Ground Sill [PDF]

Citation preview

TINJAUAN ULANG PERENCANAAN PEMBANGUNAN GROUNDSILL SUNGAI BATANG AGAM KOTA PAYAKUMBUH Arafat_Marbawie_Peliang1 , Mawardi_Samah2 , Zahrul _Umar2 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta, Padang E-mail :[email protected], [email protected], [email protected] Abstrak Groundsill adalah bangunan yang dibangun melintang sungai yang bertujuan untuk mengurangi kecepatan arus dan meningkatkan laju pengendapan sedimen di bagian hulu groundsill. Hal ini dimaksudkan untuk mengamankan pondasi jembatan atau bangunan yang ada di hulu groundsill, sehingga struktur bangunan yang berada di bagian hulu sungai seperti jembatan atau bangunan air lainya aman terhadap erosi. Perencanaan groundsill sungai batang Agam ini direncanakan dengan menggunakan mercu tipe Ogee dengan kondisi Geologi daerah relatif muda atau belum dapat dikatakan stabil. Dalam pembuatan Tugas Akhir ini dilakukan perhitungan-perhitungan seperti analisa hidrologi, perhitungan hidrolis groundsill, perhitungan dimensi groundsill dan perhitungan stabilitas groundsill. Data-data pendukung adalah peta topografi berskala 1:50.000 dan data curah hujan selama 15 tahun pengamatan. Groundsill ini direncanakan dengan debit banjir periode ulang 25 tahun. Dari hasil perhitungan didapat: luas catchment area seluas 117 km2, debit banjir 25 tahunan (Q25) = 654,766 m3/dt. Lebar efektif groundsill 48 m, tinggi groundsill diambil 1 m yang dianggap dapat mengamankan pondasi jembatan yang ada ± 200 m dibagian hulu groundsill dan tinggi energi (H1) = 3,39 m. Pada perhitungan Stabilitas Groundsill dalam keadaan air normal didapat angka keamanan terhadap guling 5,83 dan angka terhadap keamanaan geser 5,22. Pada saat air keadaan banjir didapat angka keamanan terhadap guling 3,12 dan angka keamanan terhadap geser 3,27. Maka didapat kontruksi groundsill stabil. Kata Kunci : Groundsill, Tipe Mercu, Catchment Area, Stabilitas Groundsill.



REVIEW OF DEVELOPMENT PLANNING RE GROUNDSILL AGAM STEM RIVER PAYAKUMBUH CITY Arafat_Marbawie_Peliang1 , Mawardi_Samah2 , Zahrul _Umar2 Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta Of University, Padang E-mail:[email protected],[email protected], [email protected] Abstract Groundsill is building that build with crosswise the river with the intention for decrease the current speed and increase the sediment deposition ratein the part of groundsill headwaters. This matter for securing the bridge foundation or the building in the groundsill headwaters, so that the building structure in the part of headwaters like the bridge or another water’s buildigsafe from erosion. Groundsill’s plan of Batang Agam’s River has been planned with using mercu type Ogee with condition geology of the area is relativelyyoungorcan not besaidto be unstable.the final project performed calculatings like a hidrological analyse, groundsill hidrological’s calculations, groundsill dimensional calculations and stability groundsill calculations. Supporting data is a topographic maps with scale 1:50.000 and rainfall data during 15 years of observation. The groundsill has planned with floods discharge 25 years return period. from the calculation results have been obtained : catchment wide area 117 km2, 25 years flood discharges (Q25) = 654,766 m3/dt. effective width groundsill 48 m, high groundsill taken 1 m which is considered to secure the foundations of the existing bridge ± 200 m upstream groundsill and high energy (H1) = 3,39 m. the stability calculation groundsill in a state of normal water has obtainedsafe factor to bolster 5,83 and figures against sliding security 5,22. When the water in flooding has obtained safe factor to bolster 3,12 and figures against sliding security 3,27. So construction groundsill is stable. Keywords: Groundsill, Type Mercu, Catchment Area, Stability groundsill.



TINJAUAN ULANG PERENCANAAN PEMBANGUNAN GROUNDSILL SUNGAI BATANG AGAM KOTA PAYAKUMBUH



bangunan-bangunan pengendali sedimen ataupun bangunan pengamanan struktur seperti



groundsill



sesuai



kriteria



perencanaan bangunan persungaian yang berlaku.



