STUDI HIDRODINAMIKA DAN TRANSPORTASI SEDIMEN PADA SUNGAI CITARUM HILIR DI PROVINSI JAWA BARAT TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh ALFANDIAS SAURENA NIM: 25821001 (Program Studi Magister Pengelolaan Sumber Daya Air) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Januari 2023 i ABSTRAK STUDI HIDRODINAMIKA DAN TRANSPORTASI SEDIMEN PADA SUNGAI CITARUM HILIR DI PROVINSI JAWA BARAT Oleh Alfandias Saurena NIM: 25821001 (Program Studi Magister Pengelolaan Sumber Daya Air) Sungai Citarum, sebuah sungai strategis nasional di Indonesia yang terletak di wilayah Jawa Barat, memiliki peran penting dalam memenuhi kebutuhan air masyarakat, seperti irigasi seluas 240 ribu hektar, mendukung kegiatan industri, menyediakan air baku untuk Provinsi Jawa Barat, serta menyuplai air baku bagi 80% penduduk Daerah Khusus Ibukota (DKI) Jakarta. Pertumbuhan penduduk yang terus meningkat dan aktivitas manusia yang kurang terkelola dengan baik telah menyebabkan sejumlah masalah di Sungai Citarum. Beberapa masalah ini meliputi banjir, penurunan tingkat tanah, perubahan fungsi lahan yang signifikan, pendangkalan dan penyempitan sungai, serta peningkatan koefisien limpasan dan runoff selama dua dekade terakhir. Sungai Citarum Hilir adalah bagian penting dari sungai ini, yang membentang mulai dari hilir Bendungan Jatiluhur di Kabupaten Purwakarta hingga muara sungai di Kabupaten Bekasi. Salah satu permasalahan di Sungai Citarum Hilir adalah sedimentasi, terutama di dekat muara sungai, yang mengakibatkan pendangkalan, menghambat aliran sungai menuju laut, dan fenomena akresi sebagai akibat dari sedimentasi di sekitar muara sungai. Angkutan sedimen menjadi masalah utama di Sungai Citarum Hilir, yang dapat menyebabkan sedimentasi dan erosi pada dasar dan tepian sungai. Peningkatan tingkat sedimen dalam sungai dapat mengurangi kapasitas aliran dan meningkatkan tingkat erosi pada dasar sungai sehingga menyebabkan kerusakan lingkungan dan infrastruktur yang ada di sekitarnya. Perubahan kapasitas aliran akibat angkutan sedimen dapat mempengaruhi hidrodinamika Sungai Citarum Hilir. Oleh karena itu, pemahaman tentang hidrodinamika sungai ini sangat penting untuk mengetahui perubahan aliran air sejalan dengan perubahan kondisi lingkungan di Sungai Citarum Hilir. Penelitian tesis ini bertujuan untuk menganalisis kondisi hidrodinamika dan angkutan sedimen di bagian hilir Sungai Citarum. Penelitian ini mempelajari perilaku aliran air dan tingkat angkutan sedimen di sepanjang bagian hilir Sungai Citarum serta faktor-faktor yang mempengaruhinya. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan melakukan simulasi model hidrodinamika dan model angkutan sedimen satu dimensi menggunakan aplikasi HEC-RAS. Data yang digunakan mencakup penampang sungai pada tahun 2007, 2014, dan 2022, debit ii harian bendung, dan data debit hujan-limpasan. Data sedimen melibatkan distribusi ukuran butiran sedimen serta laju erosi dan sedimentasi di dasar sungai. Model hidrodinamika digunakan untuk mensimulasikan banjir dengan pendekatan aliran tak tetap (unsteady flow) berdasarkan analisis debit banjir rencana menggunakan aplikasi HEC-HMS. Hasil dari model hidrodinamika menunjukkan bahwa di aliran Sungai Citarum Hilir, debit puncak banjir mengalami penurunan hingga mencapai 30%. Penurunan ini disebabkan oleh adanya pengaruh backwater serta kemiringan landai sungai. Sementara itu, model angkutan sedimen menggunakan analisis angkutan sedimen kohesif dan non-kohesif. Hasilnya menunjukkan bahwa bagian hilir sungai hingga muara mengalami erosi rata-rata sebesar 3,8 meter, yang lebih rendah daripada pengukuran lapangan yang mencatat penurunan sekitar 1,8 meter. Perbedaan hasil antara model angkutan sedimen dan pengukuran lapangan menunjukkan perlunya mempertimbangkan pengaruh flokulasi dalam perhitungan model angkutan sedimen. Flokulasi adalah proses pengendapan partikel melayang dalam air yang memperbesar ukuran partikel melalui pembentukan agregat, memudahkan pengendapan, dan meningkatkan kecepatan pengendapan sedimen. Oleh karena itu, studi lebih lanjut mengenai flokulasi dengan menggunakan metode analisis yang berbeda diperlukan untuk hasil analisis angkutan sedimen yang lebih akurat yang dapat mencerminkan kondisi lapangan yang sebenarnya. Kata kunci: Angkutan