PERENCANAAN STRUKTUR BENDUNGAN BANDUNGHARJO
DESA BANDUNGHARJO - KECAMATAN TOROH
KABUPATEN GROBOGAN
NASKAH PUBLIKASI
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana S-1 Teknik Sipil
Oleh:
RADITYO PRAMUDYA WARDHANA
NIM: D 100 090 008
NIRM : 09.6.106.03010.50008
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
PERENCANAAN
STRUKTUR
BENDUNGAN
BANDUNGHARJO
DESA
BANDUNGHARJO - KECAMATAN TOROH KABUPATEN GROBOGAN
Radityo Pramudya Wardhana
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Radityawardhana22@yahoo.com
ABSTRAKSI
Kabupaten Grobogan adalah penghasil padi dan jagung. Untuk menunjang dan meningkatkan produksi pangan tersebut diperlukan ketersediaan air irigasi yang cukup. Khususnya di Desa Bandungharjo, Kecamatan Toroh merupakan daerah dengan ketersediaan air yang relatif sedikit. Sebagai pemenuhan kebutuhan air irigasi dan air baku di daerah tersebut, diperlukan adanya manajemen air. Salah satu penyelesaian teknisnya adalah pembangunan Bendungan. Desa
Bandungharjo terletak pada 110°15’BT-111°25’BT dan 7°LS-7°30’LS mempunyai kondisi kontur (cekungan) yang cukup dan dialiri oleh Sungai Glugu yang memiliki luas daerah pengalirannya sebesar 14,4365 km2.
Dalam perencanaan Bendungan Bandungharjo dilakukan analisis data hujan terlebih dahulu sehingga didapatkan Debit Banjir untuk periode ulang 50 tahun adalah 414,263 m3/detik dan Debit Pengambilan sebesar 0,375 m3/detik serta dengan Kapasitas Total Bendungan sebesar 17735790,9254 m3. Bendungan Bandungharjo direncanakan dengan spesifikasi Bendungan Urugan Zonal dengan Inti Kedap Air Tegak dengan tinggi Bendungan 38 m. Material penyusunnya terdiri dari lempung (inti), tanah urugan, pasir, rip-rap.
Pada kontrol kestabilan bendungan ini dilakukan kontrol terhadap longsoran dengan menggunakan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada kondisi bendungan selesai dibangun, saat muka air banjir dan saat penurunan mendadak (rapid drawdown) didapatkan FSkritis = 2,151 > 1,2
(pada kondisi muka air banjir). Serta kontrol terhadap rembesan (filtrasi) didapatkan Qf = 98,152 m3/hari = 0,00114 m3/detik. Sedangkan Daya Dukung Tanahnya menggunakan metode Terzaghi pada kondisi keruntuhan geser lokal didapatkan SF = 3,425 > 3.
Kata Kunci: Bendungan Bandungharjo, Spesifikasi Bendungan, Kontrol Stabilitas Bendungan.
LATAR BELAKANG
Wilayah Kabupaten Grobogan sebagai penghasil padi dan jagung masih memerlukan ketersediaan air irigasi untuk menunjang dan meningkatkan produksi pangan tersebut. Desa Bandungharjo Kecamatan Toroh merupakan salah satu daerah dengan ketersediaan sumber air yang relatif sedikit, sehingga dibutuhkan sistem manajemen air yang akan menyimpan kelebihan air pada musim penghujan dan akan memanfaatkan air pada musim kemarau. Salah satu penyelesaian teknis di dalam menyimpan air pada kondisi berlebih dan mengeluarkan air pada saat kekurangan air adalah dengan pembangunan bendungan, yaitu dengan mempertimbangkan kondisi kontur (cekungan) di daerah
Bandungharjo dan kondisi geologi secara makro. Dengan adanya waduk di daerah tersebut diharapkan dapat mencetak sawah baru dari tegalan menjadi sawah irigasi teknis. Areal sawah tersebut meliputi Desa Bandungharjo dan desa-desa disekitarnya yang secara geografis dapat memanfaatkan air dari Waduk Bandungharjo tersebut.
