View of PERENCANAAN BANGUNAN BANGUNAN PELIMPAH EMBUNG TIPE SALURAN TERBUKA

PERENCANAAN BANGUNAN BANGUNAN PELIMPAH EMBUNG TIPE SALURAN TERBUKA

  1 Budi Nuryono

  2 Reza Januar Hidayat

Program Studi Teknik Sipil, Sekolah Tinggi Teknologi Mandala Bandung,

Jl. Soekarno Hatta 597

  

Telp. (022) 7301738, 70791003 Fax. (022) 7304854

ABSTRACT

  

East Nusa Tenggara Province was One of provinces in Indonesia which had large irrigated areas,

but the water discharge was very limited. Lembata District was one of the district, which often

suffer from drought. In 2014, East Nusa Tenggara Province goverment planned to make a small

dam in the district and the goverment chose to located it in Hukung Village. The purpose of this

study is to got an alternative design spillway of small dam which appropriate with technical as well,

and to fill stability aspect of construction. From the research calculation of flood discharge plan by

  3 Nakayasu method, obtained a return period of 100 years (Q100) in amount of 30,07 m /sec. With

the discharge, obtained the dimensions of spillway in amount of 10 m, the peak of building located

at elevation +50,41 and the base of building located at elevation +48,00. From the stability

calculation of flood condition and dry condition, spillway was safe from bolster stability, shear

stability, stability bearing capacity, and the crack area. The value of the Safety factors for dry

condition earthquakes were follows: bolster = 1,6903; shear=1,9450; soil bearing capacity=1,7680;

regional cracks=12,8518. And value of the safety factors for flood condition earthquakes were

follows: bolster = 1,5549; shear=1,9486; soil bearing capacity=2,1019; regional cracks=16,8451.

  Keywords : Small Dam, Flood Discharge, Spillway, Stability.

  

ABSTRAK

  Provinsi Nusa Tenggara Timur merupakan salah satu Provinsi di Indonesia yang memiliki areal irigasi yang luas, namun debit air untuk mengairi areal tersebut sangat terbatas. Daerah yang mengalami hal tersebut salah satunya adalah Kabupaten Lembata, pada musim kemarau sering mengalami kekeringan. Pada tahun 2014 pemerintah Provinsi Nusa Tenggara Timur merencanakan untuk membuat Embung Irigasi di Kabupaten Lembata. Dipilih Embung Hukung yang berada di Kecamatan Nubatukan, Kabupaten Lembata. Tujuan dari penelitian adalah untuk mendapatkan alternatif desain bentuk bangunan pelimpah embung, yang sesuai secara teknis, serta memenuhi aspek stabilitas konstruksi. Dari hasil penelitian perhitungan debit banjir rencana

  3 Metode Nakayasu, diperoleh periode ulang 100 tahun (Q100) sebesar 30,07 m /detik. Dengan

  debit tersebut, didapat dimensi bangunan pelimpah sebesar 10 m, puncak bangunan pelimpah berada pada elevasi +50.41, dan dasar bangunan pelimpah berada pada elevasi +48.00. Dari hasil perhitungan stabilitas pada kondisi banjir dan kondisi kering, bangunan pelimpah aman terhadap stabilitas guling, stabilitas geser, stabilitas daya dukung, dan daerah retakan. Nilai faktor keamanan untuk kondisi kering statik gempa adalah sebagai berikut : Guling = 1,6903 ; Geser = 1,9450 ; Daya dukung tanah = 1,7680 ; Daerah retakan = 12,8518. Sedangkan nilai faktor keamanan untuk kondisi banjir statik gempa adalah sebagai berikut : Guling = 1,5549 ; Geser = 1,9486 ; Daya dukung tanah = 2,1019 ; Daerah retakan = 16,8451.

  Kata Kunci : Embung, Debit Banjir, Bangunan Pelimpah, Stabil.

  beberapa sektor, salah satunya yaitu sektor

I. PENDAHULUAN Karena tidak ada satu pun tanaman yang

  Air merupakan sumber daya dan faktor tidak memerlukan air, namun untuk utama dalam menentukan kinerja dalam pengelolaan air masih kurang dari yang diharapkan. Sering kali para petani mengeluhkan kekurangan air pada musim kemarau dan sebaliknya pada musim penghujan sawah dan ladang mereka terendam air yang berakibat gagal panen. Setiap tahunnya pemerintah melakukan upaya dalam pengembangan Sumber Daya Air (SDA) demi mengoptimalkan Sumber Daya Air yang ada. Provinsi Nusa Tenggara Timur merupakan salah satu Provinsi di Indonesia yang memiliki areal irigasi yang luas, namun debit air untuk mengairi areal tersebut sangat terbatas. Salah satunya Kabupaten di Provinsi Nusa Tenggara Timur yaitu Kabupaten Lembata yang memiliki luas wilayah 126.639 Ha, terdiri dari 9 Kecamatan dan 144 desa/kelurahan (Badan Pusat Statistik Kabupaten Lembata, 2014). Kabupaten ini pada musim kemarau Irigasi di Kabupaten Lembata. Setelah direncanakan, terpilih 10 lokasi yang berpotensi untuk embung irigasi. Setelah dilakukan pembobotan dari segi lokasi georafis terhadap 10 lokasi tersebut, dipilih Embung hukung yang berada di salah satu Desa Pada kecamatan Nubatukan, Kabupaten lembata.

  Pada Tugas Akhir ini penulis akan melakukan alternatif desain terhadap Embung Hukung yang telah dibangun. Diharapkan dengan memberikan alternatif akan menambah variasi bentuk pelimpah dalam desain.

  c. Bentang tanggul < 300 m.

  Suatu bangunan dikatakan/akan stabil, jika memenuhi 3 persyaratan penting yaitu:

  1.5 Stabilitas Konstruksi

  1. Dimensi Bangunan Pelimpah (Spillway) Besar aliran yang meluap sempurna melalui mercu pelimpah dapat ditentukan dengan persamaan berikut: Q C B H

  Lokasi pelimpah dipilih pada tempat dimana alirannya tidak akan menyebabkan erosi pada kaki hilir tanggul penutup situ, yaitu dengan menggali satuan tanah atau satuan batu dibukit tumpu.

