ABSTRAK
Perilaku sungai akibat debit banjir dan arah aliran sangat dominan membentuk kerusakan. Hasil pengamatan sementara menunjukan bahwa keruntuhan atau penggerusan sangat dominan terjadi di daerah tikungan. Terutama keruntuhan dinding saluran, sehingga geometrik saluran akan berubah. Perubahan geometrik saluran dapat merubah aliran sungai. Disamping itu akibat perilaku manusia yang melakukan penggalian atau penambangan pasir serta batu di sungai. Oleh karena itu untuk mencegah terjadinya keruntuhan yang berkelanjutan, salah satu upaya yang dilakukan adalah membuat bronjong pada dinding saluran. Gerakan air pada saluran terbuka yang membelok, akan mengalami gaya lemparan ke sisi luar belokan. Stabilitas struktur bronjong merupakan kemampuan suatu bronjong dalalam mempertahankan susunannya dari gaya-gaya atau tekanan yang datang dari berbagai arah. Seperti : tekanan tanah, tekanan hidrostatis, dan gaya berat dari bronjong itu sendiri.
Penelitian bertujuan untuk mengamati daerah bronjong yang runtuh tanpa perkuatan, mengamati prilaku bronjong setelah diberikan perkuatan dan Mengamati pengaruh kemiringan saluran dan volume air terhadap volume keruntuhan dari bronjong.
Hasil yang didapatkan, terdapat kecendrungan bahwa keruntuhan bronjong tejadi pada awal dan akhir tikungan, dan setelah diperkuat dengan perkuatan gabungan(horizontal dan vertikal) pada kemiringan 7% daerah akhir tikungan saja yang mengalami keruntuhan. Dapat disimpulkan bahwa daerah akhir tikungan merupakan daerah yang harus lebih diperhatikan lagi ketika membangun sebuah bronjong.
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 3
1.3. Batasan Masalah ... 4
1.4. Sitematika Penulisan ... 5
BAB II DASAR TEORI ... 7
2.1. Umum ... 7
2.2. Stabilitas Bronjong / Gabion ... 9
2.2.1. Perlindungan Tebing Sungai ... 9
2.2.2. Bronjong / Gabion ...10
2.3. Perilaku Aliran Di Tikungan ...13
2.4. Banjir Bandang ...15
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...17
3.1. Tahapan Penelitian ...17
3.2. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian...18
3.3. Persiapan Penelitian ...20
3.3.1. Persiapan Alat ...20
3.3.2. Persiapan Material ...25
BAB IV PROSEDUR DAN HASIL PENELITIAN ...26
iii
4.1.1. Persiapan Alat ... 26
4.1.2. Persiapan Material ... 26
4.1.3. Prosedur Penelitian ... 26
4.1.4. Pengukuran Kecepatan Aliran ... 27
4.1.5. Keruntuhan Bronjong ... 28
4.2. Hasil Penelitian ... 30
4.2.1. Percobaan I mengidentifikasi letak keruntuhan bronjong ... 30
4.2.2. Percobaan II mengidentifikasi keruntuhan terhadap volume air tetap dengan kemiringan arah memanjang ... 34
4.2.3. Percobaan III menganalisis pengaruh bronjong dengan perkuatan horizontal dan gabungan ... 36
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 43
5.1. Analisis letak keruntuhan bronjong pada tikungan 1200 ... 43
5.2. Analisis keruntuhan bronjong terhadap volume air tetap dengan kemiringan arah memanjang pada tikungan 1200 ... 45
5.3. Menganalisis pengaruh bronjong dengan perkuatan horizontal dan perkuatan gabungan terhadap volume air tetap pada tikungan 1200 ... 47
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ... 51
6.1. Kesimpulan ... 51
6.2. Saran ... 51
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Perhitungan kecepatan aliran dengan volume berbeda-beda pada kemiringan tertentu pada percobaan I ...32 Tabel 4.2 Perhitungan kecepatan aliran dan keruntuhan bronjong dengan
volume berbeda-beda pada kemiringan tertentu pada percobaan I ...33 Tabel 4.3 Perhitungan kecepatan aliran dengan volume yang sama dengan kemiringan tertentu pada percobaan II ...35 Tabel 4.4 Perhitungan kecepatan aliran dan keruntuhan bronjong dengan
volume yang sama dengan kemiringan tertentu pada
percobaan II ...36 Tabel 4.5 Perhitungan kecepatan aliran pada volume yang sama dengan
perkuatan dan kemiringan tertentu pada percobaan III ...38 Tabel 4.6 Perbandingan volume air terhadap keruntuhan bronjong dengan
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Pembangunan Bronjong Batu Kali pada Tikungan di Sungai
Limau Manih, Kecamatan Pauh, Padang ... 3
Gambar 2.1 Bronjong sebagai pelindung dinding sungai ...11
Gambar 2.2 Bronjong rusak akibat gerusan pada sungai...11
Gambar 2.3 Gambar 2.3 Standar Spesifikasi Bronjong Kawat Menurut SNI12 Gambar 2.4 Skema gaya pada aliran di belokan ...13
Gambar 2.5 Sketsa pembentukan aliran helicoidal...14
Gambar 2.6 Akibat banjir bandang yang terjadi di Kabupaten Parigi Moutong, Sulawesi Tengah ...16
