Upload
others
View
36
Download
10
Embed Size (px)
Citation preview
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi
MODUL DASAR-DASAR PERENCANAAN PRASARANA BANJIR
PELATIHAN PENGENDALIAN BANJIR
2017
PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI
MODUL 06
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya
pengembangan Modul Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir sebagai materi
inti/substansi dalam Pelatihan Pengendalian Banjir. Modul ini disusun untuk
memenuhi kebutuhan kompetensi dasar Aparatur Sipil Negara (ASN) di bidang
SDA.
Modul dasar-dasar perencanaan prasarana banjir disusun dalam 3 (tiga) bagian
yang terbagi atas Pendahuluan, Materi Pokok, dan Penutup. Penyusunan modul
yang sistematis diharapkan mampu mempermudah peserta pelatihan dalam
memahami dasar-dasar perencanaan prasarana banjir. Penekanan orientasi
pembelajaran pada modul ini lebih menonjolkan partisipasi aktif dari para peserta.
Akhirnya, ucapan terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada Tim
Penyusun dan Narasumber, sehingga modul ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penyempurnaan maupun perubahan modul di masa mendatang senantiasa terbuka
dan dimungkinkan mengingat akan perkembangan situasi, kebijakan dan peraturan
yang terus menerus terjadi. Semoga Modul ini dapat memberikan manfaat bagi
peningkatan kompetensi ASN di bidang SDA.
Bandung, September 2017
Kepala Pusat Pendidikan dan Pelatihan
Sumber Daya Air dan Konstruksi
Ir. K. M. Arsyad, M.Sc.
NIP. 19670908 199103 1 006
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .............................................................................................. i
DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii
DAFTAR TABEL ................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vii
PETUNJUK PENGGUNAAN .............................................................................. viii
PENDAHULUAN ................................................................................................... 1
A. Latar Belakang ................................................................................................ 1
B. Deskripsi Singkat ............................................................................................. 1
C. Tujuan Pembelajaran ...................................................................................... 1
D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok ................................................................ 2
E. Estimasi Waktu ................................................................................................ 3
MATERI POKOK 1 DASAR-DASAR PERENCANAAN PRASARANA BANJIR ... 4
1.1 Pengaturan dan Perbaikan Alur Sungai ........................................................... 4
1.1.1 Jenis-Jenis Pengaturan dan Perbaikan Alur Sungai ............................ 4
1.1.2 Sempadan Sungai ............................................................................... 7
1.1.3 Debit Rencana Alur ............................................................................. 7
1.1.4 Teknik Sungai ..................................................................................... 7
1.1.5 Analisis Hidraulika ............................................................................... 9
1.1.6 Geoteknik .......................................................................................... 13
1.2 Tanggul dan Tembok Penahan Banjir ........................................................... 14
1.2.1 Definisi dan Bahan Penyusun ........................................................... 14
1.2.2 Sempadan Sungai dan Alinyemen .................................................... 14
1.2.3 Debit Banjir Rencana ........................................................................ 15
1.2.4 Teknik Sungai ................................................................................... 15
1.2.5 Analisis Hidraulik ............................................................................... 16
1.2.6 Geoteknik .......................................................................................... 21
1.2.7 Tinggi Jagaan (Freeboard) ................................................................ 24
1.3 Bendungan Pengendali Banjir ....................................................................... 26
1.3.1 Jenis Bendungan .............................................................................. 26
1.3.2 Faktor-Faktor Fisik yang Menentukan Pemilihan Lokasi dan Jenis
Bendungan ........................................................................................ 27
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi iii
1.4 Kolam Penampungan .................................................................................... 28
1.4.1 Umum ............................................................................................... 28
1.4.2 Pertimbangan-Pertimbangan Pembebasan Tanah ............................ 29
1.4.3 Debit Banjir Rencana ........................................................................ 30
1.4.4 Angkutan Sedimen ............................................................................ 31
1.4.5 Analisis Hidraulik ............................................................................... 33
1.5 Banjir Kanal dan By Pass .............................................................................. 34
1.5.1 Umum ............................................................................................... 34
1.5.2 Alinyemen ......................................................................................... 36
1.5.3 Debit Banjir Rencana ........................................................................ 38
1.5.4 Teknik Sungai ................................................................................... 39
1.5.5 Analisis Hidraulik ............................................................................... 50
1.5.6 Pertimbangan-Pertimbangan Geoteknik ............................................ 55
1.5.7 Tinggi Jagaan .................................................................................... 55
1.5.8 Bangunan Pelengkap ........................................................................ 56
1.6 Sistem Drainase ............................................................................................ 57
1.6.1 Umum ............................................................................................... 57
1.6.2 Debit Banjir Rencana ........................................................................ 57
1.7 Analisis Hidraulika ......................................................................................... 58
1.7.1 Umum ............................................................................................... 58
1.7.2 Kecepatan Maksimum yang Diizinkan ............................................... 60
1.7.3 Rencana Tampang Melintang ........................................................... 60
1.7.4 Saluran Dengan Rumput ................................................................... 62
1.7.5 Outlet ................................................................................................ 63
1.7.6 Stasiun Pompa .................................................................................. 64
1.8 Perlindungan Gelombang .............................................................................. 65
1.8.1 Tanggul Pasang Surut ....................................................................... 65
1.8.2 Tinggi Jagaan .................................................................................... 65
1.8.3 Pertimbangan Perencanaan Teknis .................................................. 66
1.8.4 Lebar Mercu dan Perlindungan Tebing.............................................. 66
1.9 Pintu dan Saringan Sampah .......................................................................... 66
1.10 Perbaikan Muara Sungai ................................................................... 67
1.11 Stabilitas dan Perencanaan Teknis Bangunan .................................. 68
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi iv
1.11.1 Beban Rencana ................................................................................ 68
1.11.2 Stabilitas Struktur .............................................................................. 81
1.12 Latihan .............................................................................................. 88
1.13 Rangkuman ....................................................................................... 88
PENUTUP ............................................................................................................ 89
A. Simpulan ....................................................................................................... 89
B. Tindak Lanjut ................................................................................................. 89
EVALUASI FORMATIF ....................................................................................... 90
A. Soal ............................................................................................................... 90
B. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ..................................................................... 91
DAFTAR PUSTAKA
GLOSARIUM
KUNCI JAWABAN
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi v
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 - Perhitungan pengurangan tinggi muka air .......................................... 12
Tabel 1.2 - Koefisien kekasaran manning yang digunakan untuk proyek di Indonesia
............................................................................................................ 18
Tabel 1.3 - Koefisien kekasaran manning dari USBR (1987)................................ 19
Tabel 1.4 - Metode perhitungan koefisien kekasaran manning menurut Chow (1959)
.................................................................................................... 20
Tabel 1.5 - Program Komputer untuk analisis stabilitas talud ............................... 23
Tabel 1.6 - Tipikal parameter tanggul untuk proyek pengendalian banjir di Indonesia
.................................................................................................... 25
Tabel 1.7 - Tinggi jagaan nominal dari Sosrodarsono (1987) ............................... 25
Tabel 1.8 - Kemiringan sisi tanggul yang diijinkan ................................................ 40
Tabel 1.9 - Kecepatan maksimum yang diijinkan diberikan oleh Fortier dan Scobey
dan Simons dan Senturk (1992) ........................................................ 41
Tabel 1.10 - Metode pokok perancangan banjir kana ........................................... 42
Tabel 1.11 - Pengaturan slope untuk transport sedimen yang bervariasi ............. 42
Tabel 1.12 - Perkiraan degradasi potensial dari Simons Sentruk (1992) .............. 43
Tabel 1.13 - Koefisien kekasaran manning untuk saluran pengelak ..................... 54
Tabel 1.14 - Tinggi jagaan nominal untuk saluran pengelak ................................. 55
Tabel 1.15 - Kala ulang banjir rencana untuk sistem drainase kota ...................... 58
Tabel 1.16 - Kala ulang banjir rencana untuk sistem drainase kota sepanjang jalan
.......................................................................................................... 58
Tabel 1.17 - Nilai n manning untuk saluran-saluran dari galian tanah .................. 59
Tabel 1.18 - Variasi n manning dengan V R1 ....................................................... 62
Tabel 1.19 - Kombinasi beban dan pembebanan tekanan desain yang dijinkan . 69
Tabel 1.20 - Berat satuan bahan .......................................................................... 69
Tabel 1.21 - Beban garis ...................................................................................... 70
Tabel 1.22 - Koefisien beban tumbukan ............................................................... 71
Tabel 1.23 - Faktor impact untuk struktur terpendam ........................................... 72
Tabel 1.24 - Koefisien bentuk pilar ....................................................................... 74
Tabel 1.25 - Displacement dinding untuk memperkuat tekanan tanah aktif dan pasif
.................................................................................................... 75
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi vi
Tabel 1.26 - Koefisien jenis tanah n dan m .......................................................... 81
Tabel 1.27 - Kala ulang dan percepatan dasar gempa ......................................... 81
Tabel 1.28 - Tekanan pondasi yang diijinkan ....................................................... 85
Tabel 1.29 - Nilai minimum rasio rayapan berat ................................................... 87
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1 - Jenis pekerjaan pengaturan sungai ................................................ 5
Gambar I.2 - Penjelasan sudetan ......................................................................... 6
Gambar I.3 - Konsep kolam penampungan banjir .............................................. 30
Gambar I.4 - Distribusi vertikal dari ukuran sedimen .......................................... 33
Gambar I.5 - Lengkung maksimum saluran ....................................................... 35
Gambar I.6 - Kecepatan rerata pada bahan kohesif .......................................... 36
Gambar I.7 - Hubungan antara kecepatan rata-rata kedalaman dan ukuran butiran
...................................................................................................... 44
Gambar I.8 - Lebar rata-rata untuk debit dominan ............................................. 45
Gambar I.9a - Kemiringan untuk material kasar .................................................. 46
Gambar I.9b - Kemiringan untuk bahan dasar kasar ........................................... 47
Gambar I.10 - Kedalaman saluran untuk bahan granuler ................................... 48
Gambar I.11 - Sudut kemiringan untuk timbunan riprap .................................... 49
Gambar I.12 - Contoh umum saluran by pass .................................................... 49
Gambar I.13 - Tipe-tipe detail terowongan ........................................................ 52
Gambar I.14 - Curva hidraulika terowongan ....................................................... 53
Gambar I.15 - Nilai kecepatan dasar .................................................................. 53
Gambar I.16 - Faktor koreksi untuk kecepatan dasar ......................................... 61
Gambar I.17 - Tipe tampang melintang tanggul ................................................ 62
Gambar I.18 - Beban hidup ............................................................................... 65
Gambar I.19 - Koefisien tekanan hidro dinamik ................................................. 72
Gambar I.20 - Tekanan horisontal akibat tambahan beban titik dan beban garis77
Gambar I.21 - Tekanan angkat........................................................................... 78
Gambar I.22 - Peta daerah gempa ..................................................................... 80
Gambar I.23 - Diagram distribusi gaya dan tekanan .......................................... 82
Gambar I.24 - Metode rasio rayapan berat lane ................................................. 85
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi viii
PETUNJUK PENGGUNAAN
Deskripsi
Modul dasar-dasar perencanaan prasarana banjir ini terdiri dari 1 (satu) materi
pokok yang membahas dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.
Peserta pelatihan mempelajari keseluruhan modul ini dengan cara yang berurutan.
Pemahaman setiap materi pada modul ini diperlukan untuk memahami dasar-dasar
perencanaan prasarana banjir. Setiap materi pokok dilengkapi dengan latihan yang
menjadi alat ukur tingkat penguasaan peserta pelatihan setelah mempelajari materi
pada materi pokok.
Persyaratan
Dalam mempelajari modul ini, peserta pelatihan diharapkan dapat menyimak
dengan seksama penjelasan dari pengajar, sehingga dapat memahami dengan baik
materi yang merupakan materi inti/substansi dari Pelatihan Pengendalian banjir.
Untuk menambah wawasan, peserta diharapkan dapat membaca terlebih dahulu
materi yang berkaitan dengan dasar-dasar perencanaan prasarana banjir dari
sumber lainnya.
Metode
Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan adalah dengan
kegiatan pemaparan yang dilakukan oleh Pengajar/Widyaiswara/Fasilitator, adanya
kesempatan diskusi dan studi kasus.
Alat Bantu/Media
Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran ini, diperlukan Alat Bantu/Media
pembelajaran tertentu, yaitu: LCD/projector, Laptop, white board dengan spidol dan
penghapusnya, bahan tayang, serta modul dan/atau bahan ajar.
Kompetensi Dasar
Setelah mengikuti seluruh rangkaian pembelajaran, peserta diharapkan mampu
memahami dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pegawai Negeri Sipil mempunyai peranan yang sangat penting dalam rangka
pelaksanaan cita-cita bangsa dan mewujudkan tujuan negara sebagaimana
tercantum dalam pembukaan Undang-Undang Dasar Negara Republik Indonesia
Tahun 1945. Dengan semakin bertambahnya volume dan kompleksitas tugas-tugas
lembaga pemerintahan dan silih bergantinya regulasi yang begitu cepat perlu
upaya-upaya preventif untuk memperlancar tugas-tugas yang harus diemban oleh
Pegawai Negeri Sipil.
Untuk mewujudkan penyelenggaraan pemerintahan dan pembangunan, Pegawai
Negeri Sipil harus memiliki integritas, profesional, netral dan bebas dari intervensi
politik, bersih dari praktik korupsi, kolusi, dan nepotisme, serta mampu
menyelenggarakan pelayanan publik bagi masyarakat dan mampu menjalankan
peran sebagai unsur perekat persatuan dan kesatuan bangsa berdasarkan
Pancasila dan Undang-Undang Dasar Negara Republik Indonesia Tahun 1945, hal
tersebut dapat terwujud dengan melalui pembinaan yang dilaksanakan
berkelanjutan. Sesuai dengan Undang-Undang Nomor 43 tahun 1999 yang
dinyatakan bahwa manajemen PNS diarahkan untuk menjamin penyelenggaraan
tugas pemerintahan dan pembangunan secara berhasil guna dan berdaya guna
B. Deskripsi Singkat
Mata pelatihan ini membekali peserta pelatihan dengan pengetahuan/wawasan
mengenai dasar-dasar perencanaan prasarana banjir, melalui metode ceramah
interaktif, diskusi dan studi kasus. Keberhasilan peserta pelatihan dinilai dari
kemampuan memahami dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.
C. Tujuan Pembelajaran
1. Kompetensi Dasar
Setelah mengikuti seluruh rangkaian pembelajaran, peserta diharapkan mampu
memahami dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 2
2. Indikator Keberhasilan
Setelah mengikuti pembelajaran, peserta diharapkan mampu menjelaskan
dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.
D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok
Dalam modul dasar-dasar perencanaan prasarana banjir ini akan membahas
materi:
1. Pengaturan dan perbaikan alur sungai:
a. Jenis-jenis pengaturan dan perbaikan alur sungai,
b. Sempadan sungai,
c. Debit rencana alur,
d. Teknik sungai,
e. Analisis hidraulik,
f. Geoteknik.
2. Tanggul dan tembok penahan banjir:
a. Definisi dan bahan penyusun,
b. Sempadan sungai dan alinyemen,
c. Debit banjir rencana,
d. Teknik sungai,
e. Analisis hidraulik,
f. Geoteknik,
g. Tinggi jagaan (freeboard).
3. Bendungan pengendali banjir:
a. Jenis bendungan,
b. Faktor-faktor fisik yang menentukan pemilihan lokasi dan jenis bendungan.
4. Kolam penampungan:
a. Umum,
b. Pertimbangan-pertimbangan pembebasan tanah,
c. Debit banjir rencana,
d. Angkutan sedimen,
e. Analisis hidraulik.
5. Banjir kanal dan by pass:
a. Umum,
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 3
b. Alinyemen,
c. Debit banjir rencana,
d. Tenik sungai,
e. Analisis hidraulika,
f. Pertimbangan-pertimbangan geoteknik,
g. Tinggi jagaan,
h. Bangunan pelengkap.
