RANCANGAN TEKNIS RINCI (DED) BANGUNAN UTAMA BENDUNG DAN JARINGAN IRIGASI D.I. SIDEY KABUPATEN MANOKWARI PAPUA TUGAS AKHIR SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK MENYELESAIKAN PENDIDIKAN SARJANA TEKNIK DI PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL Oleh DONY RAHADIAN EVAN KURNIAWAN 15003002 15003079 PEMBIMBING Ir. Mulyana Wangsadipoera, M.Eng PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG TUGAS AKHIR Rancangan Teknis Rinci (DED) Bangunan Utama Bendung dan Jaringan Irigasi D.I. Sidey, Kabupaten Manokwari - Papua Oleh DONY RAHADIAN EVAN KURNIAWAN 15003002 15003079 Disetujui Oleh PEMBIMBING Ir. Mulyana Wangsadipoera, M. Eng Mengetahui, KOORDINATOR TUGAS AKHIR KELOMPOK KEPAKARAN TEKNIK SUMBER DAYA AIR KETUA PROGRAM STUDI Dr. Ir. Iwan Kridasantausa Dr. Ir. Herlien D. Setio BANDUNG, 27 JUNI 2008
Abstrak ABSTRAK RANCANGAN TEKNIS RINCI (DED) BANGUNAN UTAMA BENDUNG DAN JARINGAN IRIGASI D.I SIDEY KABUPATEN MANOKWARI PAPUA, Dony Rahadian (15003002) dan Evan Kurniawan (15003079), Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung, 2008. Untuk mempertahankan swasembada beras dan untuk meningkatkannya sesuai dengan tuntutan pertumbuhan penduduk yang semakin pesat, maka pemerintah melakukan kebijaksanaan untuk membuka lahan baru / ekstensifikasi pertanian disamping terus meningkatkan usaha intensifikasi. Oleh sebab itu diperlukan suatu prasarana irigasi dan di upayakan agar dapat berfungsi optimal dengan peningkatan jangkauan pelayanan, efisiensi dalam penggunaan sarana dan prasarana irigasi, disamping itu juga perlu dilakukan percepatan pembangunan atau perluasan daerah-daerah irigasi baru dengan langsung mencetak lahan persawahannya. Upaya ini akan menyentuh langsung pada pemberdayaan petani lahan beririgasi dan mendorong peningkatan produksi pangan. Perencanaan yang baik dari suatu jaringan irigasi akan menghasilkan suatu sistem penggunaan, pengelolaan dan pengendalian air secara optimal dari sumber air. Oleh karena itu dalam tugas akhir ini kami mencoba untuk merencanakan suatu rancangan teknis rinci (DED) Bangunan Utama Bendung dan Jaringan irigasi D.I Sidey Kabupaten Manokwari-Papua yang kemudian dapat diterapkan secara optimal untuk menunjang produktivitas lahan serta peningkatan produksi pertanian di daerah Sidey Kabupaten Manokwari-Papua. Pada perencanaan ini dilakukan pengumpulan data-data berupa data hidrologi, hidroklimatologi, topografi, dan data pendukung lainnya. Kemudian dilakukan pengolahan terhadap data-data yang telah diperoleh tersebut yang selanjutnya menjadi dasar dalam mendesain bangunan utama bendung dan jaringan utama irigasi. Parameter-parameter tersebut adalah kebutuhan air irigasi dari berbagai pola