20090511115606Wisnu Aji Prawoto
-
Upload
mutiara-nenny-pratiwi -
Category
Documents
-
view
2.695 -
download
20
Transcript of 20090511115606Wisnu Aji Prawoto
TUGAS AKHIR
REDESAIN BENDUNG PENDEKAN DI DESA BOKOHARJO, PRAMBANAN, KABUPATEN SLEMAN,
D.I. YOGYAKARTA
Diajukan Kepada Universitas Islam Indonesia Yogjakarta Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Derajat Sarjana Strata Satu (S1) Teknik Sipil
WISNU AJI PRAWOTO 04 511 088
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA YOGYAKARTA
2009
i
TUGAS AKHIR
REDESAIN BENDUNG PENDEKAN DI DESA BOKOHARJO, PRAMBANAN, KABUPATEN
SLEMAN, D.I. YOGYAKARTA
Diajukan Kepada Universitas Islam Indonesia Yogjakarta Untuk Memenuhi
Persyaratan Memperoleh Derajat Sarjana Strata Satu (S1) Teknik Sipil
WISNU AJI PRAWOTO 04 511 088
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA
2009
ii
HALAMAN PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
REDESAIN BENDUNG PENDEKAN DI DESA BOKOHARJO, PRAMBANAN, KABUPATEN
SLEMAN, D.I. YOGYAKARTA
Disusun Oleh : WISNU AJI PRAWOTO
04 511 088
Telah diperiksa dan disetujui oleh :
Dosen Pembimbing,
( Ir. ENDANG TANTARAWATI, MT )
Tanggal :
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Sipil,
( Ir. H.FAISOL AM, MS )
Tanggal :
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... ii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii
MOTTO ........................................................................................................... v
PERSEMBAHAN ............................................................................................... vi
DAFTAR ISI ................................................................................................. vii
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xv
ABSTRAK ................................................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ....................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................. 2
1.3 Tujuan .................................................................................... 2
1.4 Manfaat .................................................................................. 2
1.5 Batasan Masalah .................................................................... 2
1.6 Lokasi Bangunan .................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................... 4 2.1 Redesain Bendung Tegal........................................................ 4
2.2 Redesain Bendung Kadireso .................................................. 5
2.3 Redesain Bendung Tegal dengan Lokasi pada Kopur ........... 5
2.4 Redesain Bendung Boro dengan lokasi pada as Sungai......... 6
2.5 Redesain Bendung Mrican ..................................................... 7
viii
BAB III LANDASAN TEORI ....................................................................... 9
3.1 Pemilihan Lokasi Bendung .................................................... 9
3.2 Perancangan Tubuh Bendung ................................................ 11
3.2.1 Perancangan Bentuk dan Elevasi Mercu Bendung .... 11
3.2.2 Perancangan Jari-jari Mercu Bendung ...................... 12
3.2.3 Lebar Efektif Mercu Bendung ................................... 14
3.2.4 Tinggi Muka Air Sebelum Ada Bendung .................. 15
3.2.5 Tinggi Muka Air Setelah Ada Bendung .................... 16
3.2.6 Efek Back Water ........................................................ 16
3.2.7 Perancangan Kolam Olak .......................................... 19
3.2.8 Rip-rap ....................................................................... 22
3.2.9 Perancangan Lantai Muka ......................................... 24
3.3 Perancangan Bangunan Pengambilan .................................... 24
3.4 Perancangan Bangunan Pembilas .......................................... 25
3.5 Perancangan Bangunan Penangkap Pasir .............................. 27
3.5.1 Perancangan Kantong Lumpur .................................. 27
3.5.2 Perencanaan Bangunan Pembilas Kantong Lumpur . 29
3.6 Stabilitas Bendung ................................................................. 29
3.6.1 Gaya-gaya yang Bekerja pada Bendung .................... 29
3.6.2 Kebutuhan Stabilitas ................................................. 32
3.7 Stabilitas Tanggul .................................................................. 34
3.7.1 Gaya-gaya yang Bekerja ........................................... 34
3.7.2 Kebutuhan Stabilitas ................................................. 35
BAB IV METODE PERANCANGAN ......................................................... 37
4.1 Tinjauan Umum ..................................................................... 37
4.2 Subjek Perancangan ............................................................... 37
4.3 Objek Perancangan................................................................. 37
4.4 Data Yang Digunakan ............................................................ 37
ix
4.4.1 Data Topografi ........................................................... 37
4.4.1 Data Hidrologi ........................................................... 38
4.4.2 Data Morfologi .......................................................... 38
4.4.3 Data Geologi .............................................................. 38
4.5 Langkah-langkah Perancangan ................................................ 38
BAB V PERANCANGAN BENDUNG ...................................................... 40
5.1 Umum ...................................................................................... 40
5.2 Data Perancangan .................................................................... 40
5.3 Perancangan Tubuh Bendung .................................................. 42
5.3.1 Perencanaan Elevasi Mercu Bendung ....................... 42
5.3.2 Perhitungan Tinggi Muka Air Sebelum Ada Bendung 42
5.3.3 Perancangan Saluran Pembilas Bendung .................. 46
5.3.4 Perhitungan Lebar Efektif Bendung ......................... 48
5.3.5 Perancangan Mercu Bendung .................................... 49
5.3.6 Perhitungan Tinggi Muka Air Setelah Ada Bendung 50
5.3.7 Efek Back Water ........................................................ 52
5.3.8 Perancangan Kolam Olak .......................................... 54
5.3.9 Perancangan Rip – rap ............................................... 57
5.3.10 Perancangan Lantai Muka ......................................... 59
5.4 Perancangan Bangunan Pengambilan ...................................... 64
5.5 Perancangan Saluran Penangkap Pasir .................................... 65
5.5.1 Saluran penangkap pasir (kantung pasir) ................... 65
5.5.2 Perancangan bangunan pembilas saluran penang-
kap pasir ..................................................................... 69
5.6 Perancangan Tanggul ............................................................... 71
5.6.1 Perancangan tanggul sisi kiri bendung ...................... 71
5.6.2 Perancangan tanggul sisi kanan bendung .................. 71
5.7 Analisa Stabilitas Bendung ...................................................... 72
x
5.7.1 Gaya yang Bekerja..................................................... 72
5.7.2 Stabilitas Bendung saat kondisi air normal ............... 82
5.7.3 Stabilitas Bendung Saat Kondisi air Banjir ............... 92
5.8 Analisa Stabilitas Tanggul ...................................................... 98
5.8.1 Gaya yang Bekerja..................................................... 98
5.8.2 Stabilitas Bendung saat kondisi air normal ............... 102
BAB VI PEMBAHASAN .............................................................................. 105
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 108
7.1 Kesimpulan .............................................................................. 108
7.2 Saran ........................................................................................ 108
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 109
LAMPIRAN
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 5.1 Data hasil perhitungan debit banjir ..................................................... 41
Tabel 5.2 Perhitungan tinggi muka air di hulu bendung ...................................... 44
Tabel 5.3 Hubungan tinggi muka air (h) dan debit (Q) setelah ada bendung. ..... 51
Tabel 5.4 Panjang hasil hitungan curve kedalaman air pengaruh “back water” .. 54
Tabel 5.5 Panjang rembesan air untuk panjang lantai muka. ............................... 62
Tabel 5.6 Jalur rembesan dan tekanan air bendung pada kondisi air normal. ..... 74
Tabel 5.7 Jalur rembesan dan tekanan air bendung pada kondisi air banjir ........ 78
Tabel.5.8 Gaya berat sendiri bendung.................................................................. 80
Tabel.5.9 Gaya akibat gempa. .............................................................................. 82
Tabel.5.10 Berat sendiri dan momen guling ........................................................ 83
Tabel.5.11 Gaya tekanan air ................................................................................ 83
Tabel.5.12 Beban dan momen akibat gempa ....................................................... 84
Tabel.5.13 Rencana pembebanan dalam keadaan air normal ............................. 85
Tabel.5.14 Berat sendiri terhadap bahaya geser ................................................... 86
Tabel.5.15 Gaya tekan air .................................................................................... 87
Tabel.5.16 Beban dan momen gempa .................................................................. 88
Tabel.5.17 Rencana pembebanan dalam keadaan air normal .............................. 89
Tabel.5.18 Berat sendiri dan momen guling ....................................................... 92
Tabel.5.19 Gaya tekanan air pada kondisi air banjir ............................................ 93
Tabel.5.20 Gaya dan momen gempa .................................................................... 94
Tabel.5.21 Rencana pembebanan dalam keadaan air banjir ................................ 94
Tabel.5.22 Beban sendiri terhadap gaya geser ..................................................... 95
Tabel.5.23 Gaya tekanan air................................................................................. 96
Tabel.5.24 Beban dan momen gempa .................................................................. 96
Tabel.5.25 Rencana pembebanan dalam keadaan air banjir ................................ 97
xii
Tabel.5.26 Gaya tekanan tembok penahan tanah ................................................ 99
Tabel.5.27 Gaya horizontal dan momen ............................................................. 100
Tabel.5.28 Gaya horizontal dan momen ............................................................. 101
Tabel.5.29 Gaya dan momen yang terjadi ........................................................... 103
Tabel.5.30 Perbandingan hasil redesain dengan desain yang ada ..................... 104
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Lokasi Bendung Pendekan ............................................................... 3
Gambar 3.2 Mercu Tipe Bulat dengan 2 Jari-jari ................................................ 13
Gambar 3.3 Pengaruh penggenangan “Back Water” ........................................... 17
Gambar 3.4 Kolam Olak tipe Vlugter .................................................................. 22
Gambar 3.5 Rip-rap .............................................................................................. 23
Gambar 3.6 Titik tinjauan patah tarik .................................................................. 33
Gambar 3.7 Titik tinjauan gaya guling ................................................................ 35
Gambar 4.1 Bagan Alir Perancangan Bendung ................................................... 39
Gambar 5.1 Penampang basah sungai .................................................................. 43
Gambar 5.2 Hubungan debit (Q) dan tinggi muka air (h) .................................... 45
Gambar 5.3 Saluran pembilas bendung ............................................................... 48
Gambar 5.4 Mercu bendung dengan 2 jari-jari ................................................... 50
Gambar 5.5 Hubungan debit (Q) dan tinggi muka air (h) .................................... 52
Gambar 5.6 Pengaruh penggenangan “Back Water” ........................................... 54
Gambar 5.7 Elevasi Kolam Olak ........................................................................ 56
Gambar 5.8 Kolam Olak ...................................................................................... 57
Gambar 5.9 Rip – rap ........................................................................................... 59
Gambar 5.10 Lantai Muka .................................................................................. 61
Gambar 5.11 Saluran Pengambilan ...................................................................... 65
Gambar 5.12 Penampang kantung pasir............................................................... 67
Gambar 5.13 Potongan saluran pembilas kantung pasir ..................................... 70
Gambar 5.14 Tanggul Sisi Kiri Bendung ............................................................. 71
Gambar 5.15 Tanggul Sisi Kanan Bendung ......................................................... 72
Gambar 5.16 Tekanan air pada kondisi normal .................................................. 74
Gambar 5.17 Tekanan air pada kondisi banjir .................................................... 78
xiv
Gambar 5.18 Berat sendiri .................................................................................. 79
Gambar 5.19 Gaya akibat gempa ........................................................................ 81
Gambar 5.20 Berat sendiri .................................................................................. 82
Gambar 5.21 Gaya akibat gempa sebagai tinjauan bahaya guling ....................... 84
Gambar 5.22 Titik tinjauan bahaya patah tarik .................................................... 90
Gambar 5.23 Berat sendiri bendung .................................................................... 92
Gambar 5.24 Gaya akibat gempa sebagai tinjauan bahaya guling ....................... 93
Gambar 5.25 Gaya dan diagram tekanan tembok penahan tanah ....................... 98
Gambar 5.26 Miring tanah dan sudut tembok bagian bawah .............................. 99
Gambar 5.27 Momen guling ditinjau dari titik A ............................................... 102
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Situasi Bendung
Lampiran 2 Gambar Denah Bendung
Lampiran 3 Gambar Potongan A – A
Lampiran 4 Gambar Potongan B – B
Lampiran 5 Gambar Potongan C – C
Lampiran 6 Gambar Saluran Kantung pasir
Lampiran 7 Bentuk – bentuk mercu
Lampiran 8 Bentuk – bentuk bendung mercu Ogee
Lampiran 9 Tabel k dan n
Lampiran 10 Faktor koreksi C1 pada bendung mercu Ogee
Lampiran 11 Harga-harga koefisien C2 untuk bendung mercu Ogee
Lampiran 12 Lebar efektif bendung
Lampiran 13 Peredam energi tipe bak tenggelam
Lampiran 14 Jari-jari minimum bak
Lampiran 15 Batas minimum tinggi air
Lampiran 16 Batas maksimum tinggi air
Lampiran 17 Diagram Sield
Lampiran 18 Karakteristik Saluran dan Kemiringan
Lampiran 19 Tinggi Jagaan
Lampiran 20 Harga-harga Minimum Angka Rembesan Lane (CL)
Lampiran 21 Koefisien Jenis Tanah
Lampiran 22 Daerah Gempa di Indonesia
Lampiran 23 Periode Ulang dan Percepatan Dasar Gempa
Lampiran 24 Harga-harga perkiraan untuk koefisien gesekan
Lampiran 25 Kombinasi Pembebanan
Lampiran 26 Faktor Keamanan Terhadap Guling
xvi
Lampiran 27 Faktor Keamanan Tehadap Geser
Lampiran 28 Gambar gaya tekanan air pada kondisi normal
Lampiran 29 Gambar gaya tekanan air pada kondisi banjir
Lampiran 30 Gambar gaya berat sendiri bendung sebagai tinjauan terhadap bahaya
guling.
Lampiran 31 Gambar gaya akibat gempa sebagai tinjauan bahaya guling
Lampiran 32 Gambar gaya akibat beban gempa
Lampiran 33 Gambar gaya berat sendiri bendung
Lampiran 34 Besarnya aliran harian
Lampiran 35 Kartu peserta tugas akhir
Lampiran 36 Kartu presensi konsultasi tugas akhir mahasiswa
xvii
ABSTRAK
Indonesia merupakan sebuah negara berkembang dengan kondisi masyarakat yang agraris, didukung oleh kondisi alam yang sangat memadahi. Dengan Sumber Daya Alam yang sangat melimpah ditambah dengan Sumber Daya Manusia yang ada maka sektor pertanian menjadi sangat dan berpotensi besar bila dikembangkan di Indonesia. Oleh karena itu diperlukan suatu upaya dari pemerintah untuk mempertahakan, mendukung, dan mengembangkan sektor pertanian. Salah satunya adalah pengembangan, rehabilitasi dan optimalisasi sarana dan prasarana, seperti jaringan irigasi. Guna mendukung hal tersebut maka dibuat sebuah bangunan bendung yang merupakan hulu dari suatu jaringan irigasi. Bendung Pendekan yang terletak di Kabupaten Sleman melayani 296,6 Ha lahan pertanian yang masih sangat potensial untuk dikembangkan akan tetapi terdapat komponen yang tidak bekerja sebagaimana mestinya. Oleh karena itu dilakukan perancangan ulang terhadap bendung tersebut sebagai media pembelajaran bagi mahasiswa, sehingga diharapkan dapat berperan dalam pembangunan di Indonesia.
Desain dilakukan menggunakan data-data yang telah ada termasuk debit banjir dan pengambilan. Debit rancangan yang digunakan adalah sebesar 96,4 m3/dt. Langkah-langkah dalam melakukan perancangan ini antara lain survey lokasi dan dokumentasi lapangan, pengumpulan data dan referensi, perumusan masalah, membuat batasan masalah, merencanakan dan merancang teknis bangunan, pembahasan hasil redesain dengan desain yang ada di lapangan, kemudian tahap terakhir adalah penarikan kesimpulan.
Desain baru menghasilkan dimensi bendung sebagai berikut, mercu bendung tipe bulat dengan R1=0,4 m, R2=0,8 m berkemiringan 1:1. Lebar pintu pengambilan 1,5 m, pembilasan tipe periodik dengan 1 pintu selebar 1 m, lebar efektif mercu 59,6 m . Kolam olak tipe Vlughter dengan panjang 11,8 m, panjang rip-rap 7 m. Panjamg lantai muka 78 m dan bangunan penangkap pasir sepanjang 163,5 m dengan penampang trapezium dan persegi panjang pada dasar saluran sebagai kantung sedimen. Desain baru telah memenuhi syarat stabiitas terhadap bahaya piping, guling dan geser.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia adalah sebuah Negara yang sedang berkembang. Negara dengan
penduduk lebih dari 200 juta ini termasuk Negara Agraris, karena sebagian
penduduknya bekerja di sektor pertanian. Dengan keadaan alam yang subur curah
hujan yang tinggi dan memiliki dua musim yaitu musim kemarau dan musim
penghujan, maka pertanian tepat dikembangkan di negara ini. Oleh sebab itu
sektor pertanian di Indonesia akan sangat penting bagi perkonomian bangsa
Indonesia.
Pertanian adalah suatu kegiatan pembudidayaan tanaman yang diharapkan
dapat memberikan nilai ekonomi. Dalam hal ini dititik beratkan kepada pertanian
tanaman makanan pokok sebagian besar mayarakat Indonesia yaitu padi (padi
sawah). Padi sawah merupakan tanaman yang dalam hidupmya memerlukan
penggenangan air selama 3,5 bulan untuk varietas biasa dan 2,5 bulan untuk
varietas unggul. Untuk memenuhi kebutuhan air tersebut maka diperlukan
jaringan irigasi yang dapat mendistribusikan air dari sungai secara kontinyu dan
dengan debit tertentu. Akan tetapi tidak semua daerah dapat langsung dialiri air
dengan jaringan irigasi tersebut, hal ini disebabkan oleh terbatasnya debit air di
sungai tersebut. Oleh karena itu perlu adanya sebuah bangunan air yang dapat
mengatasi masalah tersebut. Bangunan yang dimaksud adalah bangunan bendung.
Bendung Pendekan merupakan hulu dari jaringan irigasi Opak Oyo yang
melayani 296,6 Ha lahan pertanian diwilayah Kabupaten Sleman, sehingga
kondisi bendung akan sangat berpengaruh terhadap masyarakat pengguna jaringan
irigasi tersebut. Seiring dengan pentingnya fungsi bangunan tersebut maka penulis
akan melakuakan redesain Bendung Pendekan sebagai sarana pembelajaran dalam
melakukan perancangan bendung.
2
1.2 Rumusan Masalah
Bagaimana agar Bendung Pendekan dapat melayani kebutuhan irigasi
296,6 Ha lahan pertanian di wilayah Kabupaten Sleman secara optimal. Penulis
akan melakukan perancangan ulang terhadap fisik bangunan bendung pendekan
sebagai tugas akhir.
1.3 Tujuan
Mendesain ulang Bendung Pendekan sehingga didapat desaian yang dapat
berfungsi secara optimal, meliputi perencanaan dimensi bangunan utama bendung
yaitu mercu bendung, bangunan pembilas utama, bangunan pengambilan, kolam
olak, lantai muka, dan rip - rap.