6. Sistem drainase:
a. Umum,
b. Debit banjir rencana,
c. Analisis hidraulika,
d. Umum,
e. Kecepatan maksimum yang diizinkan,
f. Rencana tampang melintang,
g. Saluran dengan rumput,
h. Outlet,
i. Stasiun pompa.
7. Perlindungan gelombang:
a. Tanggul pasang surut,
b. Tinggi jagaan,
c. Pertimbangan perencaaan teknis,
d. Lebar mercu dan perlindungan tebing.
8. Pintu dan saringan sampah;
9. Perbaikan muara sungai;
10. Stabilitas dan perencanaan teknis bangunan:
a. Beban rencana,
b. Stabilitas struktur.
E. Estimasi Waktu
Alokasi waktu yang diberikan untuk pelaksanaan kegiatan belajar mengajar untuk
mata pelatihan “Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir” ini adalah 10
(sepuluh) jam pelajaran (JP) atau sekitar 450 menit.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 4
MATERI POKOK 1
DASAR-DASAR PERENCANAAN PRASARANA BANJIR
1.1 Pengaturan dan Perbaikan Alur Sungai
1.1.1 Jenis-Jenis Pengaturan dan Perbaikan Alur Sungai
Pada sistem pengendalian banjir pengaturan sungai dan perbaikan alur biasanya
bertujuan untuk menambah kapasitas alur sungai untuk rnenurunkan elevasi muka
air banjir. Pekerjaan pengaturan dan perbaikan alur sungai meliputi:
Pelurusan dan/atau pemendekan meander alur,
Menambah kedalaman dan pelebaran alur.
Mengurangi kekasaran alur,
Mengalihkan alur aliran,
Pengendalian erosi alur.
Gambar I.1 mengilustrasikan berbagai tipe pekerjaan pengaturan sungai. Pelurusan
dan pemendekan alur sungai menggunakan sudetan diilustrasikan pada Gambar
I.1. Pemutusan meander bertujuan untuk menambah kermiringan dasar sungai
setermpat sehingga muka air turun. Pemutusan meander mungkin juga digunakan
untuk menimbulkan proses degradasi dasar sungai yang merambat ke arah hulu.
Metode ini dapat digunakan pada meander berat.
Indikator keberhasilan : setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diharapkan
mampu menjelaskan dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 5
Gambar I.1 - Jenis pekerjaan pengaturan sungai
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 6
Gambar I.2 - Penjelasan sudetan
Pendalaman atau pelebaran alur dengan penggalian atau pengerukan dasar
sungai, menambah luas tampang alur dan mengurangi kekasaran relatif alur, yang
mengakibatkan elevasi muka air lebih rendah. Alur tersebut diperbaiki mungkin
efektif dalam keperluan navigasi dengan penyediaan draft yang meningkat pada
debit rendah. Perbaikan alur mungkin dapat dilakukan dengan pengerukan atau
penggalian dasar alur, tergantung pada alur sungai dan kondisi material dasar alur
sungai.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 7
Di beberapa sungai periawanan aliran secara keseluruhan bisa dikurangi dengan
menghilangkan bentuk kekasaran yang terjadi seperti delta oleh pulau atau
penghalang lainnya.
1.1.2 Sempadan Sungai
Pelaksanaan dari sudetan meander memerlukan tanah yang cukup diantara
tikungan meander yang berurutan. Akses/jalan masuk harus diberikan untuk mesin-
mesin konstruksi untuk menggali alur sudetan dan untuk membuang material yang
mengganggu. Sering kali material yang mengganggu ini dapat digunakan untuk
isian alur meander yang tidak terpakai lagi.
Tanah yang cukup stabil harus diperoleh untuk menampung pergeseran alur
sungai, karena pembangunan alur sudetan bisa menyebabkan ketidakstabilan
konstruksi yang ada di alur sungai.
Aliran sudetan harus dipilih untuk memberikan transisi yang halus untuk alur baru
dan alur alam (seperti yang dijelaskan dalam Gambar I.2). Karena alur yang dibuat
mungkin memberi pengaruh pada alinyemen transisi.
1.1.3 Debit Rencana Alur
Debit rencana untuk desain alur sudetan biasanya berupa debit dominan dari
sungai. Debit dominan adalah kapasitas bankfull dari alur alam yang relatif stabil,
biasanya berhubungan dengan kala ulang yang berkisar 2 sampai 3 tahun. Suatu
debit dominan ekuivalen dengan banjir 2 tahunan telah digunakan untuk
perencanaan alur sudetan pada Bengawan Solo.
Debit banjir rencana tidak biasa dipakai untuk dimensi alur sudetan (seperti lebar,
kedalaman, dan kemiringan) yang menggunakan hubungan rejim, karena akan
menghasilkan lebar alur yang berlebihan dan datar.
1.1.4 Teknik Sungai
Penyelidikan pra perencanaan teknis secara ekstensif diperlukan untuk
menentukan kelayakan dan respon alur sudetan pada meander yang direncanakan.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 8
Data lapangan dikumpulkan untuk menentukan sifat material tanah dimana sudetan
akan dibangun. Data ini penting dalam memperkirakan jarak segmen sudetan. Data
geoteknik diperlukan untuk memperkirakan ketahanan erosi tanah pada bagian
dasar dan tebing dari alur, dimana akan mempengaruhi besar dan tingkat degradasi
dasar maupun erosi lateral. Analisis butiran diperlukan jika material granular ada.
Jika menemui tanah kohesif uji laboratorium tanah diperlukan kecuali jika
karakteristik tanah diketahui dari pengalaman sebelumnya.
Kondisi geologi atau geomorfologi daerah dapat untuk mernperkirakan hal-hal
berikut ini :
Adanya pemeriksaan geologi seperti material tahan erosi yang dapat
mempengaruhi pengembangan sudetan atau memperlemah lapisan yang dapat
mempercepat degradasi dan atau erosi lateral.
Lokasi yang disarankan untuk pengambilan sampel tanah bawah permukaan.
Data hidraulika dan geomorfologi di atas diperlukan juga untuk pengerukan dasar
alur.
Informasi ini dapat digunakan untuk memperkirakan respon sungai secara alami
terhadap sudetan dan atau pengerukan yang diusulkan. Konstruksi sudetan di
meander dapat menimbulkan hal-hal berikut ini,
Degradasi dasar di hulu
Agradasi dasar di hilir
Menarnbah kelokan yang akhirnya dapat mengembalikan panjang alur semula.
Faktor berikut juga dapat dipertimbangkan
Kecukupan Callan Contoh (Pilot Cut Adeguaci)
Menentukan apakah pilot cut yang direncanakan cukup besar untuk
pengembangan sepenuhnya. Menghitung kecepatan dan tractive force pada
debit bankfull dari pilot cut dan membandingkan dengan kecepatan kritis dan
tractive force yang diperlukan untuk mengikis dasar dan tebing sungai.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 9
Profil muka air
Menghitung profil muka air semula dan yang telah berubah yang diakibatkan oleh
sudetan. Menentukan apakah tinggi muka air yang telah berubah akan
mengurangi kerusakan akibat banjir secara baik.
Penyesuaian Profil
Perkiraan penyesuaian jangka pendek berdasar pada profil muka air yang
diharapkan terjadi dalam alur yang relatif pendek di hulu dan di hilir dari sudetan.
Respon dalam jangka Panjang
Memperkirakan respon jangka panjang untuk satu rangkaian sudetan atau
pembuatan alur pada tanah yang mudah tererosi. Jika hubungan rejim dapat
dipakai untuk mengetahui sifat dan skala respon jangka panjang secara umum,
namun hal itu tidak dapat digunakan untuk memperkirakan waktu yang
diperlukan untuk mencapai keseimbangan yang baru. Alur pada akhirnya akan
kembali mencapai kemiringan rejim antara titik kontrol yang akan ditentukan
dengan debit dan suplai sedimen jangka panjang. Penyesuaian ini akan
disempurnakan melalui degradasi hulu, agradasi hilir, perbesaran meander arah
lateral, atau kombinasi dari hal-hal tersebut.
Jika respon sungai terhadap sudetan yang direncanakan sudah ditentukan, dampak
pada bangunan-bangunan terdekat dapat diperkirakan, Perkiraan tersebut
termasuk hal-hal berikut ini,
Kedalaman gerusan lokal pada pilar jembatan
Elevasi muka air pada tempat pengambilan air
Elevasi dasar gerusan pada lintasan pipa yang ditanam
Kedalaman gerusan di hilir bangunan sungai.
1.1.5 Analisis Hidraulika
Lebar Alur
Lebar rejirn alur dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Lacey Regine
yang diberikan oleh Richards (1982) seperti ditunjukan di bawah ini.
𝐁 = 𝟒, 𝟖𝟒𝑸𝟒𝟎𝟓 1.1
dimana :
B = lebar puncak rejim alur (m)
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 10
Q4 = debit dominan atau benkiidl (cm3/detik)
Kedalaman Alur dan Kemiringan Dasar
Respon jangka pendek dari kedalaman alur dan kemiringan dasar yang disebabkan
oleh pengaruh sudetan dapat dihitung dengan menggunakan metode yang
disajikan oleh Parker dalam NHC1 (1978). Prosedur perhitungan dijelaskan di
bawah ini.
Menghitung panjang pengaruh dari sudetan tunggal dengan menggunakan
persamaan berikut.
p = 3 Lo 1.1
dirnana :
p = panjang pengaruh
Lo = panjang sudetan
Panjang total daerah-daerah yang terpengaruh adalah 2 P ditambah panjang
sudetan.
Menghitung panjang pengaruh total dari suatu rangkaian sudetan dengan
menggunakan persamaan berikut ini.
P = P1 + Pn + M 1.2
dimana :
P = panjang penetrasi total
P1 = panjang penetrasi sudetan yang paling hulu
Pn = Panjang penetasi sudetan yang paling hilir
M = Jarak alur dari ujung hulu sudetan paling hulu sampai ujung hilir dari
sudetan paling hilir.
Panjang total dari alur yang terpengaruh sama dengan panjang penetasi total P.
Menghitung kemiringan dari alur yang terpengaruh dengan menggunakan
persamaan berikut ini.
𝐒𝐀 =∆𝐙𝐫
𝐋𝐀 1.3
Pertimbangan lain
Informasi geologi dari material bawah tanah sebaiknya dipakai untuk menentukan
apakah tegangan geser aliran pada sudetan dapat memindahkan material hingga
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 11
mencapai kedalaman dasar yang dihitung. Material pada kedalaman dasar yang
dihitung sebaiknya diperiksa untuk memastikan bahwa tidak ada lapisan lemah
yang dapat mengakibatkan percepatan degradasi atau erosi. Ukuran material dasar
dan bentuk dasar dapat dihitung untuk perkiraan kekasaran hidraulika yang dipakai
dalam perhitungan hidraulika.
Profil dasar alur yang tertentu, digambarkan dengan garis tebal pada Gambar I.2,
yang akan menjadi lebih halus pada saat terjadi penyesuaian alur oleh proses
agradasi dan degradasi dalam waktu yang panjang. Profil dasar alur yang
digambarkan dengan garis putus-putus pada Gambar I.2 merupakan hasil akhir.
Disana mungkin masih ada penurunan elevasi air banjir karena pemendekan
seluruh panjang alur dan basil semakin terjalnya kemiringan dasar alur. Pengaruh
ini di masa yang akan datang bisa diabaikan karena alur selalu membentuk
meander dan panjang alur akan rnenyesuaikan kembali.
Contoh 1.1 Menyajikan contoh perhitungan yang menggambarkan bagaimana
metode ini digunakan untuk memperkirakan pengurangan tinggi air karena sudetan.
Hasil contoh 1.1 mengindikasikan bahwa tiga sudetan adalah efektif sebab
pengurangan tinggi muka air dicapai pada semua lokasi di dalam alur itu.
Perencanaan teknis sudetan hilir harus dievaluasi jika tidak ada penurunan muka
air di titik tertentu,
Contoh 1.1
Soal :
Ttga sudetan akan dibangun secara seri seperti diperlihatkan pada Gambar I.2.
Parameter yang relevan diberikan di bawah ini
Lo1 = 1,2 km Lo2 = 1,5 km Lo3 = 0,9 km Lc1 = 025 km
Lc2 = 0,25 km Lc3 = 0,18 km M12 = 6,1 km M23 = 5 km
d = 3,5 m
B = 80 m
Dimana Lo menunjukkan panjang belokan Lc panjang sudetan, M jarak antara ujung
hulu dari sudetan hulu dan ujung hilir dari sudetan hilir, d kedalaman bankfull
sebelum sudetan, dan B lebar atas sebelum sudetan. Hitung kedalaman alur, lebar
atas dan kemiringan dasar alur yang dipengaruhi oleh sudetan dan pengurangan
tinggi air karena sudetan.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 12
Penyelesaian :
Menghitung Panjang Penetrasi Total
P1 = 3 Lo1 = 3,6; P2 = 3 Loz = 4,5 ; P3 = 3 Lo3 = 2,7 km
P = M12 + M23 + Lc1 + Lc3 + P1 + P3 = 18,08 km
Panjang total dari alur yang terpengaruh adalah 18,08 km dengan titik ujung dari
A dan H seperti diperlihatkan pada Gambar I.2. Penurunan elevasi dari A ke H
diukur 8,1 m.
Menghitung Kemiringan Dasar dari Alur yang Terpengaruh
du = d = 3,5 Bu = b =-80 m
Menghitung Kemiringan Dasar dari Alur yang tak Terpengaruh
Su = ZT (L1 + L2 + L3 + M12 + M23 + P1 + P3) = 0,000386
Perhitungan ini menganggap bahwa dasar alur dari alur yang tidak terpengaruh
sama dengan kemiringan dasar alur antara Adan H sebelum adanya sudetan.
Menghitung Kedalaman dan Lebar Puncak alur dari Alur yang Terpengaruh
Kedalaman dan lebar atas alur dari alur yang tidak terpengaruh diperkirakan:
du = d = 3,5 Bu = b =-80 m
Kedalaman dan lebar puncak alur dari alur yang terpengaruh dihitung sebagai
berikut:
dA = du (Su/SA)-l.54 = 2,78 m, BA= Bu (Su/SA)-2.527 = 112 m
Menghitung Pengurangan Tinggi Muka Air karena Sudetan.
Kemiringan dasar akhir ditentukan secara grafis seperti ditunjukan pada Gambar
I.2. Tabel 1.1 rnemberikan perhitungan pengurangan tinggi rnuka air karena
sudetan.
Tabel 1.1 - Perhitungan pengurangan tinggi muka air
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 13
1.1.6 Geoteknik
Aspek geoteknik pada perbaikan dan pengaturan alur dibicarakan di bawah ini.
Kemiringan Talud
Umumnya, galian talud sementara pada tanah kohesif (contoh lumpur dan
lempung), jika tidak diberi perkuatan atau diberi penguat, kemiringan tidak akan
lebih curam dari 1,5 V : 1 H. Untuk galian yang lebih dalarn dari S meter, kemiringan
galian yang aman harus ditetapkan dengan memperhatikan tanah yang ada dan
permukaan air dan tanah dalam bentuk grafik stabilitas yang diberikan oleh
Morgenstern dan Price (1965), Lowers (1979) atau analisis stabilitas dengan
menggunakan komputer (Contoh PC-Slope atau G-Slope). Kemiringan tetap tanah
kohesif sebaiknya tidak lebih curam dari 1 V : 2 H, kecuali jika analisis kestabilan
menunjukan bahwa kemiringan yang lebih curam tetap stabil dalam waktu yang
lama.
Tanah yang tidak kohesif seperti pasir dan kerikil, kemiringan talud galian
sementara di atas muka air tanah tidak boleh lebih curam dari 1,5 V : 1 H. Talud
vertikal masih memungkinkan untuk waktu yang terbatas jika endapan granular
tersemen dengan kalsit atau lernpung minor. Namun talud vertikal ini bisa gagal jika
terjadi hujan selama penyemenan dan dapat dipecahkan air. Penggalian tanah
granular di bawah elevasi muka air tanah akan menyebabkan pencairan sementara
dan mengakibatkan kemiringan sangat datar bervariasi dari 1 V : 2 H bergantung
pada gradasi ukuran butiran. Kerniringan permanen pada galian tanah tidak kohesif
di atas muka air tanah sebaiknya tidak boleh lebih curam dari 1 V: 1 H kecuali jika
diindikasikan lain dengan analisis stabilitas.
