Analisis Terhadap Pengaruh Penggerusan di hilir Bendung Tipe USBR III dengan Model Fisik.

(1)

ANALISIS TERHADAP PENGARUH PENGGERUSAN

DI HILIR BENDUNG TIPE USBR III DENGAN

MODEL FISIK

Tri Rizki Hermawan NRP : 1021025

Pembimbing : Ir. Maria Christine Sutandi, M.Sc.

ABSTRAK

Fungsi dari sungai dapat ditingkatkan dengan membuat bangunan bendung yang berfungsi untuk meningkatkan muka air sungai. Masalah yang terjadi di lapangan adanya penggerusan di hilir bendung yang mengakibatkan berkurangnya fungsi bendung. Tujuan dari Tugas Akhir ini untuk mengetahui pengaruh perpanjangan kolam olak terhadap penggerusan yang terjadi di hilir bendung. Uji fisik dilakukan dengan debit 3,4 lt/det dan saluran dengan lebar 40 cm dan panjang 760 cm serta kemiringan dasar saluran sebesar 2%. Hasil penelitian disimpulkan bahwa perpanjangan kolam olak di hilir bendung dapat mengurangi terjadinya penggerusan, dengan titik terdalam -4 cm dari datum yang berada pada ambang hilir bagian bawah yang berjarak 18 cm dari hilir bendung. Hasil penggerusan pada saat kolam olak diperpanjang sebesar 5 cm titik terdalam–3 cm dari datum yang berada pada ambang hilir bagian bawah yang berjarak 12 cm dari hilir bendung. Hasil penggerusan pada saat kolam olak diperpanjang sebesar 10 cm titik terdalam–2 cm dari datum yang berada pada ambang hilir bagian bawah yang berjarak 9 cm dari hilir bendung. Kolam olak yang telah diperpanjang sebesar 10 cm dipilih karena menghasilkan penggerusan yang paling dangkal.

(2)

ANALYSIS OF INFLUENCE SCOUR IN THE

DOWNSTREAM WEIR TYPE USBR III WITH

PHYSICALMODEL

Tri Rizki Hermawan NRP: 1021025

Supervisor: Ir. Maria Christine Sutandi, M.Sc.

ABSTRACT

The function of the river can be improved by making the weir so that can increase the water level. The problem in the field often happen the scour in weir downstream so that the function of the weir will reduce. The aim of the Final Project is to know the influence of the extension of the energy dissipater due to the scour at downstream wier. The physical model is conducted using discharge 3,4 liters/sec with the width of the channel 40 cm and the length of 760 cm, also 2% of the slope channel. Based on the results, the extension of the energy dissipater can reduce the scour at the downstream weir, with the deepest point -4 cm from the datum that is on the verge downstream bottom within 18 cm of the downstream weir. The result of the scouring by 5 cm extended the energy dissipater is -3 cm deepest point of the datum that is on the verge downstream bottom within 12 cm of the downstream weir. Furthermore the scouring at an extended energy dessipation by 10 cm is -2 cm deepest point of the datum that is on the verge downstream bottom within 9 cm from the downstream weir. The 10 cm of the energy dissipater extension is chosen because gave the minimum scouring.

(3)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...i

LEMBAR PENGESAHAN ………....ii

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN………...iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ………..iv

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR………...v

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR………...vi

KATA PENGANTAR………...vii

ABSTRAK………..ix

ABSTRACT……….x

DAFTAR ISI………...xi

DAFTAR GAMBAR………xiii

DAFTAR TABEL ………....xv

DAFTAR NOTASI………xvi

DAFTAR LAMPIRAN………xvii

BAB I PENDAHULUAN ………..1

1.1 Latar Belakang………..1

1.2 Tujuan Penelitian ………..2

1.3 Ruang Lingkup Penelitian………..2

1.4 Sistematika Penulisan……….3

(4)

