Perencanaan Bangunan Pengendali Sedimen Pada Sungai Cimeta Sebagai Upaya Mempertahankan Usia Guna Waduk Cirata [PDF]

Citation preview

PERENCANAAN BANGUNAN PENGENDALI SEDIMEN DI SUNGAI CIMETA SEBAGAI UPAYA MEMPERTAHANKAN USIA GUNA WADUK CIRATA



PROPOSAL TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing Prof.Ir. Indratmo, M.Sc.,Ph.D. Dr.Eng. Eka Oktariyanto Nugroho, ST,MT Oleh:



ANDHIKA WICAKSONO SASONGKO 15817020



PROGRAM STUDI TEKNIK DAN PENGELOLAAN SUMBER DAYA AIR FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2019



DAFTAR ISI



DAFTAR ISI ................................................................................................................................................... i DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................................................... ii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................................................ 1 1.1 Judul .................................................................................................................................................. 1 1.2 Latar Belakang................................................................................................................................... 1 1.3 Rumusan Masalah ............................................................................................................................. 2 1.4 Maksud Dan Tujuan .......................................................................................................................... 3 1.5 Ruang Lingkup ................................................................................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan ....................................................................................................................... 4 BAB II DESKRIPSI LOKASI STUDI ................................................................................................................... 7 2.1 UMUM .............................................................................................................................................. 7 2.2 Kondisi Geologi ................................................................................................................................. 9 2.3. Kondisi Hidrologi ............................................................................................................................ 10 2.4 Kondisi Sedimentasi Eksisting ......................................................................................................... 11 BAB III TINJAUAN PUSTAKA...................................................................................................................... 13 3.1 Sedimentasi..................................................................................................................................... 13 3.2 Usia Guna Waduk ............................................................................................................................ 13 3.3 Trap Efficiency ................................................................................................................................. 14 3.4 Bangunan Pengendali Sedimen ....................................................................................................... 15 3.4.1 Tata Letak ................................................................................................................................. 15 3.4.2 Komponen Bangunan ............................................................................................................... 16 3.4.3 Stabilitas Bangunan .................................................................................................................. 17 BAB IV METODOLOGI ............................................................................................................................... 20 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................................................... 27



i



DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 : Peta Sub DAS Citarum .......................................................................................................... 7 Gambar 2. 2 : Peta Sub DAS Cimeta ............................................................................................................ 8 Gambar 2. 3 : Peta Geologi Sub DAS Cimeta ............................................................................................... 9 Gambar 2. 4 : Lokasi Stasiun Hujan ........................................................................................................... 10 Gambar 2. 5 : Kurva Tampungan .............................................................................................................. 12



Gambar 3. 1 : Komponen Bangunan Pengendali Sedimen ........................................................................ 16



Tabel 2. 1: Nama Stasiun Hujan Sekitar Sub DAS Cimeta .......................................................................... 10 Tabel 2. 2 : Curah Hujan Maksimum ......................................................................................................... 11



ii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Judul Rencana Judul dari Tugas Akhir ini adalah ”Perencanaan Bangunan Pengendali Sedimen di Sungai Cimeta Sebagai Upaya Mempertahankan Usia Guna Waduk Cirata” 1.2 Latar Belakang Kebutuhan akan air di jawa barat terus meningkat seiring dengan bertambahnya penduduk.Oleh karena itu



dibangunya suatu waduk merupakan upaya untuk mencukupi



kebutuhan air dengan menampung air berlebih pada saat musim hujan untuk dimanfaatkan sesuai kebutuhan pada sepanjang tahun. Berdasarkan pada Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Republik Indonesia Nomor 27/PRT/M/2015 Tentang Bendungan mendefinisikan waduk sebagai wadah buatan yang terbentuk akibat dibangunya bendungan. Waduk Cirata berada di Provinsi Jawa Barat, Indonesia dan berada pada 3 lintasan wilayah Kabupaten Bandung, Kabupaten Purwakarta dan Kabupaten Cianjur. Waduk ini merupakan salah satu waduk cascade yang membendung sungai citarum bersama Waduk Jatiluhur dan Waduk Saguling dan sudah beroperasi semenjak tahun 1987. Dengan kapasitas tamping sebesar 1.432 juta m3 pada tahun 2017. Waduk ini berfungsi sebagai pensuplai kebutuhan air baku bagi masyarakat, pemasok air irigasi, pencegah banjir dan mampu membangkitkan energi listrik sebesar 1.008 MW. Waduk Cirata di Kelola oleh PT PJB BPWC (Pembangkit Jawa Bali – Badan Pengelola Waduk Cirata). Terdapat 6 sungai utama yang mengalir menuju Waduk Cirata yaitu Sungai Cikundul, Sungai Cibalagung, Sungai Cisokan, Sungai Cilaku, Sungai Cimeta, dan Sungai Citarum. Berdasarkan studi yang dilakukan PT PJB BPWC, Sungai Cisokan dan Sungai Cimeta menghasilkan sedimen terbesar yang masuk ke Waduk Cirata. Masalah utama yang sedang dihadapi pengelola waduk dalam pengoperasian waduk adalah bagaimana agar usia guna waduk sesaui dengan usia yang telah direncanakan. Laju sedimentasi yang tinggilah yang menyebabkan berkurangnya usia guna waduk. Berdasarkan studi yang dilakukan PT PJB BPWC selaku pengelola waduk cirata, laju sedimen di Waduk Cirata meningkat dari yang direncanakan sebesar 2.2 juta m3/tahun menjadi 8.4 juta m3/tahun pada tahun 2017.



