studi perencanaan embung banyuurip...
TRANSCRIPT
STUDI PERENCANAAN EMBUNG BANYUURIP
KECAMATAN KALIDAWIR KABUPATEN TULUNGAGUNG
PROVINSI JAWA TIMUR
JURNAL
TEKNIK PENGAIRAN
KONSENTRASI PERENCANAAN TEKNIK BANGUNAN AIR
Ditujukan untuk memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik
MUHAMMAD BAGUS HARI SANTOSO
NIM. 135060401111037
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
MALANG
2017
STUDI PERENCANAAN EMBUNG BANYUURIP KECAMATAN KALIDAWIR KABUPATEN TULUNGAGUNG
PROVINSI JAWA TIMUR
Muhammad Bagus Hari Santoso1,Pitojo Tri Juwono2,Anggara Wiyono Wit Saputra2 1Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya
2Dosen Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya-Malang, Jawa Timur, Indonesia
Jalan MT Haryono 167 Malang 65145 Indonesia
e-mail : [email protected]
ABSTRAK
Desa Banyuurip Kecamatan Kalidawir, merupakan salah satu daerah di Kabupaten
Tulungagung yang memiliki curah hujan yang rendah dan seringkali mengalami kekeringan. Tidak ada sungai yang mengalir sepanjang tahun yang dapat dimanfaatkan oleh masyarakat.
Sehingga diperlukan suatu bangunan/fasilitas penampung air yang diharapkan dapat penuh selama musim penghujan, untuk kemudian dioperasikan selama musim kemarau. Oleh karena itu embung merupakan solusi yang tepat untuk mengatasi permasalahan tersebut.
Berdasarkan hasil analisis, didapatkan data-data teknis embung dan bangunan pelimpahnya beserta karakteristik tampungannya. Digunakan embung bertipe beton gravity
(cyclopean concrete) dikarenakan pertimbangan ketersediaan material, karakteristik topografi, dan kondisi geologi. Ruang untuk sedimen sebesar 547.13 m3 yang terletak pada elevasi +219.00 dan tampungan efektif sebesar 17541.67 m3 yang terletak di elevasi +223.50
dan elevasi muka air banjir terletak pada elevasi +223.97 . Jumlah penduduk yang dapat terlayani oleh keberadaan embung adalah 2648 jiwa. Untuk dimensi tubuh embung
didapatkan : tinggi embung 6.00 m, elevasi puncak embung +224.00, lebar puncak embung 1 m, kemiringan hulu 1 : 0.5 , kemiringan hilir 1 : 1, lebar ambang pelimpah 12 m, elevasi ambang pelimpah +223.50. Untuk analisis stabilitas embung dan pelimpah yang dilakukan
dengan metode perhitungan manual, didapatkan angka keamanan yang memenuhi persyaratan untuk keamanan terhadap guling, geser, dan daya dukung tanah. Kemudian
besarnya rencana anggaran biaya (RAB) untuk pembangunan embung dan pelimpahnya adalah Rp 4,797,249,608.00 (empat milyar tujuh ratus sembilan puluh tujuh juta dua ratus empat puluh sembilan ribu enam ratus delapan rupiah)
Kata kunci : embung, pelimpah, cyclopean concrete, stabilitas, rencana anggaran biaya
ABSTRACT
Banyuurip Village, Kalidawir Subdistrict, is one of the areas in Tulungagung Regency
that has low rainfall and often experience drought. There is no river that flows throughout the year and can be utilized by the society. So we need a building / water storage facility that is expected to be full during the rainy season, to then be operated during the dry season.
