waduk melalui puncak bendungan yang terjadi karena banjir besar melebihi  kapasitas  dan  gelombang  tinggi  melampaui puncak  bendungan  yang  diakibatkan  gempa  tektonik  atau kelongsoran  pada  dinding  waduk [1] .  Tingkat  frekuensi kerusakan  bendungan  yang  disebabkan  oleh overtopping mencapai  30%,  lebih  tinggi  dari  faktor-faktor  penyebab lainnya 2] .  Sedangkan  menurut [3] sepertiga  atau  lebih kegagalan bendungan disebabkan oleh overtopping .
Salah satu cara mengatasi agar tidak terjadi overtopping pada bendungan adalah mengalirkan banjir yang terjadi ke bangunan pelimpah. Tujuan utama pembangunan bangunan pelimpah  adalah  untuk  mengalirkan  debit  banjir  dengan kala  ulang  tertentu  agar  tidak  terjadi overtopping pada bendungan. Sehingga, bangunan pelimpah perlu direncanakan dengan baik agar bendungan tidak mengalami limpasan  sekaligus  mampu  mengalirkan  debit  banjir abnormal (Q PMF ).
Debit  banjir  rancangan  merupakan  dasar  perencanaan pelimpah.  Debit  ini  sangat  menentukan  dimensi, kemiringan, dan bentuk pelimpah. Analisis hidrologi untuk menghitung debit banjir rancangan dapat dibantu oleh suatu program  yaitu  HEC-HMS.  HEC-HMS  adalah  program open-source yang  berfungsi  untuk  menganalisis  suatu tampungan  atau  daerah  aliran  sungai  (DAS)  dan  data meteorologi dengan debit sebagai hasilnya [4] . Debit banjir rancangan  inilah  yang  menjadi  Q inflow pada  perhitungan penelusuran banjir.
Setelah penelusuran banjir dihitung, mengetahui profil muka  air,  kedalaman  aliran,  serta  kondisi  aliran  pada saluran  pelimpah  adalah  beberapa  hal  yang  harus diperhatikan. Apabila desain saluran pelimpah tidak cukup memadai dalam mengalirkan debit banjir rancangan maka dapat  menyebabkan  aliran  akan  melimpas.  Limpasan  ini berbahaya  bagi  bangunan  pelimpah  itu  sendiri  serta bendungan utama. Pada penelitian ini, program HEC-RAS digunakan  untuk  melakukan  simulasi  1D  aliran  pada pelimpah. HEC-RAS juga merupakan program open-source yang  berfungsi  untuk  mendapatkam  profil  aliran  yang menerus mulai dari awal sampai akhir pelimpah.
REKONSTRUKSI TADULAKO : Civil Engineering Journal on Research and Development, Vol. 2(2), September 2021
Bendungan  Tugu  termasuk  dalam  bendungan  urugan yang  terletak  di  Kabupaten  Trenggalek,  Propinsi  Jawa Timur, Indonesia. Bendungan ini memiliki beberapa fungsi yaitu pengendalian banjir dari Sungai Keser, pemenuhan air irigasi,  serta  penyediaan  air  baku.  Pengendalian banjir  ini dilakukan  untuk  mengurangi  kejadian  banjir  yang  sering terjadi di Kota Trenggalek. Tipe pelimpah pada bendungan ini adalah pelimpah samping. Pelimpah ini terletak pada sisi kanan bendungan utama. Pelimpah samping dipilih karena topografi  yang  tidak  memungkinkan  dibangun  pelimpah lurus.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan simulasi aliran pada  bangunan  pelimpah  Bendungan  Tugu  menggunakan program  HEC-RAS,  menganalisis  kemampuan  bangunan pelimpah  tersebut  dalam  mengalirkan  debit  banjir rancangan  dan  membandingkan  perubahan  desain  dengan Detailed  Engineering  Desain (DED)  bangunan  pelimpah Bendungan Tugu.

