TINJAUAN ULANG PERENCANAAN
BENDUNG TETAP KOTO KANDIS LENGAYANG
KABUPATEN PESISIR SELATAN
Hesten Pranata Simatupang, Hendri Warman, Indra Farni
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Email : Hesten59@gmail.com, warman_Hendri@yahoo.com, Indrafarni@bunghata.ac.id
Abstrak
Bendung adalah bangunan melintang sungai yang berfungsi untuk meninggikan muka air agar bisa diambil dan dialirkan ke saluran lewat bangunan pengambilan. Daerah Irigasi Koto Kandis Lengayang Kabupaten Pesisir Selatan dengan luas 3015 Ha, direncanakan bendung tetap menggunakan tipe mercu bulat. Perhitungan analisa hidrologi menggunakan data curah hujan stasiun Surantih dan stasiun Muaro Labuh, dengan cathment area seluas 170.20 km2. Didapat curah hujan rencana periode ulang 100 tahun 175.70 mm/hr dan debit banjir Periode Ulang 100 tahun 898.52 m3/dt. Perhitungan hidrolis bendung mendapatkan dimensi tinggi mercu 2.5 m, lebar bendung 62.15 m, tinggi energi diatas mercu 3.84 m. Peredam energi menggunakan tipe bucket Kontrol stabilitas terhadap guling dalam keadaan air normal didapat 3.28 besar dari 1.5, geser 1.11 besar dari 1.10, eksentrisitas -0.49 kecil dari 2.17 dan daya dukung tanah 80.83 t/m2. Kontrol stabilitas terhadap guling dalam keadaan air banjir didapat 26.04 besar dari 1.50, geser 1.28 besar dari 1.10, eksentrisitas -0.6 kecil dari 2.25 dan daya dukung tanah 80.85 t/m2 maka didapat konstruksi bendung yang stabil.
Kata kunci: bendung, analisa hidrologi, tinggi muka air, tinggi mercu
Pembimbing I Pembimbing II
REVIEW OF FIXED DAM PLAN KOTO KANDIS LENGAYANG
PESISIR SELATAN REGENCY
Hesten Pranata Simatupang, Hendri Warman, Indra Farni
Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University
Email : Hesten59@gmail.com, warman_Hendri@yahoo.com, Indrafarni@bunghata.ac.id Abstract
Dam is cross river building serves to elevate water level then to be taken down and streamed to a channel through the intake building. The place of watering system in Koto Kandis Lengayang Pesisir Selatan regency with 3105 ha width, planned with round type permanent dam. The Calculation of hydrological analysis using Surantih rain station and Muaro labuh rain station, with cathment area 170.20 km2. The year return periode rainfall is 175.70 mm/hr and 100-year return periode flood discharge 898.52 m3/sec. Calculation of dam hydroulic analysis obtained 2.5 m mercu height, width of dam 62.15 m, height of dam high energy 3.84 m. Energy absorbers using bucket type. Control of stability to sliding in normal water condition obtained 3.28 bigger than 1.5, shear 1.11 bigger than 1.10, eccentricity -0.49 less than 2.17 and soil bearing capacity 80.83 t/m2. Control of stability to sliding in flood water condition obtained 26.04 bigger than 1.50, shear 1.28 bigger than 1.10, eccentricity -0.60 less than 2.25 and soil bearing capacity 80.85 t/m2 so got the stable dam construction.
Keywords: weir, hydrological analysis , water level, mercu height
Approved
Supervisor I Supervisor II
TINJAUAN ULANG PERENCANAAN
BENDUNG TETAP KOTO KANDIS LENGAYANG
KABUPATEN PESISIR SELATAN
Hesten Pranata Simatupang, Ir. Hendri Warman, MSCE, Ir. Indra Farni, MT Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Email : Hesten59@gmail.com, warman_hendri@yahoo.com, Indrafarni@bunghata.ac.id
Abstrak
Bendung adalah bangunan melintang sungai yang berfungsi untuk meninggikan muka air agar bisa diambil dan dialirkan ke saluran lewat bangunan pengambilan. Daerah Irigasi Koto Kandis Lengayang Kabupaten Pesisir Selatan dengan luas 3015 Ha, direncanakan bendung tetap menggunakan tipe mercu bulat, kolam olak menggunakan tipe bucket. Perhitungan analisa hidrologi menggunakan data curah hujan stasiun Surantih dan stasiun Muaro Labuh, dan cathment area seluas 170.20 km2. Didapat curah hujan rencana periode ulang 100 tahun 175.70 mm/hr dan debit banjir Periode Ulang 100 tahun 898.52 m3/dt. Perhitungan hidrolis bendung mendapatkan dimensi dengan tinggi mercu 2.5 m, lebar bendung 62.15 m, tinggi energi diatas mercu 3.84 m. Kontrol stabilitas terhadap guling dalam keadaan air normal didapat 3.28 besar dari 1.5, geser 1.11 besar dari 1.10, eksentrisitas -0.49 kecil dari 2.17 dan daya dukung tanah 80.83 t/m2. Kontrol stabilitas terhadap guling dalam keadaan air banjir didapat 26.04 besardari 1.50, geser 1.28 besar dari 1.10, eksentrisitas -0.6 kecil dari 2.25 dan daya dukung tanah 80.85 t/m2 maka didapat konstruksi bendung yang stabil.
