bab iv bangunan konservasi

BAB IV BANGUNAN KONSERVASI

Bangunan Air - 1

Konservasi Lahan dengan Bangunan

Sarana Konservasi termasuk Pengendali erosi, pengendali sedimen dan peningkatan peresapan dimaksudkan untuk mengurangi laju erosi, sedimentasi dan penambahan air yang masuk ke dalam tanah, karena tidak mungkin menghilangkan proses erosi sama sekali sehubungan proses geologi. Adapun macam pengendali erosi dapat bermacam-macam seperti:

4.1. Cara Vegetatif

Yaitu cara/usaha konservasi air dan tanah dengan substansi vegetasi misalnya, Reboisasi, penghijauan serta pengaturan penanaman

Pengaturan penanaman ini meliputi.a. Contour Cropping yaitu menanam secara urut menurut kontour sehingga dapat memperkecil erosi saat musim hujan.b. Strip Cropping yaitu menanam secara jalur sejajar kontour sehingga bagian ini dapat menahan erosi diantaranya.c. Multiple Cropping yaitu menanam secara terus menerus dengan tumpang sari sehingga memperkecil lahan gundul.d. Crop Rotation yang menanam secara tumpang gilir dengan maksud terjadi pembentukan unsur hara secara baik, sehingga dapat menyuburkan tanah.

4.2 Teknik Mekanis

Usaha konservasi secara teknik sipil antara lain berupa: Teras, Hill Side Ditch, Saluran pembunag air, Dam Pengendali/penahan erosi, rorak (parit buntu) gully drop dan gully plug. Yaitu suatu cara untuk menahan laju larian (run of) dengan membuat suatu bangunan permanen maupun sementara.

Pembuatan teras dimaksud untuk mengurangi kemiringan lahan. Sehingga memperlambat larian. Adapun macam teras seperti berikut:

a. Teras Gulud

Teras gulud adalah teras yang berbentuk pematang, dibuat melintang lereng lahan, sejajar dari atas ke bawah dengan kemiringan 0,1% kearah saluran pembuang alam.

Sasaran teras guludan adalah tanah yang mempunyai kemiringan 10 45% dan ditujukan untuk mencegah hilangnya tanah serta menahan laju run off.

Teras guludan ini sebaiknya bersifat sementara saja, artinya tidak selamanya berupa teras gulud, akan tetapi secara bertahap diarahkan menjadi teras bangku.

b. Teras Bangku

Teras bangku adalah teras yang merupakan bidang datar atau hampir datar dan bidang kemiringan ke sebelah dalam + 3%. Bidang tersebut dibatasi oleh bidang tegak/talud dengan kemiringan 2:1. Pada tepi teras dibuat pematang dengan lebar + 15 cm, tinggi + 20 cm. Bidang olah kearah saluran dibuat miring 0,1 %

c. Teras Saluran

Teras ini berbentuk saluran untuk mengalirkan air permukaan dan dibuat dengan dimensi standart + 30 cm dengan jarak antara + 5-10 meter.

d. Teras Kridit

Teras kridit merupakan gabungan antara teras gulud dan teras saluran.

e. Teras Datar

Teras datar pada prinsipnya sama dengan teras bangku dengan bidang tanam datar dan tanpa teras saluran. Teras ini dibuat dengan cara cut and fill yang seimbang dan pada umumnya untuk daerah dengan curah hujan tidak terlalu besar.Keuntungan teras ini adalah memungkinkan air yang meresap kedalam tanah lebih besar.

Misal luas teras A, Intensitas curah hujan IT dengan methode Rational dapat dituliskan sbb

Q = (.(.A.ITDimana

Q = Debit aliran.( = Koefisien pengaliran harganya 1 (satu) karena teras merupakan bidang resapan/ = Koefisien distribusi hujan harganya 1 (satu) karena setiap teras merupakan bangunan terpisah.

Hukum Darcy Q = K. i. A

Dimana

Q= Debit yang meresap kedalam tanah

K = Koefisien permeabilitas

i = Gradien hidraulik

A = Luas teras.

Hukum Lane dan Muntz

Muntz dan Lane dalam Kovacs (1961), membuat percobaan pengukuran permeabilitas tanah dengan double ring infiltrometer dan menyimpulkan bahwa hydraulik gradien sama dengan satu.

