PERENCANAAN BENDUNG SARINGAN BAWAH SUNGAI SALIDO KECIL KECAMATAN IV JURAI KABUPATEN PESISIR SELATAN Fitratun Wilda Annisa, Mawardi Samah, Lusi Utama Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta, Padang Email :
[email protected] ,
[email protected],
[email protected] Abstrak Kondisi geologi Sungai Salido Kecil relatif muda atau belum dapat dikatakan stabil, sehingga mengakibat sungai beraliran deras dan mengangkut banyak sedimen, maka direncanakan sebuah bendung. Bendung yang tepat dibangun adalah bendung saringan bawah. Bendung saringan bawah adalah tipe bendung pelimpah yang dilengkapi dengan saluran penangkap dan saringan. Bendung ini meloloskan air lewat saringan dengan membuat bak penampung air berupa saluran penangkap melintang sungai dan mengalirkan airnya ketepi sungai untuk dibawa ke jaringan irigasi. Data yang dibutuhkan untuk merencanakan bendung adalah peta topografi berskala 1:50.000, data curah hujan 10 tahun dari Tahun 2005-2014 dan data klimatologi. Perhitungan perencanaan berupa analisa hidrologi, menghitung curah hujan ratarata menggunakan Metode Thiessen. Dengan Metode Gumbel, Hasper dan Wedwen didapat curah hujan rencana. Perhitungan debit banjir rencana menggunakan Metode Wedwen didapat (Q100)= 451,15 m3/detik. Bendung direncanakan dengan lebar 20 m dengan elevasi ambang bendung +507,166 dengan luas daerah irigasi 358 Ha. Dari hasil analisa didapat dimensi bendung : tinggi bendung 6,9m, panjang bendung 13,14m, panjang kolam olak 4,1m, lebar bak penampung 2,5m, lebar pintu intake 1,1m dengan tinggi 0,6. Stabilitas bendung dalam keadaan air normal terhadap guling 8,63 dan geser 3,453. Pada saat keadaan banjir terhadap guling 2,61 dan geser 2,166. Maka didapat kontruksi bendung stabil. Kata Kunci : Bendung Saringan Bawah, Saringan, Saluran Penangkap
.
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Mawardi Samah, Dipl.HE
Ir. Lusi Utama, M.T
PLANNING OF TIROLLER SALIDO KECIL RIVER KECAMATAN IV JURAI KABUPATEN PESISIR SELATAN Fitratun Wilda Annisa, Mawardi Samah, Lusi Utama Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University, Padang Email :
[email protected] ,
[email protected],
[email protected] Abstract Salido Kecil River geological conditions are relatively young or can not be said to be stable, so that the river resulted in heavy homage and carry a lot of sediment, then planned a weir. Weir is a weir built right under the Tiroller. Tiroller spillway weir is the type that is equipped with a catcher and filter channels. This dam water passes through the filter to make the water reservoir in the form of cross river channels and stream catcher river water to be brought to the irrigation network. The data needed to plan the weir is a topographical map scale of 1: 50.000, 10 years of rainfall data from 2005 to 2014 Years and climatological data. Calculation of hydrological analysis in the form of planning, calculating the average rainfall using Thiessen method. Method Gumbel, Hasper and Wedwen obtained precipitation plans. The calculation of flood discharge plan Wedwen obtained using Method (Q100) = 451.15 m3 / sec. Weir is planned with a width of 20 m with elevation threshold +507.166 weir with irrigation area of 358 hectares. From the analysis results obtained weir dimensions: 6,9m high weir, weir length 13,14m, megrim pool 4,1m long, 2.5 m wide container vessel, the width of the door with a 1,1m high intake of 0.6. The stability of the dam in a state of normal water against rolling and sliding 8.63 3.453. At the time of the flood situation against rolling and sliding 2,61 2,166. The importance of the construction of the dam is stable. Keyword : Tiroller, Filter, catcher channel
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Mawardi Samah, Dipl.HE
Ir. Lusi Utama, M.T
jiwa.(Sumber:
PENDAHULUAN Air merupakan sumber penting
Bappeda
BPS
&
Kab.Pesisir
olahan
Selatan,
2014).
kehidupan yang semakin lama semakin
Kabupaten
meningkat sejalan dengan meningkatnya
daerah
kebutuhan hidup manusia. Namun seiring
penduduknya bekerja pada sektor pertanian,
dengan begitu besarnya kebutuhan air yang
khususnya
harus dioptimalkan sebaik-baiknya, dampak
persawahan.(Badan
dan kendala pun muncul. Sebagai contoh
Kabupaten Pesisir Selatan Tahun 2009).
dalam upaya ketersediaan sumber air baku.
Dalam rangka pengelolaan sawah ini perlu
Apabila tidak ada usaha pengendalian air
didukung sarana dan prasarana irigasi yang
pada
akan
memadai, agar para petani dapat mengolah
mengakibatkan erosi dan banjir. Sedangkan
lahan persawahannya. Salah satu usaha
pada musim kemarau yang akan terjadi
untuk mencapai program tersebut, adalah
adalah
pengembangan
musim
hujan
kekeringan
maka
dan
kesulitan
Pesisir
Data
agraris
Selatan
dimana
merupakan
55.51%
menggarap
lahan
Pusat
suatu
areal
dari
Statistik
pertanian
mendapatkan sumber air baku. Hal tersebut
khususnya Daerah Irigasi di Sungai Salido
merupakan salah satu permasalahan yang
Kecil di Kecamatan IV Jurai dengan luas
timbul dalam usaha pengembangan dan
daerah irigasi 1.239 Ha.(Badan Pusat
pengendalian
Statistik Kabupaten Pesisir Selatan Tahun
sumber
daya
air.