## 2. Metode Penelitian
Untuk  melakukan  simulasi  aliran  pada  HEC-RAS diperlukan data geometri serta data debit banjir rancangan. Data  geometri  saluran  pelimpah  diperoleh  dari  DED pelimpah Bendungan Tugu yang diperoleh dari Balai Besar Wilayah  Sungai  (BBWS)  Brantas.  Data  debit  banjir rancangan  dihitung  menggunakan  program  HEC-HMS dengan panjang data hujan 34 tahun. Debit banjir rancangan yang digunakan untuk penelitian ini adalah Q 1000 dan Q PMF . Berikut  adalah  langkah-langkah  yang  diperlukan  dalam penelitian ini.
a. Menghitung debit banjir rancangan dengan HEC-HMS.
b. Menghitung debit outflow dari penelusuran banjir untuk menentukan lebar pelimpah dengan HEC-HMS.
c. Membuat simulasi aliran dengan HEC-RAS untuk data geometri  saluran  pelimpah  dari  DED  dan  data  debit outflow perencana.  Data  geometri  perencanaan pelimpah ini didapatkan dari DED. Data geometri yang digunakan berupa potongan melintang saluran, bendung pelimpah, elevasi saluran, dan alur saluran.
d. Menganalisis kemampuan bangunan pelimpah tersebut dalam  mengalirkan  debit  banjir outflow perencana. Interpretasi data dilakukan setelah hasil simulasi HEC- RAS  didapatkan.  Profil  muka  air,  kecepatan  aliran, keadaan  aliran,  serta  ada  tidaknya  limpasan  pada tanggul saluran menjadi faktor-faktor yang menentukan untuk menganalisis kemampuan pelimpah mengalirkan debit banjir rancangan.
e. Mengubah  dimensi  saluran  pelimpah.  Apabila  hasil simulasi  HEC-RAS  menunjukkan  adanya  limpasan pada  pelimpah  saat  debit  banjir  dialirkan  maka  perlu adanya perubahan desain pelimpah. Perubahan ini bisa berupa  perubahan  dimensi,  kemiringan  saluran,  serta meninggikan tanggul.
f. Hasil desain yang telah diubah kemudian disimulasikan kembali  menggunakan  HEC-RAS  untuk  menganalisis kemampuan bangunan pelimpah.
g. Membandingkan hasil desain dengan DED
2.1. Deskripsi Lokasi Penelitian
Lokasi  penelitian  berada  di  Bendungan  Tugu  di  Desa Nglinggis  Kecamatan  Tugu  Kabupaten  Trenggalek  Jawa
Timur.  Bendungan  Tugu  terletak  di  Sungai  Keser merupakan  salah  satu  anak  Sungai  Ngrowo. Gambar  1 menunjukkan  bendungan  utama  serta  bangunan  pelimpah yang  terletak  di  sisi  kanan  bendungan. Tabel  1 menunjukkan  data  teknis  bangunan  pelimpah  Bendungan Tugu. Data teknis ini diperoleh dari BBWS Brantas. Tipe pelimpah Bendungan Tugu adalah pelimpah samping tanpa pintu.
Gambar 1. Lokasi Studi Kasus
Tabel 1. Data teknis bangunan pelimpah Bendungan Tugu
No Keterangan Pelimpah Utama 1 Tipe Pelimpah Pelimpah samping tanpa pintu 2 Elevasi pelimpah El. 251 3 Lebar ambang 22 m 4 Elevasi saluran pengarah El. 249 5 Lebar saluran transisi 16 m 6 Panjang saluran transisi 115 m 7 Lebar saluran peluncur 16 m 8 Panjang saluran peluncur 235,75 m 9 Lebar peredam energi 16 m 10 Panjang peredam energi 40 m 11 Elevasi peredam energi El. 164

## 2.2. Penelusuran Banjir dengan HEC-HMS
HEC-HMS  telah  banyak  digunakan  dalam  analisis hidrologi.  Model  HEC – HMS  dapat  memberikan  simulasi hidrologi dari puncak aliran harian untuk perhitungan debit banjir  rancangan  dari  suatu  DAS [5] .  HEC-HMS  dapat mensimulasikan  transformasi  hujan  menjadi  aliran  pada suatu kawasan atau Daerah Aliran Sungai (DAS). Beberapa penelitian  sebelumnya  juga  telah  membuktikan  bahwa HEC-HMS  dapat  digunakan  untuk  menganalisis  debit banjir  pada  daerah-daerah  yang  berbeda  serta  iklim  yang berbeda.  Data  yang  diperlukan  untuk  melakuan  simulasi hujan-aliran di HEC-HMS adalah hujan, abstraksi, metode transform , serta aliran dasar. Bendungan Tugu terletak pada hilir  DAS  Keser  ( Gambar  2 ).  Tipe  bendungan  ini  adalah
REKONSTRUKSI TADULAKO: Civil Engineering Journal on Research and Development , Vol. 2(2), September 2021
urugan  batu  dengan  inti  tegak  dengantinggi  bendungan utama  dan  panjang  puncak  total  masing-masing  adalah 89,85 m dan 475 m.
