PERENCANAAN EMBUNG KEDUNG BUNDER KABUPATEN PROBOLINGGO

1 PERENCANAAN EMBUNG KEDUNG BUNDER KABUPATEN PROBOLINGGO Nama : Ahmad Naufal Hidayat NRP : 3110105031 Jurusan : Teknik Sipil FTSP ITS Dosen Pembimbing : 1. Ir. Abdullah Hidayat, SA, MT 2. Ir. Bambang Sarwono, MSc Abstrak Desa Tongas Wetan Kecamatan Tongas, Kabupaten Probolinggo merupakan daerah rawan kekeringan. Sungai yang pada musim penghujan dapat ditemukan banyak air atau muka air sungai tinggi, menjadi dangkal pada saat musim kemarau. Sebagai usaha untuk mengatasi kesulitan air bagi masyarakat Desa Tongas Wetan, maka pembangunan embung merupakan salah satu alternatif yang dapat diterapkan dalam mengatasi kekurangan air di Desa Tongas Wetan. Perencanaan kapasitas embung ini didasarkan pada data curah hujan. Untuk mendapatkan data debit air yang masuk ke dalam embung, maka data curah hujan dikonversikan ke data debit air. Perencanaan pelimpah didasarkan pada analisa debit banjir rencana menggunakan hidrograf satuan sintetik Nakayasu. Setelah desain konstruksi embung diperoleh, maka dilakukan kontrol stabilitas agar bangunan aman terhadap kondisi yang berbahaya. Perhitungan perhitungan yang dilakukan dalam perencananaan Embung Kedungbunder ini meliputi analisa hidrologi yang meliputi perhitungan curah hujan rencana dan debit rencana, analisa kapasitas tampungan, analisa spillway, analisa tubuh embung, serta analisa kestabilan spillway maupun tubuh embung terhadap gaya gaya yang terjadi. Dari perhitungan yang telah dilakukan, diperoleh curah hujan rencana periode ulang 20 tahun sebesar 101,81 mm, debit rencana periode ulang 20 tahun sebesar 21,640 m3/dtk, proyeksi jumlah penduduk pada tahun 2030 sebanyak 7637 jiwa dengan kebutuhan air per orang 60 lt/org/hr, mercu spillway menggunakan mercu Ogee Tipe I dengan elevasi mercu pada +96.10 dan elevasi muka air banjir pada + 97.08 dengan total kapasitas tampungan sebesar 99448 m 3. Sedangkan tubuh embung menggunakan urugan tanah dengan kemiringan hulu dan hilir tubuh embung adalah 1 : 2, elevasi puncak berada pada + 99.00 dan elevasi dasar berada pada + 88.00. Tinggi jagaan embung dipakai sebesar 1.92 meter. Tubuh embung dan spillway dinyatakan aman terhadap gaya gaya yang terjadi. Sedangkan saluran pengambilan menggunakan pipa HDPE yang selanjutnya ditampung di bak penampungan air Kata kunci : perencanaan, perencanaan embung, spillway

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Desa Tongas Wetan terletak di Kecamatan Tongas Kabupaten Probolinggo yang memiliki luas ± 800 ha, dengan batas wilayah sebelah utara berbatasan dengan Desa Tongas Kulon, sebelah timur berbatasan dengan Desa Wringinanom, sebelah selatan berbatasan dengan Desa Sumberkramat dan sebelah barat berbatasan dengan Desa Klampok. Desa Tongas Wetan terdiri dari 5 dusun. Jumlah penduduk Desa Tongas Wetan tahun 2010 sebanyak 6362 jiwa dengan jumlah rumah tangga 1266 keluarga, 350 keluarga diantaranya merupakan keluarga pra sejahtera. Mata pencaharian penduduk adalah petani, dagang dan jasa. Pada musim kemarau warga Desa Tongas khususnya Desa Tongas Wetan kesulitan mendapatkan air bersih. Sumur gali yang ada kering dan harus mengambil dari tempat yang jauh. Sungai yang pada musim penghujan dapat ditemukan banyak air atau muka air sungai tinggi, menjadi dangkal pada saat musim kemarau. Untuk kebutuhan air minum, warga mengambil sendiri di lokasi sumber air yang lokasinya cukup jauh. Kondisi masyarakat yang berada di Desa Tongas Wetan merupakan masyarakat menengah ke bawah dan terbanyak merupakan masyarakat miskin dengan penghasilan yang rendah, dengan kondisi tersebut banyak masyarakat yang tidak mampu untuk membeli air. Oleh karena itu perlu dibuat suatu media yang dapat menampung air di musim hujan dan dapat digunakan pada saat musim kemarau, sehingga masyarakat di Desa Tongas Wetan tidak perlu berjalan jauh untuk mendapatkan air bersih, baik yang digunakan untuk kebutuhan MCK dan terutama untuk pemenuhan kebutuhan air minum. Dari identifikasi topografi, pembangunan embung merupakan salah satu alternatif yang dapat diterapkan dalam mengatasi kekurangan air di Desa Tongas Wetan. 3. Berapa dimensi rencana embung yang diperlukan untuk mendapatkan volume tampungan berdasarkan kebutuhan air yang diperlukan? 4. Bagaimana kostruksi tubuh bendungan? 5. Bagaimana kostruksi bangunan spillway? 1.3 Tujuan 1. Mengetahui berapa kebutuhan air baku di Desa Tongas Wetan. 2. Mengetahui kecukupan ketersediaan air berdasarkan kebutuhan air baku di Desa Tongas Wetan 3. Mengetahui dimensi embung untuk mendapatkan volume tampungan berdasakan kebutuhan air yang diperlukan. 4. Mengetahui bentuk kostruksi tubuh bendung. 5. Mengetahui bentuk bangunan spillway. 1.4 Batasan Masalah 1. Tidak membahas analisa ekonomi 2. Tidak membahas metode pelaksanaan 3. Tidak merencanakan saluran pengambilan. 4. Analisa konstruksi hanya meliputi tubuh bendungan dan spillway. Dan perhitungan kestabilan dianalisa pada tubuh bendungan dan spillway. 1.5 Manfaat Tugas akhir ini diharapkan dapat merencanakan detail embung untuk menampung air sesuai dengan kapasitas yang ada sehingga kebutuhan air di Desa Tongas Wetan dapat terpenuhi. 1.6 Peta Lokasi Lokasi embung Kedungbunder terletak pada Kecamatan Tongas, Kabupaten Probolinggo, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.1 1. Berapa kebutuhan air baku yang dibutuhkan, Desa Tongas Wetan, Kecamatan Tongas Kabupaten Probolinggo? 2. Apakah ketersediaan air berdasarkan kebutuhan air baku di desa Tongas wetan dapat terpenuhi?

3 ( PT. Candi Kencana Sabda Wisesa, 2010 ) Gambar 1.1. Lokasi Embung Kedungbunder BAB III METODOLOGI Lokasi embung, Desa Tongas Wetan, Kec. Tongas, Kabupaten Probolinggo Metodologi dalam penyelesaian tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 3.1. Studi Literatur Studi pengumpulan literatur ini dimaksudkan untuk mengetahui rumus rumus dan dasar teori yang digunakan dalam perhitungan pengerjaan Tugas Akhir ini, meliputi perhitungan hidrologi, analisa hidrolika, dan kestabilan bendungan. 3.2. Pengumpulan Data Data data yang diperlukan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini adalah : Data Topografi Data Hidrologi Data Klimatologi Data Jumlah Penduduk Data Tanah 3.3. Penyelesaian Permasalahan Analisa permasalahan meliputi : Analisa Kapasitas Tampungan - Pada analisa ini meliputi hubungan antara volume dan luas area terhadap elevasi bendungan Analisa Hidrologi - Perhitungan hujan rata rata dengan metoda Arithmatic Mean atau Thiessen Polygon. - Perhitungan distribusi hujan dengan metoda, misalnya Log Pearson Tipe III - Melakukan uji distribusi hujan dengan metoda Uji Chi Kuadrat dan metoda Smirnov Kolmogorov - Setelah dilakukan pengujian, selanjutnya melakukan perhitungan debit banjir rencana dengan menggunakan metoda hidrograf Nakayasu. - Perhitungan reservoir routing ( penelusuran banjir di waduk ) - Perhitungan evaporasi dengan menggunakan rumus empiris Penmann. - Melakukan cek water balance ( keseimbangan air ) akibat perubahan debit inflow dan outflow. Analisa Hidrolika - Melakukan perhitungan dimensi spillway ( bangunan pelimpah ), meliputi saluran pengarah, saluran pengatur, saluran transisi, saluran peluncur, dan peredam energi. - Melakukan perhitungan dimensi tubuh bendungan, meliputi kemiringan lereng, tinggi bendungan, dan lebar mercu bendungan Analisa Kestabilan Tubuh Bendung dan Bangunan Pelimpah ( Spillway ) - Perhitungan kestabilan tubuh bendung yang meliputi, kestabilan lereng bendungan pada saat bendungan kosong, banjir, dan pada saat banjir turun tiba tiba. - Perhitungan kestabilan bangunan pelimpah ( spillway ) meliputi, kontrol rembesan, stabilitas gaya tekan ke atas, stabilitas guling, stabilitas geser, kontrol ketebalan lantai, dan stabilitas daya dukung tanah.

