TINJAUAN PERENCANAAN EMBUNG CANDUNG KOTO LAWEH KABUPATEN AGAM Andrev okrinaldo, Mawardi Samah, Afrizal Naumar. Jurusan teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang. Email :
[email protected],
[email protected],
[email protected] Abstrak Embung adalah bangunan yang terletak melintang sungai yang berfungsi untuk menyimpan air dimusim hujan dan menyalurkannya dimusim kemarau sesuai kebutuhan.Pada tugas akhir ini mempelajari dan membandingkan perencanaan sebuah embung yang telah dilakukan oleh konsultan.Tugas akhir ini bertujuan untuk mempelajari dan mendalami perencanaan sebuah embung.Tinjauan perencanaan embung candung koto laweh mengunakan data curah hujan 15 tahun pengamatan sedangkan perhitungan konsultan menggunakan data curah hujan 10 tahun pengamatan.Dari perhitungan didapat elevasi muka air normal,banjir dan stabilitas embung.Data-data pendukung adalah peta topografi berskala 1:50.000,data klimatologi dan data curah hujan berdasarkan 15 tahun pengamatan.Dalam pembuatan tugas akhir ini dilakukan perhitungan-perhitungan seperti analisa hidrologi,perhitungan hidrolis embung,perhitungan dimensi embung dan perhitungan stabilitas embung.Dari hasil perhitungan didapat debit 100 tahunan (Q100) = 215,1048 m3/dt,muka air normal pada elevasi +1262m,muka air banjir pada elevasi +1263,9m volume tampungan 132.744,87 m3 dan tinggi tekanan diatas mercu (H) = 1,9 m. perbedaan antara perhitungan penulis dengan perhitungan konsultan elevasi muka air banjir dan stabilitas embung. Kata Kunci : Perencanaan, Embung, Debit banjir, Stabilitas.
THE PLANNING REVIEW OF POND IN CANDUNG KOTO LAWEH KABUPATEN AGAM Andrev okrinaldo, Mawardi Samah, Afrizal Naumar. Jurusan teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang. Email :
[email protected],
[email protected],
[email protected] Abstrack Pond is the building that’s located horizontally in river that’s function saved the water in the rain season and be channeling it in the dry season. In this last task studied and differented the planning of a pond that was done by a consultant. This last task was intented to studied and found more understanding about the planning of a pond. Candung Koto Laweh’s review of pond planning used rainfall data 15 years observation wheares the consultant’s calculation used rainfall data 10 years observation. From the calculation was goten normal water surface elevation, flood and pond stability. The supporting data was topography map scaled 1 : 50.000, data of climatology and rainfall bassed 15 years observation. In making this last task was done the calculations such as hydrology analysis, hydrolysis calculation of pond,
calculation of pond dimention, and calculation of pond stability. From the calculation result was goten debet 100 yearly ( Q 100) = 215.1048 m3/dt, the watersurface was normal elevation +1262m,the flood watersurface on elevation +1263,9m, holding volume 132.744,87 m3 and high pressure was on mercu (H) = 1,9 m. The diffrence between writer calculation and consultant calculation was water surface elevation, flood and pond stability. Key word : planning, pond, debet of flood, stabily
PENDAHULUAN
berbagai keperluan.Khusus untuk daerah
Kabupaten Agam adalah kabupaten yang
Nagari Candung Koto Laweh Kecamatan
berada di Sumatra barat, yang memiliki
Candung pada musim kemarau mulai bulan
luas wilayah ± 2.232,30 Km2 dengan
ke 2, masyarakat setempat sangat sulit
jumlah penduduk sebanyak 451.264 orang.
mendapatkan sumber air untuk kebutuhan
Jumlah penduduk Kabupaten Agam dari
rumah tangga apalagi untuk ternak dan
tahun ke tahun semakin meningkat.Dengan
pertanian.Akibat
adanya populasi penduduk yang meningkat
banyak diantara masyarakat pergi ke
berdampak pada kebutuhan air baku dan
daerah
kebutuhan
meningkat.
