xxxi
V : Kecepatan rata-rata �
g : Percepatan gravitasi �
2
: Kehilangan energi akibat gesekan dasar saluran : Kehilangan energi akibat pusaran
Dari rumus standar step method ini akan diketahui ketinggian muka air didalam saluran floodway yang mana hasilnya akan dibandingkan dengan perencanaan awal
apakah masih memenuhi syarat atau tidak.
II.4. Bangunan Pengamanan Sungai dan Saluran II.4.1. Tanggul
Tanggul adalah salah satu bangunan yang paling utama dan paling penting dalam usaha
melindungi kehidupan dan harta benda masyarakat terhadap genangan-genangan yang disebabkan oleh banjir dan badai gelombang pasang . Tanggul dibangun terutama dengan
konstruksi urugan tanah karena tanggul merupakan bangunan menerus yang sangat panjang serta membutuhkan bahan urugan yang volumenya sangat besar. Kecuali tanah, kiranya
amatlah sukar untuk memperoleh bahan urugan untuk pembangunan tanggul dan bahan tanah dapat diperoleh dari hasil galian di kanan-kiri trase rencana tanggul atau bahkan dapat
diperoleh dari hasil pekerjaan normalisasi sungai, berupa galian pelebaran alur sungai, yang biasanya dilaksanakan bersamaan dengan pembangunan tanggul. Dalam tahap perencanaan
kiranya perlu diperhatikan, agar hasil dari pekerjaan normalisasi sungai dapat dimanfaatkan sebagai bahan tanggul. Tentulah terbatas pada hasil galian yang memenuhi syarat untu bahan
urugan tanggul. Selain itu tanah merupakan bahan yang sangat mudah penggarapanya dan
xxxii
setelah menjadi tanggul sangat mudah pula menyesuaikan diri dengan lapisan tanah pondasi yang mendukungnya serta mudah pula menyesuaikan dengan kemungkinan penurunan yang
tidak rata, sehingga perbaikan yang disebabkan oleh penurunan tersebut mudah dikerjakan. Selanjutnya tanah merupakan bahan bangunan yang sangat stabil dan tidak akan rusak selama
puluhan, bahkan yang sangat stabil dan tidak akan rusak selama puluhan, bahkan ratusan tahun. Apabila di beberapa tempat terjadi kerusakan tanggul, perbaikannya sangat mudah dan
cepat menggunakan tanah yang tersedia di sekitar lokasi kerusakan.
Berbagai Jenis Tanggul
Berdasarkan fungsi dan dimensi tempat serta bahan yang digunakan dan kondisi topografi setempat lihat gbr.2.2 tanggul dapat dibedakan sebagai berikut :
Gambar.2.2. Berbagai Jenis Tanggul
xxxiii
1. Tanggul Utama
Bangunan tanggul sepanjang kanan-kiri sungai guna menampung debit banjir rencana. 2.
Tanggul Sekunder Tanggul yang dibangun sejajar tanggul utama, baik di atas bantaran di depan tanggul
utama yang disebut tanggul musim panas maupun tanggul disebelah belakang tanggul utama yang berfungsi untuk pertahanan kedua, andaikan terjadi bobolan pada tanggul
utama. Tergantung pada pentingnya suatu areal yang dilindungi kadang-kadang dibangun pula tanggul tersier.
3. Tanggul Terbuka
Pada sungai-sungai yang deras arusnya, biasanya dapat dibangun tanggul-tanggul yang tidak menerus, tetapi terputus-putus. Dengan demikian puncak banjir yang tinggi
tetapi periode waktunya pendek dapat dipotong, karena sebagian banjir mengalir keluar melalui celah-celah antara tanggul-tanggul tersebut memasuki areal-areal di
belakang tanggul yang dipersiapkan untuk penampungan banjir sementara. Biasanya areal-areal penampungan tersebut dikeliingi tanggul-tanggul pula. Setelah banjir
mereda, maka air yang tertampung tersebut, kemudian mengalir kembali kedalam ke dalam sungai melalui celah-celah ini. Jadi tidak diperlukan adanya pintu-pintu atau
pelimpah serta bangunan pelengkap lainnya.