4 DIAGRAM ALIR Tabel 4.1. Laju Pertumbuhan Rata Rata Penduduk Gambar 3.1 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir BAB IV ANALISA HIDROLOGI 4.1. Kebutuhan Air Penduduk Metode yang digunakan dalam memproyeksi pertumbuhan penduduk adalah Metode Linear Geometri, dengan rumus sebagai berikut : Pt = Po(1 + r)...( 4.1) ( Ir. Sarwoko Mangkudiharjo, 1985 ) Pt = jumlah penduduk pada t tahun mendatang Po = jumlah penduduk pada awal tahunproyeksi r = laju pertumbuhan rata rata penduduk per tahun t = banyak perubahan tahun Untuk perhitungan laju rata rata pertumbuhan penduduk dapat dilihat pada tabel 4.21, sedang untuk kebutuhan air penduduk dapat dilihat pada tabel 4.22 berikut. Tabel 4.2. Perhitungan Proyeksi Kebutuhan Air Penduduk Dari tabel di atas dapat disimpulkan untuk kebutuhan air 20 tahun mendatang adalah 5,834 lt/dtk

5 4.2. Debit Andalan Perhitungan debit andalan diawali dengan melakukan perhitungan curah hujan andalan dimana prosentase sebesar 80% terlampaui dan selanjutnya dijadikan debit andalan. Berikut perhitungan curah hujan andalan pada tabel 4.3 dan 4.4, sedangkan perhitungan debit andalan pada tabel 4.5 4.3. Perhitungan Lengkung Kapasitas Embung Rumus yang digunakan dalam perhitungan lengkung kapasitas adalah sebagai berikut : I = (F + F ) 1 2 h )... ( 4.2 ) F i = luas daerah yang dikelilingi oleh garis tinggi h i F hi+1 = luas daerah yang dikelilingi oleh garis tinggi h i+1 Hasil perhitungan lengkung kapasitas dapat dilihat pada tabel 4.20 dan pada grafik 4.2. Tabel 4.5. Perhitungan Lengkung Kapasitas

6 Kelembaban = 87,39 % ed = 29,45 mm/hg x 87,39% = 25,74 mm/hg E = 0,35(29,45 25,74) 1 +, = 1,68 mm/hr E =, 30 = 0,05 m/bln Selanjutnya perhitungan dapat ditabelkan pada tabel 4.24. Tabel 4.7. Perhitungan Evaporasi Gambar 4.1. Grafik Hubungan Elevasi, Luas Genangan, dan Volume 4.4. Evaporasi Perhitungan evaporasi menggunakan rumus empiris Penman sebagai berikut : E = 0,35 ( e e ) 1 +...( 4.3 ) (Suyono Sosrodarsono, 2006) E = evaporasi (mm/hari). Ea = tekanan uap jenuh pada suhu rata-rata harian (mm/hg) ed V = tekanan uap sebenarnya (mm/hg). = kecepatan angin pada ketinggian 2 m di atas permukaan tanah (mil/hari) Tabel 4.6. Tekanan Uap Jenuh (Suyono Sosrodarsono, 2006) Contoh perhitungan : Diketahui : Suhu pada bulan Januari adalah 28,32 C, didapat ea = 29,45 mm/hg ( lihat tabel 4.7 ) Kecepatan angin = 28,95 mil/hr 4.5. Kapasitas Mati Karena tidak adanya hasil pengukuran sedimen yang dapat digunakan pada perencanaan ini, maka penentuan sediman ditentukan dengan persamaan : Ps = Rs x...( 4.4 ) ( Suyono Sosrodarsono, 2002 ) Rs = angka sedimentasi tahunan suatu waduk ( m 3 /m 3 /tahun ) Rs = V/F ( sedimentasi tahun tahun yang telah lalu ) F = kapasitas waduk ( m 3 ) V = Volume sedimen selama umur bangunan ( m 3 ) Ps = Muatan sedimen per tahun( m 3 /km 2 /tahun ) A = Luas DAS ( km 2 ) Untuk penentuan angka sedimentasi bisa dilihat pada tabel 2.6, sesuai dengan karakteristik topografi dimana : Merupakan stadium pertengahan Intensitas erosinya kecil kecuali dalam keadaan banjir Kemiringan dasar sungai ± 1/800 Termasuk zona B dimana terdapat gunung berapi Dari tabel diatas, angka sedimentasi untuk embung Kedung Bunder adalah antara 50-100 m 3 /km 2 /tahun. Jadi dapat diperkirakan ± 50 m 3 /km 2 /tahun. Jadi selanjutnya dapat dirumuskan sebagai berikut : Volume sedimen = Ps A T

7 Ps = angka sedimen ( m 3 /km 2 /tahun ) A = luas DAS ( km 2 ) T = umur rencana embung ( tahun ) Volume sedimen = 50 7,872 20 = 7872 m Dari grafik lengkung kapasitas, volume sedimen terletak pada elevasi + 91,10 4.6. Kapasitas efektif Perhitungan kapasitas efektif ini untuk mengetahui berapa perubahan volume waduk akibat debit inflow dan outflow. Debit inflow didapat dari perhitungan debit andalan, sedangkan debit outflow diperoleh dari perhitungan evaporasi dan perhitungan kebutuhan air penduduk. Tabel 4.8. Perhitungan Kapasitas Efektif Kapasitas Total = Kap. Mati + Kap. Efektif = 7872 m 3 + 91576 m 3 = 99448 m 3 Jika diplotkan pada grafik lengkung kapasitas, maka didapatkan elevasi + 96,10 yang digunakan sebagai elevasi rencana mercu bendung. Selanjutnya dapat di buat kurva massa terhadap debit inflow dan kebutuhan air. Gambar 4.2. Kurva Massa Debit Inflow dan Outflow 4.7 Analisa Curah Hujan Rata - rata Dari hasil analisa metode Thiessen Polygon, ternyata yang berpengaruh hanya satu stasiun hujan yaitu, stasiun hujan Gunggungankidul. Berikut ini data curah hujan maksimum yang terjadi di stasiun hujan Gunggungankidul selama 20 tahun Tabel 4.9. Data curah hujan maksimum Dari hasil analisa kapasitas efektif tersebut, diperoleh kapasitas efektif maksimum sebesar 91576 m 3,oleh karena itu yang dipakai dalam perhitungan adalah kapasitas tampung efektif. Jadi total kapasitas tampungan adalah : Kapasitas mati = 7872 m 3 Kapasitas efektif = 91576 m 3

