hayuning santa asisi-21010111140196-kelas c-kode doswal 2205.pdf

TUGAS BANGUNAN AIR

BENDUNG GERAK KEPOHBARU UNTUK KEPERLUAN AIR

BAKU DAN IRIGASI DESA SUMBERHARJO KECAMATAN

KEPOHBARU KABUPATEN BOJONEGORO

Oleh :

Hayuning Santa Asisi

NIM : 21010111140196

Doswal : 2205

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2015

BAB I

LATAR BELAKANG

Kabupaten Bojonegoro yang terletak di antara 112°25’ BT sampai dengan

112°09’BT dan 6°59’ LS sampai dengan 7°37’LS mempunyai luas wilayah lebih dari 2000

km2, dengan 81,29 persen dari luas wilayah Kabupaten Bojonegoro berada pada ketinggian

25 m atau lebih dan yang lainnya berada pada ketinggian 25 m.

Untuk membangun sektor pertanian pemerintah setempat melakukan pembangunan

besar-besaran di sektor pertanian. dengan dana pinjaman dari ADB pemerintah Kabupaten

Bojonegoro membangun saluran irigasi dan bendung gerak di Bojonegoro. diharapkan

pembangunan di sektor pertanian dapat meningkatkan pendapatan kabupaten dan

mencukupi kebutuhan pangan domestik.

Sejalan dengan perubahan iklim global dan perubahan lingkunan di Daerah Aliran

Sungai (DAS) , maka ketersediaan air di daerah irigasi menjadi semakin berkurang dengan

keandalan yang semakin menurun.Hal tersebut ditambah lagi adanya pergeseran nilai air,

meningkatnya persaingan penggunaan air, dan minimnya peran serta masyarakat dalam

pengelolaan air yang semuanya mengakibatkan sulitnya memenuhi kebutuhan air bagi

pengguna. di lain pihak, tuntutan terhadap pertanian serta ketersediaan air meningkat baik

secara kualitas dan kuantitas menyebabkan sektor pemanfaatan air paling diutamakan.

BAB II

LOKASI BENDUNG

Desa Sumberharjo terletak di Kecamatan Kepohbaru termasuk dalam wilayah

Bojonegoro bagian barat yang terletak 23 m dpl Bojonegoro dan memiliki topografi yang

relatif datar dan terdapat 2 stasiun hujan yaitu Stasiun Hujan Kerjo dan Stasiun Hujan

Medalem. Kali Sumberharjo yang terletak di desa Sumberharjo merupakan sungai periodik

sehingga hanya teraliri air pada musim penghujan sedangkan pada musim kemarau sungai

tersebut mengering. Mengingat kebutuhan air sangat penting untuk kelangsungan hidup

masyarakat sekitar, dibangun bendung gerak di aliran kali Sumberharjo agar potensi air di

daerah tersebut bisa dimanfaatkan untuk air baku dan irigasi.Perlu diketahui pola tanam

yang digunakan adalah padijagung-palawija.

