STUDI OPTIMASI DIMENSI SISTEM PENGELAK PADA BENDUNGAN...

STUDI OPTIMASI DIMENSI SISTEM PENGELAK

PADA BENDUNGAN TUGU DI KABUPATEN

TRENGGALEK

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

IMAM ANUGRAH RIZALDI

201410340311239

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

iv

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim

Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Puji syukur penyusun panjatkan atas kehadirat Allah Allah Subhanahu Wa

Ta’la yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat

menyelesaikan penyusunan tugas akhir yang berjudul “Studi Optimasi Dimensi

Sistem Pengelak Pada Bendungan Tugu di Kabupaten Trenggalek” ini dengan

baik dan tepat pada waktunya.

Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh

mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Malang sebagai salah satu syarat mencapai gelar kesarjanaan.

Selama mengerjakan Tugas Akhir ini, penyusun banyak mendapatkan

bantuan, petunjuk, arahan serta dukungan moril dan materiil dari berbagai pihak.

Karena itu dalam kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. Fauzan, M.Pd. selaku Rektor dari Universitas Muhammadiyah

Malang.

2. Bapak Dr. Ahmad Mubin, ST., MT. selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang.

3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil

Universitas Muhammadiyah Malang.

4. Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT. selaku Dosen Wali.

5. Bapak Dr. Ir. Sulianto, MT. selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Ir. H.

E. Meiyanto, MT. selaku Dosen Pembimbing II.

6. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah

Malang yang telah banyak memberi bekal ilmu pengetahuan kepada

penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan menyelesaikan

penulisan Tugas Akhir ini.

v

7. Kedua Orang tua dan keluarga saya yang banyak memberikan bantuan

moril, material, arahan, dan selalu mendoakan keberhasilan dan

keselamatan selama menempuh pendidikan.

8. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Sipil khususnya angkatan 2014 yang telah

banyak memberikan masukan kepada penulis baik selama dalam

mengikuti perkuliahan maupun dalam penulisan Tugas Akhir ini.

9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas

Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh

dari kata sempurna karena keterbatasan ilmu dan pengetahuan, oleh karena itu

segala masukan, kritik, dan saran yang membangun sangat diharapkan demi

perbaikan tugas akhir ini.

Akhir kata, penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi seluruh

pembacanya. Amin.

Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Malang, 23 Februari 2019

Penulis

viii

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan ...................................................................................................... ii

Surat Pernyataan........................................................................................................... iii

Kata Pengantar ............................................................................................................. iv

Abstrak ......................................................................................................................... vi

Abstract ....................................................................................................................... vii

Daftar Isi..................................................................................................................... viii

Daftar Tabel ................................................................................................................. xi

Daftar Gambar ............................................................................................................ xiii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah ................................................................................................ 2

1.4 Tujuan ................................................................................................................ 3

1.5 Manfaat .............................................................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 4

2.1 Analisa Hidrologi .............................................................................................. 4

2.2 Penelusuran Banjir Melalui Conduit ................................................................. 4

2.3 Dimensi Bendungan Pengelak ........................................................................... 8

2.3.1 Tinggi Bendungan Pengelak ..................................................................... 8

2.3.2 Lebar Puncak Bendungan Pengelak ......................................................... 9

2.3.3 Tipe Bendungan Pengelak ...................................................................... 10

2.3.4 Stabilitas Bendungan Pengelak ............................................................... 10

ix

2.4 Dimensi Conduit .............................................................................................. 14

2.4.1 Penampang Dimensi Conduit ................................................................. 14

2.4.2 Konstruksi Dimensi Conduit .................................................................. 14

2.4.3 Pembebanan ............................................................................................ 14

2.4.4 Tulangan ................................................................................................. 17

2.5 Biaya Konstruksi ............................................................................................. 19

2.6 Teknik Optimasi .............................................................................................. 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN.................................................................... 22

3.1 Umum .............................................................................................................. 22

3.2 Lokasi Studi ..................................................................................................... 22