Gambar 2 . DAS Keser dan Rencana Genangan (Sumber:

## BBWS Brantas)
1) Hujan
Hujan ( precipitation) model merupakan masukan pada sistem  DAS.  Dua  komponen  utama  hujan  yang digunakan  untuk  transformasi  hujan  menjadi  aliran adalah  kedalaman  dan  pola  agihan/distribusi  hujan. Distribusi  hujan  jam-jaman  menggunakan  metode Alternating  Block  Method (ABM).  Durasi  hujan diasumsikan  5  jam  dengan  waktu  konsentrasi  1  jam. Waktu konsentrasi merupakan parameter penting dalam analisis hujan rencana [6] .
2) Loss Loss  models untuk  menghitung  volume runoff (hujan efektif). Loss  models digunakan  untuk  menentukan hujan efektif. Pada penelitian ini menggunakan metode SCS-CN.  Metode  abstraksi  atau loss yang  digunakan adalah Curve Number (CN). Curve Number merupakan fungsi  dari  karakteristik  DAS  seperti  tipe  tanah, tanaman penutup, tata guna lahan, kelembaban dan cara pengerjaan tanah (Triatmodjo, 2016). Nilai CN berkisar antara  0-100.  Semakin  besar  nilai  CN  semakin  kecil nilai abstraksi. Apabila nilai CN=100 maka keseluruhan hujan  menjadi  limpasan.  Pada  DAS  dengan  beberapa jenis tanah dan penggunaan lahan, CN komposit dapat dihitung menurut Persamaan (1) [7].
𝐶𝑁 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡 = ∑ 𝐴 𝑖 𝐶𝑁 𝑖 ∑ 𝐴 𝑖 (1)
𝐶𝑁 adalah Curve Number dan 𝐴 adalah luas lahan.
3) Transform
Transform  model untuk  mentransformasikan  hujan efektif  yang  merupakan  selisih  antara  besarnya  hujan dengan kehilangan menjadi aliran/limpasan permukaan. Pada  penelitian  ini  menggunakan user  specified hydrograph yaitu  HSS  Nakayasu.  Persamaan  yang digunakan untuk HSS Nakayasu adalah sebagai berikut [8] .
𝑄 𝑝 = 1 3,6 ( 𝐴 𝑅𝑒 0,3𝑇𝑝+𝑇 0,3 ) (2)
𝑇 𝑝 =   𝑡 𝑔 + 0,8 𝑇 𝑟 (3)
𝑡 𝑔 = 0,4 + 0,058 𝐿 untuk L > 15 km (4)
𝑡 𝑔 = 0,21 𝐿 0,7 untuk L < 15 km (5)
𝑇 0,3 = 𝛼 𝑡 𝑔 (6)
𝑡 𝑟 =  0,5 𝑡 𝑔 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑎𝑖  𝑡 𝑔 (7)
𝑄 𝑝 adalah debit puncak banjir (m 3 /s/mm), 𝐴 adalah luas DAS (km 2 ), 𝑅𝑒 adalah curah hujan efektif (1 mm), 𝑇 𝑝 adalah  waktu  dari  permulaan  hujan  sampai  puncak hidrograf  (jam), 𝑇 0,3 adalah  waktu  dari  puncak  banjir sampai 0,3 kali debit puncak (jam), dan 𝑡 𝑔 adalah waktu konsentrasi  (jam).  Bentuk  hidrograf  satuan  saat lengkung naik maupun turun diberikan pada persamaan berikut ini [8] .
