avif galang aryo nugroho

PERENCANAAN AMBANG PELIMPAH

BENDUNGAN KEUMIRUE

PROVINSI NANGROE ACEH DARUSSALAM

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

AVIF GALANG ARYO NUGROHO

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA


BENDUNGAN KEUMIRUE (INONG) DI KABUPATEN ACEH BESAR


JURNAL

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST)

Disusun Oleh :

AVIF GALANG ARYO NUGROHONIM. 0710640037 - 64


UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

MALANG

2014


DI KABUPATEN ACEH BESAR




BENDUNGAN KEUMIRUE (INONG)


Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratanmemperoleh gelar Sarjana Teknik

AVIF GALANG ARYO NUGROHO

Dosen Pembimbing I

Dr. Ir. Aniek Masrevaniah, Dipl.HENIP. 19470612 197803 2 001

LEMBAR PERSETUJUAN


KEUMIRUE (INONG) DI KABUPATEN ACEH BESAR


JURNAL

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratanmemperoleh gelar Sarjana Teknik (ST)

Disusun Oleh :

AVIF GALANG ARYO NUGROHONIM. 0710640037 - 64

Telah diperiksa dan disetujui oleh :

Dosen Pembimbing I

Dr. Ir. Aniek Masrevaniah, Dipl.HE19470612 197803 2 001

Dosen Pembimbing

Ir. Mohammad Taufiq, MT.NIP. 19590703 198903 1 003


DI KABUPATEN ACEH BESAR


Dosen Pembimbing II

Mohammad Taufiq, MT.19590703 198903 1 003

PERENCANAAN AMBANG PELIMPAHBENDUNGAN KEUMIRUE (INONG) DI KABUPATEN ACEH BESAR


Avif Galang Aryo Nugroho1,Aniek Masrevaniah2,Mohammad Taufiq2

1Mahasiswa Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang2Dosen Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang

e-mail: [email protected]

ABSTRAKPelimpah merupakan bangunan pelengkap dari suatu bendungan yang berfungsi

untuk membuang kelebihan air ke arah hilir. Perencanaan pelimpah dipengaruhi oleh beberapa aspek teknis yaitu: kondisi topografi, geologi/geoteknik, jenis material dasar sungai, morfologi sungai, hidrologi dan hidrolika.

Dari perhitungan hidrologi didapatkan hasil debit banjir rancangan diperoleh debit inflow Q1000 th = 1943,6 m3/dt, dengan lebar pelimpah 86,0 m tipe overflow, tinggi pelimpah 3,0 m outflow Q1000 th = 1299,0 m3/dt dan tinggi muka air di atas ambang = 3,73 m. Sedangkan untuk inflow QPMF = 3461,1 m3/det, outflow QPMF = 2512,8 m3/det dan tinggi muka air di atas ambang = 5,82 m. Dari perhitungan stabilitas konstruksi sesuai dengan dimensi yang direncanakan, diperoleh hasil bahwa konstruksi ambang pelimpahyang direncanakan aman terhadap geser, guling dan daya dukung tanah. Pada konstruksi beton bertulang ambang pelimpah direncanakan kualitas beton f’c = 20 MPa dan fy = 400 MPa tulangan ganda dengan tulangan pokok D10-150 dan tulangan bagi D6-125 serta tulangan ganda tulangan pokok D14-100 dan tulangan bagi D6-125 pada bagian lantai pengarah.

Kata kunci : pelimpah, hidrologi, hidrolika, stabilitas, beton bertulang

ABSTRACTSpillway is complementary building of a dam that serves to draine excess water to

downstream. Design spillway is influenced by several technical aspects, such as: condition of topography, geology/geotechnical, material of riverbed, river morphology, hydrology and hydraulics. From the calculation results of design flood inflow discharge obtained Q1000 th = 1943.6 m3/s, with a overflow spillway width of 86.0 m, 3.0 m of high spillway, outflow Q1000 th = 1299.0 m3/s and the water level above the crest of spillway = 3.73 m. As for the inflow QPMF = 3461.1 m3/s, the outflow QPMF = 2512.8 m3/s and the water level above the crest of spillway = 5.82 m. According Construction of the stability calculation to the planned dimensions, the result that the planned construction of spillway secure from shear strength, slidding, and bearing capacity of soil. On the reinforced concrete constructionwas designed spillway f'c = 20 MPa quality concrete and fy =400MPa with double the principal reinforcement for D6-125 D10-150 and double reinforcement too D14-100 D6-125 reinforcement on the floor director.

Key words: spillway, hydrology, hydraulics, stability, reinforced concrete

I. PENDAHULUANPelimpah merupakan bangunan

pelengkap dari suatu bendungan yang berfungsi untuk membuang kelebihan air ke arah hilir. Untuk bendungan yang tinggi, konstruksi pelimpah dibuat dari beton sedangkan untuk bendungan rendah dapat menggunakan pasangan batu kali. Konstruksi tersebut hendaknya dirancang sedemikian rupa sehingga kapasitas konstuksinya cukup untuk mengalirkan debit banjir, dan memenuhi kondisi hidraulika yang baik. (Masrevaniah,2012:1).

