PERENCANAAN EMBUNG ROBATAL KABUPATEN SAMPANG

(1)

TUGAS AKHIR – PS 1380

PERENCANAAN EMBUNG ROBATAL KABUPATEN SAMPANG

RATNA SRI SUMARNI Nrp 3106.100.617 Dosen Pembimbing

U

mboro

Lasminto ST. MSc

JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

(2)

TUGAS AKHIR – PS 1380

PERENCANAAN EMBUNG ROBATAL KABUPATEN SAMPANG

RATNA SRI SUMARNI Nrp 3106.100.617

Dosen Pembimbing

U

mboro

Lasminto ST. MSc

JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

(3)

FINAL PROJECT – PS 1380

THE DESIGN OF RESERVOIR IN KABUPATEN SAMPANG

RATNA SRI SUMARNI Nrp 3106.100.617

FINAL PROJECT LECTURE U

mboro

L

asminto

ST.MSc

DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING Faculty of Civil Engineering and Planning Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

(4)

PERENCANAAN EMBUNG ROBATAL

KABUPATEN SAMPANG

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada

Program Studi S -1 Lintas Jalur JurusanTeknik Sipil

Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Oleh :

RATNA SRI SUMARNI

Nrp. 3106 100 617

Disetujui Oleh Pembimbing Tugas Akhir :

Umboro Lasminto ST.Msc

(5)

PERENCANAAN EMBUNG ROBATAL

KABUPATEN SAMPANG

Nama Mahasiswa : Ratna Sri Sumarni

NRP

: 3106.100.617

Jurusan

: Teknik Sipil FTSP-ITS

Dosen Pembimbing : Umboro Lasminto ST.Msc

ABSTRAK

Desa Robatal

Kabupaten Sampang sering

mengalami kekurangan air bersih di musim kemarau

dikarenakan tidak tersedianya tempat tampungan.

Sehingga air hujan langsung mengalir ke laut. Maka

sebagai alternatif pemecahan masalah adalah dengan

membangun

embung

yang

dimanfaatkan

untuk

menyimpan air di musim penghujan dan digunakan di

musim kemarau.

Dalam tugas akhir ini akan membahas

metode-metode untuk perhitungan dari beberapa analisa-analisa

perencanaan konstruksi embung tersebut. Analisa-analisa

tersebut meliputi : analisa hidrologi, analisa kapasitas

tampungan, analisa neraca air dan analisa teknis

bendungan. Untuk analisa konstruksi bangunan meliputi :

desain dan stabilitas tubuh embung, bangunan pelimpah.

Dari hasil analisa diperoleh debit banjir rencana

nakayasu periode ulang 100 tahun sebesar 34.089 m3/dt.

Elevasi dasar sungai +74.00 m. Dan elevasi puncak tubuh

embung +84.90, kemiringan lereng hulu 1:2, kemiringan

lereng hilir 1:3. Pada Perencanaan Spillway didapatkan

(6)

elevasi mercu pelimpah + 81 .80 dengan lebar pelimpah

10 m dan tinggi pelimpah 2 m. Sedangkan untuk

perencanaan kolam olak dipakai kolam olak USBR tipe

III dengan panjang kolam olak sebesar 7 m.

(7)

THE DESIGN OF RESERVOIR IN KABUPATEN SAMPANG

Name : Ratna Sri Sumarni Register Number : 3106 100 617

Majoring : Civil Engineering FTSP- ITS Counsellor Lectures :. Umboro Lasminto ST.Msc

Abstract

Robatal village in Sampang Regency often less of clean water on dry season, it is caused there is no water storage. With the condition as such, the rain water directly flow to the sea. So the alternative to solve this problem is to built reservoir that used for store water on the raining season and to be utilized on the dry season.

In this final assignment will discuss the methods to calculate of several construction design analysis of the reservoir. The analysis include : Hydrology analysis, Load capacity analysis, water balance analysis and dam technical analysis. And for the building construction analysis include : design and stability, over lower building.