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian ...17
Gambar 3.2 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian ...19
Gambar 3.3 Bagian utama saluran ...21
Gambar 3.4 Sketsa Tampak Atas Saluran ...23
Gambar 3.5 Potongan Melintang Saluran ...24
Gambar 4.1 Sketsa saluran dengan belokan ...26
Gambar 4.2 Bronjong yang diletakkan dari sebelum awal tikungan ...28
Gambar 4.3 Bronjong yang diletakkan di akhir tikungan ...28
Gambar 4.4 Tampak atas dari tikungan 1200 dengan pemasangan bronjong 29 Gambar 4.5 Bronjong dengan h/b =1 ...29
Gambar 4.6 Bronjong yang diletakkan dari sebelum awal tikungan hingga setelah akhir tikungan ...30
Gambar 4.7 Keruntuhan Model Bronjong h/b = 1 pada kemiringan 5% dengan volume 0,090 m3/dtk pada daerah hulu bronjong ...33
Gambar 4.8 Keruntuhan Model Bronjong h/b = 1 pada kemiringan 5% dengan volume 0,090 m3/dtk pada daerah hilir bronjong ...34
Gambar 4.9 Bronjong dengan perkuatan horizontal ...37
Gambar 4.10 Bronjong dengan perkuatan gabungan ...37
Gambar 4.11 Kondisi Bronjong dengan perkuatan horizontal pada kemiringan 7% pada daerah awal tikungan 1200 ...41
Gambar 4.12 Kondisi Bronjong dengan perkuatan horizontal pada kemiringan 7% pada daerah awal tikungan 1200 ...41
Gambar 4.13 Kondisi Bronjong dengan perkuatan gabungan pada kemiringan 7% pada daerah awal tikungan 1200 ...42
Gambar 4.14 Kondisi Bronjong dengan perkuatan gabungan pada kemiringan 7% pada daerah akhir tikungan 120 ...42
Gambar 5.2 Kondisi Bronjong yang terletak di awal tikungan pada percobaan 2 sebelum dan sesudah di-running pada
kemiringan 5% ... 44
Gambar 5.3 Kondisi Bronjong yang terletak di akhir tikungan pada percobaan 2 sebelum dan sesudah di-running pada kemiringan 5% ... 44
Gambar 5.4 Kondisi Bronjong yang terletak di awal tikungan pada percobaan 3 sebelum dan sesudah di-running pada kemiringan 5% ... 45
Gambar 5.5 Kondisi Bronjong yang terletak di akhir tikungan pada percobaan 3 sebelum dan setelah di-running pada kemiringan 5% ... 45
Gambar 5.6 Grafik Hubungan Volume air vs Volume keruntuhan pada bronjong ... 46
Gambar 5.7 Grafik Hubungan Kemiringan Saluran vs Volume keruntuhan bronjong pada bronjong h/b=1 dengan Volume air 0,0772 m3 47 Gambar 5.8 Daerah awal tikungan yang diperkuat horizontal ... 48
Gambar 5.9 Daerah awal tikungan yang diperkuat horizontal ... 48
Gambar 5.10 Bentuk perkuatan horizontal ... 49
Gambar 5.11 Bentuk perkuatan gabungan ... 49 Gambar 5.12 Grafik Hubungan Kemiringan Saluran vs Volume keruntuhan
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, Allah swt atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Kajian Prilaku Perkuatan Tebing dengan Bronjong Pada Tikungan 120o Akibat Banjir Bandang”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas.
Dukungan dari berbagai pihak sangat membantu dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu penulis menghaturkan ucapan terimakasih yang setulusnya kepada :
1. Orang tua serta keluarga atas segala do’a, dukungan dan motivasi selama penyelesaian skripsi ini.
2. Bapak Ir. Darwizal Daoed, MS. selaku Dosen Pembimbing yang sangat solutif dan kreatif dalam setiap permasalahan yang penulis temukan.
3. Bapak Purnawan, Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas.
4. Staf pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas.
5. Rekan-rekan tenik sipil yang telah banyak memberikan bantuan dan dorongan semangat kepada penulis.
ix
7. Dan pihak-pihak lain yang telah membantu penulis.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Kritikan dan saran yang membangun diharapkan menjadi koreksi atas kekurangan dan kesalahan yang mungkin terdapat dalam skripsi ini.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan untuk perkembangan ilmu teknik sipil nantinya.
Padang, Oktober 2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Kawasan perbukitan yang mana kemiringan lerengnya sangat tajam dan tajam, yakni lebih dari 300
sangat sering terjadi keruntuhan tebing. Akibat keruntuhan tebing ini akan menyebabkan lembah tertimbun dan material tanah, batuan dan pohon. Ketika curah hujan besar dan intensitas tinggi lembah akan terisi air, sedangkan debit air yang mengalir relatif kecil. Hal ini disebabkan oleh adanya tumpukan material runtuhan yang berada di lembah yang secara tidak langsung berfungsi sebagai bendung alamiah. Suatu ketika bendung ini akan jebol dan terjadilah banjir bandang.
