iii
PENGUJIAN MODEL FISIK BANGUNAN PENGENDALI
DASAR SUNGAI (BOTTOM CONTROLLER)
BENDUNG PAMARAYAN
JAWA-BARAT
Qurotul Ayni NRP : 9821060
Pembimbing : Maria Christine S.,Ir. M.Sc
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA
BANDUNG
ABSTRAK
Bendung Gerak Pamarayan Baru terletak pada sudetan Sungai Ciujung, Jawa-Barat. Bendung ini dibangun untuk menggantikan bendung lama yang sudah ada, tetapi tidak lama setelah bendung ini dioperasikan, terjadi penurunan dasar sungai dihilir bendung yang mengakibatkan peredam energi bendung tidak berfungsi dengan baik, sehingga Bendung Gerak Pamarayan Baru sendiri terancam roboh. Untuk menghindari hal diatas, maka dibangunlah bangunan pengendali dasar sungai yang terletak ±360 m dihilir dari peredam energi bendung tersebut.
Keakuratan Bangunan Pengendali Dasar Sungai ini diuji dengan uji model fisik. Hasil dari percobaan desain awal adalah gerusan yang terjadi di hilir bendung harus segera ditangani karena penurunan dasar sungai makin parah dikarenakan adanya galian tipe C, sedangkan hasil percobaan dari desain alternatip adalah tidak terjadi penurunan dihilir sebelah kiri bangunan pengendali dasar sungai. Hasil dari percobaan ini menjadi pertimbangan sebelum bangunan tersebut diterapkan pada kondisi/keadaan yang sebenarnya.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... i
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ...ii
ABSTRAK ...iii
PRAKATA ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Maksud dan Tujuan ... 2
1.3 Pembatasan Masalah ... 2
1.4 Sistematika Penulisan ... 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Model dalam Teknik Hidraulika ... 4
2.1.1 Jenis-jenis Model ... 6
2.1.2 Perbedaan antra model matematik dan model fisik... 7
2.1.3 Prinsip-prinsip pemodelan... 7
2.1.4 Skala Model ... 8
2.2 Peralatan Uji Model Fisik ... 11
2.3 Pengertian Sungai Secara Umum ... 16
vii
2.3.2 Bahaya Sungai ... 18
2.4 Morfologi Sungai Ciujung ... 18
2.5 Pengertian Bendung Secara Umum ... 19
2.6 Pengendali Dasar Sungai ... 21
2.7 Konsolidasi Pondasi ... 21
2.7.1 Umum ... 21
2.7.2 Jenis dan konstruksi konsolidasi pondasi ... 22
2.7.3 Pemilihan tipe konsolidasi pondasi ... 33
BAB 3 DATA UJI MODEL FISIK 3.1 Data desain bangunan ... 36
3.2 Data Laboratorium ... 38
3.2.1 Skala model ... 38
3.2.2 Pembuatan model ... 39
3.2.3 Peralatan yang digunakan ... 40
3.2.4 Pengukuran debit dan ketinggian muka air ... 41
BAB 4 PENGUJIAN MODEL FISIK 4.1 Percobaan uji model hidraulik ... 42
4.1.1 Percobaan pengaliran ... 42
4.3 Pengujian desain alternatif ... 47
viii
4.3.2 Pembahasan hasil pengujian ... 48
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 49
5.2 Saran... 51
DAFTAR PUSTAKA... 52
ix
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
A = Luas (m²)
A = Tingkat kekasaran
BTB = Bacaan benang tengah pada pengukuran ke arah belakang
BTM = Bacaan benang tengah pada pengukuran ke arah muka
b = Lebar pintu (m) C = Koefisien Chezy
Ci = Koreksi beda tinggi pada pengukuran di seksi i
D = Panjang seksi pengukuran dalam Km d = Diameter butir
F = Luas basah
Frp = Bilangan Froude di prototipe
Frm = Bilangan Froude di model
g = Gaya gravitasi bumi (m/det²) h = Tinggi (m)
I = Kemiringan dasar saluran
K = Kekasaran
L = Panjang (m) N = Jumlah putaran n = Koefisien manning
n* = Jumlah putaran baling-baling perdetik nv = Skala kecepatan aliran
