ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 41 PERENCANAAN BANGUNAN BANGUNAN PELIMPAH EMBUNG TIPE SALURAN TERBUKA 1 Budi Nuryono 2 Reza Januar Hidayat Program Studi Teknik Sipil, Sekolah Tinggi Teknologi Mandala Bandung, Jl. Soekarno Hatta 597 Telp. (022) 7301738, 70791003 Fax. (022) 7304854 ABSTRACT East Nusa Tenggara Province was One of provinces in Indonesia which had large irrigated areas, but the water discharge was very limited. Lembata District was one of the district, which often suffer from drought. In 2014, East Nusa Tenggara Province goverment planned to make a small dam in the district and the goverment chose to located it in Hukung Village. The purpose of this study is to got an alternative design spillway of small dam which appropriate with technical as well, and to fill stability aspect of construction. From the research calculation of flood discharge plan by Nakayasu method, obtained a return period of 100 years (Q100) in amount of 30,07 m 3 /sec. With the discharge, obtained the dimensions of spillway in amount of 10 m, the peak of building located at elevation +50,41 and the base of building located at elevation +48,00. From the stability calculation of flood condition and dry condition, spillway was safe from bolster stability, shear stability, stability bearing capacity, and the crack area. The value of the Safety factors for dry condition earthquakes were follows: bolster = 1,6903; shear=1,9450; soil bearing capacity=1,7680; regional cracks=12,8518. And value of the safety factors for flood condition earthquakes were follows: bolster = 1,5549; shear=1,9486; soil bearing capacity=2,1019; regional cracks=16,8451. Keywords : Small Dam, Flood Discharge, Spillway, Stability. ABSTRAK Provinsi Nusa Tenggara Timur merupakan salah satu Provinsi di Indonesia yang memiliki areal irigasi yang luas, namun debit air untuk mengairi areal tersebut sangat terbatas. Daerah yang mengalami hal tersebut salah satunya adalah Kabupaten Lembata, pada musim kemarau sering mengalami kekeringan. Pada tahun 2014 pemerintah Provinsi Nusa Tenggara Timur merencanakan untuk membuat Embung Irigasi di Kabupaten Lembata. Dipilih Embung Hukung yang berada di Kecamatan Nubatukan, Kabupaten Lembata. Tujuan dari penelitian adalah untuk mendapatkan alternatif desain bentuk bangunan pelimpah embung, yang sesuai secara teknis, serta memenuhi aspek stabilitas konstruksi. Dari hasil penelitian perhitungan debit banjir rencana Metode Nakayasu, diperoleh periode ulang 100 tahun (Q100) sebesar 30,07 m 3 /detik. Dengan debit tersebut, didapat dimensi bangunan pelimpah sebesar 10 m, puncak bangunan pelimpah berada pada elevasi +50.41, dan dasar bangunan pelimpah berada pada elevasi +48.00. Dari hasil perhitungan stabilitas pada kondisi banjir dan kondisi kering, bangunan pelimpah aman terhadap stabilitas guling, stabilitas geser, stabilitas daya dukung, dan daerah retakan. Nilai faktor keamanan untuk kondisi kering statik gempa adalah sebagai berikut : Guling = 1,6903 ; Geser = 1,9450 ; Daya dukung tanah = 1,7680 ; Daerah retakan = 12,8518. Sedangkan nilai faktor keamanan untuk kondisi banjir statik gempa adalah sebagai berikut : Guling = 1,5549 ; Geser = 1,9486 ; Daya dukung tanah = 2,1019 ; Daerah retakan = 16,8451. Kata Kunci : Embung, Debit Banjir, Bangunan Pelimpah, Stabil. I. PENDAHULUAN Air merupakan sumber daya dan faktor utama dalam menentukan kinerja dalam beberapa sektor, salah satunya yaitu sektor Karena tidak ada satu pun tanaman yang tidak memerlukan air, namun untuk pengelolaan air masih kurang dari yang
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 41
PERENCANAAN BANGUNAN BANGUNAN PELIMPAH EMBUNG TIPESALURAN TERBUKA
1 Budi Nuryono2 Reza Januar Hidayat
Program Studi Teknik Sipil, Sekolah Tinggi Teknologi Mandala Bandung,Jl. Soekarno Hatta 597
Telp. (022) 7301738, 70791003 Fax. (022) 7304854
ABSTRACT
East Nusa Tenggara Province was One of provinces in Indonesia which had large irrigated areas,but the water discharge was very limited. Lembata District was one of the district, which oftensuffer from drought. In 2014, East Nusa Tenggara Province goverment planned to make a smalldam in the district and the goverment chose to located it in Hukung Village. The purpose of thisstudy is to got an alternative design spillway of small dam which appropriate with technical as well,and to fill stability aspect of construction. From the research calculation of flood discharge plan byNakayasu method, obtained a return period of 100 years (Q100) in amount of 30,07 m3/sec. Withthe discharge, obtained the dimensions of spillway in amount of 10 m, the peak of building locatedat elevation +50,41 and the base of building located at elevation +48,00. From the stabilitycalculation of flood condition and dry condition, spillway was safe from bolster stability, shearstability, stability bearing capacity, and the crack area. The value of the Safety factors for drycondition earthquakes were follows: bolster = 1,6903; shear=1,9450; soil bearing capacity=1,7680;regional cracks=12,8518. And value of the safety factors for flood condition earthquakes werefollows: bolster = 1,5549; shear=1,9486; soil bearing capacity=2,1019; regional cracks=16,8451.