As the result the planned flood Nakayasu discharge is 34,089 m3/sec for 100 year return period. The elevation of riverbed are +74.00 m. and the top the elevation of reservoir building are +84,90, with the inclination for upstream are 1:2 and 1:3 for downstream. At the spillway design is got the elevation of crest spillway +81,80 with the overflow width 10 m and height 2 m. Where as for the design of stilling basin uses USBR Type III with 7.0 m in length

(8)

i

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum wr wb,

Alhamdulillah, puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala kemudahan, kelancaran, dan petunjuk-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Sholawat dan salam juga selalu tercurah untuk Rasulullah SAW, keluarga, serta para sahabat. Dari hati yang terdalam saya ucapkan terima kasih kepada :

1) Bapak DR.Ir.Hidayat Sugihardjo, MS selaku ketua jurusan Teknik Sipil ITS Surabaya.

2) Bapak Umboro Lasminto ST.Msc, selaku dosen pembimbing tugas akhir, terimakasih atas arahan, bimbingan dan kesabarannya.

3) Ibu Edijatno DR.Ir selaku dosen wali, terimaksih atas arahan dan nasehatnya.

4) Bapak / Ibu dosen-dosen penguji Tugas Akhir yang banyak memberi saran dan kritik atas penulisan Tugas Akhir ini.

5) Dosen Pengajar di Jurusan Teknik Sipil ITS, terimakasih saran dan arahannya.

6) Bapak / Ibu karyawan serta semua pegawai di Jurusan Teknik Sipil ITS, Pak.So (terimakasih banyak atas bantuannya).

7) Ibu dan Bapak tercinta, ya Allah lindungi mereka, sayangi mereka, ampuni dosa mereka. Mereka telah memberikan doa, kasih sayang dan pengorbanan yang begitu besar pada putra-putranya.

8) Untuk suami ku tercinta, terima kasih atas dorongan semangat dan bantuannya.

9) Teman-teman yang aku sayangi, terimakasih atas dorongan semangat dan bantuannya.

(9)

ii

Saya menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan baik yang disengaja maupun tidak, untuk itu mohon kritik dan saran untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga tugas akhir ini bisa bermanfaat untuk kita semua.

Wassalamualaikum wr.wb.

Surabaya, Juli 2009

Penulis

(10)

iii

DAFTAR ISI

Abstrak

Kata pengantar i

Daftar isi iii Daftar Tabel vi Daftar Gambar xi

Daftar Grafik xiii

BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar belakang 1 1.2 Rumusan Permasalahan 2 1.3 Tujuan 2 1.4 Batasan Masalah 2 1.5 Manfaat 2 1.6 Lokasi 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5 2.1 Studi Sebelumnya 5 2.2 Analisa Frekuensi 6

2.3 Perhitungan Distribusi 7 2.4 Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi 10

2.5 Perhitungan Distrusi Hujan Jam - Jaman 15

2.6 Perhitungan Debit Banjir Rencana 16

2.7 Lengkung Kapasitas Waduk 20

2.8 Evapotranspirasi 20

2.9 Penelusuran Banjir 22

2.10 Perencanaan Bangunan Pelimpah 23

2.11 Perencanaan Kolam Olakan 25

2.12 Analisa Konstruksi Embung 27

2.12.1 Tinggi Puncak Embung 27

2.12.2 Lebar Puncak Embung 28

2.13 Analisa Stabilitas Tubuh Embung 28

2.13.1 Aman Terhadap Geseran 29

2.13.2 Aman Terhadap Bahaya Rembesan 31

(11)

iv

2.15 Stabilitas Pada Pelimpah 34 2.15.1 Tinjauan Terhadap Bahaya Geser 34 2.15.2 Tinjauan Terhadap Bahaya Guling 34

BAB III METODOLOGI 35

BAB IV ANALISA HIDROLOGI 37

4.1 Umum 37

4.2 Pemilihan Metode Perhitungan Curah Hujan Rencana 38 4.2.1 Perhitungan Parameter Dasar Statistik 39 4.2.2 Metode Distribusi Nominal 40 4.2.3 Metode Distribusi Gumbel 40 4.2.2 Metode Distribusi Log Pearson Type III 41 4.3 Pemeriksaan Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi 45