Permasalahan tersebut perlu secepatnya
2015).
diatasi.
Kondisi
geologi
daerah
Irigasi
Pengelolaan sumber daya air yang
Batang Salido Kecil relatif muda atau
baik akan berdampak pada kelestarian dan
belum dapat dikatakan stabil , sehingga
keseimbangan
baik
masih banyak ditemukan lapisan – lapisan
sekarang maupun akan datang. Kegiatan-
permukaan bebatuan yang terdiri dari
kegiatan yang dapat dilakukan dengan
endapan – endapan vukanik. Kondisi ini
menggunakan
seperti
mengakibatkan sungai – sungai di daerah
penghijauan, perkuatan tebing, bendung,
ini dengan kemiringan dasar yang cukup
bendungan,
tajam
lingkungan
sistem
embung
hidup
teknis
dan
sebagainya
dan
beraliran
deras
umumnya
maupun dengan sistem non teknis seperti
mengangkut material berupa kerikil, batuan
membuat perundang – undangan.
berbagai ukuran, batang kayu, daun –
Pesisir selatan adalah salah satu
daunan dan sampah. Dengan keadaan ini
kabupaten yang ada di provinsi Sumatera
maka untuk mengurangi sedimentasi pada
Barat dengan luas 5.794,95 Km2 dengan
sungai Salido Kecil tersebut maka yang
jumlah
penduduk
sebanyak
446.480
harus dilakukan adalah dengan membangun
Pada analisa ini, data curah hujan yang
bendung.
akan digunakan adalah data curah sebagai
hujan rata – rata maksimum yang
“suatu konstruksi yang dibangun melintang
diperoleh dengan menghitung data
sungai atau saluran yang memiliki fungsi
curah hujan 10 tahun dari 3 stasiun
antara lain untuk menaikkan elevasi muka
dengan
air”. Dan berdasarkan kondosi geologi
Thiessen.
Bendung
dapat
didefinisikan
Sungai Salido Kecil yang mana sungai
menggunakan
Metode
2) Curah hujan rencana
tersebut masih terbilang muda sehingga
Untuk menghitung curah hujan rencana
mengakibatkan maka
untuk
tersebut
terjadinya
sedimentasi
penulis menggunakan 3 metode yaitu,
mengurangi
sedimentasi
metode Gumbel, Hasper dan Wedwen.
penulis
merencanakan
3) Analisa Debit Banjir Rencana
“Perencanaan Bendung Saringan Bawah
Untuk
Sungai Salido Kecil Kecamatan IV Jurai
Rencana dilakukan dengan metode
Kabupaten Pesisir Selatan”.
Wedwen. Data untuk metode tersebut
METODE
di ambil
perhitungan
Debit
Banjir
dari nilai curah hujan
Penulis melakukan studi literatur dan
rencana. Perhitungan debit rencana
pegumpulan data. Kegiatan yang akan
dengan metode ini, tinggi hujan yang
dilakukan secara garis besar dibedakan atas:
diperhitungkan adalah tinggi hujan
a.
pada titik pengamatan.
Studi literatur Dalam studi literatur didapatkan teori-
b.
4) Perhitungan Dimensi Bendung.
teori yang diperoleh melalui buku –
Perhitungan dimensi bendung berguna
buku untuk analisa hidrologi yang
untuk mengetahui seberapa besar debit
berhubungan dengan penulisan tugas
yang mampu ditahan oleh bendung
akhir ini.
dengan menggunakan data dimensi
Pengumpulan data
yang ada dilapangan pada saat ini.
Data yang dibutuhkan adalah
peta
Selanjutnya hasil perhitungan akan
topografi, data curah hujan 10 tahun
digunakan untuk menentukan dimensi
(tahun 2005 sampai tahun 2014) yang
bendung.
berasal dari 3 Stasiun yaitu Stasiun
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Surantih, Stasiun Tarusan dan Stasiun
a. Perhitungan Curah Hujan
Batang Kapas. c. Analisa dan perhitungan. 1) Curah hujan maksimum
Didalam perhitungan curah hujan maksimum metode yang digunakan adalah Metode Thiessen
5 10 25 50 100
Curah Hujan Tahun Rata-rata 2005
110,92
2006
98,6
146,22 146,22 146,22 146,22 146,22
52,43 52,43 52,43 52,43 52,43
179,78 212,28 256,32 290,40 326,05
Tabel 3. Curah Hujan Metode Hasper 3) Metode Wedwen
2007
98,4 T
mn/mp
Rp (mm)
RT (mm)
2008
235,3
2009
107,7
2010
130,1
2011
168,6
2012
135
2013
136,7
dengan 3 metode diatas, maka akan didapat
2014
124,95
curah hujan rencana rata-rata yaitu :
2 5 10 25 50 100
0,498 0,602 0,705 0,845 0,948 1,05
Dari perhitungan curah hujan rencana
Meto de
b. Curah Hujan rencana Untuk curah hujan rencana penulis
metode
3
metode
Gumbel,
145,19 175,51 205,54 246,36 276,39 306,13
Tabel 4. Curah Hujan Metode Wedwen
Tabel 1. Curah Hujan Maksimum
menggunakan
205,54 205,54 205,54 205,54 205,54 205,54
yaitu
Hasper
dan
Wedwen 1) Metode Gumbel n
Yn
Sn
Sx
Yt
2 5 10 25 50 100
0,4952 0,4952 0,4952 0,4952 0,4952 0,4952
0,9496 0,9496 0,9496 0,9496 0,9496 0,9496
39,73 39,73 39,73 39,73 39,73 39,73
0,3665 1,4999 2,2502 3,1985 3,9019 4,6001
Xn (mm) 140,83 188,25 219,65 259,32 288,75 317,96
Gum bel Hasp er Wed wen Ratarata
R2 R5 140, 188, 83 25 134, 179, 69 78 145, 175, 19 51 140, 181, 24 18
Rn (mm) R10 R25 R50 R100 219, 259, 288, 317, 65 32 75 96 212, 256, 290, 326, 28 32 4 05 205, 246, 276, 306, 54 36 39 13 212, 285, 316, 254 49 18 71
Tabel 5. Curah Hujan Rata-rata c. Perhitungan Debit Banjir Rencana Untuk
perhitungan
debit
banjir
rencana penulis menggunakan metode Wedwen.