Keywords : Small Dam, Flood Discharge, Spillway, Stability.
ABSTRAK
Provinsi Nusa Tenggara Timur merupakan salah satu Provinsi di Indonesia yang memiliki arealirigasi yang luas, namun debit air untuk mengairi areal tersebut sangat terbatas. Daerah yangmengalami hal tersebut salah satunya adalah Kabupaten Lembata, pada musim kemarau seringmengalami kekeringan. Pada tahun 2014 pemerintah Provinsi Nusa Tenggara Timurmerencanakan untuk membuat Embung Irigasi di Kabupaten Lembata. Dipilih Embung Hukungyang berada di Kecamatan Nubatukan, Kabupaten Lembata. Tujuan dari penelitian adalah untukmendapatkan alternatif desain bentuk bangunan pelimpah embung, yang sesuai secara teknis,serta memenuhi aspek stabilitas konstruksi. Dari hasil penelitian perhitungan debit banjir rencanaMetode Nakayasu, diperoleh periode ulang 100 tahun (Q100) sebesar 30,07 m3/detik. Dengandebit tersebut, didapat dimensi bangunan pelimpah sebesar 10 m, puncak bangunan pelimpahberada pada elevasi +50.41, dan dasar bangunan pelimpah berada pada elevasi +48.00. Darihasil perhitungan stabilitas pada kondisi banjir dan kondisi kering, bangunan pelimpah amanterhadap stabilitas guling, stabilitas geser, stabilitas daya dukung, dan daerah retakan. Nilai faktorkeamanan untuk kondisi kering statik gempa adalah sebagai berikut : Guling = 1,6903 ; Geser =1,9450 ; Daya dukung tanah = 1,7680 ; Daerah retakan = 12,8518. Sedangkan nilai faktorkeamanan untuk kondisi banjir statik gempa adalah sebagai berikut : Guling = 1,5549 ; Geser =1,9486 ; Daya dukung tanah = 2,1019 ; Daerah retakan = 16,8451.
Kata Kunci : Embung, Debit Banjir, Bangunan Pelimpah, Stabil.
I. PENDAHULUANAir merupakan sumber daya dan faktorutama dalam menentukan kinerja dalam
beberapa sektor, salah satunya yaitu sektorKarena tidak ada satu pun tanaman yangtidak memerlukan air, namun untukpengelolaan air masih kurang dari yang
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 42
diharapkan. Sering kali para petanimengeluhkan kekurangan air pada musimkemarau dan sebaliknya pada musimpenghujan sawah dan ladang merekaterendam air yang berakibat gagal panen.Setiap tahunnya pemerintah melakukanupaya dalam pengembangan Sumber DayaAir (SDA) demi mengoptimalkan SumberDaya Air yang ada. Provinsi Nusa TenggaraTimur merupakan salah satu Provinsi diIndonesia yang memiliki areal irigasi yangluas, namun debit air untuk mengairiareal tersebut sangat terbatas. Salah satunyaKabupaten di Provinsi Nusa TenggaraTimur yaitu Kabupaten Lembata yangmemiliki luas wilayah 126.639 Ha, terdiridari 9 Kecamatan dan 144 desa/kelurahan(Badan Pusat Statistik Kabupaten Lembata,2014). Kabupaten ini pada musimkemarau Irigasi di Kabupaten Lembata.Setelah direncanakan, terpilih 10 lokasiyang berpotensi untuk embung irigasi.Setelah dilakukan pembobotan dari segilokasi georafis terhadap 10 lokasitersebut, dipilih Embung hukung yangberada di salah satu Desa Padakecamatan Nubatukan, Kabupaten lembata.