4. Tanggul Pemisah
Tanggul semacam ini dibangun di antara dua buah sungai yang berdekatan, agar arus sungai pada muara kedua sungai tersebut tidak saling mengganggu, terutama pada
sungai-sungai yang kemiringannya dan kondisi hidrologinya berbeda. Selain itu pada sungai-sungai yang banyak mengandung sedimen dapat dihindarkan terjadinya
xxxiv
pengendapan pada pertemuan kedua sungai tersebut dan perbedaan permukaan air di muara masing-masing sungai dapat disesuaikan secara individual.
5. Tanggul Melingkar
Biasanya dibangun untuk melindungi areal-areal yang tidak terlalu luas tetapi penting dan tanggul semacam ini sudah tidak digolongkan sebagai tanggul dalam rangka
perbaikan dan pengaturan sungai. 6.
Tanggul Sirip Tanggul Melintang Pada sungai-sungai yang besar dengan bantaran yang sangat lebar dan tanah
bantarannya diusahakan untuk kegiatan pertanian, kadang-kadang dibangun tanggul melintang untuk melindungi areal pertanian tersebut terhadap debit banjir yang lebih
kecil dari debit banjir rencananya. Selain itu tanggul tersebut dapat berfungsi sebagai penghambat kecepatan arus sungai dan areal diantara kedua tanggul tersebut dapat
pula berfungsi sebagai panampung banjir sementara. Tanggul semacam ini biasanya ditempatkan lebih kurang tegak lurus terhadap tanggul utama dan melintang arah alur
sungai. 7.
Tanggul Pengarah Tanggul semacam ini berfungsi sebagai pengarah arus di muara-muara sungai untuk
menjaga agar muara sungai tidak mudah berpindah-pindah dan sebagai pemandu arus sungai.
8. Tanggul Keliling dan Tanggul Sekat
Andaikan pda suatu sungai dibangun penampung banjir sementara retarding basin dengan sistem tanggul, maka tanggulsebelah luar disebut tanggul keliling
surrounding levee dan bagian tanggul yang terletak di tepi alur sungai disebut tanggul sekat encircling levee .
xxxv
9. Penyadap Banjir
Bangunan ini berfungsi sebagai penyadap sebagian aliran banjir, pada saat muka air banjir di dalam sungai telah melampui tinggi yang diperkirakan. Biasanya merupakan
salah satu komponen utama dari retarding basin atau berfungsi sebagai bangunan atau pintu pembagi banjir.
10. Tanggul Tepi Danau dan Tanggul Pasang
Tanggul tepi danau dibangun disekeliling danau atau rawa-rawa dan tanggul pasang dibangun di muara sungai yang dipengaruhi oleh pasang-surut air laut. Kedua jenis
tanggul tersebut diperhitungkan juga daya tahannya terhadap gaya-gaya hempasan ombak baik dari danau maupun dari laut.
11. Tanggul Khusus
Pada pemukiman yang padat penduduk, biasanya biaya pembebasan tanah untuk pembangunan tanggul sangat tinggi. Dalam keadaan demikian untuk mengurangi
areal tanah yang harus dibebaskan, biasanya tanggul dibuat berupa dinding pasangan atau dinding beton.
12. Tanggul Belakang
Biasanya dibangun pada muara anak-anak sungai untuk mencegah limpasan, akibat aliaran air pada anak-anak sungai tertahan dan permukaannya naik, karena naiknya
permukaan air pada sungai utama di waktu banjir.
II.4.2. Perkuatan Lereng
xxxvi
Perkuatan lereng revetments adalah bangunan yang ditempatkan pada permukaan suatu lereng guna melindungi suatu tebing alur sungai atau permukaan lereng tanggul dan
secara keseluruhan berperan meningkatkan stabilitas alur sungai atau tubuh tanggul yang dilindunginya.