Banjir bandang dapat merubah geometri saluran, terutama pada daerah belokan. Trase belokan akan berubah menjadi lurus akibat hantaman banjir. Disamping merubah alur aliran dapat juga memperlebar dasar saluran. Untuk mempertahankan agar saluran tidak berubah secara geometrik, maka dilakukan pembuatan dinding bronjong sebagai perkuatan. Bronjong adalah “konstruksi sebagai penahan dan pelindung yang terbuat dari anyaman dari belahan-belahan bamboo atau kawat-kawat atau dari bahan- bahan lain, yang diisi dengan batu-batu
untuk tujuan tertentu” (dikutip dari buku Bronjong Dinas Pu).
berfungsi dengan baik. Dimana kelihatan dalam jangka waktu 1-2 tahun dinding dari bronjong sudah runtuh. Bahkan dibeberapa tempat dapat lebih mempercepat terjadinya gerusan, karena penempatan bronjong yang salah. Sehingga mengkhawatirkan akan menyebabkan bencana susulan.
Pada proyek penahan dinding tebing sungai bronjong diletakkan pada daerah lurus dan belokan. Untuk belokan ditempatkan pada sisi dinding sebelah luar tikungan, sedangkan pada daerah lurus dapat diletakan pada dua sisi tebing. Susunan elemen struktur bronjong dibuat berlapis teratur, seperti menyusun kotak. Sehingga banyak ruang yang lurus dapat dimasuki air dan mengerus dasarnya. Akibatnya elemen struktur bronjong akan cepat labil dan terguling. Untuk menambah kestabilan dinding tebing, maka sebaiknya dilakukan penyusunan elemen struktur bronjong, seperti menyusun batu bata pada dinding beton, sehingga aliran air akan sedikit tertahan. Disamping itu juga perlu dilakukan penelitian tentang banyaknya lapisan elemen struktur bronjong baik secara vertikal maupun horizontal serta penempatannya.
3
merubah pula kecepatan alirannya dengan demikian kedalaman normal sungai menjadi semakin rendah dan kecepatan aliran di hilir bronjong menjadi semakin besar. Pengaruh penambahan kecepatan ini akan mengakibatkan gerusan di dasar sungai yang secara perlahan akan bergerak ke hulu sampai pada kaki bronjong (Priyantoro, 1987 : 2).
Gambar 1.1 Pembangunan Bronjong Batu Kali pada Tikungan di Sungai Limau Manih, Kecamatan Pauh, Padang
Berangkat dari pembangunan bronjong batu kali pada tikungan di daerah Sungai Limau Manih, Kecamatan Pauh, Padang, Propinsi Sumatera Barat., penulis mencoba mengamati stabilitas bronjong di tikungan dengan memasang bronjong batu kali.
1.2.Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengamati prilaku aliran pada belokan akibat banjir bandang
2. Mengamati prilaku dari perkuatan tebing pada belokan, 3. Mengamati pengaruh kemiringan saluran, waktu, dan
volume air terhadap volume keruntuhan dari bronjong. Manfaat yang diharapkan hasil yang diperoleh dari penelitian ini dapat menjadi rujukan bagi para teknisi dibidang hidrolika dan dapat meningkatkan ketelitian perencanaan khususnya dalam perencanaan pemasangan bronjong batu kali yang bisa tahan terhadap bencana, khususnya banjir bandang.
1.3.Batasan Masalah
Dalam penelitian ini ada beberapa batasan masalah yang perlu diperhatikan diantaranya yaitu :
1. Bronjong sesuai PU, bronjong terikat ssl
2. Material sedimen yang digunakan untuk penelitian ini adalah sedimen alam non kohesif. Material diambil dari material dasar Sungai Batang Kuranji, Padang, Propinsi Sumatera Barat. 3. Penelitian ini menggunakan saluran buatan yang berupa flume
5
Mekanika Fluida Dan Hidrolika, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas, Padang.
4. Kondisi aliran adalah clear water, atau dengan kata lain air dibagian hulunya tidak mengandung angkutan sedimen. 5. Elemen bronjong terdiri atas 2 macam yaitu bronjong tidak
terikat satu sama lain dan bronjong terikat satu sama lain.
1.4.Sitematika Penulisan
Untuk menghasilkan penulisan yang baik dan terarah maka penulisan tugas akhir ini dibagi dalam beberapa bab yang membahas hal-hal berikut :
BAB I : Pendahuluan
Berisikan tentang latar belakang, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah serta sistematika penulisan. BAB II : Tinjauan Pustaka
Berisikan tentang teori dasar stabilitas bronjong dan hal-hal yang berkaitan dengan stabilitas bronjong itu sendiri.
BAB III : Metodologi Penelitian
Berisikan tahapan penelitian,diagram alir pelaksanaan penelitian, serta persiapan alat untuk penelitian yang dilakukan di laboratorium.