Pada Tugas Akhir ini penulis akanmelakukan alternatif desain terhadapEmbung Hukung yang telah dibangun.Diharapkan dengan memberikan alternatifakan menambah variasi bentuk pelimpahdalam desain.
Mengingat Luasnya Permasalahanyang teridentifikasi, maka pada penelitian inidilakukan pembatasan masalah antara lainsebagai berikut :
1. Menghitung debit banjir rencana2. Menghitung dimensi bangunan
pelimpah3. Menghitung stabilitas bangunan
pelimpahTujuan dari penelitian ini adalah untuk
mendapatkan alternatif desain bentukbangunan pelimpah embung yang sesuaisecara teknis serta memnuhi aspek stabilitaskontruksi.
II. TINJAUAN PUSTAKATinjauan Umum
bangunan pelimpah adalah bangunanbeserta Instalasinya untuk mengalirkan air
banjir yang masuk ke dalam waduk/embungagar tidak membahayakan keamananwaduk/embung apabila terjadi kecepatan airyang besar akan terjadi olakan (turbulensi)yang dapat menggangu jalannya airsehingga menyebabkan berkurangnya aliranair yang masuk ke bangunan pelimpah.Harus dihitung dengan sebaik-baiknyakarena resiko tidak mampu melimpahkandebit air banjir yang terjadi. Sebaliknyaapabila ukurannya terlalu besar, bangunanakan menjadi mahal yang dapatmempengaruhi biaya proyek secarakeseluruhan (Soedibyo, 2003).
Embung adalah bangunan konservasiair berbentuk kolam untuk menampung airhujan dan air limpas (run off) serta sumberair lainnya. Dengan harapan selama musimkemarau kapasitas tampungan embung akandimanfaatkan untuk dapat memenuhikebutuhan penduduk, ternak dan tanaman(puslitbang pengairan, 1994). Kriteriaembung :
a. Kapasitas tampungan <500.000 m3.
b. Tinggi tanggul/tubuh embungdari dasar pondasi < 15 m.
c. Bentang tanggul < 300 m.d. Mempunyai Daerah Aliran
Sungai (DAS) yang relatifkecil.
Analisa Hidrolika Bangunan Pelimpah(Spillway)
Mengingat tubuh tanggul Embung tipeurugan dan dengan pertimbangan lebihekonomis, maka dipilih pelimpah (Spillway)tipe saluran terbuka.
Lokasi pelimpah dipilih pada tempatdimana alirannya tidak akan menyebabkanerosi pada kaki hilir tanggul penutup situ,yaitu dengan menggali satuan tanah atausatuan batu dibukit tumpu.
1. Dimensi Bangunan Pelimpah(Spillway) Besar aliran yang meluapsempurna melalui mercu pelimpahdapat ditentukan dengan persamaanberikut:Q C B H1.5
Stabilitas KonstruksiSuatu bangunan dikatakan/akan
stabil, jika memenuhi 3 persyaratanpenting yaitu:
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 43
1. Tidak mengalami penggulingan atauoverturning.
2. Tidak mengalami penggeseran atausliding.
3. Tidak mengalami penurunan atausettlement
Bangunan utama yang dikontrolstabilitas konstruksi mencakup bangunanpelimpah dan tubuh embung.
III. METODE PENELITIAN
Pemilihan Metode yang digunakandalam perencanaan Bangunan Pelimpahmenggunakan Metode Studi Kasus.Tujuan dari penelitian ini adalah untukmemberikan gambaran secara mendetailtentang latar belakang, sifat-sifat sertakarakter-karakter yang khas dari kasus (M.Nazir, 1988). Hasil dari studi kasus inidapat memberikan hipotesa-hipotesauntuk penelitian lanjutan.
