TINJAUAN ULANG PERENCANAAN PEMBANGUNAN GROUNDSILL SUNGAI BATANG AGAM KOTA PAYAKUMBUH

Transkripsi

1 TINJAUAN ULANG PERENCANAAN PEMBANGUNAN GROUNDSILL SUNGAI BATANG AGAM KOTA PAYAKUMBUH Arafat_Marbawie_Peliang 1, Mawardi_Samah 2, Zahrul _Umar 2 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta, Padang arafatalfredo72@gmail.com, mawardi_samah@yahoo.com, zahrul_umar@yahoo.co.id Abstrak Groundsill adalah bangunan yang dibangun melintang sungai yang bertujuan untuk mengurangi kecepatan arus dan meningkatkan laju pengendapan sedimen di bagian hulu groundsill. Hal ini dimaksudkan untuk mengamankan pondasi jembatan atau bangunan yang ada di hulu groundsill, sehingga struktur bangunan yang berada di bagian hulu sungai seperti jembatan atau bangunan air lainya aman terhadap erosi. Perencanaan groundsill sungai batang Agam ini direncanakan dengan menggunakan mercu tipe Ogee dengan kondisi Geologi daerah relatif muda atau belum dapat dikatakan stabil. Dalam pembuatan Tugas Akhir ini dilakukan perhitungan-perhitungan seperti analisa hidrologi, perhitungan hidrolis groundsill, perhitungan dimensi groundsill dan perhitungan stabilitas groundsill. Data-data pendukung adalah peta topografi berskala 1: dan data curah hujan selama 15 tahun pengamatan. Groundsill ini direncanakan dengan debit banjir periode ulang 25 tahun. Dari hasil perhitungan didapat: luas catchment area seluas 117 km 2, debit banjir 25 tahunan (Q25) = 654,766 m 3 /dt. Lebar efektif groundsill 48 m, tinggi groundsill diambil 1 m yang dianggap dapat mengamankan pondasi jembatan yang ada ± 200 m dibagian hulu groundsill dan tinggi energi (H1) = 3,39 m. Pada perhitungan Stabilitas Groundsill dalam keadaan air normal didapat angka keamanan terhadap guling 5,83 dan angka terhadap keamanaan geser 5,22. Pada saat air keadaan banjir didapat angka keamanan terhadap guling 3,12 dan angka keamanan terhadap geser 3,27. Maka didapat kontruksi groundsill stabil. Kata Kunci : Groundsill, Tipe Mercu, Catchment Area, Stabilitas Groundsill.

2 REVIEW OF DEVELOPMENT PLANNING RE GROUNDSILL AGAM STEM RIVER PAYAKUMBUH CITY Arafat_Marbawie_Peliang 1, Mawardi_Samah 2, Zahrul _Umar 2 Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta Of University, Padang arafatalfredo72@gmail.com,mawardi_samah@yahoo.com, zahrul_umar@yahoo.co.id Abstract Groundsill is building that build with crosswise the river with the intention for decrease the current speed and increase the sediment deposition ratein the part of groundsill headwaters. This matter for securing the bridge foundation or the building in the groundsill headwaters, so that the building structure in the part of headwaters like the bridge or another water s buildigsafe from erosion. Groundsill s plan of Batang Agam s River has been planned with using mercu type Ogee with condition geology of the area is relativelyyoungorcan not besaidto be unstable.the final project performed calculatings like a hidrological analyse, groundsill hidrological s calculations, groundsill dimensional calculations and stability groundsill calculations. Supporting data is a topographic maps with scale 1: and rainfall data during 15 years of observation. The groundsill has planned with floods discharge 25 years return period. from the calculation results have been obtained : catchment wide area 117 km 2, 25 years flood discharges (Q25) = 654,766 m 3 /dt. effective width groundsill 48 m, high groundsill taken 1 m which is considered to secure the foundations of the existing bridge ± 200 m upstream groundsill and high energy (H1) = 3,39 m. the stability calculation groundsill in a state of normal water has obtainedsafe factor to bolster 5,83 and figures against sliding security 5,22. When the water in flooding has obtained safe factor to bolster 3,12 and figures against sliding security 3,27. So construction groundsill is stable. Keywords: Groundsill, Type Mercu, Catchment Area, Stability groundsill.

