STUDI PERENCANAAN BENDUNG DAERAH IRIGASI UWANG DI WILAYAH KABUPATEN BARITO SELATAN Oleh: Qahfi Al azmi 1), Hendro Suyanto 2), dan Allan Restu Jaya 3)

Transkripsi

1 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 24 STUDI PERENCANAAN BENDUNG DAERAH IRIGASI UWANG DI WILAYAH KABUPATEN BARITO SELATAN Oleh: Qahfi Al azmi 1), Hendro Suyanto 2), dan Allan Restu Jaya 3) Sungai mempunyai peranan yang penting bagi kehidupan manusia. Salah satunya adalah sebagai sumber air yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan irigasi, penyediaan air minum, kebutuhan industri dan lain lain. Kebutuhan air bagi kepentingan manusia semakin meningkat sehingga perlu adanya pengembangan dan peningkatan untuk masalah ketersediaan air sungai serta kebutuhan area di sekelilingnya, agar pemanfaatan dapat digunakan secara efektif dan efisien. Perkembangan ilmu dan teknologi yang baik akan dapat mencapai sasaran yang diharapkan apabila suatu bangunan air dalam hal ini adalah bendung telah terlaksana sesuai dengan ketetapan kriteria perencanaan. Seperti hal nya yang terdapat pada lokasi di Kecamatan Gunung Bintang Awai Desa Tabakanilan-Mukahaji memang sudah dilaksanakan pembangunan bendung tepatnya yaitu di daerah Irigasi Uwang, namun demikian untuk menambah ilmu pengetahuan maka dirasakan perlu juga bila dilakukan perencanaan bendung alternatif lain. Kata Kunci: Bendung PENDAHULUAN Perkembangan ilmu dan teknologi yang baik akan dapat mencapai sasaran yang diharapkan apabila suatu bangunan air dalam hal ini adalah bendung telah terlaksana sesuai dengan ketetapan kriteria perencanaan. Seperti halnya yang terdapat pada lokasi di Kecamatan Gunung Bintang Awai Desa Tabakanilan-Mukahaji memang sudah dilaksanakan pembangunan bendung tepatnya yaitu di Daerah Irigasi Uwang, dengan adanya bendung ini diharapkan ketersediaan air menjadi lebih baik dari kondisi sebelumnya. Sehingga areal yang sebelumnya bisa ditanami satu kali dalam setahun menjadi dua kali setahun. Rumusan Masalah Rumusan masalah pada studi ini adalah 1) Bagaimana dan berapa dimensi bangunan bendung yang diperlukan dan pelengkapnya?; 2) Bagaimana tingkat stabilitas keamanan tubuh bendung yang direncanakan?; dan 3) Bagaimana layout dari bangunan irigasi bendung dan pelengkapnya? Tujuan Perencanaan Tujuan dari perencanaan ini adalah 1) Merencanakan kembali dan memberikan alternatif lain untuk dimensi bendung serta bangunan pelengkapnya; dan 2) Merencanakan stabilitas keamanan pada tubuh bendung; dan 3) Menggambarkan layout dari bangunan irigasi bendung. Manfaat Perencanaan Hasil dari perencanaan ini diharapkan dapat memberikan gambaran bagi: 1) Perencana atau instansi-instansi yang berhubungan langsung dengan perencanaan, perancangan, dan pelaksanaan proyek-proyek pengairan bagi pengaturan dan pemanfaatan air, pada daerah tersebut dapat memberikan informasi dan data penunjang sebagai pertimbangan dalam perencanaannya dan 2) Mahasiswa yang berminat dalam perancangan, perencanaan khususnya, guna lebih memahami tentang bendung. Batasan Masalah Batasan masalah pada studi ini adalah 1) Daerah yang ditinjau pada studi perencanaan ini hanya mencakup pada bangunan utama dan pelengkapnya; 2) Studi perencanaan ini tidak mengkaji kembali bangunan yang sudah dibangun; 3) Metode perhitungan yang digunakan sesuai dengan Standar Kriteria Perencanaan Bendung; dan 4) Tidak mengkaji dan merencanakan anggaran biaya pembangunan bendung. 1) Qahfi Al Azmi adalah mahasiswa dari Jurusan/Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Palangka Raya 2) Ir. Hendro Suyanto, M.T. adalah staf pengajar tetap di Jurusan/Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Palangka Raya 3) Ir. Allan Restu Jaya, M.T. adalah staf pengajar tetap di Jurusan/Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Palangka Raya

