BAB IPENDAHULUAN

1.1. UmumManusia tidak bisa terlepas dari air untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, misalnya untuk air domestik, irigasi, pembangkit listrik, dan sebagainya. Kebutuhan air semakin meningkat sejalan dengan meningkatnya jumlah penduduk, sedangkan persediaan air di bumi adalah tetap dan bahkan semakin berkurang akibat adanya perubahan tata guna lahan. Dalam siklus hidrologi perubahan air hanya terjadi pada wujudnya saja. Fakta menunjukkan bahwa sirkulasi air tidak merata karena dipengaruhi oleh kondisi meteorologi, sehingga ada perbedaan dari tahun ke tahun dan dari musim ke musim.Adanya dua musim di Indonesia yaitu musim hujan dan musim kemarau mempunyai pengaruh terhadap ketersediaan air. Di musim kemarau air dalam jumlah sedikit sedangkan di musim hujan air dalam jumlah banyak. Namun distribusi air dalam musim hujan tidak merata pada setiap waktu dan tempat, sehingga dapat dikatakan bahwa ada masalah dalam pemanfaatan air yaitu waktu, tempat, kuantitas dan kualitas. Dalam pemanfaatan air diperlukan pengaturan yang cermat agar diperoleh hasil yang maksimum, untuk itu sangat diperlukan rencana pendistribusian air. Salah satu usaha untuk mengatasi masalah-masalah tersebut adalah dengan membangun bendungan. Bendungan atau waduk tidak saja sebagai tampugan air pada saat musim hujan tetapi dapat dimanfaatkan untuk tujuan lainnya. Tetapi dalam tahap perencanaaannya perlu dilakukan studi-studi yang seksama supaya didapat tujuan yang optimal. Bendungan dibangun untuk berbagai keperluan yaitu pengendalian banjir, irigasi, PLTA, industri, air minum, rekreasi dan lain lain. Langkah-langkah perencanaan dan perancangan sebuah bendungan diperlukan suatu pemahaman tentang berbagai data yang saling terkait. Untuk itu diperlukan pengkajian secara detail sehingga setiap data yang digunakan akan sangat efektif dan efisien untuk digunakan sebagai masukan analisis lebih lanjut.

1.2. Latar BelakangPembangunan bendungan adalah salah satu wujud dari usaha memenuhi kebutuhan air dengan membendung air. Konstruksi bendungan dibuat jika diperlukan pembuatan waduk. Bendungan merupakan bengunan yang dibangun melintang sungai untuk meninggikan muka air dan membuat tampungan air yang lazim di sebut waduk. waduk adalah salah satu wujud dari usaha memenuhi kebutuhan air. Persediaan yang ada di waduk antara lain direncanakan untuk berbagai keperluan, bisa berfungsi tunggal (single purpose) atau befungsi lebih dari satu manfaat (multipurpose). Bendungan dibangun berdasarkan kebutuhan waduk, tempat dan besarnya waduk ditentukan berdasarkan analisa ketersediaan dan kebutuhan air, selain itu waduk harus sedekat mungkin dengan pemakai air. Jika letak waduk jauh dengan pemakai air, maka diperlukan suatu saluran pembawa yang panjang, sehingga biaya pembuatan saluran pembawa menjadi mahal. Jarak pengguna air dan waduk yang terlalu jauh menyebabkan kurang efektifnya system pembawa air tersebut, sepanjang saluran terjadi banyak kehilangan tinggi tekan, kehilangan air karena rembesan dan yang paling memprihatinkan hilangnya air akibat pencurian air irigasi oleh petani petani yang sawahnya dekat dengan saluran pembawa primer maupun cabang cabangnya. Sehingga suatu konstruksi bendungan harus direncanakan sedemikian rupa agar memenuhi fungsinya dan aman.Sistem Pengelak Banjir dengan komponen utama berupa saluran pengelak dan bendungan pengelak direncanakan sedemikian rupa, sehingga dapat mengalirkan debit banjir yang mungkin terjadi dalam periode pelaksanaan konstruksi suatu bedungan dan agar dapat dihindarkan kemungkinan terjadinya limpasan-limpasan di atas mercu bendungan pengelak yang dapat menyebabkan genangan genangan pad daerah calon tubuh bendungan yang sedang dikerjakan.Beberapa faktor terpenting yang akan menentukan karakteristika hidrolika suatu saluran pengelak adalah : Kemiringan dasar saluran pengelak Ukuran saluran pengelak Karakteristika terpenting saluran pengelak Panjang saluran pengelak Kekasaran dinding saluran pengelakKombinasi dari beberapa faktor-faktor tersebut akan sangat menentukan kapasitas saluran pengelak.Kemiringan saluran pengelak yang berupa terowongan (terowongan Pengelak) biasanya diambil untuk aliran sub-kritis ataupun untuk aliran superkritis. Pada kedua kondisi tersebut, maka posisi titik kontrol hidrlisnya biasanya tergantung dari hubungan antara bentuk daerah pemasukan aliran serta tinggi tekanan air di daerah ini dan tergantung pula pada kondisi pengaliran di ujung saluran tersebut.Untuk analisis hidrolika pada saluran pengelak ini dibahas mengenai kapasitas pengaliran melalui saluran pengelak, baik melalui terowongan maupun conduit karena prinsip dasar dari ke-dua pengelak tersebut adalah sama. Kapasitas pengaliran saluran ini dibedakan menjadi dua kondisi yaitu, pada saat aliran bebas (free flow) yaitu pada saat sifat hidrolik yang terjadi berupa hidrolika saluran terbuka dan kondisi pada saat aliran tertekan yaitu pada saat sifat hidrolik yang terjadi berupa hidrolika saluran tertutup.