1



Kenaikan laju sedimentasi ini akan berpotensi menurunkan usia guna waduk dan akan menyebabkan berkurangnya volume efektif waduk. Tingginya laju erosi merupakan salah satu penyebab terjadinya peningkatan laju sedimentasi. Peningkatan laju erosi ini disebabkan oleh perubahan tata guna lahan yang terjadi di daerah tangkapan air (DTA) dari sungai bagian hulu waduk. Jika masalah ini tidak ditangani dengan segera maka akan menimbulkan potensi peningkatan laju sedimentasi di Waduk Cirata dan akhirnya akan mematikan fungsi dari Waduk Cirata. Oleh karea itu perlu ada usaha struktural untuk mengurangi laju sedimen yang masuk ke Waduk Cirata untuk mengembalikan usia guna waduk. Salah satu upaya untuk mengurangi laju sedimentasi yang masuk ke Waduk Cirata adalah dengan membangun bangunan pengendali sedimen yaitu check dam di salah satu sungai yang masuk ke Waduk Cirata. Dengan dibangunya checkdam memungkinkan mengendapkan sedimen pada hulu daerah tangkapan air dan mengontrol sedimentasi yang masuk ke Waduk Cirata. Sungai Cimeta merupakan salah satu sungai penyumbang sedimen terbesar selain sungai Cisokan. Apabila permasalahan sedimen ini tidak ditangani dengan segera, maka kapasitas tampung waduk akan terus berkurang setiap tahunnya yang tentu saja berpengaruh terhadap suplai energi listrik bagi penduduk di area Jawa Barat. Oleh karea itu diperlukan perencanaan bangunan pengendali sedimen berupa check dam yang direncanakan di Sungai Cimeta sebagai upaya pengendalian sedimen. 1.3 Rumusan Masalah 1. Berapa laju sedimentasi yang masuk ke Waduk Cirata dari Sub DAS Cimeta? 2. Bagaimana desain bangunan pengendali sedimen yang di terapkan untuk menahan laju sedimentasi yang masuk ke Waduk Cirata di Sub DAS Cimeta? 3. Bagaimana rencana operasi dan pemeliharaan bangunan pengendali sedimen yang telah dibangun? 4. Berapa rencana anggaran biaya (RAB) dari pembangunan bangunan pengendali sedimen yang diterapkan?



2



1.4 Maksud Dan Tujuan Maksud dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk untuk melakukan perencanaan bangunan pengendali sedimen untuk mengurangi laju sedimentasi di Waduk Cirata untuk mempertahankan usia guna waduk. Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Menghitung laju sedimen yang masuk ke waduk cirata dari Sungai Cimeta? 2. Merencanakan dimensi bangunan pengendali sedimen yang terletak di Sungai Cimeta? 3. Merencanakan tindak operasi dan pemeliharaan bangunan pengendali sedimen. 4. Membuat Rancangan Anggaran Biaya dari bangunan pengendali sedimen. 1.5 Ruang Lingkup 1. Mengumpulkan data Mengumpulkan data primer dan sekunder berupa data topografi, data curah hujan, data debit, data geometri sungai, peta geologi sungai, dan sedimentasi. 2. Melakukan analisa hidrologi Melakukan analisa hidrologi sebagai berikut : 1. Membuat delineasi DAS pada perangkat lunak GIS. 2. Melakukan penyaringan data hujan dengan uji homogenitas, keseragaman, konsistensi dan outlier. 3. Melakukan perhitungan curah hujan wilayah menggunakan Polygon Thiessen. 4. Melakukan analisis frekuensi dan uji kecocokan fungsi distribusi. 5. Melakukan perhitungan pola distribusi hujan jam – jaman. 6. Perhitungan curah hujan efektif. 7. Perhitungan debit banjir rencana dengan metode hidrograf satuan sintetis.



