ANALISIS REMBESAN DAN GAYA ANGKAT PADA PERENCANAAN BENDUNG DI DESA SUNGAI BUNTU,

KECAMATAN PEDES, KARAWANG

RADEN MUHAMAD FAKHRIEL ALIEM WIRAKARTAKUSUMAH

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Rembesan dan Gaya Angkat Pada Perencanaan Bendung di Desa Sungai Buntu, Kecamatan Pedes, Karawang adalah benar karya saya dengan arahan dari Dosen Pembimbing Akademik dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Juli 2013

R.Muhamad Fakhriel Aliem W

NIM F44090031

ABSTRAK

RADEN MUHAMAD FAKHRIEL ALIEM WIRAKARTAKUSUMAH. Analisis Rembesan dan Gaya Angkat Pada Perencanaan Bendung di Desa Sungai Buntu, Kecamatan Pedes, Karawang. Dibimbing oleh YULI SUHARNOTO.

Bendung merupakan bangunan air yang terletak melintang arah aliran sungai dan berfungsi untuk meninggikan mukai air sungai. Dalam perencanaannya, diperlukan beberapa analisis gaya pada konstruksi bendung agar bendung tersebut dapat dioperasikan sesuai dengan fungsinya. Fokus pada penelitian ini yaitu analisis rembesan dan gaya angkat pada bendung.Tujuan dari penelitian ini yaitu menganalisis dan menghitung nilai dari rembesan dan gaya angkat yang terjadi pada bendung untuk dijadikan acuan pada perencanaan konstruksi bendung tersebut. Lokasi penelitian ini terletak di Desa Sungai Buntu, Kecamatan Pedes, Kabupaten Karawang. Metode perhitungan yang digunakan mengacu pada KP-02 tentang Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama dan KP-06 tentang Kriteria Perencanaan Bagian Parameter Bangunan. Data yang dibutuhkan diantaranya: koefisien permeabilitas tanah, perbedaan tinggi muka air hulu dan hilir sungai. Alat yang digunakan yaitu ring sampel, meteran, serta seperangkat alat komputer, alat hitung dan alat tulis. Dari hasil permodelan menggunakan program Geo Studio Seep/w nilai dari debit rembesan yang didapatkan yaitu sebesar 1,01 x10-8 m3/dtk. Sedangkan dengan menggunakan rumus empiris didapatkan hasil 1,72x10-8 m3/dtk. Nilai dari gaya angkat yang didapatkan dari hasil perhitungan yaitu sebesar 2450 kg/m.

Kata Kunci: bendung, rembesan, gaya angkat

ABSTRACT

RADEN MUHAMAD FAKHRIEL ALIEM WIRAKARTAKUSUMAH. Seepage And Uplift Pressure Analysis In Designing A Dam In Sungai Buntu Village, Karawang .Supervised by YULI SUHARNOTO.

The construction of a dam is built crossing river stream for elevating water level. In designing a dam, force field analysis in a dam is needed to ensure a dam can be operated properly. The focus of this research is to analize seepage and uplift pressure in a dam. The objective of this research is quantifying and analyzing the force that occurs in a dam as a reference in designing of a dam construction. The study is located in Sungai Buntu Village, Pedes, Karawang. The analysis is using guideline KP-02 Criteria for Designing Main Dam and KP-06 Criteria for Designing Additioal Structures. Software Geo Studio Seep/w 2004 is used in seepage analysis. The data which are required are soil permeability, and water level at upstream and downstream. The equipments used in this study are soil ring, tape, computer, and calculator. Based on the result of Geo Studio Seep/w 2004 analysis, the quantity of seepage under the Dam is 1,01 x10-8 m3/sec. Based on flow net analysis the quantity of seepage under the Dam is 1,72x10-8 m3/sec and the uplift pressure is 2450 kg/m.

Keywords: Dam, seepage, uplift pressure

ANALISIS REMBESAN DAN GAYA ANGKAT PADA PERENCANAAN BENDUNG DI DESA SUNGAI BUNTU,

KECAMATAN PEDES, KARAWANG

RADEN MUHAMAD FAKHRIEL ALIEM WIRAKARTAKUSUMAH

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik pada

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2013

6

Judul Skripsi : Analisis Rembesan dan Gaya Angkat Pada Perencanaan Bendung di Desa Sungai Buntu, Kecamatan Pedes, Karawang.

