ABSTRAK
PERENCANAAN BENDUNG DI DAERAH IRIGASI DODA SULAWESI TENGAH
Oleh Adhe Dismaniar
Negara Indonesia dikenal sebagai negara agraris yang sebagian besar penduduknya bermata pencaharian sebagai petani. Di Sulawesi Tengah terdapat Daerah Irigasi Doda dengan luas lahan sawah 1.350 Ha. Petani di daerah ini hanya dapat menanam padi maupun palawija sekali dalam setahun yaitu pada musim penghujan. Kondisi tersebut dikarenakan kurangnya ketersediaan air irigasi dan minimnya jaringan irigasi. Bangunan pengambilan (bendung) yang terdapat di daerah tersebut tidak semuanya berfungsi dengan baik, bahkan ada yang hilang/hanyut. Untuk mewujudkan sistem pengairan yang baik maka perlu dibangun bendung baru yang berfungsi untuk menaikkan muka air sungai sehingga dapat dialirkan ke lahan pertanian dan meningkatkan produksi pertanian. Penelitian ini berisi desain salah satu bendung di Daerah Irigasi Doda yaitu Bendung Torire. Bendung direncanakan dengan pasangan batu kali dan dilapisi oleh pelat beton. Desain dimensi bendung Torire berdasarkan hasil perhitungan adalah sebagai berikut, lebar efektif bendung 9.3 meter, tipe mercu bendung tipe ogee, dengan tinggi bendung 2 meter, tipe kolam olak vlughter dengan panjang kolam olak 6.9 meter, panjang lantai muka 22.23 meter, tinggi kaki pemecah energi 1.65 meter. Desain ini telah memenuhi syarat stabilitas terhadap bahaya guling, geser, eksentrisitas, dan daya dukung tanah.
ABSTRACT
DESIGN OF WEIR IN DODA IRRIGATION AREA, CENTRAL SULAWESI
By
Adhe Dismaniar
Indonesia is an agricultural country where most of people there works as farmer. In Central Sulawesi, there is an irrigation area called Doda Irrigation Area with area of 1350 ha. The farmers of this area can cultivate paddy or crops only once in a year. This condition is due to the lack of irrigation water dan unmaintained irrigation structures. Some weirs in this area are not functioning well and some others are broken. In order to establish good irrigation system, it is necessary to build some new weirs in the area to guarrantee water availabilty in this area. This research contains a design of one weir in Doda Irrigation Area. The weir called Torire Weir. This weir is designed using gravel stone covered by concrete plate. The desain of dimension of the weir based on engineering calculation is given as follows, effective width of weir is 9.3 meter, height of weir is 2 meter, type weir is ogee type, type of stilling basin is Vlughter type, length of stilling basin is 6.9 meter, length of upstream floor is 22.23 m, and height of endsill is 1.65 meter. The design has passed the requirement of shear stability, slide stability, eccentricity stability, and ultimate bearing soil capacity.
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Adhe Dismaniar lahir di Bandar Lampung, Lampung, pada
tanggal 14 Oktober 1992, merupakan anak kedua dari pasangan Bapak Suhlani Setiadi,S.E. dan Ibu Kusmaniar Hartati,S.H. Penulis memiliki satu orang saudara
perempuan bernama Widya Kusumawardani,Sab.
Penulis menempuh Pendidikan Sekolah Dasar (SD) diselesaikan di SD Al-Kautsar Lampung pada tahun 2004, Sekolah Menengah Pertama (SMP) diselesaikan di
SMP Negeri 2 Bandar Lampung pada tahun 2007 dan Sekolah Menengah Atas (SMA) diselesaikan di SMA Negeri 2 Bandar lampung pada tahun 2010.
Pada tahun 2010, Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Fakultas Teknik Jurusan
Teknik Sipil Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis pernah melakukan Kerja Praktik pada Proyek Pembangunan Hotel Pop Lampung pada tahun 2013. Pada tahun
ajaran 2013/2014, penulis diberi kepercayaan untuk menjadi Asisten Dosen Mata Kuliah Beton I. Pada tahun 2014 penulis melakukan Kuliah Kerja Nyata
Persembahan
Sebagai perwujudan rasa kasih sayang, cinta, dan
hormatku secara tulus. Aku mempersembahkan karya ini
kepada:
Yang pertama, skripsi ini kupersembahan untuk mama ku
tersayang, sosok pertama dari tujuan hidupku, yang
selalu ada di sampingku dalam keadaan apapun.
Terimakasih ya Allah telah Kau berikan aku malaikat-Mu.
Sosok yang menjadi panutanku, yang mengajarkanku arti
hidup, terimakasih Papa.
Dan terimakasih kepada kakakku yang selalu sabar
mendampingiku.
Terimakasih atas doa dan dukungan yang telah kalian
berikan untuk keberhasilanku meraih cita-cita.
Terimakasih juga kepada keluarga besar yang selalu
memberikan dukungan dan juga doa.
Dan terimakasih almamaterku tercinta Teknik Sipil
SANWACANA
Alhamdulillahi Robbil’Alamin, Puji Syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga skripsi dengan judul “Perencanaan Bendung di Daerah Irigasi Doda Sulawesi Tengah” dapat terselesaikan. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar sarjana Teknik Sipil di Universitas Lampung.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa pada penulisan skripsi ini masih banyak
terdapat kekurangan, oleh sebab itu penulis memohon maaf dan mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.Sc., Ph.D.,selaku Dekan Fakultas Teknik,
Universitas Lampung
2. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
3. Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D., selaku Pembimbing Utama
terima kasih atas waktu, saran, kritik, dukungan, dan kesabarannya selama proses bimbingan dalam penyelesaian skripsi ini.
4. Ibu Ir. Margaretta Welly, M.T., selaku Pembimbing Kedua terima kasih atas kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses
5. Bapak Ir. Nur Arifaini, M.S., selaku Penguji Utama pada ujian skripsi. Terimakasih untuk masukan, saran, ilmu, dan dukungan untuk penelitian ini sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dan mendorong penulis
untuk terus belajar.
6. Ibu Dra.Sumiharni, S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik yang telah
memberikan kasih sayang, serta pendidikan bagaimana menjadi seorang mahasiswa yang bertanggungjawab hingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan di Universitas Lampung ini.
7. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil yang telah membimbing dan memberikan ilmu yang bermanfaat.
8. Keluarga tersayang, Mama, Papa, serta Teteh yang selalu memberikan semangat, doa, dukungan materi dan moril sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
9. Berbagai pihak dari PT. Bina Buana Raya yang telah membantu dengan memberikan data-data di lapangan, sehingga penulis dapat melakukan
pengolahan data untuk menyelesaikan skripsi ini.
10.Teman-teman yang membantu, Fina, Randy, Visi, Humaidi, Tommy, dan Yessi yang telah meluangkan waktu dan membantu penulis dalam
pengambilan dan pengolahan data sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 11.Teman, sahabat bahkan keluarga baru, Oza, Fina, Lita, Merisa, Yessi, Citra,
12.Sahabat semasa SMP, SMA hingga sekarang, Abhe, Cimut, Nisya, dan Winda yang selalu memberi semangat kepada penulis.
13.Semua pihak terkait dalam penyusunan skripsi ini yang tidak dapat penulis
sebutkan satu per satu.
Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,
akan tetapi sedikit harapan semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Bandar Lampung, 24 Oktober 2014 Penulis,
3.1.3 Perhitungan Hujan Rancangan ... 47
3.1.4 Perhitungan Debit Rancangan ... 48
3.1.5 Perencanaan Tubuh Bendung ... 48
3.1.6 Perencanaan Bangunan Pelengkap ... 48
3.1.7 Analisa Anggaran Biaya ... 48
4.3.1 Perhitungan Curah Hujan Rancangan dengan Metode Log Pearson Tipe III ... 52
4.3.1 Perhitungan Curah Hujan Rancangan dengan Metode Gumbel ... 54
4.3.2 Perhitungan Curah Hujan Rancangan dengan Metode Log Normal ... 55
4.5 Perencanaan Hidrolis Bendung ... 63
4.5.1 Perhitungan Tinggi Mercu Bendung ... 64
4.5.2 Perhitungan Lebar Efektif Bendung... 65
4.5.3 Perhitungan Tinggi Muka Air di Hulu Bendung ... 66
4.5.4 Perhitungan Tinggi Muka Air di Hilir Bendung ... 68
4.5.5 Perhitungan Ruang Olakan ... 70
4.5.6 Kontrol Ruang Olakan ... 72
4.5.7 Perhitungan Local Scouring ... 73
4.5.8 Perhitungan Lantai Muka ... 75
4.6 Analisis Stabilitas Konstruksi Bendung ... 79
4.6.1 Perencanaan Dinding Penahan Tanah ... 79
4.6.2 Konstruksi Bendung ... 83
4.6.3 Perhitungan Penulangan ... 100
4.7 Perencanaan Bangunan Pelengkap ... 156
4.7.1 Perencanaan Pintu Pengambilan ... 156
4.7.2 Perencanaan Pintu Penguras ... 163
V. KESIMPULAN ... 169
5.1 Kesimpulan ... 169
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Nilai Yn Untuk Berbagai Jumlah Data ... 10
Tabel 2. Nilai Sn Untuk Berbagai Jumlah Data ... 11
Tabel 3. Nilai G Untuk Berbagai Cs Positif dan T ... 13
Tabel 4. Nilai G Untuk Berbagai Cs Negatif dan T ... 14
Tabel 5. Nilai Faktor Frekuensi (k) Sebagai Fungsi Dari Nilai CV ... 16
Tabel 6. Faktor Daya Dukung Terzaghi ... 38
Tabel 7. Standar Angka Keamanan ... 40
Tabel 8. Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan dari Stasiun Wuasa ... 51
Tabel 9. Perhitungan Log Pearson Tipe III ... 52
Tabel 10. Perhitungan Hujan Rancangan dengan Metode Log Pearson Tipe III ... 53
Tabel 11. Perhitungan Metode Gumbel ... 54
Tabel 12. Perhitungan Hujan Rancangan dengan Metode Gumbel ... 55
Tabel 13. Perhitungan Log-Normal ... 56
Tabel 14. Perhitungan Hujan Rancangan dengan Metode Log Normal ... 57
Tabel 15. Perhitungan Intensitas Hujan ... 58
Tabel 16. Data Umum masing-masing DAS ... 60
Tabel 17. Perhitungan Debit Banjir Rancangan Pada DAS Sungai Torire ... 60
Tabel 19. Hidrograf Banjir Rancangan Periode 25 Tahun Pada DAS
Sungai Torire ... 62
Tabel 20. Perhitungan Lengkung Debit Hulu ... 67
Tabel 21. Perhitungan Lengkung Debit Hilir ... 69
Tabel 22. Perhitungan Lantai Muka ... 75
Tabel 23. Gaya Tubuh Dinding Penahan Tanah Bagian Bawah Terhadap Titik A ... 80
Tabel 24. Gaya Tubuh Dinding Penahan Tanah Bagian Bawah Terhadap Titik A ... 82
Tabel 25. Perhitungan Gaya Akibat Berat Sendiri Bendung ... 84
Tabel 26. Perhitungan Data Untuk Gaya Uplift Pressure Kondisi Air Normal ... 85
Tabel 27. Perhitungan Gaya Uplift Pressure Kondisi Air Normal ... 86
Tabel 28. Perhitungan Data Untuk Gaya Uplift Pressure Kondisi Air Banjir ... 87
Tabel 29. Perhitungan Gaya Uplift Pressure Kondisi Air Banjir ... 88
Tabel 30. Rekapitulasi Gaya Yang Bekerja Pada Kondisi Air Normal ... 94
Tabel 31. Rekapitulasi Gaya Yang Bekerja Pada Kondisi Air Banjir ... 96
Tabel 32. Perhitungan Tinggi Pintu Pengambilan ... 158
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ... 21
Gambar 2. Diagram Aliran Metode Penelitian ... 46
Gambar 3. Grafik Curah Hujan Rancangan ... 58
Gambar 4. Grafik Intensitas Hujan Tiap Jam ... 59
Gambar 5. Kurva Naik Turun HSS Nakayasu DAS Torire ... 63
Gambar 6. Tampak Atas Bendung ... 65
Gambar 7. Grafik Tinggi Muka Air di Hulu Bendung ... 67
Gambar 8. Grafik Tinggi Muka Air di Hilir Bendung ... 69
Gambar 9. Tampak Samping Bendung ... 78
Gambar 10. Dinding Penahan Tanah ... 79
Gambar 11. Dinding Penahan Tanah Bagian Atas ... 79
Gambar 12. Dinding Penahan Tanah Bagian Bawah ... 81
Gambar 13. Gaya Akibat Berat Sendiri Bendung ... 83
Gambar 14. Uplift Pressure Kondisi Air Normal ... 85
Gambar 15. Uplift Pressure Kondisi Air Banjir ... 87
Gambar 16. Gaya Hidrostatis Kondisi Air Normal ... 90
Gambar 17. Gaya Hidrostatis Kondisi Air Banjir ... 91
Gambar 18. Gaya Akibat Tekanan Tanah ... 92
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Negara Indonesia dikenal sebagai negara agraris yang sebagian besar penduduknya bermata pencaharian sebagai petani. Sampai saat ini
kebutuhan air pertanian (untuk keperluan irigasi) memegang porsi paling besar yaitu 76% dari total kebutuhan air.
Propinsi Daerah Tingkat I Sulawesi Tengah, terletak antara 2° lintang utara - 3° lintang selatan dan 119° - 124° bujur timur, merupakan wilayah daratan yang berbatasan di sebelah utara dengan Propinsi Sulawesi Utara, di sebelah
timur dengan Laut Maluku, di sebelah selatan dengan Propinsi Sulawesi Selatan dan Sulawesi Tenggara, dan di sebelah barat dengan Selat
Makassar.
Wilayah Propinsi Sulawesi Tengah mencakup areal seluas 63.689 kilometer persegi. Pada tahun 1990, tata guna lahan di wilayah Propinsi Sulawesi
Tengah meliputi areal hutan seluas 39.806 kilometer persegi atau 62,5 persen, areal semak belukar seluas 3.949 kilometer persegi atau 6,2 persen,
padang rumput seluas 2.102 kilometer persegi atau 3,3 persen, areal ladang seluas 1.465 kilometer persegi atau 2,3 persen, dataran tinggi seluas 828
persegi atau 2,3 persen, areal perkebunan seluas 1.529 kilometer persegi atau 2,4 persen, areal perairan darat seluas 382 kilometer persegi atau 0,6 persen, daerah tandus seluas 64 kilometer persegi atau 0,1 persen, areal
pemukiman seluas 382 kilometer persegi atau 0,6 persen, dan budi daya lainnya 11.719 kilometer persegi atau 18,4 persen dari seluruh luas wilayah.
Di bidang pengairan, meskipun masih terbatas, telah ada peningkatan prasarana pengairan, seperti bendung dan jaringan irigasi. Pada tahun 1993 jaringan irigasi yang ada telah mengairi sawah seluas kurang lebih 92.000
hektare sehingga membantu peningkatan dan menunjang produksi pertanian. (Bappenas)
Potensi irigasi yang berada di bawah kewenangan pemerintah Propinsi Sulawesi Tengah saat ini mencapai 29 ribu hektar namun baru sekitar 60
persen fungsional. (Rolex Malaha, 2014)
Fungsi sejumlah jaringan irigasi di Sulawesi Tengah sudah mulai terancam alihfungsi lahan untuk perumahan dan perkantoran. Pada Irigasi Gumbasa,
11 ribu hektar pintu-pintu air yang tidak difungsikan. Infrastruktur pada Daerah Aliran Sungai (DAS) pun cenderung rusak karena adanya pengambilan material dasar sungai. (Adha Nadjemudin, 2014)
Dan setidaknya ada 112 ribu hektare lahan kritis di Sulawesi Tengah di areal pertanian tanah kering.
