2014 Perencanaan Spillway Dan Optimasi Pengoperasian Waduk Pada Bendungan Desa Bandungharjo Kecamatan Toroh Kabupaten Grobogan.

(1)

PERENCANAAN

SPILLWAY

DAN OPTIMASI PENGOPERASIAN

WADUK PADA BENDUNGAN DESA BANDUNGHARJO

KECAMATAN TOROH KABUPATEN GROBOGAN

NASKAH PUBLIKASI

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Dalam Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Sipil

Diajukan Oleh:

PEKIK GUNAWAN

NIM : D 100 090 043

NIRM : 09.6.106.03010.50043

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

NASKAH PUBLIKASI

PERENCANAAN

SPILLWAY

DAN OPTIMASI PENGOPERASIAN

WADUK PADA BENDUNGAN DESA BANDUNGHARJO

KECAMATAN TOROH KABUPATEN GROBOGAN

Naskah publikasi ilmiah ini disetujui dan layak untuk dipublikasikan untuk

memenuhi sebagai persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

diajukan oleh :

Pekik Gunawan

NIM : D 100 090 043

NIRM : 09.6.106.03010.50043

Susunan Dewan Penguji:

Pembimbing Utama

Pembimbing Pendamping

Ir. H. A. Karim Fatchan, M.T.

Gurawan Djati W. S.T., M.T.

NIK : 496

NIK : 782

Anggota

Kuswartomo, S.T., M.T.

NIK : 651

Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan

Untuk mencapai derajat Sarjana-1 Teknik Sipil

Surakarta, ...

Dekan Fakultas Teknik

Ketua Program Studi Teknik Sipil

Ir. H. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D

Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D

(3)

PERENCANAAN

SPILLWAY

DAN OPTIMASI PENGOPERASIAN WADUK PADA

BENDUNGAN DESA BANDUNGHARJO KECAMATAN TOROH KABUPATEN

GROBOGAN

ABSTRAKSI

Bendungan Bandungharjo dibangun di Desa Bandungharjo, Kecamatan Toroh, Kabupaten Grobogan. Fungsi dari bendungan tersebut adalah sebagai penyimpan air pada saat musim penghujan dan akan memanfaatkan air pada saat dibutuhkan, baik sebagai kebutuhan air baku maupun sebagai air

irigasi. Bendungan bandungharjo ini dilengkapi bangunan pelimpah (spillway) sebagai pelimpah air

saat kondisi air banjir.

Perencanaan ini dilakukan analisis kebutuhan air dengan menggunakan Penman method serta

pada analisis ketersediaan air menggunakan metode rasional. Hasil analisis tersebut didapatkan neraca air dengan membandingkan hasil dari kedua analisis tersebut dan didapatkan nilai prosentase seberapa besar ketersediaan dapat memenuhi kebutuhan air. Sebagai kontrol bendungan aman terhadap

overlaping, maka dalam merencanakan bangunan pelimpah (spillway) dilakukan kontrol kestabilan baik terhadap rembesan air tanah (piping) dan momen guling. Analisis pengoperasian waduk, dengan membandingkan beberapa alternatif, sehingga diperoleh pola pengoperasian waduk yang baik.

Analisis neraca air selama 1 tahun didapatkan faktor (k) potensi inflow bendungan Bandungharjo dapat memenuhi kebutuhan air sebesar 86,80 %. Analisis bangunan pelimpah dilakukan kontrol kestabilan terhadap rembesan sehingga didapatkan hasil CL = 2,916 > 1,6 (pada saat kondisi air normal) dan CL = 2,232 > 1,6 (pada saat kondisi air banjir), kestabilan terhadap momen guling didapatkan hasil FS = 6,118 > 1,5 (pada saat kondisi air normal) dan FS = 2,241 > 1,5 (pada saat kondisi air banjir), kestabilan terhadap gaya geser didapatkan hasil SF = 5,555 (pada saat kondisi air normal) dan SF = 3,914 > 1,5 (pada saat kondisi air banjir), serta kestabilan daya dukung pondasi

didapatkan hasil σmax3,028 ton/m 2

< 4,339 ton/m2(pada saat kondisi air normal) dan σmax= 1,877 <

4,339 ton/m2 (pada saat kondisi air banjir). Analisis pengoperasian waduk diambil alternatif ke III

sebagai pola pengoperasian waduk nantinya.

Kata kunci: Analisis, kebutuhan air, ketersediaan air, spillway, waduk.

LATAR BELAKANG

Air merupakan salah satu kebutuhan pokok makhluk hidup di alam ini. Kegunaan air antara lain untuk kebutuhan air baku manusia maupun untuk kebutuhan irigasi bagi tanaman di persawahan. Persoalan yang sering terjadi adalah sewaktu musim hujan kerap menimbulkan banjir, sedangkan pada waktu kemarau terjadi kurangnya ketersadiaan air. Oleh sebab itu, diperlukan adanya pengelolaan sumber daya air yang baik, sehingga penggunaan air dapat digunakan secara optimal, baik pada musim penghujan dan

kemarau. Bangunan air yang dapat

menampung kelebihan air pada musim penghujan dan dimanfaatkan pada saat-saat kekurangan air adalah waduk atau bendungan. Waduk yang akan dibangun nantinya harus mampu menyimpan air dan untuk memenuhi

kebutuhan air serta aman terhadap banjir yang direncanakan, sehingga diperlukan desain spillway yang mampu mengalirkan banjir yang direncanakan.

Rumusan Masalah

1. Desain spillway dengan

mempertimbangkan kondisi geoteknik

setempat dan debit outflow pada

perhitungan penelusuran banjir.

2. Kuat dukung tanah dasar spillway setelah

ditentukan desainspillwaynya.

3. Kestabilan bangunan pelimpah (spillway),

pada kondisi muka air rencana dan pada kondisi muka air banjir.

(4)

TINJAUAN PUSTAKA

Agus Murtiana (2006) dalam tugas

akhirnya yang berjudul “Optimasi manajemen

air rowo jombor”.Tugas Akhir (Penelitian) ini

memiliki tujuan yaitu mengetahui karakteristik

imbangan air Rowo Jombor kemudian

mengoptimalkannya. Dengan pola operasi

alternatif dapat diminimalisir dan bahkan sebenarnya ketinggian air yang dibutuhkan yaitu dengan peil alternatif setengah bulanan yang dimulai Bulan Oktober.

Bayu Ramadhan (2008) dalam tugas

akhirnya yang berjudul “Optimasi

Pengoperasian Waduk Wonogiri”. Waduk

wonogiri memiliki peran yang sangat penting dalam hal irigasi, karena air waduk ini digunakan untuk menyuplai daerah irigasi sebesar 28.000 ha. Kenyataan di lapangan sering kali pasokan air kurang pada saat musim kemarau, jadi dalam studi penelitian ini dimaksudkan untuk lebih mengoptimalkan pengoperasian waduk sehingga tidak terjadi kekurangan air lagi. Dari perbandingan antara pedoman operasi Waduk Wonogiri alternatf 10

dengan pedoman operasi Waduk Wonogiri historis didapatkan nilai faktor (k) pedoman opersi Waduk Wonogiri alternatif 10 > operasi Waduk Wonogiri historis, hal ini disebabkan karena kurang sesuainya pelepasan air waduk dengan kebutuhan irigasi pada pedoman operasi Waduk Wonogiri historis.

Ardhani Agnas Pratama dan Pranata Setyo Kuntoro (2009) dalam tugas akhirnya

yang berjudul “Perencanaan Bendungan

Gonggang Kabupaten Magetan, Jawa Timur”.

Tujuan perencanaan tersebut dilakukan untuk keperluan irigasi. Rencana pembangunan di atas sungai gonggang yang memiliki luas

daerah aliran 12,657 km2 dan terletak di

Kecamatan Poncol, Kabupaten Magetan

Propinsi Jawa Timur. Setelah dilakukan

perhitungan Bendungan Gonggang

direncanakan dengan spesifikasi Urugan Zona Inti Kedap Air Tegak setinggi 45 m dengan

lebar 10 m, Bangunan Pelimpah Mercu Ogee

dengan lebar 10 m, Kolam Olak USBR Tipe I dan Bangunan Penyadap Menara.

