studi perencanaan konstruksi tubuh bendungan pada waduk

STUDI PERENCANAAN KONSTRUKSI TUBUH BENDUNGAN PADA WADUK

SUPLESI KONTO WIYU DI KECAMATAN PUJON KABUPATEN MALANG

PROVINSI JAWA TIMUR

Brigitta Mutiara Adhyaksa1, Heri Suprijanto

2, Dian Sisinggih

2

1Mahasiswa Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya

2Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Email : [email protected]

ABSTRAK

Dalam rangka pemenuhan kebutuhan air irigasi untuk Daerah Irigasi Siman, akan direncanakan

Bendungan Konto Wiyu yang dapat dimanfaatkan untuk menampung pasokan air dari Sungai Konto Wiyu

sebagai tambahan supply air kepada DI Siman. Perencanaan tubuh bendungan berdasarkan pertimbangan

topografi dan hidrologi, dengan tipe bendungan adalah bendungan urugan zonal inti tegak. Selanjutnya, akan

dianalisis stabilitas tubuh bendungan dan pondasi terhadap rembesan dan stabilitas lereng bendungan dalam

berbagai kondisi.

Dari hasil studi didapatkan dimensi desain tubuh bendungan berdasarkan Q1000th dan dikontrol oleh

QPMF antara lain tinggi bendungan 38 m, elevasi puncak +1245, lebar puncak bendungan 10 m, kemiringan

hulu 1 : 3 dan kemiringan hilir 1 : 2,2. Material penyusun tubuh bendungan memiliki sifat fisik dan mekanis

yang memenuhi kriteria yang ada. Perencanaan grouting tirai dilaksanakan sebagai langkah perbaikan

pondasi guna memperkecil nilai permeabilitas pada pondasi bendungan. Kapasitas debit rembesan yang

terjadi kurang dari 1% dari debit rata-rata tahunan sungai, yang masuk dengan atau tanpa grouting.

Kecepatan rembesan masih di bawah kecepatan kritis, faktor keamanan terhadap piping dan boiling adalah >

4. Kestabilan lereng dalam berbagai kondisi pembebanan masih termasuk dalam kriteria aman. Total biaya

dari timbunan tubuh bendungan adalah sebesar Rp 66.075.649.170,00.

Kata Kunci : Bendungan Urugan Batu, Dimensi Bendungan, Stabilitas Bendungan

ABSTRACT

In order to fulfill the water irrigation requirements for Siman Irrigation Area, will be planned Konto

Wiyu Dam that can be used to accommodate the additional water supply from Konto Wiyu River to the

Irigation System in Siman. The planning of main dam is based on the topography dan hydrology

consideration, and the type of rockfill dam is central core dam. Furthermore, analyzing the stability of the

main dam and foundation against the seepage and slope stability of the main dam in various conditions will

be done.

The study resulted the design of main dam dimensions, which were based on Q1000 and QPMF , that

are dam height is 38 m, crest dam elevation is +1245, crest dam width is 10 m, upstream slope is 1 : 3 and

downstream slope is 1 : 2,2. The constituent material of the main dam has the physical and mechanical

properties that meet the requirements. Curtain grouting was planned in the need of decreasing the amount of

permeability in dam foundation. The capacity of seepage discharge is less than 1% from the average annual

discharge of the river, with or without the grouting. The seepage velocity is below the critical seepage

velocity, the safety factor from piping and boiling is more than 4. The slope stability in various conditions

are still classified in safe criteria. The total cost of the main dam heap is Rp 66.075.649.170,00.

Key words : Rockfill Dam, Dam Dimensions, Dam Stability

mailto:[email protected]

1. PENDAHULUAN

Daerah Irigasi Siman memperoleh

pasokan air dari Waduk Siman yang

terletak di Kabupaten Kediri dimana

waduk ini berfungsi sebagai afterbay

(waduk harian) dari Bendungan Selorejo

yang terletak di Kabupaten Malang

Provinsi Jawa Timur pada Daerah Aliran

Sungai (DAS) Brantas Sub DAS Konto.

Adapun kendala yang terjadi adalah

kapasitas outflow dari Waduk Selorejo

belum dapat mencukupi kebutuhan air

untuk Daerah Irigasi Siman yang memiliki

luas areal 23.226 ha (UPTD Puncu-

Selodono, 2013) serta kebutuhan lainnya,

karena pada perencanaan awal Waduk

Selorejo hanya memiliki fungsi pemanfaat-

an untuk irigasi dengan luas areal 5.700 ha.

