TINJAUAN ULANG PERENCANAAN BENDUNG LIMAU MANIS KOTA PADANG

Transkripsi

1 TINJAUAN ULANG PERENCANAAN BENDUNG LIMAU MANIS KOTA PADANG Dita Veviana Verasari Mawardi Samah Zahrul Umar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Bung Hatta Padang Ditavevi07@gmail.com Mawardi_samah@yahoo.com Zahrul_umar@yahoo.co.id. Abstrak Pada tahun 2012 terjadi banjir galodo di area Limau Manis kota Padang yang berakibat rusaknya bendung dan memperparah sektor pertanian di daerah irigasi tersebut. Tinjauan ulang perencanaan bendung Limau Manis ini direncanakan dengan menggunakan mercu tipe Bulat dengan kondisi Geografis sungai Danau Limau Manis yang terjal dan banyak mengangkut bongkahan batu-batu besar. Dalam pembuatan Tugas Akhir ini dilakukan perhitungan-perhitungan seperti analisa hidrologi perhitungan hidrolis bendung perhitungan dimensi bendung dan perhitungan stabilitas bendung. Data-data pendukung adalah peta topografi berskala 1: dan data curah hujan berdasarkan 15 tahun pengamatan. Bendung ini direncanakan untuk umur rencana 100 tahun. Dari hasil perhitungan didapat : luas catchment area seluas 34 km 2 debit 100 tahunan (Q 100 ) = m 3 /dt. Lebar bendung 23 m tinggi mercu bendung 127 m dan tinggi energi (H 1 ) = 3813 m sehingga dapat mengairi areal pertanian seluas Ha. Pada perhitungan Stabilitas Bendung dalam keadaan air normal didapat angka keamanan terhadap guling 287 dan geser 285. Pada saat air keadaan banjir didapat angka keamanan terhadap guling 153 dan geser 169. Maka didapat kontruksi bendung stabil. Kata Kunci : bendung tinggi energi tipe mercu catchment area debit.

2 REVIEW OF WEIR PLANNING LIMAU MANIS PADANG CITY Dita Veviana Verasari Mawardi Samah Zahrul Umar Department of Civil Engineering Faculty of Civil Engineering and Planning Bung Hatta University Padang Ditavevi07@gmail.com Mawardi_samah@yahoo.com Zahrul_umar@yahoo.co.id. Abstract In 2012 there was Galodo flood at Limau Manis area Padang city resulting weir become defective and damage the agricultural sector in Irrigation area. Review of Limau manis planning weir is planned to use beacon-type Spherical with Danau Limau Manis river Geographical conditions steep and many carrying cobblestone. In making this final project carried out calculations such as hydrological analysis hydraulic calculations weir weir dimensional calculations and stability calculations weir. Supporting data is a topographic map scale of 1: and rainfall data is based on 15 years of observation. This weir is planned for the 100-year design life. The research result shows: wide catchment area of 34 km annual discharge (Q100) = m 3 / sec. Weir width 23 m 1.27 m tall lighthouse weir and high energy (H1) = m which can irrigate an area of ha of agricultural area. In the calculation of weir stability in a state of normal water obtained to bolster safety factor of 2.87 and 2.85 slide. At the current state of flood water to bolster safety factor obtained 1.53 and 1.69 slide. The importance of the construction of the weir is stable. Keywords: weir high energy type mercu catchment area discharge.

