14
Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376 © Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya JTRESDA Journal homepage: https://jtresda.ub.ac.id/ *Penulis korespendensi: [email protected] Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan Kabupaten Lumajang Jawa Timur Harjuna Arif Purwanto 1* , Heri Suprijanto 1 , Tri Budi Prayogo 1 1 Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya Jl.MT. Haryono No.167, Malang, 65145, Indonesia *Korespondensi Email: [email protected] Abstract: Rawaan Weir is the headwork regulation for 354.10 ha irrigation service in the Rawaan District. The damage to a large part of the Rawaan Weir has caused irrigation land to be often not fully irrigated, especially during the dry season. To optimize the function of the building, it is necessary to redesign based on analysis of hydrology, hydraulics, stability, and reinforcement design. The dimensions of the main building of the Rawaan Weir were determined based on hydrological analysis of the 100- year return period (Q 100 ) of HSS Gama I flood discharge of 318.51 m 3 /second. It is planned that the dimensions of the Rawaan Weir crest have a height of 1.60 m and a width of 25.60 m. The energy absorber uses a bucket type to prevent a damage due to the impact force of river sediments in the form of bolder rocks. Based on the hydraulic design, the selection of the bucket type also reduces the possibility of local scour downstream of the building. The safety of the building structure is declared safe based on the analysis of seepage and stability under normal and earthquake conditions. The Rawaan weir is designed using K-175 concrete covered with a K-300 reinforced concrete blanket. Keywords: hydraulic design, hydrology, reinforced concrete, stability, weir. Abstrak: Bendung Rawaan merupakan bangunan utama yang berperan memenuhi kebutuhan air lahan irigasi seluas 354,10 ha di Daerah Irigasi Rawaan. Rusaknya sebagian besar dari Bendung Rawaan menyebabkan lahan irigasi seringkali tidak terairi sepenuhnya, terutama saat musim kemarau. Untuk mengoptimalkan fungsi bangunannya, maka diperlukan perencanaan ulang berdasarkan analisis hidrologi, hidrolika, stabilitas, dan desain penulangan. Dimensi bangunan utama Bendung Rawaan ditentukan berdasarkan analisis hidrologi debit banjir kala ulang 100 tahun (Q 100 ) HSS Gama I sebesar 318,51 m 3 /detik. Direncanakan dimensi mercu Bendung Rawaan memiliki tinggi 1,60 m dan lebar 25,60 m. Peredam energi menggunakan tipe bucket untuk mencegah terjadinya kerusakan peredam energi akibat gaya hantam dari sedimen sungai berupa batuan bolder.

Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

© Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya

JTRESDA

Journal homepage: https://jtresda.ub.ac.id/

*Penulis korespendensi: [email protected]

Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah

Irigasi Rawaan Kabupaten Lumajang Jawa

Timur Harjuna Arif Purwanto1*, Heri Suprijanto1, Tri Budi Prayogo1 1Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya

Jl.MT. Haryono No.167, Malang, 65145, Indonesia

*Korespondensi Email: [email protected]

Abstract: Rawaan Weir is the headwork regulation for 354.10 ha irrigation

service in the Rawaan District. The damage to a large part of the Rawaan

Weir has caused irrigation land to be often not fully irrigated, especially

during the dry season. To optimize the function of the building, it is

necessary to redesign based on analysis of hydrology, hydraulics, stability,

and reinforcement design. The dimensions of the main building of the

Rawaan Weir were determined based on hydrological analysis of the 100-

year return period (Q100) of HSS Gama I flood discharge of 318.51

m3/second. It is planned that the dimensions of the Rawaan Weir crest have

a height of 1.60 m and a width of 25.60 m. The energy absorber uses a

bucket type to prevent a damage due to the impact force of river sediments

in the form of bolder rocks. Based on the hydraulic design, the selection of

the bucket type also reduces the possibility of local scour downstream of

the building. The safety of the building structure is declared safe based on

the analysis of seepage and stability under normal and earthquake

conditions. The Rawaan weir is designed using K-175 concrete covered

with a K-300 reinforced concrete blanket.