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa

Jarak lintasan = H1Tinggi tekanan = Ho

Hidraulik gradien = tinggi tekanan dibagi jarak = H/H1, maka

Q = K. i. A

V = K. I

= K.H/H1 = K(Ho + H1)/H1Ho sangat kecil dibanding H maka harga (Ho) diabaikan sehingga V = K

Pada umumnya teras dibuat secara bertingkat sehingga debit yang masuk kedalam tanah sangat mungkin ditambah dari teras diatasnya.

Teras menampung air dari luasan sendiri

Debit Air masuk Qi = (.(.A.IT = A IT

Volume air masuk Vi = A IT T

Debit air keluar Qo = K. i. A = K.A

Volume Air keluar Vo = K.A.T

Dengan mendasarkan pada hukum keseimbangan air, volume air tergenang di teras adalah volume air masuk dikurangi volume air keluar (meresap) maka :

A.H = A.IT.T K.A.T

H = IT.T A.T

Dimana H adalah tinggi air dalam teras atau tinggi efektif guludan.Untuk teras bagian bawah

Disamping menampung dari luasan teras itu sendiri juga menampung kelebihan air dari teras diatasnya.

f. Saluran Pembuang Air

Saluran pembuang air diletakkan pada saluran pembuang alam dengan maksud untuk mengalirkan air permukaan, saluran ini merupakan pelengkap teras. Untuk mengurangi kikisan dari aliran permukaan maka dari permukaan diperkuat dengan gebalan rumput. Kecepatan aliran diatur dengan mengubah kemiringan dasar saluran. Kecepatan aliran dapat diatur dengan membuat drop dari trucuk bambu dan bangunan terjun lainnya.

g. Gully flug/Gully drop

Gully flug atau gully drop sebetulnya adalah pengendali sungai yang terbuat dari batu, kayu atau bambu dan dibangun pada alur-alur sungai curam.

h. Hill Side Ditches

Hill Side Ditches (pengendali tebing) adalah bangunan konservasi tanah yang dibuat pada lereng/tebing yang curam seperti pada teras dan memotong tebing sehingga terjadi saluran air. Saluran tersebut menahan aliran permukaan dan selanjutnya mengalirkan secara aman ke saluran alam/buatan yang telah ada.

Untuk mengurangi erosi pada alur buatan, maka perlu ditanami rumput-rumputan dan cover crop.

4.3. Pengendali Sedimen

Bangunan pengendali sedimen ini yang paling banyak dan dibuat di alur sungai al :

Chek Dam

Dam

Kanalisasi dsb

4.3.1. Chek Dam

Chek Dam adalah bangunan yang ditujukan untuk pengendali sedimen secara terbatas. Adapun fungsi chek dam antara lain:

Menampung sebagian angkutan sedimen dalam suatu kolam penampung Mengatur jumlah sedimen yang bergerak secara fluvial dalam kepekaan yang tinggi, sehingga jumlah sedimen yang meluap kehilir tidak berlebihan. Dengan demikian besarnya sedimen yang masuk akan seimbang dengan daya angkut aliran air sungainya. Sehingga sedimentasi pada lepas pengendapan terhindarkan. Membentuk suatu kemiringan dasar alur sungai baru pada alur sungai hulu.

Chek Dam baru akan nampak manfaatnya jika dibangun dalam jumlah yang banyak di alur sungai yang sama. Check Dam hanya dapat menangkap sebagian sedimen yang bergerak didasar (bed load). Sedimen yang lolos masih banyak.Meskipun demikian dengan membangun dengan jumlah banyak, usaha untuk memperlandai kemiringan dasar sungai baru akan ikut mengurangi lolosnya sedimen akibat kecepatan aliran air diperlambat. Lokasi bangunan Check Dam memerlukan pemilihan secara khusus tidak sembarang tempat bisa dipakai untuk rencana bangunan ini.

Urutan Perencanaan Chek Dam

Perencanaan Peluap, letak arah, lebar dan dalam

Perencanaan Main Dam. Tebal mercu, Tinggi, Penampang Melintang dan Stabilitas

Perencanaan Fondasi. Daya dukung, geser, piping, rembesan

Perencanaan Sayap, Tebal, Tinggi dan pondasi

Perencanaan Sub Dam dan Lantai, Jarak dan tinggi, tebal lantai, ruang olakan Perencanaan Bangunan pelengkap lainnya seperti kanalisasi.

