Page 1
STUDI OPTIMASI DIMENSI SISTEM PENGELAK
PADA BENDUNGAN TUGU DI KABUPATEN
TRENGGALEK
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
IMAM ANUGRAH RIZALDI
201410340311239
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
Page 4
iv
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Puji syukur penyusun panjatkan atas kehadirat Allah Allah Subhanahu Wa
Ta’la yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat
menyelesaikan penyusunan tugas akhir yang berjudul “Studi Optimasi Dimensi
Sistem Pengelak Pada Bendungan Tugu di Kabupaten Trenggalek” ini dengan
baik dan tepat pada waktunya.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh
mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Malang sebagai salah satu syarat mencapai gelar kesarjanaan.
Selama mengerjakan Tugas Akhir ini, penyusun banyak mendapatkan
bantuan, petunjuk, arahan serta dukungan moril dan materiil dari berbagai pihak.
Karena itu dalam kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Fauzan, M.Pd. selaku Rektor dari Universitas Muhammadiyah
Malang.
2. Bapak Dr. Ahmad Mubin, ST., MT. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT. selaku Dosen Wali.
5. Bapak Dr. Ir. Sulianto, MT. selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Ir. H.
E. Meiyanto, MT. selaku Dosen Pembimbing II.
6. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Malang yang telah banyak memberi bekal ilmu pengetahuan kepada
penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan menyelesaikan
penulisan Tugas Akhir ini.
Page 5
v
7. Kedua Orang tua dan keluarga saya yang banyak memberikan bantuan
moril, material, arahan, dan selalu mendoakan keberhasilan dan
keselamatan selama menempuh pendidikan.
8. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Sipil khususnya angkatan 2014 yang telah
banyak memberikan masukan kepada penulis baik selama dalam
mengikuti perkuliahan maupun dalam penulisan Tugas Akhir ini.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas
Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh
dari kata sempurna karena keterbatasan ilmu dan pengetahuan, oleh karena itu
segala masukan, kritik, dan saran yang membangun sangat diharapkan demi
perbaikan tugas akhir ini.
Akhir kata, penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi seluruh
pembacanya. Amin.
Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Malang, 23 Februari 2019
Penulis
Page 6
viii
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan ...................................................................................................... ii
Surat Pernyataan........................................................................................................... iii
Kata Pengantar ............................................................................................................. iv
Abstrak ......................................................................................................................... vi
Abstract ....................................................................................................................... vii
Daftar Isi..................................................................................................................... viii
Daftar Tabel ................................................................................................................. xi
Daftar Gambar ............................................................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................................ 2
1.4 Tujuan ................................................................................................................ 3
1.5 Manfaat .............................................................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 4
2.1 Analisa Hidrologi .............................................................................................. 4
2.2 Penelusuran Banjir Melalui Conduit ................................................................. 4
2.3 Dimensi Bendungan Pengelak ........................................................................... 8
2.3.1 Tinggi Bendungan Pengelak ..................................................................... 8
2.3.2 Lebar Puncak Bendungan Pengelak ......................................................... 9
2.3.3 Tipe Bendungan Pengelak ...................................................................... 10
2.3.4 Stabilitas Bendungan Pengelak ............................................................... 10
Page 7
ix
2.4 Dimensi Conduit .............................................................................................. 14
2.4.1 Penampang Dimensi Conduit ................................................................. 14
2.4.2 Konstruksi Dimensi Conduit .................................................................. 14