Pada kurva naik (0 < t < 𝑇 𝑝 )
𝑄 𝑡 =   𝑄 𝑝 ( 𝑡 𝑇 𝑝 ) 2,4 (8)
Pada kurva turun ( 𝑇 𝑝 < t < 𝑇 𝑝 + 𝑇 0,3 ) 𝑄 𝑡 =   𝑄 𝑝 𝑥 0,3 (t−𝑇𝑝) 𝑇0,3 (9)
Pada kurva turun ( 𝑇 𝑝 + 𝑇 0,3 < t < 𝑇 𝑝 + 𝑇 0,3 + 1,5𝑇 0,3 ) 𝑄 𝑡 =   𝑄 𝑝 𝑥 0,3 (t−𝑇𝑝)+0,5𝑇0,3 1,5𝑇0,3 (10)
Pada kurva turun (t > 𝑇 𝑝 + 𝑇 0,3 + 1,5𝑇 0,3 ) 𝑄 𝑡 =   𝑄 𝑝 𝑥 0,3 (t−𝑇𝑝)+1,5𝑇0,3 2𝑇0,3 (11)

## 2.3. Baseflow
Data aliran dasar yang digunakan sebagai input ke HEC- HMS berupa debit aliran dasar bulanan.  Data yang tersedia berupa  data  debit  aliran  dasar  bulanan  dari  tahun  1993- 2009. Selanjutnya data selama 16 tahun ini dicari nilai rerata debit  aliran  dasar  tiap  bulan.  Rerata  debit  aliran  dasar bulanan diberikan pada Gambar 3 .
Bendungan Utama Rencana Genangan
REKONSTRUKSI TADULAKO : Civil Engineering Journal on Research and Development, Vol. 2(2), September 2021
Gambar 3. Rerata debit aliran dasar bulanan

## 2.4. Program HEC-RAS
HEC-RAS  merupakan  program  yang  dapat  digunakan untuk  melakukan  simulasi  hidraulika.  Beberapa  contoh penggunaan  HEC-RAS  adalah  untuk  analisis  keruntuhan bendungan [9] ,  untuk  pengendalian  banjir  dan  prediksi kejadian  banjir [10] ,  serta  memodelkan  aliran  untuk perencanaan saluran [11] . Selain itu, HEC-RAS juga dapat digunakan  untuk  memodelkan  loncat  air  pada  pelimpah bendungan [12] .  Simulasi  aliran  pada  penelitian  ini menggunakan steady flow .
Dasar  pemodelan  aliran  1D  dengan  HEC-RAS  untuk steady flow adalah pemecahan persamaan kekekalan energi satu dimensi. Kehilangan energi dievaluasi dengan gesekan menggunakan  persamaan  Manning  dan  kontraksi  maupun ekspansi. Sementara itu, persamaan momentum digunakan apabila  profil  permukaan  air  berubah  dengan  cepat.  Pada penelitian  ini  menggunakan  HEC-RAS  versi  4.1.0. Persamaan  energi [13] antara  dua  tampang  melintang diberikan  pada  Persamaan  (12).  Dengan  menggunakan persamaan  tersebut,  untuk  aliran  permanen  HEC-RAS menghitung profil muka air antara satu tampang melintang ke tampang melintang berikutnya secara berurutan.
𝑌 2 + 𝑍 2 + 𝛼 2 𝑉 2 2 2𝑔 = 𝑌 1 + 𝑍 1 + 𝛼 1 𝑉 1 2 2𝑔 +   ℎ 𝑒 (13)
dimana 𝑌 merupakan  kedalaman  aliran, 𝑍 merupakan elevasi  dasar  saluran, 𝑉 merupakan  kecepatan  rata-rata, 𝛼 merupakan koefisien, 𝑔 merupakan percepatan gravitasi, ℎ 𝑒 merupakan kehilangan tinggi energi. Kehilangan energi pada  dua  tampang  melintang [13] yang  berurutan  dapat dihitung  dengan  Persamaan  (14).  Kehilangan  energi  ini terdiri  dari  dua  komponen  yaitu  kehilangan  energi  karena gesekan (friction  losses) dan  kehilangan  energi  karena perubahan tampang (contraction or expansion losses) .