Tanggul Penutup
Untuk informasi yang lebih jauh mengenai perencanaan teknis tanggul, material
untuk pelaksanaan, persyaratan-persyaratan pemadatan, dan perkiraan stabilitas,
dapat di lihat pada sub bab Tanggul, atau pada USBR Design Standard No.13, Bab
10. Pelaksanaan Tanggul (1991).
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 14
Pelindung Tebing
Apabila diperlukan, pelindung tebing dipasang untuk beberapa hal yaitu, perbaikan
air sungai, melindungi kerusakan dari gelombang, arus sungai, hujan dan
angin/musim, material debris, aliran permukaan dan liang binatang. Perlindungan
talud dapat dibangun dari riprap, semen tanah, pembetonan, pengaspalan, lapisan
pelindung, kerikil, pasangan batu kali, pasangan batu bata, dan bronjong.
Perlindungan talud di hilir tanggul kadang kala diperlukan untuk melindungi dari
kerusakan akibat erosi permukaan.
Lapisan filter harus diberikan diantara riprap dan material talud bagian dasar, hal ini
untuk melindungi material tersebut dari erosi gelombang serta memberikan dasar
yang stabil untuk riprap. Lapisan filter dirancang antara riprap dan material talud
bagian dasar sesuai dengan prosedur yang garis besarnya terdapat dalam USBR
Design Standard No.13, Bagian 5 - Protective Filter (1987). Sebagai alternatif lain,
lapisan filter dapat diganti atau digunakan secara bersamaan dengan geotextile
filter. Perencanaan teknis yang diperlukan untuk geotextile filter diberikan dalam
USBR Design Standard No. 13 Bab 19 - Geotextile (1987).
1.2 Tanggul dan Tembok Penahan Banjir
1.2.1 Definisi dan Bahan Penyusun
Yang dimaksud dengan tanggul adalah bangunan pengendali sungai yang
dibangun dengan persyaratan teknis tertentu untuk melindungi daerah sekitar
sungai terhadap limpasan air sungai. Tanggul biasanya dibangun dari material
tanah yang dipadatkan, pasangan batu, pasangan bata, pasangan beton, turap
baja, atau material lain yang sesuai.
1.2.2 Sempadan Sungai dan Alinyemen
Pertimbangan Sosial
Alinyemen dari tanggul baru ditetapkan berdasarkan faktor-faktor sosial berikut ini.
Tanggul biasanya digunakan sebagai jalan untuk pejalan kaki, pemakai sepeda
dan sepeda motor. Oleh karena itu dalam merancang alinyemen harus
mempertimbangkan persyaratan minimal geometri jalan.
Produksi pertanian bisa tumbuh di dataran banjir karena tingginya kebutuhan
akan tanah pertanian.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 15
Memperhatikan resiko pemukirnan penduduk yang sudah ada.
jalan masuk ke desa dapat terganggu dengan adanya konstruksi tanggul,
Kontruksi tanggul bisa mengakibatkan pemindahan penduduk ke beberapa
daerah setempat dalarn satu desa atau ke desa lain yang terdekat. Oleh karena
itu dalam merencanakan alinyemen perlu dikonsultasikan dengan pemerintah
daerah setempat, terutama Lurah (kepala desa).
Faktor Teknis dan Biaya
Penentuan alinyemen tanggul sebaiknya mempertimbangkan faktor-faktor teknis
sebagai berikut :
Untuk meminimalkan biaya, tanggul dibuat selurus mungkin konsisten dengan
topografi, garis batas yang ada, fasilitas bangunan yang ada, dan kelokan
meander sungai,
Jarak antara tanggul dengan tebing sungai (bantaran sungai) harus mempunyai
lebar yang cukup untuk menampung debit banjir rencana. Jarak standar tanggul
terhadap tebing sungai bervariasi tergantung pada kondisi setempat. Jarak
tanggul terhadap tebing sungai yang disarankan adalah 10 - 25 m untuk daerah
perkotaan dan lebih dari 25 m untuk daerah pedesaan.
Kelayakan perbaikan hidraulik sungai dengan membuat alur sudetan di daerah
meander sungai yang ekstrim harus diperhitungkan, karena sudetan
memungkinkan pemendekan dan pelurusan tanggul.
Untuk melindungi dataran banjir dari genangan akibat pembendungan bisa
dibuat tanggul pada kedua sisi kanan dan kiri anak sungai sejauh daerah
pengaruh pembendungan tersebut.
1.2.3 Debit Banjir Rencana
Debit banjir rencana dari proyek pengendalian banjir digunakan untuk perancangan
teknis elevasi tanggul dan dinding penahan banjir. Penetapan debit banjir rencana
berdasarkan pada pertimbangan ekonomi dan status daerah yang dilindungi.
1.2.4 Teknik Sungai
Tahapan kegiatan-kegiatan berikut ini harus dilaksanakan untuk memperkirakan
dampak pembangunan tanggul dan dinding penahan banjir di sungai.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 16
Peninjauan kembali terhadap rencana tanggul atau tembok penahan banjir yang
diusulkan serta identifikasi terhadap daerah dimana laju erosi lateral dan
meander di hilir mempunyai potensi merusak tanggul.
Perkiraan pilihan alinyemen sedemikian sehingga meminimalkan biaya
pengendalian erosi tebing sungai. Pertimbangan pembatas-pembatas seperti
tataguna lahan, ketersediaan biaya pengendalian erosi, dan biaya penempatan
tanggul yang jaraknya lebih besar dari ketentuan di atas.
Pilihlah bentuk dasar dan kekasaran hidraulik yang tepat untuk penghitungan
hidraulik secara komputasi untuk kondisi bankfull dan banjir rencana.
Bandingkan kecepatan aliran di alur dengan dan tanpa tanggul atau tembok
penahan banjir untuk debit banjir rencana. Jika perubahan kecepatan lebih kecil
dari 30%, maka erosi tebing dan angkutan sedimen tidak begitu berpengaruh.
Jika perubahan ini antara 30 % dan 50 %, akan mernpengaruhi angkutan
sedimen, erosi tebing, dan stabilitas sungai yang ditinjau. Jika perubahan
kecepatan lebih besar dari 50%, maka akan terjadi perubahan geomorfologi yang
berarti. Dalam hal ini, lokasi tanggul atau tembok penahan banjir disesuaikan.
Langkah pengaturan sungai dan pengendalian erosi dibutuhkan jika lokasi
tanggul tidak dapat disesuaikan.
1.2.5 Analisis Hidraulik
Tujuan
Tujuan dari analisis hidraulik adalah untuk menggambarkan profil muka air banjir
rencana sepanjang sungai yang ditinjau. Profil Muka Air yang dihasilkan
memberikan suatu dasar untuk menentukan elevasi tanggul atau dinding penahan
banjir.
Analisis dengan Anggapan Kondisi Aliran Permanen
Kondisi aliran permanen dan tidak seragarn (stedy state non-uniform flow) dapat
sebagai asumsi, jika tampungan pada dataran banjir sangat kecil sehingga hidrogaf
inflow banjir tidak cukup lama menggenang dalam tampungan (terendam).
Model komputer HEC-2 yang dikembangkan oleh U.S Anny Corps of Engineer bisa
digunakan untuk menghitung profil muka air. Model HEC-2 dibicarakan secara rinci
dalam manual yang dipersiapkan Hoggen (1969).
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 17
Sebagai alternatif metode "slope ered' yang dibahas oleh USBR (1987), dapat
digunakan untuk menghitung tinggi muka air. Metode ini berdasarkan persamaan
Manning yang ditunjukkan di bawah ini.
𝐐 =𝐀.𝐑𝟐∕𝟑𝐒𝟏∕𝟐
𝐧 1.4
dimana
Q = debit (m3/detik)
A = luas tampang melintang (m2)
R = jari-jari hidraulik (m) didefisinikan sebagai A/P, dimana P adalah keliling
basah
s = gradien energi
n = koefisien kekasaran Manning
Analisis dengan Anggapan Kondisi Aliran Tidak Permanen
Analysis dynamic routing atau analisis aliran tidak permanen diperlukan untuk
menghitung tinggi muka air puncak pada dataran banjir dengan tampungan besar
sehingga mengakibatkan penurunan puncak banjir yang berarti. Beberapa model
komputer dipakai untuk dynamic routing meliputi 1-D, DWOPER. MIKE-11 dan
NETWORK.
Koefisien Kekasaran Manning
Faktor-faktor berikut harus diperhitungkan untuk menetapkan besarnya koefisien
kekasaran Manning.
Digunakan koefisien kekasaran yang berbeda untuk alur sungai dan daerah
dataran banjir.
Koefisien kekasaran yang berbeda pada sepanjang alur besarnya bervariasi,
Pengaruh potensial pada pengembangan daerah dataran banjir di masa datang
terhadap besarnya koefisien kekasaran harus diperhitungkan.
Koefisien kekasaran dapat dihitung secara pasti berdasarkan pengukuran debit
dan tinggi muka air.
Koefisien kekasaran dipengaruhi oleh perubahan bentuk dasar sungai atau
tingkat pertumbuhan tanaman.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 18
Koefisien kekasaran Manning yang telah digunakan dalarn perancangan teknis
beberapa proyek pengendalian banjir di Indonesia dituliskan dalam Tabel 1.2.
Tabel 1.2 - Koefisien kekasaran manning yang digunakan untuk proyek di
Indonesia
Tabel 1.2 menyajikan nilai n (Manning) untuk berbagai kondisi alur yang diberikan
oleh USBR (1987). Sedangkan Tabel 1.2 mernberikan prosedur yang dibuat Chow
(1959) untuk menghitung nilai n (Manning) untuk alur sungai dengan
mempertimbangkan berbagai faktor.
Petunjuk tambahan pernilihan koefisien kekasaran Manning untuk alur alami
diberikan Myers (1990), Chow (1959), dan US Geological Survey (1984).
Pertimbangan Lain
Beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam melakukan analisis hidraulika
adalah seperti berikut ini :
Potensi perubahan morfologi sungai seperti agradasi dan degradasi, baik secara
alami maupun buatan manusia.
Halangan pada alur sungai yang ada sekarang atau yang akan datang seperti
jembatan.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 19
Tabel 1.3 - Koefisien kekasaran manning dari USBR (1987)
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 20
Tabel 1.3 - Metode perhitungan koefisien kekasaran manning menurut Chow
(1959)
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 21
1.2.6 Geoteknik
Kriteria
Kriteria berikut dapat dipertimbangkan untuk menjamin kestabilan kinerja tanggul
dan tembok penahan banjir.
Tanggul, tembok penahan banjir, dan pondasi harus stabil, tidak berubah bentuk
secara berlebihan karena pengaruh berbagai beban yang mungkin terjadi selama
umur konstruksi atau umur pelayanan, termasuk beban gempa.
Rembesan melalui tanggul, dinding penahan banjir, dan pondasi harus
dikendalikan untuk mencegah terjadinya gaya angkat, piping, ketidakstabilan,
sloughing dan erosi yang berlebihan.
Tinggi jagaan harus cukup untuk mencegah terjadinya overtopping (limpasan)
selama terjadi banjir.
Tinggi tanggul sebaiknya dilebihi untuk kemungkinan terjadinya settlement.
Kemiringan talud tanggul direncanakan untuk menahan erosi selama aliran
sungai normal, hujan, dan saat terjadi banjir.
Pelaksanaan
Langkah-langkah berikut dipertimbangkan untuk menjamin pelaksanaan perbaikan
tanggul dan tembok penahan banjir.
Pelaksanaan perbaikan pondasi.
Penggunaan material timbunan
Pengendalian gradasi butiran.
Pengendalian Kadar air (moisture content)
Pengendalian kepadatan.
Pemasangan fasilitas pengendali rembesan dan piping.
Contoh tindakan pengendalian rembesan dan piping adalah seperti berikut ini,
Fondasi sudetan untuk meminimalkan rembesan ke bawah.
Inti tanggul dengan lebar yang mencukupi dari material yang kedap air dan tidak
mudah retak akibat terjadinya retak (cracking), piping, dan kembang-susut.
Lapisan kedap air impervious; di hulu.
Zona transisi dan filter.
Darinasi internal
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 22
Toe drains dan relief wells
Faktor-Fakror Perencanaan Teknis Geoteknik
Beberapa faktor dalam aspek geoteknik berikut ini harus dipertimbangkan alam
perencanaan teknis tanggul dan dinding penahan banjir.
Kondisi Geologi di Lapangan
Menetapkan material pondasi yang menjadi dasar bangunan termasuk tipe dan
tingkat perbaikan pondasi yang diperlukan, Tipe material pondasi bisa juga
berpengaruh pada perencanaan teknis tanggul seperti dibicarakan di bawah ini.
- Batuan harus yang baik, memenuhi syarat digali jika basah, dan digrouting jika
lolos air.
- Kerikil harus dipadatkan jika lepas, Tindakan penanggulangan rembesan
mungkin diperlukan.
- Lumpur (silt) atau pasir halus punya potensi mencair jika dapat lepas di
lapangan dan kemudian dijenuhkan atau mendapat getaran aktifitas seismik.
- Tindakan pengurangan mungkin diperlukan dalam perencanaan teknis
tanggul untuk menjamin bahwa penurunan (setlement) pada lapisan lempung
tidak membahayakan kestabilan tanggul,
- Endapan yang beriapis-lapis rawan terhadap perpindahan tekanan air pori dan
built up di bawah toe tanggul yang dapat menyebabkan ketidakstabilan
tanggul.
Daerah Seisrnik
Apakah lokasi terletak pada daerah yang berpotensi seismik aktif atau tidak,
sehingga bisa menentukan tipe atau bangunan penahan banjir yang digunakan,
Bahan Konstruksi Yang Tersedia
Perencanaan teknis tanggul dapat menggunakan bahan terbaik yang berasal
dari tempat terdekat.
Ekonomi
Perencanaan teknis bangunan harus mampu memberikan keseimbangan antara
ekonomi, penggunaan, keamanan, dan lingkungan.
Stabilitas
Kemiringan talud 1 V : 2 H sangat baik untuk tanggul homogen yang dipadatkan
dengan baik yang dibangun di atas pondasi batu yang memenuhi syarat dengan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 23
menggunakan grafik stabilitas seperti yang diberikan Taylor (1948), Morgenstem &
Price (1965), Sowers (1979). Analisis stabilitas sebaiknya dilakukan untuk
menentukan kemiringan talud untuk tanggul yang lebih tinggi dari 3 meter dengan
kondisi pondasi yang jelek, Ada beberapa program komputer yang dapat dipakai
untuk melakukan analisis stabilitas talud lihat Tabel 1.5.
Tabel 1.4 - Program Komputer untuk analisis stabilitas talud
USBR Design Standard, No.13, Bagian 4 - Analisis Stabilitas Statis (1987)
menyajikan secara detail kondisi pembebanan tanggul untuk analisis stabilitas
statis, dan pemilihan parameter kekuatan materil serta faktor keamanan minimum
untuk menghindari kerusakan talud, Bab 13 - Rancangan dan Analisis gempa
(1989) dari buku yang sama, memberikan cara untuk memperkirakan liquefaction
Potensial of Loose dari tanah pondasi yang kohesif dan untuk memperkirakan
stabilitas tanggul terhadap gempa.
Settlement (Penurunan) dan Rembesan
USBR Design Standard No.13, Bab 9 - Analisis Defonnasi Statis (1992) menyajikan
langkah-langkah perhitungan penurunan tanggul dan pondasi, serta merancang
langkah-Iangkah pengurangan yang tepat jika terjadi penurunan yang berlebihan.
