PERENCANAAN BENDUNGAN TIPE URUGAN DI PERKEBUNAN CINTA MANIS, PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VII, PALEMBANG TRIAS MEGANTORO

PERENCANAAN BENDUNGAN TIPE URUGAN DI PERKEBUNAN CINTA MANIS, PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VII, PALEMBANG

TRIAS MEGANTORO

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Perencanaan Bendungan Tipe Urugan di Perkebunan Cinta Manis, PT. Perkebunan Nusantara VII, Palembang adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Mei 2014

Trias Megantoro NIM F44100075

ABSTRAK TRIAS MEGANTORO. Perencanaan Bendungan Tipe Urugan Di Perkebunan Cinta Manis, PT. Perkebunan Nusantara VII, Palembang. Dibimbing oleh M. YANUAR JARWADI PURWANTO. Perluasan lahan untuk menambah produktivitas tebu di PT. Perkebunan Nusantara VII mengharuskan pembangunan bendungan sebagai suplai air irigasi. Tujuan penelitian ini adalah pembangunan bendungan yang sesuai dengan RSNI T01-2002. Analisis hidrologi dimulai dengan menentukan luas DAS, perhitungan curah hujan rencana, debit banjir rencana, kebutuhan air, debit andalan dan perhitungan neraca air. Analisis topografi dimulai dari perhitungan volume tampungan, hubungan antara elevasi, luas dan volume genangan. Penelusuran banjir dilakukan untuk mengetahui MAB untuk menghitung dimensi bendungan. Dimensi bendungan dihitung berdasarkan tinggi jagaan dan lebar mercu bendung, kemudian dilakukan analisis stabilitas bendungan. Berdasarkan hasil perhitungan diketahui total volume tampungan sebesar 92650.96 m3. Tinggi bendungan 3.5 m, lebar mercu 6 m dan lebar bawah tubuh bendungan adalah 23.34 m. Hasil analisis stabilitas aliran filtrasi menunjukkan bahwa terdapat garis depresi aliran yang keluar melalui lereng hilir bendungan sehingga diperlukan drainase kaki. Hasil analisis lereng menunjukkan bahwa angka aman (Fs) untuk longsor lebih besar dari syarat yang ditetapkan sehingga bendungan aman dari bahaya longsor. Kata kunci: bendungan, debit, volume, dimensi, stabilitas

ABSTRACT TRIAS MEGANTORO. Earth Dam Planning at Cinta Manis Plantation, PT. Perkebunan Nusantara VII, Palembang. Supervised by M. YANUAR JARWADI PURWANTO. Land expansion to increase productivity of sugarcane in PT. PTPN VII requires water reservoir construction for irrigation water supplies. This research aims to construct dam based on RSNI T-01-2002. Analysis of hydrology begins with determining the watershed area, rainfall calculation plan, flood discharge plan,water needs, mainstay discharge and water balance. Analysis of topography starts from volume calculation, the relationship between elevation, puddles area and volume. Flood rouing was conducted to determine the MAB. The dimensions of the dam height is calculated based surveillance and wide weir, dam stability analysis is then performed. Based on the results known that volume total is 92650.96 m3. Dam height is 3.5 m, width of weir is 6 m and the beneath body of the dam width is 23.34 m. The results of the filtration flow stability analysis shows that there is a depression line flow out through the downstream slope of the dam so that the drainage leg is needs. The results of the analysis shows that the slopes safe rate (Fs) for landslides greater than the specified requirements so that the dam is safe from avalanche danger. Keywords: dam, discharge, volume, dimension, stability

PERENCANAAN BENDUNGAN TIPE URUGAN DI PERKEBUNAN CINTA MANIS, PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VII, PALEMBANG

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

Judul Skripsi : Perencanaan Bendungan Tipe Urugan di Perkebunan Cinta Manis, PT. Perkebunan Nusantara VII, Palembang Nama : Trias Megantoro NIM : F44100075

Disetujui oleh

Dr. Ir. M. Yanuar Jarwadi Purwanto, M.S., IPM Pembimbing

Diketahui oleh

Prof. Dr. Budi Indra Setiawan, M. Agr Ketua Departemen

Tanggal Lulus :

PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah yang berjudul Perencanaan Bendungan Tipe Urugan di Perkebunan Cinta Manis, PT. Perkebunan Nusantara VII, Palembang ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih atas saran petunjuk, saran dan arahan berupa materil dan non materil yang diberikan semua pihak dalam membantu penyusunan Karya Ilmiah ini baik secara langsung maupun tidak langsung, antara lain kepada : 1. Bapak Dr Ir M. Januar Jarwadi Purwanto M. S., IPM selaku dosen pembimbing yang telah memberikan saran, arahan dan bimbingan sehingga karya ilmiah ini dapat terselesaikan. 2. Bapak Agus, Bapak Boni dan seluruh staff dari PT. Perkebunan Nusantara yang telah membantu selama pengumpulan data. 3. Ayah, Ibu, kakak dan adik yang selalu memberikan doa, dukungan moril maupun materil serta perkataan-perkataan luar biasa yang menjadi motivasi penulis. 4. Panji P. W., Agi H., Zulkifli Faisal, Dian Puspa sebagai rekan satu bimbingan yang telah memberikan motivasi, semangat, saran dan segala doa serta kasih sayangnya. 5. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan angkatan 47 yang memberi semangat, dukungan, dan kesediaan untuk berdiskusi selama pelaksanaan serta penyusunan karya ilmiah. Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan dapat digunakan sebagaimana mestinya.

Bogor, Mei 2014

Trias Megantoro

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

2

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

Ruang Lingkup Penelitian

3

TINJAUAN PUSTAKA

3

Penentuan Luas Daerah Aliran Sungai (DAS)

3

Analisis Frekuensi Curah Hujan

3

Intensitas Curah Hujan

11

Debit Banjir Rencana

11

Debit Andalan

12

Analisa Kebutuhan Air Untuk Tanaman

12

Neraca Air

13

Penelusuran Banjir (flood routing)

13

Tipe Embung

13

Perencanaan Tubuh Embung

14

Stabilitas Embung

16

METODE

19

Bahan

19

Alat

19

Prosedur Analisis Data

21

HASIL DAN PEMBAHASAN

27

Kondisi Umum Daerah Studi

27

Penentuan Daerah Aliran Sungai

27

Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana

29

Intensitas Curah Hujan

33

Debit Banjir Rencana

33

Analisis Kebutuhan Air

33

Perhitungan Debit Andalan

35

Neraca Air

35

Volume Tampungan Embung

36

Hubungan Antara Luas, Volume dan Elevasi

37

Penelusuran Banjir

38

Dimensi Embung

39

Perhitungan Stabilitas Embung

43

SIMPULAN DAN SARAN

49

Simpulan

49

Saran

49

DAFTAR PUSTAKA

50

LAMPIRAN

51

RIWAYAT HIDUP

76

DAFTAR TABEL 1. Reduce variate (Yt) 2. Reduce mean (Yn) 3. Reduce standard deviation (Sn) 4. Harga K untuk distribusi Log Pearson III 5. Standard variabel Kt 6. Koefisien untuk metode sebaran Log Normal 7. Nilai kritis untuk uji keselarasan Chi-Kuadrat 8. Nilai delta kritis untuk uji keselarasan Smirnov-Kolmogorov 9. Koefisien pengaliran (C) 10. Tinggi umum bendungan berdasarkan ketinggian 11. Kemiringan lereng urugan 12. Nilai sudut α, 𝜙, 𝛽 13. Rekapitulasi curah hujan rencana 14. Syarat penggunaan jenis sebaran 15. Perhitungan debit rencana 16. Daftar Eto dan Kc untuk awal tanam bulan mei 17. Perhitungan neraca air 18. Perhitungan debit spillway dengan berbagai nilai H 19. Penelusuran banjir pada bendungan rencana 20. Koefisien gempa 21. Koefisien gempa 22. Faktor koreksi gempa 41 23. Kondisi perencanaan teknis material urugan

5 5 5 6 7 8 9 10 11 15 16 25 31 31 33 34 36 38 39 40 41 41 48

DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Tinggi embung dan tinggi jagaan embung Cara menentukan harga-harga N dan T Diagram alir penelitian Garis depresi pada bendungan homgen Garis depresi pada bendungan homogen (sesuai dengan garis parabola yang dimodifikasi) ∆a Grafik hubungan antara sudut bidang singgung (α) dengan a+∆a Bidang longsor bendungan urugan Skema perhitungan bidang luncur Lokasi Bendungan Rencana Dimensi rencana kolam embung tampak depan Luas daerah tangkapan air Arah aliran 2 dimensi Arah aliran 3 dimensi Grafik hubungan antara elevasi, luas dan volume genangan Tinggi embung Pembagian zona gempa di Indonesia Grafik hubungan Metode SMB Tinggi jagaan bendungan rencana Lebar mercu bendungan rencana Formasi garis depresi tanpa menggunakan chimney Formasi garis depresi menggunakan drainase kaki Jaringan trayekyori

14 17 20 23 24 24 25 26 27 27 28 28 28 41 44 44 46 46 47 49 50 50

DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Data curah hujan harian maksimum stasiun Cintamanis Parameter statistik untuk pengukuran dispersi Distribusi sebaran Metode Gumbel Tipe I Distribusi frekuensi Metode Log Pearson Tipe III Distribusi sebaran Metode Log Pearson Tipe III Distribusi sebaran Metode Log Normal Uji keselarasan sebaran dengan chi kuadrat Uji keselarasan sebaran Smirnov-Kolmogorov Perhitungan intensitas curah hujan Perhitungan curah hujan efektif Perhitungan kebutuhan air untuk irigasi Perhitungan debit andalan menggunakan Metode F. J. Mock Perhitungan kehilangan air akbiat penguapan Perhitungan luas dan volume genangan bendungan rencana Data tanah hasil uji laboratorium PT. Selimut Bumi Adhi Cipta Stabilitas lereng bendungan pada kondisi baru selesai dibangun dengan metode pias hulu

51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

17 Perhitungan Metode Irisan Bidanng Luncur Bundar pada kondisi baru selesai dibangun bagian hulu 18 Stabilitas lereng bendungan pada kondisi baru selesai dibangun dengan metode pias hilir 19 Perhitungan Metode Irisan Bidanng Luncur Bundar pada kondisi baru selesai dibangun bagian hilir 20 Stabilitas lereng bendungan pada kondisi air elevasi muka air banjir dengan metode pias hulu 21 Perhitungan Metode Irisan Bidanng Luncur Bundar pada kondisi air elevasi muka air banjir bagian hulu 22 Stabilitas lereng bendungan pada kondisi air elevasi muka air banjir dengan metode pias hilir 23 Perhitungan Metode Irisan Bidanng Luncur Bundar pada kondisi air elevasi muka air banjir bagian hilir 24 Arah, kecepatan angin dan kelembaban relatif minimum, rata-rata dan maksimum di stasiun pengamatan BMKG

67 68 69 70 71 72 73 74

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang Air yang berada di daratan sebagai air sungai, air danau dan air tanah merupakan 0.73% dari total jumlah air yang ada di bumi (Sosrodarsono 1993). Air tawar ini sebagian besar berasal dari air hujan yang turun ke permukaan tanah dan mengalir ke permukaan atau tempat–tempat yang lebih rendah dan setelah mengalami beberapa perlawanan akibat gaya berat akhirnya melimpah ke danau dan laut. Suatu alur yang panjang di atas permukaan bumi tempat mengalirnya air yang berasal dari hujan disebut alur sungai. Air permukaan tanah dan air tanah yang dibutuhkan untuk kehidupan dan produksi adalah air yang terdapat sirkulasi air. Jika sirkulasi air ini tidak merata maka akan terjadi masalah dan juga sebaliknya. Pengolahan sumber daya air didefinisikan sebagai aplikasi dari cara struktural dan non-struktural untuk mengendalikan sumber daya air alam dan buatan manusia untuk kepentingan atau manfaat manusia dan tujuan-tujuan lingkungan. Cara nonstruktural untuk pengolahan air adalah program–program yang tidak membutuhkan fasilitas-fasilitas yang dibangun, sedangkan cara struktural adalah fasilitas yang dibangun untuk pengendali aliran air. Dalam upaya pengolahan sumber daya air cara struktural untuk memenuhi kebutuhan air pertanian, maka banyak usaha yang dilakukan manusia diantaranya dengan membuat bendung, tanggul dan lain sebagainya. PT. Perkebunan Nusantara VII khususnya Pabrik Gula (PG) Cinta Manis berupaya mengembangkan areal lahannya. Hal ini memacu pembangunan bendungan yang baru untuk memenuhi suplai air irigasi. Bendungan atau embung adalah bangunan air yang mempunyai bangunan pelengkap lainnya yang mempunyai fungsi utama menampung dan mengontrol suatu debit air yang sengaja dibuat untuk meningkatkan taraf muka air untuk mendapatkan tinggi terjun sehingga air dapat dialirkan secara teratur dan terkontrol dalam pembagiannya (Donny 2011). Berdasarkan hasil pengamatan, pembuatan bendungan yang sudah ada berupa bendungan tipe urugan dengan tinggi kurang dari 5 meter. Hal ini berdasarkan Kriteria Desain Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia (1994) yang menyatakan bahwa untuk tinggi bendung kurang dari 5 meter merupakan bendungan tipe urugan. Namun sayangnya pembangunan ini dibangun tanpa dasar teori dan pedoman perencanaan yang sesuai Standar Nasional Indonesia (SNI). Hal ini menyebabkan banyak bendungan yang terjadi longsor. Pembuatan bendungan yang benar harus didasarkan pada RSNI T-01-2002 tentang Tata Cara Desain Tubuh Bendungan Tipe Urugan. Menurut RSNI T-01-2002 bendungan tipe urugan adalah bendungan yang terbuat dari bahan urugan dari borrow area yang dipadatkan dengan menggunakan vibrator roller atau alat pemadat lainnya pada setiap hamparan dengan tebal tertentu. Bendungan tipe urugan ini terdiri dari urugan tanah homogen, urugan tanah zonal dan urugan batu dengan membran. Dalam penelitian ini digunakan bendungan dengan tipe urugan tanah homogen. Perencanaan bendungan ini meliputi analisa hidrologi yakni perhitungan curah hujan rencana dan debit banjir rencana, analisa kapasitas tampungan serta analisa tubuh bendungan terhadap gaya-gaya yang terjadi.

2 Dengan adanya studi ini diharapkan potensi air yang ada saat ini dapat dimanfaatkan secara maksimal sehingga mencukupi untuk keperluan irigasi. Selain itu perencanaan tubuh bendungan juga diharapkan kuat sehingga tidak terjadi longsor dan mampu menahan debit air yang ada pada bendungan tersebut sehingga memberikan manfaat yang besar. Perumusan Masalah Bendung yang dibangun pada bendungan untuk menampung air di perkebunan Cinta Manis, PT. Perkebunan Nusantara VI ini merupakan bendungan tipe urugan homogen. Selain digunakan untuk menampung air, bendungan ini juga digunakan sebagai jalan. Sebagian besar bendungan ini dibangun tanpa adanya perhitungan-perhitungan dan dasar teori yang valid. Ketika hujan turun dengan intensitas tinggi tubuh bendung tidak kuat menahan gaya-gaya yang terjadi. Debit yang ditampung terlalu besar yang mengakibatkan terjadinya longsor pada tubuh bendung. Oleh karena itu perlu adanya analisis mengenai karakteristik lahan pada pembangunan bendungan untuk menentukan desain yang efektif dan efisien yang berdasarkan RSNI T-01-2002 tentang Tata Cara Desain Tubuh Bendungan Tipe Urugan. Dengan perecanaan tubuh bendung ini diharapkan tubuh bendung yang akan dibangun mampu menahan gaya-gaya yang terjadi dan dalam pembangunan bendungan sendiri diharapkan mampu memenuhi kebutuhan air irigasi.

Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk merencanakan detail tubuh bendung pada bendungan di lahan perkebunan Cinta Manis, PT. Perkebunanan Nusantara VII, Palembang, meliputi: 1. Mengetahui dimensi bendungan yang akan direncakan berdasarkan debit dan volume air yang diketahui. 2. Menentukan desain konstruksi bendungan yang tepat dengan memaksimalkan tampungan air sehingga tubuh bendung aman dari bahaya piping bawah bendungan pada saat debit banjir rencana serta aman terhadap bahaya longsor.

Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini antara lain: 1. Sebagai sumber air untuk keperluan irigasi pada tanaman tebu di lahan perkebunan PT. Perkebunan Nusantara VII khususnya Rayon II P.G. Cinta Manis 2. Sebagai bahan evaluasi dan rekomendasi bagi perusahaan dalam pembangunan bendungan.

3 Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini mencakup analisis hidrologi dan topografi serta perhitungan dimensi bendungan. Dalam material timbunan tanah, diasumsikan tanah timbunan berupa tanah homogen. Perhitungan stabilitas terhadap aliran filtrasi dan stabilitas lereng pada bendungan juga dilakukan untuk mengetahui apakah bendungan yang dibuat aman atau tidak dari gejala piping dan longsor.

