PERENCANAAN STRUKTUR BENDUNGAN BANDUNGHARJODESA BANDUNGHARJO - KECAMATAN TOROH Perencanaan Struktur Bendungan Bandungharjo Desa Bandungharjo - Kecamatan Toroh Kabupaten Grobogan.
PERENCANAAN STRUKTUR BENDUNGAN BANDUNGHARJO
DESA BANDUNGHARJO - KECAMATAN TOROH
KABUPATEN GROBOGAN
TUGAS AKHIR
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai
derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Diajukan Oleh :
RADITYO PRAMUDYA WARDHANA
NIM : D 100 090 008
NIRM : 09.6.106.03010.50008
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
i
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur Alhamdullilah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT,
yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik dan sesuai dengan yang diharapkan.
Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima
kasih atas pengarahan, bimbingan serta bantuan yang telah diberikan selama
penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini kepada :
1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D, selaku Ketua Program Studi
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. H. A. Karim Fatchan, M.T., selaku Pembimbing Utama yang banyak
memberikan ilmu dan dukungan.
4. Bapak Gurawan Djati W, S.T, M.T., selaku Pembimbing Pendamping yang
sangat sabar dalam membimbing dan selalu memberikan semangat dan banyak
ilmu yang dapat menjadi bekal di dunia dan akhirat.
5. Bapak Ir. H. Isnugroho, CES, selaku Dosen Penguji yang banyak memberikan
saran dan masukan yang bisa membangun.
6. Bapak Agus Susanto,S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik yang banyak
memberikan ilmu dan dukungan.
7. Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
8. Jajaran dan staf Balai Besar Wilayah Sungai Pemali-Juana Semarang, yang
selalu memberi kemudahan dalam pengumpulan data.
9. Jajaran dan staf Dinas Pengairan Kabupaten Grobogan, terutama Bapak
Subiyono, ST. MT. selaku Kepala Dinas, yang selalu memberi kemudahan dan
dukungan dalam pengumpulan data.
iii
10. Kepada Bapak Subiyono, ST. M.T. dan Ibu Sumarti tercinta yang senantiasa
memberikan doa dan restu.
11. Mbak Yuyun & Mas Wira, Mbak Wowok & Mas Eko, Mbak Ajeng & Mas
Seno tercinta terimakasih dukungannya.
12. Lucky Dwi Pangesti yang selalu memberikan semangat, perhatian serta
doanya.
13. Teman-teman “Castle Family” : Kukuh Hartanto, Oki Bagus Wicaksono,
Husen Febriyanto dan Ryan “Papua” Teknika yang telah menjadi teman
sekaligus saudara selama ini.
14. Teman-teman angkatan 2009 (Pekik Gunawan, Ari MX, Pembra Juned
Adipura, Mas Bandi, Julianto “Ngger”, dll) yang telah berpartisipasi dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
15. Dan semua pihak yang tidak dapat disebut satu persatu, yang telah banyak
membantu proses penyelesaian Tugas Akhir ini.
Terakhir penulis memohon maaf sebesar-besarnya apabila dalam
penyusunan Tugas Akhir ini terdapat kesalahan dan kekurangan karena
keterbatasan yang ada pada diri penulis, sehingga saran dan kritik yang
membangun sangat penulis harapkan.
Besar harapan penulis Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis
khususnya dan para pembaca pada umumnya.
Surakarta, Maret 2014
Penulis
iv
MOTTO
Dan bahwasanya setiap manusia itu tiada akan memperoleh (hasil) selain
apa yang telah diusahakannya
(Q.S. An-Najm : 39)
Ilmu lebih utama daripada harta. Sebab ilmu warisan para Nabi adapun
harta adalah warisan Qorun, Fir aun dan lainnya. Karena ilmu akan
selalu menjagamu
(Ali Bin Abi Thalib)
Kepuasan terletak pada usaha, bukan pada hasil. Berusaha dengan keras
adalah kemenangan yang hakiki
(Mahatma Gandhi)
Nilai dari seseorang itu ditentukan dari keberaniannya memikul tanggung
jawab, mencintai hidup dan pekerjaannya
(Kahlil Gibran)
Dengan kecerdasan jiwalah manusia menuju arah kesejahteraan
(Ki Hajar Dewantara)
v
Tugas Akhir ini kupersembahkan untuk :
Allah SWT yang telah memberikan kemudahan dan ridho hingga
terselesaikannya Tugas Akhir ini untukku
Dosen pembimbing Tugas Akhirku dan Bapak Ibu dosen Teknik Sipil
UMS
Bapak Subiyono, ST. MT. dan Ibu Sumarti yang selalu memberi do a
dan dukungan
Mbak Yuyun & Mas Wira, Mbak Wowok & Mas Eko, Mbak Ajeng &
Mas Seno tercinta terimakasih dukungannya, semoga kita menjadi
anak yang sholeh/sholehah yang dapat menjadi kebanggaan bapak
dan ibu
Lucky Dwi Pangesti yang selalu memberikan semangat, perhatian
serta doanya.
Teman-teman
Castle Family
: Kukuh Hartanto, Oki Bagus
Wicaksono, Husen Febriyanto dan Ryan Papua Teknika yang telah
menjadi teman sekaligus saudara selama ini
Teman-teman sipil 2009 (Pekik Gunawan, Ari MX, Pembra Juned
Adipura, Mas Bandi dan Julianto
Ngger , dll) yang telah
berpartisipasi dalam penyelesaian tugas akhirku ini
Almamaterku tercinta
vi
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama
: Radityo Pramudya Wardhana
NIM
: D 100 090 008
NIRM
: 09.6.106.03010.50008
Fakultas/Program Studi
: Teknik/Teknik Sipil
Judul
: PERENCANAAN STRUKTUR BENDUNGAN
BANDUNGHARJO DESA BANDUNGHARJO
KECAMATAN
TOROH,
KABUPATEN
GROBOGAN
Menyatakan bahwa Tugas Akhir/Skripsi yang saya buat dan serahkan ini,
merupakan hasil karya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan
yang semuanya telah saya jelaskan darimana sumbernya. Apabila dikemudian hari
dapat dibuktikan bahwa Tugas Akhir ini hasil jiplakan, maka saya bersedia
menerima sanksi sesuai dengan peraturan yang telah dibuat.
