STUDI PERENCANAAN EMBUNG HOLBUNG KECAMATAN SIGUMPAR KABUPATEN TOBA SAMOSIR

Transkripsi

1 STUDI PERENCANAAN EMBUNG HOLBUNG KECAMATAN SIGUMPAR KABUPATEN TOBA SAMOSIR Egia Rahmadha Putra 1, Runi Asmaranto 2, Andre Primantyo Hendrawan 2 1 Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya 2 Dosen Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya 1 egiaputra@gmail.com ABSTRAK Dalam memenuhi kebutuhan air baku untuk penduduk desa Banua Huta dan desa Sigumpar Julu, maka perlu dibuat sarana pembangunan air yang berupa embung kecil. Dimana bangunan air tersebut guna menampung air hujan untuk kebutuhan penduduk pada musim kemarau. Dari permasalahan tersebut maka penelitian ini akan membahas mengenai perencanaan embung Holbung di desa Banua Huta dan desa Sigumpar Julu Kecamatan Sigumpar Kabupaten Toba Samosir. Pada studi perencanaan embung ini akan dilakukan analisis hidrologi, kebutuhan air baku, total erosi, rencana anggaran biaya konstruksi, serta analisis dalam struktur embung itu sendiri. Pencapaian dalam kebutuhan air baku harus terpenuhi selama kurang lebih 25 tahun kedepan dengan kapasitas tampungan yang mencukupi. Untuk data yang digunakan untuk proses analisis tersedia mulai tahun 2006 hingga tahun Dari hasil analisis hidrologi didapatkan debit banjir rancangan sebesar 177,604 m 3 /detik, kemudian untuk kebutuhan air baku sebesar 1,029 liter/detik. Kondisi stabilitas pada pelimpah dan lereng memenuhi nilai angka yang telah ditetapkan, dan juga rencana anggaran biaya yang akan direncakan adalah sebesar Rp Kata Kunci: Embung Kecil, Air Baku, Penduduk, Rencana Pembangunan ABSTRACT To fulfill the needs of raw water for the Banua Huta villagers and the Sigumpar Julu villagers, it is necessary to make a water construction facilities in the form of retention basin, which can serve to accommodate rain water for the needs of the population during the dry season. From this problem, this research will explain about the planning of Holbung retention basin in Banua Huta village and Sigumpar Julu village Sigumpar district Toba Samosir regency. This planning of retention basin research, will using hydrological analysis, the needs for raw water, total erosion, the budget plan of construction cost, and analysis from that retention basin. Achievement in raw water requirements have to fulfill over the next 25 years with sufficient storage capacity. The data that used for this analysis process is available from 2006 to From the result of hidrological analysis, the flood discharge design is equal to 177,604 m 3 /sec, then for the required amount of raw water is 1,029 liters/sec. The stability conditions on the spillway and the slopes comply the value of the required safe number, and the budget that has been planning is Rp Keywords: Small Dam, Raw Water, Population, Development Plan 1. Pendahuluan Bumi adalah salah satu planet dalam tata surya yang mempunyai kandungan air yang cukup banyak. Lapisan air yang menyelimuti bumi disebut hidrosfer. Hidrosfer merupakan lapisan yang terdapat dibagian luar bumi terdiri atas air laut, sungai, danau, air dalam tanah, dan resapanresapan. Presentase air paling banyak terdapat dilautan, yakni sekitar 97%, dan 3% berupa air tawar. Salah satu pemanfaatan air pada permukaan bumi adalah untuk memenuhi kebutuhan air baku. Seiring dengan berkembangnya j dan peningkatan jumlah penduduk dari tahun ke tahun, maka kebutuhan air baku meningkat. Oleh karena itu Pemerintah Republik Indonesia melalui Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Kementerian Pekerjaan Umum Dan Perumahan Rakyat dan Balai Besar Wilayah Sungai Brantas telah melaksanakan serangkaian usaha dimana salah satunya adalah pembangunan di bidang pengairan seperti pembangunan embung yang dapat

