DESAIN PERENCANAAN BANGUNAN HIDROLIS
PEMBANGUNAN BENDUNG SUNGAI CIPASAURAN
LAPORAN PRAKTIK LAPANGAN
Oleh:
NIRWAL MAHDI ABDULLAH
F44090071
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
LAPORAN PRAKTIK LAPANGAN
DESAIN PERENCANAAN BANGUNAN HIDROLIS
PEMBANGUNAN BENDUNG SUNGAI CIPASAURAN
NIRWAL MAHDI ABDULLAH
F44090071
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DESAIN PERENCANAAN BANGUNAN HIDROLIS
PEMBANGUNAN BENDUNG SUNGAI CIPASAURAN
LAPORAN PRAKTIK LAPANGAN
NIRWAL MAHDI ABDULLAH
F44090071
Disetujui Oleh :
Bogor, 20 Desember 2012
Pembimbing Akademik
Dr. Yuli Suharnoto, M.Eng
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Praktik Lapangan ini.
Dalam kesempatan ini penulis juga menyampaikan ucapan teima kasih kepada orang-orang di bawah ini :
1. Dr. Yuli Suharnoto, M.Eng, sebagai dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penyusunan laporan ini.
2. Bapak Ir. Muhamad Budi Saputra, M.Eng, selaku Kepala Dinas ketersediaan air bersih PT. Krakatau Tirta Industri yang telah memberikan izin Praktek Lapangan dan telah memberikan bimbingan dan arahan pada waktu pelaksanaan Praktik Lapang.
3. Bapak Ir. Muhammad Nashir, yang telah memberikan bimbingan dan arahan selama waktu pelaksanaan Praktik Lapangan.
Terima kasih untuk seluruh pihak yang telah membantu dan tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kontribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dimasa mendatang.
Bogor, 24 Agustus 2012
ii
1.3 Tempat dan Waktu Pelaksanaan ... 2
1.4 Metode Pelaksanaan ... 2
1.5 Aspek Kajian ... 2
II. TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN ... 3
2.1 Sejarah dan Perkembangan... 3
2.2 Lokasi dan Tata Letak ... 4
2.3 Struktur Organsasi dan Ketenagakerjaan ... 4
III. KEGIATAN PRAKTEK LAPANG ... 7
3.1 Analisis Curah Hujan ... 7
3.2 Analisis Debit Banjir ... 7
3.3 Perencanaan Hidrolis Bendung ... 7
3.3.1 Perencanaan Elevasi Mercu Bendung ... 7
3.3.2 Perencanaan Lebar Efektif Bendung ... 8
3.4 Perencanaan Bangunan Pelengkap ... 8
3.4.1 Perhitungan dan Desaun Bangunan Intake ... 8
3.4.2 Perhitungan dan Desain Bangunan Pembilas ... 9
3.4.3 Perhitungan dan Desain Bangunan Kolam Olak ... 9
IV. PEMBAHASAN ... 10
4.1 Analisis Curah Hujan ... 10
4.2 Analisis Debit Banjir ... 10
4.3 Mercu Bendung dan Lebar Efektif Bendung ... 10
4.4 Bangunan Utama dan Bangunan Pelengkap Bendung ... 11
4.4.1 Perhitungan dan Desain Bangunan Intake ... 11
4.4.2 Perhitungan dan Desain Bangunan Pembilas ... 11
4.4.3 Perhitungan dan Desain Bangunan Kolam Olak ... 11
V. PENUTUP ... 12
5.1 Simpulan... 12
5.2 Saran ... 12
iii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Trial and Error Lebar Efektif Bendung 10
iv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Data Perhitungan Curah Hujan dan Debit Andalan ... 15
Lampiran 2. Data Perhitungan Debit Banjir ... 19
Lampiran 3. Peta Kontur DAS Cipasauran ... 22
Lampiran 4. Desain perencanaan bangunan intake ... 23
1
I.
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Kebutuhan utama akan air baik dalam segi pertanian maupun untuk air bersih merupakan masalah utama dalam lingkungan masyarakat saat ini. Tetapi dengan cuaca serta iklim yang berubah-ubah seiring dengan pemanasan global menyebabkan ketersediaan air menjadi hal yang sangat diutamakan, sehingga dibutuhkan beberapa bangunan hidrolik air baik berupa bendungan, waduk, serta bangunan-bangunan pelengkap bendung.
Bendung merupakan salah satu alternatif dalam mensuplai kebutuhan air dari suatu sungai. Dengan kondisi perusahaan yang membutuhkan debit air lebih banyak menyebabkan harus dibuat suatu bendung sehingga didaptkan debit air yang diinginkan. Dalam hal ini, mahasiswa harus mampu ikut turut serta dalam menyelesaikan masalah baik itu dalam memberikan solusi maupun ide-ide yang kemudian dapat dikembangkan oleh pihak perusahaan.