alternatif, debit andalan, dan debit banjir rencana. Dalam melakukan analisis dan perencanaan jaringan irigasi ini banyak menggunakan data-data dari konsultan dan perencanaannya mengikuti buku Standar Perencanaan Irigasi Kiteria Perencanaan yang dikeluarkan oleh Departemen Pekerjaan Umum. Pada Perencanaan detail jaringan irigasi terdiri dari perencanaan saluran dan perencanaan bangunan yang ada di ruas saluran. Untuk perencanaan saluran digunakan pasangan batu sehingga selain kemiringannya dibuat seminimum mungkin agar tidak melebihi kecepatan aliran maksimum pada pasangan batu juga berdasarkan kriteria jumlah volume galian sama dengan timbunan agar dapat menekan biaya seminimal mungkin. Sedangkan untuk perencanaan bangunan, perhitungan setiap bangunan tidak dilakukan seluruhnya, namun hanya dilakukan secara tipikal pada titik-titik tertentu saja. Kata kunci : irigasi, jaringan Irigasi, bendung. iii
Kata Pengantar KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT karena berkat rahmat dan tuntunannya sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Tugas Akhir merupakan syarat untuk kelulusan bagi tingkat pendidikan sarjana Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan. Penulisan laporan tugas akhir ini merupakan implementasi dari ilmu yang telah diperoleh selama mengikuti pendidikan di tingkat sarjana pada disiplin ilmu Teknik Sipil. Tugas Akhir yang berjudul Rancangan Teknis Rinci (DED) Bangunan Utama Bendung dan Jaringan Irigasi D.I Sidey Kabupaten Manokwari Papua ini bertujuan untuk membuat desain rinci jaringan irigasi yang meliputi Bangunan Utama Bendung dan Jaringan Utama di daerah irigasi D.I Sidey Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : Bapak Ir. Mulyana Wangsadipoera, M. Eng selaku dosen pembimbing yang telah banyak mengarahkan penulis selama pengerjaan Tugas Akhir ini terutama dalam bidang teknik sumber daya air. Penulis mengakui bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya atas segala kekurangan yang ada. Beserta dengan permohonan maaf terhadap kekurangan yang ada, penulis mempunyai itikad untuk menerima segala bentuk kritik dan saran sebagai proses pendewasaan diri penulis dan perbaikan kajian tugas akhir ini kedepan. Besar harapan penulis agar laporan Tugas Akhir yang telah penulis susun dapat berguna dan bermanfaat bagi sumber pengetahuan serta bahan evaluasi untuk pelaksanaan Tugas Akhir di masa mendatang. Bandung, Juni 2008 Penulis iv