Therefore small dam is the right solution to overcome the problem. Based on the results of the analysis, obtained technical data small dam and spillway
buildings along with the characteristics of the storage. The type of small dam is gravity concrete small dam (cyclopean concrete)The room for sediment is 547.13 m3 at +219.00 and the effective capacity is 17541.67 m3 at +223.50 and flood water level is located at
+223.97. The number of people who can be served by the existence of the small dam is 2648
inhabitants. The result design about dimensions of the small dam body are obtained: height
of embankment 6.00 m, peak elevation of small dam at +224.00, width of small dam crest is 1 m, uphill slope of 1: 0.5, downward slope of 1: 1, widht of spillway channel is 12m, the crest of spillway at +223.50. The small dam and its spillway stability analyzes calculated
by manual calculation methods, the safety factor are found that meet the requirements for safety against overturning, sliding, and soil bearing capacity. Then the amount of fund that
must be allocated for the construction of small dam and its spillway is Rp 4,797,249,608.00 (four billion seven hundred ninety seven million two hundred forty nine thousand six hundred eight)
Keywords: small dam, spillway, cyclopean concrete, stability, budget planning
1. PENDAHULUAN
Di Indonesia, pembuatan embung
merupakan salah satu solusi dalam mengatasi permasalahan defisit air yang
terjadi terutama pada musim kemarau, dengan tujuan untuk menjadikan penduduk Indobesia lebih makmur dan
sejahtera. Salah satu daerah yang perlu dikembangkan mengenai masalah
tersebut adalah Desa Banyuurip, Kecamatan Kalidawir, Kabupaten Tulungagung, Provinsi Jawa Timur
dimana masyarakatnya hidup di atas tanah kering yang sangat membutuhkan air
untuk memenuhi kebutuhan air baku, terutama selama musim kemarau agar dapat meningkatkan laju perkembangan
perekonomian di wilayah tersebut. Mengacu pada Indikasi Program
Pembangunan Rencana Tata Ruang Wilayah Kabupaten Tulungagung 2011-2031 dengan waktu pelaksanaan RPJM-2
(tahun 2015-2019) serta hasil analisa kondisi daerah potensial yang ada, maka
rencana pembangunan Embung Banyuurip merupakan salah satu alternatif pemecahan masalah kebutuhan air baku
masyarakat di Desa Banyuurip. Kondisi eksisting di daerah rencana Embung
Banyuurip ini tidak memiliki baseflow atau sungai yang mengalir sepanjang tahun sehingga pada saat musim kemarau
masyarakat kesulitan untuk memperoleh air baku dan hanya mengharapkan dari
sumber dari air hujan saja sehingga sangat diperlukan suatu tampungan air yang diharapkan dapat penuh selama musim
penghujan dan dioperasikan selama musim kemarau.
2. BAHAN DAN METODE
Dalam studi ini dibutuhkan beberapa jenis data untuk mendukung proses analisis yaitu peta topografi, data
hidroklimatologi, geologi dan mekanika tanah di lokasi embung, jumlah penduduk,
peta zonasi gempa, serta harga satuan dasar upah kerja. Adapun data-data yang dimaksud di atas merupakan data
sekunder yang didapat dari laporan konsultan.
Untuk penyelesaian studi ini, disusun suatu metode teknis secara menyeluruh agar data-data yang ada dapat dianalisis
dengan baik dan benar untuk keperluan perencanaan embung dan bangunan
pelengkapnya. Adapun metode yang dimaksud antara lain analisis data topografi guna mendapatkan lengkung
kapasitas embung, analisis erosi dan sedimentasi guna penentuan tampungan
mati, analisis tampungan banjir melalui flood routing pelimpah, analisis neraca air guna mengetahui apakah tampungan
cukup digunakan untuk memenuhi layanan, perencanaan spillway, dan
analisis stabilitas tubuh embung dan pelimpah agar diketahui kelayakan teknisnya.
Analisis Hidrologi High Flow
Analisis hidrologi adalah kegiatan mengolah data hidrologi dengan teknis analisis kuantitatif yang mengacu pada
berbagai metode yang sesuai dan dapat
dipertanggungjawabkan. Analisis curah hujan rancangan
dengan distribusi frekuensi digunakan
untk menghitung curah hujan rancangan dengan berbagai kala ulang. Persamaan
umum yang digunakan adalah :
Log XT = 𝐿𝑜𝑔 𝑋̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ +KT .SLog X (1) dengan:
Log XT = Log hujan rancangan
𝐿𝑜𝑔 𝑋̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ = Nilai rata-rata dari log X S Log X = Simpangan baku KT = Faktor frekuensi, nilainya
bergantung dari T Uji kesesuaian distribusi digunakan
untuk mengetahui jenis distribusi frekuensi yang cocok untuk dipakai dalam analisis selanjutnya berdasar parameter-
parameter statistika. 1) Debit Banjir Rancangan Nakayasu
Rumus dasar hidrograf satuan Nakayasu adalah (Montarcih, 2010):
Qp = A Ro
3.6 (0.3 Tp+T0.3) (2)
dengan :
Qp = debit puncak banjir (m3/dt/mm) A = luas daerah pengaliran (km2)
Ro = curah hujan satuan (mm) Tp = tenggang waktu dari permulaan
hujan sampai puncak banjir
(jam) T0.3 = waktu yang diperlukan pada
penurunan debit puncak sampai ke debit sebesar 30% dari debit puncak (jam)
4) Debit Banjir Rancangan Gama I
Rumus dasar hidrograf satuan Gama I
adalah (Montarcih, 2010): Qp = 0.1836.A0.5886.TR–0.4008.JN0.2381
(3) dengan :
QP = Debit puncak hidrograf (m3/det) A = Luas daerah pengaliran (km2) TR = Waktu naik hidrograf (jam)
JN = Jumlah pertemuan sungai di DAS
5) Debit Banjir Rancangan Limantara
Rumus dasar hidrograf satuan Limantara adalah (Montarcih, 2010):
Qp = 0.042 A0.451xL0.497xLc0.356xS-0.131xn0.168 (4)
dengan :
Qp = debit puncak banjir hidrograf
satuan (m3/dt/mm) A = luas DAS (km2) L = panjang sungai utama (km)
S = kemiringan sungai utama Lc = panjang sungai dari outlet
sampai titik terdekat dengan titik berat DAS (km)
n = koefisien kekasaran DAS
0.042= koefisien untuk konversi satuan (m0.25/dt)
Analisis Ketersediaan Air Sungai
Dikarenakan pada lokasi studi tidak
terdapat data debit aliran yang dapat digunakan untuk melakukan analisis
potensi air (dependable discharge), maka untuk pendugaan debit aliran sngai akan dihitung menggunakan metode
pengalihragaman hujan-limpasan dengan metode FJ Mock. Kemudian dari hasil FJ
Mock, akan didapat debit andalan 90% melalui metode Basic Month.