  Mengingat tubuh tanggul Embung tipe urugan dan dengan pertimbangan lebih ekonomis, maka dipilih pelimpah (Spillway) tipe saluran terbuka.

  Analisa Hidrolika Bangunan Pelimpah (Spillway)

  d. Mempunyai Daerah Aliran Sungai (DAS) yang relatif kecil.

  b. Tinggi tanggul/tubuh embung dari dasar pondasi < 15 m.

  Mengingat Luasnya Permasalahan yang teridentifikasi, maka pada penelitian ini dilakukan pembatasan masalah antara lain sebagai berikut :

  3 .

  500.000 m

  Embung adalah bangunan konservasi air berbentuk kolam untuk menampung air hujan dan air limpas (run off) serta sumber air lainnya. Dengan harapan selama musim kemarau kapasitas tampungan embung akan dimanfaatkan untuk dapat memenuhi kebutuhan penduduk, ternak dan tanaman (puslitbang pengairan, 1994). Kriteria embung : a. Kapasitas tampungan <

  Harus dihitung dengan sebaik-baiknya karena resiko tidak mampu melimpahkan debit air banjir yang terjadi. Sebaliknya apabila ukurannya terlalu besar, bangunan akan menjadi mahal yang dapat mempengaruhi biaya proyek secara keseluruhan (Soedibyo, 2003).

  bangunan pelimpah adalah bangunan beserta Instalasinya untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam waduk/embung agar tidak membahayakan keamanan waduk/embung apabila terjadi kecepatan air yang besar akan terjadi olakan (turbulensi) yang dapat menggangu jalannya air sehingga menyebabkan berkurangnya aliran air yang masuk ke bangunan pelimpah.

  3. Menghitung stabilitas bangunan pelimpah Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan alternatif desain bentuk bangunan pelimpah embung yang sesuai secara teknis serta memnuhi aspek stabilitas kontruksi.

  2. Menghitung dimensi bangunan pelimpah

  1. Menghitung debit banjir rencana

II. TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan Umum

  1. Tidak mengalami penggulingan atau overturning.

III. METODE PENELITIAN

  Gambar 1 merupakan Peta Daerah Aliran Sungai Embung Hukung. Penentuan daerah aliran sungai (DAS) dilakukan berdasarkan peta rupabumi dengan skala 1:25.000. Didapat luasan DAS Embung Hukung sebesar 3,11 Km

  Analisis Hidrologi

  Pembahasan yang dilakukan mencakup analisis hidrologi, analisis hidrolika, dan stabilitas konstruksi. Secara umum analisis hidrologi merupakan bagian awal perancangan bangunan- bangunan hidrolik.

  IV. PEMBAHASAN h.

  g. Perhitungan stabilitas konstruksi untuk bangungan pelimpah dihitung berdasarkan guling, geser, daya dukung, daerah retak.

  f. Analisis hidrolika mencakup perhitungan dimensi bangunan pelimpah dan dimensi saluran pengarah pelimpah.

  d. Setiap perencanaan dibutuhkan data-data penunjang baik data primer maupun data sekunder. Dalam perenaan bangunan pelimpah data-data sekunder yang dikumpulkan adalah:

  Mengingat hanya Sta. Lewoleba yang berpengaruh terhadap sub DAS Embung Hukung. Maka untuk data curah hujan harian maksimum menggunakan stasiun hujan sta. Lewoleba dengan ketersediaan data dari tahun 2000 s/d 2011 (11 tahun), data curah hujan dapat dilihat pada Tabel 1.

  c. Studi literatur dilakukan untuk mendapatkan acuan dalam analisis data perhitungan dalam perencanaan bangunan pelimpah embung.

  b. Untuk dapat mengatasi permasalahan secara tepat maka pokok permasalahan harus diketahui terlebih dahulu. Solusi masalah yang akan dibuat harus mengacu pada permasalahan yang terjadi.

  a. Memilih topik Tugas Akhir yang akan dikerjakan, yaitu perencanaan bangunan pelimpah embung tipe saluran terbuka.

  Proses perencanaan bangunan pelimpah dilakukan melalui tahapan- tahapan sebagai berikut:

  Pemilihan Metode yang digunakan dalam perencanaan Bangunan Pelimpah menggunakan Metode Studi Kasus. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memberikan gambaran secara mendetail tentang latar belakang, sifat-sifat serta karakter-karakter yang khas dari kasus (M. Nazir, 1988). Hasil dari studi kasus ini dapat memberikan hipotesa-hipotesa untuk penelitian lanjutan.

  3. Tidak mengalami penurunan atau settlement Bangunan utama yang dikontrol stabilitas konstruksi mencakup bangunan pelimpah dan tubuh embung.

  2. Tidak mengalami penggeseran atau sliding.

  2 .

• Data hidrologi
• Data geologi
• Data topografi

  Gambar 1 Luas Das Embung Tabel 1 Data Curah Hujan Harian

  e. Analisis hidrologi mencakup perhitungan analisa curah hujan rencana, uji kecocokan, dan analisis debit banjir meliputi kegiatan analisis curah hujan rancangan dan analisis debit banjir rancangan dengan periode ulang 2,5,10,25,50, dan 100 tahun.