TINJAUAN PUSTAKA Penentuan Luas Daerah Aliran Sungai (DAS) Yang dimaksud dengan Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan (Kodoatie dan Sjarief 2005). Untuk penentuan luas DAS pada perencanaan bendungan mengacu pada Perencanaan Pengembangan Wilayah Sungai dalam rangka peningkatan kemampuan penyediaan air sungai untuk berbagai kebutuhan hidup masyarakat, sehingga meliputi beberapa ketentuan antara lain (Soemarto 1999) : 1. Luas Daerah Aliran Sungai (DAS) mengikuti pola bentuk aliran sungai dengan mempertimbangkan aspek geografis di sekitar Daerah Aliran Sungai yang mencakup daerah tangkapan (cathment area) untuk perencanaan bendungan tersebut. 2. Luas Daerah Aliran Sungai (DAS) dapat diketahui dari gambaran yang diantaranya meliputi peta-peta atau foto udara, dan pembedaan skala serta standar pemetaan sehingga dapat menghasilkan nilai-nilai yang sebenarnya. Analisis Frekuensi Curah Hujan Hujan rencana merupakan kemungkinan tinggi hujan yang terjadi dalam kala ulang tertentu sebagai hasil dari suatu rangkaian analisis hidrologi yang biasa disebut analisis frekuensi. Secara sistematis metode analisis frekuensi perhitungan hujan rencana ini dilakukan secara berurutan sebagai berikut : 1. Parameter Statistik 2. Pemilihan Jenis Metode 3. Uji Kebenaran Sebaran 4. Perhitungan Hujan Sebaran Parameter Statistik Parameter yang digunakan dalam perhitungan analisis frekuensi meliputi parameter nilai rata-rata ( X ), deviasi standar (Sd), koefisien variasi (Cv), koefisien kemiringan / skewness (Cs) dan koefisien kurtosis (Ck). Sementara untuk

4 memperoleh harga parameter statistik dilakukan perhitungan dengan rumus dasar sebagai berikut (Soemarto 1999) : ∑(𝑋𝑖−𝑋̅ )2

𝑅 𝑋̅ = ∑ 𝑛𝑥 ;

𝐶𝑣 =

𝑆𝑑 = √

𝑛−1

𝑆𝑑 𝑋̅

(2)

∑𝑛 {(𝑋𝑖−𝑋̅)}3

𝑖=1 𝐶𝑠 = (𝑛−1)(𝑛−2)𝑆𝑑 3 1

𝐶𝑘 = 𝑛

(1)

̅ 4 ∑𝑛 𝑖=1{(𝑋𝑖−𝑋 )} 𝑆𝑑4

(3)

(4)

Dimana : 𝑋̅ = tinggi hujan harian maksimum rata-rata selama n tahun (mm) ∑ 𝑋 = jumlah tinggi hujan harian maksimum selama n tahun (mm) n = jumlah tahun percepatan data hujan Sd = deviasi standar Cv = koefisien variasi Cs = koefisien kemiringan Ck = koefisien kurtosis Lima parameter statistik di atas akan menentukan jenis metode yang akan digunakan dalam analisis frekuensi. Pemilihan Jenis Metode Jenis metode yang digunakan dalam analisis frekuensi dilakukan dengan beberapa asumsi, yakni Metode Gumbel Tipe I, Metode Log Pearson Tipe III dan Metode Log Normal. 1. Metode Gumbel Tipe I Untuk menghitung curah hujan rencana dengan Metode Gumbel Tipe I digunakan persamaan distribusi frekuensi empiris sebagai berikut (Soemarto, 1999) : 𝑆 𝑋𝑇 = 𝑋̅ + 𝑆𝑛 (𝑌𝑇 − 𝑌𝑛) (5) ∑(𝑋𝑖 −𝑋̅)2

𝑆=√

𝑛−1

(6)

Hubungan antara periode ulang T dengan YT dapat dihitung dengan rumus (Soemarto, 1999): Dimana: XT = nilai hujan rencana dengan data ukur T tahun (mm) 𝑋̅ = nilai rata-rata hujan (mm) S = deviasi standar (simpangan baku) YT = nilai reduksi variat (reduced variate) dari variabel yang diharapkan terjadi pada periode ulang T tahun, seperti dituliskan pada Tabel 1

5 Yn Sn

= nilai rata-rata dari reduksi variat (reduce mean) nilainya tergantung dari jumlah data (n), seperti ditunjukkan pada Tabel 2 = deviasi standar dari reduksi variat (reduced standart deviation) nilainya tergantung dari jumlah (n), seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3 Tabel 1 Reduced variate YT Periode Ulang (Tahun) 2 5 10 20 25 50 100 200 500 1000 5000 10000 Sumber: Soemarto (1999)

Reduced Variate 0.3665 1.4999 2.2502 2.9606 3.1965 3.9019 4.6001 5.2960 6.2140 6.9190 8.5390 9.9210

Tabel 2 Reduced mean (Yn) N

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,4952

0,4996

0,5035

0,5070

0,5100

0,5128

0,5157

0,5181

0,5202

0,5220

20

0,5236

0,5252

0,5268

0,5283

0,5296

0,5300

0,5820

0,5882

0,5343

0,5353

30

0,5363

0,5371

0,5380

0,5388

0,5396

0,5400

0,5410

0,5418

0,5424

0,5430

40

0,5463

0,5442

0,5448

0,5453

0,5458

0,5468

0,5468

0,5473

0,5477

0,5481

50

0,5485

0,5489

0,5493

0,5497

0,5501

0,5504

0,5508

0,5511

0,5515

0,5518

60

0,5521

0,5524

0,5527

0,5530

0,5533

0,5535

0,5538

0,5540

0,5543

0,5545

70

0,5548

0,5550

0,5552

0,5555

0,5557

0,5559

0,5561

0,5563

0,5565

0,5567

80

0.5569

0,5570

0,5572

0,5574

0,5576

0,5578

0,5580

0,5581

0,5583

0,5585

90

0,5586

0,5587

0,5589

0,5591

0,5592

0,5593

0,5595

0,5596

0,5598

0,5599

100

0,5600 Sumber: Soemarto (1999)

Tabel 3 Reduced standard deviation Sn N

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,9496

0,9676

0,9833

0,9971

10,095

10,206

10,316

10,411

10,493

10,565

20

10,628

10,696

10,754

10,811

10,864

10,315

10,961

11,004

11,047

11,080

30

11,124

11,159

11,193

11,226

11,255

11,285

11,313

11,339

11,363

11,388

40

11,413

11,436

11,458

11,480

11,499

11,519

11,538

11,557

11,574

11,590

50

11,607

11,923

11,638

11,658

11,667

11,681

11,696

11,708

11,721

11,734

60

11,747

11,759

11,770

11,782

11,793

11,803

11,814

11,824

11,834

11,844

70

11,854

11,863

11,873

11,881

11,890

11,898

11,906

11,915

11,923

11,930

80

11,938

11,945

11,953

11,959

11,967

11,973

11,980

11,987

11,994

12,001

90

12,007

12,013

12,026

12,032

12,038

12,044

12,046

12,049

12,055

12,060

100

12,065 Sumber: Soemarto (1999)

6 2. Metode Log Pearson Tipe III Metode Log Pearson Tipe III apabila digambarkan pada kertas peluang logaritmik merupakan persamaan garis lurus, sehingga dapat dinyatakan sebagai model matematik dengan persamaan sebagai berikut (Soemarto 1999): 𝑌 = 𝑦̅ + 𝑘. 𝑆

(7)

Dimana: Y = nilai logaritmik dari X atau log Y X = curah hujan (mm) 𝑌̈ = rata-rata hitung (lebih baik rata-rata geometrik) nilai Y S = deviasi standar nilai Y K = karakteristik distribusi peluang Log Pearson Tipe III (Tabel 4) Tabel 4 Harga K untuk distribusi Log Pearson Tipe III Periode Ulang Tahun Kemencengan (Cs)

2

5

10

25

50

100

200

1000

Peluang (%) 50

20

10

4

2

1

0.5

0.1

3,0

-0,396

0,420

1,180

2,278

3,152

4,051

4,970

7,250

2,5

-0,360

0,518

1,250

2,262

3,048

3,845

4,652

6,600

2,2

-0,330

0,574

1,284

2,240

2,970

3,705

4,444

6,200

2,0

-0,307

0,609

1,302

2,219

2,912

3,605

4,298

5,910

1,8

-0,282

0,643

1,318

2,193

2,848

3,499

4,147

5,660

1,6

-0,254

0,675

1,329

2,163

2,780

3,388

3,990

5,390

1,4

-0,225

0,705

1,337

2,128

2,706

3,271

3,828

5,110

1,2

-0,195

0,732

1,340

2,087

2,626

3,149

3,661

4,820

1,0

-0,164

0,758

1,340

2,043

2,542

3,022

3,489

4,540

0,9

-0,148

0,769

1,339

2,018

2,498

2,957

3,401

4,395

0,8

-0,132

0,780

1,336

2,998

2,453

2,891

3,312

4,250

0,7

-0,116

0,790

1,333

2,967

2,407

2,824

3,223

4,105

0,6

-0,099

0,800

1,328

2,939

2,359

2,755

3,132

3,960

0,5

-0,083

0,808

1,323

2,910

2,311

2,686

3,041

3,815

0,4

-0,066

0,816

1,317

2,880

2,261

2,615

2,949

3,670

0,3

-0,050

0,824

1,309

2,849

2,211

2,544

2,856

3,525

0.2

-0,033

0,830

1,301

2,818

2,159

2,472

2,763

3,380

0,1

-0,017

0,836

1,292

2,785

2,107

2,400

2,670

3,235

0,0

0,000

0,842

1,282

2,751

2,054

2,326

2,576

3,090

-0,1

0,017

0,836

1,270

2,761

2,000

2,252

2,482

3,950

-0,2

0,033

0,850

1,258

1,680

1,945

2,178

2,388

2,810

-0,3

0,050

0,853

1,245

1,643

1,890

2,104

2,294

2,675

-0,4

0,066

0,855

1,231

1,606

1,834

2,029

2,201

2,540

-0,5

0,083

0,856

1,216

1,567

1,777

1,955

2,108

2,400

-0,6

0,099

0,857

1,200

1,528

1,720

1,880

2,016

2,275

7 -0,7

0,116

0,857

1,183

1,488

1,663

1,806

1,926

2,150

-0,8

0,132

0,856

1,166

1,488

1,606

1,733

1,837

2,035

-0,9

0,148

0,854

1,147

1,407

1,549

1,660

1,749

1,910

-1,0

0,164

0,852

1,128

1,366

1,492

1,588

1,664

1,800

-1,2

0,195

0,844

1,086

1,282

1,379

1,449

1,501

1,625

-1,4

0,225

0,832

1,041

1,198

1,270

1,318

1,351

1,465

-1,6

0,254

0,817

0,994

1,116

1,166

1,200

1,216

1,280

-1,8

0,282

0,799

0,945

0,035

1,069

1,089

1,097

1,130

-2,0

0,307

0,777

0,895

0,959

0,980

0,990

1,995

1,000

-2,2

0,330

0,752

0,844

0,888

0,900

0,905

0,907

0,910

-2,5

0,360

0,711

0,771

0,793

0,798

0,799

0,800

0,802

-3,0 0,396 Sumber: Soemarto (1999)

0,636

0,660

0,666

0,666

0,667

0,667

0,668

3. Metode Log Normal Metode Log Normal apabila pada kertas peluang logaritmik merupakan persamaan garis lurus, sehingga dapat dinyatakan sebagai model matematik dengan persamaan sebagai berikut: 𝑋𝑇 = 𝑋̅ + 𝐾𝑡 ∗ 𝑆

(8)

Dimana: XT = besarnya curah hujan yang mungkin terjadi dengan periode ulang X tahun (mm) 𝑋̅ = curah hujan rata-rata (mm) S = deviasi standar data hujan maksimum tahunan Kt = standard variabel untuk periode ulang T tahun (Tabel 5) Tabel 5 Standard variable Kt

-1.86

T (Tahun) 20

1.890

T (Tahun) 90.000

3.340

2

-0.22

25

2.100

100.000

3.450

3 4

0.17

30

2.270

110.000

3.530

0.44

35

2.410

120.000

3.620

5

0.64

40

2.540

130.000

3.700

6

0.81

45

2.650

140.000

3.770

7

0.95

50

2.750

150.000

3.840

8

1.06

55

2.860

160.000

3.910

9

1.17

60

2.930

170.000

3.970

10

1.26

65

3.020

180.000

4.030

11

1.35

70

3.080

190.000

4.090

12

1.43

75

3.600

200.000

4.140

13

1.5

80

3.210

221.000

4.240

14

1.57

85

3.280

240.000

4.330

15

1.63

90

3.330

260.000

4.420

T (Tahun)

Kt

1

Kt

Kt

8 Tabel 6 Koefisien untuk metode sebaran Log Normal Cv

Periode Ulang T tahun 10 20

2

5

50

100

0.0500

-0.2500

0.8334

1.2965

1.6863

2.1341

2.4370

0.1000

-0.0496

0.8222

1.3078

1.7247

2.2130

2.5489

0.1500

-0.0738

0.8085

1.3156

1.7598

2.2899

2.6607

0.2000 0.2500

-0.0971

0.7926

1.3200

1.7911

2.3640

2.7716

-0.1194

0.7748

1.3209

1.8183

2.4348

2.8805

0.3000

-0.1406

0.7547

1.3183

1.8414

2.5316

2.9866

0.3500

-0.1604

0.7333

1.3126

1.8602

2.5638

3.0890

0.4000

-0.1788

0.7100

1.3037

1.8746

2.6212

3.1870

0.4500

-0.1957

0.6870

1.2920

1.8848

2.6734

3.2109

0.5000

-0.2111

0.6626

1.2778

1.8909

2.7202

3.3673

0.5500

-0.2251

0.6129

1.2513

1.8931

2.7615

3.4488

0.6000

-0.2375

0.5879

1.2428

1.8916

2.7974

3.5241

0.6500

-0.2485

0.5879

1.2226

1.8866

2.8279

3.5930

0.7000

-0.2582

0.5631

1.2011

1.8786

2.8532

3.6568

0.7500

-0.2667

0.5387

1.1784

1.8577

2.8735

3.7118

0.8000

-0.2739

0.5148

1.1548

1.8543

2.8891

3.7617

0.8500

-0.2801

0.4914

1.1306

1.8388

2.9002

3.8056

0.9000

-0.2852

0.4886

1.1060

1.8212

2.9071

3.8437

0.9500

-0.2895

0.4466

1.0810

1.8021

2.9102

3.8762

1.0000

-0.2929

0.4254

1.0560

1.7815

2.9098

3.9036

Uji Keselarasan Sebaran Uji keselarasan sebaran dilakukan untuk mengetahui jenis metode yang paling sesuai dengan data hujan. Uji metode dilakukan dengan uji keselarasan distribusi yang dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi peluang yang telah dipilih, dapat mewakili dari distribusi statistik sampel data yang dianalisis (Soewarno 1995). Ada dua jenis uji keselarasan yaitu uji keselarasan Chi Kuadrat ( Chi Square ) dan Smirnov Kolmogorof. Pada tes ini biasanya yang diamati adalah hasil perhitungan yang diharapkan. Uji Keselarasan Chi Kuadrat (Chi Square) Prinsip pengujian dengan metode ini didasarkan pada jumlah pengamatan yang diharapkan pada pembagian kelas, dan ditentukan terhadap jumlah data pengamatan yang terbaca di dalam kelas tersebut, atau dengan membandingkan nilai chi square (X2) dengan nilai chi square kritis (X2cr). Uji keselarasan chi kuadrat menggunakan rumus (Soewarno 1995) :

𝑋 2 = ∑𝑁 𝑖=1

(𝑂𝑖−𝐸𝑖)2 𝐸𝑖

(9)

9 Dimana: X2 = harga chi square terhitung Oi = jumlah nilai pengamatan pada sub kelomok ke-i Ei = jumlah nilai teoritis pada sub kelompok ke-i N = jumlah data Suatu distribusi dikatakan selaras jika nilai X2 hitung < X2 kritis. Nilai X2 kritis dapat dilihat di Tabel 7. Dari hasil pengamatan yang didapat dicari penyimpangannya dengan chi square kritis paling kecil. Untuk suatu nilai nyata tertentu (level of significant) yang sering diambil adalah 5%. Derajat kebebasan ini secara umum dihitung dengan rumus sebagai berikut (Soewarno 1995) : Dk = K- (P+1)

(10)

Dimana: Dk = derajat kebebasan P = nilai untuk distribusi Metode Gumbel, P=1 Adapun kriteria penilaian hasilnya adalah sebagai berikut:  Apabila peluang lebih dari 5% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan dapat diterima.  Apabila peluang lebih kecil dari 1% maka persamaan distribusi teoritis yang digunakan dapat diterima.  Apabila peluang lebih kecil dari 1%-5%, maka tidak mungkin mengambil keputusan, perlu penambahan data. Tabel 7 Nilai kritis untuk uji keselarasan chi kuadrat dk

α Derajat kepercayan 0,995

0,99

0,975

0,95

0,05

0,025

0,01

0,005

1

0,0000393

0,000157

0,000982

0,00393

3,841

5,024

6,635

7,879

2

0,0100

0,0201

0,0506

0,103

5,991

7,378

9,210

10,597

3

0,0717

0,115

0,216

0,352

7,815

9,348

11,345

12,838

4

0,207

0,297

0,484

0,711

9,488

11,143

13,277

14,860

5

0,412

0,554

0,831

1,145

11,070

12,832

15,086

16,750

6

0,676

0,872

1,237

1,635

12,592

14,449

16,812

18,548

7

0,989

1,239

1,690

2,167

14,067

16,013

18,475

20,278

8

1,344

1,646

2,180

2,733

15,507

17,535

20,090

21,955

9

1,735

2,088

2,700

3,325

16,919

19,023

21,666

23,589

10

2,156

2,558

3,247

3,940

18,307

20,483

23,209

25,188

11

2,603

3,053

3,816

4,575

19,675

21,920

24,725

26,757

12

3,074

3,571

4,404

5,226

21,026

23,337

26,217

28,300

13

3,565

4,107

5,009

5,892

22,362

24,736

27,688

29,819

14

4,075

4,660

5,629

6,571

23,685

26,119

29,141

31,319

15

4,601

5,229

6,262

7,261

24,996

27,488

30,578

32,801

16

5,142

5,812

6,908

7,962

26,296

28,845

32,000

34,267

10 17

5,697

6,408

7,564

8,672

27,587

30,191

33,409

35,718

18

6,265

7,015

8,231

9,390

28,869

31,526

34,805

37,156

19

6,844

7,633

8,907

10,117

30,144

32,852

36,191

38,582

20

7,434

8,260

9,591

10,851

31,41

34,170

37,566

39,997

21

8,034

8,897

10,283

11,591

32,671

35,479

38,932

41,401

22

8,643

9,542

10,982

12,338

33,924

36,781

40,289

42,796

23

9,260

10,196

11,689

13,091

36,172

38,076

41,683

44,181

24

9,886

10,856

12,401

13,848

36,415

39,364

42,980

45,558

25

10,520

11,524

13,120

14,611

37,652

40,646

44,314

46,928

26

11,160

12,198

13,844

15,379

38,885

41,923

45,642

48,290

27

11,808

12,879

14,573

16,151

40,113

43,194

46,963

49,645

28

12,461

13,565

15,308

16,928

41,337

44,461

48,278

50,993

29

13,121

14,256

16,047

17,708

42,557

45,722

49,588

52,336

30

13,787

14,953

16,791

18,493

43,773

46,979

50,892

53,672

Uji Keselarasan Smirnov – Kolmogorov Uji keselarasan Smirnov-Kolmogorof, sering juga disebut uji keselarasan non parametrik (non parametrik test), karena pengujiannya tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu. Menurut Soewarno (1995) rumus yang digunakan adalah sebagai berikut: 𝛼=

𝑃𝑚𝑎𝑥 𝑃(𝑥)

−

𝑃(𝑥)

(11)

∆𝐶𝑟

Sedangkan untuk nilai delta kritis uji keselarasan Smirnov-Kolmogorov ditunjukkan pada Tabel 8 berikut ini: Tabel 8 Nilai delta kritis untuk uji keselarasan Smirnov – Kolmogorov α derajat kepercayaan

Jumlah data n

0,20

0,10

0,05

0,01

5

0,45

0,51

0,56

0,67

10

0,32

0,37

0,41

0,49

15

0,27

0,30

0,34

0,40

20

0,23

0,26

0,29

0,36

25

0,21

0,24

0,27

0,32

30

0,19

0,22

0,24

0,29

35

0,18

0,20

0,23

0,27

40

0,17

0,19

0,21

0,25

45

0,16

0,18

0,20

0,24

50

0,15

0,17

0,19

0,23

n>50

1,07/n

1,22/n

1,36/n

1,63/n

11 Intensitas Curah Hujan Untuk menentukan Debit Banjir Rencana (Design Flood), perlu didapatkan harga suatu intensitas curah hujan terutama bila digunakan metode rasional. Intensitas curah hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada suatu kurun waktu di mana air tersebut berkonsentrasi. Analisis intensitas curah hujan ini dapat diproses dari data curah hujan yang telah terjadi pada masa lampau (Loebis 1987). Untuk menghitung intensitas curah hujan, dapat digunakan rumus empiris dari Dr. Mononobe (Soemarto 1999) sebagai berikut : 𝐼=

