ppp127 I Made Aditya Krisna Kusuma Yudha Progress Pertemuan 13[1]

LAPORAN

PERANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR

Disusun Oleh:

I Made Aditya Krisna Kusuma Yudha 2205511127

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA 2025

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN PERANCANGAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR

Dosen Pengampu dan Pembimbing Perancangan Irigasi dan Bangunan Air

Dr. Ir. I Gusti Ngurah Kerta Arsana, MT NIP. 196410131991031002

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA 2025

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Perancangan Irigasi dan Bangunan Air ini tepat pada waktunya. Laporan ini disusun guna melengkapi tugas mata kuliah Perancangan Irigasi dan Bangunan Air pada Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Udayana.

Dalam proses penyusunan laporan ini, penulis menyadari bahwa banyak tantangan dan keterbatasan yang dihadapi. Namun, berkat dukungan, bimbingan, serta bantuan dari berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan tugas ini dengan baik. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang tulus kepada :

1. Bapak Dr. Ir. I Gusti Ngurah Kerta Arsana, MT. selaku dosen pengampu mata kuliah Perancangan Irigasi dan Bangunan Air, yang telah memberikan bimbingan, ilmu, serta masukan berharga selama proses penyusunan laporan.

2. Semua pihak yang telah memberikan dukungan, informasi, motivasi, serta bantuan baik secara langsung maupun tidak langsung, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini.

Dalam pembuatan laporan ini, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu sangat diharapkan saran maupun kritik yang sifatnya membangun dari pembaca, sebagai bahan pertimbangan dan penyempurnaan laporan ini dimasa mendatang.

Denpasar, 24 Maret 2025

Penulis

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Umum

Irigasi merupakan upaya manusia untuk memperoleh air dengan menggunakan bangunan dan saluran buatan guna mengairi lahan pertanian (Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, 2019).

Sistem irigasi meliputi prasarana irigasi, air irigasi, manajemen irigasi, kelembagaan pengelolaan irigasi, dan sumber daya manusia (Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, 2013).

Tujuan utama dari irigasi adalah meningkatkan produktivitas pertanian melalui penyediaan air yang memadai, terutama di daerah dengan curah hujan terbatas.

Di Indonesia, pengembangan dan pengelolaan sistem irigasi dilakukan dengan pendekatan lima pilar modernisasi irigasi, yaitu peningkatan keandalan penyediaan air, prasarana, manajemen irigasi, kelembagaan pengelola, dan sumber daya manusia (Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, 2019). Pendekatan ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas sistem irigasi dalam mendukung ketahanan pangan nasional.

Namun, dalam penerapannya, irigasi di Indonesia menghadapi berbagai tantangan, termasuk keterbatasan sumber daya air, degradasi lingkungan, serta biaya operasional yang tinggi (Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, 2013). Oleh karena itu, diperlukan strategi pengelolaan irigasi yang berkelanjutan dan inovatif guna memastikan ketersediaan air bagi sektor pertanian tanpa mengorbankan keseimbangan ekosistem.

Tulisan ini bertujuan untuk menguraikan berbagai aspek irigasi, termasuk jenis-jenis sistem irigasi, manfaatnya dalam pertanian, tantangan yang dihadapi, serta solusi yang dapat diterapkan untuk meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan irigasi dalam mendukung ketahanan pangan nasional.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan penyusunan Laporan Perancangan Irigasi dan Bangunan Air ini adalah sebagai berikut:

a) Merancang bendung yang sesuai dengan ketentuan dan regulasi yang berlaku di Indonesia.

b) Memahami serta mengidentifikasi persyaratan yang harus dipenuhi dalam perencanaan bendung

c) Menganalisis berbagai faktor yang mempengaruhi kestabilan bendung.

d) Memahami tahapan-tahapan dalam proses perencanaan dan pembangunan bendung.

1.3 Referensi

Adapun referensi yang digunakan penulis dalam Laporan Perancangan Irigasi dan Bangunan Air sebagai berikut:

a) Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat. (2020). Peraturan Menteri PUPR Nomor 8 Tahun 2020 tentang Standar dan Pedoman Pengelolaan Irigasi.

b) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2013). Kriteria Perencanaan Perencanaan Jaringan Irigasi KP-01.

c) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2013). Kriteria Perencanaan Bangunan Utama KP-02.

d) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2013). Kriteria Perencanaan Saluran KP-03.

e) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2013). Kriteria Perencanaan Bangunan KP-04.

f) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2013). Kriteria Perencanaan Petak Tersier KP- 05.

g) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2013). Kriteria Perencanaan Parameter Bangunan KP-06.

h) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2013). Kriteria Perencanaan Standar Penggambaran KP-07.

i) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2013). Kriteria Perencanaan Standar Pintu Pengatur Air Irigasi: Perencanaan, Pemasangan, Operasi, dan Pemeliharaan KP-08.

j) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2013). Kriteria Perencanaan Standar Pintu Pengatur Air Irigasi: Spesifikasi Teknis KP-09.

k) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2013). Standar Perencanaan Irigasi Bagian Standar Penggambaran. Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat.

l) Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. (2019). Modul Pengenalan Sistem Irigasi.

Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat.

1.4 Lingkup Materi

Adapun lingkup materi dalam Laporan Perancangan Irigasi dan Bangunan Air ini sebagai berikut:

a) Pengertian b) Data Hidrologi

c) Debit Banjir Rencana (Tahapan Analisis)

d) Bangunan Utama/Bendung e) Intake/Bangunan Pengambilan f) Saluran (Primer, Sekunder, Tersier) g) Daerah Irigasi (DI)

h) Kantong Lumpur i) Tahapan Perencanaan

BAB II STUDI PUSTAKA 2.1 Pengertian Bendung

Bendung merupakan salah satu jenis bangunan air yang dibangun secara melintang pada sungai atau saluran air terbuka. Fungsi utamanya adalah untuk menaikkan tinggi muka air sehingga air dapat dialirkan secara gravitasi ke saluran irigasi. Selain untuk keperluan irigasi, bendung juga dapat dimanfaatkan untuk penyediaan air baku, pengendalian banjir, dan pembangkit listrik tenaga air dalam skala kecil.

Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) 03-2401-1991 tentang Tata Cara Perencanaan Umum Bendung, bangunan ini termasuk dalam kategori bangunan utama dalam sistem irigasi. Oleh karena itu, perencanaan bendung harus mempertimbangkan berbagai aspek teknis seperti debit sungai, kondisi geoteknik, hidrologi, serta keandalan struktur bangunannya.

Tujuan dari perencanaan ini adalah agar bendung dapat berfungsi dengan optimal dan aman selama masa operasionalnya.

Dalam implementasinya, bendung terbagi menjadi dua jenis utama, yaitu bendung tetap dan bendung gerak. Bendung tetap memiliki konstruksi yang tidak dapat diubah-ubah dan muka air yang dihasilkannya bersifat konstan. Sementara itu, bendung gerak dilengkapi dengan pintu air yang dapat dibuka dan ditutup sesuai kebutuhan, sehingga memungkinkan pengaturan tinggi muka air secara fleksibel.

Selain tubuh bendung itu sendiri, biasanya bangunan ini dilengkapi dengan berbagai komponen pelengkap seperti bangunan pengambilan (intake), kolam olak (stilling basin), dan saluran pembilas (flush). Semua elemen tersebut dirancang agar sistem dapat mengalirkan air secara efisien dan aman, serta mencegah kerusakan akibat sedimentasi atau tekanan air yang tinggi. Dalam hal ini, bendung memainkan peran penting dalam pengelolaan sumber daya air yang berkelanjutan, khususnya di wilayah-wilayah agraris.

