PERENCANAAN KANTONG LUMPUR DAN SALURAN PEMBILAS D.I BAJAYU KAB. SERDANG BEDAGAI SUMATERA UTARA
LAPORAN Ditulis untuk Menyelesaikan Laporan Tugas Akhir Semester VI Pendidikan Program Diploma III
oleh : AHMAD SOFIAN NIM 1205021003
IDO RIZKY HARAHAP NIM 1205021039
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmatNya yang telah memberikan pengetahuan, kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Laporan Tugas Akhir ini berjudul “Perencanaan Kantong Lumpur Dan Saluran Pembilas D.I Bajayu Kab. Serdang Bedagai Sumatera Utara”. Laporan ini disusun untuk menyelesaikan mata kuliah laporan Tugas Akhir semester VI Pendidikan Program Diploma III Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya, dalam laporan ini penulis membahas tentang evaluasi bangunan kantong lumpur. Laporan tugas akhir ini memaparkan tentang analisa volume kantong lumpur dan analisa dimensi kantong lumpur. Oleh sebab itu selayaknya penulis menyampaikan ucapan terimakasih dalam bentuk tulisan kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan penyusunan tugas akhir dan menyelesaikan laporan ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1.
Bapak M. SyahruDdin, S.T., M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan;
2.
Bapak Ir. Samsudin Silaen, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan;
3.
Bapak Ir. Sudarto, M.T., Kepala Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan;
4.
Bapak Dohar Sinabutar, S.T., M.T., Wali kelas SI-6A yang dapat memberikan bimbingan dan pengarahan penulisan tugas akhir ini secara pribadi;
5.
Bapak Sopar Parulian Sihombing, S.T., M.T., Ketua Penguji laporan Tugas Akhir;
6.
Bapak Marsedes Purba, B.Sc,Ci.Eng, M.Sc., Penguji laporan Tugas Akhir;
7.
Bapak Ir. T. Simarmata, M.T., Dosen Pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing, memeriksa, memotivasi, dan
iv
memberikan petunjuk-petunjuk serta saran dalam laporan Tugas Akhir penulis; 8.
Bapak dan Ibu staf pengajar di Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan;
9.
Orangtua tercinta dan saudara-saudara yang telah memberikan curahan kasih sayang, doa dan membantu berupa moral dan material yang tak terhingga dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini;
10. Seluruh sahabat-sahabat penulis yang telah memberikan saran, masukan, dukungan, perhatian, semangat dan doa kepada praktikan dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini. Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil karya penulis, bukan merupakan plagiat dan dapat dipertanggungjawabkan keasliannya dikemudian hari. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini, mungkin masih banyak kesalahan dan kekurangan dalam penyusunan dan penulisan laporan ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih, semoga laporan Tugas Akhir ini berguna dan bermanfaat bagi penulis maupun pembaca, terutama di dunia pendidikan dibidang Teknik Sipil.
Medan, September 2015 Hormat Penulis,
AHMAD SOFIAN NIM 1205021003
IDO RIZKY HARAHAP NIM 1205021039
v
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSEJUAN .............................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... iii KATA PENGANTAR .................................................................................. iv ABSTRAK .................................................................................................... vi ABSTRACT ................................................................................................. vii DAFTAR ISI ................................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xiii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang .................................................................................. 1 B. Identifikasi Masalah .......................................................................... 2 C. Pembatasan Masalah ......................................................................... 2 D. Rumusan Masalah ............................................................................. 3 E. Tujuan Penulisan ............................................................................... 3 F. Manfaat Penulisan ............................................................................. 3 G. Teknik Pengumpulan Data ................................................................ 4 H. Teknik Pengolahan Data .................................................................... 4 I. Jadwal Pelaksanaan ........................................................................... 4 J. Sistematika Laporan .......................................................................... 8
BAB II TINJAUAN UMUM PROYEK A. Pendahuluan ..................................................................................... 9 B. Lokasi Proyek .................................................................................. 10 vi
C. Data Proyek ...................................................................................... 13 1. Data Non Teknis .......................................................................... 13 2. Data Teknis ................................................................................. 14 D. Instansi Yang Terlibat ...................................................................... 15 E. Struktur organisasi ........................................................................... 16