PT. Krakatau Tirta Industri merupakan salah satu perusahaan yang berada di Cilegon, Banten yang bergerak di bidang produksi air baku ke seluruh wilayah di Cilegon baik ke perumahan-perumahan di daerah Cilegon melalui perusahaan PDAM dan ke perusahaan induk PT. Krakatau Steel melalui pipa. PT Krakatau Tirta Industri mempunyai dua pemasok air, yaitu dari sungai Cidanau dan waduh Krenceng. Keduanya digunakan sesuai debit air yang kebutuhan. Tetapi seiring dengan pertumbuhan penduduk dan perubahan iklim yang kadang tidak diprediksi dari awal menyebabkan dibutuhkan lagi tambahan debit air yang digunakan untuk memproduksi air baku. Air dari sungai Cidanau memasok debit sebesar 1.2-2.81 m3/detik. Dengan semakin meningkatnya kebutuhan air sehingga PT. Krakatau Tirta Industri harus mensuplai debit air tambahan sebesar 0.6 m3/detik sehingga direncanakan pembuatan bendung di sungai Cipasauran yang berjarak sekitar 14 km dari sungai Cidanau untuk menambah debit air.
Perencanaan pembangunan ini menjadi pertimbangan dalam memilih tempat Praktik Lapang di Perusahaan PT. Krakatau Tirta Industri karena sesuai dengan minat dan keahlian mahasiswa pada bidang Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Pertanian Bogor.
1.2
Tujuan
Secara umum tujuan Praktik Lapangan adalah : 1. Tujuan Instruksional
Meningkatkan pengetahuan, sikap, dan keterampilan mahasiswa melalui latihan kerja dan aplikasi ilmu yang telah diperoleh sesuai dengan bidang keahliannya, serta meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam mengidentifikasi, merumuskan, dan memecahkan permasalahan sesuai dengan keahliannya di lapangan secara sistematis dan interdisiplin. 2. Tujuan Institusional
2
Secara khusus tujuan Praktik Lapangan adalah:
a. Mempelajari perencanaan bangunan bendung dari segi perencanaan hidrolis dan bangunan pelengkap.
b. Mempelajari perhitungan dan desain bangunan bendung pada bagian hidrolis dan bangunan pelengkap sesuai kebutuhan di lapangan.
1.3
Tempat dan Waktu Pelaksanaan
Kegiatan praktik lapangan ini dilaksanakan di PT Krakatau Tirta Industri, Cilegon, Banten. Praktik lapangan ini berlangsung selama 40 hari sejak tanggal 25 Juni 2012 sampai dengan 12 Agustus 2012
Metode Pelaksanaan
Metodologi pelaksanaan kegiatan praktik lapangan ini adalah sebagai berikut : 1. Observasi Lapang
Melakukan pengamatan langsung terhadap aspek-aspek yang berhubungan dengan topik, yaitu pengolahan air limbah.
2. Wawancara dan Diskusi
Wawancara dilakukan sebagai upaya pengumpulan informasi dan data serta untuk mengklarifikasi permasalahan yang terjadi di lapangan. Wawancara dilakukan dengan pihak-pihak yang terkait langsung dan berdasarkan bimbingan dari pembimbing lapangan.
3. Praktik Langsung
Praktik langsung dilakukan untuk memperoleh pengalaman di dunia kerja dan mempelajari kesesuaian antara teori yang disampaikan di dalam perkuliahan dengan praktik di lapangan. Dalam melakukan praktik, mahasiswa diharapkan dapat aktif berperan serta dalam kegiatan kerja harian di perusahaan.
4. Studi Pustaka
Studi pustaka dilakukan untuk memperoleh penjelasan atau pembuktian ilmiah.dalam melakukan analisis terhadap berbagai macam permasalahan yang dihadapi di lapangan.
1.4
Aspek Kajian
Aspek yang dikaji dalam kegiatan praktik lapangan ini antara lain : 1. Aspek Kajian Umum
Pengkajian aspek umum mencakup latar belakang dan sejarah perkembangan PT. Krakatau Tirta Industri, Cilegon, Banten, Indonesia, lokasi dan tata letak perusahaan, struktur organisasi perusahaan, ketenagakerjaan, sistem dan kapasitas produksi, serta sistem pemasaran produk.
2. Aspek Kajian Khusus
3
II.
TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
2.1
Sejarah dan Perkembangan
PT. Krakatau Steel berdiri pada era pergerakan Budi Utomo. Atas izin dan prakarsa Presiden RI Ir. Soekarno, dilakukan peletakan batu pertama pendirian Pabrik Baja Trikora pada tanggal 26 Mei tahun 1962. Pabrik ini kemudian menjadi cikal bakal PT. Krakatau Steel. Pabrik Baja Trikora merupakan industri yang dapat menjadikan bangsa Indonesia mandiri, merupakan pabrik baja terpadu dan terbesar di Asean. Melalui Peraturan Pemerintah No. 35/31 Agustus 1970, Pabrik Baja Trikora berganti nama menjadi Pabrik Baja Modern PT. Krakatau Steel (Persero). Sejak saat itu berbagai pabrik kemudian dibangun di area Kompleks PT. Krakatau Steel.