Di samping itu, kondisi ketersediaan air

semakin menurun seiring dengan rusaknya

kondisi Sub DAS Konto yang berbanding

terbalik dengan kebutuhan yang semakin

meningkat.

Diperlukan suatu pemecahan masalah

dalam penambahan supply air untuk

memenuhi kebutuhan DI Siman dengan

mengidentifikasi semua potensi yang ada

di dalam DAS Brantas khususnya Sub

DAS Konto untuk mencukupi kebutuhan

air DI Siman. Berdasarkan hasil studi

terdahulu, yaitu Studi Optimasi dan

Pengembangan Sumber Daya Air untuk

Suplesi DI Waduk Siman tahun 2010,

ditemukan potensi pembangunan ben-

dungan yang berfungsi sebagai tampungan

air (waduk) untuk memenuhi kebutuhan air

DI Siman. Secara teknis salah satu kom-

ponen utama bendungan adalah tubuh

bendungan (main dam) yang berfungsi

sebagai penahan rembesan air ke arah hilir

serta penyangga tandonan air tersebut.

Dalam perencanaan tubuh bendungan

harus direncanakan dengan pertimbangan

atas berbagai aspek teknis, diantaranya

kondisi topografinya yang perlu diper-

hitungkan antara lain kondisi geologi di

daerah calon bendungan, tersedianya

bahan dengan kualitas yang memenuhi

syarat untuk tubuh bendungan, serta

kemampuan teknologi pelaksanaan pem-

bangunannya. Yang tidak kalah pentingnya

adalah perlu memperhatikan besarnya

debit andalan yang tersedia pada sungai

dari lokasi calon waduk dan debit banjir

rancangan yang ada sebagai dasar dalam

perencanaan dimensi tubuh bendungan.

Adapun tujuan dari studi ini adalah

merencanakan dimensi tubuh bendungan

yang secara teknis layak untuk dibangun

sesuai tujuannya untuk mengatasi masalah

kekurangan pasokan air untuk kebutuhan

irigasi DI Siman, serta agar studi ini dapat

menjadi suatu informasi untuk pengem-

bangan dan pemanfaatan sumber daya air.

2. TINJAUAN PUSTAKA

Dalam studi ini perhitungan dilakukan

dengan berbagai tahapan di antaranya

dengan analisis hidrologi, menentukan di-

mensi bendungan, analisis stabilitas ben-

dungan, dan menentukan anggaran biaya

timbunan tubuh bendungan dan pondasi.

A. Analisis Hidrologi

Analisis hidrologi dalam menentukan

besarnya elevasi muka air banjir memiliki

tahapan sebagai berikut:

a. Curah hujan rerata daerah

Curah hujan wilayah atau curah hujan

daerah adalah curah hujan yang di-

perlukan untuk penyusunan suatu ran-

cangan pengendalian banjir yang

merupakan curah hujan rata-rata di

seluruh daerah yang bersangkutan, yang

dinyatakan dalam satuan millimeter

(Sosrodarsono, 1983:27). Dalam peren-

canaan curah hujan rerata daerah dalam

studi ini menggunakan metode rata-rata

hitung (arithmetic mean) dengan

persamaan sebagai berikut:

D =

∑

dengan:

d = tinggi curah hujan rerata daerah

(mm)

dn = tinggi curah hujan pada pos pena-

kar n

n = banyaknya pos penakar

b. Curah hujan rancangan

Curah hujan rancangan maksimum ada-

lah hujan terbesar tahunan yang mung-

kin terjadi di suatu daerah dengan peri-

ode kala ulang tertentu. Dalam studi ini

perhitungan hujan rancangan meng-

gunakan distribusi Log Pearson tipe III

karena terbukti distribusi ini bersifat

fleksibel.

Curah hujan rancangan dapat diperoleh

dengan persamaan sebagai berikut

(Montarcih, 2010:19):

log X = ̅ (2-8)

G merupakan nilai yang didapatkan dari

tabel Distribusi Log Pearson III yang

menunjukkan hubungan antara nilai Cs,

Tr, dan P (%).

c. Probability Maximum Precipitation

PMP atau curah hujan maksimum yang

mungkin terjadi umumnya memiliki

besaran 4 – 6 kali dari harga periode

perulangan 100 tahunan, selain itu dapat

pula diperoleh dengan cara sebagai

berikut:

- Membandingan catatan-catatan hasil

observasi dengan jangka waktu

yang berbeda-beda.