BAB III TINJAUAN PUSTAKA A. Kantong Lumpur .............................................................................. 17 1. Bentuk-Bentuk Kantong Lumpur ................................................. 18 a. Bentuk Pendek Berdinding Pemisah ................................... 18 b. Bentuk Melengkung Berdinding Pemisah ........................... 19 c. Bentuk Kombinasi Lengkung dan Lurus ............................. 20 B. Sedimen ............................................................................................ 21 C. Kondisi Batas ................................................................................... 22 1. Bangunan Pengambilan ............................................................... 22 2. JaringanSaluran ........................................................................... 22 D. Dasa-Dasar Perencanaan Dimensi Kantong Lumpur ......................... 22 1. Volume Kantong Lumpur ............................................................ 22 a. Perhitungan Dengan Cara Langsung ...................................... 23 b. Perhitungan Dengan Cara Asumsi .......................................... 23 2. Panjang Dan Lebar Kantong Lumpur ........................................... 23 3. Kemiringan Dasar Saluran ........................................................... 26 a. Kemiringan Energi Di Kantong Lumpur Selama Eksploitasi Normal .................................................................................. 26 b. Kemiringan Energi Di Kantong Lumpur Selama Pembilasn ... 27 4. Kecepatan Endap ......................................................................... 29 5. Pembersihan ................................................................................ 30 6. Pencekan Terhadap Berfungsinya Kantong Lumpur .................... 32 a. Efisiensi Pengendapan ........................................................... 32 b. Efisiensi Pembilasan .............................................................. 34 7. Perencanaan Dimensi Saluran Pembilas ....................................... 35
vii
BAB IV PEMBAHASAN A. Diagram Alir ..................................................................................... 38 B. Ukuran Partikel Rencana ................................................................... 39 C. Volume Kantong Lumpur (Vs) yang Diperlukan ............................... 39 D. Perkiraan Awal Luas Rata-Rata Permukaan Kantong Lumpur ........... 40 E. Perhitungan Kemiringan Energi Pada Waktu Pengoperasian Normal dimana Kantong Lumpur Penuh (In) .................................................. 40 F. Perhitungan Kemiringan Energi Selama Pembilasa (Ib) dengan Keadaan Kantong Lumpur Kosong .................................................................. 42 G. Menentukan Kecepatan Aliran .......................................................... 45 H. Elevasi dan Panjang Kantong lumpur ................................................ 46 I. Mengontrol Evisiensi Pengendapan ................................................... 47 1. Pengontrolan Terhadap Proses Pengendapan ............................... 47 2. Pengontrolan Terhadap Pengaruh Turbulensi Dari Air ................. 49 J. Perhitungan Dimensi Saluran Pembilas (Flushing Canal) .................. 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ....................................................................................... 54 B. Saran ................................................................................................. 55 DAFTAR PUTAKA ..................................................................................... 56
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.Peta Lokasi D.I Bajayu, D.I Payalombang dan D.I Langau .......... 12 Gambar 2.2. Struktur organisasi Proyek ......................................................... 16 Gambar 3.1. Bentuk Pendek Dinding Pemisah ............................................... 18 Gambar 3.2. Bentuk Melengkung Berdinding Pemisah .................................. 19 Gambar 3.3. Bentuk Kombinasi Lengkung dan Lurus .................................... 20 Gambar 3.4. Panjang Transisi Saluran ............................................................ 21 Gambar 3.5. Tipe tata letak kantong lumpur .................................................... 24 Gambar 3.6. Skema kantong lumpur .............................................................. 25 Gambar 3.7. Grafik hubungan antara diameter saringan dan kecepatan endap untuk Air tenang .......................................................................................... 30
