View of PERENCANAAN BANGUNAN BANGUNAN PELIMPAH EMBUNG TIPE SALURAN TERBUKA

(1)

PERENCANAAN BANGUNAN BANGUNAN PELIMPAH EMBUNG TIPE SALURAN TERBUKA

1

Budi Nuryono 2

Reza Januar Hidayat

Program Studi Teknik Sipil, Sekolah Tinggi Teknologi Mandala Bandung, Jl. Soekarno Hatta 597

Telp. (022) 7301738, 70791003 Fax. (022) 7304854

ABSTRACT

East Nusa Tenggara Province was One of provinces in Indonesia which had large irrigated areas, but the water discharge was very limited. Lembata District was one of the district, which often suffer from drought. In 2014, East Nusa Tenggara Province goverment planned to make a small dam in the district and the goverment chose to located it in Hukung Village. The purpose of this study is to got an alternative design spillway of small dam which appropriate with technical as well, and to fill stability aspect of construction. From the research calculation of flood discharge plan by Nakayasu method, obtained a return period of 100 years (Q100) in amount of 30,07 m3/sec. With the discharge, obtained the dimensions of spillway in amount of 10 m, the peak of building located at elevation +50,41 and the base of building located at elevation +48,00. From the stability calculation of flood condition and dry condition, spillway was safe from bolster stability, shear stability, stability bearing capacity, and the crack area. The value of the Safety factors for dry condition earthquakes were follows: bolster = 1,6903; shear=1,9450; soil bearing capacity=1,7680; regional cracks=12,8518. And value of the safety factors for flood condition earthquakes were follows: bolster = 1,5549; shear=1,9486; soil bearing capacity=2,1019; regional cracks=16,8451.

Keywords :Small Dam, Flood Discharge, Spillway, Stability.

ABSTRAK

Provinsi Nusa Tenggara Timur merupakan salah satu Provinsi di Indonesia yang memiliki areal irigasi yang luas, namun debit air untuk mengairi areal tersebut sangat terbatas. Daerah yang mengalami hal tersebut salah satunya adalah Kabupaten Lembata, pada musim kemarau sering mengalami kekeringan. Pada tahun 2014 pemerintah Provinsi Nusa Tenggara Timur merencanakan untuk membuat Embung Irigasi di Kabupaten Lembata. Dipilih Embung Hukung yang berada di Kecamatan Nubatukan, Kabupaten Lembata. Tujuan dari penelitian adalah untuk mendapatkan alternatif desain bentuk bangunan pelimpah embung, yang sesuai secara teknis, serta memenuhi aspek stabilitas konstruksi. Dari hasil penelitian perhitungan debit banjir rencana Metode Nakayasu, diperoleh periode ulang 100 tahun (Q100) sebesar 30,07 m3/detik. Dengan debit tersebut, didapat dimensi bangunan pelimpah sebesar 10 m, puncak bangunan pelimpah berada pada elevasi +50.41, dan dasar bangunan pelimpah berada pada elevasi +48.00. Dari hasil perhitungan stabilitas pada kondisi banjir dan kondisi kering, bangunan pelimpah aman terhadap stabilitas guling, stabilitas geser, stabilitas daya dukung, dan daerah retakan. Nilai faktor keamanan untuk kondisi kering statik gempa adalah sebagai berikut : Guling = 1,6903 ; Geser = 1,9450 ; Daya dukung tanah = 1,7680 ; Daerah retakan = 12,8518. Sedangkan nilai faktor keamanan untuk kondisi banjir statik gempa adalah sebagai berikut : Guling = 1,5549 ; Geser = 1,9486 ; Daya dukung tanah = 2,1019 ; Daerah retakan = 16,8451.

Kata Kunci :Embung, Debit Banjir, Bangunan Pelimpah, Stabil.

I. PENDAHULUAN

Air merupakan sumber daya dan faktor utama dalam menentukan kinerja dalam

(2)

diharapkan. Sering kali para petani mengeluhkan kekurangan air pada musim kemarau dan sebaliknya pada musim penghujan sawah dan ladang mereka terendam air yang berakibat gagal panen. Setiap tahunnya pemerintah melakukan upaya dalam pengembangan Sumber Daya Air (SDA) demi mengoptimalkan Sumber Daya Air yang ada. Provinsi Nusa Tenggara Timur merupakan salah satu Provinsi di Indonesia yang memiliki areal irigasi yang luas, namun debit air untuk mengairi areal tersebut sangat terbatas. Salah satunya Kabupaten di Provinsi Nusa Tenggara Timur yaitu Kabupaten Lembata yang memiliki luas wilayah 126.639 Ha, terdiri dari 9 Kecamatan dan 144 desa/kelurahan (Badan Pusat Statistik Kabupaten Lembata, 2014). Kabupaten ini pada musim kemarau Irigasi di Kabupaten Lembata. Setelah direncanakan, terpilih 10 lokasi yang berpotensi untuk embung irigasi. Setelah dilakukan pembobotan dari segi lokasi georafis terhadap 10 lokasi tersebut, dipilih Embung hukung yang berada di salah satu Desa Pada kecamatan Nubatukan, Kabupaten lembata.