Surakarta, Maret 2014
Yang membuat pernyataan
Radityo Pramudya Wardhana,
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. ii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... iii
MOTTO ........................................................................................................... v
PERSEMBAHAN ............................................................................................ vi
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................................... vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xv
ABSTRAKSI ..................................................................................................
xx
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ..................................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ................................................................................ 2
C. Tujuan Penelitian ................................................................................. 2
D. Batasan Masalah ................................................................................. 2
E. Manfaat Penelitian .............................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Penelitian Sejenis Sebelumnya ............................................................ 4
BAB III LANDASAN TEORI
A. Analisis Data Hujan ............................................................................ 6
1. Pengisian Data Hujan ...................................................................... 6
2. Uji Konsistensi ................................................................................ 7
3. Curah Hujan Areal .......................................................................... 8
4. Analisis Frekuensi ........................................................................... 10
5. Debit Banjir Rencana ...................................................................... 23
B. Analisis Penentuan Kapasitas Waduk .................................................. 27
viii
C. Penelusuran Banjir Pada Bendungan ................................................... 28
D. Desain Struktur Bendungan ................................................................. 30
1. Rencana Teknis Tubuh Bendungan. ................................................. 30
E. Stabilitas dan Rembesan Bendungan ................................................... 34
1. Analisis Gaya atau Beban ................................................................ 34
2. Stabilitas Tubuh Bendungan ........................................................... 36
3. Stabilitas Tanah Dasar Bendungan ................................................. 42
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Pengumpulan Data ............................................................................... 43
B. Pengolahan Data ................................................................................. 44
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN
A. Analisis Data Hujan ............................................................................ 46
1. Pengisian Data Hujan ....................................................................... 46
2. Uji Konsistensi ................................................................................. 47
3. Curah Hujan Areal ........................................................................... 49
4. Analisis Frekuensi ............................................................................ 49
5. Perhitungan Debit Banjir Rencana ................................................... 59
B. Analisis Penentuan Kapasitas Waduk .................................................. 66
C. Penelusuran Banjir Pada Bendungan ................................................... 72
D. Desain Struktur Bendungan ................................................................. 77
1. Umum . ............................................................................................ 77
2. Desain Struktur pada Bendungan .................................................... 79
E. Stabilitas dan Rembesan Bendungan ................................................... 84
1. Stabilitas Tubuh Bendungan ........................................................... 84
a. Stabilitas Lereng Bendungan dengan Metode Irisan Bidang
Luncur Bundar ............................................................................ 84
b. Stabilitas Bendungan terhadap Aliran Filtrasi (Rembesan) ........103
c. Daya Dukung Tanah pada Pondasi Bendungan ..........................108
ix
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ..........................................................................................112
B. Saran .....................................................................................................113
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel III.1. Pedoman Pemilihan Sebaran ........................................................... 11
Tabel III.2. Nilai Variabel Reduksi Gauss ......................................................... 12
Tabel III.3. Reduced Variate YT ........................................................................ 13
Tabel III.4. Reduced Mean Yn ........................................................................... 13
Tabel III.5. Standard Deviation Sn ..................................................................... 14
Tabel III.6. Standard Deviation KT ................................................................... 15
Tabel III.7. Koefisien untuk Metode Sebaran Log Normal .............................. 15
Tabel III.8. Harga K untuk Distribusi Log Pearson Tipe III .............................. 17
Tabel III.9. Nilai Kritis untuk Distribusi Chi Kuadrat ..................................... 20
Tabel III.10. Nilai Kritis Smirnov-Kolmogorov ................................................ 21
Tabel III.11. Hubungan Antara Nilai k, Derajat Kepercayaan dan Nilai (x≤) .. 21
Tabel III.12. Koefisien Pengaliran .................................................................... 26
Tabel III.13. Kemiringan Lereng Urugan .......................................................... 33
Tabel III.14. Gempa Bumi dan Percepatan Horisontal ..................................... 36
Tabel V.1. Perhitungan Uji Konsistensi Data Hujan Stasiun Geyer .................. 48
Tabel V.2. Curah Hujan Areal pada Perhitungan Analisis Data Hujan ............. 49
Tabel V.3. Parameter Statistik Curah Hujan ...................................................... 50
Tabel V.4. Pengukuran Dispersi ....................................................................... 51
Tabel V.5. Pemilihan Jenis Distribusi Menurut Kriteria Sri Harto .................... 52
Tabel V.6. Perhitungan Distribusi Hujan dengan Metode Log Pearson III ....... 52
Tabel V.7. Pengukuran Distribusi dengan Metode Log Pearson Tipe III .......... 53
Tabel V.8. Harga K untuk Distribusi Hujan Rencana Log Pearson Tipe III ..... 54
Tabel V.9. Distribusi Sebaran Metode Log Pearson Tipe III ........................... 54
Tabel V.10. Data Curah Hujan dan Probabilitas Log Pearson Tipe III ............ 55
Tabel V.11.Uji Sebaran Chi Kuadrat Distribusi Log Pearson Tipe III ............. 57
Tabel V.12. Uji Sebaran Smirnov-Kolmogov Log Pearson Tipe III .................. 57
Tabel V.13. Persyaratan Pengujian Keselarasan Sebaran .................................. 59
Tabel V.14. Perhitungan Hujan Rencana Metode Log Pearson Tipe III ........... 60
Tabel V.15. Distribusi Hujan Satuan ................................................................. 60
xi
Tabel V.16. Analisis Hujan Efektif ................................................................... 60
Tabel V.17. Ordinat Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ................................. 62
Tabel V.18. Hidrograf Banjir Rencana Periode Ulang 50 Tahunan .................. 63
Tabel V.19. Hidrograf Banjir Rencana Periode Ulang 50 Tahunan (Kontrol) .. 65
Tabel V.20. Perhitungan Kapasitas Waduk (Algoritma Puncak Urutan) ........... 67
Tabel V.21. Luas dan Volume Genangan untuk Karakteristik Waduk .............. 69