Pada tahun 1977 Presiden RI Jenderal Soeharto meresmikan Pabrik Besi Beton, dan pada bulan Juli tahun 1997 Pelabuhan Cigading (PT. KBS). Setelah itu diresmikan Pabrik Billet Baja (BSP), Wire Rod, Pipa Baja (PT. KHI), dan Pembangkit Listrik (PT. KDL) 400 MW. Pusat penjernihan air berkapasitas 800 lt/dt diresmikan pada Oktober 1979, dan yang sejak tahun 1996 lebih dikenal dengan PT. Krakatau Tirta Industri.
PT. Krakatau Tirta Industri merupakan salah satu perusahaan di Indonesia yang bergerak di bidang industri air bersih khususnya untuk air minum. Hasil pengolahan air bersih sebagian besar didistribusikan untuk kebutuhan air baku industri di wilayah Cilegon, Banten, dan sebagian untuk kebutuhan penduduk Kota Cilegon. Air yang diolah berasal dari Sungai Cidanau, yang merupakan saluran pelepas dari Rawa Danau, dengan debit antara 1.2
– 28.1 m3/detik. Air dipompakan melalui pipa berdiameter 1.4 m sepanjang ±28 km untuk diolah menjadi air bersih di unit pengolahan air. PT. Krakatau Tirta Industri memiliki kapasitas terpasang unit pengolah air sebesar 2000 lt/dt, dengan kapasitas sebesar 56%.
Perusahaan memiliki beberapa kegiatan, yaitu :
a. Penyedia air baku untuk kebutuhan sendiri maupun pihak lain
b. Mendirikan dan mengoperasikan instalasi penjernihan air termasuk limbah
c. Menjalankan perdagangan barang yang berhubungan dengan kegiatan 1 dan 2 tersebut d. Menjalankan usaha jasa konsultasi dan supervisi di bidang teknologi air bersih dan/atau air limbah.
4
2.2
Lokasi dan Tata Letak
1. Kantor Cilegon
Pusat Penjernihan Air Krakatau Steel Group - Jl. Ir. Sutami Kenon Sari Citangkil Krenceng Cilegon, Banten 42442. Telp: (0254) 311206; Faximile: (0254) 310824.
2. Kantor Jakarta
Gedung Wisma Baja Krakatau Steel Lt.VIII - Jl. Gatot Subroto Kav 54 Jakarta Selatan. Telp /fax: (021) 5221249. Bagian utama dari PT. Krakatau Tirta Industri adalah pengolah air atau
water treatment plant (WTP). WTP ini dijalankan secara mekanis dan dikendalikan oleh operator di ruang kontrol (Control Room) Divisi Operasi. Tetapi secara umum, PT. Krakatau Tirta Industri mempunyai enam gedung utama, dengan masing-masing gedung mempunyai fungsi dan pembagian kerja yang berbeda. Kelima gedung tersebut diantaranya adalah Gedung Tirta Graha, Gedung Perencanaan Korporat dan Pengembangan Usaha (PKPU), Gedung Jasa Teknik, Gedung Operasi, Gedung Logistik, dan Gedung Koperasi. Gedung Tirta Graha merupakan kantor pusat yang ditempati oleh jajaran direksi dan Divisi Sumberdaya Manusia. Gedung ini juga merupakan pusat kegiatan administrasi PT. Krakatau Tirta Industri. Gedung PKPU merupakan pusat dari proyek dan pengembangan yang dilakukan oleh perusahaan. Gedung Jasa Teknik merupakan gedung yang berfungsi melakukan perawatan dan perbaikan alat-alat produksi. Gedung operasi merupakan gedung yang mengontrol jalannya operasi penjernihan air. Gedung Logistik merupakan gedung yang menyuplai alat dan bahan yang diperlukan untuk penjernihan air. Sedangkan Gedung Koperasi berfungsi sebagai gedung yang memfokuskan pada kesejahteraan karyawan.
Selain gedung, Jalur Lingkar Selatan pun merupakan jalan yang tidak luput dari wilayah perusahaan. Jalur Lingkar Selatan merupakan jalan yang membentang daerah Cilegon sepanjang 16 km. Pekerjaan jalan ini dimulai dari ujung timur Kota Cilegon, tepatnya setelah gerbang tol Cilegon hingga ujung barat daya Kota Cilegon, daerah Pelabuhan Ciwandan. Jalur ini memiliki manfaat yang dapat dirasakan oleh masyarakat yang berdomisili di Cilegon Timur, karena mudahnya akses yang dilalui menuju Pantai Anyer maupun daerah industri kimia. Selain itu, pembangunan jalur ini akan diikuti pula dengan pembangunan wilayah pergudangan dan perumahan di sepanjang jalur pada tahun 2012 oleh Pemerintah Kota Cilegon. Wilayah pergudangan ini akan digunakan oleh pabrik-pabrik yang beroperasi di wilayah Cilegon untuk menyimpan barang-barang logistik perusahaan.