Pada Tugas Akhir ini penulis akan melakukan alternatif desain terhadap Embung Hukung yang telah dibangun. Diharapkan dengan memberikan alternatif akan menambah variasi bentuk pelimpah dalam desain.

Mengingat Luasnya Permasalahan yang teridentifikasi, maka pada penelitian ini dilakukan pembatasan masalah antara lain sebagai berikut :

1. Menghitung debit banjir rencana 2. Menghitung dimensi bangunan

pelimpah

3. Menghitung stabilitas bangunan pelimpah

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan alternatif desain bentuk bangunan pelimpah embung yang sesuai secara teknis serta memnuhi aspek stabilitas kontruksi.

II. TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan Umum

bangunan pelimpah adalah bangunan beserta Instalasinya untuk mengalirkan air

banjir yang masuk ke dalam waduk/embung agar tidak membahayakan keamanan waduk/embung apabila terjadi kecepatan air yang besar akan terjadi olakan (turbulensi) yang dapat menggangu jalannya air sehingga menyebabkan berkurangnya aliran air yang masuk ke bangunan pelimpah. Harus dihitung dengan sebaik-baiknya karena resiko tidak mampu melimpahkan debit air banjir yang terjadi. Sebaliknya apabila ukurannya terlalu besar, bangunan akan menjadi mahal yang dapat mempengaruhi biaya proyek secara keseluruhan (Soedibyo, 2003).

Embung adalah bangunan konservasi air berbentuk kolam untuk menampung air hujan dan air limpas (run off) serta sumber air lainnya. Dengan harapan selama musim kemarau kapasitas tampungan embung akan dimanfaatkan untuk dapat memenuhi kebutuhan penduduk, ternak dan tanaman (puslitbang pengairan, 1994). Kriteria embung :

a. Kapasitas tampungan < 500.000 m3.

b. Tinggi tanggul/tubuh embung dari dasar pondasi < 15 m. c. Bentang tanggul < 300 m.

d. Mempunyai Daerah Aliran Sungai (DAS) yang relatif kecil.

Analisa Hidrolika Bangunan Pelimpah (Spillway)

Mengingat tubuh tanggul Embung tipe urugan dan dengan pertimbangan lebih ekonomis, maka dipilih pelimpah (Spillway) tipe saluran terbuka.

Lokasi pelimpah dipilih pada tempat dimana alirannya tidak akan menyebabkan erosi pada kaki hilir tanggul penutup situ, yaitu dengan menggali satuan tanah atau satuan batu dibukit tumpu.

1. Dimensi Bangunan Pelimpah (Spillway) Besar aliran yang meluap sempurna melalui mercu pelimpah dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

Q C B H1.5

Stabilitas Konstruksi

(3)

1. Tidak mengalami penggulingan atau overturning.

2. Tidak mengalami penggeseran atau sliding.

3. Tidak mengalami penurunan atau settlement

Bangunan utama yang dikontrol stabilitas konstruksi mencakup bangunan pelimpah dan tubuh embung.

III. METODE PENELITIAN

Pemilihan Metode yang digunakan dalam perencanaan Bangunan Pelimpah menggunakan Metode Studi Kasus. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memberikan gambaran secara mendetail tentang latar belakang, sifat-sifat serta karakter-karakter yang khas dari kasus (M. Nazir, 1988). Hasil dari studi kasus ini dapat memberikan hipotesa-hipotesa untuk penelitian lanjutan.

Proses perencanaan bangunan pelimpah dilakukan melalui tahapan-tahapan sebagai berikut:

a. Memilih topik Tugas Akhir yang akan dikerjakan, yaitu perencanaan bangunan pelimpah embung tipe saluran terbuka.

b. Untuk dapat mengatasi

permasalahan secara tepat maka pokok permasalahan harus diketahui terlebih dahulu. Solusi masalah yang akan dibuat harus mengacu pada permasalahan yang terjadi.

c. Studi literatur dilakukan untuk mendapatkan acuan dalam analisis data perhitungan dalam perencanaan bangunan pelimpah embung.

d. Setiap perencanaan dibutuhkan data-data penunjang baik data primer maupun data sekunder. Dalam perenaan bangunan pelimpah data-data sekunder yang dikumpulkan adalah:

• Data hidrologi

• Data geologi

• Data topografi

e. Analisis hidrologi mencakup perhitungan analisa curah hujan

rencana, uji kecocokan, dan analisis debit banjir meliputi kegiatan analisis curah hujan rancangan dan analisis debit banjir rancangan dengan periode ulang 2,5,10,25,50, dan 100 tahun. f. Analisis hidrolika mencakup

perhitungan dimensi bangunan pelimpah dan dimensi saluran pengarah pelimpah.

g. Perhitungan stabilitas konstruksi untuk bangungan pelimpah dihitung berdasarkan guling, geser, daya dukung, daerah retak.

IV. PEMBAHASAN_h.

Pembahasan yang dilakukan mencakup analisis hidrologi, analisis hidrolika, dan stabilitas konstruksi. Secara umum analisis hidrologi merupakan bagian awal perancangan bangunan-bangunan hidrolik.

