Embed Size (px)
Citation preview
STUDI PERENCANAAN BANGUNAN PELIMPAH
BENDUNGAN LOGUNG KABUPATEN KUDUS
JAWA TENGAH
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu
Persyaratan Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
FARIS KHOIRUL HADI
201310340311135
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
ii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
JUDUL : STUDI PERENCANAAN BANGUNAN PELIMPAH
BENDUNGAN LOGUNG KABUPATEN KUDUS
JAWA TENGAH
NAMA : FARIS KHOIRUL HADI
NIM : 201310340311135
Telah dipertahankan di depan Dosen Penguji pada Tanggal 12 Juli 2019
Susunan Dosen Penguji :
1. Ir. Chairil Saleh, MT. Dosen Penguji I………………..
2. Lourina Evanale Orfa, ST., M.Eng Dosen Penguji II……………….
Menyetujui dan Mengesahkan
Malang, 2019
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Hari Eko Meiyanto, MT. Ir. Ernawan Setyono, MT.
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Ir. Rofikatul Karimah, MT.
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Faris Khoirul Hadi
Nim : 201310340311135
Jurusan : Teknik Sipil
Fakultas : Teknik
UNIVERSITAS MUHAMMADIAH MALANG
Dengan ini saya menyatakan sebenar-benarnya bahwa :
Tugas Akhir dengan judul :
“Studi Perencanaan Bangunan Pelimpah Bendungan Logung Kabupaten Kudus Jawa
Tengah” adalah hasil karya saya dan bukan hasil karya orang lain serta dalam naskah
ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk
memperoleh gelar akademik disuatu perguruan tinggi, tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis oleh orang lain baik sebagian maupun seluruhnya.
Kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber
kutipan daftar pustaka.
Demikian Pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya untuk dipergunakan
sebagaimana mestinya.
Malang, 24 Agustus 2019
Yang Menyatakan
Faris Khoirul Hadi
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan Rahmat dan Karunia-Nya,
sehingga penulis dapat merampungkan skripsi dengan judul: “Studi Perencanaan
Bangunan Pelimpah Bendungan Logung Kabupaten Kudus Jawa Tengah”
untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan studi serta dalam rangka
memperoleh gelar Sarjana Teknik Strata Satu pada Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik di Universitas Muhammadiyah Malang.
Dalam penyusunan skripsi ini banyak hambatan serta rintangan yang
penulis hadapi namun pada akhirnya dapat melaluinya berkat adanya bimbingan dan
bantuan dari berbagai pihak baik secara moral maupun spiritual. Untuk itu pada
kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada:
1. Bapak Dr. Ahmad Mubin, ST., MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang
2. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Malang
3. Bapak Ir. Hari Eko Meiyanto, MT. selaku Pembimbing I
4. Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT. selaku Pembimbing II
5. Bapak Ir. Chairil Saleh, MT. selaku Penguji I
6. Ibu Lourina Evanale Orfa, ST., M.Eng. selaku Penguji II
7. Keluarga yang selalu mendukung penyelesaian skripsi ini
8. Teman-teman saya selama ini.
Akhir kata penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh
dari kesempurnaan. Karena itu, penulis memohon saran dan kritik yang sifatnya
membangun demi kesempurnaannya dan semoga bermanfaat bagi kita semua.