Tabel V.22. Perhitungan Penelusuran Banjir pad Bendungan ........................... 73
Tabel V.23. Perhitungan Perbandingan antara Debit Banjir Rencana dengan
Debit Outflow ................................................................................. 74
Tabel V.24. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan ............. 88
Tabel V.25. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Bendungan Baru Selesai Dibangun Hulu ....................................... 88
Tabel V.26. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan ............. 91
Tabel V.27. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Bendungan Baru Selesai Dibangun Hilir ....................................... 91
Tabel V.28. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan .............. 93
Tabel V.29. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Muka Air Banjir Bagian Hulu ........................................................ 93
Tabel V.30. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan ............. 96
Tabel V.31. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Muka Air Banjir Bagian Hilir ........................................................ 96
Tabel V.32. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan .............. 98
Tabel V.33. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Muka Air Rendah (Penurunan Mendadak) Bagian Hulu ............... 98
Tabel V.34. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan .............101
Tabel V.35. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Muka Air Rendah (Penurunan Mendadak) Bagian Hilir ...............101
Tabel V.36. Rekapitulasi Stabilitas Tubuh Bendungan terhadap Longsoran ....102
Tabel V.37. Tekanan (Po) pada Kondisi Keruntuhan Geser Lokal ...................109
Tabel V.38. Nilai-nilai Faktor Daya Dukung Tanah Terzaghi .........................110
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1. Metode Polygon Thiessen ........................................................... 9
Gambar III.2. Metode Isohyet ............................................................................ 9
Gambar III.3. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ........................................... 25
Gambar III.4. Tinggi Bendungan . ...................................................................... 30
Gambar III.5. Tinggi Jagaan .............................................................................. 30
Gambar III.6. Grafik Perhitungan Metode SMB ............................................... 31
Gambar III.7. Skema Perhitungan Bidang Luncur dalam Kondisi Air Penuh ... 38
Gambar III.8. Cara Menentukan Harga-harga N dan T . .................................... 39
Gambar IV.1. Bagan Alir Perencanaan Bendungan Bandungharjo ................... 45
Gambar V.1. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ............................................ 61
Gambar V.2. Grafik Banjir Rencana Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ....... 66
Gambar V.3. Grafik Hubungan Elevasi dan Luas Genangan ........................... 70
Gambar V.4. Grafik Hubungan Elevasi dan Volume Genangan ....................... 71
Gambar V.5. Grafik Hubungan Debit Banjir Inflow dengan Outflow ............... 74
Gambar V.6. Potongan Melintang Bendungan . ................................................ 82
Gambar V.7. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Bendungan Baru
Selesai Dibangun Bagian Hulu .................................................... 87
Gambar V.8. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Bendungan Baru
Selesai Dibangun Bagian Hilir ..................................................... 90
Gambar V.9. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Muka Air Banjir
Bagian Hulu ................................................................................. 92
Gambar V.10. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Muka Air Banjir
Bagian Hilir ................................................................................ 95
Gambar V.11. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Muka Air Rendah
(Penurunan Mendadak) Bagian Hulu ........................................ 97
Gambar V.12. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Muka Air Rendah
(Penurunan Mendadak) Bagian Hilir ........................................100
Gambar V.13. Garis Depresi (A.Casagrande) dan Jaringan Trayektori
(Dupuit) Perhitungan Rembesan Bendungan ............................107
Gambar V.14. Potongan Melintang pada Perhitungan Kuat Dukung Tanah......111
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A.1. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Geyer (mm/bulan)
Lampiran A.2. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Asemrudung (mm/bulan)
Lampiran A.3. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Sanggeh (mm/bulan)
Lampiran A.4. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Semen (mm/bulan)
Lampiran A.5. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Geyer (mm/hari)
Lampiran A.6. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Asemrudung (mm/hari)
Lampiran A.7. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Sanggeh (mm/hari)
Lampiran A.8. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Semen (mm/hari)
Lampiran B.1. Hasil Uji Konsistensi Hujan Stasiun Hujan Geyer
Lampiran B.2. Hasil Uji Konsistensi Hujan Stasiun Hujan Asemrudung
Lampiran B.3. Hasil Uji Konsistensi Hujan Stasiun Hujan Sanggeh
Lampiran B.4. Hasil Uji Konsistensi Hujan Stasiun Hujan Semen
Lampiran B.5 – B.19. Hasil Analisis Kapasitas Waduk
Lampiran C.1. Peta Kontur dan Daerah Aliran Sungai Kali Glugu
Lampiran C.2. Gambar Rencana Bendungan, Spillway, Bangunan Intake
Lampiran C.3. Gambar Potongan Melintang Bendungan
Lampiran C.4. Gambar Detail Potongan Melintang Bendungan
Lampiran C.5. Gambar Potongan Membujur Bendungan, Alur Palung Sungai dan
Alur Pemadatan Tanah dengan Tandem Roller
Lampiran C.6. Denah Menara Pengambilan
Lampiran C.7. Potongan A-A Menara Pengambilan
Lampiran C.8. Potongan B-B Menara Pengambilan
Lampiran C.9. Tampak Depan Menara Pengambilan
Lampiran C.10. Tampak Belakang Menara Pengambilan
Lampiran C.11. Tampak Samping Menara Pengambilan
Lampiran C.12. Gambar Pintu Intake
Lampiran C.13. Gambar Pintu Pengatur Intake
Lampiran C.14. Gambar Jembatan Penghubung Menara dan Potongan A-A
Lampiran C.15. Tampak Samping Pipa Pesat Intake dan Detailnya
xiv
DAFTAR NOTASI
A
= A1,A2,....An = luas areal (km2)
A
= koefisien kelulusan bahan terhadap air (0,3-0,8) untuk
bendungan tanah dengan drainage A = 0,5-0,8, untuk bendungan
inti atau tirai, harga A = 0,3-0,5
A
= luas daerah pengaliran sungai ( km2 )
A
= luas dari setiap bahan pembentuk irisan bidang luncur
A
= luas permukaan air bendungan pada elevasi banjir rencana
B
= lebar puncak bendungan (m)
C
= angka kohesi bahan yang membentuk dasar setiap irisan bidang
luncur
C
= koefisien pengaliran
Ck
= koefisien kurtosis
Cs
= koefisien skewness
Cv
= koefisien varian
Dt
= periode (waktu) sebagai interval untuk diskritisasi hitungan
d
= tinggi curah hujan rata-rata (mm)
dXA
= jarak antara stasiun X dan stasiun acuan A
d1,d2,....dn
= tinggi curah hujan pada stasiun penakar (mm)
Ef
= frekuensi yang diharapkan dengan pembagian kelasnya
Ej(A)
= penguapan dari bendungan pada bulan ke-j sebagai fungsi luas
permukaan air di bendungan
e
= intensitas seismis horizontal
Fs
= faktor keamanan
g
= gravitasi
H
= tinggi bendungan (m)
H0
= kedalaman air dalam bendungan
h
= kedalaman pelimpah rencana
xv
h
= kelarutan udara di dalam air (konstanta Henry 20°C=0,0198)
ha
= tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air bendungan, apabila
terjadi kemacetan pada pintu bangunan pelimpah
he
= tinggi ombak akibat gempa
hw
= tinggi ombak akibat tiupan angin
h1
= tinggi tambahan yang didasarkan pada tingkat urgen bendungan
I
= intensitas curah hujan ( mm/jam )
Ij
= pengambilan air dari bendungan pada bulan ke-j
K ( Tr, Cs )
= faktor frekuensi Pearson tipe III yang tergantung pada harga Tr
(periode ulang) dan Cs (koefisien skewness).