2.2 Data Hidrologi

Data hidrologi adalah informasi yang berkaitan dengan karakteristik dan perilaku air di suatu wilayah. Informasi ini mencakup berbagai aspek seperti curah hujan, debit aliran sungai, evapotranspirasi, dan data klimatologis lainnya yang dibutuhkan dalam analisis dan perhitungan teknik.

SNI menjelaskan bahwa data hidrologi digunakan untuk menentukan besarnya debit andalan dan debit maksimum yang akan mempengaruhi desain bangunan air. Debit andalan adalah debit minimum yang tersedia secara konsisten dalam jangka waktu tertentu, sedangkan debit maksimum adalah nilai puncak aliran yang biasanya terjadi saat musim hujan ekstrem.

Kedua parameter ini sangat penting dalam memastikan bahwa struktur bendung mampu menampung dan mengatur aliran air sesuai dengan kondisi eksisting dan kondisi desain yang direncanakan.

Selain itu, dalam pengumpulan data hidrologi, diperlukan deret data yang cukup panjang agar hasil analisis dapat diandalkan. SNI menyarankan penggunaan data harian atau bulanan minimal selama 10 tahun berturut-turut agar dapat mencerminkan kondisi nyata di lapangan. Jika data lengkap tidak tersedia, maka metode statistik atau pendekatan empiris tertentu bisa digunakan sebagai alternatif, namun tetap memperhatikan prinsip kehati-hatian dalam desain.

Data yang diperoleh ini kemudian diolah menggunakan metode analisis frekuensi, seperti distribusi Gumbel atau Log Pearson Type III, untuk mendapatkan debit rencana berdasarkan periode ulang tertentu, misalnya 2, 5, 10, hingga 100 tahun. Debit rencana inilah yang nantinya dijadikan dasar dalam merancang kapasitas saluran, tinggi mercu bendung, dan dimensi kolam olak.

2.3 Debit Banjir Rencana (Tahapan Analisis)

Dalam perencanaan bangunan air, terutama bendung, debit banjir rencana merupakan salah satu parameter paling penting yang harus dianalisis secara hati-hati. Berdasarkan SNI 2415:2016 tentang Tata Cara Perencanaan Hidrologi, debit banjir rencana adalah debit maksimum yang diperkirakan akan terjadi dalam suatu periode ulang tertentu dan digunakan sebagai dasar dalam merancang kapasitas hidrolik suatu bangunan, seperti kolam olak, pelimpah, saluran pengelak, dan komponen pelindung lainnya.

Debit banjir rencana dihitung berdasarkan data historis debit sungai atau curah hujan yang diolah dengan metode statistik. Tujuannya adalah untuk memperkirakan besarnya debit ekstrem yang mungkin terjadi dan mengantisipasi dampak kerusakan jika peristiwa tersebut benar-benar terjadi. SNI ini juga menekankan pentingnya kesesuaian antara periode ulang yang digunakan dengan tingkat risiko dan fungsi bangunan. Misalnya, untuk bendung utama yang mengairi ribuan hektare sawah, biasanya digunakan periode ulang antara 25 hingga 100 tahun.

2.3.1 Teori Perhitungan Curah Hujan Rencana

Dalam pengukuran curah hujan, data yang diperoleh dari alat pencatat atau penakar hanya merepresentasikan curah hujan pada satu titik tertentu . Namun, jika dalam suatu wilayah terdapat beberapa alat penakar atau pencatat curah hujan, maka nilai rata-rata dari data tersebut dapat digunakan untuk memperoleh curah hujan wilayah (areal). Untuk menentukan nilai curah hujan wilayah, terdapat beberapa metode perhitungan yang dapat digunakan.

a) Metode Rata-rata Aljabar

Metode ini menghitung curah hujan areal dengan menggunakan rata- rata hitung dari data curah hujan yang diperoleh di sejumlah stasiun hujan yang berada dalam wilayah tersebut. Pendekatan ini akan memberikan hasil yang cukup akurat apabila kondisi topografi wilayah relatif datar, jumlah stasiun hujan cukup banyak, distribusinya merata di seluruh area, serta data curah hujan dari masing-masing stasiun tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan terhadap rata-rata curah hujan keseluruhan.

Rumus :

(Suyono Sosrodarsono dan Kensaku Takeda, 2003, hal:27) Dimana:

R? = Curah hujan rata-rata DAS (mm)

R1, R2, Rn = Curah hujan pada setiap stasiun hujan (mm) n = Banyaknya stasiun hujan

b) Metode Thiessen

Metode ini didasarkan pada perhitungan rata-rata tertimbang (weighted average), di mana setiap alat penakar memiliki wilayah pengaruh tertentu. Wilayah pengaruh tersebut ditentukan dengan menggambar garis-garis tegak lurus yang membagi dua sama panjang garis yang menghubungkan antara dua pos penakar curah hujan.

Rumus :

(CD. Soemarto, 1999, hal:11)

Persamaan di atas dapat ditulis menjadi persamaan di bawah ini:

Dimana:

R? = Curah hujan rata-rata DAS (mm)

R1, R2, Rn = Curah hujan pada setiap stasiun hujan (mm) A1, A2, An = Luas daerah pengaruh dari stasiun hujan (km2)

Gambar 2. 1 Polygon Thiessen

Metode Thiessen dianggap cukup efektif karena mampu memberikan penyesuaian terhadap intensitas curah hujan berdasarkan luas area yang diwakili oleh masing-masing stasiun hujan. Namun, metode ini masih memiliki keterbatasan, salah satunya adalah tidak mempertimbangkan pengaruh topografi wilayah. Selain itu, jika salah satu stasiun hujan mengalami kerusakan atau menghasilkan data yang tidak valid, maka pembagian poligon wilayah pengaruh harus diubah (Sri Harto, 1993).

c) Metode Isohyet

Dalam metode ini, data curah hujan yang tersedia digunakan untuk menggambar garis-garis yang menghubungkan wilayah-wilayah dengan jumlah curah hujan yang sama, yang disebut garis isohyet, seperti terlihat pada Gambar 2.2. Selanjutnya, luas area di antara pasangan garis isohyet yang berdekatan diukur. Nilai curah hujan rata- rata kemudian dihitung sebagai rata-rata tertimbang dari nilai curah hujan pada masing-masing kontur, dikalikan dengan luas area yang bersangkutan. Hasil perkalian tersebut dijumlahkan, lalu dibagi dengan luas total wilayah untuk memperoleh nilai curah hujan areal yang diinginkan.

Rumus :

(CD. Soemarto, 1999, hal:11) Dimana:

R? = Curah hujan rata-rata DAS (mm)

R1, R2, Rn = Curah hujan pada setiap stasiun hujan (mm) A1, A2, An = Luas daerah pengaruh dari stasiun hujan (km2)

Gambar 2. 2 Metode Isohyet

Metode ini merupakan cara yang paling akurat untuk menentukan curah hujan rata-rata suatu wilayah. Namun, penerapannya membutuhkan jaringan stasiun penakar yang relatif rapat. Saat menggambar garis-garis isohyet, disarankan untuk mempertimbangkan pula pengaruh kondisi geografis, seperti bukit atau pegunungan, terhadap pola distribusi curah hujan (Sosrodarsono Suyono, 2010).

2.3.2 Teori Dasar Frekuensi

Curah hujan rata-rata yang diperoleh dari berbagai stasiun di daerah aliran sungai kemudian dianalisis secara statistik untuk menentukan pola distribusi data curah hujan yang paling sesuai. Proses ini melibatkan pemilihan jenis sebaran yang tepat.

