PERENCANAAN BENDUNG TETAP GUNUNG NAGO
KOTA PADANG
Seilvia Karneni, Nazwar Djali, Zuherna Mizwar
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Bung Hatta Padang
E-mail :seilviakarneni16@gmail.com, nazwardjali@yahoo.com, zmizwar@yahoo.com Abstrak
Bendung adalah bangunan melintang sungai yang berfungsi untuk meninggikan muka air agar bisa diambil dan dialirkan ke saluran lewat bangunan pengambilan. Perencanaan Bendung Tetap Gunung Nago ini direncanakan bertujuan agar pemanfaatan air sungai lebih optimal dengan menggunakan mercu tipe bulat karena mempunyai bentuk mercu yang besar, sehingga lebih tahan terhadap benturan batu besar, bongkahan dan sebagainya. Pada perencanaan bendung tetap Gunung Nago tersebut dilakukan perhitungan seperti analisa hidrologi menggunakan metode aritmatik, perhitungan debit banjir rencana dengan menggunakan metode Kombinasi Melchior-Gumbel, perhitungan dimensi bendung dan perhitungan stabilitas bendung. Data yang diperlukan dalam perencanaan Bendung Tetap Gunung Nago dengan
cathcment area seluas 80,47 km2, debit 100 tahunan (Q100) 463,766 m3/dt, dengan
lebar bendung 76 m, tinggi mercu bendung 2 m dan tinggi energy (H1) 1,40 m. Elevasi muka air normal dipertahankan setinggi +217,00 m ini akan mengalirkan air sawah tertinggi pada elevasi +215,00 sehingga dapat mengairi areal pertanian seluas 2800 ha. Pada perhitungan stabilitas bendung dalam keadaan air normal diperoleh angka keamanan terhadap guling 4,597 dan geser 2,119. Pada saat air banjir diperoleh angka keamanan terhadap guling 4,047 dan geser 2,443. Konstruksi bendung dinyatakan stabil karena aman terhadap guling dan geser.
DESIGN OF GUNUNG NAGO FIXED WEIR
PADANG CITY
Seilvia Karneni, Nazwar Djali, Zuherna Mizwar
Civil Engineering Department, Faculty of Civil Engineering and Planning Bung Hatta University Padang
E-mail :seilviakarneni16@gmail.com, nazwardjali@yahoo.com, zmizwar@yahoo.com Abstract
Weir is a building transverse a river that serves to exalt advance water so can be taken and channeled into the channel buildings passing retrieval. Planning Gunung Nago Fixed weir this planned so that a more optimal utilization of river water by using round mercu because they have the form of large mercu, so that more resistant to the collision of roller stone, lump and forth. On a fixed weir Gunung Nago planning is done calculations as hydrology analysis using the methode of arithmetic calculations using the flood discharge plan by using a combination of Melchior-Gumbel, calculating the dimensions of weir and weir stability calculations. Data required in the planning Fixed Weir Gunung Nago with catchment wide area of 80,47 km2 , the annual discharge 100 (Q100) 463,766 m3/dt, wide weir 76 m, mercu high weir is 2 m and high energy (H1) 1,40 m. Normal water level is maintaining as high as +217.00 m will be the highest paddy water will drain at an elevation of +215.00 so as to irrigate the agricultural area of 2800 ha. In the calculation of the stability weir in a state of normal water obtained figures bolster security against sliding 4,597 and 2,119. At the time of the flood water obtained figures bolster security against sliding 4,047 and 2,443. Construction weir declared stable for secure against rolling and sliding.
Keywords : Weir, Catcment Area, Hydrologys, Stability
PENDAHULUAN
Air merupakan salah satu unsur pokok yang sangat penting dalam rangka peningkatan taraf hidup dan kesejahteraan rakyat, tapi tak jarang sering menimbulkan bencana alam seperti banjir dan kekeringan. Oleh karena itu perlu dikendalikan dan dimanfaatkan secara optimal untuk pencapaian peningkatan taraf hidup serta kemakmuran rakyat.