BAB IV : Prosedur dan Hasil Penelitian
BAB V : Analisis dan Pembahasan
Menampilkan hasil dari analisa data yang disajikan dalam bentuk grafik.
BAB VI : Kesimpulan dan Saran
Berisikan kesimpulan dan saran dari penyusunan tugas akhir ini
BAB II DASAR TEORI
2.1.Umum
Adanya erosi pada bagian dinding sungai merupakan akibat dari proses alami aliran arus sungai yang terjadi secara perlahan. Tingkat erosi ini bergantung pada musim-musim tertentu. Sehingga mempengaruhi tingkat kedalaman dasar sungai dan kecepatan arus sungai. Jika erosi secara terus menerus berlangsung, maka keadaan ini dapat menjadikan dasar sungai tidak datar (bergelombang). Apabila di dasar sungai terdapat suatu daerah yang dasarnya lebih dalam dari sekitarnya (membentuk suatu palung), maka daerah ini disebut scouring. Gerusan adalah fenomena alam yang disebabkan oleh aliran air yang mengikis dasar saluran. Gerusan yang terjadi pada bronjong adalah hal yang sudah biasa terjadi. Ada beberapa penelitian berhubungan dengan gerusan yang pernah dilakukan. Kumar dkk (1982) meneliti gerusan di hilir bendung. Farhoudi dan Smith (1982) meneliti tentang profil gerusan lokal (local scour) di hilir loncatan hidraulik. Mohammed dan McCorquodale (1992) meneliti tentang gerusan di hilir apron dan pintu air. Hoffmans dan Pilarczyk (1995) meneliti tentang gerusan lokal di hilir bangunan hidraulik yang diberi apron dan lapisan lindung pada daerah loncatan hidraulik dan masih banyak lagi yang lainnya.
1. String-up of bottom, dengan material terbawa lepas ke atas dari lapisan dasar saluran.
2. Horizontal displacement, secara horizontal butiran lepas bergerak dalam air.
3. Sedimentation, pengendapan kembali ke dasar saluran.
Ambri (2004), melakukan kajian untuk mengetahui laju sedimen atau debit sedimen pada proses angkutan di dasar sungai (sediment transport), dengan menggunakan formulasi perhitungan sedimen yang telah ada, dengan mengambil contoh (sampel) langsung dilokasi (sungai) yang ditinjau, dan kemudian membandingkan hasilnya satu sama lainnya.
Harvien dan Reski (2006), melakukan studi tentang pola pembentukan profil dasar saluran serta disrtribusi kecepatan yang terjadi pada belokan. Penelitian tersebut dilakukan dengan pemodelan saluran terbuka seperti flume berbentuk segi empat dengan variasi belokan yaitu 60o, 90o, 120o, dan 150o. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada bagian belokan sebelah dalam cenderung terjadi pengendapan, sebaliknya pada bagian sebelah luar belokan cenderung terjadi penggerusan.
9
Nofria Efendi (2013) melakukan penelitian mengenai pola gerusan akibat variasi struktur bronjong pada tikungan. Dari hasil penelitian ditunjukkan bahwa gerusan sedimen cenderung paling besar terjadi pada awal dan akhir tikungan. Serta bronjong yang dipasang pada tikungan akan cepat rusak pada daerah hilir.
Atika TifanyPutri (2014) melakukan penelitian mengenai stabilitas struktur bronjong pada tikungan. Dari hasil penelitian ditunjukkan baha daerah awal dan akhir tikungan rentan terhadap keruntuhan
2.2.Stabilitas Bronjong / Gabion
2.2.1. Perlindungan Tebing Sungai
Dengan adanya berbagai ragam pemanfaatan fungsi dan potensi sungai yang mungkin dapat dikembangkan di dalam satu jaringan sungai, dengan maksud agar kelestarian fungsi sungai dan potensinya dapat dipertahankan, maka diperlukan adanya kegiatan pengaman dari hal-hal yang sifatnya mengganggu atau merusak kelestarian lingkungan sungai. Salah satunya adalah melindungi tebing sungai.
mencegah meluapnya banjir. Biasanya tebing ini berupa tebing sungai buatan.
Perlindungan tebing sungai biasanya dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu :
1. Perlindungan tebing secara langsung (revetment).
Revertment yang berfungsi sebagai perkuatan lereng adalah bagunan yang ditempatkan pada permukaan suatu lereng guna melindungi suatu tebing sungai terhadap serangan arus yang dapat mengakibatkan terjadinya gerusan pada tebing sungai. Jenis revertment yang biasa dipakai adalah sebagai berikut :
a. Pasangan batu kali b. Beton
c. Bronjong d. Rip – rap e. Dump – stone f. Bioteknologi
2.Perlindungan tebing secara tidak langsung (krib).
Krib adalah bangunan yang dibuat melintang terhadap arus aliran sungai yang berfungsi untuk melindungi tebing sungai yang tererosi dengan cara membelokkan aliran sungai agar menjauhi tebing sungai dan mengurangi kecepatan arus sungai. 2.2.2. Bronjong / Gabion
11
pemasangan bronjong ini sendiri adalah untuk melindungi lereng tebing sungai dimana terdapat permasalahan penggerusan dan penggerowongan.