8 4.8 Perhitungan Parameter Statistik Analisa frekuensi bertujuan untuk menentukan metode analisa distribusi yang tepat dalam menentukan tinggi hujan rencana. Dalam perhitungan parameter statistik, data hujan pada tabel 4.1 diurutkan atau diranking terlebih dahulu. Berikut ini hasil perhitungan parameter statistik dapat dilihat pada tabel 4.2. Tabel 4.10. Hasil Perhitungan Parameter Statistik ( Sumber : Perhitungan) Dari tabel 4.10 diatas maka diperoleh parameter parameter sebagai berikut : Nilai rata rata ( mean ) : R = R n = 1589 20 = 79,45 Dari perhitungan parameter diatas, maka metode analisa distribusi yang digunakan adalah metode Pearson Type III dimana nilai Cs dan Ck fleksibel. 4.9 Perhitungan Analisa Distribusi Pearson Type III Perhitungan hujan rencana metode Pearson Tipe III menggunakan rumus sebagai berikut : Rt = R + k. Sd...( 4.5 ) Rt = curah hujan rencana dengan periode T tahun ( mm ) R = curah hujan maksimum rata-rata ( mm ) Sd = standar deviasi k = faktor dari sifat distribusi Pearson Tipe III, yang didapat dari tabel fungsics dan probabilitas kejadian. (tabel 2.1 nilai k metode Pearson Tipe III) Selanjutnya dapat ditabelkan hasil perhitungan analisa distribusi metode Pearson Tipe III pada tabel 4.11 berikut : Tabel 4.11. Hujan Rencana Dengan Metode Pearson Tipe III Standar deviasi Sd = (R R ) n 1 Koefisien variasi Cv = Sd R = 12,76 79,45 = 0,16 Koefisien kemencengan n (R R) Cs = (n 1)(n 2)Sd = = 3094,95 20 1 = 12,76 20 9742,99 = 0,27 (20 1)(20 2)12,76 Koefisien kurtosis n (R R) Ck = (n 1)(n 2)(n 3)Sd = 20 797236,42 (20 1)(20 2)(20 3)12,76 = 2,07 ( Sumber : Perhitungan) 4.10 Uji Kesesuaian Distribusi 4.10.1 Uji Chi Kuadrat Langkah langkah perhitungan uji Chi Kuadrat adalah sebagai berikut : Jumlah data ( n ) = 20 Jumlah kelas ( K ) = 1 + 1,322 ln. n = 1 + 1,322 x ln( 20 ) = 4,96 dibulatkan 5 Peluang Interval (P) = 1/G = 1/5 = 0,20 sub grup I = X 0.20 sub grup II = 0.20 P 0.40 sub grup III = 0.40 P 0.60 sub grup IV = 0.60 P 0.80 sub grup V = P 0.80 Dari hasil perhitungan distribusi Pearson Tipe III diperoleh harga :

9 R = 79,45 mm Sd = 12,76 Untuk P = 0,20 R = 79,45 + (-0,93. 12,76) = 67,63 mm Untuk P = 0,40 R = 79,45 + (-0,44. 12,76) = 73,79 mm Untuk P = 0,60 R = 79,45 + (0,37. 12,76) = 84,11 mm Untuk P = 0,8 R = 79,45 + (0,68. 12,76) = 88,15 mm Sehingga : Sub group I : x 67,63 Sub group II : 67,63 < x 73,79 Sub group III : 73,79 < x 84,11 Sub group IV : 84,11 < x 88,15 Sub group V : x > 88,15 D = maksimum [ P(Xm) P`(Xm) ] 4) Berdasarkan tabel nilai kritis (Smirnov Kolmogorov test) tentukan harga D 0 ( Tabel 2.4 ) Apabila D lebih kecil dari D 0 maka distribusi teoritis yang digunakan untuk menentukan persamaan distribusi dapat diterima, apabila D lebih besar dari D 0 maka distribusi teoritis yang digunakan untuk menentukan persamaan distribusi tidak dapat diterima. Berikut perhitungan uji Smirnov Kolmogorov: Tabel 4.13. Perhitungan Uji Smirnov Kolmogorov Selanjutnya perhitungan dapat dilanjutkan dalam tabel 4.12 sebagai berikut : Tabel 4.12. Perhitungan Uji Chi Kuadrat Berdasarkan berdasarkan perhitungan didapat kesimpulan bahwa Xh² < X² yaitu, 1,50 < 5,991 sehingga persamaan Distribusi Pearson Tipe III Dapat diterima 4.10.2 Uji Smirnov Kolmogorov Prosedurnya adalah sebagai berikut 1) Urutkan data (dari besar ke kecil atau sebaliknya) dan tentukan besarnya peluang dari masing masing data tersebut ; X 1 P( X 1 ) X 2 P( X 2 ) X 3 P( X 3 ) X 4 P( X 4 ) 2) Tentukan nilai masing masing peluang teoritis dari hasil penggambaran data (persamaan distribusinya) : X 1 P ( X 1 ) X 1 P ( X 1 ) X m P ( X m ) X n P ( X n ) 3) Dari kedua nilai peluang tersebut tentukan selisih terbesarnya antara peluang pengamatan dengan peluang teoritis. ( Sumber = Perhitungan ) Didapat kesimpulan bahwa Dmax = 0,1225 < Do = 0,29, maka distribusi Pearson Tipe III Dapat diterima. 4.11 Perhitungan Distribusi Hujan 4.11.1 Perhitungan Rata-Rata Hujan Sampai Jam ke-t Rt = /...( 4.6 ) Rt = Rata rata hujan pada jam ke t ( mm ) t = Waktu lamanya hujan ( jam ) T = Lamanya hujan terpusat ( jam ) R 24 = Curah hujan harian efektif (mm) Jam ke 1 Rt = R 5 5 1 / = 0,584R Jam ke 2 Rt = R 5 5 2 / = 0,368R

10 Jam ke 3 Rt = R 5 5 3 / = 0,281R Jam ke 4 Rt = R 5 5 4 / = 0,232R Jam ke 5 Rt = R 5 5 5 / = 0,2R 4.11.2 Perhitungan Tinggi Hujan Pada Jam ke t Untuk menghitung curah hujan hingga jam ke T rumus umumnya adalah sebagai berikut : Rt = t Rt [(t 1) R(t 1)]...( 4.7 ) Rt = Curah hujan jam ke - t Rt = Rata-rata hujan sampai jam ke - t t = Waktu hujan dari awal sampai jam ke - t R(t-1) = Rata-rata hujan dari awal sampai jam ke ( t-1 ) Maka : R 1 = 1 R 1 0 = 0,585 R 24 R 2 R 3 R 4 R 5 = 2 R 2 ( 2-1 ) R(2-1) = 2 0,368 R 24 1 0,585 R 24 =0,152 R 24 = 3 R 3 ( 3-1 ) R(3-1) = 3 0,281 R 24 2 0,368 R 24 = 0,107 R 24 = 4 R 4 ( 4-1 ) R(4-1) = 4 0,232 R 24 3 0,281 R 24 = 0,085 R 24 = 5 R 5 ( 5-1 ) R(5-1) = 5 0,200 R 24 4 0,232 R 24 = 0,072 R 24 4.11.3 Perhitungan Curah Hujan Efektif Perhitungan hujan efektif menggunakan rumus : R = C Rt...( 4.8 ) R eff = Curah hujan efektif ( mm ) ( lihat tabel 4.6 ) C = Koefisien pengaliran Rt = Curah hujan rencana ( mm ) Tabel 4.14. Angka Koefisien Pengaliran (Suyono Sosrodarsono, 2006) Dari peninjauan lokasi di lapangan, maka ditetapkan harga koefisien pengaliran sebesar 0,5. Hasil perhitungan curah hujan efektif dapat dilihat pada tabel di bawah. Tabel 4.15. Curah Hujan Efektif Sedangkan hasil perhitungan curah hujan efektif jam jaman dapat dilihat pada tabel 4.16 berikut. Tabel 4.16. Curah Hujan Efektif Jam jaman 4.12 Perhitungan Debit Banjir Rencana Perhitungan debit banjir rencana ini menggunakan metode Unit Hidrograf Nakayasu. Diketahui karakteristik DAS : Luas DAS = 7,872 km 2 Panjang Sungai ( L ) = 8,832 km Tg = 0,96485 jam α = 1,4 t 0,3 = 2,89 jam