Menurut buku Mawardi dan Memed (2002) seperti kita ketahui, tanah air kita memiliki sumber daya air
yang melimpah dan merupakan
kekayaan nasional. Sumber air tersebut telah digunakan antara lain untuk irigasi sejak ratusan tahun yang lalu, bendung adalah salah satu prasarana yang digunakan untuk kepentingan irigasi
tersebut. Seiring dengan kemajuan
zaman, maka kemajuan teknik
pembuatan bendung semakin
meningkat. Hal tersebut didasarkan karena perkembangan akan pertanian selalu diutamakan.
Bendung Gunung Nago salah satunya. Bendung yang terletak di kawasan Kelurahan Lambung Bukik, Kecamatan Pauh Kuranji Kota Padang
merupakan sumber kehidupan
masyarakat. Pasalnya, air dari Bendungan Gunung Nago tidak hanya digunakan untuk mengaliri sawah para
petani, tetapi juga digunakan
masyarakat untuk aktifitas sehari-hari.
Dalam kondisi normal Bendung
Gunung Nago bisa mengairi 2.800 hektare sawah petani. Jika bendungan itu jebol, akan berdampak buruk kepada para petani.
PERENCANAAN BENDUNG TETAP GUNUNG NAGO
KOTA PADANG
Seilvia Karneni, Nazwar Djali, Zuherna Mizwar
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Bung Hatta Padang
STA.BATU BUSUK STA.GUNUNG NAGO SUNGAI BATAS DAS GARIS PANTAI STA HUJAN SKALA 1 : 100.000 0 1 2 3 4 5 U Sebaran Stasiun Hujan pada DAS Bt.Kuranji
S. Su ng kai A.K uranji S.Pad angkaruh S.Bukittindawan S.Danau Limau Manis S.Padan g janih S.Pad ang Janih Lokasi Bendung
Pada Tahun 2007 Bendung Gunung Nago ini jebol akibat gulungan air bah dan pada Tahun 2012 bendung ini jebol kembali karena banjir
bandang. Hal ini menyebabkan
kekeringan dibeberapa kawasan seperti kelurahan Lambung Bukik (Pauh), Kelurahan Kuranji, Kelurahan Korong Gadang, Kelurahan Kalumbuk dan Kelurahan Sungai Sapih. Bandar yang kering juga mengancam sumber mata air sumur-sumur warga. Selain itu, lahan pertanian sawah dan kolam ikan masyarakat juga terancam kekeringan.
Berdasarkan kondisi diatas, penulis akan melakukan perencanaan ulang terhadap bendung Gunung Nago tersebut. Hal ini dilakukan penulis
untuk mendapatkan perhitungan
perencanaan bendung yang sesuai dengan keadaan dan kondisi alam yang ada. Sehingga saat musim kemarau, air sungai tidak kering dan dapat mengairi pertanian dan persawahan yang ada dibawahnya serta dapat melayani kebutuhan masyarakat sehari-hari. Untuk itu penulis mengangkat masalah ini sebagai bahan untuk pembuatan
Tugas Akhir (TA) dengan judul
“Perencanaan Bendung Tetap Gunung Nago Kota Padang”
METODA
Penulis melakukan studi literatur dan pegumpulan data. Kegiatan yang akan dilakukan secara garis besar dibedakan atas:
a. Studi literatur
Dalam studi literatur didapatkan teori-teori yang diperoleh melalui buku – buku untuk analisa
hidrologi yang berhubungan
dengan penulisan tugas akhir.
b. Pengumpulan data
Data yang dibutuhkan adalah peta DAS, data curah hujan 10 tahun (tahun 2005 sampai tahun 2015) yang berasal dari 2 Stasiun yaitu Stasiun Gunung Nago dan Stasiun Batu Busuk.
c. Analisa dan perhitungan. 1) Curah hujan maksimum
Pada analisa ini, data curah hujan yang akan digunakan adalah data curah hujan rata – rata maksimum yang diperoleh dengan menghitung data curah hujan 10 tahun dari 2
stasiun dengan menggunakan
Metode Aljabar (Arithmetic mean). Dengan Rumus : n P n P P P P P n i i n
1 2 3... 12) Curah hujan rencana
Untuk menghitung curah hujan rencana penulis menggunakan 4 metode yaitu, metode Distribusi Normal, Log Normal, Gumbel dan Log Person III.