Gambar 2.1 Bronjong sebagai pelindung dinding sungai
Penggunaan dari bronjong ini sendiri adalah untuk melapisi dinding tebing sungai dan sangat efektif untuk melindungi tebing yang tidak stabil dari penurunan segera.
13 2.3.Perilaku Aliran Di Tikungan
Gerakan air pada saluran terbuka yang membelok, akan mengalami gaya lemparan ke sisi luar belokan yang disebut gaya sentripetal. Pada kondisi ini, aliran akan berusaha bergerak ke sisi luar, tetapi angkutan massa air total pada arah transversal harus = nol. Pada Gambar 2.10, ditunjukkan skema gaya yang terjadi pada aliran di belokan. Pada skema tersebut terlihat bahwa gaya sentripetal akan lebih besar di permukaan karena distribusi vertikal kecepatan di dekat permukaan adalah lebih besar dari pada di dekat dasar. Pada Gambar 2.11, ditunjukkan sketsa pembentukan aliran helicoidal.
Gambar 2.5 Sketsa pembentukan aliran helicoidal
Apabila Vo adalah kecepatan tangensial, Vr adalah kecepatan radial. Dan Vz adalah kecepatan vertikal, maka pada aliran di saluran terbuka yang lurus Vz dapat dikatakan sama dengan nol. Namun di belokan, Vo, Vr dan Vz praktis tidak sama dengan nol karena aliran helicoidal sepenuhnya tiga dimensi. Secara teoritik, nilai Vo dapat dinyatakan dalam hubungan persamaan berikut (sesuai dengan hukum
”free vortex”)
Vo . r = konstan ...(pers. 2.2) Vo1 . r1 = Vo2 . r2 ...(pers. 2.3)
Apabila r1<r2, maka seharusnya Vo1 > Vo2 atau dengan kata
lain, kecepatan air disisi sebelah dalam belokan lebih besar daripada di sisi luar belokan .
15
belokan umumnya akan lebih dalam karena adanya kecepatan yang lebih besar pada sisi luar belokan tersebut. Gaya sentrifugal pada belokan akan menyebabkan timbulnya arus melintang sungai yang selanjutnya bersama dengan aliran utama akan membentuk aliran helicoidal. Besarnya kecepatan arus melintang ini berkisar antara 10%-15% dari kecepatan arah utama aliran (Kinori, 1984 dan Legono, 1986). Dengan demikian pada sungai yang bermeander, erosi akan terjadi pada sisi luar belokan dan pengendapan terjadi pada sisi dalam belokan.
2.4.Banjir Bandang
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1.Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian skripsi ini ditunjukkan oleh flowchart pada gambar 3.1 dibawah ini:
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian Mulai
Kesimpulan dan Saran Pengumpulan Literatur
Pengaturan Saluran dan Material
Pelaksanaan Percobaan dan Pengambilan Data
Studi Pustaka
Merupakan studi penulisan yang bersumber dari buku-buku dan berbagai sumber lainnya untuk menambah pemahaman dan mencari sumber yang tepat dalam penelitian.
Pengumpulan Data
Merupakan pengambilan data yaitu berupa data yang diperoleh dari hasil percobaan atau penelitian yang dilakukan di laboratorium. Analisis Data
Menganalisa data yang diperoleh dari hasil percobaan atau penelitian yang dilakukan di laboratorium, yang outputnya akan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik.
Kesimpulan dan Saran
Berisikan kesimpulan dan saran dari hasil penelitian tugas akhir ini.
3.2.Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian
19
3.3.Persiapan Penelitian
3.3.1. Persiapan Alat
Agar penelitain ini dapat berlangsung, maka dibutuhkan peralatan-peralatan utama yang mendukung, dimana alat-alat yang dipergunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Saluran terbuka (open channel)
Dimensi saluran pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Lebar : 0,4 meter
b. Tinggi : 0,4 meter c. Panjang total : ± 12,8 meter d. Jari-jari Tikungan : 1 meter
2. Dimensi bendung bronjong batu kali pada penelitian ini : a. Tinggi bronjong : 2,5 cm
b. Panjang bronjong : 5 cm 3. Sekat
a. Lebar sekat : 0,38 meter b. Tinggi sekat : 0,4 meter 4. Bak Penampung Air
Volume maksimum dari bak utama adalah 1,786 m3 dengan dimensi :
a. Panjang : 2,44 meter
b. Lebar : 1,22 meter
c. Tinggi : 0,6 meter
21 5. Bak Peredam
Dasar dari bak peredam adalah plat berlubang yang berfungsi sebagai peredam air yang masuk ke saluran supaya aliran air menjadi seragam.