4.3.1 Uji Smirnov Kolmogorof 45 4.3.2 Metode Chi - Kuadrat 46

4.3.2.1 Uji Chi – Kuadrat Matode Distribusi

Nominal 47 4.3.2.2 Uji Chi – Kuadrat Matode Distribusi Gumbel49 4.3.2.3 Uji Chi – Kuadrat Matode Distribusi Log Pearson Type III 50 4.4 Distribusi Hujan 52 4.5 Analisa Unit Hidrograf 55 4.5.1 Perhitungan Unit Hidrograf Metode Nakayasu 55 4.5.2 Perhitungan Unit Hidrograf Metode Snyder 69 BAB V ANALISA KAPASITAS EMBUNG 81

5.1 Umum

5.1.1 Menentukan Volume Tampungan 81 5.2 Menentukan Debit Inflow 83 5.3 Kebutuhan Air Baku 85 5.4 Evapotranspirasi 85 5.5 Menentukan Kapasitas Embung 89 5.5.1 Kapasitas Mati 89 5.5.2 Kapasitas Effektif Embung 89 5.5.3 Kapasitas Tampungan Embung 92

5.6 Penelusuran Banjir 92

(12)

v

5.8 Perhitungan Panjang Kolam Olak 100 5.8.1 Perencanaan Kolam Olak USBR Type III 103 5.9 Bangunan Utama 107 5.9.1 Tinggi Puncak Tubuh Embung 107 5.9.2 Lebar Mercu Tubuh Embung 110 BAB VI ANALISA STABILITAS 111

6.1 Stabilitas Tubuh Embung

6.1.1 Stabilitas Embung Terhadap Formasi

Garis Depresi 111 6.1.2 Stabilitas Embung Terhadap Gelincir 116 6.2 Kestabilan Pelimpah 128

BAB VII KESIMPULAN 143

7.1 Kesimpulan 143

(13)

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik distribusi frekwensi 7 Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi GAUSS 8 Tabel 2.3 Nilai kritis D0 untuk uji Smirnov – Kolmogorov 13 Tabel 2.4 Wilayah luas di bawah kurva normal 14 Tabel 2.5 Koefesien Aliran 16 Tabel 2.6 Harga – Harga K dan n 25 Tabel 2.7 Sudut

β

,

α

₁dan

α

₂ 30 Tabel 4.1 Curah hujan Daerah DPS Embung Robatal 37 Tabel 4.2 Perhitungan Parameter Dasar Statistik Hujan

HarianMaksimum 38 Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Metode Distribusi Normal 40 Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Hujan Rencana

Metode Gumbel 41 Tabel 4.5 Perhitungan Metode Log Person Tipe III 42 Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Curah Hujan

Rencana Dengan Metode Log Pearson Type III 43 Tabel 4.7 Rekapitulasi Curah Hujan Rencana

Embung Robatal 44

Tabel 4.8 Hasil Uji Smirnov - Kolmogorov 45 Tabel 4.9 Peringkat Peluang Periode Ulang Curah Hujan

Embung Robatal 46 Tabel 4.10 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat Untuk Distribusi

Normal 48

Tabel 4.11 Perhitungan Uji Chi Kuadrat untuk Distribusi

Gumbel 49

Tabel 4.12 Uji Chi-Kuadrat untuk Metode

Distribusi Log Pearson Type III 51 Tabel 4.13

Rekapitulasi Hasil Perhitungan Uji Distribusi

Frekuensi

52

Tabel 4.14 Distribusi Hujan 54

(14)

vii

Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir

Nakayasu Kurva Naik( 0 < t < 0.526 ) 56 Tabel 4.17 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Nakayasu Kurva