Terdapat berbagai macam distribusi teoritis yang secara umum dibagi menjadi dua kategori, yaitu distribusi diskrit dan distribusi kontinu. Distribusi diskrit meliputi distribusi binomial dan poisson, sedangkan distribusi kontinu mencakup distribusi normal, log normal, Pearson, dan Gumbel (CD. Soemarto, 1999). Berikut ini adalah beberapa macam distribusi yang sering digunakan untuk menganalisis probabilitas banjir, yaitu:

a) Distribusi Normal

Dalam analisis hidrologi, distribusi normal kerap digunakan untuk mengevaluasi frekuensi curah hujan, menganalisis data statistik curah hujan tahunan, serta menghitung debit rata-rata tahunan. Distribusi ini juga dikenal sebagai sebaran Gauss atau kurva normal. Adapun rumus

yang digunakan dalam perhitungan didasarkan pada prinsip distribusi normal tersebut:

(Soewarno, 1995, hal: 107)

P (X) = Nilai logaritmik dari X atau log (X)

= 3,14156

e = 2,71828

X = Variabel acak kontinu

= Rata-rata nilai X = Standar deviasi nilai X b) Distribusi Log Normal

Distribusi Log Normal merupakan hasil transformasi dari distribusi normal, yaitu dengan mengubah variabel X menjadi bentuk logaritmik. Distribusi ini juga dapat diperoleh dari distribusi Log Pearson Tipe III apabila koefisien kemencengannya (Cs) bernilai 0,00.

Jika digunakan metode log normal dan hasilnya digambarkan pada kertas peluang logaritmik, maka akan membentuk sebuah garis lurus (Soewarno, 1995).

Dimana:

XT = Curah hujan dengan periode ulang T tahun (mm) x̅E = Harga rata-rata curah hujan (mm)

Sd = Standar deviasi (simpangan baku)

k = Nilai variabel reduksi Gauss periode ulang T tahun c) Distribusi Gumbel Type 1

Distribusi Gumbel Type 1 digunakan untuk analisis data maksimum, misalnya untuk analisis frekuensi banjir.

Hubungan antara periode ulang T dengan YT dapat dihitung dengan rumus:

Untuk T₂₀, maka: Y = ln T

(CD. Soemarto, 1999, hal: 11) Dimana:

XT = Nilai hujan rencana dengan data ukur T tahun x̅E = Nilai rata-rata hujan

S = Standar deviasi (simpangan baku)

YT = Nilai reduksi variat (reduced variate) dari variabel yang diharapkan terjadi pada periode ulang T tahun

Yn = Nilai rata-rata dari reduksi variat (reduce mean), nilainya tergantung dari jumlah data (n)

Sn = Deviasi standar dari reduksi variat (reduced standart deviation), nilainya tergantung dari jumlah data (n). Nilai Yn dan Sn

d) Distribusi Log Pearson Type III

Distribusi Log Pearson Tipe III banyak digunakan dalam analisis hidrologi, khususnya untuk menganalisis data dengan nilai ekstrem, seperti debit maksimum (banjir) dan debit minimum. Distribusi ini merupakan hasil transformasi dari distribusi Pearson Tipe III, yaitu dengan mengubah variabel data menjadi bentuk logaritmik. Adapun tahapan perhitungannya adalah sebagai berikut (CD. Soemarto, 1999).

1. Mengubah data curah hujan sebanyak n buah X₁, X₂, X₃, … , X_n menjadi log(X₁) , log(X₂) , log(X₃) , … , log(X_n).

2. Menghitung harga rata-ratanya dengan rumus:

Dimana:

log (x̅E) = Harga rata-rata logaritmik n = Jumlah data

Xi = Nilai curah hujan tiap-tiap tahun (R24 maks) 3. Menghitung harga standar deviasinya dengan rumus berikut:

Dimana:

S = Standar deviasi

4. Menghitung koefisien skewness (Cs) dengan rumus:

Dimana:

Cs = Koefisien skewness

5. Menghitung logaritma hujan rencana dengan periode ulang T tahun dengan rumus:

Dimana:

Xt = Curah hujan rencana periode ulang T tahun K = Harga yang diperoleh berdasarkan nilai Cs S = Standar deviasi

Distribusi log pearson type III mempunyai koefisien kemencengan (coefficient of skewness) atau Cs ≠ 0. Setelah pemilihan jenis sebaran dilakukan, maka prosedur selanjutnya yaitu mencari curah hujan rencana periode ulang 2, 5, 10, 25, 50, dan 100 tahun (Soewarno,1995).

2.3.3 Teori Dasar Debit Banjir Rencana a) Metode Rasional

Adapun rumus untuk perhitungan metode rasional yaitu:

Q = 1

3,6f . r . A Q = Debit banjir rencana (m3/det) f = Koefisien pengaliran

r = jari-jari hidrologis A = Luas DAS (km2) b) Metode Weduwen

Rumus untuk metode weduwen yaitu:

Q_t=α ∙ β ∙ qn∙ A

Qn = Debit banjir rencana (m3/det) α = Koefisien pengaliran (run off)

β = Koefisien pengurangan daerah untuk curah hujan DAS qn = Debit per satuan luas (m3/det.km2)

A = Luas daerah pengaliran (km2)

Terdapat beberapa syarat dalam metode weduwen untuk menghitung debit banjir, yaitu:

 A = Luas daerah pengaliran < 100 km2

 T = Waktu konsentrasi 1/6 sampai 12 jam c) Metode Haspers

Persamaan yang digunakan untuk menghitung besarnya debit dengan metode haspers adalah

Qt = α. b. qn. A Hujan maksimum:

Qn = Rn 3,6t

Rn = Curah hujan maksimum (mm/hari)

Adapun langkah-langkah dalam menghitung debit puncak adalah sebagai berikut:

1. Menentukan besarnya curah hujan sehari (Rh rencana) untuk periode ulang rencana yang dipilih.

2. Menentukan koefisien runoff (β) untuk daerah aliran sungai.

3. Menghitung A, L, I, F untuk daerah aliran sungai.

4. Menghitung nilai t (waktu konsentrasi).

5. Menghitung β, Rt, qn dan Qt = β α qn A.

2.4 Bendung/Bangunan Utama

Bangunan utama dapat diartikan sebagai bangunan yang memiliki fungsi utama dalam membelokkan air dari saluran utama ke saluran irigasi. Terdapat 6 bangunan utama yang sering dibangun di Indonesia diantaranya:

a) Bendung Tetap

Bangunan air ini, beserta komponennya, dibangun melintang di sungai atau saluran buatan (sudetan) dengan tujuan untuk menaikkan tinggi muka air melalui ambang yang tidak dapat diubah. Dengan cara ini, air sungai dapat dialirkan secara gravitasi ke sistem irigasi. Terdapat dua tipe bendung tetap berdasarkan bentuk ambang pelimpahnya, yaitu ambang lurus yang membentang dari satu sisi sungai ke sisi lainnya, dan ambang berlekuk menyerupai pola gigi gergaji.

b) Bendung Gerak Vertikal

Bendung jenis ini berfungsi utama untuk mengatur ketinggian muka air di bagian hulu, baik dalam konteks menghadapi banjir

maupun untuk menaikkan muka air sungai guna keperluan penyadapan. Cara kerjanya didasarkan pada kondisi aliran: saat terjadi banjir besar, seluruh pintu bendung dibuka; pada banjir sedang atau kecil, hanya sebagian pintu yang dibuka. Sedangkan dalam kondisi normal, semua pintu ditutup agar air dapat disadap sesuai kebutuhan.

c) Bendung Karet (Bendung Gerak Horizontal)

Cara kerja bendung ini dilakukan dengan mengembungkan tubuh bendung untuk menaikkan muka air, dan mengempiskannya untuk menurunkan muka air. Pengisian dilakukan menggunakan pompa udara atau air, yang dilengkapi alat pengatur tekanan seperti manometer. Bendung karet terdiri dari dua komponen utama, yaitu tubuh bendung yang fleksibel dan pondasi beton berbentuk pelat sebagai penopangnya.

d) Bendung Saringan Sawah

Prinsip kerja bendung ini adalah mengalirkan air melalui saringan dengan terlebih dahulu menampungnya dalam bak penangkap berupa saluran melintang sungai. Air yang tertampung kemudian dialirkan menuju tepi sungai untuk selanjutnya disalurkan ke jaringan irigasi. Material seperti sedimen dan batuan dirancang untuk melampaui bendung, sementara air diupayakan masuk ke dalam saluran penangkap.

e) Pompa

Pompa digunakan sebagai solusi apabila terjadi kendala dalam pengambilan air melalui bangunan pengelak. Penggunaan pompa memungkinkan proses pengambilan air dilakukan dengan lebih cepat dan efisien. Meskipun demikian, pelaksanaannya memerlukan biaya yang relatif tinggi.

