Perpustakaan Digital ITB

Pentingnya keamanan bendungan ditekankan oleh dua kegagalan bendungan yang terjadi di Indonesia yaitu Bendungan Gintung (Provinsi Banten) pada tahun 2009 (sebelumnya bernama Situ Gintung) dan Bendungan Alam Way Ela (Provinsi Maluku) tahun 2012. Dua peristiwa tersebut telah mendorong pemerintah untuk meningkatkan kesiapsiagaan terhadap bencana dan perencanaan untuk meminimalkan potensi dampak yang berkaitan dengan kegagalan bendungan. Fenomena ini sangat penting untuk ditelaah lebih lanjut karena permasalahan aliran akibat dambreak seperti ini sudah banyak terjadi di banyak daerah pemukiman dan menimbulkan kerugian secara materi dan bukan materi yang tidak kecil. Untuk menurunkan resiko kerugian akibat dambreak, diperlukan pemahaman yang lebih baik mengenai fenomena dambreak tersebut. Informasi mengenai profil aliran yang terjadi di wilayah terbangun dapat dianalisa berdasarkan aliran dambreak yang terjadi disekitar bangunan yang disederhanakan melalui model fisik. Oleh karena kajian model fisik rambatan banjir akibat dambreak pada berbagai pola konfigurasi bangunan sebagai peredam energi perlu dilakukan. Dengan demikian dapat dilihat perlakuan khusus pada model fisik tersebut sehubungan dengan pengaruh tata bangunan dalam memberikan pengaruh peredaman terbesar. Untuk memodelkan kondisi menyerupai kondisi di lapangan dibuat model fisik dengan menggunakan flume, yang menggunakan mekanisme bukaan pintu tiba-tiba sebagai simulasi aliran akibat dambreak. Pada penelitian ini akan dikembangkan model fisik rambatan banjir akibat keruntuhan tanggul yang dibangun di Laboratorium Hidraulika ITB, dengan ukuran saluran panjang 10 m dan lebar 1 m, lalu ukuran reservoir adalah panjang 4 m dan dan lebar 2 m. Aliran banjir dimodelkan sebagai flash flood akibat pergerakan massa air dalam jumlah besar dengan dibukanya pintu air secara mendadak. Sebagai analogi bangunan peredam energi sederhana menggunakan balok kayu ukuran 10x10x40. Model numerik yang akan digunakan merupakan model 3D, pemodelan Flow 3D berbasis persamaan Navier Stokes tiga dimensi yang terdiri dari persamaan kontinuitas, persamaan momentum dan persamaan energi fluida tiga dimensi. Hasil pemodelan berupa karakteristik aliran permukaan yang meliputi ketinggian, kecepatan rambatan, peredaman energi dan bilangan froude. Bentuk bangunan sangat mempengaruhi tinggi muka air dimana untuk profil tinggi muka air, kedalaman tertinggi untuk perbandingan semua konfigurasi bangunan pada titik di depan bangunan terjadi pada konfigurasi 3 bangunan persegi. Bangunan penghalang dengan bentuk belah ketupat memliki pengaruh zona bayangan di belakang bangunan yang lebih besar sehingga aliran memiliki jeda jarak dan waktu yang lebih panjang dibandingkan bentuk bangunan persegi sebelum kedalaman aliran kembali naik setelah mengenai bangunan. Kecepatan yang terjadi dipengaruhi oleh kedalaman reservoir untuk konfigurasi tanpa bangunan, dimana kecepatan pada titik pengamatan menjadi meningkat dengan bertambah besarnya volume tampungan dan penambahan kecepatan ini linier terhadap kedalaman reservoir. Namun saat aliran mengenai bangunan kedalaman reservoir tidak memiliki pengaruh yang signifikan yang terlihat pada grafik profil kecepatan terhadap waktu. Kecepatan tertinggi untuk semua konfigurasi pada titik pengamatan dekat dengan pintu terjadi pada konfigurasi 3 bangunan belah ketupat sedangkan titik jauh di belakang bangunan terjadi pada 2 bangunan memanjang persegi. Perubahan energi terbesar untuk konfigurasi tanpa bangunan terlihat pada 2 detik pertama setelah itu perubahan energi tidak terlalu besar yang terlihat pada grafik profil memanjang. Pada grafik energi profil memanjang dapat dilihat pada gambar di atas dimana kedalaman reservoir mempengaruhi besaran nilai grafik. Besaran energi yang terjadi terlihat berbeda untuk titik pengamatan di depan dan belakang bangunan. Pengaruh bangunan menyebabkan berkurangnya besaran energi yang terjadi di belakang bangunan secara signifikan, dan tipe bangunan yang memberikan reduksi energi terbesar adalah bangunan belah ketupat. Kedalaman reservoir memiliki pengaruh yang sangat signifikan dalam menyebabkan perubahan aliran pada konfigurasi tanpa bangunan namun setelah ada bangunan kedalaman reservoir tidak terlalu mempengaruhi nilai bilangan Froude. Pada 5 detik pertama sebagian besar aliran adalah superkritis akibat pengaruh bukaan pintu secara tiba-tiba setelah detik ke-5 aliran yang terjadi adalah subkritis. Keterbaruan yang dihasilkan dari penelitian ini adalah hubungan pengaruh pengaturan (tata letak) bangunan peredam energi terhadap karakteristik aliran rambatan gelombang akibat dambreak yaitu kedalaman aliran, kecepatan rambatan, energi yang mampu teredam dan bilangan Froude untuk mengetahui tipe aliran yang terjadi. Selain itu pada proses pengolahan data digunakan metode pengolahan gambar (imaged processing) dengan menggunakan model phyton yang membantu memudahkan pembacaan hasil running tinggi muka air. Manfaat dari penelitian ini dapat mememberikan informasi pengaruh rambatan banjir akibat dambreak yang berguna untuk menilai layak atau tidaknya waduk, embung dan situ dengan bangunan yang padat di sekitarnya. Penilaian ini dapat digunakan untuk mengambil pertimbangan untuk merancang ulang waduk, embung dan situ dan pemukiman di sekitarnya sebagai bagian dari mitigasi bencana. Aplikasi penelitian ini dapat juga digunakan untuk mengetahui rambatan banjir pada pemukiman di daerah perkotaan.