ix Universitas Kristen Maranatha
STUDI PERENCANAAN TEKNIS
BANGUNAN PENANGKAP SEDIMEN PADA
BENDUNG INGGE KABUATEN SARMI PAPUA
Agnes Tristania Sampe Arung
Papua merupakan salah satu daerah di Indonesia yang mengandung sumber daya alam yang tinggi. Namun kebutuhan pangan di Papua terutama beras masih didatangkan dari daerah lain seperti Sulawesi dan Jawa. Melihat kondisi tersebut, maka pemerintah Papua akan mengadakan percepatan dalam pembangunan daerah irigasi baru dengan cara mendesain irigasi Bonggo di Kabupaten Sarmi untuk memenuhi kebetuhan akan produksi beras yang selama ini belum optimal. Sarmi merupakan Kabupaten baru di Papua dengan luas Daerah Aliran Sungai (DAS) sebesar ± 122 km2. Dengan kondisi tersebut Daerah Irigasi Bonggo yang terletak di Kabupaten Sarmi berpotensi dimanfaatkan sebagai penyedia air baku dan air irigasi, sehingga di Daerah Irigasi Bonggo dibangun bendung tetap.
Selain itu kondisi air di Sungai Ingge banyak mengandung sedimen berupa pasir halus, maka perlu dibangun bangunan penangkap sedimen. Perencanaan bangunan penangkap sedimen ini diketahui Qn= 1,75 m3/det dengan diameter butiran sedimen 0,07 mm, dari hasil penelitian didapatkan lebar bangunan penangkap sedimen 3,5 meter, panjang 125 meter, efisiensi pengendapan 0,64, waktu yang digunakan untuk pembilasan 4,5 hari dan faktor keamanan yang digunakan untuk bangunan penangkap sedimen adalah sebesar 3.
Bangunan penangkap sedimen aman terhadap eksentrisitas, tegangan tanah, guling, geser, dan tekanan lumpur.
Kata kunci : bangunan penangkap sedimen, dimensi bangunan penangkap
x Universitas Kristen Maranatha
STUDY ON DESAIN OF SEDIMENT TRAP
INGGE WEIR AT SARMI PAPUA DISTRICT
Agnes Tristania Sampe Arung
Papua is one of Indonesia's regions containing high natural resources. However, the need for food in Papua, especially the rice is still imported from other regions such as Sulawesi and Java. Seeing these conditions, the government of Papua will hold an acceleration in the development of new irrigation areas by designing irrigation Bonggo in district Sarmi to fulfill demand the production of rice has not been optimal. Sarmi is a new district of Papua with extensive DAS of ± 122 km2. Under these conditions Bonggo Irrigation Areas which is located in District Sarmi potentially be used as a raw water supply and irrigation water, so in Bonggo Irrigation Areas constructed fixed weir.
Besides that the condition of the water in the Ingge river contains many sediment in the form fine sand, it is necessary to build of sediment trap. Desain of this sediment trap unknown Qn = 1,75 m3 grain size diameter 0,07 mm, the study resule are, the width of sediment trap 3,5 meters of , length of 125 meters, deposition of efficiency of 0,64, flushing time of 4,5 days and a safety factor for sediment trap is 3.
Sediment trap safety against eccentricity, soil stress, bolsters, sliding, and mud pressure.