Proses perencanaan bangunanpelimpah dilakukan melalui tahapan-tahapan sebagai berikut:
a. Memilih topik Tugas Akhir yangakan dikerjakan, yaituperencanaan bangunan pelimpahembung tipe saluran terbuka.
b. Untuk dapat mengatasipermasalahan secara tepat makapokok permasalahan harusdiketahui terlebih dahulu. Solusimasalah yang akan dibuat harusmengacu pada permasalahanyang terjadi.
c. Studi literatur dilakukan untukmendapatkan acuan dalamanalisis data perhitungan dalamperencanaan bangunan pelimpahembung.
d. Setiap perencanaan dibutuhkandata-data penunjang baik dataprimer maupun data sekunder.Dalam perenaan bangunanpelimpah data-data sekunder yangdikumpulkan adalah:
Data hidrologi Data geologi Data topografi
e. Analisis hidrologi mencakupperhitungan analisa curah hujan
rencana, uji kecocokan, dananalisis debit banjir meliputikegiatan analisis curah hujanrancangan dan analisis debit banjirrancangan dengan periode ulang2,5,10,25,50, dan 100 tahun.
f. Analisis hidrolika mencakupperhitungan dimensi bangunanpelimpah dan dimensi saluranpengarah pelimpah.
g. Perhitungan stabilitas konstruksiuntuk bangungan pelimpahdihitung berdasarkan guling,geser, daya dukung, daerah retak.
IV. PEMBAHASANh.Pembahasan yang dilakukan
mencakup analisis hidrologi, analisishidrolika, dan stabilitas konstruksi. Secaraumum analisis hidrologi merupakanbagian awal perancangan bangunan-bangunan hidrolik.
Analisis HidrologiGambar 1 merupakan Peta
Daerah Aliran Sungai Embung Hukung.Penentuan daerah aliran sungai (DAS)dilakukan berdasarkan peta rupabumidengan skala 1:25.000. Didapat luasanDAS Embung Hukung sebesar 3,11 Km2.Mengingat hanya Sta. Lewoleba yangberpengaruh terhadap sub DAS EmbungHukung. Maka untuk data curah hujanharian maksimum menggunakan stasiunhujan sta. Lewoleba dengan ketersediaandata dari tahun 2000 s/d 2011 (11 tahun),data curah hujan dapat dilihat pada Tabel1.
Gambar 1 Luas Das Embung
Tabel 1 Data Curah Hujan Harian
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 44
dihitung dengan menggunakan 4 metodedistribusi probabilitas yaitu metodeDistribusi Probabilitas Gumbel, DistribusiProbabilitas Normal, Distribusi ProbabilitasLog Normal, dan Distribusi ProbabilitasLog Pearson III. Serta data yangdiperlukan dalam perhitungan adalah datacurah hujan harian maksimum sepertipada Tabel 1. Hasil perhitungan curahhujan rencana dengan menggunakan ke 4metode distribusi disajikan pada Tabel 2,sebagai berikut:
Tabel 2 Rekapitulasi Curah HujanRencana
Periode Curah Hujan Rencana (mm), MetodeNo Ulang / T Gumbell Normal Log Normal Log Pearson
Catatan: *) Metode yang terpilih untuk menghitung debitbanjir rencana
Setelah dilakukan uji kecocokandengan 2 metode pengujian distribusiprobabilitas yaitu metode uji Chi kuadrat danmetode smirnov kolmogorov maka dapatdisimpulkan bahwa distribusi yang palingsesuai untuk menghitung debit banjir rencanaadalah distribusi probabilitas log normal.