1.4 Manfaat
Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Memberikan pengetahuan dan kontribusi dalam bidang perencanaan
banguan air khususnya bendung
2. Dapat membandingkan desain baru dengan desain sebelumnya.
1.5 Batasan Masalah
Agar perencanaan dalam penulisan tugas akhir ini lebih terarah maka
penulis melakukan pembatasan masalah, yaitu sebagai berikut :
1. Data perancangan diambil dari CV.Hara Konsultan.
2. Mercu dirancang menggunakan bendung tipe bulat.
3. Kolam Olak tipe Vlugter.
4. Perencanaan lantai muka menggunakan metode Lane.
5. Perhitungan stabilitas bendung meliputi stabilitas terhadap bahaya
guling dan geser.
3
1.6 Lokasi Bangunan
Bendung Pendekan terletak di Dusun Gendukan, Desa Bokoharjo,
Kecamatan Prambanan, Kabupaten Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta.
Jl.P
ram
bana
n-Pi
yung
an
U
Dusun Bangsiran
Dusun Kebondalem
Dusun GendukanDusun Pendekan
Bendung Pendekan
Sungai Opak
Gambar 1.1 Lokasi Bendung Pendekan
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Redesain Bendung Tegal
Redesain Bendung Tegal dilakukan oleh Windri Eka Yulianti dan Andi
Aprizon pada tahun 2003.Bendung Tegal terletak di Dusun Tegal, Desa Talaban,
Kecamatan Imogiri, Kabupaten Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Bendung
tersebut direncanakan melayani 614,33 Ha areal pertanian dengan luas DAS 160,2
km2 dan panjang sungai 65 km dengan kemiringan 0,0025.
Bendung dirancang dengan debit banjir rencana dengan kala ulang 100
tahun adalah 703,439 m3/dt. Analisis banjir rencana tersebut dihitung
menggunakan metode Rational Jepang. Bendung Tegal didesain dengan 2 pintu
pengambilan dikiri dan kanan bendung. Debit rencana pada saluran pengambilan
disebelah kanan adalah 0,815 m3/dt untuk mengairi lahan pertanian seluas 144,4
Ha, sedangkan pada sebelah kiri adalah 0,275 m3/dt untuk mengairi 469,93 Ha.
Desain Bendung Tegal ini dirancang menggunakan mercu bendung tipe
bulat dengan 2 jari-jari, dengan R1 = 1 m dam R2 = 2 m. Tinggi elvasi mercu
adalah +125,8 m dengan tinggi mercu 6,68 m.dan berdasarkan dari hasil
perhitungan maka dirancang lebar bendung adalah 119 m. Untuk menghanyutkan
sedimen dihulu bendung maka saluran pembilasan didesain menggunakan saluran
pembilas bendung didalam as sungai sebanyak 2 pintu pembilas dengan lebar
masing-masing pintu 1,5 m yang dipisahkan dengan 1 buah pilar pembilas dengan
lebar 1 m. Sedangkan antara mercu bendung dan saluran pembilas dipisahkan
dengan 1 buah pilar utama dengan lebar 1,5 m, sehingga didapat lebar efektif
mercu bendung adalah 113,5 m. Sebagai bangunan peredam energi dirancang
kolam olak dengan tipe Vlugter dihilir bendung dengan panjang kolam olakan 9,4
m. Sedangkan untuk mengaasi bahaya gaya up-lift dirancang lantai muka dihulu
bendung sepanjang 45,87 m.
5
2.2 Redesain Bendung Kadireso
Redesain Bendung Kadireso yang terletak di kali Kadireso dilaksanakan
oleh PT. Tatareka Paradya pada tahun 2004. Bendung tersebut tidak berfungsi
karana ada kerusakan pada bagian saluran pengambilan. Dan juga elevasi mercu
yang kurang tinggi sehingga kebutuhan debit tidak terpenuhi.
Perencanaan dilakukan dengan mempertahankan bangunan utama, dengan
perbaikan-perbaikan pada bagian yang mengalami kerusakan sesuai dengan
kondisi normal. Kelemahan pintu pengambilan air dari intake kiri dengan
konstruksi skot balk adalah sulit pengoperasiannya saat terjadi banjir sehingga
didesain ulang dengan pintu sorong baja.
Penambahan tinggi elevasi mercu tentu akan mempengaruhi tinggi muka
air sehingga perlu peninggian tanggul dan perubahan saluran primer. Saluran
pembawa bendung Kadireso kondisinya cukup baik dengan pasangan batu putih
sepanjang ± 75 m. berdasarakan pengukuran Pt. Tatareka diparoleh luas 11 Ha
daerah irigasi.Dibutuhkan 200 m saluran pembawa sehingga dilakukan
penambahan sepanjang 125 m dengan pasangan batu. Karena daerah irigasi yang
tidak begitu luas maka dibuat sistem irigasi langsung dari pintu pengambilan
dibuatkan saluran pembawa langsung keareal persawahan tanpa bangunan
pelengkap maupun sadap.
2.3 Redesain Bendung Tegal Dengan Lokasi Pada Kopur.
Redesain terhadap Bendung Tegal dengan lokasi pada kopur dilakukan
oleh Nindya Amburika dan Abdullah Ghofur pada tahun 2005. Bendung Tegal
terletak didusun Tegal, kecamatan imogiri, kabupaten Bantul, Daerah Istimewa
Yogyakarta. Bendung Tegal yang telah ada didesain terletak di dasar sungai.
Dengan luas DAS adalah 160,2 km2, panjang sungai adalah 65 km dan
kemiringan dasar sungai rata-rata adalah 0,00329.
Analisis hidrologi untuk mencari banjir rencana menggunakan metode
Haspers, FRS Jawa-Sumatera dan Rational Jepang kemudian didapat debit kala
ulang 100 tahun (Q100) sebesar 869,33 m3/dt. Debit rencana yang dipakai 0,85
6
m3/dt untuk mengairi 144,4 Ha areal sebelah kanan dan 0,275 m3/dt untuk
mengairi areal sebelah kiri dengan luas 469,93 Ha.
Desain bendung Tegal ini dengan menggunakan tipe kolam olak Vlugter
dan mercu bentuk bulat. Dari hasil perhitungan desain bendung tegal ini dirancang
lebar bendung adalah 110 m, desain pintu pembilas sebanyak 1 buah dengan lebar
1,5 m terletak didalm as sungai disisi pilar utama bendung dengan lebar 1,5 m
sehingga lebar efektif menjadi 100 m. Tinggi mercu adalah 6,887 m, dengan jari-
jari terkecil adalah 1,9 m dan jari terbesar adalah 3,8 m, panjang kolam olak
dirancang 7,907 m dan digunakan lantai muka sepanjang 40 m. Untuk bangunan
pengambilan didesain kanan dan kiri, untuk pintu sebelah kiri menggunakan
gorong-gorong.
2.4 Redesain Bendung Boro Dengan Lokasi Pada As Sungai
Redesain Bendung Boro dilakukan oleh Zulfendi dan Hendro Amalin
Ritonga pada tahun 2007. Bendung Boro terletak di kali Bogowonto, kabupaten
Purworejo, Propinsi Jawa Tengah.. Bendung Tegal yang telah ada didesain
terletak di sudetan atau kopur kemudian lokasi bendung tersebut didesain ulang
pada as sungai. Bendung Boro memiliki luas DAS adalah 321,04 km2 dan panjang
sungai adalah 45,36 km.
Bendung Boro ini didesain pada as sungai dengan lebat 80,5 m, dan dari
analisa hidrologi didapatkan debit banjir 701,3953 m3/dt. Besarnya debit
diperoleh dengan metode Haspers. Untuk menghindari bahaya piping dan erosi
bawah tanah perlu memperpanjang jalanya air dibawah bendung, maka digunakan
lantai muka sepanjang 90 m dari hulu bendung. Pada redesain ini dirancang
bangunan peredam energi dengan kolam olak Tipe Vlugter, dengan panjang
kolam olakan 15,82 m, yang telah aman untuk meredam energi dari mercu
bendung dengan elevasi +38,15 m dengan elevasi dasar olakan +32,2 m. Untuk
menghindari terjadinya penggerusan dihilir kolam olak maka bagian ini
dilengkapi dengan bangunan konstruksi lindung / rap-rap. Yang terdiri dari
bongkahan batu alam dengan diameter 0,46 m dengan panjang 32,72 m. Redesain
7
bendung Boro yang diletakkan pada as Sungai membutuhkan dimensi bendung
yang lebih besar dari pada bendung Boro pada kopur. Hal ini dapat dilihat dari
berat sendiri bendung pada as sungai adalah 604,213 Ton sedangkan pada desain
yang lama berat bendung adalah 90,433 Ton. Perbedaan juga dapat dilihat dari
elevasi mercu pada bendung Boro pada as sungai adalah 9,89 m, sedangkan pada
sudetan tinggi bendung 2 m.
Dari keterangan diatas dapat disimpulkan bahwa hasil redesai bendung
Boro pada as sungai memiliki kelemahan, karena bendung harus memiki bentuk
atau dimensi yang lebih besar dibandingkan dengan desain bendung Boro dengan
lokasi pada kopur atau sudetan. Hal ini dapat merugikan karena akan
menyebabkan suatu pemborosan bila ditinjau dari segi perbedaan volume
bendung yang besar.
2.5 Redesain Bendung Mrican
Redesain bendung mrican dilakukan oleh Emil Adly dan Eno Susilowati
pada tahun 2007. Bendung Mrican terletak di kali Gajah Wong di Dusun Mrican,
Desa Tamanan, Kecamatan Giwangan, Kabupaten Bantul, Propinsi Daerah
Istimewa Yogyakarta. Bendung. Bendung Mrican direncanakan sebagai bendung
tetap yang berungsi untuk meninggika elevasi muka air sehingga air dapat disadap
kemudian dimanfaatkan ke tempat yang membutuhkan. Bendung Mrican terletak
di as sungai dengan lebar sungai 37,5 m dan levasi dasar sungai rerata disekitar
bendung adalah + 67,00 m.
Bendung Mrican melayani 141 Ha lahan irigasi dengan debit dipintu
pengambilan sebesar 0,309 m3/dt. Debit Banjir rencana adalah 125,907 m3/dt
yang diperoleh dari analisa debit banjir yang dilakukan oleh PT. Tatareka
Paradya. Mercu bendung didesain dengan 1 buah pintu pembilas dengan lebar 0,7
m sedangkan pada desain yang ada terdapat perbedaan yang cukup besar yaitu
menggunakan 2 buah pintu dengan lebar masing- masing pintu 1,2 m, yang dapat
diartikan mendekati ¼ kali dari desain yang ada. Perbedaan ini juga terlihat pada
panjang salurang penangkap pasir, pada desain baru panjang saluran 4 kali lebih
8
panjang dari desain yang ada yaitu 119,0125 m sedangkan dari desain yang ada
sepanjang 40 m.
Dari hasil redesain diperoleh elevasi mercu bendung +71,80 m dan elevasi
muka air banjir +73,22 lebih rendah dibandingkan dengan desain yang ada yaitu
elevasi mercu bendung +71,6 m dan elevasi meka air banjir + 73,90 m. Pada
bagian mercu bendung dedesain berbeda dengan desain yang ada yaitu dedesain
dengan mercu tipe bulat dengan 2 jari-jari yaitu R1= 0,6675 m dan R2 = 1,335 m,
sedangkan pada desain yang lama menggunakan mercu tipe Ogee. Bangunan
peredam energi dirancang sama dengan desain bendung yang ada yaitu dengan
kolam olak dengan tipe USBR tipe III. Tetapi pada desain baru dirancang
dilengkapi dengan bangunan peredam gerusan atau rip-rap dengan panjang
13,2199 m dengan diameter batuan 0,1337 m. Untuk memperpanjang jalannya air
di bawah pondasi pada desain baru dirancang mengunakan lantai muka pada hulu
bendung dengan panjang 27,5 m dan pada dsain lama menggunak lantai muka
dengan panjang 32,5 m.
9
BAB III
LANDASAN TEORI
3.1 Pemilihan Lokasi Bendung
Pemilihan lokasi bendung merupakan suatu tahapan penting, karena lokasi
bendung akan menentukan letak dan luas daerah irigasi yang akan dilayani. Selain
itu pemilihan lokasi juga berpengaruh pada saat proses konstruksi. Pemilihan
lokasi yang tepat akan dapat memberikan suatu manfaat yang besar tapi
sebaliknya bila terjadi pemilihan yang kurang tepat dapat mendatangkan musibah
ataupun kendala, baik pada saat pembangunan maupun saat opersionalnya. Oleh
karena itu pemilihan lokasi bendung harus dilakukan dengan tepat, dengan
memperhitungkan beberapa faktor yaitu Topografi, Hidrologi, Morfologi,
Geologi, Mekanika Tanah, dan bangunan lain yang akan dibangun.
Bendung berdasarkan operasionalnya dapat dibedakan menjadi :
a. bendung tetap
Bendung tetap adalah bendung yang terdiri dari ambang tetap atau
permanen, sehingga muka air banjir tidak dapat diatur elevasinya.
Bendung ini biasanya digunakan di sungai-sungai pada bagian hulu
dan tengah.
b. bendung gerak
Bendung gerak adalah bendung yang terdiri dari ambang yang dapat
bergerak (pintu sorong, radial dan tipe lainnya), sehingga dapat
melakukan terhadap muka air banjir. Bendung ini biasa digunakan di
sungai-sungai pada bagian hilir di daerah yang datar.
Bendung berdasarkan lokasi bangunan dapat dibedakan menjadi :
a. pada palung sungai
Bendung pada pada palung sungai adalah bendung yang dibangun di
dasar sungai pada as sungai tersebut.
10
b. pada sudetan atau kopur
Bendung pada kopur adalah bendung yang dibangun diluar as sungai
dengan membuat aliran sungai baru melewati bendung tersebut.
Penempatan bendung dapat dilakukan di dalam sungai ataupun diluar
sungai (sudetan). Pemilihan lokasi bendung ini akan sangat berpengaruh pada
kemampuan kerja suatu bendung pada saat operasinalnya dan pada proses
pelaksanaan konstruksinya. Oleh karena itu sangat perlu diperhatikan faktor yang
akan mempengaruhinya, sehingga akan didapatkan suatu kondisi yang tepat dan
paling menguntungkan
Keuntungan bendung yang ditempatkan di sudetan sungai adalah sebagai
berikut :
a. Memudahkan dalam pelaksanaan konstruksi, tidak ada gangguan aliran
sungai.
b. Waktu pelaksanaan tidak bergantung kepada musim
c. Dapat memilih tanah pondasi yang lebih baik, karena lokasi pondasi
bukan didasar sungai.
d. Penempatan lokasi intake, kantung pasir dan saluran lebih baik dengan
menyesuaikan dengan lokasi sudetan
Kerugian bendung yang ditempatkan disudetan sungai adalah sebagai
berikut :
a. Adanya perubahan morfologi sungai.
b. Dapat mengganggu ekosistem yang ada, karena akan merubah tata
letak sungai.
c. Diperlukan tanggul penutup sungai yang cukup besar.
d. Ada proses pengerukan yang besar untuk membuat sudetan.
Sedangkan keuntungan bendung yang ditempatkan di dasar sungai adalah
sebagai berikut :
a. Tidak ada pekerjaan penutupan sungai untuk mengalihkan aliran kea
rah sudetan yang telah dibuat
b. Tidak ada proses pembuatan sudetan yang memerlukan perhatian yang
tinggi terhadap masalah keteknikan sungai.
11
Kerugian bendung yang ditempatkan di dasar sungai adalah sebagai
berikut :
a. Dalam pelaksanaan konstruksi ada gangguan aliran sungai sehingga
perlu adanya pekerjaan-pekerjaan sementara seperti pembuatan saluran
pengelak, tanggul penutup, dan cofferdam.
b. Waktu pelaksanaan bergantung kepada musim
3.2 Perancangan Tubuh Bendung
3.2.1 Perancangan Bentuk dan Elevasi Mercu Bendung
Tipe mercu bendung yang sering digunakan di Indonesia sebagai bendung
pelimpah adalah tipe Ogee dan tipe bulat. Kedua bentuk mercu tersebut dipakai
baik untuk konstruksi beton, pasangan batu dan kombinasi beton dengan pasangan
batu.
Untuk mengetahui elevasi muka air yang diperlukan, tinggi, kedalaman air
dan kehilangan tinggi energi berikut harus dipertimbangkan.
1. Elevasi sawah tertinggi
2. Kedalaman air sawah
3. Kehilangan Tenaga :
a. saluran tersier ke sawah
b. kemiringan saluran tersier
c. bangunan gorong-gorong
d. bangunan bagi
e. kemiringan saluran primer
f. kemiringan saluran sekunder
g. di pintu pengambilan
h. akibat kantung sedimen
i. akibat bagunan ukur debit
j. akibat fluktuasi di pintu pengambilan
12
3.2.2 Perancangan Jari-jari Mercu Bendung
3.2.2.1 Tipe Bulat
Pada perencanaan ini dirancang menggunakan mercu bendung tipe bulat
dengan 2 jari-jari, R1 dan R2. Untuk Menentukan jari-jari mercu bendung
digunakan rumus sebagai berikut :
Rumus “Bunschu” :
21
23
.gm.b.dQ = ... (3.1)
Dengan :
Q = debit aliran yang melewati mercu (m3/dt)
m = koefisien peluapan (1,33)
b = lebar efektif bendung (m)
d = tinggi air diatas mercu = 2/3H (m)
H = tinggi air dibagian huku bendung (m)
= h+k
k = besarnya energi kecepatan aliran diatas mercu bendung (m)
Untuk menetapkan R1 dipakai metode “Kregten” sebagai rumus
pendekatan :
Bila : 8,31
1 =RH dan mR 11 < , maka;
HR 5,01 = dan 12 2RR =
Dengan :
P = tinggi bendung dari dasar sungai (m)
R1, R2 = jari-jari mercu bendung (m)
13
R1
0,40,8
R2
Hk
d
Gambar 3.2 Mercu Tipe Bulat dengan 2 Jari-jari
3.2.2.2 Tipe Ogee
Mercu Ogee adalah sebuah mercu bendung yang memiliki bentuk tirai
luapan bawah dari bendung ambang tajam aerasi. Oleh karena itu mercu ini tidak
akan memberikan tekanan sub atmosfir pada permukaan mercu sewaktu bending
mengalirkan air pada debit rencana.Untuk debit rendah , air akan memberikan
tekanan kebawah pada mercu.
Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir, US Army Corp
of Engineers telah mengambangkan persamaan berikut. n
dd hX
K1
hY
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡= ... (3.2)
Dengan :
X,Y = koordinat permukaan hilir
hd = tinggi energi rencana diatas mercu
K,n = parameter untuk berbagai kemiringan hilir
Untuk bentuk-bentuk mercu Ogee terdapat dalam lampiran Gambar 4.9 Lampiran
8, harga-harga K dan n dapat dilihat dalam Tabel 4.2 Lampiran 9.
14
Persamaan antara tinggi energi dan debit untuk bending tipe Ogee adalah
sebagai berikut :
1,5d 1
.b.H.g32.
32.CQ = ... (3.3)
Dengan :
Q = debit (m3/dt)
Cd = koefisien debit = C0.C1.C2
C0 = konstanta = 1,30
C1 = fungsi p/hd dan H1/hd
C2 = faktor koreksi untuk permukaan hulu
g = percepatan grafitasi = 9,8 m/dt2
b = lebar mercu (m)
H1 = tinggi energy diatas mercu (m)
Untuk harga koefisien debit C1, C2 dalam dilihat dalam Gambar 4.7
Lampiran 10 dan Gambar 4.10 Lampiran 11.