LANDASAN TEORI

Analisis Kebutuhan dan Ketersediaan Air 1. Kebutuhan Air Tanaman ( Etc )

a. Evapotranspirasi

Evapotranspirasi dihitung dengan

menggunakan Metode

Penman.

b. Perkolasi

Laju perkolasi normal sesudah

dilakukan penggenangan berkisar antara

1-3 mm/hari. Untuk perhitungan

kebutuhan air laju perkolasi diambil harga standar 2 mm/hari.

c. Curah Hujan Efektif

Metode yang digunakan untuk

menghitung curah hujan efektif adalah

metode R80. (Standard Perencanaan

Irigasi KP-01, 1986)

d. Kebutuhan Air untuk Pengelolaan Lahan Kebutuhan air didasarkan pada air konstan dalam lt/det selama periode penyiapan lahan.

e. Kebutuhan Air untuk Pertumbuhan Kebutuhan air untuk pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh besarnya

evapotranspirasi tanaman (ETC),

perkolasi (P), penggantian air genangan

(W) dan hujan efektif (Re).

2. Kebutuhan Air Irigasi

Rencana pola tanam untuk jaringan Irigasi Bandungharjo dari SK. Keputusan Bupati setempat adalah sebagai berikut :

Gambar 1 Rencana Pola Tanam

3. Kebutuhan Air Baku

Asumsi dasar besarnya kebutuhan air untuk penduduk berdasarkan Pedoman

Konsumsi Air (Kimpraswil, 2003).

4. Analisis Debit Andalan

Data debit tercatat di sungai Glugu

tidak didapatkan, sehingga untuk

memperkirakan debit sungai digunakan model hujan limpasan dengan metode rasional.

5. Neraca Air

Untuk mengetahui apakah debit yang tersedia cukup atau tidak,

Desain StrukturSpillway

1. Rencana Teknis Bangunan Pelimpah (Spillway)

a. Saluran Pengarah Aliran

Pada saluran pengarah aliran ini

kecepatan masuknya aliran air supaya tidak melebihi 4 m/det dan lebar saluran makin mengecil ke arah hilir.

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

Padi I Padi II Palawija (Jagung) 1,1

1,1 0 0,95

1,05 1,051,050,95 0 0,5 0,590,961,051,020,95 0 1,05

1,1 1,1

April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Januari Februari Maret

(5)

b. Saluran Pengatur Aliran

Bentuk dan sistem kerja saluran

pengatur aliran ini menggunakan tipe

bendung pelimpah (over flow weir type).

c. Saluran Transisi

Perhitungan saluran transisi

menggunakan persamaanBernoulli.

d. Saluran Peluncur

Perhitungan saluran peluncur pada

bagian terompet menggunakan

persamaan kekekalan momentum

e. Peredam Energi

Peredam energi berfungsi untuk

meredam energi aliran dari saluran peluncur.

Stabilitas Bangunan Pelimpah (Spillway)

Kestabilan bangunan pelimpah (spillway),

meliputi:

a. Stabilitas terhadap erosi bawah tanah (piping)

b. Kontrol terhadap penggulingan c. Stabilitas daya dukung tanah pondasi.

Optimasi Operasi Waduk

Langkah analisis operasi waduk dengan model simulasi dengan tujuan akhir adalah penetapan

rule curve waduk (rerata elevasi muka air waduk tiap periode tertentu sebagai pedoman opersai waduk)

METODE PENELITIA

Gambar 2 Bagan Alir

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Analisis Kubutuhan dan Ketersediaan Air 1. Evapotranspirasi (ET0)

Tabel 1. Perhitungan ET0 dengan

menggunakanPenman Method

Bulan ET0 Bulan ET0

Januari 5,865 Juli 5,284

Februari 5,921 Agustus 5,598

Maret 5,146 September 5,206

April 5,695 Oktober 5,792

Mei 5,043 Nopember 5,615

Juni 4,694 Desember 4,797

2. Analisis Data Hujan

Pada perhitungan curah hujan areal diperlukan adanya:

a. Pengisian Data Hujan

Pada penelitian ini disetiap stasiun hujan menggunakan 3 stasiun pengamatan

hujan lainnya sebagai backup, yang

dianggap sebagai 3 stasiun hujan

terdekat dan hasilnya data yang

didapatkan panggah (layak) digunakan. b. Uji Konsistensi

Tabel 2 Perhitungan Uji Konsistensi Data Hujan

Stasiun Qmaks Ski**

Syarat Keterangan Qijin Qmaks< Qijin Geyer 4,153 4,570

Panggah Asemrudung 4,111 4,570

Sanggeh 1,189 4,570 Semen 1,271 4,570

c. Curah Hujan Areal

Pada perhitungan curah hujan areal menggunakan metode rerata, data curah hujan yang dirata-rata yaitu 3 stasiun pengamatan curah hujan (stasiun hujan Geyer, Sanggeh, dan Semen).

3. Hujan Efektif

a). Hujan efektif untuk tanaman padi Re=

0 ,

7 R

Tabel 3 Curah Hujan Efektif Untuk Tanaman Padi

R Re R Re

(mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) I 5,93 4,153 I 0,00 0 II 5,00 3,500 II 0,00 0 I 6,56 4,589 I 0,00 0 II 3,31 2,315 II 0,00 0 I 5,58 3,904 I 0,00 0 II 3,75 2,625 II 0,00 0 I 6,38 4,464 I 1,51 1,058 II 2,96 2,069 II 4,10 2,873 I 2,02 1,416 I 4,18 2,924 II 0,15 0,102 II 6,40 4,480 I 0,67 0,467 I 2,82 1,976 II 0,07 0,047 II 7,35 5,148

Bulan Periode

Agustus September

Oktober Nopember Desember Periode

Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni

(6)

b).Hujan efektif untuk tanaman palawija

Tabel 4 Curah Hujan Efektif Untuk Tanaman Palawija

4. Analisis Kebutuhan Air a. Kebutuhan Air Irigasi

Tabel 5 Kebutuhan Bersih Air di Persawahan

b. Kebutuhan Air Baku

Tabel 6 Jumlah Penduduk Kabupaten Grobogan Tahun 2011

No Kecamatan

Penduduk

2006 2007 2008 2009 2010 1 Toroh 114785 115618 116145 116729 117143 2 Geyer 70764 70860 69748 70086 70428

Jumlah 185549 186478 185893 186815 187571

Dari data di atas didapatkan persamaan :

y = 438,1 x–693243,6

Misalkan waduk masih memenuhi untuk pelayanan air 50 tahun, Jadi proyeksi yang didapat untuk 50 tahun mendatang didapatkan :

y = 209681 orang

Untuk analisis kebutuhan air baku, perhitungan sebagai berikut :

Jadi, konsumsi air atau kebutuhan air baku penduduk Kecamatan Toroh dan Geyer sebesar :

Jumlah SR+HU = 0,239 + 0,068 = 0,307 m3/detik.

c. Analisis Ketersediaan Air

Tabel 7 Perhitungan Debit Andalan

Eto Tamp Faktor Etc R Re

(mm/hari) Efektif Tamp (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) Juni II 4,694 0,50 80 1,004 2,347 0,07 0,067

I 0,59 80 1,004 3,118 0 0

II 0,96 80 1,004 5,073 0 0

I 1,05 80 1,004 5,878 0 0

II 1,02 80 1,004 5,710 0 0

I 0,95 80 1,004 4,945 0 0

II 0 80 1,004 0 0 0

Kc Juli Agustus September Bulan 5,284 5,598 5,206

Jumlah Setengah Eto Eo P Re WLR M IR Etc NFR NFR NFR

Hari Bulan (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) (m3_/detik) (lt/detik)/Ha