Tabel 2. Curah Hujan Metode Gumbel 2) Metode Hasper T
R̅ 2
146,22
Sd 52,43
RT 134,69
T (Tahun)
Rn (mm)
Qmaks
Qn (m3/dt)
2 5
140,24 181,18
341,88 341,88
199,77 258,09
10 25 50 100
212,49 254 285,18 316,71
341,88 341,88 341,88 341,88
302,69 361,82 406,24 451,15
sama dengan elevasi dasar sungai, sehingga Di dapat :
Tabel 6. Perhitungan Debit Banjir
- Elevasi sawah tertinggi = +500,50 m
Jadi besarnya debit banjir rencana (design
- Kedalaman air disawah = 0,1 m
flood) diambil harga Q100 hasil perhitungan
- Kehilangan
= 451,15 m3/dtk.
mengetahui
dari
tersier
kesawah = 0,1 m - Kehilangan tekanan dari sekunder ke
d. Debit Andalan Setelah
tekanan
debit
banjir
rencana, kemudian mencari debit andalan dengan menggunakan cara analisis water balance dari Dr. F. J. Mock berdasarkan data curah hujan bulanan, jumlah hari hujan, evapotranspirasi, dan karakteristik hidrologi daerah pengaliran. m = (0,2 x n) = 0,2 x 10 =2 Sehingga didapat debit andalan pada Januari 2014 adalah 833,204 liter/detik. e. Perhitungan Bendung 1) Data-data Untuk perhitungan bendung saringan bawah diambil data data sebagai berikut : - Debit banjir rencana = 451,15 m3/dt
tersier = 0,1 m - Kehilangan tekanan dari primer ke sekunder = 0,1 m - Kehilangan tekanan karena kemiringan saluran = 0,15 m - Kehilangan tekanan dari alat alat ukur = 0,40 m - Kehilangan
tekanan
dari
sungai
keprimer = 0,20 m - Kehilangan tekanan karena eksplotasi = 0,10 m - Persediaan untuk bangunan lain = 0,25m - Elevasi ambang pintu intake= + 502 Di dapat : - Elevasi ambang bendung = + 507,166 - Elevasi dasar sungai = + 506,666
- Lebar dasar sungai rata- rata = 20 m - Elevasi dasar sungai = + 506,666 - Elevasi sawah tertinggi = + 500,5 - Luas daerah yang akan di aliri=358 Ha 2) Tinggi Puncak Ambang Ambang bendung direncanakan dari pasangan batu kali, untuk merencanakan elevasi mercu bendung saringan bawah
Gambar 1. Tinggi ambang bendung
z = Beda tingi muka air hulu dan hilir(½h)
3) Lebar total Bendung Adalah jarak antara tembok
v = kecepatan pengaliran penguras (m/dtk)
sebelah dalam kiri dan kanan bendung,
C = koefesien sedimen di ambil ( 5,5 )
untuk menentukan lebar total bendung
D = diameter yang terbilas ( m )
dapat di hitung dengan memakai rumus
Maka :
Bbendung = Brata-rata sungai
z = 1/2 * h = 1/2 * 1,5 = 0,75 m
20 m
Q = 0,75 * 0,5 * 1,5 *
= 20 m
4) Lebar Pintu Penguras
= 2,15 m/dtk
Lebar pintu penguras di ambil 1/10 dari lebar total bendung yang
A = b* h = 0,5 * 1,5 = 0,75 𝑚2 V=
direncanakan , maka : - Lebar pintu penguras ( Bp ) = 1/10 *
𝑄
=
𝐴
2,15 2
= 1,075 𝑚3 /dtk 𝑉
V = 1,5 * C* 𝐷 =
1,5∗𝐶
=
1,075 1,5∗5,5
= 0,13 m
20 = 2, m - Lebar bersih pintu = 60 % 2,0=1,2 m
Jadi
- Lebar
sedimen yang dapat di kuras berdiameter
pintu
penguras
di
buat
sebanyak 2 buah, dengan tebal pilar 0,5 m.