RUMUSAN MASALAH
1. Penentuan dan desain bendungan dengan mempertimbangkan kondisi geoteknik setempat dan volume bendungan.
3. Rembesan dan kestabilan bendungan, pada saat muka air maksimum dan penurunan muka air bendungan secara cepat (tiba-tiba).
TINJAUAN PUSTAKA Peneliti Sejenis Sebelumnya
Indah Wulandari (2009) dalam tugas
akhirnya yang berjudul “Tinjauan Kembali
Bendungan Kedung Ombo dalam Hal Kelayakan
Elevasi Mercu Bendung”. Tujuan perencanaan tersebut dilakukan untuk mengontrol keamanan waduk Kedung Ombo jika banjir pada saat waduk dalam kondisi kritis. Yang kedua, menentukan elevasi muka air banjir maksimal pada waduk Kedung Ombo. Yang ketiga, mengetahui apakah elevasi puncak bendungan yang ada masih cukup aman terhadap limpahan banjir pada saat waduk dalam kondisi kritis. Yang keempat, mengetahui kemampuan waduk Kedung Ombo dalam meredam banjir.
Ardhani Agnas Pratama dan Pranata Setyo Kuntoro (2009) dalam tugas akhirnya yang
berjudul “Perencanaan Bendungan Gonggang Kabupaten Magetan, Jawa Timur”. Tujuan
perencanaan tersebut dilakukan untuk keperluan irigasi. Rencana pembangunan di atas sungai gonggang yang memiliki luas daerah aliran 12,657 km2 dan terletak di Kecamatan Poncol, Kabupaten Magetan Propinsi Jawa Timur. Sebelum merencanakan bendungan dilakukan terlebih dahulu analisis hidrologi sehingga diketahui Debit Banjir untuk periode ulang 1000 tahun adalah 236,133 m3/detik dan debit pengambilan sebesar 0,439 m3/detik. Bendungan Gonggang direncanakan dengan spesifikasi Urugan Zonal Inti Kedap Air Tegak setinggi 45 m dengan lebar 10 m, Bangunan Pelimpah Mercu
Ogee dengan lebar 10 m, Kolam Olak USBR
Tipe I dan Bangunan Penyadap Menara.
LANDASAN TEORI Analisis Data Hujan
Analisis data hujan terdiri dari : 1. Pengisian Data Hujan
Pengisian data hujan dilakukan agar dapat melihat apakah data yang didapat panggah atau tidaknya.
2. Uji Konsistensi
Cara pengujian ini untuk mendeteksi penyimpangan dengan metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums).
3. Curah Hujan Areal
Curah hujan areal terdiri dari metode Rata-rata, Polygon thiessen dan Isohyet.
4. Analisis Frekuensi
Secara sistematis analisis frekuensi meliputi : a. Pengukuran Dispersi
Parameter yang dicari adalah standar Deviasi (S), Koefisien Varian (Cv),
Koefisien Skewness (Cs) dan Koefisien
Kurtosis (Ck).
b. Pemilihan Jenis Sebaran
Terdiri dari metode Gumbell, Normal, Log Normal dan Log Pearson Tipe III.
c. Uji Keselarasan
Terdiri dari metode Chi Square dan
Smirnov-Kolmogorov.
5. Debit Banjir Rencana
Debit banjir rencana dapat dilakukan
dengan
perhitungan
debit
banjir
menggunakan Hidrograf Satuan Sintetik
Nakayasu.
Analisis Penentuan Kapasitas Waduk
Pada perencanaan kapasitas waduk ini menggunakan metode Algoritma Puncak Urutan yaitu dengan menggambarkan hubungan Aliran Netto (Aliran–Kebutuhan) dengan waktu.
Analisis Penelusuran Banjir Pada Bendungan
Pada penelusuran banjir pada perencanaan bendungan ini menggunakan Iterasi cara Newton
Raphson.