Turun ( 0.526 < t < 1.138 ) 56 Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Nakayasu Kurva Turun ( 1.138 < t < 2.056) 57 Tabel 4.19 Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Nakayasu

Kurva Turun ( t > 2.056) 58 Tabel 4.20 Hidrograf Banjir 2 Tahun (Nakayasu ) 60 Tabel 4.21 Hidrograf Banjir 5 Tahun (Nakayasu ) 61 Tabel 4.22 Hidrograf Banjir 10 Tahun (Nakayasu ) 62 Tabel 4.23 Hidrograf Banjir 20 Tahun (Nakayasu ) 63 Tabel 4.24 Hidrograf Banjir 25 Tahun (Nakayasu ) 64 Tabel 4.25 Hidrograf Banjir 50 Tahun (Nakayasu ) 65 Tabel 4.26 Hidrograf Banjir 100 Tahun (Nakayasu ) 66 Tabel 4.27 Rekapitulasi Hidrograf Banjir Nakayasu Periode

Ulang 67 Tabel 4.28 Hidrograf Banjir 2 Tahun (Snyder ) 71 Tabel 4.29 Hidrograf Banjir 5 Tahun (Snyder ) 72 Tabel 4.30 Hidrograf Banjir 10 Tahun (Snyder ) 73 Tabel 4.31 Hidrograf Banjir 20 Tahun (Snyder) 74 Tabel 4.32 Hidrograf Banjir 25 Tahun (Snyder) 75 Tabel 4.33 Hidrograf Banjir 50 Tahun (Snyder ) 76 Tabel 4.34 Hidrograf Banjir 100 Tahun (Snyder ) 77 Tabel 4.35 Rekapitulasi Hidrograf Banjir Nakayasu Periode

Ulang 78 Tabel 4.35 Perbandingan Koefisien Pengaliran

(15)

viii

Tabel 5.1

Hubungan antara Elevasi, Luas dan

Volume Tampungan EmbungRobatal 82

Tabel 5.2

Debit Daerah Aliran Sungai Kali Kemuning

(Embung Robatal) 83

Tabel 5.3 Debit Andalan Daerah Aliran Sungai Kali

Kemuning(Embung Robatal)

84 Tabel 5.4

Evapotranspirasi Embung Robatal 89

Tabel 5.5

Analisa Kapasitas Effektif Embung Robatal 91

Tabel 5.6

Hubungan Antara Elevasi Debit dan Storage 95

Tabel 5.7

Penelusuran Banjir Melalui Bangunan

Pelimpah (Q100-Embung Robatal) 96

Tabel 5.8

Rekapitulasi Debit Inflow dan Outflow 97

Tabel 5.9

Perhitungan lengkung downstream

untuk spillway 99

Tabel 6.1

Titik – Titik Koordinat Garis Depresi

(Kondisi muka air banjir) 113

Tabel 6.2

Titik – Titik Koordinat Garis Depresi

(Kondisi air setinggi mercu) 115

Tabel 6.3

Perhitungan kestabilan lereng hulu kondisi kosong

untuk percobaan 1 119

Tabel 6.4

Perhitungan kestabilan lereng hulu kondisi kosong

Tabel 6.5

Perhitungan kestabilan lereng hulu kondisi muka air

setinggi mercu 120

Tabel 6.6

banjir 121

Tabel 6.7

Perhitungan kestabilan lereng hulu kondisi muka air tiba-tiba turun dari muka air setinggi mercu 122

(16)

ix

Tabel 6.8

Perhitungan kestabilan lereng hulu kondisi muka air tiba-tiba turun dari muka air banjir 122

Tabel 6.9

Perhitungan kestabilan lereng hilir kondisi kosong

Tabel 6.10

Perhitungan kestabilan lereng hilir kondisi kosong

Tabel 6.11

setinggi mercu 125

Tabel 6.12

banjir 126

Tabel 6.13

Perhitungan kestabilan lereng hulu kondisi muka air tiba-tiba turun dari muka air setinggi mercu. 126

