SIMULASI PENGARUH SEDIMENTASI PADA NILAI KONDISI FISIK BENDUNG COLO AKIBAT PENGGELONTORAN SPILLWAY BARU WADUK WONOGIRI.

SIMULASI PENGARUH SEDIMENTASI PADA NILAI
KONDISI FISIK BENDUNG COLO AKIBAT
PENGGELONTORAN PELIMPAH (SPILLWAY) BARU
WADUK WONOGIRI
TESIS

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Megister
Program Studi Teknik Rehabilitasi dan Pemeliharaan Bangunan Sipil

Oleh:
Indah Sri Amini
NIM S941302017
MAGISTER TEKNIK REHABILITASI DAN PEMELIHARAAN BANGUNAN SIPIL

PROGRAM PASCA SARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015

SIMULASI PENGARUH SEDIMENTASI PADA NILAI KONDISI
FISIK BENDUNG COLO AKIBAT PENGGELONTORAN PELIMPAH

(SPILLWAY) BARU WADUK WONOGIRI
TESIS

Oleh:
INDAH SRI AMINI
S941302017

Telah dipertahankan dihadapan penguji dan
dinyatakan telah memenuhi syarat pada Tanggal 21 Agustus 2015

Jabatan

Nama

Ketua Penguji:

Dr.Eng. Ir. Syafi’i, MT
NIP. 19670602 199702 1001

Sekretaris:

Yusep Muslih P., ST.,MT.,Ph.D.
NIP. 196807021995021001

Penguji I:

Prof. Dr. Ir. Sobriyah., MS.
NIP. 194804221985032001

Penguji II:

Dr. Ir. Mamok Suprapto., M.Eng.
NIP. 195107101981031003

Tanda Tangan

Tanggal

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

Mengetahui:
Direktur Program
Pascasarjana

Ketua Program Studi
Magister Teknik Sipil

Prof.Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd

Dr.Eng. Ir. Syafi’i, MT
NIP. 19670602 199702 1001

NIP.196007271987021001

PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama

: Indah Sri Amini

NIM

: S941202017

Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tesis yang berjudul:

SIMULASI PENGARUH SEDIMENTASI PADA NILAI KONDISI FISIK
BENDUNG COLO AKIBAT PENGGELONTORAN PELIMPAH
(SPILLWAY) BARU WADUK WONOGIRI
adalah betul-betul karya sendiri. Hal-hal yang bukan karya saya, tertulis dalam tesis tersebut,
diberi tanda citasi dan ditunjukkan dalam Daftar Pustaka.
Apabila dikemudian hari terbukti pernyataan saya tidak benar, maka saya bersedia
menerima sanksi akademik berupa pencabutan tesis dan gelar yang saya peroleh dari gelar
tersebut.

Surakarta,

Oktober 2015

Yang membuat pernyataan

Indah Sri Amini
S941302017

iii

KATA PENGANTAR

Alhamdulilah segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT penulis
panjatkan dengan berkah, kemurahan, dan pertolongannya, penulis dapat
menyelesaikan tesis ini sebagai salah satu persyaratan akademik untuk
menyelesaikan Program Pasca Sarjana pada bidang keahlian Teknik Rehabilitasi
dan Pemeliharaan Bangunan Sipil, Program Pascasarjana Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
Secara garis besar tesis dengan judul Simulasi Pengaruh Sedimentasi pada
Nilai Kondisi Fisik Bendung Colo akibat penggelontoran pelimpah spillway baru
Waduk Wonogiri, merupakan penelitian terhadap analisa adanya penggelontoran
sedimen dari new spillway terhadap bangunan pertama hilir Bendung Colo.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini masih jauh dari
kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharapkan adanya saran dan kritik yang
membangun dari semua pihak.
Akhir kata semoga tesis ini dapat bermanfaat dalam memeberikan
sumbangan pengetahuan bagi pembaca.