  Curah Hujan No Tahun Harian Maks (mm) 1 2001

  per periode ulang metode Der Weduwen disajikan pada Tabel 4 sebagai berikut:

  0.75

  51.72 50 179.20

  0.76

  42.57 25 157.46

  0.78

  34.76 10 133.89

  0.80

  23.43 5 113.34

  0.84

  82.47

  2

  Periode R _Tr (mm) t (Jam) Q _Tr (m _{Ulang (tahun)} ³ /dtk)

  Tabel 4 Hasil Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Der Weduwen

  2 Maka didapat besaran debit banjir rencana

  79 2 2002 138 3 2003 155 4 2004

  Δ H= 0,105 Km L = 2,354 Km A = 3,110 Km

  1. Metode Der Weduwen Ada beberapa parameter yang harus diketahui sebelum dilakukannya perhitungan debit banjir dengan metode Der Weduwen. Parameter tersebut didapat dari Peta Derah Aliran Sungai (DAS). Parameter tersebut sebagai berikut:

  Untuk memperkirakan debit banjir yang akan terjadi dapat dilakukan analisis hidrologi dengan menggunakan Metode Der Weduwen, HSS GAMA 1, Metode Haspers, Metode Mononobe, dan Metode Nakayasu. Analisis debit banjir dilakukan pada periode ulang 2 th, 5 th, 10, 50 th, dan 100 th. Besaran debit untuk setiap metodenya sebagai berikut:

  5 9.7778 13.4383 15.8740 18.6685 21.2463 23.6220 _{6 8.6587 11.9003 14.0572 16.5318 18.8146 20.9185 7 7.8131 10.7381 12.6843 14.9173 16.9771 18.8755 8 7.1476 9.8235 11.6040 13.6467 15.5311 17.2678 9 6.6078 9.0816 10.7277 12.6162 14.3582 15.9638 10 6.1596 8.4656 10.0000 11.7604 13.3843 14.8809 11 5.7804 7.9445 9.3844 11.0364 12.5603 13.9648} 12 5.4546 7.4967 8.8555 10.4144 11.8525 13.1778 _{13 5.1712 7.1072 8.3953 9.8732 11.2366 12.4930 14 4.9219 6.7646 7.9906 9.3973 10.6949 11.8908 15 4.7007 6.4605 7.6314 8.9749 10.2141 11.3563 16 4.5027 6.1884 7.3100 8.5969 9.7840 10.8780 17 4.3244 5.9433 7.0205 8.2564 9.3964 10.4472 18 4.1627 5.7211 6.7580 7.9477 9.0451 10.0565} 19 4.0153 5.5185 6.5187 7.6663 8.7249 9.7005 _{20 3.8803 5.3330 6.2996 7.4086 8.4316 9.3744 21 3.7561 5.1623 6.0980 7.1715 8.1617 9.0744 22 3.6414 5.0047 5.9118 6.9525 7.9125 8.7973 23 3.5351 4.8586 5.7392 6.7495 7.6815 8.5404 24 3.4362 4.7226 5.5786 6.5607 7.4666 8.3015} Analisis Debit Banjir Rencana

  Tabel 3 Hasil Perhitungan Intensitas Curah Hujan Metode Dr. Monobe _{t R2 R5 R10 R25 R50 R100 82.4691 113.3434 133.8865 157.4560 179.1978 199.2359 1 28.5904 39.2939 46.4158 54.5869 62.1244 69.0712 2 18.0109 24.7536 29.2402 34.3876 39.1359 43.5122 3 13.7449 18.8906 22.3144 26.2427 29.8663 33.2060 4 11.3461 15.5938 18.4201 21.6628 24.6541 27.4109}

  Perhitungan intensitas curah hujan menggunakan metode Dr. Mononobe, dengan hasil perhitungan disajikan pada Tabel 3, sebagai berikut:

  Analisis Intensitas Curah Hujan

  Setelah dilakukan uji kecocokan dengan 2 metode pengujian distribusi probabilitas yaitu metode uji Chi kuadrat dan metode smirnov kolmogorov maka dapat disimpulkan bahwa distribusi yang paling sesuai untuk menghitung debit banjir rencana adalah distribusi probabilitas log normal.

  3 ^{10 149.38 131.24 133.89 134.09} _{5 25 180.05 145.71 157.46 160.45 6 50 207.25 157.25 179.20 180.22 7 100 231.72 166.70 199.24 200.10 8 500 288.30 185.28 245.35 232.35 9 1000 312.56 192.38 265.66 237.60} Catatan: *) Metode yang terpilih untuk menghitung debit banjir rencana

  Tabel 2 Rekapitulasi Curah Hujan Rencana _{Periode Curah Hujan Rencana (mm), Metode No Ulang / T Gumbell Normal Log Normal Log Pearson (Tahun) *) Type III 1 2 81.26 88.00 82.47 82.36 2 5 123.08 116.37 113.34 113.38}

  Pada analisis curah hujan rencana dihitung dengan menggunakan 4 metode distribusi probabilitas yaitu metode Distribusi Probabilitas Gumbel, Distribusi Probabilitas Normal, Distribusi Probabilitas Log Normal, dan Distribusi Probabilitas Log Pearson III. Serta data yang diperlukan dalam perhitungan adalah data curah hujan harian maksimum seperti pada Tabel 1. Hasil perhitungan curah hujan rencana dengan menggunakan ke 4 metode distribusi disajikan pada Tabel 2, sebagai berikut:

  66 (Sumber: BMKG Stasiun Meteorologi Larantuka, 2014) Analisis Curah Hujan Rencana

  42 5 2005 55 6 2006 71 7 2007 99 8 2008 75 9 2009 94 10 2010 94 11 2011

  60.29

  16 1.690 1.768 2.228 3.076 3.859 4.580 100 199.24

  0.74

  68.28 _{17 1.686 1.734 2.051 2.861 3.607 4.295}

  2. Metode HSS Gama-1 _{19 1.682 1.699 1.817 2.500 3.186 3.819 18 1.683 1.712 1.905 2.670 3.385 4.043} Pada metode HSS Gama 1 _{20 1.681 1.692 1.763 2.348 3.008 3.617} sebelum melakukan perhitungan Hidrograf _{22 1.680 1.684 1.710 2.086 2.702 3.269 21 1.680 1.687 1.730 2.211 2.848 3.435}

  Satuan Sintetis Gama 1, ada beberapa _{23 1.680 1.682 1.698 1.973 2.568 3.117} parameter DAS yang harus sudah _Jumlah ^{24 1.679 1.681 1.691 1.869 2.446 2.979} _{64 90 111 140 168 193} diketahui. Parameter hidrograf satuan Gama-1 untuk Embung Hukung sebagai _{Maks 6.33 9.5 11.6 14.0 16.2 18.3} berikut:

  3.Metode Hasper _{No Parameter Nilai Satuan} Tabel 5 Parameter Hidrograf Satuan Gama-1 _{1 Jumlah pangsa sungai tingkat 1 4 buah} Parameter untuk metode Hasper _{4 panjang pangsa sungai semua tingkat 5.464 km 3 Panjang pangsa sungai tingkat 1 3.11 km Weduwen. Maka didapat besaran debit banjir 2 jumlah pangsa sungai semua tingkat 7 buah} sama dengan parameter untuk metode Der _{5 Jumlah pertemuan sungai (JN) 3 2} rencana per periode ulang untuk metode _{6 Luas DTA (A) 7 Luas DTA (AU) 1.195 Km Tabel 7 Hasil Perhitungan Debit Banjir 8 Panjang Sungai Utama (L) 2.354 km hulu total 3.11 Km 2} Hasper sebagai berikut: _{11 Kemiringan sungai rata-rata (S) 0.050 10 0,25 L 0.589 km 14 Kerapatan jaringan kuras (D) 1.757 13 Frekuensi sumber (SN) 0.571 12 Faktor sumber (SF) 0.569 9 0,75 L 1.766 km Periode Ulang r /dtk) (Tahun) (mm) (m /km /dtk) 10 133.89 25 157.46 2 5 113.34} Rencana Metode Hasper _{RTr (mm) 82.47 59.12 51.99 45.37 34.61 3 33.62 29.56 25.80 19.68 I 2 QTr (m 78.10 88.80 51.99 68.15 3 15 Wu adalah lebar DAS dikukur dari 0.75 L 0.603 Km 16 Wl adalah lebar DAS dikukur dari 0.25 L 0.770 Km 17 Faktor lebar (WF) 0.784 100 199.24} 50 179.20 ^65.29 _70.66 ^37.12 _{40.18 106.14} ^98.07 _{18 Perbandingan DTA dan DTA (RUA) 0.384 hulu total}

  4.Metode Mononobe _{19 Faktor Simetri (SIM) 0.301} Parameter untuk metode Mononobe sama dengan parameter untuk metode Der Maka didapat grafik hidrograf HSS

  Weduwen dan Hasper. Maka didapat Gama-1 seperti pada Gambar 2 dan untuk besaran debit banjir rencana per periode hasil perhitungan debit banjir rencana per ulang untuk metode Mononobe sebagai periode ulang disajikan pada Tabel 6 berikut:

  Tabel 8 Hasil Perhitungan Debit Banjir _{Periode Ulang Tr r (mm/jam) Tr (tahun) 10 133.89 130.85 25 157.46 153.88 117.04 5 113.34 110.77 2} Rencana Metode Mononobe _{R (mm) Q (m /dtk) 82.47 80.60 99.52 84.25 61.30 3 100 199.24 194.72 148.10} 50 179.20 175.13 133.21

  5.Metode Nakayasu

  Gambar 2 Grafik Hidrograf Satuan Sintetis

  Karakteristik Daerah Aliran Sungai

  (HSS) Gama-1

  (DAS) Embung Hukung:

  2 Tabel 6 Hasil Perhitungan Debit Banjir Rencana Luas (A) = 3,110 Km Metode HSS Gama-1 _{Periode Ulang (Tahun)} Panjang Sungai (L) = 2,354 Km _{t 2 th 5 th 10 th 25 th 50 th 100 th (m /det) (m /det) (m /det) (m /det) (m /det) (m /det) 3 3 3 3 3 3} Koef. Karakteristik DAS(α) = 3 _{1.679 1.679 1.679 1.679 1.679 1.679} Tinggi Hujan (R) = 1 mm _{2 6.328 9.483 11.582 13.990 16.212 18.259 1 6.042 8.621 10.338 12.307 14.124 15.798} Koefisien Run Off (C) = 0,65 _{3 5.646 8.781 10.867 13.261 15.469 17.503} Parameter hidrograf satuan sintetis: _{g = 0,382 Jam 4 4.757 7.670 9.609 11.832 13.884 15.775} Time Lag (T ) _{r 5 3.913 6.553 8.310 10.325 12.184 13.897 6 3.188 5.563 7.143 8.956 10.628 12.170} Satuan Waktu Hujan (T ) = 0,287 Jam _{p 7 2.596 4.729 6.152 7.785 9.291 10.679} Waktu Puncak (T ) = 0,612 Jam _{9 2.019 3.480 4.655 6.002 7.245 8.390 8 2.237 4.042 5.330 6.808 8.172 9.428} Waktu Penurunan Debit _{0,3 10 1.886 3.021 4.099 5.337 6.478 7.530} Puncak 30% (T ) = 1,147 Jam _{p = 0,42 R m /det}

  3 _{12 1.756 2.329 3.258 4.325 5.309 6.215 11 1.805 2.642 3.640 4.785 5.841 6.815} Debit Puncak (Q ) _{13 1.726 2.074 2.937 3.937 4.859 5.709} Setelah dilakukan perhitungan hidrograf _{15 1.697 1.826 2.431 3.323 4.146 4.904 14 1.708 1.919 2.664 3.607 4.476 5.277} satuan, Maka didapat grafik hidrograf HSS Nakayasu seperti pada Gambar 3.

  Gambar 3 Grafik Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu

  Hujan netto jam-jaman merupakan parameter yang digunakan dalam perhitungan hidrograf debit banjir rencana, besaran hujan netto jam-jaman disajikan pada Tabel 9.

  Tabel 9 Hasil Perhitungan Hujan Netto Jam- jaman

  Maka didapat besaran debit banjir rencana per periode ulang metode Nakayasu disajikan pada Tabel 10, sebagai berikut:

  Tabel 10 Hasil Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu _{Waktu Kala Ulang (Tr) Q 2th Q 5th Q 10th Q 25th Q 50th Q 100th (Jam) (m 3 /det) (m 3 /det) (m 3 /det) (m 3 /det) (m 3 /det) (m 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 3 /det) 0.612 12.449 17.109 20.210 23.768 27.050 30.075}

