Merencanakan Bendung - weir dengan debit periode ulang 100 tahun untuk jenis tanaman padi

INI HANYA REFERENSI UNTUK MENGERJAKAN BENDUNG , BEUM TENTU BENAR,
MOHON MAAF JIKA ADA KESALAHAN
i

ii

iii

iv

v
DAFTAR ISI
BAB I – PENDAHULUAN.............................................................................. 1
1.1 Definisi Bendung.................................................................................... 1
1.2 Fungsi Bendung...................................................................................... 1
1.3 Klasifikasi Bendung ............................................................................... 1
1.4 Bagian – Bagian Bendung...................................................................... 2
BAB II – DAERAH BENDUNG DAN DEBIT ANDALAN..............4
2.1 Keadaan Topografi ................................................................................. 4
2.2 Klimatologi............................................................................................. 4
2.3 Gempa..................................................................................................... 7
2.4 Catchmen Area ....................................................................................... 7
2.5 Iklim dan Hidrologi ................................................................................ 31
2.5.1 Umum......................................................................................... 31
2.5.2 Distribusi Curah Hujan .............................................................. 31
2.5.3 Metode Polygon Thiessen.......................................................... 31
2.6 Perhitungan Evapotranspirasi Potensial(ETo)........................................ 32
2.6.1 Perhitungan Tekanan Uap air..................................................... 32
2.6.2 Fungsi Angin.............................................................................. 33
2.6.3 Faktor Koreksi Terhadap Temperatur........................................ 33
2.6.4 Radiasi Netto.............................................................................. 34
2.6.5 Faktor Koreksi Cuaca................................................................. 35
2.7 Perhitungan Debit Andalan .................................................................... 35
BAB III – ANALISA HIDROLOGI............................................................ 45
3.1 Umum..................................................................................................... 45
3.2 Penentuan Periode Ulang........................................................................ 45
3.3 Analisa Frekuensi Curah Hujan dengan Metode Gumbel...................... 48
3.4 Analisa Frekuensi Curah Hujan dengan Metode Log Person III............ 51
3.5 Analisa Frekuensi Curah Hujan dengan Metode Normal....................... 54
3.6 Analisa Frekuensi Curah Hujan dengan Metode Log Normal ............... 56
3.7 Analisa Debit Rencana ........................................................................... 62
BAB IV- DESAIN HIDROULIS BENDUNG........................................... 68
4.1. Elevasi Puncak Mercu ............................................................................ 68
4.2. Elevasi Dasar Sungai.............................................................................. 68
4.3.Tinggi Bendung....................................................................................... 68
4.4. Lebar Bendung ....................................................................................... 70
4.5. Lebar Efektif Bendung ........................................................................... 70
4.6. Pemilihan Bentuk Mercu........................................................................ 71
4.7. Menentukan Tinggi Muka Air di Sungai Sebelum ada Bendung........... 75
4.8. Menentukan Tinggi Air di atas Mercu Bendung.................................... 76
4.9. Perencanaan Kolam Olak ....................................................................... 79
4.9. Perhitungan Terhadap Rembesan........................................................... 83
BAB V – ANALISA STABILITAS BENDUNG ................................87
5.1 Umum..................................................................................................... 87
5.2 Syarat – Syarat Bendung ........................................................................ 87

vi
5.3 Gaya – Gaya Bekerja pada Bendung...................................................... 89
5.4 Perhitungan Terhadap Erosi Tanah ........................................................ 93
BAB VI – PERENCANAAN BANGUNAN PELENGKAP .............120
6.1 Bangunan Intake..................................................................................... 120
6.2 Kantong Lumpur..................................................................................... 122
6.3 Bangunan Pembilas ................................................................................ 127
6.4 Desain Saluran Primer............................................................................ 128
BAB VII – GAMBAR AUTOCAD BENDUNG.................................132

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Definisi Bendung
Bendung merupakan bangunan pelimpah melintang sungai yang memberikan tinggi muka
air minimum kepada bangunan pengambil untuk keperluan irigasi. Bendung merupakan
penghalang selama terjadinya banjir dan dapat menyebabkan genangan yang luas di daerah –
daerah hulu bending selain itu, bending juga merupakan salah satu contoh bangunan air
yang mencakup hamper keseluruhan aspek bidang teknik sipil, seperti aspek dalam bidang
air,struktur, geoteknik, serta manajemen kontruksi dalam perencanaanya.
1.2 Fungsi Bendung
Bendung memiliki fungsi antara lain:
-) Meninggikan taraf muka air agar air sungai dapat disadap sesuai kebutuhan.
-) Mengendalikan aliran sungai.
-) Mengendalikan angkutan sedimen dan geometri sungai sehingga air dapat dimanfaatkan
secara aman
1.3 Klasifikasi Bendung
Berdasarkan fungsinya, bending dapat diklasifikasikan menjadi:
a) Bendung penyadap
Bendung penyadap digunakan untuk menyadap aliran air untuk berbagai keperluan
seperti irigasi, penyediaan air baru dan sebagainya.
b) Bendung Pembagi Banjir
Bendung ini dibangun pada percabangan sungai untuk mengatur muka air sungai,
sehingga terjadi pemisahan. Pemisahan antara debit banjir dan debit rendah sesuai dengan
kapasitasnya.
c) Bendung Penahan Pasang
Bendung ini dibangun pada bagian sungai yang dipengaruhi pasang surut air laut
antara lain untuk mencegah masuknya air asin
berdasarkan tipe strukturnya, bending diklasifikasikan menjadi:
a) Bendung Gerak
b) Bendung Tetap
c) Bendung kombinasi
d) Bendung bottom intake
Berdasarkan sifatnya, bending diklasifikasikan menjadi:
a)Bendung Permanen
Seperti bending pasang batu, beton, ataupun kombinasi batu dan beton.
b) Bendung semi-permanen
Seperti bending bronlong, cerucuk kayu dan lain sebagainya.
c) Bendung Darurat
Bendung yang dibuat oleh masyarakat pedesaan, seperti rumpukan batu dan
sebagainya.
1.4 Bagian – Bagian Bendung
a) Tubuh bending
Komponen utama bending yang terdiri dari ambang tetap dan mercu bending.

2
Diletakkan kurang lebih tegak lurus aliran sungai saat banjir dan air normal.
Maksudnya agar arah aliran utama menuju bending dan yang keluar dari bending
terbagi merata, sehingga tidak menimbulkan pusaran – pusaran air di udik bangunan
pembilas dan intake. Pusaran aliran ini dapat menimbulkan gangguan penyadapan di
intake dan pembilasan sedimentasi.
b) Bangunan pengambil (intake)
Bangunan pengambil adalah sebuah bangunan berupa pintu air. Air irigasi
dibelokkan dari air sungai melalui bangunan ini menuju saluran primer. Letaknya
biasanya berada pada sisi kiri dan kanan bending apabila daerah irigasi berada di
tempat tersebut. Pertimbangan utama dalam merencanakan bangunan pengambil
adalah debit rencana dan pengelola sedimen.
c) Bangunan Pembilas (Flushing Out)
Bangunan pembilas memiliki fungsi untuk membilas angkutan sedimen dengan
aliran keluar (intake) bangunan pengambil menuju tubuh bending sehingga akan
mengurangi jumlah angkutan sedimen masuk ke intake.
Ada beberapa macam metode pembilas bangunan, yakni:
-) Bangunan Pembilas Konvensionall
-) Bangunan Pembukas dengan under sluice
-) Bangunan pembilas shunt under sluice
-) Bangunan pembilas bawah tipe baus
d) Kolam olak (strilling basin)
Berfungsi untuk meredam energy air akibat pembendungan agar air di hilir bending
tidak menimbulkan pergerakan setempat yang dapat membahayakkan struktur.
e) Tanggal Pengaman
Berfungsi untuk melindungi daerah yang berdekatan dengan lokasi bending dari
genangan akibat banjir. Tanggul pengaman sebaiknya direncanakan 0,25 meter
diatas elevasi pangkal bending (abuntment) guna menciptakan keadaan ekstra
selama terjadi banjir yang luar biasa besar.
f) Kantong lumpur ( sediment trap)
Berfungsi mengendapkan fraksi – fraksi sediment dan biasanya ditempatkan persis
disebelah hilir pengambilan. Bangunan ini juga berperan menjadi kualitas air yang
masuk ke dalam daerah irigasi.
g) Bangunan pelengkap
Merupakan bangunan yang ditambahkan pada bangunan utama untuk melengkapi
fungsi – fungsi bangunan tersebut seperti:
-) Bangunan pengukur debit dan muka air di sungai maupun saluran.
-) Pengoperasian pintu air.
-) Peralatan komunikasi, tempat teduh serta perumahan untuk tenaga eksploitasi dan
ruang kerja untuk eksploitasi dan pemeliharaan
-) Jembatan di atas bending yang ditujukan agar seluruh bangunan utama mudah
dijangkau atau agar bagian – bagian tersebut terbuka untuk umum.
-) Instalasi air mikro atau mini tergantung pada evaluasi ekonomi serta
memungkinkan pemakaian hidrolik. Instalasi ni bias dibangun di dalam bangunan
ataupun tempat yang memungkinkan lainnya.

3
BAB II
DAERAH BENDUNG
DAN DEBIT ANDALAN
2.1 Keadaan Topografi
Topografi pada daerah yang akan direncanakan sangat memengaruhi perencanaan dan
biaya pelaksanaan bangunan utama, yaitu:
 Harus cukup tempat di tepi sungai untuk membuat kompleks bangunan utama,
termasuk kantong lumpur dan bangunan pembilasan.
 Topografi mempunyai pengaruh terhadap panjang serta tata letak tanggul banjir
dan tanggul penutup
 Topografi mempunyai pengaruh terhadap perencanaan trase saluran primer yang
tidak terlalu mahal
Adapun keadaan topografi perencanaan bending ini adalah sebagai berikut:
 Evaluasi dasar sungai rencana bending(m) : 820 m
 Panjang saluran dari rencana bending sampai ke lokasi sawah(m) : 7700 m
 Kemiringan sungai rata – rata di lokasi rencana bending(m) : 0.00045
 Lebar rata – rata sungai di lokasi rencana bending(m) : 36 m
 Kemiringan talud/tebing sungai di lokasi rencana bending : 1:1,7
 Luas areal sawah sebelah kanan (Ha) : 840 Ha
 Luas areal sawah sebelah kiri (Ha) : 1130 Ha
 Elevasi sawah tertinggi yang akan dialiri(m) : -4 m
 Elevasi sawah terendah yang akan dialiri (m) : -9 m
 Tinggi genangan air di sawah (m) : 0.12 m
2.2 Klimatologi
Pada Perencanaan bending selain keadaan topografi, juga diperlukan adanya data – data
klimatologi pada sekitar lokasi bending yang direncanakan. Data – data klimatologi yang
diperoleh adalah sebagai berikut:
Data Penyinaran Matahari Rata-Rata Bulanan
Bulan
Penyinaran Matahari
(%)
Januari 80
Febuari 79
Maret 70
April 82
Mei 72
Juni 68
Juli 69
Agustus 80
September 70
Oktober 77
November 82
Desember 85

4
Data Kelembapan Udara Rata-Rata Bulanan
Bulan
Kelembapan Udara
(%)
Januari 80
Febuari 70
Maret 70
April 90
Mei 82
Juni 83
Juli 80
Agustus 80
September 79
Oktober 90
November 83
Desember 77
Data Temperatur Rata-Rata Bulanan
Bulan
Suhu Udara (T˚C)
Max Min 𝑻
Januari 32 26 29
Febuari 33 20 26.5
Maret 31 20 25.5
April 33 29 31
Mei 31 23 27
Juni 20 18 19
Juli 20 14 17
Agustus 29 17 23
September 28 21 24.5
Oktober 25 18 21.5
November 24 17 20.5
Desember 26 18 22
Data Kecepatan Angin Rata-Rata Bulanan (Asumsi)
Bulan
Kecepatan Angin Rata-Rata
(km/hari)
Januari 61
Febuari 62
Maret 63
April 68
Mei 84
Juni 121
Juli 170
Agustus 158

5
September 163
Oktober 116
November 93
Desember 69
Data Expose Surface (Asumsi)
Bulan
Expose Surface
(%)
Januari 20
Febuari 20
Maret 30
April 20
Mei 20
Juni 20
Juli 30
Agustus 40
September 50
Oktober 50
November 40
Desember 30
2.3 Gempa
Dari peta zona zeismeth, untuk perencanaan bangunan tahan gemoa di peroleh:
 Percepatan gempa dasar, ac : 1.64 𝑚/𝑠
 Koefisien jenis tanah (n:m) : 1,58 : 0,85
 Faktor yang bergantung pada letak geografisnya,z : 0,56
 Percepatan gempa rencana, ad= 𝑛(𝑎𝑐. 𝑧) : 1.469 𝑚/𝑠
 Koefisien gempa, E= 𝑎𝑑/𝑔 : 0.149
2.4 Catchment Area
Perhitungan luas catchment area adalah dengan cara membagi – bagi luasan catchment
area pada peta menjadi luasan – luasan bangunan datar yang kecil dan umum dilihat. Luasan
catchment area pada peta dipindahkan ke atas kertas millimeter agar mempermudah
perhitungan dan harus sesuai dengan skala yang telah ditentukan, yaitu sebesar
Plot ke AUTOCAD

6

7
Hitung luasan dengan AUTOCAD
Luasan I = 224.538 𝑘𝑚
Luasan II = 287.446𝑘𝑚

8
Luasan III = 279.096𝑘𝑚
Luasan IV = 176.474𝑘𝑚
𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑙𝑢𝑎𝑠𝑎𝑛 = 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝐼 + 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝐼𝐼 + 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝐼𝐼𝐼 + 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝐼𝑉
= 224.538 + 287.446 + 279.096 + 176.474
= 967.554 𝑘𝑚