Metode R2 R5 R10 R25 R50 R100 Distribusi normal 148.35 186.37 206.25 227.44 241.29 253.45 Log normal 148.30 196.90 227.55 266.20 295.10 322.57 Distribusi Gumbel 142.23 219.66 231.85 266.10 310.42 343.64 Distribusi Log Pearson Type IIII 136.95 168.70 231.40 301.98 367.30 317.30 Rata-rata 143.96 192.91 224.26 265.43 303.53 309.24
3) Analisa Debit Banjir Rencana Untuk perhitungan Debit Banjir Rencana dilakukan dengan metode
Melchior Kombinasi, yaitu
Melchior - Normal, Melchior - Log Normal dan Melchior - Gumbel. Data untuk metode tersebut di ambil dari nilai curah hujan rencana. Perhitungan debit rencana dengan metode ini, tinggi hujan yang diperhitungkan adalah tinggi hujan pada titik pengamatan. Untuk
perencanaan bendung yang
dipengaruhi oleh debit puncak banjir sebaiknya menggunakan nilai yang terbesar, agar bangunan betul-betul aman terhadap debit banjir.
4) Perhitungan Dimensi Bendung.
Perhitungan dimensi bendung
berguna untuk mengetahui seberapa besar debit yang mampu ditahan oleh bendung dengan menggunakan data dimensi yang ada dilapangan pada saat ini. Selanjutnya hasil perhitungan akan menunjukkan apakah diperlukan dimensi baru untuk bendung atau tidak.
PEMBAHASAN
a. Perhitungan Curah Hujan
Didalam perhitungan data curah hujan rencana dengan periode ulang, metoda yang digunakan adalah :
Metode Distribusi Normal
Metode Distribusi Log Normal
Metode Distribusi Gumbel
Metode Distribusi Log Person III
Tabel 1. Perhitungan curah hujan
Tahun Curah Hujan Maksimum Rata-Rata Batu Busuk Gunung Nago 2005 193 270 231.50 2006 135 0 67.50 2007 175 89 132.00 2008 155 239 197.00 2009 87 186 136.50 2010 56 180 118.00 2011 115 170 142.50 2012 145 140 142.50 2013 169 191 180.00 2014 133 139 136.00 n=10 ∑R 1483.50
(Sumber Data : Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air Tingkat I Sumatera Barat)
b. Curah hujan rencana
Untuk curah hujan rencana penulis menggunakan 4 metode yaitu metode Distribusi Normal, Log Normal, Gumbel dan Log Person III.
Tabel 2. Perhitungan Curah Hujan Rencana Distribusi Normal
No
Periode
KT
CH
Ulang harian Max
T (tahun) (mm/hari) 1 2 0.0000 148.35 2 5 0.8416 186.37 3 10 1.2816 206.25 4 25 1.7507 227.44 5 50 2.0573 241.29 6 100 2.3263 253.45
(Sumber Data: Hasil Perhitungan)
Tabel 3. Perhitungan Curah Hujan Rencana Distribusi Log Normal
No
Periode
KT
CH
Ulang harian Max
T (tahun) (mm/hari) 1 2 0.0000 148.30 2 5 0.8416 196.90 3 10 1.2816 227.55 4 25 1.7507 266.20 5 50 2.0573 295.10 6 100 2.3263 322.57
Tabel 4. Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Gumbel
N o Periode Yt K CH Ulang harian Max T (tahun) (mm/hari) 1 2 0.3665 -0.14 142.23 2 5 1.9940 1.58 219.66 3 10 2.25037 1.85 231.85 4 25 2.97019 2.61 266.10 5 50 3.90194 3.59 310.42 6 100 4.60015 4.32 343.64
(Sumber Data : Hasil Perhitungan)
Tabel 5. Perhitungan Curah Hujan Rencana Distribusi Log Person III
No
Periode
KT
CH
Ulang harian Max
T (tahun) (mm/hari) 1 2 -0.2300 136.95 2 5 0.696 168.70 3 10 1.335 231.40 4 25 2.137 301.98 5 50 2.724 367.30 6 100 2.286 317.30
(Sumber Data : Hasil Perhitungan)
Dari perhitungan curah hujan rencana dengan 4 metode di atas, maka akan didapat curah hujan rencana rata-rata.