Keywords: hydraulic design, hydrology, reinforced concrete, stability,

weir.

Abstrak: Bendung Rawaan merupakan bangunan utama yang berperan

memenuhi kebutuhan air lahan irigasi seluas 354,10 ha di Daerah Irigasi

Rawaan. Rusaknya sebagian besar dari Bendung Rawaan menyebabkan

lahan irigasi seringkali tidak terairi sepenuhnya, terutama saat musim

kemarau. Untuk mengoptimalkan fungsi bangunannya, maka diperlukan

perencanaan ulang berdasarkan analisis hidrologi, hidrolika, stabilitas, dan

desain penulangan. Dimensi bangunan utama Bendung Rawaan ditentukan

berdasarkan analisis hidrologi debit banjir kala ulang 100 tahun (Q100) HSS

Gama I sebesar 318,51 m3/detik. Direncanakan dimensi mercu Bendung

Rawaan memiliki tinggi 1,60 m dan lebar 25,60 m. Peredam energi

menggunakan tipe bucket untuk mencegah terjadinya kerusakan peredam

energi akibat gaya hantam dari sedimen sungai berupa batuan bolder.

Page 2: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

364

Berdasarkan desain hidrolis, pemilihan tipe bucket juga mengurangi

kemungkinan terjadinya gerusan lokal di hilir bangunan. Keamanan

struktur bangunan dinyatakan aman berdasarkan analisis rembesan dan

stabilitas dalam keadaan normal dan gempa. Bendung Rawaan didesain

menggunakan beton K-175 yang dilapisi selimut beton bertulang K-300.

Kata kunci: bendung, beton bertulang, desain hidrolis, hidrologi, stabilitas

1. Pendahuluan

Pertanian di indonesia merupakan salah satu sektor yang memberikan kontribusi positif

bagi perekonomian nasional. Pemerintah telah menetapkan beberapa kebijakan dan strategi

untuk meningkatkan ketahanan pangan dan mencapai kedaulatan pangan, diantaranya

melalui Pokok-Pokok Kebijakan Irigasi tahun 2015-2025. Salah satu kebijakan terkait

pengembangan dan rehabilitasi irigasi menyebutkan tentang modernisasi irigasi di

Indonesia. Beberapa upaya yang direncanakan adalah melakukan rehabilitasi beberapa

bangunan bendung di Kabupaten Lumajang.

Daerah Irigasi Rawaan merupakan salah satu daerah irigasi di Kabupaten Lumajang

yang masuk dalam prioritas untuk dilakukan rehabilitasi bendung agar dapat meningkatkan

kinerja dan menambah luas layanan irigasi. Permasalahan utama di daerah irigasi tersebut

adalah kondisi eksisting bangunan utama Bendung Rawaan yang tersisa 7,00 meter dari

lebar sungai 25,00 meter, serta rusaknya bangunan-bangunan pelengkap. Hilangnya

sebagian besar dari mercu bendung ini dikarenakan ketidakmampuan bendung menahan

aliran debris yang berupa batuan bolder. Kerusakan Bendung Rawaan mengakibatkan luas

layanan Daerah Irigasi Rawaan yang seharusnya 354,10 ha seringkali tidak tercapai. Studi

ini bertujuan untuk merencanakan bangunan utama Bendung Rawaan sebagai infrastruktur

irigasi penunjang peningkatan produksi dan ketahanan pangan. Selain itu untuk

mendapatkan dimensi bendung yang sesuai berdasarkan perhitungan hidrologi, hidrolika,

stabilitas, dan penulangan.

2. Bahan dan Metode

2.1. Bahan

2.1.1. Lokasi Studi

Lokasi studi berada di Bendung Rawaan Desa Tempursari, Kecamatan Tempursari,

Kabupaten, Jawa Timur. Secara astronomis, bendung ini berlokasi pada koordinat 8° 16’

23.11” LS - 112° 59’ 17.35” BT. Catchment area dari Bendung Rawaan sebesar 15,80 km²,

dengan sungai utama sepanjang ±7,10 km.