- Direktorat Jendral Pengairan telah

mengumpulkan data curah hujan

dan memberi kesimpulan bahwa

angka 700 mm sebagai angka curah

hujan tertinggi di Indonesia.

d. Debit banjir rancangan

Untuk menentukan hidrograf satuan

daerah pengaliran sungai yang tidak

terpasang stasiun AWLR (Automatic

Water Level Recorder), dapat diguna-

kan hidrograf sintetik. Dalam hal ini

biasanya digunakan hidrograf-hidrograf

sintetik yang telah dikembangkan di

negara–negara lain, dimana parameter-

parameternya harus disesuaikan terlebih

dulu dengan karakteristik daerah peng-

aliran yang ditinjau (Soemarto, 1987).

Rumus dari hidrograf satuan sintetis

Nakayasu adalah :

Qp =

6 p

dengan:

Qp = debit puncak banjir (m3/dt)

R0 = hujan satuan (mm)

Tp = tenggang waktu dari permulaan

hujan sampai puncak banjir (jam)

T0,3 = waktu yang diperlukan oleh pe-

nurunan debit, dari puncak sam-

pai 30% dari debit puncak

A = luas daerah pengaliran sampai

outlet (km2)

Gambar 1. Unit Hidrograf Nakayasu

Sumber : Soemarto (1987:168)

e. Penelusuran banjir lewat pelimpah

Jika fasilitas pengeluarannya berupa

bangunan pelimpah (spillway), maka

rumus yang digunakan adalah :

Q = C . B . H3/2

dengan:

Q = debit yang melewati ambang pe-

limpah (m3/det)

C = koefisien limpasan debit bangun-

an pelimpah

B = lebar efektif ambang pelimpah

(m)

H = tinggi energi di atas ambang pe-

limpah (m)

B. Dimensi Tubuh Bendungan

Penentuan dimensi tubuh bendungan

diantaranya tinggi bendungan, lebar mercu

bendungan, panjang bendungan, kemiring-

an lereng tubuh bendungan.

a. Tinggi bendungan

Tinggi bendungan adalah perbedaan

antara elevasi permukaan pondasi dan

elevasi mercu bendungan. Untuk me-

nentukan tinggi bendungan secara op-

timal harus memperhatikan tinggi ruang

bebas dan tinggi air untuk operasi

waduk (Soedibyo, 1993 : 219).

Untuk menentukan tinngi bendungan

terlebih dahulu harus menentukan tinggi

jagaan (Hf) yang dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan berikut :

Hf ≥ ∆h + (

) + ha + hi

dengan:

∆h = Tinggi kemungkinan kenaikan

permukaan air waduk yang

terjadi akibat timbulnya

banjir abnormal

hw = Tinggi ombak akibat tiupan

angin

he = Tinggi gelombang akibat

gempa

hd = Tinggi kemungkinan kenaikan

permukaan air waduk, apabila

terjadi kemacetan–kemacetan

pada pintu bangunan pelim-

pah

hi = Tinggi tambahan yang di-

dasarkan pada tingkat urgensi

dari waduk

b. Lebar mercu bendungan

Guna memperoleh lebar minimum

mercu bendungan, biasanya dihitung

dengan rumus sebagai berikut

(Sosrodarsono, 1989:174) :

B = 3,6 . H1/3

– 3

dengan:

B = lebar mercu bendungan (m)

H = tinggi bendungan (m)

Tabel 1. Standar Lebar Puncak

Bendungan Menurut Japanese Code

Sumber: Anonim (2010)

c. Panjang bendungan

Panjang bendungan adalah seluruh pan-

jang mercu bendungan yang bersang-

kutan, termasuk bagian yang digali pada

tebing–tebing sungai di kedua sisi ujung

mercu tersebut.

d. Kemiringan lereng bendungan

Pada tubuh bendungan urugan mem-

punyai kemiringan lereng tertentu,

dalam perencanaannya dapat menggu-

nakan persamaan berikut :

FShulu = -

tg ϕ ≥

FShilir = -

tg ϕ ≥

dengan :

FShulu = faktor keamanan lereng bagian

hulu

FShilir = faktor keamanan lereng bagian

hilir

m = kemiringan lereng hulu

n = kemiringan lereng hilir

k = koefisien gempa

ϕ = sudut geser dalam

C. Analisis Stabilitas Bendungan

a. Rembesan pada pondasi

Pondasi suatu bendungan berfungsi

sebagai pendukung semua beban yang

diteruskan oleh bendungan yang

bersangkutan. Apabila nilai permeabi-

litas dan harga lugeon lebih dari angka

yang telah ditentukan maka perlu dila-

kukan treatment pondasi bendungan,

salah satunya adalah dengan cara

grouting. Grouting adalah salah satu

perbaikan pondasi bendungan yang

merupakan pekerjaan dimana suatu

cairan campuran antara semen dan air

diinjeksikan dengan tekanan ke dalam

rongga, pori, rekahan dan retakan ba-

tuan yang selanjutnya cairan tersebut

dalam waktu tertentu akan menjadi

padat dan menjadi satu kesatuan dengan

tanah yang ada.

