Studi Efektifitas Peredam Energi Bendung Pamarayan-Jawa Barat Dengan Uji Model Fisik.
STUDI EFEKTIVITAS PEREDAM ENERGI
BENDUNG PAMARAYAN-JAWA BARAT
DENGAN UJI MODEL FISIK 3 DIMENSI
Pribadi Maulana
NRP : 0121113
Pembimbing : Maria Christine S.,Ir. M.Sc
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA
BANDUNG
ABSTRAK
Bendung Gerak Pamarayan Lama dibangun pada tahun 1911, terletak di
Sungai Ciujung- Jawa Barat, dimana sungai tersebut mengairi sawah seluas
22.500 ha. Bendung ini mengalami kerusakan total dan digantikan oleh Bendung
Gerak Pamarayan Baru yang mulai dioperasikan pada tahun 1997. Pada saat
pelaksanaan konstruksi bendung baru (1992 sampai dengan tahun 1997) telah
terjadi banjir yang cukup besar pada tahun 1994 dan 1996 yang mengakibatkan
terjadinya kerusakan bendung yang cukup parah terutama bangunan peredam
energinya dan dikhawatirkan Bendung Gerak Pamarayan Baru sendiri terancam
roboh. Untuk menghindari hal tersebut diatas maka dibangunlah bangunan
peredam energi dengan desain alternatif yang baru agar dapat digunakan dengan
kondisi dasar sungai yang sudah tergerus.
Efektivitas kinerja dari beberapa perencanaan bangunan peredam energi
diuji dengan uji model fisik yang kemudian dari model tersebut dipelajari arah
aliran, kecepatan aliran dan penggerusan yang terjadi dihilir bangunan peredam
energi agar kemudian didapatkan bentuk peredam energi yang optimal dan efisien.
Hasil percobaan desain alternatif yaitu bangunan peredam energi dengan tipe
mercu berganda yang dimodifikasi adalah tidak terlalu dalam besar penggerusan
yang terjadi dan terdapat gerusan kecil di kanan dan di hilir peredam energi. Hasil
percobaan ini menjadi pertimbangan sebelum bangunan tersebut diterapkan pada
kondisi yang sebenarnya.
Dari hasil pengujian diatas dapat disimpulkan pada desain alternatif yang
direncanakan telah cukup mampu dalam meredam energi akibat aliran yang
mengalir dari mercu bendung dan gerusan yang terjadi tidak cukup besar. Adapun
saran yang diajukan adalah agar cepat dilaksanakan pembangunan untuk
mengamankan bendung agar tidak terjadi kerusakan yang lebih lanjut pada
bangunan Bendung Gerak Pamarayan Baru..
DAFTAR ISI
Halaman
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ..................................................... i
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ................................... ii
ABSTRAK ......................................................................................................... iii
PRAKATA ........................................................................................................ iv
DAFTAR ISI ..................................................................................................... vi
DAFTAR NOTASI ........................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................x
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ....................................................................1
1.2 Maksud dan Tujuan ..........................................................................2
1.3 Pembatasan Masalah .........................................................................2
1.4 Sistematika Penulisan ........................................................................3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Angkutan Sedimen. ...........................................................................5
2.1.1 Macam-macam angkutan sedimen ..........................................6
2.1.2 Proses angkutan sedimen ........................................................9
2.1.3 Masalah penggerusan setempat .............................................11
2.2 Bangunan Peredam Energi ..............................................................13
2.2.1 Tipe bangunan peredam energi ............................................14
2.2.2 Faktor Pemillihan Tipe .........................................................20
2.3 Model dan Prototipe ........................................................................21
2.3.1 Skala Model .........................................................................22
2.3.2 Model Tanpa Distorsi ...........................................................28
2.3.3 Model Dengan Distorsi .........................................................28
2.3.4 Pengaruh Skala (Scale Effect) ..............................................29
2.4 Konsolidasi Pondasi ........................................................................30
2.4.1
Jenis dan konstruksi konsolidasi pondasi ............................31
2.4.2
Pemilihan tipe konsolidasi pondasi .....................................39
BAB 3 DESKRIPSI MODEL
3.1 Prototip Model .................................................................................41
3.1.1
Gambaran Umum .................................................................42
3.1.2
Data Teknis Bangunan ........................................................43
3.2 Deskripsi Model Dua Dimensi ........................................................44
3.2.1 Konstruksi Model...................................................................44
3.2.2 Skala model dua dimensi .......................................................46
3.3 Deskripsi Model Tiga Dimensi ........................................................47
3.3.1 Skala model tiga dimensi .......................................................47
3.3.2 Konstruksi Model ..................................................................48
3.3.3 Alat dan Perlengkapan Model ...............................................50
3.3.4 Konfigurasi Pemodelan..........................................................50
3.4 Program Uji Model Hidraulik ..........................................................51
3.4.1 Percobaan Pengaliran .............................................................51
3.4.2 Percobaan Keadaan aliran Bendung.......................................51
3.4.3 Percobaan Kapasitas Pengaliran Pelimpah ............................52
3.4.4 Percobaan Kapasitas Peredam Energi....................................52
3.4.5 Percobaan Penggerusan..........................................................53
3.5 Pengukuran ......................................................................................54
3.5.1 Parameter yang diukur ...........................................................54
3.5.2 Alat Pengukuran yang dipakai ...............................................56
3.5.3 Cara Pengukuran ..................................................................58
BAB 4 HASIL UJI MODEL HIDRAULIK
4.1 Hasil Pengukuran/Pengujian ............................................................61
4.2 Analisa Hasil Percobaan Dua Dimensi ............................................62
4.2.1 Hasil Percobaan Desain Awal ...............................................62
4.2.2 Hasil Percobaan Desain Alternatif ....................................... 66
4.3 Analisa Hasil Percobaan Tiga Dimensi ...........................................72
4.3.1 Hasil Percobaan Desain Awal ................................................72
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan.......................................................................................78
5.1.1 Kesimpulan Khusus .......................................................................79
5.1.2 Kesimpulan Umum ........................................................................81
5.2 Saran.................................................................................................82
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................83
LAMPIRAN........................................................................................................84
DAFTAR NOTASI
A
= Luas (m²)
C
= Koefisien Chezy
d
= Diameter butir
F
= Luas basah
Frp
= Bilangan Froude di prototipe
Frm
= Bilangan Froude di model
h
= Tinggi (m)
I
= Kemiringan garis energi
K
= Kekasaran
L
= Panjang (m)
N
= Jumlah putaran
n
= Koefisien manning
n*
= Jumlah putaran baling-baling perdetik
nv
= Skala kecepatan aliran
nt
= Skala waktu aliran
nQ
= Skala debit
nc
= Skala koefisien Chezy
nn
= Skala koefisien Manning
R
= Jari-jari hidraulik
T
= waktu pengamatan (detik)
t
= Waktu aliran (detik)
V
= Volume (m³)
v
= Kecepatan (m/det)
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Gerakan-gerakan dari muatan sedimen dasar ..................................7
Gambar 2.2 Gerakan-gerakan sedimen melayang ...............................................8
Gambar 2.3 Sedimen Muatan bilas ( wash load ) ................................................8
Gambar 2.4 Peredam energi Tipe Vlughter .......................................................15
Gambar 2.5 Peredam energi Tipe MDO ............................................................16
Gambar 2.6 Peredam Energi Tipe Bak Tenggelam ...........................................16
Gambar 2.7 Peredam Energi Tipe Bucket .........................................................17
Gambar 2.8 Peredam Energi Tipe MDL............................................................17
Gambar 2.9 Peredam Energi Tipe Schoklitch....................................................17
Gambar 2.10 Peredam Energi Tipe USBR I ........................................................18
Gambar 2.11 Peredam Energi Tipe USBR II.......................................................19