Berdasarkan metode pemasangannya, pompa dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pompa portabel yang bersifat ringan, mudah dibongkar-pasang, serta dapat dipindahkan, dan pompa permanen (stationary) yang dipasang secara tetap di dalam bangunan rumah pompa.

Gambar 2. 3 pompa

f) Pengambilan Bebas

Pengambilan air dilakukan secara langsung dari tepi sungai, umumnya pada bagian tikungan luar dan lokasi dengan struktur yang masif. Efektivitas penyadapan air sangat dipengaruhi oleh elevasi muka air sungai yang cenderung berubah-ubah sesuai dengan debit aliran pada saat tertentu. Metode pengambilan bebas ini umumnya diterapkan pada daerah irigasi berskala kecil, yakni seluas kurang lebih 150 hektare, dan biasanya digunakan pada sistem irigasi setengah teknis atau irigasi sederhana.

g) Bendung Tipe Gergaji

Pembangunan diizinkan dilakukan dengan ketentuan bahwa lokasi berada pada sungai dengan aliran yang stabil, tidak mengalami limpasan maksimum yang berlebihan, serta bebas dari material hanyutan yang terbawa oleh aliran air.

2.5 Intake/Bangunan Pengambilan

Bangunan pengambilan atau intake merupakan bangunan yang digunakan untuk mengelakkan air dari dalam sungai sesuai dengan jumlah yang telah direncanakan. Pengambilan dilakukan dengan membuka bagian depannya guna menjaga bila terjadi naiknya permukaan air. Besarnya bukaan pintu tergantung kepada kecepatan aliran masuk yang diizinkan. Kecepatan ini bergantung kepada ukuran butir bahan yang akan diangkat. Kapasitas pengambilan harus sekurang kurangnya 120% dari kebutuhan pengambilan

guna menambah fleksibilitas dan agar dapat memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi selama umur proyek.

Q = μ . b . h

√

^{2. g . z}

Dimana:

Q = Debit pengambilan (m³/dt)

μ = Koefisien debit, untuk bukaan di bawah permukaan air dengan kehilangan tinggi energi kecil μ = 0,80

b = Lebar pintu (m) a = Tinggi bukaan (m)

g = Percepatan gravitasi (g = 9,8 m/dt²) z = Kehilangan energi pada bukaan (m)

μ = 0,80 jika pintu pengambilan terdapat pintu radial dan ujung pintu bawah tenggelam sedalam 20 cm di bawah muka air hulu dan kehilangan energi. Adapun beberapa ketentuan merencanakan ambang di atas dasar:

 0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanau.1

 1,00 m bila sungai juga mengangkut pasir dan kerikil.

 1,50 m kalau sungai mengangkut batu-batu bongkah.

Pilar sebaiknya dimundurkan jika pengambilan mempunyai bukaan lebih dari satu guna menciptakan kondisi aliran masuk yang lebih mulus.

2.6 Saluran

Saluran merupakan salah satu sarana dalam sistem irigasi. Saluran tentu menjadi bagian penting terutama dalam hal mengambil air dari sumber air dan

Gambar 2. 4 intake

mengalirkannya ke area pertanian. Saluran irigasi secara umum dapat dibedakan menjadi empat.

a) Saluran Primer

Saluran primer adalah saluran yang mengalirkan air dari saluran utama ke saluran sekunder. Selain saluran sekunder, saluran primer mendistribusikan air ke petak-petak tersier. Petak primer dilayani oleh satu saluran primer yang mengambil airnya langsung dari sumber air, biasanya sungai. Proyek-proyek irigasi tertentu mempunyai dua saluran primer yang menghasilkan dua petak primer. Daerah saluran primer jika berdekatan harus selalu dilayani oleh saluran tersier jika saluran primer melewati sepanjang garis tinggi.

b) Saluran Sekunder

Saluran sekunder merupakan saluran yang mendistribusikan air dari saluran primer ke petak tersier. Satu petak sekunder mencakup beberapa petak tersier yang seluruhnya mendapat suplai air dari satu saluran sekunder. Umumnya, air dialirkan ke petak sekunder melalui bangunan pembagi yang terletak di saluran primer atau saluran sekunder.

Batas-batas petak sekunder biasanya mengikuti ciri-ciri topografi yang mencolok, seperti saluran pembuang. Luas setiap petak sekunder bisa bervariasi, tergantung kondisi wilayahnya.

Letak saluran sekunder sering berada di punggung medan, sehingga dapat mengairi lahan di kedua sisi saluran hingga mencapai saluran pembuang. Selain itu, saluran sekunder juga dapat dirancang sebagai saluran pada garis tinggi yang hanya mengairi lereng-lereng di sisi yang lebih rendah.

c) Saluran Tersier

Saluran tersier merupakan bangunan yang mendistribusikan air dari bangunan sadap ke petak kuarter. Batas ujung saluran tersier adalah boks bagi kuarter yang terakhir. Petak tersier menerima air irigasi yang dialirkan dan diukur pada bangunan sadap tersier.

Bangunan sadap tersier mengalirkan airnya ke saluran tersier.

Pada petak tersier pembagian air, eksploitasi dan pemeliharaan

menjadi tanggung jawa para petani yang bersangkutan, di bawah bimbingan pemerintah. Masing-masing luas untuk petak tersier yaitu 8-15 ha.

d) Saluran Kuarter

Saluran kuarter adalah saluran yang menyalurkan air dari boks pembagi kuarter ke lahan sawah, melalui lubang sadap atau saluran kecil (saluran cacing). Bila jarak lahan sawah lebih dari 150 meter dari saluran kuarter, maka saluran cacing dapat mengambil air langsung dari saluran kuarter tanpa menggunakan bangunan khusus.

Idealnya, saluran kuarter diakhiri di saluran pembuang agar kelebihan air irigasi dapat dibuang dengan baik. Untuk mencegah kerusakan akibat erosi, diperlukan bangunan penutup di ujung saluran. Panjang saluran kuarter sebaiknya tidak lebih dari 500 meter, meskipun dalam praktiknya bisa mencapai hingga 800 meter.

Boks kuarter hanya berfungsi untuk membagi aliran air ke saluran kuarter. Sementara itu, saluran pembuang kuarter terletak di dalam petak tersier dan berfungsi menyalurkan air langsung dari sawah menuju saluran pembuang tersier.

2.7 Daerah Irigasi

Daerah irigasi merupakan suatu kawasan lahan yang secara keseluruhan menerima pasokan air dari satu sistem saluran, bangunan utama, serta bangunan pelengkap lainnya yang bersama-sama membentuk satu kesatuan sistem. Sistem ini digunakan untuk kegiatan penyediaan, pembagian, penyaluran, pemanfaatan, dan pembuangan air irigasi, yang dikenal sebagai jaringan irigasi.

