Transcription
View metadata, citation and similar papers at core.ac.ukbrought to you byCOREprovided by Jurnal Universitas Islam MalangSTUDI PERENCANAAN DIMENSI TUBUH BENDUNGAN PADA BENDUNGANRANDUGUNTING KABUPATEN BLORA1Sholeh Afif1, Bambang Suprapto2, Azizah Rachmawati3Mahasiwa Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Islam Malang, e-mail : [email protected] Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Islam Malang, e-mail : [email protected] Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Islam Malang, e-mail : [email protected] Blora terletak diabagian timur Propinsi Jawaa Tengah, dan merupakandaerah yang relatif kering, sumber air yang tersedia relatif sedikit (kecil) dibandingkandengan daerah lainnya di Propinsi Jawa Tengah. Dari keterbatasan sumber air tersebutmaka diperlukan suatu upaya untuk mengembangkan dan mengendalikan yaitu denganmembangun sebuah bendungan dengan perencanaan yang sesuai, perencanaan tubuhbendungan di bangun berdasarkan pertimbangan topografi, hidrologi dan geologi,dengan tipe bendungan adalah bendungan urugan zonal inti tegak. Selanjutnya, akandianalisis stabilitas lereng tubuh bendungan dalam berbagai kondisi. Dari hasil studididapatkan debit banjir rancangan bendungan Randugunting Q1000 th 110,30m3/dt,dan dimensi tubuh bendungan berdasarkan Q1000th dan dikontrol oleh QPMFantara lain tinggi bendungan 27,18 m, elevasi puncak 97,18 m, lebar puncakbendungan 8 m, kemiringan hulu 1 : 2 dan kemiringan hilir 1 : 2. Hasil dari perhitunganstabilitas lereng bagian hulu pada saat muka air FWL kondisi normal SF 1,59 1,5(aman), stabilitas lereng bagian hulu pada saat muka air FWL kondisi gempa SF 1,3 1,1 (aman), Stabilitas lereng bagian hilir pada saat waduk kosong kondisi normal SF 3,04 1,5 (aman), Stabilitas lereng bagian hilir pada saat waduk kosong kondisi GempaSF 2,33 1,1 (aman).Kata Kunci : Bendungan Urugan, Dimensi Bendungan, Stabilitas BendunganPENDAHULUANLatar BelakangSeiring dengan kemajuan teknologi dan metode konstruksi yang bertambah baikdan efisien terbukalah kini kemungkinan untuk merencanakan dan membangun sebuahbendungan dengan ketinggian yang beragam, salah satunya adalah BendunganRandugunting di wilayah Kabupaten Blora yang terletak di bagian timur Propinsi JawaTengah, dan merupakan daerah yang relatif kering, sumber air yang tersedia relatifsedikit (kecil) dibandingkan dengan daerah lainnya di Propinsi Jawa Tengah. Dariketerbatasan sumber air tersebut diperlukan suatu upaya untuk mengembangkan,mengendalikan, memanfaatkan atau menggunakan dan melestarikan sumber air yangseoptimal mungkin, agar dapat mendukung keberadaan dan kebutuhan air penduduksecara terus menerus dan berkelanjutan.Berdasarkan latar belakang di atas penulis bermaksud melakukan StudiPerencanaan Tubuh Bendungan Pada Bendungan Randugunting Kabupaten Blora.Rumusan MasalahDalam studi ini rumusan masalah yang diambil adalah :1. Berapa besar debit banjir rancangan?2. Berapa besar dimensi tubuh bendungan randugunting?186JURNAL REKAYASA SIPIL/VOL.8.NO.3 – FEBRUARI 2020/ISSN 2337-7739