2.3
Struktur Organisasi dan Ketenagakerjaan
Struktur organisasi yang ada di PT. Krakatau Tirta Industri (KTI) sebagian besar menggunakan sistem pendelegasian. Sehubungan dengan kegiatan praktik lapangan yang dilakukan pada bagian divisi operasi, maka penulisan tentang struktur organisasi adalah pada divisi operasi dengan organigram serta beberapa jabatan dan tugasnya sebagai berikut :
5
2. Kepala Dinas Air Baku : Menyelenggarakan kegiatan pengoperasian dan serta pemantauan instalasi intake dan stasium pompa I Cidanau serta pemeliharaan dan pemantauan Sungai Cidanau / Rawa Danau untuk menjamin kelancaran dan ketersediaan suplay air baku sesuai dengan
kebutuhan air WTP Krenceng.
3. Kepala Dinas Pengolahan : Menyelenggarakan dan mengatur kegiatan operasi pengolahan air bersih sesuai dengan standar perusahaan, serta terkendalinya perlakuan terhadap peralatan untuk menjamin kontinitas suplay air bersih.
4. Kepala Dinas Proses, Lab., dan K3LH : Menyelenggarakan dan mengatur kegiatan pengendalian pemeriksaan air baku dan pengendalian kualitas air bersih dan bahan kimia yang digunakan agar sesuai dengan standar kualitas yang diinginkan serta mengkordinasikan dan mengawasi pelaksanaan K3LH.
5. Petugas Tata Usaha : Bertugas membuat, menyiapkan, dan membukukan segala sesuatu yang berhubungan dengan kedinasan yang ada di lingkungan divisi Operasi.
6. Officer Pengolah Data : Membuat dan mengolah data hasil analisa dan membukukannya menjadi dokumen untuk kedinasan di lingkungan divisi Operasi.
7. Kasi Air Baku : Mengawasi dan mengamati kegiatan operasi pengadaan air baku mulai dari instalasi intake, station pompa I Cidanau, pipa transmisi, Waduk Krenceng, dan DAS Cidanau untuk menjaga kelancaran pengadaan air baku sesuai dengan produksi yang ditetapkan.
8. AP DAS dan Bendungan : Merencanakan, menganalisa, dan memonitor kondisi DAS dan bangunan air sehingga kontinitas air baku terjamin dan kelancaran proses pengolahan air dapat berjalan dengan baik.
9. Kasi Operasi : Mengatur, mengoperasikan, dan mengawasi kegiatan operasi pengolahan air bersih sesuai dengan kualitas dan kuantitas yang telah ditentukan untuk tercapainya kelancaran operasi.
10. Kasi Pengendalian Peralatan : Merencanakan, Mengoperasikan, mengontrol, dan mengevaluasi atas program preventif seluruh mesin-mesin produksi dan sarana penunjangnya, serta menjamin avability dan kehandalan peralatan.
11. Kasi Quality Control : Mengawasi dan memberi pengarahan terhadap kegiatan pengawasan kualitas air baku, air bersih, dengan cara melalui pemeriksaan/penelitian laboratorium, guna menghasilkan kualitas air bersih sesuai dengan standar ISO 17025.
12. AP K3LH : Mengawasi dan memberi pengarahan terhadap kegiatan keselamatan kesehatan kerja dan lingkungan hidup di lingkungan PT. KTI.
6
14. Petugas Transmisi Air Baku : Melakukan perawatan peralatan mekanik dan listrik untuk menjamin kelancaran operasi pompa I Cidanau dan pompa II Waduk Krenceng.
15. Teknisi Peralatan : Melakukan monitoring peralatan instalasi pengolahan air bersih dan melakukan preventif maintenance yang diprogramkan.
16. Teknisi Elektrik : Menyiapkan dan mendistribusikan SPK sesuai dengan jadwal preventif maintenance yang telah ditetapkan dalam 1 tahun berjalan.
17. Teknisi Mekanik : Melakukan pekerjaan secara teknis dan memberi bimbingan dalam hal memasang, memperbaiki dana, dan memelihara instalasi mekanik di area dan kantor dengan menguji pekerjaan yang telah diselesaikan untuk menjamin kelancaran operasional pengolahan air.
18. Petugas Chemichal Dozer, Acc & GLF : Mengatur dan melaksanakan pengisian bahan kimia serta penyalurannya sesuai dengan dosis yang ditentukan untuk menghasilkan kuantitas dan kualitas air bersih sesuai standar yang ditentukan serta melakukan pengoperasian dan pengawasan terhadap instalasi accelator dan green leaf filter di lapangan, agar operasi berjalan lancar sesuai dengan rencana yang ditentukan.
19. Petugas Pompa SEPS : Melakukan pengoperasian dan pengawasan terhadap pompa-pompa dan valve pada saat di lapangan agar operasi berjalan lancar dan mendistribusikan air bersih kepada konsumen sesuai dengan kebutuhan.
20. Petugas Peralatan : Melaksanakan pekerjaan perawatan dan perbaikan peralatan operasi sesuai dengan program operasi agar peralatan pengolahan air berfungsi dengan baik.
21. Analis Kimia : Menganalisa dan mengevaluasi pengambilan sample, penyiapan reagen, kalibrasi, alat-alat ukur dan bahan kimia yang akan digunakan dalam proses pengolahan air untuk menjamin pemeriksaan kualitas air sesuai dengan standar prosedur yang diinginkan oleh perusahaan.
7
III.