2 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 25 METODE PENELITIAN Pengumpulan Data Data yang baik dan akurat merupakan salah satu faktor terpenting dalam mendukung keberhasilan suatu perencanaan. Dalam hal ini ada dua macam data yang akan dipergunakan saling mendukung, yaitu data sekunder dan data primer. Data sekunder Dalam perencanaan ini, data yang dipergunakan bersumber dari data sekunder, di mana data sekunder adalah sumber data yang diperoleh secara tidak langsung melalui media perantara (diperoleh dan dicatat oleh pihak lain). Data sekunder yang dibutuhkan meliputi data topografi, data hidrologi, data geologi, data mekanika tanah, data lingkungan dan ekologi, dan data statistik daerah. Data primer Data primer diperoleh dengan cara survei sebagai perbandingan dan pelengkap, yang ada pada lokasi bendung. Juga untuk mendapatkan informasi terkait tentang perencanaan pembangunan bendung di daerah tersebut. Analisis data Data yang terkumpul akan dianalisis dan dievaluasi sesuai dengan perhitunganperhitungan yang berlaku pada standar perencanaan. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Setelah data didapat kemudian dianalisis dan direncanakan dengan cara: 1. Menentukan lokasi pembangunan bendung pada data kontur lokasi Sungai Uwang. 2. Perhitungan analisis data hidrologi, yang digunakan pada perencanaan selanjut yaitu bendung. 3. Perhitungan hidrolis bendung yang di dapat dari perhitungan analisis hidrologi 4. Perhitungan stabilitas bendung yang digunakan untuk menentukan struktur pada bangunan bendung 5. Tujuan dari perencanaan ini ialah memberikan desain alternatif lain pada bangunan air, yaitu bendung. Hasil Perencanaan Analisis data topografi Lokasi bangunan bendung yang direncanakan ialah di Desa Mukahaji Kecamatan Gunung Bintang Awai Kabupaten Barito Selatan. Dan pemilihan lokasi diambil lokasi yang memiliki badan sungai yang lebih lebar serta memiliki lereng dikedua sisinya yaitu pada titip P1. Analisis data hidrologi Data hujan yang digunakan untuk menganilisis yaitu meliputi 3 Stasiun yaitu Buntok, Tabak Kanilan, dan Tampa. Dari hasil perhitungan dapat disimpulkan data yang yang memenuhi syarat yaitu data yang ada pada Stasiun Buntok. Dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 1. Data Curah Hujan di Stasiun Buntok Sumber: Dinas PU Provinsi Kalimantan Tengah Analisis Debit Banjir Dalam menghitung debit banjir rancana menggunakan Metode Weduwen dan Metode Hasper. Dari kedua metode tersebut dibuat perbandingan debit puncak setiap kala ulang 2, 5, 10, 25, 50, dan 100. Tabel 2. Debit Puncak Banjir