I 1,058 LP LP LP 0,000 13,899 0,245 0,025

II 2,873 LP 1,1 LP 0,000 12,084 0,213 0,021

I 2,924 1,1 1,1 1,1 6,177 6,952 0,123 0,012

II 4,480 1,1 1,05 1,08 6,065 5,285 0,093 0,009

I 1,976 1,05 1,05 1,05 5,037 6,762 0,119 0,012

II 5,148 1,05 0,95 1 4,797 3,349 0,059 0,006

I 4,153 1,7 0,95 0 0,48 2,815 2,362 0,042 0,004

II 3,500 panen 0 0 0,000 0,000 0,000 0,000

I 4,589 LP LP LP 0,000 11,258 0,198 0,020

II 2,315 LP 1,1 LP 0,000 13,531 0,239 0,024

I 3,904 1,1 1,1 1,1 5,660 5,456 0,096 0,010

II 2,625 1,1 1,05 1,08 5,557 6,632 0,117 0,012

I 4,464 1,05 1,05 1,05 5,979 5,215 0,092 0,009

II 2,069 1,05 0,95 1 5,695 7,326 0,129 0,013

I 1,416 1,7 0,95 0 0,48 2,421 4,705 0,083 0,008

II 0,102 panen 0 0 0,000 0,000 0,000 0,000

I 0 LP 0,000 2,000 0,035 0,004

II 0,067 0,5 2,347 4,280 0,075 0,008

I 0,000 0,59 3,118 5,118 0,090 0,009

II 0,000 0,96 5,073 7,073 0,125 0,012

I 0,000 1,05 5,878 7,878 0,139 0,014

II 0,000 1,02 5,710 7,710 0,136 0,014

I 0,000 0,95 4,945 6,945 0,122 0,012

II 0,000 0 0,000 0,000 0,000 0,000

Januari 31 6,452 2 8,452 1,048

1,7 8,177 0,981

Desember 31 4,797 5,277 2

5,865

November 30 5,615 2

Kc 1 Kc 2

4,298 7,262 1,7 7,277 0,902

P a d i I I J a g u n g 5,206 5,598 5,284 4,694 5,043 5,695 7,726 4,636 4,844

Agustus 31 6,158 2 8,158 5,058

7,813

31 5,813 2

30 5,726 2

7,547 0,936

Juni 30 5,164 2 7,164

1,7 8,264 0,992

Mei 31 5,547 2

April 30 6,264 2

pengolahan 8,514 0,954

Maret 31 5,660 2

Februari 28 6,514 2

1,7

5,921

5,146 7,660 0,950

Juli

September

6,177

Ket.

Oktober 31 5,792 6,371 2 pengolahan 8,371

Bulan K 1,038 12,957 P a d i I 13,847  Kc Periode Periode Setengah Setengah Bulanan (m3_/det) Bulanan (m3_/det)

I. 1-15 0,744 I. 1-15 0,00 II. 16-31 0,627 II. 16-31 0,00 I. 1-15 0,822 I. 1-15 0,00 II. 16-28 0,415 II. 16-31 0,00 I. 1-15 0,699 I. 1-15 0,00 II. 16-31 0,470 II. 16-30 0,00 I. 1-15 0,799 I. 1-15 0,189 II. 16-30 0,370 II. 16-31 0,514 I. 1-15 0,253 I. 1-15 0,524 II. 16-31 0,018 II. 16-30 0,802 I. 1-15 0,084 I. 1-15 0,354 II. 16-30 0,008 II. 16-31 0,922

Debit Andalan Oktober Nopember Desember Debit Andalan Bulan Mei Juni Juli Agustus September Bulan Januari Februari Maret April

(7)

5. Neraca Air

Tabel 8 Perhitungan Neraca Air

Gambar V.2. Grafik Neraca Air

Faktor ketersediaan air global (1 tahun) =

air

kebutuhan

waduk

i



nflow

17 , 12852949

20 , 11162260

= 0,868

Dari faktor (k) global tersebut dapat disimpulkan bahwa potensi inflow waduk Bandungharjo hanya dapat memenuhi kebutuhan air sebesar 86,8 %.

m3/det m3 m3/det m3 I 15 0,74 963638 0,517 669924 II 16 0,63 812054 0,485 670351 I 15 0,82 1064694 0,430 556906 II 15 0,41 537205 0,400 518800 I 15 0,70 905892 0,426 552548 II 16 0,47 609041 0,366 506228 I 15 0,80 1035820 0,349 452032 II 16 0,37 480014 0,307 424603 I 15 0,25 328431 0,470 609575 II 13 0,02 23685 0,510 573315 I 15 0,08 108274 0,403 522712 II 16 0,01 10827 0,424 586231 I 15 0,00 0 0,399 517211 II 15 0,00 0 0,436 565437 I 15 0,00 0 0,390 505562 II 16 0,00 0 0,307 424603 I 15 0,00 0 0,342 443759 II 15 0,00 0 0,383 495854 I 15 0,19 245421 0,397 514988 II 16 0,51 666561 0,432 596968 I 15 0,52 678517 0,446 578045 II 16 0,80 1039430 0,443 612488 I 15 0,35 458360 0,430 556745 II 15 0,92 1194397 0,307 398065 Σ 8,61 11162260,20 9,80 12852949,17 Mei

8 April 7

Maret 6

Februari 5

Jumlah September 12

Agustus 11

Juli Juni

Volume

Kebutuhan Air Debit Andalan

(Outflow) (Inflow)

Januari 4

Desember 3

Nopember 2

Oktober 1

Jumlah Hari

No. Bulan Periode

(8)

) .

5 , 0 .( .

2g P₀  h_AZ

Desain Struktur Bangunan Pelimpah (Spillway)

1. Desain Bangunan Pelimpah (spillway)

a. Saluran Pengarah Aliran

Tabel 9 Hasil Perhitungan Saluran Pengarah Aliran di Titik A

Elevasi Elevasi Tinggi Lebar

Outflow

Tinggi Kec. Tinggi

Air Mercu Tekanan

Total Saluran

Muka

Air Aliran

Tek. Aliran

Banjir Spillway (HA) (B)

(1/5 . HA)

(hA) (vA) (hvA)

(m) (m) (m) (m) (m3/det) (m) (m) (m) (m/det)

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)

70,326 70,000 0,326 20,00 8,098 0,50 0,313 0,498 0,013

b. Saluran Pengatur Aliran

B

Saluran Pengatur

R=0,5 hA

R=0,2 hA

0,282 hA

0,175 hA

A

Saluran Pengarah

x y

Gambar 3 Saluran Pengatur Aliran Tabel V.10. Hasil Perhitungan Saluran Pengarah Aliran di Titik B

Kecepatan Tinggi

Tekanan Elevasi

Bilangan

Froude

Aliran Titik B Kecepatan

Aliran Muka Air Di Titik B

(vB) (hv,B) (hB) (Fr)

(vB 2

/2.g) Q = vB.

(20.hB)

(m/detik) (m) (m)

(1) (2) (3) (4)

4,218 0,907 0,096 4,346

( Sumber : Hasil Perhitungan ) c. Saluran Transisi

Tabel 11 Hasil Perhitungan Saluran Transisi di Titik C

d. Saluran Peluncur

Pada perencanaan saluran

peluncur terdiri dari dua tahap

pekerjaan. Pada tahap pertama, saluran

berbentuk lurus. dan tahap kedua,

saluran berbentuk terompet. 1) Tahap pertama Saluran lurus

b1 b2 y ∆X hc vc

(m) (m) (m) (m) (m) (m/detik)

20 15 2,5 12 0,1 0,102 5,284 5,277

S₀ Fr

B B

h

g

v

(9)

Ditetapkan nilaiX = 36 m, sehingga melalui perhitungan diperoleh hasil:

S0 = 0,25

H = 9,29

hD = 0,065 m

v

= 8,346 m/detik

Fr = 10,476 m

2) Tahap Kedua Saluran Terompet Analisis data:

Tanθ =

. 3

476 , 10 . 3

= 0,032

θ = 1,822

Ditetapkan nilai:

BD/b1 = 15 m

BE/b2 = 17 m

Kemudian melalui perhitungan diperoleh hasil:

y = 1 m

S0 = 0,25

H = 8,262 m

Z = 32,496 m

h

= 0,031 m

v

= 15,576 m/detik

Fr = 28,436

PUN CAK

BE ND

UN GA

N + 73,0

0 m

S . G L_U G U

S. G LU

Dusun Klumpit, Desa Bandungharjo

Ke Toroh

75 70 65

JEM BA

TAN P_EN

GHU BUNG

SA L. _PIP

A_P ESAT

IN TAK

BANGUNA N PELIMPAH (_SPILLWAY

)

(10)

A B S al u r an P en g atu r

E F

S a lu r a n p e lu n c u r lu r u s S a lu r a n p e lu n c u r te r o m p e t _{k e s u n g a i} S a lu r a n p e r e d a m e n e r g i S a lu r a n tr a n s is i