Kt
= standar variabel untuk periode ulang T tahun yang besarnya
diberikan.
k
= intensitas gempa horisontal
k
= jumlah data
L
= panjang alur sungai ( km )
Log XTr
= logaritma curah hujan rencana ( mm )
Log X
= logaritma curah hujan rata-rata ( mm )
M
= massa tubuh bendungan
m
= curah hujan
m
= kemiringan lereng
N
= beban komponen vertikal yang timbul dari berat setiap irisan
bidang luncur γ .A. cos α
NX
= hujan normal tahunan di stasiun X
NA
= hujan normal tahunan di stasiun A
Ne
= komponen vertikal beban seismic yang bekerja pada setiap irisan
bidang luncur e.γ . A. sin α
n
= banyaknya stasiun penakar
n
= jumlah data
n
= jumlah stasiun referensi
xvi
Of
= frekuensi yang dibaca pada kelas yang sama
Oj
= spillway sebagai outflow melewati bangunan pelimpah bulan ke-j
P
= peluang terjadinya curah hujan tertentu
PA
= hujan di stasiun A yang diketahui
PX
= hujan pada stasiun X yang diperkirakan
P
= tekanan air pori
Pa
= tekanan atsmosfir pada bendungan tepat sesudah selesainya
pelaksanaan
Q
= kapasitas rencana bangunan pelimpah untuk banjir abnormal
Qa
= debit puncak banjir ( m3/det )
Qd1
= kurva turun 1
Qd2
= kurva turun 2
Qd3
= kurva turun 3
Qj
= debit masukan ke bendungan pada bulan ke-j
Qo
= debit banjir rencana
Qp
= debit puncak banjir ( m3/det )
Rj(A)
= hujan yang jatuh ke bendungan pada bulan ke-j sebagai fungsi
luas permukaan air di bendungan
R0
= hujan satuan ( mm )
R24
= curah hujan maksimum dalam 24 jam ( mm )
S
= standar deviasi ( mm )
Sj
= tampungan bendungan pada akhir bulan ke-j
Sj-1
= tampungan bendungan pada akhir bulan sebelumnya
Sn
= deviasi standar dari reduksi cariasi (reduced standart deviation)
nilainya tergantung dari jumlah data (n).
Spj(A)
= rembesan keluar dari bendungan dalam bulan ke-j sebagai fungsi
luas permukaan air di bendungan
T
= beban komponen tangensial yang timbul dari berat setiap irisan
bidang luncur γ .A. sin α
Te
= komponen tangensial beban seismic yang bekerja pada setiap
xvii
irisan bidang luncur e.γ . A. cos α
Tp
= tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak ( jam )
T0,3
= waktu yang diperlukan oleh penurunan debit sampai menjadi
30 % dan puncak ( jam )
t
= durasi terjadinya banjir abnormal ( 1-3 jam )
t
= lamanya curah hujan ( jam )
t
= waktu ( jam )
tg
= waktu konsentrasi ( jam )
U
= tekanan air pori yang bekerja pada setiap irisan bidang luncur
V
= tekanan air pori
Va
= prosentase rongga udara pada pri-pori bahan sesudah pemadatan
Vw
= prosentase volume air pori sesudah konsolidasi
X
= curah hujan rata-rata ( mm )
X
= nilai rata-rata varian
Xi
= nilai varian ke i
XT
= debit banjir dengan T tahun ( mm )
X
= nilai rata-rata hujan ( mm )
XT
= besarnya curah hujan yang memungkinkan terjadi dengan
periode ulang X tahun ( mm )
X2
= harga chi square
Yn
= nilai rata-rata dari reduksi variasi (reduced mean) nilainya
tergantung dari jumlah data (n).
YT
= nilai reduksi variasi (reduced variate) dari variabel yang
diharapkan terjadi pada periode ulang T tahun.
Z
= lebar setiap irisan bidang luncur
α
= percepatan horizontal
α
= sudut kemiringan rata-rata dasar setiap irisan bidang luncur
α
= 0,2 untuk bangunan pelimpah terbuka
α
= 1,0 untuk bangunan pelimpah tertutup
Δ
= prosentase pemadatan terhadap volume asal
xviii
Δ I
= inflow rerata pada periode Dt
Δ O
= outflow rerata pada periode Dt
Δ S
= perubahan tampungan selama periode Dt yang sedang ditinjau
Δ h
= tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air bendungan yang
terjadi akibat timbulnya banjir abnormal
τ
= siklus seismis (biasanya sekitar 1 detik)
φ
= sudut gesekan dalam bahan yang membentuk dasar setiap irisan
bidang luncur.
σ
= sudut geser dalam tanah timbunan = sat/ sub
=σ ’+P
σ
= tegangan total bahan
σ ’
= tegangan efektif bahan
γ
= berat isi dari setiap bahan pembentuk irisan bidang luncur
∑S
= jumlah gaya pendorong
∑S
= jumlah gaya penahan
xix
ABSTRAKSI
PERENCANAAN STRUKTUR BENDUNGAN BANDUNGHARJO
DESA BANDUNGHARJO - KECAMATAN TOROH
KABUPATEN GROBOGAN
Kabupaten Grobogan adalah penghasil padi dan jagung. Untuk menunjang
dan meningkatkan produksi pangan tersebut diperlukan ketersediaan air irigasi
yang cukup. Khususnya di Desa Bandungharjo, Kecamatan Toroh merupakan
daerah dengan ketersediaan air yang relatif sedikit. Sebagai pemenuhan kebutuhan
air irigasi dan air baku di daerah tersebut, diperlukan adanya manajemen air.
Salah satu penyelesaian teknisnya adalah pembangunan Bendungan. Desa
Bandungharjo terletak pada 110°15’BT-111°25’BT dan 7°LS-7°30’LS
mempunyai kondisi kontur (cekungan) yang cukup dan dialiri oleh Sungai Glugu
yang memiliki luas daerah pengalirannya sebesar 14,4365 km2.
Dalam perencanaan Bendungan Bandungharjo dilakukan analisis data hujan
terlebih dahulu sehingga didapatkan Debit Banjir untuk periode ulang 50 tahun
adalah 414,263 m3/detik dan Debit Pengambilan sebesar 0,375 m3/detik serta
dengan Kapasitas Total Bendungan sebesar 17735790,9254 m3. Bendungan
Bandungharjo direncanakan dengan spesifikasi Bendungan Urugan Zonal dengan
Inti Kedap Air Tegak dengan tinggi Bendungan 38 m. Material penyusunnya
terdiri dari lempung (inti), tanah urugan, pasir, rip-rap.
Pada kontrol kestabilan bendungan ini dilakukan kontrol terhadap longsoran
dengan menggunakan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada kondisi
bendungan selesai dibangun, saat muka air banjir dan saat penurunan mendadak
(rapid drawdown) didapatkan FSkritis = 2,151 > 1,2 (pada kondisi muka air banjir).
Serta kontrol terhadap rembesan (filtrasi) didapatkan Qf = 98,152 m3/hari =
0,00114 m3/detik. Sedangkan Daya Dukung Tanahnya menggunakan metode
Terzaghi pada kondisi keruntuhan geser lokal didapatkan SF = 3,425 > 3.