Gambar 2.12 Peredam Energi Tipe USBR III .....................................................19
Gambar 2.13 Peredam Energi Tipe USBR IV .....................................................20
Gambar 2.14 Hubungan model dan prototip pada pengaliran melalui
Bangunan pelimpah........................................................................20
Gambar 2.15 Lapis lindung batu dan hamparan lindung batu ............................32
Gambar 2.16 Contoh konsolidasi pondasi dari blok beton tipe salib ..................33
Gambar 2.17 Contoh pemasangan beton salib.....................................................34
Gambar 2.18 Contoh konsolidasi pondasi dengan patok-patok
diatas blok beton ............................................................................34
Gambar 2.19 Fungsi blok beton tipe salib ...........................................................35
Gambar 2.20 Blok beton tipe bentuk Y ...............................................................35
Gambar 2.21 Blok beton tipe bentuk H ...............................................................36
Gambar 2.22 Blok beton tipe bentuk Tetrapot.....................................................36
Gambar 2.23 Blok beton tipe bentuk Hexapot.....................................................36
Gambar 2.24 Contoh konsolidasi pondasi dengan blok beton pracetak ..............38
Gambar 4.1 Model Hidraulik Seri 1 ..................................................................62
Gambar 4.2 Model Hidraulik Seri 2 ..................................................................63
Gambar 4.3 Model Hidraulik Seri 3 ..................................................................64
Gambar 4.4 Model Hidraulik Seri 4 ..................................................................65
Gambar 4.5 Model Hidraulik Seri 5 ..................................................................65
Gambar 4.6 Model Hidraulik Seri 6 ..................................................................67
Gambar 4.7 Model Hidraulik Seri 7 ..................................................................68
Gambar 4.8 Model Hidraulik Seri 8 ..................................................................69
Gambar 4.9 Model Hidraulik Seri 0 ..................................................................72
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Skala Besaran Model Dua Dimensi ...............................................46
Tabel 2.2
Skala Besaran Model Tiga Dimensi...............................................48
Tabel 4.1
Perubahan-perubahan Desain Hidraulik ........................................70
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Gambar lokasi dan potongan bendung...........................................84
a. Denah Bendung Gerak Pamarayan.............................................85
b. Tampak Atas Bendung Gerak Pamarayan .................................86
c. Tampak Potongan Melintang Bendung......................................87
Lampiran 2 Hasil Pengujian Model 2 Dimensi .................................................88
A. Model Hidraulik Seri 1 ..................................................................89
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 1 - Debit 500 m 3 / det ...............89
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 1- Debit 1000 m 3 / det ..............90
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 1 - Debit 2000 m 3 / det .............91
B. Model Hidraulik Seri 2 ..................................................................92
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 2 - Debit 500 m 3 / det ...............92
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 2 - Debit 1000 m 3 / det .............93
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 2 - Debit 2000 m 3 / det .............94
C. Model Hidraulik Seri 3 ..................................................................95
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 3 - Debit 500 m 3 / det ...............95
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 3 - Debit 1000 m 3 / det .............96
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 3 - Debit 2000 m 3 / det .............97
D. Model Hidraulik Seri 4 ..................................................................98
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 4 - Debit 500 m 3 / det ...............98
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 4 - Debit 1000 m 3 / det .............99
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 4 - Debit 2000 m 3 / det ...........100
E. Model Hidraulik Seri 5 ................................................................101
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 5 - Debit 500 m 3 / det .............101
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 5 - Debit 1000 m 3 / det ...........102
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 5 - Debit 2000 m 3 / det ..........103
F. Model Hidraulik Seri 6 ................................................................104
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 6 - Debit 500 m 3 / det .............104
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 6 - Debit 1000 m 3 / det ...........105
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 6 - Debit 2000 m 3 / det ...........106
G. Model Hidraulik Seri 7 ................................................................107
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 7 - Debit 500 m 3 / det .............107
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 7 - Debit 1000 m 3 / det ...........108
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 7 - Debit 2000 m 3 / det ...........109
H. Model Hidraulik Seri 8 ................................................................110
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 8 - Debit 500 m 3 / det .............110
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 8 - Debit 1000 m 3 / det ...........111
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 8 - Debit 2000 m 3 / det ...........112
Lampiran 3 Hasil Pengujian Model 3 Dimensi ...............................................113
A. Model Hidraulik Seri 0 ................................................................114
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 500 m 3 / det .............114
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 1000 m 3 / det ...........115
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 2000 m 3 / det ...........116
4. Pola Arah aliran Seri 0 - Debit 500 m 3 / det ............................117
5. Pola Arah aliran Seri 0 - Debit1000 m 3 / det ...........................118
6. Pola Arah aliran Seri 0 - Debit 2000 m 3 / det ..........................119
7. Kecepatan Aliran Seri 0 - Debit 500 m 3 / det ..........................120
8. Kecepatan Aliran Seri 0 - Debit1000 m 3 / det .........................121
9. Kecepatan Aliran Seri 0 - Debit 2000 m 3 / det ........................122
10. Profil Aliran Seri 0 - Debit 500 m 3 / det ..................................123
11. Profil Aliran Seri 0 - Debit1000 m 3 / det . ................................124
12. Profil Aliran Seri 0 - Debit 2000 m 3 / det ................................125
B. Model Hidraulik Seri 0.2 .............................................................126
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 500 m 3 / det .............126
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 1000 m 3 / det ...........127
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 2000 m 3 / det ...........128
Lampiran 4 Gambar Foto Hasil Pengujian .....................................................129
1. Bendung dan peredam energi (seri 0) ......................................130
2. Aliran masuk ke arah bendung-debit 500 m 3 / det ...................130
3. Aliran di bendung dan peredam energi-debit 500 m 3 / det ......131
4. Pengggerusan dihilir bendung-debit 500 m 3 / det ....................131
5. Aliran di bendung dan peredam energi-debit 1000 m 3 / det ....132
6. Pengggerusan dihilir bendung-debit 1000 m 3 / det ..................132
7. Aliran di bendung dan peredam energi-debit 2000 m 3 / det ....133
8. Pengggerusan dihilir bendung-debit 2000 m 3 / det ..................133
LAMPIRAN I
Gambar lokasi dan potongan bendung
LAMPIRAN II
Hasil Pengujian Model 2 Dimensi
LAMPIRAN III
Hasil Pengujian Model 3 Dimensi
LAMPIRAN IV
Gambar Foto Hasil Pengujian
Foto no.1
Bendung Peredam energi (seri 0 )
Foto no.2
Aliran dari hulu masuk ke bendung dengan debit 500m3 /det
Foto no.3
Aliran di bendung dan peredam energi dengan debit 500m3 /det
Foto no.4
Penggerusan yang terjadi di hilir peredam energi dengan debit 500m3 /det
Foto no.5
Aliran di bendung dan peredam energi dengan debit 1000m3 /det
Foto no.6
Penggerusan yang terjadi di hilir peredam energi dengan debit 1000 m3 /det
Foto no.7
Aliran di bendung dan peredam energi dengan debit 2000m3 /det
Foto no.8
Penggerusan yang terjadi di hilir peredam energi dengan debit 2000 m3 /det
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada sebuah bendung, bilamana aliran air sungai mengalir kearah bendung
tersebut melampaui batas daya tampung rencananya maka permukaan air dalam
bendung akan naik terus dan akhirnya melimpah. Untuk mencegah terjadinya
limpasan air pada bendung, limpasan itu dilokalisir pada bangunan pelimpah.