3.2.3 Lebar efektif mercu Bendung
Lebar efektif mercu adalah panjang bersih mercu bendung, yaitu lebar
sungai dilokasi bendung dikurangi dengan lebar pilar utama dan lebar saluran
pembilas bendung. Untuk Menentukan lebar efektif mercu bendung digunakan
rumus sebagai berikut :
( ) 1H2BBe ap KnK +−= ... (3.4)
Dengan :
Be = lebar efektif mercu bendung (m)
B = lebar mercu bendung (m)
n = jumlah pilar = pilar utama + pilar saluran pembilas
Kp = koefisien kontraksi pilar
Ka = koefisien kontraksi pangkal bendung
H1 = tinggi energi (m)
Harga-harga koefisien Kp dan Ka didapat pada tabel 4.1 Lampiran 12
15
3.2.4 Tinggi Muka Air Sebelum Ada Bendung
Untuk Menentukan tinggi muka air sungai di hulu dan di hilir bendung
digunakan rumus-sebagai berikut :
A.VQ = ... (3.5)
Dengan :
Q = debit sungai (m3/dt)
A = luas tampang basah (m2)
V = kecepatan aliran (m/dt)
Untuk mempermudah dalam melakukan perhitungan maka penampang
sungai diasumsikan berbentuk trapezium dan lebar dasar sungai dianggap sama.
Maka didapat persamaan luas penampang sungai sebagai berikut:
m.h)h(bA += ... (3.6)
2m12h.BP ++= ... (3.7)
Dengan :
A = luas tampang basah sungai (m2)
b = lebar dasar sungai (m)
h = tinggi air banjir (m)
P = keliling basah aliran sungai (m)
m = kemiringan talud/tebing sungai
Dianggap bahwa kecepatan aliran sungai dapat dicari pendekatannya
dengan menggunakan rumus “De-Chezy” sebagai berikut :
R.ICV = ... (3.8)
Untuk menghitung koefisien Chezy,menggunakan rumus Basin sebagai
berikut :
RJb1
87C+
= ... (3.9)
Dengan :
C = koefisien Chezy (m1/2/dt)
R = A/P = jari-jari Hydraulis (m)
16
Jb = kekasaran dinding Basin = 0,85
I = kemiringan rata-rata dasar sungai
3.2.5 Tinggi Muka Air Setelah Ada Bendung
Untuk Menentukan tinggi muka air setelah ada bendung digunakan rumus
sebagai berikut :
21
23
.gm.b.dQ = ... (3.1)
“ Verwoerd ” ( )
232
ph1..h.m
274k
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧
+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛= ... (3.10)
“ Kreghten “ 2
Rh50,0181,49m⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −−= ... (3.11)
Dengan :
P = tinggi bendung dari dasar sungai (m)
= Elevasi mercu bendung – Elevasi dasar sungai
b = lebar efektif mercu bendung (m)
d = tinggi air diatas mercu m
h = tinggi muka air (m)
R2 = diameter terbesar mercu (m)
3.2.6 Efek “Back Water”
Efek back water adalah suatu perubahan keadaan sungai dihulu bendung
akibat adanya pembendungan air dengan bangunan pelimpah, yaitu berupa
terjadinya kenaikan muka air hulu bendung yang merambat ke udik atau hulu
sungai. Kemudian panjang efek back water ini merupakan panjang tanggul banjir
yang harus diperhitungkan.
Pada perancangan efek back water terdapat 2 cara yang digunakan, yaitu
cara pendekatan dan grafis. Untuk menentukan panjangnya penggenangan akibat
air banjir dengan cara pendekatan adalah sebagai berikut :
Untuk 1ah≥ , maka digunakan rumus
17
I2hL = ... (3.12)
Untuk 1ah< , maka digunakan rumus
IzaL +
= ... (3.13)
2
LX1hZ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −= ... (3.14)
Dengan :
L = panjang pengaruh pembendungan (m)
h = tinggi muka air banjir berhubung ada bendung di hulu bendung
I = kemiringan dasar sungai
a = tinggi air banjir sebelum ada bendung
z = kedalaman air pada jarak X meter dari bendung (m)
X
zh
L
aI (d a s a r su n g a i)
? H
Gambar 3.3 Pengaruh penggenangan “Back Water”
Untuk menentukan panjangnya penggenangan akibat air banjir dengan
cara grafis adalah sebagai berikut :
hSfIg.A
.Bα.Q1S
2
⎟⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
−
−= ... (3.15)
18
⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜
⎝
⎛=
⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜
⎝
⎛=
34
2
22
310
34
22
.RA
.Qn
A
P.QnSf ... (3.16)
h..n1
g.A.Bα.Q1
S
310
34
22
3
2
⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
−
−=
A
PQ ... (3.17)
Η= F(h).∆S ... (3.18)
Dengan :
S = jarak antara dua tampang yang ditinjau (m)
h = selisih dalam air antara dua tampang yang ditinjau (m)
α = koefisien coraolis = 1
Q = Debit rencana (m3/dt)
A = luas tampang basah alira (m2)
n = koefisien Manning
p = keliling basah
Sf = kemiringan garis energi
I = kemiringan dasar sungai/saluran
B = lebar permukaan air (m)
Kemudian dibuat tabel dari hasil hitungan, dengan cara dihitung
menggunakan harga berbagai tinggi muka air akibat adanya bending, mulai dari
harga kedalaman air tepat diatas bending sampai harga kedalaman air banjir pada
titik dimulai adanya perubahan tinggi air akibat adanya pembendungan.
Dengan didapatnya harga L = panjang aliran sungai yang dipengaruhi
“back water” direncanakan sebagai panjang tanggul banjir di hulu bending, atau
sampai pada kontur yang mempunyai elevasi yang lebih besar dari elevasi air
yang dipengaruhi oleh “back water”.
19
3.2.7 Perancangan Kolam Olak
3.2.7.1 Kolam Olak Tipe Cekung
Menurut Direktorat Irigasi 1986, Standar Perencanaan Irigasi Kp–06,
kolam olak tipe Cecung atau bak tenggelam telah digunakan sejak lama dan
sangat berhasil pada bending-bendung rendah dan untuk bilangan Froude rendah.
Jika kedalaman konjugasi hilir dari loncat air terlalu tinggi dibanding kedalaman
air normal hilir, atau diperkirakan akan terjadi kerusakan pada lantai kolam yang
panjang akibat batu-batu besar yang terangkat lewat atas bendung maka dapat
dipakai peredam energi yang relatif pendek tetapi dalam. Perilaku hidrolis
peredam energi tipe ini terutama bergantung kepada terjadinya kedua pusaran,
satu pusaran permukaan bergerak kearah berlawanan dengan arah jarum jam
diatas bak, dan sebuah pusaran permukaan bergerak kearah putaran jarum jam dan
terletak dibelakang ambang ujung.
Jari-jari minimum bak yang diizinkan (Rmin) terdapat pada gambar 4.22
terlampir, dimana garis menerus adalah garis asli dari criteria USBR. Dibawah
∆H/hc = 2,5 USBR tidak memberikan hasil-hasik percobaan. Garis putus-putus
merupakan hasil percobaan yang dilakukan IHE yang menghasilkan kriteria yang
bagus untuk jari-jari minimum bak yang diizinkan bagi bangunan-bangunan
dengan tinggi energi rendah.
Batas minimum tinggi air hilir (Tmin) terdapat pada gambar 4.23
terlampir. Untuk ∆H/hc diatas 2,4 garis tersebut merupakan “envelope’ batas
tinggi air hilir yang diberikan oleh USBR bagi batas minimum tinggi air (bak
bercelah), batas minimum tinggi air hilir yang dipengaruhi oleh jari-jari bak dan
batas tinggi air hilir untuk bak tetap. Dibawah ∆H/hc = 2,4 garis tersebut
menggambarkan kedalaman konjugasi suatu loncat air. Dengan pertimbangan
bahwa kisaran harga ∆H/hc yang kurang dari 2,4 berada di luar jamgkauan
percobaan USBR, maka diputuskanlah untuk mengambil kedalaman konjugasi
sebagai kedalaman minimum air hilir dari bak untuk harga ∆H/hc yang lebih kecil
dari 2,4.
Dari penyelidikan model tehadap bak tetap, IHE menyimpulkan bahwa
pengaruh kedalaman tinggi air hilir terhadap bekerjanya bak sebagai peredam
20
energi, ditentukan oleh perbandingan h2/h1, (dapat dilihat di gambar 4.24
terlampir). Jika h2/h1 lebih tinggi dari 2/3, maka aliran akan menyelam kedalam
bak dan tidak ada efek peredaman yang bisa diharapkan
3.2.7.2 Kolam Olak Tipe USBR
Untuk melakukan perencanaan kolam olak tipe USBR digunakan rumus
sebagai berikut :
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ += zH
212gV 1u ... (3.19)
Dengan :
Vu = kecepatan awal loncatan (m/dt)
G = gaya grafitasi (9,81 m2/dt)
H1 = tinggi energi diatas ambang (m)
z = tinggi jatuh (m)
BeQq = ... (3.20)
uu V
qY = ... (3.21)
Dengan :
Yu = kedalaman air diawal loncata air (m)
q = debit per lebar saluran (m3/dt)
Vu = kecepatan awal loncatan (m/dt)
Q = debit banjir Q100th (m3/dt)
( )u
u
g.YV
Fr = ... (3.22)
Dengan :
g = gaya grafitasi (9,81 m2/dt)
Yu = kedalaman air diawal loncat air (m)
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ ⎟
⎠⎞⎜
⎝⎛ −+= 181
21 22
ru
FYY ... (3.23)
Dengan :
Y2 = kedalaman air di atas ambang ujung (m)
21
Yu = kedalaman air di awal loncat air (m)
Fr = bilangan Froude
22,7.YL = ... (3.24)
( )6
F4Yn ru
3+
= ... (3.25)
Dengan :
n3 = tinggi balok penghalang tengah (m)
Fr = bilangan Froude
( )18
F18Yn ru += ... (3.26)
Dengan :
n = tinggi ambang ujung (m)
Fr = bilamgan Froude
( )12 YY6LW −= ... (3.27)
( ).2.Rsin45aLWLB °−−= ... (3.28)
Dengan :
Y1 = tinggi tenaga potensial (m)
Y2 = tinggi loncat air (m)
LW = panjang loncat air (m)
LB = panjang gerusan yang terjadi (m)
a = tinggi ambang akhir sebelah hilir (m)
R = jari – jari mercu bendung (m)
3.2.7.3 Kolam Olak Tipe Vlugter
Untuk melakukan perancangan kolam olak tipe Vlugter digunakan rumus
sebagai berikut :
3
2
c gqh = ... (3.29)
BeQq = ... (3.30)
Jika 25,0 ≤<chz , maka zht c 4,04,2 += ... (3.31)
22
Jika 150,2 ≤<chz , maka zht c 1,00,3 += ... (3.32)
zh
2,8ha cc= ... (3.33)
LRD == ... (3.34)
Dengan :
d = tinggi air diatas mercu (m)
z = tinggi loncat air (m)
t = panjang loncat air (m)
a = tinggi ambang akhir sebelah hilir (m)
L = panjang kolam olak (m)
L
DRR
2aa
z
hc
11
t
Gambar 3.4 Kolam Olak tipe Vlugter
3.2.8 Rip-rap
Rip-rap adalah bangunan yang terletak dihilir kolam olak berupa susunan
bongkahan batu alam atau blok-blok beton yang merupakan lapisan pelindung
loncat air. Rip-rap berfungsi untuk mengurangi kedalaman penggerusan setempat
dan untuk melindungi tanah dasar di hilir peredam energi.
Batu alam yang digunakan adalah batu yang keras, padat, serta memiliki
berat jenis 2,4 T/m3.
23
Rumus yang dapat digunakan untuk merancang rip-rap adalah sebagai
berikut :
LL = 4R ... (3.35)
Dengan :
LL = panjang lapisan rip-rap (m)
R = kedalaman gerusan (m)
Untuk menghitung turbulensi dan aliran yang tidak stabil, maka R
ditambah 1,5R lagi, sehingga R yang digunakan menjadi 2,5R. Tebal rip-rap yang
berupa susunan bongkahan batu kosong adalah 2 s/d 3 × diameter bongkahan.
31
fQ0,47R ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛×= ... (3.36)
f 21
76,1 dm×= ... (3.37)
gVdm2
79,02
= ... (3.38)
Dengan :
Q = debit (m3/dt)
f = faktor lumpur Lecey
dm = diameter (mm)
V = kecepatan aliran (m/dt)
g = percepatan grafitasi (9,8 m/dt2)
K
L
I
J
L
T ebal lap is
dm
1 : m
Gambar 3.5 Rip-rap
24
3.2.9 Perancangan Lantai Muka
Dalam perancangan lantai muka terdapat dua teori yaitu teori Bligh dan
teori Lane. Untuk melakukan perhitungan lantai muka dapat digunakan rumus
sebagai berikut :
3.2.9.1 Teori Bligh
∆HLCR ≤ ... (3.39)
Dengan :
CR = Creep Ratio untuk Bligh
L = panjang garis aliran minimum (m)
∆H = selisih tinggi muka air hulu dan hilir bendung pada kondisi
normal (m)
'LLLm −= ... (3.40)
Dengan :
Lm = panjang lantai muka yang dibutuhkan (m)
L = panjang garis aliran minimum (m)
L’ = panjang garis aliran yang terjadi di tubuh bendung (m)
3.2.9.2 Teori Lane
H.C.L31LL LHv ∆≥+= ... (3.41)
Dengan :
CL = angka rembesan Lane
∑LV = jumlah panjang vertikal (m)
∑LH = jumlah panjang horisontal (m)
∆H = selisih tinggi muka air hulu dan hilir bendung pada kondisi
normal (m)
3.3 Perancangan Bangunan Pengambilan
Bangunan pengambilan adalah sebuah bangunan berupa pintu air. Air
irigasi dibelokkan dari sungai melalui bangunan ini.
25
Untuk melakukan perencanaan bangunan pengambilan dapat digunakan
rumus sebagai berikut :
2.g.zµ.b.a.Q = ... (3.42)
Dengan :
µ = koefisien debit = (0,8)
b = lebar bersih bukaan pintu pengambilan (m)
a = tinggi bersih bukaan pintu pengambilan (m)
z = kehilangan tinggi energi (m)
Untuk menentukan jumlah pintu adalah sebagai berikut.
pabbn = ... (3.43)
Dengan :
n = jumlah pintu pengambilan
b = lebar bersih bukaan pintu pengambilan (m)
bpa = lebar pintu pengambilan (m)
Lebar pintu dirancang sesuai dengan materil pintu yang akan digunakan.
Untuk pintu dari kayu lebar maksimal = 2,0 m, dan pintu dai besi lebar maksimal
= 1,5 m. Lebar pilar antar pintu dapat digunakan 0,5-1,5 m.
3.4 Perancangan Bangunan Pembilas
Bangunan pembilas adalah salah satu perlengkapan pokok bendung, yang
terletak didekat dan menjadi satu kesatuan dengan intake (saluran pengambilan),
berfungsi untuk membilas (menghindarkan) angkutan sedimen dasar dan
mengurangi angkutan sedimen layang masuk ke intake. Tipe bangunan pembilas
dapat dibedakan sebagai berikut:
1. Tipe konvensional/pembilas periodik
Pembilas tipe ini dipilih apabila debit minimum sungai lebih kecil dari
debit pengambilan. Sedimen yang terkumpul dapat dibilas dengan
jalan membuka pintu pembilas secara berkala.
26
2. Tipe underluice/pembilas kontinyu
Pembilas ini dipilih apabila debit minimum sungai lebih besar dari
debit pengambilan. Tipe ini banyak dijumpai pada bending yang
dibangun sesudah tahun 1970-an, untuk bending irigasi teknis. Pintu
pembilas ditempatkan pada bentang dibagian sisi yang arahnya tegak
lurus sumbu bendung, yang terdiri dari lubang/terowongan, pelat
beton, lantai dengan lapisan tahan aus, tembok penyangga, pintu
pembilas
3. Tipe shunt undersluce
Pembilas tipe ini banyak dijumpai pada bending di sungai di bagian
hulu, digunakan untuk menghindarkan benturan batu dan benda padat
lainnya terhadap bangunan.
Untuk melakukan perencanaan bangunan pembilas maka harus
direncanakan ukuran butiran sedimen maksimum yang dapat digelontor.
Kemudian dihitung kecepatan pembilasan yang dapat menghanyutkan sedimen
sesuai dengan diameter yang telah direncanakan menggunakan rumus sebagai
berikut :
v = 10 x d0,5 ... (3.44)
Kemudian kecepatan tersebut akan terpenuhi pada pada tinggi muka air
didepan pintu penguras dengan rumus sebagai berikut :
31
2 32v ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛≥
dhd ... (3.45)
Dengan :
v = kecepatan aliran pembilasan (m/dt)
d = diameter butian (m)
Desain lebar pintu pembilas dapat direncanakan berdasarkan debit
minimum sungai atau debit maksimum pengambilan. Rumus yang digunakan
adalah sebagai berikut :
2.g.zµ.b.a.Q = ... (3.46)
Dengan :
27
µ = koefisien debit = (0,8)
b = lebar bersih bukaan (m)
a = tinggi bersih bukaan (m)
z = kehilangan tinggi energi (m)
Untuk menentukan jumlah pintu adalah sebagai berikut.
pbbbn = ... (3.47)
Dengan :
n = jumlah pintu pembilas
b = lebar bersih bukaan pintu pembilas (m)
bpb = lebar pintu pembilas (m)
Lebar pintu dirancang sesuai dengan materil pintu yang akan digunakan.
Untuk pintu dari kayu lebar maksimal = 2,0 m, dan pintu dai besi lebar maksimal
= 1,5 m. Lebar pilar antar pintu dapat digunakan 0,5-1,5 m.
3.5 Perancangan Bangunan Penangkap Pasir
Bangunan Penangkap Pasir adalah suatu saluran yang terletak diantara
pintu pengambilan dan saluran primer. Saluran ini berfungsi untuk mengendapkan
pasir / sedimen dengan dimensi tertentu, sehingga air yang dialirkan ke saluran
primer telah bersih dan dapat digunakan sebagai sumber irigasi. Kemudian
sedimen yang telah diendapkan di kantong pasir dapat dialirkan kembali ke sungai
dengan cara membilas saluran kantung pasir tersebut.
3.5.1 Perancangan Kantong Lumpur
Untuk melakukan perencanaan bangunan kantong lumpur dapat dilakukan
langkah berikut :
a. Menentukan volume (V) kantong pasir yang diperlukan dengan asumsi
bahwa air yang dielakkan mengandung 0,5% sediment yang harus
diendapkan dalam kantong pasir.