3 PENDAHULUAN Seiring dengan kebutuhan air manusia berusaha mengatasi kendala yang disebabkan air dan memanfaatkan seoptimal mungkin. Adanya sumber air yang dimanfaatkan untuk mencukupi kebutuhan air pertanian dan kebutuhan sehari-hari. Siklus hidrologi yang terjadi menyebabkan jumlah volume air yang ada di dunia ini adalah tetap. Akan tetapi dipandang dari aspek ruang dan waktu distribusi air secara alamiah tidaklah ideal. Sebagai contoh dalam usaha sumber air baku. Jika tidak ada usaha pengendalian air pada musim hujan maka akan menyebabkan terjadinya erosi dan banjir daerah Kota Padang rawan terjadi tanah longsor banjir dan galodo baik di area perbukitan maupun di aliran sungai. Ketiadaan vegetasi penyerap air penutup permukaan tanah serta daya tampung aliran sungai yang tidak memadai menyebabkan ketidakmampuan lahan dalam menyerap dan menampung intensitas air yang tinggi dari hulu sungai. Maka saat curah hujan yang tinggi terjadilah aliran yang cukup besar sehingga rentan terjadinya bencana banjir galodo dan kerusakan pada aliran sungai. Pasca Bencana banjir galodo yang terjadi pada tahun 2012 di Kota Padang turut memperparah kondisi sungai-sungai yang sudah mempunyai potensi kerusakan sedangkan kekeringan pada musim kemarau akan dan kesulitan mendapatkan sungai bahkan sebagian bangunan sungai yang ada di daerah bencana tersebut turut sumber air baku. Hal tersebut diatas rusak akibat gempa tersebut. Tidak merupakan salah satu permasalahan yang timbul dalam usaha pengembangan dan pengendalian sumber daya air. Dalam Kondisi Geografis Kota terkecuali terjadi pula pada aliran sungai Danau Limau Manis Kota Padang. Sungai yang mengalami kerusakan akibat bencana tersebut dapat menimbulkan Padang yang merupakan dataran dan ancaman bencana lanjutan yang Perbukitan/Pegunungan menyebabkan membahayakan kehidupan masyarakat di

4 sekitar daerah bantaran sungai yang ada seperti longsor galodo dan bencana banjir. METODE Penulis melakukan studi literatur dan Luapan sungai akibat banjir dapat merusak pegumpulan data. Kegiatan yang akan areal lahan usaha pertanian permukiman badan jalan dan prasarana umum lainnya sehingga akan berakibat pada turunnya produktifitas lahan panen mengalami kegagalan kerugian material masyarakat dan rusaknya infrastruktur sehingga rnenghambat laju pembangunan. Perbaikan dan Pengembangan suatu areal pertanian Khusus nya Daerah Irigasi Limau Manis Kota Padang menjadi suatu daerah irigasi teknis lengkap dengan fasilitas-fasilitas pendukungnya adalah cerminan bagi pemerintah untuk pemerataan pembangunan yang dapat dirasakan dan dinikmati semua lapisan masyarakat. Untuk itu penulis mengangkat masalah ini sebagai bahan untuk pembuatan Tugas Akhir dengan judul TINJAUAN ULANG PERENCANAAN BENDUNG LIMAU MANIS KOTA PADANG. 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 1999 sampai tahun 2013) yang berasal dari Stasiun Batu Busuk. c. Analisa dan perhitungan. 1) Curah hujan maksimum 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 1 stasiun dengan menggunakan Metode Aljabar ( Arithmetic mean ).

5 2) Curah hujan rencana Untuk menghitung curah hujan rencana penulis menggunakan Distribusi Probabilitas Normal Log NormalLog Pearson III dan Gumbel. Dilanjutkan dengan Uji Chi-Kuadrat dan Uji Smirnov Kolmogorov untuk menunjukkan apakah diperlukan dimensi baru untuk bendung atau tidak. ANALISA DAN PEMBAHASAN a. Perhitungan Curah Hujan Didalam perhitungan data curah hujan rata rata menggunakan Metode Aljabar. mendapatkan hasil distribusi yang diterima dan mempunyai nilai terkecil. 3) Analisa Debit Banjir Rencana Untuk perhitungan Debit Banjir Rencana dilakukan dengan metode Hasper. 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. 4) Perhitungan Dimensi Bendung. Perhitungan dimensi bendung berguna untuk mengetahui seberapa besar debit yang mampu ditahan oleh bendung dengan menggunakan data Tabel 1. Perhitungan curah hujan rata-rata Curah Hujan No Tahun Maksimum Pengamatan Stasiun Batu Busuk (mm) n=15 R = 2264 (Sumber Data : Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air Tingkat I Sumatera Barat) dimensi yang ada dilapangan pada saat ini. Selanjutnya hasil perhitungan akan