Sebelum aliran air yang melintasi bangunan pelimpah dikembalikan lagi kedalam
sungai, air akan mengalir dengan kecepatan yang tinggi dan terkandung energi
dengan gaya penggerus yang sangat kuat. Guna meredam energi yang terdapat
didalam aliran tersebut, maka diujung hilir saluran peluncur pelimpah bendung
dibuat suatu bangunan yang disebut peredam energi pencegah gerusan (scour
protection stilling basin).
Dalam tugas akhir ini akan dibahas mengenai pengujian terhadap hasil dari
perhitungan perencanaan beberapa jenis peredam energi dengan uji model
hidraulik fisik berdimensi dua dan berdimensi tiga di laboratorium, untuk
perbaikan dan penyempurnaan desain sebelum diterapkan dalam kenyataannya di
lapangan.
1.2 Maksud dan tujuan
Maksud dari studi ini adalah untuk mempelajari dan menganalisa desain
hidraulik yang efektif dari beberapa jenis bangunan peredam energi Bendung
Pamarayan, ditinjau dari segi aliran, tinggi terjunan, penggerusan lokal, dan
degradasi dasar sungai, dengan bantuan uji model hidraulik fisik di laboratorium.
Tujuan dari studi ini adalah untuk mencari jawaban atas masalah-masalah
hidraulis pada bangunan peredam energi Bendung Pamarayan yang tidak dapat
dipecahkan dalam perhitungan agar kemudian dapat menentukan bentuk dan
ukuran hidraulis yang optimal, efektif dan hemat, terutama untuk mengatasi
penurunan dasar (degradasi) dan penggerusan lokal (local scouring) pada lapisan
dasar saluran yang direncanakan..
1.3 Pembatasan Masalah
Masalah yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini khususnya pada
pemodelan tubuh bendung. Selain itu dilakukan pula pembahasan sebagai berikut:
1.
Pengujian dengan model fisik terhadap desain hidraulik bangunan
peredam energi baik model dua dimensi dan model tiga dimensi
2.
Mempelajari dan menganalisa keadaan penggerusan yang terjadi dihilir
bendung dari beberapa jenis peredam energi yang dimodifikasikan.
3.
Mempelajari dan menganalisa efektivitas dari hasil modifikasi-modifikasi
bangunan peredam energi yang sudah direncanakan.
1.4 Sistematika Penulisan
Penjabaran permasalahan dalam tugas akhir ini menurut sistematika
penulisan sebagai berikut:
BAB 1 : PENDAHULUAN
Membahas tentang latar belakang masalah, maksud dan tujuan,
pembatasan masalah, dan sitematika penulisan
BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA
Membahas tentang teori angkutan sedimen, bangunan peredam energi,
model dan prototip, dan teori konsolidasi pondasi
BAB 3 : DESKRIPSI MODEL
Membahas tentang data prototip model, model 2 dimensi, model 3
dimensi, program percobaan uji model hidraulik,pengukuran
BAB 4 : HASIL UJI MODEL HIDRAULIK
Membahas
tentang
hasil
pengukuran/pengujian,
analisa
hasil
percobaan 2 dimensi, dan analisa hasil model 3 dimensi
BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN
Membahas kesimpulan khusus yang didasarkan pada hasil pengujian
model fisik, kesimpulan umum mengenai pentingnya uji model fisik
dalam perencanaan bangunan hidraulik dan saran yang dapat diajukan
berdasarkan kesimpulan yang diperoleh.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan dari hasil percobaan dan pembahasan diatas dibagi dalam 2
bagian yakni kesimpulan khusus yang berhubungan dengan perencanaan Bendung
Pamarayan dan kesimpulan umum yang menyangkut masalah pemanfaatan model
dalam desain bangunan air. Untuk kesimpulan khusus dibagi atas 2 bagian yaitu
hasil pengujian model 2 dimensi dan hasil pengujian model 3 dimensi
5.1 Kesimpulan
5.1.1 Kesimpulan Khusus
A. Hasil Pengujian Model 2 Dimensi
1. Pradesain bendung yang diusulkan pada percobaan 2 dimensi dapat
mengontrol tinggi muka air hulu secara baik meskipun dalam kondisi
debit yang kecil.
2. Desain peredam energi seri-1 dan seri-2, yaitu peredam energi
dengan ambang hilir bergerigi dan ditambah floor blok masih belum
mampu dalam meredam energi aliran dari bendung. Dimana lapisan
dasar saluran tergerus maksimal sampai 5m.
3. Peredam energi hasil modifikasi dari seri-2, yaitu model seri-3 dan
seri-4 dimana peredam dengan ambang gerigi dan floor blok
ditambah rip-rap batu kali dengan diameter batu 0,6 m sepanjang 1020 m ternyata cukup efektif dalam meredam energi dari bendung.
Tetapi untuk kondisi dasar sungai yang terdegradasi peredam energi
ini tidak efektif lagi.
4. Peredam energi dengan hasil desain alternatif (seri-7 dan seri-8),yaitu
peredam energi dengan penambahan mercu pada peredam energinya
dimana dilengkapi dengan ambang bergerigi dan floor blok sangat
cocok untuk meredam energi
akibat aliran dalam bendung dan
melindungi dasar sungai sekalipun dasar sungai tergerus 2m sampai
3m.