Desain Struktur Bendungan
1. Tinggi Bendungan 2. Tinggi Jagaan
3. Lebar Mercu Bendungan 4. Panjang Bendungan
5. Kemiringan Lereng (Slope Gradient) 6. Pelindung Lereng Bendungan
Stabilitas dan Rembesan Pada Bendungan
1. Analisis Gaya atau Beban 2. Stabilitas Tubuh Bendungan
a. Stabilitas Bendungan Terhadap Longsoran Menggunakan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar.
b. Stabilitas Bendungan Terhadap Rembesan 1) Formasi Garis Depresi menggunakan
Hukum A. Casagrande. 2) Jaringan Trayektori
3) Kapasitas Aliran Filtrasi menggunakan Hukum Dupuit.
c. Stabilitas Tanah Dasar Bendungan
METODE PENELITIAN
Gambar 1. Bagan Alir
ANALISIS DAN PEMBAHASAN Analisis Data Hujan
1. Pengisisan Data Hujan
Di setiap stasiun hujan menggunakan 3 stasiun pengamatan lainnya sebagai back up, yang dianggap sebagai 3 stasiun hujan terdekat. Hasil analisis data panggah/layak. 2. Uji Konsistensi
Tabel 1. Uji Konsistensi
3. Curah Hujan Areal
Tabel 2. Curah Hujan Areal
4. Analis Frekuensi
Tabel 3. Pemilihan Jenis Sebaran
Karena hasil analisis di atas, ketiga Jenis Distribusi Sebaran tidak mendekati harga syarat. Maka pada analisis Jenis Sebaran yang digunakan adalah dengan Metode Log Pearson Tipe III. Sehingga didapatkan tabel :
Tabel 4. Parameter Metode Log Pearson III
Tabel 5. Harga K untuk Distribusi Hujan Rencana Log Pearson Tipe III
Tabel 6. Uji Keselarasan Sebaran
5. Debit Banjir Rencana
Sehingga jika digrafikkan sebagai berikut :
Gambar 2. Grafik Banjir Rencana HSS Nakayasu
Analisis Penentuan Kapasitas Waduk
Kapasitas Waduk diperoleh dengan metode Algoritma Puncak Urutan, dengan hasil St Maks
atau Kapasitas Waduk = 17735790,9254 m3
Analisis Penelusuran Banjir Pada Bendungan
Pada penelusuran banjir pada perencanaan bendungan ini menggunakan Iterasi cara Newton
Raphson.
Sehingga pada tabel 8 di bawah apabila digrafikkan didapakan grafik sebagai berikut:
Gambar 3. Grafik Hubungan Debit Banjir Inflow dengan Outflow
Dari grafik dan hasil perhitungan Analisis Penelusuran Banjir dengan Metode Newton Raphson tersebut. Dapat disimpulkan bahwa saat
debit banjir terjadi, bendungan tersebut dapat meredam datangnya banjir karena debit banjir terjadi masih di dalam grafik debit banjir rencana. Tabel 7. Hidrograf Banjir Rencana Periode Ulang 50 Tahun
Desain Struktur Bendungan
Pada perencanaan struktur Bendungan Bandungharjo direncanakan dengan menggunakan Bendungan Urugan Zonal dengan Inti Kedap Air Tegak. Komposisi untuk desain struktur Bendungan Bandungharjo ini meliputi : Tabel 9. Spesifikasi Bendungan Bandungharjo
Stabilitas dan Rembesan Pada Bendungan
1. Analisis Gaya atau Beban 2. Stabilitas Tubuh Bendungan
a. Stabilitas Bendungan Terhadap Longsoran Menggunakan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar.