Perencanaan Peluap Q = 2m2. 2/15 . C .(3 B1 + 2 B 2 )h3 3/2

Dimana

Q = Debit rencana

C = Koefisien debit (0,60 0,68)

g = Gravitasi bumi

B1= Lebar bagian bawahB2= Lebar bagian atas

h3 = Tinggi air diatas peluap

m2= Kemiringan tepi peluapJika m2= 0,5

C = 0,60

Q = (0,71 h3 +1,77 B 1 ) h33/2Main Dam

Perbedaan dengan bendung biasa bahwa Chek Dam disini adanya gaya akibat tumbukan aliran Debris

Formula F = 0,153 H. V2 P = 48,2 Vs1,2.R2 D-1Dimana

F = Gaya tekanan

H = Tinggi aliran debris

P = Gaya tumbukan oleh batu-batuan

Vs= Kecepatan aliran debris

R = Jari-jari hidraulik

D = Berat volume Dam

Lebar Peluap

Lebar peluap diharapkan mampu mengalirkan debit air ditambah kandungan sedimen yang mengalir melaluinya. Berdasarkan teori RegimSungai:

Dimana:

B1 = Lebar peluap bagian bawah (m)

( = Koefisien DAS (lihat tabel)

Q = Debit rencana (m3/det)

Tabel 4.1. Daftar nilai (Luas daerah aliran (A) km2(

A 1

1 < A 10

10 < A 100

A > 1002 3

2 4

3 4

3 6

Sumber: Desain Sabo VSTC 1983

Perencanaan Tubuh Pelimpah /Main Dam

Penampang Main Dam

Kemiringan badan Main Dam dihulu 1: m digunakan rumus:

Untuk H < 15 m

Dimana ;

( = (c/(w(c = Berat volume bahan Chekdam(w = Berat volume Air ( 1 s/d 1,2 ton/m3) b1 = Tebal/lebar mercuUntuk H > 15 m

Dimana

(c = Berat volume bahan Dam

n = kemiringan hilir Dam

( = (c/(w(= (s/(w

(=hc/H

(=h2/H

(s=Berat volume sedimen dalam air(w=Berat volume air (1,0 ton/m3) untuk H > 15 m selalu diambil 1,0

Muka Air Banjir

Gambar 7 Penampang Pelimpah type Drop Weir/Checkdam

Tebal/lebar Mercu

Mercu Checkdam harus cukup kuat terhadap pukulan sedimen yang melewatinya. Jadi harus kuat menahan benturan dan abrasi.

Lebar/tebal mercu dapat dihitung dengan rumus yang dipakai Dr. Hauska :

Bm == 1/2,4 n [ 0,06 x V2 + h3 x 1/2 d ]

Dimana:

b = Lebar mercu main dam.n = Faktor keamanan ( diambil = 2 )V = Kecepatan air diatas peluap

h3 = Tinggi air diatas peluap

d = Tinggi air + tinggi energi diatas mercu (m)

= h + v2/2g ( g = 9,8 )

Dari hasil Penelitian VSTC didapat hubungan antara material yang lewat dan lebar mercu sbb. Tabel 4.2. Lebar Mercu Checkdam

Lebar MercuBm = 1,5 ~ 2,5 mBm = 3 ~ 4 m

MaterialPasir dan kerikil atau kerikil dan batuBatu batu besar

HidrologisKandungan sedimen sedikit sampai banyakDebris flow kecil sampai besar


Stabilitas

Stabilkitas Main Dam dihitung dengan berbagai gabungan beba-beban rencana.

Tabel 4.3. Tinggi Dam VS H

Tinggi DamKeadaan Biasa (termasuk gempa)Banjir (keadaan air tinggi)

H < 15 m-W, P

H > 15 mW, P, Pe, I, U, PdW, P, Pe, U


Dimana

W = Berat sendiri

P = Tekanan air statik

Pe= Tekanan Sedimen

U = Gaya angkat

I = Gaya enersi

Perencanaan Pondasi

Yang utama dalam perncanaan pondasi adalah daya dukung tanah terhadap gaya yang bekerja pada Dam dan gaya geser.