B. Hasil Pengujian Model 3 Dimensi
1. Pradesain bendung yang diusulkan pada percobaan 3 dimensi dapat
mengontrol tinggi muka air hulu secara baik meskipun dalam kondisi
debit yang kecil.
2. Desain awal dari peredam energi seri-0.1, yaitu peredam energi seri 1
pada model 2 dimensi ditambah rip-rap kubus beton, tidak mampu
dalam meredam energi dengan baik terlihat dari gerusan maksimum
yang terjadi sebesar 6m dan terjadi gerusan lokal pada kanan dan kiri
hilir bendung.
3. Terjadi gradasi sebesar 1 m pada percobaan seri-0.1 dihilir terjadinya
gerusan lokal dengan debit 1000 m3/det, karena hasil limpasan gerusan
yang terjadi. Tapi untuk debit 2000 m3/det tidak terjadi gradasi karena
endapan tersebut hanyut sebagai akibat debit yang cukup besar.
4. Aliran masuk ke model terdistribusi cukup merata dengan kecepatan
aliran didaerah hulu bendung cukup rendah dan aliran menuju mercu
bendung terarah secara wajar dengan kecepatan aliran semakin tinggi
menuju bangunan peredam energi.
5. Variasi bukaan pintu pada percobaan seri 0.2 ternyata berpengaruh
juga terhadap dalamnya penggerusan pada lapisan dasar sungai selain
dipengaruhi oleh variasi debit dan keandalan dari bangunan peredam
energi.
5.1.2 Kesimpulan Umum
Kesimpulan umum ini berhubungan dengan pemanfaatan model terutama
model tanpa distorsi dalam membantu memberikan solusi dalam perencanaan
bangunan-bangunan air khususnya bendung dan beserta kelengkapannya.
1. Besarnya skala suatu model bisa dipilih secara bebas sesusai dengan
kondisi peralatan yang dimiliki sejauh penurunan besaran geometrik dan
hidraulis yang berasal dari pemilihan skala diatas masih menghasilkan
bentuk aliran sesuai dengan di lapangan
2. Model 2 dimensi akan membantu kita dalam perencanaan suatu bangunan
air terutama dalam masalah waktu. Hal ini dikarenakan dengan model 2
dimensi ini karakteristik dan ukuran model pada model 3 dimensi bisa
mendekati kondisi yang diinginkan sehingga model 3 dimensinya tidak
perlu banyak perubahan untuk perubahan untuk mendapatkan hasil yang
optimal dalam perencanaan.
3. Model memungkinkan seseorang perancang untuk mengamati perilaku
alam secara cermat tanpa harus terus menerus berada di lapangan yang
belum tentu bisa dilaksanakan secara terus menerus. Dengan pengamatan
ini seorang desainer dapat membuat suatu rancangan bangunan fisik untuk
mengolah
alam
sehingga
hasil
rancangannya
benar-benar
dapat
memberikan solusi yang memadai
4. Percobaan model memberikan memberikan akurasi solusi permasalahan
yang lebih baik dibanding perhitungan matematis dan analitis saja
5. Percobaan model memungkinkan seseorang desainer mengetahui efekefek samping dari rancangan dan dapat mengambil tindakan pencegahan
yang perlu sehingga rancangannya benar-benar cukup aman dan tidak
mengganggu
kelestarian
lingkungan
tempat
rancangan
tersebut
direalisasikan.
6. Rancangan yang memakai model sebagai alat bantu akan memakan waktu
yang lebih pendek dengan hasil yang lebih baik dibanding perencanaan
tanpa model disamping biaya relatif murah dibandingkan dengan hasil
solusinya yang memadai.
7. Dari hasil percobaan model yang berupa grafik-grafik, tabel dan gambar
dapat diturunkan atau diperoleh suatu koefisien atau faktor koreksi,
sehingga selanjutnya faktor-faktor tersebut dapat dipakai pada perhitungan
dalam praktek.
5.2
Saran
Saran yang dapat disampaikan dari hasil analisa studi yang telah
dilaksanakan antara lain :
1.
Pengamanan pada Bendung Gerak Pamarayanan harus segera
dilaksanakan agar tidak terjadi masalah serius yang akan terjadi di
lapangan karena akan membahayakan bangunan bendung dan
perlengkapannya.
2.
Dilanjutkannya penanganan terhadap bangunan pengendali dasar
sungai yang terletak pada hilir bendung sejarak 360m agar
penggerusan yang terjadi akan jauh dari bangunan bendung dan tidak
membahayakan konstruksi bendung.
3.
Disarankan agar studi terhadap efektifitas bangunan peredam energi
dengan menggunakan model 3 dimensi dilanjutkan agar diketahui
hasil analisa dari desain akhir pada bangunan tersebut yang optimal
dan efisien.
DAFTAR PUSTAKA
1. Badan Standardisasi Nasional (1994), Metode Pengukuran Pola Aliran Pada
Model Fisik, SNI 03-3410-1994,Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta
2. Badan Standardisasi Nasional (1994), Metode Pengukuran Tinggi Muka Air
pada Model Fisik, SNI 03-3411-1994 Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta
3. Badan Standardisasi Nasional (1995), Metode Pembuatan Model Fisik
Sungai Dengan Dasar Tetap, SNI 03-3965-1995 Departemen Pekerjaan
Umum, Jakarta
4. Bambang Triatmodjo (1995), Hidrolika II, Beta Offset, Yogyakarta
5. Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jendral Pengairan (1989), Standar
Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02
6. Drs.Erman Mawardi, Dipl.AIT dan Ir. Moch. Memed, DIpl.H.E,APU (2002),
Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, ALFABETA
Bandung.
7. Pusat penelitian dan Pengembangan Pengairan Departemen Pekerjaan
Umum(1984), Report on Hydraulic Model Test of Pamarayan Barrage West
Java, No.P.1552A-HA
8. Pusat Penelitian dan Pengembangan Pengairan Departemen Pekerjaan Umum
(1989), Pedoman Desain Bendung
9. Prof. dr. M. de Vries (1997) ,Scale Models In Hydraulic Engineering,
International Institute for Hydraulic and Environmental Engineering
10. The Association For Internasional Technical Promotion Tokyo, Japan
(1985),Perbaikan dan Pengaturan Sungai, Cetakan Pertama, Terjemahan
Ir.M.Yusuf Gayo dkk, Terbitan Pt.Pradnya Paramita, Jakarta Pusat
11. Ven
Te
Chow.,Ph.D.(1992),Hidrolika
Ketiga,Penerbit Erlangga
Saluran
Terbuka,Cetakan
12. Walter Hans Graf (1971), Hydraulics of Sediment Transport, Lehigh
University, USA.
