perencanaan bangunan bangunan pelimpah …

ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 – ISSN 1979-4818 41

PERENCANAAN BANGUNAN BANGUNAN PELIMPAH EMBUNG TIPESALURAN TERBUKA

1 Budi Nuryono2 Reza Januar Hidayat

Program Studi Teknik Sipil, Sekolah Tinggi Teknologi Mandala Bandung,Jl. Soekarno Hatta 597

Telp. (022) 7301738, 70791003 Fax. (022) 7304854

ABSTRACT

East Nusa Tenggara Province was One of provinces in Indonesia which had large irrigated areas,but the water discharge was very limited. Lembata District was one of the district, which oftensuffer from drought. In 2014, East Nusa Tenggara Province goverment planned to make a smalldam in the district and the goverment chose to located it in Hukung Village. The purpose of thisstudy is to got an alternative design spillway of small dam which appropriate with technical as well,and to fill stability aspect of construction. From the research calculation of flood discharge plan byNakayasu method, obtained a return period of 100 years (Q100) in amount of 30,07 m3/sec. Withthe discharge, obtained the dimensions of spillway in amount of 10 m, the peak of building locatedat elevation +50,41 and the base of building located at elevation +48,00. From the stabilitycalculation of flood condition and dry condition, spillway was safe from bolster stability, shearstability, stability bearing capacity, and the crack area. The value of the Safety factors for drycondition earthquakes were follows: bolster = 1,6903; shear=1,9450; soil bearing capacity=1,7680;regional cracks=12,8518. And value of the safety factors for flood condition earthquakes werefollows: bolster = 1,5549; shear=1,9486; soil bearing capacity=2,1019; regional cracks=16,8451.

Keywords : Small Dam, Flood Discharge, Spillway, Stability.

ABSTRAK

Provinsi Nusa Tenggara Timur merupakan salah satu Provinsi di Indonesia yang memiliki arealirigasi yang luas, namun debit air untuk mengairi areal tersebut sangat terbatas. Daerah yangmengalami hal tersebut salah satunya adalah Kabupaten Lembata, pada musim kemarau seringmengalami kekeringan. Pada tahun 2014 pemerintah Provinsi Nusa Tenggara Timurmerencanakan untuk membuat Embung Irigasi di Kabupaten Lembata. Dipilih Embung Hukungyang berada di Kecamatan Nubatukan, Kabupaten Lembata. Tujuan dari penelitian adalah untukmendapatkan alternatif desain bentuk bangunan pelimpah embung, yang sesuai secara teknis,serta memenuhi aspek stabilitas konstruksi. Dari hasil penelitian perhitungan debit banjir rencanaMetode Nakayasu, diperoleh periode ulang 100 tahun (Q100) sebesar 30,07 m3/detik. Dengandebit tersebut, didapat dimensi bangunan pelimpah sebesar 10 m, puncak bangunan pelimpahberada pada elevasi +50.41, dan dasar bangunan pelimpah berada pada elevasi +48.00. Darihasil perhitungan stabilitas pada kondisi banjir dan kondisi kering, bangunan pelimpah amanterhadap stabilitas guling, stabilitas geser, stabilitas daya dukung, dan daerah retakan. Nilai faktorkeamanan untuk kondisi kering statik gempa adalah sebagai berikut : Guling = 1,6903 ; Geser =1,9450 ; Daya dukung tanah = 1,7680 ; Daerah retakan = 12,8518. Sedangkan nilai faktorkeamanan untuk kondisi banjir statik gempa adalah sebagai berikut : Guling = 1,5549 ; Geser =1,9486 ; Daya dukung tanah = 2,1019 ; Daerah retakan = 16,8451.

Kata Kunci : Embung, Debit Banjir, Bangunan Pelimpah, Stabil.

I. PENDAHULUANAir merupakan sumber daya dan faktorutama dalam menentukan kinerja dalam

beberapa sektor, salah satunya yaitu sektorKarena tidak ada satu pun tanaman yangtidak memerlukan air, namun untukpengelolaan air masih kurang dari yang


diharapkan. Sering kali para petanimengeluhkan kekurangan air pada musimkemarau dan sebaliknya pada musimpenghujan sawah dan ladang merekaterendam air yang berakibat gagal panen.Setiap tahunnya pemerintah melakukanupaya dalam pengembangan Sumber DayaAir (SDA) demi mengoptimalkan SumberDaya Air yang ada. Provinsi Nusa TenggaraTimur merupakan salah satu Provinsi diIndonesia yang memiliki areal irigasi yangluas, namun debit air untuk mengairiareal tersebut sangat terbatas. Salah satunyaKabupaten di Provinsi Nusa TenggaraTimur yaitu Kabupaten Lembata yangmemiliki luas wilayah 126.639 Ha, terdiridari 9 Kecamatan dan 144 desa/kelurahan(Badan Pusat Statistik Kabupaten Lembata,2014). Kabupaten ini pada musimkemarau Irigasi di Kabupaten Lembata.Setelah direncanakan, terpilih 10 lokasiyang berpotensi untuk embung irigasi.Setelah dilakukan pembobotan dari segilokasi georafis terhadap 10 lokasitersebut, dipilih Embung hukung yangberada di salah satu Desa Padakecamatan Nubatukan, Kabupaten lembata.

Pada Tugas Akhir ini penulis akanmelakukan alternatif desain terhadapEmbung Hukung yang telah dibangun.Diharapkan dengan memberikan alternatifakan menambah variasi bentuk pelimpahdalam desain.

Mengingat Luasnya Permasalahanyang teridentifikasi, maka pada penelitian inidilakukan pembatasan masalah antara lainsebagai berikut :

1. Menghitung debit banjir rencana2. Menghitung dimensi bangunan

pelimpah3. Menghitung stabilitas bangunan

pelimpahTujuan dari penelitian ini adalah untuk

mendapatkan alternatif desain bentukbangunan pelimpah embung yang sesuaisecara teknis serta memnuhi aspek stabilitaskontruksi.