PENDAHULUAN Hal yang



belakangi



Upaya-Upaya untuk mengantisipasi



Perancanaan



permasalahan permasalahan yang terjadi



Pembangunan Groundsill Sungai Batang



pada sungai Batang Agam telah dilakukan



Agam



mengantisipasi



oleh pemerintah. Salah satunya adalah



permasalahan-permasalahan yang terjadi



dengan pekerjaan pembangunan groundsill



pada sungai Batang Agam,antara lain:



pada sungai batang agam. agar stabil



a. Terjadi gerusan dasar sungai yang



sehingga dapat meminimalkan kerugian



sudah mengkhawatirkan terutama pada



yang timbul akibat terjadinya degradasi



bagian-bagian



yang dapat mengancam prasarana terutama



dilaksanakannya



sebagai



melatar



Pekerjaan



upaya



downstream



jembatan



yang ada.



jembatan-jembatan yang melintasi Batang



b. Terjadi gerusan tebing pada kiri kanan



Agam di Kota Payakumbuh, dengan jalan



sungai yang mengancam saluran primer



mengetahui data ukur dan perencaanan



irigasi Batang Agam sepanjang 4.00



teknis pengendalian banjir sebagai dasar



km, areal pertanian, pemukiman dan



pertimbangan teknis pelaksanaan konstruksi



fasilitas umum.



bangunan selanjutnya.



c. Terdapat



groundsill



irigasi



Batang



Berdasarkan pada kondisi diatas



Agam yang bagian hilirnya sudah



penulis mengangkat masalah ini sebagai



terancam gerusan.



bahan untuk pembuatan Tugas Akhir



d. Terdapat aktivitas penambangan galian



dengan



judul,



"Tinjauan



Ulang



(pasir) yang telah terjadi terus-menerus



Perencanaan Pembangunan Groundsill



dengan volume yang cukup besar.



Sungai



e. Terjadi penyempitan penampang sungai



Batang



Agam,



Payakumbuh".



di beberapa tempat.



a) Pengertian Groundsill



Untuk mengantisipasi ancaman ini perlu



Groundsill



dilakukan



investigasi



sedemikian



rupa



Kota



(bangunan



pengatur



sungai) adalah bangunan air yang dibangun



terhadap perilaku dan penyebab terjadinya



melintang sungai



kerusakan akibat degradasi pada sungai



untuk



tersebut sebagai dasar untuk membuat



untuk mendapatkan tinggi terjun. Hanya



yang



meninggikan



sengaja



elevasi



dibuat



muka



air



saja yang menyebabkan perbedaan antara



khususnya arah arus banjir, denah tersebut



groundsill dan bendung adalah pada fungsi



yaitu terdiri dari :



dan tujuan. Groundsill merupakan suatu



a.Denah tipe tegak lurus, umumnya sudah



struktur



ambang



dibangun pada



melintang



yang



banyak



sungai



yang



guna mencegah penurunan dasar sungai.



alur



dibangun



pada



sungai



bertujuan untuk mengurangi kecepatan



b. Denah tipe diagonal, tipe ini sangat



arus dan meningkatkan laju pengendapan



jarang dibuat.



di bagian hulu struktur. Hal ini dapat



c. Denah tipe poligonal.



menjaga agar tidak



elevasi



mengalami



lapisan



endapan



d. Denah tipe lengkung



penurunan,



sehingga



Denah tipe poligonal dan denah lengkung



struktur bangunan yang berada di bagian



hanya untuk kondisi yang khusus



hulu sungai seperti jembatan tetap dalam



karena berbagai kelemahannya antara lain



keadaan



groundsill menjadi



aman



meskipun



terjadi



lebih panjang



saja



dan



penambangan pasir pada sungai..



limpasan air terpusat di tengah serta



b) Pemilihan Groundsill



harganyapun mahal.



Didalam pemilihan ini penulis memilih



METODE



untuk tipe groundsill yaitu groundsill pelimpah. Groundsill terjunan



sehingga



pelimpah memiliki elevasi



permukaan



dasar sungai disebelah hulu groundsill



Penulis melakukan studi literatur dan pegumpulan data. Kegiatan yang akan dilakukan secara garis besar dibedakan atas: a.