2 langsung dirasakan oleh masyarakat kecil dalam memenuhi kebutuhan air baku. Kondisi Warga di Desa Banua Huta dan Desa Sigumpar Julu biasanya di dalam memenuhi kebutuhan air baku masih mengambil dengan cara mengambil air dari sumber dan sebagian langsung dari sungai. Namun pada saat musim kemarau tiba, sumber tersebut menjadi kering dan warga kesulitan mendapatkan air. Dengan adanya suatu bangunan air yang dapat menampung air dalam jumlah yang cukup besar saat musim hujan, diharapkan dapat mengatasi permasalahan yang ada. 2. Tinjauan Pustaka Salah satu pembangunan dalam pendayagunaan sumber daya air untuk memenuhi kebutuhan air baku yaitu dengan pembuatan tampungan air skala kecil yaitu embung. Dalam perencanaan embung, diperlukan berbagai kajian ilmu pengetahuan lain yang dapat mendukung untuk memperoleh hasil perencanaan embung yang secara teknis layak untuk dibangun. Ilmu hidrologi, klimatologi, hidrolika dan mekanika tanah merupakan beberapa ilmu yang digunakan dalam studi perencanaan embung yang saling berhubungan satu sama lain. Oleh karena diperlukan tinjauan pustaka yang dimaksudkan untuk memaparkan secara singkat dasar-dasar teori yang digunakan dalam studi perencanaan embung. Analisis hidrologi adalah suatu analisis yang bertujuan untuk menghitung potensi air yang ada pada daerah tertentu, sehingga dapat diketahui seberapa besar potensi air yang dapat dimanfaatkan dan dikembangkan, serta mengendalikan potensi air tersebut untuk kepentingan masyarakat. Dalam analisis hidrologi dilakukan perhitungan uji konsistensi data hujan dengan metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums) dan uji abnormalitas. Untuk perhitungan curah hujan rancangan digunakan metode log normal dan log pearson III. Sedangkan untuk analisis debit banjir rancangan digunakan metode HSS Nakayasu, HSS Gamma I, HSS Snyder dan metode rasional dari australia. Kemudian untuk debit andalan digunakan metode NRECA. Proyeksi jumlah penduduk merupakan perkiraan jumlah penduduk di masa datang. Perhitungan proyeksi jumlah penduduk sangat penting dilakukan sebagai dasar perhitungan perencanaan pengembangan penyediaan air bersih pada suatu wilayah dalam kurun waktu perencanaan. Beberapa faktor yang mempengaruhi proyeksi penduduk adalah: 1. Jumlah populasi dalam suatu wilayah 2. Kecepatan pertumbuhan penduduk 3. Kurun waktu proyeksi Hasil Analisis ini selanjutnya digunakan sebagai dasar perhitungan perencanaan pengembangan penyediaan air bersih. Metode yang digunakan untuk memproyeksikan jumlah penduduk di masa mendatang yaitu (Muliakusumah, 2000:115): 1. Metode Geometrik 2. Metode Aritmatik 3. Metode Eksponensial Besar volume tampungan yang dibutuhkan pada embung secara hidrologis dipengaruhi oleh besarnya kapasitas tampungan efektif serta besarnya tampungan yang disediakan untuk menampung sedimen dalam periode waktu yang direncanakan. Selain dua tampungan tersebut, terdapat tampungan banjir yang juga merupakan faktor penting dalam perencanaan embung. Embung adalah seperti halnya bendungan harus dilengkapi dengan bangunan pelimpah (spillway) yang memerlukan besaran banjir desain untuk merencanakan dimensinya. Dalam perencanaan teknis tubuh embung laporan skripsi ini akan direncanakan tipe embung zonal dengan inti vertikal dengan bangunan pelengkap pelimpah menggunakan tipe pelimpah samping (Side Spillway). Kemudian sebagai nilai titik kontrol kean suatu bangunan maka dalam laporan skripsi ini dilakukan analisis rembesan, analisis stabilitas pelimpah, analisis stabilitas lereng pada tubuh embung dan perhitungan rencana anggaran biaya yang biasa disebut RAB.