Sistem pengairan yang baik merupakan syarat utama untuk meningkatkan hasil pertanian. Untuk mewujudkan sistem pengairan tersebut maka dibangun bendung yang berfungsi untuk menaikkan muka air sungai
pertumbuhan penduduk di Indonesia, kebutuhan air akan meningkat pula. Dan dengan adanya bendung, sistem pemakaian air dapat diatur sedemikian rupa agar dapat memenuhi kebutuhan masyarakat.
1.2 Identifikasi Masalah
Kewenangan propinsi Sulawesi Tengah terdiri dari tiga wilayah yaitu wilayah sungai Bongka – Mentawa (109 DAS, 197 sungai), wilayah sungai Lambunu – Buol (99 DAS, 107 sungai), wilayah sungai Laa – Tabalako (37 DAS, 47 sungai). Kewenangan pusat terdiri dari dua wilayah sungai yaitu
wilayah sungai Palu – Lariang (75 sungai), dan wilayah sungai Parigi – Poso (60 DAS, 99 sungai). Dan wilayah sungai kewenangan kabupaten yaitu wilayah sungai Banggai Kepulauan (14 sungai). (Adha Nadjemudin,
2014)
Daerah Irigasi Doda berada di dataran Doda dengan elevasi 1.190 sampai 1.250 meter di atas permukaan laut (dpl). Daerah ini berada di DAS Lariang
yang terletak di Wilayah Sungai (WS) Palu - Lariang dan merupakan Wilayah Sungai Lintas Propinsi yaitu Propinsi Sulawesi Tengah terdiri dari
Kabupaten Poso, Kabupaten Donggala, Kota Palu, dan Kabupaten Sigi dan Propinsi Sulawesi Barat (Kabupaten Mamuju Utara), serta Propinsi
Sulawesi Selatan (Kabupaten Luwu Utara), dan juga merupakan Wilayah Sungai kewenangan pemerintah pusat.
Daerah Irigasi Doda dengan luas lahan sawah 1.350 Ha hanya dapat
dan minimnya jaringan irigasi. Potensi pengembangan Daerah Irigasi Doda sebesar 3.700 Ha dengan memanfaatkan sumber air permukaan yang berasal dari Sungai Torire, Sungai Bombay, Sungai Pendoya, Sungai Pangkoa,
Sungai Tamahau, dan Sungai Bombalu. Bangunan pengambilan (bendung) yang terdapat di sungai-sungai tersebut tidak semuanya berfungsi dengan
baik, bahkan ada yang hilang/hanyut atau belum terdapat bangunan pengambilan. Oleh karena itu, perlu dilakukannya rehabilitasi bangunan
bangunan pengambilan yang ada di DI Doda Sulawesi Tengah.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan diatas, maka rumusan masalah dalam penelitian
ini adalah:
1. Bagaimanakah dimensi bangunan bendung pada Sungai Torire? 2. Bagaimanakah analisa struktur bendung tersebut?
3. Berapa jumlah biaya yang diperlukan untuk rehabilitasi bendung tersebut?
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1. Melakukan perencanaan dimensi bendung di DI Doda pada Sungai Torire.
2. Melakukan analisa struktur bendung di DI Doda pada Sungai Torire.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi atau acuan untuk perencanaan dimensi bendung, analisa struktur dan analisa anggaran biaya
bendung di DI Doda Sulawesi Tengah.
1.6 Batasan Masalah
Penelitian ini membatasi penelitian pada hal hal berikut, diantaranya:
1. Wilayah studi yang ditinjau adalah wilayah DI Doda Sulawesi Tengah pada Sungai Torire.
2. Merencanakan tubuh bendung, ruang olak, pintu pengambilan, dan pintu
penguras pada bendung di Sungai Torire.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Angka Kebutuhan Air di Sawah
Angka kebutuhan air di sawah adalah jumlah air yang dibutuhkan oleh
tanaman untuk dapat tumbuh secara normal, yang meliputi kebutuhan untuk pembasahan tanah, pengolahan tanah, tahapan tiap fase pertumbuhan
tanaman dan pematangan butir/buah. Secara garis besar kebutuhan air irigasi ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut :
1. Penyiapan Lahan. 2. Penggunaan konsumtif. 3. Perkolasi.
4. Penggantian lapisan air (untuk padi) 5. Curah hujan efektif.
6. Efisiensi Irigasi.
2.2Analisis Hidrologi
Data hidrologi adalah kumpulan keterangan atau fakta mengenai fenomena
hidrologi (hydrologic phenomena), seperti besarnya curah hujan, temperatur, penguapan, lamanya penyinaran matahari, kecepatan angin, debit sungai,
Analisis hidrologi dilakukan untuk membuat keputusan dan menarik kesimpulan mengenai fenomena hidrologi berdasarkan sebagian data hidrologi yang dikumpulkan. Untuk perencanaan irigasi atau bendung,
analisis hidrologi yang terpenting adalah menentukan debit andalan yaitu debit minimum sungai yang diperlukan untuk mengairi lahan.
2.2.1 Analisis Statistik
Dalam menganalisis data hidrologi seperti data hujan, data debit, data penguapan, dan lain-lain, seseorang harus menguasai perhitungan dasar
statistik. Perhitungan-perhitungan tersebut meliputi:
1. Perhitungan nilai rata-rata data (x). Nilai rata-rata suatu data dirumuskan dengan:
n
2. Perhitungan standar deviasi data (std(x)).
Nilai standar deviasi suatu data dirumuskan dengan:
3. Perhitungan koefisien kemencengan atau skewness (Cs) Nilai koefisien skewness suatu data dirumuskan dengan:
3 std(x) = standar deviasi
x = nilai rata-rata
n = jumlah data
2.2.2 Analisis Frekuensi
Analisis frekuensi dalam hidrologi digunakan untuk memperkirakan curah hujan atau debit rancangan dengan kala ulang tertentu. Analisis
frekuensi dalam hidrologi sendiri didefinisikan sebagai perhitungan atau peramalan suatu peristiwa hujan atau debit yang menggunakan
data historis dan frekuensi kejadiannya.
1. Hujan Rancangan
Hujan rancangan adalah besarnya curah hujan dengan periode ulang
tertentu. Memperhitungan hujan rancangan diperlukan untuk menentukan besarnya debit banjir rancangan. Hujan rancangan harus
dibedakan pengertiannya dengan hujan terbesar. Hujan terbesar akan terjadi kapan saja dan tidak akan ada hujan yang lebih besar dari hujan terbesar. Hujan rancangan tidaklah sebesar hujan absolute
Metode yang sering digunakan untuk menghitung hujan rancangan adalah metode Gumbel, Log Pearson III, dan metode Log Normal.
A.Metode Gumbel
Metode Gumbel diciptakan oleh E.J. Gumbel pada tahun 1941. Metode ini banyak digunakan untuk analisis data maksimum.
Dalam metode ini data yang akan diolah diasumsikan mempunyai sebaran tertentu yang disebut sebaran Gumbel. Langkah-langkah pengerjaan perhitungan hujan atau debit rancangan dengan
metode Gumbel ini adalah:
1. Mengumpulkan hujan harian maksimum tahunan dan
menyusunnya dalam suatu tabel data. Hujan harian maksimum tahunan adalah hujan harian tertinggi dalam tahun tertentu.