.
Kata kunci: bendung, analisa hidrologi, tinggi muka air, tinggi mercu
PENDAHULUAN
Bendung adalah suatu bangunan air dengan kelengkapannya yang dibangun melintang sungai atau sudetan yang sengaja dibuat untuk meninggikan taraf muka air atau untuk mendapatkan tinggi terjun sehingga air dapat disadap dan dialirkan secara gravitasi ke tempat yang membutuhkannya (Erman Mawardi, 2002).
Kebutuhan Pangan yang terus meningkat sejalan dengan pertambahan penduduk memerlukan upaya peningkatan
produksi pangan secara terus menerus. Salah satu upaya peningkatan produksi pangan adalah melalui penyediaan dan peningkatan faktor-faktor pendukung seperti daerah irigasi dan bangunan nya.Perencanaan bendung Saweh Laweh Tarusan di Kabupaten Pesisir Selatan ini bertujuan untuk meningkatkan produksi pangan Nasional, maka Pemerintah telah melaksanakan serangkaian usaha secara terus menerus yang titik beratkan pada sektor pertanian berupa pembangunan di
bidang pertanian serta pembangunan dibidang pengairan guna menunjang peningkatan produksi pangan.
Kabupaten pesisir Selatan Provinsi Sumatera Barat merupakan daerah potensial untuk meningkatkan ketahanan pangan. Namun saat ini daerah irigasi yang ada di kabupaten pesisir belum cukup memadai dan sudah banyak yang rusak. Salah satu daerah irigasi yang potensial untuk dikembangkan di Kabupaten Pesisir Selatan adalah Daerah Irigasi Koto Kandis yang mencakup areal seluas 3.015 Ha.
Mengingat daerah ini merupakan daerah pemukiman maka perlu ditunjang dengan peningkatan produksi pertanian khususnya padi sawah untuk memantapkan swasembada pangan,
meningkatkan pertumbuhan ekonomi,
meningkatkan pendapatan petani, dan
optimalisasi pemanfaatkan sumber daya air untuk memenuhi program serta target yang
ditetapkan tersebut. Maka sebagai langkah
lanjutan peningkatan daerah irigasi sebagai faktor pendukung peningkatan produksi pangan dengan pemanfaatan sumber daya air
Sungai Batang Lengayang untuk memenuhi kebutuhan air irigasi di Kawasan Daerah Irigasi Lengayang, direncanakanlah Bendung Tetap Koto Kandis berlokasi di Jorong Tampunik Kenagarian Kambang Koto Kandis Pesisir Selatan.
BATASAN MASALAH
Hal-hal yang membatasi penulisan tugas akhir ini antara lain :
Analisa hidrologi terdiri dari : analisa curah hujan rata-rata, analisa curah hujan rencana dan analisa debit banjir (Q). Perhitungan hidrolis bendung terdiri dari
bangunan utama yakni lebar bendung, perencanaan mercu, lantai hulu bendung peredam energi dan bangunan pelengkap yakni intake.
Perhitungan stabilitas bendung, tinjauan terhadap guling, geser dan eksentrisitas serta daya dukung tanah
1 2005 33.00 145.00 2 2004 40.00 191.00 3 2003 39.00 191.00 4 2002 37.00 191.00 5 2001 50.00 157.00 6 2000 25.00 122.50 7 1999 52.00 187.00 8 1998 99.00 250.00 9 1997 80.00 120.00 10 1996 107.00 102.00 11 1995 86.00 130.00 12 1994 52.00 190.00 13 1993 35.00 212.00 14 1992 44.00 143.00 15 1991 60.00 157.00 16 1990 38.00 170.00 17 1989 108.00 131.10 18 1988 75.00 194.60 19 1987 80.00 219.70 20 1986 80.00 162.70 Stasiun Tahun No
Muaro Labuh Surantih
METODELOGI PENULISAN
Gambar Diagram alir perencanaan bendung
PEMBAHASAN DAN PERENCANAAN 1. Data Curah Hujan Harian Maksimum
Data curah hujan yang dapat digunakan terdiri dari 2 (tiga) stasiun curah hujan, yaitu stasiun curah hujan surantih, stasiun curah hujan Muaro Labuh.