3



8. Melakukan kalibrasi debit dengan debit hasil pengukuran. 9. Menerapkan parameter kalibrasi pada titik sabo. 3. Melakukan analisa sedimentasi Melakukan analisa laju sedimen yang masuk ke waduk cirata dari Sungai Cimeta 4. Melakukan perencanaan bangunan pengendali sedimen Perencanaan yang dilakukan meliputi perencanaan dimensi dari tubuh bendung, peluap, mercu peluap, sayap, kolam olak, sub bendung dan bangunan pelengkap berdasarkan SNI 2851:2015 mengenai Desain Bangunan Penahan Sedimen 5. Melakukan analisa stabilitas pada bangunan pengendali sedimen Menyelidiki nilai safety factor dari bangunan pengendali sedimen berdasarkan gaya gaya yang bekerja pada bangunan dan pengaruhnya terhadap stabilitas bangunan. 6. Merencanakan operasi dan pemeliharaan bangunan pengendali sedimen Merenacnakan operasi dan pemeliharaan berdasarkan pedoman operasi dan pemeliharaan bangunan pengendali sedimen. 7. Merencanakan Rancangan Anggaran Biaya Penyusunan Rancangan Anggaran Biaya (RAB) dari tiap pekerjaan bangunan pengendali sedimen untuk bangunan utama dan bangunan pelengkap.



1.6 Sistematika Penulisan Bab I Pendahuluan Berisi latar belakang, rumusan masalah, maksud dan tujuan, ruang lingkup, dan sistematika penulisan. Bab II Tinjauan Pustaka 4



Berisi pustaka yang menjadi referensi dalam pembuatan Tugas Akhir ini. Pada Bab ini juga menjelaskan tentang teori dasar yang spesifik digunakan dalam Tugas Akhir ini. Bab III Metodologi Berisi tentang tahapan-tahapan dan metode yang akan digunakan dalam Tugas Akhir ini. Tahapan-tahapan dijelaskan dari awal sampai menjawab semua kebutuhan maksud dan tujuan dari Tugas Akhir ini. Bab IV Gambaran Lokasi Studi Berisi tentang lokasi yang akan ditinjau, kondisi geologi, hidrologi, dan sedimentasi Bab V Analisis Hidrologi Berisi hasil kajian dan evaluasi hasil kajian yang dilakukan berdasarkan konsep-konsep dasar yang digunakan dalam tinjauan pustaka dan mengacu pada hasil rumusan masalah, maksud dan tujuan, dan ruang lingkup. BAB VI Analisis Sedimentasi Berisi hasil kajian mengenai analisa laju sedimentasi berdasarkan erosi lahan dari Sub DAS Cimeta yang mangaliri Waduk Cirata untuk mengetahui laju erosi dari Sub DAS Cimeta. Bab VI Perencanaan Bangunan Pengendali Sedimen Berisi tentang proses perencanaan dan perancangan bangunan pengendali sedimen yang akan menjadi solusi untuk mengurangi laju sedimen yang masuk ke waduk cirata. Bab VII Rencana Anggaran Biaya dan Analisa Ekonomi Berisi rencana besarnya anggaran biaya yang diperlukan untuk membangun solusi teknis dan menganalisa kelayakan bangunan dari segi ekonomi. Bab VIII Rencana Operasi dan Pemeliharaan 5



Berisi rencana operasi dan pemeliharaan dari desain bangunan pengendali sedimen yang dibangun. Bab IX Penutup Berisi tentang kesimpulan dan saran dari proses pengerjaan tugas akhir.