Bendungan Keumirue (Inong) terletak di Krueng Inong dengan luas tangkapan hujan (catchment area) 324,41km2. Secara umum kondisi daerah studi adalah pegunungan bergelombang dengan tumbuhan perdu sampai dengan tanaman keras yang merupakan hutan dengan kondisi yang cukup baik. Fungsi dari Bendungan Keumirue (Inong) adalah untuk menjaga dan menjamin tersedianya suplay air irigasi Kr. Aceh, menjamin tersedianya air baku untuk Kabupaten Aceh Besar dan Kota Banda Aceh, PLTA,konservasi air di hutan lindung Jantho dan juga untuk pengendalian banjir untuk daerah hilir Kr. Aceh yaitu Kota Banda Aceh dan Kabupaten Aceh Besar. Sehingga bendungan Keumirue (Inong) merupakan bendungan serbaguna (multipurpose) yang dapat diandalkan untuk meningkat pertumbuhan ekonomi di daerah Kabupaten Aceh Besar dan Kota Banda Aceh. Sumber air bendungan ini berasal dari Kr. Aceh Hulu yang mempunyai kualitas air yang cukup baik, bersih dan debit andalan yang cukup.II. METODOLOGI PERENCANAANAnalisa Hidrologi

Analisa hidrologi dilakukan dalam perencanaan bangunan air bertujuan untuk memahami karakteristik hidrologi dan untuk mendapatkan nilai debit banjir rancangan (design flood) yang akan digunakan untuk perhitungan hidrolika struktur. Lingkup analisa hidrologi meliputi analisa curah hujan rancangan

(design rainfall) dan analisa debit banjir rancangan.Analisa Curah Hujan Rerata Daerah

Berdasarkan teori tersebut karena daerah studi memiliki 2 stasiun penakar hujan dan luas DAS 324,41 km2, maka dalam penelitian ini menggunakan metode rata-rata aljabar (Sosrodarsono, 2006:27) :

nRRRRn

R ........1

321

Dimana :R : Curah hujan rerata daerahn : Jumlah titik-titik (pos) pengamatanR1, R2, Rn : Curah hujan di tiap titik pengamatan 1,2,..nDistribusi Log Pearson Tipe III

Dalam studi ini dipakai Metode Log Pearson Type III dengan pertimbangan bahwa cara ini lebih fleksibel dan dapat dipakai untuk semua sebaran data, dimana besar harga parameter statistiknya (Cs dan Ck) tidak ada ketentuan.

Adapun langkah-langkah dalam perhitungan curah hujan rancangan berdasarkan Log Pearson Type III adalah sebagai berikut (Soemarto, 1987 : 243) : Data hujan harian maksimum

tahunan sebanyak n tahun diubah dalam bentuk logaritma.

Menghitung harga rata-rata logaritma dengan rumus berikut ini :

n

n

iLogx i

Logx

1

Menghitung harga standard deviasidengan rumus berikut ini:

11

)(2

1

n

n

iXLogxLog i

S

Menghitung koefisien kepencengandengan rumus berikut ini:

1321

1

3

Snn

n

iXLogxLog i

Cs

Menghitung logaritma debit dengan waktu balik yang dikehendaki dangan rumus berikut ini :

SiGXLogQLog .

Menghitung antilog dari log Q untuk mendapatkan debit banjir dengan waktu balik yang dikehendaki QT

Dimana :Log Q = Logaritma curah hujan rancangan dengan kala ulang T tahunLog X = rata-rata logaritma dataN = banyaknya tahun pengamatanS1 = simpangan baku dataCs = koefisien kepencenganG = koefisien frekuensiCurah Hujan Maksimum Yang Mungkin Terjadi (Probable Maximum Precipitation, PMP)

Untuk analisa PMP ini digunakan cara statistik dengan persamaan Hershfield (Soemarto, 1995:155) :

nmnm SKXX .Dengan:Xm = curah hujan maksimum yang tercatat (mm/hari)

nX = rata-rata series data hujan harian maksimum tahunan (mm/hari)Km = variabel statistik, yang

dipengaruhi oleh distribusi frekuensi nilai-nilai ekstrim

Sn = standart deviasi series data hujan harian maksimum tahunan (mm/hari)Distribusi Hujan Jam-jaman Model PSA 007

Untuk mendapatkan curah jam-jaman selanjutnya sesuai dengan PSA 007, distribusi hujan disusun dalam bentuk genta, dimana hujan tertinggi ditempatkan di tengah, tertinggi kedua di sebelah kiri, tertinggi ketiga di sebelah kanan dan seterusnya.Tabel 1. Intensitas hujan dalam % yang disarankan PSA 007

Sumber : Anonim (1999 : 38)

Hidrograf Satuan Sintetik NakayasuHidrograf satuan sintetis Nakayasu

dihitung menggunakan persamaan (Soemarto 1995:100):