2. Mencari nilai rata-rata dan standar deviasi dari data
3. Menghitung reduced variates yang nilainya dihitung berdasarkan rumus:
4. Menghitung hujan rancangan dengan rumus:
Std
RT = curah hujan rencana dengan periode ulang T
Xrerata = rata-rata data
T = kala ulang
Yn = reduced mean yang nilainya berdasarkan jumlah data (tabel 1)
Std = standar deviasi dari data
Sn = reduced standard deviation yang nilainya berdasarkan jumlah data (tabel 2)
Tabel 1. Nilai Yn Untuk Berbagai Jumlah Data (n)
30 0.5362 54 0.5501 78 0.5565 31 0.5371 55 0.5504 79 0.5567 32 0.5380 56 0.5508 80 0.5569 33 0.5388 57 0.5511 81 0.5570
Tabel 2. Nilai Sn Untuk Berbagai Jumlah Data (n)
B.Metode Log Pearson Tipe III
Metode ini disebut Log Pearson Tipe III karena metode ini melibatkan tiga parameter dalam proses perhitungannya. Ketiga
parameter tersebut adalah harga rata-rata data (Rearata logX),
standar deviasi data (std), dan koefisien kemencengan (Cs),
Langkah-langkah pengerjaan perhitungan hujan rancangan dengan metode Log Pearson III ini adalah:
1. Mengumpulkan hujan harian maksimum tahunan dan
menyusunnya dalam suatu tabel data 2. Mencari nilai log dari masing-masing data
3. Mencari nilai rata-rata, standar deviasi, dan koefisien kemencengan dari log data
4. Menghitung log hujan rancangan dengan rumus:
Log X = Rerata Log X + G.Std
G = koefisien Pearson yang nilainya didapat
berdasarkan nilai Cs dan T (tabel 3 atau tabel 4)
5. Menghitung hujan rancangan dengan rumus:
) log( 10 X T
C. Metode Log Normal
Metode Log Normal digunakan apabila nilai-nilai dari variabel random yang mengikuti distribusi normal, tetapi nilai
logaritmanya memenuhi distribusi normal. Langkah-langkah pengerjaan perhitungan hujan rancangan dengan metode Log
Normal ini adalah:
1. Mengumpulkan hujan harian maksimum tahunan dan menyusunnya dalam suatu tabel data
2. Mencari nilai log dari masing-masing data
3. Mencari nilai rata-rata dan standar deviasi dari log data
4. Mencari koefisien variasi dari log data dengan rumus:
CV =
5.
Menghitung koefisien kemencengan dengan rumus:Cs
= (3 x CV) + (CV³)
6. Menghitung koefisien kurtosis dengan rumus: Ck = Cv8 + 6Cv6 + 15Cv4 + 16Cv2 + 3
7. Menghitung log hujan rancangan dengan rumus: Log X = Rerata Log X + k.Std
di mana:
log X = log dari curah hujan rencana dengan periode ulang T
K = Faktor frekuensi sebagai fungsi dari nilai CV (tabel 5)
Std = standar deviasi dari log(X)
8. Menghitung hujan rancangan dengan rumus:
10log(X)
T
R
Tabel 5. Nilai Faktor Frekuensi (k) Sebagai Fungsi Dari Nilai CV
Koefisien Peluang Kumulatif P(%) : P(X<=X)
Variasi 50 80 90 95 98 99
(CV) Periode Ulang (Tahun)
2. Debit Rancangan
Debit rancangan adalah debit dengan periode ulang tertentu yang diperkirakan akan melalui suatu sungai atau bangunan air.
Sedangkan periode ulang adalah waktu hipotetik dimana suatu kejadian dengan nilai tertentu, akan disamai atau dilampaui 1 kali
dalam jangka waktu hipotetik tersebut. Hal ini tidak berarti bahwa kejadian tersebut akan berulang secara teratur setiap periode ulang tersebut.
Penetapan masing-masing metode dalam perhitungan debit rancangan, secara umum bergantung pada ketersediaan data. Data
yang dimaksud antara lain data hujan, karakteristik daerah aliran, dan data debit.
Ditinjau dari ketersediaan data hujan, karakteristik daerah aliran, dan data debit. Metode yang sering digunakan untuk menghitung hujan rancangan adalah Metode Haspers dan Metode Nakayasu.
A.Metode Haspers
Langkah-langkah pengerjaan perhitungan debit rancangan dengan Metode Haspers ini adalah:
1. Mengumpulkan data Luas DAS, panjang sungai utama, dan
tinggi elevasi sungai, dan data curah hujan maksimum (Metode Gumbel)
2. Menghitung kemiringan rerata sungai dengan rumus:
dimana:
I = Kemiringan rerata sungai (m) H = Tinggi Elevasi (m)
L = Panjang sungai utama (m)
3. Menghitung waktu konsentrasi dengan rumus:
t =
dimana:
t = Waktu konsentrasi (jam)
L = Panjang sungai utama (m) I = Kemiringan rerata sungai (m)
4. Menghitung koefisien runoff dengan rumus:
dimana:
α = Koefisien runoff
A = Luas DAS (km2)
5. Menghitung koefisien reduksi dengan rumus:
=
1+
dimana:
6. Menghitung Debit per satuan luas dengan rumus:
Qn =
dimana:
Qn = Debit persatuan luas (m³/dtk/km²)
Rn = Curah hujan maksimum (Metode Gumbel) t = Waktu konsentrasi (jam)
7. Menghitung Debit Rancangan dengan rumus: Qt = α . .Qn. A
dimana:
Qt = Debit Rancangan dengan periode T tahun (m³/dtk) α = Koefisien runoff
= Koefisien reduksi
Qn = Debit persatuan luas (m³/dtk/km²) A = Luas DAS (km2)
B. Metode Nakayasu
Hidograf satuan sintetis Nakayasu dikembangkan berdasar beberapa sungai di Jepang (Bambang Triatmodjo, 2008).
Langkah-langkah pengerjaan perhitungan debit rancangan dengan Metode Nakayasu ini adalah:
1. Mengumpulkan data Luas DAS, panjang sungai utama, koefisien pengaliran, dan hujan efektif satuan.
2. Menghitung selang waktu dengan rumus:
3. Menghitung satuan waktu curah hujan dengan rumus: Tr = 0,5 Tg sampai dengan Tr = Tg (jam)
4. Menghitung waktu dari permulaan banjir sampai puncak
hidograf banjir dengan rumus:
Time Peak (Tp) = Tg + 0,8 Tr (jam)
5. Menghitung koefisien karakteristik DAS dengan rumus:
α =
6. Menghitung waktu dari puncak banjir sampai 0,3 kali debit puncak banjir dengan rumus:
T0,3 = α. Tg (jam)
7. Menghitung hidograf satuan sintetis Nakayasu dengan rumus: a. Pada kurva naik (0 < t < Tp)
Qt =
b. Pada kurva turun
Interval : Tp < t < T0,3 Qt = Qp x 0,3(t-Tp)/T0,3 Interval : T0,3 < t < T0,3²
Qt = Qp x 0,3((t-Tp+(0,5.T0,3))/(1,5.T0,3)) Interval : t > T0,3²
Qt = Qp x 0,3((t-Tp+(1,5.T0,3))/(2.T0,3)) dimana:
Qp = Debit puncak banjir
Gambar 1. Grafik Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu
2.2.3 Intensitas Hujan
Intensitas curah hujan adalah jumlah curah hujan yang dinyatakan
dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu, yang terjadi pada satu kurun waktu air hujan terkonsentrasi. Besarnya intensitas
curah hujan berbeda-beda tergantung dari lamanya curah hujan dan frekuensi kejadiannya. Intensitas curah hujan yang tinggi pada umumnya berlangsung dengan durasi pendek dan meliputi daerah
yang tidak luas. Hujan yang meliputi daerah luas jarang sekali dengan intensitas tinggi, tetapi dapat berlangsung dengan durasi cukup
panjang. Kombinasi dari intensitas yang tinggi dan dengan durasi yang panjang jarang terjadi.