Tabel 6. Resume Curah Hujan Metode Sebaran Normal & Gumbel dan Metode Log Normal & Log Person III Metode R2 R5 R10 R25 R50 R100 Distribusi normal 148.35 186.37 206.25 227.44 241.29 253.45 Log normal 148.30 196.90 227.55 266.20 295.10 322.57 Distribusi Gumbel 142.23 219.66 231.85 266.10 310.42 343.64 Distribusi Log Pearson Type IIII 136.95 168.70 231.40 301.98 367.30 317.30 Rata-rata 143.96 192.91 224.26 265.43 303.53 309.24
(Sumber data: hasil perhitungan )
c. Perhitungan Debit Banjir Rencana
Tabel 7. Resume Debit Banjir
T α F q Rn Qn (thn) (km2) (m3/dt/km2) (mm) (m3/dt) 2 0.62 80.47 5.41 142.23 191.945 5 0.62 80.47 5.41 219.66 296.438 10 0.62 80.47 5.41 231.85 312.898 25 0.62 80.47 5.41 266.10 359.115 50 0.62 80.47 5.41 310.42 418.938 100 0.62 80.47 5.41 343.64 463.766
Dari kombinasi metode tersebut untuk periode ulang 100 tahun debit puncak banjir yang paling maksimum adalah pada metode debit banjir Melchior kombinasi dengan Gumbel. Jadi besarnya debit rencana (design
flood) diambil harga Q100 hasil
perhitungan yaitu 463,766 m3/detik.
d. Perhitungan Bendung
Elevasi Puncak Mercu
Elevasi puncak mercu bendung harus ditentukan sedemikian rupa sehingga
1. Pada saat air sungai setinggi mercu bendung dapat mengairi
semua daerah yang
direncanakan.
2. Daya bilas pembilas bawah harus mampu membersihkan endapan dasar yang mendekati intake.
3. Daya bilas kantong lumpur cukup besar, sehingga endapan dikantong lumpur dapat dibilas dengan lancar.
Elevasi puncak mercu = Elevasi dasar sungai dilokasi bendung + Tinggi mercu = (+215) + 2 = +217 m
Lebar Efektif Mercu Bendung
Lebar bendung yaitu jarak antara pangkal (abutment). Sebaiknya lebar bendung ini sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil (bagian yang lurus). Biasanya lebar bendung diambil antara 1,0 – 1,2 dari lebar rata-rata sungai pada ruas yang stabil.
Be = B – 2 (nKp + Ka). HI Dimana :
Be = Lebar efektif bendung B = Lebar bendung (lebar total – lebar pilar)
n = Jumlah pilar Kp = Koefisien kontraksi pilar Ka = Koefisien kontraksi pangkal bendung HI = Tinggi energi (m)
(Sumber : Standar Perencanaan
Tabel 8. Resume perbandingan tinggi muka air di atas bendung
Uraian Tipe Mercu Mercu Bulat V 4,66 m/dt Ha = k 1,11 m
Hd 0,33 m
H1 1,40 m
(Sumber data: hasil perhitungan)
Back Water
Dimana :
a = Kedalaman air sungai
sebelum adanya bendung (m) h = Tinggi air berhubung adanya bendung (m)
L = Panjang total dimana kurva pengempangan terlihat (m)
Z = Kedalaman air pada jarak x dari bendung (m)