2.1 Bangunan Bendung………4

2.1.1Umum ………..4

2.1.2Tipe Bnagunan Bendung………..4

2.1.3Jenis-Jenis Bendung……….4

2.1.4Lebar Bendung ………..6

2.2Uji Model………..6

2.3 Kolam Olak ………...8

2.4 Tipe-Tipe Mercu………...15

2.5Penggerusan………..18

2.6Lengkung Debit (rating curve) ………..19

2.6.1Pengukuran Tidak Langsung ………..20

2.6.2Pengukuran Debit Langsung ………..23

BAB III PENGOLAHAN DATA ………26

3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan pada Penelitian …………28

3.2 Langkah-Langkah Penelitian ………29

3.2.1Mempersiapkan Saluran dan Bendung………..29

3.2.2Mencari dan Menghitung Lengkung Debit …………34

3.2 Analisis Penggerusan pada Kolam Olak yang Belum Diperpanjang………...37

3.3 Analisis Penggerusan pada Kolam Olak Perpanjangan 5 cm ….42 3.4 Analisis Penggerusan pada Kolam Olak Perpanjangan 10 cm ………..47

(5)

BAB IV SIMPULAN DAN SARAN ……….51

4.1 Simpulan………..51

4.2 Saran ………..51

DAFTARPUSTAKA...52

(6)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kolam Olak Tipe Vlughter ... 8

Gambar 2.2 Kolam Olak Tipe Schoklitsch ... 9

Gambar 2.3 Kolam Olak Tipe Slotted Rooler Bucket ... 10

Gambar 2.4 Kolam Olak Tipe Solid Bucket ... 10

Gambar 2.5 Kolam Olak Tipe Sky Jump Bucket ... 11

Gambar 2.6 Kolam Olak Tipe USBR I ... 11

Gambar 2.7 Kolam Olak Tipe USBR II dengan block-blockpada Ujung Hilir ... 12

Gambar 2.8 Kolam Olak Tipe USBR II dengan block-blockpada Bagian Tengah Bendung ... 12

Gambar 2.9 Kolam Olak Tipe USBR III ... 13

Gambar 2.10 Kolam Olak Tipe USBR III dengan block-blockpada Ujung Hilir ... 13

Gambar 2.11 Kolam Olak Tipe USBR IV ... 14

Gambar 2.12 Koalm Olak Tipe The SAF Stilling Basin... 15

Gambar 2.13 Tipe Mercu Bulat dengan 1 Jari-jari dan 2 Jari-jari ... 16

Gambar 2.14 Tipe Mercu Ogee... 17

Gambar 2.15 Metode Satu Titik ... 21

Gambar 2.16 Metode Dua Titik ... 22

Gambar 2.17 Metode Tiga Titik ... 22

Gambar 2.18 Alat Ukur Thompson ... 24

(7)

Gambar 3.1 Benang yang Digunakan pada Saat Penelitian ... 26

Gambar 3.2Meteran yang Digunakan pada Saat Penelitian ... 27

Gambar 3.3 Balok Kayu untuk Memperpanjang Kolam Olak... 28

Gambar 3.4 Saluran yang Digunakan... 30

Gambar 3.5 Bendung Tipe USBR III ... 32

Gambar 3.6 Saluran yang Telah Dipasang Bendung ... 33

Gambar 3.7 Detail Gigi Pemencar ... 34

Gambar 3.8 Lengkung Debit ... 37

Gambar 3.9 Hasil Penggerusan Dihilir Kolam Olak Tanpa Perpanjangan ... 40

Gambar 3.10 Tampak 3 Dimensi Bendung Tipe USBR III dengan Kolam Olak Belum Diperpanjang... 41

Gambar 3.11 Hasil Penggerusan Dihilir Kolam Olak yang Sudah Diperpanjang 5 cm ... 45

Gambar 3.12 Tampak 3 Dimensi Bendung Tipe USBR III dengan Kolam Olak Telah Diperpanjang 5 cm ... 46

Gambar 3.13 Hasil Penggerusan Dihilir Kolam Olak yang SudahDiperpanjang 10 cm ... 49

Gambar 3.14 Tampak 3 Dimensi Bendung Tipe USBR III dengan Kolam Olak Telah Diperpanjang 10 cm ... 50

(8)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Koefisien Harga K dan n ... 17 Tabel 3.1 Bacaan pada Saat Air Dialirkan ... 35 Tabel 3.2 Hasil Bacaan Elevasi Debit ... 36

(9)

DAFTAR NOTASI

b Lebar ambang saluran (m)

Cd Koefisien kontraksi (0,5-0,6)

D Jarak 2 titik yang dilalui (m)

F Luas penampang basah saluran (m2)

g gravitasi (9,81) (m/det2)

h Tinggi muka air (m)

Nr Banyaknya putaran rata-rata baling-baling perdetik

Q Debit saluran (m3/det)