dengan
1,075
m3/dtk
0,13 m
Adapun rumus yang digunakan adalah
kondisi air setinggi pintu intake 1,5 m dan besarnya debit yang di keluarkan dari pintu penguras dapat di hitung dengan memakai rumus : Q = ù*b*h untuk
kecepatan
5) Perhitungan Kolam Olak
Pintu penguras di rencanakan pada
Dan
2 ∗ 9,81 ∗ 0,75
2. 𝑔 0,5 𝐻𝐼 + 𝑍
Dimana : V1= Kecepatan awal loncatan (m/dt) g = Percepatan gravitasi (9,81 m/dt)
2∗𝑔∗𝑧
menghitung
V1 =
HI = Tinggi energi diatas mercu diameter
Z = Tinggi jatuh
sedimentasi maksimum yang terbilas d pakai rumus V = 1,5 * C 𝐷 Dimana :
Elev asi Z Dasa (m) r
V1 (m/ dt)
Y1 Fr (m) (m)
Y2 (m)
3,1 66 4,1 66 4,4 4
10,1 93 11,1 14 11,3 53
2,2 12 2,0 29 1,9 86
5,9 35 6,2 21 6,2 93
Q = Debit pembilas / penguras ( m/dtk ) Ù = Koefisien pengaliran ( 0,75 )
504
b = Lebar pintu penguras ( 0,5 m) h = Tinggi bukaan pintu ( 1,5 m ) g = percepatan grafitasi ( 9,81 m/𝑑𝑡 2 )
503 502, 726
2,1 87 2,4 9 2,5 71
Elev asi Air Lonc at (m) 509, 935 509, 822 509, 01
Maka diambil elevasi kolam olak + 502,726
n
= tinggi ambang ujung (m)
.
Y2
= kadalaman air diatas ambang (m)
Elevasi air loncat lebih rendah dari elevasi
Lj
= 5 ( 0,2 + 0,606 )
muka air hilir bendung, sehingga memenuhi
= 4,1 m
syarat. 3
hc =
𝑞2 𝑔
Dimana : hc
= Kedalaman air kritis (m)
q
= Debit per lebar satuan Gambar 2. Kolam Olak
= Qrencana / Beff (m3/dt/m) Jadi :
6) Debit Intake
a. Debit satuan (Q100) Q B eff
q =
Q =
451,15 = = 19,489 m3/dt/m 23,148
b. Kedalaman kritis (hc) 3
hc =
Rumus yang di pakai :
𝑞2 𝑔
𝐶 ∗𝑁𝐹𝑅 ∗𝐴 𝑒
( Sumber data KP.03 hal 4 )
Dimana : - Koefisien tanaman ( C ) = 1,24 - Efisiensi saluran primer ( ep )= 0,80 - Efisiensi saluran sekunder ( es ) = 0,90 - Kebutuhan air di sawah ( NFR )=1,3 l/dtk/ha
3
hc =
19,489 2 = 3,383 m 9,81
c. Tinggi energi dihulu
- Luas areal irigasi ( A )= 358 Ha Debit kebutuhan untuk irigasi ( 𝑄𝑛 ) : 𝑄𝑛 =
1,24∗1,31∗358 0,8∗0,9∗0,9
= Elevasi ambang + H1 = (+ 507,166) + 4,26 = 511,426 d. Tinggi energi dihilir ∆H = (+ 513,926) – (+513,626) = 0,3 m. Panjang Kolam Olak : Lj Dimana Lj
= 5 ( n+Y2 ) =
= Panjang kolam (m)
= 897,43/dtk = 0,897 𝑚3 /dtk
Qrencana = Qn * 1,20 = 0,897 * 1,2 = 1,076 𝑚3 /dtk 7) Pintu Intake Dimensi bangunan pintu intake di hitung dengan rumus : Qrencana = 𝜇 ∗ 𝑏 ∗ 2𝑔𝑧 Direncanakan lebar pintu intake
(b)=2*h
Kedalaman air
Maka :
bendung (m)
Q rencana = 𝜇 ∗ 𝑏 ∗ 2𝑔𝑧
hc =
3
1 𝑔
kritis diatas
mercu
𝑄𝑜
𝑥 ( 𝐵′ )2
1,076=0,80*(2 * h ) * 2 ∗ 9,81 ∗ 0,3 3
1
1,076
𝑥 (20,02 )2
1,076 = 0,80 * 22 * 2,426
=
1,076 = 1,941 * 22
= 0,068 m
1,076
2
2 = 1,941 = 0,554 𝑚 0,554
2 =
2
2
= 0,277 𝑚2
Eo = 1,5 . hc = 1,5 . 0,068 = 0,102 m
0,277𝑚2 = 0,526 m
h =
9
b = 2* h= 2 * 0,526 = 1,052 m ~ 1,10 m Kontrol :
Panjang efektif batang kisi-kisi (panjang batang saringan yang dipelukan untuk memenuhi kapasitas penyadapan) = Lo (m)
Qrencana=0,80*1,1*0,626 2 ∗ 9,81 ∗ 0,3 > 1,076 𝑚3 /dtk = 1,278 𝑚3 /dtk > 1,076… ..Oke 8) Dimensi Saringan Jumlah kisi–kisi yang dibutuhkan : N100 = =
𝐵 𝜙+𝑎 𝑥 10
−3 ( batang)
Lo =
𝑄𝑜 µ𝜓 𝐵 ′ 2𝑔𝐸𝑜 1,076
= 0,55 .0,165 .20,02 .
2.9,81 .0,102
= 4,1 m Jika sudut pemasangan kisi – kisi θ = 50o ~ 60o , koefesien aliran masuk µ = 0,55 ~ 0,50.