xi Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
LEMBAR PENGESAHAN ii
PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN iii
PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN iv
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR v
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR vi
KATA PENGANTAR vii
1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian 3
1.3 Ruang Lingkup Penelitian 3
1.4 Sistematika Penelitian 4
BAB II TINJAUAN LITERATUR
2.1 Pengertian Bendung 5
2.2 Kelengkapan Bendung 5
2.3 Bangunan Penangkap Sedimen 6
2.3.1 Faktor-Faktor yang perlu dipertimbangkan 8
2.3.2 Sistem Pembuangan Endapan 9
xii Universitas Kristen Maranatha 2.4.1 Panjang dan Lebar Bangunan Penangkap Sedimen 10
2.4.2 Volume Tampungan 12
2.5 Kriteria Perencanaan Bangunan Penangkap Sedimen 13
2.6 Pembersihan 21
2.6.1 Pembersihan Secara Hidrolis 22
2.6.2 Pembersihan Secara Manual/Mekanis 22
2.7 Tata Letak Bangunan Penangkap Sedimen 23
2.8 Perencanaan Bangunan Penangkap Sedimen 25
2.9 Pengoperasian Bangunan Penangkap Sedimen 25
2.10 Analisis Stabilitas Bangunan Penangkap Sedimen 26
2.10.1 Teori Lane 26
2.10.2Perhitungan Stabilitas Bangunan Penangkap Sedimen 28
BAB III STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengumpuan Data 32
3.2 Perencanaan Bangunan Penangkap Sedimen 33
3.2.1 Luas Permukaan Rata-Rata 33
3.2.2 Penentuan In 34
3.2.3 Kemiringan Saluran 37
3.2.4 Tinggi Jagaan dan Lebar Tanggul
Bangunan Penangkap Sedimen 41
3.2.5 Volume Bangunan Penangkap Sedimen 41
3.2.6 Pembilasan 42
3.2.7 Saluran Pembilas ke Sungai 43
3.2.8 Waktu Pembilasan 44
3.2.9 Pengecekan Efisiensi 45
3.3 Analisa Stabilitas Bangunan Penangkap Sedimen 47
3.3.1 Teori Lane 47
xiii Universitas Kristen Maranatha 3.3.3 Perhitungan Muka Air Normal 52
3.3.4 Stabilitas Terhadap Rembesan Bawah Tanah Muka Air Normal 53
3.3.5 Kontrol Kestabilan Bangunan Penangkap Sedimen Pada
Kondisi Air Normal 57
3.3.6 Perhitungan Muka Air Banjir 61
3.3.7 Stabilitas Terhadap Rembesan Bawah Tanah
Muka Air Banjir 62
3.3.8 Kontrol Kestabilan Bangunan Penangkap Sedimen
Pada Kondisi Air Banjir 66
BAB IV SIMPULAN DAN SARAN
4.1 Simpulan 69
4.2 Saran 70
DAFTAR PUSTAKA 71
xiv Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Rencana Penempatan Bangunan Penangkap Sedimen 2
Gambar 2.1 Tipe Tata Letak Bangunan Penangkap Sedimen 10
Gambar 2.2 Skematik Pengendapan Sedimen
Di Bangunan Penangkap Sedimen 11
Gambar 2.3 Potongan Melintang Dan Potongan Memanjang
Bangunan Penangkap Sedimen Yang Menunjukkan
Metode Pembuatan Tampungan 12
Gambar 2.4 Hubungan Antara Diameter Butir Dan Kecepatan Endap 15
Gambar 2.5 Tata Letak Bangunan Penangkap Sedimen 23
Gambar 2.6 Tata Letak Bangunan Penangkap Sedimen Dengan Saluran
Primer Berada Pada Trase Yang Sama Dengan
Bangunan Penangkap Sedimen 24
Gambar 3.1 Grafik hasil kecepatan endapan 33
Gambar 3.2 Potongan Melintang Bangunan Penangkap Sedimen
Dalam Proses Normal Pada Qn 36
Gambar 3.3 Potongan Melintang Bangunan Penangkap Sedimen
Dalam Keadaan Kosong Pada Qs 39
Gambar 3.4 Potongan Memanjang Bangunan Penangkap Sedimen 40
Gambar 3.5 Potongan Melintang Bangunan Penangkap Sedimen 41
Gambar 3.6 Grafik Pembilasan Sedimen Camp Untuk Aliran Turbulen 46
Gambar 3.7 Potongan Memanjang Bangunan Penangkap Sedimen 48
Gambar 3.8 Bangunan Penangkap Sedimen Pada Kondisi Kosong 49
xv Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Harga Koefisien Kekasaran Strickler (k) Untuk
Saluran Irigasi 17
Tabel 2.2 Tinggi Jagaan Minimum Untuk Saluran 20
Tabel 2.3 Kemiringan Talud Minimum Untuk Saluran 20
Tabel 2.4 Harga Ratio Rembesan 28