3 3. ANALISIS DAN PEMBAHASAN Data hujan yang diperlukan diperoleh dari Dinas PU Kabupaten Toba Samosir. Data hujan yang digunakan dalam analisis hidrologi diambil dari satu stasiun penakar hujan yaitu Stasiun Hujan Sigumpar. Data tersebut meliputi data curah hujan harian dengan periode pengamatan tahun 2006 sampai dengan 2015 (10 tahun). Tabel 1. Data Stasiun Hujan Sigumpar Tahun Tinggi Hujan (mm) Sta. Sigumpar , , , , , , , , , ,00 Sumber: Dinas PU Kabupaten Toba Samosir digunakan dalam uji konsistensi adalah data curah hujan tahunan dari tahun 2006 sampai dengan tahun Tabel 2. Uji Konsistensi Data Hujan Tahunan Stasiun Hujan Sigumpar No Tahun Curah Hujan (mm) Sk* [Sk*] Dy2 Sk** [Sk**] ,00 20,500 20,500 42,025 0,267 0, ,00 150, , ,025 1,961 1, ,00-47,500 47, ,625-0,619 0, ,00 0,500 0,500 0,025 0,007 0, ,00-131, , ,225-1,714 1, ,00-89,500 89, ,025-1,166 1, ,00 88,500 88, ,225 1,153 1, ,00 6,500 6,500 4,225 0,085 0, ,00-12,500 12,500 15,625-0,163 0, ,00 14,500 14,500 21,025 0,189 0,189 Rerata 351,50 56,20 Jumlah 5887,050 Kemudian untuk mengetahui apakah data maksimum dan minimum dari rangkaian data yang ada layak digunakan atau tidak, maka perlu diuji dengan Metode Inlier-Outlier. Metode ini dilakukan, setelah melakukan uji konsistensi pada data curah hujan yang akan digunakan dalam perhitungan curah hujan rancangan. Tabel 3. Uji Metode Inlier-Outlier Data Hujan Tahunan Stasiun Hujan Sigumpar Tahun Rn (mm) Log X Keterangan Gambar 1. Peta Lokasi Stasiun Hujan Sigumpar dan Lokasi Desa Sebelum data curah hujan digunakan dalam analisis hidrologi, data hujan tersebut harus diuji konsistensinya untuk mengetahui apakah data tersebut mengalami perubahan atau tidak. Dikarenakan data hujan pada stasiun hujan Kecamatan Sigumpar hanya ada satu, maka diperlukan uji konsistensi dengan metode RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sum). Data curah hujan yang ,00 2,571 Stdev = 0, ,00 2,701 Rerata log X = 2, ,00 2,483 Kn = 2, ,00 2,547 nilai Batas atas, XH : ,00 2,342 XH = 555, ,00 2,418 nilai Batas bawah, XL : ,00 2,643 XL = 211, ,00 2,554 Rn max = 502, ,00 2,530 Rn min = 220, ,00 2,563 Semua Data Dapat Digunakan Tabel 4. Curah Hujan Rancangan Berbagai Kala Ulang Distribusi Log Normal Tr Pr (%) K T SD log X 2 X 2 (mm) ,111 0,103 2, , ,782 0,103 2, , ,321 0,103 2, , ,111 0,103 2, , ,405 0,103 2, , ,837 0,103 2, , ,5 3,702 0,103 2, , ,1 10,619 0,103 3, ,97

4 Tabel 5. Curah Hujan Rancangan Berbagai Kala Ulang Distribusi Log Pearson III Tr Pr (%) K K. SD log X R rancangan (mm) ,064 0,007 2, , ,855 0,088 2, , ,233 0,127 2, , ,610 0,166 2, , ,841 0,189 2, , ,038 0,210 2, , ,5 2,212 0,228 2, , ,1 2,547 0,262 2, ,94 Selanjutnya dalam penentuan debit banjir rancangan akan di analisis menggunakan metode HSS metode HSS Nakayasu, HSS Gamma I, HSS Snyder dan metode rasional dari australia. Berbagai metode harus dilakukan guna mengetahui pendekatan pada realita. Oleh karena itu nantinya dalam penentuan debit banjir rancangan akan mengacu pada peta isohyet wilayah Sumatera Utara dengan kala ulang 1000 tahun. Dibawah ini adalah hasil dari analisis HSS dan metode rasional yang telah dilakukan pada laporan skripsi ini. Gambar grafik dibawah ini menunjukan angka debit banjir rancangan pada setiap kala ulang. Gambar 4. Hidrograf debit banjir rancangan metode HSS snyder Tabel 6. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Hidrograf Banjir Rancangan Metode Rasional dari Australia Kala Ulang C it A Q (Tahun) (mm/jam) (Km 2 ) (m 3 /det) , , , , , , , , Dari analisis perhitungan intensitas hujan metode Rasional dari Australia maka berikut ini akan disajikan tabel rekapitulasi dan gambar Peta Isohyet R1000 tahun Sumatera Utara guna membandingkan hasil hidrologi yang lebih akurat. Gambar 2. Hidrograf debit banjir rancangan metode HSS Nakayasu Gambar 5. Peta Isohyet R1000 Tahun Sumatera Utara Gambar 3. Hidrograf debit banjir rancangan metode HSS Gamma I Dari hasil perhitungan Hidrograf Satuan Sintetis (HSS) diatas maka untuk penentuan debit banjir rancangan dipilih metode Nakayasu. Karena setelah dibandingkan dengan peta isohyet hasilnya lebih