T0,0005.Qn.V = ... (3.48)
28
Dengan :
V = volume kantong pasir (m3)
Qn = debit rencana pengambilan = 120 % Qp (m3/dt)
T = jarak waktu pengambilan (dt)
b. Menentukan kemiringan energi dikantong lumpur selama eksploitasi
normal. Digunakan rumus Strickler sebagai berikut.
pnn .AVQ = ... (3.49)
21
n3
2nsn .I.RKV = ... (3.50)
Dengan :
Vn = kecepatan rata-rata selama eksploitasi normal (m/dt)
Ks = koefisien kekasaran (35 m1/2/dt)
In = kemiringan energi selama eksploitasi normal
Qn = kebutuhan air rencana (m3/dt)
An = luas daerah basah eksploitasi normal (m2)
c. Menentukan kemiringan energi selama pembilasan dengan kantong
dalam keadaan kosong. Digunakan rumus Strickler sebagai berikut.
sss .AVQ = ... (3.51)
21
s3
2sss .I.RKV = ... (3.52)
Dengan :
Vs = kecepatan rata-rata selama pembilasan (m/dt)
Ks = koefisien kekasaran (35 m1/2/dt)
Is = kemiringan energi selama pembilasan
Qs = kebutuhan air rencana (m3/dt)
As = luas daerah basah pembilasan (m2)
d. Menentukan panjang kantong pasir, digunakan rumus sebagai berikut :
( ) .b.LII0,50,5.b.LV 2ns −+= ... (3.53)
Dengan :
V = volume kantong pasir (m3)
b = lebar dasar (m)
29
L = panjang kantong lumpur (m)
Is = kemiringan energi selama pembilasan
In = kemiringan energi selama eksploitasi normal
3.5.2 Perancangan Bangunan Pembilas Kantong Lumpur
Untuk melakukan perencanaan bangunan pembilas kantong lumpur dapat
digunakan rumus sebagai berikut :
1nfs .hbb.h = ... (3.54)
Dengan :
b = lebar total bangunan pembilas = lebar dasar kantong (m)
hs = kedalaman air pembilas (m)
bnf = lebar bersih bukaan pembilas (m)
hf = kedalaman air pada bukaan pembilas (m)
pff .AVQ = ... (3.55)
21
f3
2fsf .I.RKV = ... (3.56)
Dengan :
Vf = kecepatan rata-rata selama pembilasan (m/dt)
Ks = koefisien kekasaran (35 m1/2/dt)
If = kemiringan energi selama pembilasan
Qf = kebutuhan air rencana (m3/dt)
Af = luas daerah basah pembilasan (m2)
3.6 Stabilitas Bendung
3.6.1 Gaya-gaya yang Bekerja pada Bendung
1. Beban berat sendiri bendung
Beban sendiri adalah berat sendiri bangunan yang tergantung kepada
bahan digunakan untuk membuat bangunan tersebut.
Untuk tujuan perencanaan pendahuluan dapat digunakn harga-harga
berat volume dibawah ini.
30
a. Pasangan batu = 22 kN/m3 ( ≈ 2.200 kgf /m3 )
b. Beton tumbuk = 23 kN/m3 ( ≈ 2.300 kgf /m3 )
c. Beton bertulang = 24 kN/m3 ( ≈ 2.400 kgf /m3 )
2. Gaya Tekanan hidrostatis
Tekanan Hidrostatis adalah fungsi kedalaman di bawah muka air. Gaya
Up Lift adalah tahanan yang bekerja didasarkan bidang kontak bendung
disebabkan adanya aliran air tanah. Besarnya tahanan dipengaruhi oleh
beda tinggi air dan elevasi bidang kontak yang dituju serta panjang garis
aliran.
∆HL
LxHxUx∑
−= ... (3.57)
Dengan :
Ux = Tekanan yang terjadi pada titik yang ditinjau (T/m2)
Hx = Tinggi air dari mercu bendung ketitik yang ditinjau (m)
Lx = Panjang Crrp Line sampai ketitik x (m)
∑L = Jumlah panjang Creep Line (m)
∆H = Beda tekanan (m)
3. Tekanan Lumpur
Tekanan lumpur yang bekerja terhadap muka hulu bendung atau
terhadap pintu dapat dihitung sebagai berikut :
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−
=ϕϕγ
sin1sin1
2h
P2
ss ... (3.58)
Dengan :
Ps = gaya yang terletak pada 2/3 kedalaman dari atas lumpur yang
bekerja secara horizontal
γs = berat lumpur (kN/m)
h = dalamnya lumpur (m)
φ = sudut gesek dalam (derajat)
Beberapa asumsi dapat dibuat sebagai berikut :
31
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
=G
1G'γγ ss ... (3.59)
Dengan :
γs’ = berat volume kering tanah ≈ 16 kN/m3 (≈ 1600 kgf /m3 )
G = berat jenis butir = 2,65
Diperoleh γs = 10 kN/m3 (≈ 1000 kgf /m3 )
Sudut gesekan dalam pada umunya bisa diandaikan 30°, maka
diperoleh suatu kesimpulan bahwa,
Ps = 1,67h2 ... (3.60)
4. Gaya Akibat Gempa
Gaya akibat gempa adalah gaya dengan arah horizontal yang terjadi pada
suatu bangunan pada saat terjadi gempa. Untuk menghitung gaya akibat
gempa digunakan rumus sebagai berikut :
K = k × G (Soewarno.Ir,1972) ... (3.61)
Dengan :
K = gaya akibat gempa, diambil arah horizontal
k = koefisien gempa
G = berat bendung
Harga-harga gaya gempa diberikan dalam parameter bangunan yang
didasarkan pada peta Indonesia yang menunjukkan berbagai daerah dan
resiko.
Koefisien gempa dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai
berikut :
( )mcd .zana = ... (3.62)
Dengan :
ad = percepatan gempa rencana (cm/dt2)
n,m = koefisien jenis tanah (kN/m)
ac = percepatan kejut dasar (cm/dt2)
z = factor yang bergantung kepada letak geografis
ga
k d= ... (3.63)
32
Dengan :
k = koefisien gempa
g = percepatan grafitasi
3.6.2 Kebutuhan Stabilitas
1. Aman terhadap gaya guling
Stabilitas terhadap gaya guling dapat dihitung menggunakan rumus
sebagai berikut :
1,5MM
SFAH
AV ≥∑∑
= ... (3.64)
Dengan :
MAV = momen vertikal total pada titik A
MAH = momen horizontal total pada titik A
SF = Faktor keamanan = 1,5
2. Aman terhadap gaya geser
Stabilitas terhadap gaya geser dapat dihitung menggunakan rumus
sebagai berikut :
( ) 1,5(H)
.fVSF ≥∑∑
= ... (3.65)
Dengan :
∑(H) = gaya horizontal total (kN)
∑(V) = gaya vertikal total (kN)
f = koefisien gesekan
SF = angka keamanan = 1,5
3. Kontrol terhadap kern/eksentrisitas
Stabilitas terhadap kern/eksentrisitas dapat dihitung menggunakan
rumus sebagai berikut :
B61
VM
2Be <−= ... (3.66)
Dengan :
B = panjang bendung pada titik yang ditinjau (m)
33
M = momen vertikal total pada titik yang ditinjau (kN-m)
V = gaya vertikal total (kN)
4. Kontrol terhadap patah tarik
Untuk menghindari terjadinya patah tarik di bagian hilir bendung pada
saat kolam dalam keadaan kosong, maka tebal kolam olak dapat di hitung
dengan rumus sebagai berikut :
γbtγwWxUxSdx ×−
≥ ... (3.67)
J
IH
G
L
K
Gambar 3.6 Titik tinjauan patah tarik
Dengan :
dx = tebal lantai kolam pada titik X (m)
Ux = gaya angkat akibat air pada titik X (T/m2)
Wx = kedalaman air pada titik X (m)
γbt = berat jenis tambahan (T/m3)
S = faktor keamanan
Untuk kondisi normal faktor keamanan = 1,5
Untuk kondisi ekstrim faktor keamanan = 1,25
34
3.7 Stabilitas Tanggul
3.7.1 Gaya yang bekerja
1. Akibat takanan tanah aktif dan pasif
Stabilitas tembok penahan tanah
Data tanah yang diperlukan untuk mengontrol stabilitas tembok penahan
tanah adalah sebagai berikut :
a. Berat volume pasangan batu ( γbt )
b. Berat volume tanah basah ( γb )
c. Derajat kekenyangan air
d. Sudut gesek dalam butir tanah (φ )
e. Sudut geser antara dinding dan tanah
Koefisien tanah aktif (Ka)
( )
( ) ( ) ( )( ) ( )
2
2
2
δα.SinΦ'αSinδΦ.SinΦ'ΦSin1Φ'αα.SinSin
ΦαSinKa
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
+−−−
+−
+= .. (3.68)
Koefisien tanah pasiif (Kp)
( )
( ) ( ) ( )( ) ( )
2
2
2
δα.SinΦ'αSinδΦ.SinΦ'ΦSin1Φ'αα.SinSin
ΦαSinKp
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
++++
++
−= ... (3.69)
Dengan :
Ka = Koefisien tekanan tanah aktif
Kp = Koefisien tekanan tanah pasif
α = Sudut dinding bagian bawah
Φ = Sudut gesek dalam antar butir tanah
Φ’ = Sudut gesek antara tanah dan dinding
δ = Kemiringan tanah
2. Akibat gaya gempa
Gaya gempa (K) yang bekerja pada tembok penahan tanah adalah
sebagai berikut:
K = f×ΣW tembok ... (3.70)
35
Apabila gaya gempa dihitung terhadap adanya tekanan tanah di belakang
tembok, maka besarnya adalah :
Ktotal = f.ΣW total ... (3.71)
Dengan :
f = koefisien
K = gaya akibat gempa
3.7.2 Analisa Stabilitas Tanggul
1. Stabilitas terhadap gaya guling ditinjau dari titik A
A Gambar 3.7 Titik tinjauan gaya guling
1,5PH.yKgempa.Y1
W2.X2W1.X1SF >+
+= ... (3.72)
1,5 totalPHMomen gempaMomen
h totalMomen tanaSF >+
= ... (3.73)
Dengan :
W1 = berat tembok (Ton)
W2 = berat tanah (Ton)
X1,Y1 = titik berat tembok (m)
X2,Y2 = titik berat tanah (m)
SF = Faktor keamanan = 1,5
36
2. Stabilitas terhadap eksentrisitas
Koordinat gaya-gaya terhadap titik A
∑∑=
VMV
x ... (3.74)
∑∑=
HMH
y ... (3.75)
6V
)21-V(x-H.y
e BB≤=
∑∑ ∑
... (3.76)
Dengan :
B = panjang tanggul pada titik yang ditinjau (m)
M = momen vertikal total pada titik yang ditinjau (kN-m)
H = gaya horizontal total (kN)
V = gaya vertikal total (kN)
x,y = titik koordinat gaya (m)
3. Stabilitas terhadap gaya geser
1,5H
SF >=∑∑V
... (3.77)
Dengan :
∑(H) = gaya horizontal total (kN)
∑(V) = gaya vertikal total (kN)
SF = angka keamanan = 1,5
37
BAB IV
METODE PERANCANGAN
4.1 Tinjauan Umum
Perancangan ulang/redesain adalah suatu proses mendesain yang akan di
titik beratkan pada membandingkan perbedaan antara desain yang ada dengan
hasil redesain. Pada perencanaan ini dilakukan survey lapangan dan pengumpulan
data
4.2 Subjek Perancangan
Subjek dari perancangan ulang yang dilakukan adalah Bendung Pendekan
yang terletak di Dusun Gendukan, Desa Bokoharjo, Kecamatan Prambanan,
Kabupaten Sleman, D.I.Yogyakarta.
4.3 Objek Perancangan
Objek perancangan adalah melakukan pendesainan ulang (redesain)
bendung dan membandingkan dengan desain yang ada.
4.4 Data Yang Digunakan
Dalam melakukan perancangan suatu bangunan diperlukan data yang akan
menjadi dasar dalam melakukan perencanaan. Data yang diperlukan dalam
perancangan Bendung Pendekan adalah data sekunder yang didapat dari
perancangan terdahulu yaitu CV. Hara Konsultan tahun 2002 sebagai berikut :
4.4.1 Data Topografi
1. Peta situasi untuk bangunan utama
2. Gambar potongan memanjang dan melintang sungai
38
4.4.2 Data Hidrologi
Data hidrologi digunakan untuk menganalisis banjir rancangan, akan tetapi
dalam desain ini tidak dilakukan analisis banjir rancangan karena data yang
digunakan adalah debit perencanaan terdahulu.
4.4.3 Data Morfologi
1. Kandungan sedimen
2. Tipe sedimen
3. Ukuran dan distribusi ukuran sedimen.
4.4.4 Data Geologi
1. Elevasi sawah yang dialiri
2. Luas petak sawah yang dialiri
4.5 Langkah - Langkah Perancangan
Secara garis besar urutan langkah-langkah perencanaan ulang bendung
yang penulis lakukan adalah sebagai berikut:
1. Survei lokasi dan dokumentasi lapangan
2. Pengumpulan data dan referensi
3. Perumusan permasalahan
4. Membuat batasan masalah
5. Merencanakan dan merancang teknis bangunan
6. Pembahasan hasil redesain dengan desain yang ada dilapangan
7. Kesimpulan
39
Pengumpulan Data Sekunder: a. Debit banjir Sungai (Q100) b. Debit minimum Sungai c. Debit pengambilan d. Elevasi sawah tertinggi e Elevasi situasi lokasi
Merancang dimensi saluran pengambilan Merancang dimensi kantung pasir Merancang dimensi tanggul
Mulai
Merancang Tubuh bendung a. Merencanakan elevasi mercu bendung b. Menghitung elevasi muka air sebelum dan
sesudah ada bendung c. Menghitung pengaruh back water d. Merancang dimensi mercu bendung e. Merancang dimensi saluran pembilas f. Merancang dimensi kolam olak g. Merancang dimensi rip-rap h. Merancang dimensi lantai muka
Selesai
Cek Stabilitas
Aman
Tidak memenuhi
Menghitung gaya-gaya yang bekerja pada bendung.: a. Gaya angkat/Up lift dan tekanan air b. Gaya berat akibat berat sendiri
Syarat stabilitas bendung :
a. Gaya guling, 5,1≥∑∑
=AH
AV
MMSF
b. Gaya geser, ( ) 5,1
)(.
≥∑−∑
=H
fUVn
c. Eksentrisitas pembebanan,
BVMBe
61
2<−=
d. Patah tarik, γwWxUxSdx ×−
≥
Gambar 4.1 Bagan Alir Perancangan Bendung
40
BAB V
PERANCANGAN BENDUNG
5.1 Umum
Bendung Pendekan direncanakan sebagai bendung tetap yang terletek di
sudetan Sungai Opak, Dusun Gendukan, Desa Bokoharjo, Sleman
D.I.Yogyakarta. Bendung ini dibangun untuk meninggikan elevasi muka air
Sungai Opak, sehingga dapat disadap dan dialirkan secara grafitasi ke daerah
irigasi atau wilayah yang membutuhkan, sehingga dapat memanfaatkan dan
mengembangkan potensi yang ada di wilayah tersebut.
5.2 Data Perancangan
Dalam melakukan perancangan ulang ini, penulis menggunakan data
perencanaan terdahulu yaitu data perencanaan oleh CV. Hara Konsultan. Data
yang diperlukan dalam perencanaan adalah sebagai berikut :
a. Luas Daerah Aliran Sungai adalah 78 Km2
b. Lebar sungai disekitar rencana bendung adalah 61 m Peta situasi
bangunan utama terdapat di Lampiran 1.
c. Luas area sawah yang diairi adalah 296,6 Ha
d. Elevasi sawah tertinggi yang diairi adalah + 114,01 m
e. Kemiringan rata-rata dasar sungai (I) = 0,0246
f. Debit pengambilan rencana adalah 0,593 m3/dt
g. Debit minimum sungai adalah 0,422 m3/dt
h. Debit rencana maksimum sungai adalah Q100th = 96,40 m3/dt
Perhitungan debit banjir rencana dilakukan melalui metode sebagai berikut
1) Metode FSR Jawa – Sumatra
2) Metode Harpers
3) Metode Trianggle Unit Hydograf
4) Metode Passing Capacity
41
Dari perhitungan debit dengan 4 metode diatas didapatkan hasil dalam
tabel sebagai berikut.
Tabel 5.1 Data hasil perhitungan debit banjir
No. Metode Q5th
(m3/dt)
Q10th
(m3/dt)
Q20th
(m3/dt)
Q50th
(m3/dt)
Q100th
(m3/dt)
1
2
3
4
FSR Jawa-Sumatra
Haspers
Trianggle Unit
Hydograf
Passing Capacity
67,65
60,72
11,49
40,61
82,03
73,63
13,94
49,25
100,14
89,88
17,01
60,12
122,51
109,96
20,82
73,55
144,58
130,04
24,61
86,35
Rata-rata 45,12 54,71 66,79 81,71 96,40
Sumber : CV.Hara Konsultan tahun 2002
Analisis ini dipakai untuk menentukan besarnya debit banjir rencana
dengan kala ulang 5 th, 10 th, 25 th, 50 th, 100 th. Pemilihan kala ulang harus
didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan hidro ekonomis, yaitu :
a. besarnya kerugian yang akan terjadi bila bangunan rusak
b. umur ekonomis bangunan
c. biaya pembangunan
Dalam perencanaan ini digunakan debit banjir untuk Q100th sabesar 96,40
m3/dt. Debit ini merupakan hasil dari 4 metode perhitungan diatas yang kemudian
didapatkan angka rata-rata yang paling mendekati dari masing-masing
perhitungan. Sehingga penulis menggunakan data tersebut untunk melakukan
perancangan ulang bendung Pendekan.
42
5.3 Perancangan Tubuh Bendung
5.3.1 Perancangan Elevasi Mercu Bendung
Menentukan elevasi mercu bendung adalah suatu proses perhitungan untuk
mendapatkan tinggi mercu sehingga didapat elevasi yang optimal bagi jaringan
irigasi tersebut. Elevasi mercu dipengaruhi oleh elevasi sawah tertinggi dan
kehilangan tenaga disepanjang jalur irigasi. Elevasi sawah tertimggi diketahui +
114,01 m dan kehilangan tenaga digunakan asumsi berdasarkan pengalaman
perencanaan terdahulu.
Perhitungan penentuan elevasi mercu bendung sebagai berikut :
a. Elevasi sawah tertinggi = +114,01 m
b. Tinggi air disawah = 0,10 m
c. Kehilangan tekanan dari saluran tersier ke sawah = 0,10 m
d. Kehilangan tenaga karena kemiringan saluran tersier = 0,15 m
e. Kehilangan tenaga akibat bangunan gorong-gorong = 0,05 m
f. Kehilangan tenaga akibat bangunan bagi = 0,10 m
g. Kehilangan tenaga karena kemiringan saluran primer = 0,45 m
h. Kehilangan tenaga akibat pintu pengambilan = 0,10 m
i. Kehilangan tenaga akibat kantong sedimen = 0,25 m
j. Total kehilangan tekanan akibat bangunan ukur debit = 0,10 m
k. Kehilangan tenaga akibat fluktuasi = 0,10m +
Elevasi mercu bendung = + 115,51 m
5.3.2 Perhitungan Tinggi Muka Air Sebelum Ada Bendung
Dalam menghitung tinggi muka air sebelum ada bendung diperlukan suatu
asumsi bentuk penampang sungai. Dalam perhitungan ini penampang sungai
dianggap berbentuk trapesium dengan perbandingan kemiringan talud 1:1, dengan
dimensi sebagai berikut :
Lebar dasar sungai rerata 61 m (b)
Kemiringan rata-rata dasar sungai (I) = 0,0246
43
b
h1
1
Gambar 5.1 Penampang basah sungai
Perhitungan :
A.VQ = ... (3.5)
Q100th = 96,40 m3/dt
Penampang sungai diasumsikan berbentuk trapezium, maka persamaan
luas penampang sungai adalah sebagai berikut :
m.h)h(bA += ... (3.6)
= ( 61 + 1.h ).h
= 61h + h2
2m12h.BP ++= ... (3.7)
Persamaan keliling basah tampang sungai adalah
P = 61 + 2.h. 211+
P = 61 + 2.h. 2
PAR =
22h61h61hR
2
++
=
R.ICV = ... (3.8)
44
RJb1
87C+
= ... (3.9)
R.I
R0,851
87V+
=
R.0,0246R0,85
R87V+
=
Tabel 5.2 Perhitungan tinggi muka air di hulu bendung
h (m) A (m) P (m) R = A/P V Q
0,4 24,56 62,131 0,395 3,648 89,587
0,416 25,549056 62,177 0,411 3,761 96,078
0,5 30,750 62,414 0,493 4,332 133,207
0,7 43,19 62,980 0,686 5,576 240,841
1 62 63,828 0,971 7,221 447,697
45
Gambar 5.2 Hubungan debit (Q) dan tinggi muka air (h)
Dari tabel 5.1 diatas, tinggi muka air dihulu bendung dihitung dengan
menggunakan interpolasi, sebagai berikut.