Kata Kunci : Bendungan Bandungharjo, Spesifikasi Bendungan, Kontrol
Stabilitas Bendungan.
xx
DESA BANDUNGHARJO - KECAMATAN TOROH
KABUPATEN GROBOGAN
TUGAS AKHIR
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai
derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Diajukan Oleh :
RADITYO PRAMUDYA WARDHANA
NIM : D 100 090 008
NIRM : 09.6.106.03010.50008
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
i
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur Alhamdullilah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT,
yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik dan sesuai dengan yang diharapkan.
Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima
kasih atas pengarahan, bimbingan serta bantuan yang telah diberikan selama
penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini kepada :
1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D, selaku Ketua Program Studi
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. H. A. Karim Fatchan, M.T., selaku Pembimbing Utama yang banyak
memberikan ilmu dan dukungan.
4. Bapak Gurawan Djati W, S.T, M.T., selaku Pembimbing Pendamping yang
sangat sabar dalam membimbing dan selalu memberikan semangat dan banyak
ilmu yang dapat menjadi bekal di dunia dan akhirat.
5. Bapak Ir. H. Isnugroho, CES, selaku Dosen Penguji yang banyak memberikan
saran dan masukan yang bisa membangun.
6. Bapak Agus Susanto,S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik yang banyak
memberikan ilmu dan dukungan.
7. Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
8. Jajaran dan staf Balai Besar Wilayah Sungai Pemali-Juana Semarang, yang
selalu memberi kemudahan dalam pengumpulan data.
9. Jajaran dan staf Dinas Pengairan Kabupaten Grobogan, terutama Bapak
Subiyono, ST. MT. selaku Kepala Dinas, yang selalu memberi kemudahan dan
dukungan dalam pengumpulan data.
iii
10. Kepada Bapak Subiyono, ST. M.T. dan Ibu Sumarti tercinta yang senantiasa
memberikan doa dan restu.
11. Mbak Yuyun & Mas Wira, Mbak Wowok & Mas Eko, Mbak Ajeng & Mas
Seno tercinta terimakasih dukungannya.
12. Lucky Dwi Pangesti yang selalu memberikan semangat, perhatian serta
doanya.
13. Teman-teman “Castle Family” : Kukuh Hartanto, Oki Bagus Wicaksono,
Husen Febriyanto dan Ryan “Papua” Teknika yang telah menjadi teman
sekaligus saudara selama ini.
14. Teman-teman angkatan 2009 (Pekik Gunawan, Ari MX, Pembra Juned
Adipura, Mas Bandi, Julianto “Ngger”, dll) yang telah berpartisipasi dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
15. Dan semua pihak yang tidak dapat disebut satu persatu, yang telah banyak
membantu proses penyelesaian Tugas Akhir ini.
Terakhir penulis memohon maaf sebesar-besarnya apabila dalam
penyusunan Tugas Akhir ini terdapat kesalahan dan kekurangan karena
keterbatasan yang ada pada diri penulis, sehingga saran dan kritik yang
membangun sangat penulis harapkan.
Besar harapan penulis Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis
khususnya dan para pembaca pada umumnya.
Surakarta, Maret 2014
Penulis
iv
MOTTO
Dan bahwasanya setiap manusia itu tiada akan memperoleh (hasil) selain
apa yang telah diusahakannya
(Q.S. An-Najm : 39)
Ilmu lebih utama daripada harta. Sebab ilmu warisan para Nabi adapun
harta adalah warisan Qorun, Fir aun dan lainnya. Karena ilmu akan
selalu menjagamu
(Ali Bin Abi Thalib)
Kepuasan terletak pada usaha, bukan pada hasil. Berusaha dengan keras
adalah kemenangan yang hakiki
(Mahatma Gandhi)
Nilai dari seseorang itu ditentukan dari keberaniannya memikul tanggung
jawab, mencintai hidup dan pekerjaannya
(Kahlil Gibran)
Dengan kecerdasan jiwalah manusia menuju arah kesejahteraan
(Ki Hajar Dewantara)
v
Tugas Akhir ini kupersembahkan untuk :
Allah SWT yang telah memberikan kemudahan dan ridho hingga
terselesaikannya Tugas Akhir ini untukku
Dosen pembimbing Tugas Akhirku dan Bapak Ibu dosen Teknik Sipil
UMS
Bapak Subiyono, ST. MT. dan Ibu Sumarti yang selalu memberi do a
dan dukungan
Mbak Yuyun & Mas Wira, Mbak Wowok & Mas Eko, Mbak Ajeng &
Mas Seno tercinta terimakasih dukungannya, semoga kita menjadi
anak yang sholeh/sholehah yang dapat menjadi kebanggaan bapak
dan ibu
Lucky Dwi Pangesti yang selalu memberikan semangat, perhatian
serta doanya.
Teman-teman
Castle Family
: Kukuh Hartanto, Oki Bagus
Wicaksono, Husen Febriyanto dan Ryan Papua Teknika yang telah
menjadi teman sekaligus saudara selama ini
Teman-teman sipil 2009 (Pekik Gunawan, Ari MX, Pembra Juned
Adipura, Mas Bandi dan Julianto
Ngger , dll) yang telah
berpartisipasi dalam penyelesaian tugas akhirku ini
Almamaterku tercinta
vi
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama
: Radityo Pramudya Wardhana
NIM
: D 100 090 008
NIRM
: 09.6.106.03010.50008
Fakultas/Program Studi
: Teknik/Teknik Sipil
Judul
: PERENCANAAN STRUKTUR BENDUNGAN
BANDUNGHARJO DESA BANDUNGHARJO
KECAMATAN
TOROH,
KABUPATEN
GROBOGAN
Menyatakan bahwa Tugas Akhir/Skripsi yang saya buat dan serahkan ini,
merupakan hasil karya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan
yang semuanya telah saya jelaskan darimana sumbernya. Apabila dikemudian hari
dapat dibuktikan bahwa Tugas Akhir ini hasil jiplakan, maka saya bersedia
menerima sanksi sesuai dengan peraturan yang telah dibuat.