6



BAB II DESKRIPSI LOKASI STUDI 2.1 UMUM



Gambar 2. 1 : Peta Sub DAS Citarum



Waduk Cirata terletakpada tiga wilayah kabupaten yaitu kabupaten Bandung, Kabupaten Cianjur dan Kabupaten Purwakarta tepat nya terletak pada 6°41'13,63"LS - 6°49'2,09"LS dan 107°14'59,72"BT - 107°22'1,82"BT. Luas permukaan waduk seluas 6320 Ha dan pada elevasi maksumum berada pada +223 m diatas permukaan laut. Waduk Cirata merupakan salah satu Sungai



bagian dari 3 (tiga) waduk besar kaskade citarum yaitu Waduk Saguling dibagian hulu dan Waduk Cikundul Juanda di bagian hilirnya. Sejak mulai dioperasikan tahun 1988 untuk pembangkiatan enerji listrik, dengan kapasitas daya terpasang 1008 MW dan kemampuan produksi rata rata tahunan sebesar 1426 GWh. Waduk Cirata dengan PLTA nya sebagai unit pembangkit yang berperanan dalam penyediaan enerji listrik melalui sistim interkoneksi Jawa Bali –Madura. Luas DTA dari Waduk Cirata adalah seluas 4150.76 km2. Daerah ini mencakup daerah genangan saguling dan juga daerah tangkapan air waduk saguling. Daerah tangkapan air waduk cirata dialiri oleh 4 sungai utama yaitu Sungai Cimeta, Sungai Cikundul, Sungai Cisokan dan Sungai Cibalagung. Berikut adalah luas Sub DAS dari 4 sungai yang mengaliri waduk cirata.



7



Sub DAS Cimeta terletak di Kabupaten Bandung Barat dan merupakan salah satu Sub DAS yang mengaliri Waduk Cirata. Luas DAS Cimeta sekitar 168.74 km2 dengan panjang sungai sepanjang 40.8 km.



Gambar 2. 2 : Peta Sub DAS Cimeta



8



2.2 Kondisi Geologi



Gambar 2. 3 : Peta Geologi Sub DAS Cimeta



Secara umum jenis batuan pada daerah penelitian berupa gunungapi tua yang terdiri dari susunan gunung api tua yang terdiri atas batuan breksi, lahar dan lava. Breksi gunungapi, breksi aliran, endaapan lahar, dan lava menunjukkan kekar lempeng dan tiang. Susunan batuan gunung api tua antara lain adalah andesit dan basal. Satuan batuan ini mendominasi daerah penelitian Sifat batuan ini adalah lapuk sedang dan berupa batupasir. Selain itu juga terdapat Allufial yang terdiri dari lempung, lanau, pasir dan kerikil. Jenis batuan ini terutama terdapat pada endapan Sungai Cimeta. Terdapat juga susunan Andesit-basalt, kedua batuan ini mempunyai tekstur (ukuran mineral) yang sama yaitu halus. Andesit mempunyai warna lebih cerah dan tidak dapat dipisahkan satuannya (PT PJB BPWC, 2017)



9



2.3. Kondisi Hidrologi



Gambar 2. 4 : Lokasi Stasiun Hujan



Pada Sub DAS Cimeta terdapat 4 stasiun hujan yang terdekat dan berada di sekitar Sub DAS Cimeta. Stasiun tersebut adalah Stasiun Cimeta, Stasiun Jangari, Stasiun Cirata dan Stasiun Cipeusing. Namun jika diproyeksikan dengan Polygon Thiessen, hanya Stasiun Cimeta dan Stasiun Cipeusing yang mempunyai luas pengaruh pada Sub DAS Cimeta. Berikut adalah curah hujan maksimal tahunan Stasiun Cimeta dan Stasiun Cipeusing.



Tabel 2. 1: Nama Stasiun Hujan Sekitar Sub DAS Cimeta



10



Tabel 2. 2 : Curah Hujan Maksimum



Terdapat juga satu pos penduga tinggi muka air atau AWLR yang terletan di Sub DAS Cimeta. Pos duga air tersebut mencatat debit harian yang mengalir di Sungai Cimeta. Nilai debit yang didapat dari pos duga air akan digunakan sebagai bahan kalibrasi debit pada penentuan debit banjir rencana perencanaan bangunan pengendali sedimen.



2.4 Kondisi Sedimentasi Eksisting Kapasitas tampung Waduk Cirata pada elevasi +220 m sebesar 1720 juta m3 dengan luas genangan sekitar 60,9 Km2 sedangkan kapasitas tampungan mati sebesar 288 juta m3 pada elevasi +180 m dan kapasitas tampung efektif sebesar 1432 juta m3 . Jika mengacu pada tinggi minimum operasional pada +205 m maka kapasitas tampungnya sebesar 987 juta m3 dan kapasitas tampung efektif menjadi sebesar 733 juta m3 . Telah terjadi pengurangan kapasitas tampung sebesar 253 juta m3 dalam kurun waktu 31 tahun. Hasil uji analisa butir (Grain size analysis) terhadap 27 buah contoh lumpur Waduk Cirata tidak menunjukkan adanya korelasi antara material pasir (sand), lanau (silt) dan lempung (clay) dari masing-masing contoh lumpur dan lokasi sampel. Persentase rata-rata material Sand = 27%, Silt = 26% dan Clay = 47% 11