3,0p0.3T3,6

oCA.RpQ

T

Dengan :Qp = Debit puncak hidrograf satuan (m3/det)Ro = Hujan satuan (mm)Tp = Tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir (jam)T0,3= Waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari puncak sampai 30% dari debit puncakCA= Luas daerah aliran sungai (km2)Untuk menentukan Tp dan T0,3 digunakan pendekatan rumus sebagai berikut :Tp = tg + 0,8 trT0,3 = tgtr = 0,5 tg sampai tgtg adalah time lag yaitu waktu antara hujan sampai debit puncak banjir (jam). tg dihitung dengan ketentuan sebagai berikut :- Sungai dengan panjang alur L 15 km :

tg = 0,4 + 0,058 LSungai dengan panjang alur L 15 km :

tg = 0,21 L0,7

dengan :tr = Satuan Waktu hujan (jam) =Koefisien karakteristik hidrograf, untuk = 2 ( Pada daerah pengaliran biasa) =1,5 (Pada bagian naik hydrograf lambat, dan turun cepat = 3 (Pada bagian naik hidrograf cepat, turun lambat)

tr

0 .8 tr tgO

i

lengkung naik lengkung turun

Tp To .3 1.5 To .3

0.3 Q p0 .3 Q

Q p2

t

Gambar 1. Hidrograf Satuan SintetikMetode Nakayasu

Kala Ulang(Tahun) 0,5 0,75 1 2 3 6 12 24

5 32 41 48 59 66 78 88 10010 30 38 45 57 64 76 88 10025 28 36 43 55 63 75 88 10050 27 35 42 53 61 73 88 100100 26 34 41 52 60 72 88 1001000 25 32 39 49 57 69 88 100PMP 20 27 34 45 52 64 88 100

Durasi Hujan (Jam) %

1. Pada waktu naik : 0 < t ≤ Tp

PP

t QT

tQ .

4,2

)(

Dengan :Q(t) = Debit pada jam ke t (m3/detik)t = Waktu (jam)2. Pada kurva turun (decreasing limb)a. Selang nilai : TP t (TP+T0,3)

Q Qpt

t Tp

T( )

( )

. , ,

0 3 0 3

b.Selang nilai:(Tp+T0,3) t (Tp+T0,3+1,5 T0,3)

Q Qp

p

t

t

( )

( , )

,,

,,

0 3

0 3

0 3

0 5

15

T T

T

c. Selang nilai : t > (Tp + T0,3 + 1,5 T0,3)

Q Qp

p

t

t

( )

( , )

,,

,,

0 3

0 3

0 3

1 5

2 0

T T

T

Hidrograf BanjirSecara matematik tabulasi

perhitungan hidrograf banjir tersebut diatas dengan ditambah aliran dasar dapat dinyatakan dalam bentuk persamaansebagai berikut :

n

iinif PUBQk

11.

Dimana :Qk = Debit Banjir pada jam ke - kUi = Ordinat hidrograf satuan (i = 1, 2, 3 .. .n)Pn = Hujan netto (hujan efektif) dalam waktu yang berurutan (n = 1,2,..n) Bf = Aliran dasar (base flow)Penelusuran Banjir (Flood Routing)

Penelusuran banjir adalah sebuah cara untuk menentukan modifikasi aliran banjir. Hal ini berdasar pada konfigurasi gelombang banjir yang bergerak pada suatu tampungan (saluran atau waduk).Penelusuran banjir di waduk diperlukan untuk mengetahui debit outflow maksimum dan tinggi air maksimum di atas ambang pelimpah pada debit outflow yang bersesuaian sebagai dasar perencanaan hidrolika struktur.

Prosedur penelusuran banjir pada prinsipnya berdasar pada perhitungan

persamaan kontinuitas massa aliran sederhana sebagai berikut :

Inflow - outflow = perubahan kapasitas

I – O = dt

dS

Bila dinyatakan dalam finite interval waktu:

tOOtIISS tttttt )()( 121

121

1

Atau

222111 tttttt O

t

SO

t

SII

21tt II

Dimana :I t =Aliran masuk (inflow hidrograf)

pada permulaan waktu tI 1t =Aliran masuk pada akhir waktu t

O t =Aliran keluar (outflow hidrograf)

pada permulaan waktu tO 1t =Aliran keluar pada akhir waktu

tS t =Aliran masuk pada akhir waktu tS 1t =Aliran masuk pada akhir waktu tψ,Φ =Fungsi tampungan untuk

penelusuran banjirKurva Kapasitas Tampungan Waduk (Storage Curve)Untuk menghitung volume antar interval kontur dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut (Kumar, 2001 : 882):

hAA

S

2

21

Atau dengan pendekatan :

2121 .3

AAAAh

S

Dimana ......,,, 4321 AAAA menunjukkan

luasan diantara garis elevasi berurutan yang mempunyai interval tingginya adalah h. Dari kapasitas tampungan berbagai tinggi permukaan air yang diplot dan dianalisis, akan diperoleh kurva kapasitas tampungan waduk.Analisa Hidrolika

