39 n
= kemiringan hilir main dam γ
w
= berat jenis air tonm
3
γ
m
= berat jenis material konstruksi tonm
3
γ
sub
= berat jenis sedimen basah =
γ
s
-
γ
w
tonm
3
γ
s
= berat jenis sedimen tonm
3
K
a
= koefisien tekanan sedimen = tan
2
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
− 2
45 θ
H = tinggi tubuh bendung utama m
H
e
= tinggi sedimen di hulu main dam m B
= lebar mercu main dam m b
2
= lebar dasar pondasi main dam m h
w
= tinggi air di atas peluap m F
d
= gaya tumbukan akibat aliran debris terhadap main dam ton h
d
= kedalaman aliran debris m
c. Akibat Gempa
Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6 wilayah gempa dimana wilayah 1 satu dengan kegempaan paling rendah dan wilayah gempa 6 enam dengan
kegempaan paling tinggi. Untuk wilayah Jawa Tengah SNI Gempa, 2002 khususnya daerah Magelang termasuk dalam wilayah gempa 3 tiga, maka dalam
perencanaan ini gaya akibat gempa harus dikalikan dengan koefisien gempa untuk wilayah 3 tiga yang besarnya diambil 0,15.
Gaya gempa yang bekerja pada main dam dapat dihitung dengan rumus sebagi berikut :
H = k x W ………2.28
dimana : H = gaya gempa ton
k = koefisien gempa = 0,15 W = berat konstruksi ton
40 Gaya yang bekerja pada main dam akibat gempa dapat dilihat pada
gambar sebagai berikut :
W
1
P
e
v
H
2
W
3
H
3
U
2
b B
2
H
1
W
2
o
P
ev
Gambar 2.14. Sketsa gaya akibat gempa
Berikut ini pembagian wilayah gempa di Indonesia di sajikan pada Gambar 2.15 sebagai berikut :
Gambar 2.15. Wilayah gempa di Indonesia
41
d. Stabilitas Dinding Tepi
ada perhitungan stabilitas diding tepi gaya-gaya yang timbul diakibatkan oleh adanya timbunan tanah dan tekanan air.
Tabel 2.8. Harga Faktor Keamanan
Faktor Keamanan Stabilitas
Waktu Normal Banjir
Gempa
Sabo dam Guling 1,5 1,2
Geser 1,5 1,2
dalam Sosrodarsono, 1987
Stabilitas Terhadap Guling
Untuk mengontrol stabilitas sabo dam terhadap guling kita gunakan rumus sebagai berikut :
S
f
= 5
, 1
g t
M M
………2.29 dimana :
M
t
= momen tahan tm M
g
= momen guling tm
Stabilitas Terhadap Geser
Untuk mengontrol stabilitas sabo dam terhadap geser kita gunakan rumus sebagai berikut :
S
f
= 5
, 1
. ∑
∑ H
V f
………2.30 dimana :
H ∑ = jumlah gaya-gaya horisontal ton
V ∑ = jumlah gaya-gaya vertikal ton
f = koefisien geser
Kontrol Terhadap Daya Dukung Penurunan
Untuk mengontrol stabilitas sabo dam terhadap daya dukung kita gunakan rumus Terzagi dalam Das, 1995 adalah sebagai berikut :
Q
ult
= c.N
c
+ H.
γ
sub
. N
q
+ ½.b.
γ
sub
.N.
γ
….2.31
42 dimana :
Q
ult
= daya dukung ultimate tanah tonm
2
c = nilai kohesi tanah tonm
2
H = kedalaman pondasi m B
2
= lebar dasar main dam m γ
Sub
= berat jenis tanah dalam keadaan jenuh air tonm
3
Sedangkan eksentrisitas dihitung dengan persamaan sebagai berikut : Q
maksmin
= ⎟⎟
⎠ ⎞
⎜⎜ ⎝
⎛ ±
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛ ∑
2 2
. 6
1 b
e b
V ………2.32
dimana : e = eksentrisitas gaya akibat berat main dam m
= x – ½.b
2
X = V
M M
g t
− Syarat : 13 b
2
3 2
≤ ≤ x
.b
2
dan e 6
1 ≤
.b
2
2.4.5. KONTROL TEBAL LANTAI DAN REMBESAN
2.4.5.1. Kontrol Tebal Lantai Terjun Terhadap Gaya Angkat
Tebal lantai terjun harus mampu menahan gaya angkat yang diakibatkan oleh rembesan air yang berada di bawahnya, hal ini harus dilakukan untuk
menghindari pecahnya lantai terjun. Rumus yang digunakan untuk mengontrol tebal lantai dalam Sosrodarsono dkk,
1985 adalah sebagai berikut : U
x
= h
1
- H
L L
x
∆ ∑
…..2.33 dimana :
U
x
= gaya angkat pada titik x ton h
1
= tinggi air di hilir bangunan m L
x
= panjang garis rembesan sampai titik yang ditinjau m ∑ L = panjang garis rembesan total m
∆ H = beda tinggi energi m
43
2.4.5.2. Kontrol Terhadap Rembesan
Untuk mengontrol terhadap rembesan digunakan rumus Lane dalam Sosrodarsono dkk, 1985 adalah sebagai berikut :
L
w
= L
v
+ 13 L
h
…...2.34 L c.