KEGIATAN PRAKTEK LAPANG
3.1
Analisis Curah Hujan
Dalam menghitung dan merancang pembuatan bendung, harus diketahui lebih dahulu data debit andalan dan debit banjir lokasi sungai yang direncanakan. Analisis curah hujan menjadi salah satu faktor yang dibtuhkan untuk menghitung debit andalan. Ada beberapa metode dalam menghitung curah hujan yaitu menggunakan metode Thiessen, serta metode aritmatik aljabar.
3.2
Analisis Debit Banjir
Analisis debit banjir merupakan hal yang harus diperhitungkan dalam membangun bendungan. Dengan menganalisis debit banjir, umur suatu bendungan bisa diukur. Berpedoman pada KP-02, banjir rencana maksimum untuk bendungan diambil pada periode ulang 100 tahun. Untuk perhitungan debit banjir periode ulang 1000 tahun juga diperlukan agar dapat diketahui tinggi tanggul banjir dan mengontrol keamanan bangunan utama bendung.
3.3
Perencanaan Hidraulis Bendung
3.3.1
Perencanaan Elevasi Mercu Bendung
Elevasi mercu bendung merupakan salah satu bagian dari perencanaan bendung. Penentuan dari mercu bendung didasarkan dari muka air rencana pada bangunan intake. Pada penentuan elevasi mercu bendung, harus diketahui data-data berupa lebar sungai yaitu ketika dalam keadaan banjir, tinggi mercu yang akan direncanakan, serta debit yang akan diperkirakan bakal melewati mercu bendung. Debit yang digunakan adalah debit banjir pada 100 tahun (Q100) karena perencanaan mengenai umur bendung tidak lebih dari 100 tahun. Data-data yang diperoleh untuk menetukan mercu bendung adalah sebagai berikut :
a) Elevasi dasar sungai pada hulu bendung = +18 b) Elevasi dasar sungai pada hilir bendung = +25 c) Elevasi dasar sungai pada perencanaan bendung = +21 d) Lebar dasar sungai pada bendung = +30 m
Penentuan elevasi untuk bangunan bendung didasarkan pada peta kontur DAS Cipasauran pada lampiran. Beberapa hal yang menyebabkan penentuan letak lokasi bendungan menurut KP-02 yaitu :
a) Pemilihan lokasi bendung yaitu pada lembah yang sempit dan tidak terlalu dalam ataupun dangkal.
b) Dipilih pada bagian sungai yang lurus. Jika bagian sungai tidak lurus maka bisa pada belokan sungai dengan syarat bangunan intake harus terletak pada tikungan luar dan terdapat bagian sungai yang lurus di hulu bendung. c) Pemilihan lokasi bendung harus juga memperhatikan sektor ekonomis
8
3.3.2
Perencanaan Lebar Efektif Bendung
Dalam menentukan lebar efektif bendung dihitung dari lebar rata-rata sungai yang stabil. Rumus yang digunakan dalam menghitung lebar efektif bendung ini diambil dari KP-02 pada bagian Perencanaan Hidrolis:
𝑩 − 𝟐 𝒏 ∗ 𝑲𝒑+𝑲𝒂 𝑯𝟏
Be = lebar efektif bendung (m) B = lebar mercu bendung (m) N = jumlah pilar yang direncanakan
Kp = koefisien kontraksi pilar (untuk pilar bulat = 0.01) Ka = koefisien kontrak pangkal bendung = 0
H = tinggi energi (m)
Pada rumus diatas, nilai untuk lebar mercu bending, jumlah pilar serta koefisien kontraksi pilar dan pangkal bendung ditentukan dari KP-02.
3.4
Perencanaan Bangunan Pelengkap
3.4.1
Perhitungan dan Desain Pintu
Intake
Pintu pengambilan atau intake merupakan pintu yang digunakan untuk mengambil debit air sesuai dengan yang dibutuhkan. Pada perencanaan bangunan intake ini, jumlah debit yang diambil pada DAS Cipasauran sebesar 0.6m3/detik. Nilai jumlah debit sendiri ditentukan setelah dilakukan analisis kebutuhan air serta perkiraan jumlah debit air yang dibutuhkan untuk menambah debit pada DAS Cidanau.
Bangunan intake sendiri direncanakan pada elevasi +21 pada kontur DAS Cipasauran. Pada perencanaan bangunan digunakan acuan KP-02 pada bagian bangunan pengambil dan pembilas.
Pada awal perencanaan, kapasitas pengambilan air harus sekurang-kurangnya 120% dari debit yang diinginkan dengan mengggunakan rumus sebagai berikut :
𝑄𝑝=𝑄𝑑 ∗120%
Qp = kapasitas debit (120%)
Qd = debit andalan/ debit yang diinginkan (m3/detik)
Tinggi pintu bukaan didesain dan dihitung berdasarkan jenis pintu yang direncanakan serta lebar bukaan saluran intake. Berdasarkan KP-02, rumus yang digunakan dalam menghitung tinggi bukaan pintu adalah :
𝑎= 𝑄𝑝
9
b = lebar bukaan (m) g = gravitasi (m2/detik)
z = kehilangan tinggi energy pada bukaan pintu.
