Model Numerik 1-Dimensi Aliran di Sungai dengan Metode Differensi Hingga Skema Staggered Grid, Study Kasus Kali Kemuning-Sampang Madura

Abstract

Pada suatu sungai dimana penampangnya tidak seragam ( non-uniform ) demikian pula kemiringan dasar sungainya, kondisi inflow sungai sebagai batas hulu dan adanya pengaruh pasang surut di hilir sungai. Kondisi aliran di sungai yang demikian ini adalah aliran tak tunak dan tak seragam (unsteady non-uniform flow). Maka penyelesaian perhitungan aliran sungai demikian ini adalah menggunakan persamaan kontinuitas dan persamaan momentum. Namun kedua persamaan ini merupakan persamaan differential partial, sehingga dapat diselesaikan dengan metode numerik. Demikian halnya pada sungai Kali Kemuning Sampang-Madura, permasalahan yang terjadi di Kali Kemuning adalah kapasitas alirannya mengecil sehingga sering terjadi banjir di musim hujan. Persamaan kontinuitas dan persamaan momentum yang akan diselesaikan adalah persamaan 1-Dimensi aliran. Methode yang akan digunakan adalah metode differensi hingga skema Staggered Grid. Model hitungan ini diharapkan dapat menunjukkan / mensimulasikan fenomena aliran yang akan terjadi di sepanjang sungai dengan kondisi geometrinya, terutama kondisi geometri rencana. Methode numerik Skema Staggered Grid diharapkan dapat memberikan pemahaman kondisi aliran sungai. Pada kasus analisa rencana kapasitas normalisasi sungai Kali Kemuning, dimana direncanakan dua kemiringan dasar sungai, di hulu Io = 0,0004, sedangkan di hilir Io = 0,000199. lebar sungai direncanakan non-uniform, dari hulu lebar sungai = 25 m. kemudian ke hilir berangsur-angsur melebar 35 m. kemudian 45 m. dan sampai hilir melebar hingga 55 m. Batas hilir pasang surut dengan tinggi H = 2.00 m. dan periode adalah 12 jam, batas hulu hydrograf banjir Kali Kemuning yaitu dengan puncak banjir  sebesar 300 m3/dt. Hasil simulasi telah dapat menggambarkan dengan baik pemahaman kondisi aliran sungai dan muka air pada setiap jam di sepanjang sungai.