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28
2.5Iklim dan Hidrologi
2.5.1 Umum
Data hidrologi di suatu daerah sangat dibutuhkan dalam perencanaan bangunan bendung.
Karakteristik hidrologi suatu daerah sangat ditentukan oleh iklim:
 Curah hujan
 Sinar matahari
 Kecepatan angina
 Temperatur
 Kelembapan udara
Faktor – factor tersebut dalam perhtiungan hidrologi banyak yang tidak dapat
ditentukan dengan pasti sehingga digunakan pendekatan – pendekatan empiris untuk
mendapatkan rumusan yang diperlukan.
Umumnya, keadaan hidrologi suatu daerah sangat memengaruhi usaha
pengembangan sumner daya air dan analisa hidrologi sangat penting untuk
menentukan besar dari run off. Faktor – factor yang memngaruhi besarnya banjir dari
suatu daerah pengaliran antara lain yaitu:
 Besarnya Hujan yang terjadi
 Bentuk dan besarnya daerah pengaliran
 Kemiringan daerah
 Jenis tanah dasar yang menentukan kemampuan resapan air
 Hujan yang terjadi sebelumnya
 Keadaan suhu dan angina yang mempunyai pengaruh terhadap besarnya
respon
2.5.2 Distribusi Curah Hujan
Curah hujan yang diperlukan dalam penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air dan
rancangan pengendalian banjir adalah curah hujan rata – rata di seluruh daerah yang
bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu. Curah hujan ini disebut curah
hujan wilayah atau daerah dan dinyatakan dalam mm.
2.5.3 Metode polygon Thiessen
Cara ini memiliki konsep berdasarkan penakaran rata - rata (weighted average). Masing –
masing stasiun mempunyai daerah pengaruh yang dibentukk dengan menggambarkan garis –
garis sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung di antara dua buah pers stausiun curah
hujan.
2.6 Perhitungan Evapotransporasi potensial (𝑬𝑻𝟎)
Perhitungan 𝐸𝑇 pada tugas ini menggunakan metode Panmann untuk
menghitungnya dapat digunakan persamaan berikut
𝐸𝑇 = 𝑐[(𝑤. 𝑅 ) + (1 − 𝑤)𝑓(𝑢)(𝑒 − 𝑒 )]

29
Dimana
𝐸𝑇 : Evapotranspirasi acuan (mm/hari)
𝑤 : Faktor koreksi terhadap temperature
𝑅 : Radiasi netto (mm/hari)
𝑓(𝑢) : fungsi angina
(𝑒 − 𝑒 ) : perbedaan antara tekanan uap air lembab pada
temperature udara rata – rata dan
tekanan uap air akutal rata – rata
𝑐 : Faktor koreksi cuaca
2.6.1 Perhitungan tekanan uap air (𝒆𝒂 − 𝒆𝒅)
 Menentukan 𝑒 (mbar)
 Menentukan 𝑒 (mbar)
Dimana: t = temperature udara (℃)
𝑅 = kelembapan udara rata – rata (%)
Contoh perhitungan : Bulan Januari
Temperatur = 29℃
𝑅 = 80%
Maka :
𝑒 = 6,11 𝑒
,
𝑒 = 6.11𝑥2.718
.
𝑒 = 40.156
𝑒 =
40.156𝑥80
100
= 32.125 𝑚𝑏𝑎𝑟
2.6.2 Fungsi angin (f(u))
Pengaruh angina terhadap 𝐸𝑇 telah dipelajari untuk berbagai macam jenis iklim dan
menghasilkan perbaikan terhadap fungsi angina dan didefinisikan sebagai berikut:
Dimana,
f(u) ; fungsi angina
u : kecepatan angin berhembus dalam 24 jam (km/hari) pada ketinggian 2 m
Contoh perhitungan : bulan Januari
𝑒 = 6,11 𝑒
,
𝑒 = 𝑒 .
𝑅
100
𝑓(𝑢) = 0,27 + (1 +
𝑢
100
)

30
Data yang diketahui :
Kecepatan angin rata –rata = 61 km/hari
maka,
𝑓(𝑢) = 0,27 + 1 +
𝑢
100
= 0.27 + 1 +
61
100
= 0.435
2.6.3 Faktor Koreksi Terhadap Temperatur (w)
adalah factor koreksi terhadap temperature dan (1-w) adalah factor koreksi dari pada
pengaruh angina dan kadar terhadap Evapotranspirasi. Besar dari w sehubungan dengan
temperature dan ketinggian dapat dihitung dengan rumus:
𝑤 =
𝛿
(𝛿 𝐵
⁄ )
Dimana,
B= Konstanta psychromatric
,
(𝑚𝑏𝑎𝑟 ℃
⁄ )
L = Latent heat = 595 − 0,51𝑇dan, 𝑃 (𝑐𝑎𝑙 ℃)
⁄ = 1013 − 0,1055𝐸
Dimana E adalah elevasi dari permukaan air laut (m)
𝛿 = sudut dari kurva hubungan antara tekanan uap air dan temperature(𝑚𝑏𝑎𝑟 ℃)
⁄
dimana 𝛿 adalah 2(0,00738𝑇 + 0,8072) − 0,00116
T = Temperatur udara dalam ℃ yang digunakan adalah ( )
Contoh perhitungan : bulan januari
Data yang diketahui :
Temperatur Maximum = 32℃
Temperatur Minimum = 26℃
𝑇 =
32 + 26
2
= 29℃
𝛿 = 2. (0.00738𝑥29 + 0.8072) − 0.00116
= 2.316 𝑚𝑏𝑎𝑟/℃
𝐿 = 595 − 0.51𝑥29
𝐿 = 580.21 𝑐𝑚 ℃
⁄
𝑃 = 1013 − 0.1055𝑥820
= 926.49 𝑚𝑏𝑎𝑟
𝐵 =
0.386𝑥926.49
580.21
= 0.616 𝑚𝑏𝑎𝑟/℃
𝑤 =
2.316
2.316 + 0.616
= 0.789
1 − 𝑤 = 1 − 0.789 = 0.211
2.6.4 Radiasi netto (Rn)
Perbedaan antara semua radian yang masuk dari radiasi keluar ke dan dari permukaan
disebut radiasi netto atau Rn. Untuk menghitung Rn maka ada beberapa langkah
perhitungan formula umum:
𝑅 = 𝑅 − 𝑅 (𝑚𝑚 ℎ𝑎𝑟𝑖)
⁄
Dimana
𝑅 = Radiasi netto (mm/ hari)
𝑅 = solar radiasi netto = (1 − 𝛼)𝑅 (mm/hari)
𝛼 = koefisien pantul permukaan bumi dalam pecahan

31
𝑅 =
( )
𝑅
= (0,25 + 0,5 )𝑅
dimana,
n = lamanya penyinaran matahari per hari
N = kemungkinan penyinaran matahari maks ≈ 12jam
𝑅 = Total radiasi yang diterima pada lapisan atas atmosfer
𝛼 = koefisien pantul berkisar antara 0,25 – 0,5
𝑅 = 𝐸(𝜎. 𝑇 ) 0,34 − 0,044 𝑒 0,1 + 0,9 𝑛
𝑁
dimana,
E = factor reduksi ≈ 0,95 − 0,98
𝜎 = Konstanta radiasi Stefan-boltzman ≈ 1,955𝑥10
T = temperature absolut dalam kelvin
Contoh perhitungan = bulan Januari
Lama penyinaran matahari 80% dan lama penyinaran untuk n per hari =80/31=2.58%
Asumsi total radiasi yang diterima adalah 14-15, asumsi 14.8
𝑅 = 0.25 + 0.5𝑥
2.58
12
𝑥14.8 = 5.291
𝑅 = (1 − 0.25)𝑥5.291 = 3.968
𝑅 = 0.97(1.955𝑥10 𝑥(29 + 273) (0.34 − 0.044√32.125)(0.1 + 0.9𝑥0.215)
𝑅 = 0.418
𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑅 = 3.968 − 0.418 = 3.55
2.6.5 Faktor koreksi cuaca (c)
Persamaan panmann memberikan asumsi pada kebanyakan kondisi dimana radiasi
diasumsikan sedang ke tinggi, Rhmax adalah sedang ke tinggi, kecepatan angina pada
malam hari. Bagaimanapun kondisi ini sebenarnya tidak dapat dipenuhi, misalnya
daerah pantai yang mempunyai angin kencang dan tenang di waktu malam, mungkin
mempunyai perbandingan kecepatan angin siang dan malam mencapai 3-5
Untuk lebih jelasnya, pemilihan factor koreksi dapat dilihat
𝐸𝑇 = 𝑐[𝑤. 𝑅 + (1 − 𝑤)𝑓(𝑢)(𝑒 − 𝑒 )]
2.7 Perhitungan debit andalan
menggunakan metode Dr Fj Mock dengan Metode water balance dari Dr FJ Mock. Dapat
diperoleh suatu asumsi empiris untuk mendapatkan debit andalan.. Metode ini
didasarkan parameter data hujan, evapotranspirasi, karakteristik dan tempat serta kondisi
DAS. Untuk mendapatkan debit saluran bulanan pada pertimbangan hidrologi daerah
irigasi digunakan metode DR FJ Mock dengan langkah – langkah sebagai berikut:
 Data curah hujan

32
Data curah hujan digunakan pada perhitungan ini. Data yang digunakan adalah
curah hujan efektif bulanan yang berada dalam DAS. Stasiun curah hujan yang
dipakai adalah stasiun yang dianggap mewakili kondisi hujan di daerah tersebut.
 Evapotranspirasi Acuan (𝐸𝑇 )
Evapotranspirasi acuan adalah evopotranspirasi actual yang mempertimbangkan
kondisi begetasi dan permukaan tanah serta frekuensi curah hujan. Untuk
menghitung evapotranspirasi acuan diperlukan data – data klimatologi, serta
evapotranspirasi terbatas memerlukan data:
 Curah hujan tengah bulanan
 Jumlah permukaan tengah bulanan(d), dihitung dengan asumsi
bahwa tanah dalam satu harinya mampu menahan air 12 mm dan
telah menguap sebesar 4 mm
 Jumlah hari hujan tengah bulanan (n)
Ekspose surface (m%) ditaksir berdasarkan pada tata guna lahan atau dengan asumsi :
m = 20 % (Januari, februari, april, mei, juni)
m = 30% (Maret, juli, desember)
m = 40% (Agustus dan November)
m = 50% (September dan Oktober)
secara sistematis evapotranspirasi dapat dirumuskan sebagai berikut:
𝐸𝑇 = 𝐸𝑃 − 𝐸
𝐸 = 𝐸𝑃 𝑥 (𝑚 20)𝑥(18 − 𝑛)
⁄
Dimana:
E = Beda antara evapotranspirasi potensial dan evapotranspirasi terbatas (mm)
𝐸 = evapotranspirasi terbatas (mm)
m = tangkapan lahan (%)
n = jumlah hari hujan sebulan
 Faktor karakteristik
 Luas daerah pengaliran
Semakin besar daerah pengaliran daerah suatu aliran kemungkinan akan
semakin besar pula ketersediaan debitnya.
 Kapasitas kelembapan tanah (smc)
Soil moisture capacity adalah kapasitas kandungan air pada lapisan tanah
permukaan (surface soil) setiap 𝑚 , persamaan yang digunakan:
𝑆𝑀𝐶( ) = 𝑆𝑀𝐶 + 𝐼 ( )
𝑊 = 𝐴 − 𝐼
Dimana:
SMC = kelembapan tanah (diambil 50mm – 250mm)
𝑆𝑀𝐶( ) = Kelembapan tanah bulan ke-n
𝑆𝑀𝐶 = Kelembapan tanah bulan ke (n-1)
𝐼 = Tampungan awal atau initial storage (mm)
𝐴 = Air hujan yang mencapai permukaan tanah
 Keseimbangan air di permukaan tanah
Faktor – factor yang memengaruhi:
 Hujan (air hujan)
𝐴 = 𝑃 − 𝐸𝑇

33
Dimana:
As = air hujan yang mencapai permukaan tanah
P = Curah hujan bulanan
ET = Evapotranspirasi terbatas
 Kandungan air tanah (soil storage)
 Kapasitas kelembapan tanah (soil moisture capacity)
 Aliran dan penyimpanan air tanah (Run off and ground water storage)
Data – data yang diperlukan untuk menentukan besarnya aliran tanah adalah
sebagai berikut:
a. Koefisiensi infiltrasi
Koefisiensi infiltrasi diperkirakan berdasarkan kondisi prioritas
tanah dan kemiringan DAS, lahan yang terjadi memiliki
koefisiensi infiltrasi yang kecil dan demikian sebaliknya batasan
koefisien infiltrasi adalah 0-1
b. Faktor resesi aliran tanah (k)
Merupakan perbandingan antara aliran tanah pada bulan ke-n
dengan aliran tanah pada awal bulan tersebut. Factor reksesi aliran
adalah tanah dipengaruhi oleh sifat geologis DAS. Dalam
perhitungan ktersediaan air dengan metode DR.FJ Mock. Besar
nilai n adalah didapat dengan cara trial dan eror sehingga dapat
dihasilkan aliran seperti yang diharapkan.
c. Penyimpanan air tanah (Ground water storage)
Penyimpanan air tanah besarnya tergantung dari kondisi geologis
setempat dan waktu, sebagai permukaan dan simulasi harus
ditentukan penyimpanan awal (initial storage) terlebih dahulu.
Persamaanya yang digunakan:
𝑉 = 𝑘√𝑛 − 1 + 0,5(1 + 𝑘)𝑉
𝑉 = 𝑉 − 𝑉
Dimana,
𝑉 = Volume air tanah bulan ke-n
k = 𝑞 𝑞
⁄ , factor regresi air tanah
𝑞 = Aliran tanah pada bulan ke-t
𝑞 = Aliran air tanah pada bulan ke-t
𝑉 = Volume air tanah bulan ke-(n-1)
𝑉 = Perubahan volume air tanah
 Aliran Sungai
Air yang mengalir di sungai merupakan jumlah dari aliran langsung (direct run-
off),aliran dalam tanah (water flow) dan aliran tanah (base flow). Besarnya masing –
masing aliran tersebut adalah:
 Interflow = infiltrasi-volume air tanah
 Direct Run-off = watersurplus-infiltrasi
 Base Flow = Aliran yang selalu ada di sepanjang tahun
 Run-off = interflow + direct run-off + base flow
 Aliran dasar = infiltrasi-perubahan aliran air dalam tanah
 Aliran Permukaan = volume air lebih-infiltrasi
 Aliran sungai = Aliran sungai + Aliran dasar
 Debit andalan = (Aliran sungai + Luas DAS)/1 bulan

34

35

36

37

38

39
MENURUT WEIBULL

40

41

42

43
BAB III
ANALISA HIDROLOGI
3.1 Umum
Secara umum analisan hirologi merupakan satu bagian analiis awal dalam
perancangan bangunan-bangunan hidrolik. Pengertian yang tergantung di dalamnya
adalah bahwa informasi dan besaran – besaran yang diperoleh dalam analisis hidrologi
merupakan masukan penting dalam analisis selanjutnya. Di dalam hidrologi, salah satu
aspek yang diharapkan bias menunjang perancangan bangunan hidrolik adalah penetapan
besaran- besaran rancangan, baik banjir, maupun unsur hidrologi lainya.
Faktor – factor yang memengaruhi karakteristik hidrologi di suatu daerah seperti
curah hujan,sinar matahari, kelembapan udara, kecepatan angina dan temperature banyak
yang tidak dapat ditentukan dengan pasti, sehingga selanjutnya digunakan pendekatan-
pendekatan empiris untuk mendapatkan rumus yang diperlukan.
Umumnya, kondisi topografi suatu daerah sangat memengaruhi usaha
pengembangan sumber daya air dan analisa hidrologi untuk menentukan besar dari
limpasan air (Run-off). Faktor – factor yang memengaruhi besarnya banjir dari suatu
daerah pengaliran antara lain:
 Besarnya hujan yang terjadi
 Bentuk dan besarnya daerah pengaliran
 Kemiringan daerah
 Jenis tanah dasar yang menentukan kemampuan resapan air
 Hujan yang terjadi sebelumnya
 Keadaan suhu dan angina yang memengaruhi besarnya penguapan
3.2 Penentuan Periode Ulang (T)
Berdasarkan kriteria perencanaan bagian bangunan utama kp-02 , banjir rencana
maksimum untuk bangunan bendung diambil sebagai debit banjir dengan periode ulang
100 tahun. Debit banjir rencana dengan periode ulang 100 tahun ini nantinya digunakan
untuk analisa perhitungan.
 Bentuk mercu
 Permukaan tubuh bendung
 Kolam olak
 Tanggul banjir
 Saluran pengolak