Daftar Isi DAFTAR ISI Abstrak... iii Kata Pengantar... iv Daftar Isi... v Daftar Tabel... ix Daftar Gambar... xiii BAB I PENDAHULUAN... I 1 1.1 LATAR BELAKANG... I 1 1.2 MAKSUD DAN TUJUAN... I 1 1.3 RUANG LINGKUP STUDI... I 2 1.4 SISTEMATIKA PEMBAHASAN... I 2 BAB II DESKRIPSI LOKASI STUDY... II 1 2.1 UMUM... II 1 2.2 KONDISI HIDROKLIMATOLOGI... II 2 2.3 KONDISI TOPOGRAFI LAHAN... II 4 BAB III TINJAUAN PUSTAKA... III 1 3.1 SISTEM IRIGASI... III 1 3.1.1 Jenis-Jenis Sistem Irigasi... III 1 3.1.2 Data Untuk Perencanaan Irigasi... III 4 3.1.3 Jaringan Irigasi... III 4 3.2 BANGUNAN UTAMA... III 7 3.2.1 Pemilihan Lokasi Bendung... III 7 3.2.2 Bendung Pelimpah... III 9 3.2.2.1 Definisi dan fungsi... III 9 3.2.2.2 Klasifikasi bendung... III 9 3.2.2.3 Tata letak bendung dan perlengkapannya... III 11 3.2.2.4 Bentuk bendung pelimpah... III 12 3.2.3 Mercu Bendung... III 14 3.2.3.1 Definisi dan fungsi... III 14 3.2.3.2 Bentuk mercu bendung... III 14 v
Daftar Isi 3.2.3.3 Tinggi mercu bendung... III 16 3.2.3.4 Panjang mercu bendung... III 16 3.2.3.5 Penentuan elevasi mercu bendung... III 17 3.2.3.6 Tinggi muka air di atas mercu bendung... III 17 3.2.4 Bangunan Intake... III 18 3.2.4.1 Definisi dan fungsi... III 18 3.2.4.2 Tata letak... III 18 3.2.4.3 Macam intake... III 18 3.2.5 Bangunan Pembilas... III 20 3.2.5.1 Definisi dan fungsi... III 20 3.2.5.2 Macam bangunan pembilas... III 20 3.2.5.3 Tata letak... III 21 3.3 PERENCANAAN SALURAN... III 21 3.4 BANGUNAN PELENGKAP... III 23 3.4.1 Bangunan Bagi Sadap... III 23 3.4.2 Bangunan Pengukur dan Pengantar... III 23 3.4.2 Bangunan Pembawa... III 24 BAB IV METODOLOGI... IV 1 4.1 UMUM... IV 1 4.2 PENGUMPULAN DATA... IV 1 4.3 PENGOLAHAN DATA... IV 2 4.3.1 Perhitungan Curah Hujan Efektif... IV 2 4.3.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana... IV 3 4.3.3 Kebutuhan Air Untuk Irigasi... IV 5 4.3.4 Perhitungan Debit Andalan... IV 6 4.3.5 Analisa Debit Banjir Rencana... IV 7 4.4 PERENCANAAN... IV 10 4.4.1 Bangunan Utama... IV 10 4.4.1.1 Sumber air, lebar bendung, dan luas rencana areal irigasi... IV 10 4.4.1.2 Tipe bendung... IV 10 4.4.1.3 Tipe mercu... IV 10 4.4.1.4 Kolam olakan (peredam energi)... IV 10 4.4.1.5 Rembesan dan tekanan air tanah... IV 10 vi
Daftar Isi 4.4.1.6 Backwater curve... IV 10 4.4.1.7 Pintu pengambilan... IV 10 4.4.1.8 Kantong lumpur... IV 11 4.4.2 Jaringan Utama... IV 11 4.4.2.1 Kriteria perencanaan saluran... IV 11 4.4.2.2 Kriteria perencanaan bangunan pelengkap di Jaringan utama... IV - 12 BAB V ANALISIS HIDROLOGI... V 1 5.1 UMUM... V 1 5.2 EVAPOTRANSPIRASI... V 1 5.3 CURAH HUJAN EFEKTIF... V 8 5.4 CURAH HUJAN RENCANA... V 14 5.5 UJI KECOCOKAN... V 28 5.6 KEBUTUHAN AIR UNTUK IRIGASI... V 32 5.7 KETERSEDIAAN AIR... V 39 5.8 PENENTUAN ALTERNATIF KEBUTUHAN AIR IRIGASI... V 42 5.9 NERACA AIR (WATER BALANCE)... V 43 5.10 MODULUS PEMBUANG... V 46 5.11 DEBIT BANJIR RENCANA... V 50 BAB VI PERENCANAAN BANGUNAN UTAMA... VI 1 6.1 UMUM... VI 1 6.2 LEBAR