𝑅24 24

24 2/3

𝑥[𝑡 ]

(12)

Dimana: I = intensitas curah hujan (mm/jam) t = lamanya curah hujan (jam) R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)

Debit Banjir Rencana Debit banjir rencana dapat dihitung dengan menggunakan beberapa metode yang berbeda. Metode yang paling sering digunakan adalah Metode Rasional. Menurut Sosrodarsono dan Takeda (1984) perhitungan debit banjir rencana dengan Metode Rasional dihitung dengan rumus sebagai berikut: 𝑄𝑡 =

𝐶.𝐼.𝐴 3.6

= 0.278 𝐶. 𝐼. 𝐴

(13)

Dimana: Qt = debit banjir maksimum (m3/dtk) C = koefisien pengaliran I = intensitas hujan selama t jam (mm/jam) A = luas DAS sampai 100 km2 (km2) Koefisien pengaliran atau run off (C) tergantung dari faktor-faktor daerah pengalirannya, seperti jenis tanah, kemiringan, vegetasi, luas dan bentuk daerah pengaliran sungai (Loebis 1987). Untuk menentukan koefisien pengaliran dapat dilihat pada Tabel 9. Tabel 9 Koefisien pengaliran (C) Tipe Daerah Aliran

Rerumputan

Harga C

Tanah pasir, datar, 2%

0.05-0.10

Tanah pasir, rata-rata 2-7%

0.10-0.15

Tanah pasir, curam 7%

0.15-0.20

Tanah gemuk, datar 2%

0.13-0.17

Tanah gemuk, rata-rata 2-7%

0.18-0.22

Tanah gemuk, curam 7%

0.25-0.35

12 Business

Perumahan

Daerah kota lama

0.75-0.95

Daerah pinggiran

0,50-0,70

Daerah "single family"

0,30-0,50

"Multi unit" terpisah-pisah

0,40-0,60

"Multi unit" tertutup

0,60-0,75

"Sub urban"

0,25-0,40

Daerah rumah-rumah apartemen

0,50-0,70

Daerah ringan

0,50-0,80

Daerah berat

0,60-0,90

Pertamanan

0,10-0,25

Tempat pertanian

0,20-0,35

Halaman kereta api

0,20-0,40

Debit Andalan Debit andalan merupakan debit minimal yang sudah ditentukan yang dapat dipakai untuk memenuhi kebutuhan air (Soemarto 1999). Perhitungan ini digunakan untuk masukan simulasi operasi bangunan daerah kritis dalam pemanfaatan air. Salah satu metode yang digunakan adalah Metode F J. Mock yang dikembangkan khusus untuk perhitungan sungai-sungai di Indonesia. Dasar pendekatan metode ini mempertimbangkan faktor curah hujan, evapotranspirasi, keseimbangan air di permukaan tanah dan kandungan air tanah. Prinsip perhitungan ini adalah hujan yang jatuh di atas tanah (presipitasi) sebagian akan hilang karena penguapan (evaporasi), sebagian akan hilang menjadi aliran permukaan (direct run off) dan sebagian lagi akan masuk tanah (infiltrasi). Infiltrasi mula-mula menjenuhkan permukaan (top soil) yang kemudian menjadi perkolasi dan akhirnya keluar ke sungai sebagai base flow.

Analisa Kebutuhan Air Untuk Tanaman Kebutuhan air untuk tanaman adalah banyaknya air yang dibutuhkan tanaman untuk membuat jaring tanaman (batang dan daun). Selain itu juga untuk diuapkan sebagai evapotranspirasi, perkolasi, curah hujan, pengolahan lahan dan pertumbuhan tanaman. Menurut Ditjen Pengairan (1985) rumus yang digunakan dalam perhitungan kebutuhan air adalah sebagai berikut: 𝐼𝑟 = 𝐸𝑡 + 𝑃 − 𝑅𝑒 + 𝑆 Dimana: Ir = kebutuhan air untuk irigasi (mm/hari) Et = evapotranspirasi S = kebutuhan air untuk penglahan tanah (mm/hari) P = perkolasi Re = hujan efektif (mm)

(14)

13 Neraca Air Menurut Rifai (2008) perhitungan neraca air dilakukan untuk mengecek air yang tersedia cukup memadai untuk memenuhi kebutuhan air irigasi atau tidak. Dalam perhitungan neraca air ini terdapat tiga unsur pokok, yakni: 1. Kebutuhan air 2. Tersedianya air (debit andalan) 3. Neraca air

Penelusuran Banjir (flood routing) Penelusuran banjir dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik outflow/keluaran, yang sangat diperlukan dalam pengendalian banjir. Perubahan hidrograf banjir antara inflow (I) dan outflow (O) karena adanya faktor tampungan atau adanya penampang sungai yang tidak seragam atau akibat adanya meander sungai. Jadi penelusuran banjir ada dua, untuk mengetahui perubahan inflow dan outflow pada bendungan dan inflow pada satu titik dengan suatu titik di tempat lain pada sungai. Perubahan inflow dan outflow akibat adanya tampungan. Maka pada suatu bendungan akan terdapat inflow banjir (I) akibat adanya banjir dan outflow (O) apabila muka air bendungan naik sehingga terjadi limpasan (Soemarto 1999). I > O tampungan bendungan naik elevasi muka air bendungan naik. I < O tampungan bendungan turun elevasi muka air bendungan turun.

Tipe Bendungan Berdasarkan material pembentuknya bendungan dikelompokkan menjadi 2 tipe, yaitu (Sudibyo, 1993): 1. Bendungan urugan (fill dams, embankment dams) adalah bendungan yang dibangun dari hasil penggalian bahan (material) tanpa tambahan bahan lain yang bersifat campuran secara kimia, jadi betul-betul bahan pembentuk bendungan asli. bendungan ini masih dapat dibagi menjadi dua yaitu:  bendungan urugan serba sama (homogeneous dams) adalah bendungan apabila bahan yang membentuk tubuh bendungan tersebut terdiri dari tanah yang hampir sejenis dan gradasinya (susunan ukuran butirannya) hampir seragam.  Bendungan tipe zonal adalah bendungan apabila timbunan yang membentuk tubuh bendungan terdiri dari batuan dengan gradasi (susunan ukuran butiran) yang berbeda-beda dalam urutan-urutan pelapisan tertentu. 2. Bendungan beton (concrete dam) adalah bendungan yang dibuat dari konstruksi beton baik dengan tulangan maupun tidak. Kemiringan permukaan hulu dan hilir tidak sama pada umumnya bagian hilir lebih landai dan bagian hulu mendekati vertikal dan bentuknya lebih ramping. Bendungan ini masih dibagi lagi menjadi: bendungan beton berdasar berat sendiri stabilitas tergantung pada massanya, bendungan beton dengan

14 penyangga (buttress dam) permukaan hulu menerus dan di hilirnya pada jarak tertentu ditahan, bendungan beton berbentuk lengkung dan bendungan beton kombinasi.

Perencanaan Tubuh Bendungan Beberapa istilah penting mengenai tubuh bendungan adalah: 1. Tinggi bendungan Tinggi bendungan adalah perbedaan antara elevasi permukaan pondasi dan elevasi mercu bendungan. Apabila pada bendungan dasar dinding kedap air atau zona kedap air, maka yang dianggap permukaan pondasi adalah garis perpotongan antara bidang vertikal yang melalui hulu mercu bendungan dengan permukaan pondasi alas bendungan tersebut (Loebis 1984). 2. Tinggi Jagaan (free board) Tinggi jagaan adalah perbedaan antara elevasi permukaan maksimum rencana air dalam waduk dan elevasi mercu bendungan. Elevasi permukaan air maksimum rencana biasanya merupakan elevasi banjir rencana waduk (Sosrodarsono dan Takeda 1989).

Gambar 1 Tinggi bendungan dan tinggi jagaan Rumus yang digunakan (dalam Sosrodarsono dan Takeda 1989) : Hf ≥ ∆h + (hw atau Hf ≥

ℎ𝑒 2

+ he + hi

ℎ𝑒 2

) + he + hi

(15) (16)

Dimana : Hf = tinggi jagaan ∆h = tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk yang terjadi akibat timbulnya banjir abnormal hw = tinggi ombak akibat tiupan angin he = tinggi ombak akibat gempa ha = tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk, apabila terjadi kemacetan pada pintu bangunan pelimpah hi = tinggi tambahan yang didasarkan pada tingkat urgensi dari waduk

15 Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir abnormal (∆h) dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut (Sosrodarsono 1989):

∆h =

2 𝛼𝑄0

ℎ

(17)

3 𝑄 1+ ∆ℎ

𝑄𝑇

Dimana: Q0 = debit banjir rencana (m3/dtk) Q = kapasitas rencana bangunan pelimpah untuk banjir (m3/dtk) α = 0.2 untuk bangunan pelimpah terbuka α = 1.0 untuk bangunan pelimpah tertutup H = kedalaman pelimpah rencana (m) A = luas permukaan air embung pada elevasi banjir rencana (km2) T = durasi terjadinya banjir abnormal (1 s/d 3 jam) Tinggi ombak yang diseababkan oleh gempa dihitung (he) dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut: ℎ𝑒 =

𝑒𝜏 𝜋

√𝑔. ℎ0

(18)

Apabila didasarkan pada tinggi bendungan yang direncanakan, maka standar tinggi jagaan bendungan urugan adalah sebagai berikut (dalam Soedibyo 1993) : Tabel 10 Tinggi umum bendungan berdasarkan ketinggian Lebih rendah dari 50 m Dengan tinggi antara 50-100 m Lebih tinggi dari 100 m

Hf ≥ 2 m Hf ≥ 3 m Hf ≥ 3.5 m

3. Lebar Mercu Bendungan Lebar mercu bendungan yang memadai diperlukan agar puncak bendungan dapat tahan terhadap hempasan ombak dan dapat tahan terhadap aliran filtrasi yang melalui puncak tubuh bendung. Disamping itu, pada penentuan lebar mercu perlu diperhatikan kegunaannya sebagai jalan inspeksi dan pemeliharaan bendungan. Penentuan lebar mercu bendungan dirumuskan sebagai berikut (Sosrodarsono dan Takeda 1989): b = 3.6 H1/3-3

(19)

Dimana: b = lebar mercu H = tinggi bendungan 4. Panjang Bendungan Panjang bendungan adalah seluruh panjang mercu bendungan yang bersangkutan, termasuk bagian yang digali pada tebing-tebing sungai di kedua ujung mercu tersebut. Apabila bangunan pelimpah atau bangunan penyadap terdapat pada ujung-ujung mercu, maka lebar bangunan pelimpah

16 tersebut diperhitungkan pula dalam menentukan panjang bendungan (Nisa 2008). 5. Volume Bendungan Seluruh jumlah volume konstruksi yang dibuat dalam rangka pembangunan tubuh bendungan termasuk semua bangunan pelengkapnya dianggap sebagai volume bendungan (Nisa 2008). 6. Kemirignan Lereng (slope gradient) Kemiringan rata-rata lereng bendungan (lereng hulu dan lereng hilir) adalah perbandingan antara panjang garis vertikal yang melalui tumit masingmasing lereng tersebut. Berm lawan dan drainase prisma biasanya dimasukkan dalam perhitungan penentuan kemiringan lereng, akan tetapi alas kedap air biasanya diabaikan. Menurut Soedibyo (1993) kemiringan lereng sangat ditentukan oleh jenis material urugan yang dipakai. Kemiringan lereng urugan harus ditentukan sedemikian rupa agar stabil terhadap longsoran. Kestabilan urugan harus diperhitungkan terhadap frekuensi naik turunnya muka air, rembesan dan harus tahan terhadap gempa. Tabel 11 Kemiringan lereng urugan Material urugan

Material utama

a. Urugan homogen

CH, CL, SC, GC, GM, SM

b. Urugan majemuk a. Urugan batu dengan inti lempung atau dinding diafragma b. Kerikil-kerakal dengan inti lempung atau dinding diafragma

Kemiringan Lereng Vertikal : Horisontal Hulu Hilir 1:3 1:2.25

Pecahan Batu

1:1.5

1:1.25

Kerikil-kerakal

1:2.5

1:1.75

Stabilitas Bendung Merupakan perhitungan konstruksi untuk menentukan ukuran (dimensi) bendungan agar mampu menahan muatan-muatan dan gaya-gaya yang bekerja padanya dalam keadaan apapun juga. Konstruksi harus aman terhadap geseran, penurunan bendungan, terhadap rembesan dalam keadaan bendungan kosong maupun ketika bendungan dalam keadaan penuh air. Gaya-gaya yang bekerja pada bendungan urugan adalah sebagai berikut: 1. Stabilitas tubuh bendungan terhadap rembesan Baik bendungan maupun pondasinya diharuskan mampu menahan gaya-gaya yang ditimbulkan oleh adanya air filtrasi yang mengalir melalui celah-celah antara butiran-butiran tanah pembentuk tubuh bendungan dan pondasi tersebut. Hal tersebut dapat diketahui dengan mendapatkan formasi garis depresi (seepage flow-net) yang terjadi dalam tubuh dan pondasi bendungan tersebut.

17 2.

Stabilitas lereng bendungan urugan menggunakan metode irisan bidang luncur bundar Menurut Sodibyo (1993) faktor keamanan dari kemungkinan terjadinya longsoran dapat diperoleh dengan menggunakan rumus keseimbangan sebagai berikut: 𝐹𝑠 = =

∑{𝐶.𝑙+(𝑁−𝑈−𝑁𝑒 )𝑡𝑎𝑛𝜙} ∑(𝑇+𝑇𝑒 ) ∑ 𝐶.𝑙+∑{𝛾.𝐴(cos 𝑎−𝑒.𝑠𝑖𝑛𝑎)−𝑉}𝑡𝑎𝑛𝜙 ∑ 𝛾.𝐴(sin 𝑎+𝑒 cos 𝑎)

(20) (21)

Dimana: Fs = faktor keamanan N = beban komponen vertikal yang timbul dari beban setiap irisan bidang luncur (=𝛾.A.cos a) T = beban komponen tangensial yang timbul dari berat setiap irisan bidang luncur (=𝛾.A.sin a) U = tekanan air pori yang bekerja pada setiap bidang luncur Ne = komponen vertikal beban seismic yang bekerja pada setiap irisan bidang luncur (= e.γ .A.sinα ) Te = komponen tangensial beban seismic yang bekerja pada setiap irisan bidang luncur (= e.γ .A.sinα ) 𝜙 = sudut gesekan dalam bahan yang membentuk dasar setiap irisan bidang luncur. C = angka kohesi bahan yang membentuk dasar setiap irisan bidang luncur Z = lebar setiap irisan bidang luncur E = intensitas seismis horisontal 𝛾 = berat isi dari setiap bahan pembentuk irisan bidang luncur A = luas dari setiap bahan pembentuk irisan bidang luncur α = sudut kemiringan rata-rata dasar setiap irisan bidang luncur V = tekanan air pori

Gambar 2 Cara menentukan harga-harga N dan T

18 3.

Kapasitas aliran filtrasi Kapasitas filtrasi yang mengalir melalui tubuh dan pondasi bendungan yang didasarkan pada jaringan trayektori. Kombinasi dari beberapa garis aliran dan garis ekipotensial disebut jaring arus (flow net). Garis aliran adalah suatu garis sepanjang mana butir-butir air akan bergerak dari bagian hulu ke bagian hilir sungai melalui media tanah yang tembus air (permeable). Hardiyatmo (1992) menyatakan bahwa garis ekipotensial adalah garis-garis yang mempunyai tinggi tekan yang sama (h konstan). Kemiringan garis ekipotensial adalah tegak lurus terhadap garis aliran. Pada tanah yang seragam hal ini selalu benar sehingga rembesan air di dalam tanah dapat digambarkan sebagai deretan garis ekipotensial dan deretan garis aliran yang saling berpotongan secara tegak lurus. Debit rembesan yang lewat tubuh maupun pondasi bendungan ditentukan dengan menggunakan persamaan aliran filtrasi yang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: 𝑁

𝑄𝑓 = 𝑁𝑓 𝑥𝐾𝑥𝐻𝑥𝐿 𝑝

(22)

Dimana: Qf = kapasitas aliran filtrasi Nf = angka pembagi dari garis trayektori aliran filtrasi Np = angka pembagi dari garis equipotensial K = koefisien filtrasi H = tinggi tekan air total L = panjang profil melintang tubuh bendung 4.

Gejala Sufosi (Piping) dan Sembulan (Boiling) Sufosi adalah erosi yang cepat sebagai akibat rembesan terpusat berat tubuh dan atau pondasi bendung. Air meresap melalui timbunan tanah lapisan kedap air atau pondasi bendung. Besarnya debit rembesan yang terjadi akan mengakibatkan terjadinya bahaya piping dan sembulan pada dasar tanah pondasi. Kecepatan kritis aliran yang menyebabkan erosi material halus dihitung dengan persamaan empiris sebagai berikut: 𝑊 𝑥𝑔

1 𝑐 = √ 𝐹𝑥𝑦

(23)

Dimana: c = kecepatan kritis (m/dtk) w1 = berat butiran bahan dalam air (t/m3) g = percepatan gravitasi (m/dtk2) F = luas permukaan yang menampung aliran filtrasi (m2) 𝛾 = berat isi air (t/m3) Untuk keamanan tubuh bendung harus dihitung juga besarnya kecepatan aliran filtrasi, dimana kecepatan ini harus lebih kecil dari kecepatan kritis yang diijinkan. Kecepatan aliran filtrasi dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut (Craig 1994):

19 𝐻

𝑉 = 𝑘. 𝐿

(24)

Dimana: V = kecepatan aliran filtrasi (m/dtk) k = koefisien permeabilitas H = tinggi tekanan air (m) L = panjang lintasan rembesan (m)

METODE

1.

2.

Secara umum metode yang digunakan dalam proses penelitian ini terdiri dari: Studi literatur Studi literatur dilakukan untuk memperoleh pengetahuan dasar mengenai permasalahan yang akan diteliti. Selain itu, studi literatur bertujuan untuk mempelajari berbagai metode untuk menentukan debit limpasan dan parameter yang mempengaruhinya. Literatur yang menjadi acuan berasal dari buku teks, karya tulis dan jurnal ilmiah. Studi lapangan Studi lapangan dilakukan dengan cara survei. Survei ini bertujuan untuk memperoleh data-data yang dibutuhkan, baik data sekunder maupun data aktual yang berhubungan dengan lokasi penelitian. Data yang dibutuhkan meliputi dimensi saluran dan koefisien permeabilitas tanah. Adapun tahapan pelaksanaan penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.

Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini berupa data primer dan data sekunder. Data primer terdiri dari pengukuran luas daerah tangkapan air dan pengukuran luas bendungan rencana. Data primer terdiri dari data curah hujan selama 12 tahun, data iklim dan data peta tanah yang diperoleh dari Litbang Cintamanis serta citra landsat yang diambil dari google earth.