X = Jarak dari bendung (m) I = Kemiringan Perhitungan : a = 0,814 m h = 1,40 m I = 0,0080 Sehingga : ℎ 𝑎 = 1,40 0,814 = 1,72 > 1 Maka L = 2ℎ𝐼 L = 2 . (1,40)0,0080 = 351,16 m ≈ 0,351 km
Perhitungan Hidrolis Kolam Olak
Dari hasil perhitungan terdahulu diperoleh data-data sebagai berikut :
Debit banjir rencana = 463,766 m3/dt
Elevasi puncak mercu = + 215,00 m
Elevasi air dihulu bendung = + 218,40 m
Elevasi air dihilir bendung = + 215,814 m Jari-jari mercu = 0,3 x H1 = 0,3 x 1,4 = 0,42 m Tinggi mercu = 2,00 m Kemiringan sungai = 0,0080
Tabel 9. Perhitungan Kolam Olak
Elevasi Dasar Z V1 Y1 Fr Y2 Elevas i Loncat Olakan Air (m) (m) (m/dtk ) (m) (m) (m) (m) 215 2 8.16 2.27 1.91 5 3.03 218.03 212 5 13.027 1.20 3.79 8 5.89 217.89 210.1 6.9 12.25 1.28 3.46 0 5.65 215.75
Jadi : a. Debit satuan (Q100) q = BQ eff = 463,76671,09 = 6,52 m3/dt/m b. Kedalaman kritis (hc) hc = 3 𝑞𝑔2 hc = 3 6,529,812 = 1,63 m
c. Tinggi energi dihulu = Elevasi mercu + H1 = (+ 217,00) + 1,40 = 218,40 m
d. Tinggi energi dihilir
∆H = (+218,40) – (+215,814) = 2,58 m
e. Menentukan jari-jari bak minimum yang diizinkan (Rmin)
∆𝐻 ℎ𝑐= 2,58 1,63 = 1,58 → dari grafik didapat : Rmin /hc = 1,58 Rmin = 1,58 x 1,63 Rmin = 2,57 → diambil R = 3
f. Menentukan batas hilir
minimum (Tmin) ∆𝐻 ℎ𝑐= 2,58 1,63 = 1,58 → dari grafik didapat Tmin /hc = 1,88 ∆𝐻 ℎ𝑐 0,215 63 , 1 min T = 2,074 Tmin = 3,38 m
Maka didapat elevasi dasar lengkung bak (Lh) = +215,814m–3,38m
= +212,43 m
Perhitungan Lantai Muka
∆hmax = (+217,00) – (+212,43) = 4,57 m
∆hmax . C = 3,38 . 5 = 22,85 m
Sebelum ada lantai muka
LV = 0,75 + 0,25 + 2,00 + 2,70 + 4,00 = 9,70 m LH =1,75 + 3,50 + 3,50 + 3,50 + 5,00 + 9,00 + 1,00 = 27,25 m
Lv + 1/3 LH ≥ ∆h max . C 9,70 + 1/3 . 27,25 ≥ 22,85 m 18,78 m < 22,85 m
Dari hasil diatas maka diperlukan lantai muka dengan creep line minimal : L = 22,85 – 18,78 = 4,07 m
G 1 G 2 G3 G4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 9 G 10 G 11 G 12 G 13 G 14 A B C D E F G H I J K 2.00 1.000.75 3.50 3.50 3.50 4.00 0.75 0.25 2.00 2.70 4.00 A B C D E F G H I J K 2.00 1.000.75 3.50 3.50 3.50 4.00 0.75 0.25 2.00 2.70 4.00 h = 2,00 m W1 A B C D E F G H I J K 0.75 0.25 2.00 2.70 4.00 2.00 1.00 0.75 3.50 3.50 3.50 4.00 Pa 1 Pa 2 Pa 3 Pa 4 Pp 3 Pp 1 Pp 2 Pa 5 h = 2,00 m W2 W 1 A BC D E F G H I J K 0.75 0.25 2.00 2.70 4.00 2.00 1.000.75 3.50 3.50 3.50 4.00 P = 2.00 m U3 U1 U4 U5 U2 U6
U7 U8 U9 U10 U11 U12 U13 U14 U 15 12.00 0.50 1.00 M. A . N + 217.00 M + 217.00 M Stabilitas Bendung
a. Pada Saat Air Normal
Perhitungan stabilitas bendung pada saat debit normal dimana tinggi muka air hanya mencapai elevasi puncak mercu bendung dan pada waktu itu di asumsikan kolam olakan dalam keadaan kering.