len g ku n g n aik len g ku ng tu ru n
Q i
tr
0 ,8 tr tg
Q p
0,32 Q p 0,3 Q p
1. Metode Mononobe
Jika data yang tersedia adalah data harian maka dapat dihitung dengan menggunakan metode Mononobe. Langkah-langkah
pengerjaan perhitungan intensitas hujan dengan Metode Mononobe ini adalah:
1. Menentukan waktu konsentrasi hujan.
2. Menghitung curah hujan efektif dalam satu hari dengan rumus:
Dimana:
I = Intensitas Hujan (mm)
RT = Hujan harian dengan kala ulang tertentu (mm) t = Durasi hujan (jam)
m = Koefisien hujan (Gatot Eko Susilo, 2014)
2.3 Bendung
Sungai mempunyai peranan yang penting bagi kehidupan manusia. Salah satunya adalah sebagai sumber air yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi
kebutuhan irigasi, penyediaan air minum, kebutuhan industri dan lain lain. Kebutuhan air bagi kepentingan manusia semakin meningkat sehingga perlu
Bendung merupakan bangunan melintasi sungai yang berfungsi mempertinggi elevasi air sungai dan membelokkan air agar dapat mengalir secara gravitasi ke tempat yang membutuhkannya, sehingga air dapat
dimanfaatkan secara efisien.
Adapun fungsi bendung adalah:
1) Untuk kebutuhan irigasi. 2) Untuk kebutuhan air minum.
3) Sebagai pembangkit energi. 4) Pembagi atau pengendali banjir.
5) Dan sebagai pembilas pada berbagai keadaan debit sungai. ( KP – 02 Kriteria Perencanaan Bendung, 1986)
2.3.1 Perencanaan Tubuh Bendung
Tubuh bendung merupakan struktur utama yang berfungsi untuk
membendung laju aliran sungai dan menaikkan tinggi muka air sungai dari elevasi awal. Bagian ini biasanya terbuat dari beton. Tubuh
bendung umumnya dibuat melintang pada aliran sungai. Tubuh bendung merupakan bagian yang selalu atau boleh dilewati air baik dalam keadaan normal maupun air banjir. Dan sebagaimana ketentuan
dalam kriteria, maka perencanaan tubuh bendung harus dilakukan sedemikian rupa sehingga aman terhadap tekanan air, tekanan akibat
Tipe bendung yang digunakan adalah Bendung Ambang/Mercu Tetap. Bendung tipe ini berfungsi untuk menaikkan permukaan air sungai agar air sungai dapat dialirkan ke daerah irigasi. Dan untuk menaikkan
permukaan air sungai diatur dengan ambang tetap atau permanen. Umumnya mercu bendung berbentuk bulat atau Ogee. Kedua bentuk ini
cocok untuk beton atau pasangan batu kali. Mercu berbentuk Ogee
adalah berbentuk lengkung memakai persamaan matematis, sedikit rumit dilaksanakan, tetapi memberikan sifat hiraulis yang baik, bentuk
gemuk dan kekar, menambah stabilitas.
A.Bangunan Utama
Perhitungan hidrolis bangunan utama tergantung jenis bangunan yang akan digunakan sebagai bangunan pengambilan berupa
bendung (Weir) atau bangunan pengambilan bebas (Free Intake), dan dengan kolam olak tipe Vlughter.
Kriteria perencanaan meliputi:
Lokasi bendung dipilih pada bagian saluran yang lurus dengan
penampang yang konstan, dimana perubahan kecepatan arus tidak terlalu drastis.
Bangunan bendung dilengkapi dengan pintu bilas, yang sewaktu –
waktu digunakan untuk pembilasan saluran dari sampah.
Bangunan bendung harus aman terhadap gaya guling, gaya geser
Pelaksanaan kegiatan analisis data dalam hal ini mencakup
analisis parameter iklim, curah hujan dan debit banjir rancangan,
ketersediaan dan kebutuhan air serta laju sedimentasi.
Uraian dari studi tersebut adalah sebagai berikut :
1. Menyediakan data hujan, debit, klimatologi dan karakteristik DAS
2. Menyediakan data ketersediaan air di lokasi bendung dan kebutuhan air irigasi. Kebutuhan air diperhitungkan terhadap
ketersediaan air dan kebutuhan di pengambilan, yakni untuk irigasi. Kebutuhan untuk irigasi yaitu untuk stabilisasi pengairan lahan potensial sepanjang musim.
3. Menghitung debit banjir rancangan periode ulang 5, 10, 25, 50, dan 100 tahun.
Bertolak pada karakteristik fisik DAS dan ketersediaan data maka rangkaian analisis debit rancangan dalam studi ini meliputi:
Menentukan curah hujan harian maksimum tiap-tiap tahun dan
menghitung parameter statistik untuk memilih/menguji jenis distribusi yang ideal.
Analisis distribusi frekuensi untuk menentukan curah hujan
rancangan dan menghitung distribusi jam-jaman.
data hujan menjadi debit antara lain yaitu, hidrograf satuan Nakayasu.
5. Analisis Hidrolis Tubuh Bendung
a) Perhitungan Lebar Efektif Bendung
Lebar efektif bendung berkaitan dengan lebar total bendung,
yaitu total bendung dikurangi lebar pintu pembilas dan pilar-pilarnya. Lebar total bendung diperhitungkan tidak lebih dari 1,2 lebar normal sungai. Lebar pintu pembilas sama degan
1/10 kali lebar total bendung, dan untuk lebar pintu pembilas dianggap mampu melewatkan 80% dari lebar total pintu.
B = 1,2 . Bn Bef = B - ∑t - ∑b
Dimana:
Bef = Lebar efektif bendung (m) B = Lebar total bendung (m)
Bn = Lebar sungai (m)
∑t = Jumlah lebar pilar pintu pembilas (m)
∑b = Jumlah lebar pintu pembilas (m)
b) Mercu Bendung
Bentuk mercu yang digunakan adalag tipe Ogee . Tipe mercu
ini tidak akan memberikan tekanan sub atmosfer pada permukaan mercu sewaktu bendung mengalirkan air pada debit rencananya. Untuk bagian hulu mercu bervariasi sesuai dengan
perencanaan digunakan tipe ogee adalah karena tanah disepanjang kolam olak dalam keadaan baik. Maka tipe mercu yang cocok adalah tipe mercu ogee karena memerlukan lantai
muka untuk menahan penggerusan.
Menentukan Tinggi Mercu Bendung harus
mempertimbangkan:
Kebutuhan penyadap untuk memperoleh debit dan tinggi
tekan.
Kebutuhan tinggi energi untuk pembilas.
Tinggi muka air genangan yang akan terjadi.
Kesempurnaan aliran pada bendung.
Kebutuhan pengendalian angkutan sedimen yang terjadi di
bendung.
c) Perhitungan Tinggi Muka Air di Hulu Bendung
Tinggi muka air di hulu bendung adalah tinggi muka air banjir di bagian hulu bendung sebelum air mengalami penurunan.
Perhitungan tinggi muka air di hulu bendung menggunakan cara trial and error atau menggunakan lengkung debit.
