undiknas.ac.idundiknas.ac.id/upload/Elsikom.pdfAnalisis Keamanan Terhadap Bahaya Rembesan……....

Analisis Keamanan Terhadap Bahaya Rembesan……. IGN. Putu Dharmayasa

170 Jurnal ELSIKOM Vol. 12 No. 2, September 2016

ANALISIS KEAMANAN TERHADAP BAHAYA REMBESAN PADA TUBUH BENDUNGAN DAN

DI BAWAH BENDUNGAN URUGAN

I Gusti Ngurah Putu Dharmayasa 1) e-mail: [email protected]

ABSTRAK

Saat ini pemerintah merencanakan untuk membangunan banyak bendungan diberbagai daerah. Sebagian besar tipe yang dibangun adalah tipe bendungan urugan. Bendungan urugan menjadi pilihan untuk dibangun karena lebih mudah untuk memperoleh material untuk bahan urugan sehingga proses pembangunannya dapat lebih cepat. Salah satu bendungan urugan yang telah selesai dibangun pada tahun 2010 adalah Bendungan Benel di Kecamatan Melaya, Kabupaten Jembrana, Bali. Agar bendungan ini dapat memberikan manfaat dalam jangka panjang setelah dibangun dan berkelanjutan, maka pengawasan terhadap bendungan sangat diperlukan yaitu dengan memperhatikan tingkat keamanan bendungan. Salah satu ukuran dalam menentukan keamanan bendungan adalah dengan menganalisis debit rembesan yang melewati tubuh bendungan dan debit rembesan di bawah tubuh bendungan setelah bendungan beroperasi selama 7 tahun dari tahun 2010 - 2017. Untuk membantu menganalisis analisis debit rembesan menggunakan program SEEP/W 2007. Hasil dari analisis yang telah dilakukan adalah debit rembesan di dalam tubuh bendungan untuk kondisi musim hujan (muka air maksimum) dihitung dengan SEEP/W sebesar 4,3777 × 10-6 m3/detik dan untuk musim kemarau sebesar 1,328 × 10-6 m3/detik. Debit rembesan di bawah tubuh bendungan tanpa cut-off untuk kondisi musim hujan dihitung dengan SEEP/W sebesar 3,162×10-6 m3/detik dan dengan cut-off untuk kondisi musim kemarau dihitung dengan SEEP/W yaitu 2,077 × 10-6 m3/detik. Hasil perhitungan ini lebih kecil dari debit rembesan yang diijinkan yaitu 4,9206 m3/detik sehingga Bendungan Benel aman terhadap bahaya rembesan setelah beroperasi selama 7 tahun, dari tahun 2010 - 2017 Kata kunci: Bendungan Benel, bendungan urugan, debit rembesan 1) Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik dan Informatika, Universitas Pendidikan Nasional,

Denpasar

An

17

1. PELatar

Sauntuk diberbadibangBendundibangmempesehinglebih cyang teadalah Melaya Amanfaadibangpengawdiperlutingkatukuranbendunrembesdan dbendun Dbendunberhubmuka ahubungyaitu Oleh kmenghkemaradiperoltubuh bendunberope 2. KBenduBenduntiga tip1. B

tiplebeya(sse

nalisis Keam

1

ENDAHULUABelakang

aat ini pemmembangun

agai daerah. gun adalah tngan urugan

gun karena eroleh materga proses cepat. Salah elah selesai d

Bendungana, Kabupaten

Agar bendungaat dalam j

gun dan wasan terhaukan yaitu t keamanann dalam mngan adalah san yang medebit rembengan. ebit rembesangan dan di bungan dengaair di hulu bengannya dengmusim kema

karena itu mahitung debit rau dan musileh nilai rem

bendungan ngan setelaerasi selama 7

KAJIAN PUSTungan Urugangan urugan

pe (RSNI M-0endungan hompe urugan y

ebih bahan yendungan terang hampir usunan butir

erta sifatnya k

manan Terha

AN

merintah mnan banyak Sebagian bestipe bendung

n menjadi pilebih mu

rial untuk bapembangunasatu bendun

dibangun padan Benel di n Jembrana, Ban ini dapat angka panja

berkelanjudap bendundengan mebendungan.

menentukan dengan men

elewati tubuhesan di ba

an yang melbawah tubuhan perubahanndungan yanggan perubaharau dan muaka sangat perembesan ketim hujan sehmbesan maks

dan dibawah Bendung7 tahun.