Tabel 6.14

Perhitungan kestabilan lereng hulu kondisi muka air tiba-tiba turun dari muka air banjir 127

Tabel 6.15

Perhitungan Tekanan Up lift (Kondisi muka air setinggi mercu) 129

Tabel 6.16

Perhitungan gaya vertikal dan momen (kondisi muka air setinggi mercu) 131

Tabel 6.17

Perhitungan gaya horisontal dan momen (kondisi muka air setinggi mercu) 132

Tabel 6.18

Rekapitulasi Momen Tahan (Mt) dan Momen Guling (Mg) (kondisi muka air setinggi mercu) 132

Tabel 6.19

Perhitungan Tekanan Up lift (Kondisi Banjir) 136

Tabel 6.20

Perhitungan gaya vertikal dan momen (kondisi banjir) 138

Tabel 6.21

Perhitungan gaya horisontal dan momen (kondisi banjir) 139

(17)

x

Tabel 6.22

Rekapitulasi momen tahan (Mt) dan

(18)

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Peta Lokasi Embung Robatal 3 Gambar 2.1

Bentuk Hidrograf Satuan Sintetik

Nakayasu

18

Gambar 2.2

Bentuk Hidrograf Satuan Sintetik

Snyder

19

Gambar 2.1 Tinggi air di atas mercu spillway 24 Gambar 2.2 Grafik hubungan antara bilangan Froude

dengan nilai

2

D

L

27

Gambar 2.3 Gaya – gaya yang bekerja pada Irisan 29 Gambar 2.4 Metode Fellinius 30

Gambar 2.5 Garis Depresi 31

Gambar 2.6 Modifikasi Garis Depresi 32 Gambar 3.1

Metodologi Perencanaan Embung

36 Gambar 5.4 Tinggi Muka air diatas Spillway 100 Gambar 5.5 Sketsa Perencanaan Kolam Olak 101 Gambar 5.6 Kolam olak USBR type III 103 Gambar 5.7 Sketsa kolam olak USBR type III 106 Gambar 5.8 Sket Perencanaan Bangunan Embung 107 Gambar 6.1 Potongan Melintang Embung

(Kondisi Banjir) 114

Gambar 6.2 Potongan Melintang Embung

(Kondisi muka air setinggi mercu ) 116 Gambar 6.3 Metode Irisan Bishop 118 Gambar 6.4 Perhitungan keamanan bahaya longsor hulu

(Percobaan 1) 119 Gambar 6.5 Perhitungan keamanan bahaya longsor hulu

(Percobaan 2) 119 Gambar 6.6 Perhitungan keamanan bahaya longsor hulu

(19)

xii

Gambar 6.7 Perhitungan keamanan bahaya longsor hulu (Kondisi muka air banjir) 121 Gambar 6.8 Perhitungan keamanan bahaya longsor hilir

(Percobaan 1) 123 Gambar 6.9 Perhitungan keamanan bahaya longsor hilir

(Percobaan 9) 123 Gambar 6.10 Perhitungan keamanan bahaya longsor hilir

(Kondisi muka air setinggi mercu). 124 Gambar 6.11 Perhitungan keamanan bahaya longsor hilir

(20)

xiii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 2.1 Bentuk Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu 18 Grafik 2.2 Bentuk Hidrograf Satuan Sintetik Snyder 19 Grafik 4.1 Grafik Rekapitulasi Hidrograf Banjir Nakayasu 68 Grafik 4.2

Grafik Rekapitulasi Hidrograf Banjir Snyder

79 Grafik 5.1 Hubungan Antara Elevasi, Luas Genangan

DanVolume Tampungan Waduk 82 Grafik 5.2 Duration Curve Debit Andalan

Embung Robatal 85 Grafik 5.3 Penelusuran Banjir Q100 Tahun 98