Analisis Hidrologi

Gambar 1 merupakan Peta Daerah Aliran Sungai Embung Hukung. Penentuan daerah aliran sungai (DAS) dilakukan berdasarkan peta rupabumi dengan skala 1:25.000. Didapat luasan DAS Embung Hukung sebesar 3,11 Km2. Mengingat hanya Sta. Lewoleba yang berpengaruh terhadap sub DAS Embung Hukung. Maka untuk data curah hujan harian maksimum menggunakan stasiun hujan sta. Lewoleba dengan ketersediaan data dari tahun 2000 s/d 2011 (11 tahun), data curah hujan dapat dilihat pada Tabel 1.

Gambar 1Luas Das Embung

(4)

Curah Hujan No Tahun Harian Maks

(mm)

(Sumber:BMKG Stasiun Meteorologi Larantuka, 2014)

Analisis Curah Hujan Rencana

Pada analisis curah hujan rencana dihitung dengan menggunakan 4 metode distribusi probabilitas yaitu metode Distribusi Probabilitas Gumbel, Distribusi Probabilitas Normal, Distribusi Probabilitas Log Normal, dan Distribusi Probabilitas Log Pearson III. Serta data yang diperlukan dalam perhitungan adalah data curah hujan harian maksimum seperti pada Tabel 1. Hasil perhitungan curah hujan rencana dengan menggunakan ke 4 metode distribusi disajikan pada Tabel 2, sebagai berikut:

Tabel 2Rekapitulasi Curah Hujan Rencana

Periode Curah Hujan Rencana (mm), Metode No Ulang / T Gumbell Normal Log Normal Log Pearson

(Tahun) *) Type III

1 2 81.26 88.00 82.47 82.36 2 5 123.08 116.37 113.34 113.38 3 10 149.38 131.24 133.89 134.09 5 25 180.05 145.71 157.46 160.45 6 50 207.25 157.25 179.20 180.22 7 100 231.72 166.70 199.24 200.10 8 500 288.30 185.28 245.35 232.35 9 1000 312.56 192.38 265.66 237.60

Catatan: *) Metode yang terpilih untuk menghitung debit banjir rencana

Setelah dilakukan uji kecocokan dengan 2 metode pengujian distribusi probabilitas yaitu metode uji Chi kuadrat dan metode smirnov kolmogorov maka dapat disimpulkan bahwa distribusi yang paling sesuai untuk menghitung debit banjir rencana adalah distribusi probabilitas log normal.

Analisis Intensitas Curah Hujan

Perhitungan intensitas curah hujan menggunakan metode Dr. Mononobe, dengan hasil perhitungan disajikan pada Tabel 3, sebagai berikut:

Tabel 3Hasil Perhitungan Intensitas Curah Hujan Metode Dr. Monobe t R2 R5 R10 R25 R50 R100

82.4691 113.3434 133.8865 157.4560 179.1978 199.2359 1 28.5904 39.2939 46.4158 54.5869 62.1244 69.0712 2 18.0109 24.7536 29.2402 34.3876 39.1359 43.5122 3 13.7449 18.8906 22.3144 26.2427 29.8663 33.2060 4 11.3461 15.5938 18.4201 21.6628 24.6541 27.4109 5 9.7778 13.4383 15.8740 18.6685 21.2463 23.6220 6 8.6587 11.9003 14.0572 16.5318 18.8146 20.9185 7 7.8131 10.7381 12.6843 14.9173 16.9771 18.8755 8 7.1476 9.8235 11.6040 13.6467 15.5311 17.2678 9 6.6078 9.0816 10.7277 12.6162 14.3582 15.9638 10 6.1596 8.4656 10.0000 11.7604 13.3843 14.8809 11 5.7804 7.9445 9.3844 11.0364 12.5603 13.9648 12 5.4546 7.4967 8.8555 10.4144 11.8525 13.1778 13 5.1712 7.1072 8.3953 9.8732 11.2366 12.4930 14 4.9219 6.7646 7.9906 9.3973 10.6949 11.8908 15 4.7007 6.4605 7.6314 8.9749 10.2141 11.3563 16 4.5027 6.1884 7.3100 8.5969 9.7840 10.8780 17 4.3244 5.9433 7.0205 8.2564 9.3964 10.4472 18 4.1627 5.7211 6.7580 7.9477 9.0451 10.0565 19 4.0153 5.5185 6.5187 7.6663 8.7249 9.7005 20 3.8803 5.3330 6.2996 7.4086 8.4316 9.3744 21 3.7561 5.1623 6.0980 7.1715 8.1617 9.0744 22 3.6414 5.0047 5.9118 6.9525 7.9125 8.7973 23 3.5351 4.8586 5.7392 6.7495 7.6815 8.5404 24 3.4362 4.7226 5.5786 6.5607 7.4666 8.3015

Analisis Debit Banjir Rencana

Untuk memperkirakan debit banjir yang akan terjadi dapat dilakukan analisis hidrologi dengan menggunakan Metode Der Weduwen, HSS GAMA 1, Metode Haspers, Metode Mononobe, dan Metode Nakayasu. Analisis debit banjir dilakukan pada periode ulang 2 th, 5 th, 10, 50 th, dan 100 th. Besaran debit untuk setiap metodenya sebagai berikut:

1. Metode Der Weduwen

Ada beberapa parameter yang harus

diketahui sebelum dilakukannya perhitungan debit banjir dengan metode Der Weduwen. Parameter tersebut didapat dari Peta Derah Aliran Sungai (DAS). Parameter tersebut sebagai berikut:

Δ H= 0,105 Km L = 2,354 Km A = 3,110 Km2

Maka didapat besaran debit banjir rencana per periode ulang metode Der Weduwen disajikan pada Tabel 4 sebagai berikut:

Tabel 4Hasil Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Der Weduwen

Periode RTr(mm) t (Jam) QTr(m 3

/dtk)

Ulang (tahun)

2 82.47 0.84 23.43

5 113.34 0.80 34.76

10 133.89 0.78 42.57

25 157.46 0.76 51.72

(5)

100 199.24 0.74 68.28

2. Metode HSS Gama-1

Pada metode HSS Gama 1 sebelum melakukan perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis Gama 1, ada beberapa parameter DAS yang harus sudah diketahui. Parameter hidrograf satuan Gama-1 untuk Embung Hukung sebagai berikut:

Tabel 5Parameter Hidrograf Satuan Gama-1

No Parameter Nilai Satuan

1 Jumlah pangsa sungai tingkat 1 4 buah 2 jumlah pangsa sungai semua tingkat 7 buah 3 Panjang pangsa sungai tingkat 1 3.11 km 4 panjang pangsa sungai semua tingkat 5.464 km 5 Jumlah pertemuan sungai (JN) 3 6 Luas DTAtotal(A) 3.11 Km2 7 Luas DTAhulu(AU) 1.195 Km2 8 Panjang Sungai Utama (L) 2.354 km

9 0,75 L 1.766 km

10 0,25 L 0.589 km

11 Kemiringan sungai rata-rata (S) 0.050 12 Faktor sumber (SF) 0.569 13 Frekuensi sumber (SN) 0.571 14 Kerapatan jaringan kuras (D) 1.757 15 Wu adalah lebar DAS dikukur dari 0.75 L 0.603 Km 16 Wl adalah lebar DAS dikukur dari 0.25 L 0.770 Km 17 Faktor lebar (WF) 0.784 18 Perbandingan DTAhuludan DTAtotal(RUA) 0.384 19 Faktor Simetri (SIM) 0.301

Maka didapat grafik hidrograf HSS Gama-1 seperti pada Gambar 2 dan untuk hasil perhitungan debit banjir rencana per periode ulang disajikan pada Tabel 6

Gambar 2Grafik Hidrograf Satuan Sintetis

(HSS) Gama-1

Tabel 6Hasil Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode HSS Gama-1

Periode Ulang (Tahun)

t 2 th 5 th 10 th 25 th 50 th 100 th (m3/det) (m3/det) (m3/det) (m3/det) (m3/det) (m3/det)

0 1.679 1.679 1.679 1.679 1.679 1.679 1 6.042 8.621 10.338 12.307 14.124 15.798 2 6.328 9.483 11.582 13.990 16.212 18.259 3 5.646 8.781 10.867 13.261 15.469 17.503 4 4.757 7.670 9.609 11.832 13.884 15.775 5 3.913 6.553 8.310 10.325 12.184 13.897 6 3.188 5.563 7.143 8.956 10.628 12.170 7 2.596 4.729 6.152 7.785 9.291 10.679 8 2.237 4.042 5.330 6.808 8.172 9.428 9 2.019 3.480 4.655 6.002 7.245 8.390 10 1.886 3.021 4.099 5.337 6.478 7.530 11 1.805 2.642 3.640 4.785 5.841 6.815 12 1.756 2.329 3.258 4.325 5.309 6.215 13 1.726 2.074 2.937 3.937 4.859 5.709 14 1.708 1.919 2.664 3.607 4.476 5.277 15 1.697 1.826 2.431 3.323 4.146 4.904

16 1.690 1.768 2.228 3.076 3.859 4.580 17 1.686 1.734 2.051 2.861 3.607 4.295 18 1.683 1.712 1.905 2.670 3.385 4.043 19 1.682 1.699 1.817 2.500 3.186 3.819 20 1.681 1.692 1.763 2.348 3.008 3.617 21 1.680 1.687 1.730 2.211 2.848 3.435 22 1.680 1.684 1.710 2.086 2.702 3.269 23 1.680 1.682 1.698 1.973 2.568 3.117 24 1.679 1.681 1.691 1.869 2.446 2.979 Jumlah 64 90 111 140 168 193

Maks 6.33 9.5 11.6 14.0 16.2 18.3 3.Metode Hasper

Parameter untuk metode Hasper sama dengan parameter untuk metode Der Weduwen. Maka didapat besaran debit banjir rencana per periode ulang untuk metode Hasper sebagai berikut:

Tabel 7Hasil Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Hasper

Periode Ulang RTr(mm) r 3 I2 QTr(m3/dtk)

(Tahun) (mm) (m /km /dtk)

2 82.47 34.61 19.68 51.99 5 113.34 45.37 25.80 68.15 10 133.89 51.99 29.56 78.10 25 157.46 59.12 33.62 88.80 50 179.20 65.29 37.12 98.07 100 199.24 70.66 40.18 106.14 4.Metode Mononobe