Gambar 2. 5 : Kurva Tampungan



Hasil pengukuran batimetri Waduk Cirata tahun 2017 diketahui sebagai berikut. Kapasitas tampung dead storage pada elevasi +180 = 288 Juta m3. Sedimen rata-rata yang diendapkan selama 31 tahun= 42,3 Juta m3 .Sedimen rate rata-rata = 42,3 juta m3 dalam 31 tahun = 1,37 Juta m3 /tahun, maka sisa umur layan Waduk Cirata diperkirakan sekitar 210 tahun. (PT PJB BPWC)



12



BAB III TINJAUAN PUSTAKA 3.1 Sedimentasi Sedimentasi merupakan suatu proses pengendapan material hasil erosi yang masuk ke aliran sungai sehingga membentuk dataran aluvial. Proses ini tergolong mengganggu aliran sungai, karena dengan adanya pengendapan pada aliran (badan) sungai dapat menyebabkan berkurangnya tampungan volume air yang melewati sungai tersebut. Sehingga bisa jadi air sungai meluber ke sekitar badan sungai. Pengendapan sedimen di waduk-waduk akan mengurangi volume efektifnya (Sumarto, 1995) Endapan sedimen tersebut apabila semakin lama semakin terakumulasi jumlahnya, maka akan menimbulkan pendangkalan pada waduk dan muara sungai yang selanjutnya akan berakibat terhadap berkurangnya umur rencana waduk. Banyaknya angkutan bahan endapan tergantung dari besarnya erosi tanah yang terjadi. Semakin banyak jumlah bahan sedimen yang terangkut menunjukkan makin besar tingkat erosi tanah yang terjadi dalam daerah aliran sungai yang bersangkutan. Sedimen yang terbawa hanyut oleh aliran air terdiri dari dua muatan yaitu berupa muatan dasar (bed load) maupun muatan melayang (suspended load). Muatan dasar yaitu berupa material yang bergerak dalam aliran sungai dengan cara bergulir, meluncur, dan 3 meloncat di atas permukaan dasar sungai. Sedangkan muatan melayang yaitu butiran-butiran halus yang ukurannya lebih kecil yang senantiasa melayang di dalam air (Suryono & Tominaga, 1985). 3.2 Usia Guna Waduk Menurut Kironoto (1999), penentuan masa operasi bendungan didasarkan pada berbagai faktor yang terkait, seperti besar angkutan sedimen (Suspended dan bed load) di alur sungai, nilai erosi DAS, nilai trap efficiency bendungan, dan data fisik bendungan. Semua faktor tersebut erat kaitannya dengan permasalahan sedimentasi bendungan dengan penekanan pada masalah umur ekonomis bendungan. Menghitung umur layan waduk secara tidak langsung dapat dilakukan secara empiris, yaitu melalui pendekatan berat spesifik dan analisa butir dari contoh lumpur. Perhitungan umur waduk



13



dengan metode ini bisa digunakan dengan asumsi bahwa umur waduk akan habis saat dead storage telah terisi penuh. Maka sisa umur efektif waduk dapat dicari dengan persamaan : 𝑇=



𝑉 𝑉𝑠 ∙ 𝐸



dimana: T = Usia guna waduk (tahun) V = Volume tampungan mati (m3) Vs = Volume sedimen rata-rata yang masuk ke waduk (m3/tahun) = Ws/ γd Ws = Berat sedimen rata-rata yang masuk ke waduk (ton/tahun) γd = Berat isi kering endapan sedimen E = Trap Efficiency (%)



3.3 Trap Efficiency Efisiensi tangkapan sedimen (trap efficiency) dari waduk didefinisikan sebagai perbandingan antara besarnya sedimen yang mengendap di dalam waduk dengan aliran sedimen yang masuk ke dalam waduk. Efisiensi tangkapan sedimen (trap efficiency) sangat dipengaruhi oleh kecepatan jatuh partikel sedimen, kapasitas dan bentuk waduk serta besarnya aliran yang masuk ke dalam waduk. Untuk mencari trap efficiency dapat dilakukan dengan beberapa metode, untuk Tugas Akhir ini digunakan Metode Brune. Metode untuk perhitungan trap efficiency menggunakan Metode Brune dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan nomogram dan numeris. Pada Tugas Akhir ini akan digunakan perhitungan trap efficiency secara numeris dengan persamaan: (Brune,1993)