Tinggi

Bendungan

Lebar Puncak

Bendungan

30 m 8 m

50 m 10 m

70 m 11 m

100 m 13 m

200 m 18 m

Gambar 2. Sistem pencegahan

kebocoran pada bendungan urugan Sumber : Sosrodarsono (1989:107)

Sementasi tirai salah satu dari jenis

perbaikan pondasi yang dimaksudkan

agar dalam lapisan pondasi terbentuk

semacam tirai kedap air yang disebut

tirai-sementasi untuk mengurangi de-

bit filtrasi yang melalui pondasi

bendungan dengan cara memaksa

aliran filtrasi mengalir melalui ujung

bawah tirai tersebut. Sebagai perkiraan

yang sangat umum, kedalaman semen-

tasi data digunakan rumus empiris

sebagai berikut :

d =

h +c

dengan :

d = kedalaman pengeboran (m)

h = tinggi tekanan statis air (m)

c = koefisien (8 s/d 20)

Perhitungan debit rembesan sebelum

digrouting :

Qo = f

Perhitungan debit rembesan sesudah

digrouting :

Q = f

Efektivitas grouting terhadap debit

rembesan (Ec) :

Ec =

dengan:

Ec = Efektivitas debit akibat

grouting (%)

Qo = Besarnya debit sebelum di-

grouting

Q = Besarnya debit setelah

digrouting

K1 = Koefisien permeabilitas sebe-

lum digrouting

K2 = Koefisien permeabilitas setelah

digrouting

L1 = Panjang aliran rembesan

L2 = Lebar daerah yang digrouting

b. Rembesan pada tubuh bendungan

A. Cassagrande (1937) memberikan

cara untuk menghitung rembesan lewat

tubuh bendungan yang berasal dari

pengujian model.

Gambar 3. Hitungan rembesan cara

Cassagrande Sumber : Masrevaniah (2010:200)

Besarnya debit rembesan dapat diten-

tukan dengan persamaan:

q = 2sinka Debit rembesan juga dapat ditentukan

dengan menggunakan metode jaring

arus (flownet) dengan persamaan:

q = K . h . L .

Gambar 4. Penggambaran jaring arus

pada bendungan Sumber : Masrevaniah (2010)

c. Stabilitas lereng tubuh bendungan

Analisis stabilitas dengan menggunakan

metode irisan, dapat dijelaskan dengan

memperhatikan Gambar 5 dengan AC

merupakan lengkungan lingkaran seba-

gai permukaan bidang longsor perco-

baan.

Gambar 5. Sketsa sederhana analisis

stabilitas lereng metode Fellenius Sumber : Masrevaniah (2010:211)

Gambar 6. Satu Irisan untuk analisis

stabilitas lereng metode Fellenius Sumber : Masrevaniah (2010:212)

Untuk menentukan angka keamanan

maka digunakan persamaan:

sF =

n

pn

n

n

pn

n

nnn

W

WLc

sin

)tancos(

1

1

dengan:

Fs = faktor keamanan

Δ n = n

nb

cos

bn = lebar potongan irisan ke-n

D. Analisa Rencana Anggaran Biaya

Timbunan Tubuh Bendungan Rencana Anggaran Biaya merupakan

perkiraan biaya yang diperlukan dalam suatu

pekerjaan konstruksi. Dalam menentukan

Rencana Anggaran Biaya dibutuhkan

perhitungan volume galian dan timbunan,

volume pekerjaan dan harga satuan

pekerjaan yang nantinya digunakan sebagai

acuan di dalam perhitungan anggaran.

Perhitungan volume mengacu pada gambar

teknis yang telah dibuat.

3. METODOLOGI PERENCANAAN

A. Lokasi Studi

Lokasi studi terletak di sub DAS

Konto Desa Wiyurejo, Kecamatan Pujon,

Kabupaten Malang, Provinsi Jawa Timur

dengan letak geografis 7o48’46,37” LS –

112o28’54,92” BT, berada sekitar 32,6 km

dari Kota Malang. Luas DAS ± 11,93 km2

dan sumber air dari sungai itu sendiri

berasal dari Gunung Petung Molok, dan

Gunung Tumbakan.

B. Data

Data-data yang diperlukan antara lain

data curah hujan dengan menggunakan

data dari Stasiun Hujan Pujon dan

Tampung (Mojokerto), data debit aliran

sungai, data teknis bendungan, topografi

dan as bendungan, karakteristik DAS,

geologi dan mekanika tanah.