5 mendekati pada curah hujan efektif metode HSS Nakayasu, pada daerah lokasi studi. Dalam analisis ketersediaan air, karena pada daerah studi tidak terdapat debit aliran yang dapat digunakan untuk memperoleh potensi debit andalan, maka debit aliran sungai akan dihitung menggunakan data hujan dan karakteristik DTA. Pada studi ini, analisis ketersediaan debit DTA Holbung akan menggunakan metode NRECA. Data debit bulanan yang akan dianalisis yaitu dari tahun dengan periode 15 harian. Tabel 7. Rekapitulasi Perhitungan Debit Aliran Sungai Metode NRECA Bulan Periode (m³/det) (m³/det) (m³/det) (m³/det) (m³/det) (m³/det) (m³/det) (m³/det) (m JAN I 0,002 0,003 0,003 0,008 0,017 0,005 0,010 0,005 0 II 0,001 0,001 0,006 0,002 0,006 0,001 0,020 0,010 0 FEB I 0,000 0,000 0,006 0,006 0,012 0,001 0,017 0,016 0 II 0,000 0,001 0,009 0,005 0,016 0,016 0,009 0,050 0 MAR I 0,000 0,002 0,006 0,006 0,011 0,010 0,019 0,031 0 II 0,000 0,018 0,005 0,021 0,003 0,009 0,006 0,004 0 APR I 0,000 0,014 0,004 0,007 0,004 0,010 0,014 0,010 0 II 0,000 0,012 0,004 0,001 0,006 0,005 0,007 0,008 0 MEI I 0,000 0,026 0,004 0,002 0,010 0,014 0,006 0,015 0 II 0,000 0,030 0,004 0,000 0,002 0,007 0,007 0,009 0 JUN I 0,000 0,005 0,001 0,012 0,010 0,015 0,001 0,016 0 II 0,000 0,003 0,005 0,009 0,008 0,015 0,011 0,004 0 JUL I 0,000 0,001 0,005 0,001 0,010 0,003 0,011 0,017 0 II 0,000 0,004 0,004 0,020 0,011 0,003 0,004 0,043 0 AGS I 0,000 0,001 0,004 0,016 0,009 0,009 0,008 0,005 0 II 0,000 0,002 0,009 0,006 0,003 0,004 0,008 0,004 0 SEP I 0,000 0,006 0,011 0,008 0,011 0,013 0,008 0,014 0 II 0,000 0,004 0,003 0,019 0,005 0,007 0,007 0,001 0 OKT I 0,001 0,003 0,014 0,010 0,002 0,012 0,008 0,015 0 II 0,001 0,002 0,005 0,012 0,006 0,016 0,007 0,020 0 NOP I 0,001 0,003 0,011 0,010 0,008 0,014 0,014 0,020 0 II 0,000 0,005 0,007 0,009 0,008 0,015 0,018 0,011 0 DES I 0,001 0,003 0,008 0,012 0,007 0,014 0,009 0,013 0 II 0,001 0,006 0,006 0,009 0,013 0,015 0,008 0,023 0 yang kurang dari jiwa maka kebutuhan air baku 80 liter/orang/hari. Tabel 8. Kebutuhan Air Bersih berdasarkan Kategori Kota dan Jumlah Penduduk Kategori Keterangan Jumlah Penduduk Kebutuhan air Sumber: Ditjen Cipta Karya Dinas PU (1994:40) Kemudian untuk perhitungan kebutuhan air akan ditampilkan pada tabel berikut ini. Tabel 9. Perhitungan Kebutuhan Air Baku Tahun No I Kota Metropolitan > > 150 II Kota Besar III Kota Sedang IV Kota Kecil V Desa < Tahun Jumlah Penduduk Kebutuhan Air Domestik Kebutuhan Air Non Domestik Kebutuhan Air Total Kebutuhan Air Total Kebutuhan Air Total Jiwa (liter/hari) (liter/hari) (liter/hari) (liter/det) (m 3 /det) , , ,982 0,977 0, , , ,738 0,979 0, , , ,889 0,981 0, , , ,438 0,983 0, , , ,384 0,985 0, , , ,728 0,987 0, , , ,471 0,989 0, , , ,615 0,992 0, , , ,160 0,994 0, , , ,106 0,996 0, , , ,455 0,998 0, , , ,208 1,000 0, , , ,365 1,002 0, , , ,927 1,005 0, , , ,896 1,007 0, , , ,272 1,009 0, , , ,055 1,011 0, , , ,248 1,013 0, , , ,850 1,015 0, , , ,863 1,018 0, , , ,287 1,020 0, , , ,124 1,022 0, , , ,374 1,024 0, , , ,038 1,027 0, , , ,118 1,029 0,00103 Gambar 6. Grafik Debit Bulanan (Tahun ) Metode NRECA Kebutuhan air baku setiap orang per hari disesuaikan dengan daerah dimana orang itu tinggal. Dalam setiap kategori daerah tertentu, kebutuhan akan air per orang akan berbeda satu sama lain. Berdasarkan Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU (1994) yang ditampilkan