Gaya-gaya yang bekerja pada bendung Adalah :
1. Berat sendiri bendung
2. Akibat gaya gempa
3. Akibat tekanan lumpur
4. Akibat tekanan tanah
5. Akibat tekanan hidrostatis
6. Uplift Pressure air normal
G 1 G 2 G3 G4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 9 G 10 G 11 G 12 G 13 G 14 A B C D E F G H I J K 2.00 1.00 0.75 3.50 3.50 3.50 4.00 0.75 0.25 2.00 2.70 4.00
Tabel 10. Resume Gaya Yang Bekerja Pada Bendung (Saat Air Normal)
No
Gaya-gaya yang Bekerja
Gaya ( Ton ) Momen ( Tm)
V H Mv Mh 1 Berat Sendiri Bendung 113.740 973.325 2 Gaya Gempa 16.151 151.781 3 Tekanan Lumpur 1.067 0.711 4 Tekanan Tanah -3.824 -0.153 5 Tekanan hidrostatis 3.500 2.000 38.780 18.720 6 Tekanan Uplift Pressure 63.339 49.966 413.249 139.881 JUMLAH 181.646 64.293 1426.066 310.228
(Sumber data: hasil perhitungan)
Kontrol Stabilitas Pada Saat Air Normal 1. Terhadap guling Sf = 𝑀𝐻 𝑀𝑉 ≥ 1,5 = 1426,066310,228 ≥ 1,5 = 4,597 ≥ 1,5...(Aman) 2. Terhadap geser Sf = f . 𝑉 𝐻 ≥ 1,5 f = tan 370 = 0,75 Sf = 0,75 . 181,64664,293 ≥ 1,5 = 2,119 ≥ 1,5…. (Aman) 3. Terhadap eksentrisitas e = B/2 – d ≤ b/6 d = 𝑀𝑉− 𝑀𝐻 𝑉 Perhitungan : d = 1426,066−310,228181,646 = 6,143 e = 18,32 – 6,143 = 0,11 ≤ 2,083…. (Aman)
4. Terhadap daya dukung tanah
qult = C . Nc + γ . D . Nq + 0,5 . γ . B . Nγ Dimana :
q = Daya dukung keseimbangan (Ultimate bearing Capasity t/m2)
Nc, Nq, Nγ = Faktor daya dukung tanah yang tergantung pada besarnya sudut geser dalam tanah.
Berdasarkan sudut geser tanah diatas dengan nilai Ø = 30o di dapat dari tabel Terzaqhi : Nc = 17,02
Nq = 6,95 Nγ = 3,6
h1 = 3.40 m W2 W 1 W 3 W 4 W5 1,75 1.65 8.85 d h2 = 6,13 m h = 2.00 m A B C D E F G H I J K 0.75 0.25 2.00 2.70 4.00 2.001.000.75 3.50 3.50 3.50 4.00
Gambar : 4.14 . Tekanan Uplift Pressure Kondisi Air Banjir
P = 2.00 m U3 U1 U4 U5 U2 U6
U7 U8 U9 U10 U11 U12 U13 U14 U 15 12.00 0.50 1.00 M. A . N + 217.00 M k = 1.23 m h 1 = 1.57 m M. A . B + 218.57 M + 217.00 M + 219.80 M + 216.52 M Elevasi M.A di atas mercu
Elevasi M.A di hilir bendung H1 = 2.80 m
Data daya dukung tanah pondasi : Berat jenis tanah (γ) = 1,63 t/m3 Nilai kohesi tanah (C) = 0,40 t/m2 Sudut geser tanah (Ø) = 30o Kedalaman pondasi (D) = 1,28 m Lebar dasar bendung (B) = 12,50 m
qult = C . Nc + γ . D . Nq + 0,5 . γ . B . Nγ
= 0,40 . 17,02 + 1,63 . 1,28. 6,95 + 0,5 . 1,63 . 12,50 . 3,6
= 57,985 t/m2
Tegangan tanah yang diizinkan τ = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑑𝑢𝑘𝑢𝑛𝑔 𝑡𝑎𝑛𝑎 ℎ 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑒𝑎𝑚 𝑎𝑛𝑎𝑛
= 57,9852 = 28,992 t/m2
5. Terhadap tekanan dibawah bendung τ = 𝑉𝐵 (1 ± 6𝑒𝐵
τ = 181,64612,50 (1 ± 6 𝑥 0,1112,50 )
τ max = 15,278 t/m2 ≤ 28,992 t/m2 τ min = 13,785 t/m2 ≤ 28,992 t/m2
b. Pada Saat Air Banjir
Perhitungan stabilitas bendung pada saat air banjir, Untuk gaya-gaya yang bekerja akibat berat sendiri bendung, akibat gaya gempa, tekanan lumpur, dan tekanan tanah harganya sama dengan saat air dalam keadaan normal.