Analisa hidrolika dilaksanakan dengan tujuan untuk menganalisis hasil

hitungan secara empirik yang kemudian digunakan sebagai dasar pemilihan bentuk, tipe dan perlakuan yang akan direncanakan dan dilaksanakan terhadap bangunan di lapangan.Pelimpah Langsung (Overflow)Kapasitas aliran yang melalui pelimpah merupakan debit keluaran dari tampungan waduk yang telah mencapai kapasitas maksimum. Debit yang melalui mercu pelimpah dihitung dengan rumus (Sosrodarsono, 2002 : 181) :

Q = C . L . H3/2

Dimana :Q = debit (untuk perencanaan

digunakan debit banjir-rencana, m3/det)

C = koefisien limpahanL = lebar efektif ambang (m)H = total tinggi tekanan air di atas

ambang (termasuk tinggi tekanan kecepatan aliran pada saluran pengarah aliran) (m)

Koeffisien debitKoefisien debit dapat juga

ditentukan berdasarkan rumus empiris Iwasaki. Rumus ini hanya berlaku untuk tipe standar dan dinding hulu ambang tegak (Masrevaniah, 2012:16):

99,0

0416,0200,2

P

HC d

d

d

d

H

ha

H

ha

C

1

21

60,1

Dimana :C = koefisien limpahan untuk semua tinggi tekanCd = koefisien limpahan untuk tinggi tekan rencanah = tinggi air di atas mercu ambangHd = tinggi tekan rencana di atas mercu ambangP = tinggi ambanga = konstanta (diperoleh pada saat h = Hd, yang berarti C = Cd)Lebar efektif ambang pelimpah ( Beff)

Besarnya perbandingan antara Beff dan B dipengaruhi oleh bentuk pilar bagian hulu, tembok tepi dan kedalaman air(Sosrodarsono,2002:183) :

HKKNBB apeff .2Koefisien kontraksi pilar (Kp) ditentukan sebagai berikut :- pilar dengan bentuk depan persegi

0,02- pilar dengan bentuk depan bulat 0,01- pilar dengan bentuk depan runcing

0,01Koefisien kontraksi tembok tepi (Ka)sebagai berikut :- tembok tepi bersudut runcing

0,2- tembok tepi bersudut bulat/tumpul

0,1 Perencanaan Profil Ambang Pelimpah

Berdasarkan metode The United State Army Corps of Engineers telah menyusun beberapa bentuk baku pelimpah di Waterways Experiment Station (WES), dinyatakan berdasar lengkung Harrold (Chow 1997: 330):

Xn = K . Hdn-1 . Y

Dengan:X, Y = koordinat profil mercu dengan titik awal pada titik tertinggi mercu, Hd = tinggi tekan rancangan tanpa tinggi kecepatan dari aliran yang masuk,K, n = parameter yang tergantung pada kemiringan muka pelimpah bagian hulu.

Dari profil lengkung Harrold, bagian hilir pelimpah dirubah profilnya menjadi garis lurus dengan kemiringan 1 : 1 atau 1 : 0,8.Analisa Stabilitas Konstruksi

Kokoh dan stabilnya konstruksi bangunan merupakan syarat mutlak yang harus dipenuhi, sehingga dalam perencanaan perlu diperhitungkan dimensi dari bangunan tersebut serta kondisi kekuatan tanah tempat bangunan tersebut berdiri.

Adapun dalam perhitungan stabilitas pelimpah, gaya-gaya yang bekerja pada pelimpah adalah (Sosrodarsosno, 1994 : 214) :

Beban vertikal W = bahan . An

Dimana :W =berat sendiri (ton)bahan =berat jenis bahan (t/m3)An =volume tiap satuan panjang (m3) Tekanan air (hidrostatis dan

hidrodinamis)Tekanan hidrostatis (Pw) :

2

21 HP ww

Tekanan hidrodinamis (Pe) :2...

12

7HKhP we

Dimana :Pw = tekanan air statis (ton)Pe = tekanan air hidrodinamis (ton)w = berat jenis air (ton/m3)Kh = koefisien gempaH = tinggi muka air (m)

Tekanan tanah (aktif dan pasif)Tekanan Tanah Aktif

Pa = HKacHKa .2...2

1 2

Tekanan Tanah Pasif

Pp = .2..2

1KpcKpH

dimana :Pa = tekanan tanah aktif (ton)Pp = tekanan tanah pasif (ton)Ka = koefisien tekanan tanah aktifPa = tekanan tanah aktif (ton)Pp = tekanan tanah pasif (ton)Ka = koefisien tekanan tanah aktif

=

sin1

sin1

=

245tan 2 o

Kp = koefisien tekanan tanah pasif

=

sin1

sin1

=

245tan 2 o

= berat jenis tanah (ton/m3)H = tinggi tanah (m)C = kohesi tanah (ton/m2) = sudut geser dalam tanah () Tekanan angkat atau gaya angkat air