Alat Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain seperangkat komputer/laptop yang sudah terdapat perangat lunak (software) untuk membantu pengolahan data seperti Microsoft Excel 2013, Auto Cad 2014 dan Surfer 10. Selain itu juga digunakan alat GPS tipe Garmin 760, taping dengan panjang 50 m, kamera untuk pendokumentasian, kalkulator dan alat tulis.

20 Mulai

Identifikasi Masalah Studi Pustaka Survey Lapangan dan Pengumpulan Data

Data Hujan Data Iklim

Luas Daerah Tangkapan Air

Uji Tanah a. Berat Butiran Tanah Dalam Air b. Berat Jenis Tanah Kering c. Berat Jenis Tanah Jenuh

Analisis Hidrologi Curah Hujan Rencana

Analisis Kebutuhan air

Analisis Sebaran

Kebutuhan Air Irigasi

Debit Banjir Rencana

Debit Andalan

Penelusuran Banjir

Neraca Air -Vol. Tampungan Embung -Muka Air Banjir (MAB)

Dimensi Embung Analisa dan Cek Stabilitas Tubuh Embung Tidak

Aman Ya Gambar Teknik

Selesai

Gambar 3 Diagram alir penelitian

21 Prosedur Analisis Data Analisis data pertama kali dilakukan adalah analisis frekuensi curah hujan. analisis ini terdiri dari uji parameter statistik, pemilihan jenis sebaran, uji kebenaran sebaran dan perhitungan hujan sebaran. Dalam uji parameter statistik digunakan rumus pada Persamaan 1, 2, 3 dan 4. Setelah itu dilakukan pemilihan jenis metode yang digunakan (Metode Gumbel Tipe I, Log Pearson Tipe III dan Log Normal). Untuk menghitung curah hujan dengan metode Gumbel digunakan Persamaan 5 dan Persamaan 6. Perhitungan curah hujan rencana dengan metode Log Normal digunakan Persamaan 8 sedangkan metode Log Pearson digunakan Persamaan 7 dengan langkah-langkahnya sebagai berikut:  Mengubah data curah hujan sebanyak n buah X1, X2, X3, ..., Xn menjadi log (X1), log (X2), log (X3),..., log (Xn). 

Menghitung harga rata-ratanya dengan rumus berikut: ∑𝑛 𝑙𝑜𝑔(𝑋𝑖) ̅̅̅̅̅̅̅ log 𝑋 = 𝑖=1 𝑛

Dimana: ̅̅̅̅̅̅̅ log 𝑋 n Xi 

= harga rata-rata logaritmik = jumlah data = nilai curah hujan tiap-tiap tahun (R24 maks) (mm)

Menghitung harga elevasi deviasi standarnya (Sd) dengan rumus berikut: 𝑛

̅̅̅̅̅̅̅ 2

∑ {log(𝑥𝑖)−log 𝑋 } ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝑆𝑑 log 𝑥 = √ 𝑖=1 𝑛−1 Dimana : Sd = deviasi standar



(25)

(26)

Menghitung koefisien skewness (Cs) dengan rumus: 𝐶𝑠 =

̅̅̅̅̅̅̅ 3 ∑𝑛 𝑖=1{log(𝑋𝑖)−log 𝑋 }

(27)

(𝑛−1)(𝑛−2)𝑆1 3

Dimana: Cs

= koefisien skewness



Menghitung logaritmik hujan rencana dengan periode ulang T tahun dengan rumus: Log XT = ̅̅̅̅̅̅̅ 𝑙𝑜𝑔𝑋 + G*S1 (28) Dimana: XT = curah hujan rencana periode ulang T tahun (mm) G = harga yang diperoleh berdasarkan nilai Cs yang didapat seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.



Menghitung koefisien kurtosis (Ck) dengan rumus: 4

𝐶𝑘 =

̅̅̅̅̅̅̅ 𝑛2 ∑𝑛 𝑖=1{log(𝑋𝑖)−log 𝑋 } (𝑛−1)(𝑛−2)(𝑛−3)𝑆1 4

Dimana: Ck

= koefisien kurtosis

(29)

22 

Menghitung koefisien variasi (Cv)dengan rumus: 𝑆1 𝐶𝑣 = ̅̅̅̅̅̅̅ log 𝑥 Dimana: Cv S1

(30)

= koefisien variasi = deviasi standar

Setelah itu dilakukan uji keselarasan sebaran (Chi Square dan SmirnovKolmogorov) untuk mengetahui apakah metode yang akan digunakan benar-benar sesuai dan dapat digunakan untuk perhitungan debit banjir rencana. Uji chi square dilakukan dengan menggunakan Persamaan 9. Untuk uji Smirnov-Kolmogorov langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:  Urutkan dari besar ke kecil atau sebaliknya dan tentukan besarnya nilai masing-masing peluang dari hasil penggambaran grafis data (persamaan distribusinya): X1 P’ (X1) X2 P’ (X2) Xm P’ (Xm) Xn P’ (Xn) 

Berdasarkan tabel nilai kritis (Smirnov - Kolmogorov) tentukan harga Do (seperti ditunjukkan pada Tabel 8).

Ketika didapatkan metode yang sesuai untuk digunakan perhitungan debit banjir rencana, intensitas curah hujan (I) dihitung menggunakan Persamaan 12. Dengan menggunakan nilai koefisien limpasan pada Tabel 9 debit banjir rencana dihitung sesuai dengan Persamaan 13. Debit andalan dihitung dengan menggunakan metode F. J. Mock. Setelah itu analisa kebutuhan air untuk tanaman dihitung menggunakan Persamaan 14. Neraca air dilakukan dengan membandingkan data kebutuhan air tanaman untuk irigasi dengan air yang tersedia dari perhitungan debit andalan. Langkah terakhir untuk analisis hidrologi yaitu menghitung penelusuran banjir dengan menggunakan perhitungan debit yang melewati spillway dengan rumus berikut: 2 𝑄 = 3 𝑥𝐶𝑑𝑥𝐵𝑥√2𝑔𝑥𝐻 3/2 (31) Dimana: Q = debit yang melewati spillway (m3/dtk) B = lebar efektif spillway (m) Cd = koefisien debit limpasan H = perbedaan muka air antara hulu dan hilir (m) Perhitungan struktur bendungan dilakukan untuk mengetahui tinggi bendungan, tinggi jagaan dan lebar mercu serta stabilitas bendungan terhadap sufosi (piping). Perencanaan elevasi tinggi bendungan diperoleh dengan membuat grafik hubungan antara elevasi, volume tampungan dan luas genangan. Untuk menghitung volume pada sebuah kontur dapat digunakan rumus sebagai berikut: 1

𝑉𝑥 = 3 × 𝑍 × (𝐹𝑦 + 𝐹𝑥 + √𝐹𝑦 × 𝐹𝑥 )

(32)

23

Dimana: Z = beda tinggi antar kontur Fy = luas pada kontur Y Fx = luas pada kontur X Kemudian dibuat grafik hubungan antara elevasi, luas dan volume genangan dan dipilih elevasi tinggi bendungan yang sesuai dengan rencana. Untuk menentukan tinggi jagaan bendungan dapat digunakan Persamaan 15, 16, 17 dan Persamaan 18 sedangkan untuk menentukan lebar mercu bendungan minimum digunakan Persamaan 19. Perhitungan stabilitas bendungan dilakukan dengan melakukan analisis terhadap stabilitas lereng bendungan terhadap aliran filtrasi. Analisis ini terdiri atas perhitungan formasi garis depresi tanpa menggunakan chimney, formasi garis depresi dengan menggunakan drainase kaki dan analisis jaringan trayektori serta aliran filtrasi (seepage flownet). Untuk perhitungan analisis jaringan trayektori dan aliran filtrasi digunakan Persamaan 22, 23 dan Persamaan 24. Garis depresi didapat dengan persamaan parabola bentuk dasar seperti di bawah ini :

Gambar 4 Garis depresi pada bendungan homogen Untuk perhitungan selanjutnya maka digunakan persamaan-persamaan berikut: 𝑥= 𝑦0 =

𝑦 2 −𝑦0 2 2𝑦0 √ℎ2

+ 𝑑2 − 2

(33) (34)

Untuk zone inti kedap air garis depresi digambarkan sebagai kurva dengan persamaan berikut: 𝑦 = √2𝑦0 + 𝑦0 2

(35)

Dimana: h = jarak vertikal antara titik A dan B d = jarak horisontal antara titik B2 dan A I1 = jarak horisontal antara titik B dan E I2 = jarak horisontal antara titik B dan A A = ujung tumit hilir bendungan B = titik perpotongan permukaan air waduk dan lereng hulu bendungan

24 A1 = titik perpotongan antara parabola bentuk besar garis depresi dengan garis vertikal melalui titik B B1 = titik yang terletak sejauh 0.3 I1 horisontal hulu dari titik B Akan tetapi garis parabola bentuk dasar (B2-C0-A0) diperoleh dari persamaan tersebut, bukanlah garis depresi sesungguhnya, masih diperlukan penyesuaian menjadi garis B-C-A yang merupakan bentuk garis depresi yang sesungguhnya seperti tertera pada Gambar 5 berikut:

Gambar 5 Garis depresi pada bendungan homogen (sesuai denga garis parabola yang dimodifikasi) Panjang Δa tergantung dari kemiringan lereng hilir bendungan, dimana air filtrasi tersembul keluar yang dapat dihitung dengan rumus berikut: 𝑎 + Δa =

𝑦0

(36)

1−cos 𝑎

Dimana: a = jarak AC Δa = jarak C0C α = sudut kemiringan lereng hilir bendungan Untuk memperoleh nilai a dan Δa dapat dicari berdasarkan nilai α dengan menggunakan grafik sebaagai berikut:

Δa

Gambar 6 Grafik hubungan antara sudut bidang singgung (α) dengan 𝑎+Δa Selanjutnya dilakukan perhitungan longsor tubuh bendung, sebelum dilakukan analisis tubuh bendungan urugan terlebih dahulu perlu dicari bidang longsor dari kemiringan hulu maupun hilir (Gambar 7). Pada penentuan bidang longsor, terdapat beberapa parameter sudut α, 𝜙 dan 𝛽. Parameter sudut-sudut tersebut dapat dilihat pada Tabel 12.

25

Gambar 7 Bidang longsor bendungan urugan Tabel 12 Tabel nilai sudut α, 𝜙 dan 𝛽 n 1:1.0 1:1.5 1:2.0 1:3.0 1:5.0

𝜙 45° 33°8’ 26°6’ 18°4’ 11°3’

Α 28° 26° 25° 25° 25°

𝛽 27° 35° 35° 35° 27°

Sumber: Soil mechanic & foundation engineering

Untuk perhitungan stabilitas lereng digunakan metode irisan bidang luncur bundar dengan langkah-langkah sebagai berikut: a. Andaikan bidang luncur bundar dibagi menjadi beberapa irisan vertikal dan walaupun bukan merupakan persyaratan yang mutlak, biasanya setiap irisan lebarnya dibuat sama. Disarankan agar irisan bidang luncur tersebut dapat melintasi perbatasan dari dua buah zone penimbunan atau supaya memotong garis depresi aliran filtrasi. b. Gaya-gaya yang bekerja pada setiap irisan adalah sebagai berikut : c. Berat irisan (W), dihitung berdasarkan hasil perkalian antara luas irisan (A) dengan berat isi bahan pembentuk irisan (γ), jadi W = A.γ d. Beben berat komponen vertikal yang bekerja pada dasar irisan (N) dapat diperoleh dari hasil perkalian antara berat irisan (W) dengan cosinus sudut rata-rata tumpuan (α) pada dasar irisan yang bersangkutan jadi N = W.cos α e. Beban dari tekanan hidrostatis yang bekerja pada dasar irisan (U) dapat diperoleh dari hasil perkalian antara panjang dasar irisan (b) dengan tekanan air rata-rata (U/cosα) pada dasar irisan tersebut, jadi: U = U.b/cosα f. Beban berat komponen tangensial (T) diperoleh dari hasil perkalian antara berat irisan (W) dengan sinus sudut rata-rata tumpuan dasar irisan tersebut jadi T=Wsinα

26 g.

h.

i.

j.

Kekuatan tahanan kohesi terhadap gejala peluncuran (C) diperoleh dari hasil perkalian antara angka kohesi bahan (c’) dengan panjang dasar irisan (b) dibagi lagi dengan cos α, jadi C = c’.b/cosα Kekuatan tahanan geseran terhadap gejala peluncuran irisan adalah kekuatan tahanan geser yang terjadi pada saat irisan akan meluncur meninggalkan tumpuannya Kemudian jumlahkan semua kekuatan-kekuatan yang menahan (T) dan gayagaya yang mendorong (S) dari setiap irisan bidang luncur, dimana T dan S dari masing-masing irisan dinyatakan sebagai T = W Sin α dan S = C + (NU) tan φ. Faktor keamanan dari bidang luncur tersebut adalah perbandingan antara jumlah gaya pendorong dan jumlah gaya penahan yang dirumuskan (Soedibyo, 1993) : ∑𝑆 𝐹𝑠 = ∑ (37) 𝑇

Dimana: 𝐹𝑠 = faktor keamanan ∑ 𝑆 = jumlah gaya pendorong ∑ 𝑇 = Jumlah gaya penahan

Gambar 8 Skema perhitungan bidang luncur Perhitungan stabilitas lereng ini digunakan data tanah yang diperoleh dari hasil uji laboratorium PT. Selimut Bumi Adhicipta. Data tanah tersebut antara lain berat jenis spesifik (Gs), berat volume kering (𝛾d), berat volume basah (𝛾b), berat volume jenuh (𝛾sat), angka kohesi (c) dan sudut geser dalam (𝜙). Dalam data tersebut tidak diketahui nilai dari volume berat jenuh (𝛾sat) sehingga perlu dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus sebagai berikut: 𝐺𝑠+𝑒 γsat = 1+𝑒 (38) Dimana: Gs = berat jenis spesifik e = angka pori Angka pori dihitung menggunakan persamaan berikut: 𝐺 1 + 𝑒 = γd (39) Dimana: e = angka pori Gs = berat jenis spesifik γd = berat volume kering

27

HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Daerah Studi Bendungan yang akan dibangun di perkebunan Cinta Manis, Rayon II, PT. Perkebunan Nusantara VII, Palembang ini terletak pada daerah rawa. Bendungan direncanakan dengan panjang 386 m dan lebar 110 m. Untuk memperbesar volume tampungan, daerah tampungan dilakukan pengerukan sedalam 3 m dengan sudut kemiringan dinding bendungan adalah 45 ° dan elevasi dasar diasumsikan 0. Bendungan ini selain untuk menampung air, juga akan digunakan sebagai jalan penghubung antara petak 81 dan petak 193. Bagian hilir tubuh bendung rencana juga akan dilakukan pengerukan dikarenakan juga akan dibangun bendungan yang baru pada daerah hilir.

Gambar 9 Lokasi bendungan rencana

Gambar 10 Desain rencana kolam bendungan tampak depan

Penentuan Daerah Aliran Sungai (DAS) Penentuan daerah aliran sungai ini digunakan untuk menentukan luas daerah tangkapan air (DTA). Untuk menentukan daerah tangkapan air ini digunakan citra satelit dengan bantuan google earth. Daerah yang elevasinya lebih tinggi dari lokasi bendungan rencana ditandai untuk menentukan DTA. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 11.

28

Gambar 11 Luas daerah tangkapan air Luas titik-titik pada citra satelit dihitung dengan menggunakan bantuan dari website www.earthpoint.us sehingga diperoleh luas DTA adalah 0.3861 km2. Untuk memastikan bahwa luas tersebut merupakan DTA maka arah aliran dimodelkan pada software Surfer 10. Hasil pemodelan arah aliran pada Surfer 10 dapat dilihat pada Gambar 12 dan Gambar 13.

Gambar 12 Arah aliran 2 dimensi

Gambar 13 Arah aliran 3 dimensi

29 Dari hasil pemodelan 2D dan 3D terlihat bahwa arah aliran menuju daerah bendungan rencana (lingkaran merah) sehingga luas DTA sebesar 0.3861 km2 dapat digunakan.

Analisis Frekuensi Curah Hujan Rencana Analisis ini ditentukan dengan melakukan parameter statistik (pengukuran dispersi), analisis jenis sebaran dan pengujian keselarasan sebaran. Tujuan analisis ini adalah untuk menentukan kemungkinan terulangnya curah hujan bulanan maksimum untuk menentukan debit banjir rencana. Data yang digunakan untuk analisis frekuensi curah hujan adalah data curah hujan harian maksimum yang diambil dari stasiun hujan Cinta Manis. Data curah hujan yang digunakan selama 12 tahun mulai dari tahun 2002 sampai dengan 2013. Berdasarkan data curah hujan harian maksimum diperoleh nilai curah hujan harian maksimum untuk tahun 2002 sampai dengan 2013 adalah 133 mm/hari, 133 mm/hari, 130 mm/hari, 141.5 mm/hari, 185 mm/hari, 103 mm/hari, 196.3 mm/hari, 92 mm/hari, 103 mm/hari, 97 mm/hari, 109 mm/hari dan 99.8 mm/hari. Untuk lebih jelasnya data curah hujan harian maksimum dapat dilihat pada Lampiran 1. Parameter Statistik (Pengukuran Dispersi) Besarnya dispersi dapat dilakukan pengukuran dispersi yakni melalui perhitungan parameter statistik untuk (Xi-X), (Xi-X)2, (Xi-X)3, (Xi-X)4 terlebih dahulu dimana Xi merupakan curah hujan harian dalam 1 tahun dan X adalah total rata-rata curah hujan harian maksimum. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh total rata-rata curah hujan harian maksimum selama tahun 2002 sampai dengan 2013 adalah 127 mm/hari, sedangkan nilai dari jumlah nilai untuk (Xi-X), (Xi-X)2, (Xi-X)3, (Xi-X)4 berturut-turut adalah 1x10-13, 12798, 412433, dan 38245224. Perhitungan parameter statistik secara lebih detil disajikan pada Lampiran 2.

1.

Adapun pengukuran dispersi antara lain sebagai berikut: Deviasi standar (Sd) Perhitungan deviasi standar menggunakan persamaan berikut: 𝑆𝑑 = √

∑(𝑋𝑖 − 𝑋̅)2 𝑛−1

12798 12 − 1 𝑆𝑑 = 34.11 𝑆𝑑 = √

2.

Koefisien skewness (Cs) Perhitungan koefisien skewness menggunakan persamaan sebagai berikut: ∑𝑛𝑖=1{(𝑋𝑖 − 𝑋̅)}3 𝐶𝑠 = (𝑛 − 1)(𝑛 − 2)𝑆𝑑3

30 𝐶𝑠 =

12𝑥412433 (12 − 1)𝑥(12 − 2)𝑥34.113

𝐶𝑠 =1.133 3.

Pengukuran kurtosis (Ck) Perhitungan kurtosis menggunakan persamaan sebagai berikut: 1 𝑛 ∑ {(𝑋𝑖 − 𝑋̅)} 4 𝑛 𝑖=1 𝐶𝑘 = 𝑆𝑑4 1

𝐶𝑘 =

12

𝑥38245224 34.114

𝐶𝑘 =2.825 4.