II. TINJAUAN PUSTAKATinjauan Umum

bangunan pelimpah adalah bangunanbeserta Instalasinya untuk mengalirkan air

banjir yang masuk ke dalam waduk/embungagar tidak membahayakan keamananwaduk/embung apabila terjadi kecepatan airyang besar akan terjadi olakan (turbulensi)yang dapat menggangu jalannya airsehingga menyebabkan berkurangnya aliranair yang masuk ke bangunan pelimpah.Harus dihitung dengan sebaik-baiknyakarena resiko tidak mampu melimpahkandebit air banjir yang terjadi. Sebaliknyaapabila ukurannya terlalu besar, bangunanakan menjadi mahal yang dapatmempengaruhi biaya proyek secarakeseluruhan (Soedibyo, 2003).

Embung adalah bangunan konservasiair berbentuk kolam untuk menampung airhujan dan air limpas (run off) serta sumberair lainnya. Dengan harapan selama musimkemarau kapasitas tampungan embung akandimanfaatkan untuk dapat memenuhikebutuhan penduduk, ternak dan tanaman(puslitbang pengairan, 1994). Kriteriaembung :

a. Kapasitas tampungan <500.000 m3.

b. Tinggi tanggul/tubuh embungdari dasar pondasi < 15 m.

c. Bentang tanggul < 300 m.d. Mempunyai Daerah Aliran

Sungai (DAS) yang relatifkecil.

Analisa Hidrolika Bangunan Pelimpah(Spillway)

Mengingat tubuh tanggul Embung tipeurugan dan dengan pertimbangan lebihekonomis, maka dipilih pelimpah (Spillway)tipe saluran terbuka.

Lokasi pelimpah dipilih pada tempatdimana alirannya tidak akan menyebabkanerosi pada kaki hilir tanggul penutup situ,yaitu dengan menggali satuan tanah atausatuan batu dibukit tumpu.

1. Dimensi Bangunan Pelimpah(Spillway) Besar aliran yang meluapsempurna melalui mercu pelimpahdapat ditentukan dengan persamaanberikut:Q C B H1.5

Stabilitas KonstruksiSuatu bangunan dikatakan/akan

stabil, jika memenuhi 3 persyaratanpenting yaitu:


1. Tidak mengalami penggulingan atauoverturning.

2. Tidak mengalami penggeseran atausliding.

3. Tidak mengalami penurunan atausettlement

Bangunan utama yang dikontrolstabilitas konstruksi mencakup bangunanpelimpah dan tubuh embung.

III. METODE PENELITIAN

Pemilihan Metode yang digunakandalam perencanaan Bangunan Pelimpahmenggunakan Metode Studi Kasus.Tujuan dari penelitian ini adalah untukmemberikan gambaran secara mendetailtentang latar belakang, sifat-sifat sertakarakter-karakter yang khas dari kasus (M.Nazir, 1988). Hasil dari studi kasus inidapat memberikan hipotesa-hipotesauntuk penelitian lanjutan.

Proses perencanaan bangunanpelimpah dilakukan melalui tahapan-tahapan sebagai berikut:

a. Memilih topik Tugas Akhir yangakan dikerjakan, yaituperencanaan bangunan pelimpahembung tipe saluran terbuka.

b. Untuk dapat mengatasipermasalahan secara tepat makapokok permasalahan harusdiketahui terlebih dahulu. Solusimasalah yang akan dibuat harusmengacu pada permasalahanyang terjadi.

c. Studi literatur dilakukan untukmendapatkan acuan dalamanalisis data perhitungan dalamperencanaan bangunan pelimpahembung.

d. Setiap perencanaan dibutuhkandata-data penunjang baik dataprimer maupun data sekunder.Dalam perenaan bangunanpelimpah data-data sekunder yangdikumpulkan adalah:

Data hidrologi Data geologi Data topografi

e. Analisis hidrologi mencakupperhitungan analisa curah hujan

rencana, uji kecocokan, dananalisis debit banjir meliputikegiatan analisis curah hujanrancangan dan analisis debit banjirrancangan dengan periode ulang2,5,10,25,50, dan 100 tahun.

f. Analisis hidrolika mencakupperhitungan dimensi bangunanpelimpah dan dimensi saluranpengarah pelimpah.

g. Perhitungan stabilitas konstruksiuntuk bangungan pelimpahdihitung berdasarkan guling,geser, daya dukung, daerah retak.

IV. PEMBAHASANh.Pembahasan yang dilakukan

mencakup analisis hidrologi, analisishidrolika, dan stabilitas konstruksi. Secaraumum analisis hidrologi merupakanbagian awal perancangan bangunan-bangunan hidrolik.

Analisis HidrologiGambar 1 merupakan Peta

Daerah Aliran Sungai Embung Hukung.Penentuan daerah aliran sungai (DAS)dilakukan berdasarkan peta rupabumidengan skala 1:25.000. Didapat luasanDAS Embung Hukung sebesar 3,11 Km2.Mengingat hanya Sta. Lewoleba yangberpengaruh terhadap sub DAS EmbungHukung. Maka untuk data curah hujanharian maksimum menggunakan stasiunhujan sta. Lewoleba dengan ketersediaandata dari tahun 2000 s/d 2011 (11 tahun),data curah hujan dapat dilihat pada Tabel1.