Penurunan yang telah dihitung sepanjang puncak tanggul tidak boleh melebihi 0,05
H, dengan H adalah tinggi tanggul diatas elevasi pondasi.
USBR Design Standard No.13, Bab 8 - Analisis dan Pengendalian Rembesan
(1987) memberikan metoda untuk memperkirakan aliran rembesan dan
mengendalikan aliran rembesan yang berlebihan melalui tubuh dan bawah tanggul.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 24
1.2.7 Tinggi Jagaan (Freeboard)
Tinggi jagaan disediakan untuk mencegah terjadinya overtopping (limpasan)
tanggul atau dinding penahan banjir, karena faktor-faktor berikut ini,
Run up dan setup gelombang.
Kenaikan elevasi air (super elevation) di belokan luar alur.
Kemungkinan penurunan tanggul dan rusaknya puncak tanggul.
Variasi tinggi muka air setempat disebabkan gangguan setempat (contohnya
kebun pisang di daerah dataran banjir).
Faktor-faktor yang mempengaruhi elevasi air di sungai induk.
Tabel 1.6 menyajikan nilai tinggi jagaan minimum, lebar puncak tanggul dan
kemiringan talud, diberikan untuk beberapa proyek yang ada di Indonesia.
Tinggi jagaan 0,5 m untuk banjir lebih kecil 200 m3/detik. Tinggi jagaan untuk banjir
> 200 m3/detik pergunakan Tabel 1.7.
Disarankan untuk menambahkan tinggi jagaan sebesar 0,3 meter sepanjang
daerah kritis dimana resiko terhadap jiwa atau harta benda apabila terjadi
kegagalan tanggul adalah besar. Penambahan tinggi jagaan sebesar 0,3 meter juga
dilakukan jika tanggul lebih tinggi dari 3,5 meter.
Resiko terhadap jiwa atau harta benda ini besar manakala:
Kecepatan aliran melebihi 2 m/detik.
Jika tanggul bobol atau terjadi overtopping akan menyebabkan air banjir
menggenangi daerah pemukiman atau.
Kedalaman air disekitar tempat tinggal penduduk melebihi kriteria berikut ini:
D = 1, 1 - 0,35 v
dimana
D = kedalaman (m)
v = kecepatan (m/detik)
Konsep alternatif dari bangunan pelimpah (structure spill) atau bangunan pelimpas
(overflow sections) untuk melindungi daerah beresiko tinggi kurang diperlukan,
tetapi mungkin tepat untuk beberapa lokasi tertentu.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 25
Tabel 1.5 - Tipikal parameter tanggul untuk proyek pengendalian banjir di
Indonesia
Tabel 1.6 - Tinggi jagaan nominal dari Sosrodarsono (1987)
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 26
1.3 Bendungan Pengendali Banjir
1.3.1 Jenis Bendungan
Waduk pengendalian banjir dapat diklasifikasikan menurut pemakaian,
perencanaan teknis hidraulik dan bahan bangunan seperti ditunjukkan di bawah ini:
Waduk (Storage), Pengelak (diversion), waduk sementara atau kombinasi dari
padanya.
Dengan atau tanpa pelimpah
Timbunan Tanah (earthfill), urugan batu (rockfill), tailling, hydraulic fill, beton,
pasangan batu dan pasangan batu bata
Bendungan pengendalian banjir umumnya dibangun sebagai waduk tanpa
pelimpah atau detention dam, karena dam harus menahan air selama waktu air
surplus tanpa terjadi bocoran. Bahan bangunan dipilih berdasarkan kesesuaian,
ketersediaan di tempat dan tinjauan ekonomis.
Bendungan urugan tanah (Earthiill dam) paling banyak dipakai karena bahan
bangunannya biasanya tersedia di dekat lokasi, dan lebih mudah dikerjakan.
Kerugian utama dam urugan tanah adalah bisa rusak atau bobol jika terjadi
limpasan (overtopping).
Bendungan urugan tanah umumnya memerlukan bangunan pelengkap yang
berfungsi sebagai spillway dan outlet.
Bendungan urugan batu (Rockfill dam) juga biasa dipakai. Bendungan urugan batu
ini akan sesuai jika banyak tersedia batuan dengan kualitas yang cukup baik, batu
yang kuat dan tahan lama, pondasi batu berada pada atau di dekat permukaan
tanah. Selain itu bendungan urugan batu dapat menahan cuaca buruk untuk periode
yang lama. Narnun bendungan urugan batu juga dapat rusak oleh overtopping, oleh
karena itu harus diberi spillway atau outlet. Untuk mencegah rusaknya membran
kedap air, bendungan urugan batu harus direncankan dan dibuat untuk dengan
penurunan (setlement) seminimal mungkin dan pondasinya harus terdiri dari batu
yang relatif tidak dapat terkompresi atau pasir dan kerikil yang padat.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 27
1.3.2 Faktor-Faktor Fisik yang Menentukan Pemilihan Lokasi dan Jenis
Bendungan
Faktor-faktor fisik berikut harus diperhitungkan dalam perencanaan teknis
bendungan,
Topografi
Topografi umumnya menentukan tipe bendungan contoh bendungan urugan
batu untuk lembah sempit berbentuk V, dan bendungan urugan tanah untuk
lembah lebar berbentuk U.
Kondisi geologi
Kondisi geologi menentukan jenis material pondasi yang terletak di bawah
bangunan dan dengan demikian menentukan jenis dan luasnya perbaikan
pondasi yang diperlukan. Jenis material pondasi juga berpengaruh pada
perencanaan teknis tanggul seperti dibicarakan di bawah ini.
- Batu harus yang baik jika sesuai, digali jika lapuk, dan digrounting jika lulus
air.
- Kerikil harus dipadatkan jika lepas. Tindakan pengendalian rembesan
mungkin diperlukan,
- Lumpur atau pasir halus punya potensi untuk menjadi cair jika lepas di tempat
kemudian jenuh air atau terkena getaran atau aktivitas seisrnik,
- Tindakan pengurangan mungkin diperlukan dalam perencanaan teknis
tanggul untuk menjamin agar penurunan dalam lapisan lempung tidak
membahayakan stabilitas tanggul.
- Pada endapan yang beriapis-lapis cenderung terjadi perubahan tekanan pori
dan terkumpul di luar embekment toe yang bisa menyebabkan tanggul tidak
stabil
Daerah seismik (gempa bumi)
Apakah lokasi terietak di daerah potensi seismik atau tidak, dapat menentukan
tipe bendungan yang digunakan.
Material bangunan yang tersedia
Tanggul bendungan harus direncanakan untuk dapat menggunakan bahan
terbaik dari lokasi yang terdekat.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 28
Bangunan pelengkap
Bangunan outlet (terowongan, pipa, dan alur) dan bangunan spillway
mempengaruhi perencanaan teknis tanggul dan pelaksanaan konstruksinya
seperti berikut ini.
- Bangunan outlet dapat digunakan untuk mengendalikan tinggi waduk selama
pelaksanaan konstruksi dan untuk drawdown waduk untuk mencegah banjir.
- Bangunan spillway berperanan penting pada bendungan untuk mencegah
pelimpasan (overtopping) selama banjir.
- Bangunan spillway dan bendungan harus ditempatkan dengan tepat untuk
mencegah erosi kaki lereng bendungan dari debit spillway.
- Tanah basil penggalian spillway dapat digunakan untuk material bahan
bangunan yang cocok untuk bendungan.
- Pemadatan material bendungan secara manual pada tempat-tempat di sekitar
bangunan biasanya diperlukan, karena permukaan antara timbunan dan
bangunan membentuk suatu zone yang berpotensi terhadap rembesan dan
piping.
1.4 Kolam Penampungan
1.4.1 Umum
Kolam penampungan dirancang untuk menangkap seluruh atau sebagian air banjir
pada bagian hulu areal banjir. Tampungan secara temporer berpengaruh mereduksi
laju aliran dan elevasi banjir pada bagian hilir kolam penampungan. Bendung urug
rendah kadang-kala dibangun melintang sungai untuk menahan air atau bendung
pengelak digunakan untuk memindah air ke daerah penampungan alami dari alur
utama. Dalam beberapa kasus, air dialihkan ke dalam tanggul yang diletakkan
sepanjang sungai.
Struktur mungkin dapat dibangun untuk mengendalikan laju aliran yang mungkin
masuk ke dalam kolam penampungan dan untuk memecah energi yang berlebihan
jika terjunan muka air terjadi.
Dalam kasus bendungan urugan, pelimpah dan bangunan outlet dibutuhkan untuk
melindungi urugan dan overtopping dan mengendalikan laju debit dari kolarn.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 29
Outflow dapat dikendalikan dengan struktur pintu yang dihubungkan dengan
bendung atau tanggul, Tergantung pada karakter hidrograf banjir dan
penampungan daerah tangkapan, hal ini mungkin diperlukan untuk menjaga posisi
lebar bukaan pintu pada awal banjir, dan hanya digunakan untuk mengurangi
puncak banjir, Konsep kolam penampung digambarkan pada Gambar I.3.
1.4.2 Pertimbangan-Pertimbangan Pembebasan Tanah
Daerah tampungan secara umum merupakan suatu daerah cekungan, misalnya
daerah rawa sepanjang sungai, atau kadang-kadang berupa dataran banjir yang
dikembangkan untuk tujuan pertanian. Di daerah berkembang, kolam retensi dapat
menimbulkan dampak besar misalnya diperlukan pemindahan penduduk dan
fasilitas-fasilitasnya termasuk sering perlu bangunan-bangunan permanen.
Biaya konstruksi daerah tampungan (retensi) umumnya lebih rendah jika
dibandingkan lengan struktur pengendali banjir, walaupun biaya pembebasan tanah
dan penurunan tanah yang dibutuhkan untuk kolam penampungan terkadang
membutuhkan biaya yang lebih besar dari biaya konstruksi.
Dengan adanya pengaturan kembali tentang tataguna lahan, dimungkinkan
aktivitas pertanian masih dapat diteruskan dengan beberapa syarat sebagai berikut:
Harus ada peraturan yang tepat untuk mencegah kerugian-kerugian akibat banjir
(misalnya: aktivitas pertanian diizinkan tanpa adanya pembangunan
perumahan).
Sistem peringatan dan perkiraan banjir yang mudah diterima harus diberikan
untuk dapat dilakukan pengosongan/pemindahan penduduk atau untuk
rnelakukan pencegahan banjir sementara.
Bangunan drainase harus diberikan untuk pengetusan di daerah banjir tertentu
setelah banjir terjadi.
Lapangan/site untuk daerah retensi yang dibangun dari pemindahan penduduk
sebaiknya terbatas untuk tempat rekreasi, seperti taman, lapangan bermain, dan
daerah parkir. Sehubungan dengan konsep perancangan kolam retensi dalam
tahap perencanaan pengembangan kota yang hanya melindungi dari banjir akibat
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 30
limpasan lokal dan sedikit sekali dapat melindungi banjir akibat sungai utamanya.
Konsep daerah tampungan di dalam daerah kota yang dikembangkan secara umum
tidak cocok untuk kondisi di Indonesia.
1.4.3 Debit Banjir Rencana
Tingkat kemampuan penurunan elevasi banjir karena adanya daerah retensi
bergantung pada karakteristik hidrograf inflownya, volume tampungan kolam yang
tersedia, dan hubungan antara debit dan bangunan outletnya.
Gambar I.3 - Konsep kolam penampungan banjir
Jika tanggul tanah, bendung atau struktur yang lain dibutuhkan, maka banjir
rancangan standar harus digunakan untuk bangunan-bangunan tersebut. Dengan
mempertimbangkan adanya kegagalan, perancangan banjir dapat menggunakan
kejadian banjir ekstrim untuk bangunan-bangunan tersebut yang diperoleh dari
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 31
banjir rancangan untuk hilir. Sebagai contoh, tingkat perlindungan banjir di hilir
digunakan kejadian banjir 25 tahunan, maka dapat digunakan debit banjir rencana
100 tahunan untuk bangunan-bangunan tersebut.
Tampungan yang ada pada daerah tampungan hanya mampu menurunkan puncak
banjir untuk banjir-banjir yang rendah, namun tidak mampu menurunkan banjir-
banjir yang melebihi debit banjir rencana, yang dalam hal ini akan mempengaruhi
pada tingkat keamanan.
Untuk memperbesar debit banjir rencana harus dievaluasi secara menyeluruh
potensi-potensi yang menyebabkan terjadinya banjir yang lebih besar, dan harus
dibuat satu prosedur untuk pengamanan/pengosongan penduduk juga tatacara
untuk pengaturan banjirnya.
1.4.4 Angkutan Sedimen
Ketika aliran dari sungai masuk ke daerah tampungan sebagian dari sedimen akan
diendapkan, karena kecepatan air yang relatif rendah pada daerah tampungan.
Ketika daerah tersebut sudah terisi dan terjadi overflow maka hanya sedikit saja
sedimen yang dapat dikembalikan ke sungai.
Karakteristik angkutan sedimen dan pengendapannya pada kolam harus
diperhitungkan sehubungan dengan faktor-faktor berikut :
Pengendapan sedimen akan mengurangi kapasitas tampungan pada kolam.
Namun pada saat air surut tanah subur yang mengendap dapat diolah.
Berkurangnya sedimen menuju alur sungai dapat mempengaruhi regim angkutan
sedimen dan stabilitas sungai.
Pada dasarnya air sungai yang masuk ke daerah berasal tarnpungan dari aliran
yang melintasi tanggul, atau struktur sejenis. Partikel halus yang terbawa aliran
seperti lempung, lumpur dan pasir halus terdistribusi merata antara permukaan
sampai dasar sungai, sementara partikel yang lebih kasar seperti pasir kasar dan
kerikil terkonsentrasi pada dasar sungai. Gambar I.4 menggambarkan distribusi
sedimen yang terbawa yang merupakan fungsi ukuran partikel dan lebar sungainya.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 32
Dengan demikian aliran yang masuk daerah penampungan rata-rata membawa
partikel halus, namun kemungkinan terbawanya partikel kasar dapat juga terjadi
walaupun dalam konsentrasi yang kecil jika dibandingkan dengan keseluruhan
sedimen yang terbawa.
Sebagian sedimen pada daerah dataran banjir terbawa oleh aliran yang menuju
daerah tampungan, dan menyebabkan bertambahnya jumlah sedimen yang
meninggalkan sungai. Jumlah tambahan sedimen yang masuk daerah tampungan
tergantung pada layout alur yang masuk daerah tersebut, dan kemampuan tanah
menahan kikisan. Ukuran sedimen ini harus karena berasal dari tanah aluvial
dataran banjir.
Jumlah sedimen yang mengendap pada daerah tampungan dapat dihitung dengan
cara yang sama. dengan sedimentasi reservoir (waduk). Kornponen-komponen
utama yang diperlukan untuk analisis daerah tampungan diberikan berikut ini :
Tentukan ukuran gradasi sedimen yang representatif yang terangkut ke kolam
oleh limpasan sungai. Kisaran ukuran sedimen pada bagian atas air sungai
selama banjir diperlukan untuk menentukan sedimen yang terendapkan
sepanjang kolam tampungan.
Hitung efisiensi tiap kolam tampungan berdasar pada volume tampungan dan
volume air yang masuk dengan kurva yang ditunjukkan pada Gambar I.4.
Gunakan persamaan berat jenis untuk menghitung volume endapan sedimen.
Tetapkan pola pengendapan pada daerah tampungan dengan menggunakan
metode Borfanddan Miller (1958) atau Miraki (1983).
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 33
Gambar I.4 - Distribusi vertikal dari ukuran sedimen
1.4.5 Analisis Hidraulik
Jika daerah tampungan merupakan penahan dengan ripe 'on-stream', maka
prosedur untuk memperkirakan redaman banjir adalah sama dengan ditentukan
dengan simulasi penyelusuran banjir.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 34
Jika daerah tampungan merupakan penahan dengan ripe 'of stream' (diluar sungai),
maka prosedur routing banjir harus mempertimbangkan prosedur perancangan
struktur inlet dan outlet. Sangatlah penting untuk merancang elevasi dan kapasitas
bangunan inlet untuk memastikan bahwa debit sungai yang harus direndam telah
tertampung.