yang akan terjadi dapat dilakukananalisis hidrologi dengan menggunakanMetode Der Weduwen, HSS GAMA 1,Metode Haspers, Metode Mononobe, danMetode Nakayasu. Analisis debit banjirdilakukan pada periode ulang 2 th, 5 th, 10,50 th, dan 100 th. Besaran debit untuk setiapmetodenya sebagai berikut:
1. Metode Der WeduwenAda beberapaparameter yang
harusdiketahui sebelum dilakukannyaperhitungan debit banjir denganmetode Der Weduwen. Parametertersebut didapat dari Peta DerahAliran Sungai (DAS). Parametertersebut sebagai berikut:
ΔH= 0,105 KmL = 2,354Km A = 3,110Km2
Maka didapat besaran debit banjir rencanaper periode ulang metode Der Weduwendisajikan pada Tabel 4 sebagai berikut:
Tabel 4 Hasil Perhitungan Debit Banjir RencanaMetode Der Weduwen
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 45
100 199.24 0.74 68.28
2. Metode HSS Gama-1Pada metode HSS Gama 1
sebelum melakukan perhitungan HidrografSatuan Sintetis Gama 1, ada beberapaparameter DAS yang harus sudahdiketahui. Parameter hidrograf satuanGama-1 untuk Embung Hukung sebagaiberikut:
Tabel 5 Parameter Hidrograf Satuan Gama-1No Parameter Nilai Satuan1 Jumlah pangsa sungai tingkat 1 4 buah2 jumlah pangsa sungai semua tingkat 7 buah3 Panjang pangsa sungai tingkat 1 3.11 km4 panjang pangsa sungai semua tingkat 5.464 km5 Jumlah pertemuan sungai (JN) 3
6 Luas DTAtotal (A) 3.11 Km2
7 Luas DTAhulu (AU) 1.195 Km2
8 Panjang Sungai Utama (L) 2.354 km9 0,75 L 1.766 km
10 0,25 L 0.589 km11 Kemiringan sungai rata-rata (S) 0.05012 Faktor sumber (SF) 0.56913 Frekuensi sumber (SN) 0.57114 Kerapatan jaringan kuras (D) 1.75715 Wu adalah lebar DAS dikukur dari 0.75 L 0.603 Km16 Wl adalah lebar DAS dikukur dari 0.25 L 0.770 Km17 Faktor lebar (WF) 0.784
sama dengan parameter untuk metode DerWeduwen dan Hasper. Maka didapatbesaran debit banjir rencana per periodeulang untuk metode Mononobe sebagaiberikut:
Tabel 8 Hasil Perhitungan Debit BanjirRencana Metode Mononobe
5.Metode NakayasuKarakteristik Daerah Aliran Sungai
(DAS) Embung Hukung:Luas (A) = 3,110Km2
Panjang Sungai (L) = 2,354KmKoef. Karakteristik DAS(α) = 3Tinggi Hujan (R) = 1 mmKoefisien Run Off (C) = 0,65Parameter hidrograf satuan sintetis:Time Lag (Tg) = 0,382 JamSatuan Waktu Hujan (Tr) = 0,287 JamWaktu Puncak (Tp) = 0,612 JamWaktu Penurunan Debit
Puncak 30% (T0,3) = 1,147 JamDebit Puncak (Qp) = 0,42 R m3/detSetelah dilakukan perhitungan hidrografsatuan, Maka didapat grafik hidrograf HSSNakayasu seperti pada Gambar 3.
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 46
Gambar 3 Grafik Hidrograf Satuan SintetisNakayasu
Hujan netto jam-jaman merupakanparameter yang digunakan dalamperhitungan hidrograf debit banjir rencana,besaran hujan netto jam-jaman disajikanpada Tabel 9.
Tabel 9 Hasil Perhitungan Hujan Netto Jam-jaman
Maka didapat besaran debit banjirrencana per periode ulang metode Nakayasudisajikan pada Tabel 10, sebagai berikut:
Tabel 10 Hasil Perhitungan Debit Banjir RencanaMetode Nakayasu
Setelah dilakukan analisa debit banjirrencana dengan kelima metode diatas makarekapitulasi perhitungan debit banjir rencanadisajikan pada Tabel 11, untuk grafikgabungan debit banjir disajikan pada Gambar4.
Tabel 11 Analisis Debit Banjir Rencana
Gambar 4 Grafik Gabungan Debit BanjirRencana
Lengkung DebitSebelum melakukan perhitungan
analisis hidrolika, terlebih dahulumenghitung lengkung debit yang bertujuanuntuk menentukan debit banjir mana darike-5 metode tersebut yang akandigunakan untuk perhitungan analisishidrolika.
Penampang yang dibuat lengkungdebit adalah penampang disekitar AsEmbung (S. Hukung), dengan kedalamanair (h) dimulai dari 0,50 m sampai dengan3,00 m Hasil perhitungan lengkung debitdisajikan pada Tabel 12:
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 47
7 3.00 41.90 24.40 1.72 0.100 0.03 1.51 63.34
Dimana:H = Kedalaman Air Sungai (m)A= Luas Penampang Sungai (m2)P= Keliling basah (m)R= Jari-jari hidrolis (m)
S= Kemiringan dasar sungai arahmemanjang (%)
N= Koefisien ManningV= Kecepatan aliran (m/detik)Q-kap = Debit aliran sungai (m3/detik)Dari Tabel 12 di atas maka diperolehgrafik lengkung debit sungai Hukungseperti pada Gambar 5 berikut :
Gambar 5 Grafik Lengkung Debit Sungai HukungDengan elevasi muka air banjir Sungai
Hukung berada pada kedalaman 1,32 mdiperoleh debit sebesar 11,647 m3/detik, debitini identik dengan debit banjir Q-2th. Daribeberapa metode yang digunakan dalamanalisis debit banjir, nilai Q-2th yang mendekatinilai Q = 11,647 m3/detik adalah metodeNakayasu dengan Q-2th = 12,45 m3/detik.Sehingga untuk perencanaan bangunanpelimpah digunakan debit banjir MetodeNakayasu.Analisa Hidrolika1. Dimensi Bangunan Pelimpah Perhitungandimensi bangunan pelimpah menggunakandebit rencana periode ulang 100 tahunsebesar 30,075 m3/dt, dengan asumsi lebarbangunan pelimpah 10 m maka didapattinggi bangunan pelimpah sebesar 1,41 mdengan freeboard/tinggi jagaan setinggi 1m.
