studi perencanaan ulang bendung tetap pada daerah irigasi

14
Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129 © Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya JTRESDA Journal homepage: https://jtresda.ub.ac.id/ *Penulis korespendensi: [email protected] Studi Perencanaan Ulang Bendung Tetap pada Daerah Irigasi P. Lantur Kabupaten Jember Tita Hidayah 1* , Rini Wahyu Sayekti 1 , Dian Sisinggih 1 1 Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya, Jalan MT. Haryono No. 167, Malang, 65145, INDONESIA *Korespondensi Email: [email protected] Abstract: P. Lantur weir is a weir located on the Suko River in Jember Regency which has an important role in meeting the needs of DI. P. Lantur covering an area of 437.88 Ha. Based on the results of the investigation, it was known that the weir had some damage, and based on the results of the hydrological analysis it was found that the P. Lantur weir was not by the current hydrological conditions. So it is necessary to do a re-plan hydrology, hydraulics, and build stability aspects. The initial step of this study that Q100 used for planning the construction of the weir both dimensions and hydraulic planning, then an analysis of the stability of the weir against shear, overturning, and soil bearing capacity will be carried out. Based on the results of the re-plan of the P. Lantur Weir by using a Q100 of 77.48 m3/second, the dimensions of the weir are obtained which hydraulically can reduce the floodwater level upstream of the weir by 59 cm, and a stronger construction is obtained where the P. Lantur Weir Structure it is planned to use masonry, covered with unreinforced concrete, to protect the weir from collisions between sediments. Keywords: stability analysis, dimension planning, hydraulic planning, redesign, weir Abstrak: Bendung P. Lantur merupakan bendung yang berada pada Sungai Suko di Kabupaten Jember yang memiliki peran penting dalam memenuhi kebutuhan DI. P. Lantur seluas 437,88 Ha. Berdasarkan hasil investigasi diketahui bendung mengalami beberapa kerusakan dan berdasarkan hasil analisa hidrologi didapatkan bahwa Bendung P. Lantur tidak sesuai dengan kondisi hidrologi sata ini. Maka perlu dilakukan perencanaan ulang yang dilihat dari aspek hidrologi, hidrolika dan stabilitas bangunan. Langkah awal dari studi ini ialah dengan debit (Q 100 ) digunakan untuk perencanaan konstruksi bendung baik dari segi dimensi juga perencanaan hidrolis, selanjutnya akan dilakukan analisa stabilitas tubuh bendung terhadap gaya geser, guling, dan daya dukung tanah. Berdasarkan hasil perencanaan ulang Bendung P. Lantur dengan menggunakan Q 100 sebesar 77,48 m 3 /detik

Upload: others

Post on 26-Nov-2021

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

© Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya

JTRESDA

Journal homepage: https://jtresda.ub.ac.id/

*Penulis korespendensi: [email protected]

Studi Perencanaan Ulang Bendung Tetap

pada Daerah Irigasi P. Lantur Kabupaten

Jember Tita Hidayah1*, Rini Wahyu Sayekti1, Dian Sisinggih1 1 Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya,

Jalan MT. Haryono No. 167, Malang, 65145, INDONESIA

*Korespondensi Email: [email protected]

Abstract: P. Lantur weir is a weir located on the Suko River in Jember

Regency which has an important role in meeting the needs of DI. P. Lantur

covering an area of 437.88 Ha. Based on the results of the investigation, it

was known that the weir had some damage, and based on the results of the

hydrological analysis it was found that the P. Lantur weir was not by the

current hydrological conditions. So it is necessary to do a re-plan

hydrology, hydraulics, and build stability aspects. The initial step of this

study that Q100 used for planning the construction of the weir both

dimensions and hydraulic planning, then an analysis of the stability of the

weir against shear, overturning, and soil bearing capacity will be carried

out. Based on the results of the re-plan of the P. Lantur Weir by using a

Q100 of 77.48 m3/second, the dimensions of the weir are obtained which

hydraulically can reduce the floodwater level upstream of the weir by 59

cm, and a stronger construction is obtained where the P. Lantur Weir

Structure it is planned to use masonry, covered with unreinforced concrete,

to protect the weir from collisions between sediments.