Koefisien variasi (Cv) Perhitungan koefisien variasi menggunakan persamaan sebagai berikut: 𝑆𝑑 𝐶𝑣 = 𝑋̅ 𝐶𝑣 =

34.11 127

𝐶𝑣 = 0.269 Analisis Jenis Sebaran 1. Metode Gumbel Menghitung curah hujan dengan Persamaan 5 dan Persamaan 6. 𝑆 (𝑌 − 𝑌𝑛) 𝑋𝑇 = 𝑋̅ + 𝑆𝑛 𝑇 Dimana 𝑋̅ = 127 Sd = 34.11 Yn = 0.5035 Sn = 0.9833 Nilai Yt tergantung dari periode ulang yang digunakan. Nilai Yt dapat dilihat pada Tabel 1. Secara detail perhitungan distribusi sebaran Metode Gumbel Tipe I dengan periode ulang T tahun dapat dilihat Lampiran 3. 2.

Metode Log Pearson Tipe III Perhitungan curah hujan dengan metode Log Pearson III dihitung dengan persamaan berikut: Y = 𝑌̅ + 𝑘. 𝑆

31 Y = 𝑌̅ + 𝑘. 𝑆 sehingga persamaan menjadi log 𝑋 = ̅̅̅̅̅̅̅̅̅ log(𝑋) + ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝑘. (𝑆𝑑 log(𝑋)) dimana nilai Y adalah nilai logaritmik dari x. 𝑌̅ = rata-rata ∑ log(𝑋) hitung nilai Y atau ̅̅̅̅̅̅̅̅̅ log(𝑋) = = 2.073. Sd merupakan deviasi standar, 𝑛 dengan menggunakan Persamaan 6 diperoleh nilai Sd adalah 0.108139 dan nilai kemencengan (Cs) sebesar 0.06556. Distribusi frekuensi dari metode Log Pearson Tipe III disajikan pada Lampiran 4 sedangkan distribusi sebaran metode Loeg Pearson Tipe III disajikan pada Lampiran 5. 3.

Metode Log Normal Menghitung curah hujan menggunakan persamaan berikut: 𝑋𝑇 = 𝑋̅ + 𝐾𝑡 ∗ 𝑆 Sehingga diperoleh hasil perhitungan untuk metode Log Normal dengan perode ulang T tahun yang disajikan Lampiran 6. Dari analisis jenis sebaran ketiga metode tersebut, Tabel 13 menunjukkan hasil perhitungan curah hujan rencana semua metode. Tabel 13 Rekapitulasi curah hujan rencana No

Periode

metode gumbel I

metode log person III

metode log normal

1

2

122.130897

122.8097737

119.3791323

2

5

161.4477681

142.2163014

148.7137364

3

10

187.4751622

169.74058

169.8619393

4

25

220.3016622

245.6673351

198.5143433

5

50

244.771506

207.1685564

220.6858464

6

100

268.9915866

222.4485093

244.5628497

7

200

293.1318819

237.5117266

268.098753

8

1000

349.4326423

272.2021178

−

Dari ketiga metode diatas dipilih jenis distribusi yang paling sesuai. Pemilihan jenis distribusi dilakukan dengan memilih parameter yang menjadi syarat penggunaan suatu metode distribusi seperti yang ditunjukkan pada Tabel 14 berikut: Tabel 14 Syarat penggunaan jenis sebaran No

jenis distribusi

syarat

hasil perhitungan

keterangan

1

metode gumbel

ck ≤ 5.4002

Ck=2.825205801

memenuhi

cs ≤ 1.139

Cs=1.133696033

memenuhi

ck = 0

Ck=2.825205801

tidak memenuhi

Cs=0.268829671

tidak memenuhi

2

metode log normal

cs = 3Cv + Cv³ 0.82591717

3

metode log person III

ck =1.5cs(ln x)2+3

Ck=2.825205801

tidak memenuhi

19.63250823 cs ≠ 0

Cs=0.065687579

memenuhi

32 Dari keempat metode yang digunakan di atas yang paling mendekati adalah sebaran Metode Gumbel Tipe I dengan nilai Cs = 1.1336 mendekati persyaratan Cs ≤ 1,139 dan nilai Ck = 2.825 yang mendekati persyaratan Ck ≤ 5,4002. Dari jenis sebaran yang telah memenuhi syarat tersebut perlu diuji kecocokan sebarannya dengan beberapa metode. Hasil uji kecocokan sebaran tersebut untuk menunjukan distribusinya dapat diterima atau tidak. Pengujian Keselarasan Sebaran 1. Uji Sebaran Dengan Chi Kuadrat Untuk menguji keselarasan sebaran Metode Gumbel Tipe I, digunakan uji sebaran Chi Kuadrat (Chi Square Test). Uji sebaran chi kuadrat dapat menggunakan persamaan sebagai berikut: 𝐾 = 1 + 3.22 log 𝑛 K = Jumlah kelas = 1 + 3.22 log 12 n = Jumlah data (12) = 4.585 ≈ 5 𝐷𝐾 = 𝐾 − (1 + 1) 𝐷𝐾 = 5 − (1 + 1) 𝐷𝐾 = 3 𝑛 12 𝐸𝑖 = = = 2.4 𝐾 5 (𝑋𝑚𝑎𝑘𝑠 − 𝑋𝑚𝑖𝑛) ∆𝑋 = (𝐾 − 1) =

(196.3−92) (5−1)

DK = Derajat kebebasan

= 26

𝑋𝑎𝑤𝑎𝑙 = 𝑋 min − 0.5 ∆𝑋 = 92 − (0.5 × 26) = 86.8 Adapun syarat yang harus dipenuhi yaitu f2 hitungan kurang dari f2cr (Soewarno 1995). Lampiran 7 menunjukkan hasil perhitungan uji keselarasan sebaran dengan chi kuadrat. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh f2 sebesar 4.667 dengan menggunakan derajat signifikasi 5% dan f2cr berdasarkan Tabel 7 sebesar 7.815 maka dapat dinyatakan bahwa hipotesa yang diuji dapat diterima. Hal ini dikarenakan f2 hasil perhitungan masih lebih kecil dari pada syarat yang ditentukan yakni 7.815. 2.

Uji Sebaran Smirnov – Kolmogorov Uji keselarasan Smirnov – Kolmogorov sering disebut juga sebagai uji kecocokan non parametrik (non parametric test). Hasil perhitungan uji keselarasan sebaran dengan Smirnov – Kolmogorov untuk Metode Gumbel Tipe I dapat dilihat pada Lampiran 8. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh nilai D maks sebesar 0.168 untuk jumlah data curah hujan 12 tahun (m=12) dan derajat signifikasi 5%. Pada Tabel 8 menyatakan bahwa nilai Do kritis untuk jumlah data curah hujan 12 tahun (n=12) adalah 0.382. Berdasarkan hasil tersebut dapat dinyatakan bahwa nilai D maks lebih kecil dari Do kritis sehingga metode yang diuji dapat diterima.

33 Intensitas Curah Hujan Intensitas hujan atau intensitas curah hujan rencana dapat dikatakan sebagai ketinggian atau kederasan hujan per satuan waktu, biasanya dalam satuan (mm/jam). Jika volume hujan adalah tetap, maka intensitas hujan akan semakin tinggi seiring dengan durasi hujan yang semakin singkat, sebaliknya intensitas hujan akan semakin rendah seiring dengan durasi hujan yang semakin lama (Kamiana 2010). Perhitungan intensitas curah hujan ini menggunakan Metode Dr. Mononobe dengan mengacu pada Persamaan 12 yang merupakan sebuah variasi dari persamaanpersamaan curah hujan jangka pendek. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh nilai dari intensitas curah hujan periode ulang 25 tahun adalah 220.30 mm/hari. Dalam perencanaan ini digunakan intensitas curah hujan dengan lama hujan 2 jam sehingga nilai intensitasnya adalah 48.113 mm/jam. Lampiran 9 menyajikan intensitas curah hujan dengan perode ulang T tahun dan lama hujan t jam.

Debit Banjir Rencana Untuk menentukan penelusuran banjir terlebih dahulu harus diketahui debit banjir rencana dan metode yang digunakan. Hal ini digunakan sebagai debit inflow untuk menentukan jumlah debit yang akan dibuang pada saluran spillway. Berdasarkan data yang diperoleh diketahui bahwa debit banjir rencana yang digunakan adalah dengan menggunakan metode rasional dengan periode ulang 25 tahun dengan lama hujan 2 jam. Tabel 15 menunjukkan hasil perhitungan debit banjir rencana dengan berbagai periode ulang. Tabel 15 Perhitungan debit rencana Periode

I

C

A

mm/jam

Qt

(km)

(m3/det)

2

26.67279144

0.15

0.3861000

0.429441811

l/det 429.44

5

35.25940408

0.15

0.3861000

0.567689452

567.69

10

40.94365983

0.15

0.3861000

0.659208072

659.21

25

48.11280712

0.15

0.3861000

0.774633996

774.63

50

53.45690148

0.15

0.3861000

0.860675893

860.68

100

58.74644882

0.15

0.3861000

0.945839562

945.84

200

64.0185714

0.15

0.3861000

1.030722686

1,030.72

1000

76.31438251

0.15

0.3861000

1.228689795

1,228.69

Analisis Kebutuhan Air Analisis kebutuhan air ini digunakan untuk menghitung besarnya kebutuhan air irigasi pada bendungan rencana. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan Persamaan 14 yakni: 𝐼𝑟 = 𝐸𝑡 + 𝑃 − 𝑅𝑒 + 𝑆

34 Evapotranspirasi (Et) Evapotranspirasi (Et) diperoleh dari evapotranspirasi yang dibutuhkan tanaman (Etc). Untuk menghitung Etc digunakan data evapotranpirasi (Eto) dan koefisien tanaman (Kc) yang diambil dari Litbang PG. Cinta Manis yang ditunjukkan pada Tabel 16. Tabel 16 Daftar Eto dan Kc untuk awal taman bulan mei Bulan Tanam : Mei

Mei

Jun

Jul

Agst

Sept

Okt

Nov

Dec

Jan

Feb

Mar

Aprl

ETo

5.92

5.85

5.82

5.86

5.91

5.73

5.74

5.68

5.65

5.65

5.68

5.93

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

0.8

0.6

Kc 0.55 0.8 0.95 1 Sumber: Litbang PG. Cinta Manis

Evapotranspirasi tanaman (Etc) dihitung dengan mengalikan evapotranpirasi (Eto) dengan koefisien tanaman (Kc). Namun demikian, awal tanam pada bendungan rencana direncanakan pada bulan april sehingga nilai koefisien tanaman pada tiap bulan berbeda. Hal ini dikarenakan kebutuhan air untuk tanaman berbeda tergantung dari umur tanaman tersebut. Secara detail evapotranspirasi pada bulan tanam april dapat dilihat pada Lampiran 17. Perkolasi (P) Perkolasi adalah meresapnya air ke dalam tanah dengan arah vertikal ke bawah, dari lapisan tidak jenuh. Besarnya perkolasi dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah, kedalaman air tanah dan sistem perakarannya. Menurut Hadihardjaja (1997) koefisien perkolasi dibagi menjadi dua, yakni berdasarkan kemiringan dan berdasarkan tekstur. Berdasarkan kemiringan, untuk lahan datar koefisien perkolasi sebesar 1 mm/hari sedangkan pada lahan miring dengan kemiringan lebih dari 5% koefisien yang digunakan adalah 2-5 mm/hari. Berdasarkan tekstur, untuk tanah dengan tekstur berat (lempung) koefisien perkolasi adalah 1-2 mm/hari, tanah dengan tekstur sedang (lempung kepasiran) adalah 2-3 mm/hari dan untuk tanah dengan tekstur ringan koefisien perkolasi adalah 3-6 mm/hari. Dari pedoman di atas dan berdasarkan pengamatan yang ada, areal lokasi penelitian berupa tanah lempung berpasir. Untuk itu koefisien yang digunakan dalam perhitungan adalah 2 mm/hari. Curah Hujan Efektif (Re) Curah hujan dihitung dari data curah hujan rata-rata setengah bulanan yang selanjutnya diurutkan dari data terkecil hingga terbesar. Metode yang digunakan untuk menghitung curah hujan efektif adalah sebagai berikut: 𝑅𝑒 = 𝑋̅ − 0.842. 𝑆𝑑 Sd merupakan standar deviasi yang besarnya dihitung dengan rumus berikut:

𝑆𝑑 = √

∑(𝑋𝑖 − 𝑋̅)2 𝑛−1

35 Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh curah hujan efektif untuk bulan Januari sampai dengan bulan Desember berturut-turut adalah 1.229 mm/hari, 1.195 mm/hari, 1.441 mm/hari, 1.596 mm/hari, 1.106 mm/hari, 0.906 mm/hari, 0.811 mm/hari, 0.075 mm/hari, 0.403 mm/hari, 0.966 mm/hari, 1.153 mm/hari, dan 1.597 mm/hari. Perhitungan curah hujan efektif secara detil disajikan pada Lampiran 10. Kebutuhan Air Untuk Pengolahan Lahan Kebutuhan air untuk pengolahan lahan digunakan untuk menggarap lahan yang ditanami dan untuk menciptakan kondisi lembab yang memadai untuk persemaian yang baru tumbuh. Menurut Hadihardjaya (1997) kebutuhan air untuk pengolahan tanah bagi tanaman tebu atau palawija sebesar 50 mm selama 15 hari. Berdasarkan hasil observasi dan wawancara diketahui bahwa awal tanam adalah bulan April dengan lama pengolahan lahan adalah 1 bulan dan luas lahan yang dialiri seluas 49 ha. Berdasarkan hasil perhitungan kebutuhan air untuk pengolahan lahan (Lampiran 11) diperoleh nilai kebutuhan air untuk bulan April sampai dengan bulan Desember berturut-turut adalah 0.04 m3/dtk, 0.03 m3/dtk, 0.04 m3/dtk, 0.04 m3/dtk, 0.05 m3/dtk, 0.04 m3/dtk, 0.04 m3/dtk, 0.04 m3/dtk, 0.04 m3/dtk dan untuk bulan Januari sampai dengan bulan Maret adalah 0.04 m3/dtk, 0.03 m3/dtk dan 0.02 m3/dtk. Perhitungan Debit Andalan Perhitungan debit andalan bertujuan untuk menentukan areal persawahan yang dapat diairi. Debit andalan juga dapat diartikan suatu debit yang dapat disediakan guna kepentingan tertentu sepanjang tahun dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan. Jadi diperbolehkan ditetapkan debit andalan sebesar 80% berarti akan dihadapi resiko adanya debit-debit yang kurang dari debit andalan sebesar 20%. Perhitungan ini menggunakan cara analisis water balance dari Dr. F. J. Mock. Metode ini digunakan untuk menghitung harga debit bulanan, evapotranspirasi, kelembaban air tanah dan tampungan tanah. Metode ini dihitung berdasarkan data curah hujan bulanan, jumlah hari hujan, evapotranspirasi dan karakteristik hidrologi darah pengaliran. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh besarnya debit andalan pada Januari sampai dengan bulan Desember sebesar 0.04 m3/detik. Perhitungan debit andalan dengan menggunakan metode F. J. Mock ini secara detil dapat dilihat pada Lampiran 12. Neraca Air Neraca air diperoleh dengan cara membandingkan antara ketersediaan air dan kebutuhan air. Ketersediaan air diperoleh dari hasil perhitungan debit andalan dengan menggunakan metode F. J. Mock sedangkan kebutuhan air diperoleh dari hasil perhitungan kebutuhan air untuk irigasi. Hal ini dikarenakan dalam perencanaan bendungan, air hanya digunakan untuk keperluan irigasi, tidak memperhitungkan kebutuhan air untuk keperluan domestik. Ketersediaan dan kebutuhan air dalam perencanaan bendungan pada perkebunan Cinta Manis ini dapat dilihat pada Tabel 17 dibawah ini:

36 Tabel 17 Perhitungan neraca air Volume Bulan

Kebutuhan Air Irigasi (outflow)

Volume Komulatif Debit Andalan (inflow)

Komulatif Outflow

Komulatif Inflow

Selisih Komulatif (outflowinflow)

(m3/dtk)

m3

(m3/dtk)

m3

(m3)

(m3)

(m3)

April

0.04

102,850

0.04

113,546

102,850

113,546

10696

Mei

0.03

82,760

0.04

96,714

185,609

210,260

24651

Juni

0.04

97,844

0.04

95,127

283,453

305,387

21934

Juli

0.04

103,008

0.04

95,233

386,461

400,620

14159

Agt

0.05

118,684

0.04

93,395

505,145

494,015

-11130

Sep

0.04

114,678

0.04

98,426

619,823

592,441

-27381

Okt

0.04

103,658

0.04

97,737

723,480

690,178

-33302

Nov

0.04

101,028

0.04

99,667

824,509

789,844

-34664

Des

0.04

93,539

0.04

100,798

918,047

890,643

-27405

Jan

0.04

98,530

0.04

106,251

1,016,577

996,894

-19683

Feb

0.03

78,331

0.04

101,294

1,094,909

1,098,188

3279

Mar

0.02

58,349

0.04

100,448

1,153,258

1,198,636

45378

Kekurangan air terbesar

-34664

Volume Tampungan Bendungan Volume tampungan bendungan digunakan untuk menentukan elevasi muka air normal yang nantinya akan digunakan sebagai elevasi acuan dalam menentukan debit yang keluar pada spillway. Volume total tampungan pada bendungan dihitung dari jumlah antara volume untuk melayani kebutuhan (Vu), volume kehilangan air pada bendungan akibat penguapan (Ve), volume resapan melalui dasar, dinding dan tubuh bendung (Vi) dan volume atau ruang yang disediakan untuk sedimen (Vs). Volume Untuk Melayani Kebutuhan (Vu) Volume air untuk melayani kebutuhan diperoleh dari selisih kebutuhan air untuk irigasi tebu selama satu tahun dengan debit andalan yang ada. Berdasarkan Tabel 17 diatas diketahui bahwa kekurangan air terbesar adalah 34664 m3. Nilai ini merupakan volume untuk melayani kebutuhan. Namun demikian karena pengambilan air dari bendungan direncanakan menggunakan pompa dan pipa pengambilan dari pompa terdapat selisih tinggi dari dasar bendungan sehingga hanya 60% air yang dapat digunakan. Oleh karena itu nilai 34664 m3 merupakan 60% air yang dapat digunakan sehingga volume total untuk melayani kebutuhan bendungan adalah 57773 m3. Volume Kehilangan Air Pada Bendungan Akibat Penguapan (Ve) Volume kehilangan air pada bendungan akibat penguapan dihitung pada ketinggian muka air normal (2.4 m) dengan luas genangan 41396.45 m2. Berdasarkan hasil perhitungan pada Lampiran 13 diperoleh volume kehilangan air akibat penguapan (Ve) sebesar 17545.18 m3 dalam 1 tahun.

