Studi Sedimentasi di Bendung Namu Sira-Sira dan Kaitannya Terhadap Tinggi Mercu Bendung

STUDI SEDIMENTASI DI BENDUNG NAMU SIRA-SIRA
DAN KAITANNYA TERHADAP TINGGI MERCU
BENDUNG

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh :
ELIS SUSIANTY
08 04040 120

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Pemanfaatan bendung sebagai sarana irigasi merupakan hal penunjang yang

vital dalam sistem pengelolaan lahan. Dalam prosesnya, banyak permasalahan timbul
yang dapat mengganggu kelancaran dan fungsi dari bendung itu sendiri, yakni proses
sedimentasi endapan pada bendung. Penulis mencoba menganalisis proses
sedimentasi yang terjadi pada bendung Namu Sira-sira dan akibat yang ditimbulkan
terhadap efektifitas daya guna bendung dan juga usia pemakaian bendung.
Metode yang digunakan untuk menghitung muatan sedimen adalah metode
Enguland Hansen dan metode pengukuran langsung di lapangan. Untuk analisa
distribusi butiran sedimen dilakukan penelitian di Laboratorium Mekanika Tanah
Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara serta untuk pengukuran di
lapangan data diambil langsung dengan menggunakan waterpass serta perhitungannya
menggunakan autocad.
Dari perhitungan yang dilakukan, didapat hasil bahwa pertumbuhan laju
sedimen yang tertinggi pertahunnya adalah sebesar 7.754,7 m3 selama 22 tahun.
Sehingga bila tidak mengalami perubahan maka tampungan mati (dead storage)
bendung akan penuh dalam 4 tahun kedepan. Jika dead storge penuh, maka bendung
tidak dapat berfungsi dengan baik dimana bendung yang seharusnya dapat
menyimpan (menahan) volume air menjadi tidak dapat menampung volume air sesuai
fungsinya. Selanjutnya akan terjadi kekeringan dimusim kemarau dan kebanjiran
pada musim hujan, karena volume air yang seharusnya dibendung telah digantikan
oleh volume sedimen yang mengendap dihulu mercu bendung.

Kata Kunci : Bendungan, Sediment, Mercu Bendung

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Kuasa atas segala
berkat dan karunia-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Adapun
judul dari tugas akhir ini adalah “Studi Sedimentasi di Bendung Namu Sira-Sira dan
Kaitannya Terhadap Tinggi Mercu Bendung”
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
Saya menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari
bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Ucapan terima kasih saya
ucapkan kepada:
1.

Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik USU.


2.

Bapak Ir. Syahrizal, M.T., selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik USU.

3.

Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc. dan Bapak Ivan Indrawan, S.T.,
M.T. selaku dosen pembimbing yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga
dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan saya hingga
selesainya tugas akhir ini.

4.

Bapak Ir. Alferido Malik dan Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc., selaku dosen
pembanding/ penguji yang telah memberikan kritikan dan nasehat yang
membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

5.


Bapak/ Ibu Dosen Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil USU.

6.

Ayahanda Wilianer Sinaga yang selalu mengamatiku dari atas sana.

7.

Ibunda Anita Manalu dan keluarga yang selalu mendukung saya dalam doa,
membimbing dan memotivasi saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

8.

Daniel Sembiring yang membantu selama pengerjaan Tugas Akhir ini.

9.

Semua sahabat-sahabatku stambuk 2008 , Ivan, David bebek, Rahmat lae,
Iknu Syifa, Indra Coy, Pak Ozy, abang kakak stambuk 2007 serta adik-adik

stambuk 2011 dan 2010 yang telah memberikan dukungan dalam pengerjaan
tugas akhir.

Universitas Sumatera Utara

10.

Kepada Rosi, Bebah, Isfa, Berkat, Lolly yang tak jemu-jemu menanyakan
tanggal Sidang saya, sehingga memotivasi saya untuk menyelesaikan Tugas
Akhir ini.

11.

Kepada Tulang W. Purba dan Nantulang B. Saragi yang sangat mendukung
dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

12.

Seluruh staff pegawai di Badan Wilayah Sungai II, yang telah memberikan
bantuan dan kemudahan dalam pengambilan data.


13.

Seluruh staff pegawai PT Hutama Karya yang juga mendukung dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.

14.

Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil dan Fakultas Teknik
yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian administrasi.
Semoga Tuhan membalas dan melimpahkan berkat dan karuni-Nya kepada kita

semua dan atas dukungannya saya ucapkan terima kasih. Semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.

Medan,

Juli 2015

Hormat Saya,


Elis Susianty Sinaga

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK
KATA PENGANTAR ...........................................................................................
DAFTAR ISI .........................................................................................................
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................
DAFTAR TABEL..................................................................................................
DAFTAR NOTASI ................................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................................................
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ..................................................................................
1.2 Rumusan Masalah ..........................................................................................
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................
1.4 Pembatasan Masalah .......................................................................................
1.5 Manfaat Penelitian...........................................................................................


BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Umum..................................................................................................
2.2 Analisa Hidrologi ............................................................................................
2.3 Erosi................................................................................................................
2.4 Sedimentasi .....................................................................................................
2.4.1 Sedimentasi ......................................................................................
2.4.2 Sifat-sifat Sedimen ............................................................................