Q = m . Bef . D3/2. g1/2 D = 2/3 H
H = h + k
m = 1,49 – 0,018 (5- Hhulu/r)2
k =
Dimana:
Q = Debit banjir rencana (m3) Bef = Lebar efektif bendung (m)
H = Tinggi air di hulu bendung (m)
K = Tinggi kecepatan di hulu bendung (m)
g = Percepatan gravitasi bumi m = Koefisien pengaliran
p = Tinggi mercu bendung (m)
r = Jari-jari pembulat mercu bendung (m)
d) Perhitungan Tinggi Muka Air di Hulu Bendung
Tinggi muka air di hilir bendung adalah tinggi muka air di
bagian hilir bendung setelah arus air normal atau setelah air melewati ruang olakan. Perhitungan tinggi muka air di hilir bendung menggunakan persamaan berikut:
Q = F . v
F = (Bn + m.h) . h
P = Bn + 2h
R = F/P
C =
Dimana:
Q = Debit banjir rencana (m3/dt) F = Luas penampang sungai (m2)
P = Keliling lingkaran basah
V = Kecepatan aliran sungai (m3/dt)
R = Jari-jari hidrolis penampang sungai
= Berat jenis tanah (kg/cm
3 )i = Kemiringan rata-rata sungai
m = Kemiringan talud sungai
b = Tinggi muka air di hilir bendung
e) Ruang Olakan
Sebelum aliran yang melintasi bangunan pelimpah tersebut kembali ke sungai, maka aliran berkecepatan tinggi dengan kondisi aliran super-kritis perlu diubah menjadi aliran
sub-kritis, sehingga energi dengan daya penggerus yang sangat kuat dapat diredusir dan kembali ke sungai tanpa
membahayakan kestabilan alur sungai tersebut. Tipe kolam olakan yang digunakan pada kondisi topografi di lokasi tersebut adalah tipe Vlughter. Perhitungan hidrolis ruang
olakan tipe Vlughter dipengaruhi oleh tinggi muka air di hulu dan perbedaan tinggi muka air di hulu dengan di hilir, serta
Alternatif I
D = R = (1,1 Z + H) a = 0,15 H √H/Z
Alternatif II
D = R = (0,6 H + 1,4 Z)
a = 0,β H √H/Z
Perhitungan Panjang Lantai Ruang Olakan: L = (1,0~2) (p + Hhulu) - 0,2.Hhulu
Keterangan:
D = Kedalaman lantai ruang olakan di ukur dari puncak
mercu bendung (m)
L = Panjang lantai ruang olakan (m)
R = Jari-jari ruang olakan (m)
H = Tinggi muka air di hulu bendung ditambah tinggi kecepatan
a = Tinggi di rempel (m)
z = Beda tinggi muka air di bagian hulu dengan hilir bendung (m)
f) Kontrol Ruang Olakan
Kontrol ruang olakan diperhitungkan dengan memperhatikan keadaan aliran air yang menimbulkan loncat air di bagian hilir
bendung. Dalam perencanaan sebaiknya kedalaman air akibat loncat air maksimal sama dengan kedalaman muka air di hilir.
sungai yang tidak terlindungi dan akan terjadi penggerusan sungai. Besaran-besaran hidrolis yang digunakan untuk jenis kolam olak tersebut adalah sebagai berikut :
V1 =
Y1 =
Fr =
Y2 =
Dimana :
Q = Debit Rencana (m3/dtk)
H = Tinggi muka air di hulu bendung ditambah tinggi kecepatan
z = Beda tinggi muka air di bagian hulu dengan hilir bendung (m)
Fr = Bilangan Froude
V1 = Kecepatan awal loncatan (m/dtk) Y1 = Kedalaman air di awal loncat air (m)
Y2 = Kedalaman air di atas ambang ujung g = Percepatan gravitasi = 9,81 m/dtk2
g) Perhitungan Local Scouring
Untuk menghitung kedalaman gerusan digunakan metode Lacey.
Persamaan:
t =
f = 1,76 √Mr Dimana:
t = dalam gerusan di muka hilir (m) Q = debit banjir rencana (m3/detik) f = Lacey’s factor
Mr = diameter butiran tanah (0,01 – 0,05)
h) Lantai Muka
Perencanaan lantai muka bendung menggunakan garis
kemiringan hidrolik. Garis gradien hidrolik ini digamhar dari hilir ke arah hulu dengan titik ujung hilir bendung sebagai
permukaan dengan tekanan sebesar nol. Kemiringan garis hidrolik gradien disesuaikan dengan kemiringan yang diijinkan untuk suatu tanah dasar tertentu, yaitu menggunakan Creep
Ratio (C). Untuk mencari panjang lantai depan hulu yang menentukan adalah beda tinggi energi terbesar dimana terjadi pada saat muka banjir di hulu dan kosong di hilir. Garis
hidrolik gradien akan membentuk sudut dengan bidang horizontal sebesar a, sehingga akan memotong muka air banjir
Proyeksi titik perpotongan tersebut ke arah horizontal (lantai hulu bendung) adalah titik ujung dari panjang lantai depan minimum.
Persamaan :
CL =
Dimana :
CL= Koefisien Lane
LV = Panjang creep line vertikal (m)
LH = Panjang creep line horizontal (m) (KP 86 – PU, dalam Nur Arifaini. 2012)
i) Tinjauan Stabilitas Konstruksi Bendung
Tinjauan stabilitas konstruksi dalam hal ini mencakup konstruksi bangunan pelimpah, dinding penahan dan kolam olakan.
(i) Dinding Penahan Tanah
Perencanaan dinding penahan tanah diperlukan untuk
menjaga stabilitas konstruksi bendung. Pada dinding penahan tanah ini gaya tekanan pasif dari air dianggap
tidak ada, agar stabilitas tetap terjaga saat air tidak ada. Tekanan tanah aktip pada dinding penahan tanah adalah: Pa = ½ .H2.Ka
Dimana:
Pa = Tekanan tanah aktif (t/m2) Ka = Koef. tekanan aktif
H = Tinggi tekanan tanah aktif
= Berat jenis air
(ii) Gaya Akibat Berat Sendiri
Perhitungan gaya akibat beban sendiri diperlukan untuk mengetahui aman atau tidaknya stabilitas bendung yang
direncanakan. Persamaan : G = A x b
SY = G x Jarak dari Y SX = G x Jarak dari X
Dimana :
G = gaya akibat berat sendiri (tm) F = Luas (m2)
b = berat jenis = β,4 t/m2
(iii)Tekanan Tanah
Tekanan tanah merupakan beban yang bekerja pada dinding penahan, khususnya pada bagian peluncur.
Dalam hal ini dapat digunakan persamaan Runkine sebagai berikut :
Ka = tan2 (45º - Ф/β) Kp = tan2(45 + Ф/β) Dimana :
Pa = tekanan tanah aktif (t/m2) Pp = tekanan tanah pasif (t/m2)
Ka = koef. tekanan aktif Kp = koef. tekanan pasif H1 = tinggi tekanan tanah aktif
H2 = tinggi tekanan tanah pasif c = cohesif tanah (t/m2)
s = berat jenis tanah jenuh air
(iv) Gaya Gempa
Gaya Gempa diperhitungkan dengan persamaan berikut: K = f * G
e = (L/2)-(M/Rv)
Dimana :
K = Gaya akibat gempa (ton) f = Koefisien gempa
G = Gaya berat bangunan (ton) (v) Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
Dimana :
Pw = tekanan air hidrostatis (t/m2) ɣ air = berat isi air (t/m3)
h = tinggi air (m) (vi) Tekanan Uplift
Tekanan ini akan diperhitungkan terhadap konstruksi yang terletak dibawah muka air. Tekanan uplift terjadi pada lantai dengan arah vertikal ke atas, dan dihitung dengan
persamaan sebagai berikut : Pu = (H1 – H2) . B/2
Dimana :
Pu = Tekanan air ke atas (t/m2)
H1 = Tinggi muka air hulu bangunan (m) H2 = Tinggi muka air hilir bangunan (m) B = Lebar lantai pondasi bangunan (m)
(vii) Gaya Akibat Tekanan Lumpur
Gaya yang diakibatkan oleh tekanan lumpur yang diperhitungkan untuk mengetahui sejauh mana tekanan
lumpur yang ada terjadi pada tubuh bendung.