Dimensi bak peredam adalah : a. Panjang : 0,5 meter b. Lebar : 0,5 meter c. Tinggi : 0,5 meter 6. Meja Penyangga
Berfungsi untuk menyangga saluran dan untuk memudahkan dalam proses pemindahan saluran. Meja penyangga ini memiliki lebar 0,6 meter dan tinggi kaki 0,85 meter. Untuk pengaturan kemiringan saluran, pada meja penyangga digunakan jack dengan beda tinggi maksimum ± 0,2 meter. 7. Pompa
Berfungsi untuk mengakirkan air ke saluran, pompa yang digunakan adalah pompa Shimizu dengan kapasitas pompa 60 liter/menit.
Gambar 3.3 Bagian utama saluran
Keterangan Gambar
1. Flume yang berupa saluran terbuka 2. Lokasi Vee Weirs
3. Lokasi pengamatan material 4. Rigid bed
23
Tampak Atas Saluran
BAK PEREDAM
RIGID BED
BRONJONG BATU KALI MATERIAL BAK PEREDAM
BAK UTAMA
Bronjong Batu Kali
Pasir
Tanah Liat Dinding Saluran
Potongan Melintang Saluran
Gambar 3.5 Potongan Melintang Saluran
Peralatan tambahan lainnya:
1. Pompa air, yaitu gabungan pompa manual dan pompa hisap untuk mendapatkan volume air yang diinginkan.
2. Stopwatch
3. Taraf ukur, untuk mengukur profil dasar saluran.
4. Rigid bed, diletakkan pada awal dan ujung meterial untuk penahan sedimen supaya tidak terangkut ketika running dilakukan.
25
6. Lem silikon, digunakan untuk menyambung acrylic dan pencegah kebocoran pada saluran.
7. Kantong penangkap sedimen berupa kain, untuk menampung material yang terangkut setelah running.
8. Meteren untuk mengukur tinggi saluran. 3.3.2. Persiapan Material
Bahan material yang digunakan pada penelitian ini ada dua pokok, yaitu :
BAB IV
PROSEDUR DAN HASIL PENELITIAN
4.1.Prosedur Penelitian
4.1.1. Persiapan Alat
Penelitian menggunakan saluran dengan sudut 1200 dan jari-jari tikungan (R) sebasar 68,7 cm. Untuk mencegah terjadinya kebocoran pada saluran digunakan lem silicon.
Gambar 4.1 Sketsa saluran dengan belokan
4.1.2. Persiapan Material
Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah air, kerikil, tanah liat dan pasir sungai.
4.1.3. Prosedur Penelitian 1. Persiapkan alat.
27
Penelitian dilakukan hanya menggunakan tikungan 1200. 3. Pada dasar saluran diberikan tanah liat setebal 2 cm dan 2 cm
pasir sebagai sedimen.
4. Pasang model bronjong di bagian luar tikungan.
5. Sebarkan kerikil di hulu dan hilir saluran untuk menahan energi aliran.
6. Alirkan air dari sumber dengan volume tertentu. Kemudian ambil waktu saat sekat dibuka hingga aliran mencapai suatu batas yang telah ditentukan.
7. Amati keruntuhan dari bronjong batu kali, jika keruntuhan
4.1.4. Pengukuran Kecepatan Aliran
Pengukuran kecepatan aliran dilakukan dengan menggunakan rumus,
v =
4.1.5. Keruntuhan Bronjong
Pengamatan keruntuhan bronjong dilakukan dari air dialirkan dengan volume tertentu hingga aliran berhenti mengalir dengan mematikan pompa. Pada percobaan pertama bronjong diletakkan dari sebelum tikungan hingga ujung tikungan saja dengan percobaan h/b =1, seperti pada gambar 4.2 dan 4.3.
Gambar 4.2 Bronjong yang diletakkan dari sebelum awal tikungan
29
Gambar 4.4 Tampak atas dari tikungan 1200 dengan pemasangan
bronjong
Gambar 4.5 Bronjong dengan h/b =1
Gambar 4.6 Bronjong yang diletakkan dari sebelum awal tikungan hingga setelah akhir tikungan
Data volume keruntuhan bronjong diambil dengan mengamati jumlah bronjong yang runtuh setiap percobaan, dari awal sekat diangkat, hingga air yang mengalir dengan volume tertentu habis. Jumlah bronjong yang runtuh tersebut kemudian dikalikan dengan volume 1 bronjong yaitu 31,25 m³. Dengan data jumlah bronjong yang didapatkan di lapangan, dibuat grafik perbandingan antara volume air dengan volume keruntuhan bronjong pada kemiringan tertentu, volume air dengan kecepatan pada kemiringan tertentu dan kecepatan air dengan volume dari keruntuhan bronjong pada kemiringan tertentu .
4.2.Hasil Penelitian
31 a. Kecepatan aliran
Kecepatan aliran diperoleh dari rumus,
v =
dimana : v = kecepatan aliran (cm/dtk)
L = jarak (cm)
t = waktu (detik)
contoh :
Jarak yang ditentukan adalah 325 cm, waktu yang diperoleh saat sekat dibuka hingga air mencapai titik yang ditentukan 2.65 detik maka kecepatan alirannya adalah?