(uplift)

dHlo

lphUp

.1

Dimana :

Up = tekanan uplift (ton)h1 = tinggi air di hulu (m)h2 = tinggi air di hilir (m)lp = panjang lintasan air rembesan (m)lo = panjang total lintasan air

rembesan dari titik G ke titik tertentu (m)

ΔH = perbedaan muka air hulu dan hilir pelimpah (m) Kekuatan gempa yang diperhitungan

secara horisontal terhadap titik tinjauan paling kritis (turning point)

Berat bangunan :We = W . kh

Dengan:We = gaya akibat pengaruh gempa (ton) W = berat sendiri bangunan (gaya

vertikal) (ton)kh = koefisien gempa horisontal

Keamanan stabilitas pelimpah ini ditinjau terhadap bahaya guling, geser dan daya dukung tanah pondasi.Kestabilan terhadap guling dihitung dengan rumus :

Keadaan normal, SF =Mh

Mv> 1,5

Keadaan gempa, SF =Mh

Mv> 1,2

Dengan:SF = angka keamanan (safety factor)Mt = momen tahan (ton.m)Mg = momen guling (ton.m)

Kestabilan konstruksi terhadapgeser atau gelincir yang disebabkan oleh gaya horisontal aktif atau gaya geser dihitung dengan rumus :

SF =H

Vf .

V = jumlah gaya vertikal (ton)

H = jumlah gaya horisontal jumlah

gaya horisontal aktif (ton)f = koefisien geser antara tanah

dasar pondasi dengan dasar pondasi

Kestabilan terhdap daya dukung pondasi dihitung dengan Menurut Bowles (1968) mengusulkan persamaan kapasitas dukung ijin neto yang dikaitkan dengan

nilai SPT dinaikkan kurang lebih 50% nya, dan sekaligus memberikan faktor kedalaman pondasi, sebagai berikut: Untuk lebar B < 1,2 m := 20.N.Kd Untuk lebar B > 1,2 m :

= 1,25 ,Dimana:

= kapasitas dukung ijin neto dalam satuan kN/m2, untuk penurunan sebesar 2,54 cm (1”). (kN/m2)

= jumlah pukulan,= faktor kedalaman pondasi,

dengan nilai maksimum Kd = 1,33

= 1 + 0,33= lebar pondasi (m)= kedalaman pondasi (m)Letak arah resultan gaya horizontal

dan gaya vertikal berpengaruh terhadap kestabilan bangunan. Bangunan akan stabil apabila arak resultan gaya terletak di dalam batas 1/6 B ke kanan maupun ke kiri titik tengah panjang pondasi. Perhitungan eksentrisitas menggunakan persamaan sebagai berikut:

= ∑ ∑∑ −

Jika e < B/6, maka:

/ = ∑ 1 ± . < Jika B/6 < e < B/3, maka:

= .∑ . <

= 3 −Dimana:σ = besarnya reaksi daya dukung

tanah (t/m2)e = eksentrisitas pembebanan

= daya dukung tanah ijin∑ = jumlah gaya vertikal (ton)B = lebar pondasi (m)L = panjang pondasi = 1 meterA = luas dasar pondasi per meter

panjang (m2)X = lebar efektif dari kerja reaksipondasi (m)Desain Penulangan dan Pembetonan Konstruksi Pelimpah

Berdasarkan SKSNI T-15-1991-03 bahwa dalam perencanaan tubuh pelimpah menggunakan desain plat.

Untuk pembebanan hidup dan mati dapat dihitung dengan persamaan :

U = 1,2 D + 1,6 LDimana:

U = kekuatan yang diperlukanD = beban mati pada keadaan layanL = beban hidup pada keadaan layan

Tebal efektif merupakan jarak dari serat tekan ke titik berat tulangan tekan. Untuk menghitung tebal efektif sebuah plat dapat menggunakan persamaan :

d = h – p – 1/2.Dimana:d = tebal efektif (mm)p = tebal penutup beton (mm)h = tinggi total pelat (mm)

= rencana diamater tulangan pokok (mm)

Gambar 2. Hubungan antara h, d, dan penutup beton p

Dengan nilai ′ < 30 MPa maka persamaan umum untuk hubungan momen, ukuran beton, dan mutu baja beton sebagai berikut:

c

y f

fyf

db

Mu'2

..588,01...

Dimana:Mu = momen lapangan (Mpa)b = panjang per satuan lebar (m)

= faktor reduksi kekuatan = 0,8d = tebal efektif plat (m)′ = Kuat Tekan Beton Rencana (MPa)

= kuat tarik baja (MPa)ρ = rasio tulangan

Perhitungan luas tulangan perlu menggunakan persamaan sebagai berikut

AStotal = .b. d

h

p

x

d

xx½ φ

φ tulanganutama

Dengan melihat rasio tulangan minimum, dapat dihitung pula luas tulangan minimum menggunakan persamaan:

Asmin = ρmin. b . dDimana :AStotal = luas tulangan perlu (mm2)ASmin = luas tulangan minimum (mm2)ρ = rasio tulanganρmin = rasio tulangan minimumb = panjang per satuan lebar (mm)d = tebal efektif plat (mm)Tabel 2. Tulangan minimum (ρmin) yang disyaratkan

Mutu Beton = 250 Mpa= 400

MpaBalok dan umumnya

0,0056 0,0035

Alternatif43 . 43 .

