HEC-RAS telah menambahkan fitur non-Newtonian sejak versi 6.0 untuk memodelkan aliran dengan konsentrasi sedimen tinggi, dengan beberapa metode yang tersedia. Keberagaman metode tersebut di satu sisi memberikan fleksibilitas dalam proses pemodelan, tetapi di sisi lain justru sering membuat kebingungan dikalangan pengguna. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan metode non-Newtonian dalam HEC-RAS versi 6.6 yang dapat digunakan untuk menyimulasikan banjir lahar di lereng Gunung Merapi.
Pemodelan dilakukan menggunakan pendekatan dua dimensi aliran tak tunak. Lokasi yang di-gunakan objek pemodelan yaitu Sungai Gendol yang terletak di lereng Gunung Merapi. Beberapa metode non-Newtonian yang dibandingkan meliputi Bingham, O’Brien Equation (Quadratic), Herschel-Bulkley, dan Clastic Grain Flow. Evaluasi hasil dilakukan di dua titik kontrol dengan indikator berupa hidrograf muka air dan debit aliran.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa metode O’Brien Equation memiliki hasil yang identik dengan Bingham. Metode Herschel-Bulkley menunjukkan sensitivitas parameter power index (nHB) terhadap debit pada kondisi tertentu, namun memiliki hasil yang masih realistis. Sebaliknya, metode Clastic Grain Flow menunjukkan hasil yang tidak realistis. Hal tersebut ditandai dengan keterlambatan aliran, debit yang kecil, dan aliran tidak mencapai titik kontrol pada variasi parameter tertentu. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa fitur non-Newtonian dalam HEC-RAS mampu menyimulasikan banjir lahar dengan beberapa catatan. Metode Bingham dan O’Brien Equation sebagai pendekatan yang cocok digunakan untuk menyimulasikan banjir lahar. Metode Herschel-Bulkley masih dapat digunakan. Namun, penentuan parameter power index (nHB) memerlukan kehati-hatian karena sensitif terhadap hasil simulasi. Metode Clastic Grain Flow tidak direkomendasikan untuk kasus banjir lahar.
HEC-RAS has added non-Newtonian features since version 6.0 to model flows with high sediment concentrations, with several available methods. Although this variety of techniques offers adaptability in the modeling process, it frequently leads to misunderstanding among users. This research seeks to identify the non-Newtonian approaches in HEC-RAS version 6.6 that can effectively model lahar floods on Mount Merapi's slopes.
The modeling utilized a two-dimensional unsteady flow method. The Gendol River, situated on Mount Merapi's slopes, served as the subject for modeling. Various non-Newtonian approaches were evaluated, such as Bingham, O'Brien Equation (Quadratic), Herschel-Bulkley, and Clastic Grain Flow. The results were evaluated at two control points, using water level hydrographs and flow discharge as indicators.
Simulation results showed that the O'Brien Equation method produced identical results to Bingham. The Herschel-Bulkley method shows the sensitivity of the power index (nHB) parameter to discharge under certain conditions, but still produces realistic results. In contrast, the Clastic Grain Flow method shows unrealistic results. This is characterized by flow delays, small discharges, and flow not reaching the control point at certain parameter variations. Based on these results, it can be concluded that the non-Newtonian features in HEC-RAS are capable of simulating lahar floods with several notes. The Bingham and O'Brien Equation methods are suitable approaches for simulating lahar floods. The Herschel-Bulkley method can still be used. However, determining the power index (nHB) parameter requires caution because it is sensitive to the simulation results. The Clastic Grain Flow method is not recommended for lahar flood cases.
Kata Kunci :
banjir lahar, HEC-RAS, debris flow, non-Newtonian, lahar flood, HEC-RAS, debris flow, non-Newtonian