ℎ 𝑒 = 𝐿𝑆 𝑓 ̅ + 𝐶 | 𝛼 2 𝑉 2 2 2𝑔 − 𝛼 1 𝑉 1 2 2𝑔 | (14)
𝐿 = 𝐿 𝑙𝑜𝑏 𝑄̅ 𝑙𝑜𝑏 +𝐿 𝑐ℎ 𝑄̅ 𝑐ℎ +𝐿 𝑟𝑜𝑏 𝑄̅ 𝑟𝑜𝑏 𝑄̅ 𝑙𝑜𝑏 +𝑄̅ 𝑐ℎ +𝑄̅ 𝑟𝑜𝑏 (15)
dimana 𝐿 adalah panjang ruas sungai antar kedua tampang yang diberi bobot menurut debit, 𝑆 𝑓 ̅ adalah representative friction  slope antar  kedua  tampang, 𝐶 adalah  koefisien kehilangan  energi  akibat  perubahan  tampang  (kontraksi atau ekspansi), 𝐿 𝑙𝑜𝑏 , 𝐿 𝑐ℎ , 𝐿 𝑟𝑜𝑏 adalah panjang ruas sungai di sisi kiri (left overbank) , alur utama (main channel) , dan sisi kanan  (right overbank) , 𝑄̅ 𝑙𝑜𝑏 , 𝑄̅ 𝑐ℎ , 𝑄̅ 𝑟𝑜𝑏 adalah  debit  yang
mengalir  melalui left  overbank , main  channel , right overbank .
3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Penelusuran Banjir HEC-HMS
Hasil  debit  banjir  rancangan  HSS  Nakayasu menggunakan  HEC-HMS  selanjutnya  dibandingkan dengan perhitungan debit banjir rancangan HSS Nakayasu perencana. Tabel  2 memperlihatkan  perbandingan  debit banjir rancangan tersebut. Dari tabel tersebut, dapat dilihat bahwa nilai hasil debit banjir rancangan HEC-HMS berbeda dengan  hasil  perhitungan  perencana.  Hal  ini  disebabkan oleh  adanya  perbedaan  dari  beberapa  metode  yang digunakan.  Perbedaan  yang  dimaksud  adalah  penggunaan metode  ABM  untuk  menentukan  distribusi  hujan  jam- jaman, metode CN untuk menghitung nilai abstraksi, serta penentuan debit aliran dasar yang digunakan.
Setelah  didapatkan  nilai  debit  banjir  rancangan, dilakukan  penelusuran  banjir  untuk  menentukan  lebar pelimpah.  Penelusuran  banjir  ini  dilakukan  menggunakan kala  ulang  1000  tahun  dan  PMF.    Penentuan  awal  lebar pelimpah  dilakukan  dengan  metode  coba-coba.  Lebar pelimpah yang dimasukkan ke HEC-HMS adalah 15 m, 20 m, 22 m, 25 m, 30 m, 35 m, 40 m, dan 45 m. Debit outflow masing-masing  lebar  pelimpah  diberikan  pada Gambar  4 . Debit outflow ini yang menjadi dasar dari penentuan lebar pelimpah.
Tabel 2. Perbandingan debit banjir rancangan hasil HEC- HMS dengan hitungan perencana
Kala Ulang Hasil HEC- HMS (m 3 /s) Hitungan Perencana (m 3 /s) Q 2 20,6 112,69 Q 5 52,6 156,22 Q 10 89,3 193,77 Q 20 132,3 231,29 Q 25 159,2 252,70 Q 50 231,6 306,19 Q 100 323,7 368,98 Q 500 500,7 481,29 Q 1000 820 670,95 Q PMF 1160,2 928,44
Perhitungan  untuk  menentukan  lebar  pelimpah diperlihatkan  pada Tabel  3 .  Penentuan  lebar  pelimpah dilakukan dengan meninjau debit outflow , Q 1000 kemudian dikontrol dengan Q PMF . Lebar pelimpah dipilih apabila nilai tinggi jagaan lebih tinggi daripada Hf aman. Untuk tinjauan Q 1000, lebar pelimpah 45 m dan 50 m memiliki tinggi jagaan yang  cukup  apabila  dibandingkan  dengan  Hf  aman.  Hf aman  dihitung  dari  tinggi  jagaan  saat  Q PMF serta kemungkinan  terjadinya  gempa [14] .  Selanjutnya,  pada hasil perhitungan dengan Q PMF , lebar pelimpah 25 m, 30 m, 35 m, 40 m, 45 m, dan 50 m memiliki tinggi jagaan yang mencukupi.  Berdasarkan  perhitungan  tersebut,  lebar pelimpah yang digunakan adalah 45 m karena tinggi jagaan sudah memenuhi ditinjau dari Q 1000 maupun dikontrol Q PMF.