Operasi pintu yang dilakukan dan perkiraan waktu banjir yang tepat sangatlah
penting untuk memberikan peredaman banjir optimum. Prosedur penyelusuran
banjir untuk tampungan diluar sungai sama dengan simulasi penyelusuran banjir
untuk reservoir tetapi terdapat beberapa penyesuaian, sebagai berikut ini.
Langkah 1 : Inflow pada waktu t dari "rating curve" bangunan inlet (yaitu : elevasi
vs kapasitas pengangkutan) berdasar pada hidrograf inflow dan pembagian aliran
yang dimaksudkan yang akan dielakkan ke daerah tampungan dan yang akan
dialirkan ke sungai utama.
Langkah 2 : Tambahkan langkah 12 untuk menentukan out flow yang masuk ke alur
bagian hilir dimana sama dengan pengaliran ke sungai di seluruh alur utama
(langkah 2) ditarnbah laju aliran out flow dari daerah penampungan (langkah 5).
Perancangan struktur yang dibutuhkan untuk daerah penampungan di bahas pada
bagian lain dalam modul ini.
1.5 Banjir Kanal dan By Pass
1.5.1 Umum
Alur pengelak kadang-kadang disebut juga banjir kanal (flood Ways) dan by pass.
Dibangun untuk menangkap dan memindahan arah sebagian aliran banjir dari alur
alami (sungai).
Alur pengelak terdiri dari pengalihan ke laut, pengalihan di sekitar areal terkena
banjir, pemindahan air antar daerah tampungan, dan terowongan pengelak melalui
gunung-gunung yang terpisah.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 35
Contoh dari sistem tersebut yang digunakan di Indonesia seperti misalnya saluran
pengelak yang melindungi kota-kota Jakarta, Surabaya, Indramayu, Cirebon,
Banjar, Padang, Aceh, Semarang dan Tulung Agung, dimana saluran dibangun
merupakan bagian dari pengelak antar daerah penampungan dari Sungai Brantas
dan saluran pengelak pengendali reruntuhan untuk mengatur sedimen dari Gunung
Kelud di sekitar Waduk Wlingi.
Gambar I.5 - Lengkung maksimum saluran
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 36
Gambar I.6 - Kecepatan rerata pada bahan kohesif
1.5.2 Alinyemen
Banjir kanal terkadang merupakan pilihan yang lebih baik untuk mengendalikan
banjir pada daerah delta, dimana penduduk dan pembangunan industri menolak jika
diadakan pelurusan sungai, pembuatan tanggul, atau struktur lain yang dibangun
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 37
berbatasan dengan sungai. Dalam beberapa kasus tertentu, sungai tua yang sudah
terputus dari sistem sungai yang ada baik alami maupun akibat perilaku manusia,
dapat difungsikan kembali sebagai banjir kanal.
Secara umum banjir kanal sangat efektif jika air dapat dipindahkan secara
permanen dari sungai, keadaan ini sangat mungkin dilaksanakan pada daerah delta
dimana banjir kanal dapat dirancang berhubungan langsung dengan laut
Pemilihan dan perancangan alinyemen banjir kanal harus mempertimbangkan hal-
hal berikut:
Topografi suatu alinyemen banjir kanal harus relatif landai dan hampir sama
dengan elevasi sungai daerah banjir atau delta. Hal ini hanya mungkin terjadi
pada bagian rendah dari daerah sungai dimana daerah banjirnya sangat luas
atau pada daerah delta. Terowongan dapat digunakan untuk topografi yang lebih
tinggi namun biayanya akan sangat mahal terutama jika kapasitas angkutannya
sangat besar,
Pada sebagian lapisan di bawah permukaan dimungkinkan terdapat batas-batas
geologis. Sebagai contoh dijumpainya lapisan batuan dasar yang dangkal dan
muka air yang relatif tinggi yang menjadikan pembuatan banjir kanal menjadi
tidak layak.
Sifat-sifat tanah dapat mempengaruhi perancangan, pelaksanaan dan juga biaya
yang dibutuhkan. Material yang dipilih haruslah material yang mudah didapat dan
cocok untuk konstruksi timbunan dan relatif tahan terhadap kecepatan aliran.
(yaitu: tahan terhadap gerusan).
Perkembangan dan pembangunan yang ada dan hal-hal penting yang
mempengaruhi perkembangan pembangunan (penduduk, bangunan, jalan, jalan
rel) merupakan kepentingan utama yang harus diperhatikan. Banjir kanal sangat
dibutuhkan untuk daerah berpenduduk padat (delta), sehingga pembangunan
yang nampak akan sangat mempengaruhi pemilihan jalurnya.
Alinyemen-alinyemen harus bebas dari belokan tajam maupun lengkung.
Kelengkungan yang diperbolehkan bergantung pada beberapa faktor terdiri atas
kapasitas jalur, kecepatan, kondisi tanah dan parameter-parameter tampang.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 38
Pedoman-pedoman yang harus diperhatikan adalah radius kelengkungan (r) paling
tidak tujuh kali lebar permukaan air (b) pada alur utama, dan sudut defleksinya
kurang dari 60° seperti digambarkan pada Gambar I.5. Secara umum untuk
kapasitas yang lebih besar dibutuhkan jari-jari kelengkungan yang lebih besar,
Analisis yang lengkap dianjurkan untuk mendapatkan solusi akhir sehubungan
dengan kapasitas alur, sifat-sifat tanah dan kecepatan air. Perlindungan lereng
terkadang dibutuhkan untuk menekan kebutuhan jari-jari kelengkungan, Elevasi
bagian atas muka air pada belokan dapat diperkirakan dengan persamaan berikut:
𝐙 =𝐕𝟐𝐖
𝐠 𝐫𝐞 1.5
dimana
Z = Elevasi atas muka air (m)
V = Kecepatan aliran (m/5)
W = Lehar permukaan air (m)
g = Percepatan Gravitasi
re = Jari-jari Kelengkungan (m)
1.5.3 Debit Banjir Rencana
Debit banjir rencana untuk banjir kanal adalah perbedaan antara debit total banjir
debit yang dapat dialirkan kesungai yang dihitung dengan persamaan berikut :
Qb = Qr - Qn 1.6
dimana :
Qb = Debit rancangan banjir kanal
Qr = Debit total banjir
Qn = Debit yang dapat dialirkan ke sungai bagian hilir
Debit banjir rencana kanal Qb, yang dihitung dengan persamaan berikut merupakan
jumlah debit yang dapat ditampung didalam alur primernya dan yang dapat
ditampung oleh daerah di sekitarnya yang dibatasi oleh tanggul sesuai yang terlihat
pada Gambar I.6.
Qb = Qd – Qo 1.7
dimana :
Qb = Debit rancangan banjir kanal (m3/dt)
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 39
Qd = Debit dominan yang dapat ditampung alur utama (m3/dt)
Qo = Debit yang melingas tanggul yang dapat ditampung berbatasan dengan
pengelak dan didalam tanggul (m3/dt)
1.5.4 Teknik Sungai
Tujuan bagian teknik sungai dalam perencanaan banjir kanal adalah untuk
merancang alur utama yang stabil, tidak terjadi penggerusan, dan tanpa adanya
pelumpuran (silting). Perancangan tersebut berdasar pada hal-hal berikut ini.
Beban sedimen yang masuk ke banjir kanal dari sungai utama atau anak sungai.
Material tanah yang akan membatasi banjir kanal,
Debit rancangan Alur Utama, berdasar pada debit dominan.
Informasi survei topografi sepanjang alinyemen banjir kanal, mencakup titik awal
hingga titik akhir alur.
Langkah-langkah dasar perancangan teknik sungai pada alur primer diberikan
berikut ini.
Tentukan parameter rancangan yang aman untuk material tanahnya pada alur
yang hendak digali. Parameter tersebut mencakup landai maximum yang
diijinkan sesuai yang dianjurkan pada Tabel 1.8 dan Tabel 1.9.
Hitung kemiringan alur dari sungai sumbernya sampai titik outletnya. Gambarkan
gradien kemiringan awal tersebut di atas profil kontur tanah yang ada mengikuti
alinyemen yang diharapkan. Atur profil untuk memindah beberapa bagian yang
membutuhkan banyak timbunan sehingga alur utama dapat dibuat terutama
dengan penggalian. Beberapa komponen tersendiri dari banjir kanal dapat
diberikan.
Hitung dimensi Alur Utama yang dibutuhkan untuk mengangkut debit rancangan
Q, yang diberikan oleh persamaan 1.5 dan 1.6 pada kemiringan yang
diperkirakan dari langkah sebelumnya. Tabel 1.10 merangkum perkiraan metode
dan cara untuk perhitungannya. Periksa kembali dimensi alur sementara
terhadap tinjauan ekonomi dan praktisnya.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 40
Tabel 1.7 - Kemiringan sisi tanggul yang diijinkan
Untuk menjamin stabilitas dasar, dasar alur dapat dilebarkan atau slope dapat
diturunkan. Jika tampang lintang terlalu lebar, alur benneander dapat digunakan
didalam perancangan tampang melintangnya. Bagian yang terlalu lebar dapat
menjadi tidak ekonomis dan tidak praktis, apabila kecepatan aliran cukup
kemiringan harus direduksi dengan membangun struktur drop.
Apabila banjir kanal membawa bed load yang tinggi maupun sedang kemiringan
harus dinaikkan sebagaimana ditentukan dalam Tabel 1.11 untuk memberikan
kontinuitas debit sedimen dasar yang dibutuhkan.
Tentukan apakah gaya hidraulik untuk rancangan alur sementara dapat
menyebabkan degradasi dasar, apakah material dasar bergradasi baik dan
mempunyai ukuran yang cukup baik, dan apakah diperlukan perlindungan dasar
atau tidak, Gunakan prosedur Tabel 1.12 untuk menentukan stabilitas dasarnya.
Jika degradasi diharapkan, sesuaikan gradien atau tampang melintang untuk
mengurangi kedalaman. Jika armouring terjadi, hitung kembali batas kekasaran
kemudian dihubungkan antara kedalaman dan kecepatan alirannya.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 41
Tabel 1.8 - Kecepatan maksimum yang diijinkan diberikan oleh Fortier dan
Scobey dan Simons dan Senturk (1992)
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 42
Tabel 1.9 - Metode pokok perancangan banjir kana
Tabel 1.10 - Pengaturan slope untuk transport sedimen yang bervariasi
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 43
Tabel I.11 - Perkiraan degradasi potensial dari Simons Sentruk (1992)
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 44
Gambar I.7 - Hubungan antara kecepatan rata-rata kedalaman dan ukuran
butiran
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 45
Gambar I.8 - Lebar rata-rata untuk debit dominan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 46
Gambar I.9.a - Kemiringan untuk material kasar
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 47
Gambar I.9 b - Kemiringan untuk bahan dasar kasar
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 48
Gambar I.10 - Kedalaman saluran untuk bahan granuler
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 49
Gambar I.11 - Sudut kemiringan untuk timbunan riprap
Gambar I.12 - Contoh umum saluran by pass
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 50
Lebar alur diperoleh dari perhitungan 'rejim' terkadang tidak ekonomis. Harus
dipertimbangkan lebar yang lebih kecil dengan kecepatan lebih tinggi dari timbunan.
Ketika menggunakan Gambar I.8 dengan material dasar besar (gravel dan cobble
atau, boulder), pastikan bahwa froud number, F = (Q2T/g ) 31/2 tidak lebih dari 0.85.
Bilangan froud tidak berpengaruh pada variasi dimensi tampang lintang.
Pengurangan kemiringan akan efektif dalam hubungan antara bilangan froud dan
ketepatan aliran.
Hitung karakteristik hidraulik dari alur utama pada debit rancangan, Qd, seperti
kedalaman, kecepatan, tegangan geser dasar, kekasaran hidraulik atau nilai
manning (n).
Untuk alur dengan dasar pasir, ditentukan bentuk dasar dan kekasarannya.
Bandingkan dengan kekasaran yang diperkirakan pada awal perancangan, dengan
rnenggunakan kecepatan yang diijinkan atau rejim ripe charts. Gunakan kekasaran
yang lebih besar untuk menentukan perancangan kedalaman aliran rancangan.
Bandingkan kemiringan dasar alur dan kemiringan garis gradasi hidraulik
rancangan dengan permukaan tanah yang ada.
1.5.5 Analisis Hidraulik
1. Saluran Pengelak
Analisa hidraulika untuk saluran pengelak bypass dilakukan untuk menentukan
parameter saluran dan tanggul yang dibutuhkan untuk dapat menampung yang
berpengaruh debit rancangan Qb. Tujuannya adalah untuk menetapkan
kestabilan yaitu : saluran pengelak tanpa penggerusan & pengendapan dengan
menggunakan parameter gabungan yang tepat dari kecepatan air, lebar
saluran, dan kedalaman air.
Saluran pengelak biasanya dibangun dengan bentuk trapesium ganda seperti
digambarkan pada Gambar I.13. Material basil galian saluran dapat dipakai
untuk tanggul. Saluran primer sering direncanakan untuk debit dominan Qd,
yang mempunyai waktu pengulangan 2 tahun. Volume penggalian saluran dan
tanggul sebaiknya seimbang. Kapasitas keseluruhan tampang ditentukan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 51
berdasarkan rumus Manning. Nilai-nilai manning untuk bypass dengan
bermacam kondisi ditentukan dalam Tabel 1.13.
2. Terowongan
Terowongan direncanakan untuk aliran bertekanan atau aliran bebas dan
biasanya dibuat dari beton. Untuk keadaan aliran bebas kedalaman air
maksimum dibatasi sekitar 0,82 kali tinggi terowongan dengan tinggi jagaan
minimum kira-kira 0,5 meter. Tampang tapal kuda biasanya memberikan
kapasitas hidraulik lebih baik untuk terowongan aliran bebas sedangkan
tampang melingkar secara hidraulika lebih efisien untuk terowongan yang
dioperasikan dalam kondisi aliran bertekanan. Gambar I.14. Kurva Hidraulika
Terowongan Gambar I.14 menunjukkan desain terowongan tipikal secara rinci.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 52
Gambar I.13 - Tipe-tipe detail terowongan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 53
Gambar I.14 - Curva hidraulika terowongan
Gambar I.15 - Nilai kecepatan dasar
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 54
Tabel 1.12 - Koefisien kekasaran manning untuk saluran pengelak
Terowongan bisa mempunyai bermacam ukuran dan bentuk, tetapi biasanya
tinggi minimumnya sekitar 2 meter yang digunakan untuk jalan masuk petugas
dan peralatan. Tampang lebih besar digunakan digunakan apabila syarat-syarat
kapasitas bersangkutan ditetapkan. Kehilangan tenaga melewati terowongan
disebabkan gaya gesek, kehilangan di inlet, outlet, tingkungan, penghalang
sampah, pintu dan kehilangan lainnya.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 55
Jika pasir atau material hasil erosi terbawa oleh air, kecepatan dibatasi sekitar 3
meter per detik. Untuk air bersih, pembatasan kecepatan dalam terowongan
aliran bebas adalah batas aman dari kecepatan kritis. Diameter pipa minimum
dan kecepatan air untuk terowongan aliran bebas ditentukan dengan
menggunakan Gambar I.15.
1.5.6 Pertimbangan-Pertimbangan Geoteknik
Pertimbangan geoteknik untuk saluran pengelak dan belokan hampir sama dengan
pertimbangan untuk pengaturan dan perbaikan sungai, terutama meliputi galian,
tanggul dan bangunan pelindung lereng.
1.5.7 Tinggi Jagaan
Tinggi jagaan nominal untuk saluran pengelak diberikan dalam Tabel 1.14.
Disarankan tinggi jagaan ditambah 0,3 m sepanjang penggal kritis saluran pengelak
dimana bagian atas tampang alur pengangkut ditambah dengan tanggul, dan resiko
terhadap jiwa manusia dan harta kekayaan pada waktu terjadi kegagalan tanggul
adalah tinggi.