Gambar 1 Luas Das Embung

Tabel 1 Data Curah Hujan Harian


Curah HujanNo Tahun Harian Maks

(mm)1 2001 792 2002 1383 2003 1554 2004 425 2005 556 2006 717 2007 998 2008 759 2009 9410 2010 9411 2011 66

(Sumber: BMKG Stasiun Meteorologi Larantuka, 2014)

Analisis Curah Hujan RencanaPada analisis curah hujan rencana

dihitung dengan menggunakan 4 metodedistribusi probabilitas yaitu metodeDistribusi Probabilitas Gumbel, DistribusiProbabilitas Normal, Distribusi ProbabilitasLog Normal, dan Distribusi ProbabilitasLog Pearson III. Serta data yangdiperlukan dalam perhitungan adalah datacurah hujan harian maksimum sepertipada Tabel 1. Hasil perhitungan curahhujan rencana dengan menggunakan ke 4metode distribusi disajikan pada Tabel 2,sebagai berikut:

Tabel 2 Rekapitulasi Curah HujanRencana

Periode Curah Hujan Rencana (mm), MetodeNo Ulang / T Gumbell Normal Log Normal Log Pearson

(Tahun) *) Type III

1 2 81.26 88.00 82.47 82.362 5 123.08 116.37 113.34 113.383 10 149.38 131.24 133.89 134.095 25 180.05 145.71 157.46 160.456 50 207.25 157.25 179.20 180.227 100 231.72 166.70 199.24 200.108 500 288.30 185.28 245.35 232.359 1000 312.56 192.38 265.66 237.60

Catatan: *) Metode yang terpilih untuk menghitung debitbanjir rencana

Setelah dilakukan uji kecocokandengan 2 metode pengujian distribusiprobabilitas yaitu metode uji Chi kuadrat danmetode smirnov kolmogorov maka dapatdisimpulkan bahwa distribusi yang palingsesuai untuk menghitung debit banjir rencanaadalah distribusi probabilitas log normal.

Analisis Intensitas Curah HujanPerhitungan intensitas curah hujan

menggunakan metode Dr. Mononobe,dengan hasil perhitungan disajikan padaTabel 3, sebagai berikut:

Tabel 3 Hasil Perhitungan Intensitas CurahHujan Metode Dr. Monobe

tR2 R5 R10 R25 R50 R100

82.4691 113.3434 133.8865 157.4560 179.1978 199.2359

1 28.5904 39.2939 46.4158 54.5869 62.1244 69.0712

2 18.0109 24.7536 29.2402 34.3876 39.1359 43.5122

3 13.7449 18.8906 22.3144 26.2427 29.8663 33.2060

4 11.3461 15.5938 18.4201 21.6628 24.6541 27.4109

5 9.7778 13.4383 15.8740 18.6685 21.2463 23.6220

6 8.6587 11.9003 14.0572 16.5318 18.8146 20.9185

7 7.8131 10.7381 12.6843 14.9173 16.9771 18.8755

8 7.1476 9.8235 11.6040 13.6467 15.5311 17.2678

9 6.6078 9.0816 10.7277 12.6162 14.3582 15.9638

10 6.1596 8.4656 10.0000 11.7604 13.3843 14.8809

11 5.7804 7.9445 9.3844 11.0364 12.5603 13.9648

12 5.4546 7.4967 8.8555 10.4144 11.8525 13.1778

13 5.1712 7.1072 8.3953 9.8732 11.2366 12.4930

14 4.9219 6.7646 7.9906 9.3973 10.6949 11.8908

15 4.7007 6.4605 7.6314 8.9749 10.2141 11.3563

16 4.5027 6.1884 7.3100 8.5969 9.7840 10.8780

17 4.3244 5.9433 7.0205 8.2564 9.3964 10.4472

18 4.1627 5.7211 6.7580 7.9477 9.0451 10.0565

19 4.0153 5.5185 6.5187 7.6663 8.7249 9.7005

20 3.8803 5.3330 6.2996 7.4086 8.4316 9.3744

21 3.7561 5.1623 6.0980 7.1715 8.1617 9.0744

22 3.6414 5.0047 5.9118 6.9525 7.9125 8.7973

23 3.5351 4.8586 5.7392 6.7495 7.6815 8.5404

24 3.4362 4.7226 5.5786 6.5607 7.4666 8.3015

Analisis Debit Banjir RencanaUntuk memperkirakan debit banjir

yang akan terjadi dapat dilakukananalisis hidrologi dengan menggunakanMetode Der Weduwen, HSS GAMA 1,Metode Haspers, Metode Mononobe, danMetode Nakayasu. Analisis debit banjirdilakukan pada periode ulang 2 th, 5 th, 10,50 th, dan 100 th. Besaran debit untuk setiapmetodenya sebagai berikut:

1. Metode Der WeduwenAda beberapaparameter yang

harusdiketahui sebelum dilakukannyaperhitungan debit banjir denganmetode Der Weduwen. Parametertersebut didapat dari Peta DerahAliran Sungai (DAS). Parametertersebut sebagai berikut:

ΔH= 0,105 KmL = 2,354Km A = 3,110Km2

Maka didapat besaran debit banjir rencanaper periode ulang metode Der Weduwendisajikan pada Tabel 4 sebagai berikut:

Tabel 4 Hasil Perhitungan Debit Banjir RencanaMetode Der Weduwen

Periode RTr (mm) t (Jam) QTr (m3/dtk)

Ulang (tahun)

2 82.47 0.84 23.435 113.34 0.80 34.7610 133.89 0.78 42.5725 157.46 0.76 51.7250 179.20 0.75 60.29


100 199.24 0.74 68.28

2. Metode HSS Gama-1Pada metode HSS Gama 1

sebelum melakukan perhitungan HidrografSatuan Sintetis Gama 1, ada beberapaparameter DAS yang harus sudahdiketahui. Parameter hidrograf satuanGama-1 untuk Embung Hukung sebagaiberikut:

Tabel 5 Parameter Hidrograf Satuan Gama-1No Parameter Nilai Satuan1 Jumlah pangsa sungai tingkat 1 4 buah2 jumlah pangsa sungai semua tingkat 7 buah3 Panjang pangsa sungai tingkat 1 3.11 km4 panjang pangsa sungai semua tingkat 5.464 km5 Jumlah pertemuan sungai (JN) 3

6 Luas DTAtotal (A) 3.11 Km2

7 Luas DTAhulu (AU) 1.195 Km2

8 Panjang Sungai Utama (L) 2.354 km9 0,75 L 1.766 km

10 0,25 L 0.589 km11 Kemiringan sungai rata-rata (S) 0.05012 Faktor sumber (SF) 0.56913 Frekuensi sumber (SN) 0.57114 Kerapatan jaringan kuras (D) 1.75715 Wu adalah lebar DAS dikukur dari 0.75 L 0.603 Km16 Wl adalah lebar DAS dikukur dari 0.25 L 0.770 Km17 Faktor lebar (WF) 0.784

18 Perbandingan DTAhulu dan DTAtotal (RUA) 0.38419 Faktor Simetri (SIM) 0.301

Maka didapat grafik hidrograf HSSGama-1 seperti pada Gambar 2 dan untukhasil perhitungan debit banjir rencana perperiode ulang disajikan pada Tabel 6

Gambar 2 Grafik Hidrograf Satuan Sintetis(HSS) Gama-1

Tabel 6 Hasil Perhitungan Debit Banjir RencanaMetode HSS Gama-1

Periode Ulang (Tahun)t 2 th 5 th 10 th 25 th 50 th 100 th

(m3/det) (m

3/det) (m

3/det) (m

3/det) (m

3/det) (m

3/det)

0 1.679 1.679 1.679 1.679 1.679 1.6791 6.042 8.621 10.338 12.307 14.124 15.7982 6.328 9.483 11.582 13.990 16.212 18.2593 5.646 8.781 10.867 13.261 15.469 17.5034 4.757 7.670 9.609 11.832 13.884 15.7755 3.913 6.553 8.310 10.325 12.184 13.8976 3.188 5.563 7.143 8.956 10.628 12.1707 2.596 4.729 6.152 7.785 9.291 10.6798 2.237 4.042 5.330 6.808 8.172 9.4289 2.019 3.480 4.655 6.002 7.245 8.390

10 1.886 3.021 4.099 5.337 6.478 7.53011 1.805 2.642 3.640 4.785 5.841 6.81512 1.756 2.329 3.258 4.325 5.309 6.21513 1.726 2.074 2.937 3.937 4.859 5.70914 1.708 1.919 2.664 3.607 4.476 5.27715 1.697 1.826 2.431 3.323 4.146 4.904

16 1.690 1.768 2.228 3.076 3.859 4.58017 1.686 1.734 2.051 2.861 3.607 4.29518 1.683 1.712 1.905 2.670 3.385 4.04319 1.682 1.699 1.817 2.500 3.186 3.81920 1.681 1.692 1.763 2.348 3.008 3.61721 1.680 1.687 1.730 2.211 2.848 3.43522 1.680 1.684 1.710 2.086 2.702 3.26923 1.680 1.682 1.698 1.973 2.568 3.11724 1.679 1.681 1.691 1.869 2.446 2.979

Jumlah 64 90 111 140 168 193

Maks 6.33 9.5 11.6 14.0 16.2 18.3

3.Metode HasperParameter untuk metode Hasper

sama dengan parameter untuk metode DerWeduwen. Maka didapat besaran debit banjirrencana per periode ulang untuk metodeHasper sebagai berikut:

Tabel 7 Hasil Perhitungan Debit BanjirRencana Metode Hasper

Periode Ulang RTr (mm) r I QTr (m3/dtk)3 2

(Tahun) (mm) (m /km /dtk)

2 82.47 34.61 19.68 51.995 113.34 45.37 25.80 68.15

10 133.89 51.99 29.56 78.1025 157.46 59.12 33.62 88.8050 179.20 65.29 37.12 98.07100 199.24 70.66 40.18 106.14

4.Metode MononobeParameter untuk metode Mononobe

sama dengan parameter untuk metode DerWeduwen dan Hasper. Maka didapatbesaran debit banjir rencana per periodeulang untuk metode Mononobe sebagaiberikut:

Tabel 8 Hasil Perhitungan Debit BanjirRencana Metode Mononobe

Periode Ulang RTr (mm) r (mm/jam) QTr (m3/dtk)

(tahun)

2 82.47 80.60 61.305 113.34 110.77 84.2510 133.89 130.85 99.5225 157.46 153.88 117.0450 179.20 175.13 133.21

100 199.24 194.72 148.10

5.Metode NakayasuKarakteristik Daerah Aliran Sungai

(DAS) Embung Hukung:Luas (A) = 3,110Km2

Panjang Sungai (L) = 2,354KmKoef. Karakteristik DAS(α) = 3Tinggi Hujan (R) = 1 mmKoefisien Run Off (C) = 0,65Parameter hidrograf satuan sintetis:Time Lag (Tg) = 0,382 JamSatuan Waktu Hujan (Tr) = 0,287 JamWaktu Puncak (Tp) = 0,612 JamWaktu Penurunan Debit

Puncak 30% (T0,3) = 1,147 JamDebit Puncak (Qp) = 0,42 R m3/detSetelah dilakukan perhitungan hidrografsatuan, Maka didapat grafik hidrograf HSSNakayasu seperti pada Gambar 3.


Gambar 3 Grafik Hidrograf Satuan SintetisNakayasu

Hujan netto jam-jaman merupakanparameter yang digunakan dalamperhitungan hidrograf debit banjir rencana,besaran hujan netto jam-jaman disajikanpada Tabel 9.