𝑌 = 100 (1 −



𝑛 1 ) 1 + 𝑎𝑋



dengan: Y = trap efficiency dalam % X = ratio antara volume waduk dengan inflow yang masuk ke waduk (C/I) 14



a dan n = konstanta. Jika menggunakan kurva trap efisiensi rata-rata maka nilai a = 100 dan n = 1,5



3.4 Bangunan Pengendali Sedimen Bangunan pengendali sedimen adalah bentuk usaha untuk memperlambat proses sedimentasi antara lain dengan mengadakan pekerjaan teknik sipil untuk mengendalikan gerakannya menuju bagian sungai dibagian hilirnya. Adapun pekerjaannya adalah berupa pembangunan bendungan penahan ( check dam, kantong lahar, bendung pengatur, bending konsolidasi serta pekerjaan normalisasi alur sungai) dan pekerjaan pengendalian erosi di lerenglereng pegunungan (Utomo, 1994) Bangunan air di sungai yang berfungsi sebagai penahan sedimen, tipe gravitasi atau tipe lainnya, yang dapat mengendalikan kecepatan, debit dan arah aliran sedimen, menampung sedimen baik secara tetap maupun sementara dan terdiri dari tubuh bendung termasuk fondasi, peluap yang dapat dilimpasi sedimen, sayap dan bangunan pelengkap yang mercunya dilimpasi aliran air. (SNI 2851:2015) 3.4.1 Tata Letak Tata letak bangunan penahan sedimen harus memenuhi ketentuan-ketentuan, sebagai berikut (SNI 2851:2015): a. Lokasi bangunan penahan sedimen ditetapkan pada ruas sungai yang lurus dan pada kondisi geologi yang baik. b.Apabila lokasi bangunan penahan sedimen pada tikungan sungai, harus dilakukan tinjauan hidraulik terhadap kemungkinan limpasan dan gerusan pada tebing luar tikungan baik di hulu maupun di hilir bangunan. c. Letak bangunan penahan sedimen ditentukan pada daerah dengan volume tampung besar yang daerah genangannya tidak terdapat perkampungan dan lahan pertanian. d.Harus saling terkonsolidasi dan melindungi dari bahaya degradasi sungai. e. Sumbu bangunan penahan sedimen harus tegak lurus arah aliran di bagian hilirnya.



15



3.4.2 Komponen Bangunan



Gambar 3. 1 : Komponen Bangunan Pengendali Sedimen



a. Pelimpah Pelimpah pada bangunan pengendali sedimen berfungsi untuk melewatkan debit desain yang terjadi pada alur sungai. Posisi dari pelimpah harus mempertimbangkan arah alur sungai, karena aliran debris cenderung tidak megikuti alur sungai. Oleh karena itu pelimpah harus mengarahkan arah aliran mengikuti alur sungai. b. Sayap Tembok sayap berfungsi sebagai pengarah arus, pencegah aliran samping dan sebagai penahan tanah atau pengaman terhadap longsoran tebing. Selain itu sayap juga berfungsi untuk menahan endapan sedimen di sekitar tebing sungai agar nanti akan terangkut oleh aliran debris. Sayap dari bangunan harus kuat menahan benturan batu batu dalam aliran. c. Tembok Tepi



16



Tembok tepi berfungsi sebagai penahan tanah, pencegah rembesan ke samping, pengarah arus atau aliran sungai pada kolam olak. Tembok tepi (side wall) yang harus didesain cukup kuat terhadap gaya gaya akibat tekanan tanah di belakang tembok tepi. Lebar dari tembok tepi harus lebih lebar dari pelimpah, agar dinding dari tembok tepi tidak tertimpa aliran debris pada saat terjadi banjir besar. d. Lubang Drainase Fungsi dari lubang drainase adalah untuk meloloskan air agar tidak ikut tertahan oleh tubuh bendung. Selain itu juga untuk memenuhi kebutuhan air di hilir main dam maka dibuat lubang drainase pada main dam. e. Kolam Olak Kolam olak berfungsi untuk menjaga keamanan tubuh bangunan penahan sedimen terhadap gerusan yang diakibatkan oleh terjunan dan benturan. Lantai dari kolam olak harus cukup kuat untuk menahan benturan batu batu yang jatuh dari pelimpah. f. Sub Bendung Agar material dasar sungai terutama batuan tidak ikut terangkut dalam aliran maka dibuat sub bendung untuk menahan batuan tersebut. Adanya sub bendung juga berfungsi untuk mencegah terjadinya gerusan pada hilir bangunan. Jika di bagian hilir sub bendung masih terjadi gerusan maka dibuat lagi sub bendung kedua pada hilir sub bendung pertama. 3.4.3 Stabilitas Bangunan Stabilitas suatu bangunan pengendali sdimen tergantung dari gaya gaya yang bekerja pada bangunan tersebut. Berikut adalah gaya gaya yang menjadi pertimbangan dalam perhitungan stabilitas bangunan : g. Berat bangunan itu sendiri h. Tekanan air statis dan dinamis i. Tekanan endapan sedimen j. Gaya angkat 17