11 tp = 1,76 jam Tp + T 0,3 = 4,66 jam Tp + T 0,3 + 1,5T 0,3 = 9,001 jam A R Qp o = 3,60 (0,3Tp T ) 0,3 0,6386 m 3 / det Berikut ini tabel kurva pada tiap tiap parameter. Tabel 4.17. Kurva Naik ( 0 < t < Tp) atau ( 0 < t < 1,76 ) 6.8 6.482425928 1.4930 0.106 7 6.682425928 1.5391 0.100 7.2 6.882425928 1.5851 0.095 7.4 7.082425928 1.6312 0.090 7.6 7.282425928 1.6773 0.085 7.8 7.482425928 1.7233 0.080 8 7.682425928 1.7694 0.076 8.2 7.882425928 1.8155 0.072 8.4 8.082425928 1.8615 0.068 8.6 8.282425928 1.9076 0.064 8.8 8.482425928 1.9537 0.061 9 8.682425928 1.9997 0.057 Tabel 4.18. Kurva Turun ( Tp < t < Tp + T 0,3 ) atau ( 1,76 < t < 4,66 ) Tabel 4.19. Kurva Turun ( Tp + T 0.3 < t < Tp + T 0.3 + 1,5T 0.3 ) atau ( 4,66 < t < 9,001 ) t t - Tp + 0.5T 0.3 ( t - Tp + 0.5T 0.3 )/1.5T 0.3 Q 4.8 4.482425928 1.0324 0.184 5 4.682425928 1.0784 0.174 5.2 4.882425928 1.1245 0.165 5.4 5.082425928 1.1706 0.156 5.6 5.282425928 1.2166 0.148 5.8 5.482425928 1.2627 0.140 6 5.682425928 1.3088 0.132 6.2 5.882425928 1.3548 0.125 6.4 6.082425928 1.4009 0.118 6.6 6.282425928 1.4470 0.112 Tabel 4.20. Kurva Turun ( t > Tp + T 0.3 + 1,5T 0.3 ) atau ( t > 9,001 ) t ( t - Tp + ( t - Tp + 1.5T 0.3 ) 1.5T 0.3 )/2T 0.3 Q 9.2 11.7769815 2.034 0.055 9.4 11.9769815 2.069 0.053 9.6 12.1769815 2.103 0.051 9.8 12.3769815 2.138 0.049 10 12.5769815 2.173 0.047 10.2 12.7769815 2.207 0.045 10.4 12.9769815 2.242 0.043 10.6 13.1769815 2.276 0.041 10.8 13.3769815 2.311 0.040 11 13.5769815 2.345 0.038 11.2 13.7769815 2.380 0.036 11.4 13.9769815 2.414 0.035 11.6 14.1769815 2.449 0.033 11.8 14.3769815 2.483 0.032 12 14.5769815 2.518 0.031 12.2 14.7769815 2.553 0.030 12.4 14.9769815 2.587 0.028 12.6 15.1769815 2.622 0.027 12.8 15.3769815 2.656 0.026 13 15.5769815 2.691 0.025 13.2 15.7769815 2.725 0.024 13.4 15.9769815 2.760 0.023 13.6 16.1769815 2.794 0.022 13.8 16.3769815 2.829 0.021 14 16.5769815 2.863 0.020 14.2 16.7769815 2.898 0.019

12 14.4 16.9769815 2.933 0.019 14.6 17.1769815 2.967 0.018 14.8 17.3769815 3.002 0.017 15 17.5769815 3.036 0.017 15.2 17.7769815 3.071 0.016 15.4 17.9769815 3.105 0.015 15.6 18.1769815 3.140 0.015 15.8 18.3769815 3.174 0.014 16 18.5769815 3.209 0.013 16.2 18.7769815 3.243 0.013 16.4 18.9769815 3.278 0.012 16.6 19.1769815 3.313 0.012 16.8 19.3769815 3.347 0.011 17 19.5769815 3.382 0.011 17.2 19.7769815 3.416 0.010 17.4 19.9769815 3.451 0.010 17.6 20.1769815 3.485 0.010 17.8 20.3769815 3.520 0.009 18 20.5769815 3.554 0.009 18.2 20.7769815 3.589 0.008 18.4 20.9769815 3.624 0.008 18.6 21.1769815 3.658 0.008 18.8 21.3769815 3.693 0.007 19 21.5769815 3.727 0.007 19.2 21.7769815 3.762 0.007 19.4 21.9769815 3.796 0.007 19.6 22.1769815 3.831 0.006 19.8 22.3769815 3.865 0.006 20 22.5769815 3.900 0.006 20.2 22.7769815 3.934 0.006 20.4 22.9769815 3.969 0.005 20.6 23.1769815 4.004 0.005 20.8 23.3769815 4.038 0.005 21 23.5769815 4.073 0.005 21.2 23.7769815 4.107 0.005 21.4 23.9769815 4.142 0.004 21.6 24.1769815 4.176 0.004 21.8 24.3769815 4.211 0.004 22 24.5769815 4.245 0.004 22.2 24.7769815 4.280 0.004 22.4 24.9769815 4.314 0.004 22.6 25.1769815 4.349 0.003 22.8 25.3769815 4.384 0.003 23 25.5769815 4.418 0.003 23.2 25.7769815 4.453 0.003 23.4 25.9769815 4.487 0.003 23.6 26.1769815 4.522 0.003 23.8 26.3769815 4.556 0.003 24 26.5769815 4.591 0.003 Selanjutnya disusun hidrograf banjir rencana 20 tahun. Tabel 4.21. Hidrograf Banjir 20 Tahun t UH Reff Reff Reff Reff Reff 29.73 7.74 5.45 4.33 3.67 Q jam 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 (m3/dt) jam jam jam jam jam 0 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.5 0.03 0.920 0.000 0.000 0.000 0.000 0.920 1 0.16 4.856 0.239 0.000 0.000 0.000 5.096 1.5 0.43 12.851 1.264 0.169 0.000 0.000 14.284 2 0.58 17.216 3.345 0.890 0.134 0.000 21.585 2.5 0.47 13.984 4.481 2.355 0.707 0.113 21.640 3 0.38 11.358 3.640 3.154 1.870 0.599 20.621 3.5 0.31 9.225 2.956 2.562 2.506 1.584 18.834 4 0.25 7.493 2.401 2.081 2.035 2.123 16.133 4.5 0.20 6.086 1.950 1.690 1.653 1.724 13.104 5 0.17 5.182 1.584 1.373 1.343 1.400 10.882 5.5 0.15 4.511 1.349 1.115 1.091 1.137 9.203 6 0.13 3.927 1.174 0.950 0.886 0.924 7.861 6.5 0.12 3.419 1.022 0.827 0.754 0.750 6.772 7 0.10 2.976 0.890 0.720 0.657 0.639 5.881 7.5 0.09 2.591 0.775 0.626 0.572 0.556 5.120 8 0.08 2.255 0.674 0.545 0.498 0.484 4.457 8.5 0.07 1.963 0.587 0.475 0.433 0.422 3.880 9 0.06 1.709 0.511 0.413 0.377 0.367 3.378 9.5 0.05 1.540 0.445 0.360 0.328 0.319 2.993 10 0.05 1.388 0.401 0.313 0.286 0.278 2.666 10.5 0.04 1.251 0.361 0.282 0.249 0.242 2.385 11 0.04 1.128 0.326 0.254 0.224 0.211 2.142 11.5 0.03 1.016 0.293 0.229 0.202 0.190 1.931 12 0.03 0.916 0.264 0.207 0.182 0.171 1.740 12.5 0.03 0.825 0.238 0.186 0.164 0.154 1.568 13 0.03 0.744 0.215 0.168 0.148 0.139 1.413 13.5 0.02 0.670 0.194 0.151 0.133 0.125 1.274 14 0.02 0.604 0.174 0.136 0.120 0.113 1.148 14.5 0.02 0.545 0.157 0.123 0.108 0.102 1.035 15 0.02 0.491 0.142 0.111 0.098 0.092 0.932 15.5 0.01 0.442 0.128 0.100 0.088 0.083 0.840