pada tabel 4.48, untuk masyarakat desa dengan j`umlah penduduk Volume tampungan embung diperoleh dengan menghitung jumlah volume air yang dapat ditampung berdasarkan bentuk topografi daerah studi. Perhitungan volume ini berdasarkan peta topografi dengan beda tinggi kontur 1 m. Dari peta topografi ini, dicari luas permukaan genangan embung yang dibatasi garis kontur. Tabel 10. Hubungan Elevasi, Luas dan Volume Embung Holbung Elevasi Tinggi Luas Genangan Luas Genangan Volume Volume Komulatif (m) (m) (m 2 ) (ha) (m 3 ) (m 3 ) ,609 0,07 0,000 0, ,001 0, , , ,829 0, , , ,704 0, , , ,768 0, , , ,418 1, , , ,383 1, , , ,503 1, , , ,526 1, , , ,457 2, , , ,943 2, , , ,939 2, , ,806

6 Dari Tabel 10. kemudian dicari volume yang dibatasi oleh dua garis kontur yang berurutan. Dalam perencanaan teknis embung dalam laporan skripsi ini akan dibahas mengenai tipe pelimpah samping, debit rembesan beserta analisis perhitungan data teknis tubuh embung. Gambar 7. Lengkung Kapasitas Embung Penentuan kapasitas tampungan efektif dimaksudkan untuk mengetahui tampungan efektif yang ada pada embung pada kondisi air normal. Dari grafik hubungan antara elevasi, volume dan luas tampungan, maka volume tampungan embung direncanakan sebesar ,159 m 3 pada elevasi +940 dan volume tampungan mati sebesar 1.372,45 m 3 atau sebesar 0,86 mm/tahun pada elevasi diantara +933 sampai Maka dari itu pada studi ini volume tampungan mati ditetapkan pada elevasi +934 dengan mengacu pada sumber buku pedoman kriteria embung kecil (4.11:1994) yang mana tampungan mati ditetapkan setinggi 1 m diatas dasar elevasi terendah tampungan. Tampungan Efektif: = Tampungan Total - Tampungan Mati = , ,45 = ,71 m3 Gambar 8. Grafik Inflow dan Outflow pada Pelimpah Gambar 9. Bentuk Profil Lengkung Harold Mercu Ogee I Diketahui: Q 100 pada Flood Routing = 145,992 m 3 /detik Nilai d awal (Ketinggian Air Pada Hulu Sal. Transisi) = 3,055 I (Slope) = 0,5 Tabel 11. Perhitungan Hidrolika Pada Saluran Transisi h + Z + h2 + Z2 + U²2 / 2g + Jarak ΔX B1 Z1 h1 A2 U1 P1 R1 Sfr. ΔX he El. MA U²/ 2g Sf Sf-rata hf +he Ket. m m m m m m m/det m m m m m m Fr Keterangan Fr ,00 0,00 20,00 0,000 1, ,758 35,16 4,15 2,637 23,52 1,50 0,0020 1,0000 KRITIS 2 5,00 5,00 20,00 0,000 1, ,867 37,33 3,91 2,646 23,73 1,57 0,0016 0,0018 0,01 0,000 2,646 OK 0,9139 SUB KRITIS 3 10,00 5,00 20,00 0,000 1, ,940 38,80 3,76 2,662 23,88 1,62 0,0015 0,0015 0,02 0,000 2,662 OK 0,8625 SUB KRITIS 4 15,00 5,00 20,00 0,000 2, ,013 40,25 3,63 2,683 24,03 1,68 0,0013 0,0014 0,02 0,000 2,682 OK 0,8162 SUB KRITIS 5 20,00 5,00 20,00 0,000 2, ,082 41,63 3,51 2,708 24,16 1,72 0,0012 0,0012 0,02 0,000 2,708 OK 0,7760 SUB KRITIS Tabel 12. Perhitungan Hidrolika Pada Saluran Peluncur h + Z + h2 + Z2 + U²2 / 2g + Jarak ΔX B1 Z1 h1 A2 U1 P1 R1 Sfr. ΔX he El. MA U²/ 2g Sf Sf-rata hf +he Ket. m m m m m m m/det m m m m m m Fr Keterangan Fr ,00 2,33 1, ,758 35,156 4,153 4,969 23,516 1,50 0,0020 1,0000 KRITIS ,00 1,94 1, ,831 24,385 5,987 4,989 22,439 1,09 0,0063 0,0041 0,02 0,000 4,989 OK 1,7311 SUPER KRITIS ,00 1,55 1, ,283 21,210 6,883 5,030 22,121 0,96 0,0098 0,0081 0,04 0,000 5,030 OK 2,1341 SUPER KRITIS ,00 1,17 0, ,791 19,135 7,629 5,090 21,914 0,87 0,0137 0,0117 0,06 0,000 5,089 OK 2,4903 SUPER KRITIS ,00 0,78 0, ,325 17,588 8,301 5,169 21,759 0,81 0,0179 0,0158 0,08 0,000 5,169 OK 2,8261 SUPER KRITIS