2.1.2. Data untuk Studi

Data yang diperlukan untuk perencanaan ulang Bendung Rawaan antara lain:

a. Data topografi (peta situasi Daerah Irigasi Rawaan, peta kontur sungai)

b. Data hidrologi (data hujan Stasiun Hujan Rawaan tahun 2009-2018)

Page 3: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

365

c. Data meteorologi (data suhu, kecepatan angin, kelembapan udara, dan lama

penyinaran matahari tahun 2009-2018 dari Stasiun Geofisika Karangkates)

d. Data geologi dan mekanika tanah (peta geologi lembar Turen dan hasil uji borlog)

2.2. Tahapan Pengerjaan Studi

Pengerjaan studi dimulai dari analisis hidrologi untuk mendapatkan nilai debit banjir

rancangan, debit andalan, dan debit kebutuhan air irigasi. Sebelum digunakan untuk

analisis, dilakukan pengujian data hujan menggunakan uji konsistensi dan uji stasioner.

Setelah hasil uji memenuhi semua syarat, dilakukan analisis hujan rancangan, analisis

distribusi hujan jam-jaman, dan analisis debit banjir rancangan. Sedangkan data yang

digunakan untuk debit andalan sungai dan debit kebutuhan air irigasi adalah data hujan,

data meteorologi, dan klimatologi. Hasil dari perhitungan debit andalan dan debit

kebutuhan air irigasi kemudian dibandingkan melalui neraca air [1].

Penentuan dimensi bangunan utama didasarkan debit banjir rancangan yang terjadi di

sungai. Bangunan utama yang direncanakan antara lain: bendung, bangunan pengambilan,

bangunan pembilas, dan dinding penahan [2]. Setelah dimensi ditentukan, kemudian dicek

melalui perhitungan analisis rembesan dan stabilitas untuk mengetahui apakah bangunan

yang direncanakan tahan terhadap beban yang bekerja. Perhitungan beban yang bekerja

terhadap bangunan juga digunakan sebagai dasar untuk menghitung desain penulangan

pada konstruksi.

2.3 Persamaan

2.3.1. Curah Hujan Jam-Jaman Metode PSA 007

Pemilihan durasi hujan dan pola distribusinya sangat berpengaruh terhadap hasil banjir

desain yang akan dihitung. Penetapan durasi hujan kritis perlu dilakukan dengan optimasi

beberapa besaran durasi hujan [3].

2.3.2. Debit Banjir Rancangan HSS Gama I

Perhitungan debit banjir rancangan HSS Gama I dibagi menjadi 3 bagian inti, yaitu sisi

naik (rising limb), puncak (crest), dan sisi turun (recession limb) [4]. Adapun variabel

utama dari HSS ini diantaranya waktu naik (time of rise – TR), debit puncak (Qp), waktu

dasar (TB), dan sisi resesi yang ditentukan dari nilai koefisien tampungan (K) [5].

2.3.3. Penentuan Elevasi Puncak Mercu Bendung

Elevasi puncak mercu bendung ditentukan dari jumlah elevasi muka air rencana di

saluran sekunder hulu bangunan bagi terdekat (P), kehilangan tinggi energi sepanjang

saluran, beda tinggi antara bangunan intake dan bangunan bagi, serta tinggi keamanan [2].

2.3.4. Tinggi Air di Atas Bendung

Elevasi muka air di atas mercu didapatkan dari persamaan tinggi energi-debit untuk

ambang pendek dengan pengontrol segi empat. Berikut persamaannya [6]:

Q = Cd . 2/3 . √2

3. 𝑔 . b . H1

1,5 Pers.1

Cd = C0 . C1 . C2 Pers.2

Page 4: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

366

Dimana :

Q = debit di atas mercu bendung, m3/detik

b = panjang mercu, m

H1 = tinggi energi di atas mercu, m

Cd = koefisien debit

Gambar 1: Nilai Koefisien C0 Bendung Mercu Bulat sebagai Fungsi Perbandingan H1/r