S a lu r a n p e n g a tu r S a lu r a n p e n g a r a h

1 m 0 ,8 m 1 2 m 3 6 m 3 2 m 4 m

1 9 ,5 0 2 m

2 0 m 1 5 m 1 5 m 1 7 m

S K A L A 1 :4 0 0 G a m b a r T a m p a k A ta s G a m b a r T a m p a k S a m p in g G a m b a r D e s a in S p illw a y

M u k a ta n a h a s li k a n a ns p illw a y

M u k a ta n a h a s li k iris p illw a y

1 0 ,0 0 m

8 5 ,8 m

Gambar 5 Desain

Spillway

keseluruhan

e. Bangunan Peredam Energi

DE 2 = hE/2

EE= hE

DE 1= hE

EF= 0 ,1 5 .hF

DF= 0 ,1 5 .hF

TE= hE TF= 0 ,2 .hF

LF= 0 ,3 TF

k e m irin g a n 2 :1

sa lu ra n p e lu n c u r p e re d a m e n e rg i su n g a i T a m p a k a ta s

T a m p a k sa m p in g

E F

Gambar 6 Bangunan Peredam Energi Analisis data:

1) Tinggi muka air di titik F

E F

h

= 

  



 _ _

1 . 8 1 . 5 ,

0 F_r2

031 , 0

= 

  



 ₁_₈_.₂₈_,₄₃₆ _₁

. 5 ,

0 2

h

= 1,215 m

2) Panjang saluran

L = 4 . hF

= 4 . 1,215 = 4,859 m ~ 5 m

3) Kecepatan aliran (vF)

vF =

A Q

215 , 1 . 17

098 , 8

= 0,392 m/detik

4) Balok peredam titik E

(11)

2) DE2=

2 h

= 0,015 m

3) EE = hE = 0,031 m

4) TE = hE = 0,031 m

5) Balok peredam titik F

1) DF= 0,15 . hF = 0,182 m

2) EF = 0,15 . hF = 0,182 m

3) TF = 0,2 . hF = 0,243 m

4) LF = 0,3. TF = 0,073 m

2. Analisis Stabilitas Bangunan Pelimpah a. Stabilitas muka air normal

A B C D E F G H I J K L 0,3 0,05 0,107

0,15 3,00 0,15 0,469 0,20

0,157 0,05 0,50

0,75

0,096

Gambar 7 Tampak Samping Bangunan Pelimpah Kondisi Muka Air Normal

Tabel 12 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi Muka Air Normal

1) Angka rembesan (CL)

(CL)= (Σ LV+ Σ ⅓ LH)/ H

= (0,86 + 1,32) / 0,75 = 2,916

Berdasarkan penelitian penyelidikan tanah pada lokasi bangunan pelimpah pondasi bangunan pelimpah terletak pada lapisan lempung sangat keras.

Dari KP-06 Standar

Perencanaan Irigasi, harga aman

untuk jenis tanah tersebut, CL ijin

=1,6. Karena CL > CL ijin, maka

struktur bangunan pelimpah pada saat kondisi muka air normal aman terhadap rembesan.

Tabel 13 Perhitungan stabilitas

Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Terhadap Gaya Horizontal

Tabel 14 Perhitungan stabilitas

Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Terhadap Gaya Vertikal

2) Kontrol terhadap gaya guling

FS =MV/MH

= 1,008/0,165

= 6,118 >1,50 aman

3) Kontrol terhadap gaya geser

SF = θ

3 2 tan



 W U G

= 5,555 >1,50 aman

4) Kontrol terhadap daya dukung tanah pondasi

Keruntuhan geser umum:

qult= c . Nc+b. D . Nq+ 0,5 .b.

B . N

Dari hasil penyelidikan tanah

pada lokasi bendungan,

didapatkan data tanah dasar untuk lokasi pondasi adalah sebagai berikut:

c = 0,635

b = 18,37 kN/m

=1,837 ton/m3

ɸ = 35 D = 0,451 m B = 0,819 m

Nc = 55,74

Nq = 39,51

N = 40,13

Beda Tekanan Air Beda Tinggi Energi Tekanan Air Tanah LV LH 1/3LH Lw ∆H=Lw/CL H P=H-∆H m m m m Ton/m2 _Ton/m2 _Ton/m2 A 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,500 0,500 B A-B 0,350 0,000 0,000 0,350 0,120 0,850 0,730 C B-C 0,000 0,150 0,050 0,400 0,137 0,850 0,713 D C-D 0,050 0,000 0,000 0,450 0,154 0,800 0,646 E D-E 0,000 3,000 1,000 1,450 0,497 0,800 0,303 F E-F 0,157 0,000 0,000 1,607 0,551 0,957 0,406 G F-G 0,000 0,150 0,050 1,657 0,568 0,957 0,389 H G-H 0,050 0,000 0,000 1,707 0,585 0,907 0,322 I H-I 0,000 0,469 0,156 1,863 0,639 0,907 0,268 J I-J 0,050 0,000 0,000 1,913 0,656 0,957 0,301 K J-K 0,000 0,200 0,067 1,980 0,679 0,957 0,278 L K-L 0,207 0,000 0,000 2,187 0,750 0,750 0,00

Σ 0,86 1,32 Titik Garis

Panjang Rembesan

Lengan Momen

Ton m Ton.m

W1 0,5 x PA x 0,5 0,125 0,624 0,078

W2 0,5 x (PA+PB) x 0,2 0,215 0,374 0,080

W3 - 0,5 x (PC+PD) x 0,05 -0,034 0,274 -0,009

W4 0,5 x (PE+PF) x 0,557 0,056 0,052 0,003

W5 - 0,5 x (PG+PH) x 0,3 -0,003 0,017 -0,0001

W6 0,5 x (PI+PJ) x 0,05 0,014 0,017 0,0002

W7 - 0,5 x PK x 0,207 -0,029 0,069 -0,002

P Aktif 0,5 x 0,4572

x tan2

(45-12,46/2) x 1,837 0,123579 0,152333 0,018825

P Pasif -0,5 x 0,2072

x tan2

(45+12,46/2) x 1,837 -0,061012 0,069 -0,00421

ΣH 0,407 ΣMH 0,165

Terhadap Titik K

Gaya Luas x Tekanan Gaya

Lengan Momen Ton m Ton.m U1 -0,5 x (PB+PC) x 0,15 -0,108 4,000 -0,433 U2 -0,5 x (PD+PE) x 1,50 -1,423 3,100 -4,410 U3 -0,5 x (PF+PG) x 0,15 -0,060 2,000 -0,119 U4 -0,5 x (PH+PI) x 0,469 -0,138 0,513 -0,071 U5 -0,5 x (PJ+PK) x 0,2 -0,008 0,133 -0,001

ΣU -1,737 ΣMU -5,034 G1 0,35 x 0,15 x 2,4 0,126 3,894 0,491 G2 3 x 0,3 x 2,4 2,160 2,319 5,009 G3 0,15 x 0,9463 x 2,4 0,341 0,482 0,164 G4 0,4845 x 0,469 x 2,4 0,545 0,435 0,237 G5 0,207 x 0,2 x 2,4 0,099 0,104 0,010 G6 0,5 x 0,4188 x 0,469 x 2,4 0,236 0,513 0,121 G7 0,5 x 0,334 x 0,2 x 2,4 0,080 0,133 0,011

ΣG 3,587 ΣMV 6,043

ΣV 1,850 Σ ΜV 1,008 Gaya Luas x Tekanan Gaya

(12)

Perhitungan:

qult = c . Nc+b. D . Nq+ 0,5 .b. B . N

= 0,635.55,74 + 1,837.0,451.39,51 + 0,5.0,837.1,819.40,13

= 84,562 ton/m3

SF =safety factor = 2,0 - 3,0 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah: σ =

SF

q

_ult = 3 562 , 84

= 28,187 ton/m2

Keruntuhan geser lokal:

Untuk perhitungan keruntuhan

geser lokal perhitungannya

sebagai berikut:

c’ = 2/3 . c = 2/3 . 0,635

= 0,423 kN/m2

ϕ’ = arc tg (2/3 . tgϕ)

= arc tg (2/3 . tg 34,5°)

= 24,62°

Nc’ = 14,57

Nq’ = 5,47

Nγ ‘ = 3,08

γ = 1,837 ton/m3

D = 0,451 m (Syarat

Terzaghi: Df < B)

B = 0,819 m

Maka perhitungan pada kondisi

Keruntuhan Geser Lokal (Local

Shear Failure) :

qult ‘= c’ . Nc’ + γ . D . Nq’ + ½ . γ . B . Nγ’

= 0,423 . 14,57 + 20 . 0,451 . 5,47 + ½ . 1,837 . 0,819 . 3,08

= 13,019 ton/m2

SF =safety factor = 2,0 - 3,0 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah: σ’ =

SF

q

_ult = 3 019 , 13

= 4,339 ton/m2

Nilai eksentrisitas e =              



 

2 B V MH MV < 6 B

=_1,008₁_,₈₅₀0,1650,819₂ _<

6 819 , 0

= 0,046 < 0,136ok

Tegangan yang terjadi:

σmax =











 



B

e

L

B

V

₆

_.