2.4.3 Pembebanan ............................................................................................ 14
2.4.4 Tulangan ................................................................................................. 17
2.5 Biaya Konstruksi ............................................................................................. 19
2.6 Teknik Optimasi .............................................................................................. 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.................................................................... 22
3.1 Umum .............................................................................................................. 22
3.2 Lokasi Studi ..................................................................................................... 22
3.3 Data Perencanaan ............................................................................................ 23
3.3.1 Data Hidrograf ........................................................................................ 23
3.3.2 Data Teknis Saluran Pengelak ................................................................ 23
3.4 Bagan Alir Studi Optimasi Dimensi Sistem Pengelak Bendungan Tugu ....... 24
BAB IV PEMBAHASAN ........................................................................................... 25
4.1 Penelusuran Banjir .......................................................................................... 25
4.2 Dimensi Bendungan Pengelak ......................................................................... 54
4.2.1 Tinggi dan Lebar Bendungan Pengelak .................................................. 54
4.2.2 Stabilitas Bendungan Pengelak ............................................................... 56
4.3 Dimensi Saluran Pengelak ............................................................................... 66
4.3.1 Pembebanan ............................................................................................ 67
4.3.2 Perhitungan Tulangan ............................................................................. 71
4.4 Rencana Anggaran Biaya ................................................................................ 74
Page 8
x
4.5 Optimasi Dimensi Sistem Pengelak ................................................................ 81
BAB V PENUTUP ...................................................................................................... 83
5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 83
5.2 Saran ................................................................................................................ 83
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 84
Page 9
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Aliran Tekan ......................................................................................... 7
Gambar 2.2 Skema Perhitungan Dengan Metode Irisan Bidang Luncur ............... 12
Gambar 2.3 Gaya Yang Berkerja Pada Box Culvert .............................................. 15
Gambar 2.4 Berat Sendiri Bangunan ..................................................................... 16
Gambar 2.5 Gaya Uplift ......................................................................................... 17
Gambar 2.6 Grafik Hubungan Antara Dimensi Pengelak dan Biaya Konstruksi .. 20
Gambar 3.1 Lokasi Bendungan Tugu .................................................................... 22
Gambar 3.2 Kurva kapasitas tampungan dan luas bendungan tugu ...................... 23
Gambar 4.1 Kurva Hubungan antara H (m) dan Q (m) pada Aliran Bebas Dimensi
2 m x 2 m ............................................................................................................... 27
Gambar 4.2 Kurva Hubungan antara H (m) dan Q (m) pada Aliran Tekan Dimensi
2 m x 2 m ............................................................................................................... 30
Gambar 4.3 Hubungan antara H (m) dan Ψ (m3/det) Dimensi 2 m x 2 m ............ 31
Gambar 4.4 Hubungan antara Q (m3/det) dan φ (m3/det) Dimensi 2 m x 2m ...... 32
Gambar 4.5 Kurva Penelusuran Banjir Lewat Waduk Melalui Konduit Dimensi 2
m x 2 m .................................................................................................................. 33
Gambar 4.6 Tinggi MAW dari Dasar Konduit Dimensi 2 m x 2 m....................... 33
Gambar 4.7 Hubungan antara H (m) dan Q (m3/det) pada Aliran Bebas Dimensi
2,5 m x 2,5 m ......................................................................................................... 34
Gambar 4.8 Hubungan antara H (m) dan Q (m3/det) pada Aliran Tekan Dimensi
2,5 m x 2,5 m ......................................................................................................... 37
Gambar 4.9 Hubungan antara H (m) dan Ψ (m3/det) Dimensi 2,5 m x 2,5 m ...... 38
Gambar 4.10 Hubungan antara Q(m3/det) dan φ (m3/det) Dimensi 2,5 m x 2,5