Pelat 0,0025 0,0018

Sumber: Vis WC, (1993:51)Sesuai dengan SKSNI T15-1991-03 Pasal 3.16.12, dalam arah tegak lurus terhadap tulangan utama harus disediakan tulangan pembagi (demi tegangan susut dan suhu). (Vis, 1993:78).

Untuk fy = 240 MPa : As = , . .

Untuk fy = 400 MPa : As = , . .

Tabel 3. Tulangan maksimum (ρmaks) yang disyaratkan

MPa (kg/cm2)

′ MPa (kg/cm2)

15 (150)

20 (200)

25 (250)

30 (300)

35 (350)

240 (2400)

0,0242 0,0323 0,0404 0,0484 0,0538

400 (4000)

0,0122 0,0163 0,0203 0,0244 0,0271

Sumber: Vis WC, (1993:52)III. HASIL DAN PEMBAHASANAnalisa Hidrologi

Dalam pelaksanaan studi ini menggunakan data hujan dari dua stasiun penakar hujan yang berpengaruh terhadap DAS Krueng Aceh yaitu stasiun Padangtiji dan stasiun Tangse dengan ketersediaan data curah hujan bulanan antara tahun 1990 sampai dengan 2005.

Tabel 4. Curah hujan rerata daerah

Tabel 5. Perhitungan curah hujan rancangan metode Log Pearson Type III

Dari hasil analisa PMP (Probable Maximum Precipitation) yang dipakai untuk menganalisa banjir terbesar yang mungkin terjadi kemudian digunakansebagai kontrol terhadap analisa perencanaan kapasitas pelimpah adalah sebesar 505,036 mm/hari.Tabel 6. Distribusi hujan netto jam -jaman metode PSA 007 (dalam %)

Tabel 7. Perhitungan hujan netto jam-jaman

Dari data yang diperoleh sebagai berikut :Volume tampungan efektif = 60,87 x 106

m3, volume tampungan mati (sedimen) =14,84 x 106 m3, volume tampungan waduk bruto = 75,71 x 106 m3. Sehingga didapatkan nilai elevasi ambang pelimpah + 203,00 dan luas genangan air waduk pada elevasi ambang pelimpah sebesar 237,33 Ha.

Curah HujanPadangtiji Tangse Maksimum

1 1990 42,0 86,5 86,52 1991 62,5 35,0 62,53 1992 110,0 32,5 110,04 1993 40,0 88,5 88,55 1994 43,5 148,5 148,56 1995 112,5 47,5 112,57 1996 96,5 47,0 96,58 1997 127,5 53,0 127,59 1998 53,0 25,0 53,010 1999 48,5 96,0 96,011 2000 57,0 100,0 100,012 2001 80,0 30,5 80,013 2002 45,0 84,0 84,014 2003 51,5 109,0 109,015 2004 76,5 190,5 190,516 2005 83,0 39,0 83,0

No TahunCurah Hujan Rerata (mm/hari)

Kala Ulang (T) P XT (mm/hari)

(tahun) (%)

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]1 1,01 99,0099 -2,169 0,134 -0,2905 1,988 1,697 49,81

2 5 20 0,830 0,134 0,1111 1,988 2,099 125,56

3 10 10 1,302 0,134 0,1743 1,988 2,162 145,24

4 25 4 1,821 0,134 0,2438 1,988 2,232 170,44

5 50 2 2,163 0,134 0,2897 1,988 2,277 189,44

6 100 1 2,478 0,134 0,3318 1,988 2,320 208,75

7 1000 0,1 3,392 0,134 0,4542 1,988 2,442 276,71

No. K S log X K*(S log X) Log X rerata Log XT

5 10 25 50 100 1000 PMP1 1 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,02 2 11,3 12,0 12,3 13,0 13,3 14,3 16,03 3 70,0 68,0 67,0 65,0 64,0 61,0 56,04 4 6,7 8,0 8,7 10,0 10,7 12,7 16,05 5 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,06 6 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0

No Jam KeKala Ulang (Tahun)

Kala ulang (Tahun) 5 10 25 50 100 1000 PMPHujan rancangan (mm/hari) 125,563 145,242 170,445 189,445 208,747 276,712 505,035Koef.Pengaliran 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80Hujan netto/Hujan efektif (mm/hari) 100,451 116,194 136,356 151,556 166,998 221,370 404,028

5 Th 10 Th 25 Th 50 Th 100 Th 1000 Th PMP1 1,0 3,422 3,958 4,645 5,163 5,689 7,541 13,7642 2,0 9,696 11,875 14,322 16,779 18,963 27,023 55,0553 3,0 59,884 67,291 77,806 83,897 91,023 115,003 192,6924 4,0 5,703 7,917 10,064 12,907 15,171 23,880 55,0555 5,0 3,422 3,958 4,645 5,163 5,689 7,541 13,7646 6,0 3,422 3,958 4,645 5,163 5,689 7,541 13,764