Kriteria Aliran pada Terowongan Menurut Ven Te ChowDari buku Hidrolika Saluran Terbuka karangan Ven Te Chow, terowongan adalah jenis yang unik dari suatu penyempitan dan jalan masuknya merupakan penyempitan dengan bentuk khusus. Terowongan bersifat seperti saluran terbuka, asalkan alirannya mengisi seluruh bagian gorong-gorong tersebut. Karakteristik alirannya sangat rumit, karena aliran tersebut dikontrol oleh beberapa variabel, antara lain: geometri pemasukan, kemiringan, ukuran, kekasaran, keadaan air bawah, dan lain-lainnya. Oleh karena itu penelitian mengenai aliran yang melalui terowongan harus dilakukan dilaboratorium atau penelitian lapangan.Terowongan akan terisi penuh, bila jalan keluarnya terendam, atau bila jalan keluarnya tidak terendam, tetapi air atasnya mempunyai tinggi dan kubah yang panjang. Sesuai dengan penelitian laboratorium, bila jalan keluar terowongan biasa tidak terendam, maka jalan masuknya tidak perlu terendam, jika air atasnya lebih kecil dari suatu besaran kritis tertentu, yang diberi tanda H*. Nilai H* bervariasi antara 1,2 sampai 1,5 kali tinggi terowongaan, tergantung pada geometri masukan, karakteristik kubah dan keadaan saluran terowongan. Untuk analisa pendahuluan dapat digunakan batas atas H* = 1,5d, di mana d = tinggi terowongan. Hal ini disebabkan dari perhitungan didapatkan, bahwa bila perendaman tidak menentu, maka ketepatan perhitungan yang lebih besar didapatkan dengan menganggap masukan dalam keadaan tidak terendam.

Gambar 1.6 Kriteria untuk Terowongan Pipa, Kotak Panjang dan Pendek Secara Hidrolis dengan Kubah Beton; dan Masukan Berbentuk Persegi, Lingkaran atau Pengurasan Miring dari Dinding Ujung Vertikal; Dilengkapi dengan atau Tanpa Dinding Samping Sumber: Hidrolika Saluran Terbuka, Ven Te Chow, 1997:444