Malang, 24 Agustus 2019
Faris Khoirul Hadi
v
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan ............................................................................................ ii
Surat Pernyataan ................................................................................................ iii
Kata Pengantar.................................................................................................... iv
Lembar Persembahan ......................................................................................... v
Abstrak ................................................................................................................. vi
Abstract ................................................................................................................ vii
Daftar Isi ............................................................................................................ viii
Daftar Tabel ......................................................................................................... xiii
Daftar Gambar .....................................................................................................xvi
Bab I Pendahuluan .............................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................................ 2
1.3. Tujuan .......................................................................................................... 3
1.4. Manfaat ........................................................................................................ 3
1.5. Batasan Masalah .......................................................................................... 3
Bab II Landasan Teori ....................................................................................... 4
2.1. Analisa Hidrologi ........................................................................................ 5
2.1.1. Uji Konsistensi Data ........................................................................ 4
2.1.2. Uji Homogenitas Data ..................................................................... 5
2.1.3. Uji Abnormalitas Data ..................................................................... 7
2.1.4. Data Curah Hujan ............................................................................ 8
2.1.5. Curah Hujan Harian Maksimum ...................................................... 9
2.1.6. Curah Hujan Rancangan .................................................................. 11
2.1.6.1 Analisa Frekuensi ................................................................ 11
2.1.6.2 Pemeriksaan Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi .............. 13
2.1.6.3 Uji Chi Kuadrat .................................................................... 14
vi
2.1.6.4 Uji Smirnov-Kolmogorov .................................................... 16
2.1.7. Curah Hujan Harian Maksimum (PMP) .......................................... 17
2.1.8. Distribusi Curah Hujan .................................................................... 17
2.1.8.1 Distribusi Curah Hujan Jam-Jaman
2.1.8.2 Curah Hujan Netto ............................................................... 18
2.1.9. Koefisien Pengaliran ........................................................................ 19
2.1.10. Aliran Dasar (Base Flow) ................................................................ 20
2.1.11. Hidrograf Satuan Sintetik ................................................................ 20
2.2. Analisa Hidrolika ......................................................................................... 22
2.2.1. Kapasitas Pengaliran Melalui Pelimpah .......................................... 22
2.2.2. Koefisien Limpasan (C) ................................................................... 22
2.2.3. Panjang Efektif Pelimpah ................................................................ 23
2.2.4. Penelusuran Banjir Lewat Waduk ................................................... 24
2.2.5. Bentuk Ambang Pelimpah ............................................................... 25
2.2.6. Penentuan Tinggi Muka Air Pada Ambang Pelimpah ..................... 25
2.2.7. Saluran Samping .............................................................................. 27
2.2.8. Saluran Transisi ............................................................................... 31
2.2.9. Saluran Peluncur .............................................................................. 32
2.2.9.1 Analisa Hidrolika Saluran Peluncur .................................... 33
2.2.9.2 Kemiringan Dasar Saluran Peluncur .................................... 34
2.2.10 Tinggi Jagaan ................................................................................... 35
2.2.11 Peredam Energi ................................................................................ 35
2.3 Analisa Stabilitas ......................................................................................... 22
2.3.1 Analisa Pembebanan ........................................................................ 37
2.3.1.1 Tekanan Air ......................................................................... 37
2.3.1.2 Berat Sendiri Bangunan ....................................................... 38
2.3.1.3 Tekanan Tanah ..................................................................... 39
vii
2.3.1.4 Gaya Tekan Ke Atas (Uplift) .............................................. 39
2.3.1.5 Daya Dukung Tanah ............................................................ 40
2.3.2 Analisa Stabilitas Konstruksi ........................................................... 41
2.3.2.1 Stablilitas Terhadap Guling ................................................. 41
2.3.2.2 Stabilitas Terhadap Geser .................................................... 41
2.3.2.3 Stabilitas Terhadap Daya Dukung Tanah ............................ 42