Keywords: stability analysis, dimension planning, hydraulic planning,

redesign, weir

Abstrak: Bendung P. Lantur merupakan bendung yang berada pada Sungai

Suko di Kabupaten Jember yang memiliki peran penting dalam memenuhi

kebutuhan DI. P. Lantur seluas 437,88 Ha. Berdasarkan hasil investigasi

diketahui bendung mengalami beberapa kerusakan dan berdasarkan hasil

analisa hidrologi didapatkan bahwa Bendung P. Lantur tidak sesuai dengan

kondisi hidrologi sata ini. Maka perlu dilakukan perencanaan ulang yang

dilihat dari aspek hidrologi, hidrolika dan stabilitas bangunan. Langkah

awal dari studi ini ialah dengan debit (Q100) digunakan untuk perencanaan

konstruksi bendung baik dari segi dimensi juga perencanaan hidrolis,

selanjutnya akan dilakukan analisa stabilitas tubuh bendung terhadap gaya

geser, guling, dan daya dukung tanah. Berdasarkan hasil perencanaan ulang

Bendung P. Lantur dengan menggunakan Q100 sebesar 77,48 m3/detik

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

117

didapatkan hasil dimensi bendung dimana secara hidrolis mampu

menggurangi tinggi muka air banjir pada hulu bendung sebesar 59 cm, dan

didapatkan konsturksi yang lebih kuat dimana Struktur Bendung P. Lantu

direncanakan menggunakan pasangan batu, dengan diselimuti beton tanpa

tulangan, sehingga dapat melindungi tubuh bendung dari benturan antara

sedimen.

Kata kunci: analisa stabilitas, bendung, perencanaan dimensi,

perencanaan hidrolis, perencanaan ulang

1. Pendahuluan

Laju pertumbuhan penduduk di Indonesia mengalami pertumbuhan yang pesat dari

tahun ke tahun. Meningkatnya jumlah penduduk seiring dengan meningkatnya kebutuhan

pangan, untuk mengatasi permasalah ini pemerintah mengeluarkan Peraturan Menteri

Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No. 14 Tahun 2015, berdasarkan peraturan

tersebut Bendung P. Lantur masuk dalam Program Pengembangan dan Pengelolaan Irigasi

Partisipatif Terpadu. [1]

Bendung P. Lantur merupakan bendung yang berada di Sungai Suko Kabupaten

Jember, yang memiliki peran penting dalam memenuhi kebutuhan D.I. P. Lantur seluas

437,88 Ha. Hasil investigasi yang telah dilakukan pada Bendung P. Lantur, ditemukan

bahwa Bendung P. Lantur mengalami berbagai kerusakan, seperti: tubuh bendung yang

rusak sepanjang 2 m, dinding sayap bagian hulu dan hilir rusak, pintu pembilas yang

jumlahnya 1 pintu tidak dapat dioperasikan, dan rusaknya peredam energi, selain itu setelah

dilakukan analisa terhadap kondisi hidrologi, dapat disimpulkan bahwa Bendung P. Lantur

tidak sesuai dengan kondisi hidrologi sata ini, dibuktikan dengan luapan saat terjadi banjir

rancangan (Q100). Berdasarkan kondisi tersebut, maka perlu dilakuakn perencanaan ulang

pada Bendung tetap di Daerah Irigasi P. Lantur.

Perencanaan ulang bendung pada Daerah Irigasi P. Lantur ini bertujuan untuk

mengetahui hasil perencanaan ulang dimensi dan hidrolis bendung yang sesuai dengan

kondisi hidrologi saat ini, setelah itu dilakukan analisa stabilitas bangunan apakah aman

untuk diterapkan di lokasi studi. Adapun manfaat dari penelitian ini adalah memberikan

usulan perencanaan ulang bendung di Daerah Irigasi P. Lantur supaya mampu beroperasi

secara maksimal dalam memenuhi kebutuhan air irigasi.

2. Bahan dan Metode

2.1 Bahan

2.1.1 Lokasi Studi Bendung P. Lantur

Bendung P. Lantur terletak di Desa Jatiroto, Kecamatan Sumber Baru, Kabupaten

Jember, Provinsi Jawa Timur. Secara geografis, lokasi Bendung P. Lantur berada pada

8°3'13.56" LS dan 113°23'24.24" BT. Bendung P. Lantur terletak di Sungai Suko, dan

berhulu di gunung Argopuro daerah Kabupaten Lumajang dan bermuara di Pantai selatan

Pulau Jawa Kabupaten Lumajang. [2]

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

118

2.1.2 Data Penelitian

Dalama studi perencanaan ulang Bendung P. Lantur diperlukan data-data penunjang

untuk perencanaan desain. Data-data yang diperlukan berupa data topografi (profil

memanjang dan melintang sungai, peta situasi sungai), data hidrologi (Q100), dan data

geologi teknik.