3 TINJAUAN ULANG PERENCANAAN PEMBANGUNAN GROUNDSILL SUNGAI BATANG AGAM KOTA PAYAKUMBUH PENDAHULUAN Hal yang melatar belakangi dilaksanakannya Pekerjaan Perancanaan Pembangunan Groundsill Sungai Batang Agam sebagai upaya mengantisipasi permasalahan-permasalahan yang terjadi pada sungai Batang Agam,antara lain: a. Terjadi gerusan dasar sungai yang sudah mengkhawatirkan terutama pada bagian-bagian downstream yang ada. jembatan b. Terjadi gerusan tebing pada kiri kanan sungai yang mengancam saluran primer irigasi Batang Agam sepanjang 4.00 km, areal pertanian, pemukiman dan fasilitas umum. c. Terdapat groundsill irigasi Batang Agam yang bagian hilirnya sudah terancam gerusan. d. Terdapat aktivitas penambangan galian (pasir) yang telah terjadi terus-menerus dengan volume yang cukup besar. e. Terjadi penyempitan penampang sungai di beberapa tempat. Untuk mengantisipasi ancaman ini perlu dilakukan investigasi sedemikian rupa terhadap perilaku dan penyebab terjadinya kerusakan akibat degradasi pada sungai tersebut sebagai dasar untuk membuat bangunan-bangunan pengendali sedimen ataupun bangunan pengamanan struktur seperti groundsill sesuai kriteria perencanaan bangunan persungaian yang berlaku. Upaya-Upaya untuk mengantisipasi permasalahan permasalahan yang terjadi pada sungai Batang Agam telah dilakukan oleh pemerintah. Salah satunya adalah dengan pekerjaan pembangunan groundsill pada sungai batang agam. agar stabil sehingga dapat meminimalkan kerugian yang timbul akibat terjadinya degradasi yang dapat mengancam prasarana terutama jembatan-jembatan yang melintasi Batang Agam di Kota Payakumbuh, dengan jalan mengetahui data ukur dan perencaanan teknis pengendalian banjir sebagai dasar pertimbangan teknis pelaksanaan konstruksi bangunan selanjutnya. Berdasarkan pada kondisi diatas penulis mengangkat masalah ini sebagai bahan untuk pembuatan Tugas Akhir dengan judul, "Tinjauan Ulang Perencanaan Pembangunan Groundsill Sungai Batang Agam, Kota Payakumbuh". a) Pengertian Groundsill Groundsill (bangunan pengatur sungai) adalah bangunan air yang dibangun melintang sungai yang sengaja dibuat untuk meninggikan elevasi muka air untuk mendapatkan tinggi terjun. Hanya

4 saja yang menyebabkan perbedaan antara groundsill dan bendung adalah pada fungsi dan tujuan. Groundsill merupakan suatu struktur ambang melintang yang dibangun pada alur sungai yang bertujuan untuk mengurangi kecepatan arus dan meningkatkan laju pengendapan di bagian hulu struktur. Hal ini dapat menjaga agar elevasi lapisan endapan tidak mengalami penurunan, sehingga struktur bangunan yang berada di bagian hulu sungai seperti jembatan tetap dalam keadaan aman meskipun terjadi penambangan pasir pada sungai.. b) Pemilihan Groundsill Didalam pemilihan ini penulis memilih untuk tipe groundsill yaitu groundsill pelimpah. Groundsill pelimpah memiliki terjunan sehingga elevasi permukaan dasar sungai disebelah hulu groundsill lebih tinggi daripada elevasi permukaan dasar sungai sebelah hilirnya dan tujuannya adalah untuk melandaikan kemiringan dasar sungai. Gambar 1.1. Groundsill Pelimpah Groundsill pelimpah haruslah direncanakan agar secara hidraulis dapat berfungsi dengan baik antara lain denahnya ditempatkan sedemikian rupa agar porosnya tegak arah arus sungai, khususnya arah arus banjir, denah tersebut yaitu terdiri dari : a.denah tipe tegak lurus, umumnya sudah banyak dibangun pada sungai guna mencegah penurunan dasar sungai. b. Denah tipe diagonal, tipe ini sangat jarang dibuat. c. Denah tipe poligonal. d. Denah tipe lengkung Denah tipe poligonal dan denah lengkung hanya untuk kondisi yang khusus saja karena berbagai kelemahannya antara lain groundsill menjadi lebih panjang dan limpasan air terpusat di tengah serta harganyapun mahal. METODE Penulis melakukan studi literatur dan pegumpulan data. Kegiatan yang akan dilakukan secara garis besar dibedakan atas: a. Studi literatur Dalam studi literatur didapatkan teoriteori yang diperoleh melalui buku buku untuk analisa hidrologi yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir. b. Pengumpulan data Data yang dibutuhkan adalah peta DAS, data curah hujan 15 tahun (tahun 1998 sampai tahun 2012) yang berasal dari 2 Stasiun yaitu Stasiun Padang Tarab, dan Stasiun Canduang. c. Analisa dan perhitungan. 1) Curah hujan maksimum