6 b. Curah hujan rencana Untuk curah hujan rencana penulis menggunakan 4 Metode Distribusi Probabilitas yaitu : Distribusi Normal Distribusi Log Normal Distribusi Gumbel Distribusi Log Pearson II Dan dilakukan Uji Kecocokan Chi- Kuadrat dan Smirnov Kolmogorov Tabel 2. Rekapitulasi Perhitungan Nilai uji Chi-Kuadrat dan Smirnov Kolmogorof (Sumber Data : Hasil Perhitungan) c. Perhitungan Debit Banjir Rencana No Tabel 4. Resume Debit Banjir Metode 1 Hasper 2 Wedwen Q2 (m 3 /d t) Q5 (m 3 /dt ) Q10 (m 3 /dt) (Sumber data: hasil perhitungan) Q25 (m 3 /dt ) Q50 (m 3 / dt) Dari kedua metode tersebut diambil Q 100 yang mendekati Q 100 rata-rata yaitu Q10 0 (m 3 / dt) N O 1 METODE PENGUJIA N Chi-Kuadrat (X²) NORMA L 2 < 5991 (diterima) GUMBE L 4 < 5991 (diterima) DISTRIBUSI LOG NORMA L 4667 < 5991 (diterima) LOG PEARSO N III 8 > 5991 (tidak dapat diterima) hasil perhitungan Metode Hasper. Jadi besarnya debit rencana (design flood) diambil harga Q 100 hasil perhitungan. 2 Smirnov Kolmogorov 00931< 034 (diterima) < 034 (diterima 0055 < 034 (diterima) 0090 < 034 (diterima) (Q 100 ) = m 3 /dt d. Perhitungan Bendung Maka Distribusi yang dapat diterima dan selisih nilai yang terkecil adalah Metode Normal Tabel 3. Curah hujan rencana Distribusi Normal No T (tahun) KT Xr (mm/hari) Elevasi Puncak Mercu Elevasi puncak mercu bendung harus ditentukan sedemikian rupa sehingga 1. Pada saat air sungai setinggi mercu bendung dapat mengairi semua daerah yang direncanakan. 2. Daya bilas pembilas bawah harus mampu membersihkan endapan dasar yang mendekati intake.

7 3. Daya bilas kantong lumpur cukup besar sehingga endapan dikantong lumpur dapat dibilas dengan lancar. Perencanaan puncak mercu : - Elevasi sawah tertinggi = m - Kedalaman air disawah = 01 m - Kehilangan tekanan dari tersier ke sawah = 01 m - Kehilangan tekanan dari sekunder ke tersier = 03 m - Kehilangan tekanan dari primer ke = 036 m - Kehilangan tekanan karena kemiringan saluran = 015 m - Kehilangan tekanan dari alat alat ukur = 040 m - Kehilangan tekanan dari saluran intake = 020 m - Eksplotasi = 020 m Elevasi puncak mercu = m Di dapat : - Elevasi puncak mercu bendung = m - Elevasi dasar bendung = m Maka tinggi bendung (P) = 127 m Lebar Efektif Mercu Bendung Lebar bendung yaitu jarak antara pangkal sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil (bagian yang lurus). Biasanya lebar bendung diambil antara dari lebar rata-rata sungai pada ruas yang stabil. Be = B 2 (nkp + Ka). H I Dimana : Be = Lebar efektif bendung B = Lebar bendung (lebar total lebar pilar) n = Jumlah pilar Kp = Koefisien kontraksi pilar Ka = Koefisien kontraksi pangkal bendung H I = Tinggi energi (m) (Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP 02 hal 114) Tinggi Muka Air di Hilir Bendung Tabel 5. Tinggi Muka air dihilir bendung H A P R V Q No I N (m) (m 2 ) (m) (m) (m/dt) (m 3 /dt) (Sumber : Data perhitungan) Tinggi Muka Air Banjir di atas Bendung elevasi muka air diatas bendung : = Elevasi puncak mercu + hd (abutment). Sebaiknya lebar bendung ini