Gambar 2.1. Lokasi Bendung Gerak

Gambar 2.2. Lokasi Bendung Gerak

KP penunjang

Gambar 2.3. Bagan Alir Survey Lapangan

Mulai

Studi Literatur

Survey lapangan

Data Pengumpulan

Analisa Hidrologi

Perencanaan

Bendung Gerak

Analisa

Kestabilan

Kesimpulan

Bumi Peta Rupa

Data curah hujan

Data Mekanika tanah

Data eksisting sungai

TIDAK

YA

KP Penunjang, KP

1-7, Perhitungan

Debit Bangunan

Air

Gambar 2.3. Bagan Alir Pengumpulan Data

Mulai

Studi Literatur

Survey lapangan

Data Pengumpulan

Analisa Hidrologi

Perencanaan

Bendung Gerak

Analisa

Kestabilan

Kesimpulan

Bumi Peta Rupa

Data curah hujan

Data Mekanika tanah

Data eksisting sungai

TIDAK

YA

Mengetahui

keadaan sungai

serta kondisi lokasi

Gambar 2.3. Bagan Alir Analisa Hidrologi

Mulai

Studi Literatur

Survey lapangan

Data Pengumpulan

Analisa Hidrologi

Perencanaan

Bendung Gerak

Analisa

Kestabilan

Kesimpulan

Bumi Peta Rupa

Data curah hujan

Data Mekanika tanah

Data eksisting sungai

TIDAK

YA

- Perhitungan hujan rata-rata

- Perhitungan hujan rencana

- Uji distribusi probabilitas

dengan uji chi kuadrat dan uji

smirnov Kolmogorov

- Perhitungan debit maksimum

dengan metode rasional

- Perhitungan hidrograf dengan

metode nakayasu

Gambar 2.3. Bagan Alir Perencanaan Bendung Gerak

Mulai

Studi Literatur

Survey lapangan

Data Pengumpulan

Analisa Hidrologi

Perencanaan

Bendung Gerak

Analisa

Kestabilan

Kesimpulan

Bumi Peta Rupa

Data curah hujan

Data Mekanika tanah

Data eksisting sungai

TIDAK

YA

- Desain pintu

- Perhitungan stang pintu

- Perhitungan gaya tekuk stang

- Perhitungan puntiran stang

Gambar 2.3. Bagan Alir Analisa Kestabilan

Mulai

Studi Literatur

Survey lapangan

Data Pengumpulan

Analisa Hidrologi

Perencanaan

Bendung Gerak

Analisa

Kestabilan

Kesimpulan

Bumi Peta Rupa

Data curah hujan

Data Mekanika tanah

Data eksisting sungai

TIDAK

YA

- Tekanan

hidrostatis

- Berat pilar

- ½ berat pintu

- Pa (tekanan aktif)

- Pp (tekanan pasif)

- Kestabilan geser

- Kestabilan guling

- Rembesan

BAB III

ANALISA HIDROLOGI

Data curah hujan maksimum diambil dari stasiun Mendalem dan Stasiun Kerjo selama 10

tahun diambil dalam kurun waktu 2001-2010.

Tabel 3.1 Data Curah Hujan 2 Stasiun (Sumber Balai Besar Pengairan Bojonegoro)

3.1 Analisa Data Curah Hujan

Sebelum data hidrologi dipergunakan dalam analisa-analisa perlu diadakan uji

kualitas terlebih dahulu agar dalam perhitungan dapat dipertanggungjawabkan. Uji

tersebut meliputi :

a. Uji konsistensi

b. Uji Homogenitas data

3.1.1 Uji Konsistensi

Uji konsistensi data agar ketepatan (accurancy) dan ketelitian (precision) data

dapat dicapai. Ketidaksesuaian data dapat mengakibatkan penyimpangan terhadap hasil

terakhir perhitungan. Adanya beberapa factor yang menyebabkan ketidaksesuaian data

antara lain :

a. Spesifikasi alat penakar berubah

b. Tempat alat ukur dipindah

c. Perubahan lingkungan di sekitar alat penakar

d. Cara memasang alat penakar yang kurang baik

Uji konsistensi dapat dilakukan dengan metode massa (double mass curve analysis)

dengan menggambarkan korelasi antara akumulatif tinggi hujan harian maksimum tahunan

dan stasiun yang dicek dengan stasiun acuan. Jika semua titik dianalisa dengan garis lurus

dan ternyata benar maka rangkaian data tersebut dinyatakan konsisten.

Tabel 3.2 Uji Konsistensi Data Curah Hujan Maksimum dari 2 Stasiun Hujan

Gambar 3.1 Grafik Double Mass Curve Analysis Stasiun Medalem dan Stasiun Kerjo

Dari tampilan grafik double mass curve dapat diambil kesimpulan bahwa

data hujan hujan stasiun Kerjo dan Medalem sudah konsisten.

3.1.2 Uji Homogenitas Data

Uji homogenitas bertujuan agar mengetahui apakah seri data yang terkumpul dari stasiun

pengukur yang berada di dalam suatu daerah pengaliran atau salah satu berada di luar

daerah pengaliran yang bersangkutan berasal dari popularitas yang sama atau bukan.