Tabel 4.1 Perhitungan kecepatan aliran dengan volume berbeda-beda pada kemiringan tertentu pada percobaan I
jarak(cm) waktu(dtk) total kec.(cm/dtk)
Untuk mengetahui stabilitas bronjong, diamati daerah runtuh bronjong dan volume bronjong yang runtuh pada saluran. Kemudian jumlah dari bronjong yang runtuh dihitung volumenya dengan mengalikan setiap bronjong yang jatuh dengan volume dari 1 bronjong, yaitu 31,25 m³.
33
Tabel 4.2 Perhitungan kecepatan aliran dan keruntuhan bronjong dengan volume berbeda-beda pada kemiringan tertentu pada percobaan I
jarak(cm) waktu(dtk) total kec.(cm/dtk) jumlah (cm3)
5 156.25
Hasil dari pengamatan keruntuhan pada bronjong tersebut antara lain :
Gambar 4.8 Keruntuhan Model Bronjong h/b = 1 pada kemiringan 5% dengan volume 0,090 m3/dtk pada daerah hilir bronjong
Berdasarkan tabel dan gambar, stabilitas bronjong bisa dilihat keruntuhan bronjong terjadi pada daerah hulu dan hilir bronjong. Oleh sebab itu untuk melihat lebih specific maka peneliti melakukan percobaan II.
4.2.2. Percobaan II mengidentifikasi keruntuhan terhadap volume air tetap dengan kemiringan arah memanjang
Pada percobaan kedua peneliti melihat pengaruh kecepatan aliran, stabilitas bronjong, dengan volume yang sama pada kemiringan tertentu. Adapun hasil dari percobaan II adalah sebagai berikut.
a. Kecepatan aliran
35
Tabel 4.3 Perhitungan kecepatan aliran dengan volume yang sama dengan kemiringan tertentu pada percobaan II
jarak(cm) waktu(dtk) total kec.(cm/dtk) volume air (cm3)
0.07722
Untuk mengetahui stabilitas bronjong, diamati daerah runtuh bronjong dan volume bronjong yang runtuh pada saluran. Kemudian jumlah dari bronjong yang runtuh dihitung volumenya dengan mengalikan setiap bronjong yang jatuh dengan volume dari 1 bronjong, yaitu 31,25 m³.
Tabel 4.4 Perhitungan kecepatan aliran dan keruntuhan bronjong dengan volume yang sama dengan kemiringan tertentu pada percobaan II
jarak(cm) waktu(dtk) total kec.(cm/dtk) jumlah (cm3)
0 0 keruntuhan bronjong terjadi pada awal dan akhir tikungan saluran, oleh sebab itu pada percobaan III peneliti melakukan perkuatan pada awal dan akhir tikungan pada bronjong dengan cara mengikat.
4.2.3. Percobaan III menganalisis pengaruh bronjong dengan perkuatan horizontal dan gabungan
37
Gambar 4.9 Bronjong dengan perkuatan horizontal
Adapun hasil dari percobaan III adalah sebagai berikut. a. Kecepatan aliran
Kecepatan aliran pada volume yang sama dengan perkuatan dan kemiringan tertentu tersedia pada tabel 4.4 berikut
Tabel 4.5 Perhitungan kecepatan aliran pada volume yang sama dengan perkuatan dan kemiringan tertentu pada percobaan III
jarak(cm) waktu(dtk) total kec.(cm/dtk)
kemiringan (S) kecepatan volume air (cm3)
7% 325 1.02 318.627 0.09009
5% 325 1.56 208.333 0.09009
3% 325 1.79 181.564 0.09009
7
1% 325 2.13 152.582 0.09009
0.09009
1
7% 325 1 325.000 0.09009
3% 325 1.81 179.558 0.09009
1% 325 2.12 153.302 0.09009
39 b. Stabilitas bronjong
Untuk mengetahui stabilitas bronjong, diamati daerah runtuh bronjong dan volume bronjong yang runtuh pada saluran. Kemudian jumlah dari bronjong yang runtuh dihitung volumenya dengan mengalikan setiap bronjong yang jatuh dengan volume dari 1 bronjong, yaitu 31,25 m³.