penghidupan.Dalam rangka membangun
air
potensi
pangan
Meningkatnya
yang
kebutuhan
harus
hal
tersebut
lain
air
untuk
bagi
di
atas
mencari
kepentingan
irigasi
didukung dengan ketersediaan air yang
ataupun suplai air maka salah satu usaha
memadai,
yang
dalam
pemenuhan
usaha
dan
baku.Ketersediaan kebutuhan
kegiatan
penyediaan air
ditempuh
adalah
dengan
air
membangun embung.embung adalah suatu
berbagai
bangunan penyimpan air di musim hujan
mengalami
dan menyalurkannya dimusim kemarau
untuk
cenderung
perlu
penurunan drastis disamping kebutuhan
sesuai dengan
akan air baku cenderung meningkat. Hal
menyimpan
ini
banyak
ratusan ribu m³. Embung akan menyimpan
eksploitasi hutan oleh masyarakat baik
air di musim hujan dan kemudian air
yang mempunyai HPH maupun yang tidak
dimanfaatkan di musim kemarau untuk
dan pola perubahan iklim global juga
memenuhi kebutuhan penduduk, ternak
sangat mempengaruhi.Pergeseran musim
dan pertanian. Jumlah kebutuhan tersebut
sangat
akan menentukan tinggi tubuh embung dan
disebabkan
oleh
dominan
sudah
mempengaruhi
kebutuhan, dalam hal
air
embung
berkapasitas
ketersediaan air yang akan dimanfaatkan
kapasitasnya
oleh masyarakat. Untuk itu perlu dicari
Tujuan
alternatif
guna
Embung Cndung Koto Laweh Kabupaten
mengatasinya.Seluruh sumber air pada
Agam adalah mempelajari dan mendalami
daerah Kabupaten Agam , baik berupa
perencanaan
sebuah
danau, sungai, mata air maupun sumber air
mempelajari
dan
baru
perencanaan sebuah embung yang telah
solusi
akan
terus
ditingkatkan
pemanfaatannya sesuai skala prioritas. Kebutuhan air baku terutama diprioritas pada saat musim kemarau untuk melayani
studi
Tinjauan
dilakukan oleh konsultan.
Perencanaan
embung
serta
membandingkan
METODOLOGI Penulis melakukan studi literatur dan
tersebut di ambil dari nilai curah hujan rencana
pegumpulan data. Kegiatan yang akan
4} Perhitungan jumlah KK yang dapat
dilakukan secara garis besar dibedakan
terpenuhi
atas:
Perhitungan ini didapat dari perhitungan
a.
debit bulanan dari data curah 15 tahun
Studi literatur
Dalam studi literatur didapatkan teori-teori
pengamatan
yang diperoleh melalui buku–buku untuk
5}Perhitungan Kapasitas Tampungan
yang berhubungan dengan penulisan tugas
Embung.
akhir.
Perhitungan didapat dari peta situasi yang
b.
didapat dari PSDA Sumatra Barat.
Pengumpulan data
Data yang dibutuhkan adalah peta
6} perhitungan stbilitas embung.
topografi,peta situasi, data curah hujan15
Perhitungan ini didapat dari gaya-gaya
tahun dan data klimatologi,
yang
c.
Analisa dan perhitungan.
tersbut.Dihitung pada saat air normal dan
1)
Debit bulanan
air banjir.
