ANALISIS KEAMANAN TERHADAP BAHAYA REMBESAN PADA TUBUH BENDUNGAN DAN DI BAWAH BENDUNGAN URUGAN

170

Jurnal ELSIKOM Vol. 12 No. 2, September 2016

ANALISIS KEAMANAN TERHADAP BAHAYA REMBESAN PADA

TUBUH BENDUNGAN DAN

DI BAWAH BENDUNGAN URUGAN

I Gusti Ngurah Putu Dharmayasa 1) 

e-mail: ngurah.dharmayasa@gmail.com

ABSTRAK

Saat ini pemerintah merencanakan untuk membangunan banyak bendungan diberbagai daerah. Sebagian besar tipe yang dibangun adalah tipe bendungan urugan. Bendungan urugan menjadi pilihan untuk dibangun karena lebih mudah untuk memperoleh material untuk bahan urugan sehingga proses pembangunannya dapat lebih cepat. Salah satu bendungan urugan yang telah selesai dibangun pada tahun 2010 adalah Bendungan Benel di Kecamatan Melaya, Kabupaten Jembrana, Bali. Agar bendungan ini dapat memberikan manfaat dalam jangka panjang setelah dibangun dan berkelanjutan, maka pengawasan terhadap bendungan sangat diperlukan yaitu dengan memperhatikan tingkat keamanan bendungan. Salah satu ukuran dalam menentukan keamanan bendungan adalah dengan menganalisis debit rembesan yang melewati tubuh bendungan dan debit rembesan di bawah tubuh bendungan setelah bendungan beroperasi selama 7 tahun dari tahun 2010 - 2017. Untuk membantu menganalisis analisis debit rembesan menggunakan program SEEP/W 2007.

Hasil dari analisis yang telah dilakukan adalah debit rembesan di dalam tubuh bendungan untuk kondisi musim hujan (muka air maksimum) dihitung dengan SEEP/W sebesar 4,3777 × 10-6 m3/detik dan untuk musim kemarau sebesar 1,328 × 10-6 m3/detik. Debit rembesan di bawah tubuh bendungan tanpa cut-off untuk kondisi musim hujan dihitung dengan SEEP/W sebesar 3,162×10-6 m3/detik dan dengan cut-off untuk kondisi musim kemarau dihitung dengan SEEP/W yaitu 2,077 × 10-6 _m3_{/detik. Hasil}

perhitungan ini lebih kecil dari debit rembesan yang diijinkan yaitu 4,9206 m3/detik sehingga Bendungan Benel aman terhadap bahaya rembesan setelah beroperasi selama 7 tahun, dari tahun 2010 - 2017

Kata kunci: Bendungan Benel, bendungan urugan, debit rembesan

1) _{Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik dan Informatika, Universitas Pendidikan Nasional,}

An 17 1. PE Latar Sa untuk diberba dibang Bendun dibang mempe sehing lebih c yang te adalah Melaya A manfaa dibang pengaw diperlu tingkat ukuran bendun rembes dan d bendun D bendun berhub muka a hubung yaitu Oleh k mengh kemara diperol tubuh bendun berope 2. K Bendu Bendun tiga tip 1. B tip le be ya (s se nalisis Keam 1 ENDAHULUA Belakang aat ini pem

membangun agai daerah. gun adalah t ngan urugan gun karena eroleh mater ga proses cepat. Salah elah selesai d Bendungan a, Kabupaten Agar bendunga at dalam j gun dan wasan terha ukan yaitu t keamanan n dalam m ngan adalah san yang me debit rembe ngan. ebit rembesa ngan dan di bungan denga

air di hulu ben gannya deng musim kema karena itu ma hitung debit r au dan musi leh nilai rem

bendungan ngan setela erasi selama 7 KAJIAN PUST ungan Uruga ngan urugan pe (RSNI M-0 endungan hom pe urugan y ebih bahan y endungan ter ang hampir usunan butir erta sifatnya k manan Terha AN merintah m nan banyak Sebagian bes tipe bendung n menjadi pi lebih mu rial untuk ba pembanguna satu bendun dibangun pada n Benel di n Jembrana, B an ini dapat angka panja berkelanju dap bendun dengan me bendungan. menentukan dengan men elewati tubuh esan di ba an yang mel bawah tubuh an perubahan ndungan yang gan perubah arau dan mu aka sangat pe rembesan ket im hujan seh mbesan maks dan dibaw ah Bendung 7 tahun. TAKA an dapat digolon 03-2002): mogen adalah yang apabila yang membe rsebut terdiri sejenis dan rannya) hamp kedap air. adap Bahaya