Gambar 3.8. Tegangan geser kritis dan kecepatan geser kritis menurut Shield ........................................................................................ 31 Gambar 3.9. Grafik pembuangan sedimen campuran untuk aliran turbulensi ................................................................................. 34 Gambar 3.10 Denah bangunan pembilas yang direncanakan ........................... 36 Gambar 3.11. Saluran Pengarah ..................................................................... 37 Gambar 4.1 Penampang melintang saluran kantong lumpur dalam keadaan Penuh ........................................................................................ 41 Gambar 4.2 Penampang melintang saluran kantong lumpur dalam keadaan kosong ....................................................................................... 44 Gambar 4.3 Elevasi dan panjang kantong lumpur ........................................... 45
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Jadwal pelaksanaan ....................................................................... 5 Tabel 2.1. Luas Wilayah Kabupaten Serdang Bedagai Per Kecamatan Tahun 2007 ..................................................................................... 11 Tabel 3.1 Koefisien kekasaran Strickler ......................................................... 28 Tabel 4.1. Nilai Hn Kantong lumpur Kiri dengan cara Trial and Error............. 50
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Site Plan Bendung Bajayu Lampiran 2. Denah Bendung Bajayu Lampiran 3. Potongan Memanjang Bendung Lampiran 4. Potongan Memanjang dan Melintang kantong Lumpur Bagian Kiri Lampiran 5. Potongan Melintang Saluran Pembilas
xi
ABSTRAK PERENCANAAN KANTONG LUMPUR DAN SALURAN PEMBILAS D.I BAJAYU KABUPATEN SERDANG BEDAGAI Oleh: Ahmad Sofian (1205021003) dan Ido Rizky Harahap (1205021039) Dengan maksud memenuhi kebutuhan air bagi pertanian dan pengendalian banjir daerah irigasi Paya Lombang, Langau, dan Bajayu, dengan luas daerah yang akan dialiri 7.558 Ha, maka diperlukan berbagai prasarana penyedia dan sumber tangkapan air. Gagalnya suatu saluran dalam mengalirkan air bisa saja dikarenakan terlalu banyaknya sedimen yang mengendap pada saluran primer tersebut.Untuk mencegah agar sedimen ini tidak mengendap di saluran irigasi, maka setelah bangunan pengambilan direncanakan dibuat kantong lumpur. Kantong lumpur merupakan bangunan yang memiliki fungsi untuk mengendapkan partikel-partikel sedimen yang menimbulkan dampak yang merugikan terhadap kapasitas saluran irigasi dan saluran pembilas merupakan bangunan yang berfungsi untuk mengalirkan air yang penuh dengan sedimen kembali ke sungai asal yang terletak di hilir bangunan. Dari hasil perhitungan maka diperoleh, volume untuk menampung angkutan sedimen yang diperkirakan akan masuk ke intake yaitu sebesar ±1683,76 m3 dengan interval pembilasan 7 (tujuh) hari/sekali, maka diperlukan dimensi kantong lumpur dimana lebar (B)= 12 m , panjang kantong lumpur (L)= 218 m, dan tinggi muka air normal (hn)= 1,16 m. Hasil perhitungan yang diperoleh dari perencana di lapangan diperlukan dimensi kantong lumpur dimana lebar (B)= 12 m, panjang kantong lumpur (L)= 110 m, dan tinggi muka air normal (hn)= 1,30 m. Hasil ini berbeda dikarenakan adanya perbedaan cara perhitungan dimensi, yaitu pada perhitungan tinggi muka air normal (hn), penentuan kecepatan endap (W) dan tidak adanya perhitungan tinggi muka air pada saat kantong lumpur dalam keadaan kosong pada perhitungan perencana di lapangan. Hasil perhitungan untuk saluran pembilas yang mendekati perencanaan di lapangan dengan memakai debit rencana (5,568 m³/dt) diperoleh dimensi dengan lebar (B)= 7,48 m dan tinggi muka air (h)= 1,87 m. Kata Kunci: Kantong Lumpur dan Saluran Pembilas.
xii
ABSTRACT PERENCANAAN KANTONG LUMPUR DAN SALURAN PEMBILAS D.I BAJAYU KABUPATEN SERDANG BEDAGAI Oleh: Ahmad Sofian (1205021003) dan Ido Rizky Harahap (1205021039)
With a view to fulfil the needs of water for agriculture and flood control Paya Lombang, Langau and bajayu irrigation areas, by area to be drained 7.558 Ha, it would require a wide range of infrastructure providers and source cathment. Failure of a channel in the drain water may be due to too much sediment settles in the primary channel. To prevent these sediments do not settle in the irrigation channel, then after intake will be built sandtrap. Sandtrap has a function is to precipitate particles of sediment to adversely impact on the capacity of irrigation channel and flushing channel is a building that has a function to drain water full of sediments back into the river which is located on the downstream of building. From the calculation, volume to accommodate sediment which is expected to intake is 1683,76 m³ with interval of flushing is 1 time per week. Then the required dimensions of sandtrap are width (B)= 12 m , length (L)= 218 m, and normal water depth (hn)= 1,16 m. Calculation result from planner, the required dimensions of sandtrap are width (B)= 12 m, length (L)= 110 m, and normal water depth (hn)= 1,30 m. This result is different because of there is a differences how to calculate the dimensions, instead of the calculate of normal water depth (hn), fall velocity of sediment particles (W) and there is no calculate of water depth in empty sandtrap from planner. The calculation result for flushing channel approach to planner by using a debit plan (5,568 m³/sec) obtained depth (B)= 7,48 m and water depth (h)= 1,87 m. Key Words : Sandtrap And Flushing Channel.