Penentuan koefisien debit menggunakan acuan KP-02. Lebar bukaan pintu diambil berdasarkan lebar bendung yang direncanakan. Kehilangan tinggi energi pada bukaan pintu intake ditentukan untuk mencegah terjadinya pengendapan sedimen yang terbawa oleh sungai.
Setelah didapatkan nilai berupa tinggi jagaan pintu serta lebar pintu intake,
kemudian didesain bentuk pintu serta saluran menggunakan software Autocad.
3.4.2
Perhitungan dan Desain Pintu Pembilas
Bangunan pintu pembilas didesain tepat berada di sebelah bangunan intake. Pintu pembilas berfungsi untuk membuang sedimen kasar yang akan masuk ke saluran intake. Dalam perencanaannya digunakan nilai debit banjir 100 tahun (Q100) sebab perkiraan umur untuk bangunan pembilas yaitu selama 100 tahun. Tinggi dari bangunan pembilas sama dengan tinggi bendung sehingga dapat melewati air banjir.
Dalam menentukan desain pintu pembilas ada beberapa hal yang harus diperhatikan menurut pedoman dari KP-02 dan KP-04 :
a) Panjang pembilas dihitung bersama pilarnya lebih baik 1/6 – 1/10 dari panjang bendung jika sungai tidak lebih dari 100 m
b) Panjang pembilas dapat diambil 60 % dari panjang total bangunan pembilas. c) Kecepatan pembilas tidak lebih dari 3 m/detik.
d) Lebar pintu pembilas lebih baik tidak leboh dari 2 m.
3.4.3
Perhitungan dan Desain Kolam Olakan
Aliran air yang melewati mercu bendung mempunyai kecepatan yang tinggi yang bisa menyebabkan terganggunya kestabilan bendung sehingga diperlukan bangunan peredam energi untuk mengurangi kecepatan aliran tersebut. Kolam olakan merupakan salah satu tipe bangunan dalam meredam energi aliran. Penentuan bilangan Froude diperlukan untuk menentukan tipe kolam olak seperti apa yang dibutuhkan. Tipe-tipe kolam berdasarkan bilangan Froude adalah sebagai berikut :
a. Untuk Fr<1.7, tidak diperlukan kolam olakan. Pada salura tanah bagian hilir harus dilindungi dari erosi, saluran pasangan bata/beton, tidak memerlukan lindungan khusus.
b. Untuk 1.7 < Fr < 4.5, maka kolam olak diperlukan untuk meredam energi secara efektif. Untuk penurunan muka air 1.5 m digunakan bangunan terjun. c. Untuk 2.5 < Fr < 4.5, maka dibangun kolam olakan USBR tipe IV. Situasi
ini merupakan situasi paling solid dan biasanya jarang digunakan. Jika didapatkan nilai Fr ini, biasanya diusahakan untuk melebarkan atau mengecilkan bilangan Froude.
10
IV.
PEMBAHASAN
4.1
Data Curah Hujan
Pada data Curah hujan, digunakan data curah hujan daerah Ciomas dan Padarincang. Pemilihan dari stasiun cuaca ini dikarenakan daerah Ciomas dan Padarincang merupakan daerah yang dekat dengan DAS Cipasauran sehiungga bisa diasumsikan bisa mewakili curah hujan yang ada di sekitar DAS. Perhitungan data curah hujan untuk menentukan debit yang dinginkan yang akan melewati bangunan intake dan selanjutnya dialirkan ke DAS Cidanau. Perhitungan
menggunakan metode Fj. Mock. Data-data mengenai curah hujan serta table perhitungan tersedia di bagian lampiran.
4.2
Analisis Debit Banjir
Perhitungan analisis debit banjir dibuthkan untuk menimalisasikan kerusakan yang terjadi pada bangunan bendung. Analisis debit banjir yang dibutuhkan adalah pada periode ulang 50 tahun serta 100 tahun yang biasanya digunakan untuk mengukur umur suatu bendung. Pada perhitungan yang menggunakan metode AWLR, didapatkan periode ulang untuk 50 tahun dan 100 tahun adalah 19.77 m3/detik dan 18.13 m3/detik. Untuk perhitungan tersedia di bagian lampiran.
4.3
Mercu bendung dan lebar efektif bendung
Lebar bendung, yaitu jarak antara pangkal-pangkalnya abutment), sebaiknya sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil. Di bagian ruas bawah sungai, lebar rata-rata dapat diambil pada debit penuh. Lebar maksimum tidak lebih dari 1.2 kali lebar rata-rata sungai pada ruas yang stabil (KP-02). Lebar bendung yang direncanakan adalah 30 m serta lebar mercu bendung yang direncanakan adalah 26 m. Data diperoleh berdasarkan pengukuran langsung di lapang. Nilai koefisien debit serta jari bendung berdasarkan KP-02 adalah 1.3 dan 0.4 m. jari-jari bendung diasumsikan menggunakan beton sebagai bahan utama. Setelah itu dengan
menggunakan metode trial and error, didapatkan lebar efektif bendung sebesar 25.98344 m, serta tinggi energy yang melewati mercu bendung sebesar 19.82729 m.