T Waktu (det)

V Kecepatan aliran (m/det)

v Volume bejana (m3)

α Sudut ambang tajam

(10)

DAFTAR LAMPIRAN

Gambar L 1.1 Saluran dan Bendung ... 55

Gambar L 1.2 Pintu Thompson ... 56

Gambar L 1.3 Saluran yang telah berisi pasir ... 57

Gambar L 1.4 Kondisi saat air dialirkan ... 58

Gambar L 1.5 Kontur pada kolam olak yang belum diperpanjang ... 59

Gambar L 1.6 Kontur pada kolam olak yang diperpanjang 5 cm ... 60

(11)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Sungai mempunyai peranan yang penting bagi kehidupan manusia. Salah satunya adalah sebagai sumber air yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan irigasi, penyediaan air minum dan kebutuhan industri. Agar pemanfaatan sungai dapat dilakukan secara efektif maka dibuatlah bangunan bendung.

Bendung dapat didefinisikan sebagai bangunan air yang dibangun secara melintang sungai, sedemikian rupa agar permukaan air sungai di sekitarnya naik sampai ketinggian tertentu, sehingga air sungai tadi dapat dialirkan melalui pintu sadap ke saluran-saluran pembagi kemudian hingga ke lahan-lahan pertanian (Kartasapoetra, 1991). Berdasarkan SNI 03-2401-1991 tentang Pedoman Perencanaan Hidrologi dan Hidraulik untuk Bangunan di sungai adalah bangunan ini dapat didesain dan dibangun sebagai bendung tetap, bendung gerak, atau kombinasinya, dan harus dapat berfungsi untuk mengendalikan aliran dan angkutan muatan di sungai sedemikian sehingga dengan menaikkan muka airnya, air dapat dimanfaatkan secara efisien sesuai dengan kebutuhannya. Suatu konstruksi sebuah bendung dapat dibuat dari urugan tanah, pasangan batu kali, dan bronjong atau beton.

Tetapi masalahnya tidak hanya dengan membangun bangunan bendung saja manusia bisa memanfaatkan sumber air sungai dengan mudah, karena sering terjadinya penggerusan di hilir bendung sebagai pengaruh negatif. Kerusakan Daerah Aliran Sungai (DAS) selain disebabkan oleh perilaku sungai itu sendiri dengan ditambah oleh perilaku manusia di sekitar daerah aliran sungai tersebut seperti membuang sampah sembarangan yang mengakibatkan fungsi bangunan bendung berkurang.

(12)

Oleh karena itu perlunya dilakukan penelitian ini dengan tujuan agar dapat meminimalisasikan pengaruh negatif yang terjadi pada hilir bendung seperti penggerusan dengan memperpanjang kolam olak yang sudah ada.

1.2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada masyarakat sekitar daerah aliran sungai bahwa dengan memperpanjang kolam olak yang sudah ada diharapkan dapat meminimalisasikan pengaruh negatif di hilir bendung seperti penggerusan.

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

1. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Hidraulika

2. Mengetahui penggerusan yang terjadi di hilir bendung dengan memperpanjang kolam olak yang sudah ada pada model ke arah hilir saluran sebanyak 2 kali 5 cm pada model

3. Saluran yang digunakan berukuran panjang 760 cm dan lebar 40 cm, bendung yang digunakan tipe USBR III yang sudah ada di laboratorium dan skala model tidak diperhitungkan lagi serta mercu yang digunakan berbentuk bulat

4. Kemiringan saluran menggunakan kemiringan 2%

5. Debit yang digunakan 20 % atau 3,4 lt/det dari debit maksimum yang diperoleh dari penelitian

(13)

1.4 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan adalah sebagai berikut: BAB I, PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang Latar Belakang Masalah, Tujuan Penelitian, Ruang Lingkup Penelitian dan Sistematika Penulisan.

BAB II, TINJAUAN LITERATUR

Bab ini berisi teori bangunan bendung, teori uji model, teori kolam olak, teori mercu, teori mengenai penggerusan dan teori lengkung debit.

BAB III, PENGOLAHAN DATA

Bab ini berisi mengenai pengolahan data yang diperoleh dari penilitian di Laboratorium Hidraulika Universitas Kristen Maranatha.

BAB IV, SIMPULAN DAN SARAN Berisi Simpulan dan Saran.