C. Tahapan Studi

Adapun tahapan-tahapan studi ini

yaitu sebagai berikut :

1. Analisis hidrologi

2. Analisis stabilitas bendungan

3. Analisis biaya tubuh bendungan dan

pondasi

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Analisis Hidrologi

a. Curah hujan rerata daerah

Dalam menentukan curah hujan rerata

daerah digunakan data curah hujan

harian selama 20 tahun (tahun 1993

sampai dengan 2012).

Tabel 2. Curah Hujan Maksimum

Rerata Daerah Metode Aritmatik

Sumber: Perhitungan

b. Curah hujan rancangan

Penentuan curah hujan maksimum

dengan periode ulang tertentu dihitung

dengan menggunakan analisa fekuensi

metode Log Pearson tipe III, dengan

alasan bahwa koefisien puncak dan

koefisien kepencengan data yang

tersedia memenuhi syarat metode

tersebut. Hasil perhitungan dapat dilihat

pada tabel di bawah ini.

Tabel 3. Perhitungan Hujan Rancangan

Metode Log Pearson III

Sumber: Perhitungan

c. PMP

Berdasarkan perhitungan diperoleh nilai

PMP teroreksi sebesar 565,362 mm.

selanjutnya nilai PMP ini akan

dikontrol dengan peta Isohit PMP-24

jam untuk wilayah Jawa Timur

(Anonim, 1999). Berdasarkan peta

diketahui PMP di Kecamatan Pujon

sebesar 520 mm, karena lebih kecil dari

PMP hitung maka dalam desain

digunakan hasil PMP hitung.

d. Debit banjir rancangan Nakayasu

Data yang diketahui:

Luas DAS (A) : 11,93 km2

Panjang sungai utama : 5,6 km

Unit hujan efektif (Ro) : 1 mm

Parameter hidrograf α : 3

Untuk sungai dengan L < 15 km

Gambar 7. Grafik rekap hidrograf banjir

Nakayasu

e. Penelusuran banjir lewat pelimpah

Dari penelusuran banjir lewat pelimpah

diperoleh :

- Qoutflow untuk Tr 1000 th sebesar

128,99 m3/dt pada elevasi +1242,05

- Qoutflow untuk Tr 1,2 × 1000 th

sebesar 159,91 m3/dt pada elevasi

+1242,30

- Qoutflow untuk PMF sebesar 345,47

m3/dt pada elevasi +1243,70

B. Dimensi Tubuh Bendungan

a. Tinggi bendungan

- Tinggi jagaan (freeboard)

Dari perhitungan diketahui kenaikan

tinggi muka air waduk akibat banjir

abnormal ΔH) sebesar 0,25 m,

Stasiun

Pujon

Stasiun

Tampung

Rerata

Maksimum

(mm) (mm) (mm)

1 1993 95.00 207.00 151.00

2 1994 87.00 113.00 100.00

3 1995 82.00 237.00 159.50

4 1996 90.00 93.00 91.50

5 1997 89.00 96.00 92.50

6 1998 90.00 83.00 86.50

7 1999 125.00 104.00 114.50

8 2000 79.00 147.00 113.00

9 2001 59.00 74.00 66.50

10 2002 95.00 130.00 112.50

11 2003 78.00 81.00 79.50

12 2004 149.00 69.00 109.00

13 2005 69.00 103.00 86.00

14 2006 139.00 139.00 139.00

15 2007 182.00 86.00 134.00

16 2008 145.00 104.00 124.50

17 2009 75.00 115.00 95.00

18 2010 118.00 143.00 130.50

19 2011 72.00 80.00 76.00

20 2012 68.00 68.00 68.00

No Tahun

T r P (% ) C s G Log X X (mm)

5 20 -0.057 0.839 2.107 127.881

10 10 -0.057 1.275 2.155 142.961

25 4 -0.057 1.731 2.206 160.61

50 2 -0.057 2.023 2.238 173.051

100 1 -0.057 2.326 2.272 186.956

1000 0.1 -0.057 3.01 2.348 222.652

tinggi ombak akibat angin (hw)

sebesar 0,55 m, tinggi ombak akibat

gempa (he) sebesar 0,401 m, tinggi

muka air waduk akibat kemacetan

pintu (ha) adalah 0 karena pelimpah

tidak menggunakan pintu, dan angka

tambahan tinggi jagaan yang dida-

sarkan pada tipe bendungan diren-

canakan 1 m. Maka, tinggi jagaan

(Hf) dapat dihitung sebagai berikut:

Hf ≥ ∆H + hw + e

+ ha + hi

Hf ≥ 5 55 4 5

+ 1

Hf ≥ m

Diambil tinggi jagaan Hf sebesar 2 m

dari tinggi muka air normal.