A B C
D
x
E
( ) ( )( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−
×−+=ACABDEDX
( ) ( )( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
−×−+=
587,89207,133587,894,964,05,04,0X
0,5
x0,4
133,20796,489,587
46
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛×+=
620,43813,61,04,0X
416,0=X , maka diperoleh tinggi muka air (h) adalah 0,416 m.
Kontrol untuk h = 0,416 m
A = 61h + h2
= 61. 0,416 + 0,4162
A = 25,549 m2
0246,0.85,087 R
RRV
+=
0246,0.411,0411,085,0
411,087×
+=V
V = 3,761 m/dt
Q = A × Q
= 25,549 × 3,761
= 96,094 m3/dt ≈ 96,4 m3/dt (debit banjir)
Elevasi dasar sungai dihilir = + 106,461 m
Tinggi air banjir (h) = 0,416 m +
Elevasi air dihilir bendung = + 106,877 m
5.3.3 Perancangan Saluran Pembilas Bendung
Saluran pembilas bendung adalah bagian tubuh bendung yang berfungsi
untuk meneruskan air di luar kebutuhan debit pengambilan dan air yang
digunakan untuk membersihkan endapan-endapan sedimen dihulu bendung dalam
saat pembersihan dari hulu kehilir bendung. Perhitungan saluran pembilas
bendung adalah sebagai berikut :
Qminimum sungai = 11,49 m3/dt
Qpengambilan = 0,593 m3/dt
Qeksploitasi = 1,2 × 0,593 m3/dt
= 0,7116 m3/dt
47
Direncanakan ukuran butiran maksimum yang dapat digelontor adalah
0,02 m, maka kecepatan pembilasan adalah :
v = 10 x d0,5 ... (3.44)
V = 10 x 0,020,5 = 1,41 m/dt
Kecepatan ini akan terpenuhi pada tinggi air minimum didepan pintu
penguras adalah : 3/1)/(32 dhdV ≥ ... (3.45)
1,988 ≥ 0,64 (50h)1/3
2,358h1/3 < 1,988
h1/3 < 0,843
h minimum = 0,59 m
Maka penguras dapat efektif dengan tinggi air minimum di depan pintu
penguras adalah 0,59 m.
Lebar pintu pembilas didesain berdasarkan debit minimum sungai atau
berdasarkan debit pengambilan maksimum. Nilai kedua ini diambil berdasarkan
yang terbesar sebagai dasar perhitungan.
Q min sungai < Q pengambilan, maka dirancang pembilas tipe periodik ,
maka :
Q pembilasan = Q eksploitasi
= 0,711 m3/dt
zgabQ ..2...µ= ... (3.46)
Keterangan :
Q = debit pengambilan = 0,711 m3/dt
µ = koefisien kontraksi pada pintu, dipakai 0,9
b = lebar bukaan/pintu pembilas, direncanakan 1 m
g = gaya grafitasi, 9,81 m2/dt
z = tinggi tekanan, dipakai 0,05 m
05,0.81,9.2..0,1.9,07116,0 a=
7983,0=a
Tinggi muka air pada saat pengurasan, a = 0,7983 m
48
Saluran pembilas dirancang (b), 1 pintu @ 1,0 m = 1,0 m
Lebar pilar direncanakan (t), 1 pilar @ 1,0 m = 1,0 m
1 + 107,13+ 113,24
+ 118,172+ 116,7
+ 114,24
Gambar 5.3 Saluran pembilas bendung
5.3.4 Perhitungan Lebar Efektif Bendung
Lebar sungai (b) = 61 m.
tbbB Σ−Σ−= ... (3.4)
( ) 1H2BBe ap KnK +−=
Keterangan :
Be = lebar efektif mercu bendung (m)
B = lebar sungai (m) = 61 m
∑b = lebar total pintu pembilas (m) = 1,0 m
∑t = lebar total pilar (m) = 1,0 m
n = jumlah pilar = pilar utama + pilar saluran pembilas
Kp = koefisien kontraksi pilar
Ka = koefisien kontraksi pangkal bendung
H1 = tinggi energi (m)
Harga-harga koefisien Kp dan Ka didapat pada tabel 4.1 Lampiran 12
49
Jadi lebar efektif bendung adalah :
Be = B1e + Bs
B1 = b - ∑b - ∑t
= 61 - 1,0 - 1,0
= 59 m
B1e = 59 - 2(1.0,01+0,1)H1
= 59 – 0,22. H1
Bs = 0,8.Bpembilas
= 0,8.1
= 0,8 m
Be = 59 – 0,04. H1 + 0,8
= 59,8 - 0,22. H1 … persamaan 1
Setelah persamaan 1 disubtitusikan ke rumus “Bunschu”, maka diperoleh
H1 = 0,7937, maka
Be = 59,8 - 0,22. 0,7937
= 59,6 m
5.3.5 Perancangan Mercu Bendung
Mercu bendung direncanakan menggunakan tipe bulat dengan 2 jari-jari,
R1 dan R2.
Perhitungan jari-jari mercu menggunakan rumus “Bunschu” sebagai
berikut :
21
23
... gdBemQ = ... (3.1)
Keterangan :
Q = debit aliran yang melewati mercu (Q100) = 96,4 m3/dt
m = koefisien peluapan = 1,33
Be = lebar efektif mercu = 59,8 - 0,22. H1 m
d = tinggi air diatas mercu = 2/3H m
96,4 = 1,33 . 59,8 - 0,22. H1. d3/2 . 9,811/2
d = 2/3H1
50
96,4 = 1,33 . 59,8 - 0,22. H1. (2/3H1)3/2 . 9,811/2
H1 = 0,7937 m
d = 0,5291 m
H = (h+k) m
Untuk menentukan R1 dipakai metode “Kreghten” sebagai rumus
pendekatan.
Bila : 8,31
1 =RH dan mR 11 < , maka;
HR 5,01 = dan 12 2RR =
Maka dipakai :
R1 = 0,5 . 0,7937 = 0,3969 m = 0,4 m
R2 = 2 . 0,4 = 0,8 m
R2R 1
lapis aus
0,4 m0,8 m
Gambar 5.4 Mercu bendung dengan 2 jari-jari
5.3.6 Perhitungan Tinggi Muka Air Setelah Ada Bendung
Untuk mengetahui tinggi muka air setulah ada bendung dilakukan
perhitungan sebagai berikut.
21
23
... gdBemQ = ... (3.1)
“ Verwoerd ” ( )
232 1...
274
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧
+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
phhmk ... (3.10)
51
2
5.018,0⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −
Rh
“ Kreghten “2
5018,049,1⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −−=
Rhm ... (3.11)
Keterangan :
P = tinggi bendung dari dasar sungai (m)
= Elevasi mercu bendung – Elevasi dasar sungai
= + 115,51 m – + 113,24 m
= 2,27 m
Be = 59,6 m
d = 0,5291 m
H = 0,7937 m
R2 = 0,8 m
Tabel 5.3 Hubungan tinggi muka air (h) dan debit (Q) setelah ada
bendung.
h(m) m
k H (m) d (m) Q (m3/dt)
1 0,253 1,237 0,094 0,021 1,021 0,681 77,906
1,1 0,237 1,253 0,088 0,027 1,127 0,752 91,568
1,1329 0,231 1,259 0,086 0,029 1,162 0,775 96,285
1,2 0,221 1,270 0,083 0,034 1,234 0,823 106,249
1,3 0,205 1,285 0,078 0,042 1,342 0,895 121,950
( )
21
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧
+ ph
52
Gambar 5.5 Hubungan debit (Q) dan tinggi muka air (h)
Dari Tabel 5.3 Hubungan tinggi muka air (h) dan debit (Q) setelah ada
bendung didapat :
h = 1,1329 m
m = 1,259
k = 0,029
H = 1,162 m
d = 0,775 m
Q = 96,285 m3/dt ≈ 96,4 m3/dt = Q100 OK
5.3.7 Efek Back Water
Pada perancangan ini cara yang digunakan untuk menentukan panjangnya
penggenangan akibat air banjir adalah dengan cara pendekatan sebagai berikut :
Untuk 1ah≥ , digunakan rumus
I2hL = ... (3.12)
53
Untuk 1ah< , digunakan rumus
IzaL +
= ... (3.13)
2
LX1hZ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −= ... (3.14)
Dari perhitungan sebelumnya telah diperoleh data sebagai berikut :
h = tinggi muka air banjir berhubung ada bendung di hulu bendung
= 3,432 m
I = kemiringan dasar sungai = 0,0246
a = tinggi air banjir sebelum ada bendung = 0,416 m
z = kedalaman air pada jarak X meter dari bendung (m)
L = panjang pengaruh pembendungan (m)
Maka perhitungan efek back water adalah
Untuk menentukan rumus yang akan digunakan maka dilakukan
pengecekan dengan rumus sebagai berikut :
1ah≥
125,80,4163,432
≥=
maka digunakan rumus
I2hL =
0,02462.3,432L =
02,792L = m
54
Tabel 5.4 Panjang hasil hitungan curve kedalaman air pengaruh “back
water”
X 279,02 250 200 175 150 125 100 75 50 25 0
z 0 0,037 0,275 0,477 0,734 1,046 1,413 1,835 2,312 2,845 3,432
a+z 0,416 0,453 0,691 0,893 1,150 1,462 1,829 2,251 2,728 3,261 3,848
a
L
hz
X
Gambar 5.6 Pengaruh penggenangan “Back Water”
5.3.8 Perancangan Kolam Olak
Kolam olak adalah struktur di bagian hilir tubuh bendung yang terdiri dari
berbagai tipe, bentuk dan dikanan kirinya dibatasi oleh tembok pangkal bendung.
Bangunan ini berfungsi untuk meredam energi akibat pembendungan, agar air
dihilir bendung tidak menimbulkan gerusan setempat yang membahayakan
struktur.
Pada perencanaan ini digunakan kolam olak tipe Vlugter dengan
perhitungan sebagai berikut.
Berdasarkan Rumus Vlugter :
BeQq = ... (3.30)
55
1,6259,716
96,4q BeQ ===
3
2
c gqh = ... (3.29)
65,08,9
62,1h 32
c ==
- Elevasi air dihilir bendung = + 106,877 m
- Kehilangan energi dihilir bendung = + 0,10 +
- Elevasi tinggi energi dihilir bendung = + 106,977 m
- Elevasi tinggi energi dihulu bendung = + 116,672
∆H = + 116,672 - + 106,977 = 9,695 m
91,1465,0
695,9==
∆
chH
Kolam Olak menurut Vlugter :
0,150,2 ≤∆
≤chH
Tinggi air hilir dari dasar ambang kolam :
Jika 150,2 ≤<chz , maka
zht c 1,00,3 += ... (3.32)
t = 3hc + 0,1∆H
= 3.0,65 + 0,1.(9,695 - t)
= 1,95 + 0,9695 – 0,1t
1,1t = 2,9195
t = 2,65 m
z = ∆H – t
= 9,695 - 2,65
= 7,045 m
Jadi elevasi dasar kolam olak adalah = Elevasi air di hilir bendung – t
= + 106,977 – 2,65
= + 104,327 m
56
+ 113,24
+ 115,51
+ 103,682
11,82
9,17
2,27
0,79
KF G
H I
J
B C
D E
Gambar 5.7 Elevasi Kolam Olak
Tinggi ambang ujung kolam :
zh
2,8ha cc= ... (3.33)
0,0557,0450,65).0,28.(0,65a == m ≈ 0,1 m
Lebar ambang ujung = 2a = 0,2 m
Panjang Kolam Olak (L)
LRD == ... (3.34)
L = D = R = Elevasi mercu bendung – Elevasi kolam olak
= +115,51 - + 104,327
= 11,183 m
57
15,81
1,251
0,20,1
2,93
11,2
ED
CB
A
J
IH
GF
L
K
+ 113,24
+ 115,51
+ 104,327
Gambar 5.8 Kolam Olak
5.3.9 Perancangan Rip – rap
Rip-rap adalah bangunan yang berupa susunan bongkahan batu alam yang
merupakan lapisan pelindung oleh loncat air. Rip-rap berfungsi untuk mengurangi
kedalaman penggerusan setempat dan untuk melindungi tanah dasar di hilir
peredam energi.
LL = 4R ... (3.35)
LL = 4R = panjang lapisan rip-rap
R = kedalaman gerusan
31
fQ0,47R ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛×= ... (3.36)
f 21
76,1 dm×= ... (3.37)
gVdm2
79,02
= ... (3.38)
V = AQ
58
= 53,053,0
4,96×
= 3,08 m/dt
Dm = 8.92
08,379,02
×
= 0,38 m
dm = diameter butir, direncanakan 0,4 m = 400 mm
f 21
40076,1 ×=
= 35,2
R 3
1
5,324,9647,0 ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛×=
= 0,66 m
Untuk menhitung turbulensi dan aliran yang tidak stabil, R ditambah 1,5R
lagi.
LL = 4(R+1,5R)
= 4 × 1,64
= 6,58 m ≈ 7 m
Tebal lapisan rip-rap = 2 s/d 3 × dm
= 3 × 40 cm
= 120 cm
Jadi panjang rip-rap 7 m, tebal lapisan rip-rap 120 cm, dengan diameter
butir 40 cm.
59
K
L
I
J
7
1,2
d = 0,4 m
1 : 4
Gambar 5.9 Rip - rap
5.3.10 Perancangan Lantai Muka
Lantai muka adalah sebuah struktur bangunan didasar sungai yang terletak
dihihir bendung. Lantai muka berfungsi untuk memperpanjang jalur rembesan air.
Pada perancangan ini lantai muka akan dihitung menggunakan metode
angka rembesan Lane, dengan perhitungan sebagai berikut.
Untuk melakukan perhitungan panjang lantai muka ditinjau selisih tinggi
muka air pada kondisi air normal/tidak banjir, karena dianggap lebih
membahayakan dari pada kondisi air banjir.
Pada kondisi air banjir :
a. elevasi muka air hulu = + 116,672
b. elevasi muka air hilir = + 106,877 -
∆H = + 9,805 m
Pada kondisi air normal / tidak ada air di hilir :
a. elevasi muka air hulu = + 115,51
b. elevasi ambang kolam olak = + 104,327 -
∆H = + 11,183 m
60
Perhitungan dengan Cara Lane
Panjang garis aliran minimum yang harus di atasi :
CL = 6
∆H = 11,183 m
L = CL × ∆H
= 6 × 11,183
= 67,098 m
Creep-ratio untuk Lane (CL) = 6
H.C.L31LL LHv ∆≥+= ... (3.41)
Direncanakan panjang lantai muka 78 m. Panjang aliran yang terjadi
dibawah tubuh bendung di hitung berdasarkan Gambar 5.10 adalah sebagai
berikut :
L H.C88,943169,94 L ∆≥×+=
= 79,337 m > 70,968 m
CL = 6
79,337
= 13,22 > CL min yang diizinkan = 6
Maka digunakan panjang lantai muka 78 m.
61
62
Tabel 5.5 Panjang rembesan air untuk panjang lantai muka.
Bagian
Panjang tiap bagian
Lv (m) Lh (m)
A0 - A1 1,2 0
A1 - A2 0 0,5
A2 - A3 1,12 0
A3 - A4 0 5,5
A4 - A5 1 0
A5 - A6 0 0,5
A6 - A7 1 0
A7 - A8 0 6
A8 - A9 1 0
A9 - A10 0 0,5
A10 - A11 1 0
A11 - A12 0 6
A12 - A13 1 0
A13 - A14 0 0,5
A14 - A15 1 0
A15 - A16 0 6
A16 - A17 1 0
A17 - A18 0 0,5
A18 - A19 1 0
A19 - A20 0 6
A20 - A21 1 0
A21 - A22 0 0,5
A22 - A23 1 0
A23 - A24 0 6
A24 - A25 1 0
A25 - A26 0 0,5
A26 - A27 1 0
A27 - A28 0 6
A28 - A29 1 0
A29 - A30 0 0,5
A30 - A31 1 0
A31 - A32 0 6
63
A32 - A33 1 0
A33 - A34 0 0,5
A34 - A35 1 0
A35 - A36 0 6
A36 - A37 1 0
A37 - A38 0 0,5
A38 - A39 1 0
A39 - A40 0 6
A40 - A41 1 0
A41 - A42 0 0,5
A42 - A43 1 0
A43 - A44 0 6
A44 - A45 1 0
A45 - A46 0 0,5
A46 - A47 1 0
A47 - A 0 6 A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
2,5 0
0 1
1,59 0
0 0,54
15,81 0
0 2,71
1,31 0
0 6,49
1,06 0
0 0,7
3,1 0
∑ 49,69 88,94
64
5.4 Perancangan Bangunan Pengambilan
Analisa saluran pengambilan.
Qminimum sungai = 24,61 m3/dt
Qpengambilam = 0,593 m3/dt
Qeksploitasi = 1,2 × 0,593 m3/dt
= 0,7116 m3/dt
2.g.zµ.b.a.Q = ... (3.42)
Keterangan :
Q = debit pengambilan = 0,711 m3/dt
µ = koefisien kontraksi pada pintu, dipakai 0,9
b = lebar bukaan pintu, direncanakan 1,5 m
g = gaya grafitasi, 9,81 m2/dt
z = tinggi tekanan, dipakai 0,1 m
1,0.81,9.2..5,1.9,07116,0 a=
3763,0=a
Tinggi muka air pada saat pengurasan, a = 0,3763 m
Elevasi ambang pengambilan ditentukan berdasarkan elevasi mercu
bendung, direncanakan 1 m dari dasar sungai . Maka elevasi ambang pengambilan
adalah + 113,24 + 1 m = + 114,24 m
Elevasi ambang pengambilan diambil 0,2 m diatas kantong pasir dalam
keadaan penuh guna mencegah terjadinya pengendapan sedimen didasar intake.
Maka elevasi ambang pengambilan = elevasi kantong pasir dalam keadaan penuh
adalah + 114,24 - 0,2 m = + 114,04 m
Dirancang lebar pintu pengambilan (b) = 1,5 m, dengan 1 buah pintu @
1,5 m. Lebar ambang pengambilan direncanakan 1,2×b = 1,5 × 1,5 = 1,8 m.