Analisis Erosi dan Sedimentasi
Analisis ini digunakan untuk
mengetahui besarnya sedimen yang masuk ke embung dengan berawal dari pendugaan erosi lahan di sepanjang
daerah pengaliran sampai daerah genangan waduk.
Pendugaan besarnya erosi potensial dilakukan dengan metode USLE EP o t = R x K x LS x A (5)
Sedangkan, untuk erosi aktual rumusnya sebagai berikut.
EAk t = E-pot x CP (6) dengan : EAk t = Erosi aktual di DAS (ton/ha/th)
EP o t = Erosi potensial (ton/ha/th) CP = faktor tanaman dan pengawetan
tanah R = indeks erosivitas hujan K = erodibilitas tanah
LS = faktor panjang dan kemiringan lereng
A = luas daerah aliran sungai (ha)
Tidak semua sedimen yang
dihasilkan erosi aktual menjadi sedimen,
dan ini tergantung dari nisbah antara
volume sedimen hasil erosi aktual yang mampu mencapai aliran sungai dengan volume sedimen yang bisa diendapkan
dari lahan di atasnya (SDR = Sediment Delivery Ratio). Nilai SDR ini tergantung
dari luas DAS, yang erat hubungannya dengan pola penggunaan lahan dan dapat dirumuskan dalam suatu hubungan
fungsional (DPU, 1999).
2018.02018,0
08683.0+)50+(2
)8683.0 -1(= A
nS
ASSDR (7)
dengan:
SDR = Ratio pelepasan sedimen, nilainya 0 <SDR <1
A = Luas DAS (ha)
S = Kemiringan lereng rataan permukaan DAS (%)
n = Koefisien kekasaran manning Pendugaan laju sedimen potensial yang terjadi di DAS dihitung dengan
persamaan Weishmeier dan Smith, 1958 sebagai Wani, 1994 berikut :
SPot = EAkt x SDR (8) dengan: SPot = Sedimentasi potensial
EAkt = Erosi aktual
Analisis Kapasitas Tampungan Efektif
Analisis ini dilakukan dengan membandingkan antara volum
ketersediaan air (Vh), Volume kebutuhan air (Vn), dan volume daya tampung
topografi (Vp) Analisis Neraca Air
Perhitungan neraca air dilakukan untuk memeriksa apakah air yang tersedia
cukup memadai untuk memenuhi kebutuhan di daerah yang bersangkutan. Analisis neraca air dalam perencanaan
embung kali ini dihitung dengan menggunakan metode simulasi waduk.
Inflow yang mengisi embung merupakan volume total yang mengisi embung, sedangkan outflow-nya adalah
kebutuhan air, jumlah penguapan, dan jumlah resapan.
Perencanaan Tubuh Embung
Dalam hal ini, Embung Banyuurip
direncanakan dengan menggunakan bahan beton (cyclopean concrete). 1) Tinggi embung
Tinggi embung adalah perbedaan antara elevasi permukaan pondasi dan
elevasi mercu embung. 2) Lebar Mercu Embung
digunakan ketentuan praktis seperti
yang tertera dalam Tabel 1 berikut. Tabel 1. Lebar Puncak embung
Tipe Tinggi (m) Lebar
puncak (m)
1. Urugan (1) ≤ 5,00
(2) 5,00 – 10,00
2,00
3,00
2. Pasangan batu/beton
sampai maksimal
7,00 1,00
Sumber : Kasiro,dkk. 1994
Perencanaan Pelimpah
Dalam studi ini, direncanakan bangunan pelimpah menjadi satu dengan tubuh embung dan terbuat dari beton
siklop (cyclopean concrete). Tipe spillway yang digunakan adalah overflow.