BENDUNG PAMARAYAN-JAWA BARAT
DENGAN UJI MODEL FISIK 3 DIMENSI
Pribadi Maulana
NRP : 0121113
Pembimbing : Maria Christine S.,Ir. M.Sc
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA
BANDUNG
ABSTRAK
Bendung Gerak Pamarayan Lama dibangun pada tahun 1911, terletak di
Sungai Ciujung- Jawa Barat, dimana sungai tersebut mengairi sawah seluas
22.500 ha. Bendung ini mengalami kerusakan total dan digantikan oleh Bendung
Gerak Pamarayan Baru yang mulai dioperasikan pada tahun 1997. Pada saat
pelaksanaan konstruksi bendung baru (1992 sampai dengan tahun 1997) telah
terjadi banjir yang cukup besar pada tahun 1994 dan 1996 yang mengakibatkan
terjadinya kerusakan bendung yang cukup parah terutama bangunan peredam
energinya dan dikhawatirkan Bendung Gerak Pamarayan Baru sendiri terancam
roboh. Untuk menghindari hal tersebut diatas maka dibangunlah bangunan
peredam energi dengan desain alternatif yang baru agar dapat digunakan dengan
kondisi dasar sungai yang sudah tergerus.
Efektivitas kinerja dari beberapa perencanaan bangunan peredam energi
diuji dengan uji model fisik yang kemudian dari model tersebut dipelajari arah
aliran, kecepatan aliran dan penggerusan yang terjadi dihilir bangunan peredam
energi agar kemudian didapatkan bentuk peredam energi yang optimal dan efisien.
Hasil percobaan desain alternatif yaitu bangunan peredam energi dengan tipe
mercu berganda yang dimodifikasi adalah tidak terlalu dalam besar penggerusan
yang terjadi dan terdapat gerusan kecil di kanan dan di hilir peredam energi. Hasil
percobaan ini menjadi pertimbangan sebelum bangunan tersebut diterapkan pada
kondisi yang sebenarnya.
Dari hasil pengujian diatas dapat disimpulkan pada desain alternatif yang
direncanakan telah cukup mampu dalam meredam energi akibat aliran yang
mengalir dari mercu bendung dan gerusan yang terjadi tidak cukup besar. Adapun
saran yang diajukan adalah agar cepat dilaksanakan pembangunan untuk
mengamankan bendung agar tidak terjadi kerusakan yang lebih lanjut pada
bangunan Bendung Gerak Pamarayan Baru..
DAFTAR ISI
Halaman
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ..................................................... i
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ................................... ii
ABSTRAK ......................................................................................................... iii
PRAKATA ........................................................................................................ iv
DAFTAR ISI ..................................................................................................... vi
DAFTAR NOTASI ........................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................x
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ....................................................................1
1.2 Maksud dan Tujuan ..........................................................................2
1.3 Pembatasan Masalah .........................................................................2
1.4 Sistematika Penulisan ........................................................................3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Angkutan Sedimen. ...........................................................................5
2.1.1 Macam-macam angkutan sedimen ..........................................6
2.1.2 Proses angkutan sedimen ........................................................9
2.1.3 Masalah penggerusan setempat .............................................11
2.2 Bangunan Peredam Energi ..............................................................13
2.2.1 Tipe bangunan peredam energi ............................................14
2.2.2 Faktor Pemillihan Tipe .........................................................20
2.3 Model dan Prototipe ........................................................................21
2.3.1 Skala Model .........................................................................22
2.3.2 Model Tanpa Distorsi ...........................................................28
2.3.3 Model Dengan Distorsi .........................................................28
2.3.4 Pengaruh Skala (Scale Effect) ..............................................29
2.4 Konsolidasi Pondasi ........................................................................30
2.4.1
Jenis dan konstruksi konsolidasi pondasi ............................31
2.4.2
Pemilihan tipe konsolidasi pondasi .....................................39
BAB 3 DESKRIPSI MODEL
3.1 Prototip Model .................................................................................41
3.1.1
Gambaran Umum .................................................................42
3.1.2
Data Teknis Bangunan ........................................................43
3.2 Deskripsi Model Dua Dimensi ........................................................44
3.2.1 Konstruksi Model...................................................................44
3.2.2 Skala model dua dimensi .......................................................46
3.3 Deskripsi Model Tiga Dimensi ........................................................47
3.3.1 Skala model tiga dimensi .......................................................47
3.3.2 Konstruksi Model ..................................................................48
3.3.3 Alat dan Perlengkapan Model ...............................................50
3.3.4 Konfigurasi Pemodelan..........................................................50
3.4 Program Uji Model Hidraulik ..........................................................51
3.4.1 Percobaan Pengaliran .............................................................51
3.4.2 Percobaan Keadaan aliran Bendung.......................................51
3.4.3 Percobaan Kapasitas Pengaliran Pelimpah ............................52
3.4.4 Percobaan Kapasitas Peredam Energi....................................52
3.4.5 Percobaan Penggerusan..........................................................53
3.5 Pengukuran ......................................................................................54
3.5.1 Parameter yang diukur ...........................................................54
3.5.2 Alat Pengukuran yang dipakai ...............................................56
3.5.3 Cara Pengukuran ..................................................................58
BAB 4 HASIL UJI MODEL HIDRAULIK
4.1 Hasil Pengukuran/Pengujian ............................................................61
4.2 Analisa Hasil Percobaan Dua Dimensi ............................................62
4.2.1 Hasil Percobaan Desain Awal ...............................................62
4.2.2 Hasil Percobaan Desain Alternatif ....................................... 66
4.3 Analisa Hasil Percobaan Tiga Dimensi ...........................................72
4.3.1 Hasil Percobaan Desain Awal ................................................72
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan.......................................................................................78
5.1.1 Kesimpulan Khusus .......................................................................79
5.1.2 Kesimpulan Umum ........................................................................81
5.2 Saran.................................................................................................82
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................83
LAMPIRAN........................................................................................................84
DAFTAR NOTASI
A
= Luas (m²)
C
= Koefisien Chezy
d
= Diameter butir
F
= Luas basah
Frp
= Bilangan Froude di prototipe
Frm
= Bilangan Froude di model
h
= Tinggi (m)
I
= Kemiringan garis energi
K
= Kekasaran
L
= Panjang (m)
N
= Jumlah putaran
n
= Koefisien manning
n*
= Jumlah putaran baling-baling perdetik
nv
= Skala kecepatan aliran
nt
= Skala waktu aliran
nQ
= Skala debit
nc
= Skala koefisien Chezy
nn
= Skala koefisien Manning
R
= Jari-jari hidraulik
T
= waktu pengamatan (detik)
t
= Waktu aliran (detik)
V
= Volume (m³)
v
= Kecepatan (m/det)
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Gerakan-gerakan dari muatan sedimen dasar ..................................7
Gambar 2.2 Gerakan-gerakan sedimen melayang ...............................................8
Gambar 2.3 Sedimen Muatan bilas ( wash load ) ................................................8
Gambar 2.4 Peredam energi Tipe Vlughter .......................................................15
Gambar 2.5 Peredam energi Tipe MDO ............................................................16
Gambar 2.6 Peredam Energi Tipe Bak Tenggelam ...........................................16
Gambar 2.7 Peredam Energi Tipe Bucket .........................................................17
Gambar 2.8 Peredam Energi Tipe MDL............................................................17
Gambar 2.9 Peredam Energi Tipe Schoklitch....................................................17
Gambar 2.10 Peredam Energi Tipe USBR I ........................................................18
Gambar 2.11 Peredam Energi Tipe USBR II.......................................................19
Gambar 2.12 Peredam Energi Tipe USBR III .....................................................19