5 Pada analisa ini, data curah hujan yang akan digunakan adalah data curah hujan rata rata maksimum yang diperoleh dengan menghitung data curah hujan 15 tahun dari 2 stasiun dengan menggunakan Metode Aljabar ( Arithmetic mean ). 2) Curah hujan rencana Untuk menghitung curah hujan rencana penulis menggunakan 2 metode yaitu distribusi prababilitas dan uji probabilitas dimaksudkan untuk mendapatkan hasil perbandingan yang lebih efektif. 3) Analisa Debit Banjir Rencana Untuk perhitungan Debit Banjir Rencana dilakukan dengan metode Melchior. Data untuk metode tersebut di ambil dari nilai curah hujan rencana. Perhitungan debit rencana dengan metode ini, tinggi hujan yang diperhitungkan adalah tinggi hujan pada titik pengamatan. ANALISA DAN PEMBAHASAN 1. Perhitungan Curah Hujan Data ini mencangkup data-data mengenai curah hujan yang jatuh didaerah yang akan diairi. Dalam perhitungan curah hujan ini ada 2 stasiun yang dipergunakan data curah hujan dari stasiun Padang Tarab, dan stasiun canduang dengan memakai data selama 15 tahun dari 1998 sampai dengan 2012 Didalam perhitungan data analisa curah hujan rata-rata dengan metode aljabar, Tabel 1. Perhitungan curah hujan No Curah Hujan Tahun Maksimum Dari 2 Pengamatan Stasiun (mm) , , , , , , , , , , , ,6 n=15 R = 1205,26 (Sumber Data : Perhitungan Data Tugas Akhir) 2. Analisa Curah hujan rencana Untuk Analisa curah hujan rencana dapat diperhitungkan melalui distribusi probabilitas untuk periode ulang 2 tahun, 5 tahun, 10 tahun, 25 tahun, 50 tahun dan 100 tahun dengan metode : Distribusi NORMAL DistribusiLOGNORMAL Distribusi GUMBEL Distribusi LOG PEARSON TIPE III Dari perhitungan distribusi probabilitas bisa kita tentukan jenis distribusi tersebut

6 Untuk distribusi normal di syaratkan bahwa kemungkinan variat yang berada antara x s dan x s adalah 68,27% dan berada antara x 2s dan x 2s adalah 95,44%. Banyak variat yang berada diantara daerah tersebut adalah : Banyaknya Variat = x 100% = 68,27 % Banyaknya Variat = x 100% = 95,44 % a) Distribusi Normal Dari perhitungan sebelumnya diperoleh data sebagai berikut : x = mm S = 29,66 mm Langkah perhitungan : Nilai x s = (80,351 29,66)= 50,69 mm Nilai x s = (80, ,66)= 110,011 mm Dari data tabel hujan dan probabilitasnya untuk Distribusi Normal dan Gumbel di dapat jumlah data yang lebih kecil dari 50,69 mm adalah sebanyak 2 buah dan yang lebih besar dari 110,011 mm adalah 4 buah, sehingga Y1 = 4 Banyaknya Variat = x 100% = 80,95 % 68,27 % Nilai x 2s = [ 80,351 (2 x 29,66)] = 21,03mm Nilai x 2s = [ 80,351 + (2 x 29,66)] = 139,67 mm Dari data tabel hujan dan probabilitasnya untuk Distribusi Distribusi Normal dan Gumbel (tabel terlampir) di dapat jumlah data yang lebih kecil dari 21,03 mm adalah sebanyak 0 buah dan yang lebih besar dari 139,67 mm adalah buah, sehingga Y1 =.1 Banyaknya Variat = x 100% = 95,24 % 95,44 % b) Distribusi Log Normal Langkah perhitungan : 1. Cv = 0, Cs = Cv Cv = 0, x 0,0867 = 0,26 3. Ck = Cv Cv Cv Cv = 3,09 c) Distribusi Gumbel C C s k n n i 1 x x n 1 n 2 s 3 n i 3 4 n 1 n 2 s = 0, n 4 xi x i 1 == 0,1654 d) Distribusi Log Pearson tipe III Digunakan apabila hasil perhitungan pada distribusi normal, distribusi log normal, dan distribusi gumbel tidak memenuhi persyaratan yang telah ditentukan.di peroleh data seperti tabel berikut : Tabel 2. Parameter Statistik untuk menentukan jenis distribusi Hasil No. Distribusi Persyaratan hitungan 1. Normal x s 68.27% x 2. s 95.44% Cs 0 Ck 3 80,95 % 95,24 % 0,4087