Telah terjadi pengembangan yang sangat lanjut terhadap konstruksi salah satu bangunan persungaian yang sangat vital ini dan pada saat ini telah dimungkinkan memilih
salah satu konstruksi, bahan dan cara pelaksanaan yang paling cocok disesuaikan dengan berbagai kondisi setempat. Walaupun demikian konstruksi perkuatan lereng secara terus
menerus dikembangkan dan disempurnakan
Klasifikasi dan Konstruksi Perkuatan Lereng
1. Klasifikasi Berdasarkan Lokasi Sebagaimana yang tertera pada gbr.2.3. berdasarkan lokasi, perkuatan lereng dapat
dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu perkuatan lereng tanggul levee revetment , perkuatan tebing sungai low water revetment dan perkuatan lereng menerus high
water revetment .
xxxvii
Gambar 2.3. Jenis-jenis Perkuatan Lereng
a.
Perkuatan Lereng Tanggul
Dibangun pada permukaan lereng tanggul guna melindunginya terhadap gerusan arus sungai dan konstruksi yang kuat perlu dibuat pada tanggul-tanggul yang sangat dekat
dengan tebing alur sungai atau apabila diperkirakan terjadi pukulan air water hummer. b.
Perkuatan Tebing Sungai
Perkuatan semacam ini diadakan pada tebing alur sungai, guna melindungi tebing tersebut gerusan arus sungai dan mencegah proses meander pada alur sungai. Selain itu
harus diadakan pengamanan-pengamanan terhadap kemungkinan kerusakan terhadap bangunan semacam ini, karena di saat terjadinya banjir bangunan tersebut akan
tenggelam seluruhnya. c.
Perkuatan Lereng Menerus
Perkuatan lereng menerus dibangun pada lereng tanggul dan tebing sungai secara menerus pada bagian sungai yang tidak ada bantarannya .
2.
Konstruksi Perkuatan Lereng
Konstruksi perkuatan lereng umumnya seperti yang tertera pada gambar 2.4 Dengan kombinasi-kombinasi sebagaimana uraian dibawah ini.
xxxviii
Gambar.2.4. Konstruksi Perkuatan Lereng
a. Pelindung Lereng
Pelindung Lereng merupakan bagian utama dari bangunan perkuatan lereng dan dimaksudkan untuk melindungi permukaan lereng tanggul atau permukaan tebing
sungai terhadap gerusan arus sungai. Pemilihan konstruksi pelindung lereng haruslah didasarkan pada resim sungai atau lokasinya.
b. Pondasi dan Pelindung Kaki
Pondasi adalah semacam konstruksi yang akan berfungsi sebagai landasan atau tumpuan pelindung lereng dan penempatannya pada kaki tanggul atau kaki tebing sungai.
Mengingat sebab utama kerusakan perkuatan lereng diawali dengan kerusakn pondasinya, maka pondasi dan pelindung kaki harus dikerjakan dengan hati-hati.
c. Sambungan
Sambungan dibuat pada setiap jarak 20 m perkuatan lereng, sebagai sambungan pemisah konstruktif, guna melokalisir kemungkinan kerusakn. Selain itu apabila lereng
yang dilindungi cukup tinggi, maka diadakan pula sambungan memanjang.
xxxix
d. Konsolidasi
Guna lebih menjamin stabilitas pondasi dan melindunginya terhadap gerusan arus sungai, maka di atas permukaan dasar sungai di depan pondasi ditempatkan hamparan
pelindung atau konsolidasi pondasi yang dapat berfungsi pula untuk melindungi permukaan dasar sungai terhadap gerusan. Aadapun jenis, dimensi serta metode
pelaksanaanya sangatlah beraneka ragam dan sangat tergantung pada kondisi setempat. e.
Pelindung Mercu Perkuatan tebing alur sungai dan perkuatan lereng tanggul yang karena fungsi dan
dimensinya mungkin tenggelam di saat terjadi banjir besar agar tidak mengalami kerusakan-kerusakan diperlukan adanya pelindung pada bagian mercunya. Salah satu
caranya adalah seperti yang tertera pada skema gbr.2.4.
II.4.3. Bendung
Bendung ditempatkan melintang sungai, guna mengatur aliran air sungai yang melalui bendung tersebut.