Universitas Sumatera Utara

2.4.3 Ukuran Partikel Sedimen ..................................................................
2.4.4 Klasifikasi Tanah Menurut USDA ....................................................
2.4.5 Berat Spesifik Partikel Sedimen ........................................................
2.4.6 Rapat Massa, Berat Jenis dan Rapat Relatif .......................................
2.4.7 Kecepatan Endap ..............................................................................
2.4.8 Pergerakan Sedimen..........................................................................
2.4.9 Pengukuran Distribusi Ukuran ..........................................................
2.4.10 Distribusi Ukuran Partikel ...............................................................
2.5 Kecepatan Jatuh ..............................................................................................

2.6 Bed Form dan Flow Resistence .......................................................................
2.6.1 Bed Form ..........................................................................................
2.6.2 Angkutan Sedimen ............................................................................
2.6.3 Formula Angkutan Sedimen untuk Muatan Melayang .......................
2.6.3.1 Metode Lane And Kalinske .............................................
2.6.3.2 Metode Einstein ..............................................................
2.6.3.3 Metode Seksi Hidrometri (1985) .....................................
2.6.4 Tampungan Sedimen ........................................................................
2.7 Bendung ..........................................................................................................
2.7.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) ............................................................
2.8 Elevasi Mercu Bendung ..................................................................................
2.8.1 Perhitungan Muka Air Banjir di atas Mercu Bendung .......................
2.8.2 Tekanan Lumpur ...............................................................................
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian ............................................................................................
3.2 Pengumpulan Data ..........................................................................................

Universitas Sumatera Utara

3.3 Metode Diagram Alir ......................................................................................

BAB IV ANALISA DATA
4.1 Analisa Sedimen .............................................................................................
4.2 Analisa Butiran Sedimen ................................................................................
4.3 Perhitungan Fall Velocity ...............................................................................
4.4 Perhitungan Sedimen Dengan Metode Yang ..................................................
4.5 Volume Sedimen Dengan Hasil Pengukuran di Lapangan ..............................
4.6 Perhitungan Volume Sedimen dengan Metode Enguland Hansen ...................
4.7 Perbandingan Muatan Sedimen Metode Enguland Hansen dan Berdasarkan
Pengukuran Langsung di lapangan..............................................................

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ....................................................................................................
5.2 Saran ..............................................................................................................

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar


Uraian

2.1

Siklus Pendek

2.2

Siklus Sedang

2.3

Siklus Panjang

2.4

Skema Persamaan USLE

2.5

Tanah Entisol

2.6

Tanah Vertisol

2.7

Tanah Inceptisol

2.8

Tanah Aridisol

2.9

Tanah Mollisol

2.10

Tanah Spodosol

2.11

Tanah Alfisol

2.12

Tanah Ultisol

2.13

Tanah Oxisol

2.14

Tanah Histosol

2.15

Pengaruh Waktu Konsolidasi Terhadap Rapat Massa Endapan

2.16

Kecepatan Endapan Butir Kwars aBerbentuk Bola

2.17

Satu Set Ayakan

Universitas Sumatera Utara

2.18

Distribusi Ukuran Butiran

2.19

KurvaDistribusiUkuranButiran

2.20

Grafik Fall Velocity

2.21

SkemaAngkutanSedimen (Sediment Transport)

2.22

Hubungan Antara PLdan ω/U*

2.23

Faktor koreksi pada distribusi kecepatan logaritmik

2.24

Fungsi I1 pada A untuk harga Z yang berbeda

2.25

Fungsi I2 pada A untuk harga Z yang berbeda

3.1

Peta Lokasi Bendung Namu Sira-Sira

3.2

Diagram Alir

4.1

Gambar Skecth Endapan

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel

Uraian

2.1

Klasifikasi Ukuran Butir dan Sedimen

2.2

Berat Jenis Tanah

2.3

Diameter Ayakan

4.1

Analisa Perbandingan Ukuran Sedimen yang Tidak Simetris

4.2

Viskositas Air

4.3

Volume Sedimen di hulu mercu bendung

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR NOTASI

A

=erosi (ton/ha)

�s

= berat jenis sedimen (gr/cm3)



= berat jenis air (gr/cm3)

g

= gravitasi (m/s2)

d

= diameter sedimen (mm)



= kinematic viscositas (m2/s)

R

= erosivitas curah hujan tahunan rata-rata (mm)

�0

= tegangan geser (kg/m2)

D84

= diameter sedimen 84% dari material dasar

d50

= diameter sedimen 50% dari material dasar

d16

= diameter sedimen 16% dari material dasar

K

=indeks erodibilitas tanah

V

= kecepatan aliran (m/s)

S

= kemiringan sungai

LS

=indeks panjang dan kemiringan lereng

L

= panjang lereng (m)

S

= kemiringan lereng (%)

Universitas Sumatera Utara

A

= Luas penampang sungai (m2)

P

= Keliling basah (m)

R

= jari-jari hidrolis (m)

Qs

=jumlah angkutan sedimen (kg/s/m)

D

= kedalaman sungai (m)

W

= lebar sungai (m)



= kecepatan jatuh (fall velocity) (m/s)

n

= koefisien kekasaran manning

Dg

= diameter rerata geometri (mm)

σg

= standar deviasi geometri (mm)

G

= koefisien gradasi

αφ

= nilai skewness (mm)

M dφ

= diameter rata-rata (mm)

Φ

= nilai phi (mm)

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN



Volume Sedimentasi di hulu mercu bendung (potongan melintang)



Gambar Mercu bendung dan peta jaringan



Foto dokumentasi

Universitas Sumatera Utara