Penelitian laboratorium juga menunjukkan bahwa pada suatu terowongan (biasanya mempunyai potongan persegi pada bagian atas masukan), tidak akan memiliki aliran penuh sekalipun masukan berada di bawah ketinggian air atas, bila saluran keluar tidak terendam. Pada kondisi demikan, aliran yang masuk ke terowongan akan menyusut, hingga kedalamannya lebih kecil daripada tinggi kubah terowongan; dengan cara yang sangat mirip dengan penyusutan aliran air pada pintu air geser tegak. Kecepatan air yang tinggi akan berlanjut sepanjang kubah, kemudian akan berkurang secara perlahan-lahan, akibat kehilangan gesekan. Bila terowongan tidak cukup panjang untuk mengizinkan penambahan kedalaman aliran di penyempitan hingga memenuhi kubah, maka aliran pada terowongan tidak akan terisi penuh. Keadaan demikian dinamakan pendek secara hidrolis. Sebaliknya, dikatakan panjang secara hidrolis, bila aliran pada terowongan penuh, seperti yang terjadi pada pipa.Penentuan suatu terowongan panjang atau pendek secara hidrolis, tidak dapat ditentukan oleh panjang kubah saja. Tetapi tergantung pada karakteristik yang lain, diantaranya: kemiringan, ukuran, geometri masukan, air atas, keadaan saluran masuk dan keluar, dan lain-lainnya. Suatu terowongan, mungkin menjadi pendek secara hidrolis, bila aliran hanya sebagian penuh, atau bila air atas lebih besar dari niali kritis. Untuk situasi demikian, suatu grafik yang dibuat Carter (Gambar 1.6 dan Gambar 1.7), dapat digunakan untuk membedakan secara kasar antara terowongan pendek secara hidrolis, dengan saluran masuk terendam, dapat memperlengkapi dirinya sendiri secara otomatis, aliran menjadi penuh. Dari hasil penelitian laboratorium yang dilakukan Li dan Patterson, terjadinya aksi memperlengkapi dirinya sendiri, disebabkan oleh kenaikan air hingga bagian atas gorong-gorong. Kenaikan ini pada kebanyakan kasus disebabkan oleh loncatan hidrolik, pengaruh air balik pada jalan keluar, atau terbentuknya gelombang permukaan diam di dalam kubah.

Gambar 1.7 Kriteria untuk Terowongan Pendek dan Panjang Secara Hidrolis, dengan Kubah Kasar dari Pipa Bergelombang.Sumber : Hidrolika Saluran Terbuka,Ven Te Chow, 1997:445

Untuk keperluan praktis, aliran gorong-gorong dapat digolongkan dalam 6 jenis, dan ditunjukkan pada Gambar 1.8. ldentifikasi masing-masing jenis dapat diielaskan sesuai dengan sketsa berikut:A. Jalan keluar terendamJenis 1B. Jalan keluar tidak direndam1. Air atas lebih tinggi daripada nilai kritisa. Terowongan panjang secara hidrolis.Jenis 2b. Terowongan yang pendek secara hidrolis..Jenis 32. Air atas lebih rendah daripada nilai kritisa. Air bawah lebih tinggi daripada kedalaman kritis Jenis 4b. Air bawah lebih rendah daripada kedalaman kritis i. Kemiringan subkritis.Jenis 5ii. Kemiringan superkritis.Jenis 6

Gambar 1.8 Jenis Aliran TerowonganSumber: Hidrolika Saluran Terbuka, Ven Te Chow, 1997:446

Jika saluran keluarnya terendam, aliran pada terowongan akan memenuhi seluruh bagian, serupa dengan aliran pada pipa dan alirannya termasuk jenis 1. Bila saluran keluar tidak terendam, maka air atas mempunyai kemungkinan lebih besar atau lebih kecil dibandingkan nilai kritisnya. Jika air atas lebih besar dibanding nilai kritis, kemungkinan terowongan bersifat panjang atau pendek secara nilai; dan untuk membedakan hal ini, digunakan grafik pada Gambar 1.6 dan 1.7. Jika terowongan panjang secara hidrolis, alirannya termasuk jenis 2, sedangkan jika pendek secara hidrolis, maka alirannya berjenis 3. Bila air atas lebih kecil daripada nilai kritis, maka pada saluran keluar, air bawah mungkin lebih besar atau lebih kecil dibanding kedalaman kritis aliran. Untuk air bawah yang lebih besar, alirannya termasuk jenis 4. Sedangkan untuk air bawah lebih kecil, alirannya berjenis 5, bila kemiringan terowongannya subkritis; dan berjenis 6, bila kemiringannya superkritis.Pada penggolongan di atas, terdapat kekecualian, yakni bahwa aliran jenis 1, dapat terjadi dengan air atas sedikit lebih besar dari nilai kedalaman kritis, atau dengan air atas lebih tinggi daripada bagian atas saluran keluar, asalkan kemiringan dasar terowongan sangat curam. Jenis 1 dan 2, termasuk aliran pipa, sedang yang lainnya termasuk aliran saluran terbuka. Untuk aliran jenis 3, terowongan berperan seperti suatu orifis. Koefisien pelepasan beragam kira-kira dari 0,45 sampai 0,75. Untuk aliran jenis 4, 5, dan 6, jalan masuknya terendam air, dan terowongan berperan seperti penyekat. Koefisien pelepasan beragam kira-kira dari 0,75 sampai 0,95, tergantung pada geometri masukkan dan kondisi air atas. Pada Gambar 3.11, terlihat bahwa aliran jenis 4 adalah aliran subkritis pada sepanjang kubah. Aliran jenis 5 adalah aliran subkritis, oleh karena itu penampang kontrolnya terletak pada saluran keluar.Survai Geologi Amerika Serikat, telah mengembangkan suatu prosedur terinci yang dapat digunakan untuk perhitungan hidrolik perancangan terowongan. Untuk keperluan praktis, dapat digunakan suatu penyelesaian pendekatan dengan menggunakan grafik pada Gambar 3.12 dan 3.13, masing-masing untuk terowongan kotak dan lingkaran. Kedua kurva hanya berlaku untuk terowongan yang mempunyai saluran masuk berpenampang bujur sangkar:

Gambar 1.9 Grafik untuk Nilai Air Atas Pendekatan Pada Terowongan Kotak, dengan Satuan untuk Bujur Sangkar, Aliran Sebagian Penuh.Sumber : Hidrolika Saluran Terbuka, Ven Te Chow, 1997:448

Gambar 1.10 Grafik untuk Nilai Air Atas Pendekatan pada Terowongan Lingkaran, dengan Saluran Masuk Bujur Sangkar, Aliran Sebagian Penuh.Sumber : Hidrolika Saluran Terbuka, Ven Te Chow, 1997:448

1.3. Rumusan MasalahRumusan masalah yang akan dibahas pada Tugas Bendungan ini adalah sebagai berikut:1. Apakah bentuk bentuk Terowongan pada bendungan ? 2. Mengapa diperlukan adanya terowongan paada Bendungan ? 3. Setelah diketahui bagaimanakah perhitungan aliran tekan pada terowongan tersebut 4. Adakah perbedaan atas hasil perhitungannya ?

1.4. Batasan MasalahDari rumusan masalah yang ada di atas, maka batasan masalah yang ada pada laporan ini adalah sebagai berikut :1. Bentuk terowongan yang digunakan untuk tugas ini adalah terowongan berbentuk lingkaran , kotak dan tapal kuda 2. Perhitungan menggunakan tabel yang telah ada3. Perbedaan hasil dilihat dari grafik yang ada akan perhitungan ketiga jenis terowongan

1.5. Manfaat dan TujuanAdapun manfaat yang bisa didapatkan dari menyusun tugas ini selain untuk pengganti kuis Bendungan , dengan kita mengerjakan tugas ini maka kita dapat lebih memahami karakteristik terowongan yang kita pakai , dan kita dapat mengetahui hasil akan perhitungan ke tiga jenis teowongan Tujuan dari penyusunan tugas ini adalah sebagai pembelajaran tentang bagaimana melihat hasil perhitungan aliran tekan pada terowongan sehingga kita nantinya dalam mendesain terowongan dapat memilih terowongan dengan penampang berbentuk apakah yang pas .

Sheet1

Tipe AliranAliran di Dalam Tubuh TerowonganLokasi Bagian HilirTipe KontrolKemiringan Terowongany1/Dy4/ycy4/D

1Penuh SebagianInletKedalaman KritisCuram< 1,5< 1,0 1,02Penuh SebagianOutletKedalaman KritisLandai< 1,5< 1,0 1,03Penuh SebagianOutletBackwaterLandai< 1,5> 1,0 1,04Penuh TotalOutletBackwaterCuram & Landai> 1,0..> 1,05Penuh SebagianInletGeometri MasukanCuram & Landai 1,5.. 1,06Penuh TotalOutletGeometri pada Masukan dan Tubuh TerowonganCuram & Landai 1,5.. 1,0

JenisH/d < 1,01,0 < H/d < 1,5H/d > 1,5Lingkaran0,87 H/d0,87 H/d1,09 + 0,10 H/dKotak1,00 H/d0,36 + 0,64 H/d0,62 + 0,46 H/d

Sheet2

Sheet3