13 16 0.01 0.399 0.115 0.090 0.079 0.074 0.757 16.5 0.01 0.359 0.104 0.081 0.071 0.067 0.683 17 0.01 0.324 0.093 0.073 0.064 0.061 0.615 17.5 0.01 0.292 0.084 0.066 0.058 0.055 0.554 18 0.01 0.263 0.076 0.059 0.052 0.049 0.500 18.5 0.01 0.237 0.068 0.053 0.047 0.044 0.450 19 0.01 0.214 0.062 0.048 0.042 0.040 0.406 19.5 0.01 0.192 0.056 0.043 0.038 0.036 0.366 20 0.01 0.173 0.050 0.039 0.034 0.032 0.330 20.5 0.01 0.156 0.045 0.035 0.031 0.029 0.297 21 0.00 0.141 0.041 0.032 0.028 0.026 0.268 21.5 0.00 0.127 0.037 0.029 0.025 0.024 0.241 22 0.00 0.114 0.033 0.026 0.023 0.021 0.217 22.5 0.00 0.103 0.030 0.023 0.021 0.019 0.196 23 0.00 0.093 0.027 0.021 0.018 0.017 0.177 23.5 0.00 0.084 0.024 0.019 0.017 0.016 0.159 24 0.00 0.076 0.022 0.017 0.015 0.014 0.143 Debit maksimum yang terjadi pada periode ulang 20 tahun adalah 21,640m 3 /dtk. 4.13 Reservoir Routing ( Penelusuran Banjir di Waduk ) Perhitungan reservoir routing menggunakan Metode Step by step : Rumus dasarnya adalah : I O =...( 4.9 ) ( Soedibyo, 2003) dimana : I = inflow, debit air yang masuk ke dalam waduk ( m3/detik ), untuk suatu sungai dapat ditentukan O = outflow, debit air yang keluar dari waduk ( m3/detik ) lewat bangunan pelimpah ds/dt = debit air yang tertahan di dalam waduk untuk jangka waktu yang pendek Apabila ditulis dalam bentuk integral menjadi : Gambar 4.3. Grafik Unit Hidrograf Periode Ulang 20 Tahun I. dt O. dt = S S I. dt dan O. dt adalah debit x waktu untuk jangka yang pendek dan merupakan volume air. Apabila diambil jangka waktu t yang cukup pendek, maka. dt dapat disamakan dengan harga rata rata dari 2 inflow yang berurutan ( I 1 dan I 2 ). Jangka waktu t disesuaikan dengan hidrograf sungai yang ada. Untuk hidrograf yang waktunya diambil harian, maka t dapat diambil 12 jam atau 6 jam. Untuk hidrograf yang waktunya diambil jam, maka agar teliti jangka waktu t diambil 2 atau 3 jam. I. dt = I + I 2 Dengan cara yang sama maka O. dt = Jadi. t. t = S S = rata rata inflow setiap tahap ( m3/detik ) = rata rata outflow setiap tahap ( m3/detik ) t = jangka waktu ( periode ) dalam detik S S = tambahan air yang tertampung di dalam waduk ( m ) Besaran besaran yang sudah diketahui ( I 1, I 2, t dan S 1 ) diletakkan di sebelah kiri, sedang

14 masihharus dicari ( O 2 dan S 2 ) diletakkan disebelah kanan. I + I. t 1 2 2. O. t 1 2. O. t = S S I + I. t + S 2 1 2 O. t = S + 1 2. O. t Mula mula diperkirakan tinggi kenaikan permukaan air di waduk, misalnya h 1 ( di atas ambang bangunan pelimpah ). Dapat dihitung tambahan volume ( S 2 S 1 ) di dalam waduk. Karena I 1, I 2, dan O 1 sudah tertentu, maka dapat dicari O 2. Kemudian masuk di dalam perhitungan tahapm berikutnya sehingga dapat dicari tinggi kenaikan permukaan waduk. Apabila angka ini berbeda ( biasanya memang demikian ) lalu diadakan perhitungan berikutnya. Demikian seterusnya dan perhitungan dihentikan setelah kedua angkanya hampir sama besarnya. Terlebih dahulu dilakukan perhitungan hubungan elevasi, tampungan, dan debit pada tabel 4.30 dan dilanjutkan dengan perhitungan reservoir routing pada tabel 4.31. Tabel 4.22. Hubungan Elevasi, Tampungan, Debit Outflow Pada Pelimpah Gambar 4.4. Grafik Hubungan Elevasi, Tampungan, Outflow Pada Pelimpah Gambar 4.5. Rating CurvePada Pelimpah

15 Tabel 4.23. Penelusuran Banjir ( reservoir routing ) Pada Pelimpah t jam I m3/ dtk I rata 2 m3/ dtk I rata2. Δt (m3) S- Δt.Q/ 2 (m3) S+Δt. Q/2 (m3) Elv Q (m3/d tk) 0 0.00 96.15 0.25 0.46 828 1403 2231 0.5 0.92 96.16 0.33 3.01 5414 1634 7049 1.0 5.10 96.27 1.59 9.69 17442 4182 21624 1.5 14.3 96.57 7.07 17.9 32282 8891 41173 2.0 21.6 96.92 16.22 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 21.6 4 20.6 2 18.8 3 16.1 3 13.1 0 10.8 8 21.6 38902 11974 50876 21.1 38035 12703 50738 19.7 35509 12696 48205 17.5 31470 12545 44015 14.6 26313 12233 38546 11.9 21587 11699 33286 10.1 18077 11533 29610 97.08 21.21 97.08 21.13 97.04 19.81 96.97 17.66 96.87 14.92 96.79 12.09 5.5 9.20 96.72 10.41 8.53 15358 10866 26223 6.0 7.86 96.66 8.93 7.32 13170 10151 23321 6.5 6.77 96.61 7.63 6.33 11388 9591 20979 7.0 5.88 96.56 6.77 5.50 9901 8798 18698 7.5 5.12 96.52 5.82 4.79 8619 8226 16845 8.0 4.46 96.48 5.08 4.17 7503 7703 15206 8.5 3.88 96.44 4.45 3.63 6532 7195 13727 9.0 3.38 96.41 3.89 3.19 5733 6727 12460 9.5 2.99 96.39 3.42 2.83 5093 6307 11400 10.0 2.67 96.37 3.04 2.53 4546 5933 10480 10.5 2.39 96.35 2.73 11.0 2.14 2.26 4075 5558 9633 2.04 3666 5268 8934 + 96.33 2.42 11.5 1.93 96.31 2.19 1.84 3304 4992 8296 12.0 1.74 96.30 2.01 1.65 2978 4685 7662 12.5 1.57 96.29 1.78 1.49 2684 4457 7140 13.0 1.41 96.27 1.62 1.34 2418 4223 6642 13.5 1.27 96.26 1.47 1.21 2180 4000 6180 14.0 1.15 96.25 1.36 1.09 1964 3736 5701 14.5 1.03 96.24 1.19 0.98 1770 3558 5329 15.0 0.93 96.23 1.09 0.89 1596 3368 4963 15.5 0.84 96.23 0.99 0.80 1438 3180 4618 16.0 0.76 96.22 0.90 0.72 1296 3004 4300 16.5 0.68 96.21 0.81 0.65 1168 2840 4008 17.0 0.62 96.20 0.77 0.58 1053 2619 3672 17.5 0.55 96.20 0.69 0.53 949 2433 3382 18.0 0.50 96.19 0.59 0.47 855 2326 3181 18.5 0.45 96.18 0.54 0.43 771 2206 2976 19.0 0.41 96.18 0.50 0.39 694 2083 2777 19.5 0.37 96.17 0.45 0.35 626 1963 2589 20.0 0.33 96.17 0.41 0.32 579 1850 2429 20.5 0.31 96.16 0.38