Tabel 1.13 - Tinggi jagaan nominal untuk saluran pengelak
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 56
1.5.8 Bangunan Pelengkap
Bangunan pengontrol biasanya dipakai untuk membelokkan aliran dari sungai ke
saluran pengelak by pass. Bangunan diberi pintu khusus dan ditempatkan pada
pintu masuk ke saluran pengelak atau pada sungai yang akan dibicarakan di bawah.
Jika belokan saluran lebih rendah atau sama dengan elevasi yang sungai alam,
bangunan ditempatkan pada pintu masuk ke saluran pengelak, dan direncanakan
untuk membelokkan bagian aliran banjir menjauhi dari sistem sungai.
Jika dasar sungai alami lebih rendah atau sama dengan elevasi pembelokan aliran
pengelak, seperti bangunan pengendali yang berpintu ditempatkan pada sungai
tepat di hulu pintu masuk saluran pengelak. Air bisa dibelokkan ke saluran selama
banjir, Bangunan pengendali dapat dipasang pintu atau tanpa pintu tergantung pada
kondisi spesifik lapangan, bangunan ini Iebih sederhana dibanding dengan
bangunan dengan pintu tetapi tidak dapat menyediakan pengendali aliran yang
disyaratkan atau mungkin elevasi air di bagian hulu lebih tinggi. Pengkajian secara
detail ditinjau dari segi teknik maupun ekonomi diperlukan untuk memberikan hasil
rancangan struktur yang cocok Untuk kondisi lapangan tertentu.
Secara praktis disarankan untuk merencanakan bentuk atau profil muka air tekanan
ada puncak lereng bangunan tanpa bendung tanpa pintu yang lebih besar. Hal ini
dapat terpenuhi dengan bentuk puncak berbentuk Ogee. Pemecah energi pada
outlet diperlukan jika bangunan melimpahkan aliran yang mengandung material
yang terkikis.
Tipe bangunan dengan pintu sering didesain dengan jumlah pintu banyak untuk
memenuhi kapasitas hidraulik dan batas lebar pintu. Pilar digunakan untuk
memisahkan dan menyangga alat pengangkat pintu. Tipe-tipe pintu yang digunakan
dalam bangunan saluran pengelak cukup besar meliputi roller atau whell gate.
Bangunan bendung karet relatif tipe struktur baru, dan dapat diterapkan untuk
saluran pengelak. Bangunan ini dapat dikembang kempiskan untuk mengatur
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 57
jumlah jumlah air yang dielakkan. Dan juga, struktur ini dapat dikembangkan untuk
mendapatkan gaya sebagai penghalang terhadap salinitas air laut di bagian hulu.
1.6 Sistem Drainase
1.6.1 Umum
Sistem drainase sering diperlukan untuk membuang air dari daerah dataran banjir
akibat drainase alam yang buruk atau gangguan oleh manusia misalnya pada
daerah yang terkurung oleh tanggul. Sistem drainase dapat secara gravitasi dan
atau dipompa tergantung dari beda tinggi energi pengaliran.
Perencanan teknis sistem drainase harus berdasarkan hal-hal berikut ini:
Ukuran topografi dan karakteristik infiltrasi daerah yang di drain
Laju dan waktu hujan dan limpasan
Volume air yang ditahan dan waktu penggenangan diizinkan
Ketinggian relatif daerah yang tergenang dan alur drainase bagian hilir termasuk
juga ketinggian muka air
Sifat hidrologi
Sifat hidraulik
Biaya konstruksi
Biaya operasi
1.6.2 Debit Banjir Rencana
Pedoman yang dianjurkan oleh Ditjen Cipta Karya (1989) untuk memilih kala ulang
banjir rencana untuk sistem drainase kota, termasuk sepanjang jalan diberikan
dalam Tabel 1.15 dan Tabel 1.16.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 58
Tabel 1.14 - Kala ulang banjir rencana untuk sistem drainase kota
Catatan 1. Kala ulang yang diambil mempunyai fungsi dari ukuran DPS (catchment
area), tataguna lahan, topografi dan resiko kegagalan. Daerah industri dan daerah
komersial direncanakan dengan kala ulang yang lebih tinggi dan wilayah
pemukiman dengan kala ulang yang lebih rendah dalam wilayah/jangkauan yang
ditentukan. Untuk pemilihan kala ulang atau banjir rencana, evaluasi ekonomi dari
biaya dan manfaat (cost and benefit); sebaiknya dipertimbangkan.
Tabel 1.15 - Kala ulang banjir rencana untuk sistem drainase kota sepanjang
jalan
1.7 Analisis Hidraulika
1.7.1 Umum
Alur tanah yang digali adalah bangunan yang paling biasa untuk menampung dan
mengangkut air banjir. Agar erosi minimum maka, kecepatan aliran dalam alur
drainase tidak boleh melebihi nilai rancangan yang diizinkan. Jika dasar yang ada
lebih curam dari kemiringan dasar rencana alur drainase, maka bangunan terjunan
ditetapkan untuk menyesuaikan perbedaan elevasi, Dipilih alur drainase yang relatif
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 59
dalam dan sempit karena sedimen cenderung mengendap dalam alur lebar yang
menyebabkan meandering jika lebar dasar terlalu besar.
Persamaan Manning (1.7) dipakai untuk menentukan kapasitas/debit saluran
drainase main Manning untuk saluran drainase diberikan dalam Tabel 1.17 Saluran
drainase tidak menampung air pada dasar secara menerus (a continued basis),
akibatnya tanaman bisa tumbuh dan menyebabkan kekasaran saluran bertambah
besar, Oleh arena itu perencanaan teknis harus memasukkan koefisien n Manning
yang tepat yang mempertimbangkan tingkat kontrol tumbuhan yang diharapkan
yang bisa dicapai.
Tabel 1.16 - Nilai n manning untuk saluran-saluran dari galian tanah
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 60
1.7.2 Kecepatan Maksimum yang Diizinkan
Kecepatan maksimum yang diijinkan adalah kecepatan yang tidak menyebabkan
erosi atau rusaknya tebing saluran. Kecepatan saluran yang diizinkan bisa
ditentukan berdasar data yang diberikan oleh U.S. Departement of Agriculture
(1977) dengan menggunakan langkah-langkah berikut ini.
Menentukan kecepatan dasar Vb untuk saluran lurus dengan kedalaman air 1
meter dengan menggunakan Gambar I.16.
Menentukan faktor-faktor koreksi A,B,C dan D menggunakan Gambar I.17 untuk
menghitung variasi angka pori dalam struktur alur, kedalaman aliran, belokan dan
kala ulang banjir rencana.
Menentukan kecepatan maksimum yang diijinkan dalam saluran drainase
material kohesif menggunakan persamaan berikut :
Vmak = Vb A B C D 1.8
dimana :
V mak = Kecepatan maksimum yang diizinkan (m/dt)
Vb = Kecepatan dasar (basic velocity) (m/dt)
A = Faktor koreksi void ratio permukaan saluran
B = Faktor koreksi kedalaman aliran
c = Faktor koreksi lekukan saluran
D = Faktor koreksi untuk kala ulang debit banjir rencana
1.7.3 Rencana Tampang Melintang
Tampang melintang untuk saluran drainase harus lebih dalam dari saluran air yang
lain (misalnya : saluran irigasi) alasan sebagai berikut ini.
Saluran yang lebih dalam dan sempit memerlukan lebar tanah yang lebih sempit,
secara hidraulika lebih efisien dan biaya konstruksi Iebih rendah dari saluran
yang lebar dan dangkal.
Sistem drainase permukaan mengangkut debit dalam variasi yang lebih besar
Saluran yang dalam lebih stabil pada debit rendah, mengingat saluran lebar lebih
cenderung membentuk meander.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 61
Perbandingan lebar bawah saluran terhadap kedalaman aliran sebaiknya antara 1
dan 3 untuk saluran drainase sekunder yang kecil, dan sekurang-kurangnya 3 untuk
saluran drainase yang lebih besar.
Gambar I.16 - Faktor koreksi untuk kecepatan dasar
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 62
Gambar I.17 - Tipe tampang melintang tanggul
1.7.4 Saluran Dengan Rumput
Kecepatan aliran yang lebih tinggi dan kemiringan yang lebih curam
dipertimbangkan dalam saluran yang ditutupi rumput yang dalam waktu yang lama.
Kecepatan maksimum yang diizinkan untuk rumput tipe menggerombol sekitar
1m/dt menurut Smith (1985). Kecepatan lebih tinggi bisa digunakan untuk rumput
yang baik, distribusi seragam, dan rumput-rumput yang berdiri tegak. Untuk rumput
ini, kecepatan sampai 1,8 m/dt untuk kemiringan sampai 5 %, 1,5 m/dt untuk
kemiringan sampai 0%, dan 1,2 m/dt untuk kemiringan yang lebih curam dari 10 %.
Departernent of Agriculture (1977) menetapkan bahwa nilai n Manning
berhubungan dengan hasil kecepatan aliran dan radius hidrolik seperti dijelaskan
dalam Tabel 1.18 untuk rumput-rumput yang secara tipikal bertangkai panjang.
Tabel 1.17 - Variasi n manning dengan V R1
Saluran yang ditutupi rumput direncanakan berdasar Tabel 1.17 dan menggunakan
cara trial & error. Contoh 1. 2 rnenjelaskan cara ini :
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 63
Contoh. 1.2.
Soal : Rencanakan saluran dengan rumput untuk mengalir 1,4 m3/dt dengan
kemiringan 4 %
Penyelesaian :
Coba n = 0,040
Didapat VR = 0,.256 dari Tabel 1.17
Jika selimut rumput adalah bagus, kecepatan yang diijinkan ,8 m/dt
Menghitung :
R = 0,256/V = 0,142 m
VR = R5∕3S1∕2
𝑛= 0,472 m3 ∕ dt
Nilai R yang dihitung = 0,193 berbeda dari nilai Vk yang dicoba = 0,256 karena
itu coba n = 0,035, dan didapat VR = 0,351 dari Tabel 1.17.
Menghitung :
R = 0,351/V = 0,195 m
VR = R5∕3S1∕2
n= 0,375 m3 ∕ dt
Nilai VR yang dihitung mendekati nilai yang dicoba, R = 0, 195
Hitung Iuas tampang melintang =
A =Q
V=
1,4
1,8= 0,778 m2
sehingga lebar saluran dan kedalaman bisa ditentukan dengan tepat.
1.7.5 Outlet
Sebuah sistem drainase melepaskan air kedalam sistem penerima yang berupa:
Saluran drainase alam /sungai
Saluran
Cekungan
Cekungan lokal
Sistem drainase utama
Rawa-rawa atau daerah dataran rendah yang lain.
Laut
Danau
Waduk
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 64
Outlet sistem drainase mungkin mempunyai bangunan-bangunan seperti pintu air,
gorong-gorong saluran curam. Bangunan outlet dengan sistem gravitas dipilih
daripada sistem pompa, karena biaya investasi, operasi dan pemeliharaan lebih
murah. Elevasi air di sistem penerima sebaiknya tidak menimbulkan
pembendungan yang merugikan pada sistem drainase. Peredam energi atau kolam
penenang digunakan untuk mencegah erosi yang disebabkan oleh kecepatan aliran
keluar yang tinggi dan turbulensi.
1.7.6 Stasiun Pompa
Stasiun pompa digunakan jika elevasi air dalam sistem penerima berada di atas
atau berfluktuasi di atas ketinggian daerah yang dilayani. Pada kondisi tertentu,
genangan periodik dapat dibiarkan dan bangunan outlet cukup dilengkapi pintu air.
Di Indonesia kondisi ini banyak terdapat di daerah kota yang sedang dikembangkan.
Sebagai contoh, stasiun pompa digunakan sebagai bagian sistem drainase kota
Jakarta.
Stasiun pompa biasanya terdiri dari bagian berikut :
Peralatan pemompaan dan sistem pengendalian
Struktur atas dan bawah rumah pompa
Kolam pengumpul
Saringan sampah
Pipa outlet dan surge chamber (peredam kejutan air)
Rumah tempat tinggal operator
Kolam pengumpul adalah salah satu komponen utama dan dibuat sebesar mungkin
untuk mengurangi beban pemompaan. Kapasitas pompa berdasarkan debit yang
diperlukan untuk kapasitas banjir rencana, Pemilihan debit banjir rencana yang
tepat rergantung pada beberapa faktor, terutama tergantung pada daerah yang
dilayani.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 65
1.8 Perlindungan Gelombang
1.8.1 Tanggul Pasang Surut
Tampang melintang tipikal tanggul pasang surut adalah seperti yang ditunjukkan
pada Tabel 1.18. Pada puncak tanggul pasang surut atau sisi dalam tanggul,
sebaiknya diberi jalan inspeksi/jalan pelayanan. Parit dipakai untuk mengumpulkan
air permukaan yang ditampung selama air pasang, dan akan keluar melewati pintu
di saat surut. Pintu diperlukan untuk menjaga air laut tidak akan masuk selama
gelombang pasang tinggi.
1.8.2 Tinggi Jagaan
Tinggi jagaan yang memadai diberikan pada tanggul pasang surut untuk mencegah
pelimpasan (overtopping) oleh gelombang termasuk diantaranya up dan run up dari
gelombang rencana. Tinggi jagaan minimum 1 meter di atas tinggi air pasang
rencana. Langkah-langkah untuk menentukan tinggi jagaan yang diijinkan diberikan
oleh U.S. Anny (1984).
Gambar I.18 - Beban hidup
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 66
1.8.3 Pertimbangan Perencanaan Teknis
Faktor-faktor khusus untuk merencanakan tanggul gelombang pasang adalah
sebagai berikut ini:
Spectrum gelombang lepas pantai (tinggi dan panjang gelombang untuk kala
ulang 50 tahun)
Tingkat gelornbang pasang tinggi (kala ulang 50 tahun)
Gelombang tsunami (gelombang pasang)
Erosi dan akresi garis pantai
Faktor-faktor tersebut harus diperhatikan sebagai tambahan materi pada tanggul
sungai jika tanggul harus mampu menahan pengaruh sungai dan gelornbang
pasang atau jika tanggul harus mampu memberikan perlindungan secara langsung
dari ancaman banjir air laut.
1.8.4 Lebar Mercu dan Perlindungan Tebing
Lebar puncak minimum 3,5 meter untuk memudahkan pengawasan dan
pemeliharaan. Riprap diberikan pada tebing tanggul sisi laut tanggul.
1.9 Pintu dan Saringan Sampah
Pintu air dapat dibagi ke dalam 3 kelompok seperti berikut ini.
Pintu angkat atau pintu geser dimana bagian yang dioperasikan bergerak pada
permukaan sliding memakai elemen penguat,
Pintu rol dimana bagian yang dioperasikan bergerak pada roda baja atau roller
dengan memakai elemen penguat.
Pintu rotasi atau pintu engsel dimana bagian yang dioperasikan berputar pada
titik tetap atau dapat bergerak dengan memakai elemen penguat, Pintu rotasi ini
sering dioperasikan secara otomatis berdasarkan atas perbedaan elevasi muka
air di sebelah hulu dan di sebelah hilir pintu atau klep.
Saringan sampah sering digunakan untuk melindungi pintu, turbin, pompa, katub
dan saluran dari aliran sampah yang besar, Dalam praktek biasanya diberikan
lubang yang cukup besar antar batang rash yang secara konsisten dapat
memberikan perlindungan secara terus-menerus. Saringan sampah kadang-
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 67
kadang dapat dibersihkan secara mekanis dan untuk instalasi yang penting
pembersihan sampah dioperasikan secara otomatis, contohnya adalah saringan
sampah pada pompa waduk Pluit Jakarta.
1.10 Perbaikan Muara Sungai
Perbaikan kondisi hidraulik pada muara sungai dapat mengurangi elevasi muka air
banjir di daerah genangan bagian hulu. Pada bab ini dibahas pengaruh pasang
surut air laut di sungai.
Jenis perbaikan muara sungai secara prinsip bawah ini terdiri dari Jetty sebagai
pengendali transport litoral dan pengerukan.