Gambar 2.13 Peredam Energi Tipe USBR IV .....................................................20
Gambar 2.14 Hubungan model dan prototip pada pengaliran melalui
Bangunan pelimpah........................................................................20
Gambar 2.15 Lapis lindung batu dan hamparan lindung batu ............................32
Gambar 2.16 Contoh konsolidasi pondasi dari blok beton tipe salib ..................33
Gambar 2.17 Contoh pemasangan beton salib.....................................................34
Gambar 2.18 Contoh konsolidasi pondasi dengan patok-patok
diatas blok beton ............................................................................34
Gambar 2.19 Fungsi blok beton tipe salib ...........................................................35
Gambar 2.20 Blok beton tipe bentuk Y ...............................................................35
Gambar 2.21 Blok beton tipe bentuk H ...............................................................36
Gambar 2.22 Blok beton tipe bentuk Tetrapot.....................................................36
Gambar 2.23 Blok beton tipe bentuk Hexapot.....................................................36
Gambar 2.24 Contoh konsolidasi pondasi dengan blok beton pracetak ..............38
Gambar 4.1 Model Hidraulik Seri 1 ..................................................................62
Gambar 4.2 Model Hidraulik Seri 2 ..................................................................63
Gambar 4.3 Model Hidraulik Seri 3 ..................................................................64
Gambar 4.4 Model Hidraulik Seri 4 ..................................................................65
Gambar 4.5 Model Hidraulik Seri 5 ..................................................................65
Gambar 4.6 Model Hidraulik Seri 6 ..................................................................67
Gambar 4.7 Model Hidraulik Seri 7 ..................................................................68
Gambar 4.8 Model Hidraulik Seri 8 ..................................................................69
Gambar 4.9 Model Hidraulik Seri 0 ..................................................................72
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Skala Besaran Model Dua Dimensi ...............................................46
Tabel 2.2
Skala Besaran Model Tiga Dimensi...............................................48
Tabel 4.1
Perubahan-perubahan Desain Hidraulik ........................................70
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Gambar lokasi dan potongan bendung...........................................84
a. Denah Bendung Gerak Pamarayan.............................................85
b. Tampak Atas Bendung Gerak Pamarayan .................................86
c. Tampak Potongan Melintang Bendung......................................87
Lampiran 2 Hasil Pengujian Model 2 Dimensi .................................................88
A. Model Hidraulik Seri 1 ..................................................................89
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 1 - Debit 500 m 3 / det ...............89
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 1- Debit 1000 m 3 / det ..............90
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 1 - Debit 2000 m 3 / det .............91
B. Model Hidraulik Seri 2 ..................................................................92
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 2 - Debit 500 m 3 / det ...............92
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 2 - Debit 1000 m 3 / det .............93
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 2 - Debit 2000 m 3 / det .............94
C. Model Hidraulik Seri 3 ..................................................................95
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 3 - Debit 500 m 3 / det ...............95
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 3 - Debit 1000 m 3 / det .............96
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 3 - Debit 2000 m 3 / det .............97
D. Model Hidraulik Seri 4 ..................................................................98
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 4 - Debit 500 m 3 / det ...............98
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 4 - Debit 1000 m 3 / det .............99
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 4 - Debit 2000 m 3 / det ...........100
E. Model Hidraulik Seri 5 ................................................................101
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 5 - Debit 500 m 3 / det .............101
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 5 - Debit 1000 m 3 / det ...........102
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 5 - Debit 2000 m 3 / det ..........103
F. Model Hidraulik Seri 6 ................................................................104
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 6 - Debit 500 m 3 / det .............104
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 6 - Debit 1000 m 3 / det ...........105
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 6 - Debit 2000 m 3 / det ...........106
G. Model Hidraulik Seri 7 ................................................................107
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 7 - Debit 500 m 3 / det .............107
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 7 - Debit 1000 m 3 / det ...........108
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 7 - Debit 2000 m 3 / det ...........109
H. Model Hidraulik Seri 8 ................................................................110
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 8 - Debit 500 m 3 / det .............110
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 8 - Debit 1000 m 3 / det ...........111
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 8 - Debit 2000 m 3 / det ...........112
Lampiran 3 Hasil Pengujian Model 3 Dimensi ...............................................113
A. Model Hidraulik Seri 0 ................................................................114
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 500 m 3 / det .............114
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 1000 m 3 / det ...........115
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 2000 m 3 / det ...........116
4. Pola Arah aliran Seri 0 - Debit 500 m 3 / det ............................117
5. Pola Arah aliran Seri 0 - Debit1000 m 3 / det ...........................118
6. Pola Arah aliran Seri 0 - Debit 2000 m 3 / det ..........................119
7. Kecepatan Aliran Seri 0 - Debit 500 m 3 / det ..........................120
8. Kecepatan Aliran Seri 0 - Debit1000 m 3 / det .........................121
9. Kecepatan Aliran Seri 0 - Debit 2000 m 3 / det ........................122
10. Profil Aliran Seri 0 - Debit 500 m 3 / det ..................................123
11. Profil Aliran Seri 0 - Debit1000 m 3 / det . ................................124
12. Profil Aliran Seri 0 - Debit 2000 m 3 / det ................................125
B. Model Hidraulik Seri 0.2 .............................................................126
1. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 500 m 3 / det .............126
2. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 1000 m 3 / det ...........127
3. Garis Tinggi Penggerusan Seri 0 - Debit 2000 m 3 / det ...........128
Lampiran 4 Gambar Foto Hasil Pengujian .....................................................129
1. Bendung dan peredam energi (seri 0) ......................................130
2. Aliran masuk ke arah bendung-debit 500 m 3 / det ...................130
3. Aliran di bendung dan peredam energi-debit 500 m 3 / det ......131
4. Pengggerusan dihilir bendung-debit 500 m 3 / det ....................131
5. Aliran di bendung dan peredam energi-debit 1000 m 3 / det ....132
6. Pengggerusan dihilir bendung-debit 1000 m 3 / det ..................132
7. Aliran di bendung dan peredam energi-debit 2000 m 3 / det ....133
8. Pengggerusan dihilir bendung-debit 2000 m 3 / det ..................133
LAMPIRAN I
Gambar lokasi dan potongan bendung
LAMPIRAN II
Hasil Pengujian Model 2 Dimensi
LAMPIRAN III
Hasil Pengujian Model 3 Dimensi
LAMPIRAN IV
Gambar Foto Hasil Pengujian
Foto no.1
Bendung Peredam energi (seri 0 )
Foto no.2
Aliran dari hulu masuk ke bendung dengan debit 500m3 /det
Foto no.3
Aliran di bendung dan peredam energi dengan debit 500m3 /det
Foto no.4
Penggerusan yang terjadi di hilir peredam energi dengan debit 500m3 /det
Foto no.5
Aliran di bendung dan peredam energi dengan debit 1000m3 /det
Foto no.6
Penggerusan yang terjadi di hilir peredam energi dengan debit 1000 m3 /det
Foto no.7
Aliran di bendung dan peredam energi dengan debit 2000m3 /det
Foto no.8
Penggerusan yang terjadi di hilir peredam energi dengan debit 2000 m3 /det
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada sebuah bendung, bilamana aliran air sungai mengalir kearah bendung
tersebut melampaui batas daya tampung rencananya maka permukaan air dalam
bendung akan naik terus dan akhirnya melimpah. Untuk mencegah terjadinya
limpasan air pada bendung, limpasan itu dilokalisir pada bangunan pelimpah.