Gambar 6 Potongan Melintang Bangunan PelimpahDimana:
B = Lebar Bangunan
H = Tinggi BangunanW = Freeboard/tinggi jagaan
2. Dimensi Saluran PelimpahPerhitungan dimensi saluranpelimpah menggunakan rumusmanning, dengan asumsi lebarsaluran 4 m. Maka didapat tinggisaluran sebesar 1 m denganfreeboard/tinggi jagaan setinggi1m.
Gambar 7 Potongan Melintang Saluran PelimpahDimana:B = Lebar BangunanH = Tinggi Bangunan
W = Freeboard/tinggi jagaanStabilitas Konstruksi
Dalam perhitungan stabilitaskonstruksi bangunan pelimpah EmbungHukung ditinjau dari dua kondisi yaitupada saat kondisi bangunan pelimpahterjadi banjir dan pada saat kondisibangunan pelimpah kering.
Material/bahan yang digunakan yaitubatukali. Untuk bangunan pelimpahpembanding ini didesain tanpamenggunakan mercu dengan tujuan agardapat mengurangi biaya pelaksanaan daripekerjaan galian tanah bangunanpelimpah.1. Kondisi Kering StatikPada kondisi kering statik muka airdiasumsikan setinggi dengan dasarbangunan pelimpah, seperti pada Gambar
8. Gaya yang bekerja pada kondisikering statik adalah gaya akibattekanan tanah, gaya akibat bebansendiri, gaya akibat tekanan air,gaya tekanan ke atas (UpliftPressure), dan zona retak (CrackZone).
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 48
Gambar 8 Diagram Tegangan GayaBangunan Pelimpah Kondisi Keringa. Stabilitas Terhadap GulingStabilitas terhadap guling pada
e. Daerah Retakan Gaya Horizontal + = 1,484 ton.m/m Gaya Horizontal - = 0,905 ton.m/m Gaya Horizontal Total = 0,579 ton/m Lebar Dasar = 1 m Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2
( 1 PC : 4 PS )Tekanan Geser : = ,
= 0,579ton/m2
= 0,058kg/cm2 < 1,911kg/cm2
SF = = ,, = 33 > 1,5 (OK)
2. Kondisi Kering Statik GempaPada kondisi kering statik gempa
muka air diasumsikan sama dengan kondisistatik yaitu setinggi dengan dasar bangunanpelimpah, seperti pada Gambar 8. Gayayang bekerja pada kondisi kering statikgempa adalah gaya akibat tekanan tanah,gaya akibat beban sendiri, gaya akibattekanan air, gaya gempa, gaya tekanan keatas (Uplift Pressure), dan zona retak (CrackZone.
a. Stabilitas Terhadap GulingStabilitas terhadap guling pada kondisi
statik gempa (dengan gaya gempa) didapat: Momen Tahan Guling (M-):
e. Daerah Retakan Gaya Horizontal + = 2,392 ton/m Gaya Horizontal - = 0,905 ton/m Gaya Horizontal Total = 1,487 ton/m Lebar Dasar = 1 m Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2
( 1 PC : 4 PS ) Tekanan Geser : = ,
= 1,487ton/m2
= 0,149kg/cm2 <1,911kg/cm2
SF = = ,, = 12,85 > 1,2 (OK)
3. Kondisi Banjir StatikPada kondisi banjir statik muka air
setinggi dengan muka air banjir bangunanpelimpah, seperti pada Gambar 9. Gayayang bekerja pada kondisi banjir Statik
adalah gaya akibat tekanan tanah, gayaakibat beban sendiri, gaya akibat tekanan air,gaya tekanan ke atas (Uplift Pressure), danzona retak (Crack Zone).