Nama : Raden Muhamad Fakhriel Aliem Wirakartakusumah NIM : F44090031

Disetujui oleh

Dr Ir Yuli Suharnoto, M. Eng Pembimbing

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah subhanahu wa ta’ala atas

berkat rahmat serta hidayah-Nya lah, penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini yang berjudul Analisis Rembesan dan Gaya Angkat pada Perencanaan Bendung di Desa Sungai Buntu, Kecamatan Pedes, Karawang. Karya ilmiah ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Dr Ir Yuli Suharnoto, M.Eng selaku dosen pembimbing akademik. Selain itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada kedua orang tua, rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB Angkatan 2009 yang telah memberikan bimbingan, motivasi, semangat dan saran atau masukan untuk kesempurnaan karya ilmiah ini.

Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan dapat digunakan sebagaimana mestinya.

Bogor, Juli 2013

R.Muhamad Fakhriel Aliem W

8

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR LAMPIRAN vi PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 1

Tujuan Penelitian 1

Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

METODE 2

Waktu dan Tempat Penelitian 3

Gambaran Lokasi 3

Kondisi Iklim 4

Kondisi Tanah 4

Bahan 4

Alat 4

Prosedur Analisis Data 4

HASIL DAN PEMBAHASAN 11

Kondisi Saluran dan Bendung Eksisting Desa Sungai Buntu 11 Koefisien Rembesan Sampel Tanah Uji 13 Analisis Debit Rembesan 13 Analisis Gaya Angkat 16

SIMPULAN DAN SARAN 17

Simpulan 17

Saran 17

DAFTAR PUSTAKA 17 LAMPIRAN 18

RIWAYAT HIDUP 21

vi

DAFTAR TABEL

1 Hasil Pengukuran Bendung Eksisting 12 2 Pengukuran Profil Saluran Bendung Rencana 12 3 Nilai dari Koefisien Permeabilitas 13 4 Dimensi Bendung Rencana 14 5 Parameter Debit Rembesan 15 6 Tinggi Tekan Pada Pondasi 16

DAFTAR GAMBAR

1 Tahap Pelaksanaan Penelitian 2 2 Lokasi Perencanaan Bendung Desa Sungai Buntu 3 3 Peta Kabupaten Karawang 3 4 Tanah Uji yang Berada di Dalam Ring Sampel 4 5 Lapisan Tanah di Desa Sungai Buntu 4 6 Contoh Uji Permeabilitas 6 7 Prinsip Pengujian Falling Head Permeameter 6 8 Pemilihan Analisis Seep/w Pada Geo Studio 2004 7 9 Kotak Dialog axis X dan Y 7 10 Sketsa Bendung dan Pondasinya 8 11 Conductivity Function 8

12 KeyIn Material Properties 9 13 Permodelan Bendung 9 14 Proses Verivy/optimize Data 10 15 Proses Solve 10 16 Penambahan Garis Kontur dan Garis Aliran Pada Permodelan 10 17 Bendung Eksisting 12 18 Pengukuran Dimensi Saluran 12 19 Tanah Homogen dan Isotropis 14 20 Hasil Perhitungan Debit Rembesan 15 21 Sketsa Jejaring Aliran 15 22 Tampak Melintang Bendung Rencana 17 23 Diagram Gaya Angkat Pada Pondasi 17

DAFTAR LAMPIRAN

1 Grafik Iterasi Dalam Perhitungan Analisis Debit Rembesan 18 2 Contoh Node Information Pada Pondasi Bendung 19 3 Contoh Flow Path Information 20

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Tanah merupakan susunan butiran padat dan pori-pori yang saling berhubungan satu sama lain sehingga air dapat mengalir dari satu titik yang mempunyai energi lebih tinggi ke titik yang mempunyai energi yang lebih rendah.

Aliran air di bawah tanah memiliki permasalahan yang cukup luas. Pada umumnya aliran bawah tanah digolongkan atas 2 (dua) kategori, yaitu masalah rembesan (seepage) dan aliran airtanah (groundwater flow). Masalah rembesan biasanya digolongkan atas penampungan air pada bendungan, sedangkan masalah aliran airtanah berhubungan dengan proses infiltrasi natural yang mengalir melalui lapisan-lapisan tanah sampai akhirnya masuk kembali ke mata air dan sungai.