Studi literatur



lebih tinggi daripada elevasi permukaan



Dalam studi literatur didapatkan teori-



dasar sungai sebelah hilirnya dan tujuannya



teori yang diperoleh melalui buku –



adalah untuk melandaikan kemiringan dasar



buku untuk analisa hidrologi yang



sungai.



berhubungan dengan penulisan tugas akhir. b.



Pengumpulan data Data yang dibutuhkan adalah



peta



DAS, data curah hujan 15 tahun (tahun Gambar 1.1. Groundsill Pelimpah Groundsill



pelimpah



1998 sampai tahun 2012) yang berasal



haruslah



direncanakan agar secara hidraulis dapat berfungsi



dengan



baik



antara



lain



denahnya ditempatkan sedemikian rupa agar



porosnya tegak arah arus sungai,



dari 2 Stasiun yaitu Stasiun Padang Tarab, dan Stasiun Canduang. c. Analisa dan perhitungan. 1) Curah hujan maksimum



Pada analisa ini, data curah hujan yang



curah



hujan



akan digunakan adalah data curah



aljabar,



hujan rata – rata maksimum yang



Tabel 1. Perhitungan curah hujan



diperoleh dengan menghitung data No



curah hujan 15 tahun dari 2 stasiun



rata-rata



Tahun Pengamatan



dengan



Curah Hujan Maksimum Dari 2 Stasiun (mm)



dengan menggunakan Metode Aljabar (



1



2012



100,70



Arithmetic mean ).



2



2011



91,25



2) Curah hujan rencana



3



2010



111



4



2009



52,47



5



2008



56,59



6



2007



44,8



Untuk menghitung curah hujan rencana penulis menggunakan 2 metode yaitu distribusi



prababilitas



uji



7



2006



55,15



untuk



8



2005



45,6



mendapatkan hasil perbandingan yang



9



2004



82,4



lebih efektif.



10



2003



136



11



2002



75,25



12



2001



51,05



13



2000



112,4



probabilitas



3)



dan



dimaksudkan



Analisa Debit Banjir Rencana Untuk



perhitungan



Debit



Banjir



Rencana dilakukan dengan metode



14



1999



117



Melchior. Data untuk metode tersebut



15



1998



73,6



di ambil dari nilai curah hujan rencana.



n=15



Perhitungan metode



ini,



debit



rencana



tinggi



dengan



hujan



yang



diperhitungkan adalah tinggi hujan



metode



∑R = 1205,26



(Sumber Data : Perhitungan Data Tugas Akhir) 2. Analisa Curah hujan rencana Untuk Analisa curah hujan rencana



pada titik pengamatan. ANALISA DAN PEMBAHASAN



dapat diperhitungkan melalui distribusi



1. Perhitungan Curah Hujan



probabilitas untuk periode ulang 2 tahun, 5



Data



ini



mencangkup



data-data



tahun, 10 tahun, 25 tahun, 50 tahun dan 100



mengenai curah hujan yang jatuh didaerah



tahun dengan metode :



yang akan diairi. Dalam perhitungan curah







Distribusi NORMAL



hujan ini ada 2 stasiun yang dipergunakan







DistribusiLOGNORMAL



data curah hujan dari stasiun Padang Tarab,







Distribusi GUMBEL



dan stasiun canduang dengan memakai data







Distribusi LOG PEARSON TIPE III



selama 15 tahun dari 1998 sampai dengan 2012 Didalam perhitungan data analisa



Dari perhitungan distribusi probabilitas bisa kita tentukan jenis distribusi tersebut



Untuk distribusi normal di syaratkan bahwa



Gumbel (tabel terlampir) di dapat jumlah



kemungkinan variat yang berada antara



data yang lebih kecil dari 21,03 mm adalah



x  s 



sebanyak 0 buah dan yang lebih besar dari



berada



x  s  adalah 68,27% dan antara x  2 s  dan x  2 s  adalah dan



95,44%.



Banyak



variat



yang



berada



139,67 mm adalah buah, sehingga Y1 = .1 Banyaknya Variat = x 100% = 95,24 % ≈ 95,44 %



diantara daerah tersebut adalah :



b) Distribusi Log Normal



Banyaknya Variat =



Langkah perhitungan :



x 100% = 68,27 %



Banyaknya Variat = x 100% = 95,44 %



1.