Tabel 9 Hasil Perhitungan Hujan Netto Jam-jaman

Maka didapat besaran debit banjirrencana per periode ulang metode Nakayasudisajikan pada Tabel 10, sebagai berikut:

Tabel 10 Hasil Perhitungan Debit Banjir RencanaMetode Nakayasu

WaktuKala Ulang (Tr)

Q2th

Q5th

Q10th

Q25th

Q50th

Q100th

(Jam)(m

3/det) (m

3/det) (m

3/det) (m

3/det) (m

3/det) (m

3/det)

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0000.612 12.449 17.109 20.210 23.768 27.050 30.0751.000 11.518 15.831 18.700 21.992 25.029 27.8271.759 8.157 11.211 13.243 15.575 17.725 19.7072.000 7.443 10.229 12.083 14.210 16.172 17.9812.500 6.453 8.868 10.476 12.320 14.021 15.5893.000 5.611 7.712 9.110 10.714 12.193 13.5573.480 3.736 5.135 6.066 7.134 8.119 9.0264.000 2.539 3.490 4.122 4.848 5.517 6.1344.500 1.920 2.639 3.117 3.665 4.172 4.6385.000 1.423 1.956 2.311 2.718 3.093 3.4395.500 1.068 1.468 1.733 2.039 2.320 2.5806.000 0.811 1.115 1.317 1.549 1.762 1.9606.500 0.623 0.856 1.011 1.189 1.354 1.5057.000 0.479 0.659 0.778 0.915 1.041 1.1587.500 0.369 0.507 0.598 0.704 0.801 0.8908.000 0.284 0.390 0.460 0.541 0.616 0.6858.500 0.218 0.300 0.354 0.416 0.474 0.5279.000 0.168 0.231 0.272 0.320 0.364 0.4059.500 0.129 0.177 0.209 0.246 0.280 0.312

10.000 0.099 0.136 0.161 0.189 0.216 0.24010.500 0.076 0.105 0.124 0.146 0.166 0.18411.000 0.059 0.081 0.095 0.112 0.128 0.14211.500 0.045 0.062 0.073 0.086 0.098 0.10912.000 0.035 0.048 0.056 0.066 0.076 0.08412.500 0.027 0.037 0.043 0.051 0.058 0.06513.000 0.021 0.028 0.033 0.039 0.045 0.05013.500 0.016 0.022 0.026 0.030 0.034 0.03814.000 0.012 0.017 0.020 0.023 0.026 0.02914.500 0.009 0.013 0.015 0.018 0.020 0.02315.000 0.007 0.010 0.012 0.014 0.016 0.01715.500 0.006 0.008 0.009 0.011 0.012 0.01316.000 0.004 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01016.500 0.003 0.005 0.005 0.006 0.007 0.008

17.000 0.003 0.003 0.004 0.005 0.005 0.00617.500 0.002 0.003 0.003 0.004 0.004 0.00518.000 0.001 0.002 0.002 0.003 0.003 0.00421.000 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 0.00221.500 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.00122.000 0.000 0.001 0.001 0.001 0.001 0.00122.500 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.00123.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00023.500 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00024.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Max 12.449 17.109 20.210 23.768 27.050 30.075

Setelah dilakukan analisa debit banjirrencana dengan kelima metode diatas makarekapitulasi perhitungan debit banjir rencanadisajikan pada Tabel 11, untuk grafikgabungan debit banjir disajikan pada Gambar4.

Tabel 11 Analisis Debit Banjir Rencana

Gambar 4 Grafik Gabungan Debit BanjirRencana

Lengkung DebitSebelum melakukan perhitungan

analisis hidrolika, terlebih dahulumenghitung lengkung debit yang bertujuanuntuk menentukan debit banjir mana darike-5 metode tersebut yang akandigunakan untuk perhitungan analisishidrolika.

Penampang yang dibuat lengkungdebit adalah penampang disekitar AsEmbung (S. Hukung), dengan kedalamanair (h) dimulai dari 0,50 m sampai dengan3,00 m Hasil perhitungan lengkung debitdisajikan pada Tabel 12:

Tabel 12 Analisis Debit Banjir Rencana

Noh A P

RS

nV Q-Kap

(m) (m2) (m) (%) (m/dtk) (m

3/dtk)

1 0.50 3.74 8.64 0.43 0.100 0.03 0.60 2.252 1.00 8.38 10.70 0.78 0.100 0.03 0.90 7.503 1.32 12.39 13.13 0.94 0.100 0.03 1.01 12.574 1.50 14.29 14.17 1.01 0.100 0.03 1.06 15.155 2.00 21.75 18.26 1.19 0.100 0.03 1.18 25.776 2.50 31.08 22.10 1.41 0.100 0.03 1.32 41.13


7 3.00 41.90 24.40 1.72 0.100 0.03 1.51 63.34

Dimana:H = Kedalaman Air Sungai (m)A= Luas Penampang Sungai (m2)P= Keliling basah (m)R= Jari-jari hidrolis (m)

S= Kemiringan dasar sungai arahmemanjang (%)

N= Koefisien ManningV= Kecepatan aliran (m/detik)Q-kap = Debit aliran sungai (m3/detik)Dari Tabel 12 di atas maka diperolehgrafik lengkung debit sungai Hukungseperti pada Gambar 5 berikut :

Gambar 5 Grafik Lengkung Debit Sungai HukungDengan elevasi muka air banjir Sungai

Hukung berada pada kedalaman 1,32 mdiperoleh debit sebesar 11,647 m3/detik, debitini identik dengan debit banjir Q-2th. Daribeberapa metode yang digunakan dalamanalisis debit banjir, nilai Q-2th yang mendekatinilai Q = 11,647 m3/detik adalah metodeNakayasu dengan Q-2th = 12,45 m3/detik.Sehingga untuk perencanaan bangunanpelimpah digunakan debit banjir MetodeNakayasu.Analisa Hidrolika1. Dimensi Bangunan Pelimpah Perhitungandimensi bangunan pelimpah menggunakandebit rencana periode ulang 100 tahunsebesar 30,075 m3/dt, dengan asumsi lebarbangunan pelimpah 10 m maka didapattinggi bangunan pelimpah sebesar 1,41 mdengan freeboard/tinggi jagaan setinggi 1m.

