BAB I Pendahuluah
-
Upload
hmsumuslim -
Category
Documents
-
view
219 -
download
0
Transcript of BAB I Pendahuluah
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
1/15
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sungai Krueng Peudada terletak di Kecamatan Peudada Kabupaten
Bireuen Propinsi Aceh. Krueng Peudada memiliki luas daerah aliran sungai
sebesar 284,40 km 2, panjang 45,50 km, lebar 60 m. Pada saat musim hujan
Krueng peudada memiliki debit air yang sangat besar. Debit air tersebut sering
menjadi masalah sehingga mengganggu pemukiman warga di sekitar DAS.
Sedangkan disaat musim kemarau debit air sungai sangat sedikit, daerah-daerah di
sekitarnya kering, pertanian dan perkebunan kekurangan air.
Salah satu solusi untuk mengatasi masalah tersebut adalah direncanakan
suatu tempat untuk menampung air yaitu waduk. Waduk adalah tempat
menampung kelebihan debit air pada saat musim hujan, sehingga debit air tersebut
bisa dimanfaatkan pada saat musim kemarau.
Dalam merencanakan sebuah waduk harus ada sebuah Cekungan (tampungan air)
yang berguna untuk menampung air sehingga ketersediaan air dapat terjaga dalam
waktu jangka panjang.
Untuk membangun waduk perlu perencanaan yang sangat teliti supaya
mampu mensuplai air untuk kebutuhan masyarakat di kecamatan Peudada dan
daerah-daerah di sekitarnya dalam waktu jangka panjang. Adapun analisa jumlah
tampungan debit air dalam waduk telah di rencanakan sebelumnya dengan judul
Analisa Kapasitas Tampung Waduk Krueng Peudada Kabupaten Bireuen, untuk
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
2/15
2
itu Penulis melakukan Perencanaan Penampang Hidrolis Waduk Krueng Peudada
tersebut. Perencanaan penampang hidrolis waduk bertujuan untuk mengetahui
berat total bendungan, aman terhadap geser (sliding), aman terhadap rembesan
dan aman terhadap gaya akibat gempa bumi.
1.2 Permasalahan
Waduk Krueng Peudada merupakan satu-satunya waduk di Kecamatan
Peudada, sehingga kelayakan pembangunan waduk sangat penting dan harus
ditinjau dari berbagai aspek diantaranya adalah tujuan pokok dari pembangunan
waduk tersebut supaya mampu mengatasi permasalahan masyarakat di sepanjang
DAS Krueng Peudada.
1.3 Tujuan Tugas Akhir
Tujuan penulis adalah mengetahui stabilitas waduk sehingga aman
terhadap geser (sliding), aman terhadap rembesan dan aman terhadap gaya akibat
gempa bumi. Posisi waduk terletak pada koordinat ''27,44'075 0 LU dan
''98,10'3496 0 BT. Lokasi studi di perlihatkan pada lampiran A.1.3 halaman 35.
1.4 Metode Pengumpulan Data
Dalam penulisan menggunakan data sekunder. Pengumpulan data
sekunder merupakan data yang diperoleh dengan tinjauan instansional dari
instansi-instansi terkait, meliputi pengumpulan data angka dan peta. Sumber data
sekunder yaitu studi pustaka dan dari instansional.
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
3/15
3
Adapun data yang diperoleh dari instansional untuk studi ini adalah
sebagai berikut :
a. Peta topografi Daerah Aliran Sungai Peudada
b. Peta topografi Daerah Area Waduk Peudada.
c. Data hasil survey lapangan dari dinas PU Kabupaten Bireuen
1.5 Teknik Analisa Data
Dari data-data yang didapatkan akan dilalukan beberapa analisis data
untuk Perencanaan Penampang Hidrolis Waduk yaitu dari segi hidrologi dan
stabilitas waduk.
1. Analisa Hidrologi
Maksud dan tujuan dari analisa hidrologi ini adalah untuk menyajikan data-
data dalam analisis hidrologi yaitu untuk mengetahui besarnya curah hujan
rancangan di lokasi tinjauan studi. Hal ini nantinya akan digunakan sebagai
pedoman dalam pelaksanaan fisik konstruksi.