BENDUNG... VI 1 6.3 ELEVASI PUNCAK MERCU BENDUNG... VI 1 6.4 TIPE DAN DIMENSI MERCU... VI 3 6.5 KOLAM OLAK / PEREDAM ENERGI... VI 3 6.6 REMBESAN DAN TEKANAN AIR TANAH... VI 5 6.7 BACKWATER CURVE... VI 6 6.8 PERHITUNGAN PINTU PENGAMBILAN... VI 7 6.9 KANTONG LUMPUR (SANDTRAP)... VI 8 6.10 STABILITAS STRUKTUR... VI 11 6.10.1 Akibat Berat Sendiri Bendung... VI 12 6.10.2 Akibat Gempa... VI 13 6.10.3 Akibat Gaya Hidrostatis... VI 14 6.10.4 Akibat Tekanan Lumpur... VI 15 vii
Daftar Isi 6.10.5 Gaya Tekan ke Atas (Uplift Pressure)... VI 16 6.10.6 Rekapitulasi Gaya-Gaya yang Bekerja... VI 25 6.10.7 Kontrol Stabilitas Bendung... VI 25 6.10.7.1 Kontrol terhadap guling... VI 25 6.10.7.2 Kontrol terhadap eksentrisitas... VI 26 6.10.7.3 Kontrol terhadap daya dukung tanah... VI 26 6.10.7.4 Kontrol terhadap geser... VI 27 6.10.7.5 Konrol terhadap erosi bawah tanah (piping)... VI 27 BAB VII PERENCANAAN JARINGAN UTAMA 7.1 UMUM... VII 1 7.2 PERENCANAAN JARINGAN IRIGASI... VII 1 7.3 PERENCANAAN DETAIL JARINGAN... VII 3 7.3.1 Perencanaan Saluran... VII 3 7.3.1.1 Penentuan kemiringan saluran... VII 3 7.3.1.2 Penentuan kemiringan rencana... VII 3 7.3.1.3 Perhitungan debit rencana... VII 3 7.3.1.4 Perhitungan dimensi saluran... VII 5 7.3.1.5 Pembuatan profil memanjang saluran... VII 8 7.3.2 Perencanaan Bangunan... VII 9 7.3.2.1 Perhitungan got miring... VII 9 7.3.2.2 Perhitungan bangunan sadap... VII 11 7.3.2.3 Perhitungan gorong-gorong... VII 16 7.3.2.4 Perhitungan bangunan terjun... VII 18 BAB VIII KESIMPULAN... VIII 1 Daftar Pustaka... xiv Lampiran... xv viii
Daftar Tabel DAFTAR TABEL Tabel 5.1 Rekapitulasi Data Hidroklimatologi Rata-Rata Bulanan Stasiun Rendani, Manokwari... V 3 Tabel 5.2 Tekanan Uap Jenuh (ea) Dalam (mbar) Sebagai Fungsi Dari Temperatur Udara Rata-Rata... V 4 Tabel 5.3 Nilai Faktor Bobot (W) Sebagai Pengaruh Radiasi ET Pada Temperatur Dan Ketinggian... V 4 Tabel 5.4 Efek Temperatur f(t) pada Radiasi Gelombang Panjang... V 4 Tabel 5.5 Adjusmen factor (C) in Presented Penmann Equation... V 5 Tabel 5.6 Extra Terrestrial Radiation (Ra) expressed in equivalent evaporation... V 6 Tabel 5.7 Evapotranspirasi Potensial D.I Sidey, dengan Metode Penmann Modifikasi - Stasiun Rendani, Manokwari... V - 7 Tabel 5.8 Data Curah Hujan Setengah Bulanan (mm) setelah dilengkapi Stasiun Rendani, Manokwari... V 9 Tabel 5.9 Data Curah Hujan Setengah Bulanan Setelah Diurut dari Kecil ke Besar V 10 Tabel 5.10 Harga Curah Hujan Efektif untuk Tanaman Padi... V - 11 Tabel 5.11 Penetapan Koefisien Tanaman Palawija... V 12 Tabel 5.12 Harga Curah Hujan Efektif untuk Tanaman Palawija... V 13 Tabel 5.13 Perhitungan Curah Hujan Rencana 1 Harian dengan Metode Gumbell... V 15 Tabel 5.14 Perhitungan