7 0,1654 Cs = Cv Cv = Log 0,25 Ck = Cv Cv 6 + Normal 3,09 15 Cv Cv = Gumbel Cs = ,4087 Ck = 5.4 0, Log Selain dari nilai di Pearson atas III (Sumber Data: Hasil Perhitungan) 3. Uji distribusi probabilitas Untuk lebih meyakinkan lagi untuk analisa curah hujan kita lakukan perbandingan uji distribusi probabilitas. Dengan memakai metode chikuadrat dan smirnof kolmogorof, kedua metode tersebut gabung dalam uji distribusi prababilitas untuk perhitungannya sendiri di dapatkan : Tabel 3. Pehitungan uji distribusi praobabilitas METODE LOG LOG N NORM GUMB PENGUJI NORM PEARS O AL EL AN AL ON III 13.33> 0.86 < 1.33 < 2 < Chi- 5,991 5,991 5,991 5,991 1 Kuadrat (tidak (diterim (diterim (diterim (X²) dapat a) a) a) diterima) 0,1631< 0,151 < 0,1285 0,090 < Smirnov 0,34 0,34 < 0,34 0,34 2 Kolmogor (diterim (diterim (diterim (diterima ov a) a a) ) (Sumber Data: Hasil Perhitungan) Dari table tersebut maka distribusi yang dapat diterima dan selisih nilai yang terkecil adalah Metode Normal. 4.Analisa Distribusi Curah Hujan Rencana Analisa distribusi ujan rencana yang dilalukan adalah Distribusi Normal, sesuai dengan hasil pemilihan uji Chi-Kuadrat dan Uji Smirnov Kolmogorov. Persamaan distribusi Metode Normal adalah : Xr = Xa + S. Kt Dari hasil perhitungan sebelumnya didapat: Xa = mm S = mm Nilai Kt diambil dari Tabel Nilai Variabel reduksi Gauss X2 = ,00 = mm Untuk selanjutnya perhitungan di table kan Tabel 4. Perhitungan analisa distribusi curah hujan rencana No T Xr KT (tahun) (mm/hari) (Sumber Data: Hasil Perhitungan)

8 Dari perhitungan analisa distribusi curah hujan rencana didapatkan Xr25 = mm 5.Perhitungan Debit Banjir Rencana Perhitungan debit banjir rencana terdapat beberapa metode seperti Metode Hasper, Metode Weduwen, Rasional dan Melchiord dll. Karena Luas tangkapan hujan (catchment area) hanya km 2, lebih dari 100 km 2, Maka metode yang cocok adalah metode Hasper, dan Melchior. Sedangkan weduwen dipakai apabila luas catcment area < 100 km 2. Dalam perhitungan debit banjir rencana, penulis menggunakan metodemetode sebagai berikut : Metode Hasper Tabel 5. Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Hasper T Α Β (mm F /dt) (m 3 /dt) (Sumber Data: Hasil Perhitungan) Metode Melchior Tabel 6. Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Melchior qn Q T Α F (m 3 /dt/ (th) (km 2 ) km 2 ) R n Q Q n (m 3 / (mm) dt) l , (Sumber data: hasil perhitungan) Dari perhitungan curah hujan rencana dengan 2 metode di atas, maka akan didapat curah hujan rencana rata-rata adalah : Tabel 7. Rekapitulasi Curah Hujan Rencana Metode Hasper dan Metode Melchior N Metode o debit banjir 1 Hasper 2 Melchior Q2 Q5 Q10 Q25 Q50 Q100 (m 3 / dt) (m 3 / dt) (m 3 / dt) (m 3 / dt) l (m 3 / (m 3 / dt) dt) , (Sumber data: hasil perhitungan ) Dari kedua metode tersebut diambil Q25 yang mendekati Q25 rata-rata yaitu hasil perhitungan Metode Melchior. Jadi besarnya debit rencana (design flood) diambil harga Q25 hasil perhitungan (Q25) = 654,766 m 3 /dt 6. Perhitungan Groundsill Elevasi Puncak Mercu