Untuk wilayah irigasi yang luas, kehilangan air akibat perembesan dan penguapan sebaiknya dihitung secara terpisah, dan jenis kehilangan lainnya juga perlu diperhatikan. Beberapa istilah penting yang berkaitan dengan daerah irigasi antara lain:

 Daerah Studi adalah wilayah yang mencakup area proyek, seluruh daerah aliran sungai (DAS), lokasi pengambilan air, serta wilayah lain yang memiliki keterkaitan dengan kegiatan studi tersebut.

 Daerah Proyek merujuk pada wilayah tempat pelaksanaan proyek direncanakan atau diusulkan, dan area ini akan menerima manfaat langsung dari proyek tersebut.

 Daerah Irigasi Bruto (Total) adalah wilayah proyek dikurangi dengan area pemukiman, lahan yang digunakan untuk bangunan non-irigasi, jalan utama, rawa, serta wilayah lain yang tidak direncanakan untuk pengembangan irigasi dalam proyek tersebut.

 Daerah Irigasi Netto (Bersih) adalah lahan pertanian (misalnya sawah) yang dapat ditanami, yaitu luas total lahan yang bisa diairi dikurangi dengan area yang digunakan untuk saluran irigasi dan pembuang (primer hingga kuarter), jalan inspeksi, jalan kecil, serta tanggul sawah. Luas wilayah ini menjadi dasar perhitungan kebutuhan air, hasil panen, serta keuntungan yang diperoleh dari proyek. Sebagai acuan, luas irigasi bersih biasanya dianggap 90% dari total luas lahan yang dapat diairi.

 Daerah Potensial adalah wilayah yang secara teknis memungkinkan untuk dikembangkan menjadi lahan irigasi, meskipun belum seluruhnya dimanfaatkan karena adanya kendala non-teknis. Luas daerah ini umumnya sama dengan daerah irigasi netto.

 Daerah Fungsional adalah bagian dari daerah potensial yang telah memiliki jaringan irigasi yang dibangun dan difungsikan. Luasnya bisa sama dengan atau lebih kecil dari daerah potensial.

2.8 Kantong Lumpur

Kantong lumpur merupakan bagian dari saluran yang secara khusus diperlebar pada penampang melintangnya guna memperlambat laju aliran air, sehingga memungkinkan partikel-partikel sedimen mengendap. Untuk menampung sedimen secara optimal, bagian dasar saluran pada segmen ini dirancang lebih dalam dan/atau lebih lebar. Sedimen yang mengendap di dalam kantong lumpur perlu dibersihkan secara berkala, umumnya setiap satu hingga dua minggu, dengan cara disiram kembali ke sungai melalui aliran air berkecepatan tinggi dan terfokus. Kantong lumpur harus mampu menahan seluruh sedimen yang tidak diinginkan dan tidak dapat dibawa oleh jaringan saluran irigasi menuju lahan pertanian. Oleh karena itu, kapasitas pengangkutan sedimen pada kantong lumpur harus lebih rendah dibandingkan dengan kapasitas pengangkutan sedimen saluran irigasi.

Gambar 2. 5 kantong lumpur

2.9 Tahap Perencanaan 2.9.1 Lebar Bendung

Untuk menentukan lebar efektif bendung (Be), yaitu jarak-jarak antar tiang pancang, digunakan rumus atau persamaan:

Be = B−2(nKp+Ka)H1

 n = Jumlah pilar

 Kp = Koefisien kontraksi pilar

 Ka = Koefisien Kontraksi Pangkal Bendung

 H1 = Tinggi Energi

Untuk harga-harga koefisien Ka dan Kp, dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2. 1 Harga Koefisien Ka dan Kp

Untuk lebar pembilas digunakan 80% dari lebar rencana.

2.9.2 Perencanaan Mercu a) Mercu Bulat

Penggunaan mercu bulat akan memberikan keuntungan karena bangunan ini akan mengurangi tinggi muka air hulu selama banjir. Hal tersebut disebabkan oleh koefisien debit yang dimiliki mercu bulat jauh lebih tinggi sebesar 44%

dari bendung ambang lebar. Tekanan pada mercu adalah fungsi perbandingan antara H1 dan r (H1/r).

Persamaan tinggi energi-debit untuk bendung ambang pendek dengan pengontrol segi empat adalah :

 Q = Debit, m3/dt

 Cd = Koefisien debit (Cd = C0C1C2)

 g = Percepatan gravitasi, m/dt2(≅ 9,8)

 b = Panjang mercu, m

 H1 = Tinggi energi di atas mercu, m

Gambar 2. 6 Harga-Harga Koefisien C0

Gambar 2. 7 Harga-Harga C1

Adapun untuk koefisien C2 pada bendung dengan mercu tipe bulat kurang lebih sama dengan koefisien C2 pada bendung dengan mercu tipe ogee.

Gambar 2. 8 Harga-Harga C2

b) Mercu Ogee

Mercu ogee tidak memberikan tekanan tekanan subatmosfir pada permukaaan mercu sewaktu bendung mengalirkan air pada debit rencana. Untuk debit yang rendah, air akan memberikan tekanan ke bawah pada mercu.

Gambar 2. 9 Bentuk Mercu Tipe Ogee

Adapun pada mercu tipe ogee, harga-harga K dan n memiliki peran yang sangat penting. Harga-harga K dan n disajikan dalam tabel 2.2 yang disesuaikan dengan kemiringan.

Tabel 2. 2 Harga-Harga K dan n

Persamaan antara tinggi energi dan debit untuk bendung mercu Ogee memiliki rumus atau persamaan yang sama dengan mercu tipe bulat.

Gambar 2. 10 Faktor Reduksi C1 Mercu Tipe Ogee

Apabila permukaan bendung bagian hulu miring, koefisien koreksi tanpa dimensi C2 harus dipakai.

Gambar 2. 11 Faktor Pengurangan Aliran Tenggelam sebagai Fungsi p2/H1 dan H2/H1

c) Kecepatan Datang

Persamaan untuk mencari debit (Q) pada bendung tipe bulat dan ogee dipakai jika kedalaman air h1. Untuk mencari (Q) jika kedalaman H1, gunakan koefisien kecepatan datang (Cv) ke dalam persamaan debit.

Gambar 2. 12 Harga-Harga Cv Fungsi Perbandingan Luas.

Perbandingan luas:

√

^{α1 Cd A*/A1}

 α1 = Koefisiensi pembagian/distribusi kecepatan dalam alur pengarah (approach channel). Untuk keperluan-keperluan praktis, harga tersebut boleh diandaikan sebagai konstan; α = 1,04.

 A1 = Luas dalam alur pengarah.

 A* = Luas semu potongan melintang aliran di atas mercu bendung jika kedalaman aliran akan sama dengan h1.

2.9.3 Peredam Energi

Gambar 2. 13 Kondisi Air Setelah Melewati Bendung

Pada gambar 2.13, diperlihatkan mengenai kondisi air ketika berada di kolam olak atau kondisi setelah melewati bendung. Kondisi tersebut merupakan kondisi yang tidak diharapkan oleh perencana. Hal tersebut dikarenakan kondisi air yang demikian dapat menyebabkan terjadinya loncatan air, dimana akan menghempas bagian luar sungai sehingga terjadi perluasan area. Oleh karena itu, digunakan peredam energi guna mengantisipasi berbagai kemungkinan kondisi air yang dapat menyebabkan kerusakan pada bagian sekitar sungai.