Parameter untuk metode Mononobe sama dengan parameter untuk metode Der Weduwen dan Hasper. Maka didapat besaran debit banjir rencana per periode ulang untuk metode Mononobe sebagai berikut:

Tabel 8Hasil Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Mononobe

Periode Ulang RTr(mm) r (mm/jam) QTr(m3/dtk)

(tahun)

2 82.47 80.60 61.30 5 113.34 110.77 84.25 10 133.89 130.85 99.52 25 157.46 153.88 117.04 50 179.20 175.13 133.21 100 199.24 194.72 148.10 5.Metode Nakayasu

Karakteristik Daerah Aliran Sungai (DAS) Embung Hukung:

Luas (A) = 3,110 Km2

Panjang Sungai (L) = 2,354 Km

Koef. Karakteristik DAS(α) = 3

Tinggi Hujan (R) = 1 mm

Koefisien Run Off (C) = 0,65

Parameter hidrograf satuan sintetis:

Time Lag (Tg) = 0,382 Jam

(6)

Gambar 3Grafik Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu

Hujan netto jam-jaman merupakan parameter yang digunakan dalam perhitungan hidrograf debit banjir rencana, besaran hujan netto jam-jaman disajikan pada Tabel 9.

Tabel 9Hasil Perhitungan Hujan Netto Jam-jaman

Maka didapat besaran debit banjir rencana per periode ulang metode Nakayasu disajikan pada Tabel 10, sebagai berikut:

Tabel 10Hasil Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu

Waktu _Q Kala Ulang (Tr) 2th

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.612 12.449 17.109 20.210 23.768 27.050 30.075 1.000 11.518 15.831 18.700 21.992 25.029 27.827 1.759 8.157 11.211 13.243 15.575 17.725 19.707 2.000 7.443 10.229 12.083 14.210 16.172 17.981 2.500 6.453 8.868 10.476 12.320 14.021 15.589 3.000 5.611 7.712 9.110 10.714 12.193 13.557 3.480 3.736 5.135 6.066 7.134 8.119 9.026 4.000 2.539 3.490 4.122 4.848 5.517 6.134 4.500 1.920 2.639 3.117 3.665 4.172 4.638 5.000 1.423 1.956 2.311 2.718 3.093 3.439 5.500 1.068 1.468 1.733 2.039 2.320 2.580 6.000 0.811 1.115 1.317 1.549 1.762 1.960 6.500 0.623 0.856 1.011 1.189 1.354 1.505 7.000 0.479 0.659 0.778 0.915 1.041 1.158 7.500 0.369 0.507 0.598 0.704 0.801 0.890 8.000 0.284 0.390 0.460 0.541 0.616 0.685 8.500 0.218 0.300 0.354 0.416 0.474 0.527 9.000 0.168 0.231 0.272 0.320 0.364 0.405 9.500 0.129 0.177 0.209 0.246 0.280 0.312 10.000 0.099 0.136 0.161 0.189 0.216 0.240 10.500 0.076 0.105 0.124 0.146 0.166 0.184 11.000 0.059 0.081 0.095 0.112 0.128 0.142 11.500 0.045 0.062 0.073 0.086 0.098 0.109 12.000 0.035 0.048 0.056 0.066 0.076 0.084 12.500 0.027 0.037 0.043 0.051 0.058 0.065 13.000 0.021 0.028 0.033 0.039 0.045 0.050 13.500 0.016 0.022 0.026 0.030 0.034 0.038 14.000 0.012 0.017 0.020 0.023 0.026 0.029 14.500 0.009 0.013 0.015 0.018 0.020 0.023 15.000 0.007 0.010 0.012 0.014 0.016 0.017 15.500 0.006 0.008 0.009 0.011 0.012 0.013 16.000 0.004 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010 16.500 0.003 0.005 0.005 0.006 0.007 0.008

17.000 0.003 0.003 0.004 0.005 0.005 0.006 17.500 0.002 0.003 0.003 0.004 0.004 0.005 18.000 0.001 0.002 0.002 0.003 0.003 0.004 21.000 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 0.002 21.500 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 22.000 0.000 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 22.500 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.001 23.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 23.500 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 24.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Max 12.449 17.109 20.210 23.768 27.050 30.075

Setelah dilakukan analisa debit banjir rencana dengan kelima metode diatas maka rekapitulasi perhitungan debit banjir rencana disajikan pada Tabel 11, untuk grafik gabungan debit banjir disajikan pada Gambar 4.

Tabel 11Analisis Debit Banjir Rencana

Gambar 4Grafik Gabungan Debit Banjir Rencana

Lengkung Debit

Sebelum melakukan perhitungan analisis hidrolika, terlebih dahulu menghitung lengkung debit yang bertujuan untuk menentukan debit banjir mana dari ke-5 metode tersebut yang akan digunakan untuk perhitungan analisis hidrolika.