Tabel curah hujan harian maksimum
Sumber : Dinas PSDA Sumbar
2. Analisa Curah Hujan Maksimum Rata-rata
Karena hanya menggunakan 2 stasiun curah hujan maka curah hujan maksimum rata-rata dihitung menggunakan metode aljabar. n P n P P P P P n i i n
1 2 3... 1P = curah hujan rata-rata (mm)
Pi = curah hujan pada masing stasiun (mm) N = jumlah stasiun
Data perencanaan
YA Mulai
Analisa Hidrologi
Debit Banjir Rencana
Stabilitas Bendung Gambar Rencana TIDAK Perencanaan Teknis Bendung Selesa - Perubahan Dimensi - Mengganti Jenis Pasangan Keterangan : Tanda awal Jalur Data Proses Keputusan Alternatif proses Tanda akhir
Tabel curah hujan maksimum rata-rata Curah Hujan Rata - Rata Aljabar (X) 1 2005 33.00 145.00 89.00 2 2004 40.00 191.00 115.50 3 2003 39.00 191.00 115.00 4 2002 37.00 191.00 114.00 5 2001 50.00 157.00 103.50 6 2000 25.00 122.50 73.75 7 1999 52.00 187.00 119.50 8 1998 99.00 250.00 174.50 9 1997 80.00 120.00 100.00 10 1996 107.00 102.00 104.50 11 1995 86.00 130.00 108.00 12 1994 52.00 190.00 121.00 13 1993 35.00 212.00 123.50 14 1992 44.00 143.00 93.50 15 1991 60.00 157.00 108.50 16 1990 38.00 170.00 104.00 17 1989 108.00 131.10 119.55 18 1988 75.00 194.60 134.80 19 1987 80.00 219.70 149.85 20 1986 80.00 162.70 121.35 Tahun
Curah Hujan di Stasiun No
Muaro Labuh Surantih
Sumber : Pengolahan data
3. Analisa Curah Hujan Rencana
Curah hujan rencana merupakan curah hujan terbesar tahunan dengan suatu kemungkinan periode ulang tertentu. Analisa curah hujan rencana bertujuan untuk menentukan periode ulang pada peristiwa hidrologis masa yang akan datang. Analisa hujan rencana dapat diperhitungkan untuk periode ulang 5 tahun, 10 tahun, 20 tahun. 50 tahun dan 100 tahun.
Metode yang digunakan antara lain : A. Distribusi NORMAL
B. Distribusi LOG NORMAL C. Distribusi GUMBEL
D. Distribusi LOG PEARSON III
Rekapitulasi hasil perhitungan hujan Rencana
Periode Ulang Normall (m3/dt) Log Normal (m3/dt) Wedwen (m3/dt) Log Pearson III (m3/dt) Q2 114,67 112,83 111,47 112,41 Q5 132,80 131,62 114,53 131,49 Q10 142,30 142,68 149,74 143,04 Q20 150,07 152,41 164,36 156,72 Q50 158,92 164,31 183,29 166,38 Q100 164,97 172,97 197,47 175,70
Sumber : Pengolahan Data
Dari 5 ( lima ) metode perhitungan curah hujan rencana diatas, diambil perhitungan curah hujan rencana Metode Gumbel untuk perhitungan debit bajir rencana.
4. Penentuan Jenis Distribusi
Menggunakan Parameter Statistik Rekapitulasi perhitungan parameter statistic
Sumber : hasil perhitungan
No. Distribusi Persyaratan Hasil
hitungan 1. Normal
x s
68,27%
x s2.