65
pintu pengambilan
+ 113,24
+ 114,24
1,5
Gambar 5.11 Saluran Pengambilan
5.5 Perancangan Saluran Penangkap Pasir
5.5.1 Saluran penangkap pasir (kantung pasir)
a. Volume kantung Lumpur
T0,0005.Qn.V = ... (3.48)
Qn = 0,7116 m3/dt
T = jarak waktu pembilasan kantung pasir, dalam perancangan ini
direncanakan 7 hari
= 3600 × 24 × 7
= 604.800 dt
V = 0,0005 × 0,7116 × 604.800
= 215,1878 m3
b. Penentuan In ( pada keadaan normal )
Vn = 0,4 m2/dt, untuk mencegah tumbuhnya vegetasi dan supaya partikel-
partikel yang lebih besar tidak mengendap di hilir kantong lumpur.
Qn = 0,7116 m3/dt
Dari Tabel 13 dan 14 (lampiran), diperoleh ketentunan sebagai berikut :
m = 1
66
n = b/h = 1,3 → b = 1,3h
k = 35 m1/3/dt
W = 0,5 m
pnn .AVQ = ... (3.49)
An n
n
VQ
=
4,0
7116,0=
= 1,779 m2
An = (b + mh)h
1,779 = (1,3h + h)h
1,779 = 2,3h2
h = 0,879 m → b = 1,143 m
Pn = 21.2 mhb ++
= 211879,02143,1 +×+
= 3,629 m
Rn = n
n
PA
= 629,3779,1
= 0,49 m
21
n3
2nsn .I.RKV = ... (3.50)
In = ( )232
2
kR
V
n
n
×
= 23
2
2
3549,0
4,0
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛ ×
= 3,381 × 10-4
67
c. Penentuan Is ( pada keadaan kosong )
Qs = 0,7116 m3/dt
Vs = 1,5 m2/dt
k = 45 m1/3/dt
sss .AVQ = ... (3.51)
As = x
s
VQ
= 5,1
7116,0
= 0,474 m2
hs = bAs
= 143,1474,0
= 0,415 m ≈ 0,42 m
Gambar 5.12 Penampang kantung pasir
Ps = b + 2hs
= 1,143 + 2 × 0,415
= 1,973 m
Rs = s
s
PA
68
= 973,1474,0
= 0,24 m
21
s3
2sss .I.RKV = ... (3.52)
Is = ( )232
2
kR
V
s
s
×
= 23
2
2
4524,0
5,1
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛ ×
= 7,45 × 10-3
Agar pembilasan dapat dilakukan dengan baik, kecepatan aliran harus
tetap dijaga agar selalu subkritis, Fr < 1.
Fr = hg
V×
= 415,081,9
5,1×
= 0,743 < 1 → OK
Dari diagram Shield (lampiran) dapat diketahui diameter partikel
maksimum yang akan terbilas.
τ = ρ × g × hs × Is
=1000 × 9,81 × 0,415 × 7,447.10-3
= 30,318 N/m2
Partikel yang lebih kecil dari 0,4 mm akan terbilas
d. Panjang kantong lumpur
( ) .b.LII0,50,5.b.LV 2ns −+= ... (3.53)
215,1878 = 0,5 × 1,5 × L + 0,5 (1,783 × 10-4 - 7,169 × 10-3)L2 × 1,5
L = 163,042 m ≈ 163,5 m
Maka dari hasil perhitungan diatas direncanakan panjang kantung lumpur
adalah 163,5 m
69
5.5.2 Perancangan bangunan pembilas saluran penangkap pasir
Bangunan pembilas kantung pasir dirancang menggunakan tipe
pembilasan periodik. Pintu pembilas akan dibuka pada saat kantung pasir dalam
kondisi penuh.
1nfs .hbb.h = ... (3.54)
Keterangan :
b = lebar total bangunan pembilas = lebar dasar kantong (m)
hs = kedalaman air pembilasan (m)
bnf = lebar bersih bukaan bukaan pintu pembilas (m)
hf = kedalaman air pada bukaan pembilasan (m)
Perhitungan :
b = 1,5 m
hs = 0,4 m
bnf = dirancang 1 pintu pembilas dengan lebar 1 m
1,5 × 0,4 = 1 × hf
hf = 0,6 m
Jadi kedalaman tambahan adalah = hf - hs
= 0,6 - 0,4
= 0,2 m
Kecepatan aliran pada saluran pembilas dipakai 1,5 m/dt, kemiringan talud
dirancang 1 : 1. Kemiringan yang diperlukan dapat ditentukan dengan rumus
strickler sebagai berikut :
pff .AVQ = ... (3.55)
21
f3
2fsf .I.RKV = ... (3.56)
Keterangan :
Vf = kecepatan rata-rata selama pembilasan (m/dt)
Ks = koefisien kekasaran (35 m1/2/dt)
If = kemiringan energi selama pembilasan
Qf = kebutuhan air rencana (m3/dt)
Af = luas daerah basah pembilasan (m2)
70
Perhitungan :
Dari perhitungan kedalaman tambahan bangunan pembilas didapat
bnf = 1 m
hf = 0,6 m
fff )hmhb(A +=
= ( 1 + 1 × 0,6 )×0,6
= 0,96 m2
2fff m1h2bP ++=
2116,0.21 ++=
= 2,697 m
f
ff P
AR =
697,2
0,96=
= 0,356 m2
21
f3
2fsf .I.RKV =
1,5 = 35 × 0,3562/3 × If1/2
If = 7,28 × 10-3
Direncanakan panjang saluran pembilas adalah 9,5 m
Maka elevasi muka rencana di hilir pintu pembilas menjadi :
+ 112,53 m - ( 7,28 × 10-3 × 9,5) = + 112,46 m
+ 1 0 5 , 6 8
+ 1 1 2 , 4 6
Gambar 5.13 Potongan saluran pembilas kantung pasir
71
5.6 Perancangan Tanggul
5.6.1 Perancangan tanggul sisi kiri bendung
1. Elevasi muka tanah pada tebing sungai +116.643 m
2. Tinggi energi hulu = elevasi muka air setelah pembendungan
= elevasi mercu + H
= + 115,51 m + 1,162 m
= + 116,672 > +116.643 m (perlu tangggul)
3. Tinggi jagaan tanggul diambil 1,5 m
4. Jadi elevasi muka tanggul = + 116,672 m + 1,5 m = + 118,172 m
+ 113,342
+ 116 ,643 + 116 ,672
+ 118 ,172
Gambar 5.14 Tanggul Sisi Kiri Bendung
5.6.2 Perancangan tanggul sisi kanan bendung
1. Elevasi muka tanah pada tebing sungai +114.337 m
2. Tinggi energi hulu = elevasi muka air setelah pembendungan
= elevasi mercu + H
= + 115,51 m + 1,162 m
= + 116,672 > +116.091 m (perlu tangggul)
3. tinggi jagaan tanggul diambil 1,5 m
4. Jadi elevasi muka tanggul = + 116,672 m + 1,5 m = + 118,172 m
72
+ 113,342
+ 114,337
+ 116,672
+ 118,172
Gambar 5.15 Tanggul Sisi Kanan Bendung
5.7 Analisa Stabilitas Bendung
5.7.1 Gaya yang bekerja
Stabilitas bendung selama debit rendah.
Elevasi muka hulu = elevasi mercu bendung = + 115,51 m
Elevasi muka air hilir = elevasi ambang kolam olak = + 103,96 m
Stabilitas bendung selama debit banjir.
Elevasi muka hulu = + 116,3 m
Elevasi muka air hilir = + 107,13 m
Gaya-gaya yang bekerja pada bendung adalah :
a. Gaya up-lift pressure
b. Gaya berat sendiri
c. Gaya gempa
d. Gaya tekan Lumpur
Perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada bendung adalah sebagai berikut.
a. Up lift
∆HL
LxHxUx∑
−= ... (3.57)
Keterangan :
Ux = Tekanan yang terjadi pada titik yang ditinjau (T/m2)
Hx = Tinggi air dari mercu bendung ketitik yang ditinjau (m)
73
Lx = Panjang Creep Line sampai ketitik x (m)
∑L = Jumlah panjang Creep Line (m)
= Lv + 1/3 Lh
= 49,55 m + 1/3 × 64,94 m
= 71,197 m
∆H = Beda tekanan (m)
= +115,51 m - +103,96 m
= 11,55 m
∆Η≥+= .CL31LL LHV
∆H
L31ΣL
CHV
L
+= ; CL = angka rembesan
Maka :
∆HLxCL =
Keterangan :
Lx = panjang Crep Line sampai ketitik x (A)
= 79,337 m
∆H = tinggi air dari mercu bendung ketitik yang ditinjau
= 11,55 m
11,5579,337CL =
= 6,86 karena tanah pasir digunakan CL = 6 (tabel.6.5 Lampiran 20)
Perhitungan untuk titik A1
Lx = 1,2 m
H = 3,47 m
∆H = CLLx
= 2,06
1,2= T/m2
74
Ux = H - ∆H
= 3,47 – 0,2
= 3,27 T/m2
W1 W2 W3 W4
W5 W6 W7 W8 W9 W10
W18W17W16W15
W14
W13
W12
W11
A
K
L
B C
D E
F G
H I
J
Gambar 5.16 Tekanan air pada kondisi normal
Untuk perhitungan tekanan air pada kondisi air normal selanjutnya
dilakukan menggunakan program komputer Microsoft Excel dan ditampilkan
dalam tabel berikut.
Tabel 5.6 Jalur rembesan dan tekanan air bendung pada kondisi air normal.
Titik Bagian
Panjang tiap bagian 1/3.Horz Lx ∆H = H U =
Vert Horz Lx / CL H - ∆H
(m) (m) (m) (m) (T/m2) (T/m2) (T/m2)
A0 0,000 0,000 2,27 2,270
A0 - A1 1,2 0 0,000
A1 1,200 0,200 3,47 3,270
A1 - A2 0 0,5 0,167
A2 1,367 0,228 3,47 3,242
A2 - A3 1,12 0 0,000
A3 2,487 0,414 2,47 2,056
A3 - A4 0 5,5 1,833
A4 4,320 0,720 2,47 1,750
75
A4 - A5 1 0 0,000
A5 5,320 0,887 3,47 2,583
A5 - A6 0 0,5 0,167
A6 5,487 0,914 3,47 2,556
A6 - A7 1 0 0,000
A7 6,487 1,081 2,47 1,389
A7 - A8 0 6 2,000
A8 8,487 1,414 2,47 1,056
A8 - A9 1 0 0,000
A9 9,487 1,581 3,47 1,889
A9 - A10 0 0,5 0,167
A10 9,653 1,609 3,47 1,861
A10 - A11 1 0 0,000
A11 10,653 1,776 2,47 0,694
A11 - A12 0 6 2,000
A12 12,653 2,109 2,47 0,361
A12 - A13 1 0 0,000
A13 13,653 2,276 3,47 1,194
A13 - A14 0 0,5 0,167
A14 13,820 2,303 3,47 1,167
A14 - A15 1 0 0,000
A15 14,820 2,470 2,47 0,000
A15 - A16 0 6 2,000
A16 16,820 2,803 2,47 -0,333
A16 - A17 1 0 0,000
A17 17,820 2,970 3,47 0,500
A17 - A18 0 0,5 0,167
A18 17,987 2,998 3,47 0,472
A18 - A19 1 0 0,000
A19 18,987 3,164 2,47 -0,694
A19 - A20 0 6 2,000
A20 20,987 3,498 2,47 -1,028
A20 - A21 1 0 0,000
A21 21,987 3,664 3,47 -0,194
A21 - A22 0 0,5 0,167
A22 22,153 3,692 3,47 -0,222
A22 - A23 1 0 0,000
76
A23 23,153 3,859 2,47 -1,389
A23 - A24 0 6 2,000
A24 25,153 4,192 2,47 -1,722
A24 - A25 1 0 0,000
A25 26,153 4,359 3,47 -0,889
A25 - A26 0 0,5 0,167
A26 26,320 4,387 3,47 -0,917
A26 - A27 1 0 0,000
A27 27,320 4,553 2,47 -2,083
A27 - A28 0 6 2,000
A28 29,320 4,887 2,47 -2,417
A28 - A29 1 0 0,000
A29 30,320 5,053 3,47 -1,583
A29 - A30 0 0,5 0,167
A30 30,487 5,081 3,47 -1,611
A30 - A31 1 0 0,000
A31 31,487 5,248 2,47 -2,778
A31 - A32 0 6 2,000
A32 33,487 5,581 2,47 -3,111
A32 - A33 1 0 0,000
A33 34,487 5,748 3,47 -2,278
A33 - A34 0 0,5 0,167
A34 34,653 5,776 3,47 -2,306
A34 - A35 1 0 0,000
A35 35,653 5,942 2,47 -3,472
A35 - A36 0 6 2,000
A36 37,653 6,276 2,47 -3,806
A36 - A37 1 0 0,000
A37 38,653 6,442 3,47 -2,972
A37 - A38 0 0,5 0,167
A38 38,820 6,470 3,47 -3,000
A38 - A39 1 0 0,000
A39 39,820 6,637 2,47 -4,167
A39 - A40 0 6 2,000
A40 41,820 6,970 2,47 -4,500
A40 - A41 1 0 0,000
A41 42,820 7,137 3,47 -3,667
77
A41 - A42 0 0,5 0,167
A42 42,987 7,164 3,47 -3,694
A42 - A43 1 0 0,000
A43 43,987 7,331 2,47 -4,861
A43 - A44 0 6 2,000
A44 45,987 7,664 2,47 -5,194
A44 - A45 1 0 0,000
A45 46,987 7,831 3,47 -4,361
A45 - A46 0 0,5 0,167
A46 47,153 7,859 3,47 -4,389
A46 - A47 1 0 0,000
A47 48,153 8,026 2,47 -5,556
A47 - A 0 6 2,000
A 50,153 8,359 2,47 -5,889
A - B 2,5 0 0,000
B 52,653 8,776 4,97 -3,806
B - C 0 1 0,333
C 52,987 8,831 4,97 -3,861
C - D 1,59 0 0,000
D 54,577 9,096 3,47 -5,626
D - E 0 0,54 0,180
E 54,757 9,126 3,47 -5,656
E - F 15,81 0 0,000
F 70,567 11,761 14,65 2,889
F - G 0 2,71 0,903
G 71,470 11,912 14,65 2,738
G - H 1,31 0 0,000
H 72,780 12,130 13,65 1,520
H - I 0 6,49 2,163
I 74,943 12,491 13,65 1,159
I - J 1,06 0 0,000
J 76,003 12,667 14,65 1,983
J - K 0 0,7 0,233
K 76,237 12,706 14,65 1,944
K - L 3,1 0 0,000
L 79,337 13,223 11,55 -1,673
∑ 49,69 88,94 29,647
78
Untuk perhitungan tekanan air pada kondisi air banjir selanjutnya
dilakukan menggunakan program komputer Microsoft Excel dan ditampilkan
dalam tabel berikut.
W18W17W16
W15
W14
W12
W13
W11
W1 W2 W3 W4
W5 W6 W7 W8 W9 W10
J
IH
GF
ED
CB
L
K
A
Gambar 5.17 Tekanan air pada kondisi banjir
Tabel 5.7 Jalur rembesan dan tekanan air bendung pada kondisi air banjir
Titik Bagian
Panjang tiap
bagian 1/3.Horz Lx ∆H = H U =
Vert Horz Lx/CL H - ∆H
(m) (m) (m) (m) (T/m2) (T/m2) (T/m2)
A 50,153 8,359 3,26 -5,099
A - B 2,5 0 0,000
B 52,653 8,776 5,76 -3,016
B - C 0 1 0,333
C 52,987 8,831 5,76 -3,071
C - D 1,59 0 0,000
D 54,577 9,096 4,26 -4,836
D - E 0 0,54 0,180
E 54,757 9,126 4,26 -4,866
E - F 15,81 0 0,000
79
F 70,567 11,761 15,44 3,679
F - G 0 2,71 0,903
G 71,470 11,912 15,44 3,528
G - H 1,31 0 0,000
H 72,780 12,130 14,44 2,310
H - I 0 6,49 2,163
I 74,943 12,491 14,44 1,949
I - J 1,06 0 0,000
J 76,003 12,667 15,44 2,773
J - K 0 0,7 0,233
K 76,237 12,706 15,44 2,734
K - L 3,1 0 0,000
L 79,337 13,223 12,34 -0,883
∑ 25,37 11,44 3,813
b. Berat sendiri
Tubuh bendung didesain menggunakan pasangan batu sehingga berat jenis
bendung = 22 kN/m3 ( ≈ 2.200 kgf /m3 ). Untuk perhitungan gaya berat sendiri
dihitung dengan program komputer micrsoft excel.
Gaya = Luas × Tekanan × bj
G13
G12G14
G11
G10G9
G8
G7
G6
G3
G5G4
J
IH
GF
ED
CB
L
K
G1
G2A
Gambar 5.18 Berat sendiri bendung
80
Tabel.5.8 Gaya berat sendiri bendung. No.
bj Luas × Tekanan Gaya
Gaya ( T )
G1 2,2 (0,25x3,14x0,42)+(0,125x3,14x0,82)+(0,87x0,4) +
(0,5x(0,47+1,03)x0,57)+(0,5x1,03x1,03)
3,702
G2 2,2 2x2,2 9,680
G3 2,2 0,5x2,2x2,2 5,324
G4 2,2 1x1,5 3,300
G5 2,2 0,5x1,5x0,54 0,891
G6 2,2 0,5x15,48x1 27,192
G7 2,2 ((8,24x11,65) -
((0,5x8,24x8,24)+(0,5x2x2)+(0,125x3,14x11,65 x11,65))) 14,907
G8 2,2 0,5x3x3 9,900
G9 2,2 2x3 20,867
G10 2,2 0,5x1,19x1,4 1,283
G11 2,2 8,19x1,6 154,955
G12 2,2 0,5x1,4x0,5 0,396
G13 2,2 0,5x1,4 1,540
G14 2,2 0,2x3,1 1,364
Jumlah 136,382
c. Tekanan lumpur
Tekanan lumpur yang bekerja terhadap muka hulu bendung dapat dihitung
sebagai berikut :
Ps = 1,67h2 ... (3.60)
h = dalamnya lumpur (m)
= 2,27 m
Ps = 1,67×2,27 2
= 8,6 T
81
d. Gaya gempa
Untuk menghitung gaya akibat gempa digunakan rumus sebagai berikut :
K = k × G (Soewarno.Ir,1972) ... (3.61)
Dengan :
K = gaya akibat gempa, diambil arah horizontal
k = koefisien gempa
G = berat bendung
Koefisien gempa dapat dihitung sebagai berikut :
( )mcd .zana = ... (3.62)
Untuk jenis tanah termasuk tanah alluvium, maka diperoleh :
n = 1,56
m = 0,89
z = 1
ac = 160, periode ulang 100 tahun
ad = 1,56 (160 × 1)0,89
= 142,821 cm/dt2
k ga d= ... (3.63)
2109,81142,821
×=
146,0=
G13
G12G14
G11
G10G9
G8
G7
G6
G3
G5G4
J
IH
GF
ED
CB
L
K
G1
G2A
Gambar 5.19 Gaya akibat gempa
82
Tabel.5.9 Gaya akibat gempa.