Surakarta, Maret 2014
Yang membuat pernyataan
Radityo Pramudya Wardhana,
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. ii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... iii
MOTTO ........................................................................................................... v
PERSEMBAHAN ............................................................................................ vi
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................................... vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xv
ABSTRAKSI ..................................................................................................
xx
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ..................................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ................................................................................ 2
C. Tujuan Penelitian ................................................................................. 2
D. Batasan Masalah ................................................................................. 2
E. Manfaat Penelitian .............................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Penelitian Sejenis Sebelumnya ............................................................ 4
BAB III LANDASAN TEORI
A. Analisis Data Hujan ............................................................................ 6
1. Pengisian Data Hujan ...................................................................... 6
2. Uji Konsistensi ................................................................................ 7
3. Curah Hujan Areal .......................................................................... 8
4. Analisis Frekuensi ........................................................................... 10
5. Debit Banjir Rencana ...................................................................... 23
B. Analisis Penentuan Kapasitas Waduk .................................................. 27
viii
C. Penelusuran Banjir Pada Bendungan ................................................... 28
D. Desain Struktur Bendungan ................................................................. 30
1. Rencana Teknis Tubuh Bendungan. ................................................. 30
E. Stabilitas dan Rembesan Bendungan ................................................... 34
1. Analisis Gaya atau Beban ................................................................ 34
2. Stabilitas Tubuh Bendungan ........................................................... 36
3. Stabilitas Tanah Dasar Bendungan ................................................. 42
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Pengumpulan Data ............................................................................... 43
B. Pengolahan Data ................................................................................. 44
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN
A. Analisis Data Hujan ............................................................................ 46
1. Pengisian Data Hujan ....................................................................... 46
2. Uji Konsistensi ................................................................................. 47
3. Curah Hujan Areal ........................................................................... 49
4. Analisis Frekuensi ............................................................................ 49
5. Perhitungan Debit Banjir Rencana ................................................... 59
B. Analisis Penentuan Kapasitas Waduk .................................................. 66
C. Penelusuran Banjir Pada Bendungan ................................................... 72
D. Desain Struktur Bendungan ................................................................. 77
1. Umum . ............................................................................................ 77
2. Desain Struktur pada Bendungan .................................................... 79
E. Stabilitas dan Rembesan Bendungan ................................................... 84
1. Stabilitas Tubuh Bendungan ........................................................... 84
a. Stabilitas Lereng Bendungan dengan Metode Irisan Bidang
Luncur Bundar ............................................................................ 84
b. Stabilitas Bendungan terhadap Aliran Filtrasi (Rembesan) ........103
c. Daya Dukung Tanah pada Pondasi Bendungan ..........................108
ix
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ..........................................................................................112
B. Saran .....................................................................................................113
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel III.1. Pedoman Pemilihan Sebaran ........................................................... 11
Tabel III.2. Nilai Variabel Reduksi Gauss ......................................................... 12
Tabel III.3. Reduced Variate YT ........................................................................ 13
Tabel III.4. Reduced Mean Yn ........................................................................... 13
Tabel III.5. Standard Deviation Sn ..................................................................... 14
Tabel III.6. Standard Deviation KT ................................................................... 15
Tabel III.7. Koefisien untuk Metode Sebaran Log Normal .............................. 15
Tabel III.8. Harga K untuk Distribusi Log Pearson Tipe III .............................. 17
Tabel III.9. Nilai Kritis untuk Distribusi Chi Kuadrat ..................................... 20
Tabel III.10. Nilai Kritis Smirnov-Kolmogorov ................................................ 21
Tabel III.11. Hubungan Antara Nilai k, Derajat Kepercayaan dan Nilai (x≤) .. 21
Tabel III.12. Koefisien Pengaliran .................................................................... 26
Tabel III.13. Kemiringan Lereng Urugan .......................................................... 33
Tabel III.14. Gempa Bumi dan Percepatan Horisontal ..................................... 36
Tabel V.1. Perhitungan Uji Konsistensi Data Hujan Stasiun Geyer .................. 48
Tabel V.2. Curah Hujan Areal pada Perhitungan Analisis Data Hujan ............. 49
Tabel V.3. Parameter Statistik Curah Hujan ...................................................... 50
Tabel V.4. Pengukuran Dispersi ....................................................................... 51
Tabel V.5. Pemilihan Jenis Distribusi Menurut Kriteria Sri Harto .................... 52
Tabel V.6. Perhitungan Distribusi Hujan dengan Metode Log Pearson III ....... 52
Tabel V.7. Pengukuran Distribusi dengan Metode Log Pearson Tipe III .......... 53
Tabel V.8. Harga K untuk Distribusi Hujan Rencana Log Pearson Tipe III ..... 54
Tabel V.9. Distribusi Sebaran Metode Log Pearson Tipe III ........................... 54
Tabel V.10. Data Curah Hujan dan Probabilitas Log Pearson Tipe III ............ 55
Tabel V.11.Uji Sebaran Chi Kuadrat Distribusi Log Pearson Tipe III ............. 57
Tabel V.12. Uji Sebaran Smirnov-Kolmogov Log Pearson Tipe III .................. 57
Tabel V.13. Persyaratan Pengujian Keselarasan Sebaran .................................. 59
Tabel V.14. Perhitungan Hujan Rencana Metode Log Pearson Tipe III ........... 60
Tabel V.15. Distribusi Hujan Satuan ................................................................. 60
xi
Tabel V.16. Analisis Hujan Efektif ................................................................... 60
Tabel V.17. Ordinat Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ................................. 62
Tabel V.18. Hidrograf Banjir Rencana Periode Ulang 50 Tahunan .................. 63
Tabel V.19. Hidrograf Banjir Rencana Periode Ulang 50 Tahunan (Kontrol) .. 65
Tabel V.20. Perhitungan Kapasitas Waduk (Algoritma Puncak Urutan) ........... 67
Tabel V.21. Luas dan Volume Genangan untuk Karakteristik Waduk .............. 69