TAKA an

dapat digolon03-2002): mogen adalah

yang apabila yang membersebut terdirisejenis dan

rannya) hampkedap air.

adap Bahaya

J

erencanakan bendungan

sar tipe yang gan urugan.ilihan untuk udah untuk ahan urugannnya dapat

ngan urugan a tahun 2010

Kecamatan ali. memberikan ang setelah utan, maka ngan sangat mperhatikan Salah satu keamanan

ngukur debit h bendungan awah tubuh

lewati tubuh h bendungan n ketinggian g sangat erat han musim, usim hujan. enting untuk tika musim hingga akan simum pada wah tubuh gan Benel

ngkan dalam

h bendungan 80 % atau

entuk tubuh i dari tanah

gradasinya pir seragam

a Rembesan

Jurnal ELSIK

2. Beteryabubedudarem

3. Beataurutubmedaasphada

Rembe

Mpada tudasar pyang mdasar bdi hilir

Gambar Persamy2= 2px

Jika y =h2 = 2p

2p2 +

p = dBE = 0d = FAApabilamaka n

n……. IG

KOM Vol. 12

endungan zonrdiri dari bebang memiliki utiran) batuaendungan tipeua bagian utaman bagian kembesan air. endungan uruau sekat adauan di bagianbuh bendunembran atau

ari lembaran pal, lembar

amparan plastan lain-lain.

esan Pada Tuenurut Casag

ubuh bendungparabola. Titmerupakan tibendungan de

bendungan.

r 1.Garis aliran

maan parabola2px +

= h dan x = d 2ppd +

0h2pd 2 =−

dh22 −+ ,3BG

A-0,7BGa ukuran-uku

nilai d dapat d

GN. Putu Dh

2 No. 2, Septe

na yaitu bendberapa bagiagradasi (susu

an berbeda-be ini biasanyama yaitu bagidap air untu

rugan denganalah apabila n lereng hulungan dilapisekat kedap abaja tahan k

ran beton tik, susunan

ubuh Bendungrande, garisgan mempuntik F adalah itik potong aengan garis k

n di dalam tubu

a:

maka :

uran bendungadiketahui.

armayasa

ember 2016

dungan yang an timbunan unan ukuran beda. Pada a terdiri dari ian lolos air

uk menahan

n membran bendungan

u (upstream) isi dengan air misalnya karat, beton

bertulang, beton blok,

ngan s rembesan nyai bentuk titik fokus

antara garis eluarnya air

uh bendungan

(1)

(2)

(3) (4) (5)

(6) an diketahui



Flownet Pada Bendungan Urugan

Gambar 2. Flownet pada bendungan urugan

Aturan menggambar flownet : 1. Gambar garis rembesan pada tubuh

bendungan. 2. Garis – garis batas yaitu:

- Garis aliran pertama yaitu garis rembesan (NE)

- Garis aliran terakhir yaitu garis tanah dasar (AF)

- Garis ekuipotensial tertinggi (NA) - Garis ekuipotensial terendah = 0

(FE) 3. Antara garis aliran pertama dan terakhir

dibagi menjadi beberapa garis aliran dengan bagian yang sama yang memotong tegak lurus pada garis ekuipotensial.

4. Antara garis ekuipotensial tertinggi dan garis ekuipotensial terendah dibagi menjadi beberapa garis ekuipotensial dengan bagian yang sama yang memotong tegak lurus pada garis aliran.

5. Selisih kehilangan energi potensial adalah H yang merupakan perbedaan tinggi muka air di hulu dan hilir bendungan.

6. Δh adalah kehilangan energi ekuipotensial

7. Nd adalah jumlah kehilangan energi potensial (potensial drop)

8. Nf adalah jumlah saluran aliran (flow channel)

Maka besarnya debit adalah :

Δq = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

NdHk (23)

q = Δq Nf (24)

= ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

NdNfHk (25)

dengan: k adalah koefisien permeabilitas tanah H adalah selisish kehilangan energi

potensial (perbedaan muka air di hulu dan di hilir)

Nf adalah jumlah saluran aliran (flow channel)

Nd adalah jumlah bidang kehilangan energi potensial (potential drop)

Rembesan di Bawah Tubuh Bendungan Urugan dengan Tanah Dasar Isotropis dan Homogen Untuk menghitung besar rembesan yang terjadi di bawah tubuh bendungan dilakukan dengan menggunakan flownet. Menggambar flownet untuk aliran di bawah bendungan sama dengan menggambar flownet untuk aliran pada tubuh bendungan.