(14)

BAB IV

SIMPULAN DAN SARAN

4.1 SIMPULAN

Simpulan yang diperoleh dari praktikum tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

Saluran yang dipergunakan berukuran panjang 760 cm dan lebar 40 cm dengan kemiringan 2%. Bendung yang digunakan tipe USBR III. Debit yang digunakan pada penelitian sebesar 3,4 lt/det. Hasil penggerusan pada saat kolam olak belum mengalami perpanjangan titik terdalam -4 cm dari datum yang berada pada ambang hilir bagian bawah yang berjarak 18 cm dari hilir. Untuk hasil penggerusan pada saat kolam olak diperpanjang sebesar 5 cm titik terdalam –3 cm dari datum yang berada pada ambang hilir bagian bawah yang berjarak 12 cm dari hilir. Sedangkan hasil penggerusan pada saat kolam olak diperpanjang sebesar 10 cm titik terdalam –2 cm dari datum yang berada pada ambang hilir bagian bawah yang berjarak 9 cm dari hilir. Kolam olak yang dipergunakan yang telah mengalami perpanjangan sebanyak 2 kali atau 10 cm, dikarenakan penggerusan yang terjadi cukup kecil.

4.2 SARAN

Untuk penelitian dan studi lebih lanjut diberikan saran sebagai berikut: 1. Dapat dilakukan penelitian yang sama dengan menggunakan metode yang lain

untuk mengetahui pengaruh penggerusan yang terjadi di hilir bendung. 2. Pada satu kondisi dapat dilakukan beberapa kali percobaan.

(15)

DAFTAR PUSTAKA

1. Chow, V.T. 1989, Open Channel Hydraulics, Badan Penerbit Erlangga, Jakarta.

2. Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum. 1986.

Standar Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan, Bagian Bangunan

Utama KP-02. Badan Penerbit Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta.

3. Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum. 1986.

Standar Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan, Bagian Bangunan

Utama KP-04. Badan Penerbit Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta.

4. Kartasapoetra, A .G., 1991, Teknologi Pengairan Pertanian Irigasi, Badan Penerbit Bumi Aksara.

5. Memed M., 2006, Desain Hidraulik Bendung Tetap untuk Irigasi Teknis, Badan Penerbit Alfabeta, Bandung.

6. SK, Sidharta., 1997, Irigasi dan Bangunan Air, Badan Penerbit Gunadarma.

7. Sosrodarsono Suyono, 1980, Hidrologi untuk Pengairan, Badan Penerbit Pt. Pradnya Paramita, Jakarta.

8. Standar Nasional Indonesia/SNI 03-2401-1991 tentang Pedoman Perencanaan Hidrologi Dan Hidraulik Untuk Bangunan Di Sungai.

(1)

xix Universitas Kristen Maranath

DAFTAR LAMPIRAN

Gambar L 1.1 Saluran dan Bendung ... 55

Gambar L 1.2 Pintu Thompson ... 56

Gambar L 1.3 Saluran yang telah berisi pasir ... 57

Gambar L 1.4 Kondisi saat air dialirkan ... 58

Gambar L 1.5 Kontur pada kolam olak yang belum diperpanjang ... 59

Gambar L 1.6 Kontur pada kolam olak yang diperpanjang 5 cm ... 60

(2)

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

(3)

2 Universitas Kristen Maranatha Oleh karena itu perlunya dilakukan penelitian ini dengan tujuan agar dapat meminimalisasikan pengaruh negatif yang terjadi pada hilir bendung seperti penggerusan dengan memperpanjang kolam olak yang sudah ada.

1.2 Tujuan Penelitian

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

1. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Hidraulika

2. Mengetahui penggerusan yang terjadi di hilir bendung dengan

memperpanjang kolam olak yang sudah ada pada model ke arah hilir

saluran sebanyak 2 kali 5 cm pada model

3. Saluran yang digunakan berukuran panjang 760 cm dan lebar 40 cm,

bendung yang digunakan tipe USBR III yang sudah ada di laboratorium

dan skala model tidak diperhitungkan lagi serta mercu yang digunakan

berbentuk bulat

4. Kemiringan saluran menggunakan kemiringan 2%

5. Debit yang digunakan 20 % atau 3,4 lt/det dari debit maksimum yang

diperoleh dari penelitian

(4)

3 Universitas Kristen Maranatha