8 = (+ 2385) = m Elevasi energi diatas mercu : = Elevasi puncak mercu + H 1 = (+2385) = m Elevasi muka air dihilir bendung : Sehingga : = Maka L = L =. ( ) = 7404 m = 1327 > 1 = Elevasi dasar sungai di hilir bendung + h = (+ 2357) = m Perhitungan Back Water Dimana : a = Kedalaman air sungai sebelum adanya bendung (m) h = Tinggi air berhubung adanya bendung (m) L = Panjang total dimana kurva pengempangan terlihat (m) Z = Kedalaman air pada jarak x dari bendung (m) X = Jarak dari bendung (m) I = Kemiringan Perhitungan : a = 2873 m h = 3813 m I = Perhitungan Hidrolis Kolam Olak Dari hasil perhitungan terdahulu diperoleh data-data sebagai berikut : Debit banjir rencana = m 3 /dt Elevasi puncak mercu = m Elevasi air dihilir bendung = m Elevasi air dihulu bendung = m Jari-jari mercu = 058 x H d = 03 x 2873 = 09 m Tinggi mercu = 127 m Kemiringan sungai = Tabel 6. Perhitungan Elevasi Kolam Olak Z Elevasi (m) V 1 (m/dt ) Y 1 Fr Y 2 Elevasi Air (m) (m) (m) Loncat (m)

9 (Sumber data: hasil perhitungan ) Jadi : a. Debit satuan (Q 100 ) q = = = 1638 m 3 /dt/m b. Kedalaman kritis (hc) hc = = 47 f. Menentukan batas hilir minimum (T min ) = = 124 dari grafik didapat T min /hc = 188 = 188 (124) 0215 = 197 x 3 hc = = 3 m = 591 m = 6 m c. Tinggi energi dihulu = Elevasi mercu + H 1 = (+ 2385) = m d. Tinggi energi dihilir H = (+2357) (+2873) = m e. Menentukan jari-jari bak minimum yang diizinkan (R min ) Perhitungan Lantai Muka h max = (+2385) (+231.8) = 67 m h max. C = = 2345 m a. Sebelum ada lantai muka LV = = 116 m LH = = 128 m = = 124 dari grafik L w = L v + 1/3 L H H. C didapat : = /3 (128) > R min /hc = 157 R min = 157 x 3 R min = 474 diambil R = 16 m < 2345 m L rencana = L perlu L w

10 = = 74 m ~ 7 m b. Disain lantai muka L v = = 74 m L H = = 66 m L W = L v + 1/3 L H = 74 +1/3 (66) 2. Terhadap geser Sf = f. Sf = Terhadap eksentrisitas = (Aman) e = B/2 d b/6 d = = (Aman) = 96 m > 7 m Stabilitas Bendung a. Pada Saat Air Normal Tabel 7. Resume Gaya Yang Bekerja Pada Bendung (Saat Air Normal) Gaya-Gaya Gaya (ton) Momen (t.m) No yang bekerja V H Mv Mh Berat sendiri bending 2 Gaya gempa Tekanan lumpur Tekanan tanah Terhadap daya dukung tanah q ult = C. Nc + γ. D. Nq 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. 5 6 Tekanan hidrostatis Tekanan uplift pressure Berdasarkan sudut geser tanah diatas dengan nilai Ø = 325 di dapat dari tabel Terzaqhi : Nc = 4105 Jumlah Kontrol Stabilitas Pada Saat Air Normal 1. Terhadap guling Nq = 26 Nγ = 2378 q ult = C. Nc + γ. D. Nq γ. B. Nγ Sf = 15 Tegangan tanah yang di izinkan = 15 = (Aman) τ =

11 5. Terhadap tekanan dibawah bendung τ = (1 ± ) τ = (1 ± b. Pada Saat Air Banjir Tabel 8. Resume Gaya Yang Bekerja Pada Bendung (Saat Air Banjir) No 1 Gaya-Gaya yang bekerja Berat sendiri bendung 2 Gaya gempa Kontrol Stabilitas Pada Saat Air Banjir 1. Terhadap guling Gaya (ton) Momen (tm) V H Mv Mh ) Tekanan lumpur 4 Tekanan tanah 5 Tekanan hidrostatis 6 Tekanan uplift pressure Jumlah Terhadap tekanan tanah dibawah bendung τ = (1 ± ) KESIMPULAN Dari pembahasan analisa perencanaan ulang Bendung Limau Manis yang dilakukan pada didapat kesimpulan sebagai berikut : 1. Dari peta topografi didapat luas catchment area yang mempengaruhi debit Sungai Danau Limau Manis sekitar 34 km Dalam perhitungan debit banjir rencana periode ulang 100 tahun pada perencanaan Bendung Limau Sf = 15 Manis ini didapat Q 100 = = (Aman) 2. Terhadap geser Sf = f. 15 = (Aman) 3. Terhadap eksentrisitas e = B/2 d b/6 d = = (Aman) m 3 /dt. 3. Pada tinjauan ulang perencanaan bendung Limau Manis digunakan mercu tipe Bulat dengan jari-jari mercu 09 m. 4. Bendung Limau Manis ini berguna untuk meninggikan muka air sungai agar bisa disadap untuk mengairi areal persawahan seluas 555 Ha.