9 Elevasi puncak mercu groundsill direncanakan dari pasangan batu kali, untuk merencanakan elevasi mercu Groundsill di tentukan dari elevasi harus ditentukan sedemikian rupa sehingga 1. Daya bilas kantong lumpur cukup besar, sehingga endapan dikantong lumpur dapat dibilas dengan lancar. Elevasi puncak mercu = Elevasi dasar sungai dilokasi groundsill + Tinggi mercu (+503,80) + 1 = +504,80 m Lebar Efektif Mercu Groundsill Lebar groundsill yaitu jarak antara pangkal (abutment). Sebaiknya lebar groundsill ini sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil (bagian yang lurus). Biasanya lebar groundsill diambil antara 1,0 1,2 dari lebar rata-rata sungai pada ruas yang stabil. Be = B 2 (nkp + Ka). HI Dimana : Be = Lebar efektif groundsill B= Lebar groundsill (lebar total lebar pilar) n = Jumlah pilar Kp = Koefisien kontraksi pilar Ka = Koefisien kontraksi pangkal groundsill HI = Tinggi energi (m) (Sumber : Standar Perencanaan Irigasi, KP 02 hal 114) Tinggi Muka Air Banjir di Atas Groundsill Tabel 8. Resume perbandingan tinggi muka air di atas groundsill Uraian Tipe Mercu Mercu ogee (Perencana) V 6,72 m 1/3 /dt Ha = k 0,84 m H d H 1 2,55 m 3,39 m (Sumber data: hasil perhitungan ) Tinggi Muka Air Banjir di atas Groundsill Tabel 9. Tinggi Muka air Sebelum Adanya Groundsill No B H K A P R V Q , ,34 46,12 1,568 6,72 486, , ,42 46,85 1,738 7,21 587, , ,38 47,31 1,847 7,51 656, , ,62 47,57 1,905 7,67 695,467 (Sumber data: hasil perhitungan ) Dari perhitungan diatas, didapat nilai h (2,03) dengan harga Q (656,855) tinggi muka air sebelum adanya groundsill. Sehingga kita dapat menentukan Tinggi muka air banjir di atas groundsill Dari perhitungan sebelumnya yaitu tinggi muka air banjir diatas Groundsill dan perhitungan tinggi muka air banjir dihilir Groundsill maka didapat data elevasi sebagai berikut (pada mercu tipe bulat) : Elevasi muka air diatas groundsill : = Elevasi puncak mercu + hd = (+ 504,80) + 2,55 = 507,35 m Elevasi energi diatas mercu : = Elevasi puncak mercu + H1

10 = (+504,80) + 3,39= 508,19 m Elevasi muka air dihilir groundsill : = Elevasi dasar sungai di hilir groundsill + h = (+ 503,80) + 2,03 = + 505,83 m Perhitungan Back Water Perhitungan Back Water ini diperlukan untuk mengetahui sejauh mana pengaruh pengempangan yang terjadi akibat adanya Groundsill dan juga untuk merencanakan panjang tanggul yang diperlukan untuk mengatasi banjir dan genangan. Adapun metode perhitungan yang tepat dikerjakan dengan menggunakan metode langkah standar, bila potongan melintang sungai, kemiringan dan faktor dan kekasaran sungai kearah hulu lokasi Groundsill sudah diketahui sampai cukup jauh. Dimana : a = Kedalaman air sungai sebelum adanya groundsill (m) h = Tinggi air berhubung adanya groundsill (m) L=Panjang total dimana kurva pengempangan terlihat (m) Z =Kedalaman air pada jarak x dari groundsill (m) X = Jarak dari groundsill (m) I = Kemiringan Perhitungan : a = 2,03 m h = 3,39 m I = 0,0069 Sehingga : = h/a = 3,39/2,03= 1,66 > 1 Maka L = 2h/I L = 982,61 m 0,98261 km Perhitungan Hidrolis Kolam Olak Adapun rumus yang digunakan adalah : V1 = {(2.9,81) x (0,5 x 3,39 + 1)} 0.5 Dimana : V1 g HI Z = Kecepatan awal loncatan (m/dt) = Percepatan gravitasi (9,81 m/dt) = Tinggi energi diatas mercu = Tinggi jatuh Dari hasil perhitungan terdahulu diperoleh data-data sebagai berikut : Debit banjir rencana = 654,766 m 3 /dt Elevasi puncak mercu = + 504,80 m Elevasi air dihilir groundsill = + 505,83 m Elevasi air dihulu groundsill = + 507,35 m Jari-jari mercu = 0,3 x Hd = 0,3 x 2,55 = 0,765 m Tinggi gorundsill = 1 m Kemiringan sungai = 0,0069 Pertama kali kolam olakan dicoba pada elevasi + 503,8 m Sehingga : Z = (+504,80) (+503,80) = 1 m