Surakarta,

Oktober 2015

Penulis

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan mengucap syukur Alhamdulillah, akhirnya penulis dapat
menyelesaikan tesis ini dengan baik. Tesis dengan judul Simulasi pengaruh
sedimentasi pada nilai kondisi fisik Bendung Colo akibat penggelontoran
pelimpah (spillway) baru Waduk Wonogiri dapat terselesaikan berkat bantuan
dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Direktur Program Pasca Sarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Balai Pengembangan Sumber Daya Manusia Wilayah II Semarang,
Kementerian Pekerjaan Umun dan Perumahan Rakyat yang telah

memberikan beasiswa pendidikan kepada penulis.
4. Dr. Eng Syafi’I, MT. Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil
Universitas Sebelas Maret Surakarta dan selaku dosen penguji yang
memberikan pemahaman dan saran dalam penyempurnaan penyusunan
tesis.
5. Prof. Dr. Ir. Sobriyah, selaku Dosen Pembimbing Utama Tesis yang
memberikan pemahaman dan saran dalam penyempurnaan penyusunan
tesis.
6. Dr. Ir. Mamok Suprapto, M.Eng. selaku Dosen Pembimbing Utama Tesis
yang memberikan pemahaman dan saran dalam

penyempurnaan

penyusunan tesis.
7. Yusep Muslih P., ST., MT., Ph.D., selaku dosen penguji yang memberikan
pemahaman dan saran dalam penyempurnaan penyusunan tesis.
8. Segenap Staf Pengajar Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas
Sebelas Maret Surakarta yang telah mau berbagi ilmu dan pengalaman
melalui perkuliahan.
9. Teman-teman Mahasiswa Magister Teknik Sipil Universitas Sebelas

Maret Surakarta angkatan 2013 atas kekompakannya. Terima kasih telah
v

menjadi kakak dan sahabat bagi penulis. Kalian adalah keluargaku selama
di Solo.
10. Rekan-rekan kerja di Balai Sungai Surakarta yang memberikan motivasi
maupun masukan dalam penyelesaian tesis.
11. Keluarga kecilku teruntuk suamiku Mas Narto dan anakku Zakwan yang
selalu memberikan motivasi, waktu serta kesabaran dalam mendukung
setiap pencapaian yang aku lakukan.
12. Keluarga besar yang berusaha untuk memberikan semangat dan dukungan.
13. Mas Januar dan mas Agus yang tak mengenal lelah dalam melayani dan
membantu proses perkuliahan.
14. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini
namun tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Tidak ada yang bisa
penulis berikan sebagai imbalan, hanya do’a semoga Tuhan memberi
balasan.
Atas bantuan yang telah bapak dan ibu berikan semoga mendapat balasan
yang setimpal dari Allah SWT, Amin.

Surakarta,

Oktober 2015

Penulis

Indah Sri Amini

vi

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ......................................................................................

i

HALAMAN PENGESAHAN........................................................................

ii

PERYATAAN.................................................................................................

iii

KATA PENGANTAR....................................................................................

iv

UCAPAN TERIMAKASIH...........................................................................

v

DAFTAR ISI................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................

ix

DAFTAR GAMBAR......................................................................................

x

DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN ..................................................... xii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xiii
ABSTRAK ...................................................................................................... xiv
ABSTRACT ..................................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1

Latar belakang masalah ..........................................................................

1

1.2

Rumusan masalah ...................................................................................

3

1.3

Batasan masalah......................................................................................

3

1.4

Tujuan penelitian ....................................................................................

4

1.5

Manfaat penelitian ..................................................................................

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1

2.2

Tinjauan pustaka.....................................................................................

5

2.1.1 Angkutan sedimen.........................................................................

5

2.1.2 Nilai kondisi fisik bendung ...........................................................

7

2.1.3 Konsep penanganan bendung........................................................

8

Landasan teori.........................................................................................