J

erencanakan bendungan sar tipe yang

gan urugan. ilihan untuk udah untuk ahan urugan nnya dapat ngan urugan a tahun 2010 Kecamatan ali. memberikan ang setelah utan, maka ngan sangat mperhatikan Salah satu keamanan ngukur debit h bendungan awah tubuh lewati tubuh h bendungan n ketinggian g sangat erat han musim, usim hujan. enting untuk tika musim hingga akan simum pada wah tubuh gan Benel ngkan dalam h bendungan 80 % atau entuk tubuh i dari tanah gradasinya pir seragam a Rembesan

Jurnal ELSIK

2. Be ter ya bu be du da rem 3. Be ata uru tub me da asp ha da Rembe M pada tu dasar p yang m dasar b di hilir Gambar Persam y2_{= 2px} Jika y = h2 _{= 2p}

2

p

2

₊

p =

d

BE = 0 d = FA Apabila maka n n……. IG

KOM Vol. 12

endungan zon rdiri dari beb ang memiliki utiran) batua endungan tipe ua bagian utam an bagian ke mbesan air. endungan uru au sekat ada uan di bagian buh bendun embran atau ari lembaran pal, lembar amparan plast an lain-lain. esan Pada Tu enurut Casag ubuh bendung parabola. Tit merupakan ti bendungan de bendungan. r 1.Garis aliran maan parabola 2 p x+ = h dan x = d 2 p pd+

0

h

2pd

₋

2

₌

d

h

2 2

₊

₋

,3BG A-0,7BG a ukuran-uku nilai d dapat d GN. Putu Dh

2 No. 2, Septe

na yaitu bend berapa bagia gradasi (susu an berbeda-b e ini biasanya ma yaitu bagi dap air untu rugan dengan alah apabila n lereng hulu ngan dilapi sekat kedap a baja tahan k ran beton tik, susunan ubuh Bendun grande, garis gan mempun tik F adalah itik potong a engan garis k n di dalam tubu a: maka : uran bendunga diketahui. armayasa

ember 2016

dungan yang an timbunan unan ukuran beda. Pada a terdiri dari

ian lolos air uk menahan n membran bendungan u (upstream) isi dengan air misalnya karat, beton bertulang, beton blok, ngan s rembesan nyai bentuk titik fokus antara garis eluarnya air uh bendungan (1) (2) (3) (4) (5) (6) an diketahui

172

Jurnal ELSIKOM Vol. 12 No. 2, September 2016

Flownet Pada Bendungan Urugan

Gambar 2. Flownet pada bendungan urugan

Aturan menggambar flownet :

1. Gambar garis rembesan pada tubuh bendungan.

2. Garis – garis batas yaitu:

- Garis aliran pertama yaitu garis rembesan (NE)

- Garis aliran terakhir yaitu garis tanah dasar (AF)

- Garis ekuipotensial tertinggi (NA) - Garis ekuipotensial terendah = 0

(FE)

3. Antara garis aliran pertama dan terakhir dibagi menjadi beberapa garis aliran dengan bagian yang sama yang memotong tegak lurus pada garis ekuipotensial.

4. Antara garis ekuipotensial tertinggi dan garis ekuipotensial terendah dibagi menjadi beberapa garis ekuipotensial dengan bagian yang sama yang memotong tegak lurus pada garis aliran. 5. Selisih kehilangan energi potensial

adalah H yang merupakan perbedaan tinggi muka air di hulu dan hilir bendungan.

6. Δh adalah kehilangan energi ekuipotensial

7. Nd adalah jumlah kehilangan energi potensial (potensial drop)

8. Nf adalah jumlah saluran aliran (flow channel)

Maka besarnya debit adalah :

Δq =

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

Nd

H

k

(23) q = Δq Nf (24) =

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

Nd

Nf

H

k

(25) dengan:

k adalah koefisien permeabilitas tanah H adalah selisish kehilangan energi

potensial (perbedaan muka air di hulu dan di hilir)

Nf adalah jumlah saluran aliran (flow channel)

Nd adalah jumlah bidang kehilangan energi potensial (potential drop)

Rembesan di Bawah Tubuh Bendungan Urugan dengan Tanah Dasar Isotropis dan Homogen

Untuk menghitung besar rembesan yang terjadi di bawah tubuh bendungan dilakukan dengan menggunakan flownet. Menggambar flownet untuk aliran di bawah bendungan sama dengan menggambar

flownet untuk aliran pada tubuh bendungan.