Gambar 9 Diagram Tegangan Gaya BangunanPelimpah Kondisi Banjira. Stabilitas Terhadap GulingStabilitas terhadap guling pada kondisistatik (tanpa gaya gempa) didapat:
Momen Tahan Guling (M-):8,979 ton.m/m
Momen Guling (M+):3,949 ton.m/m
SFGuling = ,, = 2,2739 > 1,5 (ok)b. Stabilitas Terhadap GeserStabilitas terhadap geser pada kondisistatik (tanpa gaya gempa) didapat:
tg ɸ = 0,613 C = 0,285 ton/m2 Lebar Pondasi = 1,600 m Gaya Vertikal Total = 5,991 ton/m Kapasitas Tahan Geser = 3,307 ton/m Gaya Geser = 2,694 ton/m
SFGeser =( , , , , , ),
= 2,7546 > 1,5 (ok)c. Eksentrisitas
Momen + = 3,949 ton.m/m Momen - = 8,605 ton.m/m Momen Total = 4,657 ton.m/m Gaya Vertikal + = 2,837 ton/m Gaya Vertikal - = 8,828 ton/m Gaya Vertikal Total = 5,991 ton/m Resultan = 1,287 m Lebar Pondasi = 1,600 m
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 50
= , , = 3,862 > 1,5 (ok)e. Daerah Retakan
Gaya Horizontal + = 1,484 ton/m Gaya Horizontal - = 1,257 ton/m Gaya Horizontal Total = 0,227 ton/m Lebar Dasar = 1 m Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2
( 1 PC : 4 PS )Tekanan Geser : = ,
= 0,227 ton/m2
= 0,023kg/cm2 <1,911kg/cm2
SF = = ,, = 88,32 > 1,5 (OK)
4. Kondisi Banjir Statik GempaPada kondisi banjir statik gempa muka airdiasumsikan sama dengan kondisi banjirstatik yaitu setinggi dengan muka air banjirbangunan pelimpah, seperti pada Gambar 9.Gaya yang bekerja pada kondisi kering statikgempa adalah gaya akibat tekanan tanah,gaya akibat beban sendiri, gaya akibattekanan air, gaya gempa, gaya tekanan keatas (Uplift Pressure), dan zona retak (CrackZone).a. Stabilitas Terhadap GulingStabilitas terhadap guling pada kondisi statikgempa (dengan gaya gempa) didapat:
e. Daerah Retakan Gaya Horizontal + = 2,392 ton/m Gaya Horizontal - = 1,257 ton/m Gaya Horizontal Total = 1,134 ton/m Lebar Dasar = 1 m Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2
Pekerjaan SID dan detail desainEmbung Hukung telah dikerjakan oleh PT.Oseano Adhiptaprasarana pada tahun 2014.Dengan hasil perencanaan antara lain:1. Analisa Hidrologi
Perhitungan analisis curah hujanrencana eksisting dihitung dengan 6 metodedistribusi probabilitas yaitu: Distibusi Normal,Distribusi Log Normal 2 Parameter, DistribusiLog Normal 3 Parameter, Distribusi GumbelTipe I, Distribusi Pearson III dan DistribusiLog Pearson III. Perhitungan metode di atasdilakukan dengan bantuan perangkat lunakSMADA dan metode yang mempunyai rata-rata deviasi atau simpangan terkecil diambil
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 51
untuk analisis debit banjir. Hasil perhitungancurah hujan rencana eksisting denganmenggunakan perangkat lunak SMADAdisajikan pada Tabel 13.