1. Tekanan hidrostatis
Tabel 11. Resume Gaya Yang Bekerja Pada Bendung (Saat Air Banjir)
No Gaya-gaya yang Bekerja
Gaya (Ton) Momen (Tm)
V H Mv Mh 1 Berat Sendiri Bendung 113.740 973.325 2 Gaya Gempa 16.151 151.781 3 Tekanan Lumpur 1.067 0.711 4 Tekanan Tanah -3.824 -0.153 5 Tekanan hidrostatis 34.210 -13.990 102.230 46.734 6 Tekanan Uplift Pressure 100.697 78.340 716.447 244.633 JUMLAH 249.714 76.677 1792.714 442.995
(Sumber data: hasil perhitungan)
Kontrol Stabilitas Pada Saat Air Banjir 1. Terhadap guling Sf
=
𝑀𝑉 𝑀𝐻≥ 1,5 = 1792,714 442,995
≥ 1,5 = 4,047 ≥ 1,5….. (Aman) 2. Terhadap geser Sf =
f .
𝑉 𝐻
≥ 1,2 F = 0,75 Sf = 0,75 . 249,714 76,677 ≥ 1,5 = 2,443 ≥ 1,5…. (Aman) 3. Terhadap eksentrisitas e = B/2 – d ≤ b/6 d = 𝑀𝑉− 𝑀𝐻 𝑉 Perhitungan : d = 1792,714−442,995 249,714
= 5,405 e = 12,5 2
– 5,405 = 0,84 ≤ 2,083 (Aman)
4. Terhadap tekanan tanah
dibawah bendung τ = 𝑉 𝐵
(
1 ± 6𝑒 𝐵)
τ = 249,714 12,50(
1 ± 6 𝑥 2,083 12,50)
τ max = 28,079 t/m2 ≤28,992 t/m2 τ min = 11,875 t/m2 ≤ 28,992 t/m2KESIMPULAN
Dari pembahasan analisa perencanaan yang dilakukan pada Bendung Tetap Gunung Nago, didapat kesimpulan sebagai berikut :
1. Dari peta topografi didapat luas
catchment area yang
mempengaruhi debit Sungai Batang Kuranji sekitar 80,47 km2.
2. Dalam perhitungan debit banjir rencana periode ulang 100 tahun
pada perencanaan Bendung
Tetap Gunung Nago ini didapat Q100 = 463,766 m3/dt.
3. Pada perencanaan Bendung Tetap Gunung Nago digunakan mercu tipe Bulat.
4. Pada hasil perhitungan tinggi muka air banjir diatas bendung didapat perbandingan tinggi muka air di atas bendung sebagai berikut :
Tabel 12. Perbandingan tinggi muka air di atas bendung
Uraian Tipe Mercu Mercu Bulat V 4,66 m/dt Ha = k 1,11 m Hd 0,33 m H1 1,40 m Dimana :
V = Kecepatan aliran dihulu mercu
Ha = k = Tinggi energi Hd = Tinggi energi rencana diatas mercu
H1 = Tinggi energi diatas mercu
5. Pembangunan Bendung Tetap Gunung Nago ini berguna untuk meninggikan muka air sungai
agar bisa disadap untuk
mengairi areal persawahan seluas 2800 Ha.