m ............................................................................................................................. 38
Gambar 4.11 Kurva Penelusuran Banjir Lewat Waduk Melalui Konduit Dimensi
2,5 m x 2,5 m ......................................................................................................... 40
Gambar 4.12 Tinggi MAW dari Dasar Konduit Dimensi 2,5 m x 2,5 m............... 40
Gambar 4.13 Hubungan antara H (m) dan Q (m3/det) pada Aliran Bebas Dimensi
3 m x 3 m ............................................................................................................... 41
Page 10
xiv
Gambar 4.14 Hubungan antara H (m) dan Q (m3/det) pada Aliran Tekan Dimensi
3 m x 3 m ............................................................................................................... 44
Gambar 4.15 Hubungan antara H (m) dan Ψ (m3/det) Dimensi 3 m x 3 m .......... 45
Gambar 4.16 Hubungan antara Q (m3/det) dan φ (m3/det) Dimensi 3 m x 3 m ... 45
Gambar 4.17 Kurva Penelusuran Banjir Lewat Waduk Melalui Konduit Dimensi 3
m x 3 m .................................................................................................................. 47
Gambar 4.18 Tinggi MAW dari Dasar Konduit Dimensi 3 m x 3 m..................... 47
Gambar 4.19 Hubungan antara H (m) dan Q (m3/det) pada Aliran Bebas Dimensi
3,5 m x 3,5 m ......................................................................................................... 48
Gambar 4.20 Hubungan antara H (m) dan Q (m3/det) pada Aliran Tekan Dimensi
3,5 m x 3,5 m ......................................................................................................... 51
Gambar 4.21 Hubungan antara H (m) dan Ψ (m3/det) Dimensi 3,5 m x 3,5 m .... 52
Gambar 4.22 Hubungan antara Q(m3/det) dan φ (m3/det) Dimensi 3,5 m x 3,5
m ............................................................................................................................. 52
Gambar 4.23 Kurva Penelusuran Banjir Lewat Waduk Melalui Konduit Dimensi
3,5 m x 3,5 m ......................................................................................................... 54
Gambar 4.24 Tinggi MAW dari Dasar Konduit Dimensi 3,5 m x 3,5 m............... 54
Gambar 4.25 Bendungan Pengelak 2 x 2 ............................................................... 57
Gambar 4.26 Garis Depresi pada Bendungan Pengelak ........................................ 58
Gambar 4.27 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi kosong tanpa gempa 62
Gambar 4.28 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi kosong dengan
gempa ..................................................................................................................... 62
Gambar 4.29 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi banjir tanpa gempa .. 63
Gambar 4.30 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi banjir dengan gempa 63
Gambar 4.31 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi rapid drawdown tanpa
gempa ..................................................................................................................... 64
Gambar 4.32 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi rapid drawdown tanpa
gempa ..................................................................................................................... 64
Gambar 4.33 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi banjir tanpa gempa .. 64
Gambar 4.34 Hasil analisa untuk bagian hulu pada kondisi banjir dengan gempa 65
Gambar 4.35 Penampang Melintang Box Conduit ................................................. 66
Page 11
xv
Gambar 4.36 Diagram Pembebanan ...................................................................... 66
Gambar 4.37 Beban yang berkerja pada saluran dimensi 2 m x 2 m ..................... 68
Gambar 4.38 Beban yang berkerja pada saluran dimensi 2,5 m x 2,5 m ............... 69
Gambar 4.39 Beban yang berkerja pada saluran dimensi 3 m x 3 m ..................... 69
Gambar 4.40 Beban yang berkerja pada saluran dimensi 3,5 m x 3,5 m ............... 70
Gambar 4.41 Penampang saluran conduit .............................................................. 74
Gambar 4.42 Profil memanjang cofferdam ............................................................ 79
Gambar 4.43 Grafik Hubungan antara Biaya Sistem Pengelak dengan Dimensi
Saluran Pengelak .................................................................................................... 81
Page 12
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Nilai koefisien kekasaran manning .......................................................... 5
Tabel 4.1 Analisa kapasitas aliran bebas pada pengelak........................................ 27
Tabel 4.2 Analisa kapasitas aliran tekan pada pengelak ........................................ 27