Jetty Sebagai Pengendali Transport Litoral
Transport litoral pasir sepanjang garis pantai karena gerakan gelombang pasang
dan harus dapat menghasilkan barrierf/penghalang pada muara sungai jika aliran
sungai tidak mampu mengalirkan material. Jika terjadi banjir di sungai, gangguan
ini dapat menimbulkan pembendungan (back water) yang akhirnya elevasi banjir di
hulu dapat lebih tinggi dari elevasi air tanpa gangguan.
Untuk menjaga agar muara sungai tetap terbuka, penghalang sedimen kadang-
kadang dibangun tegak lurus garis pantai untuk menghalangi gerakan pasir
sepanjang garis pantai. Penghalang ini biasanya sebagai jetty, yang harus mampu
menampung ran pasir dari hulu disamping itu juga harus mampu mencegah
gerakan pasir sepanjang garis pantai dari i sekitar ujung jetty. Kadang-kadang, jetty
tersebut dibangun sepasang, masing-masing diletakkan pada sisi muara sungai,
untuk membatasi aliran dan menjaga muara dari sedirnen pasir.
Pada keadaan tertentu fungsi jetty masih perlu dibantu dengan pengerukan. Untuk
beberapa muara sungai yang pernah dipasang jetty antara lain Lokgung,
Kabuyutan, Ciasem, Pariaman, Krueng Aceh dan Telomoyo.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 68
1.11 Stabilitas dan Perencanaan Teknis Bangunan
1.11.1 Beban Rencana
1. Umum
Bagian berikut membicarakan beban dan kombinasi pembebanan yang
sebaiknya dipertimbangkan dalam merencanakan bangunan hidraulik.
2. Tipe Pembebanan
Beban-beban berikut ini dipertimbangkan dalam desain bangunan
Beban mati (D)
Beban hidup terpusat (L)
Impact beban hidup (K)
Gaya hidrostatis (I-In)
Gaya hidrodinamik (Hb)
Gaya pengendapan (P5)
Tekanan tanah (earth force) (P)
Gaya Angkat (U)
Behan angin P1w)
Gaya gempa (G)
Pemancangan atau jocking sebagai beban sementara (J)
3. Keadaan Beban Gabungan
Semua beban yang bisa bekerja secara terpisah atau dalam gabungan pada
bangunan dipertimbangkan. Bagaimanapun, kemungkinan semua beban
bekerja secara adalah jarang. Jadi biasanya yang diizinkan dalam komponen
tekanan pada perencanaan teknis bangunan bisa ditambahkan jika
mempertimbangkan kombinasi pembebanan. Kombinasi pembebanan dan
penambahan yang diizinkan dalam tekanan rencana bahan ditunjukkan dalam
Tabel 1.19.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 69
Tabel 1.18 - Kombinasi beban dan pembebanan tekanan desain yang
dijinkan
Kombinasi beban mati, beban hidup, impact load, tekanan hidrostatik atau
kombinasi No. 1 dari Tabel 1.19 adalah keadaan perencanaan standar.
4. Beban Mati
Berat satuan bahan bangunan yang sering digunakan diberikan dalam Tabel
1.20. Nilai-nilai ini diambil dari sumber-sumber termasuk Dirjen Pengairan KP-
061986, MPW Nl-1725-1989-F, dan SNl-1726-1989-F.
Tabel 1.19 - Berat satuan bahan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 70
Catatan : Berat satuan massa (kg/m3) dikalikan dengan percepatan gravitas
(9,8 mf dr) sama dengan berat (Newton).
Beban mati ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
D = V.y 1.9
Dimana
D = beban mati (kg)
V = volume bangunan (m3)
= berat satuan massa (kg/m3)
Beban mati akibat peralatan seperti pintu, lift (hoist), dan krane umumnya
ditetapkan oleh penyalur peralatan.
5. Beban Hidup
Beban Lalulintas dan Pejalan Kaki
Beban hidup meliputi beban terpusat, beban garis dan beban-beban untuk
pejalan kaki, Petunjuk pemakaian beban-beban ini diberikan dalam MIW-SNI-
1T25-1989F. Petunjuk ini diringkas sebagai berikut :
Beban Terpusat (LT)
Beban terpusat (LT) digunakan dalam perancangan papan jembatan jalan
raya seperti dijelaskan Gambar I.18.
Beban Garis (LL)
Beban garis digunakan dalam merencanakan rangka jembatan, Beban ini
terdiri dari beban garis parsial (LLP) dan beban garis seragam (LLD) seperti
ditetapkan dalam Tabel 1.21.
Tabel 1.20 - Beban garis
Kondisi pembebanan di atas dipakai untuk jembatan-jembatan dimana lebar
jalur lalu lintas kurang dari 5,5 meter.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 71
Untuk jembatan yang jalur lintasnya lebih lebar, 50% beban LLP dan LLD
dibebankan pada bagian yang melebihi 5,5 meter. Kondisi pembebanan
dijelaskan pada Gambar I.19.
Beban Hidup Akibat Keperluan Pejalan Kaki
Beban hidup akibat keperluan pejalan kaki digunakan untuk mendesain
jembatan untuk pejalan kaki adalah 500 kg/m2. Untuk rencana balok utama
(girder), beban akibat pejalan kaki adalah 60% dari beban yang disebutkan
di atas. Gaya lateral terhadap rencana pagar dan pinggiran jalan dijelaskan
pada Gambar I.19.
Beban Peralatan
Beban hidup akibat peralatan seperti pintu, lift dan krane sebaiknya
dipertimbangkan, biasanya ditentukan oleh penyalur peralatan.
6. Impact Beban Hidup
Beban impact untuk bangunan terbuka dan terpendam dapat diperkirakan
menggunakan pedoman MPW SNI-1725-1989F seperti dijelaskan di bawah ini.
Beban Impact (Bangunan Terbuka)
Beban impact bisa diperkirakan dengan mengalikan beban-beban hidup
dengan koefisein impact yang didapat dengan menggunakan rumus sebagai
berikut :
K = LK 1.10
dimana
K = beban tumbukan (kg)
L = beban hidup LT + LTP + LD (kg) dari keperluan pembebanan gandar
K = Koefisein impact, tergantung pada jenis beban hidup dan panjang bentang
struktur (s) seperti diterangkan dalam pada Tabel 1.22.
Tabel 1.21 - Koefisien beban tumbukan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 72
Beban Tumbukan (Bangunan Terpendam)
Faktor impact untuk bangunan terpendam diperkirakan dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut.
K = Lfi 1.11
dimana
K = beban impact (kg)
L = beban hidup (kg)
Fi = faktor impact untuk kedalaman timbunan seperti tertera pada Tabel 1.23.
Gambar I.19 - Koefisien tekanan hidro dinamik
Tabel 1.22 - Faktor impact untuk struktur terpendam
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 73
7. Gaya Hidrostastis
Tekanan hidrostatis yang bekerja pada permukaan bidang di titik H di bawah
perrnukaan air dihitung dengan persamaan berikut ini.
hn = wH 1.12
dimana :
hn = tekanan hidrostatis (kg/m2)
w = berat satuan massa air (kg/m3)
H = kedalaman di bawah permukaan air (m)
Untuk permukaan vertikal, gaya hidrostatis yang bekerja pada satuan lebar
struktur dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut;
𝐇𝐧 = 𝟏/𝟐. 𝛄𝐰𝐇𝟐 1.13
dimana :
hn = tekanan hidrostatis (kg/m2)
n = berat satuan massa air (kg/m3)
H = kedalaman air (m)
Gaya hidrostatis Hn bekerja pada jarak H/3 dari dasar
8. Gaya Hidrodinamik
Bangunan sungai harus dirancang untuk gaya hidrodinamik yang dapat
ditentukan dengan persamaan berikut ini.
Hb = (q/d) wV2A/2 1.14
dimana :
Hqn = gaya hidrodinamik (kg)
q = angkutan [er satuan lebar sungai (m3/dt/m)
d = kedalaman rata-rata saluran sungai (m)
w = berat satuan massa air (kg/m3)
V = kecepatan aliran rata-rata (m/dt)
A = luas bangunan (yaiut : pintu, dinding atas/headwall) (m2)
Dalam masalah banjir, krib lulus air hams, ditentukan sperti pada krib rapat air
jika diterapkan gaya hidrodinamik dan aliran debris. Tekanan yang bekerja pada
struktur dermaga dihitung dengan menggunakan rumus berikut :
P = CV2 1.15
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 74
dimana :
P = tekanan
V = kecepatan aliran rata rata (m/dt)
C = koefisien bentuk seperti tertera di Tabel 1.24 yang didapat dari
MPW/SNI – 1725-1989F
n = berat satuan massa air (kg/m3)
Tabel 1.23 - Koefisien bentuk pilar
Gaya dihitung dengan mengalikan tekanan ini dengan luas pilar dermaga yang
mempengaruhi.
Gaya hidrodinamik akibat gempa bumi ditentukan dengan menggunakan rumus
sebagai berikut
Pe = CwhPe = C w h 1.16
dimana :
C = koefisien yang didapat dari Gambar 6 20
A = intensitas gempa yang didefinisikan sebagai percepatan gempa dibagi
dengan percepatan gravitasi
n = berat satuan massa air (kg/m3)
h = keadaan air (m)
Pembicaraan lebih lanjut mengenai gaya hidrodinarnik akibat gempa bumi
diberikan alam Desain Bendungan Kecil, USBR (1977)
9. Tekanan Tanah Lateral
Timbunan kembali yang berbatasan dengan dinding penahan memberikan
gaya lateral pada dinding, yang bisa dihitung dengan persamaan berikut ini.
P = K e H1 1.17
dimana:
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 75
P = tekanan tanah lateral (kg/m2)
e = berat satuan massa tanah (kg/m3)
K = koefisien tekanan tanah lateral
H1= tinggi timbunan di atas dasar dinding (m)
Persamaan di atas dipakai jika tinggi tekanan phreatic di bawah dasar dinding.
Jika tinggi phrestic di atas dasar dinding, persamaan berikut ini digunakan untuk
menghitung tekanan tanah lateral dan tekanan hidrostatis.
P = K (e H1 - n H2) + n H2 1.18
dimana:
P, K, e dan H1 = seperti ditulis pada persamaa 1.18
w = berat satuan massa air (kg/m3)
H2 = tinggi air di atas dasar dinding (m)
Koefisien tekanan tanah lateral bisa digunakan pada tekanan tanah aktif atau
pasif tentang nilainya tergantung pada jumlah perubahan yang bisa ditoleransi.
Pemindahan nding diperlukan untuk memperkuat tekanan tanah aktif clan pas
if yang ditunjukkan dalam Tabel 1.25, dari Winterkom dan Fang (1975) jika
pemindahan tidak terjadi (yaitu rtahan) atau ditahan maka koefisien tahan
sebaiknya dipakai.
Tabel 1.24 - Displacement dinding untuk memperkuat tekanan tanah
aktif dan pasif
Catatan1 H adalah tinggi dinding & Backfill
Tekanan horizontal akibat tambahan beban titik & garis ditentukan dengan
menggunakan Gambar I.21.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 76
10. Tekanan Pengendapan
Untuk bahan endapan terendam, tekanan yang bekerja pada struktur bisa
dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
Ps = K(s - w) H3 1.19
dimana:
PS = tekanan pengendapan (kg/m)
w = berat satuan massa air (kg/m1)
s = berat satuan massa berat endapan (kg/m3)
K = koefisien tekanan lateral untuk bahan endapan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 77
Gambar I.20 - Tekanan horisontal akibat tambahan beban titik dan beban
garis
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 78
Gambar I.21 - Tekanan angkat
11. Tekanan Ke Atas (Uplift Pressure)
Stabilitas bangunan melawan pengapungan (flotation), dan pengurangan
perlawanan tekanan longsoran yang disebabkan oleh tekanan ke atas
sebaiknya diperhitungkan. Distribusi tekanan ke atas tergantung pada
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 79
perbedaan energi (head) yang bekerja pada struktur, konfigurasi dasar struktur,
kedalaman lapisan kedap air, perbandingan permeabilitas horizontal terhadap
vertikal, kerapatan hubungan antara bangunan dan pondasi, lokasi &
keefekrifan filter, lubang rembesan atau pembuangan (drain). Metoda untuk
memperkirakan tekanan ke atas meliputi flownet (jaring aliran), teori rayapan
berat Lane, metode Kholsa, dan metode Roa. Pembicaraan lebih lanjut
dijelaskan dalam Desain Bendungan Kecil, USBR (1997). Untuk bangunan
beton yang headnya rendah, tekanan ke atas pada titik x sepanjang dasamya
bisa diperkirakan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut.
𝐏𝐱 = 𝛄𝐧(𝐇𝐱 −𝐋𝐱
𝐋∆𝐇) 1.20
dimana :
Px = tekanan ke atas pada x (kg/m2)
γn = berat satuan air (kg/m)
L = panjang total sepanjang bidang kontak bangunan dan lapisan tanah
bawah (m)
Lx = jarak sepanjang bidang kontak dari hulu ke x (m)
H = perbedaan tinggi energi (m)
Hx = tinggi energi dari muka air hulu (m)
Jarak antara L dan L, adalah jarak relatif yang dihitung sesuai dengan teori Lane
yang tergantung pada orientasi bidang. Teori lane menganggap bahwa bidang
horizontal nempunyai 3 kali lebih kecil menghambat aliran rembesan daripada
bidang vertikal, sebuah bidang dengan sudut 45° atau lebih terhadap horizontal
dianggap vertikal. Sebuah contoh diagram tekanan ke atas untuk bendung
ditunjukkan pada Gambar I.22.
12. Tekanan Angin
Tekanan angin ditentukan dari persamaan berikut ini seperti yang ditetapkan
oleh MPW SNI-1727-1989-F.
𝐏𝐚 =𝐕𝟐
𝟏𝟔 1.21
dimana :
Pa= tekanan angin kg/m2)
V = kecepatan angin (km/jam)
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 80
Desain kecepatan angin diambil sama atau lebih besar dari 40 Km/jam.Faktor
aman antara 1,2 dan 1,5 dianjurkan dalam menentukan rencana tekanan angin.
13. Beban Gempa
Beban gempa horizontal (G) ditentukan dengan menggunakan formula berikut
ini.
G = E M 1.22
dimana :
E = faktor gempa
M = massa struktur
G = beban gempa
Gambar I.22 - Peta daerah gempa
Komponen vertikal dari beban gempa bisa sangat lebar tergantung pada kondisi
lapangan. Nilai rata-rata dari 2/3 sampai 3/4 beban horizontal dianjurkan dalam
NBC suplement NRCC (1990).
Faktor Gempa dihitung dengan menggunakan persamaan berikut Ini:
E = ad/g 1.23
dimana :
ad = percepatan kejut desain (cm.dt2)
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 81
n,m = koefisien untuk jenis-jenis tanah seperti dijelaskan dalam Tabel 1.26
ac = percepatan kejut dasar (cm/dt2) seperti dijelaskan pada Tabel 1.27
g = percedpatan gravitasi (cm/dt2)
Z = faktor yang tergantung pada letak geografi seperti dijelaskan pada
Gambar I.23
Tabel 1.25 - Koefisien jenis tanah n dan m
Tabel 1.26 - Kala ulang dan percepatan dasar gempa
1.11.2 Stabilitas Struktur
1. Umum
Bagian ini membicarakan masalah stabilitas meliputi gaya ke atas, longsoran,
guling (overturning), tekanan fondasi dan erosi buluh (piping). Stabilitas lereng
termasuk dalam permasalahan stabilitas deep seated yang tidak dibicarakan
dalam bagian ini.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 82
2. Perlawanan Terhadap Gaya Ke Atas
Perlawanan yang memadai untuk melawan gaya ke atas harus diberikan untuk
mencegah mengapungnya bangunan. Faktor aman melawan gaya ke atas
ditetapkan sebagai berikut :
𝐒 =𝚺𝐕
𝚺𝐔 1.24
dimana :
S = faktor aman
V = perlawanan gaya vertikal terhadap gaya angkat
U = gaya ke atas
Gambar I.23 - Diagram distribusi gaya dan tekanan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 83
3. Perlawanan Terhadap Longsoran
Gaya horisontal cenderung menyebabkan perpindahan horizontal pada
struktur, kecenderungan ini harus dilawan dengan tahanan geser bangunan
atau pondasi.