Stabilitas Embung dan Pelimpah
Dikarenakan embung bertipe beton
gravity, maka stabilitas bangunan yang ditinjau adalah terhadap bahaya guling,
geser, dan daya dukung tanah. Dalam perhitungan, digunakan dua perhitungan yakni kondisi tanpa gempa dan kondisi
gempa. Rumus dasar metode stabilitas ini sebagai berikut (Soedibyo, 1993). 1) Stabilitas Guling
n = ∑ Mv
∑ Mh (9)
dengan : n = angka keamanan terhadap
penggulingan MXv = momen vertikal terhadap X
MXh = momen horizontal terhadap X 2) Stabilitas Geser
n =f.∑ V+c.A
∑H (10)
dengan:
n = angka keamanan terhadap geseran
f = koefisien geseran antara beton
dengan beton atau beton dengan batuan pondasi = tg φ
c = kohesi tanah pondasi
A = luas permukaan pondasi 3) Stabilitas Daya Dukung
σmaks = ∑ Vt
B . L (1 +
6e
B) > σt (11)
σmaks = ∑ Vt
B . L (1 +
6e
B) > 0 (12)
dengan: σmaks = tegangan tanah maksimal yang
timbul σmin = tegangan tanah minimal yang
timbul Vt = gaya vertikal total B = lebar pondasi
L = panjang pondasi e = eksentrisitas
σt = tegangan tanah yang diizinkan berdasar pengujian yang dilakukan
Adapun angka keamanan dari stabilitas geser dan guling harus lebih besar dari safety factor yang terdapat pada
Tabel 2.
Tabel 2. Safety Factor untuk Stabilitas
No Kombinasi Faktor Keamanan
Pembebanan Guling Geser
1 M+H+K+T+Thn 1.5 1.5
2 M+H+K+T+Thn+G 1.3 1.3
3 M+H+K+T+Thb 1.3 1.3
4 M+H+K+T+Thb+G 1.1 1.1
5 M+H+K+T+Thb+Ss 1.2 1.2
Sumber : KP-06 Irigasi, 2013
Rencana Anggaran Biaya
didasarkan pada Harga Satuan Dasar
Upah Kerja, Bahan dan Alat Unit Layanan Pengadaan Jawa Timur Tahun Anggaran
2016 .
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisis High Flow
Perhitungan analisis hidrologi dalam
studi ini menggunakan debit banjir rancangan kala ulang 50 tahun (Q50). Data hujan yang digunakan untuk keperluan
perhitungan adalah menggunakan data
dari satu stasiun hujan saja yakni Stasiun
Hujan Kalidawir. Penggunaan satu pos hujan masih
memenuhi standard yang dipersyaratkan
karena menurut Kasiro,dkk. 1994, salah satu persyaratan pos hujan terpilih adalah
pilih satu pos hujan yang jaraknya terdekat dengan embung, kurang dari 10 km.
Data curah hujan maksimum tahunan di lokasi studi ditunjukkan pada Tabel 3.
Kemudian perlu dilakukan analisis untuk menentukan distribusi frekuensi yang sesuai dengan karakteristik data dengan
menggunakan uji chi-kuadrat dan uji smirnov kolmogorov. Dalam uji chi-
kuadrat, harga χ2 dibandingkan dengan harga χ2
cr. Apabila χ2 < χ2cr maka hipotesa
distribusi diterima.