Tabel 1. trial and error lebar efektif bendung
11
4.4
Bangunan utama dan bangunan pelengkap bendung
4.4.1
Perhitungan dan desain pintu Intake
Dalam mendesain dan merencanakan bangunan intake pada DAS Cipasauran, harus diketahui data-data seperti elevasi bangunan intake, debit yang dibutuhkan serta penentuan kapasitas pengambilan debit. Kapasitas pengambilan harus sekurang-kurangnya 120 % dari debit yang dibutuhkan sebab utnuk menambah fleksibilitas dan agar dapat memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi selama umur proyek bendung. Pada perhitungan didapatkan besarnya kapasitas pengambilan adalah 0.72 m3/detik. Debit yang dibutuhkan sendiri sebesar 0.6 m3/detik.
Kemudian ditentukan tinggi bukaan pintu intake dengan kehilangan energy (µ = 0.8) serta lebar bukaan pintu sebesar 1 m. sehingga didapatkan nilai tinggi bukaan pintu intake sebesar 0.45 m.
4.4.2
Perhitungan dan desain saluran pembilas
Dalam mendesain dan merencanakan bangunan pembilas pada bendung, data-data yang harus diperole terlebih dahulu yaitu debit banjir 100 tahun, kecepatan pembilas, serta kedalaman kritis saluran tersebut. Nilai debit banjir 100 tahun yaitu 19.77 m3/detik, kecepatan pembilas sebesar 3 m/detik, serta kedalaman kritis sebesar 2.15 m. Untuk nilai slope lantai penguras sebesar 0.24. Nilai slope didapatkan dari rumus kecepatan kritis.
4.4.3
Perhitungan dan desain kolam olakan
Bangunan kolam olak dirancang untuk menghindari kerusakan berupa gerusan pada bagian belakang pelimpah yang bisa menyebabkan kerusakan pada badan bendung. Pada perencanaan bendung untuk DAS Cipasauran, beberapa data seperti debit banjir periode 100 tahun serta beberapa data dalam merencanakan kolam olak seperti tinggi bendung sebesar 4 m dan tinggi energi yang melewati sebesar 0.69 m.
12
V.
PENUTUP
5.1
Simpulan
Berdasarkan hasil yang diperoleh, didapatkan bahwa perencanaan bangunan bendung untuk DAS Cipasauran merupakan salah satu langkah efektif dalam menambah debit air untuk DAS Cidananu yang terletak 14 km dari DAS Cipasauran jika ditinjau dari permasalahan DAS Cidanau yang membutuhkan debit air yang lebih banyak.
5.2
Saran
13
DAFTAR PUSTAKA
14
15
Lampiran 1. Data perhitungan curah hujan dengan metode FJ. Mock
PENENTUAN HUJAN KAWASAN MENGGUNAKAN METODE ARITMATIK ALJABAR CIOMAS DAN PADARINCANG
No. Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
1 1996 413 352 310 237 175 116 40 251 125 263 357 806
2 1997 385.5 383 270.86 122.5 120.955 57.5 120.245 105.32 86.45 318.545 116.5 152
3 1998 183.5 292 294.5 236 289.5 191 151.5 242.5 175 304 275.5 301.5
4 1999 468 358 374.5 188.5 197 158.445 88 88.5 70.5 278 319 549.5
5 2000 371.5 319.5 264 259.5 146 53.5 113.5 64.5 66.5 110 282 130
6 2001 496.5 765.5 301 190.5 243.5 152.5 89.5 52.5 178.5 321 251.5 185
7 2002 414 450.955 268.275 401.5 173.27 68.5 82.865 36.63 31.125 11.5 207.5 271.5
8 2003 62 283 154 90 91.5 145.5 38.5 75 97.5 142 187.5 514
9 2004 226.5 167.5 227.16 154.5 136 56 99.5 34 93.5 56.5 170 197.5
10 2005 244.5 92.5 140.5 135 167 132 67 109.66 61.5 80 134 321
16
Debit Andalan (m3/dt/km2)
No. Tahun Bulan
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