Sebelum aliran air yang melintasi bangunan pelimpah dikembalikan lagi kedalam
sungai, air akan mengalir dengan kecepatan yang tinggi dan terkandung energi
dengan gaya penggerus yang sangat kuat. Guna meredam energi yang terdapat
didalam aliran tersebut, maka diujung hilir saluran peluncur pelimpah bendung
dibuat suatu bangunan yang disebut peredam energi pencegah gerusan (scour
protection stilling basin).
Dalam tugas akhir ini akan dibahas mengenai pengujian terhadap hasil dari
perhitungan perencanaan beberapa jenis peredam energi dengan uji model
hidraulik fisik berdimensi dua dan berdimensi tiga di laboratorium, untuk
perbaikan dan penyempurnaan desain sebelum diterapkan dalam kenyataannya di
lapangan.
1.2 Maksud dan tujuan
Maksud dari studi ini adalah untuk mempelajari dan menganalisa desain
hidraulik yang efektif dari beberapa jenis bangunan peredam energi Bendung
Pamarayan, ditinjau dari segi aliran, tinggi terjunan, penggerusan lokal, dan
degradasi dasar sungai, dengan bantuan uji model hidraulik fisik di laboratorium.
Tujuan dari studi ini adalah untuk mencari jawaban atas masalah-masalah
hidraulis pada bangunan peredam energi Bendung Pamarayan yang tidak dapat
dipecahkan dalam perhitungan agar kemudian dapat menentukan bentuk dan
ukuran hidraulis yang optimal, efektif dan hemat, terutama untuk mengatasi
penurunan dasar (degradasi) dan penggerusan lokal (local scouring) pada lapisan
dasar saluran yang direncanakan..
1.3 Pembatasan Masalah
Masalah yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini khususnya pada
pemodelan tubuh bendung. Selain itu dilakukan pula pembahasan sebagai berikut:
1.
Pengujian dengan model fisik terhadap desain hidraulik bangunan
peredam energi baik model dua dimensi dan model tiga dimensi
2.
Mempelajari dan menganalisa keadaan penggerusan yang terjadi dihilir
bendung dari beberapa jenis peredam energi yang dimodifikasikan.
3.
Mempelajari dan menganalisa efektivitas dari hasil modifikasi-modifikasi
bangunan peredam energi yang sudah direncanakan.
1.4 Sistematika Penulisan
Penjabaran permasalahan dalam tugas akhir ini menurut sistematika
penulisan sebagai berikut:
BAB 1 : PENDAHULUAN
Membahas tentang latar belakang masalah, maksud dan tujuan,
pembatasan masalah, dan sitematika penulisan
BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA
Membahas tentang teori angkutan sedimen, bangunan peredam energi,
model dan prototip, dan teori konsolidasi pondasi
BAB 3 : DESKRIPSI MODEL
Membahas tentang data prototip model, model 2 dimensi, model 3
dimensi, program percobaan uji model hidraulik,pengukuran
BAB 4 : HASIL UJI MODEL HIDRAULIK
Membahas
tentang
hasil
pengukuran/pengujian,
analisa
hasil
percobaan 2 dimensi, dan analisa hasil model 3 dimensi
BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN
Membahas kesimpulan khusus yang didasarkan pada hasil pengujian
model fisik, kesimpulan umum mengenai pentingnya uji model fisik
dalam perencanaan bangunan hidraulik dan saran yang dapat diajukan
berdasarkan kesimpulan yang diperoleh.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan dari hasil percobaan dan pembahasan diatas dibagi dalam 2
bagian yakni kesimpulan khusus yang berhubungan dengan perencanaan Bendung
Pamarayan dan kesimpulan umum yang menyangkut masalah pemanfaatan model
dalam desain bangunan air. Untuk kesimpulan khusus dibagi atas 2 bagian yaitu
hasil pengujian model 2 dimensi dan hasil pengujian model 3 dimensi
5.1 Kesimpulan
5.1.1 Kesimpulan Khusus
A. Hasil Pengujian Model 2 Dimensi
1. Pradesain bendung yang diusulkan pada percobaan 2 dimensi dapat
mengontrol tinggi muka air hulu secara baik meskipun dalam kondisi
debit yang kecil.
2. Desain peredam energi seri-1 dan seri-2, yaitu peredam energi
dengan ambang hilir bergerigi dan ditambah floor blok masih belum
mampu dalam meredam energi aliran dari bendung. Dimana lapisan
dasar saluran tergerus maksimal sampai 5m.
3. Peredam energi hasil modifikasi dari seri-2, yaitu model seri-3 dan
seri-4 dimana peredam dengan ambang gerigi dan floor blok
ditambah rip-rap batu kali dengan diameter batu 0,6 m sepanjang 1020 m ternyata cukup efektif dalam meredam energi dari bendung.
Tetapi untuk kondisi dasar sungai yang terdegradasi peredam energi
ini tidak efektif lagi.
4. Peredam energi dengan hasil desain alternatif (seri-7 dan seri-8),yaitu
peredam energi dengan penambahan mercu pada peredam energinya
dimana dilengkapi dengan ambang bergerigi dan floor blok sangat
cocok untuk meredam energi
akibat aliran dalam bendung dan
melindungi dasar sungai sekalipun dasar sungai tergerus 2m sampai
3m.