Sedangkan uji smirnov Kolmogorov perlu dilakukan untuk mengetahui
simpangan horizontal sebaran teoritis dan sebaran empiris. Simpangan horizontal ini dinyatakan dengan Δmaks < Δcr (didapat
dari tabel) untuk derajat keyakinan tertentu, maka hipotesa distribusi dapat
diterima. Sehingga hasil pemilihan distribusi yang sesuai ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Curah Hujan Maksimum Tahun CH maks (mm) 1990 115 1991 80 1992 109 1993 96 1994 120 1995 89 1996 119 1997 120 1998 93 1999 91 2000 115 2001 117 2002 84 2003 92 2004 113 2005 126 2006 70 2007 89 2008 83 2009 109 2010 113 2011 94 2012 63 2013 76 2014 90 2015 67
Sumber : Data Perhitungan, 2017
Tabel 4. Pemilihan Distribusi Frekuensi
Jenis Distribusi X2hitung Δpmax
Uji Chi Square Uji Smirnov Kolmogorof
α = 1% α = 5% α = 1% α = 5%
X2cr
= 11.345 X2
cr
= 7.815 Δpkritis
= 0.314 Δpkritis
= 0.264
Normal 6.769 0.112165 diterima Diterima diterima diterima
Log Normal 6.308 0.074412 diterima Diterima diterima diterima
Gumbel 5.385 1.643933 diterima Diterima ditolak Ditolak
Log Pearson III 28.462 0.395196 ditolak Ditolak ditolak Ditolak
Sumber : Analisis Perhitungan, 2017
Dari Tabel 4. dapat diambil sebuah kesimpulan bahwa metode yang paling
tepat untuk menganalisis hujan rancangan berdasarkan angka simpangan yang terkecil yang didapat adalah metode Log
Normal. Dengan persamaan umum distribusi
Log Normal untuk menghitung curah hujan rancangan didapat besaran hujan rancangan kala ulang 50 tahun yaitu
143.124 mm Selanjutnya perhitungan debit banjir
rancangan menggunakan 3 metode HSS. Hal ini dikarenakan untuk membandingkan keabsahan dari ketiga
metode tersebut. Namun, dipilihlah debit banjir rancangan dengan metode
Nakayasu dikarenakan hasil yang
diperoleh lebih besar dibandingkan dengan kedua metode lainnya sehingga diharapkan nilai keamanan dari desain
embung yang didasarkan pada nilai debit banjir rancangan metode Nakayasu dapat
lebih terjamin.
Tabel 5. Debit Banjir Rancangan Debit Banjir Rancangan Metode
(m3/dt) Nakayasu Gama I Limantara
Q5 8.122 5.678 4.325
Q10 8.855 6.191 4.716
Q20 9.504 6.645 5.061
Q25 9.632 6.734 5.130
Q50 10.301 7.202 5.486
Q100 10.883 7.609 5.796
Sumber : Analisis Perhitungan, 2017
Ketersediaan Air (Low Flow)
Hasil pengalihragaman hujan-
limpasan FJ Mock disajikan dalam Gambar 1. Sedangkan ketersediaan air semusim diperkirakan dengan debit
andalan 90% Basic Month adalah sebesar 56,644 m3.
Gambar 1. Hasil Pengalihragaman Hujan-Limpasan FJ Mock dalam Periode 26 Tahun Sumber : Analisis Perhitungan, 2017
0.000
0.010
0.020
0.030
0.040
0.050
0.060
0.070
0.080
0.090
0.100
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
debit
(m
3/d
t)
Tahun
Debit FJ Mock Tahun 1990 - 2015
Analisis Erosi dan Sedimentasi
Analisis ini bertujuan untuk menentukan besarnya ruang sedimen. Untuk menentukan besarnya erosi aktual
pada lahan sekitar DTA diperlukan data penunjang yaitu topografi dan kemiringan
lahan serta karakteristik DTA. Contoh tahap perhitungannya sebagai berikut. Besarnya nilai EAkt daerah sawah (0 – 5%)
dapat dihitung dengan persamaan (6): EAk t = E-pot x CP
= 848.73 x 0.16 x 0.01 x 0.04 = 0.01 ton/ha/tahun
Kemudian dengan luasan sawah sebesar
4.60 ha, didapat laju erosi aktual Eaktual = 0.01 x 4.60
= 0.06 ton/tahun = 0.04 m3/tahun
Analisis sedimentasi potensial membutuhkan nilai Sediment Delivery Ratio
(SDR) dan erosi aktual. Besarnya SDR yang diperkirakan berdasarkan persamaan (7):
2018.02018,0
08683.0+)50+(2
)8683.0 -1(= A
nS
ASSDR
= 2018,02018,0
)38.16(08683,0+))020.0(50+25.0(2
))38.16(8683,0 -1(25.0
= 64%
Besarnya sedimentasi potensial (Spot) berdasar persamaan (8) :
SPot = EAkt x SDR = 0.04 m3/tahun x 64% = 0.03 m3/tahun
Sehingga, dengan langkah yang sama didapat perkiraan jumlah sedimen yang
masuk ke embung dari hasil erosi lahan yang terjadi pada DTA embung yaitu 824.26 m3/tahun, tertera pada Tabel 7.