7 Tabel 13. Rekapitulasi Analisis Stabilitas Tubuh Pelimpah Embung Holbung Angka Kean Tinjauan Stabilitas terhadap Guling SF Angka Guling Kean 1 Kondisi muka air normal (penuh) 1, Kondisi muka air normal (penuh) dan gempa 1, Kondisi muka air banjir 1, Kondisi muka air banjir dan gempa 1, Angka Kean Tinjauan Stabilitas Terhadap Geser SF Angka Geser Kean 1 Kondisi muka air normal (penuh) 9, Kondisi muka air normal (penuh) dan gempa 8, Kondisi muka air banjir 3, Kondisi muka air banjir dan gempa 3, Tegangan Tanah Tinjauan Stabilitas (ton/m 2 ) Kontrol Daya Dukung Tanah σijin σmax σimin 1 Kondisi muka air normal (penuh) 36,3825 5,3265 1,2514 Kondisi muka air normal (penuh) dan gempa 36,3825 5,3123 1, Kondisi muka air banjir 36,3825 9,2757 2,2341 Kondisi muka air banjir dan gempa 36,3825 9,3173 2,1925 Dalam perencanaan tubuh embung beserta analisis rembesan tubuh embung maka data yang akan digunakan dalam analisis sebagai berikut: Tabel 14. Data Test Pit, Data Filter dan Data Bor Log 2 Sumber: Data Penulis Kontrol Stabilitas Kontrol Stabilitas Parameter Simbol Satuan Material Zona Inti (Lanau Berpasir) Zona Transisi / Filter (Pasir dan Kerikil) Zona Lulus Air (Random) 1 Berat Isi Kering γd t/m 3 1,146 1,020 1,337 2 Berat Isi Basah γt t/m 3 1,716 2,198 1,691 3 Berat Isi Jenuh γsat t/m 3 1,576 1,84 1,526 4 Sudut Geser Dalam ϕ Kohesi C t/m 2 6,000 5,000 0,805 6 Koef. Permeabilitas K cm/det 2,90,E-06 4,00E-05 2,09,E-05 Deketahui data sebagai berikut: Hk = 7 m Hb = 2,502 m Hf = 0,5 m Hd = Hd = Hk + Hb + Hf + 0,25 = 10,252 dibulatkan menjadi 10 m dengan: Hk = tinggi tampungan efektif (tinggi ambang pelimpang - dasar embung) Hb = tinggi banjir Q 1000 Hf = tinggi jagaan dari Tabel Pedoman Kriteria Desain Embung Kecil untuk Daerah Semi Kering di Indonesia (1994:2.4) Hd = Hk + Hb + Hf + 0,25 Maka tinggi embung adalah 10 m ditambah elevasi dasar pada elevasi +933 maka tinggi embung menjadi Dalam Penentuan lebar puncak embung maka harus diperhitungkan terlebih dahulu sebelum menentukan kemiringan lereng tubuh embung. B = 3,6 H1/3 3 = 3,6 101/3 3 = 4,83 dibulatkan menjadi 5 m Berikut ini adalah perhitungan kemiringan lereng pada hulu dan hilir tubuh embung. Diketahui: Sudut geser dalam (ϕ) = 24 Massa jenis timbunan (y) = 1,689 t/m3 Koefisien gempa (k) = 0,019 Kemiringan Lereng Bagian Hulu: FS Hulu = m - (2,677. 0,019). (tan 24 ) / 1 + 0,033. m 1,1 = m - 0,033. 0,445 / 1 + 0,033. m 2,471 = m - 0,033 / 1 + 0,033. m 2, ,081. m = m - 0,033 2,503 = 0,919 m Kemiringan bagian hulu, maka nilai m = 3 Kemiringan Lereng Bagian Hilir: FS Hilir = n - 0,019. (tan 24 ) / 1 + 0,019. n 1,1 = n - 0,019. 0,4452 / 1 + 0,019. n 1,1 + 0,021. n = 0,445-0,009 1,100 = 0,424. n Kemiringan bagian hilir, maka nilai n = 3 Dalam laporan studi ini, analisis rembesan menggunakan metode penentuan garis depresi pada bendungan dengan inti kedap air vertikal dengan data sebagai berikut. h = 7,000 m l1 = 1,836 m l2 = 6,459 m 0.3. l1 = 0,5589 m d = 7,018 m yo = 2,894 m 2. yo = 5,789 m 0,5. yo = 1,447 m yo2 = 8,377 y = ((5,789 x) + 8,377)0.5 x = (y2 8,377) / 5,789

8 Kemudian memperkirakan besarnya kapasitas rembesan dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Qf = Nf/Np k.h.l Maka: Nf = 13 Np = 7 k = 2,90E-06 cm/dt = 2,90E-08 m/dt H = 7 m L = 64,937 m Qf = 0, m3/dt = 0,61 m3/hari Mengacu batasan yang berlaku di Jepang (Japanese Institute of Irrigation and Drainage), besarnya angka kebocoran yang melewati tubuh bendungan tidak boleh lebih dari 1% rata rata debit sungai yang masuk ke waduk (Departemen Pekerjaan Umum Pedoman Grouting untuk Bendungan, 2005:21). Karena pada lokasi studi tidak terdapat sungai maka untuk rata rata debit yang masuk digunakan debit rata rata dari hasil analisis metode NRECA. Diketahui: Q rata rata dari hasil metode NRECA dari tahun = 0, m3/detik 1% dari Q rata rata = 0, m3/detik Q rembesan = 0, m3/detik Maka Q rembesan < 1% dari Q rata rata debit yang masuk pada embung, sehingga dapat diketahui kapasitas rembesan yang terjadi pada embung masih memenuhi dari syarat yang telah ditetapkan. Dalam analisis stabilitas lereng