44
DATA CURAH HUJAN MAKSIMUM DARI
STASIUN 1, 2,3 dan 4 DENGAN METODE
POLYGON THIESSEN
*) SEBELUM DI URUTKAN
No Tahun R
1 1990 104.442
2 1991 143.075
3 1992 188.963
4 1993 221.302
5 1994 240.816
6 1995 220.516
7 1996 150.703
8 1997 164.880
9 1998 136.164
10 1999 177.944
11 2000 168.589
12 2001 203.403
13 2002 270.488
14 2003 281.370
15 2004 163.343
16 2005 185.370
*) SETELAH DIURUTKAN
No Tahun R
1 2003 281.370
2 2002 270.488
3 1994 240.816
4 1993 221.302
5 1995 220.516
6 2001 203.403
7 1992 188.963
8 2005 185.370
9 1999 177.944
10 2000 168.589
11 1997 164.880
12 2004 163.343
13 1996 150.703
14 1991 143.075
15 1998 136.164
16 1990 104.442
DATA CURAH HUJAN MAKSIMUM
No Tahun C1 C2 C3 C4
1 1990 157 128 170 125.6
2 1991 185 128 150 148
3 1992 183 240 246 146.4
4 1993 339 290 194 271.2

45
5 1994 299 94 607 239.2
6 1995 330 175 344 264
7 1996 126 363 214 100.8
8 1997 189 210 234 151.2
9 1998 226 175 215 180.8
10 1999 152 237 209 121.6
11 2000 199 150 231 159.2
12 2001 178 384 299 142.4
13 2002 200 389 275 160
14 2003 217 675 164 173.6
15 2004 147 131 335 117.6
16 2005 254 195 280 203.2

46
3.3 Analisa frekuensi curah hujan dengan metode gumbel.
Besarnya curah hujan untuk periode ulang; 5,10,25,50 dan 100 tahun adalah pada
periode gumbel dhitung dengan formula sebagai berikut:
 Menghitung rata – rata pengamatan (x)
𝑥̅ =
∑ 𝑅
𝑛
 Menghitung standard deviasi (SD)
𝑆𝐷 =
𝑛
(𝑛 − 1)
(𝑥̅ − 𝑥̅ )
𝑋 = 𝑋 + 𝑆𝐷𝑥𝑘
𝑘 =
𝑌 − 𝑌
𝑆
𝑋 = 𝑋 +
𝑌 − 𝑌
𝑠𝑛
𝑠
Dimana , 𝑌 𝑌 𝑆 didapat dari tabel
TABEL VARIASI REDUKSI DARI VARIABEL (YT), VARIASI RATA-
RATA (Yn) DAN STANDAR DEVIASI (SD)
Hubungan Periode Ulang (T) dengan Reduksi Variat dari Variable (YT)
T YT

47
2 0.31
5 1.5
10 2.25
20 2.97
50 3.9
100 4.6
Reduksi Variat Rata-Rata (Yn) dengan Jumlah Data (n)
n Yn n Yn n Yn n Yn n Yn n Yn
10 0.4952 26 0.532 42 0.5448 58 0.5515 74 0.5557 90 0.5586
11 0.4996 27 0.5332 43 0.5453 59 0.5518 75 0.5559 91 0.5587
12 0.5035 28 0.5334 44 0.5458 60 0.5521 76 0.5561 92 0.5589
13 0.507 29 0.5353 45 0.5463 61 0.5524 77 0.5563 93 0.5591
14 0.51 30 0.5362 46 0.5468 62 0.5527 78 0.5565 94 0.5592
15 0.5128 31 0.5371 47 0.5473 63 0.553 79 0.5567 95 0.5593
16 0.5157 32 0.538 48 0.5477 64 0.5533 80 0.5569 96 0.5595
17 0.5181 33 0.5388 49 0.5481 65 0.5535 81 0.557 97 0.5596
18 0.5202 34 0.5396 50 0.5485 66 0.5538 82 0.5572 98 0.5596
19 0.522 35 0.5402 51 0.5489 67 0.554 83 0.5574 99 0.5599
20 0.5236 36 0.541 52 0.5493 68 0.5543 84 0.5576 100 0.56
21 0.5252 37 0.5418 53 0.5497 69 0.5545 85 0.5576
22 0.5268 38 0.5424 54 0.5501 70 0.5548 86 0.558
23 0.5283 39 0.543 55 0.5504 71 0.555 87 0.5581
24 0.5296 40 0.5439 56 0.5508 72 0.5552 88 0.5583
25 0.5309 41 0.5442 57 0.5511 73 0.5555 89 0.5585
Hubungan Antara Standar Deviasi (SD) dengan Jumlah Data (n)
n Sn n Sn n Sn n Sn n Sn n Sn
10 0.9496 26 1.0961 42 1.1458 58 1.1721 74 1.189 90 1.2007
11 0.9676 27 1.1004 43 1.148 59 1.1734 75 1.1898 91 1.2013
12 0.9833 28 1.1047 44 1.1499 60 1.1747 76 1.1806 92 1.202
13 0.9971 29 1.1086 45 1.1516 61 1.1759 77 1.1915 93 1.2026
14 1.0095 30 1.1124 46 1.1539 62 1.177 78 1.1923 94 1.2032
15 1.0206 31 1.115 47 1.1557 63 1.1782 79 1.193 95 1.2038
16 1.0316 32 1.1198 48 1.1574 64 1.1793 80 1.1938 96 1.2044
17 1.0411 33 1.1226 49 1.159 65 1.1803 81 1.1945 97 1.2049
18 1.049 34 1.1255 50 1.1607 66 1.1814 82 1.1953 98 1.2055
19 1.0565 35 1.1255 51 1.1623 67 1.1824 83 1.1959 99 1.206
20 1.0628 36 1.1313 52 1.1633 68 1.1834 84 1.1967 100 1.2065

48
21 1.0696 37 1.1339 53 1.1653 69 1.1844 85 1.1973
22 1.0754 38 1.1363 54 1.1667 70 1.1854 86 1.198
23 1.0811 39 1.1363 55 1.1681 71 1.1863 87 1.1907
24 1.0864 40 1.1413 56 1.696 72 1.1873 88 1.1994
25 1.0915 41 1.1436 57 1.1708 73 1.1881 89 1.2001
Contoh perhitungan
Diketahui
rata rata pengamatan 𝑥 =
∑
=
.
= 188.84
𝑆𝐷 = 47.044
Sehingga,

 𝑅 = 𝑥 + (𝑆𝐷. 𝑘) = 188.84 + (47.044𝑥0.954) = 233.716 𝑚𝑚
 𝑅 = 𝑥 + (𝑆𝐷. 𝑘) = 188.84 + (47.044𝑥1.681) = 267.917 𝑚𝑚
 𝑅 = 𝑥 + (𝑆𝐷. 𝑘) = 188.84 + (47.044𝑥2.601) = 311.198 𝑚𝑚
 𝑅 = 𝑥 + (𝑆𝐷. 𝑘) = 188.84 + (47.044𝑥3.282) = 343.235 𝑚𝑚
 𝑅 = 𝑥 + (𝑆𝐷. 𝑘) = 188.84 + (47.044𝑥3.959) = 375.084 𝑚𝑚

49
3.4 Analisa perhitungan Curah hujan dengan metode log person III .
Pada metode log person, persamaan yang digunakan antara lain:
a. Menghitung Logaritma tengah (log𝑅 )
𝑙𝑜𝑔𝑅 = ∑
Dimana, R1 = curah hujan maksimum ke – 1
b. Menghitung harga standard deviasi (SD)
𝑆𝐷 =
∑(𝑙𝑜𝑔𝑅1 − 𝑙𝑜𝑔𝑅 )
𝑛 − 1
c. Menghitung koefisien asimetri (cs)
𝑐𝑠 =
𝑛 ∑(𝑙𝑜𝑔𝑅 − 𝑙𝑜𝑔𝑅 )
(𝑛 − 1)(𝑛 − 2)𝑆𝐷
d. Menghitung besar curah hujan rencana dan periode yang dipilih
𝑙𝑜𝑔𝑅 = 𝑙𝑜𝑔𝑅 + 𝐺. 𝑆𝐷
dimana,
G = koefisien yang diambil dari tabel log person
e. Menghitung curah hujan rencana
𝑅 = 10

50
TABEL G KOEFISIEN LOG PERSON III
ON III KOEFISIEN LOG PERSON IIITABEL G KOEFISIEN LOG PERSON II
Contoh perhitungan
 𝑇 → 𝐿𝑜𝑔 𝑅𝑡 = 𝐿𝑜𝑔𝑅𝑟 + (𝐺. 𝑆𝐷) = 2.62 + (0.851𝑥0.110)
𝐿𝑜𝑔 𝑅𝑡 = 2.356
𝑅𝑡 = 10 .
= 227.047
𝐿𝑜𝑔 𝑅𝑡 = 2.4

51
𝑅𝑡 = 10 .
= 251.304
𝐿𝑜𝑔 𝑅𝑡 = 2.445
𝑅𝑡 = 10 .
= 278.876
𝐿𝑜𝑔 𝑅𝑡 = 2.474
𝑅𝑡 = 10 .
= 297.612
𝐿𝑜𝑔 𝑅𝑡 = 2.498
𝑅𝑡 = 10 .
= 315.004

52
3.5 Analisa perhitungan Curah hujan dengan metode normal
𝑋 = 𝑋 + 𝐾 𝑆
Dimana
𝑋 = ℎ𝑢𝑗𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑛𝑐𝑎𝑛𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑒 𝑢𝑙𝑎𝑛𝑔 𝑇 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛
𝑋 = 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑑𝑎𝑡𝑎 ℎ𝑢𝑗𝑎𝑛 (𝑋) 𝑚𝑚
𝐾 = 𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑓𝑟𝑒𝑘𝑢𝑒𝑛𝑠𝑖, 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑔𝑎𝑢𝑠𝑠
𝑆 = 𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑣𝑖𝑎𝑠𝑖
𝑆 =
𝑛
(𝑛 − 1)
(𝑥̅ − 𝑥̅ )
Contoh perhitungan
Diketahui
𝑋 = 188.83 mm (dari data)
S = 47.04 (dari data)
Maka:
𝑋 = 188.83 + 0.84𝑥47.04 = 228.35 𝑚𝑚
𝑋 = 188.83 + 1.28𝑥47.04 = 249.05 𝑚𝑚
𝑋 = 188.83 + 1.7𝑥47.04 = 268.81 𝑚𝑚
𝑋 = 188.83 + 2.05𝑥47.04 = 285.27 𝑚𝑚
𝑋 = 188.83 + 2.33𝑥47.04 = 298.44 𝑚𝑚

53

54
3.6 Analisa perhitungan Curah hujan dengan metode log normal
𝑙𝑜𝑔𝑋 = 𝑙𝑜𝑔𝑋 + 𝐾 . 𝑆𝑙𝑜𝑔𝑋
Dimana:
𝑙𝑜𝑔𝑋 = nilai logaritmis hujan rencana dengan periode ulang T
𝑙𝑜𝑔𝑋 = nilai rata rata dari 𝑙𝑜𝑔𝑋 =
∑
𝑆𝑙𝑜𝑔𝑋 = deviasi standar dari log X
𝑆𝑙𝑜𝑔𝑋 =
∑ ( )
𝐾 = 𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑓𝑟𝑒𝑘𝑢𝑒𝑛𝑠𝑖, 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑔𝑎𝑢𝑠𝑠
Contoh perhitungan
Diketahui :
𝑙𝑜𝑔𝑋 = 2.26 mm (dari data)
𝑆𝑙𝑜𝑔𝑋 = 0.11 (dari data)
Maka:
𝑙𝑜𝑔𝑋 = 2.26 + 0.84𝑥0.11 = 2.3548
𝑋 = 10 .
= 226.36 𝑚𝑚

55

56

57

58

59

60
3.7Analisa debit rencana.
Debit rencana adalah besarnya debit yang direncanakan untuk melewati bendung.
Debit rencana memperhitungkan debit banjir, yaitu kemungkinan debit terbesar yang
akan terjadi pada bangunan air. Perlu diingat bahwa banjir terbesar dapat terjadi kapan
saja dan debit rencana (design fload) tidaklah sebesar banjir alami yang akan terjadi
Debit rencana dapat dihitung menggunakan metode empiris, antara lain:
a. Metode wedwen
b. Metode hasper
c. Metode melchoir
d. Rasional mononobe
Metode hasper
Berdasarkan kriteria perencanaan bagian jaringan irigasi kp-01, rumusnya sebagai
berikut:
𝑄 =
𝑞𝑥𝐴𝑥𝛼𝑥𝛽𝑥1000
24𝑥3600
Dimana
𝛼 = Koefisien run-off
𝑄 = debit maksimum
q = intensitas curah hujan
𝛽= koefisien reduksi
A = luas pengaliran DAS
Contoh perhitungan debit banjir
Luas catchment area (A) = 967.554 𝑘𝑚
Panjang sungai (L) = 42.265 km
kemiringan rata rata (i) = 0.00045
Curah hujan maksimum(R) = 420.162 mm
 Menghitung koefisien pengaliran (𝛼)
𝛼 =
1 + 0.012𝐴 .
1 + 0.075𝐴 .
=
1 + 0.012(967.554) .
1 + 0.075(967.554) .
= 0.24214
 Menghitung waktu berlangsungnya (t)
𝑡 = 0.1𝐿 .
𝑖 .
= 0.1𝑥42.265 .
𝑥0.00045 .
= 20.17534 𝑗𝑎𝑚
 Menghitung koefisien reduksi (𝛽)
1
𝛽
= 1 +
𝑡 + 3.7𝑥10 .
𝑡 + 15
𝑥
𝑡 .
12
1
𝛽
= 1 +
20.17 + 3.7𝑥10 . .
20.17 + 15
𝑥
20.17 .
12
𝛽 = 0.963
 Menghitung r
𝑟 =
𝑡. 𝑅
𝑡 + 1
=
20.17𝑥420.162
20.17 + 1
= 400.32
 Menghitung q
𝑞 =
𝑟
3.6𝑡
𝑥24 =
400.32
3.6𝑥20.17
𝑥24 = 132.280
 Menghitung Qn