k. Gempa bumi l. Daya dukung tanah Berdasarkan SNI 2851:2015 Untuk merencanakan konstruksi check dam terdapat beberapa gaya yang harus diperhitungkan, akan tetapi gaya tersebut ditinjau menurut dua faktor, yaitu: a. Kondisi muka air normal b. Kondisi muka air banjir Dalam mendesain dam, dibutuhkan perhitungan untuk menguji kestabilan bangunan agar dapat meminimalisir kemungkinan kegagalan bangunan. Akibat dari gaya gaya yang bekerja pada bangunan maka bangunan harus aman terhadap : a. Stabilitas Guling Agar bangunan stabil terhadap guling maka perbandingan antara resultan momen tahan dan resultan dari momen gaya yang bekerja melebihi 1,5. Untuk menentukan stabilitas terhadap guling maka dicari dengan persamaan sebagai berikut : 𝑆𝑓 =



𝑀𝑡 > 1.5 𝑀𝑔



Mt = momen tahan Mg = momen guling b. Stabilitas Geser Perhitungan stabilitas geser dilakukan dengan cara membandingkan resultan gaya yang bekerja secara vertikal dibagi dengan gaya yang bekerja secara horizontal. Berikut adalah persamaan stabilitas geser yang digunakan : 𝑆𝑓 =



𝑠𝑖𝑔𝑚𝑎 𝑉 > 1.5 𝑆𝑖𝑚𝑎 𝐻



18



c. Keamanan terhadap daya dukung.



σ1,2 = (



PV e ) (1 ± 6. ) 𝐷 𝐷



σ1 = tegangan vertikal pada ujung hilir bendung (t/m2 ) σ2 = tegangan vertikal pada ujung hulu bendung (t/m2 ) PV = gaya vertikal total (t) D = lebar dasar bendung utama (m) e = eksentrisitas resultan gaya yang bekerja (X – 2 D ) (m)



19



BAB IV METODOLOGI Proses pengerjaan tugas akhir ini akan mengikuti alur dari metodologi yang penulis sudah buat untuk mempermudah pengerjaan tugas akhir.



20



21



Ajuan metode metode yang akan digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Studi Literatur Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis membaca beberapa studi literatur yang berkaitan dengan bangunan pengendali sedimen. Dalam proses studi literatur ini penulis mencari berbagai bahan bacaan seperti artikel, jurnal, kriteria perencanaan, standar perencanaan, yang akan dijadikan acuan dan dasar perencanaan dan analisa. 2. Pengumpulan Data Data data yang dikumpulkan merupakan data sekunder yang diperoleh dari PT PJB BPWC selaku pengelola waduk cirata. Namun beberapa data didapatkan dari sumber open source seperti data tutupan lahan dan data DEM yang diperoleh dari DEMNAS. Untuk detail data yang sudah diperoleh akan disajikan dalam bentuk tabel seperti berikut : Tabel 4. 1: Perolehan Data



3. Analisis Hidrologi Analisa hidrologi dilakukan untuk mendapatkan debit banjir rencana yang diperlukan untuk perencanaan bangunan pengendali sedimen. Analisa hidrologi dilakukan berdasarkan SNI 2415:2016 mengenai penentuan debit banjir rencana. 4. Analisa Hidraulika Proses ini merupakan proses analisa hidraulika untuk mengetahui kondisi sungai eksisting, kapasitas sungai, jenis aliran di sungai dan analisis-analisis hidraulika yang diperlukan untuk mendapatkan dimensi bangunan pengendali sedimen yang sesuai dengan SNI 2851-2015 tentang desain bangunan penahan sedimen.