Gambar 2. 14 Peredam Energi Tipe Bak Tenggelam

Kolam olak tipe bak tenggelam menjadi pilihan bagi perencana karena dinilai efektif dalam menerima air. Oleh sebab itu, parameter-parameter dasar ini sebagai jari-jari bak, tinggi energi dan kedalaman air telah dirombak kembali menjadi parameter-parameter tanpa dimensi dengan cara membaginya dengan kedalaman kritis.

hc =

√

^{3 qg2}

 hc = Kedalaman air kritis, m

 q = Debit per lebar satuan, m3/dt.m

 g = Percepatan gravitasi, m/dt2 (≅ 9,8)

Gambar 2. 15 Jari-Jari Minimum Bak

Jari-jari minimum bak yang diizinkan (Rmin) diberikan pada Gambar 2.15, dimana garis menerus adalah garis asli dari kriteria USBR. Di bawah ΔH/hc = 2,5 USBR

tidak memberikan hasil-hasil percobaan. Batas minimum tinggi air hilir (Tmin) diberikan pada gambar 2.16. Untuk ΔH/hc di atas 2,4 garis tersebut merupakan

“envelope” batas tinggi air hilir yang diberikan oleh USBR bagi batas minimum tinggi air hilir (bak bercelah), “sweep-out limit”, batas minimum tinggi air hilir yang dipengaruhi oleh jari-jari bak dan batas tinggi air hilir untuk bak tetap.

Gambar 2. 16 Batas Minimum Tinggi Air Hilir

Adapun local scouring depth yang terjadi di belakang bendung, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

 R = 1,34(q²/f)^1/3

 q = Qd/Bef

 f = 1,76

√

^mr

mr = diameter butir material dasar rata-rata ≈ 0,25 mm

Untuk menghitung tebal kolam peredam energi yang diperlukan digunakan persamaan:

dx̅ > S. (Px̅ – Wx̅)/g

2.9.4 Tekanan Air

Bangunan bendung mendapat tekanan air bukan hanya pada permukaan luarnya, tetapi juga pada dasarnya dan dalam tubuh bangunan itu. Rumus gaya tekan ke atas untuk bangunan yang didirikan pada pondasi batuan adalah:

 c = Proporsi luas dimana tekanan hidrostatik bekerja (c = 1, untuk semua tipe pondasi)

 τw = Berat jenis air, kN/m³

 h2 = Kedalaman air hilir, m

 ξ = Proporsi tekanan (proportion of net head) h1: kedalaman air hulu, m

 A = Luas dasar, m2

 Wu = Gaya tekan ke atas resultante, kN

Untuk proporsi tekanan (ξ), memiliki harga-harga seperti tabel 2.2.

Tabel 2. 3 Harga-Harga ξ

2.9.5 Tekanan Lumpur

Persamaan untuk tekanan lumpur yang bekerja yaitu:

 Ps = Gaya yang terletak pada 2/3 kedalaman dari atas lumpur yang bekerja secara horizontal

 τs = Berat lumpur, kN

 h = Dalamnya lumpur, m

 θ = Sudut gesekan dalam, derajat 2.9.6 Gaya Gempa

Nilai-nilai gaya gempa tercantum dalam bagian Parameter Bangunan. Nilai tersebut diambil berdasarkan peta Indonesia yang menggambarkan berbagai wilayah beserta tingkat risikonya. Nilai percepatan minimum yang digunakan adalah 0,1 kali percepatan gravitasi. Nilai ini harus diperhitungkan dengan mengalikannya pada massa bangunan untuk menghasilkan gaya horizontal yang diarahkan ke sisi paling rentan, yaitu ke arah hilir.

2.9.7 Berat Bangunan

Berat menyesuaikan pada bahan atau material yang digunakan. Sebagai perencanaan pendahuluan, dapat digunakan beberapa berat material yang telah digunakan oleh perencana umum seperti pasangan batu kali 22 KN/m³, beton tumbuk 23 KN/m³, dan beton bertulang 24 KN/m³. Berat volume beton tumbuk bergantung kepada berat volume agregat serta ukuran maksimum kerikil yang digunakan. Untuk ukuran maksimum agregat 150 mm dengan berat volume 2,65, berat volumenya lebih dari 24 kN/m³ (≈ 2.400 kgf/m³).

2.9.8 Reaksi Fondasi

Tekanan vertikal fondasi dapat dirumuskan dengan:

P =

∑

^(W)

A +

∑

^(W)e

I m

 p = Tekanan vertikal pondasi

o Σ(W) = Keseluruhan gaya vertikal, termasuk tekanan ke atas, tetapi tidak termasuk reaksi pondasi

 A = Luas dasar, m²

 e = Eksentrisitas pembebanan, atau jarak dari pusat gravitasi dasar (base) sampai titik potong resultante dengan dasar

 l = Momen kelembaban (moment of inertia) dasar di sekitar pusat gravitasi

 m = Jarak dari titik pusat luas dasar sampai ke titik dimana tekanan dikehendaki

Sedangkan tekanan vertikal pondasi pada ujung bangunan ditentukan dengan rumus:

P’ =

∑

^(W)

B

{

^1+6Be

}

2.9.9 Ketahanan Terhadap Gelincir

Σ(H) = Keseluruhan gaya horizontal yang bekerja, kN

Σ (V − U) = Keseluruhan gaya vertikal (V)

θ = Sudut resultante semua gaya

f = Koefisien gesekan

S = Faktor keamanan

Tabel 2. 4 Harga-harga Perkiraan untuk Koefisien Gesekan

Kondisi pembebanan ekstrem dapat dijelaskan dengan menggunakan dua parameter. Pertama tak ada aliran di atas mercu selama gempa dan kedua bencana rencana maksimum.

 c = Satuan kekuatan geser bahan, kN/m²

 A = Luas dasar yang dipertimbangkan, m²

Persamaan diatas digunakan jika bangunan bisa dianggap aman jika faktor keamanan dari rumus itu yang mencakup geser, sama dengan atau lebih besar dari harga-harga faktor keamanan yang sudah ditentukan.

2.9.10 Ketahanan Terhadap Guling

Resultante semua gaya yang bekerja pada bagian bangunan di atas bidang horisontal, termasuk gaya angkat, harus memotong bidang ini pada teras jika bangunan dikategorikan aman dari guling. Besarnya tegangan dalam bangunan dan pondasi harus tetap dipertahankan pada harga-harga maksimal yang dianjurkan.

 Dx̅ = Tebal lantai pada titik x̅, m

 Px̅ = Gaya angkat pada titik x̅, kg/m²

 Wx̅ = Kedalaman air pada titik x̅, m

 Τ = Berat jenis bahan, kg/m³

 S = Faktor keamanan

Persamaan diatas digunakan untuk menghitung tebal kolam olak. Adapun untuk faktor keamanan (S) = 1,5 untuk kondis normal dan 1,25 untuk kondisi ekstrem.

2.9.11 Stabilitas terhadap Erosi Bawah Tanah (Piping)

Bagian bangunan utama pada bendung wajib diperiksan stabilitasnya terhadap erosi bawah tanah. Bahaya terjadinya erosi bawah tanah dapat dianjurkan dicek dengan jalan membuat jaringan aliran/flownet. Metode Lane merupakan salah satu metode yang dianjurkan untuk mengecek bangunan-bangunan utama untuk mengetahui adanya erosi bawah tanah. Metode ini membandingkan panjang jalur rembesan di bawah bangunan di sepanjang bidang kontak bangunan/pondasi dengan beda tinggi muka air antara kedua sisi bangunan.

Adapun rumus dari rembesan lane, yaitu:

 CL = Angka rembesan Lane

 ΣLv = Jumlah panjang vertikal, m

 ΣLh = Jumlah panjang horisontal, m

 H = Beda tinggi muka air, m

Tabel 2. 5 Harga Minimum Angka Rembesan Lane

Adapun syarat-syarat jika ingin menggunakan angka-angka pada tebal 2.4 diantaranya:

 100% jika tidak dipakai pembuang, tidak dibuat jaringan aliran dan tidak dilakukan penyelidikan dengan model.

 80% kalau ada pembuangan air, tapi tidak ada penyelidikan maupun jaringan aliran.

 70% bila semua bagian tercakup.