nt = Skala waktu aliran
x
nc = Skala koefisien Chezy
nn = Skala koefisien Manning
Q = Debit saluran (m³/det) R = Jari-jari hidraulik
T = waktu pengamatan (detik) t = Waktu aliran (detik) V = Volume (m³)
v = Kecepatan (m/det)
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Lapis lindung batu dan hamparan lindung batu ... 23
Gambar 2.2 Matras anyaman ranting ... 25
Gambar 2.3 Ponton perancah ... 25
Gambar 24 Contoh konsolidasi pondasi dari matras anyaman ranting ... 26
Gambar 2.5 Matras anyaman ranting lapis tunggal ... 27
Gambar 2.6 Matras balok kayu ... 28
Gambar 2.7 Matras balok beton ... 29
Gambar 2.8 Blok beton tipe salib ... 31
Gambar 2.9 Fungsi blok beton tipe salib ... 31
Gambar 2.10 Blok beton tipe bentuk Y ... 32
Gambar 2.11 Blok beton tipe bentuk H ... 32
xii
DAFTAR TABEL
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Foto-foto model fisik ... 53
Lampiran 2 Gambar bendung pamarayan ... 55
Lampiran 3 Gambar hasil percobaan ... 59
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bendung Gerak Pamarayan Baru terletak di sudetan Sungai Ciujung- Jawa Barat, dimana sungai tersebut mengairi sawah seluas 22.500 ha dengan saluran pengambilan di sebelah kanan dan kiri bendung. Bendung ini dibangun dengan tujuan untuk menggantikan bendung lama yang telah dibangun tahun 1911. Bendung Gerak Pamarayan Baru dibangun sejak tahun 1993 dan selesai tahun 1996 serta dialiri air sekitar bulan Mei 1996.
2
dalam di hilir bendung dan di kaki tembok sayap hilir serta blok –blok beton (Concrete block) sebagai perkuatan dasar sungai di hilir peredam energi dan tembok sayap hilir mengalami kerusakan yaitu amblas dan hanyut. Kerusakan lingkungan sungai ini mengakibatkan terancamnya keamanan Bendung Gerak Pamarayan Baru.
Untuk mengamankan bendung terhadap bahaya gerusan lokal dan penurunan (degradasi) dasar sungai yang terjadi, saat ini sedang dilaksanakan pembuatan bangunan pengendali dasar sungai pada jarak ±360 m di hilir peredam energi bendung gerak Pamarayan Baru dengan bantuan uji model fisik.
1.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari Tugas Akhir ini adalah:
1. Memeriksa kesempurnaan desain bangunan pengendali dasar sungai untuk perbaikan dan penyempurnaan desain lebih lanjut.
2. Mempelajari dan memeriksa pengaruh bangunan pengendali dasar sungai terhadap pembangunan bendung gerak pamarayan baru dan lingkungan Sungai Ciujung secara keseluruhan.
1.3 Pembatasan Masalah
Masalah yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini dititik beratkan pada pengujian bangunan pengendali dasar sungai dengan pembatasan masalah sebagai berikut:
3
1.4 Sistematika Penulisan
Penjabaran permasalahan dalam Tugas Akhir ini menurut sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB 1 : PENDAHULUAN
Membahas tentang latar belakang masalah, maksud dan tujuan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA
Membahas tentang pengertian sungai, morfologi sungai Ciujung, pengertian bendung, pengamanan dasar sungai, model berskala, persiapan fasilitas atau peralatan uji model fisik, konsolidasi pondasi.
BAB 3 : DATA UJI MODEL FISIK
Membahas tentang data desain bangunan dan data laboratorium.
BAB 4 : PENGUJIAN MODEL FISIK
Membahas tentang percobaan uji model hidraulik, pengujian desain awal, pengujian desain alternatif.
BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN
49
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengujian tiga dimensi bangunan pengendali dasar sungai, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
50
0,78 m. Pola aliran tersebar merata dan tidak terjadi kecenderungan aliran menuju suatu titik tertentu. Sedangkan kecepatan maksimum yang terjadi dihilir bangunan pengendali dasar sungai sebesar 5,18 m/det. Pada debit 2000m3/det terjadi penggerusan sedalam 2,8m sejarak 0,68m. Pola aliran tersebar merata dan tidak terjadi kecenderungan aliran menuju suatu titik tertentu. Sedangkan kecepatan maksimum terjadi dihilir bangunan pengendali dasar sungai sebesar 3,79 m/det.Pada desain alternatif penggerusan di hilir bangunan pengendali dasar sungai Pada debit 500m3/det terjadi penggerusan sedalam 2m tepat dihilir elevasi +4,00m sebelah kiri. Pada debit 1000m3/det terjadi penggerusan sedalam 1m tepat dihilir elevasi +4,00m sebelah kanan. Pada debit 2000m3/det terjadi penggerusan sedalam 2m tepat dihilir elevasi +4,00m sebelah kiri.
2. Pada pengujian desain alternatif dengan debit 500m3/det terjadi penggerusan sedalam 8m tepat dihilir elevasi +4,00m. Pada debit 1000m3/det terjadi penggerusan sedalam 5m tepat dihilir elevasi +4,00m namun terjadi agradasi setinggi 1m di hilir elevasi +4,00m. Pada debit 2000m3/det terjadi penggerusan sedalam 6m tepat dihilir elevasi +4,00m namun terjadi agradasai setinggi 3m di hilir elevasi +4,00m.
51
4. Bangunan pengendali dasar sungai yang dibangun pada tahun 1997 di lokasi ± 360 m di hilir ujung akhir peredam energi bendung gerak telah dapat menaikkan muka air di hilir Bendung Gerak Pamarayan Baru. Hal ini sangat bermanfaat untuk meningkatkan efektifitas peredam energi Bendung Gerak Pamarayan Baru.
5.2 Saran
Berdasarkan hasil kesimpulan yang diperoleh, dapat diajukan beberapa saran sebagai berikut :
1. Dibuatnya tembok sayap dihilir bangunan pengendali dasar sungai.
2. Ditaruh blok-blok beton di sepanjang bangunan pengendali dasar sungai antara elevasi +6,50m dan +4,00m.
3. Ditutupnya bangunan pengendali dasar sungai yang ada pada elevasi +6,50m.
52
DAFTAR PUSTAKA
1. Badan Standarisasi Nasional, Metode Pengukuran Tinggi Muka Air Pada Model Fisik, SNI 03-3411-1994
2. Badan Standarisasi Nasional, Metode Pembuatan Model Fisik Sungai Dengan Dasar Tetap, SNI 03-3965-1995
3. Badan Standarisasi Nasional, Metode Pengukuran Pola Aliran Pada Model Fisik, SNI 03-3410-1994
4. Badan Standarisasi Nasional, Tata Cara Perencanaan Hidrologi Dan Hidraulik Untuk Bangunan Di Sungai, SNI 03-1724-1989
5. Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jendral pengairan. (1989),
Standar Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02
6. Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jendral Pengairan (1981),
Konstruksi Cara-cara Untuk Mengurangi Angkutan Sedimen Yang Akan Masuk Ke Intake Dan Saluran Pengairan
7. Pusat Penelitian dan Pengembangan Pengairan Departemen Pekerjaan Umum (1984), Report on Hydraulic Model Test of Pamarayan Barrage West-Java, NO. P. 1552A-HA
8. Pusat Penelitian dan Pengembangan Pengairan Departemen Pekerjaan Umum (1989), Pedoman Desain Bendung
9. PPh Jansen, L Van Bendegom, Jvan den Berg, Mde Vries and A Zanen. (1979),Principles of River Engineering then Non tidal AlluvialRiver
10. Prof.dr.M.deVries.(1997), Scale Models In hydraulic Engineering, Internasional Institute for Hydraulic and Environmental engineering.
