ANALISIS KERUNTUHAN BENDUNGAN BENDO PONOROGO DENGAN APLIKASI HEC-RAS
SKRIPSI
“Diajukan Sebagai Salah Satu Prasyarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu (S1) Teknik Sipil”
Disusun oleh : Yunik’ati 217.010.510.34
UNIVERSITAS ISLAM MALANG FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
2021
ABSTRAK
Yunik’ati, 217.0105.1.034. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Islam Malang, Analisis Keruntuhan Bendungan Bendo Ponorogo dengan Aplikasi HEC-RAS, Dosen Pembimbing : (I) Dr. Ir. Hj. Eko Noerhayati, MT.
dan (II) Dr. Azizah Rokhmawati, ST., MT.
Bendungan diartikan sebagai bangunan yang berupa urugan tanah, urugan batu, beton, dan pasangan batu yang dibangun selain untuk menahan dan menampung air, dapat pula dibangun untuk menahan dan menampung limbah tambang (tailing), atau menampung lumpur sehingga terbentuk waduk.
Disamping memiliki manfaat yang besar, pembangunan bendungan juga memiliki ancaman bencana yang besar apabila terjadi keruntuhan bendungan. Keruntuhan bendungan akan menimbulkan banjir bandang (flash flood) hingga ke daerah hilir yang menyebabkan banyak timbul korban jiwa, harta benda, fasilitas umum, kerusakan lingkungan dan lain sebagainya. Oleh karena itu, diperlukan adanya analisa keruntuhan bendungan yang nantinya dapat diketahui bencana dan wilayah-wilayah yang terdampak.
Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisa keruntuhan Bendungan Bendo dengan menggunakan aplikasi HEC-RAS versi 5.0.7 yang dikembangkan oleh Hydrolic Engineering Center. Dalam penelitian ini dilakukan 2 simulasi yaitu Overtopping dan Piping, dengan memasukkan parameter rekahan tertentu untuk mendapatkan peta sebaran genangan banjir yang terjadi. Hasil simulasi dengan HEC-RAS 5.0.7 menunjukkan bahwa overtopping merupakan penyebab utama dari keruntuhan dengan debit banjir rancangan 0,5PMF sebesar 2137,547 m3/det dan tinggi genangan maksimum 8,8836 meter. Akibat dari keruntuhan Bendungan Bendo terdapat 41 desa yang terdampak dan 129.158 jiwa penduduk terkena resiko, dengan jarak jangkauan terjauh 20km dari Bendungan Bendo, maka Bendungan Bendo termasuk dalam klasifikasi zona bahaya tingkat 4 atau bahaya sangat tinggi.
Kata Kunci : bendungan, keruntuhan, overtopping, piping, bendungan bendo, HEC-RAS
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan air untuk irigasi sangatlah penting untuk Indonesia sebagai negara agraris. Namun, karena letak Indonesia berada di daerah tropis yang menyebabkan perubahan cuaca ekstrim dari musim penghujan ke musim kemarau dan hal ini mengakibatkan berkurangnya ketersediaan air untuk irigasi.
Pembangunan bendungan merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi penyediaan air irigasi. Bendungan merupakan bangunan air berskala besar yang berfungsi menampung air untuk memenuhi kebutuhan manusia. Menurut (Peraturan Pemerintah, 2010) No. 37 tentang bendungan, mendefinisikan bendungan sebagai bangunan yang berupa urugan tanah, urugan batu, beton, dan pasangan batu yang dibangun selain untuk menahan dan menampung air, dapat pula dibangun untuk menahan dan menampung limbah tambang (tailing), atau menampung lumpur sehingga terbentuk waduk.
Disamping memiliki manfaat yang besar, pembangunan bendungan juga memiliki ancaman bencana yang besar apabila terjadi keruntuhan bendungan.