95,44% Cs ≈ 0 Ck ≈ 3 80 % 95 % 0,96 5,718 2. Log Normal Cs = Cv 3 + 3 Cv = 0,445 Ck = Cv 8 + 6 Cv 6 + 15 Cv 4 + 16 Cv 2 + 3 = 3,354 0,571 3,586 3. Gumbel Cs = 1,14 Ck = 5,4 0,96 5,718 4. Log Pearson IIIFrek (Oi)
Batas Bawah Kelas (f)
Titik Y Prob Y Ei (Oi - Ei)2
1.845 1.85 - 1.93 1 (2.575) 0.058 1.156 0.024 0.021 1.935 1.94 - 2.02 6 (1.445) 0.269 5.386 0.377 0.070 2.025 2.03 - 2.11 10 (0.314) 0.374 7.474 6.381 0.854 2.115 2.12 - 2.20 2 0.817 0.160 3.196 1.430 0.448 2.205 2.21 - 2.28 1 0.947 0.021 0.412 0.346 0.839 2.3 2 2.050 0.080 20 Jumlah 2.232 Kelas Jumlah
Uji Chi Kuadrat
Karena hasil parameter statistik adalah distribusi Log pearson III. Maka untuk lebih meyakinkan dilakukan uji chi kuadrat untuk distribusi ini.
Tabel Perhitungan Uji Chi kuadrat
Sumbe : Hasil perhitungan
Menentukan derajat kebebasan (dk) dk = K – (α + 1)
dk = 5 – (2 + 1) = 2
derajat kepercayaan α = 5 %
didapat harga χ20,05 = 5,991
χ2 = 2.232 > χ20,05 = 5,991 dapat diterima
5. Analisa Debit Banjir Rencana
Perhitungan debit Banjir rencana dengan metode : Metode Hasper Metode Weduwen Q= α β qn f Metode Rasional Q = 0.278 C.i.A
Masing-masing Metode dihitung debit banjir untuk periode ulang 2 tahun, 5 tahun, 20 tahun, 50 tahun dan 100 tahun.
Tabel Hasil Perhitungan debit banjir T Hasper (m³/dt) Wedduwen (m³/dt) Rasional (m³/dt) 2 57.23 318.84 574.86 5 66.94 372.97 672.44 10 72.83 405.73 731.51 20 79.79 444.54 801.47 50 84.71 471.92 850.85 100 89.45 498.36 898.52
Sumber :hasil perhitungan
Untuk perencanaan bendung yang dipengaruhi oleh debit puncak banjir direncanakan menggunakan nilai yang terbesar agar bangunan betul-betul aman terhadap debit banjir.
Dari ketiga metode tersebut untuk periode ulang 100 tahun debit puncak banjir yang paling maksimum adalah pada Metode Rasional (Q100) = 898.52 m3/detik.
6. Perhitungan Hidrolis Bendung a. Pemilihan Tipe Bendung
Tipe bendung yang akan dibuat adalah bendung tetap dengan mercu tipe bulat. b. Penentuan Elevasi Mercu Bendung
Elevasi mercu bendung ditentukan berdasarkan elevasi sawah tertinggi yang akan diairi, ditambahkan dengan total kehilangan tinggi tekan pada bangunan-bangunan dan saluran yang ada pada jaringan tersebut.
Elevasi Mercu Bendung = +27.65 m
Jadi :
- Elevasi mercu bendung = +27,65 mdpl - dasar sungai = +25,15 mdpl - Tinggi mercu bendung
(H) = 2,5 m
c. Penentuan Lebar Bendung
Lebar Total bendung 1.2 kali lebar sungai.
Lebar efektif bendung (Be) adalah lebar
bendung yang hanya dapat dilalui oleh aliran, besarnya dapat dihitung dengan rumus :
Be = B – 2(n.kp + ka)H1 ... (2)
dengan :
Be = lebar efektif bendung (m)
B = lebar bendung (m) n = jumlah pilar (buah) kp = koefisien kontraksi pilar
ka = koefisien kontraksi pangkal bendung H1 = tinggi energi (m)
Be= 57.15 – 0.32H1
d. Tinggi Muka Air di Atas Mercu Bendung
Elevasi muka air banjir di atas bendung dapat diketahui dengan menghitung tinggi energi dengan menggunakan persamaan berikut ) 3 ...( ... . . . 3 2 . 3 2 32 1 H b g C Q d e Q = Debit rencana g = Percepatan gravitasi ( 9,81 m/dt² ) be = Lebar efektif bendung
H1 = Tinggi energi diatas bendung ( m )
Cd = koefisien debit untuk mercu tipe bulat(Cd = Co * C1 * C2)
Harga-harga koefisien C0, C1, dan C2 dapat
ditentukan dari grafik. Jika g = 9,81 m/dt2 Maka Q = 1,70 x Cd x Be x H11,5 Jika Cd = 1,28 898,52 = 1,70 x 1,25 x ( 57.15 – 0,32 H1) 1,5 898,52 = 121,44 H11,5 – 0,68 H12,5
Dengan trial and erorr didapat tinggi energi diatas mercu (H1)= 3,848 m
Maka lebar efektif bendung : (be) = 57.15 – (0.32 x 3.848)
46.69 119.02 218.66 336.64 470.47 618.45 779.34 898.52 952.17 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 3.823 4.0 H (Tinggi Energi) Q (De b it ) 90.00 175.78 282.17 406.77 547.85 704.06 898.54 1057.61 0 200 400 600 800 1000 1200 0 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.03 2.25 Q (De b it ) H (Tinggi Energi) +27.65 H = 2,5 m Puncak Bendung dasar bendung +25.15 H = 3,84 m +31.49 h = 2,95 m +25.15 h = 2,03m +30.50 +27.65
Gambar grafik Lengkung debit terhadap tinggi tinggi energy di hulu bendung
e. Tinggi Air di Hilir Bendung
Untuk menghitung tinggi tinggi muka air bagian hilir bendung dipakai rumus kontinuitas dan untuk menghitung kecepatan aliran airnya dipakai rumus manning.