Dari perhitungan tinggi jagaan di atas,

maka dapat ditentukan elevasi mercu

dan tinggi bendungan sebagai berikut:

Elevasi mercu bendungan:

E = 1242,05 + 2,00

= 1244,05

Tinggi bendungan:

H = 1244,05 – 1207,00

= 37,05 m

Untuk antisipasi terjadinya konsolidasi

setelah pelaksanaan penimbunan,

maka perlu penambahan ketinggian

bendungan sebesar 1% dari rencana

ketinggian sebelumnya, maka:

∆H = (0,01 . 37,05) + 37,05

= 7 4 m ≈ 8 m

Elevasi mercu bendungan:

El. = 1207 + 38

= +1245

b. Lebar mercu bendungan

Lebar mercu bendungan Konto Wiyu

dapat dicari dengan sebagai berikut:

B = 3,6 . H1/3

– 3

= 3,6 . 381/3

– 3

= 9 ≈ m

c. Panjang bendungan

Sesuai dengan gambar maka diperoleh

panjang bendungan sebesar 209,2 m.

d. Kemiringan lereng bendungan

Sebagai pendekatan, kemiringan tubuh

bendungan dapat ditentukan sebagai

berikut:

FShulu = -

tg ϕ ≥

1,1 = – 4 74

4 74 . tg 37°

m = 646 ≈

FShilir = -

tg ϕ ≥

1,1 = – 4

4 . tg 37°

n = ≈

Maka diperoleh kemiringan lereng

tubuh bendungan bagian hulu adalah

1:3 dan kemiringan hilir adalah 1:2,2.

Gambar hasil desain rencana tubuh

bendungan dapat dilihat pada Gambar

9.

C. Analisis Stabilitas Bendungan

a. Rembesan pada pondasi bendungan

Perhitungan debit rembesan sebelum

digrouting:

Qo =

= 9 496 -6 4

9

= 6,291 × 10-5

m3/dt.m

Direncanakan Efisiensi Ec sebesar 60%

Maka perhitungan debit setelah

grouting dapat dihitung sebagai berikut:

Ec = -

× 100%

60%= 6 9 -5

6 9 -5 × 100%

Q = 2,516 × 10-5

m3/dt . m

b. Rembesan pada tubuh bendungan

Untuk menentukan besarnya debit

rembesan yang lewat di tubuh

bendungan maka terlebih dahulu

menentukan formasi garis depresi pada

tubuh bendungan.

Gambar 8. Formasi garis depresi pada

tubuh bendungan Sumber: Perhitungan

Dari gambar penentuan garis depresi

dan flownet maka dapat dihitung

besarnya kapasitas aliran filtrasi sebagai

berikut:

Qf = f

p . k .h .L

= 9

. 2,86 . 10

-9 .33 . 176,164

= 1,496 . 10-5

m3/det

Untuk menyatakan bahwa bendungan

aman terhadap bahaya piping dan

boiling maka dapat dikontrol dengan:

- Maximum exit gradient

ie =

= 476

7 9

= 0,671

ic =

= 58

4

= 4,719

SF =

= 4 7 9

67

= 7,029

SF (faktor aman) minimum

ditentukan 4 (Christady, 2010:220).

Karena SFhitung > SFmin maka ben-

dungan dinyatakan aman terhadap

bahaya piping.

- Kecepatan kritis

Selain dengan analisis di atas, perlu

juga adanya kontrol besar kecepatan

aliran rembesan yang melalui tubuh

bendungan.

V =

= 86 -9 67

758

= 2,531 . 10-9

m/det

Kecepatan kritis dapat dihitung

dengan persamaan :

c = √ ef

= 1,02 . 10-4

m/det

Oleh karena v < vc , maka bendungan

aman terhadap bahaya piping.

Gambar 9. Detail rencana tubuh bendungan Konto Wiyu

c. Kontrol rembesan total

Total rembesan bendungan baik yang

melalui inti maupun yang melalui

pondasi bendungan perlu dicek apakah

memenuhi syarat yaitu hanya diper-

kenankan antara 2 – 5% dari debit rata-

rata tahunan sungai. Diketahui debit

rata-rata tahunan adalah sebesar 4,474

m3/det. Qijin rembesan dapat dihitung

sebagai berikut:

Qijin = 2% × 4,474 m3/det

= 0,0895 m3/det

Maka nilai Qtotal rembesan dan pondasi

harus lebih kecil daripada Qijin tersebut.