1. Analisa Stabilitas Waduk
Maksud stabilitas waduk adalah mengetahui faktor keamanan waduk sehingga
aman terhadap geser (sliding), aman terhadap rembesan dan aman terhadap gaya
akibat gempa bumi serta mampu menampung debit air yang masuk di sepanjang
DAS Krueng Peudada Kecamatan Peudada Kabupaten Bireuen.
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
4/15
4
BAB II
TINJAUAN KEPUSTAKAAN
Dalam perencanaan penampang hidrolis waduk, kajian data analisa
stabilitas memperkirakan faktor keamanan waduk sehingga aman terhadap geser
(sliding), aman terhadap rembesan dan aman terhadap gaya akibat gempa bumi.
Berdasarkan tujuan pembangunannya, waduk dibagi menjadi dua macam yaitu :
2.1 Waduk dengan Tujuan Tunggal ( singgle purpose )
Adalah waduk yang dibangun untuk memenuhi satu tujuan saja, Misalnya
untuk : Irigasi atau pengendalian banjir atau perikanan atau tujuan lainnya, tetapi
hanya untuk satu tujuan saja.
2.2 Waduk Serbaguna ( multipurpose )
Adalah waduk yang dibangun untuk memenuhi beberapa tujuan misalnya
untuk: Pengendalian banjir, irigasi, air minum, perikanan dan lain-lain.
2.3 Jenis-Jenis Tubuh Waduk / Bendungan
Berdasarkan jenis material yang digunakan pada konstruksinya, jenis
tubuh waduk terdiri atas:
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
5/15
5
2.3.1 Waduk urugan tanah
Waduk Urugan Tanah merupakan waduk dengan struktur utamanya adalah
tanah dengan lapisan inti kedap air serta menggunakan lapisan inti dari beton atau
material lainnya.
Gambar 2.1. Waduk Urugan Tanah
2.3.2 Waduk dari beton
Waduk beton adalah tubuh waduk dengan struktur utamanya terdiri dari
campuran beton.
Gambar 2.2.Waduk Beton
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
6/15
6
2.3.3 Bendungan karet
Bendungan karet merupakan bendungan dengan struktur utamanya adalah
Karet dengan sistem pengisian udara.
Gambar 2.3.Bendungan Karet
2.4 Analisa Hidrolo gi
Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari seluk beluk air, kejadian dan
distribusinya, sifat alami dan sifat kimianya, serta reaksinya terhadap kebutuhan
manusia. Pengumpulan data dan informasi, terutama data untuk perhitungan
hidrilogi sangat diperlukan dalam analisa penentuan debit banjir rancangan yang
selanjutnya dipergunakan sebagai dasar rancangan suatu bangunan air. Semakin
banyak data yang terkumpul berarti semakin menghemat biaya dan waktu,
sehingga kegitan analisis dapat berjalan lebih cepat, selain itu akan didapatkan
hasil perhitungan yang lebih akurat. Secara keseluruhan pengumpulan data
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
7/15
7
hidrologi ini dapat dilakukan dengan tahapan-tahapan pengumpulan data dasar
dan pengujian (kalibrasi) data-data terkumpul.
2.4.1 Analisa curah hujan maksimum
Analisa frekuensi curah hujan maksimum dimaksudkan untuk
memprediksikan besaran curah hujan maksimum dengan periode ulang tertentu,
yang nantinya akan dipergunakan untuk perhitungan debit banjir rencana dengan
Metode empiris. Metode analisis frekuensi yang digunakan adalah :
2.4.1.1 Distribusi normal
Untuk analisis frekuensi curah hujan menggunakan metode distribusi
Normal, dengan persamaan sebagai berikut :
X T T S K X X . ........................................................................................ (2.1)
Dimana:
T X = variabel yang diektrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rencana untuk
periode ulang T tahun.