Gambar 2: Nilai Koefisien C1 sebagai Fungsi P/H1

Gambar 3: Nilai Koefisien C2 untuk Muka Hulu Bendung Melengkung

Page 5: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

367

2.3.5. Lebar efektif Mercu Bendung

Lebar efektif mercu bendung didefiniskan sebagai lebar mercu yang melewatkan air

setelah dikurangi nilai koefisien kontraksi pilar dan pangkal bendung. Persamaan lebar

efektif mercu bendung adalah sebagai berikut [6]:

Be = Bb – 2 (n . Kp + Ka) H1 Pers.3

Dimana :

Be = lebar efektif

Bb = panjang mercu bendung bruto, m

n = jumlah pilar

Kp = koefisien kontraksi pilar

Ka = koefisien kontraksi pangkal bendung

H1 = tinggi energi, m

2.3.6. Perencanaan Peredam Energi

Parameter-parameter yang penting dalam perencanaan peredam energi tipe bucket

diantaranya kedalaman kritis (hc), penentuan jari-jari lengkungan (R), dan kedalaman muka

air hilir dari lantai cekungan (T). Berikut persamaan-persamaan yang digunakan untuk

merencanakan peredam energi tipe bucket [6],[7]:

1. Tinggi kritis (hc)

hc = √q²

g

3 Pers.4

dimana :

hc = tinggi air kritis, m

q = debit per satuan lebar, m3/det/m

g = percepatan gravitasi (= 9,81 m/detik2)

2. Radius lengkungan (R)

Rmin

hc = 1,55; untuk

h1

hc ≤ 2 Pers.5

Dimana :

Rmin = radius lengkungan (m)

h1 = tinggi muka air hulu, m

3. Kedalaman air hilir minimum

Tmin

hc = 1,88 (

h1

hc)

0,215

Pers.6

Dimana :

Tmin = batas minimum tinggi muka air hilir (m)

4. Elevasi dasar cekungan (bucket invert)

Elev.dasar cekungan = elev.Tail Water - Tmin Pers.7

Page 6: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

368

2.3.7. Analisis Stabilitas

Gaya-gaya yang bekerja terhadap bangunan bendung dan perlu diperhitungkan untuk

analisis stabilitas diantaranya: tekanan air, tekanan lumpur, berat bangunan, reaksi pondasi,

dan gaya gempa [8],[9].

2.3.8. Desain Tulangan pada Konstruksi

Desain tulangan pada bendung dan dinding penahan dihitung berdasarkan persamaan-

persamaan yang tercantum dalam SKSNI Nomor 2847 Tahun 2013 Persyaratan Beton

Struktural untuk Bangunan Gedung [10].

3. Hasil dan Pembahasan

Pembahasan dibagi menjadi 4 bagian, yaitu analisis hidrologi, desain hidrolis bangunan

utama, analisis rembesan dan stabilitas, serta desain penulangan pada konstruksi.

3.1. Analisis Hidrologi

Pengolahan data dari data hujan menjadi data debit dihitung melalui beberapa tahapan.

Perhitungan debit banjir menggunakan data hujan harian maksimum tahunan yang diambil

dari Stasiun Hujan Rawaan selama 10 tahun. Dilakukan pengujian data sebelum digunakan

untuk menghitung debit banjir rancangan. Sedangkan perhitungan debit andalan dan debit

kebutuhan air dihitung dari data curah hujan 10 harian, data meteorologi dan klimatologi

dari Stasiun Hujan Rawaan dan Stasiun Geofisika Karangkates selama 10 tahun.