Bab III Data Perencanaan .................................................................................. 43
3.1. Lokasi .......................................................................................................... 43
3.2. Data Teknis Perencanaan ............................................................................. 44
3.2.1 Data Hidrologi .................................................................................... 44
3.2.2 Daerah Aliran Sungai Logung ............................................................ 46
3.2.3 Data Geologi ....................................................................................... 47
3.3. Bagian Alur Kajian Studi ............................................................................ 48
Bab IV Perencanaan ........................................................................................... 49
4.1. Analisa Hidrologi ........................................................................................ 49
4.1.1 Uji Konsistensi ................................................................................... 49
4.1.2 Uji Homogenitas ................................................................................. 52
4.1.3 Curah Hujan Rerata Daerah ................................................................ 57
4.1.4 Curah Hujan Rancangan ..................................................................... 61
4.1.5 Penentuan Metode Distribusi .............................................................. 61
4.1.6 Uji Kesesuaian Distribusi ................................................................... 65
4.1.6.1 Uji Horizontal dengan Metode Smirnov-Kolmogorov .......... 65
4.1.6.2 Uji Vertikal dengan Metode Chi Square ................................ 67
4.1.7 Curah Hujan Maksimum (PMP) ........................................................ 70
4.1.8 Koefisien Pengaliran ........................................................................... 75
4.1.9 Curah Hujan Efektif ............................................................................ 75
4.1.10 Distribusi Hujan Tiap Jam ................................................................ 76
viii
4.1.11 Curah Hujan Sampai Jam ke T ......................................................... 77
4.1.12 Aliran Dasar (Base Flow) ................................................................ 78
4.1.13 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ................................................ 78
4.2. Analisa Hidrolika ........................................................................................... 89
4.2.1 Debit Diatas Pelimpah ........................................................................ 89
4.2.2 Penelusuran Banjir .............................................................................. 91
4.3. Mercu Pelimpah ............................................................................................. 96
4.3.1 Hidrolika di Atas Ambang Pelimpah .................................................. 99
4.4. Perencanaan Saluran Samping ....................................................................... 101
4.4.1 Perencanaan Bentuk Saluran Samping ............................................... 101
4.4.2 Perhitungan Kombinasi ‘’a’’ dan ‘’n’’ .............................................. 101
4.4.3 Perhitungan Penyesuaian Bentuk Dasar Saluran Samping ................. 104
4.4.4 Perhitungan Profil Muka Air Pada Saluran Samping ......................... 110
4.5. Saluran Transisi .............................................................................................. 115
4.6. Saluran Peluncur ............................................................................................ 123
4.7. Peredam Energi .............................................................................................. 130
4.8. Tinggi Jagaan ................................................................................................. 132
4.8.1 Tinggi Jagaan Pada Pelimpah ............................................................. 132
4.8.2 Tinggi Jagaan Pada Saluran Samping................................................. 133
4.8.3 Tinggi Jagaan Pada Saluran Transisi .................................................. 135
4.8.4 Tinggi Jagaan Pada Saluran Peluncur................................................. 140
4.8.5 Tinggi Jagaan Pada Peredam Energi .................................................. 143
4.9. Stabilitas Pelimpah ......................................................................................... 144
4.9.1 Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Tanpa Gempa .......... 144
4.9.2 Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal dengan Gempa ......... 148
4.9.3 Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Tanpa Gempa ............ 153
4.9.4 Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir dengan Gempa ........... 157
ix
Bab V Kesimpulan .............................................................................................. 162
5.1. Kesimpulan .................................................................................................... 162
5.2. Saran .............................................................................................................. 163
Daftar Pustaka .....................................................................................................xviii
Lampiran
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Uji Abnormalitas ................................................................................... 8
Tabel 2.2 Harga Limit Penyingkiran ..................................................................... 8
Tabel 2.3 Harga Chi-Square .................................................................................. 15
Tabel 2.4 Harga Kritis ........................................................................................... 16