Berdasarkan fungsinya bendung dapat diklasifikasikan dalam bendung pembagi banjir, bendung penahan air pasang dan bendung penyadap. Selain itu tergantung dari
konstruksinya bendung dapat pula diklasifikasikan dalam bendung tetap dan bendung bergerak.
Klasifikasi Berdasarkan Fungsi
a. Bendung Pembagi Banjir
xl
Bendung semacam ini didirikan pada percabangan sungai untuk mengatur muka air, sehingga terjadi pemisahan antara debit banjir dan debit rendah sesuai dengan
kapasitas yang telah ditetapkan sebelumnya. b.
Bendung Penahan Air Pasang Bendung ini dibangun di bagian sungai yang dipengaruhi pasang-surut air laut untuk
mencegah masuknya air asin dan untuk menjamin, agar aliran air sungai senantiasa dalam keadaan normal.
c. Bendung Penyadap
Bendung ini digunakan untuk mengatur muka air di dalam sungai guna memudahkan penyadapan airnya untuk keperluan air minum, air perkotaan, irigasi dan
pembangunan tenaga listrik.
d. Lain-lain
Terdapat pula beberapa tipe khusus, antara lain bendung untuk mengatur muka air debit sungai dan mengatur resim hidrologi sungai, bendung yang berfungsi sebagai
ambang untuk mencegah turunnya dasar sungai yang biasanya dibangun pada suatu saluran pembuang, saluran banjir atau sudetan, bendung untuk menjaga air sungai pada
kedalaman tertentu yang diperlukan bagi lalu-lintas sungai dan bendung serbaguna yang memiliki beberapa fungsi.
Klasifikasi Berdasarkan Tipe Konstruksi
a. Bendung Tetap
xli
Bendung ini tidak dapat mengatur tinggi dan debit air sungai. b.
Bendung Gerak Bendung ini dapat digunakan untuk mengatur tinggi dan debit air sungai dengan
pembukaan pintu-pintu yang terdapat pada bendung. c.
Bendung Kombinasi Bendung ini berfungsi ganda, yaitu sebagai bendung tetap dan bendung gerak.
Gambar.2.5. Komponen Utama Bendung
xlii
Gambar.2.6. Komponen utama bendung gerak
Gambar.2.7. Komponen Utama Bendung Tetap
xliii
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
III.1. Umum
Sungai Belawan, sungai Deli dan sungai Percut merupakan sungai utama yang melewati kawasan pemukiman kota Medan. Ketiga sungai ini relatif kecil dan kapasitas
alirannya hanya mampu menampung air banjir periode ulang 2 tahun. Sungai Deli melintasi pusat kota, kantor pemerintahan, pusat bisnis dan pemukiman, sehingga tidak memungkinkan
jika dilakukan perbaikan sungai. Untuk itu dipilihlah alternatif kedua yaitu pembangunan floodway. Berdasarkan kondisi topografi maka direncanakan floodway dari sungai Deli ke
sungai Percut.
III.2. Gambaran Umum Lokasi Floodway
Pembangunan Kanal banjir kota Medan FW0 sampai FW24 dan PE274 sampai PE 274+ 320. Konstruksi kanal Belanda terbuka yang menghubungkan bagian hulu sungai Deli
dan sungai Percut sepanjang 2.680 m. Bagian ini sesuai dengan desain awal memliki penampang trapesium tunggal dengan pekerjaan tambahan seperti jembatan, jalan raya dan
fasilitas drainase.Sebelum dilaksanakan pembangunan floodway ini lokasinya merupakan daerah pemukiman penduduk yang sebahagian terletak dikota Madya Medan dan sebagian
dikabupaten Deli Serdang.Floodway ini banyak memotong jalan seperti jalan Bajak, jalan
xliv
STM ujung, jalan Medan Deli Tua, jalan SMA 12 sehingga disepanjang Floodway ini dibutuhkan pembangunan 6 lokasi jembatan.