61
𝑄 =
𝑞𝑥𝐴𝑥𝛼𝑥𝛽𝑥1000
24𝑥3600
𝑄 =
132.280𝑥967.554𝑥0.24𝑥0.96𝑥1000
24𝑥3600
= 345.587 𝑚 /𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

62
Metode Melchoir
𝑄 = 𝛼. 𝐼. 𝐴
Dimana:
𝑄 = debit maksimum (𝑚 𝑠
⁄ )
𝛼 = Koefisien pengairan (0,42-0,62)
𝛽 = Koefisien reduksi
= 𝛽 𝑥𝛽
Nilai 𝛽 ditentukan berdasarkan rumus
𝐹 =
1970
𝛽 − 0,12
− 3960 + (1720𝑥𝛽 )
F = luas elips yang mengelilingi daerah aliran sungai dengan sumbu panjangsumbu panjang
(a) tidak lebih dari 1,5 kali pendek (b). Besaran F dinyatakan dalam Km2, dan nilainya )
luas daerah pengaluran (A).
I = intensitas hujan
⁄
=
𝑡 = ; 𝑉 = 1,31𝑥(𝑄𝑥𝑆 ) .
A = luas daerah pengaliran(𝑘𝑚 )
S adalah kemiringan dasar sungai rata - rata

63

64
Contoh
Diketahui Rn = 375.084 ; A = 967.55 𝑘𝑚 ; S = 0,00045 ; L =42.26 km
Dari peta diplot elip mechloir, didapat sumbu panjang a = 40 km dan sumbu pendek b = 14 km
Ditanya Qmaks
Jawab:
𝐹 =
1
4
𝜋𝑥𝑎𝑥𝑏 =
1
4
𝜋𝑥40𝑥14 = 439,6𝑘𝑚
𝐹 =
1970
𝛽 − 0,12
− 3960 + (1720𝑥𝛽 )
439,6 =
1970
𝛽 − 0,12
− 3960 + (1720𝑥𝛽 )
𝛽 = 0,70872
Mencari nilai I dengan interpolasi nilai F pada tabel sebelumnya.
𝐼 − 3,05
2,85 − 3,05
=
439,6 − 432
504 − 432
𝐼 = 3,02 𝑚 𝑠 𝑘𝑚
⁄
⁄
Hitung Q
𝑄 = 𝛽 𝑥𝐼𝑥𝐴 = 0,70872𝑥3,02𝑥967,55 =2070,88 m3/s
Hitung v
𝑉 = 1,31𝑥(𝑄𝑥𝑆 ) ,
= 1,31𝑥(2070,88𝑥0,00045 ) .
= 0.27656𝑚/𝑠
𝑡 =
,
,
= 42 jam
Berdasarkan tabel di atas
𝛽 =100%
Maka 𝛽 = 0,7𝑥1 = 0,7082
𝐼 =
10𝑥0,7082𝑥375,084
36𝑥44
= 1,67
I perkiraan tidak sama dengan I sebenarnya, tetapi karna nilai kemiringannya terlalu kecil sehingga
nilai v tidak berpengaruh besar maka nilai tc pun tidak akan berpengaruh besar. Dengan demikian
dipakai I sebenarnya
𝑄 = 𝛼. 𝐼. 𝐴 = 0,42𝑥1,67𝑥967,55 = 678,63 𝑚 /𝑠

65

66
BAB IV
DESAIN HIDROULIS BENDUNG
4.1Elevasi Puncak Mercu
elevasi puncak mercu bendung ditentukan dengan muka air rencana pada elevasi
tertinggi. Tinggi air sawah, kehilangan energy (tinggi energy) pada alat ukur bangunan –
bangunan dan saluran ditambah dengan keamanan
 Elevasi sawah = 824 m
 Tinggi air sawah = 0,12 m
 Kehilangan tinggi engergi pada
a. Saluran primer = 0,2 m
b. Saluran sekunder = 0,2 m
c. Saluran tersier = 0,2 m
d. Bangunan bagi = 0,2 m
e. Bangunan ukur = 0,2 m
f. Bangunan intake = 0,2 m
 Pembulatan mercu = 0,2 m
 Reserve = 0,2 m
 Keamanan jagaan = 0,25 m
 Elevasi puncak mercu bendung = 825,97 m ≈ 826 𝑚
4.2 Elevasi dasar sungai
Berdasarkan data yang ada, elevasi dasar sungai rencana adalah 820 m
4.3Tinggi Bendung
perhitungan tinggi bendung adalah selisih antara elevasi puncak mercu dengan elevasi
sungai sehingga diperoleh tinggi bendung sebagai berikut
maka , tinggi bendung = 826 – 820 = 6 m

67
Elevasi muka air yang diperlukan di saluran primer/sekunder dihulu bangunan sadap
tersier ditentukan kp-05
P = muka air yang dibutuhkan jaringan utama di hulu bangunan sadap tersier
A = elevasi sawah yang menentukan di petak tersier
a = kedalaman air di sawah
b = kehilangan tinggi energy dari saluran kuarter sampai sawah
c = kehilangan tinggi energy di bks bagi kuarter
d = kehilangan tinggi energy selama pengaliran di saluran tersier dan kuarter
e = kehilangan tinggi energy di boks bagi tersier
f = kehilangan tinggi energy di gorong – gorong
z = kehilangan tinggi energy bangunan – bangunan tersier yang lain
g = kehilangan tinggi energy di pintu
∆𝐻 = variasi tinggi muka air di jaringan utama di hulu bangunan sadap tersier
ℎ = kedalaman air rencana di saluran primer atau sekunder pada bangunan sadap.
Bentuk Pilar KP
Untuk pilar berujung segiempat dengan sudut – sudut dibulatkan pada jari jari yang
hamper sama dengan 0,1 dari tebal pilar
0,02
Untuk pilar berujung bulat 0,01
Untuk pilar berujung runcing 0

68
Bentuk Pangkal Tembok Ka
Untuk pangkal tembok segi empat dengan tembok hulu pada 90° ke arah aliran 0,2
Untuk pangkal tembok bulat dengan tembok hulu pada 90° ke araha aliran dengan
0,5𝐻 > 𝑟 > 0,15𝐻
0,1
Untuk pangkal tembok bulat dimana 𝑟 > 0,5𝐻 dan teoritis hulu lebih dari 450 ke
arah aliran
0
Keterangan :
 Pilihan yang digunakan untuk jenis pilar burujung bulat, maka Kp = 0,01
 Pangkal bendung bulat dengan tembok hulu pada 90° kea rah aliran dengan 0,5𝐻 > 𝑟 >
0,15𝐻 maka Ka = 0,1
4.4 Lebar Bendung
lebar bendung yaitu pada jarak 2 pangkat (abutment) sebaliknya sama dengan
lebar rata – rata sungai pada bagian stabil. Lebar maximum bendung sebaiknya tidak
lebih dari 1,2 kali lebar rata – rata sungai pada ruas yang stabil.
lebar bendung = lebar rata – rata sungai x 1,2
= 36 X 1,2 = 43,2 ≈ 44 𝑚
4.5 Lebar Efektif Bendung
lebar bendung yang bermanfaat untuk melewatkan debit disebut lebar efektif
bendung seperti gambar di bawah ini :

69
Untuk mendapatkan lebar efektid bendung dapat dihitung dengan rumus:
𝐵 = 𝐵 − 2 𝑛𝐾 + 𝐾 . 𝐻
𝐵 = 𝐵 + 𝐵 + 𝐵 + 𝐵
Dimana,
𝐵 = Lebar efektif
n = jumlah pilar
𝐾 = koefeisien kontraksi pilar
𝐾 = koefisien kontraksi pangkal bendung
Maka, perhitungan lebar efektifnya menjadi:
𝐵 = 𝐵1 + 𝐵2 + 𝐵3 + 𝐵4
= 4 + 16,5 + 16,5 + 4 = 41 𝑚
𝐵𝑒 = 𝐵 − 2(3𝑥0,01 + 0,1)𝐻 = 41 − 0,26𝐻
4.6 Pemilihan Bentuk Mercu
Bentuk mercu direncanakan dari beton cor 1:2:3 pada bagian luar dipasang
tulangan yang berfungsi sebagai pengaku dan penjaga bentuk agar tidak retak dengan
mercu bulat maka hulu tegak lurus dan kemiringan hiri adalah 45°. Jari jari mercu
bendung diperkirakan 0,75 m dan tekanan negative yang berkerja pada mercu akan
diperiksa kemudian.
Dari rumus debit bendung, maka air rencana dapat ditentukan sebagai berikut:
𝑄 =
2
3
𝐶 2/3. 𝑔. 𝐵 𝐻
Dimana:
Q = debit rencana (𝑚 /𝑠)
𝐶 = Koefisien debit
𝐵 = Lebar efektif (m)
𝐻 = tinggi energi hilir (m)
g = Percepatan gravitasi (9,81 𝑚/𝑠 )
maka,
𝑄 =
2
3
𝑥𝑐 𝑥
2
3
𝑥9,81𝑥(41 − 0,26𝐻 )𝐻
308,511 = 1,705𝑐 (41 − 0,26𝐻 )𝐻
dengan cara trial dan error diperoleh Cd = 1,3 H1 = 2,28 m
308,511 = 1,705𝑥1,21(41 − 0,26𝑥2,6)2,6 ,
308,511 ≈ 308.3392

70
Harga H1 = 2,28 m dikoreksi kembali Cd apakah harganya sama pada waktu permisalan diatas
untuk p/H1 =6/2,28 = 2,63

71
Didapat nilai Co , C1, C2
Maka Cd =𝐶 𝐶 𝐶 = 1,39𝑥0,995𝑥0,94 = 1,3 ≈ 1,3
Maka permisalan harga 𝐻 = 2,28 𝑚 memeuhi syarat, maka :
 Lebar efektif mercu bendung
𝐵 = 41 − (0,26𝑥2,28) = 40,4072𝑚
 Jari jari mercu bendung
Syarat r =0,1 – 0,7 kali h maksimum
r = 0,5 x 2,28= 1,14

72
Untuk menghindari kontraksi lokal, bila mana mercu terbuat dari beton, tekanan
minimum pada mercu bendung dibatasi sampai 4m , bila mana mercu terbuat dari pasangan batu,
maka tekanan minimum sebaiknya dibatasi sampai 1m , kemudian dikontrol harga tekanan
minimum yang terjadi pada mercu dimana mercu bendung terbuat dari pasangan batu. Tekanan
yang terjadi pada mercu adalah fungsi dari 𝐻 /r
Untuk perbandingan 𝐻 /r = 2,28/1,14 = 2
Dari gambar didapat harga perbandingan 𝑃
𝜌𝑔ℎ = -0,37
𝑃
𝜌𝑔
= −0,37𝐻 ≥ −4
= −0,37𝑥2,28 ≥ −4
= −0,8436 ≥ −4 (𝑜𝑘)

73
4.7 Menentukan Tinggi muka air di sungai sebelum ada bendung
Tinggi air di sungai sebelum ada bendung untuk debit banjir periode ulang
tertentu dapat dihitung sebagai berikut.
a. Koefisien kekasaran manning diambil (n) = 0,03
b. Perhitungan kedalaman sungai untuk debit banjir dengan periode 100 tahun
𝑄 = 308,511 𝑚 /𝑠
Lebar sungai = 36 m
Kemiringan talud = 1:1,7
Koef manning = 0,03
Kemiringan sungai = 0,00045
c. Luas Tampang (A)
A = (b+2h)h
= (36+2h)h
= 36h+2ℎ
d. Keliling Basah Tampang (P)
P = 𝑏 + 2ℎ√1 + 𝑧
= 36 + 2ℎ 1 + 1,7
= 36 + 3,94ℎ
e. Jari jari hidraulis bendung (R)
R = =
,
f. Kecepatan alira ( V )
V = 𝑅 /
𝑖 .
=
, ,
(0,00045) ,
= 0,707
,
g. Debit Aliran (Q)
𝑄 = 𝐴𝑥𝑉
345,587 = (36h + 2ℎ ) 0,707
36ℎ + 2ℎ
36 + 3,94ℎ

74
308,511
0,707
=
(36ℎ + 2ℎ ) /
(36 + 3,94ℎ) /
Dengan trial dan error untuk persamaan diatas, diperoleh h = 4,215 m sebagai tinggi air
sebelum ada bendung(hulu), V = 1,64 m/s ; R = 3,55 ; P = 52,6 ; A = 187,27
4.8 Menentukan Tinggi air di atas mercu bendung
𝐻 = ℎ +
𝑣
2𝑔
Dimana,
H1 = tinggi energy di atas mercu (m)
h1 = tinggi air di atas mercu (m)
v1 = kecepatan aliran di mercu (m/s)
g = kecepatan gravitasi (9,8 m/𝑠 )
𝑉 =
𝑄 𝐵𝑒
⁄
(𝑃 + ℎ1)
Dimana,
Q = Debit banjir rencana (𝑚 𝑠 )
⁄
𝐵 = Lebar efektif bendung (m)
P = Tinggi bendung (m)
Perhitungan :
𝑉 =
𝑄 𝐵𝑒
⁄
(𝑃 + ℎ1)
=
308.511 40,4072
⁄
(6 + ℎ1)
=
7,635
(6 + ℎ1)
𝐻1 = ℎ1 +
𝑉
2𝑔
2,28 = ℎ1 +
7,635
(6 + ℎ1)
2𝑥9,81
Maka
h1 = 2.24 m
v1 = 0.92 m/s
maka Elevasi muka air maximum dari dasar hulu bendung adalah
E = Elevasi puncak mercu + elevasi air banjir
E = 826 + 2,28 = 828,28 m
Rekapitulasi Hasil desain hidraulis bendung
1. Bendung mempunyai radius mercu bulat sebesar = 1 m
2. Elevasi dasar hulu bendung = 820 m
Elevasi muka air banjir = 828,28 m
Elevasi Puncak Mercu = 826 m
3. Tinggi bendung = 6 m
4. Lebar bendung (B) = 36 m
Lebar pilar = 1 m
Lebar mercu = 16,5 m
5. Komponen hidraulis bagian hulu = 36 m
Kemiringan talud = 1;1,7

75
Koef manning(n) = 0,03
Kemiringan dasar talud = 0,00045
Luas penampang basah (A) = 187,27 𝑚
Keliling basah (P) = 52,6 m
Jari – jari hidraulis(R) = 3,55 m
Kecepatan aliran (v) = 1,64 m/s
Debit rencana(Q) = 308,511 𝑚 /𝑠
6. Parameter hidraulis mercu
Tinggi air di atas mercu (h1) = 2,24 m
Tinggi energi di atas mercu (H1) = 2,28 m
Kecepatan aliran di atas mercu (v1) = 0.92 m/s
Kedalaman air pada kondisi spilli = 1 m
Check elevasi Rencana
 Elevasi dasar sungai rencana = 820 m
 Elevasi sawah = 824 m
 Asumsi tinggi bendung = 6 m
Maka, tinggi antara bendung rencana hingga sawah
h = 820 + 6 – 824 = 2 m