Tabel 6. Sedimentasi Potensial (Spot) Kemiringan Kemiringan Laju erosi aktual
SDR Spot
lereng rerata (%) lereng rerata m3/th m3/th
25 0.25 5.49 0.55 3.00
42.5 0.425 4.18 0.65 2.72
10 0.1 98.50 0.57 56.55
2.5 0.025 550.41 0.46 253.17
2.5 0.025 0.04 0.64 0.03
25 0.25 636.37 0.50 318.15
42.5 0.425 296.09 0.64 190.64
Perkiraan jumlah sedimen yang masuk ke embung 824.26
Sumber : Analisis Perhitungan, 2017
Dari Tabel 7. didapatkan bahwa dalam
setahun diperkirakan 824.26 m3 sedimen masuk ke dalam tampungan embung. Kemudian jika kita bandingkan dengan
ruang sedimen yang hanya disediakan sebesar 547.1 m3, maka secara logika dalam
waktu kurang dari setahun pun ruang sedimen pun akan penuh terisi. Harapannya dapat dilakukan kegiatan maintenance
berupa pengerukan mungkin untuk menjaga agar fungsi embung bisa bertahan sampai 25
tahun mendatang. Penentuan Tampungan Efektif
Besarnya kapasitas tampungan efektif merupakan kapasitas tampungan desain
dikurangi volume ruang sedimen. Hasil perbandingan antara Vp, Vn, dan Vh sebagai berikut.
Penentuan volume berdasar lengkung kapasitas embung. Harus juga
memperhatikan beberapa aspek tinggi embung, yaitu tinggi maksimal 6.00 m untuk embung beton. Adapun Tabel 8. dan
Gambar 2. menunjukkan hasil lengkung kapasitas waduk. Sesuai dengan batasan
tinggi embung maksimum 6 m untuk embung beton, maka elevasi puncak tubuh embung +224. Muka air normal
direncanakan pada elevasi +223.5 sehingga tinggi muka air maksimum pada pelimpah
ketika terjadi banjir Q50 adalah 0.50 meter. Jadi jika dilihat dari lengkung kapasitas embung pada sub bab 4.2. tersebut di atas
maka didapatkan daya tampung topografi (Vp) yang diperbolehkan adalah sebesar
18088.8 m3. Besarnya volume air yang diharapkan dapat mengisi embung adalah 56,644 m3.
Volume kebutuhan air (Vn) didapat dari jumlah kebutuhan air penduduk Desa
Banyuurip sejumlah 2648 jiwa yaitu 38661 m3. Jadi, kapasitas tampung desain
ditentukan oleh daya tampung topografi, nilainya sebesar 18088.8 m3. Direncanakan
ruang sedimen setinggi 1 meter dari dasar atau pada elevasi +219 sehingga menghasilkan volume ruang sedimen
sebesar 547.13 m3. Sehingga kapasitas
tampungan efektif sebesar 18088.8 - 547.13
= 17541.67 m3 Tabel 7. Volume Tampungan dan Luas Genangan Embung
Elevasi Beda
tinggi
Luasan
kontur
Luas rerata antar
kontur
Volume tiap
kontur
Volume
storage (m) (m) (m2) (m2) (m3) (m3)
218 0 0 0 0 0 219 1 1094.3 547.1 547.1 547.1 220 1 2021.5 1557.9 1557.9 2105.0 221 1 3124.5 2573.0 2573.0 4678.0 222 1 4688.8 3906.7 3906.7 8584.6
223 1 6699.7 5694.2 5694.2 14278.9 224 1 8539.8 7619.8 7619.8 21898.7 225 1 10346.2 9443.0 9443.0 31341.7
Sumber : Analisis Perhitungan, 2017
Gambar 2. Kurva Lengkung Kapasitas Sumber : Analisis Perhitungan, 2017
Analisis Neraca Air
Inflow yang mengisi embung
merupakan volume total yang berasal dari perhitungan debit andalan 90%. Hasil
analisis neraca air dengan simulasi waduk selama satu tahun yang digunakan untuk memeriksa apakah air yang tersedia
cukup memadai untuk memenuhi
kebutuhan di daerah yang bersangkutan adalah sebagai berikut.