Tabel 10. Angka Keamanan
b. Stabilitas Bendungan Terhadap Rembesan Tabel 11. Stabilitas terhadap Rembesan
c. Stabilitas Tanah Dasar Bendungan
Menggunakan analisis daya dukung tanah Teori Terzaghi pada kondisi Keruntuhan Geser Lokal. Diperoleh hasil SF = 3,425 > 3,00 ... (Aman)
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
1. Lokasi as bendungan terletak di Selatan Dusun Klumpit yaitu pada 110°15’ BT-111°25’ BT
dan 7°LS-7°30’ LS Desa Bandungharjo Kecamatan Toroh.
2. Bendungan Bandungharjo dibangun dengan Bendungan Tipe Urugan Zonal dengan Inti Tegak dengan tinggi bendungan 38 m.
3. Inti Kedap Air menggunakan material lempung, sisi hulu menggunakan material tanah urugan dengan di atasnya menggunakan pasir dan rip-rap (batuan) sebagai pelindung lereng pada kondisi penurunan mendadak (rapid drawdown) dan hilir bendungan menggunakan material tanah urug. Sedangkan pada kaki hilir bendungan dibangun filter sebagai drainase rembesan pada tubuh bendungan dengan menggunakan material batuan dan pasir.
4. Volume total kapasitas Bendungan Bandungharjo sebesar 17735790,9254 m3. 5. Kontrol kestabilan terhadap longsoran
dihitung dengan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada kondisi bendungan selesai dibangun, kondisi muka air banjir dan kondisi penurunan mendadak (rapid drawdown). Dengan Fs minimum diperoleh 1,754 > 1,2 pada kondisi Muka Air Banjir.
6. Kontrol kestabilan terhadap filtrasi (rembesan) menggunakan Metode A.Casagrande pada perhitungan garis depresinya dan Metode
Dupuit pada perhitungan jaringan trayektorinya, sehingga diperoleh Kapasitas Rembesan sebesar Qf = 98,152 m3/hari = 0,00114 m3/detik.
Saran
1. Penelitian ini hendaknya dilanjutkan terutama pada perhitungan volume sedimen, agar lebih terperinci perhitungannya
2. Penelitian ini hendaknya dilanjutkan terutama pada perhitungan bangunan penyadap (menara pengambilan/intake) agar dihitung struktur dan dimensi menaranya, karena pada penelitian ini penulis hanya melampirkan gambar typical bangunan penyadap (menara pengambilan/intake), serta masih diperlukan analisis lanjut mencakup analisis Water Hammer dan struktural bangunan intake serta
pipa pesat.
3. Pada perhitungan stabilitas bendungan hendaknya dilanjutkan dengan perhitungan kestabilan bendungan terhadap Liquefaction atau pencairan tanah.
DAFTAR PUSTAKA
Hardiyatmo, HC. 1994. Mekanika Tanah 1. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Hardiyatmo, HC. 2002. Mekanika Tanah 2. Gajah Mada University Press. Jakarta.
Harto, Sri. 1993. Analisis Hidrologi.
Erlangga. Jakarta.
Pratama, A. Ardhani dkk. 2009.
Perencanaan Bendungan Gonggang Kabupaten Magetan Jawa Timur. Universitas Diponegoro
Semarang.
Triatmodjo, Bambang. 1999. Teknik Pantai. PT. Beta Offset. Yogyakarta.
Triatmodjo, Bambang. 2008. Hirologi
Terapan. Betta Offset. Yogyakarta.
Soedibyo. 1993. Teknik Bendungan. PT. Pradnya Paramita. Jakarta.
Soemarto, CD. 1995. Hidrologi Teknik
Edisi Ke-2. Erlangga. Jakarta.
Sosrodarsono, Suyono. 1993. Bendungan
Type Urugan. PT. Pradnya Paramita. Jakarta.
Sudjarwadi. 1987. Teknik Sumber Daya
Air. Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.
Susilo, Budi. 1994. Mekanika Tanah
Edisi Ke-4. PT. Erlangga. Jakarta.
Wulandari, Indah. 2009. Tinjauan Kembali Bendungan Kedung Ombo dalam Hal Kelayakan Elevasi Mercu Bendungan.