Pada analisa ini, data curah hujan yang akan digunakan adalah data curah hujan rata – rata bulanan . 2) Curah hujan rencana Untuk menghitung curah hujan rencana penulis menggunakan 2 metode yaitu metode Gumbel dan Hasper. Dari kedua metode tersebut di ambil nilai curah hujan rata-rata. Hal ini dilakukan untuk mencari angka curah hujan yang mungkin terjadi dalam periode tertentu. Jadi nilai curah hujan ini yang akan digunakan untuk perhitungan debit rencana. 3} Analisa Debit Banjir Rencana. Untuk perhitungan Debit Banjir Rencana dilakukan dengan metode hasper dan Rasional. Data untuk kedua metode
bekerja
pada
embung
HASIL DAN PEMBAHASAN
YT= Reduced variate (hubungan
a.Perhitungan Debit Bulanan
denganreturn periode, t)
Digunakan metode Poligen Nreca
Yn= Reduced mean (hubungan dengan
Tabel 1 perhitungan debit bulanan
banyaknya data, n)
Tahun
Debit bulanan
Ranking
1992
282,44
1
1991
313,16
2
1993
655,68
3
1997
2168,18
4
2000
2311,72
5
2001
2427,87
6
1996
2509,08
7
2005
2513,38
8
2003
2527,33
9
Sn=Reduced standar deviasi (hubungandengan banyak data, n) Sd= Standar deviasi n= Banyak data tahun pengamatan Untuk perhitungan selanjutnya penulis berikan dalam bentuk penabelan yang terdapat pada tabel 3.2 dibawah ini : Tabel 2 Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Gumbel N th
Rratarata
Rn Sx
Yn
Sn
Yt
{mm}
1998
2672,81
10
2002
2723,08
11
2
102,53
68,16
0,512
1,021
0,3665
92,81
1994
4258,47
12
5
102,53
68,16
0,512
1,021
1,4999
168,51
1995
11964,97
13
10
102,53
68,16
0,512
1,021
2,2502
218,61
20
102,53
68,16
0,512
1,021
2,9702
266,69
1997
13938,87
14
25
102,53
68,16
0,512
1,021
3,1985
281,95
2006
58646,64
15
50
102,53
68,16
0,512
1,021
3,9019
328,92
100
102,53
68,16
0,512
1,021
4,6001
375,55
b. Curah hujan rencana Untuk curah hujan rencana penulis menggunakan 2 metode yaitu metode Gumbel dan Hasper. Gumbel Rumus :R = R
Yt Yn * Sx Sn
Dimana : R= Curah hujan kala ulang T tahun (mm) = Curah hujan maksimum rata-rata
{mm}
Metode hasper Data-data tersebut diurut dari curah hujan terbesar ke yang terkecil. Tabel 3 Rangking Curah Hujan Maximum Rata-rata Hujan Max
M
Tahun Ranking
332 140 126 120
1 2 3 4
1996 2000 1995 1999
R1 R2
94 92 92 74 74 71 68 68 67 65 65
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1998 2003 1994 2002 1992 2006 2005 1991 1993 2001 1997
(Sumber Data: Hasil Perhitungan) Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Hasper
Tabel 4 Perhitungan Curah Hujan Rencana Metode Hasper Rratarata
Rt
T
{mm}
S
{mm}
2
102,53
85,57
83,704
5
102,53
85,57
157,295
10
102,53
85,57
210,348
20
102,53
85,57
264,257
25
102,53
85,57
282,227
50
102,53
85,57
337,847
100
102,53
85,57
396,035
(Sumber Data: Hasil Perhitungan)
Rumus :
Dari perhitungan curah hujan rencana
RT =
dengan 2 metode di atas, maka akan
+ Sd * UT
Dimana :
didapat curah hujan rencana rata-rata
RT = Curah hujan rencana periode ulang
adalah :
Sd = Standar deviasi
Tabel 5 Rekapitulasi Curah Hujan Rencana
= 1 2 R1 R R2 R 2 !