01000200030004000500060007000800090001000011000
218
219
220
221
222
223
224
225
0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000
Ele
va
si
(m)
Volume Tampungan Kontur (m3)
Lengkung Kapasitas Tampungan Embung
VolumeTampungan
Luasan Kontur(m2)
Tabel 8. Simulasi Tampungan Embung Banyuurip dengan Debit Andalan 90%
No Bulan
Jumlah Inflow Kebutuhan air baku Total outflow I - O Si+1 S akhir periode S total periode Spillout Spillout
Keterangan
Hari l/dt m3 m3/dt m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3 l/dt
[1] [2] [3] [4] [5] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17]
12433 18089
1 Januari 31 14 36518 0 3284 3284 33235 45668 12433 18089 33235 12 Sukses
2 Februari 28 28 68088 0 2966 2966 65122 77555 12433 18089 65122 27 Sukses
3 Maret 31 0 0 0 3284 3284 -3284 9150 9150 9697 0 0 Sukses
4 April 30 14 35600 0 3178 3178 32423 41573 12433 18089 29139 11 Sukses
5 Mei 31 8 20524 0 3284 3284 17240 29674 12433 18089 17240 6 Sukses
6 Juni 30 4 9779 0 3178 3178 6601 19035 12433 18089 6601 3 Sukses
7 Juli 31 2 4727 0 3284 3284 1443 13877 12433 18089 1443 1 Sukses
8 Agustus 31 1 2375 0 3284 3284 -908 11525 11525 12072 0 0 Sukses
9 September 30 0 1099 0 3178 3178 -2078 9446 9446 9994 0 0 Sukses
10 Oktober 31 0 542 0 3284 3284 -2741 6705 6705 7252 0 0 Sukses
11 November 30 0 435 0 3178 3178 -2743 3962 3962 4510 0 0 Sukses
12 Desember 31 1 1843 0 3284 3284 -1441 2522 2522 3069 0 0 Sukses
Sumber : Analisis Perhitungan, 2017
Perencanaan Tubuh Embung
Berdasarkan karakteristik lokasi embung yang meliputi geologi tanah (jenis pondasi batu) dan ketersediaan bahan
urugan di lokasi embung yang tidak mencukupi dan lebar lembah yang relatif
sempit, maka dipilihlah tubung embung beton type gravity. Namun dipilih bahan cyclopean concrete agar biayanya lebih
murah. Beton jenis ini sama dengan beton normal biasa, perbedaannya ialah pada
beton ini digunakan ukuran agregat yang relatif besar. Ukuran agregat kasar dapat mencapai 20 cm, namun proporsi agregat
yang lebih besar dari biasanya ini sebaiknya tidak lebih dari 20 persen dari agregat
seluruhnya. Lebar mercu embung direncanakan
selebar 1 m, mengacu pada kriteria yang ada
pada Tabel 1. Kemiringan lereng hulu direncanakan 1 : 0.5 , sedangkan kemiringan
lereng hilir 1 : 1. Selanjutnya stabilitasnya akan dicek kembali dengan analisis stabilitas guling, geser, dan daya dukung
tanah.
Perencanaan Pelimpah
Pelimpah yang digunakan adalah pelimpah overflow dan dibuat menyatu
dengan tubuh embung yang terbuat dari beton siklop. Pelimpah overflow ini
digunakan berdasarkan pertimbangan ekonomiknya.
Mercu pelimpah direncanakan dengan mercu bulat dengan R = 0.6 m, dikarenakan koefisien debitnya lebih besar dari mercu
ambang lebar. Kemiringan mercu pelimpah sampai
lantai peredam energi direncanakan 1 : 1. Sehingga elevasi kolam olak terletak di +216.5.
Dengan kondisi aliran (debit per satuan lebar dan bilanan Froude) yang
direncanakan, maka dipilihlah kolam olak USBR type III sebagai fasilitas peredam energi air. Tinggi air di hilir peredam energi
adalah 1.4 meter.
Analisis Stabilitas Tubuh Embung dan
Pelimpah
Mengingat tubuh embung dan pelimpah
merupakan bangunan embung bertipe gravity maka bahaya yang mungkin terjadi
dan dapat mengganggu kestabilan bangunan adalah bahaya guling, geser dan daya dukung tanah. Terdapat tiga kondisi yang
ditinjau pada perhitungan stabilitas yaitu kondisi setelah selesai dibangun, kondisi
saat muka air normal, dan kondisi saat muka air banjir. Kemudian masing-masing kondisi tersebut kemudian dipecah lagi menjadi
kondisi saat gempa dan tidak gempa.