3. Berapa besar kontrol stabilitas tubuh bendungan randugunting?Tujuan Dan ManfaatBerdasarkan landasan teori diatas maka tujuan dari penelitian ini adalah :1. Untuk mengetahui besar debit banjir rancangan.2. Untuk mengetahui hasil dimensi tubuh bendungan yang direncanakan.3. Untuk mengetahui hasil kontrol stabilitas tubuh benfungan.Masukan bagi perencana sehingga dapat menjadi kontrol dalam perencanaan yangsesungguhnya dan menjadi sumber referensi Mahasiswa Universitas Islam Malang.TINJAUAN PUSTAKAPengertian BendunganBendungan Urugan dalah suatu Bendungan yang dibangun dengan caramenimbunkan bahan-bahan seperti : batu, krakal, krikil, pasir dan tanah pada komposisitertentu dengan fungsi sebagai pengempang atau pengangkat permukaan air yangterdapat di dalam waduk di udiknya disebut bendungan type Urungan atau “BendunganUrungan”.Analisa HidrologiAnalisis Hujan Rata-Rata DaerahAnalisis data hidrologi dimaksudkan untuk memperoleh besarnya debit banjirrencana. Debit banjir rencana merupakan debit maksimum rencana di sungai atausaluran alamiah dengan periode ulang tertentu yang dapat dialirkan tanpamembahayakan lingkungan sekitar dan stabilitas sungai. Dalam mendapatkan debitbanjir rencana yaitu dengan menganalisis data curah hujan maksimum pada daerahaliran sungai yang diperoleh dari beberapa stasiun hujan terdekat.Pada studi ini metode yang digunakan untuk menghitung curah hujan adalahmetode rata – rata aritmatik. Jika dirumuskan dalam suatu persamaan adalah sebagaiberikut𝑅1 𝑅2 𝑅3 .𝑅𝑛𝑅̅ . (1)𝑛Dimana:𝑅̅ curah hujan daerahR1.Rn Besarnya curah hujan pada masing – masing stasiun (mm)n Banyaknya stasiun hujanHidrografxSatuanxSintesisxGama 1Hidrograf satuan sintetik Gama I dibentuk oleh tiga komponen dasar yaitu waktunaik (TR), debit puncak (QP) dan waktu dasar (TB). Kurva naik merupakan garis lurus,sedangkan kurva turun dibentuk oleh persamaan sebagai berikut: 𝑡Qt Qp . [ 𝑘 ](Sri Harto, 1993: 112)187JURNAL REKAYASA SIPIL/VOL.8.NO.3 – FEBRUARI 2020/ISSN 2337-7739
Gambar 1. Hidrograf Satuan Sintetis Gama I(Sumber: Sri Harto, 1981:113)Lebar Mercu BendunganGuna memperoleh lebar minimum mercu bendungan, biasanya dihitung denganrumus sebagai berikut (Suedibyo, 2003) :B 3,6 . H1/3-3. (2)Dimana:B lebar mercu bendungan (m)H tinggi bendungan (m)Kemiringan Lereng Tubuh BendunganPada tubuh bendungan urungan mempunyai kemiringan lereng tersebut, untukmerencanakan, kemiringan tersebut dapat ditentukan melalui persamaan :m k .yFS hulu 1 k .y .m. tg ϕ 1,1 .(3)n kFS hilir 1 k . n. tg ϕ 1,1 .(4)Dimana :FS hulu faktor keamanan lereng bagian huluFS hilir faktor keamanan lereng bagian hilirm kemiringan lereng hulun kemiringan lereng hilirk koefisien gempaϕ sudut geser dalamStabilitas Lereng BendunganDalam banyak kasus, untuk membangun sebuah bendungan urungan diharapakanmampu membuat perhitungan stabilitas talud guan memeriksa keamanan taludalamiah, talud galian, dan talud timbunan yang didapatkan, faktor yang perlu dilakukandalam pemeriksaan tersebut adalah menghitung dan membandingkan tegangan geseryang terbentuk sepanjang permukaan retak yang paling mungkin dengan kekuatan geserdari tanahya yang bersangkutan. Kontruksi bendungan dikatakan aman apabiladidaptakan angaka keamanan 1,50 untuk kondisi normal dan 1,10 untuk kondisi gempa.188JURNAL REKAYASA SIPIL/VOL.8.NO.3 – FEBRUARI 2020/ISSN 2337-7739