Gambar 3. Flownet di bawah tubuh

bendungan

GeoStudio 2007 Versi Mahasiswa (Student License)

GeoStudio 2007 versi mahasiswa adalah sebuah paket program untuk pemodelan geoteknik yang diberikan secara gratis untuk mahasiswa baik tingkat sarjana maupun pasca sarjana serta para dosen. Perangkat lunak ini terdiri dari delapan sub program yaitu SLOPE/W, SEEP/W, SIGMA/W, QUAKE/W, TEMP/W, dan CTRAN/W. Untuk edisi mahasiswa tidak memberikan kemampuan yang lengkap sebagaimana versi profesional tetapi fitur-fitur yang tersedia sudah cukup untuk belajar anaisis geoteknik dan memberikan hasil yang dapat diterima kebenarannya.

Garis ekuipotensial

d p/2

H

ΔhGaris aliran

a b

3

12

4

9 8

7 6

5 4

3

2

1

ΔhΔhΔhΔhΔhΔhΔhΔhΔh

EF

H1

Tubuh Bendungan

H

H2

1

2

3

4

1

2

4 5 67

8Nf = 4

kx = ky = k

Nd = 8



3. METODE PENELITIAN Pelaksanaan analisis ini dimulai dengan

identifikasi masalah yang selajutnya diikuti dengan pengumpulan data-data yang diperlukan untuk menunjang analisis. Data-data yang dikumpulkan berupa desain bendungan, hasil pengujian rembesan dan ketingian air pada hulu bendungan. Model bendungan yang dipakai adalah bendungan Benel yang terletak di Kecamatan Melaya, Kabupaten Jembrana, Propinsi Bali dengan lokasi dan salah satu potongan melintang dari bendunganseperti diperlihatkan pada gambar 4 dan gambar 5.

Untuk analisis rembesan di dalam tubuh bendungan dan di bawah tubuh bendungan digunakan program SEEP/W. Dalam melakukan analisis perlu dipersiapkan langkah-langkah kerja sehingga dapat dicapai hasil yang optimal. Berikut adalah kerangka analisis penghitungan debit rembesan pada bendungan Benel seperti pada gambar 6

Gambar 5. Potongan melintang bendungan Benel pada as 1a(Gambar Perencanaan Waduk Benel,

2004)

Gambar 4. Peta lokasi bendungan Benel (Gambar Perencanaan

Waduk Benel,2004)

2 4 4

8

2

13,1 13,15

1,611,61

6 8,5

6

1234

2 1

5

32 4

5

2 44

2,5

5,95 5,95

EL 175,500 EL 174,500

EL 172,000

EL 159,500

EL 158,500

EL 140,080 EL 138,000

EL 143,000 EL 142,000

EL 145,000

1 : 0,3

1 : 2

1 : 2

1 : 2,5

1 : 2

1 : 1

1 : 1 1 : 1

1 : 0,3

1 : 0,3

1 : 0,3

1 : 0,31 : 0,3

1 : 1,75

2

2

16,32

1 : 1

EL 147,610 EL 144,000

EL 145,000

EL 146,690 EL 146,000

EL 145,000

EL 144,000

EL 143,000

EL 142,000 EL 145,000

EL 146,000

EL 147,000

12,71 12,76 44,43

3,59 4,78 4,1

2,15

14,89

1,44

12,3937,96 13,83 4,9

2,44

3,64

EL 144,000

EL 145,000 EL 148,000 EL 148,000

180 175 170 165 160 155 150 145 140 135

EL 159,500 EL 158,500

M AB EL 174,500

M A N EL 174,500

EL 153,000



Gambar 6. Diagram alir (flow chart) analisis

rembesan pada bendungan Benel

4. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan data-data yang telah dikumpulkan, maka dapat dirangkum data-data yang diperlukan untuk melakukan perhitungan rembesan pada tubuh bendungan dan di bawah tubuh bendungan. Berikut adalah data-data yang diperlukan untuk perhitungan seperti yang dirangkum pada tabel 1.