Tabel 1: Distribusi Hujan Jam-Jaman Metode PSA 007 Sungai Rawaan

Kala Ulang 5 10 20 25 50 100 1000

RRancangan (mm) 169,09 212,46 254,09 277,84 335,02 400,21 690,93

Koefisien

Pengaliran 0,61 0,64 0,66 0,67 0,69 0,70 0,74

Reff (mm) 103,89 136,35 167,99 186,21 230,46 281,44 513,11

Jam

Ke-

1 4,16 5,45 6,72 7,45 9,22 11,26 20,52

2 11,74 16,36 20,50 22,90 29,96 37,43 73,38

3 72,72 92,72 113,11 124,76 149,80 180,12 313,00

4 6,96 10,91 14,22 16,20 23,05 30,11 65,17

5 4,16 5,45 6,72 7,45 9,22 11,26 20,52

6 4,16 5,45 6,72 7,45 9,22 11,26 20,52

Tabel 2: Rekapitulasi Debit Banjir Rancangan HSS Gama I Sungai Rawaan

Q

(m³/det)

Q5 Q10 Q20 Q25 Q50 Q100 Q1000

121.34 157.54 193.25 213.76 262.11 318.51 572.54

Page 7: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

369

Gambar 4: Grafik Neraca Air Daerah Irigasi Rawaan

3.2. Desain Hidrolis Bangunan Utama

Penentuan dimensi dan perhitungan hidrolis bangunan utama Bendung Rawaan

berdasarkan banjir kala ulang 100 tahun (Q100).

3.2.1. Tinggi Mercu Bendung

Tinggi mercu Bendung Rawaan diperoleh dari elevasi puncak mercu bendung

dikurangi dengan elevasi dasar sungai. Elevasi puncak mercu merupakan jumlah dari

elevasi sawah tertinggi, tinggi genangan air di sawah, dan akumulasi tekanan yang

diperlukan untuk pengaliran dan kehilangan tekanan di sepanjang pengaliran [2].

Elevasi puncak mercu bendung = + 20,21 mdpl

Elevasi dasar sungai = + 18,61 mdpl

Tinggi bendung (P) = elevasi puncak mercu – elevasi dasar sungai

= 1,60 m

3.2.2. Lebar Efektif Bendung

Perhitungan lebar efektif mercu bendung dimulai dari penentuan jumlah dan lebar

pilar. Karena bangunan pembilas menggunakan tipe bagian depan terbuka (tanpa dinding

banjir), maka lebar pintu pembilas dianggap bagian dari lebar mercu bendung.

Bmercu = Bsungai rata-rata - Bpilar bendung – Bpilar pembilas

= 27,40 – 1,00 – 0,80

= 25,60 m

Dari perhitungan di atas, lebar efektif mercu bendung (Be) dihitung dengan rumus :

Be = Bmercu – 2 (n . Kp + Ka) H1

= 25,60 – 2 (2 x 0,01 + 0,10) H1

= 25,60 – 0,24 H1 m

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I

Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov

Deb

it (

m³/

dt)

GRAFIK NERACA AIR DAERAH IRIGASI RAWAANQketersediaan

Qkebutuhan

Page 8: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

370

3.2.3. Perhitungan Hidrolik Mercu Bendung

Bendung Rawaan didesain dengan kemiringan hulu 1 : 0,67 dan kemiringan hilir 1 : 1.

Qd = Cd . 2

3 . √

2

3. g x Befektif x H1

32

318,51 = 1,3 x 2

3 x √

2

3. 9,81 x (25,60 – 0,24 H1) x H1

32

H1 = 3,22 m

3.2.4. Jari-jari mercu bendung (r)

Berdasarkan Kriteria Perencanaan 02 Bangunan Utama, bendung yang menggunakan

beton ditentukan jari-jari mercu bendung (r) antara 0,10 sampai dengan 0,70 H1.

Jari-jari (r) = 0,75 m

Dari nilai jari-jari mercu bendung (r), ditentukan nilai C0, C1, dan C2 dari grafik fungsi

perbandingan H1/r dan P/H1.