Keruntuhan bendungan akan menimbulkan banjir bandang (flash flood) hingga ke daerah hilir yang menyebabkan banyak timbul korban jiwa, harta benda, fasilitas umum, kerusakan lingkungan dan lain sebagainya. Banjir bandang ini merupakan banjir yang terjadi secara tiba-tiba dan cepat dengan membawa volume banjir yang sangat besar. Pada umumnya keruntuhan bendungan disebabkan karena terjadinya overtopping, yaitu melimpasnya air melalui puncak bendungan karena debit inflow yang besar melebihi kapasitas tampang spillway dalam mengalirkan debit banjir yang terjadi. Penyebab lain keruntuhan bendungan adalah piping, yaitu mengalirnya air melalui lubang-lubang pada tubuh atau pondasi bendungan. Oleh karena itu, dalam pembangunan bendungan harus ada peraturan yang tetap untuk mengatur potensi bahaya yang harus diperhatikan. Berdasarkan hal tersebut, maka dikeluarkan (Peraturan Pemerintah, 2010) Nomor 37 tentang bendungan yang mengatur tentang keamanan bendungan dimana resiko keruntuhan bendungan dapat dicegah dan dikurangi.
2
Saat ini, kajian dan analisis terhadap keamanan bendungan terus ditingkatkan.
Bendungan harus dibangun sesuai dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi agar aman terhadap berbagai kondisi. Dari awal perencanaan hingga pengoperasian bendungan tersebut. Berdirinya suatu bendungan harus memberikan rasa aman kepada masyarakat di sekitar, yaitu: aman terhadap kegagalan struktural, aman terhadap kegagalan hidrolik, dan aman terhadap kegagalan rembesan. Namun, meskipun didesain sedemikian rupa, tetap saja potensi keruntuhan bendungan masih mungkin terjadi. Sebagai contoh, keruntuhan bendungan di Indonesia yang pernah terjadi yaitu pada Bendungan Sempor, Jawa Tengah. Banjir besar yang menelan korban jiwa kurang lebih sebanyak 96 orang, terjadi pada tanggal 27 november 1976 seperti yang disebutkan pada artikel (Rovicky Putrohari, 2009). Banjir dahsyat itu terjadi akibat jebolnya coffer dam Bendungan Sempor yang sedang dibangun dimalam hari saat hujan lebat, dikarenakan air waduk (sementara) Sempor meluap (overtopping) di atas puncak coffer dam-nya. Contoh lain yaitu keruntuhan Bendungan Situ Gintung pada tanggal 27 Maret 2009. Korban tewas akibat runtuhnya Situ Gintung mencapai 56 orang dan sekitar 600 rumah warga rusak.
Menurut Kepala Balai Besar Sungai Ciliwung-Cisadane, (http://www.tempo.co., 2009), Pitoyo Subandrio, hujan lebat sehari sebelumnya mengakibatkan permukaan air naik secara drastis, melimpah dan akhirnya bendungan runtuh.
Air waduk saat itu kurang lebih 1,5 juta meter kubik.
Selain di Indonesia, keruntuhan bendungan juga terjadi di berbagai negara lainnya. Seperti pada tanggal 9 Oktober 1963 terjadi overtopping di puncak Bendungan Vajont Italia, sehingga bendungan itu runtuh karena keadaan geologi yang tidak stabil. Keruntuhan bendungan tersebut menelan korban jiwa tidak kurang dari 2.600 orang (http://www.alpensteel.com, 2013). Contoh lain bendungan negara lain yang mengalami keruntuhan yaitu Bendungan Teton di Idaho Amerika Serikat setinggi 93m runtuh pada 5 Juni 1976 mengakibatkan 14 orang meninggal (http://www.alpensteel.com, 2013). Runtuhnya bendungan ditengarai sebagai akibat dari mutu batuan yang mengelilingi bendungan tidak baik sehingga menyebabkan runtuhnya bendungan. Batuan di dinding bendungan banyak yang retak sehingga air dapat menembus tubuh bendungan (Phillip M.
3
Boffey, 1977). Dari uraian beberapa contoh keruntuhan bendungan diatas, dapat disimpulkan bahwa keruntuhan bendungan ini memiliki tingkat bahaya yang cukup besar.
Bendungan Bendo terletak di Kota Ponorogo, Provinsi Jawa Timur.