Endapan lumpur diperhitungkan setinggi mercu, tekanan
lumpur yang bekerja pada muka hulu pelimpah dapat dihitung sebagai berikut :
Dimana :
Ps = Gaya yang bekerja secara normal h = Tinggi mercu (m)
Ø = Sudut geser dalam (40º) s = Berat jenis lumpur
j) Daya Dukung Tanah
Kapasitas/daya dukung tanah (bearing capacity) adalah kekuatan tanah untuk menahan suatu beban yang bekerja
padanya yang biasanya disalurkan melalui pondasi. Kapasitas/daya dukung tanah batas (qu = qult = ultimate
bearing capacity) adalah tekanan maksimum yang dapat diterima oleh tanah akibat beban yang bekerja tanpa menimbulkan kelongsoran geser pada tanah pendukung tepat di bawah dan sekeliling pondasi. Menurut Terzaghi (1943),
analisis kapasitas dukung didasarkan pada kondisi tanah dengan keruntuhan geser umum (general shear failure),
dengan rumus:
qu = c . Nc + . Df . Nq + 0,5 . B . N Dimana:
qu = daya dukung maksimum c = kohesi tanah
= berat isi tanah
B = lebar pondasi
Df = kedalaman pondasi
Nc; Nq; N adalah faktor daya dukung yang besarnya
berdasarkan nilai , yang dapat ditentukan dari Tabel 6.
Tabel 6 . Faktor Daya Dukung Terzaghi
k) Tinjauan Stabilitas
Keamanan Terhadap Geser
Persamaan yang digunakan : M = 1/∆H . f (∆V+c.A) > Mi
Dimana :
M = faktor keamanan
∆H = resultan gaya vertikal (t)
f = koefisien geser antara tanah dengan beton/pasangan
V = resultan gaya horizontal (t) c = kohesif tanah (t/m2)
A = luas bidang geser yang ditinjau (m2)
Keamanan Terhadap Guling
Persamaan yang digunakan :
e = ½ b – ΣM/ΣV fk = ΣMT/ΣMG > fs
Dimana :
Fk = faktor keamanan terhadap guling MT = jumlah momen penahan guling (tm) ΣMG = jumlah momen penyebab guling (tm)
e = eksentrisitas (m),
e harus < 1/3 L, untuk kondisi normal, dan e harus < 1/6 L, untuk kondisi gempa. b = lebar bangunan (m)
ΣM = jumlah momen pada titik yang ditinjau (tm)
ΣV = jumlah gaya vertikal (t)
L = panjang dasar bangunan (m)
Keamanan Terhadap Daya Dukung Izin
Apabila tidak terdapat tegangan tarik pada dasar pondasi atau nilai 6e/b < 1 maka :
q = V/b. 1 + 6e/b < qa
Apabila terjadi tegangan tarik pada dasar pondasi atau nilai 6e/b> 1 maka :
Dimana :
Untuk menyediakan provisi keamanan konstruksi terhadap kemungkinan gangguan stabilitas yang mungkin terjadi
khususnya terhadap geser dan guling, maka perlu diberikan standar besaran angka keamanan.
Berdasarkan standar SNI T-15, diberikan angka keamanan
sebagai berikut :
Tabel 7. Standar Angka Keamanan
Kondisi menyadap, mengatur sejumlah air dari sungai dan melepas kembali ke sungai (fungsi suplesi) sesuai dengan kebutuhan irigasi. Lokasi
Kriteria perencanaan :
Kebutuhan debit rencana pengambilan/sadap harus
memperhitungkan faktor adanya hambatan lumpur sebesar 20%.
Kecepatan aliran pada saluran pengambilan 0,50 – 1,00 m/det.
Elevasi mercu bendung direncana 0,10 di atas elevasi
pengambilan yang dibutuhkan untuk mencegah kehilangan air
pada bendung akibat gelombang.
Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi
dasar sungai. Ambang direncana di atas dasar dengan ketentuan berikut:
- 0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanau
- 1,00 m bila sungai juga mengangkut pasir dan kerikil
- 1,50 m kalau sungai mengangkut batu-batu bongkah.
Rumus yang digunakan :
Qn = K.μ.a.b. √β.g.z
Dimana :
Qn = debit rencana (m3/dtk)
K = Faktor aliran μ = koefisien debit
a = tinggi bukaan (m) b = lebar bukaan (m)
z = kehilangan energi pada bukaan (m)
C.Pintu Penguras
Berfungsi untuk mengendapkan sedimen kasar agar tidak masuk ke pengambilan dan secara berkala sedimen tersebut dibuang ke hilir
melalui pintu penguras.
Untuk menentukan lebar pembilas yaitu dengan menambahkan lebar
pembilas dengan tebal pilar pembagi, dan hasilnya sebaiknya sama dengan 1/6 – 1/10 dari lebar bersih bendung (jarak antara pangkal-pangkalnya), untuk sungai-sungai yang lebarnya kurang dari 100 m. ( KP – 02 Kriteria Perencanaan Bendung, 1986)
Qn =
hkr = 2/3 H Δhkr = 1/3 H
A = (b + m . h) h
P = b + β x h √(1+m2) R = A/P
V = Q/A
V = (1/n) x R2/3 x I1/2 Dimana:
Qn = Debit rencana (m3/dtk) A = Luas pintu (m2)
H = tinggi pintu (m) b = lebar pintu (m)
g = percepatan gravitasi 9,81 m/dtk2 V = kecepatan aliran (m3/dt)
(Ikhbal Muttakin, 2014)
2.4 Analisis Pembiayaan
Setiap proyek konstruksi selalu dimulai dengan proses perencanaan. Analisis pembiay;aan merupakan salah satu proses yang harus dilakukan dalam perencanaan proyek konstruksi.
Tahap-tahap yang sebaiknya dilakukan untuk menyusun anggaran biaya adalah sebagai berikut:
1. Melakukan pengumpulan data tentang jenis, harga serta kemampuan pasar menyediakan bahan/material konstruksi secara kontinu.
2. Melakukan pengumpulan data tentang upah kerja yang berlaku didaerah lokasi proyek dan atau upah pada umumnya jika pekerja didatangkan dari luar daerah lokasi proyek.
3. Melakukan perhitungan analisa bahan dan upah dengan menggunakan analisa yang diyakini baik oleh si pembuat anggaran. Dalam penelitian ini, digunakan perhitungan berdasarkan analisa standar harga satuan pekerjaan
(AHSP).
4. Melakukan perhitungan harga satuan pekerjaan dengan memanfaatkan
hasil analisa satuan pekerjaan dengan memanfaatkan hasil analisa satuan pekerjaan dan daftar kuantitas pekerjaan.
2.4.1 Analisa Harga Satuan Pekerjaan (AHSP)
Analisa harga satuan pekerjaan (AHSP) bidang pekerjaan umum meliputi kegiatan pekerjaan Sumber Daya Air (bendung, pintu air dan
hidromekanik, terowongan air, bangunan sungai, jaringan irigasi, bangunan lepas pantai, dll), Bina Marga (jalan jembatan, jalan layang,
terowongan jalan, saluran tepi jalan, bahu jalan, trotoar, dll), dan Cipta Karya (bangunan gedung, perumahan, bangunan bawah tanah, dll). (AHSP, 2013)
2.4.2 Pembuatan Volume Pekerjaan (Bill Of Quantity)
Lembar perhitungan volume pekerjaan (Bill Of Quantity) dirinci untuk seluruh usulan paket pekerjaan rehabilitasi dan sesuai dengan hasil
diskusi System Planning. Kemudian dibuat daftar rekapitulasi pada masing-masing rincian tersebut antara lain volume galian dan timbunan (m3), volume pasangan batu (m3), luas plesteran (m2), dan sebagainya.
Prosedur sistematis akan diikuti untuk mempermudah perhitungan dan pengontrolan volume. Untuk pekerjaan bangunan air disediakan sketsa
yang jelas untuk mutual check berikutnya antara pihak Pemilik Pekerjaan dan kontraktor.
2.4.3 Pembuatan Rencana Anggaran Biaya (RAB)
Pembuatan Rencana Anggaran Biaya (RAB) untuk pekerjaan konstruksi akan didasarkan atas harga bahan dan upah tenaga kerja yang berlaku di lokasi pekerjaan. Hal ini dapat diperoleh dari daftar
informasi dari DPU Pengairan Kabupaten dan survey harga / upah nyata dilapangan. Upah tenaga kerja mengacu pada UMR yang dikeluarkan Menaker dan Gubernur.