2.2 Metode

Dengan data-data yang sudah diperoleh, maka dapat dilakukan perencanaan dimensi,

dan dilakukan analisa hidrolis untuk Bendung P. Lantur. Setelah perencanaan selesai maka

dilakukan analisa stabilitas bangunan untuk mengetahui apakah hasil perencanaan

dinyatakan aman.

2.3 Persamaan

2.3.1 Persamaan tinggi bendung

Tinggi bendung diketahui dengan menggurangi elevasi pada mercu bendung dengan

elevasi pada dasar sungai. Elevasi mercu diperoleh dengan menjumlahkan elevasi sawah

tertinggi yang akan diairi dengan faktor-faktor kehilangan selama di saluran irigasi. [3]

2.3.2 Persamaan lebar sungai rencana

Lebar sungai rencana adalah lebar yang diukur antara abutment. Syarat untuk

merencanakan lebar maksimum bendung hendaknya tidak lebih dari 1,2 kali lebar rata-rata

sungai pada ruas yang stabil. [3]

2.3.3 Persamaan lebar pembilas

Pembilas bendung berfungsi sebagai pembuang angkutan sedimen dasar, dan sedimen

layang yang masuk ke intake. [4] Lebar untuk pembilas ditambah dengan tebal pilar

pembagi sebaiknya direncanakan sama dengan 1/6 sampai 1/10 dari lebar bersih sungai,

syarat ini dapat diterapkan untuk sungai-sungai yang memiliki lebar kurang dari 100 m. [3]

2.3.4 Persamaan lebar efektif bendung

Lebar efektif mercu (Be) ialah lebar mercu yang efektif dalam mengalirkan debit banjir

rancangan. [3] Lebar efektif mercu dalat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

Be = B – 2 (nKp + Ka) H1 Pers. 1

Dengan:

n = jumlah pilar

Kp = koefisien kontraksi pilar

Ka = koefisien kontraksi pangkal bendung

H1 = tinggi energi (m)

2.3.5 Persamaan tinggi muka air di atas mercu bendung

Tinggi muka air di atas mercu dapat dihitung menggunakan persamaan tinggi energi

dengan debit banjir rancangan. [3] Berikut merupakan persamaan tinggi energi dengan

debit:

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

119

Qd = Cd 2

3 √

2

3 𝑔 𝑏 𝐻

2

3 Pers. 2

Dengan:

Qd = debit desain rencana, m3/det

Cd = koefisien debit =(Cd = Co . C1 . C2)

g = percepatan gravitasi m/detik2 ( 9,8 m/detik2 )

b = lebar mercu efektif, m

H1 = tinggi energi di atas mercu bendung, m

2.3.6 Persamaan dimensi peredam energi

Bangunan peredam energi berfungsi sebagai peredam energi dari air yang diakibatkan

oleh pembendungan, hal ini bertujuan agar tidak menyebabkan terjadinya penggerusan

setempat yang dapat membahayakan struktur dari tubuh bendung. [3] Sehingga kandungan

energy dalam air dengan daya penggerus yang kuat harus direduksi sampai mencapai

tingkat yang normal, yaitu kondisi aliran subkritis. [5]

Peredam energi tipe bucket merupakan peredam energi pada bagian hilir tubuh

bendung berbentuk lantai cekung masif, yang dilengkapi dengan ambang akhir (apron lip)

dan dibatasi oleh tembok pangkal di bagian kanan dan kiri. Fungsi peredam energi tipe ini

yaitu untuk menjauhkan terjadinya penggerusan setempat sehingga tidak akan

membahayakan pondasi dan bagian-bagian dari bangunan pelengkap bendung yang

lainnya. [4]