Gambar 3. Flownet di bawah tubuh

bendungan

GeoStudio 2007 Versi Mahasiswa (Student License)

GeoStudio 2007 versi mahasiswa adalah sebuah paket program untuk pemodelan geoteknik yang diberikan secara gratis untuk mahasiswa baik tingkat sarjana maupun pasca sarjana serta para dosen. Perangkat lunak ini terdiri dari delapan sub program yaitu SLOPE/W, SEEP/W, SIGMA/W, QUAKE/W, TEMP/W, dan CTRAN/W. Untuk edisi mahasiswa tidak memberikan kemampuan yang lengkap sebagaimana versi profesional tetapi fitur-fitur yang tersedia sudah cukup untuk belajar anaisis geoteknik dan memberikan hasil yang dapat diterima kebenarannya.

  Garis ekuipotensial  d  p/2  H  Δh Garis aliran  a b  3  1 2  4  9  8  7  6  5  4  3  2  1  Δh Δh Δh Δh Δh Δh Δh Δh Δh E F  H1 Tubuh Bendungan H H2 1 2 3 4 1 2 4 5 6 7 8 Nf = 4 kx = ky = k Nd = 8

Analisis Keamanan Terhadap Bahaya Rembesan……. IGN. Putu Dharmayasa

173

Jurnal ELSIKOM Vol. 12 No. 2, September 2016

3. METODE PENELITIAN

Pelaksanaan analisis ini dimulai dengan identifikasi masalah yang selajutnya diikuti dengan pengumpulan data-data yang diperlukan untuk menunjang analisis. Data-data yang dikumpulkan berupa desain bendungan, hasil pengujian rembesan dan ketingian air pada hulu bendungan. Model bendungan yang dipakai adalah bendungan Benel yang terletak di Kecamatan Melaya, Kabupaten Jembrana, Propinsi Bali dengan lokasi dan salah satu potongan melintang dari bendunganseperti diperlihatkan pada gambar 4 dan gambar 5.

Untuk analisis rembesan di dalam tubuh bendungan dan di bawah tubuh bendungan digunakan program SEEP/W.

Dalam melakukan analisis perlu dipersiapkan langkah-langkah kerja sehingga dapat dicapai hasil yang optimal. Berikut adalah kerangka analisis penghitungan debit rembesan pada bendungan Benel seperti pada gambar 6

Gambar 5. Potongan melintang bendungan Benel pada as 1a(Gambar Perencanaan Waduk Benel, 2004)

Gambar 4. Peta lokasi bendungan Benel (Gambar Perencanaan Waduk Benel,2004) 2 4 4 8 2 13,1 13,1 5 1,61 1,61 6 8,5 6 1 2 3 4 2 1 5 3 2 4 5 2 4 4 2,5 5,95 5,95 EL 175,500 EL 174,500 EL 172,000 EL 159,500 EL 158,500 EL 140,080 EL 138,000 EL 143,000 EL 142,000 EL 145,000 1 : 0,3 1 : 2 1 : 2 1 : 2,5 1 : 2 1 : 1 1 : 1 1 : 1 1 : 0,3 1 : 0,3 1 : 0,3 1 : 0,3 1 : 0,3 1 : 1,75 2 2 16,32 1 : 1 EL 147,610 EL 144,000 EL 145,000 EL 146,690 EL 146,000 EL 145,000 EL 144,000 EL 143,000 EL 142,000 EL 145,000 EL 146,000 EL 147,000 12,71 12,76 44,43 3,59 4,78 4,1 2,15 14,89 1,44 12,39 37,96 13,83 4,9 2,44 3,64 EL 144,000 EL 145,000 EL 148,000 EL 148,000 180 175 170 165 160 155 150 145 140 135 EL 159,500 EL 158,500 M AB EL 174,500 M A N EL 174,500 EL 153,000

174

Jurnal ELSIKOM Vol. 12 No. 2, September 2016

Gambar 6. Diagram alir (flow chart) analisis rembesan pada bendungan Benel

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan data-data yang telah dikumpulkan, maka dapat dirangkum data-data yang diperlukan untuk melakukan perhitungan rembesan pada tubuh bendungan dan di bawah tubuh bendungan. Berikut adalah data-data yang diperlukan untuk perhitungan seperti yang dirangkum pada tabel 1.