No. Gaya
Gaya Berat k Gaya Gempa ( T ) ( T )
G1 3,702 0,146 0,146
0,540 1,413 G2 9,680
G3 5,324 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146
0,777 0,482 0,130 3,970 2,176 1,445 3,047 0,187 5,261 0,058 0,225 0,199
G4 3,300 G5 0,891 G6 27,192 G7 14,907 G8 9,900 G9 20,867 G10 1,283 G11 36,036 G12 0,396 G13 1,540 G14 1,364
Jumlah 136,382 19,912
5.7.2 Stabilitas bendung saat kondisi air normal
1. Stabilitas terhadap gaya guling
a. Berat Sendiri
Untuk menghitung pengaruh berat sendiri bendung terhadap bahaya
guling, maka momen guling ditinjau terhadap titik G.
AG2
G1
B C
D E
F G
G4G5
G3
G6
G7
G8G9
Gambar 5.20 Gaya berat sendiri bendung.
83
Tabel.5.10 Berat sendiri dan momen guling
No. Gaya Lengan Momen
Gaya ( T ) ( m ) ( Tm )
G1
G2
G3
G4
G5
G6
G7
G8
G9
3,702
9,680
5,324
3,300
0,990
27,192
14,907
9,900
20,867
16,150
16,050
14,086
16,320
15,640
10,330
5,230
4,560
2,200
59,788
155,364
74,994
53,856
15,484
280,893
77,966
45,144
45,907
Jumlah 95,863 809,396
b. Gaya tekanan air
Untuk menghitung gaya tekan air pada bendung terhadap bahaya
guling, maka momen guling ditinjau terhadap titik G sebagi berikut.
Tabel.5.11 Gaya tekanan air
No. Luas x Tekanan Gaya (T) Lengan Momen
Gaya Horz Vert (m) Tm
W1 -0,5x(3,81+3,86)x1 -3,833 15,470 -59,302
W2 -0,5x(3,86+5,63)x0,54 -2,562 14,700 -37,655
W3 -0,5x(5,63+5,66)x1,25 -7,051 14,160 -99,848
W4 -0,5x5,66x7,4 -20,928 11,970 -250,504
W5 0,5x2,89x3,78 5,460 4,500 24,570
W6 0,5x(2,89+2,74)x2 5,627 1,350 7,597
Jumlah 11,087 32,167
W11 0,5x2,27x2,27 2,576 13,187 33,976
W12 -0,5x(5,89+3,81)x2,5 -12,118 10,950 -132,693
84
W13 -0,5x(3,86+5,63)x1,5 7,115 10,300 73,289
W14 -0,5x5,66x7,4 -20,928 6,536 -136,783
W15 0,5x2,89x3,78 5,460 1,083 5,913
W16 -0,5x(2,74+1,52)x1 -2,129 0,600 -1,278 Jumlah 15,152 113,178
c. Gaya gempa
Untuk menghitung pengaruh gaya gempa terhadap bahaya guling,
maka momen guling ditinjau terhadap titik G.
AG2
G1
B C
D E
F G
G4G5
G3
G6
G7
G8G9
Gambar 5.21 Gaya akibat gempa sebagai tinjauan bahaya guling
Tabel.5.12 Beban dan momen akibat gempa No. Gaya Berat k Gaya Gempa Lengan Momen
Gaya ( T ) ( T ) ( m ) ( Tm )
G1
G2
G3
G4
G5
G6
G7
G8
G9
3,702
9,680
5,324
3,300
0,891
27,192
14,907
9,900
20,867
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,540
1,413
0,777
0,482
0,130
3,970
2,176
1,445
3,047
13,890
12,280
11,910
10,430
10,680
7,740
3,127
2,000
1,500
7,508
17,355
9,258
5,025
1,389
30,728
6,806
2,891
4,570
Jumlah 136,382 13,981 85,529
85
Tabel.5.13 Rencana pembebanan dalam keadaan air normal
Jenis Beban Gaya ( T ) Momen ( Tm )
Horz Vert MH MV
Gaya Berat sendiri 0 95,863 0 809,396
Gaya Up-Lift 15,152 11,087 113,178 32,167
Tekanan lumpur 8,6 0 113,408 0
Beban Tetap 23,752 84,775 226,586 777,230
Gaya Gempa 13,981 0 85,529 0
Beban Sementara 37,733 84,775 312,115 777,23
Kontrol stabilitas bendung terhadap bahaya guling
a. Beban tetap
1,5MM
SFAH
AV ≥∑∑
= ... (3.64)
1,5226,586777,23SF ≥=
1,543,3SF ≥= ... aman
b. Beban sementara
1,5MM
SFAH
AV ≥∑∑
=
1,5312,115777,23SF ≥=
1,549,2SF ≥= ... aman
86
2. Stabilitas terhadap gaya geser
a. Berat Sendiri
Untuk menghitung pengaruh berat sendiri bendung terhadap bahaya
geser, gaya dan momen ditinjau terhadap titik K.
Tabel.5.14 Berat sendiri terhadap bahaya geser
No. Gaya Lengan Momen
Gaya ( T ) ( m ) ( Tm )
G1 3,702 23,690 87,702
G2 9,680 23,360 226,125
G3 5,324 21,630 115,158
G4 3,300 23,860 78,738
G5 0,891 23,180 20,653
G6 27,192 18,080 491,631
G7 14,907 13,400 199,760
G8 9,900 12,100 119,790
G9 20,867 9,750 203,453
G10 1,283 7,990 10,250
G11 36,036 4,300 154,955
G12 0,396 0,820 0,325
G13 1,540 0,450 0,693
G14 1,364 0,100 0,136
Jumlah 136,382 1709,369
87
b. Gaya tekan air
Untuk menghitung pengaruh gaya tekan air pada bendung terhadap
bahaya geser, gaya dan momen ditinjau terhadap titik K.
Tabel.5.15 Gaya tekan air
No. Luas x Tekanan Gaya (T) Lengan Momen
Gaya Horz Vert (m) Tm
W1 -0,5x(3,81+3,86)x1 -3,833 23,840 -91,387
W2 -0,5x(3,86+5,63)x0,54 -2,562 23,090 -59,146
W3 -0,5x(5,63+5,66)x1,25 -7,051 22,200 -156,541
W4 -0,5x5,66x7,4 -20,928 19,820 -414,785
W5 0,5x2,89x3,78 5,460 12,370 67,540
W6 0,5x(2,89+2,74)x2 5,627 9,390 52,840
W7 0,5x(4,74+1,52)x0,85 1,810 7,800 14,116
W8 0,5x(1,52+1,16)x6 8,038 4,200 33,761
W9 0,5x(1,16+1,98)x0,36 0,566 0,950 0,537
W10 0,5x(1,98+1,94)x0,7 1,374 0,350 0,481
Jumlah 22,875 169,276
W11 0,5x2,27x2,27 2,576 13,187 33,976
W12 -0,5x(5,89+3,81)x2,5 -12,118 10,950 -132,693
W13 -0,5x(3,86+5,63)x1,5 7,115 10,300 73,289
W14 -0,5x5,66x7,4 -20,928 9,250 -193,580
W15 0,5x2,89x3,78 5,460 1,800 9,828
W16 -0,5x(2,74+1,52)x1 -2,129 0,600 -1,278
W17 0,5x(1,16+1,98)x1 1,571 0,700 1,100
W18 -0,5x1,94x3,1 -3,013 1,033 -3,112
Jumlah 16,723 118,192
88
c. Gaya gempa
Untuk menghitung pengaruh gaya gempa terhadap bahaya geser, gaya
dan momen ditinjau terhadap titik K.
Tabel.5.16 Beban dan momen gempa
No. Gaya Berat k Gaya Gempa Lengan Momen
Gaya ( T ) ( T ) ( m ) ( Tm )
G1 3,702 0,146
0,146
0,540
1,413
13,890 7,508
17,355 G2 9,680 12,280
G3 5,324 0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,777
0,482
0,130
3,970
2,176
1,445
3,047
0,187
5,261
0,058
0,225
0,199
11,910 9,258
5,025
1,389
30,728
6,812
2,891
4,570
0,124
10,417
0,038
0,112
0,309
G4 3,300 10,430
G5 0,891 10,680
G6 27,192 7,740
G7 14,907 3,130
G8 9,900 2,000
G9 20,867 1,500
G10 1,283 0,660
G11 36,036 1,980
G12 0,396 0,660
G13 1,540 0,500
G14 1,364 1,550
Jumlah 136,382 19,912 96,536
89
Tabel.5.17 Rencana pembebanan dalam keadaan air normal
Jenis Beban Gaya ( T ) Momen ( Tm )
Horz Vert MH MV
Gaya Berat sendiri 0 136,382 0 1709,369
Gaya Up-Lift 16,723 22,875 118,192 169,276
Tekanan lumpur 8,6 0 113,408 0
Beban Tetap 25,323 113,507 231,600 1540,094
Gaya Gempa 19,912 0 96,536 0
Beban Sementara 45,235 113,507 328,136 1540,094
Kontrol stabilitas bendung terhadap gaya geser
a. Beban tetap
( ) 1,5(H)
.fVSF ≥∑∑
= ... (3.65)
f = 0,75
5,125,323
,5071130,75SF ≥×
=
1,5362,3SF ≥= ... aman
b. Beban sementara
1,5H
f.VSF ≥=
f = 0,75
5,145,235
507,1130,75SF ≥×
=
5,1882,1SF ≥= ... aman
3. Stabilitas terhadap kern/eksentrisitas
Kontrol stabilitas terhadap eksentrisitas pembebanan
a. Beban tetap
B61
VM
2Be <−= ... (3.66)
90
624,4
113,50760,231094,15404,24
21e ≤⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ −−×=
e = 0,672 ≤ 4,067 ... aman
b. Beban sementara
6B
VMhMv.B
21e ≤⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ −
−=
624,4
113,507136,328094,15404,24
21e ≤⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ −−×=
e = 1,523 ≤ 4,060 ... aman
4. Stablitas terhadap patah tarik
Ditinjau pada saat kolam olak pada kondisi kosong yaitu pada saat
kondisi air normal. Karena kondisi ini dianggap paling berbahaya terhadap
stabilitas patah tarik.
J
IH
G
L
K
Gambar 5.22 Titik tinjauan bahaya patah tarik
a. Ditinjauan di titik H berjarak 7,54 m dari hilir
Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
γbtγwWxUxSdx ×−
≥ ... (3.67)
91
Data yang telah diperoleh adalah :
dx = tebal kolam olak di titik yang ditinjau = 2 m
Ux = Tekan air dititik x ( titik H ) = 1,52 T/m2
S = faktor keamanan
Untuk kondisi normal, faktor keamanan = 1,5
Untuk kondisi ekstrim, faktor keamanan = 1,25
Wx = tinggi muka air diatas kolam olak
Karena ditinjau dalam kondisi air dikolam kosong maka, Wx = 0
Perhitungan :
Dalam perhitungan digunakan faktor keamanan , S = 1,5.
2,21052,15,12 ×−
≥
036,12 ≥ ... aman
b. Ditinjau di titik I berjarak 1,06 m dari hilir
Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
γWx.γxUxSdx −
≥
Data yang telah diperoleh adalah :
dx = tebal kolam olak di titik yang ditinjau = 2 m
Ux = Tekan air dititik x ( titik I ) = 1,159 T/m2
S = faktor keamanan
Untuk kondisi normal faktor keamanan = 1,5
Untuk kondisi ekstrim faktor keamanan = 1,25
Wx = tinggi muka air diatas kolam olak
Karena ditinjau dalam kondisi air dikolam kosong maka, Wx = 0
Perhitungan :
Dalam perhitungan digunakan faktor keamanan, S = 1,5.
2,210159,15,12 ×−
≥
79,02 ≥ ... aman
92
5.7.3 Stabilitas bendung saat kondisi air banjir
Untuk perhitungan selanjutnya adalah stabilitas dihitung pada keadaan
banjir Q = 96,4 m3/dt. Jalur rembesan dan tekanan air bendung pada kondisi
banjir ditampilkan dalam tabel berikut.
1. Stabilitas terhadap gaya guling
a. Berat Sendiri
Untuk menghitung pengaruh berat sendiri bendung terhadap bahaya
guling, momen ditinjau terhadap titik G.
AG2
G1
B C
D E
F G
G4G5
G3
G6
G7
G8G9
Gambar 5.23 Gaya berat sendiri bendung.
Tabel.5.18 Berat sendiri dan momen guling
No. Gaya Lengan Momen Gaya ( T ) ( m ) ( Tm ) G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9
3,702 9,680 5,324 3,300 0,990 27,192 14,907 9,900 20,867
16,150 16,050 14,086 16,320 15,640 10,330 5,230 4,560 2,200
59,788 155,364 74,994 53,856 15,484 280,893 77,966 45,144 45,907
Jumlah 95,863 809,396
93
b. Gaya tekanan air
Untuk menghitung pengaruh gay tekan air terhadap bahaya guling,
momen ditinjau terhadap titik G.
Tabel.5.19 Gaya tekanan air pada kondisi air banjir
No. Luas x Tekanan Gaya (T) Lengan Momen Gaya Horz Vert (m) Tm W1 -0,5x(3,02+3,07)x1 -3,043 15,470 -47,080W2 -0,5x(3,07x4,84)x0,54 -2,135 14,700 -31,384W3 -0,5x(4,84+4,87)x1,25 -6,064 14,160 -85,865W4 -0,5x4,87x6,37 -15,499 12,660 -196,212W5 0,5x3,68x4,81 8,848 5,216 46,150W6 0,5x(3,68+3,53)x2 7,207 1,350 9,730
Jumlah 16,055 55,879W11 0,5x(0,79+3,06)x2,27 4,370 13,187 57,624W12 -0,5x(5,10+3,02)x2,5 -10,143 11,570 -117,355W13 -0,5x(3,07+4,84)x1,5 5,930 9,910 58,770W14 -0,5x4,87x6,37 -15,499 7,460 -115,619W15 0,5x4,89x4,81 11,760 2,100 24,697W16 -0,5x(3,53+2,31)x1 -2,919 0,500 -1,460
Jumlah 22,061 141,091
c. Gaya gempa
Untuk menghitung pengaruh gaya gempa terhadap bahaya guling,
momen ditinjau terhadap titik G.
AG2
G1
B C
D E
F G
G4G5
G3
G6
G7
G8G9
Gambar 5.24 Gaya akibat gempa sebagai tinjauan bahaya guling
94
Tabel.5.20 Gaya dan momen gempa
No. Gaya Berat k Gaya Gempa Lengan Momen
Gaya ( T ) ( T ) ( m ) ( Tm )
G1
G2
G3
G4
G5
G6
G7
G8
G9
3,702
9,680
5,324
3,300
0,891
27,192
14,907
9,900
20,867
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,146
0,540
1,413
0,777
0,482
0,130
3,970
2,176
1,445
3,047
13,890
12,280
11,910
10,430
10,680
7,740
3,127
2,000
1,500
7,508
17,355
9,258
5,025
1,389
30,728
6,806
2,891
4,570
Jumlah 136,382 13,981 85,529
Tabel.5.21 Rencana pembebanan dalam keadaan air banjir
Jenis Beban Gaya ( T ) Momen ( Tm ) Horz Vert MH MV
Gaya Berat sendiri 0 95,863 0 809,396 Gaya Up-Lift 22,061 16,055 141,091 55,879 Tekanan lumpur 8,6 0 113,408 0 Beban Tetap 30,661 84,775 254,499 753,517 Gaya Gempa 13,981 0 85,529 0 Beban Sementara 44,642 84,775 340,029 753,517
Kontrol stabilitas bendung terhadap gaya guling.
a. Beban tetap
1,5MM
SFAH
AV ≥∑∑
= ... (3.64)
1,5254,449753,517SF ≥=
1,5961,2SF ≥= ... aman
95
b. Beban sementara
1,5MhMvSF ≥=
1,5340,029753,517SF ≥=
1,5216,2SF ≥= ... aman
2. Stabilitas terhadap gaya geser
a. Berat Sendiri
Untuk menghitung pengaruh berat sendiri bendung terhadap bahaya
geser, gaya dan momen ditinjau terhadap titik K.
Tabel.5.22 Beban sendiri terhadap gaya geser
No. Gaya Lengan Momen Gaya ( T ) ( m ) ( Tm ) G1 3,702 23,690 87,702 G2 9,680 23,360 226,125 G3 5,324 21,630 115,158 G4 3,300 23,860 78,738 G5 0,891 23,180 20,653 G6 27,192 18,080 491,631 G7 14,907 13,400 199,760 G8 9,900 12,100 119,790 G9 20,867 9,750 203,453 G10 1,283 7,990 10,250 G11 36,036 4,300 154,955 G12 0,396 0,820 0,325 G13 1,540 0,450 0,693 G14 1,364 0,100 0,136
Jumlah 136,382 1709,369
b. Gaya tekan air
Untuk menghitung tekanan air terhadap bahaya geser, gaya dan
momen ditinjau terhadap titik K.
96
Tabel.5.23 Gaya tekanan air
No. Luas x Tekanan Gaya (T) Lengan Momen Gaya Horz Vert (m) Tm W1 -0,5x(3,02+3,07)x1 -3,043 23,840 -72,553 W2 -0,5x(3,07x4,84)x0,54 -2,135 23,090 -49,296 W3 -0,5x(4,84+4,87)x1,25 -6,064 22,200 -134,618W4 -0,5x4,87x6,37 -15,499 20,760 -321,750 W5 0,5x6,95x7,52 8,848 13,310 117,763W6 0,5x(3,68+3,53)x2 7,207 9,390 67,676 W7 0,5x(3,53+2,31)x0,85 2,481 7,800 19,354 W8 0,5x(2,31+1,95)x6 12,778 4,200 53,669 W9 0,5x(1,95+2,77)x0,36 0,850 0,950 0,808 W10 0,5x(2,77+2,73)x0,7 1,927 0,350 0,675 Jumlah 34,092 259,944 W11 0,5x(0,79+3,06)x2,27 4,370 13,187 57,624 W12 -0,5x(5,10+3,02)x2,5 -10,143 11,570 -117,355 W13 -0,5x(3,07+4,84)x1,5 5,930 9,910 58,770 W14 -0,5x4,87x6,37 -15,499 10,370 -160,720 W15 0,5x3,68x4,81 8,848 2,750 24,331 W16 -0,5x(3,53+2,31)x1 -2,919 0,500 -1,460 W17 0,5x(1,95+2,77)x1 2,361 0,500 1,181 W18 -0,5x(2,73+0,88)x3,1 -2,869 0,700 -2,008 Jumlah 21,509 141,906
c. Gaya gempa
Untuk menghitung pengaruh gaya gempa terhadap bahaya geser,
gaya dan momen ditinjau terhadap titik K.
Tabel.5.24 Beban dan momen gempa No.