Tabel 9. Perhitungan Stabilitas Tubuh Embung
Kondisi
Jenis Stabilitas
Guling Geser Daya Dukung Tanah
SF hitung SF minimum Status SF hitung SF minimum Status σmaks σmin σijin Status
Waduk Kosong dengan Gempa 13.154 1.500 aman 4.982 1.500 aman 10.133 7.825 23.345 Aman
Muka Air Normal tanpa Gempa 6.002 1.300 aman 3.805 1.300 aman 13.514 1.934 23.345 Aman
Muka Air Normal dengan Gempa 4.124 1.300 aman 1.876 1.300 aman 10.878 4.571 23.345 Aman
Muka Air Banjir tanpa Gempa 5.397 1.100 aman 3.259 1.100 aman 13.559 1.834 23.345 Aman
Muka Air Banjir dengan Gempa 3.912 1.100 aman 1.558 1.100 aman 11.059 4.334 23.345 Aman
Sumber : Analisis Perhitungan, 2017
Tabel 10. Perhitungan Stabilitas Pelimpah
Kondisi
Jenis Stabilitas
Guling Geser Daya Dukung Tanah
SF hitung SF minimum Status SF hitung SF minimum Status σmaks σmin σijin Status
Waduk Kosong dengan Gempa 10.623 1.500 aman 6.564 1.500 aman 1.106 - 23.345 Aman
Muka Air Normal tanpa Gempa 2.933 1.300 aman 4.378 1.300 aman 6.232 2.449 23.345 Aman
Muka Air Normal dengan Gempa 2.389 1.300 aman 1.979 1.300 aman 7.543 1.138 23.345 Aman
Muka Air Banjir tanpa Gempa 1.640 1.100 aman 3.952 1.100 aman 0.868 - 23.345 Aman
Muka Air Banjir dengan Gempa 1.447 1.100 aman 1.753 1.100 aman 1.099 - 23.345 Aman
Sumber : Analisis Perhitungan, 2017
Rencana Anggaran Biaya
Untuk menghitung anggaran biaya
yang harus dialokasikan, perlu mengetahui harga satuan pekerjaan yang berlaku di
daerah studi dan besarnya volume pekerjaan dari masing-masing item pekerjaan. Adapun harga satuan pekerjaan tertera pada Tabel
12, sedangkan hasil perhitungan rencana anggaran biaya yang didapat dengan
mengalikan volume pekerjaan dengan harga satuan pekerjaan tertera pada Tabel 13
berikut.
Tabel 11. Rencana Anggaran Biaya Embung Banyuurip
No Uraian Pekerjaan Jumlah Biaya (Rp.)
I PEKERJAAN PERSIAPAN Rp 146,411,102.72
II PEKERJAAN TUBUH EMBUNG Rp 2,492,823,030.82
III PEKERJAAN TAMPUNGAN EMBUNG Rp 771,794,861.79
IV PEKERJAAN PELIMPAH Rp 962,687,103.55
TOTAL BIAYA KONSTRUKSI Rp 4,361,136,006.95
PPN 10% Rp 436,113,600.70
TOTAL BIAYA FINANSIAL Rp 4,797,249,607.65
BIAYA FINANSIAL (DALAM PEMBULATAN) Rp 4,797,249,608.00
Sumber : Analisis Perhitungan, 2017 Dari Tabel 13, didapatkan besarnya
anggaran biaya yang untuk pembangunan Embung Banyuurip sebesar Rp
4,797,249,608.00
4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa
kesimpulan sebagai berikut: 1) Tampungan mati Embung Banyuurip
yakni setinggi 1.00 m, sehingga
mempunyai volume 547.13 m3, terletak
pada elevasi +219.00 m. 2) Volume tampungan efektif Embung
Banyuurip sebesar 17541.67 m3 dan
terletak pada elevasi +223.50 m. 3) Muka air banjir terletak pada elevasi
+223.97 m. 4) Dari hasil perhitungan stabilitas
didapatkan bahwa desain Embung
Banyuurip aman terhadap bahaya guling, geser, dan daya dukung tanah.
5) Data Teknis dimensi Embung Banyuurip adalah sebagai berikut: - Tinggi embung = 6.00 m
- Elevasi crest embung = +224.00 - Lebar puncak embung = 1.00 m
- Kemiringan hilir = 1 : 1 - Kemiringan hulu = 1 : 0.5 - Panjang embung = 46.08 m
- El. puncak pelimpah = +223.95 - Lebar pelimpah = 12.00 m
- Mercu pelimpah = Mercu bulat, R = 0.6 m
- Type peredam energi
= USBR type III 6) Besarnya rencana anggaran biaya
didasarkan pada harga satuan Kabupaten Tulungagung tahun 2016 dan perhitungan BoQ, sehingga
didapatkan jumlah biaya adalah sebesar Rp 4,797,249,608.00 (Empat Milyar
Tujuh Ratus Sembilan Puluh Tujuh Dua Ratus Empat Puluh Sembilan Enam Ratus Delapan Rupiah)
DAFTAR PUSTAKA
Direktorat Bina Teknik DPU. 1999. Pedoman Pengelolaan Sedimentasi
Waduk. Jakarta
Direktorat Sumber Daya Air Kementerian Pekerjaan Umum. 2013.
Standar Perencanaan Irigasi KP-
02 Bangunan Utama. Jakarta. Kasiro, Ibnu, dkk. 1994. Pedoman
Kriteria Desain Embung Kecil
untuk Daerah Semi Kering di
Indonesia. Jakarta : PT. Mediatama Saptakarya
Montarcih, Lily. 2010. Hidrologi
Teknik Terapan. Malang: CV Asrori.
Soedibyo. 1993. Teknik Bendungan. Jakarta : Pradnya Paramita.
Utomo, Wani Hadi. 1994. Erosi dan
Konservasi Tanah. Malang : Penerbit IKIP Malang