Bendungan bertipe urugan ini memiliki tinggi 71 meter dengan kapasitas tampung 43,11 juta m3. Dengan tinggi timbunan dan kapasitas tampung tersebut serta adanya pemukiman warga di daerah hilir bendungan, maka perlu dilakukan analisis keruntuhan bendungan untuk mengetahui dampak yang akan dihadapi apabila terjadi keruntuhan Bendungan Bendo. Analisis dari alternatif keruntuhan bendungan ini dilakukan dengan menggunakan software HEC-RAS. Dimana dalam program ini memungkinkan untuk melakukan simulasi banjir akibat keruntuhan bendungan dengan model 2D dan mengetahui luas genangan yang terjadi akibat keruntuhan bendungan.
Adapun peneliti sebelumnya yang membahas tentang keruntuhan bendungan yaitu Kiki Marina Murdiani dengan judul “Permodelan Keruntuhan Bendungan Menggunakan HEC-RAS 2D Studi Kasus Bendungan Gondang, Kabupaten Karanganyar”. Dalam penelitian tersebut membahas debit banjir rancangan, luas genangan yang terjadi dan wilayah yang terdampak dari keruntuhan Bendungan Gondang tersebut. Peneliti lainnya yaitu Paska Wijayanti dengan judul “Analisis Keruntuhan Bendungan Pacal”. Penelitian tersebut membahas luas genangan yang terjadi akibat keruntuhan bendungan dan hasil simulasi hidrologi akibat dam break.
Sedangkan dalam skripsi ini, akan membahas debit banjir rancangan, peta sebaran genangan banjir, luas genangan banjir, klasifikasi bahaya keruntuhan bendungan dan rekomendasi untuk pencegahan keruntuhan Bendungan Bendo.
Dengan adanya analisis ini diharapkan mampu menghasilkan data-data yang dapat digunakan dalam rangka upaya untuk mengurangi risiko bencana banjir akibat keruntuhan Bendungan Bendo.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, identifikasi analisis keruntuhan Bendungan Bendo adalah :
4
1. Penelitian ini hanya membahas keruntuhan Bendungan Bendo Ponorogo.
2. Penelitian ini dilakukan di daerah Bendungan Bendo yang terletak di desa Ngindeng, Kecamatan Sawoo, Kabupaten Ponorogo.
3. Penelitian ini menggunakan software HEC-RAS untuk mengetahui luas genangan yang terjadi akibat keruntuhan Bendungan Bendo.
4. Belum adanya analisis mengenai Keruntuhan Bendungan Bendo Ponorogo.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, rumusan masalah yang didapat adalah : 1. Berapa besarnya debit banjir rancangan yang terjadi di Bendungan Bendo?
2. Berdasarkan peta sebaran genangan banjir yang didapat dari hasil HEC-RAS, daerah mana saja yang terkena banjir akibat keruntuhan Bendungan Bendo?
3. Berapa tinggi genangan maksimum yang terjadi akibat keruntuhan Bendungan Bendo?
4. Bagaimana klasifikasi bahaya Keruntuhan Bendungan Bendo?
5. Bagaimana rekomendasi untuk mencegah keruntuhan Bendungan Bendo?
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari tugas akhir ini antara lain :
1. Mengetahui besarnya debit banjir rancangan yang terjadi di Bendungan Bendo.
2. Mengetahui daerah yang terkena banjir akibat keruntuhan Bendungan Bendo.
3. Mengetahui tinggi genangan maksimum yang terjadi akibat keruntuhan Bendungan Bendo.
4. Mengetahui klasifikasi bahaya Bendungan Bendo.
5. Memberikan rekomendasi untuk mencegah keruntuhan Bendungan Bendo.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Memberikan gambaran tentang analisis banjir akibat keruntuhan Bendungan Bendo.
2. Menambah pengetahuan tentang pengaplikasian software HEC-RAS pada analisis keruntuhan Bendungan Bendo.
5
3. Dapat dijadikan masukan atau saran untuk penyusunan peta bencana banjir Bendungan Bendo yang akan dipakai sebagai sarana pendukung dalam penyusunan Panduan Rencana Tindak Darurat Bendungan Bendo.
1.6 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Tidak membahas bangunan air di sepanjang sungai bagian hilir Bendungan Bendo.