Penampang yang dibuat lengkung debit adalah penampang disekitar As Embung (S. Hukung), dengan kedalaman air (h) dimulai dari 0,50 m sampai dengan 3,00 m Hasil perhitungan lengkung debit disajikan pada Tabel 12:

Tabel 12Analisis Debit Banjir Rencana

No h A P R S n V Q-Kap

(m) (m2) (m) (%) (m/dtk) (m3/dtk)

(7)

7 3.00 41.90 24.40 1.72 0.100 0.03 1.51 63.34

Dimana:

H = Kedalaman Air Sungai (m)

A= Luas Penampang Sungai (m2)

P= Keliling basah (m) R= Jari-jari hidrolis (m)

S= Kemiringan dasar sungai arah memanjang (%) N= Koefisien Manning V= Kecepatan aliran (m/detik)

Q-kap = Debit aliran sungai (m3/detik)

Dari Tabel 12 di atas maka diperoleh grafik lengkung debit sungai Hukung seperti pada Gambar 5 berikut :

Gambar 5Grafik Lengkung Debit Sungai Hukung Dengan elevasi muka air banjir Sungai Hukung berada pada kedalaman 1,32 m diperoleh debit sebesar 11,647 m3/detik, debit ini identik dengan debit banjir Q-2th. Dari beberapa metode yang digunakan dalam analisis debit banjir, nilai Q-2th yang mendekati nilai Q = 11,647 m3/detik adalah metode Nakayasu dengan Q-2th = 12,45 m3/detik. Sehingga untuk perencanaan bangunan pelimpah digunakan debit banjir Metode Nakayasu.

Analisa Hidrolika

1. Dimensi Bangunan Pelimpah Perhitungan dimensi bangunan pelimpah menggunakan debit rencana periode ulang 100 tahun sebesar 30,075 m3/dt, dengan asumsi lebar bangunan pelimpah 10 m maka didapat tinggi bangunan pelimpah sebesar 1,41 m dengan freeboard/tinggi jagaan setinggi 1m.

Gambar 6Potongan Melintang Bangunan Pelimpah Dimana:

B = Lebar Bangunan

H = Tinggi Bangunan

W = Freeboard/tinggi jagaan

2. Dimensi Saluran Pelimpah Perhitungan dimensi saluran pelimpah menggunakan rumus manning, dengan asumsi lebar saluran 4 m. Maka didapat tinggi saluran sebesar 1 m dengan freeboard/tinggi jagaan setinggi 1m.

Gambar 7Potongan Melintang Saluran Pelimpah

Dimana:

B = Lebar Bangunan H = Tinggi Bangunan W = Freeboard/tinggi jagaan

Stabilitas Konstruksi

Dalam perhitungan stabilitas konstruksi bangunan pelimpah Embung Hukung ditinjau dari dua kondisi yaitu pada saat kondisi bangunan pelimpah terjadi banjir dan pada saat kondisi bangunan pelimpah kering.

Material/bahan yang digunakan yaitu batukali. Untuk bangunan pelimpah

pembanding ini didesain tanpa menggunakan mercu dengan tujuan agar dapat mengurangi biaya pelaksanaan dari pekerjaan galian tanah bangunan pelimpah.

1. Kondisi Kering Statik

Pada kondisi kering statik muka air diasumsikan setinggi dengan dasar bangunan pelimpah, seperti pada Gambar

(8)

Gambar 8Diagram Tegangan Gaya Bangunan Pelimpah Kondisi Kering

a. Stabilitas Terhadap Guling

Stabilitas terhadap guling pada

kondisi statik (tanpa gaya gempa)

didapat:

Momen Tahan Guling (M-): 8,744 ton.m/m

Momen Guling (M+): 3,347 ton.m/m

b. Stabilitas Terhadap Geser

Stabilitas

terhadap

geser

pada

kondisi statik (tanpa gaya gempa)

didapat:

• tg ɸ = 0,613

• C = 0,285 ton/m2

• Lebar Pondasi = 1,600 m

• Gaya Vertikal Total = 7,119 ton/m

• Kapasitas Tahan Geser = 2,602 ton/m

• Gaya Geser = 2,694 ton/m

SFGeser=

( , , , , , )

,

= 2,7546 > 1,5 (ok)

c. Eksentrisitas

Momen + = 3,347 ton.m/m

Momen - = 8,605 ton.m/m

Momen Total = 5,258 ton.m/m Gaya Vertikal + = 1,709 ton/m Gaya Vertikal - = 8,828 ton/m Gaya Vertikal Total = 7,119 ton/m

Resultan = 1,354 m

Lebar Pondasi = 1,600 m

e 0,061 0,2667(ok)

d. Tegangan Kontak

Syarat daya dukung :

e. Daerah Retakan

• Gaya Horizontal + = 1,484 ton.m/m

• Gaya Horizontal - = 0,905 ton.m/m

• Gaya Horizontal Total = 0,579 ton/m

• Lebar Dasar = 1 m

• Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2

( 1 PC : 4 PS )

Tekanan Geser :

= ,

= 0,579ton/m2

= 0,058kg/cm2< 1,911kg/cm2 SF =

= ,

, = 33 > 1,5 (OK)