Tabel 2.5 Koefisien Pengaliran ............................................................................. 19
Tabel 2.6 Koefisien Terzaghi ................................................................................ 40
Tabel 2.7 Faktor Bentuk Pondasi .......................................................................... 40
Tabel 3.1 Curah Hujan Maksimum ....................................................................... 44
Tabel 3.2 Parameter Daya Dukung Tanah ............................................................ 47
Tabel 4.1 Uji Kurva Masa Ganda STA Gembong ................................................ 49
Tabel 4.2 Uji Kurva Masa Ganda STA Tanjungrejo ............................................ 50
Tabel 4.3 Uji Kurva Masa Ganda STA Rahtawu .................................................. 51
Tabel 4.4 Uji Homogenitas STA Gembong .......................................................... 53
Tabel 4.5 Uji Homogenitas STA Tanjungrejo ...................................................... 54
Tabel 4.6 Uji Homogenitas STA Rahtawu ........................................................... 55
Tabel 4.7 Luas Wilayah DAS ............................................................................... 58
Tabel 4.8 Titik Hujan Maksimum ......................................................................... 59
Tabel 4.9 Perhitungan Curah Hujan ...................................................................... 68
Tabel 4.10 Parameter Nilai Distribusi ................................................................... 61
Tabel 4.11 Perhitungan Analisa Frekuensi ........................................................... 62
Tabel 4.12 Perhitungan Distribusi Log Pearson Tipe III ...................................... 64
Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Distribusi Log Pearson III ..................................... 64
Tabel 4.14 Uji Kecocokan Smirnov-Kolmogorov ................................................ 66
Tabel 4.15 Hasil Uji Chi Kuadrat ......................................................................... 69
Tabel 4.16 Koefisien Pengaliran (Mononobe) ...................................................... 75
Tabel 4.17 Pendekatan Angka Koefisien Pengaliran ............................................ 75
Tabel 4.18 Perhitungan Curah Hujan Efektif ........................................................ 76
xi
Tabel 4.19 Perhitungan Curah Hujan Efektif Tiap Jam ........................................ 77
Tabel 4.20 Perhitungan Hidrograf Banjir Untuk Kurva Naik .............................. 79
Tabel 4.21 Perhitungan Hidrograf Banjir Untuk Kurva Turun ............................ 79
Tabel 4.22 Perhitungan Hidrograf Banjir Untuk Kurva Turun ............................ 79
Tabel 4.23 Perhitungan Hidrograf Banjir Untuk Kurva Turun ............................ 80
Tabel 4.24 Perhitungan Hidrograf Banjir 100 Tahun ........................................... 81
Tabel 4.25 Perhitungan Hidrograf Banjir 1000 Tahun ......................................... 83
Tabel 4.26 Perhitungan Hidrograf Banjir QPMF .................................................. 85
Tabel 4.27 Perhitungan Hidrograf Banjir 100 Tahun, 1000 Tahun, QPMF ......... 87
Tabel 4.28 Hubungan Elevasi Muka Air dengan Debit ....................................... 91
Tabel 4.29 Hubungan Elevasi dengan Tampungan............................................... 92
Tabel 4.30 Interpolasi Nilai H ............................................................................... 93
Tabel 4.31 Interpolasi Nilai Omega ...................................................................... 93
Tabel 4.32 Interpolasi Nilai Q ............................................................................... 93
Tabel 4.33 Penelusuran Banjir Melalui Pelimpah................................................. 94
Tabel 4.34 Koordinat Lengkung Pelimpah ........................................................... 97
Tabel 4.35 Hidrolika Lereng Pelimpah ................................................................. 100
Tabel 4.36 Perhitungan a dan n. ............................................................................ 103
Tabel 4.37 Perhitungan Bentuk Dasar Saluran Samping ...................................... 105
Tabel 4.38 Rekapitulasi Elevasi Dasar Saluran Samping. .................................... 108
Tabel 4.39 Rekapitulasi Elevasi Dasar Saluran Samping Setelah Penurunan. ..... 109
Tabel 4.40 Data Penampang Saluran Samping. .................................................... 110
Tabel 4.41 Perhitungan Profil Muka Air Saluran Samping. ................................. 114
Tabel 4.42 Perhitungan Aliran Pada Saluran Transisi. ......................................... 117
Tabel 4.43 Perhitungan Aliran Pada Saluran Peluncur. ........................................ 125
Tabel 4.44 Perhitungan Tinggi Jagaan Saluran Samping. .................................... 134
Tabel 4.45 Perhitungan Tinggi Jagaan Saluran Transisi. ...................................... 136
Tabel 4.46 Perhitungan Tinggi Jagaan Saluran Peluncur. .................................... 140
xii
Tabel 4.47 Rembesan di Bawah Pelimpah. ........................................................... 145
Tabel 4.48 Gaya Angkat Kondisi Muka Air Normal. ........................................... 146
Tabel 4.49 Tekanan Tanah Aktif. ......................................................................... 146
Tabel 4.50 Tekanan Air......................................................................................... 146
Tabel 4.51 Gaya Beban Berat Sendiri Bangunan.................................................. 146
Tabel 4.52 Rekapitulasi Beban Gaya dan Momen Tanpa Gempa. ....................... 147
Tabel 4.53 Rekapitulasi Stabilitas Kontrol Tanpa Gempa. ................................... 148
Tabel 4.54 Gaya Horizontal dan Momen Guling Akibat Gempa. ........................ 150