R = Curah hujan rata-rata
R1 = Hujan maksimum pertama R2 = Hujan maksimum kedua U= Variabel standar. UT=Konstanta hasper sehubunganDengan periodeulang yang di kehendaki. Selain yang diatas variabel lain adalah: Tm =
n 1 m
Rata– Rata Metode Gumbel, Hasper, No
Rn
Hasper
Gumbel 92,81
2
R2
83,704
5
R5
157,295 168,51
10
R10
210,348 218,61
20
R20
264,257 266,69
25
R25
282,227 281,95
50
R50
337,847 328,92
100
R100
396,035 375,55
(Sumber data: hasil perhitungan )
m = Urutan rangking
c. Analisa Debit Banjir Rencana
n = Jumlah tahun pengamatan
metode hasper
Perhitungan untuk periode ulang tahun
Koefisien pengaliran
berikutnya ditabelkan sebagai berikut :
α =
5
65,37
0,596
30,47
waktu penambahan aliran sungai
10
82,603
0,596
38,49
tc = 0,1 . L0,8 . I-0,3
20
98,27
0,596
45,80
25
103,17
0,596
48,06
50
117,15
0,596
54,60
100
138,77
0,596
64,65
koefisien reduksi = 1+*
+
*
+
Resume : F= 4 km2
tc= 0 ,596 Jam < 2 jam
Leff= 4,68 km
α= 0,871 β = 0,955
i= 0,159
Q = α . β . qn . F
Untuk tc < 2 jam, maka : rn =
Q = 0,871 . 0,955 . 17,64 . 4
(
)(
= 58,69 m3/dt
)
Tabel 6 Debit Banjir Rencana Metode hasper dengan memasukkan Rn metode
Perhitungan dilakukan secara tabelaris : Tabel 7 Perhitungan Debit Banjir Metode Hasper – Hasper
hasper
qn
Q
T
Rn
Tc
Rn
(thn)
(mm)
(jam)
(mm)
2
83,704
0,596
37,85
2
0,871 0,955
5
157,295
0,596
65,37
5
0,871 0,955 30,47
4 101,3804
10
210,348
0,596
82,603
10
0,871 0,955 38,49
4 128,0647
20
264,257
0,596
98,27
20
0,871 0,955 45,80
4 152,3867
25
282,227
0,596
103,127
25
0,871 0,955 48,06
4 159,9062
50
337,847
0,596
117,15
50
0,871 0,955 54,60
4 181,6662
100
396,035
0,596
138,707
100
0,871 0,955 64,65
4 215,1048
(Sumber data: hasil perhitungan) qn = perhitungan dilkakukan secara tabelaris : T (th) 2
rn(mm)
37,85
tc (jam) 0,596
qn (mm/dt)
17,64
Tahun A
β
(mm/dt) F 17,64
(m3/dt)
4 58,6921
Dengan memasukkan Rn metode gumbel
Perhitungan dilakukan secara tabelaris :
T(th)
Rn(mm)
tc(jam)
rn (mm)
T
rn
2
92.81
0,596
41,52
(th)
5
168.51
0,596
69,18
2
83,704
10
218.61
0,596
85,12
5
157.295
0,196
161,62
20
266.69
0,596
98,44
10
210.348
0,196
216,13
25
281.95
0,596
103,05
20
264.257
0,196
271,52
50
328.92
0,596
115,001
25
282.227
0,196
289,99
100
375.55
0,596
125,87
50
337.847
0,196
347,14
100
396.035
0,196
406,93
Rn(mm)
Tabel 8 Perhitungan Debit Banjir Metode
T(jam) (mm/jam) 0,196
86,023
Hasper – gumbel Qn= qn Tahun Rn
Β
Q
(mm/dt) F
(m3/dt)
Tabel 9 Perhitungan debit banjir metode rasional-hasper
2
0,871 0,955
19,35
4 64,3817
5
0,871 0,955 32,24
4 107,2696
rn
10
0,871 0,955 39,67
4 131,9908
(mm/jam)
20
0,871 0,955 46,11
4 153,4181
25
0,871 0,955 48,03
4 159,8064
50
0,871 0,955 53,59
4 178,3057
100
0,871 0,955 58,66
4 195,1747
Tahun C
metode rasional Rumus – rumus yang dipakai : Kecepatan Aliran (V) V = 72 . I0,6 Waktu kontraksi aliran (t) t = rn =
F
Q (m3/dt)
2
0,80
86,023
4
76,46
5
0,80 161,62
4
143,66
10
0,80 216,13
4
192,12
20
0,80 271,52
4
241,35
25
0,80 289,99
4
257,77
50
0,80 347,14
4
308,57
100
0,80 406,93
4
361,72
Dengan mengunakan Rn Gumbel: T(th)
Rn(mm)
T(jam)
rn(mm/jam)
2
92.81
0,196
95,36
5
168.51
0,196
173,14
x( )
Dengan mengunakan Rn hasper
10
218.61
0,196
224,62
20
266.69
0,196
274,02
25
281.95
0,196
289,70
50
328.92
0,196
337,97
150
P3
375.55
0,196
31.347,075
190,18
Bmck
300
153,566
46.069,65
300
103,658
31.097,4
116,951
0
100
208,981
385,88
Tabel 10 Perhitungan debit banjir metoda P4
rasional-gumbel rn Tahun C
90,365
Q
(mm/jam) F
(m3/dt)
2
0,80
95,36
4
84,76
5
0,80 173,14
4
153,90
10
0,80 224,62
4
199,66
20
0,80 274,02
4
243,57
25
0,80 289,70
4
257,51
50
0,80 337,97
4
300,42
100
0,80 385,88
4
343,004
Jumlah = 132.744,867m3 f. perhitungan stabilitas embung. Tabel 12 Gaya-gaya pada saat air normal
Gaya Gaya-gaya
terlayani .