Tabel 4.6 Perbandingan volume air terhadap keruntuhan bronjong dengan volume yang sama dengan perkuatan pada kemiringan tertentu pada percobaan III
jumlah (cm3)
kemiringan (S)volume air (cm3) keruntuhan bronjong
41
Gambar 4.11 Kondisi Bronjong dengan perkuatan horizontal pada kemiringan 7% pada daerah awal tikungan 1200
Gambar 4.13 Kondisi Bronjong dengan perkuatan gabungan pada kemiringan 7% pada daerah awal tikungan 1200
Gambar 4.14 Kondisi Bronjong dengan perkuatan gabungan pada kemiringan 7% pada daerah akhir tikungan 120
BAB V
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Volume air, kecepatan aliran dan kemiringan saluran merupakan faktor yang menyebabkan keruntuhan bronjong. Pada penelitian ini analisa dan pembahasan yang akan dilakukan mencakup 3 pokok bahasan, yaitu: (a) analisis letak keruntuhan bronjong pada tikungan 1200, (b) analisis keruntuhan bronjong terhadap volume air tetap dengan kemiringan arah memanjang pada tikungan 1200, (c) dan menganalisis pengaruh bronjong dengan perkuatan horizontal dan gabungan pada tikungan 1200
5.1.Analisis letak keruntuhan bronjong pada tikungan 1200
Gambar 5.1 Kondisi Bronjong yang terletak di awal dan akhir tikungan pada percobaan 1 setelah di-running pada kemiringan 5%
Gambar 5.2 Kondisi Bronjong yang terletak di awal tikungan pada
percobaan 2 sebelum dan sesudah di-running pada kemiringan 5%
45
Gambar 5.4 Kondisi Bronjong yang terletak di awal tikungan pada percobaan 3 sebelum dan sesudah di-running pada kemiringan 5%
Gambar 5.5 Kondisi Bronjong yang terletak di akhir tikungan pada percobaan 3 sebelum dan setelah di-running pada kemiringan 5%
5.2.Analisis keruntuhan bronjong terhadap volume air tetap dengan kemiringan arah memanjang pada tikungan 1200
Bertujuan untuk mengetahui hubungan antara volume air terhadap keruntuhan bronjong pada kemiringan tertentu, selain itu mengamati daerah mana yang rentan akan runtuh pada bronjong. Sesuai dengan hasil indentifikasi pada bab 5.1 Daerah bronjong yang rentan akan keruntuhan adalah bagian awal dan akhir tikungan.
dengan h/b = 1, dengan volume air yang akan dialirkan dan kemiringan bervariasi. Adapun data dapat terlihat dengan grafik sebagai berikut :
Gambar 5.6 Grafik Hubungan Volume air vs Volume keruntuhan pada bronjong
h/b = 1
47
Gambar 5.7 Grafik Hubungan Kemiringan Saluran vs Volume keruntuhan bronjong pada bronjong h/b=1 dengan Volume air 0,0772
m3
Dari grafik terlihat bahwa volume air dan volume keruntuhan bronjong pada kemiringan saluran tertentu berbanding lurus. Jika volume air besar dengan kemiringan diperbesar maka volume runtuh juga semakin besar, begitu juga sebaliknya.
5.3.Menganalisis pengaruh bronjong dengan perkuatan horizontal dan perkuatan gabungan terhadap volume air tetap pada tikungan 1200
Gambar 5.8 Daerah awal tikungan yang diperkuat horizontal
49
Gambar 5.10 Bentuk perkuatan horizontal
Gambar 5.11 Bentuk perkuatan gabungan
Gambar 5.12 Grafik Hubungan Kemiringan Saluran vs Volume keruntuhan bronjong pada bronjong h/b=1 dengan Volume air 0,09009
m3
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1.Kesimpulan
Setelah mengamati dan menganalisa data yang ada, dapat disimpulkan beberapa poin berikut :
1. Bronjong yang berada di awal dan akhir tikungan rentan akan keruntuhan.
2. Semakin besar volume air maka semakin besar volume keruntuhan dari bronjong tersebut.
3. Semakin besar kemiringan saluran maka semakin besar volume keruntuhan bronjong.
4. Bronjong yang diberikan perkuatan lebih baik dari pada bronjong tanpa perkuatan.
5. Pada aliran dengan kemiringan < 5% bronjong masih stabil dan aman, jika kemiringan > 5% bronjong tidak stabil..
6.2.Saran
DAFTAR KEPUSTAKAAN
Daoed D.,Hadie M.S.N.,Junaidi (2006), Pengaruh Variasi Geometri Tikungan
Terhadap Karakteristik Penyebaran Sedimen Dan Pembentukan Lapisan
Armouring Di Dasar Saluran, Universitas Andalas, Padang.
Harvien(2006), Studi Eksperimental Pola Pembentukan Profil Dasar Saluran
Pada Belokan 60 dan 90 Derajat, Universitas Andalas, Tugas Akhir,
Padang
Efendi N (2013), Studi Eksperimental Pola Gerusan Akibat Variasi Struktur
Bronjong pada Tikungan 1200, Universitas Andalas, Tugas Akhir,
Padang
Jansen P. Ph. (1979), Principles of River Engineering-The Non Tidal Alluvial
River, CIP-gegevens Kononklijke Bibliotheek Den Haag, Facsimile
edition, 1994.
Khalik A (2009), Studi Eksperimental Pengaruh Kemiringan Melintang Ke Arah
Dalam Tikungan Saluran Terhadap Pola Penyebaran Sedimen,
Universitas Andalas, Tugas Akhir, Padang
Tifany A (2014),Studi Eksperimental Stabilitas Struktur Bronjong Batu Kali
pada Tikungan 1200, Universitas Andalas, Tugas Akhir, Padang
Kironoto,Bambang Agus (1997), Hidraulika Traspor Sedimen, Universitas
Gadjah Mada, Yogyakarta.
Laila F.S (2009), Pengaruh Pemasangan Krib pada Saluran di Tikungan 1200 ,
Universitas Andalas, Tugas Akhir, Padang
Thorne C. R.,Bathurst J. C and Hey R. D. (1987), Sediment Transport in Gr