Gambar 6 Potongan Melintang Bangunan PelimpahDimana:

B = Lebar Bangunan

H = Tinggi BangunanW = Freeboard/tinggi jagaan

2. Dimensi Saluran PelimpahPerhitungan dimensi saluranpelimpah menggunakan rumusmanning, dengan asumsi lebarsaluran 4 m. Maka didapat tinggisaluran sebesar 1 m denganfreeboard/tinggi jagaan setinggi1m.

Gambar 7 Potongan Melintang Saluran PelimpahDimana:B = Lebar BangunanH = Tinggi Bangunan

W = Freeboard/tinggi jagaanStabilitas Konstruksi

Dalam perhitungan stabilitaskonstruksi bangunan pelimpah EmbungHukung ditinjau dari dua kondisi yaitupada saat kondisi bangunan pelimpahterjadi banjir dan pada saat kondisibangunan pelimpah kering.

Material/bahan yang digunakan yaitubatukali. Untuk bangunan pelimpahpembanding ini didesain tanpamenggunakan mercu dengan tujuan agardapat mengurangi biaya pelaksanaan daripekerjaan galian tanah bangunanpelimpah.1. Kondisi Kering StatikPada kondisi kering statik muka airdiasumsikan setinggi dengan dasarbangunan pelimpah, seperti pada Gambar

8. Gaya yang bekerja pada kondisikering statik adalah gaya akibattekanan tanah, gaya akibat bebansendiri, gaya akibat tekanan air,gaya tekanan ke atas (UpliftPressure), dan zona retak (CrackZone).


Gambar 8 Diagram Tegangan GayaBangunan Pelimpah Kondisi Keringa. Stabilitas Terhadap GulingStabilitas terhadap guling pada

kondisi statik (tanpa gaya gempa)didapat:

Momen Tahan Guling (M-):8,744 ton.m/mMomen Guling (M+): 3,347ton.m/m

b. Stabilitas Terhadap GeserStabilitas terhadap geser pada

kondisi statik (tanpa gaya gempa)didapat:

tg ɸ = 0,613 C = 0,285 ton/m2 Lebar Pondasi = 1,600 m Gaya Vertikal Total = 7,119 ton/m Kapasitas Tahan Geser = 2,602

ton/m Gaya Geser = 2,694 ton/m

SFGeser =( , , , , , ),

= 2,7546 > 1,5 (ok)c. Eksentrisitas

Momen + = 3,347 ton.m/mMomen - = 8,605 ton.m/mMomen Total = 5,258 ton.m/mGaya Vertikal + = 1,709 ton/mGaya Vertikal - = 8,828 ton/mGaya Vertikal Total = 7,119 ton/mResultan = 1,354 mLebar Pondasi = 1,600 m

e 0,061 0,2667(ok)d. Tegangan Kontak

Syarat daya dukung :

e. Daerah Retakan Gaya Horizontal + = 1,484 ton.m/m Gaya Horizontal - = 0,905 ton.m/m Gaya Horizontal Total = 0,579 ton/m Lebar Dasar = 1 m Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2

( 1 PC : 4 PS )Tekanan Geser : = ,

= 0,579ton/m2

= 0,058kg/cm2 < 1,911kg/cm2

SF = = ,, = 33 > 1,5 (OK)

2. Kondisi Kering Statik GempaPada kondisi kering statik gempa

muka air diasumsikan sama dengan kondisistatik yaitu setinggi dengan dasar bangunanpelimpah, seperti pada Gambar 8. Gayayang bekerja pada kondisi kering statikgempa adalah gaya akibat tekanan tanah,gaya akibat beban sendiri, gaya akibattekanan air, gaya gempa, gaya tekanan keatas (Uplift Pressure), dan zona retak (CrackZone.

a. Stabilitas Terhadap GulingStabilitas terhadap guling pada kondisi

statik gempa (dengan gaya gempa) didapat: Momen Tahan Guling (M-):

8,744 ton.m/m Momen Guling (M+):

5,173 ton.m/mSFGuling = ,, = 1,6903 > 1,2 (ok)b. Stabilitas Terhadap Geser

Stabilitas terhadap geser padakondisi statik gempa (dengan gaya gempa)didapat:




SFGeser =( , , , , , ),


Momen + = 5,173 ton.m/m Momen - = 8,979 ton.m/m Momen Total = 3,806 ton.m/m Gaya Vertikal + = 1,709 ton/m Gaya Vertikal - = 8,828 ton/m Gaya Vertikal Total = 7,119 ton/m Resultan = 1,870 m Lebar Pondasi = 1,600 m

d. Tegangan Kontak1 = ,, 1 − ( , ),1 = 0,021ton/m2

1 = ,, 1 − ( , ),1 = 8,877ton/m2 < 15,695ton/m2 (ok)

Syarat daya dukung := , , = 1,768 > 1,2 (ok)

e. Daerah Retakan Gaya Horizontal + = 2,392 ton/m Gaya Horizontal - = 0,905 ton/m Gaya Horizontal Total = 1,487 ton/m Lebar Dasar = 1 m Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2

( 1 PC : 4 PS ) Tekanan Geser : = ,

= 1,487ton/m2

= 0,149kg/cm2 <1,911kg/cm2

SF = = ,, = 12,85 > 1,2 (OK)

3. Kondisi Banjir StatikPada kondisi banjir statik muka air

setinggi dengan muka air banjir bangunanpelimpah, seperti pada Gambar 9. Gayayang bekerja pada kondisi banjir Statik

adalah gaya akibat tekanan tanah, gayaakibat beban sendiri, gaya akibat tekanan air,gaya tekanan ke atas (Uplift Pressure), danzona retak (Crack Zone).