11 Dimana Z adalah beda tinggi antara elevasi muka air diatas mercu Groundsill dengan elevasi lantai kolam olakan. a) Kecepatan awal loncatan V1 = {(2.9,81) x (0,5 x 3,39 + 1)} 0.5 V1 = {(2.9,81) x (0,5 x 3,39 + 1)} 0.5 V1 = 7,27 m/dt b) Tinggi muka air tepat di kaki mercu (y1) Y1 = 654,766 /(7,27 x 47,322)= 1,9 m c) Bilangan Froude Fr =7,27/(9,8.1,9) 0.5 = 1,68 Y2 = ½. Y1. 1 Y2 = ½. 1,9.(1+8(1,68 2 ) 0,5 1 = 3,66 m Dimana : Q = Debit banjir rencana (m 3 /dt) Y1 =Tinggi muka air kaki Groundsill(m) B = Lebar efektif Groundsill Fr = Bilangan Froude Y2 = Tinggi loncatan air (m) Maka elevasi air loncat pada elevasi : (+503,8) + 3,66 = +507,46 m Jadi air loncat (+507,46) lebih besar dari elevasi di hilir (+505,83) masih belum memenuhi syarat, maka elevasi kolam olak harus diturunkan lagi. Untuk selanjutnya perhitungan dilakukan secara tabelaris. Tabel 10 Perhitungan Elevasi Kolam Olak Eleva Z si (m) V1 (m/dt ) Y1 Fr Y2 Elevasi Air (m) (m) (m) Loncat (m) (Sumber data: hasil perhitungan ) Maka diambil elevasi kolam olak + 500,90 m + 505,83 m. Elevasi air loncat lebih rendah dari elevasi muka air hilir Groundsill, sehingga memenuhi syarat. Untuk perencanaan Groundsill Batang agam dipakai tipe bak tenggelam dengan alasan : 1. Karena kedalaman konjugasi hilir loncat air terlalu tinggi dibanding kedalaman normal hilir dan diperkirakan akan terjadi kerusakan pada lantai kolam olakan akibat batu-batu besar yang tersangkut lewat atas Groundsill, dan dipakai peredam energi yang relatif pendek tetapi dalam. 2. Kondisi sungai Batang Agam yang banyak mengangkut bongkah-bongkahan atau kerikil - kerikil besar. 3. Tipe bak tenggelam tahan terhadap gerusan. (Sumber : KP 02 hal 60 61) Maka untuk perencanaan dipakai rumus sebagai berikut : hc = (q 2 /g) 1/3 Dimana : hc = Kedalaman air kritis (m) q = Debit per lebar satuan = Qrencana / Beff (m 3 /dt/m)

12 Jadi : a. Debit satuan (Q25) q = Q/Beff = 13,84 m 3 /dt/m b. Kedalaman kritis (hc) hc = (q 2 /g) 1/3 hc = 3 m c. Tinggi energi dihulu = Elevasi mercu + H1 = (+ 504,80) + 3,39 = 508,19 m d. Tinggi energi dihilir H = (+508,91) (+505,83) = 3,08 m e. Menentukan jari-jari bak minimum yang diizinkan (Rmin) = = 1,14 dari grafik didapat : Rmin /hc = 1,58 Rmin = 1,58 x 3 Rmin = 4,74 diambil R = 4,75 f. Menentukan batas hilir minimum (Tmin) = = 1,14 dari grafik didapat Tmin /hc = 1,88 Tmin/3 = 6 m Perhitungan Lantai Muka Perbedaan tekanan yang terjadi dihilir dan dihulu Groundsill akibat adanya perbedaan elevasi setelah groundsill dibangun, akan mengakibatkan terjdinya aliaran dibawah Groundsill. Untuk memperkecil kemungkinan terjadinya erosi dibawah pondasi (piping), maka perlu dibangun lantai muka di ujung hilir Groundsill, dengan panjang lantai tergantung pada jenis tanah pondasi. Untuk menghitung panajang lantai muka dipakai teori blight dimana perbedaan tekanan dijalur pengaliran adalah sebanding dengan panjang pengaliran. Dinyatakan dengan persamaan berikut: H = L/C Dimana: H = Beda elevasi (m) L = Panjang total creep line C =Koefisienbidang tergantung dari jenis matrial dasar sungai Berdasarkan data yang diperoleh, jenis tanah dilokasi Groundsill Batang Agam berupa kerikil sedang. Maka untuk weighted creep ratio (C) diambil 3,50 Syarat : Lv + 1/3 LH hmax. C (KP 02 hal 126) hmax = (+252,00) (+246,70) = 5,3 m hmax. C = 5,3. 6 = 31,8 m Sebelum ada lantai muka LV = = 11 m LH = 2 + 2, ,75 + 1,30 + 9,60 + 1,30 + 1,60 = 26,9 m Lv + 1/3 LH h max. C =11 + 1/3. 26,9 > 6,3. 3,5 =16 m < 26,9 m Dari hasil diatas maka diperlukan lantai muka dengan creep line minimal : L = 26,99 16 = 10,9 m