Qd = C0 x C1 x C2 x 2

3 x √

2

3. g x Befektif x H1

1,5

318,51 = 1,48 x 0,91 x 1,016 x 2

3 x √

2

3. 9,81 x (25,60 – 0,24 H1) x H1

1,5

H1 = 3,11 m

Tabel 3: Rekapitulasi Tinggi dan Elevasi Muka Air Banjir

Qkala ulang Q

Tinggi Muka Air Elevasi Muka Air

H1 Hd hc H1 Hd hc

m3/det m m m m m m

Q50 262,11 2,72 2,42 2,24 +22,93 +22,63 +22,45

Q100 318,51 3,11 2,74 2,56 +23,32 +22,95 +22,77

Q1000 572,54 4,76 4,07 3,82 +24,97 +24,28 +24,03

3.2.5. Perencanaan Peredam Energi

Pemilihan peredam energi didasarkan pada kondisi hidrolis dan tipe sedimen yang

diangkut di Sungai Rawaan . Agar bendung memiliki tingkat keamanan yang tinggi karena

sedimen sungai berupa batuan bolder, maka digunakan tipe bucket sebagai peredam energi.

Penentuan dimensi peredam energi tipe bucket didesain berdasarkan nilai Rmin dan Tmin.

Kedua nilai tersebut ditentukan dari perbandingan antara beda tinggi energi hulu - hilir

(ΔH) dan tinggi air kritis (hc). Sesuai dengan ketentuan dalam KP-02, peredam energi

Bendung Rawaan didesain menggunakan debit kala ulang 100 tahun (Q100 th).

Beda tinggi energi hulu dan tinggi energi hilir (ΔH).

ΔH = elevasi H1 – elevasi (y3 + v2

2

2 g⁄ )

= 23,32 – 20,58

= 2,74 m

Hc = 2,56 m

Page 9: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

371

ΔH

hc =

2,74

2,56

ΔH

hc = 1,0716

Radius Lengkungan Bak Minimum yang Diizinkan (Rmin)

Gambar 5: Grafik Radius Lengkungan Bak Minimum yang Diizinkan (Rmin)

Rmin

hc = 1,55

Rmin = 1,55 x hc

Rmin = 3,97 m

Kedalaman Air Hilir Minimum (Tmin)

Gambar 6: Grafik Batas Minimum Tinggi Air Hilir (Tmin)

Tmin

hc = 1,91

Tmin = 1,91 x hc

Tmin = 4,88 m

Page 10: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

372

Gambar 7: Rating Curve Tail Water Level (TWL)

Tabel 4: Rekapitulasi Perhitungan Peredam Energi Berdasarkan Kala Ulang Banjir

Parameter Satuan Kala Ulang Banjir

Q50 Q100

Q m3/det 262,11 318,51

∆H m 2,86 2,74

Rmin m 3,96 3,97

R m 8,00 8,00

Tmin (dari dasar bucket) m 5,06 4,88

Elevasi Tmin mdpl 19,13 18,95

Elevasi Thitung mdpl 19,47 19,89

Setelah dilakukan penggambaran berdasarkan hasil hitungan, elevasi tail water level

(TWL) selalu lebih rendah daripada elevasi Tmin, sehingga perlu penyesuaian terhadap nilai

radius kelengkungan (R) agar elevasi TWL lebih tinggi atau sama dengan Tmin. Ditentukan

nilai radius lengkungan (R) bucket sebesar 8,00 meter. Dari perhitungan yang dilakukan,

didapatkan elevasi muka air hilir +19,89.

3.2.6. Perencanaan Bangunan Pengambilan

Tipe pintu : Tipe intake dengan bagian depan tertutup (dengan dinding

banjir)

Lebar pintu : 1,00 m

Jumlah pintu : 1 pintu

Elevasi pengambilan : + 20,11

3.2.7. Perencanaan Bangunan Pembilas

Tipe pintu : Tipe pembilas dengan bagian depan terbuka (tanpa

dinding banjir)

Lebar pintu : 3,00 m (1,50 m/pintu)

Jumlah pintu : 2 pintu

Elevasi dasar pembilas : + 18,71

Elevasi puncak pembilas : + 20,21

Lebar pilar : 0,80 m (1 pilar)

+16.00

+17.00

+18.00

+19.00

+20.00

+21.00

+22.00

+23.00

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Ele

vas

i (m

dpl)

Debit (m3/det)

RATING CURVE TAIL WATER LEVEL (TWL)

Hubungan Elv.Muka Air dan Debit

Q50

Q100

Q1000

Page 11: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

373

3.2.8. Desain Dinding Penahan

Dinding penahan tanah didesain menggunakan tipe kantilever yang berfungsi untuk

menjaga kestabilan tanah di samping bendung dan untuk melindungi agar aliran air di atas

mercu tidak melimpas saat banjir kala ulang 100 tahun (Q100) terjadi.