A V Q . ……….….….(4) 2 1 3 2 1 I R n V ………...……(5) dengan : V = kecepatan (m/dt) R = Jari-jari hidraulis (m) n = koefisien manning A V Q .
h
h h 79 , 51 2 79 , 51 79 , 51 588 , 5 52 , 898 3 2 Dengan trial and errors maka didapat tinggi air di hilir bendung (H2) = 2,03m
Gambar grafik Lengkung debit terhadap tinggi muka air di hilir bendung
Gambar tinggi muka air bendung
f. Air Balik (Back Water)
Untuk perhitungan back water tersebur digunakan persamaan :
ih
L 2. ……….………(6)
Dimana :
L = Panjang pengaruh pengembangan kearah udik ( m )
i = kemiringan sungai di udik bendung = 0.0281 ( data PSDA ) 0281 , 0 5.45 2x L L = 387.9 m
Jadi panjang peninggian muka air akibat pengaruh pengembangan kearah udik sebesar L = 387.9 m pada saat terjadi banjir
g. Perencanaan Lantai Olak (Peredam Energi)
Berdasarkan buku Desain Hidraulik Bendung Tetap dari Erman Mawardi. Kolam olak (peredam energi) yang ideal digunakan adalah peredam energi cekung karena angkutan sedimen dari sungai batang Tarusan adalah bebatuan dan kerakal.
Data-data :
Debit(Q) = 898.52 m3/detik
Lebar efektif bendung (be) = 55.92 m Tinggi bendung= 2.5 m
Tinggi energi di atas bendung =3.84 m Tinggi muka air di hilir bendung = 2.03 m Tinggi muka air di hulu bendung = 5.45 m Elevasi dasar sungai = + 25.15 m
( data PSDA )
Elevasi air di hilir bendung (TW) = + 25.15 + 2.03 = + 25.18 m dpl Beda tinggi muka air di hilir dan hulu
(ΔH) = 5.7 – 2.593 = 3.42 m Gravitasi (g) = 9.81 m/dtk2
Prosedur perhitungan : 1. Kecepatan Awal loncatan
V1 = 2.g(Z0,5H1)
= 2.9,81(2,5 0,5 .3,8483) = 9,317 m/dtk
2. Tinggi muka air tepat di kaki mercu (y1)
y1 ef B V Q . 1 y1 92 , 55 . 317 , 9 52 , 898 = 1,72 m 3. Bilangan Froude Fr1 1 1 . y g V 72 , 1 . 81 , 9 317 , 9 = 2,268
4. Kedalaman air di atas ambang ujung
= 1 2. y1
18 Fr1
1
= 1 2.1,72
18.2,268
1
= 2,902 m5. Tinggi ambang ujung y2/yu = 2,90/1,72 = 1,68
n/Yu = 0,75 (dari grafik)
6. Parameter penentuan jenis peredam energi yakni bmenurut bilangan froude = 2,2 <2,5 dapat di gunakan peredang energi dengan satu ambang ujung, akan tetapi karena jenis sedimennya berupa batu maka dipilih tipe bucket.