Untuk permasalahan keamanan bagian hilir bangunan terhadap erosi, dapat diperiksa dengan menggunakan rumus:

S = s

(

^1+as

)

h_s

 S = Faktor keamanan

 s = Kedalaman tanah, m

 a = Tebal lapisan pelindung, m

 hs = Tekanan air pada kedalaman s, kg/m²

BAB III PEMBAHASAN

3.1 Data Perencanaan

Adapun data – data perencanaan sesuai rencana yang telah ditentukan yaitu:

 Lebar dasar Sungai pada lokasi bendung (b) = 48 m

 Elevasi dasar sungai pada dasar bendung = 148,20 m

 Elevasi sawah bagian hilir tertinggi dan terjauh = 151,30 m

 Elevasi muka tanah pada tepi sungai di lokasi bendung = 154 m

 Debit banjir rencana (Qd) = 275 m³/dt

 Kemiringan/slope dasar sungai (I) = 0,0026 m

 Kemiringan tebing Sungai di lokasi bendung (1:m) = 1 : 4

 Tegangan tanah dasar yang diijinkan = Kerikil

 Pengambilan dua sisi = 1,50m³/dt ^dan

2,65 m³/dt

3.2 Kapasitas Penampang Sungai

3.2.1 Tinggi Air Maksimum Pada Sungai

1) Menentukan Tinggi Air Maksimum Pada Sungai

Perhitungan tinggi muka air banjir sebelum ada bendung dilakukan dengan cara coba-coba (Trial and Error) sebagai berikut.

Coba-coba beberapa nilai ketinggian elevasi muka air dari dasar sungai (hi).

Menghitung luas penampang basah (A) dan keliling basahnya (P), untuk setiap nilai h pad alangkah 1 dengan rumus berikut.

Q = A. V Keterangan:

Q = Debit air (m³/dt) V = Kecepatan air (m/dt)

A = Luas penampang basah (m²)

Kemiringan dinding yang digunakan (m) = 1,4 ; maka, A =

(

^{b+m x d3}

)

^d3

P = b+2x d₃

√

^1+m2

Keterangan:

b = Lebar dasar sungai (m) m = kemiringan dinding (1:1,4) P = Keliling sungai (m)

d₃= Tinggi air sungai maksimum di hilir bendung (m)

3. Menghitung jari-jari hidrolis penampang dengan rumus berikut.

R =A P Keterangan:

R= Jari-jari hidraulis (m)

A= Luas penampang basah saluran (m²) P = Keliling sungai (m)

Menghitung besarnya kecepatan aliran dengan rumus berikut. Rumus Chezy:

V = c

√

^{R x I}

Nilai koefisien kecepatan (c) dihitung dengan rumus berikut. Rumus Bazin:

C= 87 1+ α

√

^R

Keterangan:

V= Kecepatan aliran (m/dt)

c = Koefisien kecepatan (fungsi dari bentuk profil dankekasarannya) R= Jari-jari hidrolis (m)

I = Kemiringan sungai rata-rata (m)

α = Koefisien kekasaran (untuk sungai, harga α dapat diambil antara 1,5 – 1,75; α = 1,6 untuk saluran tanah di Sungai dan α = 1,75 untuk tanah kasar)

Perhitungan tinggi air maksimum pada saat banjir rencana terjadi (Qd) memerlukan suatu perhitungan dengan cara trial and error menggunakan persamaan Chezy sampai didapat Q≈Q design. Data yang digunakan dalam perhitungan sebagai berikut:

 Kemiringan tepi Sungai (m) = 1 : 1:4

 Lebar dasar Sungai (b) = 48 m

 Debit banjir rencana (Q_d) = 275 m³/dt

 Kemiringan dasar Sungai (I) = 0,0026

 Kekasaran dinding saluran (γ) = 1,3

Tabel 3. 1 Perhitungan Tinggi Muka Air Maksimum di Hilir Bendung

No d3 A P R C V Q Error

1. 1,835 92,81 54,32 1,71 43,62 2,91 269,83 5,17

2. 1,845 93,34 54,35 1,72 43,67 2,92 272,41 2,59

3. 1,855 93,87 54,38 1,73 43,73 2,93 275,00 0,00

4. 1,865 94,40 54,42 1,73 43,78 2,94 277,60 -2,60

5. 1,875 94,94 54,45 1,74 43,84 2,95 280,21 -5,21

Dari perhitungan tersebut, didapatkan bahwa d3 = 1,855 m Cek aliran jenis air dengan Bilangan Froude (Fr)

Fr = 1 (aliran kritis) Fr > 1 (aliran super kritis) Fr < 1 (aliran sub kritis) Fr = V

√

^{g . d3 =}

2,93

√

^9,81×1,855 = 0,687 < 1 (aliran sub kritis di hilir) 2) Perhitungan Bendung

 Menghitung Lebar Bendung

Panjang bending yaitu jarak antara pagkal-pangkalnya (abutment).

Agar tidak mengganggu sifat pengaliran setelah dibangun dan untuk menjaga agar tinggi air di depan bending tidak terlalu tinggi, maka dapat dibesarkan sampai B≤1,2Bn.

a. Menghitung lebar Sungai rata-rata (Bn) Bn = b + 2

(

^{12× d3}

)

= 48 + 2

(

^12×1,855

)

= 49,855

b. Menghitung lebar maksimum bending B = 6

5× Bn

= 6

5×49,855

= 59,826 = 60 m

c. Menghitung lebar pintu penguras

 Lebar pintu penguras

∑ b₁= B 10=60

10=6m

 Lebar maksimum pintu penguras n = ∑ b₁

2 =6

2=3buah

maka, diambil banyaknya pintu penguras adalah 3 buah b₁ = ∑ b₁

n =6 3=2m Keterangan

b₁ = lebar pintu penguras (m) n = jumlah pintu penguras d. Menghitung lebar efektif bending

Lebar efektif bendung adalah lebar bendung yang bermanfaat untuk melewatkan debit. Pada saat banjir, pintu pembilas ditutup, ujung atas pintu bilas tidak boleh lebih tinggi dari mercu bendung, sehingga air bisa lewat diantaranya. Kemampuan pintu bilas untuk mengalirkan air dianggap hanya 80% saja, maka disimpulkan besar lebar efektif bendung:

B_eff = B − Σb − Σt + 80% (Σb₁)

= B − Σt − 20% (Σ^b1) Keterangan :

B_eff = lebar efektif bendung (m) B = lebar seluruh bendung (m) Σt = jumlah tebal pilar (m) Σb = jumlah lebar pintu bilas (m) Lebar pilar (t) diambil = 1,5 m

Direncanakan 3 pintu pembilas dan 3 pilar B_eff = B − Σt − 20% (Σb₁)

= 60 – (3 x̅ 1,5) – 20 %(3 x̅ 2)

= 50,8 m Keterangan :

b₁ = lebar pintu penguras (m) n = jumlah pintu penguras

t = tebal pilar (m)

B_eff = lebar efektif bendung (m) Σt = jumlah tebal pilar (m) e. Menghitung tinggi mercu bendung (p)

Elevasi dasar sawah tertinggi dan terjauh = 151,30 m

Kedalaman air di sawah = 0,10 m

Kehilangan tinggi energi di saluran dam boks tersier = 0,10 m Kehilangan tinggi energi di bangunan sadap tersier = 0,10m Variasi muka air untuk eksploitasi di jaringan primer = 0,20m Panjang dan kemiringan saluran primer = 0,20m Kehilangan tinggi energi pada bangunan ukur di jaringan

Primer = 0,20m

Kehilangan tinggi energi di pintu pengambilan saluran = 0,15m Panjang dan kemiringan kantong lumpur = 0,10m Kehilangan tinggi di pintu pengambilan utama = 0,15m

Tinggi cadangan untuk mercu = 0,15m

Jumlah = 152,75m

Sehingga :

Elevasi tinggi mercu bending (x̅) = 152,75m Elevasi dasar Sungai pada dasar bending (y) = 148,20m

Maka tinggi mercu bending (p) = x̅-y

= 152,75-148,20

= 4,55m Jadi, tinggi mercu bending yang direncanakan adalah 4,55 m f. Menentukan tinggi bendung

Untuk menentukan tinggi air di atas mercu bendung, digunakan caracoba-coba dengan menentukan harga (He) terlebih dahulu, dimana nilai He = He’

Data perencanaan:

Debit rencana (Qd) = 275 m³/dt Tinggi mercu bendung (p) = 4,55 m Lebar efektif bendung (Beff) = 50,8 m Dipakai bendung Type Ogee:

Nilai C, ^C0, ^C1, dan ^C2, didapat dari grafik ratio of discharge coefficient (pada lampiran). Untuk menentukan tinggi air di atas bendung digunakan cara coba-coba (Trial and Error) dengan menentukan tinggi perkiraan He terlebih dulu.