Pengujian homogeritas suatu seri data dilakukan dengan metode Uji-t yang rumusnya

sebagai berikut :

Tabel 3.4 Perhitungan Uji Homogeritas Data dengan Uji-t

Dari table 3.3 didapat nilai t kritis untuk Distribusi Uji-t dua sisi lihat lampiran (1.1)

dapat dilihat untuk nilai dk=18 dan derajat kepercayaan 5 % atau 0,05 diperoleh nilai t

table = 1,734.

Oleh karena t terhitung= -0,47 sedangkan t kritis = 1,734 diperoleh t terhitung < t

kritis. Maka dapat disimpulkan bahwa seri data hujan dari stasiun Kerjo dan stasiun

Medalem pada table 3.3 adalah homogen atau berasal dari satu populasi.

3.2 Curah Hujan

3.2.1 Curah Hujan Rata-Rata

Wilayah DAS Kepohbaru merupakan daerah yang relative datar sehingga metode

perhitungan hujan rata-rata menggunakan Metode Aritmathic mean.

Metode arithmetic mean :

Tabel 3.5 Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata

3.4 Perhitungan Curah Hujan Rencana

Dari data curah hujan yang diambil 2 stasiun hujan selama 10 tahun. Maka akan dapat

diperkirakan hujan rencana pada masing-masing periode waktu metode-metode yang

dipergunakan adalah sebagai berikut :

a. Metode distribusi Normal

b. Metode distribusi Gumbel

c. Metode distribusi Log Normal

d. Metode distribusi Log Person Type III

Tabel 3.6 Perhitungan Parameter Statistik

3.4.2 Metode Distribusi Normal

Perhitungan Curah hujan rencana periode ulang 5 tahun dan 10 tahun Metode Distribusi

Normal

Tabel 3.7 Perhitungan Curah Hujan Rencana Periode Ulang untuk T tahun

Menggunakan Metode Distribusi Normal

3.4.3 Metode Distribusi Gumbel

Perhitungan Curah Hujan rencana periode ulang 5 tahun dan 10 tahun Metode

Distribusi Gumbel

Tabel 3.8 Perhitungan curah hujan untuk T tahun menggunakan Metode Distribusi

Gumbel

Tabel 3.9 Perhitungan Logaritma s Curah Hujan Rencana

3.4.4 Metode Distribusi Log Normal

Perhitungan Curah Hujan Rencana periode ulang 5 tahun dan 10 tahun Metode Distribusi

Log Normal.

Tabel 3.10 Curah Hujan Rencana untuk Periode Ulang T tahun dengan Distribusi

Probabilitas Log Normal

3.4.4 Metode Distribusi Log Person III

Perhitungan Curah hujan rencana periode ulang 5 tahun dan 10 tahun Metode Distribusi

Log Person III

Tabel 3.11 Curah hujan rencana dengan periode ulang T untuk distribusi

probabilitas Log Person III

Tabel 3.12 Rekapitulasi perhitungan curah hujan rencana dengan Periode Ulang T

tahun

Tabel 3.12 Persyaratan Parameter statistic suatu distribusi

3.4.1 Perhitungan Parameter Dasar Statistik

Dari perhitungan parameter statistic koefisien kepencengan dan kurtosis maka jenis

distribusi yang digunakan adalah distribusi Log Person III mengacu pada table 3.11

Persyaratan Parameter Statistik.

3.5 Uji Distribusi Probabilitas

Untuk menentukan kecocokan (the goodness of the fit test) distribusi frekuensi dari

contoh data terhadap fungsi distribusi peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan

atau mewakili distribusi frekuensi tersebut diperlukan pengujian parameter.

Pengujian parameter yang dilakukan dalam analisa kali ini adalah uji parameter :

a. Uji chi-Kuadrat

b. Uji Smirnov-Kolmogorof

3.5.1 Uji Chi-Kuadrat

Uji ini dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang

dipilih mewakili distribusi peluang yang dipilih dapat mewakili distribusi stastistik

sample data yang dianalisis. Pengambilan keputusan uji ini menggunakan parameter

X2 .