3 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 26 Perencanaan Hidrolis Bendung Dengan melihat profil melintang sungai, maka pada tinggi 1 m dari dasar sungai mempunyai lebar 8,17 m, sedangkan lebar yang direncanakan sesuai dengan (KP-02 bangunan utama) yang ditentukan yaitu 1,2 kali lebar sungai rata-rata panjang mercu bendung 1,2 x 8,17 = 9,804 meter 10 meter. Penentuan lebar bendung Lebar pembilas ditambah dengan tebal pilar untuk lebar sungai kurang dari 100 meter sebaiknya 1/10 sampai 1/6 dari lebar bersih bendung. Bangunan pembilas direncanakan pada bagian kanan bendung, dengan pintu pembilas 1 pintu. Lebar bersih pintu pembilas ditetapkan Bp = 1,00 m dan tebal pilar t = 2 x 0,50 meter. Lebar pintu pembilas (Bp)=2 x 0,5 meter Tebal Pilar (t)=2 x 0,5 meter Lebar total bangunan pembilas =1,00 meter Panjang mercu bendung Perhitungan panjang mercu bendung efektif yaitu: Lebar total bendung = 10,00 m...(1) Untuk mendapatkan nilai H e maka persamaam di atas digabungkan dengan rumus debit limpasan di atas mercu untuk tipe mercu bulat (KP-02 bangunan utama), sebagai berikut:...(2) Dengan Q adalah debit banjir rencana (m 3 /dt) = 44,4584 m 3 /dt (kala ulang 100 tahun metode weduwen); C d adalah koefesien debit; 1,48 (sesuai Kp-04); G adalah percepatan gravitasi 9,8 m/dt 2 ; B e adalah lebar efektif mercu bendung 10 meter; H 1 adalah tinggi energi di atas mercu (m); C d adalah koefesien debit (C d = C 0.C 1.C 2 ) ditentukan dari C 0 yang merupakan fungsi H 1 /r, C 1 yang merupakan fungsi p/h 1, C 2 yang merupakan fungsi p/h 1 dan kemiringan muka hulu bendung. Perhitungan dilakukan dengan cara trial & error. Dari hasil coba-coba H 1 = 1,7366 m Sehingga = 9,583m Gambar 1. Dimensi Bendung Rencana Dimensi Peredam Energi Kolam olak direncanakan turun 0,5 meter dari lantai hulu bendung, dari perencanaan tersebut pemilihan bentuk dari kolam olak tidak lepas dari kondisi hidrolis, yang dapat dijelaskan dengan kondisi bilangan Froude dan kedalaman air hilir, kondisi dasar sungai dan tipe sedimen yang diangkut. Rumus Kecepatan awal loncatan....(3) Dengan V 1 adalah kecepatan loncatan awal (m/dt); g adalah percepatan gravitasi 9,81 m 2 /dt; H 1 adalah tinggi energi di atas mercu 1,4960 m; dan Z adalah tinggi jatuh air (m). Rumus untuk kedalam konjugasi air adalah...(4) Dengan Y 2 adalah kedalaman air di atas ambang ujung (m); Y 1 adalah kedalaman air diawal loncatan air (m); dan Fr adalah bilangan Froude....(5) Kecepatan awal loncatan dihitung berdasarkan persamaan di atas sebagai berikut :

4 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 27 Perhitungan Kolam olak:...(6) 6,784 = 4,545 m Menurut Sosrodarsono (1989), Bilangan Froude dapat ditambah dengan cara sebagai berikut : Blok muka = Lebar dan jarak blok muka = y1 = 0,670 m Jumlah blok = Tinggi Blok halang = = Jarak dan lebar blok halang pada lantai olakan adalah 0,75 x n1 = 0,75 x 1 = 0,75 m m Maka Fr = 3,17 + 1,969 = 5,139 > 4,5 Atau Fr = 3,17 + 0,767 = 3,937 < 4,5 Sehingga bilangan Froude yang dipakai adalah Fr = 3,17 + 1,969 = 5,139 > 4,5 Berdasarkan kriteria perencanaan, untuk bilangan Froude lebih besar dari 4,5. Maka tipe kolam olak yang dipakai adalah USBR tipe III. Gambar 2. Sketsa Kolam Olak pada Bendung Gambar 3. Kolam Olak USBR Tipe III Jumlah blok pada lantai olakan = = Tebal sisi atas = 0,2 x n1 = 0,2 x 1 = 0,2 m Ambang ujung: Tinggi ambang ujung adalah n = Jarak antara blok muka dengan blok halang: 0,82. y2 = 0,82 x 4,545 =3,7269 m Jarak anatara blok muka dengan ambang ujung: 2,7. y2 = 2,7 x 4,545 = 12,27 m Sedangkan tinggi elevasi muka air di hilir loncatan air adalah +50,7 + 4,545 = 55,245 Elevasi muka air dihulu berdasarkan perhitungan lebih rendah dari elevasi muka air hilir yakni = +52,69 (aliran tenggelam pada kolam olakan/kondisi baik) Perhitungan tinggi tembok tegak: t >...(7) Dengan t adalah tinggi tembok kolam dan n adalah tinggi ambang ujung. Menggunakan persamaan di atas t > t > 5,353 m Dengan t = 5,353 m Elevasi tembok = +50,7 + 5,353 = 56,053 > 55,245 Jadi free board = 56,053 55,246 = 0,807 m