X= Harga rata-rata dari data = n
X n
i
1
........................................................ (2.2)
SX= Standar deviasi
1
)( 21
n
X X
.................................................................................... (2.3)
KT= Variabel reduksi Gauss (Lampiran T.2.3)
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
8/15
8
2.4.1.2 Distribusi gumbel tipe 1
Metode Gumbel merupakan suatu cara yang paling sering digunakan
dalam perhitungan curah hujan rencana. Untuk analisis frekuensi curah hujan
yang terjadi dapat digunakan persamaan sebagai berikut :
XT= X + K.S X ............................................................................................... (2.4)
Dimana :
XT = Variate yang diekstrapolasikan, yaitu besarnya curah hujan rencana untuk
periode ulang T tahun.
X = harga rata-rata dari data =n
X 1 ..................................................... (2.5)
SX = simpangan standar (Standar Deviasi)
K = Faktor frekuensi yang merupakan fungsi dari peroode ulang ( return period )
dan tipe frekuensi.
Harga faktor frekuensi (k) tergantung dari banyaknya data yang dianalisa,
dan dari perioe ulang yang dikehendaki sehingga dapat dirumuskan sebagai
berikut :
n
nT
S
Y Y K ................................................................................................ (2.6)
YT =1
loglog303,2834,0T
T ............................................................ (2.7)
Dari persamaan (2.4) dapat didistribusikan ke persamaan (2.6) menjadi :
XT=X+ SX S
Y Y
n
nT ...................................................................................... (2.8)
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
9/15
9
Di mana :
YT = Reduced variate sebagai fungsi dari periode ulang T(Lampiran T.2.4)
Yn = Reduced mean sebagai fungsi dari banyak data (N) (lampiran T.2.1)
Sn = Reduced standar deviation sebagai fungsi dari banyak data (N) (lampiran
T.2.2)
Untuk standar deviasi dapat digunakan rumus sebagai berikut :
SX =1
)(2
1
n X X
................................................................................... (2.9)
2.4.2 Intensitas hujan
Menurut Suripin (2004), intensitas hujan adalah jumlah hujan yang
dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan tiap satuan waktu atau intensitas
hujan adalah ketinggian hujan yang terjadi pada suatu kurun waktu atau hujan
terkonsentrasi.
Di Indonesia alat pengukur hujan yang paling banyak digunakan alat
pencatat hujan biasa yang mengukur hujan 24 jam atau disebut hujan harian.
Untuk mengubah intensitas hujan harian ke intensitas hujan dengan lama waktu
yang lebih pendek, maka digunakan rumus Mononobe:
3 / 224 24
24
T
I t ...................................................................................... (2.10)
Dimana :
It = intensitas hujan untuk lama hujan jam (mm/jam)
R24 =I24 = curah hujan efektif dalam 1 hari (mm)
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
10/15
10
T = lama hujan (jam)
Besar intensitas curah hujan tidak sama di segala tempat hal ini
dipengaruhi oleh topografi, durasi dan frekuensi di tempat atau lokasi yang
bersangkutan. Ketiga hal ini dijadikan pertimbangan untuk membuat lengkung
IDF (Indensity Duration Frequensi) . Lengkung IDF ini digunakan untuk
menghitung debit puncak dengan metode rasional untuk menentukan intensitas
curah hujan rata-rata dari waktu konsentrasi yang dipilih (Sosrodarsono dan
Takade, 2003).
Lama hujan (time of concentration) di sini dianggap lamanya hujan yang
akan menyebabkan debit banjir dan Tc dihitung dengan rumus Kirpich (1940) :
Tc =385,02
1000
87,0
xS
xL................................................................................ (2.11)
Dimana :
Tc = Waktu konsentrasi (jam)
L = Panjang Saluran (km)
S = Kemiringan Sungai (mm)
2.4.3 Koefesien pengaliran (c)
Menurut Yulianur (2004), koefesien aliran (runoff conficient) adalah
perbandingan antara jumlah air hujan yang mengalir atau melimpas di atas
permukaan tanah dengan jumlah air hujan yang jatuh dari atmosfer. Nilai
koefisien ini berkisar antara nol sampai dengan satu dan bergantung dari jenis
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
11/15
11
tanah, jenis vegetasi (tumbuhan hidup) dan konstruksi yang ada di permukaan
tanah.