1 .

≤ σ ijin

tanah; (L= 1 m)















819 ,

0

046 ,

0 .

6

1 .

819 ,

0

850 ,

1

= 3,028 ton/m2<σdanσ’aman

σmin=











 



B

e

L

B

V

₆

_.

1 .

> 0













_

819 ,

0

046 ,

0 .

6

1 .

819 ,

0

850 ,

1

= 1,489 ton/m2> 0aman

b. Stabilitas muka air banjir

A B C D E F G H I J K L 0,3 0,05 0,107

0,15 3,00 0,15 0,469 0,20

0,157 0,05 0,50 0,326 0,98 0,096

Gambar 8 Tampak Samping Bangunan Pelimpah Kondisi Muka

Air Banjir

Tabel 15 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi Muka Air Banjir

1) Angka rembesan (CL)

(CL) = (Σ LV+ Σ ⅓ LH)/ H

= (0,86 + 1,32) / 0,98 = 2,231

Berdasarkan penelitian

penyelidikan tanah pada lokasi

bangunan pelimpah pondasi

bangunan pelimpah terletak pada lapisan lempung sangat keras.

Dari KP-06 Standar

Perencanaan Irigasi, harga aman

untuk jenis tanah tersebut, CL ijin

=1,6. Karena CL > CL ijin, maka

struktur bangunan pelimpah pada saat kondisi muka air banjir aman terhadap rembesan.

Beda Tekanan Air Beda Tinggi Energi Tekanan Air Tanah LV LH 1/3LH Lw ∆H=Lw/CL H P=H-∆H

m m m m Ton/m2

Ton/m2 Ton/m2 AA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,326 0,326 A 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,826 0,826 B A-B 0,350 0,000 0,000 0,350 0,157 1,176 1,019 C B-C 0,000 0,150 0,050 0,400 0,179 1,176 0,997 D C-D 0,050 0,000 0,000 0,450 0,202 1,126 0,924 E D-E 0,000 3,000 1,000 1,450 0,650 1,126 0,476 F E-F 0,157 0,000 0,000 1,607 0,720 1,283 0,563 G F-G 0,000 0,150 0,050 1,657 0,743 1,283 0,540 H G-H 0,050 0,000 0,000 1,707 0,765 1,233 0,468 I H-I 0,000 0,469 0,156 1,863 0,835 1,233 0,398 J I-J 0,050 0,000 0,000 1,913 0,857 1,283 0,426 K J-K 0,000 0,200 0,067 1,980 0,887 1,283 0,396 L K-L 0,207 0,000 0,000 2,187 0,980 1,076 0,096

Σ 0,86 1,32 Titik Garis

(13)

Tabel 16 Perhitungan stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Terhadap Gaya Horizontal

Tabel 17 Perhitungan stabilitas

Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Terhadap Gaya Vertikal

2) Kontrol terhadap gaya guling

FS =MV/MH

= 0,888/0,396

= 2,241 >1,50 aman

3) Kontrol terhadap gaya geser

SF = θ

3 2 tan



 W U G

= 3,914 >1,50 aman

4) Kontrol terhadap daya dukung tanah pondasi Nilai eksentrisitas e =            



2 B V MH MV < 6 B = _        2 819 , 0 032 , 1 396 , 0 888 , 0 _< 6 819 , 0

= 0,066 < 0,136ok

Tegangan yang terjadi:

σmax =











 



B

e

L

B

V

₆

_.

1 .

≤ σ ijin

tanah; (L= 1 m)













_

819 ,

0

066 ,

0 .

6

1 .

819 ,

0

032 ,

1

= 1,877 ton/m2<σdanσ’aman

σmin=











 



B

e

L

B

V

₆

_.

1 .

> 0













_

819 ,

0

066 ,

0 .

6

1 .

819 ,

0

032 ,

1

= 0,643 ton/m2> 0aman

Dari hasil perhitungan di atas, dapat diambil kesimpulan

bangunan spillway dinyatakan

aman terhadap stabilitas daya dukung tanah.

Lengan Momen Ton m Ton.m W1 0,5 x (PAA+PA) x 0,5 0,288 0,624 0,180 W2 0,5 x (PA+PB) x 0,2 0,323 0,374 0,121 W3 - 0,5 x (PC+PD) x 0,05 -0,048 0,274 -0,013 W4 0,5 x (PE+PF) x 0,307 0,082 0,052 0,004 W5 - 0,5 x (PG+PH) x 0,05 -0,006 0,017 -0,0001 W6 0,5 x (PI+PJ) x 0,05 0,021 0,017 0,0003 W7 - 0,5 x (PK+PL) x 0,207 -0,051 0,069 -0,004 W8 - 0,5 x PL x 0,096 -0,005 0,332 -0,002 P Aktif 0,5 x 0,4572_{x tan}2_{(45-12,46/2) x 1,837}

0,123741 0,933333 0,115492 P Pasif -0,5 x 0,2072_{x tan}2_{(45+12,46/2) x 1,837} _-0,061012 _0,1 _-0,006101

ΣH 0,666 ΣMH 0,396 Gaya Luas x Tekanan Gaya

Terhadap Titik K

Lengan Momen

Ton m Ton.m

U1 -0,5 x (PB+PC) x 0,15 -0,151 2,400 -0,363

U2 -0,5 x (PD+PE) x 3,50 -2,101 2,200 -4,622

U3 -0,5 x (PF+PG) x 0,15 -0,083 0,769 -0,064

U4 -0,5 x (PH+PI) x 0,469 -0,203 0,513 -0,104

U5 -0,5 x (PJ+PK) x 0,2 -0,017 0,133 -0,002

ΣU -2,555 ΣMU -5,155

G1 0,35 x 0,15 x 2,4 0,126 3,894 0,491

G2 3 x 0,3 x 2,4 2,160 2,319 5,009

G3 0,15 x 0,9463 x 2,4 0,341 0,482 0,164

G4 0,4845 x 0,469 x 2,4 0,545 0,435 0,237

G5 0,207 x 0,2 x 2,4 0,099 0,104 0,010

G6 0,5 x 0,4188 x 0,469 x 2,4 0,236 0,513 0,121

G7 0,5 x 0,334 x 0,2 x 2,4 0,080 0,133 0,011

ΣG 3,587 ΣMV 6,043

ΣV 1,032 Σ ΜV 0,888

Gaya Luas x Tekanan Gaya

(14)

C. Operasi Waduk

Tabel 18 Perhitungan Rerata Elevasi Muka Air Di Waduk (Oktober 1998 - September 2012)