16 0.29 523 1753 2277 21.0 0.27 96.16 0.34 0.25 458 1662 2120 21.5 0.24 96.16 0.31 0.23 413 1568 1981 22.0 0.22 96.15 0.34 0.21 372 1374 1746 22.5 0.20 96.15 0.23 0.19 335 1327 1663 23.0 0.18 96.15 0.22 0.17 302 1264 1566 23.5 0.16 96.14 0.21 0.15 272 1190 1463 24.0 0.14 96.14 0.19 X dan Y = koordinat koordinat permukaan hilir hd = tinggi energi rencana di atas mercu k dan n = parameter ( tabel 2.7 ) Dari tabel 2.7 diketahui nilai k = 2 dan nilai n = 1,85 untuk hulu tegak, sehingga persamaan menjadi seperti berikut : Y 0,98 = 1, X 2 0,98 Y = 0,509 X, Dari persamaan tersebut, selanjutnya dapat ditabelkan dan digambar grafik seperti berikut Tabel 5.1. Perhitungan Lengkung Hilir Pelimpah Dari perhitungan penelusuran banjir di atas, maka didapat debit outflow sebesar 21,207 m 3 /dtk pada elevasi +97,08 dan selanjutnya dapat dibuat grafik inflow dan outflow seperti berikut. Gambar 4.6. Grafik Inflow dan Outflow. BAB V ANALISA BANGUNAN PELIMPAH 5.1. Analisa Mercu Pelimpah Q = 21,207 m 3 /dtk Ho = 97,08 96,10 = 0,98 m Lebar Pelimpah = 10 m Tinggi Pelimpah = 4 m Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir, U.S. Army Corps of Engineers telah mengembangkan persamaan berikut: =...( 5.1 ) Perencanaan Irigasi 02, 1986 ) dimana : Gambar 5.1. Grafik Lengkung Mercu Hilir

17 Sedangkan pada hulu mercu perhitungan menggunakan rumus yang sudah tertera pada gambar mercu Ogee Tipe I ( gambar 2.11 ). X1 = 0,175 x Ho = 0,175 x 0,98 m = 0,171 m X2 = 0,282 x Ho = 0,282 x 0,98 m = 0,276 m R1 = 0,2 x Ho = 0,2 x 0,98 m = 0,196 m R2 = 0,5 x Ho = 0,5 x 0,98 m = 0,489 m Selanutnya dari hasil perhitungan di atas dapat dibuat penampang mercu pelimpah ( gambar 5.2 ). 5.3. Saluran Pengatur Gambar 5.3. Skema Penampang Memanjang Saluran Pengatur Perhitungan saluran pengatur menggunakan rumus dasar sebagai berikut : V = 2g 1 2 H + z V = kecepatan awal loncatan ( m/dt ) g = percepatan gravitasi ( m/dt2 ) ( 9,8) H 1 = tinggi air di atas mercu ( m ) z = tinggi jatuh ( m ) Gambar 5.2. Penampang Mercu Pelimpah 5.2. Saluran Pengarah Dari perhitungan sebelumnya diperoleh data data sebagai berikut : Q = 21,207 m 3 /dtk Ho = 97,08 96,10 = 0,98 m Lebar Pelimpah = 10 m Tinggi Pelimpah = 4 m Q = A V 21,207 = [(4 + 0,98) 10] V V = 0,426 m dtk 4 m/dtk ( OKE ) Dari perhitungan sebelumnya telah diperoleh data sebagai berikut : Q = 21,207 m 3 /dtk H 1 = 0,98 m Z = 4 m V1 = 2.9,8 1 0,98 + 4,0 2 V1 = 3,69 m/dtk q = Vy, dimana q adalah debit per satuan lebar 21,207 = 3,69 y 10 y = d1 = 0,575 m Panjang saluran transisi : B1 = 10 m B2 = 5 m θ = 12,5 L = B tan θ (10 5) L = tan 12,5 L = 11,28 12 m

18 Untuk perhitungan kedalaman dan kecepatan air pada titik kontrol 2 dengan cara coba coba dan didapat hasil sebagai berikut : n = 0,011 ( beton acian ) k = 0,2 misal d2 = 0,6 m P = b + 2h = 5 + (2 0,6) = 6,20 m A = b h = 5 0,6 = 3,00 m ` R = A P = 3,00 = 0,484 m 6,20 V2 = Q A = 21,207 3,00 = 7,069 m dt E = Z + d1 + V1 2g = 2 + 0,83 + E Sf1 = V1. n R1 / = Z + d1 + V1 2g = 1 + 0,575 + 3,69 9,8 2 = 2,769 m = 3,69 0,011 0,516 / = 0,004 Sf2 = V2. n R2 / = 7,069 0,011 0,484 / = 0,016 Sf1 + Sf2 Sf rata rata = = 0,010 2 hf = Sf. L = 0,010 12 = 0,119 m he = k V 2g E = Z + d2 + V2 2g = 0,2 (3,69 7,069) 2 9,8 + he + hf = 0,117 m = 0 + 0,80 + 7,069 + 0,117 + 0,119 2 9,8 = 3,386 m E1 E2 2,769 m 3,386 m ( perhitungan dilanjutkan pada tabel 5.2 dengan mencoba menggunakan nilai h yang lain ) Tabel 5.2. Perhitungan Coba coba Saluran Transisi Dari perhitungan di atas maka diperoleh nilai d2 = 0,6894 m 5.4. Saluran peluncur Dari perhitungan sebelumnya diperoleh nilai sebagai berikut : Q = 21,207 m 3 /dtk Lebar Pelimpah = 10 m V2 = 6,152 m/dtk = 0,689 m d Gambar 5.4. Garis Energi Saluran Peluncur Lurus Selanjutnya perhitungan dapat menggunakan metode coba coba sebagai berikut : n = 0,011 ( beton acian ) L rencana = 10 m L rencana = 10 m Misal d3 = 0,50 m P = b + 2h = 5 + (2 0,50) = 6,00 m A = b h = 5 0,50 = 2,50 m R = A P = 2,50 = 0,417 m 6,00 V3 = Q A = 21,207 2,50 = 8,482 m dt E = Z + d2 + V2 2g = 3,371 m Sf2 = V2. n R2 / = 0,75 + 0,689 + 6,15 9,8 2 = 6,15 0,011 0,540 / = 0,0104 Sf3 = V3. n R3 / = 8,483 0,011 0,417 / = 0,028 Sf1 + Sf2 Sf rata rata = = 0,019 2 hf = Sf. L = 0,019 10 = 0,192 m he = 0 m E = Z + d3 + V + he + hf 2g = 0 + 0,6 + 8,483 2 9,8 + 0 + 0,192 = 4,363 m E2 E3 3,371m 4,363m ( perhitungan dilanjutkan pada tabel 5.3 dengan mencoba menggunakan nilai h yang lain )

19 Tabel 5.3. Perhitungan Coba coba Saluran Peluncur Lurus Dari perhitungan di atas didapat tinggi air pada hilir saluran peluncur lurus ( d 3 ) = 0,589 m Sedangkan untuk saluran peluncur terompet V Fr = gd 7,201 Fr = 9.8 0,589 = 2,997 tanθ = 1 3Fr 1 tanθ = 3 2,997 = 0,1112 L sal. peluncur terompet = 1 tanθ L sal. peluncur terompet = = 8,992 m 9 m, V = Q A = 21,207 2,5 E = Z + d + V = 8,483 m dt = 0,75 + 0,589 + 7,20 9,8 2 2g = 3,985 m Sf = V. n 7,20 0,011 = R3/ 0,477 / = 0,017 Sf = V. n R4 / = 8,483 0,011 0,238 / = 0,059 Sf1 + Sf2 Sf rata rata = = 0,038 2 hf = Sf. L = 0,038 9 = 0,341 m he = k V 2g = 0,2 (7,20 8,483) 2 9,8 = 0,017 m E = Z + d4 + V4 + he + hf 2g = 0 + 0,35 + 8,483 + 0,017 + 0,341 2 9,8 = 4,279 m E 3 E 4 3,985m 4,279 m ( perhitungan dilanjutkan pada tabel 5.4 dengan mencoba menggunakan nilai h yang lain ) Tabel 5.4. Perhitungan Coba coba Saluran Peluncur Terompet Gambar 5.5. Garis Energi Saluran Peluncur Terompet Selanjutnya perhitungan dapat menggunakan metode coba coba sebagai berikut : n = 0,011 ( beton acian ) k = 0,2 b = 10 m L rencana = 9 m Misal d4 = 0,25 m P = b + 2h = 10 + (2 0,25) = 10,5 m A = b h = 10 0,25 = 2,5 m R = A P = 2,5 = 0,238 m 10,5 Jadi tinggi air pada hilir saluran peluncur terompet (d 4 ) = 0,259 m 5.5. Kolam Olak Dari perhitungan sebelumnya telah didapat : V 4 = 8,16 m/dtk9 d 4 = 0,259 m Selanjutnya dilakukan perhitungan nilai V Fr = gd 8,169 Fr = 9,8 0,259 Fr = 5,122 Jadi, dari nilai bilangan Froude di atas, maka yang digunakan adalah kolam olak USBR Tipe III. Menentukan tinggi loncatan air pada kolam olak.