Faktor aman melawan longsoran ditentukan dengan menggunakan rumus
𝐒 = 𝐂𝐀 +𝚺(𝐕−𝐔)𝐭𝐚𝐧 𝚽
𝚺𝐇 1.25
dimana :
H = gaya horizontal yang menyebabkan longsornya bangunan
V = gaya vertikal
U = gaya angkat ke atas
= koefisien gesekan dalam
S = faktor aman
C = nilai kohesi
A = luas bangunan
Nilai kohesi dan gesekan dalam dari pondasi atau bangunan/pondasi
penghubung ditentukan dengan menggunakan uji laboratorium geoteknik yang
tepat dan pemeriksaan/evaluasi.
Kohesi bisa sangat dipengaruhi oleh aktivitas struktur yang perlu
dipertimbangkan secara hati-hati dalam menentukan nilai desain secara tepat.
4. Stabilitas Melawan Guling
Untuk menahan guling diperlukan resultan semua gaya yang bekerja pada
bagian struktur di atas bidang horizontal, sebaiknya memotong bidang itu di
dalam sepertiga dari pertengahan. Jika tidak pada bagian tersebut, di bawah
keadaan sebenarnya disana akan terjadi tegangan pada beberapa titik.
Mempertimbangkan kondisi yang ada sepanjang bidang horizontal m-n untuk
bendungan beton yang dijelaskan pada Gambar I.24. Bidang ini berada pada
dasar bendungan, atau pada beberapa tampang horizontal yang melewati
bendungan dimana check stabilitas diperlukan. Gaya-gaya yang bekerja pada
bagian di atas m-n digabung dalam satu resultan gaya R. Karena R mungkin
dipakai pada beberapa titik sepanjang garis aksinya, ini bisa dipakai pada titik
O di mana garis aksi memotong m-n. Komponen-komponen gaya resultan
adalah RH dan Rv RH hanya akan menghasilkan longsoran atau tegangan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 84
geser pada bidang m-n, sedangkan Rv akan menghasilkan pemampatan atau
tekanan geser pada bidang m-n.
Overturning akan terjadi jika resultan R jatuh di luar hilir dari n. Bagaimanapun,
kegagalan terjadi jauh sebelum resultan gaya pada posisi ini. Jika R bergerak
mendekati ujung, tekanan akan berkurang pada m dan bertarnbah pada n.
Akhimya retakan tegangan (tension crack) akan terjadi pada muka hulu
bendungan, yang selanjutnya menghasilkan tekanan ke ata. Tekanan pondasi
yang berlebihan akan terjadi di ujung. Perkembangan ini akan disertai gerakan,
tipping, patahan (rupture) dan kemungkinan kehilangan tampungan di hulu.
Bisa diperkirakan bahwa distribusi tekanan vertikal antara m dan n adalah
linear, seperti ditunjukkan Gambar I.24. Dalam hal ini, tekanan aktual pada titik
ekstrern bisa diselesaikan dengan menggunakan rumus tekanan gabungan,
seperti dalam masalah batang yang terbebani secara eksentris. Karena itu,
untuk satu satuan lebar :
f = Rvb Rve (b/2)/1 1.26
dimana :
f = tekanan vertikal
Rv= resultan gaya vertikal
b = lebar dasar
I = momen inersia tampang = b3/12
e = eksentrisitas gaya Rv
Persamaan tekanan bisa digunakan untuk kondisi dimana eksentrisitas resultan
gaya masih diizinkan. Karena tidak ada tegangan diizinkan, nilai minimum f
yang diizinkan nol, dan batas-batas untuk e adalah :
e = b/6 1.27
Panjang b/6 merupakan sepertiga pertengahan (middle third) dari dasar, Ada
dasar untuk aturan Middle Third, yang menyatakan bahwa resultan gaya harus
jatuh dalam middle third dari dasar untuk keadaan pembebanan normal.
Beberapa keringanan bisa dipertimbangkan untuk keadaan pembebanan
extrem (yaitu kemungkinan terjadinya kejadian sangat rendah), bagaimanapun
tidak ada kasus dimana e lebih besar dari b/4.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 85
Gambar I.24 - Metode rasio rayapan berat lane
5. Tekanan Pondasi
Tekanan maksimum utama dalam pondasi harus dijaga dalam nilai-nilai
perancangan yang diijinkan dan ditentukan dari penyelidikan geoteknik dan
analisa bahan pondasi. Beberapa nilai tipikal ditunjukkan dalam Tabel 1.28.
Tabel 1.27 - Tekanan pondasi yang diijinkan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 86
6. Erosi Buluh (Piping)
Bangunan hidrolik direncanakan untuk menahan piping (yaitu dorongan heave
atau blowout) pada ujung hilir bangunan.
Potensi kegagalan akibat erosi buluh (piping) bisa diperkirakan dengan metode
empirik berikut ini :
Metode Bligh
Metode Lane
Metode Koshla
Metode Lane, juga disebut metode rasio rayapan berat (weighted creep ratio
method), bisa digunakan untuk bangunan hidrolik yang rendah. Metode Lane
membandingkan panjang garis rembesan struktur sepanjang permukaan antar
struktur pondasi dengan turunnya tinggi air yang melintasi struktur. Garis
vertikal dipertimbangkan mempunyai tahanan kira-kira 3 kali untuk melawan
aliran daripada garis horizontal. Lereng yang lebih curam dari 45° dianggap
sebagai lereng vertikal dan yang kurang dari 45° dianggap lebagai lereng
horizontal.
Rasio rayapan berat yang dihitung ditetapkan dengan persarnaan berikut ini
dimana:
𝑪𝒕
𝚺𝑳𝒗+𝚺𝑳𝒃
𝟑
𝑯 1.28
Ct = rasio rayapan berat aktual
Lv = panjang vertikal (m)
Lh = panjang horizontal (m)
H = perbedaan tinggi energi (m)
Nilai hitungan rasio rayapan berat sebaiknya tidak melebihi nilai minimum yang
diijinkan seperti tertera dalam Tabel 1.29.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 87
Tabel 1.28 - Nilai minimum rasio rayapan berat
Rasio yang diberikan Tabel 1.29 bisa direduksi berdasar kriteria berikut :
Rasio rayapan 100%, jika tidak dipakai drainase, jaring-jaring aliran tidak
dibangun, dan uji model rembesan tidak diadakan
Rasio rayapan 80%, jika ada drainase tetapi tidak ada pengujian atau tidak
ada jaring-jaring aliran
Rasio rayapan 70%, jika semua hal di atas telah dimasukkan
7. Faktor Keamanan
Faktor keamanan yang dapat diterima tergantung dari besarnya yang diberikan
sebagai berikut ini.
Kondisi Pondasi
Kondisi pembebanan dan kemungkinan kejadiannya
Tingkat kepentingan dan besarnya struktur serta konsekuensinya dari
kegagalan.
Untuk Sliding, USBR (1977) menunjukkan faktor keamanan minimum (SF) yang
diperlukan untuk bendungan beton sistem gravitasi adalah sebagai berikut ini.
Bendungan kecil di atas pondasi rendah, dimana kegagalan berakibat
hilangnya kehidupan atau kejadian bencana yang lain. Untuk kondisi
pembebanan normal, SF > 4,0 Untuk kondisi pembebanan ekstrem, SF > 1,5
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 88
Bendungan kecil di atas pondasi rendah atau pondasi non kohesif dimana
hilangnya kehidupan atau bencana lain tidak akan terjadi. Untuk kondisi
pembebanan normal, SF > 2,0 Untuk kondisi pembebanan ekstrern, SF >
1,25
Faktor keamanan minimum yang disarankan untuk semua struktur bidang
keairan adalah 1.25.
1.12 Latihan
1. Sebutkan kegiatan yang termasuk pekerjaan pengaturan dan perbaikan alur
sungai!
2. Apa tujuan dari analisis hidraulik dalam perencanaan tanggul?
3. Sebutkan dan jelaskan faktor-faktor fisik yang menentukan pemilihan lokasi dan
jenis bendungan!
1.13 Rangkuman
Dalam pelaksanaan perencanaan prasarana banjir, ada beberapa hal yang harus
dipertimbangkan diantaranya:
1. Pengaturan dan perbaikan alur sungai,
2. Tanggul dan tembok penahan banjir,
3. Bendungan pengendali banjir,
4. Kolam penampungan,
5. Banjir kanal dan by pass,
6. Sistem drainase,
7. Perlindungan gelombang,
8. Pintu dan saringan sampah,
9. Perbaikan muara sungai,
10. Stabilitas dan perencanaan teknis bangunan.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 89
PENUTUP
A. Simpulan
Modul ini menjelaskan mengenai dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.
Adapun materi yang dibahas dalam modul ini meliputi kegiatan perencanaan
prasarana banjir, diantaranya :
1. Pengaturan dan perbaikan alur sungai,
2. Tanggul dan tembok penahan banjir,
3. Bendungan pengendali banjir,
4. Kolam penampungan,
5. Banjir kanal dan by pass,
6. Sistem drainase,
7. Perlindungan gelombang,
8. Pintu dan saringan sampah,
9. Perbaikan muara sungai,
10. Stabilitas dan perencanaan teknis bangunan.
B. Tindak Lanjut
Sebagai tindak lanjut dari pelatihan ini, peserta diharapkan mengikuti kelas lanjutan
untuk dapat memahami detail pengendalian banjir dan ketentuan pendukung terkait
lainnya, sehingga memiliki pemahaman yang komprehensif mengenai
pengendalian banjir.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 90
EVALUASI FORMATIF
Evaluasi formatif adalah evaluasi yang dilakukan di akhir pembahasan modul dasar-
dasar perencanaan prasarana banjir pada pelatihan pengendalian banjir. Evaluasi
ini dimaksudkan untuk mengetahui sejauh mana pemahaman peserta pelatihan
terhadap materi yang disampaikan dalam modul.
A. Soal
1. Berikut ini merupakan prasarana banjir, kecuali...
a. Tanggul
b. Banjir kanal
c. Pelindung kaki tanggul
d. Bendungan
e. Kolam penampungan
2. Berikut ini yang merupakan jenis konstruksi tanggul, adalah...
a. Pasangan batu
b. Pasangan beton
c. Turap baja
d. Tanah yang dipadatkan
e. Semua benar
3. Pemilihan dan perancangan alinyemen banjir kanal harus mempertimbangkan
hal-hal berikut...
a. Topografi suatu alinyemen banjir kanal harus relatif landai
b. Pada sebagian lapisan di bawah permukaan dimungkinkan terdapat batas-
batas geologis
c. Aliran air tanah
d. Sifat-sifat tanah
e. Perkembangan dan pembangunan yang ada
4. Kegiatan yang termasuk pekerjaan pengaturan dan perbaikan alur sungai,
kecuali...
a. Menambah kedalaman dan pelebaran alur
b. Mengurangi kekasaran alur
c. Mengalihkan alur aliran
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 91
d. Menghilangkan tanaman di sepanjang alur
e. Pengendalian erosi alur
5. Tujuan dari analisis hidraulik dalam perencanaan tanggul adalah...
a. Menggambarkan profil muka air banjir rencana
b. Menentukan elevasi tanggul
c. Menentukan elevasi pintu air
d. A dan B benar
e. A, B, dan C benar
B. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Untuk mengetahui tingkat penguasaan peserta pelatihan terhadap materi yang di
paparkan dalam materi pokok, gunakan rumus berikut :
𝑇𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑠𝑎𝑎𝑛 =Jumlah Jawaban Yang Benar
Jumlah Soal × 100 %
Arti tingkat penguasaan :
90 - 100 % : baik sekali
80 - 89 % : baik
70 - 79 % : cukup
< 70 % : kurang
Diharapkan dengan materi yang diberikan dalam modul ini, peserta dapat
memahami dasar-dasar perencanaan prasarana banjir. Proses berbagi dan diskusi
dalam kelas dapat menjadi pengayaan akan materi dasar-dasar perencanaan
prasarana banjir. Untuk memperdalam pemahaman terkait materi dasar-dasar
perencanaan prasarana banjir, diperlukan pengamatan pada beberapa modul-
modul mata pelatihan terkait atau pada modul-modul yang pernah Anda dapatkan
serta melihat variasi-variasi modul-modul yang ada pada media internet. Sehingga
terbentuklah pemahaman yang utuh akan pengendalian banjir.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi
DAFTAR PUSTAKA
Kodoatie R. J. dan Sugiyanto. 2001. Banjir. Pustaka Pelajar, Semarang. Kodoatie R. J. dan Syarief R. 2006. Pengelolaan Bencana Terpadu. Andy,
Yogyakarta. Kodoatie R. J. dan Syarief R. 2010. Tata Ruang Air.Andy, Yogyakarta. Kodoatie, Robert J., 2012. Tata Ruang Air Tanah. xxvi + 514 = 540 Halaman.
Penerbit Andi, Yogyakarta. Kodoatie, Robert J., 2013. Rekayasa Manajemen Banjir Kota. Penerbit Andi,
Yogyakarta. Kodoatie R. J. dan Syarief R. 2013. Pengelolaan Sumber daya Air Terpadu. Andy,
Yogyakarta. Peraturan Presiden No. 8 tahun 2008 tentang Badan Nasional
Penanggulangan Bencana. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No. 4 Tahun 2015
tentang Penetapan Wilayah Sungai. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No. 26 Tahun 2015
tentang Pengalihan Alur Sungai dan/atau Pemanfaatan Ruas Bekas Sungai. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No. 27 Tahun 2015
tentang Bendungan. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No. 28 Tahun 2015
tentang Penetapan Garis Sempadan Sungai, dan Garis Sempadan Danau. Suripin, 2001. Pelestarian Sumberdaya Tanah dan Air. Andi Offset, Yogyakarta. Undang-Undang Republik Indonesia No. 24 Tahun 2007 Tentang Penanggulangan
Bencana.
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi
GLOSARIUM
Ekuivalen : Mempunyai nilai (ukuran, arti, atau efek) yang
sama; Seharga; Sebanding; Sepadan.
Elevasi : Ketinggian suatu tempat terhadap daerah
sekitarnya (di atas permukaan laut).
Kohesif : Melekat satu dengan yang lain; Padu; Berlekatan
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi
KUNCI JAWABAN
Berikut ini merupakan kumpulan jawaban atau kata kunci dari setiap butir
pertanyaan yang terdapat di dalam modul. Kunci jawaban ini diberikan dengan
maksud agar peserta pelatihan dapat mengukur kemampuan diri sendiri.
Adapun kunci jawaban dari soal latihan pada setiap materi pokok, sebagai berikut :
Latihan Materi Pokok 1
1. Kegiatan yang termasuk pekerjaan pengaturan dan perbaikan alur sungai
adalah sebagai berikut:
Pelurusan dan/atau pemendekan meander alur .
Menambah kedalaman dan pelebaran alur.
Mengurangi kekasaran alur,
Mengalihkan alur aliran,
Pengendalian erosi alur.
2. Analisis hidraulik dalam perencanaan tanggul bertujuan untuk
menggambarkan profil muka air banjir rencana sepanjang sungai yang ditinjau.
Profil Muka Air yang dihasilkan memberikan suatu dasar untuk menentukan
elevasi tanggul atau dinding penahan banjir.
3. Faktor-faktor fisik yang menentukan pemilihan lokasi dan jenis
bendungan adalah sebagai berikut:
Topografi
Kondisi geologi
Daerah seismik
Material bangunan yang tersedia
Bangunan pelengkap
Adapun kunci jawaban dari soal evaluasi formatif, sebagai berikut :
1. c (Pelindung kaki tanggul)
2. e (Semua benar)
3. c (Aliran air tanah)
4. d (Menghilangkan tanaman di sepanjang alur)
5. e (A, B, dan C benar)