344,09285,549 98,957 116,128 129,073 142,224 188,530

No. Jam ke t

(hujan efektif)

SHujan netto

Hujan netto jam-jaman (mm/jam)

Gambar 3. Hidrograf Banjir Rancangan HSS Nakayasu DAS Bendungan

Keumireu Inong

Gambar 4. Grafik hubungan elevasi, luas genangan dan tampungan waduk

Analisa HidrolikaPelimpah didesain dengan Q1000

dan dikontrol dengan QPMF, dengan mempertimbangkan fungsi bendungan Keumireu Inong sebagai pengendali banjir sebesar 1300 m3/dt maka lebar ambang pelimpah direncanakan 86 m dan tinggi 3,0 m.Inflow Q1000 Th = 1943,6 m3/dt

Hd=3

2

.

LC

Q=

3

2

86.2

6,1943

= 3,73 m

Dalam perhitungan koefisien limpahan menggunakan rumus Iwasaki, dimana untuk menghitung nilai C pada hubungan antara kedalaman aliran dan debit yang melalui ambang pelimpah diperlukan nilai Hd, sedangkan nilai Hd diperoleh dari hasil flood routing.Tabel 8. Rekapitulasi hasil penelusuran banjir melalui pelimpah

Gambar 5. Hidrograf Q1000Th inflow-outflow pelimpah Bendungan Keumireu InongProfil pelimpah direncanakan menggunakan OGEE Tipe I : R1 =0,2 Hd =0,746 m Jarak R1 =0,282 Hd =1,051 m R2 =0,5 Hd =1,864 m Jarak R2 =0,175 Hd =0,653 mPerhitungan lengkung Harrold:

X1,85 = 2 . Hd0,85 . YSehingga diperoleh titik potong gradien : (x,y) = (4,087,2,209).Analisa StabilitasKondisi struktur ambang pelimpah dianalisa dengan beberapa kondisi, bangunan pelimpah perlu diadakan tinjauan dengan 6 kondisi yaitu:Kondisi I : Kosong (tanpa gempa)Kondisi II : Kosong pada keadaan

gempaKondisi III : Air penuh pada keadaan

normal (tanpa gempa)Kondisi IV : Air penuh pada keadaan

gempaKondisi V : Saat banjir Qpmf pada

keadaan normal (tanpa gempa)

Kondisi VI : Saat banjir Qpmf pada keadaan gempa

Berikut data-data yang diperlukan dalam perhitungan :Berat jenis tanah kering (γt) =1,607

ton/m3

Berat jenis beton = 2,4 ton/m3

Spesific gravity (Gs) = 2,738Void ratio (e) = 1,067Berat jenis tanah jenuh (γsat) =1,841

ton/m3

Berat jenis tanah terendam (γsub) =0,841 ton/m3

Berat jenis air (γw) = 1,00 ton/m3

Kala Ulang Q Inflow Q Outflow H Maksimum ElevasiT Maksimum Maksimum Di Atas Ambang Muka Air

Pelimpah Banjir

(tahun) (m3/detik) (m3/detik) (m) (m) (m3/detik) (%)

1 5 924,8 546,3 2,08 205,1 378,5 40,92 10 1058,4 639,2 2,31 205,3 419,1 39,63 25 1233,3 759,7 2,60 205,6 473,6 38,44 50 1358,2 854,6 2,81 205,8 503,5 37,15 100 1488,6 952,8 3,03 206,0 535,8 36,06 1000 1943,6 1299,0 3,73 206,7 644,6 33,28 PMF 3461,1 2512,8 5,82 208,8 948,4 27,4

NoReduksi Banjir Maksimum

Sudut geser dalam ( Ø ) = 28,44°Koefisien gempa (Kh) = 0,211

(Kv) = 0,07

Koefisien geser = 0,7Dari hasil perhitungan diperoleh hasil pada tabel 9.

Tabel 9. Rekapitulasi analisa stabilitas

Analisa Penulangan dan Pembetonan Konstruksi Pelimpah

Perhitungan bending momen yang terjadi pada pelimpah dianalisa dengan 2 potongan yaitu potongan A-A, potongan B-B.

Pada potongan A-A pada kondisi penuh tanpa gempa direncanakan dengan tulangan ganda :

f’c = 20 MPafy = 400 MPah = 300 mmb = 1000 mmP (tebal selimut) = 100 mmǾ utama = 10 mmǾ bagi = 6 mmβ1 = 0,85

Sehingga, didapatkan tulangan utama D10–150 dan tulangan bagi D6 -125.

Pada potongan B-B pada kondisi penuh tanpa gempa direncanakan dengan tulangan ganda :

f’c = 20 MPafy = 400 MPah = 1500 mmb = 1000 mmP (tebal selimut) = 100 mmǾ utama = 14 mmǾ bagi = 6 mmβ1 = 0,85

Sehingga, didapatkan tulangan utama D14–100 dan tulangan bagi D6–125.