9

2.2.1 Angkutan sedimen.........................................................................

9

2.2.2 Nilai kondisi fisik bendung ........................................................... 16
2.2.3 Konsep penanganan bendung........................................................ 20
BAB III METODE PENELITIAN
3.1

Lokasi penelitian..................................................................................... 26

3.2

Parameter dan variabel ........................................................................... 26
vii

3.3

Sumber data dan teknik pengumpulan data ............................................ 27

3.4

Analisa data ............................................................................................ 28
3.4.1 Angkutan sedimen......................................................................... 28
3.4.2 Nilai kondisi fisik bendung ........................................................... 28
3.4.3 Konsep penanganan bendung........................................................ 28

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1

Data teknis .............................................................................................. 31
4.1.1 Waduk wonogiri............................................................................ 31
4.1.2 Waduk Penampung Sedimen (WPS)............................................. 31
4.1.3 Bendung Colo................................................................................ 34

4.2

Analisa dan pembahasan......................................................................... 36
4.2.1 Angkutan sedimen......................................................................... 36
4.2.2 Nilai kondisi fisik Bendung Colo.................................................. 53
4.2.3 Konsep penanganan bendung........................................................ 57

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1

Kesimpulan ............................................................................................. 60

5.2

Saran ....................................................................................................... 60

DAFTAR PUSTAKA

viii

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1

Nilai n untuk aliran limpasan ................................................... 14

Tabel 2.2

Bobot komponen utam jaringan irigasi .................................... 17

Tabel 2.3

Petunjuk pengoperasian pintu Bendung Colo .......................... 22

Tabel 3.1

Parameter dan variabel ............................................................. 27

Tabel 4.1

Data teknis Waduk Wonogiri ................................................... 31

Tabel 4.2

Data teknis desain WPS............................................................ 32

Tabel 4.3

Data teknis Bendung Colo........................................................ 35

Tabel 4.4

Grain size Wonogiri ................................................................. 45

Tabel 4.5

Diskripsi kondisi fisik Bendung Colo ...................................... 53

Tabel 4.6

Modifikasi prosentase pembobotan kondisi fisik ..................... 55

Tabel 4.7

Hasil penilaian kondisi fisik Bendung Colo ............................. 56

Tabel 4.8

Petunjuk pengoperasian pintu Bendung Colo .......................... 57

Tabel 4.9

jumlah volume sedimen............................................................ 59

Tabel 4.10

Detail analisis ........................................................................... 59

ix

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1

Gaya gaya yang bekerja pada butiran sedimen ........................ 10

Gambar 2.3

Skematisasi terjadinya sedimen................................................ 10

Gambar 2.3

Grafik shield ............................................................................. 12

Gambar 2.4

Letak pintu Bendung Colo........................................................ 21

Gambar 3.1

Lokasi kajian Irigasi Bendung Colo ......................................... 26

Gambar 3.2

Flowchart tahapan penelitian ................................................... 30

Gambar 4.1

Ilustrasi pengoperasian saat awal musim hujan........................ 33

Gambar 4.2

Ilustrasi pengoperasian saat pertengahan musim hujan............ 33

Gambar 4.3

Ilustrasi pengoperasian saat akhir musim hujan ....................... 34

Gambar 4.4

Tampilan geometri data............................................................ 36

Gambar 4.5

Long section Sungai Bengawan Solo ....................................... 37

Gambar 4.6

Cross section Sungai Bengawan Solo ...................................... 37

Gambar 4.7

Data kekasaran manning (n) Sungai Bengawan Solo............... 38

Gambar 4.8

Data kekasaran manning (n) saluran new spillway................... 39

Gambar 4.9

Tampilan main channel ............................................................ 40

Gambar 4.10 Tampilan input data cross section ............................................ 41
Gambar 4.11 Tampilan long profile ............................................................... 41
Gambar 4.12 Boundary condition di Sta +164............................................... 42
Gambar 4.13 Boundary condition di Sta +45................................................. 43
Gambar 4.14 Boundary condition di Sta +0 dan tampilan quasy unsteady
flow ........................................................................................... 44
Gambar 4.15 Bed gradation sedimen............................................................. 46
Gambar 4.16 Rating curve antara % finer dengan grain size sedimen ......... 46
Gambar 4.17 Boundary condition sedimen.................................................... 47
Gambar 4.18 Tampilan sedimen data............................................................. 48
Gambar 4.19 Tampilan sediment discharge analysis..................................... 49
Gambar 4.20 Tampilan sediment output options........................................... 49
Gambar 4.21 Hasil running data ................................................................... 50
Gambar 4.22 Nilai sediment discharge (Sta +45) ......................................... 51
x