22



5. Analisa Stabilitas Analisa stabilitas diperlukan untuk mengetahui safety factor dari bangunan yang dibangun.Proses analisa stabilitas dari bangunan pengendali sedimen akan dilakukan berdasarkan SNI 2851-2015. Dilakukan juga penyelidikan pada kemungkinan terjadinya rembesan yang menyebabkan erosi buluh. 6. Analisa Sedimentasi Analisa sedimentasi dilakukan untuk mencari laju sedimentasi di sungai yang masuk ke Waduk Cirata dari Sub DAS Cimeta. Analisa laju sedimentasi dilakukan dengan metode USLE (Universal Soil Loss Equation). Pada analisa ini juga akan menghitung berapa persen laju sedimentasi pertahun yang dapat direduksi oleh bangunan pengendali sedimen yang telah direncanakan. Hasil analisa sedimentasi perlu di kalibrasi dengan kondisi sedimentasi eksisting di Sungai Cimeta. 7. Perencanaan Operasi dan Pemeliharaan Bangunan Pengendali Sedimen Pada tahap ini direncanakan operasi dan pemeliharaan bangunan pengendali sedimen agar bangunan dapat bertahan sesuai usia gunanya dan fungsinya dapat bekerja dengan baik. Perolehan Data Jadwal Pelaksanaan Sebagai penunjang keberjalanan tugas akhir saya merencanakan jadwal pelaksanaan pengerjaan tugas akhir saya sebagai berikut :



23



BAB V ANALISIS HIDROLOGI



5.1 Analisa Karakteristik DAS Daerah aliran sungai merupakan wilayah kesatuan dari suatu sungai dan anak anak sungainya yang berfungsi untuk menampung dan mengalirakan air dari curah hujan ked aua atau kelaut secara alamiah. Untuk menentukan batas dari DAS maka dilakukan delineasi DAS dengan perangkat lunak GIS. (Geographic Information System) dengan menggunakan pete DEM (Digital Elevation Model).



Selain penenttuan luas DAS ditentukan juga panjang sungai dan panjang sungai ke titik pusat dengan perangkat lunak GIS. Diperoleh luas Sub DAS Cimeta adalah 168.74 km2 dengan panjang sungai utama sepanjang 31.84 km. Diperoleh juga panjang sungai ke titik pusat atau Lc (Length of Centroid) adalah 14.31 km. Selain dilakukanya delineasi DAS, perlu juga dilakukan analisa tutupan lahan pada Sub DAS Cimeta untuk mengetahui nilai CN (Curve Number) dari tiap tiap tutupan lahan. Analisa tutupan lahan dilakukan dengan perangkat lunak GIS dan data diperoleh dari Badan Indonesia Geospasial. Berikut adalah hasil analisa tutupan lahan beserta luasanya.



24



No



Tata Guna



Luas



Lahan



(km2)



1 Hutan Sekunder 2 Perkebunan



8.25 18.22



Kebun 3 Campuran 4 Tegalan/Ladang 5 Sawah



114.12 4.39 13.64



6 Tanah Terbuka



3.32



8 Permukiman



6.52



Berdasarkan hasil analisa tutupan lahan, daerah Sub DAS Cimeta di dominasi oleh kebun campuran dan juga sawah. Terdapat juga hutan sekunder yang berada pada bagian hulu dan pada bagian hulir di dominasi oleh perkebunan. Selanjutnya untuk mendapat nilai CN dari Sub DAS 25



Cimeta diperlukan juga peta tipe tanah Sub DAS Cimeta yang di ambil dari Hydrologic Soil Grop.



26



DAFTAR PUSTAKA Desain Bangunan Penahan Sedimen. (2015). Jakarta: Badan Standar Nasional. Tata Cara Perhitungan Debit Banjir Rencana. (2016). Jakarta: Badan Standardisasi Nasional. Soehaimi, Asdani. "PATAHAN AKTIF DAN KEGEMPAAN DAERAH PLTA CIRATA-SAGULING DAN SEKITARNYA." Jurnal Geologi dan Sumberdaya Mineral 20.6 (2010): 335-341. Komarawidjaja, Wage. "Status kualitas air Waduk Cirata dan dampaknya terhadap pertumbuhan ikan budidaya." Jurnal Teknologi Lingkungan 6.1 (2005). Tatipata, Welstien Herma, et al. "Analisis Volume Sedimen yang Mengendap Setelah T-Tahun Waduk Beroperasi (Studi Kasus: Waduk Cirata)." Jurnal Teknik Sipil ITB 22.3 (2015) Soemarto, C. D. (1999). Hidrologi Teknik, Erlangga. Jakarta. Brune, G.N. 1953. Trap Efficiency for Reservoir. Transaction of the American, Geophysical Union, 1953, Volume 34 (3).



27