Tabel 1. Rangkuman data-data untuk menghitung rembesan dari bendungan Benel

Koefisien Rembesan  (K) 

Zona cm/dt 

Maximum  Minimum  Zona I (Inti Bendungan) 1.24E‐02  6.52E‐05  Zona II (Filter Halus) 8.08E+00  1.94E‐01  Zona III (Filter Kasar) 4.37E+01  5.99E+00  Zona IV (Rocks) 4.37E+01  5.99E+00 

Tanah dasar  5.00E‐02  1.00E‐03 

Perhitungan Rembesan (Solve Analysis) untuk Kondisi Bendungan Beroperasi pada Musim Hujan (Muka Air Maksimum)

Berdasarkan hasil perhitungan dengan program SEEP/W maka diperoleh debit rembesan (q) pada tubuh bendungan untuk kondisi bendungan beroperasi pada musim hujan adalah 4,3777 × 10-6 _m3_{/detik seperti} yang diperlihatkan pada gambar 7.

Syarat keamanan bendungan terhadap rembesan adalah debit rembesan yang diijinkan (qijin) < 1% dari debit limpasan

tahunan rata-rata (debit banjir rata-rata).

qijin = 0,01 × qbanjir rata-rata

= 0,01 × 492,06 m3_/detik = 4,9206 m3_/detik

q = 4,3777 × 10-6 m3/detik < qijin =

4,9206 m3_/detik

Sehingga bendungan aman terhadap rembesan.

Gambar 7. Hasil perhitungan SEEP/W untuk kondisi bendungan beroperasi pada

musim hujan

Identifikasi  masalah

Proses penghitungan:

1.Rembesan pada tubuh bendungan dengan SEEP/W dan flownet 2.Rembesan di bawah tubuh bendungan dengan SEEP/W dan flownet

Mengumpulkan dan mengolah data  hasil uji laboratorium dan lapanganyaitu  pengujian rembesan Mulai Hasil penghitungan Selesai

Analisis Keamanan Terhadap Bahaya Rembesan……. IGN. Putu Dharmayasa

175

Jurnal ELSIKOM Vol. 12 No. 2, September 2016

Syarat keamanan bendungan terhadap rembesan adalah debit rembesan yang diijinkan (qijin) < 1% dari debit limpasan

tahunan rata-rata (debit banjir rata-rata).

qijin = 0,01 × qbanjir rata-rata

= 0,01 × 492,06 m3_/detik = 4,9206 m3_/detik

q = 1,3284 × 10-6 m3/detik < qijin =

4,9206 m3_/detik

Sehingga bendungan aman terhadap rembesan.

Perhitungan Rembesan (Solve Analysis) untuk Kondisi Bendungan Beroperasi pada Musim Kemarau (Muka Air Minimum)

Ketinggan air untuk maksimum untuk kondisi bendungan beroperasi pada musim kemarau adalah 12,5 m (elevasi 161 m). Berdasarkan hasil perhitungan dengan program SEEP/W maka diperoleh debit rembesan (q) pada tubuh bendungan untuk kondisi bendungan beroperasi pada musim kemarau adalah 1,3284 × 10-6 _m3_/detik seperti yang diperlihatkan pada gambar 8. di atas :

Perhitungan Rembesan di Bawah Tubuh Bendungan dengan SEEP/W

Untuk perhitungan rembesan di bawah tubuh bendungan dianggap bahwa tanah dasar bendungan sebagai tanah yang homogen. Perhitungan rembesan di bawah tubuh bendungan adalah untuk menghitung rembesan ketika muka air di hulu bendungan maksimum (muka air banjir). Berdasarkan data yang di kumpulkan tanah dasar bendungan mempunyai koefisien rembesan 1 × 10-6 cm/detik < K < 5 × 10-5 cm/detik, dengan lapisan kedap air pada elevasi 105 m. Sedangkan pemasangan cut-off dipasang mulai pada elevasi 108 meter.

Gambar 8. Hasil perhitungan SEEP/W untuk kondisi bendungan beroperasi

pada musim kemarau

Gambar 9. Potongan bendungan dengan pondasinya tanpa cut-off

176

Jurnal ELSIKOM Vol. 12 No. 2, September 2016

Hasil proses perhitungan untuk rembesan air

di bawah bendungan tanpa cut-off

Berdasarkan hasil perhitungan rembesan tanpa cut-off dengan program SEEP/W maka diperoleh debit rembesan di bawah tubuh bendungan adalah 3.162 × 10-6 m3_/detik

dengan program SEEP/W ditunjukkan pada gambar 10.