7. Menghitung debit desain persatuan lebar pelimpah (q)
Q = Q/be
= 898,52/ 55,92 = 16.068 m3/dtk/m
2. Menghitung tinggi air kritis (hc)
m g q hc 2,975 81 . 9 068 , 16 3 3 2 2
3. Menentukan radius lengkungan minimum Rmin = ΔH x 1.55
= 3,42 x 1.55 = 5.301 m
Dalam perencanaan ini direncanakan radius lengkungan (R) = 5.301 m
1. Menentukan kedalaman air minimum (Tmin) c c h h H T 215 . 0 min 1,88
m Tmin 1,88 1,150 0.2152,9755,76Dalam ini direncanakan T = 5.76 m
2. Menentukan elevasi dasar cekungan Elevasi dasar cekungan = TW - T Elevasi dasar cekungan
= + 27,18 – 5,76 = + 21,42 m dpl
3. Menentukan lebar ambang akhir (b) b = 0.1 x R = 0.1 * 5.301 = 0.53 m
h. Perhitungan Panjang Lantai Hulu Rumus yang digunakan berdasarkan teori Lane’s :
L = LV + 1/3 LH ...(8) dengan :
L = Panjang total rayapan LV = Panjang vertikal rayapan LH = Panjang horizontal rayapan Sedangkan panjang lantai yang diijinkan (Lb) adalah
Lb = C . z ...(9) dengan :
C = Weight creep ratio
z = beda tinggi muka air di hulu dan hilir bendung
Panjang rembesan vertikal (Lv) = 24.50 m Panjang rembesan horisontal (Lh) = 24.00 m
Kontrol harga angka rembesan Lane, Panjang total creep line (∑Lw) = Lv + 1/3Lh
= 24.50 + 8.00 = 32.50 m
Perbedaan muka air di hulu dengan di hilir bendung
(∑H) = 4.03 m saat air normal (∑H) = 3.54 m saat air banjir Jadi : C = (∑Lw)/∆H = 32,50 / 4,0 = 8,00.……..> 5 (aman C = (∑Lw)/∆H = 32,50 / 3,54 = 9,18.……..> 5 (aman) i. Bangunan Pelengkap a. Pengambilan (Intake)
Ukuran dari pintu pengambilan dihitung berdasarkan debit (Q) maksimum yang akan dialirkan ke dalam jaringan irigasi.
Rumus yang dipakai :
Q = μ b a (2 g z)0.5...(10) dengan :
Q = debit rencana yang mengairi jaringan irigasi = q.A A = luas daerah irigasi
µ = koefisien debit untuk bukaan di bawah air dengan
kehilangan energi = 0.85 b = lebar bukaan (m)
a = tinggi bukaan (m)
g = percepatan gravitasi (m/dt2) z = kehilangan energi bukaan (m)
Dengan mengambil kebutuhan rata-rata akan air pada jaringan irigasi ini adalah 1.65 l/dt.ha dan luas daerah yang akan diairi adalah 3015 Ha. Maka Q yang harus dialirkan lewat pintu pengambilan
Q = q.A
= 3273Ha x 1.71 l/dt = 4974.75 l/dt = 4.97 m3/dt.
Direncanakan debit pengambilan 120% dari Q maka :
Debit pengambilan
= 4.97 x 120% = 5.96 m3/dtk Pintu pengambilan didimensi dengan :
Ukuran lebar pintu = 3.10 m Kehilangan energi bukaan = 0.2 m Maka : Q = μ b a (2 g z)0.5 5.96 = 85 x 3.10 x a [(2 x 9.81 x 0.2)0.5] 5.96 =5,22 a A = 5.96/5,22 = 1.14 m j. Stabilitas Bendung
Gaya-gaya yang bekerja pada bendung: Gaya akibat berat sendiri Gaya akibat gempa
Gaya akibat tekanan lumpur Gaya akibat tekanan tanah Gaya Uplift
1. Kondisi Air Normal
Tabel Rekapitulasi Gaya-gaya dan Momen Pada Kondisi Air Normal
No Gaya Besar Gaya Momen Arah Gaya
Vertikal 1 Berat sendiri 71,649 533,421 _ 2 Tekanan uplift pressure 41,312 228,22 + ΣV= 30,337 ΣMV = 305,21 Horizontal 1 Gempa 6,460 24,938 + 2 Tekanan lumpur. 1,753 13,655 + 3 Tekanan hidrostatis. 1,201 24,343 + 4 Tekanan uplift pressure 21,753 38,792 + 5 Tekanan akibat tanah. -17,494 -8,729 - ΣV= 13,67 ΣMV = 92,99
Sumber : Pengolahan Data
Kontrol Stabilitas Pada Saat Air Normal 1. Terhadap guling
Keamanan terhadap guling dikontrol dengan rumus: SF MG MT
……..……….……..(11) 99 , 92 21 , 305 MG MT SF = 3.28 ≥ 1.5 ………….. (aman) 2. Terhadap geser Fs = f H V *