- Rembesan sebelum grouting

Qf total = Qf inti + Qf pondasi

= 1,496 . 10-5

+ 0,011

= 0,0111 m

3/det

P = f total

rerata tah nan

× 100%

=

4 474 × 100%

= 0,248%

Qf total sebelum grouting = 0,0111

m3/det < Qijin = 0,0895 m

3/det

maka bendungan dinyatakan aman

terhadap rembesan.

- Rembesan setelah grouting

Qf total = Qf inti + Qf pondasi

= 1,49 .10-5

+ 4,432.10-3

= 4,447 . 10

-3 m

3/det

P = f total

rerata tah nan

× 100%

= 4 447 -

4 474 × 100%

= 0,099%

Qf total setelah grouting = 4,447 .

10-3

m3/det < Qijin = 0,0895 m

3/det

maka bendungan dinyatakan aman

terhadap rembesan.

d. Stabilitas lereng bendungan

Contoh perhitungan pada bagian hulu

bendungan saat waduk kosong dalam

kondisi tanpa gempa.

1. Menentukan jari-jari bidang longsor

(R) sehingga tepi lingkaran me-

nyinggung dasar pondasi dan me-

ngenai semua jenis material tim-

bunan tubuh bendungan, dapat

dilihat pada Gambar 10.

2. Membagi bidang longsor menjadi

beberapa bagian sama lebar, kemu-

dian masing-masing pias dihitung

luas (A) dan gaya beratnya (W). Pada

perhitungan, untuk pias 1 didapatkan

nilai:

A = 7,374 m2

W = 12,905 ton/m

α = -31,592⁰

T = -6,760 ton/m

N = 10,992 ton/m

N tan ϕ = 8,283 ton/m

Gambar 10. Stabilitas lereng hulu saat kondisi kosong

3. Menghitung kekuatan tahanan kohesi

terhadap gejala peluncuran

C . l =

6

C . l = 5 8 66 58

6

= 56,949 ton/m2

4. Prosedur perhitungan di atas diulang

sampai semua pias yang membentuk

bidang longsor dihitung, selanjutnya

mencari nilai faktor keamanan (SF),

jika W cos α = N dan W sin α = T,

maka:

SF = ∑{ tan }

∑

= 56 949 74 76

6 4 6

= 3,871

Faktor keamanan diperoleh 3,871.

Berdasarkan tabel faktor aman

minimum untuk bendungan urugan

(Novak, 2007 : 85), untuk kondisi

akhir pelaksanaan (waduk kosong)

faktor aman minimumnya adalah

1,25. Dalam perhitungan SF > SF

minimum maka bendungan dinya-

takan aman.

Berdasarkan perhitungan stabilitas lereng

bendungan didapatkan rekapitulasi sebagai

berikut:

Tabel 4. Rekapitulasi Nilai SF pada

Analisis Stabilitas Lereng Bendungan

dengan Berbagai Macam Kondisi

Sumber: Perhitungan

D. Analisa Biaya Tubuh Bendungan

Untuk analisa harga satuan pekerjaan

tanah, yang dalam studi ini difokuskan

pada pekerjaan galian tanah yang telah

disesuaikan SNI 2835 : 2008 tentang Tata

Cara Perhitungan Harga Satuan Pekerjaan

Tanah. Dari hasil perhitungan diperoleh

total biaya timbunan tubuh bendungan

sebesar Rp 66.075.649.170,00.

5. KESIMPULAN

Berdasarkan analisa yang telah dilaku-

kan pada pembahasan sebelumnya di-

peroleh beberapa hasil antara lain sebagai

berikut :

1. Berdasarkan analisa hidrologi yang

telah dilakukan didapatkan hasil

sebagai berikut:

- Debit banjir rancangan dengan kala

ulang 1000 tahun (Q1000th) adalah

sebesar 128,99 m3/det dengan elevasi

muka air +1242,05.

- Debit banjir rancangan 1,2 × Q1000th

adalah sebesar 159,91 m3/ det

dengan elevasi muka air +1242,30.

- Debit banjir rancangan PMF adalah

sebesar 345,47 m3/ det dengan

elevasi muka air +1243,70.

2. Data teknis dimensi bendungan yang

telah direncanakan adalah tinggi

bendungan 38 m, elevasi puncak

bendungan +1245, lebar puncak

bendungan 10 m, kemiringan hulu 1:3,

kemiringan hilir 1:2,2, panjang

bendungan 209,2 m, tinggi pelimpah 3

m, elevasi puncak pelimpah +1240,

lebar pelimpah 20 m, tebal filter halus

dan kasar 2 m, tebal rip-rap 0,5 m.

