EVALUASI HIDROLIS BENDUNG LAMA TERHADAP RENCANA BENDUNG BARU PADA BENDUNG TIMBANG LAWAN DI KABUPATEN LANGKAT TRISNAFIA SIAGIAN

Transkripsi

1 EVALUASI HIDROLIS BENDUNG LAMA TERHADAP RENCANA BENDUNG BARU PADA BENDUNG TIMBANG LAWAN DI KABUPATEN LANGKAT TUGAS AKHIR TRISNAFIA SIAGIAN BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012

2 ABSTRAK Bendung merupakan bangunan air yang berfungsi untuk menaikkan elevasi muka air. Bendung Timbang Lawan adalah bendung yang memanfaatkan sungai Bahorok yang memiliki fungsi bukan hanya mengairi areal pertanian akan tetapi menjadi daerah wisata di kawasan pariwisata Bukit Lawang. Bendung ini telah mengalami rehabilitasi dari bendung tidak tetap (terbuat dari batu kali) menjadi bendung tetap (terbuat dari beton cor) dikarenakan banjir bandang pada tahun Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi bendung lama terhadap rencana bendung baru dalam hal keamanannya dengan tetap mengarah kepada kriteria perencanaan sehingga dapat meminimalisasi kegagalan bendung (jebol), bendung berfungsi sebagaimana adanya dan tidak merugikan masyarakat disekitarnya. Dalam penentuan debit banjir rencana terlebih dahulu dilakukan analisa frekuensi dan penetapan sebaran data curah hujan kemudian diuji dengan chi kuadrat, dimana distribusi yang sesuai adalah distribusi Log Pearson Type III sehingga curah hujan rencana menggunakan distribusi Log Pearson Type III. Dari hasil analisa debit banjir rancangan, untuk merencanakan tanggul banjir digunakan debit banjir kala ulang 100 tahun dengan metode kombinasi Haspers - Haspers didapat Q100 = 497,034 m3/detik, kombinasi Haspers - Log Pearson III didapat Q100 = 398,866 m3/detik dan metode Melchior - Haspers didapat Q100 = 266,716 m3/detik, metode Melchior - Log Pearson III Q100 = 322,256 m3/detik. Berdasarkan hal tersebut kemudian dihitung keamanan dari bendung dengan analisa stabilitas bendung dan diperoleh bahwa dengan Q100 = 322,256 m3/detik bendung lama jebol sedangkan bendung baru tidak jebol sehingga bendung baru layak untuk digunakan dan sesuai dengan kriteria perencanaan. Berdasarkan perhitungan, bendung baru ( beton cor) tidak mengalami tegangan tarik, momen tahanan ( Mt) lebih besar dari momen guling ( Mg ), dan tidak bergeser serta tegangan tanah yang terjadi tidak melebihi tegangan tanah yang diijinkan.

3 KATA PENGANTAR Terpujilah Allah yang agung dan mulia, Allah yang telah menciptakan langit dan bumi. Bersyukur buat setiap pemeliharaan-nya serta kasih setia-nya yang selalu menuntun penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah Evaluasi Hidrolis Bendung Lama Terhadap Rencana Bendung Baru Pada Bendung Timbang Lawan Di Kabupaten Langkat. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari dalam mengerjakan penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan, bantuan dan doa dari semua pihak. Penulis mengucapkan terima kasih atas setiap jerih payah, motivasi serta doa yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, terutama kepada : Bapak Ir. Boas Hutagalung, M.Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pemikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis sehingga tugas akhir ini dapat selesai. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik.

4 Bapak Bapak Ir. Syahrizal, Ir. Makmur Ginting M.Sc Bapak Ivan Indrawan, ST,MT, selaku Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberikan masukan dan kritikan yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Bapak/Ibu Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil dan para pegawainya. Kepada kedua orang tuaku Bapak (Bungaran Siagian) dan Mama (Tiurmida Sitompul) yang selalu berdoa, mendukung dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Kepada adik - adikku ( Josua, Febri, Andreas, Antoni, Berlian ), terima kasih buat setiap doa dan dukungan semangatnya. Buat PKKku B Ivent dan B Amran terima kasih buat setiap doa dan dukungan semangatnya. Buat KTB KKPS (Imelda, Elli, Cahaya, Grace, Dian dan Saor), adik KK (Atania, Arta, Ester, Gabe Sri, Putri, Pricilia, Mutiara, Yetty) terimakasih ya buat setiap doa dan dukungan semangatnya. Buat Sahabatku Rasdiana, Cory, Inneke, Naria dan yang tidak tesebutkan namanya, terima kasih ya buat doa dan dukungan semangatnya. Buat teman-teman UKM KMK USU UP FT terima kasih ya buat doanya, juga untuk adik-adik terima kasih telah memberi waktu dan tenaga untuk membantu penulis pada saat pengerjaan tugas akhir ini. Buat teman-teman stambuk 2005 (Habibie, Andrisyam, Elsa, Ema, dan yang lainnya yang tidak tersebutkan oleh penulis, terimakasih buat dukungan doa dan semangatnya.