20 100+20 𝑥10 −3
= 166,66 ~ 167 batang B’100 = (𝜙 x N + a x (N-1))x10-3 = (100x167+20 (167–1)x10-3 = 20,02 m Perbandingan antara luas lubang dengan lebar saringan (ψ) dalam % menjadi : Ψ100 = =
Gambar 3. Saringan Bendung 9) Saluran Pengumpul Pertama-tama
𝑎𝑥
10 −3
𝐵′ 0,02 𝑥 166 20,02
= 16,583 %
x 100%
diperkirakan
lebar
penampang saluran pengumpul b ( b ≥ panjang horizontal efektif kisi – kisi),
x 100%
kemiringan dasar saluran pengumpul s dan koefesien kekasaran n. Kemudian dihitung kedalaman aliran seragam (uniform flow) ho
pada penampang saluran pengumpul bagian
d = diameter butir (m)
hilir dengan cara coba-coba (trial and
q = v.h (m3/dtm)
error) sesuai debit pengambilan rencana Qo
= 10,032 . 3,383
menggunakan rumus Manning.
= 33,938 (m3/dtm)
q=
I =0,2 (1.07 9/7) / (33,938 6/7) = 0,010
𝑄 𝐵𝑒𝑓𝑓
Kedalaman air seragam/uniform flow (ho) : 𝑛𝑥𝑞
= ( 𝑠 1/2 )0,6 𝑥 (1 +
h
2 0,4 ) 𝑏
= h* (1 +
h
2 0,4 ) 𝑏
lantai bendung, data – data yang di Debit banjir rencana 𝑄100 = 451,15 m3/dtk
= Debit Pengambil rencana (1,076 m3/dtk)
b
Untuk mengecek pengaruh dihilir
perlukan:
Dimana : Qo
10) Kedalaman Gerusan Local
Diameter butiran tanah rata – rata= 0,50 m Kedalam gerusan dapat di hitung secara
= Lebar Saluran Pengumpul (2,50 m) (ditetapkan)
teoritis dengan memakai rumus : D = 0,47
𝑄100 1/3 𝑓
s = Kemiringan Saluran Pengumpul
F = 1,76 * 𝑑
(1/20) n = Koefesien kekasaran (0,015)
D =Diameter butiran tanah dasar rata – rata
q = 0,43 (m3/dtk/m1) 𝑛𝑥𝑞
h*=( 𝑠 1/2 )0,6 =(
Dimana :
0,015 𝑥 0,43 0,6 ) =1,174m 1/201/2
di hilir bendung ( m ) F = Faktor lumpur lacey
h2=h*(1 +
21 0,4 ) = 𝑏
1,530 m
d = Diameter butiran tanah dasar
h3=h*(1 +
22 0,4 ) = 𝑏
1,616 m
rata – rata ( m )
h4=h*(1 +
23 0,4 ) = 𝑏
1,636 m
h5= h*(1 +
dari perhitungan di dapat : F = 1,76 *
24 0,4 ) = 𝑏
1,640 m D = 0,47
h6=h*(1 +
25 0,4 ) = 𝑏
1,641 m
h7=h*(1 +
26 0,4 ) = 𝑏
1,641 m
0,5 = 12,44
451,15 1/3 12,44
= 3,310 m
Karena kedalaman menurut Lacey adalah empiris, maka dalam penggerusan bisa di
Dengan demikian ditentukan nilai
gunakan
ho= 1,641 m.
keamanan yaitu 1,50 jadi panjang lindung
Kemiringan saluran pengumpul : 9/7
6/7
I = 0,20 (d ) / (q )
suatu
faktor
sebagai
angka
dari batu kosong = 4 kali kedalaman gerusan
Dimana :
L = 4 * 3,310 m = 13,24 m = 14 m
I = Kemiringan Energi (m/m)
D = 3,310 * 1,50 = 4,965 m
1
h dihilir bendung = 3,76 m
P1 = 2 0,6 . 0,52
1−sin 30 𝑜 1+sin 30 𝑜
D>h Maka di ujung lantai kolam olakan perlu di beri batu kosong untuk pelindung.