Tabel V.22. Perhitungan Penelusuran Banjir pad Bendungan ........................... 73
Tabel V.23. Perhitungan Perbandingan antara Debit Banjir Rencana dengan
Debit Outflow ................................................................................. 74
Tabel V.24. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan ............. 88
Tabel V.25. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Bendungan Baru Selesai Dibangun Hulu ....................................... 88
Tabel V.26. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan ............. 91
Tabel V.27. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Bendungan Baru Selesai Dibangun Hilir ....................................... 91
Tabel V.28. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan .............. 93
Tabel V.29. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Muka Air Banjir Bagian Hulu ........................................................ 93
Tabel V.30. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan ............. 96
Tabel V.31. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Muka Air Banjir Bagian Hilir ........................................................ 96
Tabel V.32. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan .............. 98
Tabel V.33. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Muka Air Rendah (Penurunan Mendadak) Bagian Hulu ............... 98
Tabel V.34. Parameter Berat Isi dan Kuat Geser Material Bendungan .............101
Tabel V.35. Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada Kondisi
Muka Air Rendah (Penurunan Mendadak) Bagian Hilir ...............101
Tabel V.36. Rekapitulasi Stabilitas Tubuh Bendungan terhadap Longsoran ....102
Tabel V.37. Tekanan (Po) pada Kondisi Keruntuhan Geser Lokal ...................109
Tabel V.38. Nilai-nilai Faktor Daya Dukung Tanah Terzaghi .........................110
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1. Metode Polygon Thiessen ........................................................... 9
Gambar III.2. Metode Isohyet ............................................................................ 9
Gambar III.3. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ........................................... 25
Gambar III.4. Tinggi Bendungan . ...................................................................... 30
Gambar III.5. Tinggi Jagaan .............................................................................. 30
Gambar III.6. Grafik Perhitungan Metode SMB ............................................... 31
Gambar III.7. Skema Perhitungan Bidang Luncur dalam Kondisi Air Penuh ... 38
Gambar III.8. Cara Menentukan Harga-harga N dan T . .................................... 39
Gambar IV.1. Bagan Alir Perencanaan Bendungan Bandungharjo ................... 45
Gambar V.1. Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ............................................ 61
Gambar V.2. Grafik Banjir Rencana Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu ....... 66
Gambar V.3. Grafik Hubungan Elevasi dan Luas Genangan ........................... 70
Gambar V.4. Grafik Hubungan Elevasi dan Volume Genangan ....................... 71
Gambar V.5. Grafik Hubungan Debit Banjir Inflow dengan Outflow ............... 74
Gambar V.6. Potongan Melintang Bendungan . ................................................ 82
Gambar V.7. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Bendungan Baru
Selesai Dibangun Bagian Hulu .................................................... 87
Gambar V.8. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Bendungan Baru
Selesai Dibangun Bagian Hilir ..................................................... 90
Gambar V.9. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Muka Air Banjir
Bagian Hulu ................................................................................. 92
Gambar V.10. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Muka Air Banjir
Bagian Hilir ................................................................................ 95
Gambar V.11. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Muka Air Rendah
(Penurunan Mendadak) Bagian Hulu ........................................ 97
Gambar V.12. Stabilitas Lereng Bendungan pada Kondisi Muka Air Rendah
(Penurunan Mendadak) Bagian Hilir ........................................100
Gambar V.13. Garis Depresi (A.Casagrande) dan Jaringan Trayektori
(Dupuit) Perhitungan Rembesan Bendungan ............................107
Gambar V.14. Potongan Melintang pada Perhitungan Kuat Dukung Tanah......111
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A.1. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Geyer (mm/bulan)
Lampiran A.2. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Asemrudung (mm/bulan)
Lampiran A.3. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Sanggeh (mm/bulan)
Lampiran A.4. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Semen (mm/bulan)
Lampiran A.5. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Geyer (mm/hari)
Lampiran A.6. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Asemrudung (mm/hari)
Lampiran A.7. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Sanggeh (mm/hari)
Lampiran A.8. Data Curah Hujan Stasiun Hujan Semen (mm/hari)
Lampiran B.1. Hasil Uji Konsistensi Hujan Stasiun Hujan Geyer
Lampiran B.2. Hasil Uji Konsistensi Hujan Stasiun Hujan Asemrudung
Lampiran B.3. Hasil Uji Konsistensi Hujan Stasiun Hujan Sanggeh
Lampiran B.4. Hasil Uji Konsistensi Hujan Stasiun Hujan Semen
Lampiran B.5 – B.19. Hasil Analisis Kapasitas Waduk
Lampiran C.1. Peta Kontur dan Daerah Aliran Sungai Kali Glugu
Lampiran C.2. Gambar Rencana Bendungan, Spillway, Bangunan Intake
Lampiran C.3. Gambar Potongan Melintang Bendungan
Lampiran C.4. Gambar Detail Potongan Melintang Bendungan
Lampiran C.5. Gambar Potongan Membujur Bendungan, Alur Palung Sungai dan
Alur Pemadatan Tanah dengan Tandem Roller
Lampiran C.6. Denah Menara Pengambilan
Lampiran C.7. Potongan A-A Menara Pengambilan
Lampiran C.8. Potongan B-B Menara Pengambilan
Lampiran C.9. Tampak Depan Menara Pengambilan
Lampiran C.10. Tampak Belakang Menara Pengambilan
Lampiran C.11. Tampak Samping Menara Pengambilan
Lampiran C.12. Gambar Pintu Intake
Lampiran C.13. Gambar Pintu Pengatur Intake
Lampiran C.14. Gambar Jembatan Penghubung Menara dan Potongan A-A
Lampiran C.15. Tampak Samping Pipa Pesat Intake dan Detailnya
xiv
DAFTAR NOTASI
A
= A1,A2,....An = luas areal (km2)
A
= koefisien kelulusan bahan terhadap air (0,3-0,8) untuk
bendungan tanah dengan drainage A = 0,5-0,8, untuk bendungan
inti atau tirai, harga A = 0,3-0,5
A
= luas daerah pengaliran sungai ( km2 )
A
= luas dari setiap bahan pembentuk irisan bidang luncur
A
= luas permukaan air bendungan pada elevasi banjir rencana
B
= lebar puncak bendungan (m)
C
= angka kohesi bahan yang membentuk dasar setiap irisan bidang
luncur
C
= koefisien pengaliran
Ck
= koefisien kurtosis
Cs
= koefisien skewness
Cv
= koefisien varian
Dt
= periode (waktu) sebagai interval untuk diskritisasi hitungan
d
= tinggi curah hujan rata-rata (mm)
dXA
= jarak antara stasiun X dan stasiun acuan A
d1,d2,....dn
= tinggi curah hujan pada stasiun penakar (mm)
Ef
= frekuensi yang diharapkan dengan pembagian kelasnya
Ej(A)
= penguapan dari bendungan pada bulan ke-j sebagai fungsi luas
permukaan air di bendungan
e
= intensitas seismis horizontal
Fs
= faktor keamanan
g
= gravitasi
H
= tinggi bendungan (m)
H0
= kedalaman air dalam bendungan
h
= kedalaman pelimpah rencana
xv
h
= kelarutan udara di dalam air (konstanta Henry 20°C=0,0198)
ha
= tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air bendungan, apabila
terjadi kemacetan pada pintu bangunan pelimpah
he
= tinggi ombak akibat gempa
hw
= tinggi ombak akibat tiupan angin
h1
= tinggi tambahan yang didasarkan pada tingkat urgen bendungan
I
= intensitas curah hujan ( mm/jam )
Ij
= pengambilan air dari bendungan pada bulan ke-j
K ( Tr, Cs )
= faktor frekuensi Pearson tipe III yang tergantung pada harga Tr
(periode ulang) dan Cs (koefisien skewness).