METODOLOGI PENELITIANLokasi StudiLokasi penelitian ini berada di hulu Sungai Randugunting yang ruas sungainyaberada di Sungai Banyuasin, Desa Kalinanas, Kecamatan Japah, Kabupaten Blora.Tahapan StudiAnalisa HidrologiAnalisis hidrologi dalam studi ini adalah untuk menetukan besarnya debit banjirrancangan. Tahap – tahapnya antara lain:1. Analisis hujan rerata daerah dengan metode rerata aritmatik.2. Analisis hujan rancangan dengan metode Log Person III3. Melakukan uji kesesuaian distribusi (Smirnov – Kolmogorof dan Chi Square)4. Analisis HSS Nakayasu5. Tampungan kapasitas waduk6. Penelusuran banjirAnalisis Stabilitas BendunganAnalisis stabilitas dalam studi ini adalah untuk memeriksa keamanan tubuhbendungan terhadap kelongsoran.HASIL DAN PEMBAHASANAnalisa HidrologiData hidrologi yang tersedia merupakan data curah hujan harian selama 10 tahun(tahun 2009 sampai 2018), yang berasal dari stasiun penakar hujan Sumber dan stasiunpenakar hujan Lawungan. Penetuan curah hujan maksimum dengan periode ulangtertentu dihitung dengan menggunakan analisa frekuensi. Data-data curah hujan yangdiperlukan dalam perencanaan bendunagn adalah data hujan harian maksimum padatiap tahun, sekurang-kurangannya 10 tahun berturut-turut.Curah hujan maksimum rerata daerah ditentukan deengan menggunakan metodearitmatik. Hal ini dikarenakan keterbatasan jumlah stasiun penakar hujan dan data yangtersedia, yang terletak dilokasi calon bendungan, sehinnga stasiun penakar hujan yangdapat mewakili lokasi tersebut hanya ada 2 stasiun yaitu stasiun Sumber dan Lawungan.Tabel 1. Curah Hujan MaksimumStasiunCurah h835,00699,00Sumber : perhitungan189JURNAL REKAYASA SIPIL/VOL.8.NO.3 – FEBRUARI 2020/ISSN 2337-7739
Hidrograf Satuan Sintesik Gama 1Data yang diketahui:Luas DAS (A) 17,98 km2Panjang Sungai Utama (L) 8,70 kmDidapatkan debit puncak banjir rancangan sebagai berikut:Q1000 110,30 m3 / detikQPMF 184,77 m3 / detikANALISA DEBIT BANJIR RANCANGAN METODE GAMA I2002 th5 th10 th25 th100 th200 th1000 thPMF50 thQ BANJIR (M3/DETIK)1501005000 1 2 3 4 5 6 7 8WAKTU9 10 T11(JAM)12 13 14 15 16 17 18 19 20 21Hasil PerhitunganGambar 2. Grafik Hidrograf Banjir HSS Gama ILebar Mercu BendunganLebar mercu Bendungan Randugunting dapat dicari dengan menggunakan rumusdibawah ini :B 3,6 . H1/3 – 3 3,6 . 27,181/3 – 3 7,82 8 mKemiringan Lereng BendunganUntuk menetukan kemiringan tubuh bendungan utama digunakan rumus dibawah ini.Dengan data yang telah diketahui sebagai berikut :γsat 2,14 g/cm3γw 1,00 g/cm3oΦ 38K 0,07m/dtRumus kemiringan lereng bagian hulu bendungan:γsub γsat – γw 2,14 – 1,0 1,14 g/cm31γ γsat / γsub 2,14/1,14 1,88 g/cm3190JURNAL REKAYASA SIPIL/VOL.8.NO.3 – FEBRUARI 2020/ISSN 2337-7739
m k .y¹FShulu 1 k .y .m.tg ϕ 1,11,1 1 0,07 .m 0,07 . 1,88.tg1,88 .m38om 1,89 m untuk keamanan dibulatkan m 2,0 mDari perhitungan diatas didapatkan kemiringan lereng bagian hulu bendunganutama 1 : 2,0. Agar lebih memberikan keamanan yang cukup terhadap kelongsoranmaka kemiringan direncanakan dengan menggunakan rumus di bawah ini :n 0,071,1 .tg 38o1 0,07.nn 1,6 m untuk keamanan dibulatkan n 2,0 mAnalisa Stabilitas Tubuh BendunganDalam perhitungan stabilitas lereng, dianalisis berdasarkan kondisi-kondisi sebagaiberikut:Pada bagian hulu bendungan- Waduk kosong pada keadaan normal- Waduk kosong pada saat terjadi gempaTabel 2. Stabilitas Lereng Hulu Bendungan Saat Waduk Kosong Kondisi Normal(Sumber : Hasil Perhitungan)SF Σ(𝐶 . 𝐼 ) ( 𝑁 . 𝑇𝑎𝑛 𝜙 )Σ𝑇8,90 5907,251885,70 3,14Syarat stabilitas kondisi normal SF 1,5SF (3,14) 1,5 (memenuhi syarat)Keterangan :1. Nomor irisan bidang data luncur (Data)2. Jenis material tiap pias (Data)3. Luasan menurut zona tiap pias (Data)4. Berat isi tanah kering menurut zona tiap pias (Data)5. [3] . [4]6. Sudut yang dibentuk dari sumbu lingkaran ke pias (Data)7. Sin [6]8. Cos [6]191JURNAL REKAYASA SIPIL/VOL.8.NO.3 – FEBRUARI 2020/ISSN 2337-7739