1 1996 0.0888 0.0815 0.0556 0.0409 0.0362 0.0243 0.0132 0.0707 0.0257 0.0624 0.0962 0.2143 2 1997 0.0850 0.0919 0.0468 0.0148 0.0217 0.0189 0.0336 0.0300 0.0292 0.0867 0.0260 0.0370 3 1998 0.0396 0.0778 0.0612 0.0475 0.0681 0.0441 0.0342 0.0590 0.0333 0.0690 0.0594 0.0691 4 1999 0.1027 0.0755 0.0756 0.0243 0.0369 0.0352 0.0155 0.0208 0.0220 0.0727 0.0823 0.1420 5 2000 0.0835 0.0715 0.0365 0.0520 0.0201 0.0139 0.0284 0.0208 0.0244 0.0302 0.0769 0.0324 6 2001 0.1099 0.2016 0.0294 0.0157 0.0430 0.0316 0.0140 0.0147 0.0490 0.0805 0.0734 0.0549 7 2002 0.0901 0.1071 0.0385 0.0876 0.0170 0.0091 0.0208 0.0177 0.0219 0.0233 0.0527 0.0687 8 2003 0.0106 0.0886 0.0360 0.0167 0.0236 0.0472 0.0193 0.0287 0.0344 0.0359 0.0560 0.1417 9 2004 0.0425 0.0397 0.0000 0.0345 0.0357 0.0179 0.0283 0.0211 0.0284 0.0240 0.0503 0.0547 10 2005 0.0513 0.0174 0.0298 0.0327 0.0433 0.0393 0.0203 0.0332 0.0220 0.0237 0.0433 0.0890 11 2006 0.0543 0.0546 0.0392 0.0197 0.0365 0.0302 0.0185 0.0217 0.0244 0.0248 0.0478 0.0519
Debit Andalan Hasil Sorting (m3/dt/km2)
No. Weibull Bulan
(%) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
17
9 81.8 0.04246 0.05456 0.02979 0.01673 0.02169 0.01791 0.01547 0.02082 0.02205 0.02395 0.04777 0.05193 10 90.9 0.03956 0.03967 0.02939 0.01567 0.02010 0.01387 0.01400 0.01765 0.02196 0.02366 0.04325 0.03698 11 100.0 0.01060 0.01740 0.00000 0.01479 0.01696 0.00906 0.01315 0.01471 0.02192 0.02335 0.02602 0.03237
Debit Andalan 95% (m3/dt/km2)
No. Weibull Bulan
(%) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
1 100.0 0.01060 0.01740 0.00000 0.01479 0.01696 0.00906 0.01315 0.01471 0.02192 0.02335 0.02602 0.03237 2 95.0 0.02653 0.02965 0.01616 0.01527 0.01868 0.01171 0.01362 0.01633 0.02194 0.02352 0.03550 0.03490 3 90.9 0.03956 0.03967 0.02939 0.01567 0.02010 0.01387 0.01400 0.01765 0.02196 0.02366 0.04325 0.03698
Debit Andalan 90% (m3/dt/km2)
No. Weibull Bulan
(%) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
1 90.9 0.03956 0.03967 0.02939 0.01567 0.02010 0.01387 0.01400 0.01765 0.02196 0.02366 0.04325 0.03698 2 90.0 0.03985 0.04116 0.02943 0.01578 0.02026 0.01428 0.01415 0.01797 0.02197 0.02369 0.04370 0.03847 3 81.8 0.04246 0.05456 0.02979 0.01673 0.02169 0.01791 0.01547 0.02082 0.02205 0.02395 0.04777 0.05193
Debit Andalan 80% (m3/dt/km2)
No. Weibull Bulan
(%) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
18
Debit Andalan 50% (m3/dt/km2)
No. Weibull Bulan
(%) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
1 54.5 0.08355 0.07782 0.03852 0.03265 0.03621 0.03018 0.02032 0.02172 0.02574 0.03592 0.05596 0.06874 2 50.0 0.08426 0.07968 0.03885 0.03359 0.03636 0.03089 0.02055 0.02519 0.02706 0.04918 0.05769 0.06891 3 45.5 0.08496 0.08154 0.03918 0.03453 0.03651 0.03159 0.02079 0.02866 0.02837 0.06244 0.05941 0.06908
Debit Andalan (m3/dt)
Luas DPS 43.3 km2
Ket. Bulan
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des qand
95% 0.0265 0.0297 0.0162 0.0153 0.0187 0.0117 0.0136 0.0163 0.0219 0.0235 0.0355 0.0349
90% 0.0398 0.0412 0.0294 0.0158 0.0203 0.0143 0.0141 0.0180 0.0220 0.0237 0.0437 0.0385
80% 0.0442 0.0579 0.0310 0.0173 0.0221 0.0181 0.0161 0.0208 0.0225 0.0241 0.0483 0.0525
50% 0.0843 0.0797 0.0388 0.0336 0.0364 0.0309 0.0206 0.0252 0.0271 0.0492 0.0577 0.0689
Qand
95% 1.1487 1.2839 0.6999 0.6614 0.8090 0.5070 0.5897 0.7071 0.9500 1.0184 1.5370 1.5113
90% 1.7254 1.7824 1.2743 0.6831 0.8771 0.6182 0.6125 0.7780 0.9512 1.0258 1.8924 1.6658
80% 1.9151 2.5088 1.3439 0.7501 0.9560 0.7841 0.6961 0.9017 0.9753 1.0445 2.0904 2.2723
19
Lampiran 2. Tabel perhitungan debit banjir
21
35.621 0.004 0.000 0.033 0.03 1.77 1.80
36.341 0.003 0.000 0.029 0.03 1.77 1.80
37.060 0.003 0.000 0.026 0.03 1.77 1.80
37.780 0.003 0.000 0.023 0.02 1.77 1.79
38.499 0.002 0.000 0.021 0.02 1.77 1.79
39.219 0.002 0.000 0.019 0.02 1.77 1.79
39.939 0.002 0.000 0.017 0.02 1.77 1.79
40.658 0.002 0.000 0.015 0.01 1.77 1.78
41.378 0.001 0.000 0.013 0.01 1.77 1.78
42.097 0.001 0.000 0.012 0.01 1.77 1.78