3.3. Analisis Rembesan dan Stabilitas

Konstruksi Bendung Rawaan direncanakan menggunakan beton K-175 yang dilapisi

dengan selimut beton bertulang K-300 setebal 15 cm. sedangkan dinding penahan

direncanakan menggunakan beton bertulang K-225.

3.3.1. Analisis Rembesan Bendung

Tabel 5: Rekapitulasi Nilai Rembesan Bendung Rawaan Berdasarkan Kondisi Muka Air

Kondisi

Tinggi Muka Air di

Atas Mercu Σ Lv Σ Hv WCR

(m)

Penuh 1,60 25,00 24,68 8,74

Banjir 2,74 28,48 24,68 20,62

Nilai minimum angka rembesan metode Lane (CL) untuk bolder dengan batu-batu kecil

dan kerikil sebesar 2,50. Karena nilai Weight Creep Ratio (WCR) Bendung Rawaan

memiliki nilai yang lebih besar daripada nilai minimum angka rembesan, maka bendung

aman terhadap bahaya sufosi (piping).

3.3.2. Analisis Stabilitas

Analisis stabilitas dihitung pada 4 kondisi, yaitu normal-penuh, normal-banjir, gempa-

penuh, dan gempa-banjir. Kondisi penuh merupakan kondisi dimana elevasi muka air sama

dengan elevasi puncak mercu bendung. Sedangkan kondisi banjir adalah kondisi yang

terjadi saat banjir kala ulang 100 tahun (Q100).

Tabel 6: Rekapitulasi Nilai Safety Factor Stabilitas Bendung Rawaan

Normal Gempa

Penuh Banjir Penuh Banjir

SF Guling 3,31 > 2,00 4,31 > 2,00 1,89 > 1,50 3,42 > 1,50

SF Geser 3,26 > 1,50 8,38 > 1,50 2,00 > 1,25 3,27 > 1,25

Eksentrisitas 0,36 ≤ 2,95 0,11 ≤ 2,95 0,53 ≤ 2,95 0,92 ≤ 2,95

Kapasitas Dukung

Pondasi (kN/m²)

72,31 101,19 116,11 190,62

56,72 94,21 80,56 99,65

Kapasitas Dukung

Ijin (kN/m²) 421,70

3.4. Desain Penulangan pada Konstruksi

Perhitungan beton bertulang dihitung berdasarkan peraturan SKSNI No.2847 Tahun

2013 Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung. Penulangan tubuh bendung

hanya direncanakan pada selimut beton yang diasumsikan seperti pelat. Karena selimut

beton tidak menahan gaya tarik, maka hanya menggunakan tulangan tunggal [9].

Sedangkan untuk mendapatkan konstruksi yang lebih ekonomis, tulangan untuk dinding

Page 12: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

374

penahan tanah dibagi menjadi empat bagian berdasarkan momen lentur yang terjadi, yaitu

dinding bagian atas (A-A), dinding bagian bawah (B-B), ujung kaki (C-C), dan tumit (D-

D). Pembagian tulangan dinding penahan tanah ini guna mendapatkan konstruksi yang

lebih ekonomis.

Gambar 8: Detail Penulangan Dinding Penahan Bendung Rawaan

Gambar 9: Detail Penulangan Bendung Rawaan

D13 - 500

Angkur Ø13

@1,00 m

D13 - 500

h = 0.15 m

Page 13: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

375

4. Kesimpulan

Berdasarkan analisis hidrologi, diperoleh debit banjir rancangan kala ulang 100 tahun

(Q100) yang digunakan untuk menentukan dimensi bangunan utama Bendung Rawaan, yaitu

sebesar 318,51 m3/detik. Adapun dari neraca air hasil perbandingan ketersediaan dan

kebutuhan air di Daerah Irigasi Rawaan, dapat diketahui bahwa terjadi defisit air irigasi

pada periode Agustus II sampai dengan November I.

