MH atau OHCH
F. DEBIT REMBESAN (Qout) PADA TUBUH MODEL TANGGUL
Dalam perencanaan sebuah tanggul perlu diperhatikan stabilitas terhadap bahaya longsor, erosi dan kehilangan air akibat rembesan melalui tubuh tanggul. Debit rembesan merupakan kapasitas remebsan air yang mengalir ke hilir model tanggul (qout). Debit rembesan yang terjadi pada sebuah tanggul diusahakan agar tidak melebihi debit kritis (qc), jika hal tersebut dibiarkan maka kemungkinan akan timbulnya erosi bawah tanah (piping). Besarnya qc
yaitu sekitar 5% dari debit rata-rata yang masuk ke dalam tanggul (qin).
Besarnya debit rata-rata yang masuk pada tanggul (qin) baik untuk model tanggul tanpa saluran drainase maupun dengan saluran drainase horizontal besarnya sama yaitu 1.21 x 10-4 m3/det, sehingga qc sebesar 6.05 x 10-6 m3/det. Besarnya debit rembesan pada tubuh tanggul diharapkan tidak melebihi nilai 6.05 x 10-6 m3/det. Debit rembesan (qout) pada tanggul dapat dihitung dengan menggunakan 3 cara yaitu :
1. Berdasarkan Pengukuran Langsung pada Model Tanggul
Pengukuan debit rembesan secara langsung pada model tanggul dilakukan pengukuran debit outlet dengan periode pengukuran 5 menit hingga didapatkan debit outlet yang konstan. Perhitungan debit rembesan (qout) diperoleh dari besarnya debit (m3/det) per satuan panjang tanggul (m).
Dari Tabel 14. dapat diketahui bahwa besarnya debit rembesan yang terjadi masih kecil dari debit kritis baik untuk model tanggul tanpa drainase maupun dengan drainase horizontal. Besarnya debit kritis 6.05 x 10-6 m3/det. Model tanggul tersebut dapat dikatakan masih aman, dan tingkat kestabilan tanggul masih baik.
Debit outlet untuk model tanggul dengan menggunakan drainase horizontal lebih besar daripada debit outlet untuk model tanggul tanpa drainase. Hal ini dapat disebabkan karena air yang mengalir dalam tubuh tanggul dengan drainase horizontal mengalir menuju filter (chapiphon) dan drainase (pasir) sehingga debit yang keluar akan semakin besar.
Tabel 14. Debit rembesan (qout) hasil pengukuran secara langsung pada model tanggul Penelitian Model tanggul Ulangan qin (m3/det) qout (m3/det) Zona basah (a, cm) Sari (2005) Tanpa saluran drainase 1 2.74 x10-5 1.04 x 10-6 15.00 2 2.00 x 10-5 6.70 x 10-7 17.00 3 3.84 x 10-5 6.16 x 10-7 16.00 Rata-rata 2.86 x 10-5 7.76 x 10-7 16.00 Erly, dkk (2007) Tanpa saluran drainase 1 1.21 x 10-4 5.46 x 10-7 21.30 2 1.21 x 10-4 4.96 x 10-7 20.50 3 1.21 x 10-4 4.72 x 10-7 18.00 Rata-rata 1.21 x 10-4 5.04 x 10-7 19.90 Dengan saluran drainase 1.21 x 10-4 6.20 x 10-6 Tidak ada
Drainase dengan menggunakan pasir mempunyai daya serap yang tinggi dan meloloskan air lebih cepat dibandingkan dengan tanah yang bertekstur lempung begitu juga dengan chapiphon. Chapiphon merupakan salah satu bentuk filter yang mempunyai daya hisap, kekuatan beban dan gravitasi yang baik. Chapiphon juga dapat mencegah penyumbatan dan mampu menghasilkan debit pembuangan yang tinggi dengan memanfaatkan sistem kapilarisasi.