xiii
BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Gagalnya air masuk melalui bangunan pengambilan bebas Bajayu yang berada di daerah aliran sungai (DAS) padang tebing tinggi, merupakan salah satu masalah besar. Debit atau permukaan air sungai Padang hingga saat ini terus menyusut dalam beberapa bulan terakhir ini karena musim kemarau panjang. Lebih kurang 1300 hektar areal pertanian di Desa Paya Lombang dan Kuta Baru, Kecamatan Tebing Tinggi, Kabupaten Serdang Bedagai Sumatera Utara kekeringan. Kondisi padi kini sudah mulai rusak, bahkan tanah areal persawahan sudah kering dan retak-retak. Bila musim kemarau berkelanjutan, ribuan hektar areal pertanian padi akan mengalami gagal panen. Disisi lain, masyarakat di Tebing Tinggi memiliki paradigma bahwa bendung di Paya Lombang merupakan penyebab utama naiknya muka air sungai Padang sehingga bila debit air sungai Padang meningkat maka banjir di kota Tebing Tinggi tidak dapat dielakkan. Dari faktor tersebut di atas kebutuhan air bagi tanaman padi dan pengendalian banjir kota Tebing Tinggi merupakan masalah yang utama sesuai dengan maksud dibangunnya D.I Bajayu ini. Dengan maksud memenuhi kebutuhan air bagi pertanian dan pengendalian banjir maka diperlukan berbagai prasarana penyedia dan sumber tangkapan air. Prasarana itu dapat berupa bangunan-bangunan mulai dari bangunan hulu (induk) sebagai pengambil air dari aliran air (sungai) sampai dengan bangunanbangunan pada jaringan irigasi. Jaringan irigasi adalah satu kesatuan saluran dan bangunan yang diperlukan untuk pengaturan air irigasi, mulai dari penyediaan, pengambilan, pembagian, pemberian dan penggunaannya. Walaupun telah ada usaha untuk mencegah masuknya sedimen ke dalam jaringan irigasi dengan merencanakan penguras utama di depan pintu prngambilan utama, namun
masih ada partikel-partikel sedimen layang
(suspended load) yang akan masuk ke dalam jaringan irigasi tersebut.
1
Gagalnya suatu saluran dalam mengalirkan air bisa saja dikarenakan terlalu banyaknya sedimen yang mengendap pada saluran primer tersebut. Untuk itu di perlukan suatu bangunan yang bisa digunakan untuk mengendapkan sedimen-sedimen tersebut supaya tidak ikut masuk ke dalam saluran primer. Untuk mencegah agar sedimen ini tidak mengendap di saluran irigasi, maka setelah bangunan pengambilan direncanakan dibuat kantong lumpur. Oleh karena itu penulis memilih untuk melakukan penelitian yang diarahkan kepada permasalahan yang berjudul: Perencanaan Kantong Lumpur Dan Saluran Pembilas D.I Bajayu Kabupaten Serdang Bedagai.
B. Identifikasi Masalah Pada kesempatan ini penulis membatasi permasalahan pada kantong lumpur dan saluran pembilas sesuai dengan pokok bahasan pada penulisan ini. Berdasarkan uraian pada latar belakang masalah, dapat diidentifikasikan beberapa masalah yang muncul dalam perencanaan pembangunan bendung antara lain: 1. Apakah jenis bendung yang direncanakan? 2. Jenis lumpur yang terdapat pada bangunan kantong lumpur yaitu? 3. Bagaimakah bentuk saluran pada kantong lumpur dan saluran pembilas? 4. Bagaimana menghitung debit pada kantong lumpur? 5. Bagaimana letak topografi kantong lumpur tersebut?
C. Pembatasan Masalah Karena dalam perencanaan bangunan kantong lumpur dan saluran pembilas ini permasalahan yang dibahas sangat luas. Dalam hal ini masalah yang dibatasi pada: 1. Rencana Anggaran Biaya tidak dibahas; 2. Daya Dukung Tanah tidak dibahas;
2
3. Perencanaan kantong lumpur kanan tidak dibahas; 4. Debit banjir rencana tidak dibahas; 5. Bahan konstruksi tidak dibahas.
D. Rumusan Masalah Berdasarkan identifikasi masalah di atas maka batasan masalah yang akan dibahas sebagai berikut: 1. Bagaimana menentukan diameter butiran yang dapat dapat terbilas? 2. Bagaimana menentukan perencanaan dan perhitungan dimensi kantong lumpur dan saluran pembilas? 3. Bagaimana menghitung efisiensi pengendapan sedimen pada kantong lumpur?