Tabel 3.1 Lebar Minimum Tanggul 41
Tabel 3.2 Perhitungan Gaya Angkat Keatas 50
Tabel 3.3 Perhitungan Gaya Angkat Ke Atas Pada Setiap Titik 51
Tabel 3.4 Berat Sendiri Bangunan Penangkap Sedimen Pada
Kondisi Muka Air Normal 52
Tabel 3.5 Gaya Horizontal Bangunan Penangkap Sedimen Pada
Kondisi Muka Air Normal 53
Tabel 3.6 Perhitungan Panjang Rembesan Kondisi
Muka Air Nornal 53
Tabel 3.7 Perhitungan Berat Sendiri Bangunan Penangkap Sedimen
Pada Kondisi Muka Air Banjir 61
Tabel 3.8 Perhitungan Gaya Vertikal Bangunan Penangkap Sedimen
Kondisi Muka Air Banjir 62
Tabel 3.9 Perhitungan Gaya Horizontal Bangunan Penangkap Sedimen
Kondisi Muka Air Banjir 62
Tabel 3.10 Perhitungan Panjang Rembesan
xvi Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR NOTASI
A Luas bangunan penangkap sedimen
An Luas penampang basah selama proses normal
As Luas penampang basah pada kondisi pembilasan
B Lebar bangunan penangkap sedimen
bnf Lebar bersih bukaan pembilas
CL Harga rasio rembesan Lane
c Konsentrasi sedimen
D Diameter butiran sedimen
Dp Kedalaman pondasi
e Eksentrisitas
Fg Ketahanan guling
Fgs Ketahanan geser
Fk Faktor keamanan
f Koefisien geser antara bangunan penangkap sedimen dan tanah dasar
g Percepatan gravitasi
H Kedalaman aliran di bangunan
Hx Tinggi energi di hulu bangunan penangkap sedimen
hf Kedalaman air pada bukaan pembilas
hn Kedalaman aliran
hs Kedalaman aliran pada kondisi pembilasan
In Kemiringan energi selama proses normal
Is Kemiringan saluran
k Koefisien kekasaran Strickler
L Panjang bangunan penangkap sedimen
LH Panjang bidang horizontal
Ltot b Panjang total bidang kontak bangunan penangkap sedimen dan tanah
xvii Universitas Kristen Maranatha Ltot h Panjang total bidang kontak dari hulu sampai hilir
LV Panjang bidang vertikal
Lx Jarak sepanjang bidang kontak dari hulu sampai titik x
M0 Jumlah momen vertikal – jumlah momen horizontal
m Kemiringan talud
n Koefisien kekasaran manning
Pn Keliling basah
Ps Keliling basah pada kondisi pembilasan
Psh Gaya yang teletak pada 2/3 kedalam dari atas lumpur yang bekerja secara
horizontal
Px Gaya angkat ke atas pada titik x
Qn Debit saluran rencana
Qs Debit saluran untuk pembilasan
q Tegangan tanah yang terjadi
RH Jumlah semua gaya horizontal
Rn Jari-jari hidrolis
Rs Jari-jari hidrolis pada kondisi pembilasan
RV Jumlah semua gaya vertikal
T Waktu pembilasan
V Kecepatan aliran air
Vp Kecepatan pembilas setelah dibuat dinding pengarah
Vn Kecepatan rata-rata selama proses normal
Vol Volume endapan
Vs Kecepatan aliran pembilas
w Kecepatan endapan partikel sedimen
w0 Kecepatan endap rencana
ΔH Beda tinggi energi ∑MH Jumlah momen guling
xviii Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran L.1 Tampak Atas Bangunan Penangkap Sedimen 72
Lampiran L.2 Potongan Memanjang Bangunan Penangkap Sedimen 73
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR
Sesuai dengan persetujuan dari Ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik
Universitas Kristen Maranatha, melalui surat No.1308/TA/FTS/UKM/II/2012
tanggal 22 Februari 2012, dengan ini saya selaku Pembimbing Tugas Akhir
memberikan tugas kepada :
N a m a : Agnes Tristania Sampe Arung N R P : 0821024
Untuk membuat Tugas Akhir dengan judul :
STUDI PERENCANAAN TEKNIS BANGUNAN PENANGKAP SEDIMEN PADA BENDUNG INGGE KABUPATEN SARMI PAPUA
Pokok-pokok pembahasan Tugas Akhir tersebut adalah sebagai berikut :
1. Pendahuluan
2. TinjauanLiteratur
3. Studi Kasus dan Analisis Data
4. Simpulan dan Saran
Hal-hal lain yang dianggap perlu dapat disertakan untuk melengkapi penulisan
Tugas Akhir ini.