Gambar 4. Penelusuran Banjir QPMF
Tabel 3 . Perhitungan untuk menentukan lebar pelimpah No Lebar Pelimpah (m) Q inflow maks (m 3 /s) Q outflow maks (m3/s) H maks (m) Reduksi puncak banjir Elevasi MAB FWL (m) Elevasi Puncak Bendungan TDL (m) Tinggi jagaan (m) Hf aman Keterangan m 3 /s % Tinjauan Q1000 1 15 820 560 7.1 260 31.71 258.1 259 0.9 3.88 Tidak Memenuhi 2 20 820 628.2 6.2 191.8  23.39 257.2 259 1.8 3.88 Tidak Memenuhi 3 22 820 646.5 6 173.5  21.16 257 259 2 3.88 Tidak Memenuhi 4 25 820 667.6 5.6 152.4  18.59 256.6 259 2.4 3.88 Tidak Memenuhi 5 30 820 692.8 5.1 127.2  15.51 256.1 259 2.9 3.88 Tidak Memenuhi 6 35 820 709.5 4.6 110.5  13.48 255.6 259 3.4 3.88 Tidak Memenuhi 7 40 820 720.5 4.3 99.5 12.13 255.3 259 3.7 3.88 Tidak Memenuhi 8 45 820 728.5 4 91.5 11.16 255 259 4 3.88 Memenuhi 9 50 820 734.1 3.8 85.9 10.48 254.8 259 4.2 3.88 Memenuhi Tinjauan QPMF 1 15 1161.2 808.8 9.3 352.4  30.35 260.3 259 -1.3 0.75 Tidak Memenuhi 2 20 1161.2 904.6 8 256.6  22.10 259 259 0 0.75 Tidak Memenuhi 3 22 1161.2 929.9 7.6 231.3  19.92 258.6 259 0.4 0.75 Tidak Memenuhi 4 25 1161.2 959.5 7.1 201.7  17.37 258.1 259 0.9 0.75 Memenuhi 5 30 1161.2 992.6 6.4 168.6  14.52 257.4 259 1.6 0.75 Memenuhi 6 35 1161.2 1012.6 5.8 148.6  12.80 256.8 259 2.2 0.75 Memenuhi 7 40 1161.2 1024.6 5.4 136.6  11.76 256.4 259 2.6 0.75 Memenuhi 8 45 1161.2 1033.8 5 127.4  10.97 256 259 3 0.75 Memenuhi 9 50 1161.2 1039.7 4.7 121.5  10.46 255.7 259 3.3 0.75 Memenuhi

## 3.2. Hasil Simulasi HEC-HMS
Simulasi  yang  dilakukan  dengan  data  geometri perencanaan  DED  dan  debit outflow Q 1000 hitungan perencana  menunjukkan  bahwa  terjadi  limpasan  pada
saluran  akhir.  Sementara  itu,  untuk  hasil  simulasi  Q PMF terjadi  limpasan  pada  saluran  peluncur  dan  saluran  akhir. Gambar  5 menunjukkan  hasil  simulasi  HEC-RAS  untuk debit outflow Q 1000 .  Limpasan  yang  terjadi  pada  saluran akhir  ditandai  oleh  lingkaran  hitam.  Limpasan  ini
0 200 400 600 800 1000 1200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 D ebi t ( m3/ s) Waktu (jam) Inflow QPMF Outflow Lebar Pelimpah 15 m
Outflow Lebar Pelimpah 20 m
Outflow Lebar Pelimpah 22 m Outflow Lebar Pelimpah 25 m Outflow Lebar Pelimpah 30 m Outflow Lebar Pelimpah 35 m Outflow Lebar Pelimpah 40 m Outflow Lebar Pelimpah 45 m Outflow Lebar Pelimpah 50 m
REKONSTRUKSI TADULAKO : Civil Engineering Journal on Research and Development, Vol. 2(2), September 2021
disebabkan  oleh  dimensi  saluran  pelimpah  yang  tidak mampu  mengalirkan  debit  banjir  rancangan  serta  tanggul yang  cukup  rendah.  Oleh  karena itu,  diperlukan beberapa perubahan pada desain hidraulik pelimpah.