Tabel 1. Rangkuman data-data untuk menghitung rembesan dari bendungan Benel

Koefisien Rembesan (K) Zona cm/dt

Maximum Minimum Zona I (Inti Bendungan) 1.24E‐02 6.52E‐05 Zona II (Filter Halus) 8.08E+00 1.94E‐01

Zona III (Filter Kasar) 4.37E+01 5.99E+00 Zona IV (Rocks) 4.37E+01 5.99E+00 Tanah dasar 5.00E‐02 1.00E‐03

Perhitungan Rembesan (Solve Analysis) untuk Kondisi Bendungan Beroperasi pada Musim Hujan (Muka Air Maksimum) Berdasarkan hasil perhitungan dengan program SEEP/W maka diperoleh debit rembesan (q) pada tubuh bendungan untuk kondisi bendungan beroperasi pada musim hujan adalah 4,3777 × 10-6 m3/detik seperti yang diperlihatkan pada gambar 7.

Syarat keamanan bendungan terhadap rembesan adalah debit rembesan yang diijinkan (qijin) < 1% dari debit limpasan tahunan rata-rata (debit banjir rata-rata). qijin = 0,01 × qbanjir rata-rata = 0,01 × 492,06 m3/detik = 4,9206 m3/detik q = 4,3777 × 10-6 m3/detik < qijin = 4,9206 m3/detik Sehingga bendungan aman terhadap rembesan.

Gambar 7. Hasil perhitungan SEEP/W untuk kondisi bendungan beroperasi pada

musim hujan

Identifikasi masalah

Proses penghitungan:1.Rembesan pada tubuh bendungan dengan SEEP/W dan flownet 2.Rembesan di bawah tubuh bendungan dengan SEEP/W dan flownet

Mengumpulkan dan mengolah data hasil uji laboratorium dan lapanganyaitu pengujian rembesan

Mulai

Hasil penghitungan

Selesai



Syarat keamanan bendungan terhadap rembesan adalah debit rembesan yang diijinkan (qijin) < 1% dari debit limpasan tahunan rata-rata (debit banjir rata-rata). qijin = 0,01 × qbanjir rata-rata = 0,01 × 492,06 m3/detik = 4,9206 m3/detik q = 1,3284 × 10-6 m3/detik < qijin = 4,9206 m3/detik Sehingga bendungan aman terhadap rembesan. Perhitungan Rembesan (Solve Analysis) untuk Kondisi Bendungan Beroperasi pada Musim Kemarau (Muka Air Minimum) Ketinggan air untuk maksimum untuk kondisi bendungan beroperasi pada musim kemarau adalah 12,5 m (elevasi 161 m). Berdasarkan hasil perhitungan dengan program SEEP/W maka diperoleh debit rembesan (q) pada tubuh bendungan untuk kondisi bendungan beroperasi pada musim kemarau adalah 1,3284 × 10-6 m3/detik seperti yang diperlihatkan pada gambar 8. di atas :

Perhitungan Rembesan di Bawah Tubuh Bendungan dengan SEEP/W Untuk perhitungan rembesan di bawah tubuh bendungan dianggap bahwa tanah dasar bendungan sebagai tanah yang homogen. Perhitungan rembesan di bawah tubuh bendungan adalah untuk menghitung rembesan ketika muka air di hulu bendungan maksimum (muka air banjir). Berdasarkan data yang di kumpulkan tanah dasar bendungan mempunyai koefisien rembesan 1 × 10-6 cm/detik < K < 5 × 10-5 cm/detik, dengan lapisan kedap air pada elevasi 105 m. Sedangkan pemasangan cut-off dipasang mulai pada elevasi 108 meter.

Gambar 8. Hasil perhitungan SEEP/W untuk kondisi bendungan beroperasi

pada musim kemarau

Gambar 9. Potongan bendungan dengan pondasinya

tanpa cut-off



Hasil proses perhitungan untuk rembesan air di bawah bendungan tanpa cut-off

Berdasarkan hasil perhitungan rembesan tanpa cut-off dengan program SEEP/W maka diperoleh debit rembesan di bawah tubuh bendungan adalah 3.162 × 10-6 m3/detik

dengan program SEEP/W ditunjukkan pada gambar 10.

Untuk mengurangi debit rembesan dilakukan dengan memasang cut-off di bawah tubuh bendungan. Model dan hasil proses perhitungan rembesan air di bawah tubuh bendungan dengan cut-off diperlihatkan pada gambar 11 dan gambar 12.