5 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 28 Perhitungan Panjang Creep Line di Bawah Spillway Panjang creep line dihitung berdasarkan Teori Blight. Menurut Blight besarnya perbedaan tekanan dijalan pengaliran adalah sebanding dengan panjangnya jalan air (creep line). Panjang creep line lantai depan adalah = 5,4 m = 13 m Panjang creep line lantai belakang adalah = 5,7292 m = 12,27 m Panjang total creep line adalah = 5,4 + 5,7292 = 11,12 m = ,27 = 25,27 m Panjang total creep line...(8) 11,12 + 1/3 x 25,27 = 19,543 > 2 Kontrol:...(9) Kondisi air banjir: Geser Kondisi air normal:...(10) Kondisi air banjir: Jadi panjang creep line dianggap aman. Stabilitas Bendung Resume hasil perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada bendung. Tabel 3. Gaya-Gaya Akibat Saat Kondisi Air Normal Stabilitas terhadap Tegangan Tanah Tegangan tanah yang terjadi dihitung dengan rumus:...(11) Tabel 4. Gaya-Gaya Akibat Saat Kondisi Air Banjir Dengan adalah tegangan tanah (t/m 2 ); V adalah keseluruhan gaya vertikal; B adalah lebar dasar bendung; dan adalah eksentisitas (m). a. Kondisi air normal R V = 28,28 t = 0,215 = 10 m = 20 t/m 2 Dianalisis terhadap: Guling Kondisi air normal: b. Kondisi air banjir R V = 30,62 t

6 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 29 = 0,215 = 10 m = 20 t/m 2 Dimensi Tanggul Tanggul pada studi perencanaan bendung ini direncanakan dengan sama dengan elevasi tembok penahanan +57,69 dan elevasi dasar tanggul +54,69 maka tinggi total menjadi h=3 m. Tanggul disebelah hulu direncanakan dengan kemiringan 1:1 dan sebelah hilirnya 1:2 serta lebar puncak tanggul 3 m. Kapasitas Rembesan Kapasitas rembesan yang terjadi pada tanggul dihitung dengan pendekatan yang mungkin terjadi ialah dengan membuat jaringan aliran (flownet) Batas aliran rembesan ialah garis penurunan yang dihitung sering disebut preaticsurface sedangkan lapisan bawahnya adalah lapisan kedap air. Kapasitas aliran rembesan dihitung dengan rumus:...(12) Dengan q t adalah kapasitas aliran rembesan (m 3 /detik); N f adalah jumlah garis aliran; N d adalah jumlah garis; K adalah koefesien rembes (m/dt); h adalah perbedaan tinggi air (m); dan L adalah panjang tubuh tanggul. N f = 3 ; Nd=15 ; K=10-6 cm/dt ; h= 3 m ; L= 12,3 m PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan hasil dari perhitungan telah dilakukan pada Studi Perencanaan Bendung Daerah Irigasi Uwang Kabupaten Barito Selatan dapat disimpulkan bahwa: 1. Dimensi dari bangunan bendung yang direncanakan sebagai berikut: a. Tipe bendung mercu bulat dengan Panjang mercu bendung efektif (B e ) yang diambil 10 meter dan tinggi untuk mercu bendung 2 meter dari elevasi +52,69. Dimensi 2 x 0,5 meter untuk 2 pilar pada tubuh bendung. Kedalaman air hulu (H 1 )= 1,7366 m dari perhitungan debit banjir rencana 100 tahun (Q 100 )= 55,035 m 3 /dt. b. Peredam energi yang direncanakan turun 0,5 meter dari lantai hulu dan diambil tipe kolam olak USBR tipe III. Lebar dan jarak blok muka (y 1 )= 0,670 meter. jumlah blok 7 buah. Tinggi blok haling n 1 =1 meter. Jarak dan lebar blok haling pada lantai olakan 0,75 meter, jumlah pada lantai olakan 7 buah, tebal sisi atas 0,2 meter. Tinggi ambang ujung n=0,861 meter. Jarak antar blok muka dan blok haling 3,726 meter. jarak antara blok muka dan ambang ujung 12,27 meter. Elevasi dari muka air hilir +55,565 meter. 