Untuk model tanggul tanpa drainase, besarnya debit outlet lebih kecil dari penelitian Sari (2005), akan tetapi memiliki zona basah yang lebih panjang. Ini diakibatkan karena pengaruh ukuran partikel tanah. Ukuran partikel yang lebih kecil memiliki ruang pori yang lebih kecil pula sehingga debit yang dikeluarkan lebih kecil, tetapi partikel yang lebih kecil mempunyai daya kapilasitas yang tinggi untuk merembeskan air dalam tubuh tanggul sehingga besarnya zona basah di bagian hilir tanggul lebih panjang.
Pada Gambar 25, dapat dilihat perbandingan antara debit rembesan untuk model tanggul tanpa drainase dengan debit rembesan dengan drainase horizontal. Nilai debit rembesan dengan drainase horizontal lebih besar daripada debit rembesan model tanggul tanpa drainase. Perhitungan debit rembesan (qout) untuk masing-masing ulangan selengkapnya pada Lampiran 8. 0.00E+00 1.00E-06 2.00E-06 3.00E-06 4.00E-06 5.00E-06 6.00E-06 7.00E-06 0 50 100 150 200 Waktu (menit) D e b it r e m b es an ( m 3 /de t) Dengan drainase Tapa Drainase 1 Tanpa drainase 2 Tanpa Drainase 3
Gambar 25. Kurva perbandingan debit rembesan (qout) untuk model tanggul tanpa drainase dan dengan drainase horizontal.
2. Berdasarkan Program Seep/w
Data-data yang diperlukan untuk menganalisa besarnya debit rembasan dan panjang zona basah (a) yaitu jenis bahan, pressure, konduktivitas hidrolika, tinggi tekan (head pressure) dan unit flux.
Nilai permeabilitas diperoleh dari pengambilan contoh tanah pada tubuh tanggul setelah dilakukan pengaliran. Pengambilan contoh tanah untuk uji permeabilitas diambil dari bagian hilir tanggul. Ini dilakukan karena tanah bagian hilir tanggul lebih jenuh karena adanya rembesan air yang mengalir ke bagian hilir tanggul. Nilai pressure dan permeabilitas untuk setiap ulangan pada model tanggul yang selanjutnya menjadi data masukkan untuk analisa debit rembesan dengan program Seep/W.
Pada Tabel 15, besarnya debit rembesan (flux section) mempunyai nilai yang tidak berbeda jauh. Nilai rembesan pada model tanggul dengan drainase lebih besar. Penelitian sebelumnya nilai flux section yang diperoleh 3.88 x 10-7 m3/det (Sari, 2005). Debit rembesan yang diperoleh pada penelitian sebelumnya bernilai lebih besar dibandingkan dengan penelitian kali ini yaitu sebesar 4.0094 x 10-8 m3/det . Ukuran partikel tanah berpengaruh terhadap terhadap debit rembesan. Dengan pemakaian ukuran partikel tanah yang berbeda maka kandungan tanah juga akan berbeda sehingga dapat berpengaruh terhadap tingkat kepadatan tanah. Semakin besar tingkat kepadatan tanah, maka tanah tersebut akan lebih sukar untuk meloloskan air dan debit yang dihasilkan akan kecil pula. Dengan pemakaian ukuran partikel tanah yang besar akan menghasilkan debit rembesan yang besar pula. Tahapan pengoperasian program Seep/W pada Lampiran 9.
Tabel 15. Hasil analisis debit rembesan dengan program Seep/W
Model tanggul Ulangan Pressure ( - ) (kN/m2) Permeabilitas (m/det) Debit Rembesan (m3/det) Tanpa saluran drainase 1 0.914 2.30 x 10-6 3.1909 x 10-8 2 1.550 3.24 x 10-6 4.4950 x 10-8 3 1.440 3.13 x 10-6 4.3424 x 10-8 Rata-rata 1.301 2.89 x 10-6 4.0094 x 10-8 Dengan saluran drainase 2.010 8.41 x 10-7 5.0815 x 10-8
3. Berdasarkan Rumus Empiris
Berdasarkan rumus empiris cara A. Casagrande debit rembesan yang diperoleh untuk model tanggul tanpa saluran drainase sebesar 3.89 x 10-10 m3/det. Dengan cara grafik debit rembesan untuk model tanggul tanpa drainase diperoleh nilai sebesar 3.99 x 10-10 m3/det. Debit rembesan yang didapatkan dengan cara Bowles untuk model tanggul tanpa drainase sebesar 4.16 x 10-10 m3/det. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 16.