53
54
69
73
88
89
NILAI KOEFISIEN KEKASARAN n
Tipe saluran dan deskripsinya Minimum Normal Maksimum
A. Saluran dilapis atau dipoles
A-1 Logam
a. Baja dengan permukaan licin 1. Tidak dicat
2. Dicat
b. Baja dengan permukaan bergelombang B-2 Bukan logam
a. Semen 1. acian 2. adukan b. Kayu
1. Diserut, tidak diawetkan
2. Diserut, diawetkan dengan creosoted 3. Tidak diserut
4. Papan
5. Dilapis dengan kertas kedap air c. Beton
1. Dipoles dengan sendok kayu 2. Dipoles sedikit
3. Dipoles 4. Tidak Dipoles
5. Adukan semprot, penampang rata 6. Adukan semprot, penampang
bergelombang
7. Pada galian batu yang teratur 8. Pada galian batu yang tak teratur d. Dasar beton dipoles sedikit dengan tebing
dari
1. Batu teratur dalam adukan 2. Batu tak teratur dalam adukan 3. adukan batu, semen, diplester 4. Adukan batu dan semen 5. Batu kosong atau rip-rap e. Dasar kerikil dengan tebing dari
1. Beton acuan
2. batu tak teratur dalam adukan 3. Batu kosong atau rip-rap f. Bata
1. Diglasir
2. Dalam adukan semen g. Pasangan batu
1. Batu pecah disemen 2. Batu kosong h. Batu potong, diatur i. Aspal
1. Halus 2. Kasar
j. Lapisan dari tanaman
B. Saluran dilapis atau dipoles
B-1 Saluran kecil (lebar atas pada taraf banjir <100 kaki)
a. Saluran di dataran
1. Bersih lurus, terisi penuh, tanpa rekahan atau ceruk dalam 2. Seperti diatas, banyak batu-batu,
tanaman pengganggu
90
3. Bersih, berkelok-kelok, bercerucuk,bertebing
4. Seperti di atas, dengan tanaman pengganggu
5. Seperti diatas, tidak terisi penuh, banyak kemiringan dan penampang yang kurang efektif
6. Seperti no.4, berbatu lebih banyak 7. Tenang pada bagian lurus, tanaman
pengganggu, ceruk dalam
8. Banyak tanaman pengganggu, ceruk dalam atau jalan air penuh kayu dan ranting.
b. Saluran di pegunungan, tanpa tetumbuhan di saluran tebing umumnya terjal, pohon dan semak-semak sepanjang tebing 1. Dasar : kerikil, kerakal dan sedikit
batu besar
2. Dasar : kerakal dengan batu besar B-2 Dataran banjir
a. Padang rumput tanpa belukar 1. Rumput pendek 2. Rumput tinggi b. Daerah pertanian
1. Tanpa tanaman 2. Tanaman dibariskan 3. Tanaman tidak dibariskan c. Belukar
1. Belukar terpencar, banyak tanaman pengganggu
2. Belukar jarang dan pohon, musim dingin
3. Belukar jarang dan pohon, musim semi
4. Belukar sedang sampai rapat, musim dingin
5. Belukar sedang sampai rapat, musim semi
d. Pohon-pohonan
1. Willow rapat, musim semi, lurus 2. Tanah telah dibersihkan, tuggul kayu
tanpa tunas
3. seperti di atas, dengan tunas-tunas lebat.
4. Banyak batang kayu, beberapa tumbang, ranting-ranting, taraf banjir di bawah cabang pohon
5. Seperti di atas taraf banjir mencapai cabang pohon.
B-3 Saluran besar (lebar atas pada taraf banjir >100 kaki). nilai n lebih kecil dari saluran kecil dengan perincian yang sama, sebab tebing memberikan hambatan efektif yang lebih kecil
a. Penampang beraturan tanpa batu besar atau belukar
b. Penampang tidak beraturan dan kasar