2.3.7 Persamaan dinding penahan

Dinding penahan tanah memiliki fungsi untuk menyokong tanah dan mencegah bahaya

longsor yang terjadi. [6] Bagian-bagian dinding penahan terdiri dari mercu, lereng dan

tinggi jagaan. Tinggi jagaan dapat ditentukan sesuai dengan debit banjir. [7] Terdapat 3

bagian struktur yang berfungsi sebagai kantilever, yaitu steem, tumit tapak, dan toe. [8]

2.3.8 Persamaan analisa stabilitas

Gaya yang bekerja dalama analisa stabilitas adalah sebagai berikut:

1. Tekanan air

Bangunan bendung akan mendapat tekanan air tidak hanya didapat dari permukaan luar

dari tubuh bendung, tetapi juga mendapat tekanan pada dasarnya dan dalam tubuh

bangunan itu sendiri. [3] Persamaan yang digunakan adalah:

Px = Hx – (𝐿𝑥

𝐿) ΔH Pers. 3

Dengan:

Px = gaya angkat ysng bekerja pada titik x, kg/m2

L = panjang total pada bidang kontak dengan bendung dan tanah di bawahnya, m

Lx = jarak antara bidang kontak dari hulu sampai pada titik x, m

ΔH = beda tinggi energi, m

Hx = tinggi energi di bagian hulu bendung, m

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

120

2. Tekanan Lumpur

Tekanan lumpur pada tubuh bendung yang bekerja terhadap muka di bagian hulu tubuh

bendung atau terhadap pintu pembilas bendung dapat dihitung sebagai berikut [9]:

Ps = 𝜏𝑠 ℎ2

2

1−𝑠𝑖𝑛𝜙

1+𝑠𝑖𝑛 Pers. 4

Dengan:

Ps = Gaya tekanan lumpur yang terletak pada 2/3 dari kedalaman dari atas lumpur

bekerja secara horizontal

s = berat bersih lumpur, kN

h = kedalaman lumpur, m

𝜙 = sudut gesek dalam, derajat.

3. Tekanan Tanah

Menurut cara pemecahan Rankine, tekanan tanah samping dibedakan menjadi dua,

yaitu tekanan aktif dan tekanan pasif. [9]

Gaya tekan aktif:

Ea= 1

2 Ka H12 – 2 c H1 √𝐾𝑎 Pers. 5

Gaya tahanan pasif:

Ep= 1

2 Kp H12 – 2 c H1 √𝐾𝑝 Pers. 6

Dengan:

Ea = tekanan aktif, kN/m

Ep = tahanan pasif, kN/m

Ka = koefisien pada tegangan aktif

Kp = koefisien pada tegangan pasif

γ = berat volume dari tanah, kN/m3

H1 = tinggi tanah pada tekanan aktif, m

H2 = tinggi tanah pada tekanan pasif, m

c = kohesi, kN/m2

4. Gaya Gempa

Berdasarkan SNI 03-1726-2002, tata cara untuk perencanaan ketahanan terhadap gaya

gempa pada bangunan gedung dan dengan acuan normatif lainnya seperti:RSNI M-02-

2002 Metode Analisis dan cara Pengendalian rembesan air untuk Bendung Urugan, RSNI

M-03-2002 Metode Analisis Stabilitas Lereng Statik Bendungan tipe Urugan, RSNI T-01-

2002 Tata Cara desain Tubuh Bendungan Tipe Urugan . [10] Koefisien gempa dapat

dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

ad= n (ac x z) m Pers. 7

E= 𝑎𝑑

𝑔 Pers. 8

Dengan:

ad = percepatan untuk gempa rencana, cm/dt2

n, m = koefisien untuk jenis tanah di lokasi studi

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

121

ac = percepatan kejut dasar, cm/dt2

E = koefisien gempa

g = percepatan gravitasi, cm/dt2 (980 cm/dt2 )

z = faktor yang bergantung kepada letak geografis

Tiga penyebab terjadinya runtuh bangunan gravitasi, yaitu:

A. Sliding (Gelincir)

Tangen θ, yaitu sudut antara garis vertikal dan resultante semua gaya yang bekerja,

harus kurang dari nilai koefisien gesekan yang telah diizinkan pada bidang tersebut: [3]

∑(𝐻)

∑(𝑉−𝑈) = tan θ < f S Pers. 9

Dengan:

∑ (H) = jumlah gaya horizontal, kN

∑ (V-U) = jumlah gaya vertikal (V), yang dikurangi gaya tekan ke atas, kN

θ = sudut resultante gaya, terhadap garis vertikal, derajat

f = koefisien gesekan

S = faktor keamanan

B. Overturning (Guling)

Agar bangunan aman terhadap guling, maka resultante gaya yang bekerja di atas bidang

horisontal, dan termasuk gaya angkat, harus memotong bidang ini pada teras, tidak

dibolehkan ada tarikan pada bidang irisan.

dx ≥ S 𝑃𝑥−𝑊𝑥

𝜏 Pers. 10

Dengan:

Dx = ketebalan lantai pada titik x, m

Px = gaya angkat yang bekerja pada titik x, kg/m2

Wx = kedalaman air pada titik x, m

𝜏 = berat jenis bahan dari struktur yang digunakan, kg/m3

S = nilai faktor keamanan

C. Piping (Erosi Bawah Tanah)

Metode Lane merupakan metode yang dianjurkan untuk melihat terjadinya erosi bawah

tanah. [3] Persamaan dari Metode Lane adalah sebagai berikut:

CL = 𝛴𝐿𝑣+

1

3𝛴𝐿𝐻

𝐻 Pers. 11

Dengan:

CL = nilai angka rembesan Lane

Σ Lv = jumlah dari panjang vertikal, m

Σ LH = jumlah dari panjang horisontal, m

H = beda tinggi muka air, m

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

122

3. Hasil dan Pembahasan

Perencanaan ulang Bendung P. Lantur dalam laporan ini membahas mengenai

perencanaan ulang dari segi perencanaan dimensi dan perencanaan hidrolis bendung

dengan Q100 adalah 77,48 m3/detik.

3.1 Perencanaan Bendung

3.1.1 Penentuan Elevasi Puncak Mercu Bendung dan Tinggi Bendung

Perhitungan elevasi puncak bendung, sebagai berikut:

Elevasi sawah paling tinggi = 176,50 m

Elevasi puncak mercu bendung = 185,143 m

Maka tinggi bendung = elevasi puncak mercu bendung – elevasi dasar saluran

= 185,143 - 184,143

= 1,00 m

3.1.2 Penentuan Lebar Sungai Rencana

Lebar sungai rerata = 16,27 m

Lebar sungai rencana (b) = 1,1 x Lebar sungai rerata

= 1,1 x 16,27 m

= 17,90 m

Lebar sungai rencana lebih lebar 1 m dari kondisi awalnya. Lebar sungai rencana ini

dapat menggurangi tinggi banjir di hulu Bendung P. Lantur, karena jika menurunkan tinggi

bendung akan berpengaruh terhadap luas daerah irigasi.

3.1.3 Penentuan Lebar Pembilas

Lebar pembilas = 2,56 m

Lebar pilar pembilas = 0,5 m

Ukuran sponeng = 0,20 x 0,25

Lebar 2 Pintu = 2,06 m

Lebar 1 Pintu =1,03 m ≈ 1,00 m

Tinggi pintu = 1,1 m

Jenis pembilas = Dua pintu, dimana pada bagian depan terbuka

3.1.4 Penentuan Lebar Mercu Bendung

Lebar mercu bendung (B) = b – b penguras – b pilar utama – b dinding penahan

= 17,90 – 2,56 – 1 – 0,6

= 13,74 m

3.1.5 Penentuan Lebar Efektif Bendung

Pilar utama direncanakan, sebagai berikut:

Kp = 0,01 ,untuk pilar berujung bulat

Ka = 0,1 ,untuk tembok hulu pada 900 ke arah aliran dengan 0,5H1>r> 0,15H1

Jumlah pilar (n) = 2

Lebar efektif mercu bendung:

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

123

Be =(b–b dinding utama–b pilar pemisah–b dinding penahan)- 2(n.Kp+Ka)H1

= (17,90 – 1 – 0,5 – 0,6) – 0,24H1

= 15,80 - 0,24H1

3.1.6 Tinggi Energi

Cd = 1,32

Q = Cd x 2

3√

2

3𝑔 x Be x H1

1,5

77,48 = 1,32 x 2

3√

2

3 𝑥 9,81 x (15,80 – 0,24 x H1) x H1

1,5

H1 = 1,71 m

Maka, setelah didapatkan tinggi energi dapat mengetahui lebar efektif mercu

bendung:

Be = B – 2(n.Kp + Ka)H1

Be = 15,39 m

Syarat lebar efektif untuk pintu pembilas bagian depan terbuka (tanpa dinding penahan

banjir), yaitu lebar bendung ditambah dengan 80% dari lebar pintu pembilas, hal ini

dikarenakan perbedaan koefisien antara air yang lewat di atas mercu dengan air yang lewat

di atas pintu pembilas: [4]

Be80% = b–(b dinding utama–b pilar pemisah–b dinding penahan) – 20%Σb bilas =15,39 m

Jadi (Be) ≈ Be80% →SESUAI

3.1.7 Tinggi Muka Air di Atas Mercu Bendung

Perhitungan tinggi muka air:

H1 = Hd + 𝑄2

2𝑔 𝑥 (𝐵𝑒)2 x 1

(𝐻𝑑+𝑃)2

1,71 = Hd + 77,4802

2 𝑥 9,81 𝑥 (15,39)2 x 1

(𝐻𝑑+1)2

Hd = 1,50 m

Elevasi muka air = elevasi mercu + Hd

= 185,143 + 1,50

= 186,643

Elevasi awal muka air = 187,234

Maka berdasarkan hasil perencanaan ulang elevasi muka air saat ini lebih rendah dari

elevasi muka air sebelum direncanakan ulang. Dengan lebar efektif 15,39 m mampu

menurunkan tinggi muka air 0,59 m atau 59 cm.

3.1.8 Perencanaan Mercu Bulat dengan Satu Jari-jari

Perencanaan jari-jari bendung:

Jari-Jari Mercu Bendung = 0,6 m

0,3H1 < r < 0,7H1

0,513 < 0,6 < 1,197 →SESUAI

Kemiringan hilir = 1:1

Kemiringan hulu = 1:0,67

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

124

Hulu mercu yang miring dengan kemiringan 1:0,67 untuk melindungi tubuh bendung

dari kerusakan karena sedimen batuan boulder yang lewat. Momentum benturan akan lebih

kecil dari pada kondisi awal bendung yang bagian hulunya tegak. Berikut merupakan

skema perbedaan bentuk mercu awal dan mercu yang akan direncanakan ulang, dapat

dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1: Skema mercu Bendung P. Lantur sebelum dan sesudah direncanakan ulang

3.2 Perencanaan Peredam Energi

3.2.1 Debit Persatuan Lebar

q = 𝑄

𝐵𝑒

q = 5,03 m3/det/m

3.2.2 Kedalaman Kritis

hc = √q

g

2

hc = 1,37 m

3.2.3 Jari-jari minimum bak yang diizinkan (Rminimum)

∆𝐻 = H1

∆𝐻 = 1,71 m ∆H

hc = 1,25 m

𝑅minimum

hc = 1,55 m

Maka nilai:

Rminimum = 1,55 x hc

Rminimum = 1,450 x 1,37

Rminimum = 2,13 m

R rencana = 2,20 m

3.2.4 Batas Minimum Tinggi Air Hilir (Tminimum)

𝑇minimum

hc = 1,88(

∆𝐻

ℎ𝑐)2

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

125

𝑇minimum

1,37 = 1,88(1,25)2

Tminimum = 2,70 m

3.2.5 Batas Maksimum untuk Tinggi Air di Hilir

h1 = hd

h1 = 1,50 m

h2 = 1,00 m ℎ2

h1 hitung =

2

3 = 0,67 m

ℎ2

h1 rencana =

1,00

1,50 = 0,66 m

Maka ℎ2

h1 hitung >

ℎ2

h1 rencana…..(Dimensi yang direncanakan memenuhi kriteria

hidraulika) [3]

3.2.6 Ambang Kolam Olak

Lebar ambang = 0,1R rencana

= 0,1 x 2,20

= 0,22 m

3.2.7 Tinggi Muka Air di Hilir Kolam Olak

∆𝑥 = Elevasi apron hilir – Elelasi dasar kolam olak

= 182,766 - 182,122

= 0,64 m

Ymin = Tmin - ∆𝑥

= 2,06 m

3.2.8 Rating Curve di Hilir Peredam Energi

Gambar 2: Lengkung debit Sungai Suko di hilir kolam olak

Berdasarkan hasil pembacaan pada Gambar 2 untuk Q100= 77,48 m3/detik, didapatkan

data sebagai berikut:

Tinggi muka air (Y2) = 2,10 m

Y2 > Ymin

2,10 m > 2,06 m →SESUAI

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300

Tin

ggi

Muka

Air

(m

)

Debit (m3/dt)

Grafik Hubungan Debit Rencana dan Tingi Muka Air

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

126

Kecepatan (V2) = 2,91 m/detik

Bilangan Froude (Fr) = 0,63

3.2.9 Perencanaan Dinding Penahan

Perencanaan dinding penahan:

H = P + Hd + D + tinggi jagaan (w)

= 1,00 + 1,50 + 1,00 + 0,6

= 4,10 m

Karena Tinggi dinding penahan lebih dari 3 m, maka dinding penahan termasuk dalam

dinding penahan Kantilever, yang memiliki spesifikasi tinggi antara 3 m- 7 m.

B = 0,7H = 2,87 m ≈ 3 m

B/3 = 𝐵

3 = 1,00 m

0,1H = 0,1 x H = 0,41 m ≈ 0,5 m

Hasil dari perencanaan ulang pada Bendung P. Lantur dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3: Potongan memanjang hasil perencanaan ulang Bendung P. Lantur

3.3 Analisa Stabilitas

3.3.1 Analisa Stabilitas Bendung

Struktur Bendung P. Lantur direncanakan menggunakan pasangan batu, dengan

diselimuti beton tanpa tulangan. Bendung P. Lantur dianalisa stabilitasnya berdasarkan

enam kondisi, yaitu dapat dilihat pada Tabel 1, Tabel 2, Tabel 3, Tabel 4, Tabel 5, dan