= 0,025 ton P2 = ½ . 0,6 . 0,5 . 0,5
Untuk mencari butiran yang melindungi ujung lantai dipakai rumus : d = 0,04
= 0,075 ton 2) Tekanan Air
𝑞 2
a). Waktu Air Normal
= 23,805 ton
d = Diameter butiran yang akan di
Debit
persatuan
= ½ . 0,752 . 1
W2
pakai =
= ½ . 6,92 . 1
W1
dimana :
q
= 1.000 t/m3
γair
𝑄
q = 𝐵𝑒𝑓𝑓
= 0,281 ton
lebar
b). Waktu Air Banjir
(𝑚3 /dtk/m )
W3 = ½ . 6,9 . 1 . 1
𝐵𝑒𝑓𝑓 = Lebar efektif bendung ( 23,148
= 3,45 ton
m)
W4 1 = Tinggi air di atas mercu
= 0,5 . 0,75 . 1 = 0,375 ton
bendung ( 3,76 m )
W5
2 = Tinggi air di hilir bendung ( 0,5
= 0,8 . 0,5 . 1 = 0,4 ton
m)
W6
= ½ . 0,5 . 0,8 . 1 = 0,2 ton
q=
𝑄 𝐵𝑒𝑓𝑓
d = 0,04
451,15
3
= 23,148 = 19,489 𝑚 /dtk/m
3) Tekanan Tanah Kontak Vertikal
19,489 2
Tanah besar bendung diperkirakan
3,76
dari tanah lempung campur pasir dan
= 1,07 m
kerikil, dengan :
f. Stabilitas Bendung
- Sudut geser dalam (𝜙) = 30o
1) Tekanan Lumpur
- γtanah
= 1,8 t/m3
- γsub
= 1,8 – 1
Lumpur dianggap setinggi ambang. γLumpur
= 1,6 t/m3
γs
= 1,6 – 1 = 0,6 t/m
𝜙
3
= 0,8 t/m3 - λa
𝜙
= tg2 (45o - 𝑎 ) = tg2 (45o – 15o)
= 30o
= 0,333 - λp
𝜙
= tg2(45o + 𝑎 )
F1 F2
= tg2 (45o + 15o)
Lengan momen UA1-A2
=3
= (1/2) + 3,5 + 1,0 + 4,0 + 0,5
= ½ . 0,8 . 42 . 0,333
= 9,5 m
= 2,131 ton
Lengan Momen UA1-A2
2
=½.3 .3
=(1 . 2/3)+ 3,5 + 1,0 + 4,0 + 0,5
= 13,5 ton
= 9,667 m Gaya
4) Uplift Preassure Yang dimaksud dengan uplift pressure
= 1 . 4,880 = 4,880 t
ialah tekanan keatas yang diakibatkan oleh
Momen = 4,880 x 9,5
air terhadap bidang bawah bendung. Dalam
= 46,36 tm
mencari besarnya tekanan ini kita harus
Uplift Pressure diperhitungkan sebesar
menghitung besarnya tekanan ditiap – tiap
70% .
titik pada bidang bawah bendung. Titik
∑V = 70% . 42,012 = 29,408 ton
yang dihitung tersebut adalah mulai dari
∑M = 70% . 220,069 = 154,048 ton
titik 1 sampai ke titik 10. Rumus yang
Jarak garis kerja Uplift Pressure vertikal
digunakan
ke titik A :
untuk
menghitung
adalah
sebagai berikut : Ux
X
= (𝐻𝑥− 𝐿 𝑥 𝐿𝑡
∆𝐻) 𝛾𝑊
=
𝑀 𝑉
=
154,048 29,408
= 5,238 m
Uplift Pressure Horizontal Lengan Momen UA2-A3
Dimana : Ux= Uplift Pressure pada titik x (ton)
= (1/2 . 3,5) – 0,66 = 1,75 m
Hx=Tinggi titik x terhadap air dimuka
Lengan Momen UA2-A3
bendung (m) Lx=Panjang creep line sampai ketitik x
= (1/3 . 3,5) – 0,66 = 0,506 m Gaya
= 3,5 . 4,560 = 15,96 t
(ton) ΔH= Perbedaan tekanan air (m)
Momen
= 15,96 . 1,75 = 27,93 tm
γw = Berat jenis air (ton) Lt = Panjang total creep line (m)
Uplift Pressure diperhitungkan sebesar 70% ∑H = 70% . 40,053 = 28,037 ton
a) Uplift Pressure Waktu Air Normal ΔH
Lt
∑M = 70% . 39,214 = 27,449 ton
= 507,166 – 504,066
Jarak garis kerja Uplift Pressure horizontal
= 3,1 m
ketitik A :
= 25,94 m
Uplift Preasure Vertikal
Y
=
𝑀 𝑉
27,449
= 28,037 = 0,979 m
b) Uplift Preassure Air Banjir ΔH
∑M = 70% . 41,224 = 28,856 ton
= 509,666 – 503,406
Jarak garis kerja Uplift Pressure vertikal
= 6,26 m
ketitik A :
Lt
Y
= 26,87 m
Uplift Pressure Vertikal
=
𝑀 𝑉
28,856
= 29,868 = 0,966 m
g. Kontrol Stabilitas Bendung
Lengan momen UA1-A2
1) Keadaan Air Normal
= (1/2) + 3,5 + 1,0 + 4,0 + 0,5
a). Gaya Horizontal dan Garis Kerjanya
= 9,5 m
Jarak garis kerja gaya horizontal ketitik A
Lengan Momen UA1-A2
𝑀
- Tanpa Uplift = Y1 =
= (1 . 2/3) + 3,5 + 1,0 + 4,0 + 0,5
𝑀
- Dengan Uplift =Y2=
= 9,667 m Gaya
= 1 . 5,043
=
𝐻
−88,149 35,388
=-2,49 m
b). Gaya Vertikal dan Garis Kerjanya
= 5,043 t Momen
9,981
= 7,351 = 1,35m
𝐻
𝑀
- Tanpa Uplift=X1=
𝑉
= 5,043 . 9,5 = 47,908 tm
Uplift Pressure diperhitungkan sebesar
=
107,060 43,97
=2,434 m
𝑀 171,170
- Dengan Uplift =X2=
𝑉
= 73,378 = 2,33 m
c). Kontrol Resultan Gaya Tanpa Uplift Pressure