2. Tidak membahas biaya akibat keruntuhan Bendungan Bendo.
3. Tidak membahas transport sedimen di sepanjang sungai.
4. Tidak membahas perencanaan pembangunan Bendungan Bendo.
5. Tidak meninjau akibat stabilitas dan gempanya.
1.7 Lingkup Pembahasan
Permodelan Analisis keruntuhan Bendungan Bendo dilakukan di daerah Bendungan Bendo, Kota Ponorogo, Jawa Timur. Ruang lingkup analisis keruntuhan bendungan ini adalah sebagai berikut :
1. Lokasi penelitian yang digunakan adalah Bendungan Bendo yang terletak di Kota Ponorogo, Provinsi Jawa Timur.
2. Penelitian dilakukan di Bendungan Bendo terletak di K.Keyang yang merupakan anak sungai dari K.Madiun dan berada di Desa Ngindeng Kecamatan Sawoo Kota Ponorogo.
3. Menganalisa data hidrologi, mulai dari pengujian kualitas data hujan, menghitung hujan rerata daerah, pengujian kesesuaian distribusi dan perhitungan PMP.
4. Menganalisa dampak akibat keruntuhan Bendungan Bendo.
5. Memberikan rekomendasi upaya pencegahan keruntuhan Bendungan Bendo
141 BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Dalam perhitungan hidrologi Bendungan Bendo, besaran debit banjir rancangan yang terjadi pada Bendungan Bendo dengan metode Hidrograf Satuan Sintesis Nakayasu pada kala ulang 1000 dan 0,5PMF masing-masing sebesar 2404,988 m3/det dan 2137,547 m3/det.
2. Terdapat 41 desa yang tersebar di 10 kecamatan pada Kabupaten Ponorogo yang terancam dampak akibat keruntuhan Bendungan Bendo saat kondisi overtopping yaitu Desa Ngindeng, Desa Bondrang, Desa Sawoo, Desa Ketro, Desa Kori, Desa Pangkal, Desa Prayungan, Desa Tugurejo, Desa Tumpakpelem, Desa Tumpuk, Desa Karangpatihan, Desa Kesugihan, Desa Plunturan, Desa Pomahan, Desa Pulung, Desa Pulung Merdiko, Desa Serag, Desa Sidoharjo, Desa Wotan, Desa Ngebel, Desa Ngrogung, Desa Mojorejo, Desa Candi, Desa Totokan, Desa Beton, Desa Sumoroto, Desa Purworejo, Desa Karangmojo, Desa Sedarat, Desa Bajang, Desa Karangan, Desa Muneng, Desa Dadapan. Desa Jalen, Desa Ngampel, Desa Singkil, Desa Campurejo, Desa Ngunut, Dea Sukosari, Desa Trisono dan Desa Bareng.
3. Pada simulasi keruntuhan Bendungan Bendo, tinggi genangan banjir maksimum yang terjadi pada alur sungai bagian hilir pada kondisi overtopping yaitu sebesar 8,8836 m.
4. Bendungan Bendo yang berpotensi terjadi overtopping menjadi ancaman bagi penduduk di daerah hilir bendungan tersebut. Terdapat 41 desa dengan jumlah total penduduk sebesar 129.158 orang, dengan jarak jangkauan terjauh dari bendungan yaitu 20km. Bendungan Bendo termasuk dalam klasifikasi zona bahaya tingkat 4 atau bahaya sangat tinggi.
5. Dari hasil analisa, penulis dapat memberikan rekomendasi untuk mencegah keruntuhan Bendungan Bendo :
1. Akibat Overtopping
Rekomendasi pencegahan keruntuhan Bendungan Bendo akibat overtopping dapat dilakukan dengan cara teknis maupun non-teknis.
142
Rekomendasi teknis untuk mencegah terjadinya keruntuhan Bendungan Bendo berdasarkan hasil analisa yaitu, membutuhkan lebar pelimpah yang semula 65 meter menjadi 68 meter dengan membuat emergency spillway lebarnya minimal 3 meter. Rekomendasi ini dengan meninggikan tubuh bendungan dari elevasi ± 224 m menjadi elevasi ±231 m. Sedangkan rekomendasi dengan cara non-teknis yaitu dengan aspek pengelolaan DAS di hulu bendungan. Aspek pengelolaan DAS antara lain , mengurangi erosi pada DAS, mengembalikan dan meningkatkan produktivitas lahan, menekan laju pertambahan lahan kritis, meningkatkan daya serap DAS, mengurangi debit banjir, dan memperpanjang proses pendangkalan waduk.