Tabel 6. Tabel 1: Rekapitulasi hasil analisa stabilitas kondisi kosong

Kondisi FS Perhitungan FS minimum FS maksimum Keterangan

Stabilitas Terhadap Geser 2,34 1,50 Aman

Stabilitas Terhadap Guling 58,85 1,50 Aman

Eksentrisitas 0,44 1,16 Aman

Daya Dukung Tanah

a. Daya Dukung Tanah maksimum 25,73 499,53 Aman

b. Daya Dukung Tanah minimum 57,86 499,53 Aman

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

127

Tabel 2: Rekapitulasi hasil analisa stabilitas kondisi kosong gempa

Kondisi FS Perhitungan FS minimum FS maksimum Keterangan

Stabilitas Terhadap Geser 1,79 1,30 Aman

Stabilitas Terhadap Guling 10,30 1,30 Aman

Eksentrisitas 0,13 1,16 Aman

Daya Dukung Tanah

a. Daya Dukung Tanah mainimum 46,33 499,53 Aman

b. Daya Dukung Tanah maksimum 37,25 499,53 Aman

Tabel 3: Rekapitulasi hasil analisa stabilitas kondisi muka air normal

Kondisi FS Perhitungan FS minimum FS maksimum Keterangan

Stabilitas Terhadap Geser 2,54 1,50 Aman

Stabilitas Terhadap Guling 2,41 1,50 Aman

Eksentrisitas 0,19 1,16 Aman

Daya Dukung Tanah

a. Daya Dukung Tanah maksimum 38,62 499,53 Aman

b. Daya Dukung Tanah minimum 27,90 499,53 Aman

Tabel 4: Rekapitulasi hasil analisa stabilitas kondisi muka air normal dan gempa

Kondisi FS Perhitungan FS minimum FS maksimum Keterangan

Stabilitas Terhadap Geser 4,45 1,30 Aman

Stabilitas Terhadap Guling 2,05 1,30 Aman

Eksentrisitas 0,59 1,16 Aman

Daya Dukung Tanah

a. Daya Dukung Tanah maksimum 50,38 499,53 Aman

b. Daya Dukung Tanah minimum 16,14 499,53 Aman

Tabel 5: Rekapitulasi hasil analisa stabilitas kondisi muka air banjir

Kondisi FS Perhitungan FS minimum FS maksimum Keterangan

Stabilitas Terhadap Geser 2,66 1,30 Aman

Stabilitas Terhadap Guling 2,00 1,30 Aman

Eksentrisitas 0,78 1,16 Aman

Daya Dukung Tanah

a. Daya Dukung Tanah maksimum 70,16 499,53 Aman

b. Daya Dukung Tanah minimum 13,74 499,53 Aman

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

128

Tabel 6: Rekapitulasi hasil analisa stabilitas kondisi muka air banjir dan gempa

Kondisi FS Perhitungan FS minimum FS maksimum Keterangan

Stabilitas Terhadap Geser 1,94 1,10 Aman

Stabilitas Terhadap Guling 1,78 1,10 Aman

Eksentrisitas 1,11 1,16 Aman

Daya Dukung Tanah

a. Daya Dukung Tanah maksimum 82,20 499,53 Aman

b. Daya Dukung Tanah minimum 1,70 499,53 Aman

4. Kesimpulan

Berdasarkan hasil perencanaan ulang pada Bendung P. Lantur diperoleh kesimpulan

sebagai berikut:

1. Hasil perencanaan ulang dimensi Bendung P. Lantur dengan menggunakan debit banjir

rancangan (Q100) 77,48 m3/detik didapatkan tinggi bendung 1 meter, dengan jari-jari

mercu bendung 0,6 m yang memiliki kemiringan dihulu 1:0,67, lebar sungai rencana

17,90 m, lebar pembilas 2,56 m yang memiliki dua pintu pembilas dengan lebar masing-

masing 1 m, lebar pilar pembilas 0,5 m, lebar pilar utama 1 m, lebar mercu 13,34 m,

tinggi dinding penahan 4,1 m, peredam energi tipe bak tengelam yang memiliki jari-jari

bak 2,20 m, lebar ambang 0,22 m.

2. Hasil perencanaan ulang hidrolis Bendung P. Lantur didaptkan lebar efektif bendung

15,39 m dengan tinggi muka air banjir diatas mercu (Hd) 1,5 m yang berada pada elevasi

+186,643, dapat menurunkan tinggi muka air banjir 59 cm, tinggi energi (H1) 1,71 m,

kedalaman kritis 1,37 m. Pada peredam energi didapatkan debit persatuan lebar (q) 5,03

m3/det/m, tinggi muka air di hilir 2,10 m, bilangan Froude 0,63, dan kecepatan 2,91

m/detik.

3. Hasil analisa stabilitas Bendung P. Lantur dengan gaya yang bekerja dan berpengaruh

pada stabilitas bendung adalah gaya berat bendung, gaya tekanan tanah aktif dan pasif,

gaya hidrostatis, gaya sedimen, gaya angkat air, dan gaya gempa didapatkan bahwa

bendung memenuhi faktor keamanan dari enam kondisi yang sudah dijelaskan.

Daftar Pustaka

[1] P. R. Indonesia, Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat

Republik Indonesia Nomor 14 /PRT/M/2015 Tentang Kriteria dan Penetapan Status

Daerah Irigasi, Jakarta: Pemerintah Indonesia, 2015.

[2] Dinas PU Bina Marga & SDA Kabupaten Jember, Jember, 2019.

[3] Pemerintah Republik Indonesia, Standar Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan

Bagian Bangunan Utama (KP-02), Jakarta: Pemerintah Republik Indonesia, 2013.

Hidayah, T. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 116-129

129

[4] E. Mawardi and M. Memed, Desain Hidraulik Bendung Tetap untuk Irigasi Teknis,

Bandung: Alfabeta, 2010.

[5] S. Sosrodarsono and T. Kensaku, Bendungan Type Urugan, Jakarta: PT Paradnya

Paramita, 1985.

[6] A. Permatasari, Studi Perencanaan Tanggul dan Dinding Penahan untuk

Pengendalian Banjir di Sungai Cileungsi Kabupaten Bogor Jawa Barat, Malang:

Universitas Brawijaya, 2015.

[7] S. Sosrodarsono, Perbaikan dan Pengaturan Sungai, Jakarta Pusat: P.T. Pradnya

Paramita, 1984.

[8] D. P. Arianti, Studi Perencanaan Bendung di DAS Rambutan untuk Pemenuhan Air

Irigasi Daerah Irigasi Rambutan, Malang: Universitas Brawijaya, 2019.

[9] Pemerintah Republik Indonesia, Standar Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan

Bagian Parameter Bangunan (KP-06), Jakarta: Pemerintah Republik Indonesia,

2013.

[10] BSN, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung,

Vols. SNI 03-1726-2002, Jakarta: Pemerintah Republik Indonesia, 2002.