Untuk mengurangi debit rembesan dilakukan dengan memasang cut-off di bawah tubuh bendungan. Model dan hasil proses perhitungan rembesan air di bawah tubuh bendungan dengan cut-off diperlihatkan pada gambar 11 dan gambar 12.

Gambar 10. Hasil perhitungan debit rembesan dengan SEEP/W di bawah tubuh

bendungan tanpa cut-off

Analisis Keamanan Terhadap Bahaya Rembesan……. IGN. Putu Dharmayasa

177

Jurnal ELSIKOM Vol. 12 No. 2, September 2016

Berdasarkan hasil perhitungan rembesan dengan cut-off dengan program SEEP/W maka diperoleh nilai rembesan di bawah tubuh bendungan adalah 2,077 × 10-6 m3_/detik

5. SIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan beberapa hal, diantaranya :

1. Debit rembesan di dalam tubuh bendungan untuk kondisi musim hujan (muka air maksimum) dihitung dengan SEEP/W sebesar 4,3777 × 10-6 _m3_/detik dan untuk musim kemarau sebesar 1,328 × 10-6 _m3_{/detik. Hasil} perhitungan ini lebih kecil dari debit rembesan yang diijinkan yaitu 4,9206 m3_{/detik, sehingga debit rembesan yang} melalui tubuh bendungan aman bagi bendungan.

2. Debit rembesan di bawah tubuh bendungan tanpa cut-off untuk kondisi musim hujan dihitung dengan SEEP/W sebesar 3,162×10-6 m3/detik dan dengan cut-off untuk kondisi musim kemarau dihitung dengan SEEP/W yaitu 2,077 × 10-6 _m3_{/detik. Hasil} perhitungan ini lebih kecil dari debit

rembesan yang diijinkan yaitu 4,9206 m3_{/detik, sehingga debit rembesan yang} melalui tanah dasar bendungan aman bagi bendungan.

3. Berdasarkan analisis maka dapat disimpulkan bahwa Bendungan Benel aman terhadap bahaya rembesan setelah beroperasi selama 7 tahun, dari tahun 2010 - 2017

Saran

Berdasarkan pembahasan dari bab-bab sebelumnya maka dapat disarankan sebagai berikut:

1. Perlu digunakan metode yang lain untuk menganalisis besar rembesan pada Bendungan Benel ini sehingga dapat dijadikan pembanding.

2. Dengan hasil perhitungan yang tidak terlalu berbeda antara SEEP/W dengan flownet, maka program SEEP/W dapat digunakan untuk mempermudah dan mempercepat perhitungan.

DAFTAR PUSTAKA

ASTM International, 2006, Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System), 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959

Gambar 12. Hasil perhitungan debit rembesan dengan SEEP/W di bawah tubuh

178

Jurnal ELSIKOM Vol. 12 No. 2, September 2016

Astuti, Y, Aniek Masrevaniah, dan Suwanto

Marsudi, 2012, Analisa Rembesan Bendungan Bajulmati terhadap Bahaya Piping untuk Perencanaan Perbaikan Pondasi, Jurnal Teknik Pengairan, Volume 3, Nomor 1, Mei 2012, 51–60 Departemen Permukiman dan Prasarana

Wilayah, dan PT. Indira Karya, 2004, Gambar Perencanaan Waduk Benel Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat

Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2007, Laporan Hasil Tes Tanah Borrow Area Tambahan (Alternatif) Pembangunan Waduk Benel Tahap II di Kabupaten Jembrana Bali Desember 2007

Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2008, Laporan Pelaksanaan Timbunan Pembangunan Waduk Benel di Kabupaten Jembrana

Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2008, Quality Control Laporan Bulanan (Pekerjaan Tanah) Pembangunan Waduk Benel Tahap II di Kabupaten Jembrana Bali Mei 2008 Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat

Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2008, Quality Control Laporan Bulanan (Pekerjaan Tanah) Pembangunan Waduk Benel Tahap II di Kabupaten Jembrana Bali Juli 2008

Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2008, Quality Control Laporan Bulanan (Pekerjaan Tanah) Pembangunan Waduk Benel Tahap II di Kabupaten Jembrana Bali Oktober 2008

Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2008, Quality Control Laporan Bulanan (Pekerjaan Tanah) Pembangunan Waduk Benel Tahap II di Kabupaten Jembrana Bali Desember 2008

Freeze. R.A. dan Jhon A. Cherry, 1979, Groundwater, Prentice – Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 07632 U.S. Departement of the Army, Corps of

Engineers, 1986, Seepage Analysis and Control for Dams, Engineering Manual EM 1110-2-1901, Office of the Chief of Engineers, Washington, D.C.