∆ H dimana :
L = panjang rembesan m L
v
= panjang rembesan arah vertikal m L
h
= panjang rembesan arah horisontal m c = koefisien Lane
∆ H = beda tinggi muka air pada main dam dengan muka air sub dam m
2.4.6. PERENCANAAN BANGUNAN TANGGUL DAN SUNGAI
2.4.6.1. Tinggi Muka Air Sebelum Ada Dam
Tinggi muka air yang dihitung adalah tinggi muka air pada saat banjir. Data-data yang disarankan sebagai berikut :
b
1
= lebar sungai m
m = kemiringan
dinding sungai
I
s
= kemiringan dasar sungai
N = koefisien kekasaran Manning
Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut : A =
b
1
+ mh h
………2.35 P = b
1
+ 2h
2
1 m +
………2.36 R =
AP ………2.37
V =
2 1
3 2
1
s
I R
n ………2.38
Q = A.V
………2.39 2.4.6.2.
Back Water
Back water merupakan kembalinya aliran air ke arah hulu yang disebabkan oleh naiknya muka air yang diakibatkan adanya penghalang.
44 Rumus yang digunakan dalam Sugiyanto, 2002 adalah sebagai berikut :
2 2
1 2
1 2
1 2
2 2
x x
l h
g V
x x
l h
g V
f o
− +
+ =
− +
+ …….2.40
Kedalaman air ditambah tinggi kecepatan adalah energi spesifik E diukur di atas saluran.
E = g
V h
2
2 2
+ ………2.41
dH =
o f
l l
E E
x x
− −
= −
1 2
1 2
………2.42
l
f
= R
n V
2 2
2
. ………2.43
R = AP ………2.44
dimana : l
o
= kemiringan dasar sungai
l
f
= kemiringan garis energi
R =
jari-jari hidrolis penampang m P
= keliling basah penampang m
A =
luas penampang m
2
2.4.6.3. Bangunan Tanggul
a. Tipe dan Bahan
Tanggul di sebelah kiri dan kanan sungai pada hulu main dam direncanakan dengan tipe urugan dengan perkuatan lereng pada kedua sisinya. Konstruksi
perkuatan lereng direncanakan dengan pasangan batu kali 1 PC : 4 Ps. Untuk menahan erosi akibat tekanan lahar pada kaki tanggul sebelah dalam
dipasang bronjong. b.
Dimensi dan Ukuran Perencanaan tanggul penahan sedimen dapat diuraikan menjadi tinggi tanggul,
lebar puncak, kemiringan lereng, dan pelindung kaki tanggul.
45
2.4.7. PERKUATAN TEBING
Perkuatan tebing dilakukan dengan pemasangan bronjong. Stabilitas pada lereng dihitung dengan rumus dalam Sugiyanto, 2002 sebagai berikut :
S
f
= T
N L
C tan
. .
Φ +
∑ …..2.45
dimana : S
f
= angka keamanan N = W.cos
α ton T = W.sin
α ton W = A.
γ ton A = luas penampang segmen m
2
γ = berat jenis tanah 9 tonm
3
L = π
α .
2 .
360
2.4.8. TAMPUNGAN SEDIMEN
Tampungan sedimen dihitung dengan menggunakan rumus dalam Sugiyanto, 2002 sebagai berikut :
V = 12
s o
m
I I
h B
−
2
. ………2.46
dimana : V = volume sedimen m
3
B = lebar sungai m h
m
= tinggi efektif main dam m I
o
= kemiringan dasar sungai yang ada m I
s
= kemiringan dasar sungai stabil m
2.5. BENDUNG 2.5.1. MENCARI KEBUTUHAN AIR
Kebutuhan air irigasi adalah banyaknya air yang diperlukan oleh tanaman, ditambah air untuk keperluan lain-lain, baik untuk membersihkan kotoran, untuk
46 pencucian tanah maupun untuk keperluan sehari-hari. Dalam menganalisis
kebutuhan air irigasi suatu daerah tidak lepas dari maksud atau untuk keperluan air tersebut, misalnya : penyediaan kebutuhan air untuk irigasi, air minum, dan
pembangkit tenaga listrik. Laporan tugas akhir yang akan disusun ini membahas tentang kebutuhan
air untuk irigasi sebab hal ini tidak bisa lepas dari maksud dan tujuan dibangunnya Bendung itu sendiri, yaitu untuk meninggikan elevasi muka air agar
suplai air bagi daerah irigasi dapat terlayani dengan baik. Pengertian irigasi itu sendiri adalah menyalurkan air yang perlu untuk pengolahan tanah, pertumbuhan
tanaman serta mendistribusikan air secara sistematis dan efisien. Cara-cara pemakaian air untuk pengairan irigasi tergantung dari keadaan
tanah, tanaman yang diairi, alat-alat yang digunakan, kebiasaan setempat dan lain- lain.