  1.000 11.518 15.831 18.700 21.992 25.029 27.827 _{1.759 8.157 11.211 13.243 15.575 17.725 19.707 2.000 7.443 10.229 12.083 14.210 16.172 17.981 2.500 6.453 8.868 10.476 12.320 14.021 15.589 3.000 5.611 7.712 9.110 10.714 12.193 13.557 3.480 3.736 5.135 6.066 7.134 8.119 9.026 4.000 2.539 3.490 4.122 4.848 5.517 6.134} 4.500 1.920 2.639 3.117 3.665 4.172 4.638 _{5.000 1.423 1.956 2.311 2.718 3.093 3.439 5.500 1.068 1.468 1.733 2.039 2.320 2.580 6.000 0.811 1.115 1.317 1.549 1.762 1.960 6.500 0.623 0.856 1.011 1.189 1.354 1.505 7.000 0.479 0.659 0.778 0.915 1.041 1.158 7.500 0.369 0.507 0.598 0.704 0.801 0.890} 8.000 0.284 0.390 0.460 0.541 0.616 0.685 _{8.500 0.218 0.300 0.354 0.416 0.474 0.527 9.000 0.168 0.231 0.272 0.320 0.364 0.405 9.500 0.129 0.177 0.209 0.246 0.280 0.312 10.000 0.099 0.136 0.161 0.189 0.216 0.240 10.500 0.076 0.105 0.124 0.146 0.166 0.184 11.000 0.059 0.081 0.095 0.112 0.128 0.142} 11.500 0.045 0.062 0.073 0.086 0.098 0.109 _{12.000 0.035 0.048 0.056 0.066 0.076 0.084 12.500 0.027 0.037 0.043 0.051 0.058 0.065 13.000 0.021 0.028 0.033 0.039 0.045 0.050 13.500 0.016 0.022 0.026 0.030 0.034 0.038 14.000 0.012 0.017 0.020 0.023 0.026 0.029 14.500 0.009 0.013 0.015 0.018 0.020 0.023} 15.000 0.007 0.010 0.012 0.014 0.016 0.017 _{15.500 0.006 0.008 0.009 0.011 0.012 0.013 16.000 0.004 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010 16.500 0.003 0.005 0.005 0.006 0.007 0.008} ^{17.000 0.003 0.003 0.004 0.005 0.005 0.006 17.500 0.002 0.003 0.003 0.004 0.004 0.005 18.000 0.001 0.002 0.002 0.003 0.003 0.004 21.000 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 0.002 21.500 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 22.000 0.000 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 22.500 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.001 23.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 23.500 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 24.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Max 12.449 17.109 20.210 23.768 27.050 30.075}

  Setelah dilakukan analisa debit banjir rencana dengan kelima metode diatas maka rekapitulasi perhitungan debit banjir rencana disajikan pada Tabel 11, untuk grafik gabungan debit banjir disajikan pada Gambar 4.

  Tabel 11 Analisis Debit Banjir Rencana Gambar 4 Grafik Gabungan Debit Banjir

  Rencana Lengkung Debit

  Sebelum melakukan perhitungan analisis hidrolika, terlebih dahulu menghitung lengkung debit yang bertujuan untuk menentukan debit banjir mana dari ke-5 metode tersebut yang akan digunakan untuk perhitungan analisis hidrolika.

  Penampang yang dibuat lengkung debit adalah penampang disekitar As Embung (S. Hukung), dengan kedalaman air (h) dimulai dari 0,50 m sampai dengan 3,00 m Hasil perhitungan lengkung debit disajikan pada Tabel 12:

  Tabel 12 Analisis Debit Banjir Rencana _{No h A P R S n V Q-Kap (m) (m 2 ) (m) (%) (m/dtk) (m 3 /dtk) 1 0.50 3.74 8.64 0.43 0.100 0.03 0.60 2.25 2 1.00 8.38 10.70 0.78 0.100 0.03 0.90 7.50 3 1.32 12.39 13.13 0.94 0.100 0.03 1.01 12.57}

  4 ^{1.50 14.29 14.17 1.01 0.100 0.03 1.06 15.15} _{5 2.00 21.75 18.26 1.19 0.100 0.03 1.18 25.77 6 2.50 31.08 22.10 1.41 0.100 0.03 1.32 41.13}

  7 ^{3.00 41.90 24.40 1.72 0.100 0.03 1.51 63.34} H = Tinggi Bangunan

  W = Freeboard/tinggi jagaan

  Dimana:

  2. Dimensi Saluran Pelimpah

  H = Kedalaman Air Sungai (m)

2 Perhitungan dimensi saluran

  ) A= Luas Penampang Sungai (m P= Keliling basah (m)

  pelimpah menggunakan rumus

  R= Jari-jari hidrolis (m)

  manning, dengan asumsi lebar

  S= Kemiringan dasar sungai arah

  saluran 4 m. Maka didapat tinggi

  memanjang (%)

  saluran sebesar 1 m dengan

  N= Koefisien Manning

  freeboard/tinggi jagaan setinggi

  V= Kecepatan aliran (m/detik) 1m. Q-kap = Debit aliran sungai (m3/detik)

  Dari Tabel 12 di atas maka diperoleh grafik lengkung debit sungai Hukung seperti pada Gambar 5 berikut :

  Gambar 7 Potongan Melintang Saluran Pelimpah

  Dimana: B = Lebar Bangunan

  H = Tinggi Bangunan W = Freeboard/tinggi jagaan

  Stabilitas Konstruksi

  Dalam perhitungan stabilitas

  Gambar 5 Grafik Lengkung Debit Sungai Hukung

  konstruksi bangunan pelimpah Embung

  Dengan elevasi muka air banjir Sungai

  Hukung ditinjau dari dua kondisi yaitu

  Hukung berada pada kedalaman 1,32 m

  3

  pada saat kondisi bangunan pelimpah

  diperoleh debit sebesar 11,647 m /detik, debit

  terjadi banjir dan pada saat kondisi

  ini identik dengan debit banjir Q-2th. Dari bangunan pelimpah kering. beberapa metode yang digunakan dalam

  Material/bahan yang digunakan yaitu

  analisis debit banjir, nilai Q-2th yang mendekati

  3

  batukali. Untuk bangunan pelimpah

  nilai Q = 11,647 m /detik adalah metode

  3

  pembanding ini didesain tanpa Nakayasu dengan Q-2th = 12,45 m /detik. menggunakan mercu dengan tujuan agar

  Sehingga untuk perencanaan bangunan

  dapat mengurangi biaya pelaksanaan dari

  pelimpah digunakan debit banjir Metode

  pekerjaan galian tanah bangunan Nakayasu. pelimpah.