Potongan  melintang  saluran  akhir  yang  mengalami limpasan diberikan pada Gambar 6 . Pada saluran akhir RS 4 (kiri  atas), profil muka air lebih tinggi  0,32 m daripada elevasi  saluran.  Sementara  itu  pada  RS  2  yang  juga merupakan saluran akhir (kanan atas), profil muka air lebih
tinggi 1,43 m dari elevasi saluran. RS 1 merupakan saluran paling hilir (bawah). Saluran hilir juga mengalami limpasan karena  elevasi  saluran  yang  kurang  mencukupi. Berdasarkan  hasil  simulasi  ini  maka  perlu  dilakukan beberapa  perubahan  pada  saluran  pelimpah  agar  dapat mengalirkan  debit outflow yang  telah  dihitung menggunakan  HEC-HMS,  mengingat  hasil  analisis  dari HEC-HMS  memberikan  nilai  debit outflow yang  lebih tinggi daripada hitungan perencana.
Gambar 5. Hasil Simulasi HEC-RAS menggunakan data geometri DED dan debit outflow Q 1000
Gambar 6. Potongan melintang saluran akhir yang mengalami limpasan
REKONSTRUKSI TADULAKO: Civil Engineering Journal on Research and Development , Vol. 2(2), September 2021
Tabel 4. Perbandingan perubahan desain dengan DED
Perubahan DED Perubahan Desain Debit Outflow 609,354 m 3 /s (Q 1000 ) 852,645 m 3 /s (Q PMF ) 728,5 m 3 /s (Q 1000 ) 1033,8 m 3 /s (Q PMF ) Lebar 23 m (pelimpah) 16 m (saluran) 45 m (pelimpah) 40 m (saluran) Elevasi Tanggul Saluran pengarah Saluran akhir +2 m untuk tanggul
+2 m (pada left overbank ), untuk right overbank tetap
Selanjutnya dilakukan beberapa perubahan pada saluran pelimpah.  Beberapa  perubahan  ini  yaitu  memperlebar pelimpah dan saluran pelimpah, serta meninggikan elevasi tanggul  saluran  akhir.  Perbandingan  perubahan  desain dengan DED diberikan pada Tabel 4 . Lebar pelimpah pada desain DED adalah 23 m, diubah menjadi 45 m atau hampir dua  kali  lipatnya.  Selain  itu,  saluran  pelimpah  juga
diperlebar  menjadi  40  m  yang  awalnya  16  m.  Elevasi tanggul untuk saluran pengarah dan saluran akhir dinaikkan 2 m.
Untuk mengetahui profil muka air secara menerus dari desain  saluran  pelimpah  yang  telah  diubah,  dilakukan simulasi dengan program HEC-RAS. Debit yang digunakan yaitu  debit outflow Q 1000 kemudian  dikontrol  oleh  debit outflow Q PMF .  Hasil  simulasi  HEC-RAS  diberikan  pada Gambar 7 . Hasil simulasi ini memperlihatkan bahwa tidak terjadi  limpasan  pada  saluran  pelimpah  saat  mengalirkan debit outflow Q 1000 . Elevasi  tanggul  saluran  pengarah  dan saluran  akhir  yang  dinaikkan  +2  m  cukup  untuk menampung debit yang mengalir.
Simulasi  aliran  pada  pelimpah  juga  dilakukan  dengan debit outflow Q PMF . Gambar  8 memperlihatkan  hasil simulasi  dengan  HEC-RAS.  Hasil  simulasi  menunjukkan bahwa  saat  mengalirkan  debit outflow Q PMF tidak  terjadi limpasan  pada  saluran  pelimpah.  Perubahan-perubahan desain  yang  telah  dilakukan,  seperti  pada Tabel  3 ,  cukup untuk  mencegah  terjadinya  limpasan.  Berdasarkan  hasil simulasi  ini,  saluran  pelimpah  mampu  mengalirkan  debit outflow yang telah direncanakan dengan baik.