Tabel 16. Hasil perhitungan debit rembesan berdasarkan rumus empiris masing (A. Casagrande, Grafik, dan Bowles)
Model tanggul
Zona basah hitung (cm) Permeabilitas
(cm/det)
qhitung (m3/det)
Casagrande Grafik Bowles Casagrande Grafik Bowles
Tanpa
drainase 12.06 13.36 12.22 3.24 x 10
-4
3.89 x 10-10 3.99x 10-10 4.16 x 10-10
Tabel 17. Perbandingan debit rembesan (qout) dengan 3 metode (Pengamatan langsung, analisis SEEP/W, dan analisis rumus empiris)
Model Tanggul
Debit Rembesan (qout) (m3/det)
Pengamatan Langsung
Analisis SEEP/W
Analisis Rumus Empiris
Casagrande Grafik Bowles Tanpa Saluran Drainase 5.04 x 10-7 4.0094 x 10-8 3.89 x 10-10 3.99 x 10-10 4.16 x 10-10 Tanpa Saluran Drainase 6.20 x 10-6 5.0815 x 10-8 - - -
Debit rembesan berdasarkan rumus empiris menghasilkan debit yang jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan metode pengukuran secara langsung dan analisis program Seep/w. Hal ini disebabkan karena pada metode empiris selain faktor permeabilitas dan dimensi tanggul, panjang zona basah juga mempengaruhi perhitungan. Pada pengukuran secara langsung dan metode analisis Seep/w, panjang zona basah (a) tidak berpengaruh dalam menentukan besarnya debit rembesan. Hanya nilai permeabilitas yang mempengaruhi debit rembesan pada analisis Seep/W, sedangkan pada pengukuan langsung debit rembesan di ukur berdasarkan banyaknya volume air yang keluar setiap waktunya.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan :
1. Debit rembesan dengan analisis SEEP/W lebih mendekati debit rembesan secara pengamatan langsung, sedangkan analisis dengan rumus empiris debit rembesan yang diperoleh nilainya lebih kecil dibanding analsis SEEP/W maupun pengamatan langsung.
2. Dari penelitian sebelumnya (Sari, 2005) besarnya debit rembesan secara pengamatan langsung diperoleh debit yang lebih besar dibandingkan penelitian ini, dikarenakan penggunaan ukuran partikel tanah yang berbeda. Dengan ukuran partikel yang lebih besar, maka debit outlet yang dihasilkan lebih besar pula.
3. Penggunaan drainase berpengaruh terhadap debit rembesan. Nilai yang diperoleh untuk debit rembesan pada model tanggul dengan drainase horizontal lebih besar dibanding debit rembesan pada model tanggul tanpa drainase.
4. Berdasarkan hasil pengukuran langsung, perhitungan empiris dan analisis Seep/W maka debit rembesan yang terjadi semuanya lebih kecil dari debit kritis sehingga tidak menyebabkan gejala keruntuhan tanggul.
B. SARAN
1. Bahan pembentuk model tanggul sebaiknya merupakan bahan yang tahan terhadap rembesan air seperti tanah yang mempunyai kandungan liat yang tinggi.
2. Perlu diadakan penelitian lanjutan yaitu menggunakan skala yang sama antara dimensi tanggul dengan besarnya ukuran partikel tanah yang digunakan untuk bahan pembentuk model tanggul.
3. Perlu digunakan sensor kadar air di beberapa titik pada tubuh model tanggul agar diketahui kadar air pada saat pengaliran air berlangsung.