Gambar 9 Diagram Tegangan Gaya BangunanPelimpah Kondisi Banjira. Stabilitas Terhadap GulingStabilitas terhadap guling pada kondisistatik (tanpa gaya gempa) didapat:

Momen Tahan Guling (M-):8,979 ton.m/m

Momen Guling (M+):3,949 ton.m/m

SFGuling = ,, = 2,2739 > 1,5 (ok)b. Stabilitas Terhadap GeserStabilitas terhadap geser pada kondisistatik (tanpa gaya gempa) didapat:

tg ɸ = 0,613 C = 0,285 ton/m2 Lebar Pondasi = 1,600 m Gaya Vertikal Total = 5,991 ton/m Kapasitas Tahan Geser = 3,307 ton/m Gaya Geser = 2,694 ton/m

SFGeser =( , , , , , ),


Momen + = 3,949 ton.m/m Momen - = 8,605 ton.m/m Momen Total = 4,657 ton.m/m Gaya Vertikal + = 2,837 ton/m Gaya Vertikal - = 8,828 ton/m Gaya Vertikal Total = 5,991 ton/m Resultan = 1,287 m Lebar Pondasi = 1,600 m

d. Tegangan Kontak1 = ,, 1 + ( , ),1 = 3,42ton/m2

1 = ,, 1 − ( , ),1 = 4,064ton/m2 < 15,695ton/m2 (ok)

Syarat daya dukung :


= , , = 3,862 > 1,5 (ok)e. Daerah Retakan

Gaya Horizontal + = 1,484 ton/m Gaya Horizontal - = 1,257 ton/m Gaya Horizontal Total = 0,227 ton/m Lebar Dasar = 1 m Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2


= 0,227 ton/m2

= 0,023kg/cm2 <1,911kg/cm2

SF = = ,, = 88,32 > 1,5 (OK)

4. Kondisi Banjir Statik GempaPada kondisi banjir statik gempa muka airdiasumsikan sama dengan kondisi banjirstatik yaitu setinggi dengan muka air banjirbangunan pelimpah, seperti pada Gambar 9.Gaya yang bekerja pada kondisi kering statikgempa adalah gaya akibat tekanan tanah,gaya akibat beban sendiri, gaya akibattekanan air, gaya gempa, gaya tekanan keatas (Uplift Pressure), dan zona retak (CrackZone).a. Stabilitas Terhadap GulingStabilitas terhadap guling pada kondisi statikgempa (dengan gaya gempa) didapat:

Momen Tahan Guling (M-):8,979 ton.m/m Momen Guling (M+):5,775 ton.m/m

SFGuling = ,, = 1,5549 > 1,2 (ok)b. Stabilitas Terhadap GeserStabilitas terhadap geser pada kondisi statikgempa(dengan gaya gempa) didapat:



SFGeser =( , , , , , ),


Momen + = 5,775 ton.m/m Momen - = 8,979 ton.m/m Momen Total = 3,204 ton.m/m

Gaya Vertikal + = 2,837 ton/m Gaya Vertikal - = 8,828 ton/m Gaya Vertikal Total = 5,991 ton/m Resultan = 1,870 m Lebar Pondasi = 1,600 m

d. Tegangan Kontak1 = ,, 1 + ( , ),1 = 0,021ton/m2

2 = ,, 1 − ( , ),1 = 7,467ton/m2 < 15,695ton/m2 (ok

Syarat daya dukung := , , = 2,102 > 1,2 (ok)

e. Daerah Retakan Gaya Horizontal + = 2,392 ton/m Gaya Horizontal - = 1,257 ton/m Gaya Horizontal Total = 1,134 ton/m Lebar Dasar = 1 m Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2


= 1,134 ton/m2

= 0,113kg/cm2 <1,911kg/cm2

SF = = ,, = 16,85 > 1,2 (OK)

4.6 Resume Survey Investigation Design(SID) Embung Hukung PT.OseanoAdhiptaprasarana

Pekerjaan SID dan detail desainEmbung Hukung telah dikerjakan oleh PT.Oseano Adhiptaprasarana pada tahun 2014.Dengan hasil perencanaan antara lain:1. Analisa Hidrologi

Perhitungan analisis curah hujanrencana eksisting dihitung dengan 6 metodedistribusi probabilitas yaitu: Distibusi Normal,Distribusi Log Normal 2 Parameter, DistribusiLog Normal 3 Parameter, Distribusi GumbelTipe I, Distribusi Pearson III dan DistribusiLog Pearson III. Perhitungan metode di atasdilakukan dengan bantuan perangkat lunakSMADA dan metode yang mempunyai rata-rata deviasi atau simpangan terkecil diambil


untuk analisis debit banjir. Hasil perhitungancurah hujan rencana eksisting denganmenggunakan perangkat lunak SMADAdisajikan pada Tabel 13.