≥ Fs → Fs = 1,10……..(12) Fs = 1.11 ≥ 1.10 ………..…...… (aman) 3. Terhadap eksentrisitas
6 2 B V M M B e v H
….…....(13) ) ...( ... ... 17 , 2 49 , 0 OK e 4. Terhadap kuat dukung tanah Data :
Nilai kohesi tanah dasar (c) = 0.3 t/m2 ( data Balai Sungai ) Sudut geser dalam tanah dasar (ø) = 30o ( data Balai Sungai )
Berat jenis tanah (t)
= 1,7 t/m3 ( data Balai Sungai )
Lebar pondasi bendung (B) = 13.00 m Kedalaman pondasi (Df) = 6.07 m Untuk menghitung daya dukung tanah yang diizinkan dipakai rumus Terzaghi (untuk dasar penampang persegi) yaitu:
Qult = cNc + qNq + ½Bγ'Nγ……….(14)
Dimana untuk harga faktor daya dukung Terzaghi ( Nc, Nq dan Nγ ) dari tabel 2.18 berdasarkan harga sudut geser dalam (), dengan harga = 300
harga Nc = 37.20 harga Nq = 22.50
harga Nγ = 19.70 γ' = γt – γ = 1,80 – 1 = 0,80 t/m3 q = Df.γ' = 6.07. 0,80 = 4,856 t/m2 Qult = cNc + qNq + ½Bγ'Nγ = 3 * 37,20 + 4,856 * 22,50 + 0,50 * 13,00 * 0,80 * 19,70 Qult = 323.50 t/m2
Ditentukan faktor keamanan = 4
4 5 , 323 s F ult Q t = 80.83 t/m2
Kontrol tegangan yang terjadi :
t B e B V 1 6 2 . 1 …………...…(15)
00 , 13 91 , 0 6 1 49 , 23 35 . 27 1 x = 1,20 t/m2 < 80,83 ………(ok)
00 , 13 91 , 0 6 1 49 , 23 35 . 27 2 x = 2,98 t/m2 < 80,83 ………(ok)2. Kondisi Air Banjir
Rekapitulasi Gaya-gaya dan Momen Pada Kondisi Air Banjir
No Gaya Besar Gaya Momen Arah Gaya
Vertikal 1 Berat sendiri 71,649 533,421 _ 2 3 Tekanan uplift pressure Tekanan hidrostatis 60,356 38,537 369,442 217,151 + - ΣV= 49,830 ΣMV = 381,13 Horizontal 1 Gempa 6,460 24,938 + 2 Tekanan lumpur. 1,753 13,655 + 3 Tekanan hidrostatis. 16,825 84,392 - 4 Tekanan uplift pressure 10,424 44,842 + 5 Tekanan akibat tanah. 17,494 8,729 - ΣV= 19,356 ΣMV = 14,636
Sumber : Pengolahan Data
Kontrol Stabilitas Pada air banjir :
1. Terhadap guling
Keamanan terhadap guling dikontrol dengan rumus: 1 . 1 MG MT ……..……….…..…..(16)
Fg = 636 , 14 13 , 381 ≥ 1,50. = 26.04 ≥ 1.50 ………….. (aman) 2. Terhadap geser Fs = f H V *
≥ Fs → Fs = 1,10…..(17) Fs = *0,50 356 , 19 830 , 49 ≥ 1,10. SF = 1.35 ≥ 1.1 ………..…...… (aman) 3. Terhadap eksentrisitas
6 2 B V M M B e v H
….…....(18)
6 49 , 23 24 , 37 92 , 343 62 , 500 71 , 5626 2 49 , 23 e ) ...( ... ... 92 , 3 96 , 4 OK e 4. Terhadap kuat dukung tanah Data :
Nilai kohesi tanah dasar (c) = 0.3 t/m2 ( data PSDA )
Sudut geser dalam tanah dasar () = 30o ( data PSDA )
Berat jenis tanah (t)
= 1,70 t/m3 ( data PSDA ) Lebar pondasi bendung (B) = 13.00 m
Kedalaman pondasi (Df) = 7 m
Untuk menghitung daya dukung tanah yang diizinkan dipakai rumus Terzaghi (untuk dasar penampang persegi) yaitu:
Qult = cNc + qNq + ½Bγ'Nγ……….(19)
Dimana untuk harga faktor daya dukung Terzaghi ( Nc, Nq dan Nγ ) dari tabel 2.18 berdasarkan harga sudut geser dalam (), dengan harga = 300 didapat :
harga Nc = 37.20 harga Nq = 22.50 harga Nγ = 19.70 γ' = γt – γ = 1,80 – 1 = 0,80 t/m3 q = Df.γ' = 6.07. 0,80 = 4,856 t/m2 Qult = cNc + qNq + ½Bγ'Nγ = 3 * 37,20 + 4,856 * 22,50 + 0,50 * 13,00 * 0,80 * 19,70 Qult = 323.50 t/m2
Ditentukan faktor keamanan = 4
4 5 , 323 s F ult Q t = 80.85 t/m2
Kontrol tegangan yang terjadi :
t B e B V 1 6 2 . 1 …………...…(20) = 3,60 t/m2 < 80,85 ………(ok) ) ..( ... ... 85 . 80 2 / 51 . 5 2 t m ok
Dari perhitungan dan control stabilitas bendung dalam kondisi air normal dan kondisi air banjir dapat disimpulkan bahwa bendung yang direncanakan aman dan stabil.