Gambar 6. Detail konstruksi penulanganI. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisa perencanaan ambang pelimpah

Bendungan Keumireu Inong diperoleh hasil sebagai berikut :

(σ maks) (σ min) (σ ijin)(e) (ton/m2) (ton/m2) (ton/m2)

A Tinjauan kondisi normal ( SF<L/6 ) ( SF<σ ijin ) ( SF<σ ijin )1 Kosong 43,20 aman 9,00 aman 1,25 2,50 12,03 4,02 39,32 Air Penuh 8,44 aman 2,34 aman 1,58 2,50 9,96 2,25 39,33 Banjir Q PMF 3,73 aman 1,57 aman 2,26 2,50 12,58 0,65 39,3

B Tinjauan kondisi gempa ( SF<L/6 ) ( SF<σ ijin ) ( SF<σ ijin )1 Kosong 7,11 aman 2,25 aman 2,00 2,50 14,44 1,61 39,32 Air Penuh 4,74 aman 1,52 aman 2,20 2,50 11,48 0,73 39,3

3 Banjir Q PMF 3,62 aman 1,27 aman 2,32 2,50 12,75 0,48 39,3

( SF >= 1,5 ) ( SF >= 1,5 )

( SF >= 1,2 ) ( SF >= 1,2 )

Tegangan maks

Tegangan min

Tegangan ijin

(SF Guling) (SF Geser)

No. Tinjauan analisa

stabilitasAngka keamanan terhadap guling

Angka keamanan

terhadap geser

Eksentrisitas

L/6

1. Hasil perhitungan debit banjir rancangan diperoleh debit banjir rancangan maksimum inflow dan outflow :

Debit banjir rancangan dengan kala ulang 1000 th sebagai dasar perencanaan ambang pelimpah Q1000 th = 1943,6 m3/det dan outflow= 1299,0 m3/det

Debit banjir rancangan maksimum yang mungkin terjadi (PMF), QPMF

= 3461.50 m3/dt dan outflow = 2512,8 m3/det yang digunakan sebagai kontrol dalam perencanaan.

2. Dengan mempertimbangkan fungsi bendungan sebagai pengendali banjir, dari hasil perhitungan penelusuran banjir melalui pelimpah(flood routing) diperoleh dimensi pelimpah overflow dengan lebar pelimpah (B) = 86 m, tinggi pelimpah (P) = 3,0 m dan tipe mercu pelimpah OGEE.

3. Dari hasil perhitungan penelusuran banjir melalui pelimpah (flood routing) diperoleh tinggi muka air waduk maksimum : Q1000 th, Hd = 3,73 m (el = +206,73

m) QPMF,Hd = 5,82 m (el = +208,82

m)4. Dari hasil analisa stabilitas ambang

pelimpah aman terhadap guling, geser, eksentrisitas serta daya dukung tanah.

5. Pada konstruksi beton bertulang ambang pelimpah direncanakan kualitas beton f’c = 20 MPa dan fy = 400 MPa tulangan ganda dengan tulangan pokok D10-150 dan tulangan bagi D6-125 serta tulangan ganda tulangan pokok D14-100 dan tulangan bagi D6-125 pada bagian lantai pengarah.

II. DAFTAR PUSTAKAAnonim. 1986. Buku Petunjuk

Perencanaan Irigasi Bagian Penunjang. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum

Anonim. 1991. Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971 N.I-2. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum

Anonim. 1991. SKSNI T-15-1991-03 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum

Anonim. 1999. Panduan Perencanaan Bendungan Urugan. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum.

Chow, V.T. 1997. Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta : Erlangga

Hardiyatmo, Hary Christady. 1996. Teknik Pondasi I. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

Hardiyatmo, Hary Christady. 2006 . Mekanika Tanah II .Yogyakarta : UGM Press

Kumar, Santosh. 2001. Irrigation Engineering and Hydrulic Structures. Delhi : Khanna Publisher

Masrevaniah, Aniek. Prastumi. 2008. Bangunan Air. Surabaya : Srikandi

Masrevaniah, Aniek. 2012. Konstruksi Bendungan Urugan Pelimpah (Volume II). Malang : CV Asrori

Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik. Surabaya : Usaha Nasional.

Soemarto, CD. 1995. Hidrologi Teknik Edisi ke-2. Jakarta : Erlangga

Soewarno, 1995. Hidrologi Jilid 1.Bandung : Nova

Sosrodarsono, Suyono. Takeda, Kensaku. 2002. Bendungan Type Urugan. Jakarta: Pradnya Paramita

Sosrodarsono, Suyono. Takeda, K., 2006. Hidrologi Untuk Pengairan. Jakarta: Pradnya Paramita.

Vis, WC. Kusuma, Gideon, 1993. Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang. Jakarta: Erlangga.

avif galang aryo nugroho

Documents