Periode Elevasi

1/2 Bulanan ke-1 ke-2 ke-3 ke-4 ke-5 ke-6 ke-7 ke-8 ke-9 ke-10 ke-11 ke-12 ke-13 ke-14 rata-rata 1 I. 1-15 70,00 67,70 68,43 67,27 62,88 61,75 63,66 63,72 63,28 62,34 63,36 61,98 64,99 65,65 64,79 2 II. 16-31 70,00 68,23 68,65 67,24 62,40 61,69 63,22 63,56 62,90 62,50 63,95 62,00 64,83 65,89 64,79 3 I. 1-15 70,00 68,52 68,64 67,14 62,89 61,21 63,57 63,15 62,98 63,56 64,01 61,80 65,04 66,46 64,93 4 II. 16-28 70,00 69,02 68,76 67,16 63,58 62,75 63,90 63,41 63,18 63,18 63,93 62,11 65,62 66,68 65,23 5 I. 1-15 70,00 69,08 68,54 67,03 64,50 63,95 63,83 63,14 63,79 63,42 63,70 61,90 66,55 66,70 65,44 6 II. 16-31 70,00 69,22 68,35 67,03 65,01 64,97 64,04 63,53 64,24 65,25 63,70 62,26 66,75 67,14 65,82 7 I. 1-15 70,00 69,21 68,43 67,12 65,23 65,13 64,10 64,32 63,95 65,35 63,88 63,00 67,14 67,61 66,03 8 II. 16-30 70,00 69,66 68,44 67,10 65,04 65,25 64,26 64,88 64,27 66,07 63,84 63,96 67,44 68,12 66,31 9 I. 1-15 70,00 69,82 68,65 66,93 65,38 65,71 63,83 65,41 64,30 66,26 64,68 64,57 67,53 68,28 66,52 10 II. 16-31 70,00 69,73 68,45 66,86 65,34 65,46 63,66 65,86 64,76 66,30 64,76 64,31 67,36 68,67 66,54 11 I. 1-15 69,86 69,86 68,99 66,86 65,46 66,42 63,76 66,15 65,39 66,55 64,86 64,29 67,52 68,55 66,75 12 II. 16-30 69,78 70,00 69,05 66,96 65,22 66,20 64,88 66,42 65,62 66,43 64,81 65,46 67,73 68,34 66,92 13 I. 1-15 69,76 70,00 69,05 67,14 64,89 66,63 66,08 66,73 66,15 66,52 64,96 66,01 68,10 68,26 67,16 14 II. 16-31 69,60 70,00 68,93 66,84 64,86 66,55 65,73 66,69 66,05 66,27 65,10 66,42 68,06 68,17 67,09 15 I. 1-15 69,48 70,00 68,75 66,67 64,77 66,38 65,53 66,89 65,75 66,15 64,87 66,74 68,03 67,94 67,00 16 II. 16-31 69,23 69,94 68,70 66,37 64,52 66,39 65,21 66,72 65,72 65,85 64,95 66,68 67,83 67,76 66,85 17 I. 1-15 68,99 69,78 68,65 66,12 64,21 66,24 65,15 66,45 65,62 65,54 65,09 66,76 67,60 67,64 66,70 18 II. 16-30 68,82 69,54 68,39 65,80 63,88 65,93 65,18 66,13 65,33 65,20 64,74 66,49 67,79 67,39 66,47 19 I. 1-15 68,54 69,40 68,19 65,47 63,45 65,73 64,99 65,80 64,96 64,83 64,37 66,17 67,54 67,08 66,18 20 II. 16-31 68,23 69,22 68,02 65,07 62,94 65,36 64,62 65,40 64,54 64,40 63,92 65,84 67,21 66,75 65,82 21 I. 1-15 68,02 68,96 67,71 64,66 62,42 64,96 64,48 65,01 64,10 64,01 63,46 65,48 66,87 66,40 65,47 22 II. 16-30 67,76 68,74 67,37 64,20 61,83 64,52 64,09 64,58 63,63 63,79 63,00 65,10 66,51 66,02 65,08 23 I. 1-15 67,45 68,51 67,09 63,77 61,98 64,14 63,70 64,18 63,17 63,72 62,51 64,76 66,26 65,67 64,78 24 II. 16-31 67,45 68,42 66,98 63,45 61,81 64,06 63,79 63,83 62,77 63,35 62,16 64,54 65,99 65,36 64,57 No Bulan

Mei Juni Maret Desember

Januari Oktober Nopember

Februari

April

September Juli Agustus

Tahun

(15)

Tabel V 19 Nilai Rata-rata faktor (k) Alternatif Terhadap Pola Tanam

Cara pemilihan pola operasi

alternatif Rowo Jombor yang terbaik

berdasarkan nilai rata-rata faktor (k) pada 5 alternatif tersebut, dengan mencermati nilai faktor (k) pada masing-masing pola tanam. Terlihat dari tabel bahwa nilai faktor k terbesar pada masa pengolahan lahan Padi I adalah pada alternatif III, sebesar 0,696. Untuk masa tanam Padi I faktor (k) terbesar pada alternatif V, sebesar 0,710. Sedangkan masa pengolahan lahan Padi II adalah pada alternatif III, sebesar 0,791. Untuk masa tanam Padi II faktor (k) terbesar pada alternatif II, sebesar 0,696. kemudian masa pengolahan lahan Palawija adalah pada alternatif III, sebesar 1,000. Untuk masa tanam Palawija faktor (k) terbesar pada alternatif II sebesar 0,793.

Dengan melihat hasil pengamatan di atas dapat di ambil kesimpulan bahwa pada waktu pengolahan lahan pada pola operasi alternatif III nilai faktor (k) lebih baik di

bandingkan dengan alternatif lainnya, yaitu pada masa pengolahan lahan padi I , masa pengolahan padi II dan masa pengolahan palawija, maka dari itu pola operasi waduk tersebut yang dapat digunakan adalah alternatif III, dikarenakan nilai faktor (k) paling optimal.

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

1. Dari analisis imbangan air didapatkan hasil bahwa, ketersediaan air mampu memenuhi kebutuhan air sebesar 86,80 %.

2. Desain bangunan pelimpah (spillway)

diperoleh hasil sebagai berikut :

a. Memiliki panjang total 85,8 m dan tinggi 19,502 m. Dengan lebar yang bervariatif di setiap salurannya, seperti: 1) Saluran pengarah aliran dengan lebar

20 m.

2) Saluran pengatur aliran dengan lebar 20 m.

3) Saluran transisi dengan lebar 20 m menyempit menjadi 15 m.

4) Saluran peluncur lurus lebar 15 m. 5) Saluran peluncur terompet lebar 15

m melebar menjadi 17 m.

6) Saluran peredam energi lebar 17 m. b. Angka rembesan pada saat kondisi air

normal sebesar 1,96 dan pada saat kondisi air banjir sebesar 1,63 lebih

besar dari nilai CL ijin sehingga

bangunan spillway dinyatakan aman

terhadap rembesan.

c. Kontrol terhadap penggulingan pada saat kondisi normal sebesar 14,928 dan

Pola Nilai faktor k rata-rata Tanam

Alternatif I

Alternatif II

Alternatif III

Alternatif IV

Alternatif V LP 0,695 0,695 0,696 0,693 0,695 Padi I 0,684 0,689 0,548 0,706 0,710 LP 0,740 0,738 0,791 0,757 0,540 Padi II 0,695 0,696 0,692 0,694 0,690 LP 0,372 0,374 1,000 0,370 0,364 Palawija 0,849 0,793 0,788 0,856 0,861

(16)

pada saat kondisi banjir sebesar 12,485 kurang dari 1,5 sehingga bangunan

spillwayaman terhadap penggulingan. d. Melalui perhitungan didapatkan nilai

untuk tegangan maksimum spillway

pada saat air normal sebesar 2,026 ton/m2 dan saat air banjir sebesar 2,313

ton/m2 kurang dari kuat daya dukung

tanah dasar ijin. Jadi dapat diambil kesimpulan bahwa stabilitas desain

spillway aman terhadap daya dukung tanah pondasi.

3. Dari beberapa alternatif yang dilakukan, di

tetapkan rulecurve operasi waduk ini

menggunakan alternatif III.

SARAN

1. Untuk perencanaan lebih lanjut dapat

dilakukan perencanaan detailIntakesebagai

pintu pengambilan.

2. Pada perencanaan desain dan kestabilan

spillway masih mengunakan perhitungan

manual, untuk selanjutnya dapat di

bandingkan menggunakansoftware.

DAFTAR PUSTAKA

Murtiana, A. 2006. Optimasi Manajemen Air

Rowo Jombor. Tugas Akhir,

Program studi Teknik Sipil,

Fakultas Teknik. Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Departemen Pemukiman dan Prasarana

Wilayah. 2002. Kriteria

Perencanaan (01-07). Badan

Penelitian dan Pengembangan.

Jakarta.

Hardiyatmo, H.C. 1994. Mekanika Tanah 2.

Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Sudjarwadi. 1987. Teknik Sumber Daya Air.

Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.

Triatmodjo, B. 1995.Hidrolika II. Beta Offset.

Yogyakarta.

Chow, Ven Te. 1989. Hidrolika Saluran

Terbuka. Erlangga. Jakarta.