Gambar 10. Hasil perhitungan debit rembesan dengan SEEP/W di bawah tubuh

bendungan tanpa cut-off

Gambar 11. Potongan bendungan dengan pondasinya dengan cut-off



Berdasarkan hasil perhitungan rembesan dengan cut-off dengan program SEEP/W maka diperoleh nilai rembesan di bawah tubuh bendungan adalah 2,077 × 10-6 m3/detik 5. SIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan beberapa hal, diantaranya : 1. Debit rembesan di dalam tubuh

bendungan untuk kondisi musim hujan (muka air maksimum) dihitung dengan SEEP/W sebesar 4,3777 × 10-6 m3/detik dan untuk musim kemarau sebesar 1,328 × 10-6 m3/detik. Hasil perhitungan ini lebih kecil dari debit rembesan yang diijinkan yaitu 4,9206 m3/detik, sehingga debit rembesan yang melalui tubuh bendungan aman bagi bendungan.

2. Debit rembesan di bawah tubuh bendungan tanpa cut-off untuk kondisi musim hujan dihitung dengan SEEP/W sebesar 3,162×10-6 m3/detik dan dengan cut-off untuk kondisi musim kemarau dihitung dengan SEEP/W yaitu 2,077 × 10-6 m3/detik. Hasil perhitungan ini lebih kecil dari debit

rembesan yang diijinkan yaitu 4,9206 m3/detik, sehingga debit rembesan yang melalui tanah dasar bendungan aman bagi bendungan.

3. Berdasarkan analisis maka dapat disimpulkan bahwa Bendungan Benel aman terhadap bahaya rembesan setelah beroperasi selama 7 tahun, dari tahun 2010 - 2017

Saran Berdasarkan pembahasan dari bab-bab sebelumnya maka dapat disarankan sebagai berikut: 1. Perlu digunakan metode yang lain

untuk menganalisis besar rembesan pada Bendungan Benel ini sehingga dapat dijadikan pembanding.

2. Dengan hasil perhitungan yang tidak terlalu berbeda antara SEEP/W dengan flownet, maka program SEEP/W dapat digunakan untuk mempermudah dan mempercepat perhitungan.

DAFTAR PUSTAKA

ASTM International, 2006, Standard

Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System), 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959

Gambar 12. Hasil perhitungan debit rembesan dengan SEEP/W di bawah tubuh

bendungan dengan cut-off



Astuti, Y, Aniek Masrevaniah, dan Suwanto

Marsudi, 2012, Analisa Rembesan Bendungan Bajulmati terhadap Bahaya Piping untuk Perencanaan Perbaikan Pondasi, Jurnal Teknik Pengairan, Volume 3, Nomor 1, Mei 2012, 51–60

Departemen Permukiman dan Prasarana

Wilayah, dan PT. Indira Karya, 2004, Gambar Perencanaan Waduk Benel

Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat

Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2007, Laporan Hasil Tes Tanah Borrow Area Tambahan (Alternatif) Pembangunan Waduk Benel Tahap II di Kabupaten Jembrana Bali Desember 2007


Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2008, Laporan Pelaksanaan Timbunan Pembangunan Waduk Benel di Kabupaten Jembrana


Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2008, Quality Control Laporan Bulanan (Pekerjaan Tanah) Pembangunan Waduk Benel Tahap II di Kabupaten Jembrana Bali Mei 2008


Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2008, Quality Control Laporan Bulanan (Pekerjaan Tanah) Pembangunan Waduk Benel Tahap II di Kabupaten Jembrana Bali Juli 2008


Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2008, Quality Control Laporan Bulanan (Pekerjaan Tanah) Pembangunan Waduk Benel Tahap II di Kabupaten Jembrana Bali Oktober 2008


Jenderal Sumber Daya Air, Satuan Kerja Balai Wilayah Sungai Bali-Penida, Pengembangan dan Konservasi Sumber Daya Air dan PT. Brantas Abipraya, 2008, Quality Control Laporan Bulanan (Pekerjaan Tanah) Pembangunan Waduk Benel Tahap II di Kabupaten Jembrana Bali Desember 2008

Freeze. R.A. dan Jhon A. Cherry, 1979,

Groundwater, Prentice – Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 07632

U.S. Departement of the Army, Corps of

Engineers, 1986, Seepage Analysis and Control for Dams, Engineering Manual EM 1110-2-1901, Office of the Chief of Engineers, Washington, D.C.

undiknas.ac.idundiknas.ac.id/upload/Elsikom.pdfAnalisis Keamanan Terhadap Bahaya Rembesan……....

Documents

Transcript of undiknas.ac.idundiknas.ac.id/upload/Elsikom.pdfAnalisis Keamanan Terhadap Bahaya Rembesan……....