70% ∑V = 70% . 48,729 = 34,110 ton ∑M = 70% . 283,409 = 198,386 ton Jarak garis kerja Uplift Pressure vertikal ketitik A : X
𝑌1 . 𝐻−
e = =
1 𝐵 2
− 𝑋1
𝑉 1,357 .7,351− 6,57−2,434 .43,97 43,97 1
=
𝑀 𝑉
=
198,386 34,110
𝑉
1
= - 3,228 < 6 𝑏 = 6 . 13,14 = 5,816 m
Uplift Pressure Horizontal
= 2,19 m ... (oke) d). Kontrol Terhadap Tegangan Tanah
Lengan Momen UA2-A3
Diambil perhitungan 1 meter lebar
= (1/2 . 3,5) – 0,66 = 1,09 m
bendung
Lengan Momen UA2-A3
Rumus :
= (1/3 . 3,5) – 0,66 = 0,507 m Gaya
= 3,5 . 4,662 = 16,317 t
Momen
𝜎12 =
= 16,317 . 1,09 = 17,789 tm
Uplift Pressure diperhitungkan sebesar 70% ∑H = 70% . 42,669 = 29,868 ton
𝑉 𝑓
+
𝑀 𝑤
Dimana : f
= 13,14 . 1 = 13,14 m2
∑V = 43,97 ton . 1,00 m = 43,97 tm ∑M = -3,228 ton . 1,00 m = -3,228 tm
w = 1/6 . 13,142 = 28,776m3 43,97
𝜎12 =
13,14
+
−3,228 26,041
= tg 𝜙 = tg 30o = 0,5773
= 3,222 ± 0,004
𝜎1 = 3,222 + 0,004 = 3,226 ton/m2 = 0,3226 kg/cm2
FK
=
43,97 .0,5773 7,351
2) Keadaan Air Banjir
𝜎2 = 3,222 – 0,004 = 3,218 ton/m
2
= 0,3218 kg/cm2
a). Gaya Horizontal dan Garis Kerjanya Jarak garis kerja gaya horizontal ketitik A
e).Kontrol Resultan Gaya Dengan Uplift
𝑀
- Tanpa Uplift = Y1 =
Pressure
−12,407
=
𝐻
27,276
= -0,454 m
𝑌2 . 𝐻−
e = =
=3,453>1,5 ..(oke)
1 𝐵 2
− 𝑋2
𝑉
𝑀
- Dengan Uplift = Y2 =
𝑉 −2,49 . 35,388− 6,57−2,33 . 73,378
=
𝐻
−45,262 57,144
= -0,792 m
73,378 1
1
= - 5,12 < 6 𝑏 = 6 . 13,14 = 2,19 m ... (oke) f). Kontrol Terhadap Guling
b). Gaya Vertikal dan Garis Kerjanya Jarak garis kerja gaya vertikal ketitik A
= 21,586 tm
68,285
278,494
= 102,359
𝑉
= 2,72 m c) Kontrol Resultan Gaya Tanpa Uplift Pressure
- Momen Tanah ( MT ) Mt= ∑V (B – X2)
𝑀
- Dengan Uplift = X2 =
Mg= ∑H ( 503,226 – 500,626 + Y2) = 35,388 ( 3,1 + (-2,49))
204,135
=
𝑉
= 2,989 m
Titik Guling adalah titik 10. - Momen Guling (mg)
𝑀
- Tanpa Uplift = X1 =
𝑌1 . 𝐻−
e =
1 𝐵 2
− 𝑋1
𝑉
𝑉
= 43,97 ( 6,57 – 2,33 ) = 186,432tm - Faktor Keamanan ( FK ) 𝑀𝑇 186,432
FK= 𝑀𝐺 = 21,586 =8,63 >1,5 ...( oke ) g).Kontrol Tehadap Geser - Faktor Keamanan ( FK ) FK =
𝑉 .𝑓 𝐻
> 1,5
Dimana : ∑V = Total Gaya Vertikal ∑H = Total Gaya Horizontal f
= Koefesien Geser Tanah
=
−0,454 . 27,276− 6,57−2,989 . 68,285 68,285 1
1
= -3,762 < 6 𝑏 = 6 . 13,14 = 2,19 m ... (oke) d). Kontrol Terhadap Tegangan Tanah Diambil perhitungan 1 meter lebar bendung : Rumus :
𝜎12 =
𝑉 𝑓
+
𝑀 𝑤
Dimana : f
= 13,14 . 1 = 13,14 m2
∑V = 68,285 ton . 1,00 m
= 68,285 tm
Dimana :
∑M = 148,784 ton . 1,00 m
w
∑V = Total Gaya Vertikal
= 148,784 tm
∑H =Total Gaya Horizontal
= 1/6 . 13,142 = 28,776 m3
f
𝜎12 =
68,285 13,14
+
148,784 28,776
= Koefesien Geser Tanah = tg 𝜙 = tg 30o = 0,5773
= 10,367 ± 0,004
FK =
𝜎1 = 10,367+ 0,004 = 10,371 ton/m2 = 1,037 kg/cm2
102,359 .0,5773 27,276
= 2,166 > 1,5 ....... (oke)
𝜎2 = 10,367 – 0,004 = 10,363 ton/m2
h. Menghitung Tegangan Tanah Yang
= 1,036 kg/cm2
Diizinkan Untuk menghitung tegangan tanah
e).Kontrol Resultan Gaya dengan Uplift
yang diizinkan pada pondasi dihitung
Pressure 𝑌2 . 𝐻−
e =
1 𝐵 2
− 𝑋2
𝑉
dengan rumus tersaghi sebagai berikut : q = C. Nc + γ . D . Nq + ½ . γ . B . Nγ
𝑉
Dimana : =
−0,792 . 57,144− 6,57−2,72 . 102,359 102,359 1
1
= -4,29 < 6 𝑏 = 6 . 13,14 = 2,19 m ... (oke) f). Kontrol Terhadap Guling Titik guling adalah titik 10
q = Daya dukung keseimbangan (ton/m2) B = Lebar pondasi,dalam hal ini b = 20 m D = dalam pondasi, dalam hal ini d = 1 m γ = berat jenis tanah, γ = 1,8 t/m3 C = kohesi, dalam hal ini C = 0 Nc, Nq, Nγ= faktor daya dukung tanah yang
- Momen Guling (mg)
tergantung
Mg = ∑H ( 504,4 – 500,4 + Y2)
- Momen Tanah ( MT ) = ∑V (B – X2)
Mt
= 68,825 ( 7,322 ) = 503,936 tm - Faktor Keamanan ( FK ) FK
𝑀𝑇 503,936
=𝑀𝐺 =193,032=2,61>1,5(oke )
g). Kontrol Tehadap Geser - Faktor Keamanan ( FK ) FK =