2. Kondisi Kering Statik Gempa

Pada kondisi kering statik gempa muka air diasumsikan sama dengan kondisi statik yaitu setinggi dengan dasar bangunan pelimpah, seperti pada Gambar 8. Gaya yang bekerja pada kondisi kering statik gempa adalah gaya akibat tekanan tanah, gaya akibat beban sendiri, gaya akibat tekanan air, gaya gempa, gaya tekanan ke atas (Uplift Pressure), dan zona retak (Crack Zone.

a. Stabilitas Terhadap Guling

Stabilitas terhadap guling pada kondisi statik gempa (dengan gaya gempa) didapat:

• Momen Tahan Guling (M-): 8,744 ton.m/m

• Momen Guling (M+): 5,173 ton.m/m SFGuling=

,

, = 1,6903 > 1,2 (ok)

b. Stabilitas Terhadap Geser

(9)

• tg ɸ = 0,613

• C = 0,285 ton/m2

• Kapasitas Tahan Geser = 2,602

• Momen Total = 3,806 ton.m/m

• Gaya Vertikal + = 1,709 ton/m

• Gaya Vertikal - = 8,828 ton/m

• Resultan = 1,870 m

1= 8,877ton/m2< 15,695ton/m2(ok) Syarat daya dukung :

= ,

, = 1,768 > 1,2 (ok)

e. Daerah Retakan

• Gaya Horizontal + = 2,392 ton/m

• Gaya Horizontal - = 0,905 ton/m

• Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2 ( 1 PC : 4 PS) • Tekanan Geser :

= ,

= 1,487ton/m2

= 0,149kg/cm2<1,911kg/cm2 SF =

= ,

, = 12,85 > 1,2 (OK)

3. Kondisi Banjir Statik

Pada kondisi banjir statik muka air setinggi dengan muka air banjir bangunan pelimpah, seperti pada Gambar 9. Gaya yang bekerja pada kondisi banjir Statik

adalah gaya akibat tekanan tanah, gaya akibat beban sendiri, gaya akibat tekanan air, gaya tekanan ke atas (Uplift Pressure), dan zona retak (Crack Zone).

Gambar 9 Diagram Tegangan Gaya Bangunan

Pelimpah Kondisi Banjir

Stabilitas terhadap guling pada kondisi statik (tanpa gaya gempa) didapat:

• Momen Tahan Guling (M-):

8,979 ton.m/m

• Momen Guling (M+):

3,949 ton.m/m

SFGuling=

,

, = 2,2739 > 1,5 (ok)

Stabilitas terhadap geser pada kondisi statik (tanpa gaya gempa) didapat:

• tg ɸ = 0,613

• C = 0,285 ton/m2

• Kapasitas Tahan Geser = 3,307 ton/m

• Gaya Geser = 2,694 ton/m

(10)

= ,

, = 3,862 > 1,5 (ok)

e. Daerah Retakan

• Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2 ( 1 PC : 4 PS ) Tekanan Geser :

= ,

= 0,227 ton/m2

= 0,023kg/cm2<1,911kg/cm2

SF =

= ,

, = 88,32 > 1,5 (OK)

4. Kondisi Banjir Statik Gempa

Pada kondisi banjir statik gempa muka air diasumsikan sama dengan kondisi banjir statik yaitu setinggi dengan muka air banjir bangunan pelimpah, seperti pada Gambar 9. Gaya yang bekerja pada kondisi kering statik gempa adalah gaya akibat tekanan tanah, gaya akibat beban sendiri, gaya akibat tekanan air, gaya gempa, gaya tekanan ke atas (Uplift Pressure), dan zona retak (Crack Zone).

Stabilitas terhadap guling pada kondisi statik gempa (dengan gaya gempa) didapat:

• Momen Tahan Guling (M-):8,979 ton.m/m

• Momen Guling (M+):5,775 ton.m/m

SFGuling=

,

, = 1,5549 > 1,2 (ok)

Stabilitas terhadap geser pada kondisi statik gempa(dengan gaya gempa) didapat:

• tg ɸ = 0,613

• C = 0,285 ton/m2

• Kapasitas Tahan Geser = 3,307

1= 7,467ton/m2< 15,695ton/m2(ok Syarat daya dukung :

= ,

, = 2,102 > 1,2 (ok)

e. Daerah Retakan

• Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2 ( 1 PC : 4 PS ) Tekanan Geser :

= ,

= 1,134 ton/m2

= 0,113kg/cm2<1,911kg/cm2 SF =

= ,

, = 16,85 > 1,2 (OK)

4.6 Resume Survey Investigation Design

(SID) Embung Hukung PT.Oseano

Adhiptaprasarana

Pekerjaan SID dan detail desain Embung Hukung telah dikerjakan oleh PT. Oseano Adhiptaprasarana pada tahun 2014. Dengan hasil perencanaan antara lain: 1. Analisa Hidrologi

(11)

untuk analisis debit banjir. Hasil perhitungan curah hujan rencana eksisting dengan menggunakan perangkat lunak SMADA disajikan pada Tabel 13.

Tabel 13Analisis Curah Hujan Rencana

Eksisting

(Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014)Catatan: *) Digunakan untuk analisis debit banjir,karena mempunyai simpangan terkecil.