Curah Hujan Rencana 3 Harian dengan Metode Gumbell... V 16 Tabel 5.15 Perhitungan Curah Hujan Rencana 1 Harian dengan Metode Log Pearson III... V 18 Tabel 5.16 Perhitungan Curah Hujan Rencana 3 Harian dengan Metode Log Pearson III... V 19 Tabel 5.17 Perhitungan Curah Hujan Rencana 1 Harian dengan Metode Log Normal... V 21 Tabel 5.18 Perhitungan Curah Hujan Rencana 3 Harian dengan Metode Log Normal... V 22 Tabel 5.19 Perhitungan Curah Hujan Rencana 1 Harian dengan Metode Haspers... V 23 Tabel 5.20 Perhitungan Curah Hujan Rencana 3 Harian dengan Metode Haspers... V 24 ix
Daftar Tabel Tabel 5.21 Hubungan Reduced Mean (Yn) dengan Jumlah Sampel (n)... V 25 Tabel 5.22 Hubungan Reduced Standard Deviation (Sn) dengan Jumlah Sampel... V 25 Tabel 5.23 Faktor Frekuensi K untuk Distribusi Log Pearson III Koefisien Asimetri, Cs Negatif... V 26 Tabel 5.24 Faktor Frekuensi K untuk Distribusi Log Pearson III Koefisien Asimetri, Cs Positif... V 27 Tabel 5.25 Analisis Harga Ekstrim dan Uji Kecocokan (Data Curah Hujan 1 Harian)... V 30 Tabel 5.26 Analisis Harga Ekstrim dan Uji Kecocokan (Data Curah Hujan 3 Harian)... V 31 Tabel 5.27 Skema Pola Tanam dan Perhitungan Kebutuhan Penggantian Lapisan Air... V 33 Tabel 5.28 Perhitungan Konsumtif Tanaman (Etc) D.I Sidey Stasiun Rendani, Manokwari... V 34 Tabel 5.29 Analisis Kebutuhan Air Alternatif Golongan A... V 35 Tabel 5.30 Analisis Kebutuhan Air Alternatif Golongan B... V 36 Tabel 5.31 Analisis Kebutuhan Air Alternatif Golongan C... V 37 Tabel 5.32 Harga Koefisien Tanaman Padi... V 37 Tabel 5.33 Rekapitulasi Alternatif Kebutuhan Air Irigasi (l/dt/ha)... V 38 Tabel 5.34 Analisis Ketersediaan Air Sungai Waramoi, Distrik Sidey Kabupaten Manokwari, Metode F.J. Mock... V 40 Tabel 5.35 Perhitungan Debit Andalan dengan Metode SMEC... V 41 Tabel 5.36 Analisis Ketersediaan Air Sungai Waramoi, Distrik Sidey Kabupaten Manokwar... V 42 Tabel 5.37 Analisis Luas Areal Potensial untu Pemilihan Alternatif I IV D.I Sidey, Distrik Sidey Kabupaten Manokwari... V 43 Tabel 5.38 Analisis Neraca Air (Water Balance) untuk Area 1250 Sungai Waramoi, Distrik Sidey Kabupaten Manokwari... V 44 Tabel 5.39 Analisis Modulus Drainase Low Land D.I Sidey, Kabupaten Manokwari... V 49 Tabel 5.40 Analisis Modulus Drainase Up Land D.I Sidey, Kabupaten Manokwari... V 49 Tabel 5.41 Perhitungan Debit Rencana Metode Haspers dengan Curah Hujan Metode Gumbell... V 52 x