7. KESIMPULAN
Dari hasil Perhitungan maka didapat kesimpulan :
Tabel Perbandingan hasil perhitungan
Sumber : hasil Perhitungan
Hasil tinjauan ulang perencanaan yang dilakukan penulis masih jauh dari kata ideal jika dibandingkan dengan perencanaan bendung yang melalui tahapan dan kajian yang lebih panjang dan dalam serta melibatkan banyak pihak. Oleh karena itu penulis tidak menyimpulkan mana yang lebih baik antara hasil perencana awal dengan hasil tinjauan ulang tetapi penulis hanya memperlihatkan perbandingan hasil.
SARAN
Bagi pihak-pihak yang menjadikan
tinjauan ulang ini sebagai bahan perbandingan, penulis menyarankan untuk tidak dengan cepat menyimpulkan mana yang lebih baik antara hasil perencanan awal dengan hasil tinjauan penulis, karena penulis dan perencana awal tidak melakukan perencanaan secara bersamaan, terdapat perbedaan waktu dan pertimbangan-pertimbangan yang berbeda pada perencana awal dan penulis.
Diperlukan kajian yang lebih dalam untuk penentuan titik lokasi bendung dalam hal ini topografi dititik rencana dan debit rencana agar didapat dimensi bendung khususnya tinggi mercu yang lebih optimal. Sehingga dapat diperoleh bendung yang lebih ekonomis.
Hasil Perhitungan Hasil Perhitungan Konsultan
1. Luas DAS 270.2 km2 Luas DAS 250.00 km2
2. Debit banjir rencana 898,52 m3/dt (Metode Rasional)
Debit banjir rencana 521.87 m3/dt
(Metode Hasper)
3. Kontruksi Bendung : Kontruksi Bendung :
a. Tipe mercu : Bulat a. Tipe mercu : Bulat
b. Elevasi mercu : +27.65 b. Elevasi mercu : +27,65
c. Lebar efektif bendung : 55.92 m c. Lebar efektif bendung
: 52.00 m d. Elevasi air banjir
diatas mercu bendung
: +30,50 d. Elevasi air banjir diatas mercu bendung
: +35.25
e. f.
Tinggi muka air banjir di hilir bendung Back Water : 2.03 m : 387,9 m e. f.
Tinggi muka air banjir di hilir bendung Back Water
: 1.60 m :845,41 m
g. Tinggi mercu : 2,5 m g. Tinggi mercu : 2.5 m
h. Tipe peredam energi : Bak
tenggelam
h. Tipe peredam energi
: Bak tenggelam
i. Jari-jari olakan : 5,76 m i. Jari-jari olakan : 3.50 m
4. BangunanPengambilan BangunanPengambilan
a. Lebar intake : 3,00 m a. Lebar intake : 2 m
b. Tinggi bukaan intake : 1,14 m b. Tinggi bukaan intake : 0.64 m 5. Stabilitas : Stabilitas :
Guling Aman a. Guling Aman
Geser Aman b. Geser Aman
Eksentrisitas Aman c. Eksentrisitas Aman
Daya dukung tanah Aman d. Daya dukung
DAFTAR PUSTAKA
Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum, Standar
Perencanaan Irigasi Bangunan KP-02, Cetakan Pertama, Bandung,
1986.
Kamiana, I Made. 2011. Teknik Perhitungan Rencana Bangunan Air. Yogyakarta : Graha Ilmu.
Sosrodarsono, Suyono. Takeda, Kensaku. 1983. Hidrologi untuk Pengairan. Jakarta: Pradnya Paramita. Mawardi, Erman. Memed, Moch. 2002.
Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis. Bandung:
Alfabet.
Soedidyo. 1993. Teknik Bendungan. Jakarta: Pradnya Paramita.
Triamodjo, Bambang. 2008. Hidrologi