guna mendapatkan nilai Fs atau angka nilai kean suatu tubuh embung terhadap gaya bidang longsor suatu kerutuhan. Berikut ini adalah hasi analisis stabilitas lereng: Tabel 15. Rekapitulasi Analisis Stabilitas Lereng Embung Holbung Kondisi Tanpa Gempa Kondisi Tanpa Gempa Fs Angka Kontrol Hulu Hilir Kean Stabilitas Kosong 4,486 4,486 1,25 Muka Air Normal 2,394 4,127 1,5 Rapid Draw Down 2,149-1,2 Tabel 16. Rekapitulasi Analisis Stabilitas Lereng Embung Holbung Kondisi Tanpa Gempa Kondisi Dengan Gempa Fs Angka Kontrol Hulu Hilir Kean Stabilitas Kosong 4,479 4,479 1,25 Muka Air Normal 2,359 4,067 1,5 Rapid Draw Down 2,147-1,2 Rencana Anggaran Biaya (RAB) adalah perkiraan biaya yang digunakan untuk pembangunan yang perhitungannya didasarkan atas harga material bangunan, upah tenaga kerja, maupun biaya yang lainnya yang digunakan dalam pelaksanaan pembangunan. Dalam perencanaan ini, analisis biaya dititik beratkan pada pekerjaan tanah dan pembuatan konstruksi yang direncanakan. Dengan tidak mengurangi tujuan dari penulisan skripsi ini, maka penulis hanya melakukan perhitungan yang meliputi perhitungan pekerjaan persiapan, pekerjaan tanah dan pekerjaan pembetonan. Tabel 17. Volume Pekerjaan Tanah Volume Pekerjaan Tanah (m 3 ) Galian tanah dengan alat 6.161,666 Timbunan tanah ,878 Tabel 18. Volume Pekerjaan Konstruksi Pasangan Volume Pekerjaan Pasangan (m 3 ) Pasangan Batu Kali 135,655 Beton K ,206 Beton K ,791 Dari hasil analisis rencana anggaran biaya dengan nilai volume dikalikan harga satuan pekerjaan maka didapatkan dana pembangunan perencanaan embung sebesar Rp Kesimpulan dan Saran Berdasarkan rumusan masalah dan hasil analisa yang telah dilakukan, maka dapat

9 diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Hasil besar debit rancangan yang telah dilakukan pada analisa hidrologi didapatkan sebesar 177,604 m3/detik untuk kala ulang 100 tahun. 2. Besar kebutuhan air pada Desa Banua Huta dan Desa Sigumpar Julu guna memenuhi kebutuhan air baku adalah sebesar 1,029 liter/detik pada kala ulang 25 tahun. 3. Pada analisa tampungan mati didapatkan perkiraan jumlah erosi yang masuk ke embung sebesar 1372,45 m3/tahun. Pada studi ini volume tampungan mati ditetapkan pada elevasi +934 dengan mengacu pada sumber buku pedoman kriteria embung kecil (4.11:1994) yang mana tampungan mati ditetapkan setinggi 1 m diatas dasar elevasi terendah tampungan. Diketahui volume pada elevasi +934 sebesar 2857,1 m3 dibagi dengan sedimen yang masuk ke embung sebesar 1372,45 m3/tahun, maka sedimen diperkirakan akan penuh sampai dasar intake pada tahun ke 2. Sedangkan untuk tampungan totalnya didapatkan sebesar ,159 m3. Untuk tampungan efektifnya didapatkan dari selisih hasil dari tampungan total dan tampungan mati maka dapat diketahui tampungan efektifnya sebesar ,71 m3. 4. Untuk desain dan dimensi bangunan pelimpah, menggunakan pelimpah tipe Side Channel dengan mercu pelimpah tipe Ogee I. Alasan menggunakan pelimpah tipe Side Channel adalah karena bentuk topogafi yang lebih memungkinkan menggunakan tipe Side Channel serta penerapan mercu pelimpah tipe Ogee I guna meminimalisir anggaran biaya pembuatan pelimpah nantinya. 5. Dalam analisa perhitungan stabilitas pelimpah, dalam studi ini hanya membahas tentang kean terhadap gaya guling, geser, dan gaya daya dukung tanah. Dibawah ini adalah hasil analisa stabilitas pelimpah: Angka Kean Terhadap Guling 1 Kondisi muka air normal (penuh) 1,8115 > 1.5 maka kontrol angka kean terhadap guling 2 Kondisi muka air normal (penuh) dan gempa 1,8098 > 1.25 maka kontrol angka kean terhadap guling 3 Kondisi muka air banjir 1,6563 > 1.5 maka kontrol angka kean terhadap guling 4 Kondisi muka air banjir dan gempa 1,6530 > 1.25 maka kontrol