Pada perhitungan debit banjir rencana eksisting menggunakan 3 Metode yaitu dengan Metode Nakayasu, Metode Rasional, dan Metode Der Weduwen. Dengan hasil perhitungan disajikan pada Tabel 14 sebagai berikut:

Tabel 14Analisis Debit Banjir Rencana Eksisting

(Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014)

Dari Tabel 14 tersebut yang digunakan untuk perencanaan selanjutnya adalah Metode Unit Hidrograf Nakayasu, mengingat nilai metode ini mendekati nilai rata-rata dari ketiga metode

tersebut.

2. Analisa Hidrolika

Dimensi bangunan dan saluran pelimpah eksisting, yang telah diperhitungkan oleh perencana didapat:

a. Bangunan Pelimpah Lebar : 10 m Tinggi : 1,28 m Freeboard : 1 m b. Saluran Pelimpah

Lebar : 3 m Tinggi : 1 m Freeboard : 1 m 3. Stabilitas Konstruksi

Berdasarkan perhitungan stabilitas konstruksi bangunan pelimpah eksisting, konstruksi kuat terhadap guling, geser dan daya dukung tanahnya. Dengan nilai faktor keamanan setiap kondisinya sebagai berikut:

a. Kondisi Kering (Faktor Keamanan = 1,5)

Guling : 2,61 Geser : 4,96

Daya Dukung Tanah : 23,37 b. Kondisi Banjir (Faktor Keamanan = 1,2)

Guling : 2,91 Geser : 13,61

Daya Dukung Tanah : 3,16

V. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Berdasarkan hasil perencanaan bangunan pelimpah pembanding dapat disimpulkan: 1. Curah hujan rencana eksising dihitung dengan menggunakan program SMADA. Sedangkan curah hujan rencana pembanding dihitung dengan beberapa distribusi probabilitas tanpa menggunakan program SMADA. Distribusi yang dipilih setelah dilakukan uji kecocokan dengan kedua metode adalah Distribusi Probabilitas Log Normal.

(12)

bangunan pelimpah digunakan debit banjir Metode Nakayasu.

3. Untuk perencanaan bangunan pelimpah pembanding, didapat lebar bangunan pelimpah 10 m dengan tinggi muka air banjir 1,41 m sedangkan untuk saluran pelimpah didapat lebar 4 m dengan tinggi muka air banjir 1 m.

4. Untuk bangunan pelimpah pembanding didesain tanpa menggunakan mercu dengan tujuan agar dapat mengurangi biaya pelaksanaan dari galian tanah. Dengan material/bahan yang digunakan yaitu batukali. Dari hasil perhitungan stabilitas konstruksi terhadap stabilitas guling, stabilitas geser, stabilitas daya dukung, dan daerah retak serta dihitung dalam kondisi banjir dan kering. Didapat bahwa bangunan pelimpah Embung Hukung aman terhadap bahaya tersebut. Dengan nilai factor keamanan untuk setiap kondisinya adalah: a. Kondisi Kering Statik (Faktor Kemanan = 1,5)

- Guling = 2,612 - Geser = 2,755

- Daya dukung tanah = 2,867 - Daerah Retak = 33

b. Kondisi Kering Statik Gempa (Faktor Kemanan = 1,2)

- Guling = 1,690 - Geser = 1,945

- Daya dukung tanah = 1,768 - Daerah Retak = 12,85 c. Kondisi Banjir Statik (Faktor Kemanan = 1,5)

- Guling = 2,274 - Geser = 2,760

- Daya dukung tanah = 3,862 - Daerah Retak = 84,32

d. Kondisi Banjir Statik Gempa (Faktor Kemanan = 1,2) - Guling = 1,555

- Geser = 1,949

- Daya dukung tanah = 2,102 - Daerah Retak = 16,85

Saran

Dapat dilakukan studi lanjutan mengenai bentuk saluran, material dan jenis pondasinya yang digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

Kamiana, I Made. 2011. Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air (Cetakan Pertama).

Yogyakarta: Graha Ilmu.

Wamardi, Erman. 2010. Desain Hidraulik Bangunan Irigasi (Cetakan Kedua). Bandung: Alfabeta.

Soedibyo. 2003. Teknik Bendungan (Cetakan Kedua). Jakarta : PT. Pradya Paramita.

Sosrodarsono, Suyono, dan Kensaku Takeda . 2002. Bendungan Type Urugan (Cetakan Kelima). Jakarta :PT. Pradya Paramita. Subarkah. Iman. 1980. Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air. Bandung: Idea Dharma.

Sunggono, KH, Ir. 1984. Teknik Sipil. Bandung: Nova.

Hadihardaja, Joetata., dkk. 1997. Rekayasa Pondasi 1: Konstruksi Penahan Tanah. Jakarta: Gunadarma.

Das, Braja M, Noor Endah, dan Indrasurya B Mochtar. 1998. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip

Rekayasa Geoteknis) Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Nazir, Mohammad.1988. Metode Penelitian (Cetakan Ketiga). Jakarta: Ghalia Indonesia.

Hadi, Tjokro. 2011. Peningkatan nilai karakteristik mortar. Jurnal Teknis Vol.6 No.3.

PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014. Laporan Akhir SID dan Detail Embung Irigasi 1 Buah di Kabupaten Lembata, Provinsi Nusa Tenggara