13 Stabilitas Groundsill a. Pada Saat Air Normal Tabel 11. Resume Gaya Yang Bekerja Pada Groundsill (Saat Air Normal) No Gaya-Gaya yang bekerja 1 Gaya (ton) Momen (tm) V H Mv Mh Berat sendiri ,27 groundsill 2 Gaya gempa 29, , Tekanan lumpur Tekanan tanah Tekanan hidrostatis Tekanan uplift pressure - 0,11 0,09-1,66 2,1-13,81-7,30 0,35 0,5 6,13 5,8 6,315 12,615 30,6 152,15 Jumlah - 203,92 29, ,2 324,61 Kontrol Stabilitas Pada Saat Air Normal 1. Terhadap guling Sf = 1,5 2. Terhadap geser = 1,5 = 5,83 1,5...(Aman) Sf = f. 1,5 f = tan 37 0 = 0,75 Sf = 0,75. 1,5 3. Terhadap eksentrisitas = 5,22 1,5. (Aman) e = B/2 - B/6 d = Perhitungan : e = = 0,1 6,66. (Aman) 4. Terhadap daya dukung tanah qult = C. Nc + γ. D. Nq + 0,5. γ. B. Nγ Dimana : q = Daya dukung keseimbangan (Ultimate bearing Capasity t/m 2 ) Nc, Nq, Nγ = Faktor daya dukung tanah yang tergantung pada besarnya sudut geser dalam tanah. Berdasarkan sudut geser tanah diatas dengan nilai Ø = 20 o 87 di dapat dari tabel Terzaqhi : Nc = 17,02 Nq = 6,95 Nγ = 3,6 Data daya dukung tanah pondasi : Berat jenis tanah (γ) = 2,63 t/m 3 Nilai kohesi tanah (C) = 0,40 t/m 2 Sudut geser tanah (Ø) = 20 o 87 Kedalaman pondasi (D) = 2,85 m Lebar dasar groundsill (B) = 40 m qult = C. Nc + γ. D. Nq + 0,5. γ. B. Nγ = 0,40. 17,02 + 2,85. 2,85. 6,95 + 0,5. 2, ,6 = 6, , ,6322 = 248,25 t/m 2 Tegangan tanah yang di izinkan τ = = = 124,13 t/m 2 5. Terhadap tekanan dibawah groundsill τ = (1 ± ) < τ ijin τ = (1 ± ) < τ ijin τ max = 5,86 t/m 2 124,13 t/m 2 τ min = 4,33 t/m 2 124,13 t/m 2

14 b. Pada Saat Air Banjir Tabel 12. Resume Gaya Yang BekerjaPada Groundsill (Saat Air Banjir) Kontrol Stabilitas Pada Saat Air Banjir No 1 Gaya-Gaya Gaya (ton) Momen (tm) yang bekerja V H Mv Mh Berat sendiri - 210, ,27 groundsill 2 Gaya gempa 29, , Tekanan lumpur - 0,11 0,09-1,66 2,1 Tekanan tanah - 13,81-7,30 Tekanan hidrostatis - 27,63-6, ,34-61,55 Tekanan uplift pressure 22,39 39, ,3 526,7 Jumlah - 215,83 49, ,97 631,81 1. Terhadap guling Sf = 1,5 = 1,5 = 3,12 1,5.. (Aman) 2. Terhadap geser Sf = f. 1,2 F = 0,75 Sf = 0,75. 1,5 = 3,27 1,5. (Aman) 3. Terhadap eksentrisitas e = B/2 - B/6 d = Perhitungan : e = = 4,98 6,66. (Aman) 4. Terhadap tekanan tanah dibawah groundsill τ = (1 ± ) τ = (1 ± ) τ max = 9,42 t/m 2 124,13 t/m 2 τ min = 1,36 t/m 2 124,13 t/m 2 KESIMPULAN Perencanaan Pembangunan Groundsill Sungai Batang Agam Kota Payakumbuh ini merupakan tinjauan ulang dari desain yang sudah ada. Berdasarkan pembahasan yang telah dilakukan, yaitu mulai dari pengolahan data, sampai pada tahap perhitungan hidrolis groundsill, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : a. Analisa Hidrologi 1) Data curah hujan yang dipergunakan adalah curah hujan maksimum harian dengan lama pengamatan (n) 15 tahun dari tahun 1998 sampai dengan tahun Data hujan tersebut hanya diambil dari 2 stasiun curah hujan yang terdekat dengan lokasi catchment area yaitu Stasiun Padang Tarab dan Canduang. Untuk menentukan curah hujan rata-rata daerah aliran sungai digunakan metode Rata-Rata Aritmatik (Aljabar). 2) Perhitungan hujan rencana periode ulang menggunakan 4 metode