Tabel 4.3 Hubungan elevasi – tampungan – debit (H – S – Q) ............................. 30
Tabel 4.4 Perhitungan penelusuran banjir lewat waduk melalui konduit ............. 32
Tabel 4.5 Analisa kapasitas aliran bebas pada pengelak........................................ 34
Tabel 4.6 Analisa kapasitas aliran tekan pada pengelak ........................................ 34
Tabel 4.7 Hubungan elevasi – tampungan – debit (H – S – Q) ............................. 37
Tabel 4.8 Perhitungan penelusuran banjir lewat waduk melalui konduit ............. 38
Tabel 4.9 Analisa kapasitas aliran bebas pada pengelak........................................ 41
Tabel 4.10 Analisa kapasitas aliran tekan pada pengelak ...................................... 41
Tabel 4.11 Hubungan elevasi – tampungan – debit (H – S – Q) ........................... 44
Tabel 4.12 Perhitungan penelusuran banjir lewat waduk melalui konduit ........... 46
Tabel 4.13 Analisa kapasitas aliran bebas pada pengelak...................................... 48
Tabel 4.14 Analisa kapasitas aliran tekan pada pengelak ...................................... 48
Tabel 4.15 Hubungan elevasi – tampungan – debit (H – S – Q) ........................... 51
Tabel 4.16 Perhitungan penelusuran banjir lewat waduk melalui konduit ........... 52
Tabel 4.17 Tinggi dan lebar bendungan pengelak ................................................. 56
Tabel 4.18 Koordinat garis depresi bendungan pengelak 2 m x 2 m ..................... 57
Tabel 4.19 Koordinat garis depresi bendungan pengelak 2,5 m x 2,5 m ............... 58
Tabel 4.20 Koordinat garis depresi bendungan pengelak 3 m x 3 m ..................... 58
Tabel 4.21 Koordinat garis depresi bendungan pengelak 3,5 m x 3,5 m
Tabel 4.22 Kapasitas aliran filtrasi dan factor keamanan terhadap piping dan
boiling .................................................................................................................... 60
Tabel 4.23 Parameter perencanaan ........................................................................ 61
Tabel 4.24 Faktor keamanan kritis longsor ............................................................ 65
Tabel 4.25 Perhitungan konstruksi saluran ............................................................ 68
Tabel 4.26 Perhitungan momen ............................................................................. 70
Tabel 4.27 Perhitungan tulangan saluran ............................................................... 73
Tabel 4.28 Volume dan biaya beton ...................................................................... 74
Page 13
xii
Tabel 4.29 Berat tulangan utama dan biaya saluran dimensi 2 x 2 m ................... 76
Tabel 4.30 Berat tulangan bagi dan biaya saluran dimensi 2 x 2 m...................... 76
Tabel 4.31 Berat tulangan utama dan biaya saluran dimensi 2,5 x 2,5 m ............. 76
Tabel 4.32 Berat tulangan bagi dan biaya saluran dimensi 2,5 x 2,5 m................ 77
Tabel 4.33 Berat tulangan utama dan biaya saluran dimensi 3 x 3 m ................... 77
Tabel 4.34 Berat tulangan bagi dan biaya saluran dimensi 3 x 3 m...................... 77
Tabel 4.35 Berat tulangan utama dan biaya saluran dimensi 3,5 x 3,5 m ............. 78
Tabel 4.36 Berat tulangan bagi dan biaya saluran dimensi 3,5 x 3,5 m................ 78
Tabel 4.37 Volume dan biaya pekerjaan bekisting ................................................ 78
Tabel 4.38 Volume dan biaya pekerjaan cofferdam............................................... 79
Tabel 4.39 Rekapitulasi biaya pekerjaan sistem pengelak ..................................... 80
Page 14
84
DAFTAR PUSTAKA
Sosrodarsono, Suyono dan Kensaku Takeda.1977, Bendungan Type Urugan,
PT.Pradnya Paramita, Jakarta.
Soemarto, CD. 1986, Hidrologi Teknik, Usaha Nasional, Surabaya.
Direktorat Jendral Departemen Pekerjaan Umum. 2009. Standar Perencanaan Irigasi
– Kriteria Perencanaan 06. Jakarta : Badan Penerbit Departemen Pekerjaan
Umum.
Direktorat Jendral Departemen Pekerjaan Umum. 2009. Standar Perencanaan Irigasi
– Kriteria Perencanaan 03. Jakarta : Badan Penerbit Departemen Pekerjaan
Umum.
Das, Braja M. 1985. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1.
Terjemahan oleh Noor Endah Mochtar dan Indrasurya B. Mochtar. 1988.
Surabaya : Penerbit Erlangga.
Das, Braja M. 1985. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 2.
Terjemahan oleh Noor Endah Mochtar dan Indrasurya B. Mochtar. 1988.
Surabaya : Penerbit Erlangga.
Hardiyatmo, Hary Christady. 1996 . Teknik Pondasi 1. Jakarta: Gramedia Pustaka
Utama
Hardiyatmo, H.C.,(2007), Mekanika Tanah I, Edisi keempat, Gadjah Mada
University Press, Yogyakarta
Dipohusodo, Istimawan. 1994, Struktur Beton Bertulang, PT. Gramedia Pustaka
Utama, Jakarta.
Dandekar, M.M. dan Sharma, K.N. (1991). Pembangkit Listrik Tenaga Air.
Universitas Indonesia (UI-Press), Jakarta, 566 halaman.
Triatmodjo, Bambang. 1993, Hidraulika II, Beta Offset, Yogyakarta.