12 5. Tipe kolam olak yang digunakan dalam perencanaan yaitu tipe bak tenggelam (Bucket) karena harus sesuai dengan jenis kandungan sedimen yang berada di area setempat dimana banyak mengangkut bongkahan-bongkahan atau batu-batu besar. 6. Hasil dari perhitungan elevasi dan kedalaman air adalah sebagai berikut : Tabel 9. Kesimpulan hasil perhitungan Uraian Analisa Perencanaan Kedalaman air di hilir bendung (h) 1425 m Elevasi muka air di hilir bendung m Elevasi muka air di atas bendung m Elevasi energi diatas bendung m 7. Jari-jari kolam olak yang di dapat pada perencanaan bendung tetap ini adalah 47 m dengan batas minimum tinggi air dihilir adalah 6 m 8. Pada perhitungan Stabilitas bendung dalam keadaan air normal didapat angka keamanan terhadap guling 287 dan terhadap geser 285. Pada saat air dalam keadaan banjir didapat angka keamanan terhadap guling 153 dan terhadap geser 169. Dari hasil perhitungan yang didapat maka konstruksi bendung stabil. SARAN 1. Dalam merencanakan suatu bendung hendaknya menggunakan data-data yang akurat sehingga dalam pengerjaannya dilapangan sesuai dengan kebutuhan baik dari segi kualitas maupun kuantitas. 2. Pada perhitunganan gaya-gaya yang bekerja pada tubuh bendung hendaknya dilakukan secara teliti karena pengaruh gaya-gaya tersebut

13 sangat besar dalam pengontrolan stabilitas bendung. 3. Untuk mengatur pola tanaman diusahakan kepada para petani pemakai air untuk mengatur pola tanam dan disesuaikan dengan ketersediaan air yang ada di sungai Danau Limau Manis. 4. Untuk merencanakan lantai muka hendaknya memperhatikan tekanan air yang mempengaruhi bendung tersebut sehingga dapat diketahui lantai muka yang direncakan untuk menghambat tekanan air tersebut perlu diperbesar atau diperpanjang. 5. Dalam menentukan tipe kolam olak harus mempertimbangkan kondisi olak tersebut kolam olak juga harus tahan terhadap gerusan dan juga harus mampu meredam loncatan air yang terjadi dihilir bendung. 6. Pada perhitungan dimensi bendung harus sesuai dengan debit banjir rencana dan dalam menentukan debit banjir rencana juga harus mempertimbangkan perode ulang yang harus diambil supaya konstruksi bendung tersebut aman. 7. Bendung yang sudah di dibangun hendaknya diadakan suatu pemeliharaan sehingga fungsi dari pembangunan bendung tersebut masih dapat digunakan secara optimal. sedimen yang ada di lokasi sungai setempat karena sangat mempengaruhi ketahanan dari kolam

14 DAFTAR PUSTAKA Asiyanto Metode Konstruksi Bendungan.Jakarta : UI-Press Dr. Ir. Suripin M.Eng. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta : Andi Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-02 Cetakan Pertama Bandung Mawardi Erman. Memed Moch Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis. Bandung: Alfabet. Sosrodarsono Suyono. Takeda Kensaku Hidrologi untuk Pengairan. Jakarta: Pradnya Paramita. SuyonoSosrodarsono Dr.Ir. Kazuto Nakazawa Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi Cetakan kelima Jakarta : Pradnya Paramita 1990 Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-04 Cetakan Pertama Bandung Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-06 Cetakan Pertama Bandung I Made Kamiana. Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air. Edisi Pertama Yogyakarta : Graha Ilmu