Gambar 4.23 Tampilan berdasarkan besaran nilai sediment discharge ........ 51
Gambar 4.24 Nilai sediment discharge keseluruhan cross ........................... 52
Gambar 4.25 Potongan existing intake........................................................... 58

xi

DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
a1

= jarak antara pusat berat (CG) sampai titik guling (point of support)

a2

= jarak antara pusat gaya seret (drag) sampai titik guling

A

= luas arah gerak

Cd

= drag coeefisient

Dirjen SDA= Direktur Jenderal Sumber Daya Air
Ds

= diameter butiran sedimen (m)

f

= sudut kemiringan dasar

F

= gaya hambatan

FD

= gaya seret

Fg

= gaya berat di dalam air

F*

= dimensi tegangan geser

g

= gravitasi (m/dt2)

JICA

= Japan cooperation cooperation agency

q

= sudut gesek (longsor) alam (the angle of repose)

r

= jari-jari hidraulik (m)

Re

= bilangan Reynolds

S

= kemiringan dasar saluran

ux

= kecepatan geser (m/dt)

WPS

= Waduk Penampung Sedimen

υ

= viskositas (m2/dt)
c

τ

s

γ

= tegangan geser kritis (kg/m2)
= berat jenis butiran sedimen (kg/m3)
= berat jenis air (kg/m3)

γ
τ
ρ
τ

0

= dimensi tegangan geser (kg/m2)

w

= massa jenis air (kg/m3)

0

= dimensi tegangan geser (kg/m2),

w

= berat butir diudara,
= rapat massa air,
ii

DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A – Lokasi rencana WPS, closure dike dan new spillway ......... LA
LAMPIRAN B – Data Penampang Sugai dari Waduk Wonogiri- Bendung
Colo...................................................................................... LB
LAMPIRAN C – Data penampang sungai New Spillway................................ LC
LAMPIRAN D – Identifikasi kerusakan ......................................................... LD


iii

Indah Sri Amini, 2015. Simulasi pengaruh sedimentasi flushing New Spilway
Waduk Wonogiri pada nilai kondisi fisik Bendung Colo, Propinsi Jawa Tengah
Pembimbing I: Prof. Dr. Ir. Sobriyah. MS. Pembimbing II: Dr. Ir. Mamok Suprapto,
M. Eng. Tesis Magister Teknik Sipil, Minat Utama Teknik Rehabilitasi dan
Pemeliharaan Bangunan Sipil, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret,
Surakarta.