Cv = 0,0867



a) Distribusi Normal



2.



Cs = Cv3 + 3 Cv = 0,08673 + 3 x



Dari perhitungan sebelumnya diperoleh data sebagai berikut :



x



=



80.351 mm



S



=



29,66 mm



0,0867



Ck = Cv8 + 6 Cv6 + 15 Cv4 + 16 Cv2 +



3. 3



= 3,09



c) Distribusi Gumbel



Langkah perhitungan :



  Nilai x  s 



Nilai x  s = (80,351 – 29,66)= 50,69 mm (80,351 + 29,66)= 110,011



=



mm Dari data tabel hujan dan probabilitasnya



= 0,26







ni 1 xi  x n



Cs 



3



= 0,4087



n  1n  2 s 3







n 2 i 1 xi  x n



Ck 











4



n  1n  2 s 4



== 0,1654



d) Distribusi Log Pearson tipe III



untuk Distribusi Normal dan Gumbel di



Digunakan apabila hasil perhitungan pada



dapat jumlah data yang lebih kecil dari



distribusi normal, distribusi log normal, dan



50,69 mm adalah sebanyak 2 buah dan



distribusi



yang lebih besar dari 110,011 mm adalah 4



persyaratan



buah, sehingga Y1 = 4



peroleh data seperti tabel berikut :



Banyaknya Variat = x 100% = 80,95 % ≠



Tabel 2. Parameter Statistik untuk



68,27 %



menentukan jenis distribusi







Nilai x  2 s







=



[ 80,351 – (2 x 29,66)] =



No.



Distribusi



21,03mm







Nilai x  2 s







=



[ 80,351 + (2 x 29,66)] =



139,67 mm Dari data tabel hujan dan probabilitasnya untuk Distribusi Distribusi Normal dan



1.



gumbel



Normal



yang



tidak telah



memenuhi ditentukan.di



Persyaratan



x  s   68.27 % x  2.s   95.44 %



Hasil hitungan



80,95 % 95,24



Cs ≈ 0



%



Ck ≈ 3



0,4087



Dari table tersebut maka distribusi



0,1654 Cs = Cv3 + 3 Cv =



2.



yang dapat diterima dan selisih nilai yang terkecil adalah Metode Normal.



0.445



Log



Ck = Cv8 + 6 Cv6 +



Normal



15 Cv4 + 16 Cv2 +



0,25 3,09



4.Analisa



Gumbel



Hujan



Analisa distribusi ujan rencana yang



Cs = 1.14



0,4087



dilalukan adalah Distribusi Normal, sesuai



Ck = 5.4



0,1654



dengan hasil pemilihan uji Chi-Kuadrat dan Uji Smirnov Kolmogorov.



Log 4.



Curah



Rencana



3 = 3.354 3.



Distribusi



Selain dari nilai di



Pearson



Persamaan



atas



III



distribusi



Metode



Normal



adalah :



(Sumber Data: Hasil Perhitungan)



Xr



3. Uji distribusi probabilitas



Dari hasil perhitungan sebelumnya didapat:



Untuk lebih meyakinkan lagi untuk analisa



curah



hujan



kita



lakukan



= Xa + S . Kt



Xa



= 80.351 mm



S



= 29.667 mm



perbandingan uji distribusi probabilitas.



Nilai Kt diambil dari Tabel Nilai Variabel



Dengan memakai metode chikuadrat dan



reduksi Gauss



smirnof kolmogorof, kedua metode tersebut



X2



= 80.351 + 29.667 . 0,00 = 80.3510 mm



gabung dalam uji distribusi prababilitas untuk perhitungannya sendiri di dapatkan :



Untuk selanjutnya perhitungan di table kan



Tabel



Tabel 4. Perhitungan analisa distribusi



3.



Pehitungan



uji



distribusi



curah hujan rencana



praobabilitas N O



METODE PENGUJI AN



Chi1



Kuadrat (X²)



Smirnov 2



Kolmogor ov



LOG



LOG



NORM



PEARS



AL



ON III



NORM



GUMB



AL



EL



0.86