Dicoba He = 1,99 m, maka:

p

H_e=4,55

1,99=2,286

Dari grafik KP-02, nilai konstanta didapatkan C0 = 1,3 (mercu bendung bentuk OGEE)

H_d = P + H_e − d₃

= 4,55 + 1,99 – 1,855

= 4,685 m H_d+d₃

H_e =4,685+1,855

1,99 =3,286m

Dari grafik KP-02, gambar 4-7 diperoleh C₁ = 0,87 H_d

H_e=4,685

1,99 =2,35

Dari grafik KP-02, gambar 4-10 diperoleh C2 = 1 Didapat C = C₀ × C₁ × C₂ = 1,99

H_e^'=

(

^{C × BQd eff}

)

²³⁼

(

^{1,99275×50,8}

)

^{23= 1,95 m}

Perhitungan selanjutnya dilakukan dengan menggunakan tabel.

1,8 1,99 2,20

Qd 275 275 275

p/H1 = 2,53 2,29 2,07

Hd = p+he-d3 4,49 4,68 4,89

p/Hd 1,01 0,97 0,93

H1/Hd = 0,40 0,42 0,45

C0 1,3 1,3 1,3

C1 0,87 0,87 0,87

C2 1 1 1

C= COXC1XC2 1,13 1,13 1,13

B eff 50,8 50,8 50,8

H1'=(Q/(Cd*(2/3 )*(2/3*g)^0.5)*B e))^2/3

1,99 1,99 1,99

Error -0,2 0,0 0,2

Rumus Tinggi Perkiraan (H1)

Maka, diperoleh tinggi total air di atas puncak/mercu bendung (He)

= 1,99 m

g. Tinggi air maksimum di atas mercu bending

Untuk menentukan tinggi air maksimum di atas mercu bending dipergunakan cara coba-coba (trial and error), sehingga diperoleh H_v0=

H_v^'₀.

0,00 0,0355 0,0655

H=He-hvo 1,99 1,95 1,92

d0 = H+P 6,54 6,50 6,47

A = B Eff. Do 332,00 330,43 328,90

V0= Qd/A 0,828 0,832 0,836

hvo' = vo2 / 2g 0,035 0,035 0,036

Error 0,030 0,000 -0,030

Rumus Taksiran hvo'

Dimana:

Q_d = 275 m³/dt

d₀ = 6,50 m

B_eff = 50,8 m

P = 4,55 m

H_e = 1,99 m

Maka didapat:

h_v0 = h_v0’ = 0,0355 m H = 1,95 m

d₀ = 6,50 m A = 330,43 m² V₀ = 0,832 m/dt

3) Perhitungan Ketinggian Energi Tiap Detik a. Tinggi energi pada aliran kritis

Menentukan hydraulic pressure of the weir (dc) q=Q

B^'= 275

50,8=5,413m²/dt d_c=

(

^qg2

)

³¹⁼

(

^5,4139,812

)

^{13=1,44 m}

b. Menentukan harga Ec

v_c= q

d_c=5,413

1,44 =3,759m/dt h_vc=v_c²

2g= 3,759²

2×9,81=0,720m

Ec = d_c + h_vc + p = 1,44 + 0,720 + 4,55 = 6,71 m c. Tinggi energi (air terendah) pada kolam olakan

Untuk menentukan tinggi energi (air terendah) pada kolam olakan dicari dengan cara coba-coba (trial and error) dimana E1 ≈ Ec.

Diketahui:

q = 5,413m² dt Ec = 6,71 m

Perkiraan (V1) d1= q/v1 hv1 = (v1)^2/2g E1= d1 + hv1 Ec Error

10,5 0,52 5,62 6,13 6,71 0,58

11,047 0,49 6,22 6,710 6,71 0,000

11,547 0,47 6,80 7,26 6,71 -0,55

d. Tinggi energi (air tertinggi) pada kolam olakan F_r= v₁

√

^{g × d1=}

11,047

√

^{9,81×0,49=¿5,038 m}

d₂=d₁

2

[ (

^{1+8× Fr2}

)

^0,5−1

]

^=0,₂⁴⁹

[ (

^1+8×5,0382

)

^0,5−1

]

^=3,255m

V₂= q

d₂=5,413

3,255=1,663m h_v2=v₂²

2g= 1,663²

2×9,81=0,141m

E₂ = d₂ + h_v2 = 3,255 + 0,141 = 3,396 m e. Tinggi energi di hilir bendung

Pada perhitungan sebelumnya, telah didapat d3 = 1,855 m V₃= q

d₃=5,413

1,855=2,918m h_v3=v₃²

2g= 2,918²

2×9,81=0,434m

E₂ = d₃ + h_v3 = 1,855 + 0,434 = 2,289 m f. Perhitungan panjang dalam penggerusan

 Dalam Penggerusan (scouring depth) d₀= 6,546 m

d₃ = 1,855 m

h = ^d0 − ^d3 = 6,546 − 1,855 = 4,690 m q = 5,413 m²/dt

d = diameter batu terbesar yang hanyut waktu banjir d = 300 mm (asumsikan)

Schoklish Formula:

T = 4,75

d^0,32 × h^0,2× q^0,57= 4,75

300^0,32×4,690^0,2×5,413^0,57= 2,731 m

 Perhitungan Panjang Penggerusan (scouring length) V₁ = 11,047 m/dt

H = 2,03 m p = 4,55 m

Angerholzer Formula:

L =

(

^V1+

√

^{2g × H}

) √

^2gP+H

=

(

^11,047+

√

^{2(9,81)×2,03}

) √2(94,,5581 )+2,03

= 18,6617 m

Titik - titik d v hv E

0 6,55 0,83 0,06

1 0,49 11,05 6,22 6,71

2 3,26 1,66 0,14 3,40

3 1,86 2,92 0,43 2,29

c 1,44 3,76 0,72 6,71

H He

p T L

2,00 2,06 4,55 2,731 18,66

Elevasi masing-masing titik:

 Elev. dasar Sungai = + 148,20 m

 Elev. muka air normal (MAN) = 148,20 + p = +152,75 m

 Elev. muka air banjir (MAB) = 148,20 + d₀ = 154,75 m

 Elev. energi kritis = 148,20 + ^Ec = 154,91 m

 Elev. energi di hilir bending = 148,20 + E₃ = 150,49 m

 Elev. dasar kolam olakan = 148,20 + (T-d₃)=

147,32m

 Elev. sungai maksimum di hilir = 148,20 + ^d3= 150,06 m

3.3 Hidraulika pada Bendung

3.3.1 Menentukan bagian muka (up stream) bendung

Untuk menentukan bentuk penampang kemiringan bendung bagian hulu, ditetapkan berdasarkan parameter seperti H