Bendung Rawaan memiliki tinggi 1,60 meter yang ditentukan dari elevasi puncak

mercu bendung dikurangi elevasi dasar sungai. Lebar mercu berdimensi 25,60 meter yang

dihitung dari lebar sungai dikurangi lebar pilar bendung dan pilar pembilas masing-masing

1,00 meter dan 0,80 meter. Mercu bendung tipe bulat berjari-jari 0,75 meter dengan

kemiringan bagian udik 1 : 0,67 dan bagian hilir 1 : 1. Untuk mencegah terjadinya

kerusakan pada peredam energi akibat aliran debris berupa batuan bolder yang melewati

bendung, digunakan tipe bucket dengan radius lengkungan bucket sebesar 8,00 meter.

Adapun bangunan pembilas menggunakan tipe bagian depan terbuka (tanpa dinding banjir)

berjumlah 2 pintu yang tiap pintunya selebar 1,50 meter. Sedangkan bangunan

pengambilan menggunakan tipe bagian depan tertutup (dengan dinding banjir) memiliki 1

pintu dengan lebar 1,00 meter.

Stabilitas Bendung Rawaan pada kondisi normal-penuh, gempa-penuh, normal-banjir,

dan gempa-banjir dinyatakan aman karena nilai safety factor yang lebih besar daripada

safety factor minimum. Dinding penahan yang berfungsi untuk mencegah limpasan akibat

banjir juga aman terhadap kondisi terkestrem, yaitu kondisi gempa-penuh. Konstruksi

bendung direncanakan menggunakan beton K-175 yang dilapisi pelat beton K-300 setebal

15 cm dengan tulangan tunggal BJTS D13-500. Sedangkan dinding penahan direncanakan

menggunakan beton K-225 yang penulangannya dibagi menjadi empat bagian: bagian atas,

bagian bawah, ujung kaki, dan tumit. Keempat bagian dinding penahan menggunakan

BJTS D25 untuk tulangan utama dan BJTS D16 untuk tulangan bagi. Baja yang digunakan

untuk konstruksi memiliki kekuatan leleh (fy) = 420 MPa.

Daftar Pustaka

[1] Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Direktorat Irigasi dan Rawa, “Standar

Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Perencanaan Jaringan Irigasi

KP-01,” Jakarta: Kementerian Pekerjaan Umum, 2013.

[2] Direktorat Jenderal Pengairan, Badan Penerbit Pekerjaan Umum, “Buku Petunjuk

Perencanaan Irigasi Bagian Penunjang,” Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum,

1986.

[3] Direktorat Jenderal Pengairan, Direktorat Bina Teknik, “Panduan Perencanaan

Bendungan Urugan Volume II Analisis Hidrologi,” Jakarta: Departemen Pekerjaan

Umum, 1999.

[4] N. Hadisusanto, Aplikasi Hidrologi. Malang: Jogja Mediautama, 2010

[5] B. Triatmojo, Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Beta Offset, 2016.

Page 14: Studi Perencanaan Ulang Bendung di Daerah Irigasi Rawaan

Purwanto, H. A. et al., Jurnal Teknologi dan Rekayasa Sumber Daya Air Vol. 2 No. 1 (2022) p. 363-376

376

[6] Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Direktorat Irigasi dan Rawa, “Standar

Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02,”

Jakarta: Kementerian Pekerjaan Umum, 2013.

[7] E. Mawardi and M. Memed, Desain Hidraulik Bendung Tetap untuk Irigasi Teknis.

Bandung: Alfabeta, 2010.

[8] H. C. Hardiyatmo, Mekanika Tanah 2, 5th ed. Yogyakarta: Andi, 2018.

[9] Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Direktorat Irigasi dan Rawa, “Standar

Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Parameter Bangunan KP-06,”

Jakarta: Kementerian Pekerjaan Umum, 2013.

[10] A. Setiawan, Perancangan Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SNI 2847:2013.

Jakarta: Erlangga, 2016.