Perpustakaan Digital ITB

Prediksi mengenai dinamika aliran dan gerusan lokal merupakan hal penting dalam mendesain saluran karena efek yang terjadi pada perubahan bentuk sungai, khususnya pada penapang berbentuk compound channel. Tukad Unda merupakan salah satu Sungai di Indonesia terletak di Provinsi Bali yang memiliki bentuk penampang Sungai compound channel. Hal ini merupakan bentuk dari normalisasi Sungai Tukad Unda yang semula tertutup karena letusan Gnung Agung pada tahun 2020. Normalisasi bentuk compound channel dilakukan pada tahun 2023 dengan dinding beton pracetak atau Schematic Precast Sistem (SPS) sebagai perkuatan dinding. Compound channel memiliki dua dimensi yang berbeda yaitu main channel dan flood plain. Perbedaan dimensi tersebut menimbulkan perbedaan aliran, kecepatan aliran lebih cepat terjadi di main channel dan kecepatan lebih lambat terjadi di flood plain. Perbedaan kecepatan tersebut menimbulkan aliran sekunder dan membentuk aliran vortex di sepanjang aliran khususnya di area antarmuka antara main channel dan flood plain. Adanya pola dinamika tersebut menimbulkan adanya gerusan di compound channel. Dengan kompleksitas aliran tersebut, compound channel disimulasi menggunakan perangkat lunak iRIC dengan solver NaysCUBE secara tiga dimensi dan solver Nays2DH secara dua dimensi. Data morfologi yang digunakan berasal dari data pengukuran pada desain perencanaan compound channel Tukad Unda kemudian ii untuk input yang digunakan adalah data hasil analisis hidrologi dengan kala ulang 50 tahun (Q50) dan data pasang surut. Persamaan NaysCUBE menggunakan persamaan Reynold Average Navier-Stokes (RANS) dan Nays2DH menggunakan beda hingga. Untuk transport sedimen menggunakan persamaan Meyer-Peter Muller dengan zero equation model. Hasil penelitian yang dilakukan dengan NaysCUBE menunjukkan pola aliran yang terjadi di compound channel memiliki vortisitas dominan di area main channel kemudian terdapat vortisitas di flood plain. Bentuk pola aliran tampak berbentuk heliks di area belokan. Prediksi kecepatan aliran yang dilakukan dengan Model Shiono & Knight Method (SKM) dapat memprediksi kecepatan aliran di compound channel dengan perbedaan pemodelan Nays2DH sebesar 4.579%. Kemudian simulasi dengan Nays2DH menunjukkan pola aliran dengan outlet pasang surut mempengaruhi pola aliran yang cukup terlihat di area bagian hilir yaitu STA 4 berjarak 300 meter dari hilir. Aliran yang terjadi di compound channel didominasi oleh aliran subkritis dimana nilai Froude number < 1. Namun aliran kritis terlihat saat t=11 jam di STA 4 di compound channel dengan outlet free flow dengan kedalaman aliran sebesar 0.037 meter. Gerusan terjadi di main channel dan flood plain. Pada compound channel tanpa SPS, penurunan elevasi dasar tertinggi terjadi di area belokan STA 9 yaitu 0.691 meter pada bagian antarmuka. Pada compound channel dengan SPS, penurunan elevasi dasar tertinggi terjadi di STA 9 yaitu tepat di belokan sebesar 0.134 meter pada area flood plain. Pemasangan SPS mereduksi gerusan pada dinding namun gerusan tetap terjadi di area flood plain, hal ini dapat menimbulkan keruntuhan beton pracetak pada dinding compound channel. Pada desain compound channel selanjutnya dapat dilakukan dengan pemasangan vegetasi di area flood plain untuk mengurangi gerusan yang terjadi.