76

77
4.9 Perencanaan Koloam Olak (Perdaman Energi)
a. Desain Kolam olak
Aliran di atas bendung sungai dapat menunjukkan berbagai pelaku di sebelah hilir
bendung akibat kedalaman air yang ada (h2). Pada gambar menunjukkan
kemungkinan – kemungkinan yang terjadi pada aliran yang terjadi pada kolam
olak
Kasus A.
Menunjukkan aliran tenggelam menimbulkan sedikit saja gangguan di permukaan
berupa timbulnya gelombang dan gangguan pengerusan hanya sedikit.
Kasus B.
menunjukkan loncatan tenggelam yang diakibatkan (berdasarkan) bilangan
Froude dikelompokkan dalam perencanaan kolam.
1. Untuk harga ≤ 1,7 tidak diperlukan kolam olak secara khusus, hanya
apabila bagian hilir saluran terdiri dari saluran tanah maka perlu
dilindungi dari bahaya erosi, tapi untuk pasangan batu atau beton tidak
memerlukan perlindungan khusus.
2. Untuk harga Froude 1,7-2,5 , maka diperlukan kolam olak untuk meredam
energy secara efektif. Panjang kolam sama dengan panjang loncatan air.
Tidak perlu adanya blok penghalang (buffle) dan blok ambang (sill)
dimana tujuannya untuk mematahkan energy dan memperpendek kolam
3. Jika harga Froude berkisar 2,5-4,5 maka akan timbul situasi yang paling
sulit dimana memilih kolam olak yang paling tepat. Loncatan air tidak
berbentuk dengan baik dan akan menimbulkan gelombang sampai jarak
jauh sungai. Cara mengatasinya adalah dengan mengusahakan agar kolam
olak mampu menimbulkan turbulensi yang tinggi dengan blok kolamnya
atau dengan mengetahui intensitas pasaran dengan pemasangan blok
4. Untuk harga Froude > 4,5 ini menunjukkan kolam olak paling ekonomis
karena kolam olak ini pendek. Kolam olak ini termasuk type VSBR III
yang dilengkapi dengan blok depan dan blok kalang
Kasus C.
adalah keadaan loncatan air dimana kedalaman air di hilir sama dengan
kedalaman konjugasi untuk keadaan demikian aman terhadap gerusan
Kasus D.
Terjadi apabila keadaan air kurang dari keadaan konjugasi, dalam hal ini aliran
bergerak ke hilir. Kasus ini adalah keadaan yang tidak boleh terjadi karena
loncatan air menghempas bagian sungai yang tidak terlindungi dan umumnya
menyebabkan penggerusan luas.
Untuk menemukan keadaan debit yang memberikan keadaan terbaik untuk
peredaman energy semua debit harus di cek dengan muka air hilirnya. Jika degredasi
mungkin terjadi, maka harus dibuat perhitungan dengan muka air hilirnya yang
rendah yang mungkin terjadi untuk mengecek apakah degredasi mungkin terjadi.

78
Regredasi harus dicek, jika:
 Bendung dibangun pada sodetan
 Sungai alluvial dan bahan tanah yang dilalui rawan erosi
 Terdapat waduk di hulu bendung (reservoir)

79
b. Tipe kolam olak
Tipe kolam olak yang akan direncanakan di hilir bendung bergantung kepada
energy yang masuk, yang dinyatakan dengan bilangan Froude dari pada bahan
konstruksi kolam itu sendiri.
𝑣 = 2𝑔(1 2
⁄ 𝐻 + 𝑧)
Dimana,
v1 = kecepatan actual loncatan (m/s)
g = percepatan gravitasi (𝑚 /𝑠)
H1 = tinggi energi diatas ambang (m)
z = tinggi jatuh air (m)
𝑧 = 𝑃 −
Dimana,
P = tinggi bendung (m)
Dalam teori angka rembesan tanah (lantai) diandalkan bahwa bidang horizontal melilki daya
tahan terhadap aliran (rembesan) 3 kali lebih lama dibandingkan dengna bidang vertical, ini
untuk menghitung gaya tekan ke atas dibawah bendung dengan cara membagi beda tinggi pada
bendung sesuai dengan panjang efektif di sepanjang pondasi.
Dari harga fr<4,5 , kolam olak yang sesuai adalah kolam olak tipe user iv dilengkapi dengan
balok ambang dan balok kolam
 Perhitungan perencanaan kolam olak
𝑧 = 𝑃 −
𝑃
𝜌𝑔
= 6 −
6
1𝑥9,81
= 5,38
𝑣 = 2𝑔(0,5𝐻 + 𝑧)
𝑣 = 2𝑥9,81(0,5𝑥2,28 + 5,38) = 11,31 𝑚/𝑠

80
𝑞 = 𝑣 𝑦 =
𝑄
𝐵
𝑞 =
308,511
40,4072
= 7,635(𝑑𝑒𝑏𝑖𝑡 𝑝𝑒𝑟 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟)
𝑦 =
𝑞
𝑣
=
7,635
11,31
= 0,651(𝑘𝑒𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚𝑎𝑛 𝑎𝑖𝑟 𝑑𝑖 𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑛𝑐𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑖𝑟)
𝑓𝑟 =
𝑣
𝑔𝑦
=
11,31
9,8𝑥0,651
= 4,47 ≈ 4,5(𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖 𝑡𝑖𝑝𝑒 𝐼𝐼𝐼)
𝑦 =
𝑦
2
1 + 8𝑓𝑟 − 1
𝑦 =
0,651
2
1 + 8𝑥4,5 − 1 = 4,14 𝑚 (𝑘𝑒𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚𝑎𝑛 𝑎𝑖𝑟 𝑑𝑖 𝑢𝑗𝑢𝑛𝑔 𝑘𝑜𝑙𝑎𝑚 𝑜𝑙𝑎𝑘)

81
 Menghitung tinggi ambang ujung (n)
𝑛 =
( )
=
, ( , )
= 0,488𝑚
 Menghitung panjang kolam
𝑦 = 5(𝑛 + 𝑦2) = 5(0,488 + 4,14) = 23,14 𝑚
y adalah panjang kolam olak dalam posisi normal. Karena desain USBR III maka
panjang kolam olak adalah
L = 2,7 y2 = 2,7 x 4,14 = 11,178 m
 Menghitung jarak blok maka dan blok kalang (H)
LH = 0,81 x 4,14 = 3,3534 m
 Menghitung tinggi blok kalang (h3)
ℎ =
𝑦 (4 + 𝑓𝑟)
6
=
0,651(4 + 4,5)
6
= 0,922 𝑚
 Menghitung jarak antara balok kalang
Lh1 = 0,75 h3 = 0,75 x 0,922 = 0,6915 m
 Menghitung jarak antar balok kalang dengan dinding
Lh2 = 0,375 x h3 = 0,375 x 0,922 = 0,34575 m
 Menghitung lebar bagian atas balok dinding
Lh3 = 0,2 x h3 = 0,2 x 0,922 = 0,1844 m
4.10 Perhitungan Terhadap Rembesan
Berdasarkan data mekanika tanah dapat diketahui jenis tanah pada lokasi bendung adalah
sebagai berikut:

82
Keterangan:
 0-0,2 m adalah endapan sedimen
 0,2 – 1 m adalah tanah lempung dan pasir lembek, hitam abu – abu
 1 – 2,2 m adalah lempung pasir abu – abu
 2,2 – 2,6 m adalah pasir sedang sampai kasar, abu – abu kemerahan
 2,6-4,6 m adalah pasir sedang dan kasar campuran kerikikil
Jenis tanah K (cm/s)
Kerikil Bersih 10,0-1,0
Pasir kasar 1,0-0,01
Pasir halus 0,01-0,001
Lanau 0,001-0,0001
Lempung <0,0001
Untuk kedalaman :
ℎ = 0,2𝑚 → 𝑘 = 0,0000005 𝑐𝑚/𝑠
ℎ = 0,2𝑚 → 𝑘 = 0,0009 𝑐𝑚/𝑠
ℎ = 0,2𝑚 → 𝑘 = 0,008 𝑐𝑚/𝑠
ℎ = 0,2𝑚 → 𝑘 = 0,087 𝑐𝑚/𝑠
ℎ = 0,2𝑚 → 𝑘 = 0,5 𝑐𝑚/𝑠

83

84
 Untuk bidang horizontal
𝐾ℎ(𝑝𝑞) =
1
𝐻
(𝑘 ℎ + 𝑘 ℎ + 𝑘 ℎ + 𝑘 ℎ + 𝑘 ℎ
𝐾ℎ(𝑝𝑞) =
1
460
(20𝑥0,0000005 + 80𝑥0,0009 + 120𝑥0,008 + 40𝑥0,087 + 200𝑥0,5)
𝐾ℎ(𝑝𝑞) = 0,2272 𝑐𝑚/𝑠
 Untuk bidang vertical.
𝐾 =
𝐻
ℎ
𝑘
+
ℎ
𝑘
+
ℎ
𝑘
+
ℎ
𝑘
+
ℎ
𝑘
𝐾 =
460
20
0,0000005
+
80
0,0009 +
120
0,008 +
40
0,087 +
200
0,5
𝐾 = 0,0000115 𝑐𝑚/𝑠
Banyaknya jumlah air yang mengalir per satuan waktu dan persatuan lebar profil pada
kolam olak adalah sebagai berikut:
 Bidang horizontal
𝑞ℎ = 𝑘ℎ(𝑒𝑎)𝑖𝐴
Dimana,
Kh = koefisien rembesan horizontal
i = gradient hidrolik saluran beton (0,0033)
A = luas penampang melintang tanah dasar
𝐴 = 4,6𝐿 = 4,6𝑥11,178 = 51,4188𝑚
𝑞ℎ = 𝑘ℎ𝑖𝐴 = 0,2272𝑥0,0033𝑥51,4188 = 0,038𝑚 /𝑠
 Bidang Vertikal
𝑞𝑣 = 𝑘𝑣𝑖𝐴 = 0,0000115𝑥0,0033𝑥51,41 = 1,95𝑥10 𝑚 /𝑠
Dari perhitungan di atas, nilai qh dan qv sangat kecil. Dapat disimpulkan bahwa
bangunan bendung tahan terhadap rembesan
BAB V
ANALISA STABILITAS BENDUNG

85
5.1. Umum
Untuk menyerdehanakan perhitungan tanpa mengurangi hakikat itu sendiri, maka
diadakan anggapan sebagai berikut:
a. Penampang yang ditinjau adalah bagian penampang yang paling lemah, yaitu
potongan I-I dan potongan II-II
b. Diperhatikan pada lantai hulu bendung penuh dengan material lumpur setinggi
mercu bendung
c. Peninjauan pada titik guling adalah titik pada potongan II-II
d. Perhitungan dilakukan pada 2 keadaan, yaitu
 Pada waktu air normal
 Pada saat air banjir
5.2 Syarat – syarat stabilitas bendung
a. Pada kontruksi dengan batu kali, tidak diizinkan terjadinya tegangan Tarik, inti
berarti bahwa resultan gaya yang bekerja pada tiap – tiap potongan harus masuk
ke Rn (inti)
b. Momen tahapan (MT) harus lebih besar dari pada momen guling (MG) dan factor
keamanan untuk itu harus berada paling tidak diantara 1,5-2,0
𝑓𝑘 ≥
𝑀𝑇
𝑀𝐺
c. Kontruksi tidak boleh bergeser, factor keamanan diambil 1,5 sampai 2,0
𝑓𝑘 > 𝑣
𝛿
𝑆𝐻
Dimana,
fk = faktor keamanan
𝛿 = koef geser antara kontruksi dan perletakan.
d. Tegangan tanah yang terjadi tidak boleh melebihi tegangan izin (𝑇 < 𝑇 )

86
e. Setiap titik pada bidang kontak perletakan, tidak boleh terangkat oleh gaya keatas
(uplift). Jadi harus selalu dalam keadaan seimbang antara tekanan ke atas dan ke
bawah.

87
5.3 Gaya – gaya yang bekerja pada bendung
gaya – gaya yang bekerja pada bendung dan memiliki arti penting dalam
perencanaan adalah:
 Tekanan air
 Tekanan lumpur
 Gaya gempa
 Berat sendiri bendung
 Reaksi pondasi
1. Tekanan air
Gaya tekanan air yang bekerja terhadap bangunan dapat dibagi menjadi dua bagian,
yaitu:
 Gaya hidrostatik
 Gaya hidrodinamik
Tekanan hidrostatis adalah sutu fungsi kedalaman di bawah permukaan air. Tekanan air
akan bekerja tegak lurus terhadap muka bangunan. Karena itu, agar bangunan dalam
perhitungannya lebih mudah, gaya horizontal dan vertical dikerjakan secara terpisah.
Tekanan dinamik jarang diperhitungkan untuk stabilitas bendung. Gaya tekanan ke atas
untuk bendung pada permukaan tanah darat (subgrade) lebih rumit. Gaya angkat pada
pondasi dapat ditemukan dengan membuat jaringan aliran (flownet) atau dengan asumsi
– asumsi yang digunakan, untuk teori angkut rembesan (weighted creep theory) untuk
pembuatan jaringan aliran bagi bangunan utama yang dijelaskan disini biasanya cukup
dengan plat tangan saja. Dalam teori angka rembesan lantai, diandalkan bahwa bidang
horizontal mempunyai daya terhadap aliran (rembesan) 3 kali lebih lama dibandingkan
dengan vertical, ini untuk menghitung gaya tekanan ke atas di bawah bendung dengan
cara membagi beda tinggi pada bendung sesuai dengan panjang relative di sepanjang
pondasi.
Menggunakan hukum Darcy untuk menentukan rembesan
𝑄 =
𝑘(ℎ1 − ℎ2)
𝐿
𝐴
Dimana :
Q = volume aliran air persatuan waktu yang masuk ataupun keluar
k = konstanta yang dikenal sebagai koefisien permebealitas
h1-h2 = perbedaan tinggi muka air
L = panjang lapisan tanah yang dirembesin
A = luas penampang tanah yang dilewati
𝑘 = 𝑘 𝑘 = 0,227𝑥0,0000115 = 1,6𝑥10
𝑄 =
1,6𝑥10 (6 − 4,14)
11,178
𝑥51,4188 = 0,013
𝑚
𝑠
𝑣 =
𝑄
𝐴
=
0,013
51,4188
= 2,52𝑥10 𝑚/𝑠
𝑣 = 𝑔𝑦 = 9,8 𝑥
1
3
𝑥2,28 = 2,79 𝑚/𝑠
𝑣 < 𝑣 (𝑜𝑘)
2. Gaya angkat pada pondasi bendung
dalam bentuk rumus itu berarti bahwa gaya angkat pada titik x di sepanjang dasar
bendung dapat dirumuskan sebagai berikut:

88
𝑃 = 𝐻
𝐿
𝐿
∆𝐻
dimana,
𝑃 = gaya angkat pada titik x (kg/𝑚 )
𝐻 = Tinggi energi pada hulu (m)
∆𝐻 = beda tinggi (m)
L = panjang bidang kontak bendung dan tanah bawah (m)
𝐿 = jarak sepanjang bidang kontak dari hulu sampai x (m)
L dan 𝐿 adalah jarak relatif yang dihitung menurut cara lane, bergantung pada arah
bidang tersebut. Bidang yang membentuk sudut 45° atau lebih terhadap arah bidang
horizontal dengan vertical

89
3. Tekanan lumpur
Tekanan lumpur bekerja terhadap muka hulu bendung atau pintu dapat dihitung sebagai
berikut:
𝑃 =
𝛾 ℎ
2
1 − 𝑠𝑖𝑛∅
1 + 𝑠𝑖𝑛∅
Ps = gaya yang terletak pada 2/3 kedalaman dari atas lumpur yang bekerja secara
horizontal
𝛾 = berat volume lumpur (kg/𝑚 )
h = dalamnya lumpur (m)
∅ = sudut gesekan dalam (°)
4. Gaya gempa
harga gaya gempa yang diberikan dalam bagian parameter bangunan, harga –
harga tersebut didasarkan pada peta – peta Indonesia yang menunjukkan daerah dan
resiko. Faktor minimum yang akan diperhitungkan adalah percepatan gravitasi sebagai
harga kecepatan. Faktor ini sebaiknya dipertimbangkan dengan cara mengalikanya
dengan masa bangunan. Sebagai gaya horizontal menuju ke arah yang paling tidak
aman, yaitu arah hilir bendung.
5. Berat sendiri bendung
berat bangunan tergantung pada bahan bangunan yang dipakai untuk tujuan
perencanaan pendahuluan dapat dipakai harga – harga volume di bawah ini :
 Pasangan batu = 2200 kg/𝑚
 Beton tumbuk = 2300 kg/𝑚
 Beton bertulang = 2400 kg/𝑚
6. Reaksi pondasi
Reaksi pondasi dapat diandaikan tergantung trapesium yang terbesar secara
linear. Tekanan vertical pondasi adalah :
𝑃 =
∑ 𝑤
𝐴
+
∑ 𝑤
𝑓
. 𝑚
Unsur – unsur persamaan distribusi tekanan pada pondasi :
Dimana,
P = Tekanan vertical pondasi
∑ 𝑤 = keseluruhan gaya vertical, termasuk ke atas tetapi tidak termasuk reaksi pondasi
𝐴 = Luas dasar pondasi (𝑚 )
𝐵 = Eksentrisitas dari pembebanan atau dari jarak pusat gravitasi dasar sampai titik
potong resultan dasar.
𝑚 = jari – jari dari titik pusat dasar sampai ke titik dimana tekanan dihendaki
𝐼 = momen kelembapan (momen inersia) dasar di pusat.

90
Untuk dasar segi empat dengan panjang L dan lebar 1,0 m
𝐼 =
𝐿
12
Maka,
𝑃 =
𝑤
𝐼
𝐼 +
12𝐿
𝐿
Sedangkan tekanan vertical pondasi pada ujung bangunan ditentukan dengan :
𝑃 =
𝑤
𝐿
1 +
6𝐿
𝐿
Dengan,
m’ = m’’ = ½ L
Maka, 𝑃 = 1 +
Bila harga L dari gambar di atas dan persamaan (1) lebih besar dari 1/6 , maka akan
dihasilkan tekanan negative pada ujung bangunan. Biasanya tarikan tidak diizinkan yang
memerlukan irisan yang mempunyai dasar segi empat, sehingga resultan untuk semua kondisi
pembebanan jatuh pada daerah inti.
5.4 Perhitungan terhadap erosi tanah
pada saat air terbendung, maka akan terjadi perbedaan elevasi permukaan air di
depan dan di belakang bendung yang akan menimbulkan perbedaan tekanan. Perbedaan

91
tekanan ini akan mengakibatkan adanya aliran dibawah bendung terlebih jika tanah dasar
bendung bersifat poros. Aliran air ini akan menimbulkan tekanan pada butir – butir tanah
dasar bendung. Tekanan ini cukup besar untuk mendesak butir – butir tanah yang lama –
kelamaan akan timbul penggerusan terutama di ujung belakang bendung
untuk melindungi bendung dari erosi bawah, ada beberapa cara yang ditempuh.
Kebanyakan bangunan menggunakan kombinasi beberapa kontruksi pelindung.
Pertimbangan utama dalam membuat lindungan terhadap erosi bawah tanah adalah
mengurangi kehilangan beda tinggi energy persatuan panjang pada jalur rembesan serta
ketidakterusan (diskontiniu) pada garis ini. Dalam perencanaan bangunan, pemilihan
kontruksi bendung berikut dapat dipakai sendiri – sendiri atau kombinasi dengan :
 Lantai muka
 Dinding kalang
 Filter pembuangan
 Kontruksi pelengkap
a. Lantai muka (hulu)
lantai muka akan memperpanjang jalur rembesan. Karena gaya tekan ke
atas dibawah lantai oleh tekanan air di atasnya, maka lantai dapat dibuat tipis.
Persyaratan terpenting adalah abhwa lantai ini kedap air. Demikian pula
sambungan lantai dengan tubuh bendung. Keadaan dasar saluran adalah cukup
baik sehingga lantai muka dapat dibuat dari beton kedap air dengan tulangan dan
dihubungkan dengan tubuh bendung.
Salah satu penyebab runtuhnya kontruksi ini adalah bahaya penurunan tidak
merata antar lantai dan tubuh bendung. Untuk itu sambungan harus dilengkapi
dan dilaksanakan dengan amat hati – hati. Lantai itu sendiri dapat dibuat dibuat
dari beton bertulang dan tebal 0,30 m.
penting untuk menggunakan sekat air dan karet yang tidak akan rusak akibat
adanya penurunan yang tidak merata. Keuntungan dari pembuatan lantai hulu
adalah biayanya lebih murah dibandingkan dengan dinding haling vertical yang
dalam, apalagi jika tanah dasar terdiri dari kerikil dan batuan – batuan sangat sulit
dalam waktu memasukkan dinding penghalang vertikal.
b. Dinding haling
kondisi dasar pondasi bendung terdiri dari bahan padat muda, jenis batuan ini
butiranya tidak terlepas dan merupakan satu kesatuan yang padat, air dapat
merembes melalui pori – pori namun rembesan tersebut relatif kecil dan tidak
membayakan. Oleh karena itu, dinding haling tidak diperlukan dibagian hulu dan
hilir bendung. Dengan adanya lantai muka, rembesan dapat tertahan sehingga hal
ini dapat mengurangi laju aliran yang akan menghanyutkan butiran – butiran.

92
c. Alur pembuang/ filter
Alur pembuang dibuaat untuk mengurangi gaya angkat di bawah kolam olak
bendung karena di tempat – tempat ini tidak cukup tersedia berat pengimbang dari
tubuh bendung. Untuk mencegah hilangnya bahan padat melalui lubang itu,
kontruksi ini sebaiknya dibuat dengan filter yang dipasang terbaik dari kerikil
atau pasir bergradasi baik atau bahan filtersintesis. Gambar berikut
memperlihatkan lokasi yang umum dipilih untuk mendapatkan filter serta detail
kontruksinya.
d. Stabilitas terhadap erosi bawah tanah
karena adanya perbedaan tinggi muka air di muka dan di belakang bendung, maka
akan terjadi perbedaan tinggi tekanan. Akibatnya, aka nada aliran di bawah
bendung. Hal ini terjadi karena hambatan – hambatan gesekan. Hambatan yang
terjadi pada bidang kontak antara bangunan dengan tanah creepline. Untuk
memperbesar creepline, maka akan dibuat lantai muka dan dihitung dengan
metode line.
𝐶𝐿 =
∑ 𝐿
𝐻
+
1 3
⁄ ∑ 𝐿
𝐻
Dimana:
CL = Angka rembesan line
∑ 𝐿 = Jumlah panjang vertikal (m)
∑ 𝐿 = jumlah panjang horizontal (m)
H = Beda tinggi muka air (m)

93
𝑠𝑦𝑎𝑟𝑎𝑡 ∶ 𝐿𝑉 +
1
3
𝐿𝐻 ≥ 𝐶𝐿 𝑍𝑟

94
Sketsa Kolam Olak
Harga – harga minimum angka rembesan lane (CL)
NO Jenis Tanah CL
1 Pasir sangat halus atau lanau 8,5

95
2 Pasir halus 7,0
3 Pasir sedang 6,0
4 Pasir kasar 5,0
5 Kerikil halus 4,0
6 Kerikil sedang 3,5
7 Kerikil kasar termasuk berangkat 3,0
8 Bongkahan dengan sedikit berangkal dan kerikil 2,5
9 Lempung lunak 3,0
10 Lempung sedang 2,0
11 Lempung keras 1,8
12 Lempung sangat keras 1,6
Angka – angka rembesan pada tabel sebaiknya dipakai
 100% jika tidak dipakai pembuang, tidak dibuat jaringan dan tidak dilakukan
penyeledikan model
 80% jika ada pembuangna air, tetapi tidak ada penyelidikan ataupun jaringan aturan
 75% jika sebagian tertutup
Perhitungan panjang lantai muka dengan metode lane.
panjang lantai muka tergantung pada jenis tanah pondasi bendung. Untuk menghitung
panjang muka lantai dipakai metode lane. Berdasarkan hasil penyelidikan geologi dan mekanika
tanah di lokasi bendung. Jenis tanah di lokasi bendung terdiri dari batu cadas muda berkisar
antara 1 – 0,01 cm/s dan jenis tanah padat kasar.
Menurut metode lane panjang crap line harus memenuhi persamaan atau persyaratan berikut ini:
𝐿𝑉 + 𝐿𝐻 ≥ 𝐶𝐿. 𝑧
Dimana,
CL = angka rembesan lane
∑ 𝐿𝑉 = jumlah panjang garis rembesan vertikal (m)
∑ 𝐿𝐻 = jumlah panjang garis rembesan hroziontal (m)
Z = beda tinggi muka air di hilir dan di hulu bendung (m)
Beda tinggi muka air di hulu dengan di hilir bendung adalah:
Zr = tinggi muka air dihulu – tinggi muka air di hilir.
= (826 + H1) – (826-h1)

96
= (826+2.28) – ( 826 – 2.24)
= 828.28-823.76
= 4,52 m

97
HASIL PERHITUNGAN

98
Perhitugan tebal lantai kolam olak
Dari perhitungan dan menurut potongan memanjang bendung terdapat data ruang olak
sebagai berikut:
a) Elevasi puncak Mercu = 826 m
b) Elevasi muka air banjir hulu = 828,28 m
c) Elevasi muka air banjir hilir = 823,76 m
d) Elevasi lantai ruang dalam = 820 m
e) Tebal lantai di titik L = 4,5 m
f) Tebal lantai di titik M = 4 m
g) Panjang creepline total (Lt) = 28,49 m
h) Panjang creepline sampai di titik L = 19,77 m
i) Panjang creepline sampai di titik M = 23,49 m
Berat bangunan bergantung pada bahan bangunan yang digunakan untuk tujuan perencanaan
dipakai harga – harga berikut :
a) Pasangan batu = 2200 kg/𝑐𝑚 ; 𝛿𝐻 = 2,24 m ; 𝛾 = 1000 kg/𝑚
b) Beton tembok = 2300 kg/𝑐𝑚 ; HL = 6,74 m ; LL = 19,77 m
c) Beton bertulang = 2400 kg/𝑐𝑚 ; HM = 6,24 m ; LM = 23,49 m

99
Syarat
WL >VL
(𝛾 𝑡𝑙) > 𝐻𝐿 −
𝐿𝐿
𝐿𝑇
𝑥𝛿𝐻 𝛾𝑤
(2400𝑥4,5) > 6,74 −
19,77
28,49
𝑥2,24 1000
10800 > 5272,05 … … . . 𝑂𝐾
Uplift pressure di titik M
𝑈𝑀 = 𝐻𝑀 −
𝐿𝑀
𝐿𝑇
𝛿𝐻 𝛾𝑤
𝑈𝑀 = 6,24 −
23,49
28,49
2,24 1000
𝑈𝑀 = 4476,089 𝑘𝑔 𝑚
⁄
Berat sendiri
Wm = 𝛾𝑏. 𝑡𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑑𝑖 𝑚
Wm = 2400 x 4 = 9600 kg/𝑚
Syarat
Wm > Um
9600 > 4476 (OK)

100
Perhitungan gaya angkat (uplift)
Perhitungan gaya angkat (uplift pressure) dapat dihitung dengan rumus:
𝑉𝐿 = 𝐻𝐿 −
𝐿𝐿
𝐿𝑇
Dimana:
VL = Uplift pressure pada titik L (𝑘𝑔 𝑚
⁄ )
HL = tinggi muka air di hulu bendung di hulu dari titik L (m)
Lt = panjang creepline total (m)
LL = panjang creepline sampai titik L (m)
𝛿𝐻 = perbedaan tinggi tekanan di hulu sampai di hilir bendung (m)
𝛾𝑤 = berat jenis air (1000 kg/𝑚 )

101
Perhitungan
Pada saat air normal :
𝛿𝐻 = Zr = 4,52 m
HL = 𝛿𝐻 + (tebal lantai di L – panjang vertikal di L)
= 4,52 + (4,5 – 1) = 8,02 m
HM = 𝛿𝐻 + ( tebal lantai di M – panjang vertikal di M)
= 4,52 + (4 – 1,5) =7,02 m
Uplift pressure di titik L
𝑈𝐿 = 𝐻𝐿 −
𝐿𝐿
𝐿𝑇
𝑈𝐿 = 8,02 −
19.77
28.49
𝑥4,52 1000 = 4270,22 𝑘𝑔 𝑚
⁄
Berat sendiri di titik L
WL = 𝛾𝑏. Tebal lantai di L
= 2400 x 4,5 = 10800 𝑘𝑔 𝑚
⁄
Syarat
WL > UL
10800 > 4270,22 𝑘𝑔 𝑚
⁄ (OK)
𝐿𝐿
𝐿𝑇
𝑈𝑀 = 7,02 −
19.77
28.49
𝑥4,52 1000 = 3270,22 𝑘𝑔 𝑚
⁄
Berat sendiri di titik M
WM = 𝛾𝑏. Tebal lantai di M
= 2400 x 4 = 9600 𝑘𝑔 𝑚
⁄
WM > UM
9600 > 3270,22 𝑘𝑔 𝑚
⁄ (OK)
Pada saat banjir
𝛿𝐻 = Elevasi muka air banjir di hulu – elevasi lantai ruang kolam olak
= 828,28 – 820 = 8,28 m
HL = 𝛿𝐻 + (tebal lantai di L – panjang vertikal di L)
= 8,28 + (4,5 – 1) = 11,78 m
HM = 𝛿𝐻 + ( tebal lantai di M – panjang vertikal di M)
= 8,28 + (4 – 1,5) =10,78 m
Uplift pressure di titik L
𝑈𝐿 = 𝐻𝐿 −
𝐿𝐿
𝐿𝑇
𝑈𝐿 = 11,78 −
19.77
28.49
𝑥8,28 1000 = 4910,94 𝑘𝑔 𝑚
⁄

