Category: HEC-RAS

Beberapa pembaca weblog saya pernah menanyakan tentang perbedaan HEC-RAS dan HEC-HMS. Secara singkat, HEC-RAS adalah model hidraulika, sedangkan HEC-HMS adalah model hidrologi.

Dalam bahasa sederhana, HEC-HMS adalah tool untuk mengubah data (curah) hujan yang turun di DAS menjadi debit aliran (runoff) yang keluar dari DAS tersebut. Apabila kita ingin mengetahui perjalanan aliran banjir tersebut di sungai, maka kita memakai HEC-RAS. Jadi, HEC-HMS kita pakai untuk menghitung debit berdasarkan data hujan, sedangkan HEC-RAS kita pakai untuk menghitung muka air di sepanjang alur sungai berdasarkan masukan debit. Artinya, HEC-HMS memberikan debit banjir di titik kontrol DAS, sedangkan HEC-RAS memberikan informasi muka air banjir di sungai.

Saya pernah mendapatkan pertanyaan dari pembaca mengenai pilihan untuk melakukan steady flow analysis atau unsteady flow analysis. Kapankah cukup melakukan steady flow analysis dan kapankah harus melakukan unsteady flow analysis?

Pilihan untuk melakukan simulasi aliran permanen (steady flow analysis) atau aliran tak permanen (unsteady flow analysis) bergantung kepada kasus yang ditangani atau kepada tujuan melakukan analisis. Simulasi aliran permanen dipilih apabila aliran yang akan disimulasikan (kasus yang ditinjau) memang aliran permanen. Untuk merancang saluran irigasi atau saluran tambak, cukup dilakukan simulasi aliran permanen. Untuk melakukan penelusuran banjir (flood routing) di sungai, perlu simulasi aliran tak permanen. Jika hanya ingin memperkirakan muka air banjir di sepanjang sungai, dapat dilakukan simulasi aliran permanen, dengan catatan bahwa muka air banjir yang hasil hitungan akan lebih tinggi daripada seharusnya (over estimate).

Apakah pilihan antara simulasi aliran permanen atau tak permanen dipengaruhi oleh keberadaan junction atau struktur hidraulik di sungai? Tidak. Keberadaan junction atau struktur hidraulik di sungai (jembatan, gorong-gorong, tanggul, bendung, dsb.) tidak mempengaruhi pilihan antara melakukan simulasi aliran permanen atau tak permanen.

Baru-baru ini, saya mendapatkan pertanyaan dari salah seorang pembaca mengenai langkah-langkah melakukan normalisasi tampang sungai dengan bantuan HEC-RAS. Saya telah memberikan paparan mengenai prosedur melakukan modifikasi tampang lintang sungai dalam konteks yang lebih luas, tidak hanya pada normalisasi alur sungai. Paparan tersebut dapat dibaca di sini.

Setelah agak lama hanya menyediakan dua modul pelatihan pemakaian HEC-RAS, maka pada November 2012 ini saya menambahkan dua modul lagi, yaitu:

• HEC-RAS Lanjut: Dam Breach Analysis
• HEC-RAS Lanjut: Gates, Pump Station, and Storage Area

Seperti dua modul yang telah lebih dulu saya susun, kedua modul baru di atas pun saya tuliskan dalam Bahasa Indonesia. Dam Breach Analysis memaparkan contoh cara memakai HEC-RAS untuk mensimulasikan aliran banjir yang dipicu oleh sebuah bendung yang runtuh (jebol). Gates, Pump Station, and Storage Area memaparkan contoh pemakaian HEC-RAS untuk mensimulasikan pintu air, pompa air, lateral structure yang berupa pelimpah samping, kawasan retensi banjir, serta tanggul.

Dalam menyusun kedua modul di atas, saya dibantu oleh teman-teman asisten, yaitu Irfan Kusnadi, Ratih Kusuma Hartini, dan Tifani Restianti. Saya sampaikan terima kasih kepada mereka bertiga.

Sebenarnya, saya masih belum puas dengan contoh kasus yang saya paparkan pada kedua modul baru tersebut. Saya masih berusaha memperbaikinya. Namun, sambil menunggu perbaikan tersebut selesai saya kerjakan, kedua modul saya tayangkan dulu. Toh, perbaikan yang saya lakukan hanya penggeseran lokasi struktur. Cara pemodelan tidak mengalami perubahan yang berarti.

Untuk mengunduh (men-download) modul tersebut diperlukan password. Silakan menghubungi saya melalui email ke istiarto@ugm.ac.id atau melalui halaman kontak untuk mendapatkan password.