3.3 Data Perencanaan ............................................................................................ 23

3.3.1 Data Hidrograf ........................................................................................ 23

3.3.2 Data Teknis Saluran Pengelak ................................................................ 23

3.4 Bagan Alir Studi Optimasi Dimensi Sistem Pengelak Bendungan Tugu ....... 24

BAB IV PEMBAHASAN ........................................................................................... 25

4.1 Penelusuran Banjir .......................................................................................... 25

4.2 Dimensi Bendungan Pengelak ......................................................................... 54

4.2.1 Tinggi dan Lebar Bendungan Pengelak .................................................. 54

4.2.2 Stabilitas Bendungan Pengelak ............................................................... 56

4.3 Dimensi Saluran Pengelak ............................................................................... 66

4.3.1 Pembebanan ............................................................................................ 67

4.3.2 Perhitungan Tulangan ............................................................................. 71

4.4 Rencana Anggaran Biaya ................................................................................ 74

x

4.5 Optimasi Dimensi Sistem Pengelak ................................................................ 81

BAB V PENUTUP ...................................................................................................... 83

5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 83

5.2 Saran ................................................................................................................ 83

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 84

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Aliran Tekan ......................................................................................... 7

Gambar 2.2 Skema Perhitungan Dengan Metode Irisan Bidang Luncur ............... 12

Gambar 2.3 Gaya Yang Berkerja Pada Box Culvert .............................................. 15

Gambar 2.4 Berat Sendiri Bangunan ..................................................................... 16

Gambar 2.5 Gaya Uplift ......................................................................................... 17

Gambar 2.6 Grafik Hubungan Antara Dimensi Pengelak dan Biaya Konstruksi .. 20

Gambar 3.1 Lokasi Bendungan Tugu .................................................................... 22

Gambar 3.2 Kurva kapasitas tampungan dan luas bendungan tugu ...................... 23

Gambar 4.1 Kurva Hubungan antara H (m) dan Q (m) pada Aliran Bebas Dimensi

2 m x 2 m ............................................................................................................... 27

Gambar 4.2 Kurva Hubungan antara H (m) dan Q (m) pada Aliran Tekan Dimensi

2 m x 2 m ............................................................................................................... 30

Gambar 4.3 Hubungan antara H (m) dan Ψ (m3/det) Dimensi 2 m x 2 m ............ 31

Gambar 4.4 Hubungan antara Q (m3/det) dan φ (m3/det) Dimensi 2 m x 2m ...... 32

Gambar 4.5 Kurva Penelusuran Banjir Lewat Waduk Melalui Konduit Dimensi 2

m x 2 m .................................................................................................................. 33

Gambar 4.6 Tinggi MAW dari Dasar Konduit Dimensi 2 m x 2 m....................... 33

Gambar 4.7 Hubungan antara H (m) dan Q (m3/det) pada Aliran Bebas Dimensi

2,5 m x 2,5 m ......................................................................................................... 34

Gambar 4.8 Hubungan antara H (m) dan Q (m3/det) pada Aliran Tekan Dimensi

2,5 m x 2,5 m ......................................................................................................... 37

Gambar 4.9 Hubungan antara H (m) dan Ψ (m3/det) Dimensi 2,5 m x 2,5 m ...... 38

Gambar 4.10 Hubungan antara Q(m3/det) dan φ (m3/det) Dimensi 2,5 m x 2,5

m ............................................................................................................................. 38

Gambar 4.11 Kurva Penelusuran Banjir Lewat Waduk Melalui Konduit Dimensi

2,5 m x 2,5 m ......................................................................................................... 40

Gambar 4.12 Tinggi MAW dari Dasar Konduit Dimensi 2,5 m x 2,5 m............... 40


3 m x 3 m ............................................................................................................... 41

xiv


3 m x 3 m ............................................................................................................... 44

Gambar 4.15 Hubungan antara H (m) dan Ψ (m3/det) Dimensi 3 m x 3 m .......... 45

Gambar 4.16 Hubungan antara Q (m3/det) dan φ (m3/det) Dimensi 3 m x 3 m ... 45

Gambar 4.17 Kurva Penelusuran Banjir Lewat Waduk Melalui Konduit Dimensi 3

m x 3 m .................................................................................................................. 47

Gambar 4.18 Tinggi MAW dari Dasar Konduit Dimensi 3 m x 3 m..................... 47