Gambar 7. Hasil simulasi HEC-RAS untuk desain yang telah diubah dan debit outflow Q 1000
Gambar 8 . Hasil simulasi HEC-RAS untuk desain yang telah diubah dan debit outflow Q PMF

## 4. Kesimpulan
Beberapa hal penting yang dapat disimpulkan pada penelitian ini adalah sebagai berikut.
a) Hasil  simulasi  HEC-HMS  memberikan  nilai  debit banjir rancangan yang lebih tinggi dibandingkan debit banjir rancangan perencana yaitu 820 m 3 /s untuk Q 1000 dan 1161,2 m 3 /s untuk Q PMF. b) Hasil  simulasi  HEC-RAS  menunjukkan  bahwa bangunan  pelimpah  dari  DED  mampu  mengalirkan debit outflow dengan baik.
c) Perubahan  desain  bangunan  pelimpah  adalah  pada lebar pelimpah menjadi 45 m, lebar saluran 40 m, serta meninggikan  elevasi  tanggul  +2  m  pada  saluran pengarah dan saluran akhir.
d) Simulasi bangunan pelimpah dengan desain yang telah diubah  menunjukkan  tidak  terjadi  limpasan  sehingga bangunan pelimpah mampu mengalirkan debit outflow dengan baik.
e) Dalam  merencanakan  desain  bangunan  pelimpah diperlukan  simulasi  baik  dengan  bantuan  program komputer  maupun  model  fisik  agar  dapat  diketahui kondisi  aliran  serta  kemampuan  bangunan  pelimpah dalam mengalirkan debit outflow .
f) Kurangnya  kalibrasi  hasil  simulasi  karena  terkendala ketersediaan data hidrologi secara terukur.

## Daftar Pustaka
[1] M.D. Azdan and C. Samekto, Kritisnya Kondisi Bendungan di Indonesia, Surabaya: Sekretariat Seminar Nasional Bendungan Besar, 2008.
[2] W.D. Ecology, Dam Safety Guidelines, 2005. [Online] Available at: https://ecology.wa.gov/Water- Shorelines/Water-supply/Dams.  [Accessed  on  19
December 2018]
[3] M.A.  Foster,  R.  Fell,  and  Spannagle ,  “ The  Statics  of Embankment Dam Failures and Accidents ”, Canadian Geotechnical Journal, vol 37 no, 5, p. 1000, 2000.
[4] D. Hoehn, Appalachian Dam Design: Hydraulics and Hydrology ,  2014.  [Online]  Available  at:  http://trace. tennessee.edu/utk_chanhonoproj/1724  [Accessed  on 19 December 2018].
[5] USACE, Hydrologic Engineering Center, 2013 . Home Page.  [Online].  Available  at:  http://www.  hec.usace. army.mil/ software/hec-hms/) [Accessed 19 December 2018].
[6] I.K. Almeida , “ Estimation on Time of Concentration of Overland  Flow  in  Watersheds:  A  Review ”, UNESP Geoscience, 33(4), p. -, 2014.
[7] A.D. Feldman, Hydrologic Modeling System Technical Reference  Manual ,  California:  U.S  Army  Corps  of Engineering Hydrologic Engineering Center, 2000.
[8] B.  Triatmodjo,  Hidrologi  Terapan,  Yogyakarta:  Beta Offset, 2016.
[9] Y. Xiong, “ A Dam Break Analysis Using HEC-RAS ”,
Journal  of  Water  Resource  and  Protection ,  vol  3,  p.
370, 2011.
[10] S.  Modak  and  P.  Nagarnaik, “ Flood  Control  and Prediction  of  Flood  Using  HEC-RAS-A  Review ”,
International Journal of Science and Research , vol 6, no. 3, p. -, 2017.
[11] D.J. Mehta, M.  Ramani, and M. Joshi, “ Application of 1-D  HEC-RAS  Model  in  Design  of  Channels ” International  Journal  of  Innovative  Research  in Advanced Engineering , vol. 1, no. 7, p. 103, 2014.
[12] N.J. Sathe, A.V. Surve, G.A. Hinge, and D.S. Aswar, Study of End Weir Using HEC-RAS of Gunjwani Dam Spillway , International  Journal  of  Innovations  in Engineering Research and Technology , vol. 5, no. 6, p. 51, 2018.
[13] Istiarto, Modul  Pelatihan  Simulasi  Satu  Dimensi dengan  Bantuan  Program  HEC-RAS ,  2014. [Online]. Available at: https://istiarto.staff.ugm.ac.id/index. Php /hec-ras/modul-hec-ras/[Accessed 19 Desember 2018].
[14] S.  Sosrodarsono  and  K.  Takeda, Bendungan  Type Urugan , Jakarta: PT Pradnya Paramita, 1977.