𝑉 .𝑓 𝐻
> 1,5
sudut
perlawanan geser tanah, dalam
= 57,144 ( 4,17 + (-0,792)) = 193,032 tm
pada
hal ini 𝜙 = 30o Dari grafik didapat faktor daya dukung Nq dan Nγ = 20. Karena harga C = 0, maka rumus q menjadi : q = γ . D . Nq + ½ . γ . B . Nγ = 1,8 . 1 . 20 + ½ . 1,8 . 13,14 . 20 = 272,52 ton Tegangan tanah yang diizinkan :
σt =
𝑞
∆
n angka keamanan, dalam hal ini
𝑛
n=5 =
272,52 5
= 54,504 t/m2 = 5,45 kg/m2
Dari perhitungan-perhitungan yang telah
dilakukan,
kemudian
dikontrol
Kecil Puncak Ambang Bendung terletak pada elevasi +507,166. 4. Pembangunan Bendung Saringan Bawah Sungai Salido Kecil ini berguna
untuk
menangkap
air
terhadap geser, guling baik dalam keadaan
kemudian
air nomal maupun air banjir dan juga
kesaluran
memperhitungkan uplift pressure maupun
dialirkan untuk kebutuhan irigasi
tidak diperhitungkan, ternyata kontruksi
dengan areal persawahan seluas 358
bendung cukup aman.
Ha
Terhadap
tegangan
tanah
yang
timbul, dengan tegangan tanah timbul σt =
air
tersebut
pengumpul
dan
masuk akan
5. Tipe kolam olak yang digunakan dalam
perencanaan
yaitu
tipe
2
1,064 kg/m lebih kecil daripda tegangan
vlugter, karena sebagai batasan tipe
2
yang diizinkan σt = 5,45 kg/m , dengan
ini dalam lantai olakan dari ambang
demikian tanah dasar pondasi cukup kuat
bendung ≤ 8,00 m sedangkan dalam
menahan beban pondasi tanpa terjadi
lantai olakan dari ambang bendung
penurunan.
pada perencanaan adalah 4,406 m.
KESIMPULAN Dari
6. Pada perhitungan Stabilitas bendung pembahasan
analisa
dalam keadaan air normal didapat
perencanaan yang dilakukan pada Bendung
angka keamanan terhadap guling
Saringan Bawah Sungai Salido Kecil,
8,63 dan terhadap geser 3,453. Pada
didapat kesimpulan sebagai berikut :
saat
air
dalam
keadaan
banjir
1. Dari peta topografi didapat luas
didapat angka keamanan terhadap
catchment area yang mempengaruhi
guling 2,61 dan terhadap geser
debit Sungai Salido Kecil sekitar 30
2,166. Dari hasil perhitungan yang
2
km .
didapat maka konstruksi bendung
2. Dalam perhitungan debit banjir rencana periode ulang 100 tahun pada Saringan
perencanaan Bawah
Bendung
Sungai
Salido
Kecil ini didapat Q100 = 451,15
stabil. SARAN 1. Untuk mempertahankan banyak air di
Sungai
Salido
Kecil
memenuhi
kebutuhan
sebaiknya
petani
guna irigasi
3
m /dt. 3. Pada Saringan
perencanaan Bawah
Bendung
Sungai
Salido
pengaturan pola tanam.
melakukan
2. Pada perencanaan jaringan pembagi harus
disesuaikan
dengan
luas
kebutuhan daerah irigasi. DAFTAR PUSTAKA Asiyanto. 2011. Metode Bendungan.Jakarta : UI-Press
Konstruksi
Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum, Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-02, Cetakan Pertama, Bandung, 1986. Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum, Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-04, Cetakan Pertama, Bandung, 1986. Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum, Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-06, Cetakan Pertama, Bandung, 1986. Kamiana, I Made. 2011. Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air. Yogyakarta: Graha Ilmu. Mawardi, Erman. 2010. Desain Hidraulik Bangunan Irigasi. Bandung: Alfabeta. Mawardi, Erman. Memed, Moch. 2006. Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis. Bandung: Alfabeta. Soedibyo. 2003. Teknik Jakarta: Pradnya Paramita.
Bendungan.
Sosrodarsono, Suyono. Takeda, Kensaku. 1983. Hidrologi untuk Pengairan. Jakarta: Pradnya Paramita. Utama, Lusi. 2013. Hidrologi Teknik. Padang: Universitas Bung Hatta Zainuddin, Ripiali. Prihono, Bambang. 2001. Bendung Saringan Pada Sungai Beraliran Deras. Jakarta: PT. Meditama Saptakarya.