37 Volume Resapan Bendungan (Vi) Volume kehilangan air akibat resapan melalui dasar, dinding dan tubuh bendungan tergantung dari sifat lulus air material dasar bendungan dan dinding kolam. Sedangkan ini tergantung pada jenis butiran tanah atau struktur batu pembentuk dasar bendungan dan dinding kolam. Rifai (2008) menyatakan bahwa volume resapan dapat dihitung dengan mengalikan volume untuk melayani kebutuhan (Vu) dengan faktor yang nilainya tergantung dari sifat lulus air material dasar bendungan dan dinding kolam (K). Nilai K=10% bila dasar bendungan dan dinding kolam praktis rapat air sedangkan nilai K=25% bila dasar bendungan dan dinding kolam bersifat semi lulus air. Bendungan direncanakan terbuat dari tanah homogen sehingga nilai K diambil 25%. Hasil perkalian antara Vu dan K untuk volume resapan embung (Vi) adalah 14443.42 m3. Volume Untuk Ruang Sedimen (Vs) Ruang untuk sedimen atau tampungan mati (dead storage) pada bendungan kecil disediakan, walaupun daerah tadah hujan disarankan agar ditanami rumput untuk mengendalikan erosi. Menurut Kasiro (1994) nilai batas pemanfaatan ruang untuk sedimen ini adalah: Vs = 0.05 Vu Dimana: Vs = ruang untuk sedimen (m3) Vu = kebutuhan untuk melayani kebutuhan (m3) Berdasarkan data bahwa nilai Vu adalah 57773 m3 sehingga volume atau ruang yang disediakan untuk sedimen adalah 2888.68 m3 sehingga volume total bendungan adalah 92650.96 m3 yang merupakan hasil penjumlahan dari Vu,Ve,Vi dan Vs.

Hubungan Antara Luas, Volume dan Elevasi Luas permukaan waduk yang dibatasi garis kontur dan volume yang dibatasi oleh 2 garis kontur dicari dengan menggunakana Persamaan 32. Perhitungan elevasi, volume dan luas bendungan rencana dapat dilihat pada Lampiran 14. Dari perhitungan tersebut, kemudian dibuat grafik hubungan antara elevasi, luas genangan dan volume genangan yang dapat dilihat pada Gambar 14. 100000

50000

0

3.5 3

Elevasi

2.5 2 1.5 1

Grafik elevasi dan luas Grafik elevasi dan volume

0.5 0 0

10000

20000

30000

40000

50000

Gambar 14 Grafik hubungan antara elevasi, luas dan volume genangan

38 Penelusuran Banjir Untuk menentukan elevasi puncak bendungan dari bahan timbunan tanah dan mereduksi banjir sesaat yang terjadi, sehingga dapat memperkecil debit banjir yang melewati bendungan maka sebelah hilir perlu diadakan Flood Routing. Salah satu manfaat dari pembangunan bendung adalah untuk pengendalian banjir. Oleh karena itu perlu dilakukan penelusuran banjir untuk menentukan debit outflow untuk mendesain spillway dan tampungan banjir dalam waduk. Data-data yang diperlukan pada penelusuran banjir yaitu total volume tampungan, hubungan volume tampungan dengan elevasi waduk (Gambar 14 ) dan hubungan debit keluar dengan elvasi muka air di waduk. Berdasarkan analisis volume total tampungan bendungan, volume yang direncanakan adalah sebesar 92650.96 m3. Untuk mencari hubungan debit keluar dan elevasi muka air waduk digunakan pelimpah (spillway) ambang lebar dengan elevasi dan volume yang dihitung dengan menggunakan Persamaan 31. Dalam perhitungan debit spillway, diasumsikan lebar spillway adalah 2 m dengan menggunakan koefisien limpasan (Cd) sebesar 2. Perhitungan debit spillway dengan variasi tinggi muka air banjir yang melimpah diatas spillway disajikan dalam Tabel 18. Tabel 18 Perhitungan debit spillway dengan berbagai nilai H No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

H (m) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2

Cd 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

B (m) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

g (m/dtk2) 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81

Q (m3/dtk) 0 0.011811858 0.033408981 0.061376217 0.094494868 0.132060592 0.173598157 0.21875868 0.267271847 0.318920178 0.373523761 0.430930528 0.491009735 0.553647397 0.618742984 0.686206966 0.755958941 0.82792618 0.902042482 0.978247249 1.056484737

Asumsi Elevasi (m) 2.4 2.41 2.42 2.43 2.44 2.45 2.46 2.47 2.48 2.49 2.5 2.51 2.52 2.53 2.54 2.55 2.56 2.57 2.58 2.59 2.6

39 Debit inflow adalah debit yang ke waduk dari DAS di hulu waduk yang besarnya tergantung komponen DAS baik tata guna lahan, geologi permukaan dan kemiringan lereng. Analisa debit inflow menggunakan debit banji rencana periode ulang 25 tahun. Berdasarkan Tabel 15 nilai dari debit banjir rencana adalah 0.774 m3/dtk. Untuk debit outflow menggunakan debit spillway dengan berbagai nilai H. Perhitungan flood routing dapat dilihat pada Tabel 19. Tabel 19 Penelusuran banjir pada bendungan rencana No

Jam

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

t

Q inflow

Q rerata

Q rerata*t

(dtk) 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600

(m3/dtk) 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633 0.774633

(m3/dtk) 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0.282313 0

(m) 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 1016.328154 0

Asumsi Elevasi (m) 2.4 2.41 2.42 2.43 2.44 2.45 2.46 2.47 2.48 2.49 2.5 2.51 2.52 2.53 2.54 2.55 2.56 2.57 2.58 2.59

Qoutflow (m3/dtk) 0 0.011812 0.033409 0.061376 0.094495 0.132061 0.173598 0.218759 0.267272 0.31892 0.373524 0.430931 0.49101 0.553647 0.618743 0.686207 0.755959 0.827926 0.902042 0.978247

Dimensi Bendungan Kemiringan Lereng Urugan Kemiringan lereng ditentukan sedemikian rupa agar stabil terhadap longsoran. Karena tubuh bendungan direncanakan menggunakan urugan homogen maka berdasarkan Soedibyo (1993) diperoleh kemiringan lereng (vertikal : horisontal) sebelah hulu 1 : 3 dan sebelah hilir 1: 2,25 ( Tabel 11 ). Tinggi Puncak Bendungan Tinggi puncak bendungan merupakan hasil penjumlahan antara tinggi bendungan dengan tinggi jagaan. Berdasarkan data yang diperoleh untuk volume total tampungan sebesar 92650.96 m3 maka diperoleh elevasi muka air normal adalah 2.4 m. Elevasi ini diperoleh berdasarkan hubungan antara elevasi, luas dan volume genangan. Untuk muka air banjir diperoleh berdasarkan hasil perhitungan

40 flood routing dengan elevasi muka air banjir adalah 2.56 m. Untuk jelasnya mengenai MAB dan elevasi puncak bendung dapat dilihat pada Gambar 15.

Gambar 15 Tinggi bendungan Tinggi jagaan adalah jarak bebas antara mercu bendungan dengan permukaan air maksimum rencana. Tinggi jagaan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 15 dan Persamaan 16. Berdasarkan lokasi rencana bendungan yang termasuk kawasan rawa dan bukan kawasan daerah aliran sungai, maka tinggi jagaan dalam perencanaan bendungan tidak dipengaruhi oleh tinggi ombak karena banjir abnormal. Tinggi jagaan hanya dipengaruhi oleh faktor gempa, angin dan angka tambahan tinggi jagaan yang didasarkan pada tipe bendungan. 1. Tinggi jagaan yang disebabkan oleh gempa (he) Untuk menentukan tinggi jagaan yang disebabkan oleh gempa digunakan data-data sebagai berikut: Tabel 20 Koefisien gempa (DHV Consultant, 1991) Zone Koefisien (Z) Keterangan A 1.90-2.00 B 1.60-1.90 Palembang C 1.20-1.60 D 0.80-1.20 E 0.40-0.80 F 0.20-0.40 Untuk pembagian zone pada masing-masing kota yang ada di Indoensia dapat dilihat pada pembagian zona gempa berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) gempa pada Gambar 16.

Gambar 16 Pembagian zone gempa di Indonesia (SNI Gempa, 2002)

41 Tabel 21 Koefisien gempa (DHV Consultant, 1991) Periode Ulang (tahun) 10 20 50 100 200 500 1000

Percepatan dasar gempa (Ac) (cm/dtk2) 98.42 119.62 151.72 181.21 215.81 271.35 322.35

Tabel 22 Faktor koreksi (DHV Consultant, 1991) Tipe Batuan Rock Foundation Diluvium (Rock Fill Dam) Aluvium Soft Aluvium

Faktor (V) 0.9 1.0 1.1 1.2

Dari data pada tabel diatas, maka dapat ditentukan harga yang akan digunakan yaitu: 1) Koefisien gempa (z) = 1.90 2) Percepatan dasar gempa (Ac) = 98.42 cm/dtk2 3) Faktor koreksi (V) = 1.1 4) Percepatan gravitasi (g) = 981 cm/dtk2 Perhitungan intensitas seismik horisontal dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: 𝑉 𝑒 = 𝑧. 𝐴𝑐. 𝑔 1.1 𝑒 = 1.90𝑥98.42𝑥 981 𝑒 = 0.2097 Besarnya tinggi ombak yang diakibatkan oleh gempa (he) dihiutng menggunakan persamaan sebagai berikut: ℎ𝑒 =

𝑒. 𝜏 √𝑔. ℎ0 𝜋

Dimana: e = intensitas seismis horizontal 𝜏 = siklus seismis (1 detik) ℎ0 = kedalaman air di dalam waduk (m) = elevasi MAB-elevasi dasar kolam = 2.54-0 = 2.54 m 0.2097𝑥1 ℎ𝑒 = 3.14 √9.81𝑥2.56 = 0.335 m

42 Jadi tinggi puncak ombak diatas permukaan air rata-rata yang disebabkan ℎ oleh gempa adalah 2𝑒 = 0.167 m. 2. Tinggi jangkauan ombak yang disebabkan oleh angin (hw) Tinggi jangkauan ombak yang disebabkan oleh angin sangat dipengaruhi oleh panjangnya lintasan ombak (F) dan kecepatan angin di atas permukaan air bendungan. Panjang lintasan ombak yang dipakai adalah Feff sebesar 386 m. Sedangkan kecepatan angin (maksimal) di atas permukaan air bendungan diambil dari data di stasiun BMKG Palembang yaitu 32 m/dtk (Lampiran 24). Perhitungan tinggi ombak (hw) ini menggunakan grafik Metode SMB yang dikombinasikan dengan Metode Saville. Dengan kemiringan hulu 1:3 tinggi jangkauan ombak (hw) yang didapat adalah 0,25 m.

Gambar 17 Grafik hubungan Metode SMB 3.

Angka tambahan tinggi jagaan yang didasarkan pada tipe bendungan (hi). Mengingat limpasan melalui mercu bendungan tipe urugan sangat riskan maka untuk bendungan tipe ini angka tambahan tinggi jagaan (hi) ditentukan sebesar ( hi = 0.5 m).

Maka tinggi jagaan dapat ditentukan dengan menjumlahkan tinggi puncak ombak karena gempa (he) dan tinggi jangkauan ombak yang disebabkan oleh angin (hw) serta angka tambahan yang didasarkan pada tipe bendungan (ha) dan diperoleh nilai sebesar 0.9167 m. Tinggi puncak bendungan = tinggi bendungan + tinggi jagaan = 2.56 m + 0.9167 m = 3.457 m ≈ 3.5 m.

Gambar 18 Tinggi jagaan bendungan rencana

43 Lebar Mercu Bendung Lebar mercu bendung minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut: B = 3.6 x H1/3-3.0 Dimana: H = tinggi bendungan = 3.5 m Maka : B = 3.6 x (3.5)1/3 – 3 = 2.44 m Karena fungsi bendungan direncanakan selain untuk suplai air irigasi tetapi juga untuk dijadikan sebagai jalan maka lebar mercu bendung diambil 6 m. Selain itu dengan lebar yang lebih besar akan memberikan rasa aman terhadap kestabilan terhadap longsornya kedap air. Untuk lebih jelasnya mengenai lebar mercu bendung dapat dilihat pada Gambar 19.

Gambar 19 Lebar mercu bendung rencana Perhitungan Stabilitas Bendungan Stabilitas Lereng Bendungan Terhadap Aliran Filtrasi Stabilitas lereng bendungan terhadap rembesan ditinjau dengan cara sebagai berikut: 1. Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi tanpa menggunakan chimney Diketahui: h = 2.56 m I1 = 7.08 m I2 = 16.25 m α = 24° d = 0.333 x I1 + I2 = 0.333 x 7.02 + 16.31 = 18.374 m Dari Persamaan 33 maka: 𝑌0 = √ℎ2 + 𝑑 2 − 𝑑 = √(2.54)2 + (18.416)2 − (18.416) = 0.1775 𝑚 Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan Persamaan 34 maka:

44 𝑦 = √2𝑦0 . 𝑥 + 𝑦0 2 = √2. 0.1775𝑥 + 0.17752 Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut: x y

= =

8 1.695

-0.0887 0

10 1.892

0 0.178

12 2.071

1 0.622

2 0.861

14 2.236

Untuk α kurang dari 30°, harga a =

16 2.390 𝑑

cos α

√(

𝑑

4 1.205

6 1.470

18 2.560 2

ℎ

2

) − (sin α) maka dapat cos α

ditentukan nilai: 𝑦0 0.1775 𝑎 + ∆𝑎 = = = 2.0529 1 − cos 𝑎 0.086 a

𝑑

𝑑

2

ℎ

= cos α √(cos α) − (sin α) =

18.374

2

2

2

√(18.374) − ( 2.56 ) cos 24 cos 24 sin 24

= 1.0102 Sehingga didapat nilai: a = 1.0102 (jarak A – C) ∆𝑎 = 2.0529 – 1.0102 = 1.0427 (jarak C0 – C) Dari hasil perhitungan didapat garis depresi aliran yang keluar melalui lereng hilir tubuh bendung sehingga tidak aman terhadap bangunan untuk itu perlu digunakan drainase kaki maupun drainase alas. Untuk lebih jelasnya garis depresi pada bendungan homogen dapat dilihat pada Gambar 20.

Gambar 20 Formasi garis depresi tanpa menggunakan chimney

45 2. Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan drainase kaki Diketahui: h I1 I2 α d

= 2.56 m = 7.08 m = 16.31-1=15.25 m = 135° = 0.333 x I1 + I2 = 0.333 x 7.08 + 15.25 = 17.374 m

Dari Persamaan 33 maka: 𝑌0 = √ℎ2 + 𝑑 2 − 𝑑 = √(2.56)2 + (17.374)2 − (17.374) = 0.188 𝑚 Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan Persamaan 34 maka: 𝑦 = √2𝑦0 . 𝑥 + 𝑦0 2 = √2. 0.188𝑥 + 0.1882 Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut: = =

x (m) y (m) 8 1.743

-0.0938 0 10 1.946

0 0.188 12 2.130

1 0.640 14 2.300

2 0.886 16 2.457

4 1.239

6 1.512

17 2.560 𝑎

Untuk α = 135°, berdasarkan grafik pada Gambar 7 didapat nilai C = 𝑎+Δa = 0.15 maka dapat ditentukan nilai: 𝑎 + ∆𝑎 = 0.15 = a

𝑦0 0.184 = = 0.109 1 + cos 𝑎 1 + cos 135

Δa → Δa = 0.15x0.109 = 0.04 0.109

= 0.109 – 0.04 = 0.069 m

46

Gambar 21 Formasi garis depresi menggunakan drainase kaki 3. Jaringan Trayektori aliran filttrasi (seepage flow-net) Jaringan trakyektori dihitung dengan terlebih dahulu membuat flow-net pada bendungan. Kemudian dihitung dengan menggunakan rumus jaringan trayektori aliran sebagai berikut: 𝑄𝑓 =

𝑁𝑓 𝑥𝑘𝑥𝐻𝑥𝐿 𝑁𝑑

Dari data yang didapat: Nf = 3 Nd = 37 k = 1.10-6 m/s H = 2.56 m L = 110 m

Maka debit aliran filtrasi adalah sebagai berikut: 𝑄=

3 . 1𝑥10−6 𝑥2.56𝑥110 37 𝑚3

= 22.83𝑥10−6 𝑑𝑡𝑘 = 0.02283𝑥60𝑥60𝑥24 𝑚3 /ℎ𝑎𝑟𝑖 = 1.97

𝑚3 ℎ𝑎𝑟𝑖

Gambar 22 Jaringan trayektori

47 4. Tinjauan terhadap gejala sufosi dan sembulan Kecepatan aliran keluar ke atas permukaan lereng hilir yang komponen vertikalnya dapat mengakibatkan terjadinya perpindahan butiran-butiran bahan embung, kecepatannya dibatasi dengan dihitung menggunakan Persamaan 23 sehingga:

𝐶=√

𝑐=√

𝑊1 𝑥𝑔 𝐹𝑥𝑦

2.68𝑥9.81 0.35𝑥1 𝑚

= 8.67 𝑑𝑡𝑘 Syarat amannya suatu tubuh bendung terhadap bahaya rembesan yakni nilai kecepatan kritis (C) lebih besar dari kecepatan rembesan yang terjadi. Untuk menghitung kecepatan rembesan digunakan Persamaan 24 berikut: 𝐻 𝑉 = 𝑘. 𝐿 𝑉 = 1𝑥10−6 𝑥

3.5 0.83 𝑚

= 4.22𝑥10−6 𝑑𝑡𝑘 Dari hasil perhitungan diketahui bahwa nilai aliran kritis (c) sebesar 8.67 m/dtk dan kecepatan rembesan (V) sebesar 4.22x10-6 m/dtk. Berdasarkan nilai tersebut dan syarat aman akan bahaya rembesan bahwa nilai C lebih besar dari nilai V maka tubuh bendung ini aman terhadap bahaya rembesan. Stabilitas Lereng Bendungan Terhadap Longsor Stabilitas lereng bendungan ditinjau dalam dua keadaan, yakni pada saat bendungan baru selesai dibangun (belum dialiri) dan pada saat muka air bendungan mencapai elevasi penuh. Perhitungan ini menggunakan metode irisan bidang luncur bundar. Metode ini dianggap lebih cocok dikarenakan dalam analisa terdapat aliran air yang ditinjau (Susilo 2009). Dalam perhitungan stabilitas longsor ini diasumsikan material tanah yang digunakan merupakan tanah homogen. Jenis tanah yang digunakan untuk penimbunan berupa tanah lempung liat berpasir. Data tanah diperoleh dari data sekunder dari hasil uji laboratorium yang dilakukan oleh PT. Selimut Bumi Adhi Cipta (Lampiran 15) dan data sekunder dari hasil perhitungan. Perhitungan untuk menentukan nilai dari berat butir tanah jenuh (𝛾sat) dengan menggunakan Persamaan 38 dan Persamaan 39. Data teknis material urugan dapat dilihat pada Tabel 23.