  Analisa Hidrolika

  1. Kondisi Kering Statik

  1. Dimensi Bangunan Pelimpah Perhitungan Pada kondisi kering statik muka air dimensi bangunan pelimpah menggunakan diasumsikan setinggi dengan dasar debit rencana periode ulang 100 tahun

  3

  bangunan pelimpah, seperti pada Gambar sebesar 30,075 m /dt, dengan asumsi lebar

  8. Gaya yang bekerja pada kondisi bangunan pelimpah 10 m maka didapat kering statik adalah gaya akibat tinggi bangunan pelimpah sebesar 1,41 m tekanan tanah, gaya akibat beban dengan freeboard/tinggi jagaan setinggi 1m. sendiri, gaya akibat tekanan air, gaya tekanan ke atas (Uplift Pressure), dan zona retak (Crack Zone).

  Gambar 6 Potongan Melintang Bangunan Pelimpah Dimana:

  B = Lebar Bangunan

  b. Stabilitas Terhadap Geser Stabilitas terhadap geser pada kondisi statik gempa (dengan gaya gempa) didapat:

  =

  = 0,579ton/m

  2

  = 0,058kg/cm

  2

  < 1,911kg/cm

  2 SF =

  , ,

  Tekanan Geser :

  = 33 > 1,5 (OK)

  2. Kondisi Kering Statik Gempa Pada kondisi kering statik gempa muka air diasumsikan sama dengan kondisi statik yaitu setinggi dengan dasar bangunan pelimpah, seperti pada Gambar 8. Gaya yang bekerja pada kondisi kering statik gempa adalah gaya akibat tekanan tanah, gaya akibat beban sendiri, gaya akibat tekanan air, gaya gempa, gaya tekanan ke atas (Uplift Pressure), dan zona retak (Crack Zone.

  a. Stabilitas Terhadap Guling Stabilitas terhadap guling pada kondisi statik gempa (dengan gaya gempa) didapat:

  5,173 ton.m/m SF Guling =

  , ,

  = 1,6903 > 1,2 (ok)

  = ^,

  e. Daerah Retakan

• Gaya Horizontal + = 1,484 ton.m/m
• Gaya Horizontal - = 0,905 ton.m/m
• Gaya Horizontal Total = 0,579 ton/m
• Lebar Dasar = 1 m
• Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2 ( 1 PC : 4 PS )
• tg ɸ = 0,613
• C = 0,285 ton/m2
• Lebar Pondasi = 1,600 m
• Gaya Vertikal Total = 7,119 ton/m
• Kapasitas Tahan Geser = 2,602

  ton/m

  Gambar 8 Diagram Tegangan Gaya Bangunan Pelimpah Kondisi Kering

  a. Stabilitas Terhadap Guling Stabilitas terhadap guling pada kondisi statik (tanpa gaya gempa) didapat:

  Momen Tahan Guling (M-): 8,744 ton.m/m Momen Guling (M+): 3,347 ton.m/m

  b. Stabilitas Terhadap Geser Stabilitas terhadap geser pada kondisi statik (tanpa gaya gempa) didapat:

• Gaya Geser = 2,694 ton/m

  Geser

  d. Tegangan Kontak Syarat daya dukung :

  =

  ( , , , , , ) ,

  = 2,7546 > 1,5 (ok)

  c. Eksentrisitas

  Momen + = 3,347 ton.m/m Momen - = 8,605 ton.m/m Momen Total = 5,258 ton.m/m Gaya Vertikal + = 1,709 ton/m Gaya Vertikal - = 8,828 ton/m Gaya Vertikal Total = 7,119 ton/m Resultan = 1,354 m Lebar Pondasi = 1,600 m e 0,061 0,2667(ok)

  SF

• Momen Tahan Guling (M-): 8,744 ton.m/m
• Momen Guling (M+):
• tg ɸ = 0,613
• C = 0,285 ton/m2
>Lebar Pondasi = 1,6
• Gaya Vertikal Total = 7,119 ton/m
• Kapasitas Tahan Geser = 2,602
• Gaya Geser = 3,815 ton/m
• Momen + = 5,173 ton.m/m
• Momen - = 8,979 ton.m/m
• Momen Total = 3,806 ton.m/m
• Gaya Vertikal + = 1,709 ton/m
• Gaya Vertikal - = 8,828 ton/m
• Gaya Vertikal Total = 7,119 ton/m
• Momen Tahan Guling (M-): 8,979 ton.m/m
• Momen Guling (M+):
• Resultan = 1,870 m
• Lebar Pondasi = 1,600 m
• tg ɸ = 0,613
• C = 0,285 ton/m2
• Lebar Pondasi = 1,600 m
• Gaya Vertikal Total = 5,991 ton/m
• Kapasitas Tahan Geser = 3,307 ton/m
• Gaya Geser = 2,694 ton/m

  2

  , ,

  = 1,768 > 1,2 (ok)

  e. Daerah Retakan

  ( 1 PC : 4 PS )

  =

  ,

  = 1,487ton/m

  2

  c. Eksentrisitas

  = 2,7546 > 1,5 (ok)

  (ok) Syarat daya dukung :

  ( , , , , , ) ,

  =

  Geser

  Gambar 9 Diagram Tegangan Gaya Bangunan Pelimpah Kondisi Banjir

  a. Stabilitas Terhadap Guling Stabilitas terhadap guling pada kondisi statik (tanpa gaya gempa) didapat:

  3,949 ton.m/m

  SF Guling =

  , ,

  = 2,2739 > 1,5 (ok)

  =

  2

  SF

  < 15,695ton/m

  ton/m

  SF Geser =

  ( , , , , , ) ,

  = 1,9450 > 1,2 (ok)

  c. Eksentrisitas

  d. Tegangan Kontak

  1 = , ,

  1 −

  ( , ) ,

  1

  = 0,021ton/m

  2

  1

  =

  , ,

  1 −

  ( , ) ,

  1

  = 8,877ton/m

  2

  b. Stabilitas Terhadap Geser Stabilitas terhadap geser pada kondisi statik (tanpa gaya gempa) didapat:

• Momen + = 3,949 ton.m/m
• Momen - = 8,605 ton.m/m
• Momen Total = 4,657 ton.m/m
• Gaya Horizontal + = 2,392 ton/m
• Gaya Horizontal - = 0,905 ton/m
• Gaya Horizontal Total = 1,487 ton/m
• Lebar Dasar = 1 m
• Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2
>Gaya Vertikal + = 2,837 t
• Gaya Vertikal - = 8,828 ton/m
• Gaya Vertikal Total = 5,991 ton/m
• Resultan = 1,287 m
• Lebar Pondasi = 1,600 m
• Tekanan Geser :

2 SF =

  3. Kondisi Banjir Statik Pada kondisi banjir statik muka air setinggi dengan muka air banjir bangunan pelimpah, seperti pada Gambar 9. Gaya yang bekerja pada kondisi banjir Statik adalah gaya akibat tekanan tanah, gaya akibat beban sendiri, gaya akibat tekanan air, gaya tekanan ke atas (Uplift Pressure), dan zona retak (Crack Zone).

  =

  (ok) Syarat daya dukung :

  2

  < 15,695ton/m

  2

  = 4,064ton/m

  1

  ( , ) ,

  1 −

  , ,

  1

  = 12,85 > 1,2 (OK)

  2

  = 3,42ton/m

  1

  ( , ) ,

  1 +

  1 = , ,

  d. Tegangan Kontak

  = 0,149kg/cm

  =

  , ,

  <1,911kg/cm

• Gaya Vertikal + = 2,837 ton/m
• Gaya Vertikal - = 8,828 ton/m
• Gaya Vertikal Total = 5,991 t
• Gaya Horizontal + = 1,484 ton/m
• Gaya Horizontal - = 1,257 ton/m
• Gaya Horizontal Total = 0,227 ton/m
• Lebar Dasar = 1 m
• Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2
• Resultan = 1,870 m
• Lebar Pondasi = 1,600 m

  = 1,134 ton/m

  1

  ,

  =

  ( 1 PC : 4 PS ) Tekanan Geser :

  e. Daerah Retakan

  = 2,102 > 1,2 (ok)

  , ,

  =

  (ok Syarat daya dukung :

  d. Tegangan Kontak

  , ,

  =

  2

  1 +

  ( , ) ,

2 SF =

  1

  = 0,021ton/m

  2 2 = , ,

  1 −

  ( , ) , 1 = 7,467ton/m

  2

• Gaya Horizontal + = 2,392 ton/m
• Gaya Horizontal - = 1,257 ton/m
• Gaya Horizontal Total = 1,134 ton/m
• Lebar Dasar = 1 m
• Syarat Kuat Geser = 1,911 Kg/cm2

  2

  = 0,113kg/cm

  2

  2 SF =

  =

  , ,

  = 3,862 > 1,5 (ok)

  e. Daerah Retakan

  ( 1 PC : 4 PS ) Tekanan Geser :

  =

  ,

  = 0,227 ton/m

  = 0,023kg/cm

  2

  2

  <1,911kg/cm

  =

  , ,

  = 88,32 > 1,5 (OK)

  4. Kondisi Banjir Statik Gempa Pada kondisi banjir statik gempa muka air diasumsikan sama dengan kondisi banjir statik yaitu setinggi dengan muka air banjir bangunan pelimpah, seperti pada Gambar 9.

  Gaya yang bekerja pada kondisi kering statik gempa adalah gaya akibat tekanan tanah, gaya akibat beban sendiri, gaya akibat tekanan air, gaya gempa, gaya tekanan ke atas (Uplift Pressure), dan zona retak (Crack Zone).

  a. Stabilitas Terhadap Guling Stabilitas terhadap guling pada kondisi statik gempa (dengan gaya gempa) didapat:

  <1,911kg/cm

  < 15,695ton/m

• Momen Tahan Guling (M-):8,979 ton.m/m
• Momen Guling (M+):5,775 ton.m/m

  c. Eksentrisitas

  Guling

  1. Analisa Hidrologi Perhitungan analisis curah hujan rencana eksisting dihitung dengan 6 metode distribusi probabilitas yaitu: Distibusi Normal, Distribusi Log Normal 2 Parameter, Distribusi Log Normal 3 Parameter, Distribusi Gumbel Tipe I, Distribusi Pearson III dan Distribusi Log Pearson III. Perhitungan metode di atas dilakukan dengan bantuan perangkat lunak SMADA dan metode yang mempunyai rata- rata deviasi atau simpangan terkecil diambil

  Pekerjaan SID dan detail desain Embung Hukung telah dikerjakan oleh PT. Oseano Adhiptaprasarana pada tahun 2014. Dengan hasil perencanaan antara lain:

  4.6 Resume Survey Investigation Design (SID) Embung Hukung PT.Oseano Adhiptaprasarana

  = 16,85 > 1,2 (OK)

  , ,

  =

  SF

  =

  = 1,9486 > 1,2 (ok)

  , ,

  = 1,5549 > 1,2 (ok)

  b. Stabilitas Terhadap Geser Stabilitas terhadap geser pada kondisi statik gempa(dengan gaya gempa) didapat:

• tg ɸ = 0,613
• C = 0,285 ton/m2
• Lebar Pondasi = 1,600 m
• Gaya Vertikal Total = 5,991 ton/m
• Kapasitas Tahan Geser = 3,307
• Gaya Geser = 3,815 ton/m

  ton/m

  SF

  Geser

  =

  ( , , , , , ) ,

• Momen + = 5,775 ton.m/m
• Momen - = 8,979 ton.m/m
• Momen Total = 3,204 ton.m/m
untuk analisis debit banjir. Hasil perhitungan curah hujan rencana eksisting dengan menggunakan perangkat lunak SMADA disajikan pada Tabel 13.