B. Hasil Pengujian Model 3 Dimensi
1. Pradesain bendung yang diusulkan pada percobaan 3 dimensi dapat
mengontrol tinggi muka air hulu secara baik meskipun dalam kondisi
debit yang kecil.
2. Desain awal dari peredam energi seri-0.1, yaitu peredam energi seri 1
pada model 2 dimensi ditambah rip-rap kubus beton, tidak mampu
dalam meredam energi dengan baik terlihat dari gerusan maksimum
yang terjadi sebesar 6m dan terjadi gerusan lokal pada kanan dan kiri
hilir bendung.
3. Terjadi gradasi sebesar 1 m pada percobaan seri-0.1 dihilir terjadinya
gerusan lokal dengan debit 1000 m3/det, karena hasil limpasan gerusan
yang terjadi. Tapi untuk debit 2000 m3/det tidak terjadi gradasi karena
endapan tersebut hanyut sebagai akibat debit yang cukup besar.
4. Aliran masuk ke model terdistribusi cukup merata dengan kecepatan
aliran didaerah hulu bendung cukup rendah dan aliran menuju mercu
bendung terarah secara wajar dengan kecepatan aliran semakin tinggi
menuju bangunan peredam energi.
5. Variasi bukaan pintu pada percobaan seri 0.2 ternyata berpengaruh
juga terhadap dalamnya penggerusan pada lapisan dasar sungai selain
dipengaruhi oleh variasi debit dan keandalan dari bangunan peredam
energi.
5.1.2 Kesimpulan Umum
Kesimpulan umum ini berhubungan dengan pemanfaatan model terutama
model tanpa distorsi dalam membantu memberikan solusi dalam perencanaan
bangunan-bangunan air khususnya bendung dan beserta kelengkapannya.
1. Besarnya skala suatu model bisa dipilih secara bebas sesusai dengan
kondisi peralatan yang dimiliki sejauh penurunan besaran geometrik dan
hidraulis yang berasal dari pemilihan skala diatas masih menghasilkan
bentuk aliran sesuai dengan di lapangan
2. Model 2 dimensi akan membantu kita dalam perencanaan suatu bangunan
air terutama dalam masalah waktu. Hal ini dikarenakan dengan model 2
dimensi ini karakteristik dan ukuran model pada model 3 dimensi bisa
mendekati kondisi yang diinginkan sehingga model 3 dimensinya tidak
perlu banyak perubahan untuk perubahan untuk mendapatkan hasil yang
optimal dalam perencanaan.
3. Model memungkinkan seseorang perancang untuk mengamati perilaku
alam secara cermat tanpa harus terus menerus berada di lapangan yang
belum tentu bisa dilaksanakan secara terus menerus. Dengan pengamatan
ini seorang desainer dapat membuat suatu rancangan bangunan fisik untuk
mengolah
alam
sehingga
hasil
rancangannya
benar-benar
dapat
memberikan solusi yang memadai
4. Percobaan model memberikan memberikan akurasi solusi permasalahan
yang lebih baik dibanding perhitungan matematis dan analitis saja
5. Percobaan model memungkinkan seseorang desainer mengetahui efekefek samping dari rancangan dan dapat mengambil tindakan pencegahan
yang perlu sehingga rancangannya benar-benar cukup aman dan tidak
mengganggu
kelestarian
lingkungan
tempat
rancangan
tersebut
direalisasikan.
6. Rancangan yang memakai model sebagai alat bantu akan memakan waktu
yang lebih pendek dengan hasil yang lebih baik dibanding perencanaan
tanpa model disamping biaya relatif murah dibandingkan dengan hasil
solusinya yang memadai.
7. Dari hasil percobaan model yang berupa grafik-grafik, tabel dan gambar
dapat diturunkan atau diperoleh suatu koefisien atau faktor koreksi,
sehingga selanjutnya faktor-faktor tersebut dapat dipakai pada perhitungan
dalam praktek.
5.2
Saran
Saran yang dapat disampaikan dari hasil analisa studi yang telah
dilaksanakan antara lain :
1.
Pengamanan pada Bendung Gerak Pamarayanan harus segera
dilaksanakan agar tidak terjadi masalah serius yang akan terjadi di
lapangan karena akan membahayakan bangunan bendung dan
perlengkapannya.
2.
Dilanjutkannya penanganan terhadap bangunan pengendali dasar
sungai yang terletak pada hilir bendung sejarak 360m agar
penggerusan yang terjadi akan jauh dari bangunan bendung dan tidak
membahayakan konstruksi bendung.
3.
Disarankan agar studi terhadap efektifitas bangunan peredam energi
dengan menggunakan model 3 dimensi dilanjutkan agar diketahui
hasil analisa dari desain akhir pada bangunan tersebut yang optimal
dan efisien.
DAFTAR PUSTAKA
1. Badan Standardisasi Nasional (1994), Metode Pengukuran Pola Aliran Pada
Model Fisik, SNI 03-3410-1994,Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta
2. Badan Standardisasi Nasional (1994), Metode Pengukuran Tinggi Muka Air
pada Model Fisik, SNI 03-3411-1994 Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta
3. Badan Standardisasi Nasional (1995), Metode Pembuatan Model Fisik
Sungai Dengan Dasar Tetap, SNI 03-3965-1995 Departemen Pekerjaan
Umum, Jakarta
4. Bambang Triatmodjo (1995), Hidrolika II, Beta Offset, Yogyakarta
5. Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jendral Pengairan (1989), Standar
Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02
6. Drs.Erman Mawardi, Dipl.AIT dan Ir. Moch. Memed, DIpl.H.E,APU (2002),
Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, ALFABETA
Bandung.
7. Pusat penelitian dan Pengembangan Pengairan Departemen Pekerjaan
Umum(1984), Report on Hydraulic Model Test of Pamarayan Barrage West
Java, No.P.1552A-HA
8. Pusat Penelitian dan Pengembangan Pengairan Departemen Pekerjaan Umum
(1989), Pedoman Desain Bendung
9. Prof. dr. M. de Vries (1997) ,Scale Models In Hydraulic Engineering,
International Institute for Hydraulic and Environmental Engineering
10. The Association For Internasional Technical Promotion Tokyo, Japan
(1985),Perbaikan dan Pengaturan Sungai, Cetakan Pertama, Terjemahan
Ir.M.Yusuf Gayo dkk, Terbitan Pt.Pradnya Paramita, Jakarta Pusat
11. Ven
Te
Chow.,Ph.D.(1992),Hidrolika
Ketiga,Penerbit Erlangga
Saluran
Terbuka,Cetakan
12. Walter Hans Graf (1971), Hydraulics of Sediment Transport, Lehigh
University, USA.