15 distribusi probabilitas yaitu Normal, Log Normal, Log Person III, dan Gumbel. Lalu digunakan Uji Chikuadrat dan Smirnov Kolmogorov untuk menentukan Distribusi probabilitas yang diterima dan mempunyai selisih nilai terkecil yaitu Metode Normal. 3) Untuk perhitungan debit banjir periode ulang digunakan metode Hasper dan Melchior. Berdasarkan hasil perhitungan digunakan metode Melchior yang pemilihannya karena nilai Q25 Metode Melchior mendekati nilai Q25 rata-rata yaitu 654,766 m 2 /dtk b. Perhitungan Hidrolis Groundsill 1) Dalam perhitungan hidrolis Groundsill dengan Qdesign = 654,766 m 3 /dtk didapat hasil sebagai berikut : a) Tinggi muka air banjir maksimum diatas mercu groundsill = 2,55 m dengan tinggi energi diatas mercu = 3,39 m b) Tinggi muka air sebelum adanya groundsill = 2,03 m c) Lebar efektif groundsill (Be) = 48 m 2) Mercu groundsill yang dipilih tipe mercu bulat denggan Jari- jari R = 1,4 m. 3) Kolam olakan dipakai tipe bucket (bak tenggelam) karena tipe tersebut dipandang cocok dipergunakan pada grounsill sungai batang agam untuk menghindari kerusakan pada lantai kolam olak akibat bongkahan batu yang terbawa pada saat terjadi banjir ataupun sedimen sedimen yang ada. Jari- jari bak yang diijinkan Rmin = 4,75 m dengan batas minimum tinggi air dihilir Tmin= 6 m c. Perhitungan Stabilitas Groundsill Kontrol stabilitas untuk tubuh groundsill ditinjau pada kondisi air normal dan air banjir. Hasil yang diperoleh adalah tubuh groundsill dianggap cukup stabil dan aman terhadap bahaya: 1) Guling (over turning) 2) Geser (sliding) 3) Rembesan bawah pondasi 4) Eksentrisitas 5) Daya dukung tanah pondasi yang memadai Tabel 13. Perbandingan tinggi muka air di atas groundsill Uraian Tipe Mercu Mercu ogee (Perencana) V 4,08 m/dt Ha = k 0,84 m H d H 1 2,55 m 3,39 m (sumber hasil perhitungan) Dimana : V = Kecepatan aliran dihulu mercu Ha = k = Tinggi energi Hd = Tinggi energi rencana diatas mercu H1 = Tinggi energi diatas mercu

16 Tabel 14. Kesimpulan hasil perhitungan Uraian Analisa Perencanaan Elevasi muka air di hilir groundsill 505,83 m Elevasi muka air di atas groundsill 507,35 m Elevasi energi diatas groundsill 508,19 m (sumber hasil perhitungan) Berdasarkan pembahasan yang telah dilakukan, yaitu mulai dari pengolahan data, sampai pada tahap perhitungan hidrolis groundsill, maka penulis menyimpulkan hasil dari semua perhitungan, dan dari perhitungan juga penulis bisa memberikan saran atau masukan terhadap perencana yang sudah ada. SARAN Agar groundsill yang direncanakan berfungsi optimal, untuk itu perlu dipertimbangkan saran-saran sebagai berikut : a. Perlunya ketelitian pada saat perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada tubuh Groundsill yang dapat mengganggu stabilitas groundsill. b. Untuk menghasilkan groundsill dengan biaya pembangunan yang lebih ekonomis perlu dilakukan perencanaan groundsill yang matang dengan memperhatikan kondisi topografi daerah dimana groundsill dibangun c. Perlunya ketelitian dalam analisa hidrologi agar dihasilkan desaign hidrolis groundsill yang tidak terlalu besar sehingga dapat menghasilkan groundsill yang ekonomis. d. Pada perhitungan dimensi groundsill harus sesuai dengan debit banjir rencana dan dalam menentukan debit banjir rencana juga harus mempertimbangkan perode ulang yang harus diambil supaya konstruksi groundsill tersebut aman. e. Groundsill yang sudah di dibangun hendaknya diadakan suatu pemeliharaan sehingga fungsi dari pembangunan groundsill tersebut masih dapat digunakan secara optimal. DAFTAR PUSTAKA Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum, Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-02, 2013 Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum, Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-04, 2013 Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum, Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-06, 2013 Kamiana. I made Teknik Perhitungan Debit Banjir rencana. Yogyakarta: cetakan pertama.

17 Wilson.E.M Hidrologi Teknik Edisi Keempat. Bandung: ITB.