3,5 m x 3,5 m ......................................................................................................... 48


3,5 m x 3,5 m ......................................................................................................... 51

Gambar 4.21 Hubungan antara H (m) dan Ψ (m3/det) Dimensi 3,5 m x 3,5 m .... 52

Gambar 4.22 Hubungan antara Q(m3/det) dan φ (m3/det) Dimensi 3,5 m x 3,5

m ............................................................................................................................. 52

Gambar 4.23 Kurva Penelusuran Banjir Lewat Waduk Melalui Konduit Dimensi

3,5 m x 3,5 m ......................................................................................................... 54

Gambar 4.24 Tinggi MAW dari Dasar Konduit Dimensi 3,5 m x 3,5 m............... 54

Gambar 4.25 Bendungan Pengelak 2 x 2 ............................................................... 57

Gambar 4.26 Garis Depresi pada Bendungan Pengelak ........................................ 58

Gambar 4.27 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi kosong tanpa gempa 62

Gambar 4.28 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi kosong dengan

gempa ..................................................................................................................... 62

Gambar 4.29 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi banjir tanpa gempa .. 63

Gambar 4.30 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi banjir dengan gempa 63

Gambar 4.31 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi rapid drawdown tanpa

gempa ..................................................................................................................... 64

Gambar 4.32 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi rapid drawdown tanpa

gempa ..................................................................................................................... 64

Gambar 4.33 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi banjir tanpa gempa .. 64

Gambar 4.34 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi banjir dengan gempa 65

Gambar 4.35 Penampang Melintang Box Conduit ................................................. 66

xv

Gambar 4.36 Diagram Pembebanan ...................................................................... 66

Gambar 4.37 Beban yang berkerja pada saluran dimensi 2 m x 2 m ..................... 68

Gambar 4.38 Beban yang berkerja pada saluran dimensi 2,5 m x 2,5 m ............... 69

Gambar 4.39 Beban yang berkerja pada saluran dimensi 3 m x 3 m ..................... 69

Gambar 4.40 Beban yang berkerja pada saluran dimensi 3,5 m x 3,5 m ............... 70

Gambar 4.41 Penampang saluran conduit .............................................................. 74

Gambar 4.42 Profil memanjang cofferdam ............................................................ 79

Gambar 4.43 Grafik Hubungan antara Biaya Sistem Pengelak dengan Dimensi

Saluran Pengelak .................................................................................................... 81

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai koefisien kekasaran manning .......................................................... 5

Tabel 4.1 Analisa kapasitas aliran bebas pada pengelak........................................ 27

Tabel 4.2 Analisa kapasitas aliran tekan pada pengelak ........................................ 27

Tabel 4.3 Hubungan elevasi – tampungan – debit (H – S – Q) ............................. 30

Tabel 4.4 Perhitungan penelusuran banjir lewat waduk melalui konduit ............. 32


Tabel 4.6 Analisa kapasitas aliran tekan pada pengelak ........................................ 34

Tabel 4.7 Hubungan elevasi – tampungan – debit (H – S – Q) ............................. 37

Tabel 4.8 Perhitungan penelusuran banjir lewat waduk melalui konduit ............. 38


Tabel 4.10 Analisa kapasitas aliran tekan pada pengelak ...................................... 41

Tabel 4.11 Hubungan elevasi – tampungan – debit (H – S – Q) ........................... 44

Tabel 4.12 Perhitungan penelusuran banjir lewat waduk melalui konduit ........... 46

Tabel 4.13 Analisa kapasitas aliran bebas pada pengelak...................................... 48

Tabel 4.14 Analisa kapasitas aliran tekan pada pengelak ...................................... 48

Tabel 4.15 Hubungan elevasi – tampungan – debit (H – S – Q) ........................... 51

Tabel 4.16 Perhitungan penelusuran banjir lewat waduk melalui konduit ........... 52

Tabel 4.17 Tinggi dan lebar bendungan pengelak ................................................. 56

Tabel 4.18 Koordinat garis depresi bendungan pengelak 2 m x 2 m ..................... 57