E. Tujuan Penulisan Tujuan penulisan Tugas Akhir adalah: 1. Untuk mendapatkan perhitungan dimensi kantong lumpur dan saluran pembilas; 2. Untuk mendapatkan perhitungan kecepatan aliran (sub kritis, kritis, dan super kritis); 3. Memahami bagian bendung khususnya kantong lumpur.
F. Manfaat Penulisan Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan akan bermanfaat antara lain: 1. Menambah pengetahuan terhadap perilaku aliran pada suatu brentuk saluran; 2. Memahami perbedaan pembelajaran teori hidrolika dengan perencanaan di lapangan;
3
3. Sebagai bahan tambah bagi mahasiswa yang akan membahas tentang kantong lumpur.
G. Teknik Pengumpulan Data
1. Pengumpulan data-data sekunder berupa gambar-gambar maupun datadata iklim dan hidrolika; 2. Melakukan tinjauan ke lokasi proyek; 3. Melakukan konsultasi dengan konsultan pengawas (supervisi).
H. Teknik Pengolaan Data
1. Menggunakan Microsoft Excel dan Microsoft Word; 2. Prosedur pengolahan data: a. Mencari buku referensi; b. Mempelajari bestek; c. Mengadakan tanya jawab dengan pihak – pihak yang paham akan tugas akhir ini; d. Memverifikasi hasil yang diperoleh; e. Mengadakan konsultasi dengan konsultan pengawas; f. Melaporkan dan mendiskusikan hasil pengolahan data dengan dosen pembimbing; g. Menulis hasil laporan yang telah diperoleh; h. Menyimpulkan hasil laporan.
I. Jadwal Pelaksanaan Adapun jadwal yang direncanakan penulis untuk membantu pengarahan waktu agar sesuai dan tepat penyelesaiannya mulai dari persiapan dan pengumpulan data hingga penyusunan Tugas Akhir mulai April sampai Agustus 2015.
4
Tabel 1.1. Jadwal pelaksanaan Kegiatan
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
No A.Persiapan
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Survei perencanaan 1
objek Tugas Akhir dan mendapatkan judul TA Melapor
2
bimbingan kepada Dosen Pembimbing Bimbingan untuk
3
pengarahan tentang judul TA Pengarahan
4
tentang referensi judul TA
B. Pelaksanaan
6
Pengumpulan data
5
Bimbingan 7
dan pengolahan data
8
C. Pelaporan Bimbingan untuk
9
penulisan BAB I, BAB II, BAB III, BAB IV Penulisan
10
BAB I (Pendahuluan) Penulisan BAB II
11
(Tinjauan Proyek)
Penulisan BAB III 12
(Tinjauan Pustaka) Penulisan
13
BAB IV (Pembahasan)
6
Pelaporan penulisan 14
BAB I, BAB II, BAB III, BAB IV Pelaporan revisi
15
penulisan BAB I, BAB II, BAB III, BAB IV
16
Revisi BAB IV Pelaporan revisi BAB 4 dan
17
pengecekan hasil perhitungan Pelaporan revisi BAB 4 dan revisi
18
hasil perhitungan
19
Penyempurna an penulisan Tugas Akhir
7
J. Sistematika Laporan
Adapun sistematika laporan Tugas Akhir adalah:
BAB I
: PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang Latar belakang (argumentasi pentingnya masalah, bukti-bukti empirik dari hasil studi sebelumnya), identifikasi masalah (menemu-kenali sejumlah permasalahan yang muncul dari topik penelitian), pembatasan masalah (memilih satu atau dua masalah dari permasalahan yang ada), rumusan masalah, tujuan, manfaat, metodologi, jadwal dan sistematika laporan.
BAB II
: LANDASAN TEORI Bab ini berisi tentang uraian tentang tinjauan teoritis dan berbagai literatur mengenai sistem manajemen mutu, biaya dan waktu.
BAB III
: TIJAUAN PUSTAKA Pada bab ini berisi penjelasan tentang variabel penelitian dan hubungan antar variable secara teoritik, hasil-hasil penelitian sejenis untuk memperkuat kajian teoritik di atas.
BAB IV
: PEMBAHASAN Pada bab ini berisi tentang variabel yang diteliti serta cara-cara perhihitungannya, dan pembahasan hasil.
BAB V
: SIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini berisi tentang sintesis dari temuan/hasil penelitian, implikasi hasil penelitian, dan saran-saran.
8