102
Berat sendiri di titik L
WL = 𝛾𝑏. Tebal lantai di L
= 2400 x 4,5 = 10800 𝑘𝑔 𝑚
⁄
Syarat
WL > UL
10800 > 4910,94 𝑘𝑔 𝑚
⁄ (OK)
𝐿𝐿
𝐿𝑇
𝑈𝑀 = 10,78 −
19.77
28.49
𝑥8,28 1000 = 3910,94 𝑘𝑔 𝑚
⁄
Berat sendiri di titik M
WM = 𝛾𝑏. Tebal lantai di M
= 2400 x 4 = 9600 𝑘𝑔 𝑚
⁄
WM > UM
9600 > 3910,94 𝑘𝑔 𝑚
⁄ (OK)
KESIMPULAN
TITIK UPLIFT NORMAL UPLIFT BANJIR BERAT SENDIRI KET
L 4270,22 𝑘𝑔 𝑚
⁄ 4910,94 𝑘𝑔 𝑚
⁄ < 10800 𝑘𝑔 𝑚
⁄ OK
M 3270,22 𝑘𝑔 𝑚
⁄ 3910,94 𝑘𝑔 𝑚
⁄ < 9600 𝑘𝑔 𝑚
⁄ OK

103
Perhitungan gaya – gaya akibat berat sendiri
Gambar gaya – gaya akibat beban sendiri
bagian Luas(𝑚 ) Horizontal (m) Vertikal (m)
I 4,5 x 9 = 40,5 X 1 = 8.75 m Y1 = 1/2 x 9 = 4,5 m
II 1/2 x 6,5 x 6 = 19,5 X2 = 2/3 x 6,5 = 4,33 m Y2 = 1/3 x 6 + 2,5 = 4,5 m
III 2,5 x 3,5 = 8.75 X3 = 1/2 x 3.5 = 1,75 m Y3 = 1/2 x 2,5 =1,25 m

104
Tabel perhitungan gaya dan momen akibat berat sendiri
gaya Berat gaya (kg) Lengan gaya (m) Momen terhadap k (kgm)
G1 40,5 x 2400 = 97200 8,75 850500
G2 19,5 x 2400 = 46800 4,33 202644
G3 8,75 x 2400 = 21000 1,75 36750
∑ 165600 1089894
Persamaan rumus yang dipakai :
1. Berat gaya (kg) = luas bidang x BJ beton
2. Momen terhadap k = berat gaya x lengan gaya

105
Perhitungan akibat gaya gempa
Dari data diketahui :
Dari peta zona zeismeth, untuk perencanaan bangunan tahan gemoa di peroleh:
 Percepatan gempa dasar, ac : 1.64 𝑚/𝑠
 Koefisien jenis tanah (n:m) : 1,58 : 0,85
 Faktor yang bergantung pada letak geografisnya,z : 0,56
 Percepatan gempa rencana, ad= 𝑛(𝑎𝑐. 𝑧) : 1.469 𝑚/𝑠
 Koefisien gempa, E= 𝑎𝑑/𝑔 : 0.149
 Gaya horizontal (He) : E.∑ 𝐺
𝐻 = 𝐸 𝐺 = 0,149 𝑥 165600 = 24674,4
gaya Berat gaya (kg) Lengan momen (k) Momen terhadap k (kgm)
G1 0,149 x 97200 = 14482,8 4,5 65172,6
G2 0,149 x 46800 = 6973,2 4,5 31379,4
G3 0,149 x 21000 = 3129 1,25 3911,25
∑ 24585 100463
Perhitungan gaya dan momen akibat tekanan lumpur
Dianggap lumpur setinggi mercu, bendung dengan berat isi lumpur 𝛾𝑠𝑢𝑏 = 1,2 T/𝑚 =
1200 kg/𝑚 , sudut geser dalam ∅ = 18°
𝐾𝑎 =
1 − 𝑠𝑖𝑛∅
1 + 𝑠𝑖𝑛∅
=
1 − sin 18
1 + sin 18
= 0,528
𝑃𝑠 =
𝛾 . ℎ
2
. 𝐾𝑎 =
1200𝑥6
2
𝑥0,528 = 11404,8 𝑘𝑔

106
Tabel perhitungan gaya dan momen akibat tekanan lumpur
NO
Gaya horizontal
(kg)
Gaya vertikal
(kg)
Lengan
(m)
Momen di k
(kgm)
1 11404,8 - 5 57024
Perhitungan gaya dan momen akibat gaya hirostatis
Kondisi air normal
𝛾 = 1000 𝑘𝑔 𝑚
⁄

107
Tabel perhitungan gaya dan momen akibat gaya hidrostatis
no Gaya horizontal (kg)
Gaya vertikal
(kg)
Lengan (m)
Momen di k
(kgm)
1 6x6x1000=36000 - 6 216000
Kondisi air banjir

108
Tabel gaya dan momen akibat gaya hidrostatis
No
Gaya Horizontal
(kg)
Gaya Vertikal
(kg)
LENGAN GAYA MOMEN TERHADAP K
X(m) Y(m) MX MY
1
6x6x1000
=36000
0.00 0.00 6 0.00 216000
2
0,5x6x6x1000
=18000
0.00 0.00 5 0.00 90000
3 0.00
6x2,28x1000
=13680
9 0.00 123120 0.00
4 0.00
0,76x3x1000
=2280
4.65 0.00 10602 0.00
5 0.00
0,76x3x1000
=2280
3.33 0.00 7592,4 0.00
Σ 54000 18240 141314,4 306000

109
Perhitungan akibat uplift pressure
𝑈 = 𝐻 −
𝐿
𝐿
𝑥𝛿𝐻 𝛾
Dimana:
Ux = Uplift pressure pada titik x (𝑘𝑔 𝑚
⁄ )
Hx = tinggi muka air di hulu bendung di hulu dari titik x (m)
Lt = panjang creepline total (m)
Lx = panjang creepline sampai titik x (m)
𝛿𝐻 = perbedaan tinggi tekanan di hulu sampai di hilir bendung (m)
𝛾𝑤 = berat jenis air (1000 kg/𝑚 )
Kondisi air normal
Data :
Lt = 28,49 m
𝛿𝐻 = 4,52 m
Maka,
𝑈𝐸 = 8 −
9,5
28,49
4,52 1000 = 6492,804𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐹 = 10 −
11,5
28,49
4,52 1000 = 8175,5 𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐺 = 9,5 −
13
28,49
4,52 1000 = 7437,522 𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐻 = 7,5 −
14,5
28,49
4,52 1000 = 5199,544 𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐼 = 7,5 −
15,5
28,49
4,52 1000 = 5040,892 𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐽 = 10,5 −
18
28,49
4,52 1000 = 7644,261 𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐾 = 10,5 −
19,17
28,49
4,52 1000 = 7458,638 𝑘𝑔/𝑚
Gaya horizontal uplift

110
Gaya
Gaya Berat gaya (kg)
Lengan
momen(m)
Momen terhadap k
(kgm)
HEF 2x6492,804= 12985,608 2,33 30256,47
H’EF 0,5x2x(8175,5 -6492,804)= 1682,696 1,67 2810,102
HGH 1,5x7437,522 = 11156,28 2 22312,57
H’GH 0,5x1,5x(7437,522 -5199,544 )= 1678,4835 1,5 2517,725
HIJ 2,5x5040,892 = 12602,23 1,67 21045,724
H’IJ 0,5x2,5x(7644,261 − 5040,892)= 3254,211 0,88 2863,705
∑
(+) = 30525
(-) = 12835
(+) = 56976
(-) = 24830
Gaya vertikal

111
Lengan
momen(m)
Momen terhadap k
(kgm)
VFG 4,5x8175,5 =36789,75 8,75 321910
V’FG 0,5x4,5x(8175,5 − 7437,522 )= 1660,45 9,5 15774
VHI 3x5199,544 =15598,632 5 77993
V’HI 0,5x3x(5199,544 − 5040,892 ) = 237,978 5,5 1309
VJK 3,5x7644,261 = 26754,913 1,75 46821
V’JK 0,5x3,5x(7644,261 − 7458,638 ) = 324,84 2,33 757
∑ 81366 464564
Kondisi air banjir
Data :
Lt = 28,49 m
𝛿𝐻 = 8,28 m
Maka,
𝑈𝐸 = 10,28 −
9,5
28,49
8,28 1000 = 7519 𝑘𝑔/𝑚

112
𝑈𝐹 = 12,28 −
11,5
28,23
8,28 1000 = 8938 𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐺 = 12,28 −
10,5
28,23
8,28 1000 = 8502 𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐻 = 10,78 −
13
28,23
8,28 1000 = 6566 𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐼 = 10,78 −
14,5
28,23
8,28 1000 = 6275 𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐽 = 12,78 −
18
28,23
8,28 1000 = 7549 𝑘𝑔/𝑚
𝑈𝐾 = 12,78 −
19,7
28,23
8,28 1000 = 7209 𝑘𝑔/𝑚
Gaya horizontal
Lengan
momen(m)
Momen terhadap k
(kgm)
HEF 2x7519 = 15038 2,33 35038
H’EF 0,5x2x(8938 -7519)= 1419 1,67 2370
HGH 1,5x8502 = 12753 2 25506
H’GH 0,5x1,5x(8502-6566)= 1452 1,5 2178
HIJ 2,5x6275 = 15688 1,67 26199
H’IJ 0,5x2,5x(7549 − 6275 ) = 1593 0,88 1402
∑
(+) = 33738
(-) = 14205
(+) = 65009
(-) = 27684
Gaya vertikal
Lengan
momen(m)
Momen terhadap k
(kgm)
VFG 4,5x8938 =40221 8,75 351934
V’FG 0,5x4,5x(8938 − 8502 )= 981 9,5 9320
VHI 3x6566 =19698 5 98490
V’HI 0,5x3x(6566 − 6275 ) = 436,5 5,5 2401
VJK 3,5x7549 = 26421,5 1,75 46238
V’JK 0,5x3,5x(7549 − 7209 ) = 595 2,33 1386

113
∑ 88353 509769
5.5 Kontrol Stabilitas Bendung
Kondisi air normal
NO Item
Gaya horizontal(kg) Gaya vertikal(kg) Momen titik K(kgm)
+ - + - MT MG
1 Sendiri 0 0 0 165600 1089894
2 Gempa 24585 0 0 0 0 100463
3 Lumpur 11405 0 0 0 0 57024
4 Hidro 36000 0 0 0 0 216000
5 pressure 12210 5134 32546 0 9932 208616
∑
Dengan
Gempa
84200 5134 32546 165600 1099826 582103
Tanpa
Gempa
59615 5134 32546 165600 1099826 444997
MT = Momen Tahanan
MG = Momen Guling
Uplift pressure bekerja 40% dari yang ada
a) Faktor Keamanan terhadap guling
SF (safety factor) =
∑
∑
> 1,5
Dengan gempa:
𝑆𝐹 =
1099826
582103
= 1,88 > 1,5 (𝑜𝑘)
Tanpa gempa :
𝑆𝐹 =
1099826
444997
= 2,47 > 1,5(𝑜𝑘)
b) Faktor Keamanan terhadap geser

114
𝑆𝐹 =
∑ 𝑉 𝑓
∑ 𝐻
≥ 1,5
Dimana,
SF = Faktor keamanan terhadap geser
f = koefisien geser tanah dengan pondasi bendung, f = 1 (batu cadas)
∑ 𝑉 = Total gaya vertikal
∑ 𝐻 = Total gaya horizontal
Dengan gempa :
𝑆𝐹 = = 1,74 > 1,5(𝑜𝑘)
Tanpa Gempa :
𝑆𝐹 = = 2,53 > 1,5(𝑜𝑘)
 Kondisi Air Banjir
NO Item
Gaya horizontal(kg) Gaya vertikal(kg) Momen titik K(kgm)
+ - + - MT MG
1 Sendiri 0 0 0 165600 1089894 0
2 Gempa 24585 0 0 0 0 100463
3 Lumpur 11405 0 0 0 0 57024
4 Hidro 54000 0 0 18240 141314 306000
5 pressure 22604 9517 59196 0 18548 385101
∑
Dengan
Gempa
112594 9517 59196 183840 1249756 848588
Tanpa
Gempa
88009 9517 59196 183840 1249756 748125
MT = Momen Tahanan
MG = Momen Guling
Uplift pressure bekerja 67% dari yang ada
a) Faktor Keamanan terhadap guling
SF (safety factor) =
∑
∑
> 1,25
Dengan gempa:
𝑆𝐹 =
1249756
848588
= 1,47 > 1,25 (𝑜𝑘)
Tanpa gempa :
𝑆𝐹 =
1249756
1748125
= 1,67 > 1,25(𝑜𝑘)
b) Faktor Keamanan terhadap geser
𝑆𝐹 =
∑ 𝑉 𝑓
∑ 𝐻
≥ 1,25
Dimana,
SF = Faktor keamanan terhadap geser
f = koefisien geser tanah dengan pondasi bendung, f = 1 (batu cadas)
∑ 𝑉 = Total gaya vertikal

115
∑ 𝐻 = Total gaya horizontal
Dengan gempa :
𝑆𝐹 = = 1,26 > 1,25(𝑜𝑘)
Tanpa Gempa :
𝑆𝐹 = = 1,58 > 1,25(𝑜𝑘)
KESIMPULAN
Dari control stabilitas bendung terhadap momen guling dan geser di atas menunjukkan bahwa
bendung aman untuk didirikan
5.6 Referensu Nilai safety faktor
Menurut standar perencanaan irigasi Kp-02 kriteria perencanaan bagian bangunan utama, nilai
SF terhadap gaya
 Geser
SF Keadaan normal : 𝑆𝐹 ≥ 1,5
SF Keadaan banjir : 𝑆𝐹 ≥ 1,25
 Guling
SF keadaan normal : 𝑆𝐹 ≥ 1,5
SF keadaan banjir : 𝑆𝐹 ≥ 1,25