Daftar Tabel Tabel 5.42 Perhitungan Debit Rencana Metode Haspers dengan Curah Hujan Metode Log Pearson III... V 52 Tabel 5.43 Perhitungan Debit Rencana Metode Melchior dengan Curah Hujan Metode Gumbell... V 55 Tabel 5.44 Perhitungan Debit Rencana Metode Melchior dengan Curah Hujan Metode Log Pearson III... V 55 Tabel 5.45 Perhitungan Debit Rencana Metode Rational dengan Curah Hujan Metode Gumbell... V - 57 Tabel 5.46 Perhitungan Debit Rencana Metode Rational dengan Curah Hujan Metode Log Pearson III... V 57 Tabel 5.47 Rekapitulasi Debit Banjir Sungai Waramoi... V 59 Tabel 6.1 Perkiraan Penentuan Elevasi Mercu Bendung... VI 2 Tabel 6.2 Gaya Vertikal... VI 13 Tabel 6.3 Koefisien Jenis Tanah... VI 13 Tabel 6.4 Periode Ulang dan Percepatan Dasar Gempa... VI 14 Tabel 6.5 Gaya Horizontal Akibat Gempa... VI 14 Tabel 6.6 Gaya Hidrostatis pada Keadaan Air Normal... VI 15 Tabel 6.7 Gaya Hidrostatis pada Keadaan Air Banjir... VI 15 Tabel 6.8 Tekanan Lumpur... VI 16 Tabel 6.9 Perhitungan Uplift pada Saat Muka Air Normal... VI 18 Tabel 6.10 Perhitungan Gaya Uplift pada Saat Muka Air Normal Akibat Gaya Vertikal... VI 20 Tabel 6.11 Perhitungan Gaya Uplift pada Saat Muka Air Normal Akibat Gaya Horizontal... VI 20 Tabel 6.12 Perhitungan Uplift pada Saat Muka Air Banjir... VI 22 Tabel 6.13 Perhitungan Gaya Uplift pada Saat Muka Air Banjir Akibat Gaya Vertikal... VI - 24 Tabel 6.14 Perhitungan Gaya Uplift pada Saat Muka Air Banjir Akibat Gaya Horizontal... VI 24 Tabel 6.15 Rekapitulasi Gaya pada Kondisi Muka Air Normal... VI 25 Tabel 6.16 Rekapitulasi Gaya pada Kondisi Muka Air Banjir... VI 25 Tabel 7.1 Perhitungan Dimensi Saluran Induk Sidey... VII 6 Tabel 7.2 Besaran Debit yan Dianjurkan untuk Alat Ukur Romjin Standar... VII 15 Tabel 7.3 Karakteristik Alat Ukur Romjin Standar... VII 15 xi
Daftar Tabel Tabel 7.4 Harga µ dalam Gorong-Gorong Pendek... VII 17 xii
Daftar Gambar DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Lokasi Studi... II 1 Gambar 2.2 Peta DAS... II - 3 Gambar 3.1 Bendung Penyadap... III 10 Gambar 3.2 Bendung Penahan Pasang... III 10 Gambar 3.3 Bendung Semi Permanen... III 11 Gambar 3.4 Pelimpah Lurus... III 12 Gambar 3.5 Pelimpah Lengkung... III 13 Gambar 3.6 Pelimpah Bentuk U... III 13 Gambar 3.7 Pelimpah Bentuk Gergaji... III 14 Gambar 3.8 Bentuk Mercu Ogee... III 15 Gambar 3.9 Bentuk Mercu Bendung Bulat... III 16 Gambar 3.10 Intake Biasa... III 19 Gambar 3.11 Intake Gorong-Gorong... III 19 Gambar 3.12 Intake Frontal... III 20 Gambar 4.1 Metodologi... IV 1 Gambar 5.1 Neraca Air (Water Balance) Sungai Waramoi, Distrik Sidey Kabupaten Manokwari... V 45 Gambar 6.1 Backwater Curve... VI 7 Gambar 6.2 Sandtrap... VI 10 Gambar 6.3 Berat Sendiri Bendung... VI 12 Gambar 6.4 Gaya Hidrostatis pada Keadaan Air Normal... VI 14 Gambar 6.5 Gaya Hidrostatis pada Keadaan Air Banjir... VI 15 Gambar 6.6 Sketsa Gaya Uplift pada Muka Air Normal... VI 19 Gambar 6.7 Sketsa Gaya Uplift pada Muka Air Banjir... VI 23 Gambar 7.1 Profil Memanjang Saluran... VII - 8 xiii