2.4.4 Analisis debit banjir rencana
Debit banjir rencana adalah debit maksimum pada saat curah hujan
maksimum. Perhitungan debit banjir rencana menggunakan metode rasional
Jepang, yaitu:
Q=0,278 C.I.A ......................................................................................... (2.12)
Dimana :
Q = debit banjir (m 3 /det)
C = Koefisien aliran limpasan
I = intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)
A = luas DAS (KM 2 )
2.5.1 Analisa stabilitas waduk
Stabilitas waduk dianalisis pada tiga macam kondisi yaitu pada saat waduk
kosong, normal dan pada saat banjir. Tinjauan stabilitas yang diperhitungkan
dalam perencanaan suatu waduk meliputi :
2.5.2 Analisa tinggi puncak waduk
Untuk mendapatkan tinggi puncak maka perlu dicari tinggi jagaan sebagai
berikut :
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
12/15
12
2.5.2.1 Penentuan tinggi jagaan waduk
Tinggi jagaan adalah jarak bebas antara mercu embung dengan permukaan
air maksimum rencana. Tinggi jagaan dapat dihitung dengan mengunakan
persamaan sebagai berikut :
iae
w f hhh
atauh )2
( ............................................................ (2.13)
iae
w f hhh
h )2
.......................................................................... (2.14)
Dimana :
f = tinggi jagaan (tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk).
= yang terjadi akibat timbulnya banjir abnormal. Untuk waduk dipakai
koefesien 0,12 m.
Hw = tinggi ombak akibat tiupan angin (koefesien pengali 0,23m).
eh = Tinggi ombak akibat gempa.
ah = Tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk, apabila terjadi
kemacetan- kemacetan pada pintu bangunan pelimpah.
ih = tinggi tambahan yang didasarkan pada tingkat urgensi (keharusan) dari
waduk.
Perhitungan intensitas seismis horizontal dapat dihitung dengan persamaan
sebagai berikut :
g
V Ac ze .. ) ............................................................................................ (2.15)
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
13/15
13
Dimana :
e = Intensitas seismis horizontal
z = zona gempa
Ac = koefisien aliran
V = kecepatan aliran
G = gravitasi (9,81) m 2 /det
Rumus Besarnya tinggi gelombang yang disebabkan oleh gempa (h e)
adalah :
he= o H ge
..
......................................................................................... (2.16)
dimana :
e = Intensitas seismis horizantal
= Siklus seismis ( 1 detik )
ho = Kedalaman air dalam waduk
= elevasi puncak elevasi dasar
2.5.2.2 Penentuan lebar puncak waduk
Lebar puncak mercu minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai
berikut :
B = 3,6 H 3 / 1 - 3,0 ..................................................................................... (2.17)
Dimana :
H = Tinggi waduk (m)
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
14/15
14
2.6 Analisa Stabilitas Waduk
Rumus :
2,1).(
e
e
T T
tg N U N ClFs
............................................................. (2.18)
Dimana :
Fs = Faktor stabilitas CL = Lebar Pias (m)
N = Besar sudut U = Faktor pengali
Ne = Berat jenis material T = Koefien geserTe = Sudut pias
2.7 Perhitungan spillway
Spillway merupakan Bangunan Pelimpah pada tubuh waduk untuk
mengatasi debit banjir atau kelebihan air dalam waduk.
Rumus :
W H .51
................................................................................................. (2.19)
Dimana :
W = Tinggi Spillway (m)
H = Tinggi Jagaan waduk (m)
Ls=1/5Lw ................................................................................................ (2.20)
Dimana :
Ls = Lebar Spillway (m)
Lw = Lebar Waduk (m)
-
7/30/2019 BAB I Pendahuluah
15/15
15
3.5 Bangunan Intake/Penyadap pada Waduk
Bangunan intake adalah bangunan pengambilan air untuk berbagai macam
keperluan. Misalnya untuk irigasi, air bersih, pembangkit tenaga listrik dan
keperluan lainnya.
Kapasitas lubang-lubang penyadap dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
gH AC Q 2. ....................................................................................... (2.21)
Dimana :
Q = debit penyadapan sebuah lubang (m3/detik)
C = koefisien debit 0,62
A = luas penampang lubang (m2)
g = gravitasi (9,8 m/detik)
H = tinggi air dari titik tengah lubang ke permukaan (m)