Beberapa kali saya menerima pertanyaan mengenai cara memodelkan tampungan atau dikenal pula sebagai situ, embung, waduk, reservoir. Di bawah ini, saya coba berikan paparan singkat mengenai cara memodelkan tampungan dengan HEC-RAS.

Situ/embung/waduk yang berada di jalur alur sungai dapat dimodelkan dengan dua cara, yaitu: (1) sebagai laiknya sebuah alur sungai, atau (2) sebagai storage area.

Situ/embung/waduk (A) dimodelkan laiknya sebuah alur sungai (reach). Situ/embung/waduk dimodelkan dengan sejumlah tampang melintang (cross sections) melalui waduk tersebut, persis seperti memodelkan sebuah alur sungai.

Situ/embung/waduk (B) dimodelkan sebagai sebuah tampungan (storage area). Di sini, diperlukan sebuah inline structure berupa bendung atau dam, dua buah tampang lintang di dalam wduk, dan sebuah tampang lintang di hilir inline structure.

Prosedur memodelkan inline structure dan storage area dapat dibaca pada modul lanjut.

Ada pertanyaan dari salah seorang pembaca website ini mengenai cara memodelkan sungai berkelok. Saya cuplik pertanyaan dia (saya ubah kalimat dia agar lebih mudah kita baca): “Saya ingin bertanya tentang sungai yg berbelok belok. Bagaimanakah cara memodelkannya dalam HEC RAS? Apakah HEC RAS mengganggap alur sungai seperti itu sebagai sungai lurus?”

HEC-RAS mengenali alinemen alur sungai dari data panjang ruas antara suatu river station dengan river station di sisi hilirnya atau, dalam bahasa sederhana, jarak antara suatu tampang lintang (cross section) dengan tampang lintang berikutnya di sisi hilir tampang lintang tersebut. HEC-RAS meminta tiga data panjang ruas, yaitu panjang ruas bantaran kiri, panjang ruas alur utama, dan panjang ruas bantaran kanan. Panjang ruas ini bukan panjang fisik geometri sungai, tetapi jarak tempuh aliran di ketiga bagian tampang tersebut. Saya berikan satu contoh di bawah ini.

Sketsa alur sungai pada gambar pertama menunjukkan bahwa alur sungai antara RS 4015 dan RS 3980 berbelok ke kanan. Untuk memberitahukan fitur kelokan ini kepada HEC-RAS, kita masukkan data jarak yang ditempuh aliran dari RS 4015 ke RS 2980 pada bagian bantaran kiri, alur utama, dan bantaran kanan. Data ini kita masukkan pada layar editor Cross Section Data (lihat gambar kedua). Pada isian Downstream Reach Lengths, kita masukkan jarak tempuh aliran di bantaran kiri sebagai data LOB (62.5 m), jarak tempuh aliran di alur utama sebagai data Channel (35 m), dan jarak tempuh aliran di bantaran kanan sebagai data ROB (7.5 m).

Bagaimanakah cara kita mengukur jarak tempuh aliran LOB, Channel, ROB? Saran saya, jarak ini kita tentukan dengan mencermati situasi di lapangan. Langkah awal, dapat saja kita memakai gambar situasi. Namun, kita perlu memeriksa lapangan untuk mendapatkan informasi yang lebih baik. Kita perlu pula memperhatikan besaran debit aliran yang ingin kita simulasikan. Tidak tertutup kemungkinan bahwa jarak tempuh aliran LOB, Channel, ROB berbeda pada nilai debit aliran yang berlainan.

Saya perlu menekankan bahwa jarak LOB, Channel, ROB adalah jarak tempuh aliran, bukan jarak fisik geometri antara kedua river station. Kurang tepat apabila LOB diisi dengan data jarak antar titik data paling kiri atau titik paling kiri alur utama di RS 4015 dan RS 3980. Demikian pula, kurang tepat apabila Channel diisi dengan data jarak antar titik tengah kedua RS tersebut, serta kurang tepat pula apabila ROB diisi dengan data jarak antar titik paling kanan atau titik paling kanan alur utama kedua RS tersebut.

Kesalahan yang fatal, tetapi pernah saya temui, adalah sebuah model alur sungai berkelok-kelok (tampak pada gambar river network pada layar editor Geometric Data), tetapi data LOB, Channel, ROB pada Downstream Reach Length berisi nilai yang sama. Model tetap “jalan” dan memberikan hasil. Tetapi tentu saja HEC-RAS memodelkan sungai berkelok-kelok tersebut sebagai sungai lurus!