angka kean terhadap guling Angka Kean Terhadap Geser 1 Kondisi muka air normal (penuh) 9,0230 > 1.5 maka kontrol angka kean terhadap geser 2 Kondisi muka air normal (penuh) dan gempa 8,6482 > 1.25 maka kontrol angka kean terhadap geser 3 Kondisi muka air normal (penuh) dan gempa 3,5791 > 1.5 maka kontrol angka kean terhadap geser 4 Kondisi muka air normal (penuh) dan gempa 3,4933 > 1.25 maka kontrol angka kean terhadap geser Angka Kean Terhadap Tegangan Tanah (ton/m2) 1 Kondisi muka air normal (penuh) dengan σmax = 5,3265, σimin = 1,2514 < σijin = 36,3825 maka kontrol daya dukung tanah 2 Kondisi muka air normal (penuh) dan gempa dengan σmax = 5,3123, σimin = 1,2657 < σijin = 36,3825 maka kontrol daya dukung tanah 3 Kondisi muka air banjir dengan σmax = 9,2757, σimin = 2,2341< σijin = 36,3825 maka kontrol daya dukung tanah 4 Kondisi muka air banjir dan gempa dengan σmax = 9,3173, σimin = 2,1925 < σijin = 36,3825 maka kontrol daya dukung tanah 6. Dalam Desain dan dimensi embung, menggunakan tipe urugan random dengan inti vertikal. Alasan menggunakan desain dengan tipe urugan random dengan inti vertikal adalah karena mengikuti ketersedian material yang ada pada lokasi studi. Untuk data

10 teknis studi perencanaan embung Holbung sebagai berikut: Lebar Mercu Embung = 5 meter Tinggi Embung = 7 meter Tinggi Jagaan = 0,5 meter Tinggi Banjir Q1000 = 2,502 meter Tinggi Total =10,252 meter, dibulatkan menjadi 10 meter Kemiringan Lereng Hulu = 1:3 Kemiringan Lereng Hilir = 1:3 Lebar Embung = 64,937 meter Panjang Embung = 72,845 meter 7. Dalam analisa perhitungan stabilitas tubuh embung bagian lereng hulu dan hilir guna mengetahui seberapa nya lereng terhadap kondisi tertentu, maka dalam studi ini hanya membahas tentang kean terhadap kondisi kosong, muka air normal dan kndisi rapid draw down. Berikut ini adalah hasil analisa stabilitas lereng: Kondisi Tanpa Gempa: (Lereng Bagian Hulu) Kosong: dengan nilai FS = 4,486 > angka kean = 1,25 maka Muka Air Normal: dengan nilai FS = 2,394 > angka kean = 1,5 maka Rapid Draw Down: dengan nilai FS = 2,149 > angka kean = 1,2 maka Kondisi Tanpa Gempa: (Lereng Bagian Hilir) Kosong: dengan nilai FS = 4,486 > angka kean = 1,25 maka Muka Air Normal: dengan nilai FS = 4,127 > angka kean = 1,5 maka Kondisi Dengan Gempa: (Lereng Bagian Hulu) Kosong: dengan nilai FS = 4,479 > angka kean = 1,25 maka Muka Air Normal: dengan nilai FS = 2,359 > angka kean = 1,5 maka Rapid Draw Down: dengan nilai FS = 2,147 > angka kean = 1,2 maka Kondisi Dengan Gempa: (Lereng Bagian Hilir) Kosong : dengan nilai FS = 4,479 > angka kean = 1,25 maka Muka Air Normal: dengan nilai FS = 4,067 > angka kean = 1,5 maka 8. Untuk rencana anggaran biaya (RAB) pada laporan studi ini untuk pembangunan embung holbung didapatkan sebesar Empat Belas Miliar Lima Ratus Delapan Puluh Enam Juta Enam Ratus Dua Puluh Empat Ribu Sepuluh Rupiah. Dalam penyusunan jurnal ini penulis sebagai penyusun jurnal ini mengucapkan terima kasih banyak kepada Dinas PU Pengairan Kabupaten Toba Samosir, Bappeda Kabupaten Toba Samosir serta PT. ESCONSOIL ENSAN atas data yang telah diberikan kepada penulis. Daftar Pustaka Anonim, Kriteria Perencanaan Ditjen Cipta Karya Dinas PU, Jakarta: Dinas Pekerjaan Umum. Asdak, C Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Departemen Pekerjaan Umum Pedoman Kriteria desain Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia. Bandung: Departemen Pekerjaan Umum. Kurniawan, Rizal A Studi Potensi Ketersediaan Air Untuk Pemenuhan Kebutuhan Air Baku dalam Perencanaan Embung Kasinan Kota Batu. Skripsi. Tidak Diterbitkan. Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang. Muliakusumah, Sutarsih Proyeksi Penduduk. Jakarta: Fakultas Ekonomi UI.