Hardiyatmo, H.C. 1996. Teknik Pondasi. PT

(1)

2) DE2=

2 h

= 0,015 m 3) EE = hE = 0,031 m

4) TE = hE = 0,031 m

5) Balok peredam titik F

1) DF= 0,15 . hF = 0,182 m

2) EF = 0,15 . hF = 0,182 m

3) TF = 0,2 . hF = 0,243 m

4) LF = 0,3. TF = 0,073 m

2. Analisis Stabilitas Bangunan Pelimpah a. Stabilitas muka air normal

B C

F G

H I

J K

0,3 0,05 0,107

0,15 3,00 0,15 0,469 0,20 0,157 0,05 0,50

0,75 0,096

Gambar 7 Tampak Samping Bangunan Pelimpah Kondisi Muka Air Normal

Tabel 12 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi Muka Air Normal

1) Angka rembesan (CL)

(CL)= (Σ LV+ Σ ⅓ LH)/ H

= (0,86 + 1,32) / 0,75 = 2,916

Berdasarkan penelitian penyelidikan tanah pada lokasi bangunan pelimpah pondasi bangunan pelimpah terletak pada lapisan lempung sangat keras.

Dari KP-06 Standar Perencanaan Irigasi, harga aman untuk jenis tanah tersebut, CL ijin

=1,6. Karena CL > CL ijin, maka

struktur bangunan pelimpah pada saat kondisi muka air normal aman terhadap rembesan.

Tabel 13 Perhitungan stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Terhadap Gaya Horizontal

Tabel 14 Perhitungan stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Terhadap Gaya Vertikal

2) Kontrol terhadap gaya guling

FS =MV/MH

= 1,008/0,165

= 6,118 >1,50 aman

3) Kontrol terhadap gaya geser

SF = θ

3 2 tan





W U G

= 5,555 >1,50 aman

4) Kontrol terhadap daya dukung tanah pondasi

Keruntuhan geser umum:

qult= c . Nc+b. D . Nq+ 0,5 .b.

B . N

Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi bendungan, didapatkan data tanah dasar untuk lokasi pondasi adalah sebagai berikut:

c = 0,635 b = 18,37 kN/m

=1,837 ton/m3

ɸ = 35

D = 0,451 m B = 0,819 m Nc = 55,74

Nq = 39,51

N = 40,13

Beda Tekanan Air Beda Tinggi Energi Tekanan Air Tanah LV LH 1/3LH Lw ∆H=Lw/CL H P=H-∆H m m m m Ton/m2 _Ton/m2 _Ton/m2

A 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,500 0,500 B A-B 0,350 0,000 0,000 0,350 0,120 0,850 0,730 C B-C 0,000 0,150 0,050 0,400 0,137 0,850 0,713 D C-D 0,050 0,000 0,000 0,450 0,154 0,800 0,646 E D-E 0,000 3,000 1,000 1,450 0,497 0,800 0,303 F E-F 0,157 0,000 0,000 1,607 0,551 0,957 0,406 G F-G 0,000 0,150 0,050 1,657 0,568 0,957 0,389 H G-H 0,050 0,000 0,000 1,707 0,585 0,907 0,322 I H-I 0,000 0,469 0,156 1,863 0,639 0,907 0,268 J I-J 0,050 0,000 0,000 1,913 0,656 0,957 0,301 K J-K 0,000 0,200 0,067 1,980 0,679 0,957 0,278 L K-L 0,207 0,000 0,000 2,187 0,750 0,750 0,00

Σ 0,86 1,32 Titik Garis

Panjang Rembesan

Lengan Momen

Ton m Ton.m

W1 0,5 x PA x 0,5 0,125 0,624 0,078

W2 0,5 x (PA+PB) x 0,2 0,215 0,374 0,080 W3 - 0,5 x (PC+PD) x 0,05 -0,034 0,274 -0,009 W4 0,5 x (PE+PF) x 0,557 0,056 0,052 0,003 W5 - 0,5 x (PG+PH) x 0,3 -0,003 0,017 -0,0001 W6 0,5 x (PI+PJ) x 0,05 0,014 0,017 0,0002 W7 - 0,5 x PK x 0,207 -0,029 0,069 -0,002 P Aktif 0,5 x 0,4572

x tan2

(45-12,46/2) x 1,837 0,123579 0,152333 0,018825 P Pasif -0,5 x 0,2072

x tan2

(45+12,46/2) x 1,837 -0,061012 0,069 -0,00421

ΣH 0,407 ΣMH 0,165

Terhadap Titik K

Gaya Luas x Tekanan Gaya

ΣG 3,587 ΣMV 6,043

ΣV 1,850 Σ ΜV 1,008 Gaya Luas x Tekanan Gaya

(2)

Perhitungan:

qult = c . Nc+b. D . Nq+ 0,5 .b. B . N

= 0,635.55,74 + 1,837.0,451.39,51 + 0,5.0,837.1,819.40,13

= 84,562 ton/m3

SF =safety factor = 2,0 - 3,0 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah: σ =

SF

q

_ult = 3 562 , 84

= 28,187 ton/m2 Keruntuhan geser lokal:

Untuk perhitungan keruntuhan geser lokal perhitungannya sebagai berikut:

c’ = 2/3 . c = 2/3 . 0,635 = 0,423 kN/m2 ϕ’ = arc tg (2/3 . tgϕ)

= arc tg (2/3 . tg 34,5°)

= 24,62°

Nc’ = 14,57

Nq’ = 5,47

Nγ ‘ = 3,08

γ = 1,837 ton/m3 D = 0,451 m (Syarat Terzaghi: Df < B)

B = 0,819 m

Maka perhitungan pada kondisi Keruntuhan Geser Lokal (Local Shear Failure) :

qult ‘= c’ . Nc’ + γ . D . Nq’ + ½ . γ . B . Nγ’ = 0,423 . 14,57 + 20 . 0,451 . 5,47 + ½ . 1,837 . 0,819 . 3,08

= 13,019 ton/m2

SF =safety factor = 2,0 - 3,0 Faktor keamanan diambil 3, maka besarnya daya dukung ijin tanah adalah: σ’ =

SF

q

_ult = 3 019 , 13

= 4,339 ton/m2 Nilai eksentrisitas e =              



 

2 B V MH MV < 6 B

=_1,008₁_,₈₅₀0,1650,819₂ _<

6 819 , 0

= 0,046 < 0,136ok

Tegangan yang terjadi:

σmax =











 



B

e

L

B

V

₆

_.

1 .

≤ σ ijin

tanah; (L= 1 m)















819 ,

0

046 ,

0 .

6

1 .

819 ,

0

850 ,

1

= 3,028 ton/m2<σdanσ’aman

σmin=











 



B

e

L

B

V

₆

_.

1 .

> 0













_

819 ,

0

046 ,

0 .

6

1 .

819 ,

0

850 ,

1

= 1,489 ton/m2> 0aman

b. Stabilitas muka air banjir

A B C D E F G H I J K L 0,3 0,05 0,107

0,15 3,00 0,15 0,469 0,20 0,157 0,05 0,50 0,326 0,98 0,096

Gambar 8 Tampak Samping Bangunan Pelimpah Kondisi Muka

Air Banjir

Tabel 15 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi Muka Air Banjir

1) Angka rembesan (CL)

(CL) = (Σ LV+ Σ ⅓ LH)/ H

= (0,86 + 1,32) / 0,98 = 2,231

Berdasarkan penelitian penyelidikan tanah pada lokasi bangunan pelimpah pondasi bangunan pelimpah terletak pada lapisan lempung sangat keras.

Dari KP-06 Standar Perencanaan Irigasi, harga aman untuk jenis tanah tersebut, CL ijin

=1,6. Karena CL > CL ijin, maka

struktur bangunan pelimpah pada saat kondisi muka air banjir aman terhadap rembesan.