3. Analisis keamanan tubuh bendungan

dan pondasi terhadap rembesan mem-

berikan hasil berupa rembesan total

sebagai berikut:

- Total rembesan tanpa grouting ada-

lah sebesar 0,0111 m3/det (0,248%

dari debit rerata tahunan).

- Total rembesan dengan grouting

adalah sebesar 4,447 . 10-3

m3/det

(0,099% dari debit rerata tahunan).

u/s d/s u/s d/s

Setelah Konstruksi (Kosong) 0 1.5 3.871 aman

NWL (el. +1240) 0 1.5 4.814 aman

FWL (el. +1242,16) 0 1.5 5.199 aman

Rapid Draw Down (el. +1240 to +1229) 0 1.2 2.614 - aman -


NWL (el. +1240) 0 1.5 4.478 aman

FWL (el. +1242,16) 0 1.5 4.992 aman



NWL (el. +1240) 0 1.5 4.380 aman

FWL (el. +1242,16) 0 1.5 4.658 aman


Setelah Konstruksi (Kosong) 0.140 1.1 2.311 aman

NWL (el. +1240) 0.140 1.1 1.935 aman

FWL (el. +1242,16) 0.140 1.1 1.934 aman

Rapid Draw Down (el. +1240 to +1229) 0.140 1.1 1.363 - aman -


NWL (el. +1240) 0.140 1.1 1.827 aman

FWL (el. +1242,16) 0.140 1.1 1.930 aman



NWL (el. +1240) 0.140 1.1 1.790 aman

FWL (el. +1242,16) 0.140 1.1 1.855 aman


T1

T2

T3aman

Keterangan

T1

T2

T3

Titik KondisiKoef.

Gempa

Angka

Keamanan

FS Kritis

3.247

3.015

2.599

2.228

2.082

1.805

aman

aman

aman

aman

aman

Kedua hasil di atas dinyatakan aman

terhadap bahaya piping dan boiling.

4. Berdasarkan analisa stabilitas lereng

tubuh bendungan dengan metode

Fellenius terhadap beberapa kondisi,

diantaranya saat bendungan selesai

dibangun (kosong), muka air pada

elevasi NWL dan FWL, serta saat

terjadi penurunan muka air mendadak,

dan seluruhnya dihitung dalam kondisi

tanpa gempa dan kondisi gempa,

didapatkan nilai SF atau angka ke-

amanan yang tidak melebihi nilai

minimumnya. Karena itu bendungan

dinyatakan aman terhadap kelong-

soran dalam berbagai kondisi.

5. Dari hasil analisis rencana anggaran

biaya timbunan tubuh bendungan

diperoleh total biaya sebesar Rp

66.075.649.170,00

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1999. Panduan

Perencanaan Bendungan

Urugan Volume II (Analisis

Hidrologi). Jakarta:

Departemen Pekerjaan Umum.

Anonim. 2010. The Japanese Code

1957 Specifies Crest Width.

http://www.dur.ac.uk/~des0ww

w4/cal/dams/emba/ecrest.htm

(diakses 9 Oktober 2013).

Anonim. 2015. Standar Satuan

Harga Kabupaten Malang

Provinsi Jawa Timur. Malang:

Pemkab Malang.

Christady Hardiyatmo, Hary. 2010.

Mekanika Tanah 2 Edisi

Kelima. Yogyakarta: Gajah

Mada University Press.

Masrevaniah, Aniek. 2010.

Konstruksi Bendungan Urugan.

Malang : CV. Asrori Malang.

Limantara, Lily Montarcih. 2010.

Hidrologi Praktis. Bandung:

Lubuk Agung.

Novak, P., Moffat, A.I.B., Nalluri, C. &

Narayanan, R. 2007. Hydraulic

Structures. New York : Taylor

& Francis.

Soedibyo, 1993. Teknik Bendungan.

Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

Soemarto, CD. 1987. Hidrologi

Teknik. Surabaya : Usaha

Nasional.

Sosrodarsono, Suyono & Takeda,

Kensaku. 1989. Bendungan

Type Urugan. Jakarta:

Erlangga.

Sosrodarsono, Suyono & Takeda,

Kensaku. 1983. Hidrologi

Untuk Pengairan. Jakarta: PT.

Abadi.

http://www.dur.ac.uk/~des0www4/cal/dams/emba/ecrest.htm

http://www.dur.ac.uk/~des0www4/cal/dams/emba/ecrest.htm

studi perencanaan konstruksi tubuh bendungan pada waduk

Documents