Pembuatan Analisa Harga Satuan Pekerjaan menggunakan format dari Menteri PU, dengan referensi B.O.W, SNI dan P5 (penggunaan alat
III. METODE PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
Dalam melaksanakan penelitian ini, secara garis besar tahapan yang akan
dilakukan digambarkan pada diagram alir dibawah ini.
Gambar 2. Diagram Aliran Metodologi Penelitian
Pengumpulan Data Hidrologi
Perhitungan Hujan Rancangan
Perancanganan Tubuh Bendung
Analisa Anggaran Biaya Perancanganan Bangunan Pelengkap
Mulai
Selesai Kesimpulan
3.1.1 Pengumpulan Data Kebutuhan Air
Dalam bagian ini dilakukan pengumpulan data kebutuhan air bagi kepentingan manusia, yaitu untuk memenuhi kebutuhan irigasi,
penyediaan air minum, kebutuhan industri, dan lain-lain. Sehingga dalam bagian ini perlu dilakukan penelitian atau penyelidikan masalah
ketersediaan air di sungai dan kebutuhan area di sekelilingnya. Agar pemanfaatan dapat digunakan secara efektif dan efisien.
3.1.2 Pengumpulan Data Hidrologi
Dalam bagian ini dilakukan pengumpulan data hidrologi seperti data curah hujan dan data debit sungai. Data hidrologi diperlukan untuk
menentukan dimensi bendung yang akan dirancang.
3.1.3 Perhitungan Hujan Rancangan
Setelah mendapatkan data curah hujan dapat dilakukan perhitungan
hujan rancangan yang memperhitungkan besarnya curah hujan dengan periode ulang tertentu. Perhitungan ini diperlukan untuk menentukan
besarnya debit banjir rancangan. Hujan rancangan harus dibedakan pengertiannya dengan hujan terbesar. Hujan terbesar akan terjadi kapan saja dan tidak akan ada hujan yang lebih besar dari hujan
3.1.4 Perhitungan Debit Rancangan
Dari hasil pengumpulan data debit sungai dan perhitungan hujan rancangan maka pada bagian ini dilakukan perhitungan debit
rancangan. Perhitungan ini dilakukan untuk mengetahui debit dengan periode ulang tertentu yang diperkirakan akan melalui sungai atau
bangunan air.
3.1.5 Perencanaan Tubuh Bendung
Dari hasil perhitungan hujan rancangan dan debit rancangan, maka pada bagian ini dilakukan perencanaan tubuh bendung dengan dimensi
yang sesuai. Dimensi tubuh bendung harus dirancang sesuai dengan kebutuhan, agar air dapat dimanfaatkan secara efektif dan efisien.
3.1.6 Perencanaan Bangunan Pelengkap
Dalam bagian ini dilakukan perencanaan bangunan pelengkap
bendung, seperti kolam olak, pintu pengambilan, dan pintu penguras. Bangunan pelengkap merupakan bangunan-bangunan yang
menunjang kerja dari sebuah bendung.
3.1.7 Analisa Anggaran Biaya
Dari perancanganan tubuh bendung dan bangunan pelengkap yang sudah dilakukan jika sesuai untuk diterapkan, maka pada bagian ini
3.1.8 Kesimpulan
Pada bagian ini disimpulkan dari semua pokok permasalahan yang telah dianalisa dalam penelitian ini, sebagai pedoman penelitian
dimasa yang akan datang yang berkaitan dengan pokok permasalahan ini.
3.2 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Sungai Torire DI Doda Sulawesi Tengah. Penetapan lokasi penelitian sangat penting dalam rangka mempertanggungjawabkan data yang diperoleh.
3.3 Waktu Penelitian
Waktu penelitian ini dilakukan dari bulan Maret 2014 sampai bulan Juli 2014.
Pengumpulan studi pustaka dimulai pada bulan Maret 2014, pengumpulan data curah hujan pada bulan april 2014, analisis data dan perhitungan pada
V. KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
1. Dari perhitungan analisis hidrologi didapatkan curah hujan rancangan
sebesar 111,7 mm pada kala ulang 25 tahun dengan menggunakan Metode Gumbel.
2. Setelah mendapatkan curah hujan rancangan maka diperoleh debit banjir
rancangan sebesar 53,6 m3/det dengan menggunakan Metode Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu.
3. Dimensi bendung yang direncanakan antara lain tinggi mercu bendung sebesar 2 meter, lebar efektif bendung sebesar 9,3 meter, elevasi ruang
olakan -3,1 meter dari tinggi mercu, tinggi kaki pemecah energi sebesar 1,65 meter, dan panjang lantai muka sebesar 22,32 meter.
4. Dengan dimensi bendung yang sudah direncanakan didapatkan stabilitas
terhadap bahaya guling dan terhadap bahaya geser pada saat air normal dengan angka keamanan sebesar 3,82 dan 2,69.
6. Standar angka aman untuk bahaya guling dan geser adalah 1,5, maka dinyatakan bahwa bangunan bendung yang direncanakan aman.
7. Kontrol terhadap eksentrisitas bendung pada kondisi air normal dan air
banjir berturut-turut sebesar 0,25 dan 0,003. Angka tersebut lebih besar dari lebar bendung dibagi 6, maka bangunan bendung yang direncanakan
aman.
8. Dari perhitungan daya dukung tanah didapatkan Qizin sebesar 67,7 t/m2, lebih besar dari beban yang bekerja pada bendung yaitu sebesar 12,66
t/m2. Maka bendung aman terhadap bahaya amblas tanah.
9. Tinggi dan lebar pintu pengambilan yang direncanakan adalah sebesar 1
meter dan 0,6 meter. Dan tinggi maupun lebar pintu penguras yang direncanakan adalah sebesar 2 meter dan 1,1 meter.
DAFTAR PUSTAKA
Arifaini, Nur. 2012. Diktat Kuliah Rekayasa Irigasi.
Kurniawan, Putu S. 2010. Perencanaan Bendung.
http://putusukmakurniawan.blogspot.com/2010/09/perencanaan-bendung.html. diakses pada tanggal 15 Maret pukul 21.14
Kementriaan Pekerjaan Umum. 2012. Pedoman Analisis Harga Satuan Pekerjaan Bidang Pekerjaan Umum. Bandung.
Muttakin, Ikhbal. 2014. Perencanaan Konstruksi Bendung.
http://id.scribd.com/mobile/doc/218664578?width=320. Diakses pada tanggal 8 Agustus 2014 pukul 11.29.
Pembangunan Daerah Tingkat I Sulawesi Tengah.
http://www.bappenas.go.id/index.php/download.../1733/. diakses pada tanggal 9 Maret 2014 pukul 20.03.
Setiawan, Hendri & Sidabutar, Jahiel R. 2013. Kriteria Perencanaan. http://www.scribd.com/mobile/doc/133738195/devicefeatures. diakses pada tanggal 15 Maret 2014 pukul 19.11.
Sosrodarsono, Suyono. 1999. Hidrologi Untuk Pengairan. Jakarta: PT Pertija. Standar Perencanaan Irigasi. 1986. KP-02 Bendung.
Standar Perencanaan Irigasi. 1986. KP-04 Bangunan.
Tim Peningkatan Penggunaan Bahasa Ilmiah. 2011. Format Penulisan Karya Ilmiah Universitas Lampung (Revisi ke-3. Universitas Lampung. Bandar Lampung. 60 hlm.
Tomy. 2011. Bendung.
http://totobolacrot.wordpress.com/2011/08/30/var-adfly_id-811511-var-adfly_advert-int-var-frequency_cap-5-var-frequency_delay-5-var-init_delay-3/.
diakses pada tanggal 14 Maret 2014 pukul 19.23