Gambar.3.1. Lokasi Floodway Kanal
III.3. Desain Awal Floodway
Pada awalnya Floodway ini didesain dengan penampang trapesium tunggal dan trapesium ganda yang mana untuk trapesium tunggal dinding saluran terbuat dari beton dan
untuk trapesium ganda dinding saluran terbuat dari pasangan batu kali.Untuk saluran dengan pasangan batu kali lebar dasarnya adalah 5 m dengan kemiringan talud 1:1,5 sedangkan
saluran dinding beton lebar dasarnya adalah 8,9 m dengan kemiringan talud 1:0,5 seperti
xlv
ditunjukkan pada gambar 3.1.Pada pertemuan dengan sungai Percut, arah Floodway berbelok seperempat lingkaran seperti ditunjukkan pada gambar 3.2.
Gambar.3.1. Desain Awal Tampang Saluran Floodway
xlvi
Gambar.3.1. Desain Awal Denah Pertemuan Floodway dan Sungai Percut III.4. Perubahan Desain Floodway Selama Konstruksi
Selama masa pelaksanaan proyek banyak terjadi perubahan-perubahan desain yang disebabkan oleh keterbatasan lahan atau pembebasan lahan. Perubahan-perubahan itu antara
lain: 1.
Pada pertemuan antara floodway dengan sungai Percut Pada daerah ini tidak bisa dibebaskan lahan karena sudah dibangun perumahan Villa
Mutiara maka floodway yang tadinya berbelok seperempat lingkaran menjadi lurus sehingga pertemuannya dengan sungai Percut membentuk sudut 90
.
xlvii
2. Pada lokasi FW31 sampai FW35
Pada daerah ini tampang saluran sesuai desain yg merupakan tampang trapesium. Disebabkan keterbatasan lahan, tampang saluran diubah menjadi empat persegi.
Dengan adanya perubahan bentuk dari tampang saluran terhadap desain maka akan terjadi perbedaan besarnya kehilangan energi dari desain awal sehingga mempengaruhi
tingginya muka air didalam saluran. Perhitungan kehilangan energi ini akan dijelaskan pada bab IV dengan menggunakan metode tahapan standar Standard Step Method .
III.5. Metode Penentuan Muka Air di Floodway Dengan Metode Tahapan Standar
Seperti telah dijelaskan pada bab II.3.3 yang mana rumusnya adalah sebagai berikut:
�
1
+ ∝
1
�
1 2
2 =
�
2
+ ∝
2
�
2 2
2 +
+
Dalam hal ini adalah merupakan kehilangan energi akibat friction gesekan antara
dinding saluran dengan air sedangkan adalah kehilangan energi tambahan akibat
pembelokan aliran, perubahan penampang saluran, adanya rintangan atau halangan aliran didalam saluran seperti pilar jembatan dll.
1. Kehilangan energi akibat pembelokan saluran
xlviii
h
e
= C
L
.
�
2
2
3.1.
Dimana: C
L
: Perbandingan kehilangan energi headloss dengan tinggi kecepatan velocity head .
C
L
= 2.
�
3.2.
Dimana: b: Lebar saluran
r
c
: Jari-jari belokan terhadap centre line saluran Sumber: open channel flow by: F.M.HENDERSON
2. Kehilangan energi akibat pembesaran tampang saluran
= 0,3
�
1
−�
2 2
2
3.3.
Gambar 3.3.
xlix
3. Kehilangan energi akibat konstraksi penyempitan saluran
a Kontraksi dengan ujung persegi
= 0,23
�
3 2
2
3.4. b
Kontraksi dengan ujung bulat = 0,11
�
3 2
2
3.5.
Sumber: open channel flow by: F.M.HENDERSON
4. Kehilangan energi akibat pilar jembatan Bridge Piers
=
� �
2 2
2
3.6.
Besarnya koefisien
�
tergantung pada bentuk pilar pier . Pilar yang ujungnya persegi
�
= 0,35 dan yang ujungnya bulat
�
= 0,18. V
2
adalah kecepatan aliran dibagian hilir pilar.
l
BAB IV
ANALISA PEMBAHASAN
IV.1. Debit Didalam Floodway