6. Tipe kolam olak yang
digunakan dalam perencanaan yaitu tipe bak tenggelam
(Bucket), karena harus sesuai
dengan jenis kandungan
setempat dimana banyak
mengangkut
bongkahan-bongkahan atau batu-batu besar. 7. Hasil dari perhitungan elevasi dan kedalaman air adalah sebagai berikut
Tabel 13. Kesimpulan hasil perhitungan
Uraian Analisa Perencanaan Kedalaman air di hilir
bendung (h) 3,03 m Elevasi muka air di
hilir bendung 215,814 m Elevasi muka air di atas
bendung 218,40 m Elevasi energi diatas
bendung 217,33 m
8. Jari-jari kolam olak yang di
dapat pada perencanaan
bendung tetap ini adalah 2,57 m. 9. Pada perhitungan Stabilitas bendung dalam keadaan air normal didapat angka keamanan terhadap guling 4,597 dan terhadap geser 2,119. Pada saat air dalam keadaan banjir didapat
angka keamanan terhadap
guling 4,047 dan terhadap geser
2,443. Dari hasil perhitungan yang didapat maka konstruksi bendung stabil.
SARAN
1. Dalam merencanakan suatu
bendung hendaknya
menggunakan data-data yang
akurat, sehingga dalam
pengerjaannya dilapangan sesuai dengan kebutuhan baik dari segi kualitas maupun kuantitas.
2. Pada perhitunganan gaya-gaya yang bekerja pada tubuh bendung hendaknya dilakukan secara teliti,
karena pengaruh gaya-gaya
tersebut sangat besar dalam pengontrolan stabilitas bendung. 3.Untuk merencanakan lantai muka
hendaknya memperhatikan
tekanan air yang mempengaruhi bendung tersebut, sehingga dapat diketahui lantai muka yang direncakan untuk menghambat tekanan air tersebut perlu diperbesar atau diperpanjang. 4.Dalam menentukan tipe kolam
olak harus mempertimbangkan kondisi sedimen yang ada di
lokasi sungai setempat karena sangat mempengaruhi ketahanan dari kolam olak tersebut, kolam olak juga harus tahan terhadap gerusan dan juga harus mampu meredam loncatan air yang terjadi dihilir bendung.
5. Pada perhitungan dimensi
bendung harus sesuai dengan debit banjir rencana dan dalam menentukan debit banjir rencana juga harus mempertimbangkan periode ulang yang harus diambil
supaya konstruksi bendung
tersebut aman.
6. Bendung yang sudah di dibangun
hendaknya diadakan suatu
pemeliharaan sehingga fungsi dari pembangunan bendung tersebut masih dapat digunakan secara optimal.
DAFTAR PUSTAKA
Direktorat Jenderal Pengairan
Departemen Pekerjaan Umum, 1986,
Standar Perencanaan Irigasi Bangunan
KP-02, Cetakan Pertama, Bandung.
Direktorat Jenderal Pengairan
Departemen Pekerjaan Umum, 1986,
Standar Perencanaan Irigasi Bangunan
KP-04, Cetakan Pertama, Bandung.
Direktorat Jenderal Pengairan
Departemen Pekerjaan Umum, 1986,
Standar Perencanaan Irigasi Bangunan
KP-06, Cetakan Pertama, Bandung.
L D Wesley, Ir, DR,1977 “Mekanika
Tanah”, Badan penerbit PU
Cetakan VI.
Mawardi, Erman. Memed, Moch.
2002. Desain Hidraulik Bendung
Tetap Untuk Irigasi Teknis.
Bandung: Alfabet.
Soedibyo, 1993. Teknik Bendungan,
Jakarta: Pradnya Paramita.
Soenarno, Ir. 1972, Perncanaan
Bendung Tetap, Dirjen Pengairan,
Dept PU dan Tenaga Listrik, Bandung.
Sosrodarsono, Suyono. Takeda,
Kensaku. 1983. Hidrologi
Terapan. Yogyakarta: Beta
Offset.
Triamodjo, Bambang. 2008.
Hidrologi Terapan. Yogyakarta:
Beta Offset.
Wilson.E.M. 1993. Hidrologi Teknik