Tabel 4.19 Koordinat garis depresi bendungan pengelak 2,5 m x 2,5 m ............... 58

Tabel 4.20 Koordinat garis depresi bendungan pengelak 3 m x 3 m ..................... 58

Tabel 4.21 Koordinat garis depresi bendungan pengelak 3,5 m x 3,5 m

Tabel 4.22 Kapasitas aliran filtrasi dan factor keamanan terhadap piping dan

boiling .................................................................................................................... 60

Tabel 4.23 Parameter perencanaan ........................................................................ 61

Tabel 4.24 Faktor keamanan kritis longsor ............................................................ 65

Tabel 4.25 Perhitungan konstruksi saluran ............................................................ 68

Tabel 4.26 Perhitungan momen ............................................................................. 70

Tabel 4.27 Perhitungan tulangan saluran ............................................................... 73

Tabel 4.28 Volume dan biaya beton ...................................................................... 74

xii

Tabel 4.29 Berat tulangan utama dan biaya saluran dimensi 2 x 2 m ................... 76

Tabel 4.30 Berat tulangan bagi dan biaya saluran dimensi 2 x 2 m...................... 76

Tabel 4.31 Berat tulangan utama dan biaya saluran dimensi 2,5 x 2,5 m ............. 76

Tabel 4.32 Berat tulangan bagi dan biaya saluran dimensi 2,5 x 2,5 m................ 77

Tabel 4.33 Berat tulangan utama dan biaya saluran dimensi 3 x 3 m ................... 77

Tabel 4.34 Berat tulangan bagi dan biaya saluran dimensi 3 x 3 m...................... 77

Tabel 4.35 Berat tulangan utama dan biaya saluran dimensi 3,5 x 3,5 m ............. 78

Tabel 4.36 Berat tulangan bagi dan biaya saluran dimensi 3,5 x 3,5 m................ 78

Tabel 4.37 Volume dan biaya pekerjaan bekisting ................................................ 78

Tabel 4.38 Volume dan biaya pekerjaan cofferdam............................................... 79

Tabel 4.39 Rekapitulasi biaya pekerjaan sistem pengelak ..................................... 80

84

DAFTAR PUSTAKA

Sosrodarsono, Suyono dan Kensaku Takeda.1977, Bendungan Type Urugan,

PT.Pradnya Paramita, Jakarta.

Soemarto, CD. 1986, Hidrologi Teknik, Usaha Nasional, Surabaya.

Direktorat Jendral Departemen Pekerjaan Umum. 2009. Standar Perencanaan Irigasi

– Kriteria Perencanaan 06. Jakarta : Badan Penerbit Departemen Pekerjaan

Umum.

Direktorat Jendral Departemen Pekerjaan Umum. 2009. Standar Perencanaan Irigasi

– Kriteria Perencanaan 03. Jakarta : Badan Penerbit Departemen Pekerjaan

Umum.

Das, Braja M. 1985. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1.

Terjemahan oleh Noor Endah Mochtar dan Indrasurya B. Mochtar. 1988.

Surabaya : Penerbit Erlangga.

Das, Braja M. 1985. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 2.

Terjemahan oleh Noor Endah Mochtar dan Indrasurya B. Mochtar. 1988.

Surabaya : Penerbit Erlangga.

Hardiyatmo, Hary Christady. 1996 . Teknik Pondasi 1. Jakarta: Gramedia Pustaka

Utama

Hardiyatmo, H.C.,(2007), Mekanika Tanah I, Edisi keempat, Gadjah Mada

University Press, Yogyakarta

Dipohusodo, Istimawan. 1994, Struktur Beton Bertulang, PT. Gramedia Pustaka

Utama, Jakarta.

Dandekar, M.M. dan Sharma, K.N. (1991). Pembangkit Listrik Tenaga Air.

Universitas Indonesia (UI-Press), Jakarta, 566 halaman.

Triatmodjo, Bambang. 1993, Hidraulika II, Beta Offset, Yogyakarta.

STUDI OPTIMASI DIMENSI SISTEM PENGELAK PADA BENDUNGAN...

Documents

Transcript of STUDI OPTIMASI DIMENSI SISTEM PENGELAK PADA BENDUNGAN...