Tabel 4.4. Jenis Tanah /BatuanQu (t/m2) F Catatan

Klasifikasi PondasiDaya Dukung TanahKoefisen GeserUji DesakNilai N

BatuanBatuan keras sedikit retak1000,70>1000 t/m2-

dasarBatuan keras banyak retak600,70>1000 t/m2-

Batuan lunak Mudstone300,70>100 t/m2-

LapisKompak600,60--

kerikilTidak kompak300,60--

LapisKompak 300,60-30-50

PasirTidak kompak200,50-15-30

Lapis Keras100,4510-20 t/m28-15

TanahKurang keras5-5-10 t/m24-8

LiatSangat keras200,5020-40 t/m215-30


Perencanaan Sub Dam

Pada umumnya sub dam dan lantai dapat dipakai bersama-sama atau sendiri-sendiri tergantung dari

a. Sub Dam dengan Lantai.Kontruksi ini disarankan bila:

Dam yang tinggi. Debit agak kasar.b. Sub Dam tanpa Lantai.Konstruksi ini disarankan untuk. Debit tidak terlalu besar. Dam tidak terlalu tinggi. Tanah pondasi terdiri dari batuan keras.c. Lantai dan Tembok sayap

Konstruksi ini disarankan bila:

Dam rendah. Debit kecil. Tanah pondasi terdiri dari pasir dan kerikil.Selain tersebut diatas perlu hati-hati dalam perencanaan pengendalian untuk melindungi lantai Dam bila :

a. Tempat dam dimana debit besar.Pada kasus ini tinggi air diatas peluap akan besar dan tenaga terjunan air besar pula, waktu banjir lama.b. Endapan dalam Dam sangat tebal.Pada kasus ini, bagian hilir dari sub dam atau tembok tegak dikhawatirkan akan tergerus dan terjadi piping.c. Dam busur atau Dam tinggi.Pada dam busur, air yang jatuh dari peluap mempunyai kecenderungan terpusat pada bagian tengah.

Letak dan tinggi sub Dam

Jarak antara Main Dam dan Sub Dam ditentukan dengan formula empiris

L = (1,5 2,0 ) (H1 + h3)

Dimana

L = Jarak antara main Dam dan sub Dam

H1= Tinggi dari muka lantai permukaan batuan dasar sampai mercu main Dam

h3= Tinggi muka air diatas peluap.

Perencanaan Lantai

Tebal lantai (T) tergantung dari besar gaya tumbukan yang terjadi akibat adanya Main Dam.Bila tidak ada kolam olak

T = 0,2 (0,60.H1 + 3 H3-1)

Bila ada kolam olak

T = 0,1 (0,60.H1 + 3.H3-1)

Kanalisasi

Kanalisasi adalah saluran dengan tebing dan groundsill yang bertujuan untuk mencegah erosi yang disebabkan oleh aliran air deras.

Lokasi yang dipilih adalah pada daerah yang banyak menghanyutkan sedimen dalam bentuk fluvial. Bangunan ini dibangun berderet-deret dihulu daerah kipas pengendapan untuk sungai-sungai yang berpotensi banjir lahar. Lokasi bangunan ini hendaknya diletakkan disebelah hilir dari sumber sedimen yang labil, yaitu pada alur sungai yang dalam agar dasar sungai naik dengan adanya bangunan tersebut.

Dam

Dam adalah bangunan yang sangat baik dalam usaha konservasi air. Karena disamping dapat menampung sedimen juga dapat menampung air dan pengendali banjir. Sehingga fluktuasi debit dapat diatur.Guludan

Guludan

2-3 m

Tanah timbunan

Tanah galian

Ho

H1

H

Sub Dam

L=(1,5-2)E

Main Dam

Deposit Sand/sediment

Debris flow

E

H

1/3 H

B1

B2

h3

Gambar 4.1 Teras Gulud

Gambar 2. Teras Bangku

Gambar 4.3. Pengukuran Permeabilitas

Gambar 4. Pengendali tebing

Gambar 5 Penampang memanjang Chek Dam/Sabo Dam

Gambar 4.6 . Penampang Mercu Checkdam

B1 = * Q1/2

Muka Tanah

Muka Air Tanah

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

h3

H

H1 1 :m

1:n H2

h3

PAGE 80Salamun

_1199040507.unknown

_1205251549.unknown

_1273300924.unknown

_1199092308.unknown

_1124799009.unknown

_1199040470.unknown

_1124798903.unknown

bab iv bangunan konservasi

Documents