5 Teman-teman satu kost senina 30, jalan bahagia dan berdikari 66 yang tidak tersebutkan namanya satu persatu terima kasih ya buat doa dan semangat yang diberikan. Medan, Agustus 2012 Trisnafia S

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iii BAB I PENDAHULUAN... 1 I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Lokasi Kegiatan... 2 I.3 Perumusan Masalah... 2 I.4 Tujuan dan Manfaat... I.4.1 Tujuan... 2 I.4.2 Manfaat... 3 I.5 Ruang Lingkup Studi... 3 I.6 Metodologi dan Gambran Lokasi Penelitian..3 I.7 Sistematika Penulisan... 7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 9 II.1Kondisi Umum... 9 II.2Kondisi Bendung/Jaringan yang ada II.3Bencana Banjir Bandang II.4 Kondisi Bendung Sekarang II.5Kondisi Hidrolis Bendung BAB III METODOLOGI DAN GAMBARAN LOKASI PENELITIAN16 III.1Uraian Umum III.2 Siklus Hidrologi III.3 Hujan III.3.1 Pengertian Hujan III.3.2 Karakteristik Hujan III.3.3 Analisa Data Curah Hujan III.4 Daerah aliran sungai (DAS) III. 4.1 Defenisi DAS Berdasarkan Fungsi III.5 Analisa Debit Banjir Rencana III.6 Tinjauan Hidraulis Bendung III.6.1 Elevasi Mercu Bendung III.6.2 Lebar Efektif Bendung III.6.3 Tinggi Muka Air Banjir di Atas Mercu Bendung III.6.4 Tinggi Muka Air Banjir di Hilir Bendung III.6.5 Penentuan Dimensi Mercu Bulat III.6.5 Bangunan Pengambilan III.7 Analisa Stabilitas Bendung III.7.1 Akibat Berat Sendiri Bendung... 39

7 III.7.2 Gaya Angkat (Uplift Pressure) III.7.3 Gaya Gempa III.7.4 Gaya Hidrostatis III.7.5 Gaya Akibat Tekanan Tanah Aktif dan Pasif III.8 Analisa Stabilitas Bendung III.8.1 Stabilitas Terhadap Bendung III.8.2 Stabilitas Terhadap Geser III.8.3 Stabilitas Terhadap Eksentritas III.8.4 Terhadap Daya Dukung Tanah III.9 Tekanan Air III.9.1 Tekanan Hidrostatik III.9.2 Tekanan Hidrodinamik III.9.3 Rembesan III.9.4 Kombinasi Pembebanan III.9.5 Daya Dukung Tanah Bawah Untuk Pondasi III Penurunan Tanah Dasar III.9.6 Spesifikasi Mutu / Material BAB IV METODOLOGI PENELITIAN IV.1 Umum IV.2 Analisa Hidrologi IV.2.1Analisa Hidrologi yang Dilakukan IV Inventarisasi Data Stasiun Curah Hujan IV.2.2 Perhitungan Curah Hujan Rencana IV.3 Analisa Stabilitas IV.3.1 Gaya-Gaya yang Bekerja IV Gaya Berat IV Gaya Gempa..66 IV Tekanan Lumpur IV Gaya Hidrostatis IV Uplift-Pressure IV.3.2 Syarat-Syarat Stabilitas IV.1 Analisa Hidrologi IV.1.1 Pengolahan Data Curah Hujan I V Analisa Hujan dengan Metode Rata-Rata Aljabar IV Penentuan Pola Distribusi Hujan IV Perhitungan Curah Hujan Rencana Dengan Metode Log Pearson Type III IV Perhitungan Uji Kesesuaian Distribusi Log Pearson Type III IV Menentukan Nilai Chi- Kuadrat IV Menentukan Nilai Chi Kuadrat Kritis (X 2 Kr) IV Perhitungan Curah Hujan Rencana dengan Metode Haspers... 88

8 V.2 Analisa Stabilitas Bendung IV.2.1 Tinjauan Stabilitas Bendung Lama IV.2.2 Tinjauan Stabilitas Bendung Baru BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan V.2 Saran DAFTAR PUSTAKA... xv LAMPIRAN