Tabel 13 Analisis Curah Hujan RencanaEksisting
(Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014) Catatan: *)Digunakan untuk analisis debit banjir,karena mempunyaisimpangan terkecil.Pada perhitungan debit banjir rencanaeksisting menggunakan 3 Metode yaitudengan Metode Nakayasu, Metode Rasional,dan Metode Der Weduwen. Dengan hasilperhitungan disajikan pada Tabel 14 sebagaiberikut:
Tabel 14 Analisis Debit Banjir RencanaEksisting
(Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014)
(Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014)
Dari Tabel 14 tersebut yang digunakan untukperencanaan selanjutnya adalah Metode UnitHidrograf Nakayasu, mengingat nilai metodeini mendekati nilai rata-rata dari ketigametodetersebut.2. Analisa HidrolikaDimensi bangunan dan saluran pelimpaheksisting, yang telah diperhitungkan olehperencana didapat:
a. Bangunan PelimpahLebar : 10 mTinggi : 1,28 mFreeboard : 1 m
b. Saluran PelimpahLebar : 3 mTinggi : 1 mFreeboard : 1 m
konstruksi bangunan pelimpah eksisting,konstruksi kuat terhadap guling, geser dandaya dukung tanahnya. Dengan nilai faktorkeamanan setiap kondisinya sebagai berikut:a. Kondisi Kering (Faktor Keamanan =1,5)
Guling : 2,61Geser : 4,96Daya Dukung Tanah : 23,37
b. Kondisi Banjir (Faktor Keamanan =1,2)
Guling : 2,91Geser : 13,61Daya Dukung Tanah : 3,16
V. KESIMPULAN DAN SARAN
KesimpulanBerdasarkan hasil perencanaan bangunanpelimpah pembanding dapat disimpulkan:1. Curah hujan rencana eksising dihitungdengan menggunakan program SMADA.Sedangkan curah hujan rencanapembanding dihitung dengan beberapadistribusi probabilitas tanpa menggunakanprogram SMADA. Distribusi yang dipilihsetelah dilakukan uji kecocokan dengankedua metode adalah Distribusi ProbabilitasLog Normal.2. Debit banjir eksisting dihitung dengan 3metode dan pemilihan debit banjir terpilih,dilipih dari grafik rata-rata. Pada debit banjirpembanding ini dihitung dengan 6 metode.Metode yang dipilih untuk desain bangunanpelimpah adalah Metode Nakayasu. Ataspertimbangan pada perhitungan analisalengkung debit Sungai Hukung, elevasi mukaair banjir berada pada kedalaman 1,32 mmdengan debit sebesar 11,647 m3/dtk, debitini identik dengan debit banjir Q-2th MetodeNakayasu dengan debit sebesar 12,45m3/dtk. Sehingga untuk perencanaan
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 52
bangunan pelimpah digunakan debit banjirMetode Nakayasu.3. Untuk perencanaan bangunan pelimpahpembanding, didapat lebar bangunanpelimpah 10 m dengan tinggi muka air banjir1,41 m sedangkan untuk saluran pelimpahdidapat lebar 4 m dengan tinggi muka airbanjir 1 m.4. Untuk bangunan pelimpah pembandingdidesain tanpa menggunakan mercu dengantujuan agar dapat mengurangi biayapelaksanaan dari galian tanah. Denganmaterial/bahan yang digunakan yaitubatukali. Dari hasil perhitungan stabilitaskonstruksi terhadap stabilitas guling,stabilitas geser, stabilitas daya dukung, dandaerah retak serta dihitung dalam kondisibanjir dan kering. Didapat bahwa bangunanpelimpah Embung Hukung aman terhadapbahaya tersebut. Dengan nilai factorkeamanan untuk setiap kondisinya adalah:a. Kondisi Kering Statik (Faktor Kemanan =1,5)- Guling = 2,612- Geser = 2,755- Daya dukung tanah = 2,867- Daerah Retak = 33b. Kondisi Kering Statik Gempa (FaktorKemanan = 1,2)- Guling = 1,690- Geser = 1,945- Daya dukung tanah = 1,768- Daerah Retak = 12,85c. Kondisi Banjir Statik (FaktorKemanan = 1,5)- Guling = 2,274- Geser = 2,760- Daya dukung tanah = 3,862- Daerah Retak = 84,32d. Kondisi Banjir Statik Gempa(Faktor Kemanan = 1,2)- Guling = 1,555- Geser = 1,949- Daya dukung tanah = 2,102- Daerah Retak = 16,85
SaranDapat dilakukan studi lanjutan
mengenai bentuk saluran, material dan jenispondasinya yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
Kamiana, I Made. 2011. Teknik PerhitunganDebit Rencana Bangunan Air (CetakanPertama).Yogyakarta: Graha Ilmu.
Soedibyo. 2003. Teknik Bendungan (CetakanKedua). Jakarta : PT. Pradya Paramita.
Sosrodarsono, Suyono, dan Kensaku Takeda. 2002. Bendungan Type Urugan (CetakanKelima). Jakarta :PT. Pradya Paramita.Subarkah. Iman. 1980. Hidrologi untukPerencanaan Bangunan Air. Bandung: IdeaDharma.