Untuk menghitung nilai uji chi-kuadrat langkah-langkahnya sebagai berikut :

Tabel 3.14 Pengurutan curah hujan dari besar ke kecil

1. Menghitung jumlah kelas

3.Menghitung Kelas Dsistribusi

4.Menghitung Interval Kelas

Selanjutnya dapat disusun perhitungan seperti ditunjukkan table 3.15

Tabel 3.15 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat Distribusi Gumbel

Kesimpulan :

a. Dsitribusi Probabilitas Normal

Nilai KT berdasarkan nilai T lampiran 1.3

Tabel 3.16 Perhitungan Uji Chi-Kuadrat Distribusi Normal

Kesimpulan :

b. Distribusi Probabilitas Log Normal

Nilai Kr berdasarkan nilai T lampiran 1.4

Tabel 3.17 Perhitungan Uju Chi Kuadarat Distribusi Log Normal

Kesimpulan :

c. Distribusi Probabilitas Log Person III KT dihitung berdasar nilai CS atau G

= 0,018

Tabel 3.18 Perhitungan Uji chi-Kuadrat Distribusi Log Person III

Kesimpulan :

Tabel 3.19 Rekapitulasi X2 dan X2 cr

Syarat suatu distribusi memenuhi uji chi-kuadrat adalah X2 < X2 cr

berdasarkan hasil uji chi-kuadrat, semua distribusi probabilitas dapat

diterima untuk menganalisa data hujan.

3.5.2 Uji Smirnov-Kolmogorof

Tabel 3.20 Perhitungan Uji Distribusi Log Person III

Tabel 3.21 Perhitungan Uji Distribusi Normal dengan Metode

Smirnov-Kolmogorof

Keterangan :

3.6 Perhitungan Debit Maksimum

Debit maksimum atau debit puncak adalah debit terbesar yang

terjadi hanya sekali dalam periode ulang tertentu, untuk menghitung

besarnya debit puncak dapat menggunakan metode rasional.

Q = 0,278 x C x 1 x A

Menghitung Q2 dan Q3 (dengan cara rumus kontinuitas untuk

memperoleh perbandingan Q)

Penampang Q3

Gamber 3.3 Penampang Sungai Q3

3.7 Perhitungan Debit Metode Nakayasu

3.7.1 Perhitugan Distribusi Hujan Terpusat

Hasil pengamatan di Indonesia hujan terpusat tidak lebih dari 7

jam, maka dalam perhitungan ini diasumsikan hujan terpusat maksimum

adalah 5 jam sehari.

Tabel 3.22 Perhitungan Distribusi Hujan tiap jam

Tabel 3.23 Perhitungan Distribusi Hujan Efektif

3.7.2 Perhitungan Unit Hidrograf Nakayasu

Langkah-langkah perhitungan hidrograf Nakayasu dibentuk oleh seperangkat

persamaan di bawah ini :

Tabel 3.24 Perhitungan Hidrograf Lengkung Naik

Tabel 3.25 Perhitungan Hidrograf lengkung turun

Tabel 3.26 Perhitungan Hidrograf Lengkung Turun

Tabel 3.27 Perhitungan Hidrograf Lengkung Turun

Tabel 3.29 Ordinat Hidrograf Nakayasu

Grafik 3.4 Grafik Hidrograf Sintetik Nakayasu

Tabel 3.30 Perhitungan Debit Banjir Periode Ulang 5 tahun

Tabel 3.31 Perhitungan Hidrograf Debit Banjir Periode Ulang 10 Tahun

Grafik 3.5 Grafik Hidrograf Banjir Periode Ulang 5 Tahun

Grafik 3.6 Grafik Hidrograf Banjir Periode Ulang 10 Tahun

BAB IV

PERENCANAAN BENDUNG GERAK

4.1 Umum

Bendung gerak merupakan salah satu bangunan melintang sungai yang berguna

untuk meninggikan elevasi muka air, hampir mirip bending tetap.