Tekanan
Tekanan
= 2.444 KK (yang dapat terlayani)
-
-
31,152
-
192,348
-10,58
4,29
-237,37
37,99
-
-15,375
-
-18,868
-1,678
15,125
-339,103
133,71
92,855
14,03
997,815
61,083
-138,784
49,222
-2115,81
406,26
Pressure
Kontrol Tabel 11 Volume tampungan embung. Jarak(m)
Luas
Volume
rata-rata
(m³)
172,39
Stabilitas
Pada
Kondisi
Normal 1. Terhadap Guling (over Turning) Sf =
MV MH
= 5,21 1,5……..(Aman) 121,1
227,78
-2537,15
jumlah
e. kapasitas tampungan embung.
P2
-
hidrostatis Uplift
P1
horizontal
tanah
Vu =58.646.640/24000=2.443, Jh Qu
Luas
horizontal
vertikal
Gaya gempa
lumpur
Titik
Momen
Berat sendiri
Tekanan
6
Momen vertical
-219,381
d. perhitungan jumlah KK yang dapat
JKK=
Gaya
200,089
24.230,74
2. Terhadap Geser (Sliding)
Air
V H
Sf =
= C Nc + D Nq + 0,5 B
q ult
. f 1,5
N
f = 0,75
= 289,436 t/m2
= 2,12 1,5 ......... (Aman)
Tegangan Tanah Yang di izinkan
= 3. Terhadap Eksentrisitas
DayadukungTanah FaktorKeamanan
= 144,72 t/m2
e = B/2 – d ≤ b/6 ∑
d=
∑
5. Terhadap Tekanan Dibawah Embung
∑
= V 1 6e
Perhitungan :
B
max = 5,68 t/m2 144,72 t/m2
d = 12,32 e = 0,055 ≤ 4,125 …………. (Aman) 4. Terhadap Daya Dukung Tanah q ult = C. Nc + . D Nq + 0,5 B. N
min = 5,54 t/m2 144,72 t/m2
Tabel 13 gaya-gaya pada saat air banjir Gaya
Momen
Momen
horizontal
vertical
horizontal
-219,381
-
-2537,15
-
-
31,152
-
192,348
-10,58
4,29
-237,37
37,99
-
-15,375
-
-18,868
-15,094
-1,075
-195,023
209,52
120,785
9,649
1288,763
64,458
-124,27
28,641
-1680,78
485,448
Dimana :
Gaya Gaya-gaya
q
=
B
Daya dukung Keseimbangan
vertikal
2
(Ultimate bearing Capasity T/m )
Berat sendiri
Nc, Nq, N
=
Faktor daya dukung
tanah yang tergantung pada besarnya sudut geser dalam tanah.
Gaya gempa Tekanan lumpur Tekanan
Berdasaakan sudut geser tanah diatas Dengan nilai = 18 0 di dapat dari tabel Terzaqhi : Nc = 15,9
N =
Nq = 5,9
3,75.