Cara pemakaian air yang sering digunakan dibedakan antara lain sebagai berikut :
1. Merendam Tanah
Air didatangkan ke tanah dengan perantaraan saluran induk, sering pula dibagi-bagi lagi dengan anak-anak saluran atau selokan-selokan agar perendaman
tanah dilakukan dengan baik dan cepat.
2. Pembasahan dalam tanah
Untuk membasahi tanah maka sering kali dibuat selokan-selokan yang memotong-motong tanah dan merupakan susunan saluran, dimana air dapat
ditambah sampai setinggi permukaan air yang dibutuhkan, sedikit-dikitnya 0,17 cm di bawah permukaan tanah dan ke kanan-kiri dapat merembes ke dalam tanah.
3. Menyiram atau menyemprot
Cara ini mirip dengan hujan, dan untuk lebih memudahkan biasanya digunakan pipa cerat atau pompa cerat pemadam kebakaran.
2.5.2. KEBUTUHAN AIR IRIGASI PADA PETAK SAWAH
Kebutuhan air untuk tanaman tergantung pada macam tanaman dan masa pertumbuhannya sampai dipanen dan pada akhirnya dapat memberikan hasil
47 optimum. Tanaman terpenting dan paling membutuhkan air irigasi di Indonesia
adalah tanaman padi, sebab beras merupakan makanan pokok bangsa Indonesia. Selain itu padi merupakan jenis tanaman di Indonesia yang paling banyak
membutuhkan air untuk pertumbuhannya. Karena itulah, kebutuhan air untuk padi yang diambil sebagai dasar untuk menetapkan besarnya pengaliran dan ukuran-
ukuran bangunan atau saluran-saluran irigasi. Banyaknya kebutuhan air untuk irigasi pada petak sawah dapat
dirumuskan : I
r
= E
t
+ P+B + W – R
e
………2.47 dimana :
I
r
= kebutuhan air untuk irigasi m
3
det E
t
= evapotranspirasi mm P
= perkolasi mmhari B
= infiltrasi mmjam atau mmhari W
= tinggi genangan air mmharisetengah bulan R
e
= curah hujan efektif mm Untuk mengetahui besaran-besaran seperti yang terdapat di atas, dapat
dijelaskan sebagai berikut :
a. Menentukan Evapotranspirasi
Ada banyak metode perhitungan evapotranspirasi intuk mendapatkan kebutuhan air bagi pertumbuhan, diantaranya adalah :
1. Metode ini digunakan untuk menghitung kebutuhan air untuk pertumbuhan dengan menggunakan koefisien berbagai tanaman.
Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut : PET = k . p 0,457t + 8,128 n
………2.48 E
to
= PET n ………2.49
dimana : PET = evapotranspirasi mm
E
to
= evapotranspirasi potensial mm k
= koefisien tanaman bulanan diambil 0,75 t
= temperatur rata-rata
o
C
48 p = prosentase jam siang hari dalam tahun tersebut yang terjadi
pada periode tertentu n
= jumlah hari 2. Metode Penman
Metode ini digunakan untuk mencari evapotranspirasi dari rumput berdasar data klimatologi temperatur, kelembaban relatif, kecepatan angin
dan lamanya penyinaran matahari yang kemudian untuk mendapatkan harga evapotranspirasinya harus dikalikan dengan faktor tumbuhan misal : padi,
jagung, dll. Untuk data kecepatan angin yang diukur pada ketinggian 2 m atau harus dikonverdikan dulu, lama penyinaran selama 12 jam atau harus
dikonversikan selama 12 jam dihitung 0, 786 Q1 + 3,46 Eto = [ lga 1 – a 0,18 + 0,62 hH – r T4 0,560082 U
2
0,1 + 0,9 h H ]-
[ ]
[ ]
1 1
5 26
, t
F t
F g
e e
t F
T T
w T
+ +
− …..2.50
dimana : Eto = evapotranspirasi potensial mm
lga = radiasi maksimum secara teoritis a = koefisien pemantulan sinar dari permukaan penguapan
hH = penjemuran relatif R
= konstanta Steve Boltzman = 1,18 10
-7
kalcmhari T
= temperatur udara
o
C e
= tekanan uap air diukur di tempat teduh mB e
w
= tekanan uap air maksimum pada temperatur T mB F’
T
= kemiringan hubungan tekanan uap air jenuh terhadap temperatur air jenuh terhadap temperatur air yang diselidiki
g = konstanta psikometrik untuk tekanan 1015 mB = 0,65 U
2
= kecepatan angin mdtk
b. Perkolasi dan Infiltrasi