ABSTRAK
Waduk Wonogiri dibangun dengan tujuan untuk memenuhi kebutuhan air
khususnya bagi masyarakat Propinsi Jawa Tengah dan Jawa Timur. Waduk
Wonogiri direncanakan memiliki umur efektif 100 tahun dengan kapasitas
tampung sedimen (dead storage) sebesar 120.000.000 m3. JICA tahun 2007
menyimpulkan bahwa Waduk Wonogiri yang baru beroperasi selama 27 tahun
kondisi tampungan sedimennya hampir penuh. Suplei sedimen terbesar adalah
Sungai Keduang. Untuk memotong laju sedimen tersebut dibangunlah tanggul
penutup (closure dike and gate). Sedimen dari Sungai Keduang akan ditampung
di bangunan Waduk Penampung Sedimen (WPS). Sedimen yang tertahan di WPS
akan digelontor melalui new spillway. Kegiatan penggelontoran tersebut akan
mempengaruhi perilaku sedimen pada bangunan sungai di hilirnya yaitu Bendung
Colo. Tujuan penelitian ini adalah bagaimana pengaruh sedimentasi di Bendung
Colo pada nilai kondisi fisiknya.
Untuk mengetahui angkutan sedimen yang terjadi di Bendung Colo
dengan adanya penggelontoran sediman maka digunakan metode Meyer Peter
Muller. Besaran angkutan tersebut akan mempengaruhi perilaku sedimen pada
Bendung Colo. Untuk mengetahui pengaruh sedimentasi tersebut perlu dilakukan
penilaian kondisi fisik berdasarkan Pedoman Penilaian Kondisi Fisik
Bendung/Jaringan Irigasi Dinas PSDA 1999. Konsep penanganan pada Bendung
Colo mengacu pada hasil penilaian kondisi fisik bangunan. Konsep penanganan
berdasarkan Pedoman pemeliharaan bangunan persungaian Pd-T-11-2004-A.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju sedimentasi di Bendung Colo
berdasarkan metode Meyer Peter Muller sebelum penggelontoran sebesar
3.991,16 m3/hari dan sesudah penggelontoran sebesar 4.299,89 m3/hari, ini
menunjukan adanya peningkatan sedimen sebesar 308,73 m3/hari atau 7,74%.
Nilai kondisi fisik pada Bendung Colo adanya penggelontoran sedimen dari WPS
yaitu 87,95% > 70% yang berarti dalam kondisi baik. Konsep penanganan
sedimentasi di Bendung Colo dilakukan dengan pengurasan. Jangka waktu
pengurasan sedimen sesudah penggelontoran sedimen dari WPS adalah 31 hari
sekali.

Kata Kunci: Sedimentasi, WPS, Bendung Colo,Pengurasan

xiv

Indah Sri Amini, 2015. Simulasi pengaruh sedimentasi flushing New Spilway
Waduk Wonogiri pada nilai kondisi fisik Bendung Colo, Propinsi Jawa Tengah
Pembimbing I: Prof. Dr. Ir. Sobriyah. MS. Pembimbing II: Dr. Ir. Mamok Suprapto,
M. Eng. Tesis Magister Teknik Sipil, Minat Utama Teknik Rehabilitasi dan
Pemeliharaan Bangunan Sipil, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret,
Surakarta.

ABSTRACT
Wonogiri Dam was built to cover the need of water especially to the local
communities. The Dam was planned to stand for 100 years with dead storage
capacity of 120,000,000 m3. Based on JICA study on 2007, the sedimentation at
Wonogiri Dam was almost full even it only ran for 27 years, and the biggest
sediment supplier was Keduang River. Thus, closure dike and gate was built to
cut the sediment flow. The sediment from Keduang River would be stored in
Sediment Storing Dam or WPS (Waduk Penampungan Sedimen). Then, the
sediment restrained in WPS would be flushed through new spillway. The flushing
would affect the sediment activity at downstream building; Colo Weir. The
problem occurred about the influence of sedimentation at Colo Weir was at its
physical condition.
To know sediment transport happened in Colo Weir through sediment
flushing, the Meyer Peter Muller method was used. The transport would affect the
sediment activity in Colo Weir. The estimation of physical condition based on
Pedoman Penilaian Kondisi Fisik Bendung/Jaringan Irigasi Dinas PSDA 1999
was conducted to discover the influence of the sedimentation. The handling
concept for Colo Weir refered to the estimation result of the building physical
condition. The concept was based on Pedoman pemeliharaan bangunan
persungaian Pd-T-11-2004-A.
The result of the research showed that the flow of sedimentation at Coo
Weir before flushing was 3,991.16 m3 a day and after flushing was 4,299.89 m3 a
day, it showed that there was sediment escalation at amount of 308.73 m3 a day or
7.74%. The integrity of physical condition estimation at Colo Weir with sediment
flushing from WPS was in the good condition; 87.95% > 70% and the damage
value was < 20%. To overcome sedimentation, the time of sediment depletion
nearby intake after sediment flushing from WPS was 31 days.

Keywords: Sedimentation, WPS, Colo Weir, Depletion