Kt
= standar variabel untuk periode ulang T tahun yang besarnya
diberikan.
k
= intensitas gempa horisontal
k
= jumlah data
L
= panjang alur sungai ( km )
Log XTr
= logaritma curah hujan rencana ( mm )
Log X
= logaritma curah hujan rata-rata ( mm )
M
= massa tubuh bendungan
m
= curah hujan
m
= kemiringan lereng
N
= beban komponen vertikal yang timbul dari berat setiap irisan
bidang luncur γ .A. cos α
NX
= hujan normal tahunan di stasiun X
NA
= hujan normal tahunan di stasiun A
Ne
= komponen vertikal beban seismic yang bekerja pada setiap irisan
bidang luncur e.γ . A. sin α
n
= banyaknya stasiun penakar
n
= jumlah data
n
= jumlah stasiun referensi
xvi
Of
= frekuensi yang dibaca pada kelas yang sama
Oj
= spillway sebagai outflow melewati bangunan pelimpah bulan ke-j
P
= peluang terjadinya curah hujan tertentu
PA
= hujan di stasiun A yang diketahui
PX
= hujan pada stasiun X yang diperkirakan
P
= tekanan air pori
Pa
= tekanan atsmosfir pada bendungan tepat sesudah selesainya
pelaksanaan
Q
= kapasitas rencana bangunan pelimpah untuk banjir abnormal
Qa
= debit puncak banjir ( m3/det )
Qd1
= kurva turun 1
Qd2
= kurva turun 2
Qd3
= kurva turun 3
Qj
= debit masukan ke bendungan pada bulan ke-j
Qo
= debit banjir rencana
Qp
= debit puncak banjir ( m3/det )
Rj(A)
= hujan yang jatuh ke bendungan pada bulan ke-j sebagai fungsi
luas permukaan air di bendungan
R0
= hujan satuan ( mm )
R24
= curah hujan maksimum dalam 24 jam ( mm )
S
= standar deviasi ( mm )
Sj
= tampungan bendungan pada akhir bulan ke-j
Sj-1
= tampungan bendungan pada akhir bulan sebelumnya
Sn
= deviasi standar dari reduksi cariasi (reduced standart deviation)
nilainya tergantung dari jumlah data (n).
Spj(A)
= rembesan keluar dari bendungan dalam bulan ke-j sebagai fungsi
luas permukaan air di bendungan
T
= beban komponen tangensial yang timbul dari berat setiap irisan
bidang luncur γ .A. sin α
Te
= komponen tangensial beban seismic yang bekerja pada setiap
xvii
irisan bidang luncur e.γ . A. cos α
Tp
= tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak ( jam )
T0,3
= waktu yang diperlukan oleh penurunan debit sampai menjadi
30 % dan puncak ( jam )
t
= durasi terjadinya banjir abnormal ( 1-3 jam )
t
= lamanya curah hujan ( jam )
t
= waktu ( jam )
tg
= waktu konsentrasi ( jam )
U
= tekanan air pori yang bekerja pada setiap irisan bidang luncur
V
= tekanan air pori
Va
= prosentase rongga udara pada pri-pori bahan sesudah pemadatan
Vw
= prosentase volume air pori sesudah konsolidasi
X
= curah hujan rata-rata ( mm )
X
= nilai rata-rata varian
Xi
= nilai varian ke i
XT
= debit banjir dengan T tahun ( mm )
X
= nilai rata-rata hujan ( mm )
XT
= besarnya curah hujan yang memungkinkan terjadi dengan
periode ulang X tahun ( mm )
X2
= harga chi square
Yn
= nilai rata-rata dari reduksi variasi (reduced mean) nilainya
tergantung dari jumlah data (n).
YT
= nilai reduksi variasi (reduced variate) dari variabel yang
diharapkan terjadi pada periode ulang T tahun.
Z
= lebar setiap irisan bidang luncur
α
= percepatan horizontal
α
= sudut kemiringan rata-rata dasar setiap irisan bidang luncur
α
= 0,2 untuk bangunan pelimpah terbuka
α
= 1,0 untuk bangunan pelimpah tertutup
Δ
= prosentase pemadatan terhadap volume asal
xviii
Δ I
= inflow rerata pada periode Dt
Δ O
= outflow rerata pada periode Dt
Δ S
= perubahan tampungan selama periode Dt yang sedang ditinjau
Δ h
= tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air bendungan yang
terjadi akibat timbulnya banjir abnormal
τ
= siklus seismis (biasanya sekitar 1 detik)
φ
= sudut gesekan dalam bahan yang membentuk dasar setiap irisan
bidang luncur.
σ
= sudut geser dalam tanah timbunan = sat/ sub
=σ ’+P
σ
= tegangan total bahan
σ ’
= tegangan efektif bahan
γ
= berat isi dari setiap bahan pembentuk irisan bidang luncur
∑S
= jumlah gaya pendorong
∑S
= jumlah gaya penahan
xix
ABSTRAKSI
PERENCANAAN STRUKTUR BENDUNGAN BANDUNGHARJO
DESA BANDUNGHARJO - KECAMATAN TOROH
KABUPATEN GROBOGAN
Kabupaten Grobogan adalah penghasil padi dan jagung. Untuk menunjang
dan meningkatkan produksi pangan tersebut diperlukan ketersediaan air irigasi
yang cukup. Khususnya di Desa Bandungharjo, Kecamatan Toroh merupakan
daerah dengan ketersediaan air yang relatif sedikit. Sebagai pemenuhan kebutuhan
air irigasi dan air baku di daerah tersebut, diperlukan adanya manajemen air.
Salah satu penyelesaian teknisnya adalah pembangunan Bendungan. Desa
Bandungharjo terletak pada 110°15’BT-111°25’BT dan 7°LS-7°30’LS
mempunyai kondisi kontur (cekungan) yang cukup dan dialiri oleh Sungai Glugu
yang memiliki luas daerah pengalirannya sebesar 14,4365 km2.
Dalam perencanaan Bendungan Bandungharjo dilakukan analisis data hujan
terlebih dahulu sehingga didapatkan Debit Banjir untuk periode ulang 50 tahun
adalah 414,263 m3/detik dan Debit Pengambilan sebesar 0,375 m3/detik serta
dengan Kapasitas Total Bendungan sebesar 17735790,9254 m3. Bendungan
Bandungharjo direncanakan dengan spesifikasi Bendungan Urugan Zonal dengan
Inti Kedap Air Tegak dengan tinggi Bendungan 38 m. Material penyusunnya
terdiri dari lempung (inti), tanah urugan, pasir, rip-rap.
Pada kontrol kestabilan bendungan ini dilakukan kontrol terhadap longsoran
dengan menggunakan Metode Irisan Bidang Luncur Bundar pada kondisi
bendungan selesai dibangun, saat muka air banjir dan saat penurunan mendadak
(rapid drawdown) didapatkan FSkritis = 2,151 > 1,2 (pada kondisi muka air banjir).
Serta kontrol terhadap rembesan (filtrasi) didapatkan Qf = 98,152 m3/hari =
0,00114 m3/detik. Sedangkan Daya Dukung Tanahnya menggunakan metode
Terzaghi pada kondisi keruntuhan geser lokal didapatkan SF = 3,425 > 3.
Kata Kunci : Bendungan Bandungharjo, Spesifikasi Bendungan, Kontrol
Stabilitas Bendungan.
xx