2. Akibat Pipping
Rekomendasi pencegahan keruntuhan Bendungan Bendo akibat pipping dapat dilakukan dengan cara, memonitor secara intensif pada instrumen bendungan, melakukan analisa kerusakan pada tubuh bendungan, melakukan perbaikan pada kerusakan bendungan dengan secepatnya, dan menurunkan elevasi muka air bendungan dibawah elevasi kerusakan pada tubuh bendungan
5.2 Saran
Berdasarkan hasil analisa, terdapat beberapa saran bagi penulis maupun pembaca, yaitu :
1. Hasil simulasi banjir yang telah disimulasikan tidak selamanya akan akurat.
Banyak faktor yang nantinya akan mendukung keakuratan sebuah simulasi banjir, tentunya sesuai kondisi yang ada di lapangan dan lebih baik jika data- data yang digunakan adalah data dari survey terbaru.
2. Untuk mendapatkan tingkat akurasi yang tinggi dari hasil perhitungan program HEC-RAS 5.0.7 perlu dilakukan perbandingan dengan hasil yang ada pada metode lain maupun aplikasi lain.
3. Parameter keruntuhan bendungan yang digunakan sebagai data masukan sangat berpengaruh terhadap analisis, oleh karena itu dalam penentuan nilai parameter tersebut harus dilakukan secara cermat dan teliti.
DAFTAR PUSTAKA
Asdak, C. (2002). Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada University Pess.
Costa, J. E. (1985). Floods from Dam Failures. United States Department of the Interior Geological Survey.
Harto, S. B. (2009). Analisa Hidrologi. Biro Penerbit Keluarga Mahasiswa UGM.
Kartasapoetra, A. G. (1991). Teknologi Pengairan Pertanian Irigasi. Bumi Aksara.
Limantara, L. M. (2010). Hidrologi Praktis. Lubuk Agung.
Peraturan Pemerintah. (2010). Peraturan Pemerintah Nomor 37 Tahun 2010 tentang Bendungan.
Rachmadan, L. C., Asmaranto, R., & Juwono, P. T. (2013). Analisa Keruntuhan Bendungan Alam Way Ela dengan Menggunakan Program Zhong Xing HY21. Jurnal Pengairan.
Safitri, Y., Noerhayati, E., & Suprapto, B. (2020). Studi Perencanaan Tubuh Bendungan Utama (Main Dam) Pada Pembangunan Waduk Bendo Kabupaten Ponorogo. Jurnal Rekayasa Sipil.
Sani. (2008). Analisis Kapasitas Waduk dengan Metode Ripple dan Behaviour (Studi Kasus Pada Waduk Mamak Sumbawa). Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
Sarono, W., & Asmoro, W. (2007). Evaluasi Kinerja Waduk Wadas Lintang.
Universitas Diponegoro.
Soedibyo. (2003). Teknik Bendungan. PT. Pradnya Paramita.
Soemarto, C. D. (1995). Hidrologi teknik. Erlangga.
Soemarto, C. D. (2011). Hidrologi teknik (3 ed.). Usaha Nasional.
Soewarno. (1995). Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data. Nova.
Sosrodarsono, S., & Takeda, K. (2003). Hidrologi Untuk Pengairan. PT. Pradnya Paramita.
Suripin. (2003). Buku Ajar Hidrolika. Jurusan Teknik Sipil FT Undip.
Triatmodjo, B. (2010). Hidrologi Terapan. Beta Offset.
US Army Corps of Engineers Hydrolic Engineering Cente. (2014). Using HEC- RAS for Dam Break Studies. U.S. Army Corps of Engineers Institute for Water Resources Hydrologic Engineering Center (CEIWR-HEC) 609 Second Street Davis.
US Army Corps of Engineers Hydrolic Engineering Center. (2016). HEC-RAS River Analysis System Hydraulic Reference Manual. U.S. Army Corps of Engineers Institute for Water Resources Hydrologic Engineering Center (CEIWR-HEC) 609 Second Street Davi.
Utomo, D., Noerhayati, E., & Rachmawati, A. (2020). Studi Evaluasi Kapasitas Penampang Sungai Kening Kabupaten Bojonegoro Dengan Menggunakan Metode HEC-RAS. Jurnal Rekayasa Sipil.