T/m
Tekanan hidrostatis Uplift Pressure Jumlah
Data Daya Dukung Tanah Pondasi : A. Berat jenis tanah
tanah
=
2,71
3
B. Nilai kohesi Tanah C
Kontrol Stabilitas Pada Kondisi Air banjir 1.Terhadap Guling (over Turning) Sf = MV
MH
= 0,40
= 3,71 1,5……..(Aman)
T/m2 C. Sudut geser Tanah
=
180
2. Terhadap Geser (Sliding)
D. Kedalaman Pondasi D
=
2,00 m
Sf =
E. Lebar dasar Embung B
=
38,75 m
V H
. f 1,5
f = 0,75
=
= 3,25 1,5 ......... (Aman) 3. Terhadap Eksentrisitas
=
e = B/2 – d ≤ b/6 ∑
d=
∑
DayadukungTanah FaktorKeamanan
289,436 = 144,72 t/m2 2
5. Terhadap Tekanan Dibawah Embung
∑
Perhitungan :
= V 1 6e
d = 9,618
max = 8,376 t/m2 144,72 t/m2
B
e = 2,757 ≤ 4,125 …………. (Aman)
min = 1,665 t/m2 144,72 t/m2
4. Terhadap Daya Dukung Tanah
KESIMPULAN
q ult = C. Nc + . D Nq + 0,5 B. N
Embung Dimana :
adalah
penyimpan
q = Daya dukung Keseimbangan (Ultimate
air
suatu dimusim
bangunan hujan
dan
menyalurkan nya dimusim kemarau sesuai
bearing Capasity T/m2)
kebutuhan.Dalam
Nc, Nq, N = Faktor daya dukung tanah
perhitungan
perencanaan embung ini,penggunaan data-
yang tergantung pada besarnya sudut geser
data curah hujan dan prinsip perhitungan
dalam tanah.
antara konsultan perencana dengan penulis
Berdasaakan sudut geser tanah diatas Dengan nilai = 18
B
0
sama, tetapi rumus dan cara menguraikan
di dapat dari tabel
berbeda. Berikut uraiannya;
Terzaqhi : Nc = 15,9 Nq = 5,9 N = 3,75. Perhitungan penulis
Data Daya Dukung Tanah Pondasi : A. Berat jenis tanah T/m
no
=
2,71
dipakai,curah
=
C. Sudut geser Tanah = D. Kedalaman Pondasi D = E. Lebar dasar Embung B =
hujan yang
0,40
T/m2
dipakai dan hasil
1
180 2,00 m
konsultan
uraian
Metode
3
B. Nilai kohesi Tanah C
Perhitungan
2
24,75 m
Metode hasper, 15
Metode hasper,10
tahun,Q50=181,6662
tahun,Q50=67,764
+1263,9 M
+1263,73 M
debitnya Muka air banjir
Kontrol stabilitas
Air normal
terhadap guling
2,77 1,5
Air normal 3,13
pada kondisi air
q ult = C Nc + D Nq + 0,5 B N
normal dan banjir
Air banjir 3,46 1,5
3
= 289,436 t/m2
1,5
Air banjir 4,13 1,5
Kontrol
Tegangan Tanah Yang di izinkan
stabilitas
Air norma l
terhadap
2,12
1,5
Air normal 1,56
1,5
geser pada kondisi air normal dan banjir 4
Air banjir 3,25
1,5
Air banjir 2,34
1,5
DAFTAR PUSTAKA Kasiro,
Ibnu,
“
Pedoman
Kriteria
Perencanaan Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia ” , Departemen Pekerjaan Umum Adidarma,
Wanny,
Ianny
Martawati,
“Memperkirakan Curah Hujan Rencana Durasi
Pendek
dengan
Pendekatan
Empiris ”, Jurnal Teknik Hidrolik no. 14 – 1995 USBR, “ Design of Small Dams ” , A Water Resources Technical Publication, Secoond Edition, 1973 Kasiro, Ibnu, Bhre Susantini Rusli dan Agus
PP
Brotodihardjo,
“
Beberapa
Permasalahan Embung Tipe NTT – IADP di P. Timor, 1986 – 1991 ”, Jurnal Litbang Pengairan no. 21 – 1991 NTT – IADP, “ Petunjuk Pembuatan Embung Kecil Tipe Urugan Tanah di Propinsi NTT ” Ringkasan, Okt. 1990, tidak diterbitkan Das, M, Braja. 1998, “Mekanika Tanah Jilid I ” .Surabaya : Pustaka Jaya