48 Tabel 23 Kondisi perencanaan teknis material urugan Zone Tubuh Embung Zone kedap air

Kekuatan Geser

𝛾 Timbunan dalam beberapa kondisi

C (ton/m2)

𝜙

𝛾basah

𝛾jenuh

Intensitas beban seismis horizontal (e)

1.95

18.25

1.7

1.774

0.1

Pada saat bendungan baru dibangun dan belum dialiri air, tanah timbunan masih mengandung air. Dalam hal ini stabilitas lereng yang ditinjau adalah lereng sebelah hulu dan hilir. Gambar hasil bidang longsor lereng hulu dan hilir pada saat embung dalam keadaan kosong disajikan pada Lampiran 16 dan Lampiran 18. Untuk lebih jelasnya hasil perhitungan kestabilan bendungan baru dibangun dapat dilihat pada Lampiran 17 dan Lampiran 19. Pada saat air embung mencapai elevasi penuh atau pada saat elevasi muka air banjir juga dilakukan analisis lereng sebelah hulu dan hilir. Gambar hasil bidang longsor lereng hulu dan hilir pada saat embung terisi air dapat dilihat pada Lampiran 20 dan Lampiran 22. Untuk hasil perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 21 dan Lampiran 23. Perhitungan analisis lereng ini diasumsikan bahwa tekanan air pori sama dengan 0. Hal ini dikarenakan nilai dari koefisien filtrasi adalah 1.10-6 m/s atau lebih kecil dari 1.10-5 m/s. Berdasarkan Pedoman Kriteria Desain Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia (1994) untuk koefisien filtrasi kurang dari 1.10-5 merupakan klasifikasi tanah kedap air sehingga urugan tanah tidak mengalami tekanan hidrostatis. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh angka aman (Fs) untuk lereng hulu pada saat bendungan baru dibangun saat kondisi normal adalah 3.766 dan pada saat kondisi gempa adalah 2.65. Untuk angka aman (Fs) lereng hulu pada saat muka air banjir saat kondisi normal adalah 3.689 dan pada saat kondisi gempa adalah 2.605. Syarat suatu embung aman pada kondisi normal Fs ≥ 1.5 dan pada saat gempa Fs ≥ 2.65 sehingga lereng bendungan aman terhadap bahaya longsor. Hal ini juga berlaku untuk lereng hilir bendungan baik pada saat baru dibangun dan pada saat muka air banjir. Hal ini dikarenakan angka aman (Fs) pada saat kondisi normal dan kondisi gempa pada saat baru dibangun yakni 3.188 dan 2.338 dan pada elevasi muka air banjir adalah 3.721 dan 2.668 dimana angka aman ini masih lebih besar dari syarat yang ditetapkan.

49

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Bendungan yang akan dibangun di Rayon II Unit Usaha Cinta Manis, PT. Perkebunan Nusantara VII memiliki luas 110 m x 386 m. Elevasi pada embung merupakan elevasi buatan dengan perencanaan kedalaman 3 m dan kemiringan dinding embung 45°. Berdasarkan hasil analisis hidrologi diketahui bahwa total volume tampungan sebesar 92318.21 m3. Setelah dilakukan perhitungan diperoleh dimensi rencana tubuh bendung untuk tinggi bendung adalah 3.5 m dengan lebar mercu bendung adalah 6 m dan lebar bawah tubuh bendung adah 23.34 m. Hasil analisis stabilitas bendungan terhadap aliran filtrasi menunjukkan bahwa terdapat garis depresi aliran yang keluar melalui lereng hilir bendungan sehingga tidak aman. Namun demikian setelah dilakukan perhitungan ulang dengan menggunakan drainase kaki diketahui bahwa garis depresi aliran tidak menembus dinding lereng tubuh bendungan sehingga bendungan aman terhadap bahawa rembesan (piping) atau sembulan. Berdasarkan hasil analisis lereng diketahui bahwa bendungan ini aman dari bahaya longsor, baik pada saat baru dibangun atau pada saat air mencapai elevasi banjir. Hal ini dikarenakan hasil perhitungan menunjukkan bahwa angka aman (Fs) untuk longsor masih lebih besar dari syarat yang ditetapkan, baik itu dalam keadaan normal ataupun dalam keadaan gempa.

Saran Dalam penelitian ini hanya digunakan curah hujan yang berasal dari 1 stasiun. Hal ini lebih baik digunakan setidaknya 3 curah hujan dari stasiun yang berbeda agar hasil perhitungan curah hujan rencana lebih valid. Dalam perhitungan tinggi jagaan, penelitian ini tidak memperhitungkan tinggi ombak karena banjir abnormal. Hal ini dikarenakan lokasi embung yang bukan areal daerah aliran sungai sehingga hal tersebut dapat diabaikan. Namun demikian faktor-faktor tersebut juga dihitung agar data yang diperoleh lebih valid. Tubuh bendungan yang tidak menggunakan chimney memperlihatkan garis depresi melewati tubuh bendungan. Hal ini berarti air yang masuk melewati tubuh bendung akan menembus tubuh bendung sehingga tidak aman dan rentan dari bahaya longsor. Untuk itu lebih baik digunakan drainase kaki atau drainase alas untuk meminimalkan resiko longsornya tubuh bendungan. Elevasi pada drainase kaki diusahakan lebih tinggi dari pada genangan yang ada pada hilir bendungan.

50

DAFTAR PUSTAKA Amril, Ma’ruf. 2011. Maksimalisasi Desain Embung sebagai Simber Air Irigasi untuk Memenuhi Kebutuhan Air Tanaman Tebu. Jurnal RekayasaVol 15. Craig, R. F. 1994. Mekanika Tanah. Jakarta (ID): Erlangga [Departemen PU] Departemen Pekerjaan Umum. 1994. Pedoman Kriteria Desain Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia. Jakarta (ID): Puslitbang Pengairan, Balitbang PU [Ditjen Pengairan DPU]. 1985. Pedoman Kebutuhan Air Untuk Tanaman Padi dan Tanaman Lainnya. Jakarta (ID): Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum Donny. Iriawan. 2011. Perencaaan Embung Robatal Kecamatan Robatal Kabupaten Sampang [skripsi]. Jawa Timur (ID): Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Hardiyatmo, H. C. 1992. Mekanika Tanah 1. Jakarta (ID): Gramedia Pusaka Utama Indriyono, Sukarwi. 2007. Perencanaan Embung Logung Dusun Slalang, Kelurahan Tanjungrejo, Kecamatan Jekulo, Kabupaten Kudus, Jawa Tengah. [skripsi]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro. Kamiana, I Made. 2010. Teknik Perhitungan Debit Banjir Rencana Bangunan Air. Yogyakarta (ID): Graha Ilmu Kodoatie, Robert dan Sugiyanto. 2000. Banjir. Yogyakarta (ID): Penerbit Andi Offset Loebis Joesron. 1984. Banjir Rencana Untuk Bangunan Air. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta (ID): Badan Penerbit Pekerjaan Umum Nisa, Annete. 2008. Perencanaan Detail Embung Undip Sebagai Pengendali Banjir Pada Banjir Kanal Timur. [skripsi]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro Rifai, Muji dan Dian Kurniawan. 2008. Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Pusporengggo Kabupaten Boyolali, Jawa Tengah [skripsi]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro. RSNI T-01-2002 mengenai Tata Cara Desain Tubuh Bendungan Tipe Urugan Susilo, Budi. 2009. Perencanaan Embung Panggul Kabupaten Trenggalek [skripsi]. Surabaya (ID): Institut Teknologi Sepuluh November. Soedibyo. Ir. 1993. Teknik Bendungan. Jakarta (ID): Penerbit Pradnya Paramita Soemarto. C.D.. 1999. Hidrologi Teknik. Jakarta (ID): Erlangga Soewarno. 1995. Hidrologi Aplikasi Metode Statistik Untuk Analisa Data. Bandung (ID): Nova Sosrodarsono, Suyono dan Kensaku Takeda. 1984. Bendungan Tipe Urugan. Jakarta (ID): Pradnya Paramita Terzaghi. K dan Peck R. B. 1948. Soil Mechanic in Engineering Practice. New York (USA): Willey

51 Lampiran 1 Data curah hujan harian maksimum stasiun cinta manis Bulan dalam setahun

Jum

RH Maks

Tahun Jan

Feb

Mar

April

Mei

Jun

Jul

Agt

Sep

Okt

Nov

Des

2002

126

30

63

133

72

74

75

0

27

22

60

72

753

133

2003

35

42

133

68

19

15

12

24

56

60

70

65

600

133

2004

55

55

43.5

88.5

102.5

55

130

0

48

34

40

47

698.5

130

2005

76.5

33.5

65.3

80

141.5

80.2

54.2

42.8

123.2

54.9

133.2

43

928.5

141.5

2006

118

51.2

66.5

185

33.9

63.5

57

10

3.1

36

39.2

71

734.4

185

2007

75

55

45

103

22.5

12

25.7

13.1

95.5

81.2

35.3

39.4

602.7

103

2008

46.5

110.8

73.8

43.1

32

18.6

25.2

80

0

55.5

196.3

45.4

727.2

196.3

2009

55.2

52

92

90

55

76.5

60

8

16

25

45

70

644.7

92

2010

27.5

40

95

28

68

103

32

54

33

30

89.6

57.3

657.4

103

2011

90

60

56

76

76

38.5

43

4

9.1

49

97

58

656.6

97

2012

36

109

10.5

43

103

31

26

7.5

45

25.5

60

62

558.5

109

2013

35

55

69

65

44

53

38.5

38

99.8

62.5

37.5

60

657.3

99.8

Sumber: BMG Stasiun Cintamanis, Palembang

2 52 Lampiran 2 Parameter statistik untuk pengukuran dispersi

NO

Tahun

Rh(Xi)

Rh Rata2 (X)

(Xi-X)

(Xi-X)^2

(Xi-X)^3

(Xi-X)^4

1

2002

133

127

6

37

229

1400

2

2003

133

127

6

37

229

1400

3

2004

130

127

3

10

30

94

4

2005

141.5

127

15

214

3123

45645

5

2006

185

127

58

3378

196292

11407823

6

2007

103

127

-24

570

-13623

325372

7

2008

196.3

127

69

4819

334496

23219615

8

2009

92

127

-35

1217

-42448

1480716

9

2010

103

127

-24

570

-13623

325372

10

2011

97

127

-30

893

-26686

797473

11

2012

109

127

-18

320

-5719

102281

12

2013

99.8

127

-27

734

-19866

538032

1E-13

12798

412433

38245224

Jumlah

1522.6

533 Lampiran 3 Distribusi sebaran Metode Gumbel Tipe I No

Periode

X

Sd

Sn

Yn

Yt

Xt

1

2

127

34.11

0.9833

0.5035

0.3665

122.130897

2

5

127

34.11

0.9833

0.5035

1.4999

161.447768

3

10

127

34.11

0.9833

0.5035

2.2502

187.475162

4

25

127

34.11

0.9833

0.5035

3.1965

220.301662

5

50

127

34.11

0.9833

0.5035

3.9019

244.771506

6

100

127

34.11

0.9833

0.5035

4.6001

268.991587

7

200

127

34.11

0.9833

0.5035

5.296

293.131882

8

1000

127

34.11

0.9833

0.5035

6.919

349.432642

4 54 Lampiran 4 Distribusi frekuensi Metode Log Pearson Tipe III X

log X

log X

log X-log X

(log X-log X)^2

(log X-log X)^3

133

2.124

2.090

0.033

0.001

3.730E-05

133

2.124

2.090

0.033

0.001

3.730E-05

2004

130

2.114

2.090

0.024

0.001

1.298E-05

2005

141.5

2.151

2.090

0.060

0.004

2.194E-04

2006

185

2.267

2.090

0.177

0.031

5.520E-03

2007

103

2.013

2.090

-0.078

0.006

-4.673E-04

2008

196.3

2.293

2.090

0.202

0.041

8.301E-03

2009

92

1.964

2.090

-0.127

0.016

-2.032E-03

2010

103

2.013

2.090

-0.078

0.006

-4.673E-04

2011

97

1.987

2.090

-0.104

0.011

-1.114E-03

2012

109

2.037

2.090

-0.053

0.003

-1.490E-04

2013

99.8

1.999

2.090

-0.091

0.008

-7.613E-04

-1E-15

0.129

0.009

Tahun

2002 2003

Jumlah

25.085

55 5 Lampiran 5 Distribusi sebaran Metode Log Pearson Tipe III No

Periode

log x

Sd log(x)

Cs

k

y=log X + Sd log X

x = 10^y

1

2

2.090

0.108

0.066

-0.011

2.089

122.8098

2

5

2.090

0.108

0.066

0.578

2.153

142.2163

3

10

2.090

0.108

0.066

1.289

2.230

169.74058

4

25

2.090

0.108

0.066

2.773

2.390

245.66734

5

50

2.090

0.108

0.066

2.089

2.316

207.16856

6

100

2.090

0.108

0.066

2.375

2.347

222.44851

7

200

2.090

0.108

0.066

2.638

2.376

237.51173

8

1000

2.090

0.108

0.066

3.185

2.435

272.20212

656 Lampiran 6 Distribusi sebaran Metode Log Normal No

Periode

1

2

2

xrt

sd

kt

xt

126.8833333

34.11000475

-0.22

119.3791323

5

126.8833333

34.11000475

0.64

148.7137364

3

10

126.8833333

34.11000475

1.26

169.8619393

4

25

126.8833333

34.11000475

2.1

198.5143433

5

50

126.8833333

34.11000475

2.75

220.6858464

6

100

126.8833333

34.11000475

3.45

244.5628497

7

200

126.8833333

34.11000475

4.14

268.098753

8

1000

126.8833333

−

−

−

57 7 Lampiran 7 Uji keselarasan sebaran dengan chi kuadrat Jumlah Data No

Probabilitas (%) Oi

Ei

Oi-Ei

f2=((Oi-Ei)^2)/Ei

1

56<x<76

1

2.4

-1.4

0.816666667

2

76<x<96

1

2.4

-1.4

0.816666667

3

96<x<116

5

2.4

2.6

2.816666667

4

116<x<136

3

2.4

0.6

0.15

5

x>136

2

2.4

-0.4

0.066666667

12

12

4.666666667

8 58 Lampiran 8 Uji keselarasan sebaran Smirnov – Kolmogorov Xi

M

P(x)=M/(n+1)

P(x<)

f(t)=(xi-xrt)/sd

P'(x)=M/(n-1)

P'(x<)

D

1

2

3

4 = nilai (1) -3

5

6

7 = nilai (1)-6

8=4-7

69

1

0.077

0.923

-1.583

0.091

0.909

0.014

92

2

0.154

0.846

-0.896

0.182

0.818

0.028

97

3

0.231

0.769

-0.747

0.273

0.727

0.042

103

4

0.308

0.692

-0.567

0.364

0.636

0.056

103

5

0.385

0.615

-0.567

0.455

0.545

0.070

105

6

0.462

0.538

-0.508

0.545

0.455

0.084

109

7

0.538

0.462

-0.388

0.636

0.364

0.098

117

8

0.615

0.385

-0.149

0.727

0.273

0.112

126

9

0.692

0.308

0.119

0.818

0.182

0.126

133.5

10

0.769

0.231

0.343

0.909

0.091

0.140

181

11

0.846

0.154

1.762

1.000

0.000

0.154

196.3

12

0.923

0.077

2.219

1.091

-0.091

0.168

51 59

Lampiran 9 Perhitungan intensitas curah hujan R24 t (jam)

R2

R5

R10

R25

R50

R100

R200

R1000

122.13

161.45

187.48

220.30

244.77

268.99

293.13

349.43

1

42.3404

55.971

64.994

76.374

84.858

93.254

101.623

121.142

2

26.6728

35.259

40.944

48.113

53.457

58.746

64.019

76.314

3

20.3551

26.908

31.246

36.717

40.795

44.832

48.855

58.239

4

16.8028

22.212

25.793

30.309

33.676

37.008

40.329

48.075

5

14.4802

19.142

22.228

26.120

29.021

31.892

34.755

41.430

6

12.8229

16.951

19.684

23.130

25.699

28.242

30.777

36.688

7

11.5706

15.295

17.761

20.871

23.190

25.484

27.771

33.105

8

10.5851

13.993

16.249

19.094

21.214

23.314

25.406

30.285

9

9.7857

12.936

15.021

17.652

19.612

21.553

23.487

27.998

10

9.1220

12.059

14.003

16.454

18.282

20.091

21.894

26.099

11

8.5604

11.316

13.140

15.441

17.156

18.854

20.546

24.492

12

8.0779

10.678

12.400

14.571

16.190

17.792

19.388

23.112

13

7.6582

10.124

11.756

13.814

15.348

16.867

18.381

21.911

14

7.2890

9.636

11.189

13.148

14.608

16.054

17.495

20.855

15

6.9614

9.202

10.686

12.557

13.952

15.332

16.708

19.917

16

6.6682

8.815

10.236

12.028

13.364

14.687

16.005

19.079

17

6.4041

8.466

9.830

11.552

12.835

14.105

15.371

18.323

18

6.1646

8.149

9.463

11.120

12.355

13.578

14.796

17.638

19

5.9464

7.861

9.128

10.726

11.918

13.097

14.272

17.013

20

5.7465

7.596

8.821

10.366

11.517

12.657

13.792

16.441

21

5.5626

7.353

8.539

10.034

11.148

12.251

13.351

15.915

22

5.3927

7.129

8.278

9.727

10.808

11.877

12.943

15.429

23

5.2352

6.921

8.036

9.443

10.492

11.531

12.565

14.979

24

5.0888

6.727

7.811

9.179

10.199

11.208

12.214

14.560

51 60

Lampiran 10 Perhitungan curah hujan efektif Tahun

Rata-rata Hujan Bulanan (mm)

Bulan

Jan

Peb

Maret

April

Mei

Juni

Juli

Agt

Sept

Okt

Nop

Des

2002

126

30

63

126

72

74

75

0

27

22

60

72

2003

35

42

117

68

19

15

12

24

56

60

70

65

2004

55

55

43.5

88.5

102.5

55

105

0

48

34

40

47

2005

76.5

33.5

65.3

80

133.5

80.2

54.2

42.8

123.2

54.9

133.2

43

2006

118

51.2

66.5

181

33.9

63.5

57

10

3.1

36

39.2

71

2007

75

55

45

103

22.5

12

25.7

13.1

95.5

81.2

35.3

39.4

2008

46.5

110.8

73.8

43.1

32

18.6

25.2

80

0

55.5

196.3

45.4

2009

55.2

52

92

90

55

76.5

60

8

16

25

45

70

2010

27.5

40

95

28

68

103

32

54

33

30

89.6

57.3

2011

90

60

56

76

76

38.5

43

4

9.1

49

97

58

2012

36

109

10.5

43

103

31

26

7.5

45

25.5

60

62

2013

35

55

69

65

44

53

38.5

38

99.8

62.5

37.5

60

Jumlah

775.7

693.5

796.6

991.6

761.4

620.3

553.6

281.4

555.7

535.6

903.1

690.1

Maks

126

110.8

117

181

133.5

103

105

80

123.2

81.2

196.3

72

Rerata (x)

65

58

66

83

63

52

46

23

46

45

75

58

(xi-X)

11971

7466

8323

18755

14212

9329

7368

6977

18156

3801

25661

1426

SD

33

26

28

41

36

29

26

25

41

19

48

11

Re Bln

36.86

35.86

43.22

47.87

33.18

27.17

24.34

2.24

12.10

28.98

34.59

47.92

Re Hr

1.229

1.195

1.441

1.596

1.106

0.906

0.811

0.075

0.403

0.966

1.153

1.597

2 61 Lampiran 11 Perhitungan kebutuhan air untuk irigasi Bulan

Satuan

April

Mei

Juni

Juli

Ags

Sep

Okt

Nop

Des

Jan

Feb

Mar

eto

(mm)