Gaya Gaya Berat
( T ) k Gaya Gempa
( T ) Lengan
( m ) Momen ( Tm )
G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9
G10 G11 G12 G13 G14
3,702 9,680 5,324 3,300 0,891 27,192 14,907 9,900 20,867 1,283 36,036 0,396 1,540 1,364
0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146 0,146
0,540 1,413 0,777 0,482 0,130 3,970 2,176 1,445 3,047 0,187 5,261 0,058 0,225 0,199
13,890 12,280 11,910 10,430 10,680 7,740 3,130 2,000 1,500 0,660 1,980 0,660 0,500 1,550
7,508 17,355 9,258 5,025 1,389 30,728 6,812 2,891 4,570 0,124 10,417 0,038 0,112 0,309
Jumlah 136,382 19,912 96,536
97
Tabel.5.25 Rencana pembebanan dalam keadaan air banjir
Jenis Beban Gaya ( T ) Momen ( Tm ) Horz Vert MH MV
Gaya Berat sendiri 0 136,382 0 1709,369 Gaya Up-Lift 21,509 34,092 141,90613 259,944 Tekanan lumpur 8,6 0 113,408 0 Beban Tetap 30,109 102,290 255,314 1449,425 Gaya Gempa 19,912 0 96,536 0 Beban Sementara 50,021 102,290 351,850 1449,425
Kontrol stabilitas bendung terhadap gaya geser
a. Beban tetap
( ) 1,5(H)
.fVSF ≥∑∑
= ... (3.65)
f = 0,75
1,530,109
,2901020,75SF ≥×
=
1,5548,2SF ≥= ... aman
b. Beban sementara
1,5H
f.VSF ≥=
f = 0,75
1,550,021
,2901020,75SF ≥×
=
1,5534,1SF ≥= ... aman
3. Stabilitas terhadap kern/eksentrisitas
Kontrol tabilitas bendung terhadap eksentrisitas pembebanan
a. Beban tetap
B61
VM
2Be <−= ... (3.66)
624,4
102,290314,255425,14494,24
21e ≤⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ −−×=
e = 0,526 ≤ 4,067 ... aman
98
b. Beban sementara
6B
VMhMv.B
21e ≤⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ −
−=
624,4
102,29085,351425,14494,24
21e ≤⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ −−×=
e = 1,470 ≤ 4,067 ... aman
5.8 Analisa Stabilitas Tanggul
Stabilitas tembok penahan tanah
Data tanah yang diperlukan untuk mengontrol stabilitas tembok penahan tanah
adalah sebagai berikut :
a. Berat volume pasangan batu ( γbt ) = 2,2 T/m3
b. Berat volume tanah basah ( γb ) = 1,6 T/m3
c. Derajat kekenyangan air = 56,41 %
d. Sudut gesek dalam butir tanah (φ ) = 33º
e. Sudut geser antara dinding dan tanah = 27º
5.8.1 Gaya-gaya yang bekerja
a. Akibat takanan tanah aktif dan pasif
5
1
1
1 1 1
6
11
5
1
1
3
5
4
9
8
762
Gambar 5.25 Gaya dan diagram tekanan tembok penahan tanah
99
Tabel 5.26 Gaya tekanan tembok penahan tanah
Bagian
Gaya Vertikal (W) Lengan Momem
( Ton ) Terhadap titik A
(m) ( Tm )
1 6x1x2,2 = 13,200 1,5 19,800
2 0,5x1x1x2,2 = 1,100 2,3 2,530
3 1x5x2,2 = 11,000 2,5 27,500
4 0,5x1x5x2,2 = 5,500 3,3 18,150
5 1x6x2,2 = 13,200 3 39,600
6 0,5x1x1x1,66 = 0,830 2,7 2,241
7 1x1x1,66 = 1,660 3,5 5,810
8 0,5x1x6x1,66 = 4,150 3,7 15,355
9 6x2x1,66 = 19,920 4,5 89,640
ΣW = 70,560 ΣM = 220,626
Titik berat semua beban vertikal terhadap titik A
127,356,70626,220
===∑∑
WM
el
Perhitungan koefisien tanah
1
6
Gambar 5.26 Miring tanah dan sudut tembok bagian bawah
100
o80,5416 tgarcα ==
Koefisien tanah aktif (Ka)
( )
( ) ( ) ( )( ) ( )
2
2
2
δα.SinΦ'αSinδΦ.SinΦ'ΦSin1Φ'αα.SinSin
ΦαSinKa
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
+−−−
+−
+= .. (3.68)
( )
( ) ( ) ( )( ) ( )
2
2
2
080,538.Sin27538,80Sin033.Sin2733Sin172538,8080,538.SinSin
33538,80SinKa
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
+−−−
+−
+=
682,0606,18,097,0
84,0 =××
=
Koefisien tanah pasiif (Kp)
( )
( ) ( ) ( )( ) ( )
2
2
2
δα.SinΦ'αSinδΦ.SinΦ'ΦSin1Φ'αα.SinSin
ΦαSinKp
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
++++
−+
−= ... (3.69)
( )
( ) ( ) ( )( ) ( )
2
2
2
080,538.Sin27538,80Sin033.Sin2733Sin172538,8080,538.SinSin
33538,80SinKp
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
++++
++
−=
335,70802,0953,097,0
544,0 =××
=
Tabel 5.27 Gaya horizotal dan momen
Bagian
Berat Horizontal (PH)
Lengan terhadap Momen Titik
berat
( Ton ) titik A ( m ) ( Tm ) Gaya total
y x My Mx PH1 4,774 - 3,5 - 16,709 X = 0
PH2 27,737 - 2,33 - 64,627 Y = ΣMx/ΣPH
PH3 24,352 - 0,67 - 16,316 Y = ΣPH = 8,159 ΣMx = 65,020 7,969
101
Tabel 5.28 Gaya horizotal dan momen
Bagian
Berat tembok Lengan terhadap Momen Titik berat
W1 titik A ( m ) ( Tm ) Gaya total
( Ton ) y x My Mx 1 13,200 1,5 4 19,8 52,8 X1 = 2 1,100 2,3 6,3 2,53 6,93 2,445 3 11,000 2,5 3,5 27,5 38,5 Y1 = 4 5,500 3,3 2,6 18,15 14,3 2,708 5 13,200 3 0,5 39,6 6,6
ΣW1 = 44,000 - - 107,58 119,13
Bagian
Berat tanah Lengan terhadap Momen Titik berat
W2 titik A ( m ) ( Tm ) Gaya total
( Ton ) y x My Mx 6 0,830 2,7 6,33 2,241 5,254 X2 = 7 1,660 3,5 6,5 5,810 10,790 4,256 8 4,150 3,7 4,33 15,355 17,970 Y2 = 9 19,920 4,5 4 89,640 79,680 4,281
ΣW2 = 26,560 - - 113,046 113,693
b. Akibat gaya gempa
Gaya gempa (K) yang bekerja pada tembok penahan tanah adalah sebagai
berikut:
K = f×ΣW tembok ... (3.70)
K = 0,06.41,8 = 2,508 Ton
Apabila gaya gempa dihitung terhadap adanya tekanan tanah di belakang
tembok, maka besarnya adalah :
Ktotal = f.ΣW total ... (3.71)
= 0,06.(41,8+16,932)
= 4,234 Ton
102
5.8.2 Analisis stabilitas
a. Ditinjau terhadap gaya guling di titik A
5
1
1
6
A
Gambar 5.27 Momen guling ditinjau dari titik A
1,5PH.yKgempa.Y1
W2.X2W1.X1SF >+
+= ... (3.72)
1,57,969159,82,7082,508
4,25665,262,44544 >×+×
×+×=
5,1057,3 >= Aman
Apabila dihitung berdasakan gaya gempa total akibat pengaruh tanah
adalah sebagai berikut :
1,5 totalPHMomen gempaMomen
h totalMomen tanaSF >+
= ... (3.73)
1,565,026 708,2234,4
220,626 >+×
=
5,188,2 >= Aman
103
b. Ditinjau terhadap eksentrisitas (e)
Tabel 5.29 Gaya dan momen yang terjadi
Notasi Gaya Jarak terhadap
sumbu Momen
Gaya ( Ton ) X (m) Y (m) ( Tm )
ΣW1 44,000 - 2,445 107,580
ΣW2 26,560 - 4,256 113,046
ΣV 70,560 ΣMv = 220,626
ΣPH 8,159 7,969 65,0201
K 4,2336 2,708 11,46247
ΣH 12,392 ΣMh = 76,48257
Koordinat gaya-gaya terhadap titik A
∑∑=
VMV
x ... (3.74)
127,370,56
220,626V
MVx ===
∑∑
∑∑=
HMH
y ... (3.75)
172,612,39276,483
HMH
y ===∑∑
6V
)21-V(x-H.y
e BB≤=
∑∑ ∑
... (3.76)
66
56,70
)621127,3(56,70172,6392,12
≤×−−×
=
0,1957,0 ≤= Aman
104
c. Ditinjau terhadap gaya geser
1,5H
SF >=∑∑V
... (3.77)
1,5392,1256,70 >=
1,5693,5 >= Aman
Sebagai bahan perbandingan antara desain yang ada dengan hasil redesain
yang dilakukan penulis dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 5.30 Perbandingan hasil redesain dengan desain yang ada No. Uraian Redesain Desain yang ada 1 Debit rencana 100 tahun 96,40 m3/dt 96,40 m3/dt 2 Mercu Bendung
a. Elevasi mercu bendung b. Jari-jari mercu c. Elevasi tanggul d. Lebar efektif mercu e.Lebar pilar
+ 115,51 m R1 = 0,4 m; R2 = 0,8 m + 118,172 m 59,6 m 1 m
+ 114,048 m Mercu bulat + 116,69 m 57,5 m 1 m
3 Kolam Olak a. Tipe kolam olak b. Panjang kolam olak
Vlugter 11,8 m
Vlugter 7,6 m
4 Lantai Muka a. Panjang lantai muka b. Elevasi lantai muka
78 m + 113,24 m
Dimensi tidak diketahui
5
Rip-rap a. Panjang rip-rap b. Diameter batuan
7 m 0,4 m
Dimensi tidak diketahui
6 Pembilasan a.Lebar pintu pembilas b.Jumlah pintu pembilas c.Tipe pembilas
1,0 m 1 pintu Periodik
2,5 m 1 pintu Periodik
7 Pengambilan a.Lebar pintu pengambilan b.Jumlah pintu pengambilan
1,5 m 1 pintu
3,2 m 2 pintu, @ 1,3 m dengan 1 pilar = 0,6m
8 Saluran Penangkap Pasir a.Panjang saluran b.Penampang saluran
163,5 m Trapesium dan persegi
39,7 m Trapesium dan persegi
105
BAB VI
PEMBAHASAN
Pada tugas akhir ini dilakukan perancangan ulang terhadap Bendung
Pendekan yang terletak di Dusun Gendukan, Desa Bokoharjo, Kecamatan
Prambanan, Kabupaten Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta., perancangan
dilakukan menggunakan metode yang ada pada standar perencanaan irigasi , sehingga
dapat diperoleh suatu desain bangunan bendung yang memenuhi persyaratan dan
kestabilan.
Pada redesain Bendung Pendekan ini dimulai dengan mencari data desain
sebelumnya yang dilaksanakan sebelumnya. Besarnya debit banjir rencana yang telah
dianalisis oleh CV. Hara Konsultan digunakan kembali untuk melakukan
perancangan ulang oleh penulis. Debit banjir rencana yang digunakan tersebut adalah
Q100 sebesar 96,40 m3/dt.
Perancangan tubuh bendung dimulai dengan merencanakan tinggi elevasi
mercu bendung, setelah pengalami proses perhitungan diperoleh tinggi elevasi mercu
bendung + 115,51 m. Hasil ini lebih tinggi dari desain yang ada yaitu + 114,048 m.
Bentuk mercu dirancang menggunakan tipe bulat dengan 2 jari-jari dan diperoleh
dimensi mercu bulat dengan R1 = 0,4 m dan R2 = 0,8 m.
Saluran pembilas bendung dirancang ditempatkan di bagian kiri bendung,
bangunan ini diperlukan untuk menghanyutkan sedimen yang mengendap dihulu
bendung. Karena debit minimum sungai lebih kecil daripada debit pengambilan
,maka saluran pembilas dirancang sebagai saluran pembilas tipe periodik, yaitu
dirancang dengan 1 pintu pembilas dengan lebar 1 m. Desain ini lebih kecil dan
ekonomis dari desaian dilapangan yaitu 2,5 m. Setelah lebar saluran pembilas
diperoleh maka diperoleh lebar efektif mercu bendung adalah 59,6 m dengan lebar
pilar utama 1 m.
106
Pembendungan suatu aliran air pasti akan menimbulkan pengaruh terhadap
wilayah aliran air tersebut. Untuk mengetahui pengaruh adanya pembendungan
terhadap tinggi muka air dihulu bendung. Kemudian dilakukan perhitungan tinggi
muka air sebelum dan setelah ada bendung diperoleh. Dari hasil perhitungan
diperoleh tinggi muka air sebelum ada bendung 0,416 m dan tinggi muka air setelah
ada bendung 1,162 m. Sehingga dari perhitungan diketahui efek back water dihulu
bendung adalah 279,02 m.
Untuk mengatasi adanya gerusan setempat dihilir bendung yang dapat
membahayakan struktur, maka diperlukan bangunan kolam olak, pada desain ini
dirancang kolam olak tipe Vlugter dengan panjang kolam olakan 11,8 m dan elevasi
kolam olak + 103,682 m. Bangunan konstruksi lindung dihilir bendung dilengkapi
juga dengan rip-rap yaitu bongkahan batu alam dengan diameter 0,4 m yang
diletakkan sepanjang 7 m dari hilir kolam olak.
Untuk mengatasi bahaya piping dan erosi bawah tanah maka perlu
memperpanjang jalannya air / creep line dibawah pondasi bendung. Salah satu cara
untuk memperpanjang jalannya air dibawah bendung tersebut adalah dengan
meletakkan lantai muka di hulu bendung. Cara ini dipilih karena diharapkan akan
lebih mudah dalam pelaksanaanya. Pada desain ini dirancang lantai muka sepanjang
78 m, berdasarkan perhitungan yang dilakukan dinyatakan aman untuk dapat
mengatasi bahaya piping.
Saluran pengambilan dirancang diletakkan dikiri bendung, berjumlah 1 pintu
dengan lebar 1,5 m, dari hasil analisa perhitungan dimensi tersebut cukup untuk
melayani 296,6 Ha lahan pertanian. Sedangkan pada saluran pengambilan yang ada
dilapangan adalah 3,2 m yang terdiri dari 2 pintu dan 1 pilar dengan lebar 0,6 m.
Sehingga desain baru dapat lebih ekonomis dari desain yang ada.
Untuk mendapatkan air yang memenuhi kebutuhan irigasi, khususnya
persawahan maka diperlukan bangunan yang berfungsi sebagai pengendap/penangkap
sedimen yang terhanyut kedalam pintu pengambilan. Sehingga air yang dialirkan ke
petak-petak sawah tidak membawa sedimen dan pasir. Bangunan ini adalah saluran
107
penangkap pasir yang ditempatkan diantara saluran pengabilan dan saluran primer.
Saluran kantung lumpur dirancang dengan kecepatan aliran 0,4 m3/dt untuk
mencegah tumbuhnya vegetasi dan supaya partikel-partikel yang lebih besar tidak
mengendap dihilir kantung lumpur, bentuk penampang saluran adalah trapezium dan
persegi panjang pada bagian kantung sedimen. Dari haril analisis maka panjang
saluran penangkap pasir yang dirancang 163,5 m sedangkan dari desain yang ada
yaitu 39,7 m.
108
BAB VII
KESIMPULAN DAN SARAN
7.1 Kesimpulan
Dari hasil analisis desain yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut :
a. Lokasi bendung pada sungai Opak dengan lebar 61 m, lebar efektif 59,6 m
denga lebar pilar utama 1 m.
b. Elevasi mercu + 115,51m, tipe bulat dengan R1 = 0,4 m dan R2 = 0,8 m.
c. Saluran pengambilan dirancang 1 pintu dengan lebar 1,5 m, telah efektif
untuk melayani kebutuhan irigasi.
d. Saluran pembilas dirancang 1 pintu dengan lebar 1 m, telah efektif untuk
menghanyutkan sedimen di hulu bendung.
e. Lantai muka dirancang dengan panjang 78 m, telah memenuhi syarat
untuk mengatasi bahaya piping.
f. Kolam olak dengan tebal 2 m aman terhadap patah tarik, dilengkapi
dengan rip-rap sepanjang 7 m dengan diameter butiran 0,4 m.
g. Berat konstrusi bendung adalah 136,382 Ton, telah memenuhi syarat
kestabilitan terhadap bahaya guling dan geser.
7.2 Saran
Dalam melakukan perancangan ulang sebaiknya dilakukan dengan
menggunakan debit rancangan hasil analisis terbaru.
109
DAFTAR PUSTAKA
Adly,E.,Susilowati,E. 2005. Redesain Bendung Mrican Kabupaten Bantul Daerah
Istimewa Yogyakarta, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta.
Amburika,N. Ghofur,A . 2005. Redesain terhadap Bendung Tegal dengan lokasi
pada kopur .Kabupaten Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta., Universitas
Islam Indonesia, Yogyakarta.
Anonim, 2005, Buku Pedoman Tugas Akhir dan Praktek Kerja, Jurusan Teknik
Sipil, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta.
CV. Hara Konsultan. 2002. Perencanaan Jaringan Irigasi Di Opak I Kabupaten
Sleman, Yogyakarta
Direktorat Jendral Pengairan. 1986. Standar Perencanaan Irigasi KP-02.
CV.Galang Persada. Bandung
Direktorat Jendral Pengairan. 1986. Standar Perencanaan Irigasi KP-06.
CV.Galang Persada. Bandung
Direktorat Jendral Pengairan. 1986. Buku Petunjuk Perencanaan Irigasi,
CV.Galang Persada. Bandung
Hadi Harbi, 2004, Perancangan Keairan Bendung Tetap atau Bendung Pelimpah,
Yogyakarta
PT. Tatareka Paradya. 2004. Redesain Bendung Kadireso Daerah Istimewa
Yogyakarta, Yogyakarta.
Yulianti,W,E. Aprizon,A . 2003. Redesain Bendung Tegal Kabupaten Bantul
Daerah Istimewa Yogyakarta., Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta.
Zulfendi. Ritonga,H,A . 2007. Redesain Bendung Boro Kabupaten Purworejo,
Propinsi Jawa Tengah., Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta.
61
A 3
A 2A 1
A 0
A 6A 5
A 7A 4
A 10A 9
A 11A 8
A 14A 1 3
A 15A 1 2
A 1 8A 1 7
A 1 9A 1 6
0 ,5 6
0 ,5
6
0 ,5
6
0 ,5
6
0 ,5
A 4 6A 45
A 4 7A 44
0 ,5
6
A
B C
7 8
Gambar 5.10 Lantai Muka
W1 W2 W3 W4
W5 W6 W7 W8 W9 W10
W18W17W16W15
W14
W13
W12
W11
A
K
L
B C
D E
F G
H I
J
Gambar gaya tekanan air pada kondisi normal
W18W17W16
W15
W14
W12
W13
W11
W1 W2 W3 W4
W5 W6 W7 W8 W9 W10
J
IH
GF
ED
CB
L
K
A
Gambar gaya tekanan air pada kondisi banjir
AG2
G1
B C
D E
F G
G4G5
G3
G6
G7
G8G9
Gambar gaya berat sendiri bendung sebagai tinjauan terhadap bahaya guling.
AG2
G1
B C
D E
F G
G4G5
G3
G6
G7
G8G9
Gambar gaya akibat gempa sebagai tinjauan bahaya guling
G13
G12G14
G11
G10G9
G8
G7
G6
G3
G5G4
J
IH
GF
ED
CB
L
K
G1
G2A
Gambar gaya akibat beban gempa
G13
G12G14
G11
G10G9
G8
G7
G6
G3
G5G4
J
IH
GF
ED
CB
L
K
G1
G2A
Gambar gaya berat sendiri bendung