2. Dari hasil analisis dan perhitungan stabilitas keamanan yang telah dilakukan diperoleh sebagai berikut: a. Nilai stabilitas pada kondisi air normal; Stabilitas terhadap guling (S f = 2,72 > 1,25); Stabilitas terhadap geser (S f = 2,84 > 1,25); Daya dukung tanah atau tegangan tanah yang terjadi ( = 3,19 t/m 2 < 20 t/m 2 );( = 2,46 t/m 2 < 20 t/m 2 ). b. Nilai stabilitas pada kondisi air banjir; Stabilitas terhadap guling (S f = 5,94 > 1,25); Stabilitas terhadap geser (S f = 1,32 > 1,25); Daya dukung tanah atau tegangan tanah yang terjadi ( = 4,15 t/m 2 < 20 t/m 2 );( = 3,27 t/m 2 < 20 t/m 2 ). Berdasarkan nilai keamanan yang diperoleh maka dapat dinyatakan bahwa Kontrol Stabilitas bangunan bendung tersebut memenuhi syarat dan aman. 3. Lay out dari bendung direncanakan berada di hulu Sungai Uwang Kabupaten Barito Selatan. Bangunan yang terdapat pada perencanaan yaitu tubuh bendung, pintu pembilas, tanggul, peredam energi atau kolam olak, dan pelengkapnya.

7 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 30 DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2009a. Standar Perencanaan Irigasi KP-01 s.d. KP-06. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Sumber Daya air. Anonim. 2009b. Standar Perencanaan Irigasi KP-02 Bagian Bangunan Utama. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Sumber Daya Air. Anonim. 2009c. Standar Perencanaan Irigasi KP-04 Bangunan. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Sumber Daya Air. Anonim. 2009d. Standar Perencanaan Irigasi KP-06 Parameter Bangunan. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Sumber Daya Air. Bardan, M Irigasi. Yogyakarta: Graha Ilmu. Kamiana, I M Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air. Yogyakarta: Graha Ilmu. Mawardi, E dan Moch. Mamed Desain Hidraulik Bendung Tetap untuk Irigasi. Bandung: Alfabeta. Mawardi, E Desain Hidraulik Bangunan. Irigasi. Bandung: Alfabeta. Martinus Studi Perencanaan Bendung Daerah Irigasi Hurung Bunut di Wilayah Kabupaten Gunung Mas. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Palangka Raya. Saputra, B Perencanaan Teknis Drainase Tertutup Pada Center Line Jalan (Studi Kasus Kawasan Permukiman Amaco Jalan Taurus Kota Palangka Raya). Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Palangka Raya. Simanjuntak, I. L Evaluasi Tebal Lapis Perkerasan Lentur Manual Desain Perkerasan Jalan No. 22.2/KPTS/Db/2012 dengan Menggunakan Program Kenpave. Tugas Akhir. Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Suyono, S dan Kentsuku Bendung Tipe Urugan. Bandung: Penerbit Idea Darma. Soedibyo Teknik Bendungan. Jakarta: Prandya Pramita. Yustiti, D Studi Perencanaan Bendung Sagu di Wilayah Kabupaten Kotawaringin Barat. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Palangka Raya. Wesley, L. D Mekanika Tanah. Jakarta: Badan Penerbit Pekerjaan Umum. Wijanarka Desain Tepi Sungai. Yogyakarta: Penerbit Ombak.