116
BAB VI
PERENCANAAN BANGUNAN PELENGKAP
6.1 Bangunan intake
Bangunan intake adalah salah satu bangunan pada bendung yang berfungsi sebagai penyadap
aliran sungai, mengatur pemasukan air, dan sedimen serta menghindarkan sedimen dasar sungai
dan sampah masuk ke intake. Terletak di bagian sisi bendung ditembok pangkal dan satu
kesatuan dengan bangunan pembilas. Kapasitas pengambilan sekurang – kurangnya 120% dari
kebutuhan pengambilan dengan kecepatan masuk 1,0 sampai 2,0 m/s , bergantung pada ukuran
butir bahan yang dapat diangkut 120% kapasitas pengambilan dari ‘dimension requirement’
ditunjukkan guna menambah fleksibilitas dan untuk memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi
selama umur proyek.
Rumus yang digunakan dalam perhitungan:
𝑄 = 𝑘. 𝜇. 𝑎. 𝑏 2𝑔ℎ
Dimana;
Q = Debit pengambilan
k = faktor aliran tenggelam ≈ 1,0
𝜇 = koefisien debit (0,8)
b = lebar pintu (m)
a = Tinggi bukaan (m)
h = kehilangan energy pada bukaan (0,15m)
g = percepatan gravitasi (9,81 𝑚/𝑠 )
Dimensi pintu pengambilan di sebelah kiri bendung dengan,
A = 1130 Ha
Dimensi pintu pengambilan di sebelah kanan bendung dengan,
A = 840 Ha

117
 Kebutuhan air untuk daerah kiri bendung :
𝑄 =
𝑁𝑓𝑅. 𝐴
𝑒
=
1,66𝑥1130
0,65
= 2886 𝑙 𝑠
⁄ = 2,886 𝑚 /𝑠
Dimana,
NfR = net field water requirement (kebutuhan air) pada irigasi = 1,66l/s.ha
e = efisiensi irigasi keseluruhan = 0,65
Luas daerah irigasi = 1130 ha
Kebutuhan air (NFR) = 1,66 l/s.ha
Debit rencana pengambilan
𝑄 = 120%𝑄 = 1,2𝑥2,886 = 3,4632 𝑚 /𝑠
Jika direncanakan b = a
𝑄 = 𝑘. 𝜇. 𝑎. 𝑏. 2𝑔ℎ1
3,4632 = 1𝑥0,8𝑥𝑏 𝑥 2𝑥9,81𝑥0,15
𝑏 = 1,58 𝑚
Maka tinggi bukaan pintu pengambilan kanan bendung adalah 1,58 m
 Kebutuhan air untuk daerah kanan bendung :
𝑄 =
𝑁𝑓𝑅. 𝐴
𝑒
=
1,66𝑥840
0,65
= 2145 𝑙 𝑠
⁄ = 2,145 𝑚 /𝑠
Dimana,
NfR = net field water requirement (kebutuhan air) pada irigasi = 1,66l/s.ha
e = efisiensi irigasi keseluruhan = 0,65
Luas daerah irigasi = 840 ha
Kebutuhan air (NFR) = 1,66 l/s.ha
Debit rencana pengambilan
𝑄 = 120%𝑄 = 1,2𝑥2,145 = 2,574 𝑚 /𝑠
Jika direncanakan b = a
𝑄 = 𝑘. 𝜇. 𝑎. 𝑏. 2𝑔ℎ1
2,574 = 1𝑥0,8𝑥𝑏 𝑥 2𝑥9,81𝑥0,15
𝑏 = 1,36 𝑚
Maka tinggi bukaan pintu pengambilan kanan bendung adalah 1,36 m

118
6.2 Kantong Lumpur
Diperlukan perencanaan kantong lumpur pada bagian awal dari saluran primer tepat
di belakang bangunan pengambil untuk mencegah partikel – partikel halus maupun sedimen
masuk ke dalam jaringan irigasi. Kantong lumpur itu merupakan pembesaran potongan
melintang saluran sungai panjang tertentu untuk mengurangi keceatan aliran dan memberi
kesempatan pada sedimen untuk mengendap.
Untuk menampung endapan sedimen ini, dasar bagian tersebut diperdalam atau
diperbesar. Kantong ini diberikan tiap jangka waktu tertentu dengan cara membilas
sedimenya kembali ke sungai dalam aliran terkontruksi yang berkecepatan tinggi.
Dimensi kantong lumpur di kiri bendung
Data – Data :
𝑄𝑛 = 2,886𝑚 /𝑠
Kontruksi merupakan pasangan batu kali dengan koefisien struktur, k = 45
 Kecepatan aliran yang melalui kantong lumpur = 0,35 m/s
 Debit sedimen yang diendapkan 0,05% Qn = 1,443𝑥10 𝑚 /𝑠
 Frekuensi pembilasan = 7 hari
 Diameter yang diendapkan = 0,07 mm
 Temperatur rata – rata = 20℃
 Kecepatan air pembilasan = 1 m/s
 Debit pengambilan = 2,886𝑚 /𝑠
 Debit pembilasan 120% Qn = 3,4632𝑚 /𝑠

119
Dengan diameter partikel yang diendapkan ∅ = 0,07𝑚𝑚 dan faktor bentuk pasir alamiah Fb =
0,75 maka berdasarkan grafik hubungan diameter ayakan dan kecepatan endap untuk air tenang,
diperoleh kecepatan endap w = 3,1 mm/s = 0,031 m/s
Misalkan waktu dari partikel A ke C adalah t . maka
𝐿 = 𝑡. 𝑣 ; ℎ = 𝑡. 𝑤
𝑡 =
𝐿
𝑉
; 𝑡 =
ℎ
𝑤
𝐿
𝑣
=
ℎ
𝑤
; 𝑣 =
𝑄𝑛
𝑏ℎ
𝑠𝑒ℎ𝑖𝑛𝑔𝑔𝑎 ,
𝐿𝑏𝑘
𝑄𝑛
=
𝑘
𝑤
𝑏𝑙 =
𝑄𝑛
𝑤
=
2,886
0,031
= 93,1𝑚
Untuk L/b ≥ 8 , maka taksiran awal dimensi kantong lumpur adalah 𝐿 ≥ 8𝑏
𝑏𝑙 = 93,1
𝑏. 8𝑏 = 93,1
8𝑏 = 93,1
𝑏 = 3,4𝑚
𝐿 = 8𝑏 = 8𝑥3,4 = 27,2 𝑚
Direncanakan b = 4 m dan L = 30 m
Luas tampang saluran, 𝐴𝑛 = =
,
,
= 9,89 𝑚
Kedalaman air, ℎ𝑛 = =
,
= 2,5 𝑚

120
Untuk m = 0,5 , B1 = 4 m dan hn = 2,5 m maka,
𝐵2 = (𝐵1 + 2𝑚. ℎ𝑛)
𝐵2 = (4 + 2.0,5.2,5)
𝐵2 = 6,5 𝑚
Keliling basah
𝑃 = 𝐵1 + 2ℎ𝑛 1 + 𝑚
𝑃 = 4 + 2.2,5 1 + 0,5 = 9,59𝑚
Jari – jari hidraulis
𝑅 =
𝐴
𝑃
=
9,89
9,59
= 1𝑚
𝑣 = 𝑘. 𝑅
/
. 𝐼
/
𝐼
/
=
0,35
45𝑥1 /
; 𝐼 = 0,00006
Pembilas kantong lumpur
Agar dapat pembilas kantong lumpur maka diusahakan agar kecepatan aliran selama
pembilasan lebih besar dari Vs = 1 m/s dan debit saluran pembilas 120%Qn
Luas tampang basah saat pembilasan
𝐴𝑠 =
𝑄𝑠
𝑉𝑠
= 3,4632 𝑚 /𝑠
Tinggi air saat pembilasan
ℎ𝑠 =
𝐴𝑠
𝐵1
=
3,4632
4
= 0,8658𝑚
Keliling basah saat pembilasan
𝑃𝑠 =
𝐵1
2ℎ𝑠
=
4
2(0,8658)
= 2,31𝑚
Kemiringan
𝐼 =
1
45𝑥1
; 𝐼 = 0,0005
Agar pembilasan dapat terlaksana dengan baik. Kecepatan aliran harus dijaga agar tetap dalam
keadaan kecepatan stabil (subkritis) atau Fr<1
Sehingga 𝐹𝑟 =
.
=
√ , ,
= 0,34 < 1 … … . . 𝑜𝑘
Volume kantong lumpur

121
𝑣 = 0,05%𝑄𝑛𝑇 = 0,0005𝑥2,886𝑥7𝑥24𝑥3600 = 872,7264𝑚
Dimensi kantong lumpur di kanan bendung
Data – Data :
𝑄𝑛 = 2,145𝑚 /𝑠
Kontruksi merupakan pasangan batu kali dengan koefisien struktur, k = 45
 Kecepatan aliran yang melalui kantong lumpur = 0,35 m/s
 Debit sedimen yang diendapkan 0,05% Qn = 1,0725𝑥10 𝑚 /𝑠
 Frekuensi pembilasan = 7 hari
 Diameter yang diendapkan = 0,07 mm
 Temperatur rata – rata = 20℃
 Kecepatan air pembilasan = 1 m/s
 Debit pengambilan = 2,145𝑚 /𝑠
 Debit pembilasan 120% Qn = 2,574𝑚 /𝑠
𝐿𝑏 =
𝑄𝑛
𝑤
=
2,145
0,031
= 69,19𝑚
Untuk L/b ≥ 8 , maka taksiran awal dimensi kantong lumpur adalah 𝐿 ≥ 8𝑏
𝑏𝑙 = 69,19
𝑏. 8𝑏 = 69,19
8𝑏 = 69,19
𝑏 = 2,94𝑚
𝐿 = 8𝑏 = 8𝑥2,94 = 23,52 𝑚
Diambil b = 4m dan L = 30 m
Luas tampang saluran, 𝐴𝑛 = =
,
,
= 6,12 𝑚
Kedalaman air, ℎ𝑛 = =
,
= 1,5 𝑚

122
Untuk m = 0,5 , B1 = 4 m dan hn = 1,5 m maka,
𝐵2 = (𝐵1 + 2𝑚. ℎ𝑛)
𝐵2 = (4 + 2.0,5.1,5)
𝐵2 = 5,5 𝑚
Keliling basah
𝑃 = 𝐵1 + 2ℎ𝑛 1 + 𝑚
𝑃 = 4 + 2.1,5 1 + 0,5 = 7,3𝑚
Jari – jari hidraulis
𝑅 =
𝐴
𝑃
=
6,12
7,3
= 0,83𝑚
𝑣 = 𝑘. 𝑅
/
. 𝐼
/
𝐼
/
=
0,35
45𝑥1 /
; 𝐼 = 0,00006
Pembilas kantong lumpur
Agar dapat pembilas kantong lumpur maka diusahakan agar kecepatan aliran selama
pembilasan lebih besar dari Vs = 1 m/s dan debit saluran pembilas 120%Qn
Luas tampang basah saat pembilasan
𝐴𝑠 =
𝑄𝑠
𝑉𝑠
= 2,574 𝑚 /𝑠
Tinggi air saat pembilasan
ℎ𝑠 =
𝐴𝑠
𝐵1
=
2,574
4
= 0,6435𝑚
Keliling basah saat pembilasan
𝑃𝑠 =
𝐵1
2ℎ𝑠
=
4
2(0,6435)
= 3,1𝑚
Kemiringan
𝐼 =
1
45𝑥1
; 𝐼 = 0,0005
Agar pembilasan dapat terlaksana dengan baik. Kecepatan aliran harus dijaga agar tetap dalam
keadaan kecepatan stabil (subkritis) atau Fr<1
Sehingga 𝐹𝑟 =
.
=
√ , ,
= 0,398 < 1 … … . . 𝑜𝑘
Volume kantong lumpur
𝑣 = 0,05%𝑄𝑛𝑇 = 0,0005𝑥2,145𝑥7𝑥24𝑥3600 = 648,648𝑚
6.3 Bangunan Pembilas
Bangunan pembilas diperlukan untuk pembilasan bahan – bahan sedimen kasar yang

123
terdapat di lantai, di dasar bendung sedimen yang terkumpul dapat dibilas dengan membuka pintu
pembilas secara berkala. Waktu pembilasan tergantung pada banyaknya sedimen pada dasar
bendung.
Pada saat pintu pembilas dibuka akan terjadi aliran turbulensi sehingga sedimen halus
maupun kasar dapat terbongkar dan dilanjutkan melalui saluran bilas sampai dasar bendung bersih
dan selanjutnya ditutup kembali. Bangunan pembilas dibuat dua buah, yaitu (bagian kanan) 1,
bagian kiri 1, kecepatan aliran yang diperlukan untuk pembilasan dihitung dengan rumus:
𝑣 = 1,5 𝑐. 𝑑 /
Dimana, vc = kecepatan kiritis yang diperlukan untuk pembilasan (m/s)
c = koef yang tergantung dari bentuk sedimen (c = 0,45)
d = Diameter terbesar sedimen (∅ = 0,07𝑚𝑚)
𝑉𝑐 = 1,5(0,45)(0,07𝑥10 ) /
= 5,647𝑥10 𝑚/𝑠
Debit minimum pembilasan
𝑞 =
𝑣
𝑔
=
(5,647𝑥10 )
9,81
= 1,836𝑥10 𝑚 /𝑠
Kecepatan aliran
𝑣 = 𝑐 2𝑔ℎ
𝑣 = 0,62 2𝑥9,81𝑥2 = 3,88 𝑚/𝑠
Dimana, C = koef debit chezy (0,62)
h = tinggi muka air di ukur dari titik lubang sluice (2 m)
v>vc
3,88> 5,647x10
A (luas pintu pembilas) = Bh = 2 x 2 = 4𝑚
Q = v A = 3,88 x 4 = 15,52 𝑚 /𝑠
𝑞 = =
,
= 7,76𝑚 /𝑠 > qmin ok
6.4 Desain saluran primer
 Rumus sticher
𝑣 = 𝑘. 𝑅 /
𝐼 /
 Rumus manning
𝑣 =
1
𝑛
𝑅 𝐼
𝑅 =
𝐴
𝑃
𝑃 = 𝑏 + 2ℎ 1 + 𝑚
Dimensi saluran

Merencanakan Bendung - weir dengan debit periode ulang 100 tahun untuk jenis tanaman padi

Merencanakan Bendung - weir dengan debit periode ulang 100 tahun untuk jenis tanaman padi

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Merencanakan Bendung - weir dengan debit periode ulang 100 tahun untuk jenis tanaman padi

Similar to Merencanakan Bendung - weir dengan debit periode ulang 100 tahun untuk jenis tanaman padi (20)

More from Shaleh Afif Hasibuan

More from Shaleh Afif Hasibuan (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Merencanakan Bendung - weir dengan debit periode ulang 100 tahun untuk jenis tanaman padi