Bandung, 14 Desember 2012
Ir. Endang Ariani, Dipl. H.E.
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR
Yang bertanda tangan di bawah ini, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir dari
mahasiswi :
N a m a : Agnes Tristania Sampe Arung N R P : 0821024
Menyatakan bahwa Tugas Akhir dari Mahasiswi di atas dengan judul :
STUDI PERENCANAAN TEKNIS BANGUNAN PENANGKAP SEDIMEN PADA BENDUNG INGGE KABUPATEN SARMI PAPUA
Dinyatakan selesai dan dapat diajukan pada Ujian Sidang Tugas Akhir (USTA).
Bandung, 14 Desember 2012
Ir. Endang Ariani, Dipl. H.E.
1 Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Papua merupakan salah satu daerah di Indonesia yang struktur wilayahnya
terdiri atas gunung dan lautan luas yang di dalamnya terkandung sumber daya
alam yang tinggi. Namun kebutuhan pangan di Provinsi Papua terutama beras
selama ini masih dipenuhi dengan cara mendatangkan dari daerah lain seperti
Sulawesi dan Jawa. Melihat kondisi tersebut, maka pemerintah Provinsi Papua
melalui Dinas Pekerjaan Umum akan mengadakan percepatan dalam
pembangunan daerah irigasi baru dengan cara mendesain Irigasi Bonggo di
Kabupaten Sarmi.
Pertanian adalah suatu kegiatan pembudidayaan tanaman yang diharapkan
dapat memberikan nilai ekonomi pada masyarakat, dalam hal ini dititik beratkan
pada pertanian tanaman padi. Sebagai kabupaten baru yang terletak di sebelah
barat kota Jayapura, ibukota provinsi Papua dengan luas wilayah 17.740 km² yang
memiliki potensi pertanian yang besar dan ditunjang dengan tenaga kerja bidang
pertanian yang cukup karena merupakan salah satu lokasi transmigran yang ada di
Provinsi Papua, selayaknya Kabupaten Sarmi mampu memenuhi kebutuhan akan
produksi padinya yang selama ini belum optimal. Di daerah irigasi Bonggo yang
terletak di Kabupaten Sarmi, terdapat lahan pertanian yang sudah dikembangkan
oleh petani setempat dengan sistem irigasi pedesaan dan tadah hujan dengan
2 Universitas Kristen Maranatha (Sumber : Dinas Pekerjaan Umum, Provinsi Papua)
Gambar 1.1 Rencana Penempatan Bangunan Penangkap Sedimen
Seperti ditunjukkan pada Gambar 1.1, Sungai Ingge memiliki luas DAS
sebesar ± 122 km2. Dengan kondisi tersebut Sungai Ingge berpotensial apabila dimanfaatkan sebagai penyediaan air baku dan air irigasi. Untuk memenuhi
kebutuhan air tersebut agar produksi pertanian meningkat, maka sawah tadah
hujan pada daerah tersebut perlu ditingkatkan dari saluran tadah hujan menjadi
irigasi teknis yang dapat mendistribusikan air dari sungai secara kontinyu dan
dengan debit tertentu. Namun karena muka air sungai yang lebih rendah dari
daerah irigasi maka perlu dibangun bendung agar kebutuhan daerah irigasi bisa
terpenuhi. Selain itu kondisi air di Sungai Ingge banyak mengandung sedimen
berupa pasir halus, maka perlu dibangun bangunan penangkap sedimen yang
berguna untuk mengurangi sedimen yang akan masuk ke dalam jaringan irigasi
3 Universitas Kristen Maranatha
1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian
Maksud dari Pengerjaan Tugas Akhir ini adalah:
Merencanakan dan menghitung bangunan penangkap sedimen pada bendung
Ingge.