5.93

5.92

5.85

5.82

5.86

5.91

5.73

5.74

5.68

5.65

5.65

5.68

0.55

0.8

0.95

1

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

0.8

0.6

kc etc

mm/hr

3.26

4.74

5.56

5.82

6.15

6.20

6.02

6.03

5.96

5.93

4.52

3.41

ir

mm/hr

7.00

5.63

6.66

7.01

8.07

7.80

7.05

6.87

6.36

6.70

5.33

3.97

Luas

m2

490000

mm/bulan

100

kebutuhan pengolahan lahan kebutuhan air irigasi Jumlah Hari

mm/hr

3.33

3.23

3.33

3.23

3.23

3.33

3.23

3.33

3.23

3.23

3.57

3.23

m3/hr

3,428

2,758

3,261

3,433

3,956

3,822

3,455

3,367

3,117

3,284

2,611

1,944

0.04

0.03

0.04

0.04

0.05

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.03

0.02

30

31

30

31

31

30

31

30

31

31

28

31

(m3/dtk)

62 3 Lampiran 12 Perhitungan debit andalan menggunakan Metode F. J. Mock No

Urutan

Satuan

Jan

Feb

Mar

Apr

Mei

Jun

Jul

Ags

Sep

Okt

Nop

Des

1

CH

mm

399.9

254

229.1

614.6

119.2

72.5

75.6

21.5

169.6

149.3

206.1

239.4

2

HH

n

16

11

15

19

13

11

7

3

5

15

16

13

3

jum. Hari

31

28

31

30

31

30

31

31

30

31

30

31

4

suhu

°C

26.4

26.4

26.9

27.1

27

26.9

26.4

26.8

27.3

27.6

27

26.4

5

lama penyinaran

%

29

37

37

50

47

45

44

58

48

46

36

36

6

kelembaban relatif

%

87

86

86

87

86

87

87

83

81

82

87

89

mm/hari

4.26

4.66

4.53

4.8

3.07

4.52

4.67

5.35

5.65

5.31

4.89

4.76

evaporasi 8

S=Rs - E aktual

mm

395.64

249.34

224.57

609.8

116.13

67.98

70.93

16.15

163.95

143.99

201.21

234.64

9

Run off storm

mm

39.99

25.4

22.91

61.46

11.92

7.25

7.56

2.15

16.96

14.93

20.61

23.94

10

Storage (IS)

mm

355.65

223.94

201.66

548.34

104.21

60.73

63.37

14

146.99

129.06

180.6

210.7

11

Soil Moinsture

(mmHg)

455.65

323.94

301.66

648.34

204.21

160.73

163.37

114

246.99

229.06

280.6

310.7

12

Water Surplus

mm

39.99

25.4

22.91

61.46

11.92

7.25

7.56

2.15

16.96

14.93

20.61

23.94

13

infiltrasi (I), i = 0.2

mm

7.998

5.08

4.582

12.292

2.384

1.45

1.512

0.43

3.392

2.986

4.122

4.788

14

0.5*I*(1+k), k = 0.2

mm

4.7988

3.048

2.7492

7.3752

1.4304

0.87

0.9072

0.258

2.0352

1.7916

2.4732

2.8728

15

k*V(n-1)

mm

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

16

Storage Vol (Vn)

mm

64.7988

63.048

62.7492

67.3752

61.4304

60.87

60.9072

60.258

62.0352

61.7916

62.4732

62.8728

17

∆Vn

mm

-235.20

-236.95

-237.25

-232.62

-238.57

-239.13

-239.09

-239.74

-237.96

-238.21

-237.53

-237.13

18

base Flow

mm

243.199

242.032

241.83

244.92

240.95

240.58

240.60

240.17

241.36

241.19

241.65

241.92

19 20

direct Run Off

mm

31.992

20.32

18.328

49.168

9.536

5.8

6.048

1.72

13.568

11.944

16.488

19.152

run off

mm

275.19

262.352

260.16

294.08

250.49

246.38

246.65

241.89

254.92

253.14

258.14

261.07

21

Debit (10³)

m³/bln

106251

101294

100448

113546

96714

95127.3

95232.6

93394.5

98426.5

97736.7

99666.6

100798

22

debit

m³/dtk

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

63 4 Lampiran 13 Perhitungan kehilangan air akibat penguapan Bulan Variabel

Unit

Evaporasi (Ea)

mm/hari

Evaporasi (Ea)

m/hari

Penyinaran matahari (S)

%

Jumlah hari dalam satu bulan

Jan

Feb

Mar

April

Mei

Jun

Jul

Agt

Sep

Okt

Nov

Des

2.7

3.5

3.2

3.4

3.3

3

2.7

3.4

2.9

2.7

3.2

2.2

0.0033

0.003

0.0027

0.0034

0.0029

0.0027 0.0035 0.0032 0.0034

0.0027 0.0032

0.0022

25

37

37

42

41

49

34

45

45

47

33

22

31

28

31

30

31

30

31

31

30

31

30

31

850

1473

1740

1703

1791

1156

1926

1590

1598

1287

609

Luas (m2) Elevasi Puncak (2.54 m)

40611

1,491

Jumlah Kehilangan Air Akibat Penguapan

17545.18

5 64 Lampiran 14 Perhitungan luas dan volume genangan embung rencana Elevasi

Z

Luas Genangan

Volume

Volume Komulatif

(m)

(m)

(m2)

(m3)

(m3)

0

0

0

0

0

0.1

0.1

39153.07944

1305.1026

1305.102648

0.6

0.5

39637.16984

19697.438

21002.54104

1.2

0.6

40220.71832

23957.153

44959.69428

5

1.8

0.6

40807.1468

24308.147

69267.84161

6

2.4

0.6

41396.45528

24660.869

93928.711

3

0.6

41988.64376

25015.319

118944.0304

No

1 2 3 4

7

6 65 Lampiran 15 Data tanah hasil uji laboratorium PT. Selimut Bumi Adhi Cipta Jenis Pengujian

Titik Bor Satuan

Parameter

B-30

Kedalaman

0-2.0 m

2.0-4.0 m

4.0-6.0 m

6.0-7.5 m

7.5-20 m

Jenis Tanah

Lempung berpasir

lempung

lempung

batu lempung

batu lempung

46.08

36.16

37.32

38.42

33.44

2.682

2.633

2.605

2.611

2.643

Kadar Air

%

Gs Berat volume kering (d)

Ton/m3

1.237

1.271

1.346

1.211

1.233

Berat volume basah (b)

Ton/m3

1.7

1.686

1.783

1.737

1.645

Kohesi (c)

Ton/m3

1.95

2.6

2

1.9

1.83

Sudut geser dalam (𝜙)

18.25

10

16

26

30

Angka potion (𝓋)

0.3

0.3

0.3

0.3

0.208

7 66 Lampiran 16 Stabilitas lereng embung pada kondisi baru selesai dibangun dengan metode pias hulu

8 67 Lampiran 17 Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada kondisi baru selesai dibangun bagian hulu A

Gama

W (ton)

b

L

(m2)

(ton/m3)

(gama.A)

(m)

(b.cos a)

1

1.288

1.7

0.602

1.22

0.734

1.749

1.317

2

2.84

0.588

0.809

1.22

0.987

2.839

3

0.375

0.927

1.22

1.131

10

0.174

0.985

1.22

-2

-0.035

0.999

1.22

3.298

-14

-0.242

0.970

1.275

-27

-0.454

0.891

α

sin a

cos a

2.1896

53

0.799

1.7

4.828

36

3.26

1.7

5.542

22

4

3.19

1.7

5.423

5

2.74

1.7

4.658

6

1.94

1.7

7

0.75

1.7

Irisan

jumlah



Kondisi normal {14.709 + (24.692 − 0)0.32} 6.067 = 3.766

𝐹𝑠 =



Kondisi gempa {14.709 + (24.692 − 0 − 0.607)0.32} 6.067 + 2.469 = 2.653

𝐹𝑠 =

T

N

Ne

Te

U

(e.T)

(e.N)

(u.b/cos a)

0.1

0.175

0.132

3.905

0.1

0.284

2.077

5.138

0.1

1.201

0.942

5.341

1.219

-0.163

4.655

1.22

1.184

-0.798

1.22

1.087

C

Cl

0

1.95

1.431

0.391

0

1.95

1.924

0.208

0.514

0

1.95

2.206

0.1

0.094

0.534

0

1.95

2.343

0.1

-0.016

0.466

0

1.95

2.378

3.200

0.1

-0.080

0.320

0

1.95

2.308

-0.579

1.136

0.1

-0.058

0.114

0

1.95

2.119

6.067

24.692

0.607

2.469

0

(w.sin a) (W.cos a)

e

14.7091

689 Lampiran 18 Stabilitas lereng embung pada kondisi baru selesai dibangun dengan metode pias hilir

10 69 Lampiran 19 Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada kondisi baru selesai dibangun bagian hilir A

Gama

W (ton)

(m2)

(ton/m3)

(gama.A)

1

1.19

1.7

2

2.67

3

Irisan

b

L

T

N

(m)

(b.cos a)

(w.sin a)

(W.cos a)

0.573

1.1

0.631

1.658

1.160

0.616

0.788

1.1

0.867

2.795

0.407

0.913

1.1

1.005

12

0.208

0.978

1.1

-1

-0.017

1.000

1.1

2.924

-13

-0.225

0.974

1.105

-25

-0.423

0.906

alfa

sin a

cos a

2.023

55

0.819

1.7

4.539

38

3.12

1.7

5.304

24

4

2.96

1.7

5.032

5

2.48

1.7

4.216

6

1.72

1.7

7

0.65

1.7

jumlah



Kondisi normal {13.156 + (22.57 − 0)0.32} 6.459 = 3.188

𝐹𝑠 =



Kondisi gempa {13.156 + (22.57 − 0 − 0.646)0.32} 6.459 + 2.257 = 2.338

𝐹𝑠 =

Ne

Te

U

(e.T)

(e.N)

(u.b/cos a)

0.1

0.166

0.116

3.576

0.1

0.280

2.158

4.845

0.1

1.076

1.047

4.922

1.100

-0.074

4.215

1.1

1.072

-0.658

1.1

0.997

e

C

Cl

0

1.95

1.230

0.358

0

1.95

1.690

0.216

0.485

0

1.95

1.959

0.1

0.105

0.492

0

1.95

2.098

0.1

-0.007

0.422

0

1.95

2.145

2.849

0.1

-0.066

0.285

0

1.95

2.090

-0.467

1.001

0.1

-0.047

0.100

0

1.95

1.944

6.459

22.57

0.646

2.257

0

13.156

11 70 Lampiran 20 Stabilitas lereng embung pada kondisi air elevasi muka air banjir dengan metode pias hulu

12 71 Lampiran 21 Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada air elevasi muka air banjir bagian hulu A

Gama

W (ton)

(m2)

(ton/m3)

(gama.A)

1.22

1.7

2.074

0.066 1.61

1.774 1.7

0.117084

1.24 0.94

1.774 1.7

2.19976

2.32 0.26

1.774 1.7

4.11568

1.774 1.7

5.19782

5

2.93 2.74

6

1.94

7

0.75

Irisan 1 2 3 4

b

N

Ne

Te

U

(e.T)

(e.N)

(u.b/cos a)

0.1

0.175

0.131798

0

3.993

0.1

0.290

0.399319

0

2.141

5.297

0.1

0.214

0.52973

0

1.201

0.979

5.554

0.1

0.097

0.555407

0

1.22

1.219

-0.162

4.655

0.1

-0.016

0.465516

0

1.95

2.37755

0.970

1.22

1.183

-0.798

3.199

0.1

-0.079

0.319996

0

1.95

2.308277

0.890

1.22

1.086

-0.579

1.135

0.1

-0.057

0.113592

0

1.95

2.1195

6.234

25.153

0.623

2.515358

0

cos a

53

0.798

0.601

1.22

0.733

1.750

1.317

36

0.587

0.808

1.22

0.986

2.902

22

0.374

0.927

1.22

1.131

10

0.173

0.984

1.22

4.658

-2

-0.034

0.999

1.7

3.298

-14

-0.242

1.7

1.275

-27

-0.454

2.737 1.598 0.442

(m) (b.cos a) (w.sin a) (W.cos a)

Kondisi normal {14.709 + (25.153 − 0)0.32} 6.234 = 3.689

𝐹𝑠 =



T

sin a

jumlah



L

alfa

Kondisi gempa {14.709 + (25.153 − 0 − 0.623)0.32} 6.234 + 2.515 = 2.605

𝐹𝑠 =

e

C 1.95 0 1.95 0 1.95 0 1.95 0

Cl 1.43101 1.924298 2.205633 2.342829

14.7091

13 72 Lampiran 22 Stabilitas lereng embung pada kondisi air elevasi muka air banjir dengan metode pias hilir

14 73 Lampiran 23 Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada air elevasi muka air banjir bagian hilir Irisan 1 2 3 4 5 6 7

A

Gama

W (ton)

(m2)

(ton/m3)

(gama.A)

1.7

1.051

1.25069

2.21

1.774 1.7

0.46 2.01

1.774 1.7

0.81604

1.18 1.59

1.774 1.7

2.09332

1.37 1.18

1.774 1.7

2.43038

1.3 0.83

1.774 1.7

2.3062

0.9 0.47

1.774 1.7

1.5966

0.18

1.774

0.31932

3.757 3.417 2.703 2.006 1.411 0.799

b

L

T

Ne

Te

U

(e.T)

(e.N)

(u.b/cos a)

0.1

0.102

0.072

0

3.603

0.1

0.282

0.360

0

2.242

5.034

0.1

0.224

0.503

0

1.193

1.068

5.021

0.1

0.107

0.502

0

1.22

1.220

-0.075

4.312

0.1

-0.008

0.431

0

0.974

1.22

1.189

-0.677

2.930

0.1

-0.068

0.293

0

0.906

1.22

1.106

-0.473

1.013

0.1

-0.047

0.101

0

5.926

22.630

0.593

2.263

0

sin a

cos a

55

0.819

0.573

1.22

0.699

1.025

0.717

38

0.616

0.788

1.22

0.961

2.816

24

0.407

0.913

1.22

1.114

12

0.208

0.978

1.22

-1

-0.017

1.000

-13

-0.225

-25

-0.423

(m)

(b.cos a) (w.sin a) (W.cos a)

jumlah



Kondisi normal {14.591 + (22.630 − 0)0.32} 5.926 = 3.721

𝐹𝑠 =

N

alfa

•

e

Kondisi gempa {14.591 + (22.630 − 0 − 0.593)0.32} 5.926 + 2.263 = 2.668

𝐹𝑠 =

C 1.95 0 1.95 0 1.95 0 1.95 0 1.95 0 1.95 0 1.95 0

Cl 1.364 1.874 2.173 2.327 2.379 2.318 2.156 14.591

15 74 Lampiran 24 Arah, kecepata angin dan kelembaban relatif minimum, rata-rata dan maksimum di stasiun pengamatan BMKG Arah Angin

No.

Kota / Station BMKG

(1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Dirrection of Wind (°) Rata-rata Average (2)

Kecepatan Angin (knot) Wind Velocity (knot) Ratarata Min Average (3) (4)

Kelembaban Relatif

Max (5)

Relative Humidity (%) Ratarata Min Average (6) (7)

Max (8)

SABANG/CUT BAU

107.6

0

5.9

58

47

82.6

100

LHOKSEMAWE/MALIKUSALEH BANDA ACEH/BLANGBINTANG MEULABOH/CUT NYAK DHIEN INDRAPURI SAMPALI BELAWAN MEDAN/POLONIA TUNTUNGAN TEBINGTINGGI AEK GODANG/PADANG SIDEMPUAN SIBOLGA/PINANGSORI GUNUNG SITOLI/BINAKA BATAM/HANG NADIM TANJUNG BALAI KARIMUN TANJUNGPINANG/KIJANG PAKANBARU/SIMPANGTIGA TAREMPA RANAI/NATUNA TELUK BAYUR PADANG/TABING

123.9 127.0 124.6 89.6 45.7 90.1 56.5 4.1 56.0

0 0 0 0 0 0 0 0 0

3.8 3.7 4.1 2.2 0.8 4.7 2.4 0.0 1.3

79 60 62 60 57 61 56 5 65

50 22 20 41 22 42 38 79 50

79.1 78.9 81.2 81.3 81.8 80.5 80.9 96.9 91.9

100 100 100 99 100 99 100 100 100

128.2 36.0 67.2 102.3 82.5 55.3 43.8 158.8 143.1 51.5 80.4

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4.1 0.9 2.1 4.7 2.7 3.0 1.3 4.2 6.1 1.3 1.9

18 56 93 50 60 60 73 57 32 12 92

40 31 30 51 30 20 23 51 47 55 25

78.2 85.1 87.3 83.6 84.5 84.8 81.0 80.0 83.9 81.2 83.2

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

16 75 22 23 24 25 26 27 28 29 30

PADANG PANJANG SICINCIN RENGAT/JAPURA SINGKEP/DABO JAMBI/PAALMERAH KERINCI/DEPATI PARBO PALEMBANG/TALANG BETUTU KENTEN PANGKAL PINANG

144.9 74.9 42.4 110.7 86.1 25.0 64.4 88.3 94.0

0 0 0 0 0 0 0 0 0

2.9 1.6 1.3 3.9 2.5 0.3 2.3 2.2 3.4

90 60 22 60 62 1 63 60 93

58 43 41 27 25 24 23 41 41

93.5 82.9 84.3 84.5 83.4 84.7 82.9 82.7 83.4

100 100 100 100 100 100 100 100 100

51 76

DAFTAR RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Madiun pada tanggal 20 Juli 1991 yang merupakan anak kedua dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Sunaryo dan Ibu Sri Rahayu. Penulis telah menyelesaikan pendidikan tingkat SD di SD Negeri Purworejo 03 (1998-2004), tingkat SMP di SMP Negeri 1 Geger (2004-2007), dan tingkat SMA di SMA Negeri 1 Geger (2007-2010). Pada tahun 2010 penulis diberikan kesempatan untuk melanjutkan pendidikan Strata 1 di Institut Pertanian Bogor melalui jalur SNMPTN (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri) dengan program studi Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama masa pendidikan, penulis aktif mengikuti organisasi Himpunan Teknik Sipil dan Lingkungan (Himatesil IPB) sebagai anggota. Penulis melakukan praktik lapangan pada tahun 2013 di Dinas Pertanian Kabupaten Tuban, Jawa Timur dengan judul “Perencanaan Drainase di Lahan Sawah Beririgasi di DAS Bengawan Solo, Kabupaten Tuban”. Kemudian penulis melakukan penelitian di Perkebunan Cinta Manis, PT. Perkebunan Nusantara VII, Palembang, Sumatera Selatan. Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul “Perencanaan Bendungan Tipe Urugan di Perkebunan Cinta Manis, PT. Perkebunan Nusantara VII, Palembang” untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di bawah bimbingan Dr. Ir. M. Yanuar Jarwadi Purwanto, M.S., IPM.