Beda Tekanan Air Beda Tinggi Energi Tekanan Air Tanah LV LH 1/3LH Lw ∆H=Lw/CL H P=H-∆H

m m m m Ton/m2

Ton/m2

AA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,326 0,326 A 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,826 0,826 B A-B 0,350 0,000 0,000 0,350 0,157 1,176 1,019 C B-C 0,000 0,150 0,050 0,400 0,179 1,176 0,997 D C-D 0,050 0,000 0,000 0,450 0,202 1,126 0,924 E D-E 0,000 3,000 1,000 1,450 0,650 1,126 0,476 F E-F 0,157 0,000 0,000 1,607 0,720 1,283 0,563 G F-G 0,000 0,150 0,050 1,657 0,743 1,283 0,540 H G-H 0,050 0,000 0,000 1,707 0,765 1,233 0,468 I H-I 0,000 0,469 0,156 1,863 0,835 1,233 0,398 J I-J 0,050 0,000 0,000 1,913 0,857 1,283 0,426 K J-K 0,000 0,200 0,067 1,980 0,887 1,283 0,396 L K-L 0,207 0,000 0,000 2,187 0,980 1,076 0,096

Σ 0,86 1,32 Titik Garis

(3)

Tabel 16 Perhitungan stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Terhadap Gaya Horizontal

Tabel 17 Perhitungan stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Terhadap Gaya Vertikal

2) Kontrol terhadap gaya guling

FS =MV/MH

= 0,888/0,396

= 2,241 >1,50 aman

3) Kontrol terhadap gaya geser

SF = θ

3 2 tan



 W U G

= 3,914 >1,50 aman

4) Kontrol terhadap daya dukung tanah pondasi Nilai eksentrisitas e =            



2 B V MH MV < 6 B = _        2 819 , 0 032 , 1 396 , 0 888 , 0 _< 6 819 , 0

= 0,066 < 0,136ok

Tegangan yang terjadi:

σmax =











 



B

e

L

B

V

₆

_.

1 .

≤ σ ijin

tanah; (L= 1 m)













_

819 ,

0

066 ,

0 .

6

1 .

819 ,

0

032 ,

1

= 1,877 ton/m2<σdanσ’aman

σmin=











 



B

e

L

B

V

₆

_.

1 .

> 0













_

819 ,

0

066 ,

0 .

6

1 .

819 ,

0

032 ,

1

= 0,643 ton/m2> 0aman

Dari hasil perhitungan di atas, dapat diambil kesimpulan bangunan spillway dinyatakan aman terhadap stabilitas daya dukung tanah.

0,123741 0,933333 0,115492 P Pasif -0,5 x 0,2072_{x tan}2_{(45+12,46/2) x 1,837} _-0,061012 _0,1 _-0,006101

ΣH 0,666 ΣMH 0,396 Gaya Luas x Tekanan Gaya

Terhadap Titik K

Lengan Momen

Ton m Ton.m

U1 -0,5 x (PB+PC) x 0,15 -0,151 2,400 -0,363 U2 -0,5 x (PD+PE) x 3,50 -2,101 2,200 -4,622 U3 -0,5 x (PF+PG) x 0,15 -0,083 0,769 -0,064 U4 -0,5 x (PH+PI) x 0,469 -0,203 0,513 -0,104 U5 -0,5 x (PJ+PK) x 0,2 -0,017 0,133 -0,002

ΣU -2,555 ΣMU -5,155

G1 0,35 x 0,15 x 2,4 0,126 3,894 0,491

G2 3 x 0,3 x 2,4 2,160 2,319 5,009

G3 0,15 x 0,9463 x 2,4 0,341 0,482 0,164 G4 0,4845 x 0,469 x 2,4 0,545 0,435 0,237 G5 0,207 x 0,2 x 2,4 0,099 0,104 0,010 G6 0,5 x 0,4188 x 0,469 x 2,4 0,236 0,513 0,121 G7 0,5 x 0,334 x 0,2 x 2,4 0,080 0,133 0,011

ΣG 3,587 ΣMV 6,043

ΣV 1,032 Σ ΜV 0,888

Gaya Luas x Tekanan Gaya

(4)

C. Operasi Waduk

Tabel 18 Perhitungan Rerata Elevasi Muka Air Di Waduk (Oktober 1998 - September 2012)

Periode Elevasi

Mei Juni Maret Desember

Januari Oktober Nopember

Februari

April

September Juli Agustus

Tahun

(5)

Tabel V 19 Nilai Rata-rata faktor (k) Alternatif Terhadap Pola Tanam

Cara pemilihan pola operasi alternatif Rowo Jombor yang terbaik berdasarkan nilai rata-rata faktor (k) pada 5 alternatif tersebut, dengan mencermati nilai faktor (k) pada masing-masing pola tanam. Terlihat dari tabel bahwa nilai faktor k terbesar pada masa pengolahan lahan Padi I adalah pada alternatif III, sebesar 0,696. Untuk masa tanam Padi I faktor (k) terbesar pada alternatif V, sebesar 0,710. Sedangkan masa pengolahan lahan Padi II adalah pada alternatif III, sebesar 0,791. Untuk masa tanam Padi II faktor (k) terbesar pada alternatif II, sebesar 0,696. kemudian masa pengolahan lahan Palawija adalah pada alternatif III, sebesar 1,000. Untuk masa tanam Palawija faktor (k) terbesar pada alternatif II sebesar 0,793.

Dengan melihat hasil pengamatan di atas dapat di ambil kesimpulan bahwa pada waktu pengolahan lahan pada pola operasi alternatif III nilai faktor (k) lebih baik di

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

1. Dari analisis imbangan air didapatkan hasil bahwa, ketersediaan air mampu memenuhi kebutuhan air sebesar 86,80 %.

2. Desain bangunan pelimpah (spillway) diperoleh hasil sebagai berikut :

a. Memiliki panjang total 85,8 m dan tinggi 19,502 m. Dengan lebar yang bervariatif di setiap salurannya, seperti: 1) Saluran pengarah aliran dengan lebar

20 m.

2) Saluran pengatur aliran dengan lebar 20 m.

3) Saluran transisi dengan lebar 20 m menyempit menjadi 15 m.

4) Saluran peluncur lurus lebar 15 m. 5) Saluran peluncur terompet lebar 15

m melebar menjadi 17 m.

6) Saluran peredam energi lebar 17 m. b. Angka rembesan pada saat kondisi air

normal sebesar 1,96 dan pada saat kondisi air banjir sebesar 1,63 lebih besar dari nilai CL ijin sehingga

bangunan spillway dinyatakan aman terhadap rembesan.

c. Kontrol terhadap penggulingan pada saat kondisi normal sebesar 14,928 dan

Pola Nilai faktor k rata-rata

Tanam

Alternatif I

Alternatif II

Alternatif III

Alternatif IV

Alternatif V

LP 0,695 0,695 0,696 0,693 0,695

Padi I 0,684 0,689 0,548 0,706 0,710

LP 0,740 0,738 0,791 0,757 0,540

Padi II 0,695 0,696 0,692 0,694 0,690

LP 0,372 0,374 1,000 0,370 0,364

Palawija 0,849 0,793 0,788 0,856 0,861

(6)

pada saat kondisi banjir sebesar 12,485 kurang dari 1,5 sehingga bangunan spillwayaman terhadap penggulingan. d. Melalui perhitungan didapatkan nilai

untuk tegangan maksimum spillway pada saat air normal sebesar 2,026 ton/m2 dan saat air banjir sebesar 2,313 ton/m2 kurang dari kuat daya dukung tanah dasar ijin. Jadi dapat diambil kesimpulan bahwa stabilitas desain spillway aman terhadap daya dukung tanah pondasi.

3. Dari beberapa alternatif yang dilakukan, di tetapkan rulecurve operasi waduk ini menggunakan alternatif III.

SARAN

1. Untuk perencanaan lebih lanjut dapat dilakukan perencanaan detailIntakesebagai pintu pengambilan.

2. Pada perencanaan desain dan kestabilan spillway masih mengunakan perhitungan manual, untuk selanjutnya dapat di bandingkan menggunakansoftware.

DAFTAR PUSTAKA

Murtiana, A. 2006. Optimasi Manajemen Air Rowo Jombor. Tugas Akhir, Program studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik. Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah. 2002. Kriteria Perencanaan (01-07). Badan Penelitian dan Pengembangan. Jakarta.

Hardiyatmo, H.C. 1994. Mekanika Tanah 2. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Sudjarwadi. 1987. Teknik Sumber Daya Air.

Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.

Triatmodjo, B. 1995.Hidrolika II. Beta Offset. Yogyakarta.

Chow, Ven Te. 1989. Hidrolika Saluran Terbuka. Erlangga. Jakarta.

Hardiyatmo, H.C. 1996. Teknik Pondasi. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.