Tujuan dari Pengerjaan Tugas Akhir ini adalah:
Untuk mendapatkan bangunan penangkap sedimen yang memenuhi kapasitas
pengendapan lumpur, tampungan sedimen, dan pengurasan sedimen.
1.3 Ruang Lingkup Penelitian
Agar pemecahan masalah dapat terarah dan tidak terlalu meluas, maka
batasan-batasan dalam penelitian ini:
1. Melakukan pengkajian data-data lalu membuat perencanaan bangunan
penangkap sedimen.
2. Desain bangunan penangkap sedimen yang akan digunakan untuk
mengendapkan sedimen yang masuk ke jaringan irigasi.
3. Ukuran rencana sedimen yang akan diendapkan adalah 0,07 mm.
4. Data yang digunakan untuk penelitian merupakan data lapangan yang di
4 Universitas Kristen Maranatha
1.4 Sistematika Penelitian
Sistematika penelitian adalah sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan
Berisi penjelasan latar belakang masalah, tujuan penelitian, ruang lingkup
penelitian, sistematika penelitian.
BAB II Tinjauan Literatur
Berisi tinjauan literatur yang digunakan untuk mendukung penelitian.
BAB III Studi Kasus
Berisi studi kasus dan penjelasan dalam pemecahan masalah yang menjadi
topik penulisan Tugas Akhir.
BAB IV Simpulan dan Saran
Berisi simpulan dan saran yang diperoleh dari hasil penelitian, berdasarkan
69 Universitas Kristen Maranatha
BAB IV
SIMPULAN DAN SARAN
4.1 Simpulan
Setelah melakukan pengumpulan data survey lokasi yang dilakukan oleh tim
survey dari Departemen Pengairan Umum Provinsi Papua, serta dari analisis
perhitungan maka :
1. Hasil desain bangunan penangkap sedimen :
Diameter butiran sedimen (D) = 0,07 mm
Lebar dasar bangunan penangkap sedimen (B) = 3,5 meter
Panjang bangunan penangkap sedimen (L) = 125 meter
Kemiringan talud bangunan penangkap sedimen = 1
Kapasitas pintu pengambilan debit untuk irigasi (Qn) = 1,75m3/detik Kemiringan dasar saluran arah memanjang (is) = 0,0063
Kedalaman air rencana (hn) = 1,25 meter
Tinggi jagaan = 1 meter
Volume bangunan penangkap sedimen = 342 meter3 Waktu yang digunakan untuk pembilasan = 4,5 hari
Kecepatan endap rencana (w0) =0,004m/detik
Efisiensi pengendapan sedimen = 0,64
2. Hasil analisis stabilitas bangunan penangkap sedimen :
70 Universitas Kristen Maranatha
Bagi peneliti yang akan mendesain bangunan penangkap sedimen dapat
juga mendesain bangunan penangkap sedimen dengan tipe bendung yang
71 Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
Buku Petunjuk Perencanaan Irigasi, KP-03, Desember 1986, Bagian Penunjang
Untuk Standar Perencanaan Irigasi KP-06, Departemen Pekerjaan Umum
Direktorat Jenderal Pengairan.
Buku Petunjuk Perencanaan Irigasi, KP-04, Desember 1986, Bagian Penunjang
Untuk Standar Perencanaan Irigasi KP-06, Departemen Pekerjaan Umum
Direktorat Jenderal Pengairan.
Standar Kriteria Desain, Jilid 2, 1990, Pelengkap Kriteria Desain, Departemen
Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Pengairan.
Standar Perencanaan Irigasi, KP-02, Desember 1986, Kriteria Perencanaan
Bagian Bangunan Utama KP-02, Departemen Pekerjaan Umum Direktorat