Pembangunan Bendung gerak diutamakan karena lebih efisien daripada bendung

tetap karena sumber daya kayu di Bojonegoro cukup memadai, masih banyak terdapat

hutan jati di Bojonegoro.

4.2 Pemilihan Lokasi Bendung

Untuk lokasi suatu bendung, maka lokasinya harus benar-benar diperhatikan.

Lokasi bangunan dari pemilihan tipe bangunan yang paling cocok dipengaruhi oleh

beberapa factor antara lain, sungai, elevasi yang diperlukan untuk irigasi, topografi pada

lokasi perencanaan, kondisi geologi teknik dan metode palaksanaan (KP02 hal 19)

Penggunaan bendung gerak dipertimbangkan karena :

a. Kemiringan dasar sungai relative datar

b. Debit banjir tidak bias dilewatkan dengan aman melalui bendung tetap

4.3 Perhitungan Muka Air Sebelum Ada Bendung

Untuk mengetahui tinggi muka air sebelum ada bendung dapat dilakukan

menggunakan rumus Manning.

Maka :

Tabel 4.1 Angka Kekasaran Permukaan Lahan

4.4 Perhitungan Kebutuhan Air Baku dari Irigasi

4.4.1 Perhitungan Air Baku

Diketahui

4.4.2 Perhitungan Kebutuhan Irigasi

4.5.1 Menghitung Elevasi Muka Air Banjir

4.5.2 Desain Pintu Sorong

4.5.3 Desain Stang Pintu

4.5.5 Perhitungan Gaya Tekuk Stang

4.5.7 Pekerjaan Transmisi

4.5.8 Perhitungan Kolam Olak

BAB V

LAMPIRAN

Gambar 5.1 Bendung Gerak di Bojonegoro

DAFTAR PUSTAKA

Direktorat Jendral Departemen Pekerjaan Umum, Standar Perencanaan Irigasi-Kriteria

Perencanaan 02,Badan Penerbit Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta,1986.

Sosrodarsono Suyono, Kensaku Takeda., Hidrologi utk Pengairan, Pradnya Paramitha

Jakarta, 1981

Soemarto, C.D, Hidrologi Teknik, Erlangga, Jakarta, 1999

Sri Eko Wahyuni Ir. MS., Diktat kuliah Hidrologi, 2000

Soewarno, Hidrologi Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data, Nova, Bandung,1995

Soedibyo, Teknik BendungaB, Pradnya Paramita, Jakarta, 1993

Yandi Ir, Hidrologi untuk Insinyur, 1989

Loebis Joesron. Ir. M.Eng, Banjir Rencana untuk Bangunan Air,Badan Penerbit Pekerjaan

Umum, Cetakan ke-1, Jakarta, 1987.

Suripin Dr. Ir. MEng. , Sistem Drainase Yang Berkelanjutan, CV. Andi, Jogja, 2004.

M.Das Braja, Mekanika Tanah Jilid 1,PT.Erlangga, Jakarta 1998.

M.Das Braja, Mekanika Tanah Jilid 2,PT.Erlangga, Jakarta 1998.

Soemarto.CD. Ir.B.E.I. Dipl H, Hidrologi Teknik, Usaha Nasional, Surabaya 1987.

Informasi Harga Satuan Bahan dan Upah Pekerjaan Konstruksi 2006, Dinas Kimtaru Jawa

Tengah, 2006

Dokumen Tender Syarat-Syarat Umum dan Teknis, DPU Pengairan, 1999

Pranoto S. A., Ir. Dipl.He, MT, Cofferdam Limpas PLTA Tulis – Studi Kasus, Jurusan

Sipil Hidro Fakultas Teknik UNDIP, 1993

Pranoto S. A., Ir. Dipl.He, MT, Diversion Channel PLTA Tulis – dilihat dari sisi

Perencanaan dan Ketepatan Prediksi, Jurusan Sipil Hidro Fakultas Teknik UNDIP, 1993

Pranoto S. A., Ir. Dipl.He, MT, Penentuan Tinggi Cofferdam Dalam Pelaksanaan Bendung

di Palung Sungai, Jurusan Sipil Hidro Fakultas Teknik UNDIP, 1996