20 d d = 1 2 1 + 8Fr 1 Tabel 5.5. Perhitungan Uplift Pressure Pada Tiap Titik d 0,259 = 1 2 1 + 8 5,122 1 d = 1,755 m Selanjutnya dari grafik 2.10 dapat diperoleh : L D = 1,755 L = 1,755 2,6 L = 4,563 m 5 m 5.6. Analisa Kestabilan Spillway 5.6.1. Kondisi Muka Air Setinggi Mercu Pelimpah 5.6.1.1. Perhitungan Uplift Pressure Pada muka air setinggi mercu, maka diperoleh perhitungan sebagai berikut. ΔH = 7 m Lv =2+0,5+2,5+2+0,5+1,375+0,625+0,5 +0,75+0,3+0,367+1,083+0,5+1+1+3 = 18 m Lh =2+0,5+7,5+2+1,323+11+1+10+3,6 +4,4+1+1,5+2+1,5 = 49,32 m ΣL = Lv + 1/3Lh = 18 + 1/3x 49,32 = 34,44 m C = 2 ( clay medium ) ΔH.C = 7 m x 2 = 14 m ΣL > ΔH.C ( OKE ) 5.6.1.2. Perhitungan Titik Berat Konstruksi Diketahui berat jenis beton sebesar 2,4 t/m 3, sehingga bisa dihitung berat sendiri pada masing masing bagian : Berat sendiri : G1 = 4 x 1 x 2,4 = 9,60 t/m G2 = 0.5 x 2,323 x 4 x 2,4 = 11,15 t/m G3 = 4 x 2 x 2,4 = 14,40 t/m G4 = 2 x 1,323 x 2,4 = 6,35 t/m Tabel 5.6. Perhitungan Titik Berat Konstruksi Selanjutnya bisa dihitung gaya angkat ( uplift pressure ) pada tiap titik pada tabel 5.5, sedangkan gambar diagram uplift bisa dilihat pada lampiran. Jarak horizontal ( x ) =. =,, = 1,31 m Jarak vertikal ( y ) =. =,, = 3,77 m

21 5.6.1.3. Perhitungan Tekanan Tanah Dari data tanah diperoleh nilai : γsat = 2,547 t/m3 ф = 24 Tabel 5.7. Perhitungan Momen Dari data tanah tersebut maka dapat dihitung tekanan tanah aktif dan tekanan tanah pasif. Kp = tg 45 + φ 2 Kp = tg 45 + 24 2 Kp = 2,37 Ep = 0,5 γsat h Kp Ep1 = 0,5 1,875 1.5 2,37 Ep1 = 6,794 t/m Ep2 = 0,5 1,875 1 2,37 Ep2 = 3,02 t/m Tekanan Tanah Aktif Ka = tg 45 φ 2 Ka = tg 45 24 2 Ka = 0,42 Ea = 0,5 γsat h Ka Ea = 0,5 1,875 4 0,42 Ea = 8,593 t/m 5.6.1.4. Perhitungan Momen Yang Bekerja Pada Titik Putar 8 Dari semua gaya gaya yang bekerja, meliputi gaya hidrostatis, gaya angkat ( uplift pressure ), dan gaya akibat tekanan tanah, selanjutnya dihitung momen yang terjadi terhadap titik putar 8 seperti pada tabel 5.7 berikut. 5.6.1.5. Kontrol Kontrol Kestabilan Pelimpah untuk Muka Air Setinggi Mercu Kontrol Guling Momen Penahan Momen Guling SF 106,802 70,387 1,2 1,52 1,5 ( OKE ) Atau bisa juga menggunakan rumus eksentrisitas sebagai berikut. Tabel 5.8. Resultan Gaya Horizontal, Vertikal, dan Uplift e = M V B 2 B 6 e = 106,802 70,387 46,301 17,398 3,323 3,323 2 6 e = 0,402 0,55 ( OKE )

22 Kontrol Geser ( Sliding ) ( V U). f 1,2 H f = koefisien gesekan ( 0,7 ) ΣV = gaya vertikal total ΣU = gaya uplift total ΣH = gaya horizontal total C = 2 ( clay medium ) ΔH.C = 6,21 m x 2 = 12,42 m ΣL > ΔH.C ( OKE ) Tabel 5.9. Perhitungan Uplift Pressure Pada Tiap Titik (46,301 17,398). 0,7 1,2 6,342 3,19 1,2 ( OKE ) Kontrol Tegangan Tanah Diketahui σ ijin = 28,623 t/m 2 46,301 17,398 σ maks = 1 + 6 0,40 3,323 10 3,323 28,623 t/m σ maks = 1.501 28,623 t/m ( OKE ) σ min = 46,301 17,398 1 6 0,40 3,323 10 3,323 > 0 σ min = 0,239 > 0 ( OKE ) Kontrol Ketebalan Lantai Kontrol ketebalan lantai yang ditinjau adalah pada antara titik 21 dan 22 yang terletak pada peredam energi atau kolam olak. Px Wx dx SF γ Px = gaya angkat pada titik x ( t/m 2 ) Wx = kedalaman air dititik x ( m ) γ = berat jenis beton( 2,4t/m3 ) dx = ketebalan lantai pada titik x ( m ) SF = angka keamanan 5.6.2.2. Perhitungan Momen Yang Bekerja Pada Titik Putar 8 Dari semua gaya gaya yang bekerja, meliputi gaya hidrostatis, gaya angkat ( uplift pressure ), dan gaya akibat tekanan tanah, selanjutnya dihitung momen yang terjadi terhadap titik putar 8 seperti pada tabel 5.11 berikut. Tabel 5.11. Perhitungan Momen 2 1,25 2,982 0 2,4 2 1,55 ( OKE ) 5.6.2. Kondisi Muka Air Banjir 5.6.2.1. Perhitungan Uplift Pressure ΔH = 6,21 m Lv = 18 m Lh = 49,32 m ΣL = Lv + 1/3Lh = 18 + 1/3 x 49,32 = 34,44 m

23 5.6.2.3. Kontrol Kontrol Kestabilan Pelimpah untuk Muka Air Banjir Kontrol Guling Momen Penahan Momen Guling 122,441 88,794 1,2 SF 1,37 1,2 ( OKE ) Atau bisa juga menggunakan rumus eksentrisitas sebagai berikut. Tabel 5.12. Resultan Gaya Horizontal, Vertikal, dan Uplift σ maks = V B. L dan, 6. e 1 + σ ijin B σ min = V 6. e 1 B. L B > 0 σmaks σmin ΣV B L e σt = tegangan tanah maksimal yangtimbul = tegangan tanah minimal yang timbul = gaya vertikal total = lebar pondasi = panjang pondasi = eksentrisitas = tegangan tanah yangdiijinkan Diketahui σ ijin = 28,623 t/m 2 48,992 21,391 σ maks = 1 + 6 0,44 3,323 10 3,323 28,623 t/m e = M V B 2 B 6 e = 122,441 88,794 48,992 21,391 3,323 3,323 2 6 e = 0,44 0,55 ( OKE ) Kontrol Geser ( Sliding ) ( V U). f 1,2 H f = koefisien gesekan ( 0,7 ) ΣV = gaya vertikal total ΣU = gaya uplift total ΣH = gaya horizontal total (48,992 21,391). 0,7 1,2 0,675 28,612 1,2 ( OKE ) σ maks = 3,735 28,623 t/m ( OKE ) 48,992 21,391 σ min = 1 6 0,44 3,323 10 3,323 > 0 σ min = 0,402 > 0 ( OKE ) Kontrol Ketebalan Lantai Kontrol ketebalan lantai yang ditinjau adalah pada antara titik 21 dan 22 yang terletak pada peredam energi atau kolam olak. Px Wx dx SF γ Px = gaya angkat pada titik x ( t/m 2 ) Wx = kedalaman air dititik x ( m ) γ = berat jenis beton( 2,4t/m3 ) dx = ketebalan lantai pada titik x ( m ) SF = angka keamanan 2 1,25 4,64 1,755 2,4 2 1,502 OKE ) Kontrol Tegangan Tanah