Sedimen, Hidrodinamika, Citarum Hilir, Model 1D, iii ABSTRACT STUDY OF HYDRODYNAMICS AND SEDIMENT TRANSPORT IN LOWER CITARUM RIVER, WEST JAVA PROVINCE By Alfandias Saurena NIM: 25821001 (Master’s Program in Water Resources Management) The Citarum River, a strategic national river in Indonesia located in the West Java region, plays a crucial role in meeting the water needs of the community. It supports irrigation over 240 thousand hectares of land, aids industrial activities, provides raw water for West Java Province, and supplies raw water to 80% of the population of the Special Capital Region, Jakarta. However, the increasing population and poorly managed human activities have led to several issues in the Citarum River. These issues include floods, declining land levels, significant land use changes, riverbed siltation, and increased runoff coefficients over the past two decades. The downstream portion of the Citarum River, known as Citarum Hilir, extending from downstream of the Jatiluhur Dam in Purwakarta Regency to the river's estuary in Bekasi Regency, faces a particular problem—sedimentation, especially near the river's mouth. This has resulted in riverbed silting, hindering the flow of water towards the sea and causing the phenomenon of accretion due to sedimentation around the river's mouth. Sediment transport is a significant issue in Citarum Hilir as it can lead to sedimentation and erosion on the riverbed and banks. An increase in sediment levels in the river can reduce flow capacity and elevate erosion rates on the riverbed, consequently causing environmental and infrastructure damage in the vicinity. Changes in flow capacity due to sediment transport can affect the hydrodynamics of Citarum Hilir. Therefore, understanding the river's hydrodynamics is essential for comprehending alterations in water flow in sync with changing environmental conditions in Citarum Hilir. The objective of this thesis research is to analyze the hydrodynamic conditions and sediment transport in the downstream portion of the Citarum River. This research investigates the behavior of water flow and sediment transport levels along the downstream section of the Citarum River, along with the factors influencing them. The research methodology involves the simulation of one-dimensional hydrodynamic and sediment transport models using the HEC-RAS application. Data sources river cross-sections from the years 2007, 2014, and 2022, daily dam discharge records, and rainfall-runoff model data. Sediment data include sediment grain size distributions and rates of erosion and sedimentation on the riverbed. iv The hydrodynamic model is used to simulate floods using an unsteady flow approach based on the analysis of planned flood discharges using the HEC-HMS application. The results of the hydrodynamic model indicate a reduction of up to 30% in peak flood discharge in the Citarum Hilir river section. This decrease is attributed to backwater effects and the gentle slope of the river. Meanwhile, the sediment transport model employs both cohesive and non-cohesive sediment transport analyses. The findings reveal that the downstream portion of the river up to the estuary experiences an average erosion of 3.8 meters, which is lower than the field measurements indicating a decrease of approximately 1.8 meters. The disparity between the sediment transport model and field measurements highlights the necessity of considering flocculation effects in sediment transport calculations. Flocculation is the process of suspended particle settling in water, increasing particle size through aggregate formation, facilitating sediment settling, and enhancing sediment settling rates. Therefore, further study on flocculation using alternative analysis methods is required for more accurate sediment transport analysis results that can better represent actual field conditions. Keywords: sediment tansport, hydrodynamics, lower citarum river, one dimensional modelling. v STUDI HIDRODINAMIKA DAN TRANSPORTASI SEDIMEN PADA SUNGAI CITARUM HILIR DI PROVINSI JAWA BARAT HALAMAN PENGESAHAN Oleh Alfandias Saurena NIM: 25821001 (Program Studi Magister Pengelolaan Sumber Daya Air) Institut Teknologi Bandung Menyetujui Tim Pembimbing Tanggal ……………………….. Ketua Anggota (Ir. M. Cahyono, Ph.D) (Dr.