  Tabel 13 Analisis Curah Hujan Rencana Eksisting

  a. Kondisi Kering (Faktor Keamanan = 1,5)

  1. Curah hujan rencana eksising dihitung dengan menggunakan program SMADA. Sedangkan curah hujan rencana pembanding dihitung dengan beberapa distribusi probabilitas tanpa menggunakan program SMADA. Distribusi yang dipilih setelah dilakukan uji kecocokan dengan kedua metode adalah Distribusi Probabilitas Log Normal.

  Berdasarkan hasil perencanaan bangunan pelimpah pembanding dapat disimpulkan:

  V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

  Guling : 2,91 Geser : 13,61 Daya Dukung Tanah : 3,16

  b. Kondisi Banjir (Faktor Keamanan = 1,2)

  Guling : 2,61 Geser : 4,96 Daya Dukung Tanah : 23,37

  3. Stabilitas Konstruksi Berdasarkan perhitungan stabilitas konstruksi bangunan pelimpah eksisting, konstruksi kuat terhadap guling, geser dan daya dukung tanahnya. Dengan nilai faktor keamanan setiap kondisinya sebagai berikut:

  (Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014) Catatan: *) Digunakan untuk analisis debit banjir,karena mempunyai simpangan terkecil.

  b. Saluran Pelimpah Lebar : 3 m Tinggi : 1 m Freeboard : 1 m

  a. Bangunan Pelimpah Lebar : 10 m Tinggi : 1,28 m Freeboard : 1 m

  2. Analisa Hidrolika Dimensi bangunan dan saluran pelimpah eksisting, yang telah diperhitungkan oleh perencana didapat:

  Dari Tabel 14 tersebut yang digunakan untuk perencanaan selanjutnya adalah Metode Unit Hidrograf Nakayasu, mengingat nilai metode ini mendekati nilai rata-rata dari ketiga metode tersebut.

  (Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014) (Sumber: PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014)

  Tabel 14 Analisis Debit Banjir Rencana Eksisting

  Pada perhitungan debit banjir rencana eksisting menggunakan 3 Metode yaitu dengan Metode Nakayasu, Metode Rasional, dan Metode Der Weduwen. Dengan hasil perhitungan disajikan pada Tabel 14 sebagai berikut:

  2. Debit banjir eksisting dihitung dengan 3 metode dan pemilihan debit banjir terpilih, dilipih dari grafik rata-rata. Pada debit banjir pembanding ini dihitung dengan 6 metode. Metode yang dipilih untuk desain bangunan pelimpah adalah Metode Nakayasu. Atas pertimbangan pada perhitungan analisa lengkung debit Sungai Hukung, elevasi muka air banjir berada pada kedalaman 1,32 mm dengan debit sebesar 11,647 m3/dtk, debit ini identik dengan debit banjir Q-2th Metode Nakayasu dengan debit sebesar 12,45 m3/dtk. Sehingga untuk perencanaan

  bangunan pelimpah digunakan debit banjir Metode Nakayasu.

DAFTAR PUSTAKA

  3. Untuk perencanaan bangunan pelimpah pembanding, didapat lebar bangunan pelimpah 10 m dengan tinggi muka air banjir 1,41 m sedangkan untuk saluran pelimpah didapat lebar 4 m dengan tinggi muka air banjir 1 m.

  4. Untuk bangunan pelimpah pembanding didesain tanpa menggunakan mercu dengan tujuan agar dapat mengurangi biaya pelaksanaan dari galian tanah. Dengan material/bahan yang digunakan yaitu batukali. Dari hasil perhitungan stabilitas konstruksi terhadap stabilitas guling, stabilitas geser, stabilitas daya dukung, dan daerah retak serta dihitung dalam kondisi banjir dan kering. Didapat bahwa bangunan pelimpah Embung Hukung aman terhadap bahaya tersebut. Dengan nilai factor keamanan untuk setiap kondisinya adalah:

  a. Kondisi Kering Statik (Faktor Kemanan = 1,5)

• Guling = 2,612
• Geser = 2,755
• Daya dukung tanah = 2,867
• Daerah Retak = 33
• Guling = 1,690
• Geser = 1,945
• Daya dukung tanah = 1,768
• Daerah Retak = 12,85
• Guling = 2,274
• Geser = 2,760
• Daya dukung tanah = 3,862
• Daerah Retak = 84,32

  b. Kondisi Kering Statik Gempa (Faktor Kemanan = 1,2)

  c. Kondisi Banjir Statik (Faktor Kemanan = 1,5)

  d. Kondisi Banjir Statik Gempa (Faktor Kemanan = 1,2)

• Guling = 1,555
• Geser = 1,949
• Daya dukung tanah = 2,102
• Daerah Retak = 16,85

  Saran

  Dapat dilakukan studi lanjutan mengenai bentuk saluran, material dan jenis pondasinya yang digunakan.

  Kamiana, I Made. 2011. Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air (Cetakan Pertama).

  Yogyakarta: Graha Ilmu. Wamardi, Erman. 2010. Desain Hidraulik Bangunan Irigasi (Cetakan Kedua). Bandung: Alfabeta.

  Soedibyo. 2003. Teknik Bendungan (Cetakan Kedua). Jakarta : PT. Pradya Paramita. Sosrodarsono, Suyono, dan Kensaku Takeda . 2002. Bendungan Type Urugan (Cetakan Kelima). Jakarta :PT. Pradya Paramita. Subarkah. Iman. 1980. Hidrologi untuk Perencanaan Bangunan Air. Bandung: Idea Dharma. Sunggono, KH, Ir. 1984. Teknik Sipil. Bandung: Nova. Hadihardaja, Joetata., dkk. 1997. Rekayasa Pondasi 1: Konstruksi Penahan Tanah. Jakarta: Gunadarma. Das, Braja M, Noor Endah, dan Indrasurya B Mochtar. 1998. Mekanika Tanah (Prinsip- prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Nazir, Mohammad.1988. Metode Penelitian (Cetakan Ketiga). Jakarta: Ghalia Indonesia. Hadi, Tjokro. 2011. Peningkatan nilai karakteristik mortar. Jurnal Teknis Vol.6 No.3. PT. Oseano Adhiptaprasarana, 2014. Laporan Akhir SID dan Detail Embung Irigasi

  1 Buah di Kabupaten Lembata, Provinsi Nusa Tenggara Timur.