Tabel 4.55 Rekapitulasi Beban Gaya dan Momen Akibat Gempa. ...................... 151
Tabel 4.56 Rekapitulasi Stabilitas Kontrol Akibat Gempa. .................................. 152
Tabel 4.57 Rembesan di Bawah Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir .................. 153
Tabel 4.58 Gaya Angkat Kondisi Muka Air Banjir. ............................................. 154
Tabel 4.59 Tekanan Air......................................................................................... 154
Tabel 4.60 Tekanan Tanah Aktif. ......................................................................... 154
Tabel 4.61 Berat Struktur dan Air. ........................................................................ 155
Tabel 4.62 Rekapitulasi Beban Gaya dan Momen Tanpa Gempa. ....................... 155
Tabel 4.63 Rekapitulasi Stabilitas Kontrol Tanpa Gempa. ................................... 157
Tabel 4.64 Gaya Horizontal dan Momen Guling Akibat Gempa. ........................ 159
Tabel 4.65 Rekapitulasi Beban Gaya dan Momen Akibat Gempa. ...................... 159
Tabel 4.66 Rekapitulasi Stabilitas Kontrol Akibat Gempa. .................................. 161
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kurva Masa Ganda ............................................................................ 5
Gambar 2.2 Polygon Thiessen .............................................................................. 10
Gambar 2.3 Peta Isohyet ....................................................................................... 10
Gambar 2.4 Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ................................................. 21
Gambar 2.5 Bentuk Ambang Pelimpah Tipee Ogee ............................................. 26
Gambar 2.6 Diagram Penentuan Penampang Lintang Saluran Samping .............. 28
Gambar 2.7 Penyesuaian Dasar Saluran Samping ................................................ 30
Gambar 2.8 Skema Aliran Air Pada Saluran Peluncuran ..................................... 34
Gambar 3.1 Lokasi Proyek .................................................................................... 43
Gambar 3.2 DAS Aliran Sungai Logung .............................................................. 46
Gambar 4.1 Kurva Masa Ganda STA Gembong .................................................. 50
Gambar 4.2 Kurva Masa Ganda STA Tanjungrejo ............................................... 51
Gambar 4.3 Kurva Masa Ganda STA Rahtawu .................................................... 52
Gambar 4.4 Luasan Area Polygon Thiessen ......................................................... 58
Gambar 4.5 Grafik Adjusment Hujan Tahunan ................................................... 71
Gambar 4.6 Grafik Adjusment Perbandingan Standart Deviasi ........................... 72
Gambar 4.7 Grafik Adjusment Hujan Maksimum dan Standard Deviasi ............ 72
Gambar 4.8 Grafik Hubungan Antara Km dengan Durasi Hujan ......................... 73
Gambar 4.9 Grafik Hubungan Faktor Reduksi ..................................................... 73
Gambar 4.10 Grafik Hubungan Fixed Time dengan Durasi Hujan ...................... 74
Gambar 4.11 Hidrograf Banjir Kala Ulang 100 Tahun......................................... 82
Gambar 4.12 Hidrograf Banjir Kala Ulang 1000 Tahun....................................... 84
Gambar 4.13 Hidrograf Banjir Kala Ulang QPMF ............................................... 86
Gambar 4.14 Hidrograf Banjir 100 Th, 1000 Th, QPMF ..................................... 88
Gambar 4.15 Koordinat Mercu Pelimpah ............................................................. 98
Gambar 4.16 Hidrolika Lereng Pelimpah ............................................................. 100
Gambar 4.17 Grafik Dasar Saluran Samping ........................................................ 106
xiv
Gambar 4.18 Grafik Penyesuaian Kemiringan Dasar Saluran Samping............... 108
Gambar 4.19 Grafik Penyesuaian Penurunan Dasar Saluran Samping................. 109
Gambar 4.20 Bentuk Penampang Hilir Saluran Samping ..................................... 111
Gambar 4.21 Kedalaman Minimum Kolam Olakan Tipe I, II, III ........................ 130
Gambar 4.22 Panjang Loncatan Hidrolis Kolam Olakan Tipe I, II, III ................ 131
Gambar 4.23 Gaya Yang Bekerja Kondisi Muka Air Normal .............................. 145
Gambar 4.24 Gaya Yang Bekerja Kondisi Muka Air Normal dengan Gempa ..... 150
Gambar 4.25 Gaya Yang Bekerja Kondisi Muka Air Banjir ................................ 153
Gambar 4.26 Gaya Yang Bekerja Kondisi Muka Air Banjir dengan Gempa ....... 158
xv
DAFTAR PUSTAKA
Anggraini. 2005, Hidrolika Saluran Terbuka, Srikandi, Surabaya.
Chow, Ven Te. 1959. Hidrolika Saluran Terbuka. Terjemahan oleh E.V. Nensi
Rosalina. 1984. Jakarta : Penerbit Erlangga.
Das, Braja M. 1985. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1.
Terjemahan oleh Noor Endah Mochtar dan Indrasurya B. Mochtar. 1988.
Surabaya : Penerbit Erlangga.
Das, Braja M. 1985. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 2.
Terjemahan oleh Noor Endah Mochtar dan Indrasurya B. Mochtar. 1988.
Surabaya : Penerbit Erlangga.
Direktorat Jendral Departemen Pekerjaan Umum. 1986. Standar Perencanaan
Irigasi – Kriteria Perencanaan 02. Jakarta : Badan Penerbit Departemen
Pekerjaan Umum.
Direktorat Jendral Departemen Pekerjaan Umum. 1986. Standar Perencanaan
Irigasi – Kriteria Perencanaan 04. Jakarta : Badan Penerbit Departemen
Pekerjaan Umum.
Hardiyatmo, Hary Christady. 2002, Teknik Fondasi 1, Beta Offset, Yogyakarta.
Nugroho, Hadisusanto. 2010. Aplikasi Hidrologi.Jogja Mediautama, Malang.
Soemarto, CD. 1986, Hidrologi Teknik, Usaha Nasional, Surabaya.
Sosrodarsono, Suyono dan Kensaku Takeda.1977, Bendungan Type Urugan,
PT.Pradnya Paramita, Jakarta.
Triatmodjo, Bambang. 1993, Hidraulika II, Beta Offset, Yogyakarta.
xvi