Tabel 13 Analisis Curah Hujan RencanaEksisting

(Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014) Catatan: *)Digunakan untuk analisis debit banjir,karena mempunyaisimpangan terkecil.Pada perhitungan debit banjir rencanaeksisting menggunakan 3 Metode yaitudengan Metode Nakayasu, Metode Rasional,dan Metode Der Weduwen. Dengan hasilperhitungan disajikan pada Tabel 14 sebagaiberikut:

Tabel 14 Analisis Debit Banjir RencanaEksisting

(Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014)

(Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014)

Dari Tabel 14 tersebut yang digunakan untukperencanaan selanjutnya adalah Metode UnitHidrograf Nakayasu, mengingat nilai metodeini mendekati nilai rata-rata dari ketigametodetersebut.2. Analisa HidrolikaDimensi bangunan dan saluran pelimpaheksisting, yang telah diperhitungkan olehperencana didapat:

a. Bangunan PelimpahLebar : 10 mTinggi : 1,28 mFreeboard : 1 m

b. Saluran PelimpahLebar : 3 mTinggi : 1 mFreeboard : 1 m

3. Stabilitas KonstruksiBerdasarkan perhitungan stabilitas

konstruksi bangunan pelimpah eksisting,konstruksi kuat terhadap guling, geser dandaya dukung tanahnya. Dengan nilai faktorkeamanan setiap kondisinya sebagai berikut:a. Kondisi Kering (Faktor Keamanan =1,5)

Guling : 2,61Geser : 4,96Daya Dukung Tanah : 23,37

b. Kondisi Banjir (Faktor Keamanan =1,2)

Guling : 2,91Geser : 13,61Daya Dukung Tanah : 3,16

V. KESIMPULAN DAN SARAN

KesimpulanBerdasarkan hasil perencanaan bangunanpelimpah pembanding dapat disimpulkan:1. Curah hujan rencana eksising dihitungdengan menggunakan program SMADA.Sedangkan curah hujan rencanapembanding dihitung dengan beberapadistribusi probabilitas tanpa menggunakanprogram SMADA. Distribusi yang dipilihsetelah dilakukan uji kecocokan dengankedua metode adalah Distribusi ProbabilitasLog Normal.2. Debit banjir eksisting dihitung dengan 3metode dan pemilihan debit banjir terpilih,dilipih dari grafik rata-rata. Pada debit banjirpembanding ini dihitung dengan 6 metode.Metode yang dipilih untuk desain bangunanpelimpah adalah Metode Nakayasu. Ataspertimbangan pada perhitungan analisalengkung debit Sungai Hukung, elevasi mukaair banjir berada pada kedalaman 1,32 mmdengan debit sebesar 11,647 m3/dtk, debitini identik dengan debit banjir Q-2th MetodeNakayasu dengan debit sebesar 12,45m3/dtk. Sehingga untuk perencanaan


bangunan pelimpah digunakan debit banjirMetode Nakayasu.3. Untuk perencanaan bangunan pelimpahpembanding, didapat lebar bangunanpelimpah 10 m dengan tinggi muka air banjir1,41 m sedangkan untuk saluran pelimpahdidapat lebar 4 m dengan tinggi muka airbanjir 1 m.4. Untuk bangunan pelimpah pembandingdidesain tanpa menggunakan mercu dengantujuan agar dapat mengurangi biayapelaksanaan dari galian tanah. Denganmaterial/bahan yang digunakan yaitubatukali. Dari hasil perhitungan stabilitaskonstruksi terhadap stabilitas guling,stabilitas geser, stabilitas daya dukung, dandaerah retak serta dihitung dalam kondisibanjir dan kering. Didapat bahwa bangunanpelimpah Embung Hukung aman terhadapbahaya tersebut. Dengan nilai factorkeamanan untuk setiap kondisinya adalah:a. Kondisi Kering Statik (Faktor Kemanan =1,5)- Guling = 2,612- Geser = 2,755- Daya dukung tanah = 2,867- Daerah Retak = 33b. Kondisi Kering Statik Gempa (FaktorKemanan = 1,2)- Guling = 1,690- Geser = 1,945- Daya dukung tanah = 1,768- Daerah Retak = 12,85c. Kondisi Banjir Statik (FaktorKemanan = 1,5)- Guling = 2,274- Geser = 2,760- Daya dukung tanah = 3,862- Daerah Retak = 84,32d. Kondisi Banjir Statik Gempa(Faktor Kemanan = 1,2)- Guling = 1,555- Geser = 1,949- Daya dukung tanah = 2,102- Daerah Retak = 16,85

SaranDapat dilakukan studi lanjutan

mengenai bentuk saluran, material dan jenispondasinya yang digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

Kamiana, I Made. 2011. Teknik PerhitunganDebit Rencana Bangunan Air (CetakanPertama).Yogyakarta: Graha Ilmu.

Wamardi, Erman. 2010. Desain HidraulikBangunan Irigasi (Cetakan Kedua). Bandung:Alfabeta.

Soedibyo. 2003. Teknik Bendungan (CetakanKedua). Jakarta : PT. Pradya Paramita.

Sosrodarsono, Suyono, dan Kensaku Takeda. 2002. Bendungan Type Urugan (CetakanKelima). Jakarta :PT. Pradya Paramita.Subarkah. Iman. 1980. Hidrologi untukPerencanaan Bangunan Air. Bandung: IdeaDharma.

Sunggono, KH, Ir. 1984. TeknikSipil. Bandung: Nova.

Hadihardaja, Joetata., dkk. 1997. RekayasaPondasi 1: Konstruksi Penahan Tanah.Jakarta: Gunadarma.

Das, Braja M, Noor Endah, dan Indrasurya BMochtar. 1998. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsipRekayasa Geoteknis) Jilid 1. Jakarta:Erlangga.

Nazir, Mohammad.1988. Metode Penelitian(Cetakan Ketiga). Jakarta: Ghalia Indonesia.

Hadi, Tjokro. 2011. Peningkatan nilaikarakteristik mortar. Jurnal Teknis Vol.6No.3.

PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014.Laporan Akhir SID dan Detail Embung Irigasi1 Buah di Kabupaten Lembata, ProvinsiNusa TenggaraTimur.

perencanaan bangunan bangunan pelimpah …

Documents