9.10.11.12.13.14.15.[5] . [7][5] . [8]Sudut geser menutut zona timbunan (Data)Tan [11][10] . [12]b/[8]C . [14]Gambar 3. Stabilitas Lereng Hulu Bendungan Saat Waduk Kosong Kondisi NormalTabel 3.Stabilitas Lereng Hulu Bendungan Saat Waduk Kosong Kondisi GempaNo112345678090010Zona2urugan batuurugan batuurugan batuurugan batuurugan batuurugan batuurugan batuurugan batufilterurugan batufilterinti kedap airinti kedap airA(m 2) γd (m 3)34115,49 1,81387,34 1,81423,79 1,81524,56 1,81606,54 1,81648,30 1,81652,46 1,81597,90 1,814,361,79147,47 1,81225,31 1,79116,83 1,28229,86 37,7137,7146,83sin 0,610,73cos 90,68T 4,383,85163,27246,6991,47214,58Te (t/m) Te T 5,23N (t/m) Ne (t/m)1213197,28 -4,84685,02 -10,45763,55 -5,13949,21 1,511086,94 10,801133,60 21,221094,26 31,09941,06 37,416,790,27211,17 11,43319,06 17,27118,31 6,40201,30 0,0038,0040,0020,0020,00tan 360,36(N-Ne) . tan 015,47156,05253,2340,7367,805825,05(Sumber : Hasil Perhitungan)SF Σ(𝐶 . 𝐼 ) ( 𝑁 . 𝑁ₑ ).tan 𝜙Σ (𝑇 𝑇ₑ)8,90 5825,052425,23 2,41Syarat stabilitas kondisi gempa SF 1,1SF (2,41) 1,1 (memenuhi syarat)192JURNAL REKAYASA SIPIL/VOL.8.NO.3 – FEBRUARI 2020/ISSN 2337-7739I ,4611,4613,26C . I 02,382,768,90
Keterangan :1. Nomor irisan bidang data luncur (Data)16. ([12] – [13]) . [15]2. Jenis material tiap pias (Data)17. B/[8]3. Luasan menurut zona tiap pias (Data)18. C . [14]4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.Berat isi tanah kering menurut zona tiap pias (Data)[3] . [4]Sudut yang dibentuk dari sumbu lingkaran ke pias (Data)Sin [6]Cos [6][5] . [7][5] . [8] . K[9] [10][5] . [8][5] . [7] . KSudut geser menutut zona timbunan (Data)Tan [14]Gambar 4. Stabilitas Lereng Hulu Bendungan Saat Waduk Kosong Kondisi GempaPENUTUPKesimpulanBerdasarkan perhitungan dan analisa yang dilakukan sesuai dengan rumusanmasalahpada kajian ini, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:1. Debit banjir rancangan Bendungan Randugunting inflow Q1000 th 110,30 m3/dt2. Besar dimensi Bendungan Randugunting adalah sebagai berikut : Tinggi Bendungan 27,18 m Elevasi puncak Bendungan 97,18 m Lebar puncak Bendungan 8m Kemiringan Hulu 1 : 2,0 Panjang Bendungan 340,00 m3.193JURNAL REKAYASA SIPIL/VOL.8.NO.3 – FEBRUARI 2020/ISSN 2337-7739
3. Hasil analisis stabilitas menghasilkan nilai sebagai berikut :Stabilitas lereng bagian hulu pada saat waduk kosong.Normal: SF 3,14 1,5amanGempa: SF 2,41 1,1amanDAFTAR PUSTAKASosrodarsono, Suyono, & Takeda, Kensaku, 1977. Bendungan Tipe Urugan, PradnyaParamita, JakartaSuedibyo, 2003, Teknik Bendungan. PT Pradnya Paramita. Jakarta194JURNAL REKAYASA SIPIL/VOL.8.NO.3 – FEBRUARI 2020/ISSN 2337-7739
bendungan di bangun berdasarkan pertimbangan topografi, hidrologi dan geologi, dengan tipe bendungan adalah bendungan urugan zonal inti tegak. Selanjutnya, akan dianalisis stabilitas lereng tubuh bendungan dalam berbagai kondisi. Dari hasil studi didapatkan debit