24 BAB VI ANALISA TUBUH EMBUNG 6.1. Penentuan Tinggi Embung Elevasi dasar bendungan / embung : + 88.00 Elevasi muka air banjir : + 97.08 Tinggi jagaan : 1,92 meter Elevasi puncak mercu embung :+97.08+ 1,92 = +99 6.2. Penentuan Lebar Mercu Embung Dari perhitungan sebelumnya diperoleh elevasi puncak embung yaitu pada +99.00, sedangkan elevasi dasar embung adalah + 88.00, sehingga didapat tinggi embung ( H ) sebesar = 99.00 88.00 = 11 meter. Selanjutnya lebar mercu dapat dihitung dengan menggunakan rumus : b = 3,6 H 3,0 b = 3,6 11 3,0 b = 3,6 H 3,0 b = 5,006 5 meter 6.3. Penentuan Kemiringan Lereng Embung Untuk menentukan kemiringan lereng embung menggunakan data tanah sebagai berikut : γsat = 2,547 t/m3 ф = 24 Sedangkan untuk koefisien gempa ( k ) untuk daerah dengan intensitas seismic sedang dengan material tanah adalah sebesar 0,12g dan angka keamanan ( safety factor ) sebesar 1,5. Dibawah ini perhitungan kemiringan lereng hilir dan hulu embung. Kemiringan lereng hulu ( m ) : SF = m (k γ tanφ) 1 + (k γ m) m (0,12 1,875 tan 26,57) 1,5 = 1 + (0,12 1,875 m) m = 2,29 2 Kemiringan lereng hilir ( n) : n (k tanφ) SF = 1 + (k n) n (0,12 tan26,57) 1,5 = 1 + (0,12 n) n = 1,9 2 6.4. Perhitungan Formasi Garis Depresi ( Rembesan ) Perhitungan formasi garis depresi dilakukan pada 4 kondisi yaitu, 1. Pada saat muka air maksimum ( banjir ) 2. Pada saat elevasi MA ¾ tinggi air maksimum 3. Pada saat elevasi MA ½ tinggi air maksimum 4. Pada saat elevasi MA sama dengan elevasi dead storage. 6.4.1. Pada saat muka air maksimum (banjir) Elevasi MA = + 97.08 H = 97.08 88.00 = 9,08 m L drainase tumit = 10 m L1 = m x H = 2 x 9,08 m = 18,2 m 0,3L1 = 0,3 x 18,2 m = 5,447 m B = 49 m L2 = B L1 L drainase tumit = 49 18,2 10 = 20,8 m d = L2 + 0,3L1 = 20,8 + 5,447 = 26,29 m Dari data data diatas, maka dapat dihitung persamaan garis depresinya. y = d + h d y = 26,29 + 9,08 26,29 y = 1,52 m y = 2. y. x + y y = 2 1,52x + 1,52 Dari persamaan tersebut, maka selanjutnya bisa ditabelkan koordinat dari garis depresi. Tabel 6.1. Koordinat Garis Depresi Pada Saat Muka Air Banjir 6.5. Stabilitas Tubuh Embung Perhitungan stabilitas tubuh embung dilakukan pada tiap tiap tahap berikut yaitu, 1. Pada saat kondisi embung masih kosong 2. Pada saat muka air maksimum ( banjir ) 3. Pada saat elevasi MA ¾ tinggi air maksimum 4. Pada saat elevasi MA ½ tinggi air maksimum 5. Pada saat elevasi MA sama dengan elevasi dead storage. Data data tanah yang digunakan dalam perhitungan stabilitas tubuh bendung meliputi :

25 γt = 1,647 t/m 3 γsat = 2,547 t/m 3 C = 3,75 t/m 2 Ф = 24 Tan ф = 0,445 Sebelum melakukan perhitungan kestabilan, digambar dulu bentuk longsoran sesuai dengan ketentuan pada tabel 2.9 dimana pada kemiringan 1 : 2 diperoleh nilai α sebesar 25 dan β sebesar 35. Selanjutnya akan dijelaskan pada gambar 6.6 berikut. Gambar 6.8.Bidang Longsor Pada Saat Elevasi MA Maksimum ( Banjir ) Hasil perhitungan angka keamanan stabilitas lereng tubuh embung hulu dan hilir

26 BAB VII KESIMPULAN 7.1. Kesimpulan Dari hasil perhitungan, mulai dari analisa hidrologi hingga analisa hidrolika, serta analisa kestabilannya, maka diperoleh hasil sebagai berikut. 1. Pertumbuhan penduduk rata rata sebesar 0,009 tiap tahun, dan diperoleh proyeksi jumlah penduduk pada tahun 2030 sebesar 7637 jiwa. Sedangkan kebutuhan air per orang ditetapkan sebesar 60 lt/org/hr, sehingga didapatkan jumlah kebutuhan air total pada tahun 2030 sebesar 5,834 lt/dtk. 2. Perhitungan debit rencana menggunakan metode hidrograf Nakayasu dan diperoleh debit rencana periode ulang 20 tahun sebesar 21,640 m 3 /dtk 3. Kapasitas mati Embung Kedungbunder sebesar 7872 m 3 dan kapasitas efektif sebesar 91576 m 3, sehingga kapasitas total tampungan sebesar 99448 m 3. Dari kapasitas tampungan total tersebut mampu memenuhi kebutuhan air penduduk. 4. Dimensi Spillway : - Tipe mercu = Ogee I - Lebar pelimpah = 10 m - Panjang sal. Transisi = 12 m - Panjang sal. Peluncur lurus = 10 m - Panjang sal. Peluncur terompet = 9 m - Panjang kolam olak = 5 m - Tipe kolam olak = USBR Tipe III 5. Dimensi tubuh bendungan - Lebar mercu = 5 m - Tinggi bendungan = 11 m - Elevasi mercu = + 99.00 - Kemiringan lereng hulu = 1 : 2 - Kemiringan lereng hilir = 1 : 2 6. Dari perhitungan kestabilan terhadap pelimpah dan tubuh bendungan, maka dinyatakan pelimpah dan tubuh bendungan aman pada saat muka air normal maupun pada saat muka air banjir. DAFTAR PUSTAKA 1. Mangkudiharjo, Sarwoko. 1985. PAB. Surabaya: ITS 2. Pekerjaan Umum, Dirjen. 1986. Kriteria Perencanaan 02 Bangunan Utama. PU 3. Chow, Ven Te. 1985. Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga 4. Das, Braja M., Endah, N., Mochtar, I. B. 1993. Mekanika Tanah ( Prinsip Prinsip Rekayasa Geoteknis ). Jakarta: Erlangga 5. Ditjen, Cipta Karya. 1998. Petunjuk Teknis Perencanaan, Pelaksanaan, Pengawasan, Pembangunan dan Pengelolaan Sistem Penyediaan Air Bersih Perdesaan.Jakarta: Departemen PU 6. Sholeh, M. Diktat Hidrologi. Surabaya: ITS 7. Sosrodarsono, S., Takeda, K. 2002. Bendungan Tipe Urugan. Jakarta: PT. Pradnya Paramita 8. Soewarno. 1995. Hidrologi : Aplikasi Metode Statistik untuk Analisis Data Jilid 1. Bandung: NOVA. 9. Soewarno. 1995. Hidrologi : Aplikasi Metode Statistik untuk Analisis Data Jilid 2. Bandung: NOVA. 10. Soedibyo, Ir. 2003. Teknik Bendungan. Jakarta: PT. Pradnya Paramita 11. Sosrodarsono, S., Takeda, K. 2006. Hidrologi untuk Pengairan. Jakarta: PT. Pradnya Paramita 12. Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta: Andi