Pengendalian rembesan pada bendung merupakan hal penting yang harus diperhatikan. Prinsip utamanya adalah mencegah atau mengurangi rembesan hingga mencapai jumlah debit yang kecil. Selain itu, analisis masalah rembesan perlu dilakukan untuk mencegah kehancuran yang ditimbulkan oleh gaya-gaya yang ditimbulkan oleh rembesan itu sendiri. Dalam memecahkan masalah rembesan, ada beberapa metode yang sering digunakan, suatu metode umumnya hanya cocok untuk memecahkan suatu masalah tertentu saja.

Selain masalah rembesan, gaya angkat pada bendung juga perlu diperhatikan.Hal tersebut bertujuan agar bendung tidak terbalik dan mampu menahan gaya angkat yang ditimbulkan oleh air. Oleh karena itu, diperlukan analisis mengenai besaran nilai dari debit rembesan dan gaya angkat pada bendung di Desa Sungai Buntu, Kecamatan Pedes, Karawang, Jawa Barat.

Perumusan Masalah

Berdasarkan survei awal yang dilakukan, di Desa Sungai Buntu terdapat sebuah bendung sederhana yang telah dibuat oleh warga setempat. Bendung tersebut terbuat dari bambu dan susunan karung berisi tanah. Bendung tersebut juga belum dilengkapi dengan pintu air, sehingga aliran air yang berasal dari laut maupun sungai masih belum bisa dikendalikan. Hal tersebut menyebabkan saat kondisi pasang air laut masuk ke persawahan warga, sedangkan pada saat surut air dari sungai tidak bisa digunakan untuk irigasi . Oleh karena itu, diperlukan sebuah bendung baru yang dilengkapi dengan pintu air agar mampu menahan air laut yang masuk ke areal persawahan dan mampu menampung air tawar dari hulu sungai untuk dijadikan suplai air irigasi .

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini yaitu : 1) Menganalisis dan menghitung nilai dari debit rembesan pada bendung, dan 2) Menganalisis dan menghitung nilai dari gaya angkat pada bendung.

2

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini yaitu mengetahui nilai dari debit rembesan maupun gaya angkat pada bendung, sehingga dapat dijadikan sebagai acuan dalam perencanaan bendung.

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini terbatas pada analisis rembesan dan gaya angkat pada konstruksi bendung di Desa Sungai Buntu, Kecamatan Pedes, Karawang.

METODE

Metode yang digunakan dalam proses penelitian ini terdiri dari: 1. Studi literatur.

Studi literatur dilakukan untuk memperoleh pengetahuan dasar mengenai permasalahan yang akan diteliti. Selain itu, studi literatur bertujuan untuk mempelajari berbagai metode untuk menentukan debit limpasan dan parameter yang mempengaruhinya.Literatur yang menjadi acuan berasal dari buku teks, karya tulis dan jurnal ilmiah.

2. Studi lapangan. Studi lapangan dilakukan dengan cara survei. Survei ini bertujuan untuk memperoleh data-data yang dibutuhkan, baik sekunder maupun aktual yang berhubungan dengan lokasi penelitian. Data yang dibutuhkan meliputi dimensi saluran dan koefisien permeabilitas tanah. Adapun tahapan pelaksanaan penelitian ini adalah sebagai berikut:

Gambar 1 Tahapan Penelitian

3

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan dari bulan Mei sampai Juli Tahun 2013 di Desa Sungai Buntu, Kecamatan Pedes, Kabupaten Karawang.

Gambar 2 Lokasi Perencanaan Bendung Desa Sungai Buntu

Gambaran Lokasi

Kabupaten Karawang berada di bagian utara Provinsi Jawa Barat yang secara geografis terletak pada posisi 5o56’ - 6o34’ LS dan 107o02’ - 107o40’ BT. Luas wilayah Kabupaten Karawang yaitu 1.753,27 km2.Secara administratif batas-batas Kabupaten Karawang yaitu sebelah Utara dengan Laut Jawa, sebelah Selatan dengan Kabupaten Purwakarta, sebelah Timur dengan Kabupaten Bekasi, dan sebelah Tenggara dengan Kabupaten Bogor dan Kabupaten Cianjur.

Sumber : Bappeda Kabupaten Karawang (2007)

Gambar 3 Peta Kabupaten Karawang

4

Kondisi Iklim

Sesuai dengan bentuk fisiografinya Kabupaten Karawang merupakan dataran rendah dengan temperatur udara rata-rata 27oC dengan tekanan udara rata-rata 0,01 milibar, penyinaran matahari 66% dan kelembaban nisbi 80%. Secara regional, kontrol dominan pada arus dan gelombang di laut Jawa adalah angin muson yang bertiup tetap dari arah tenggara pada bulan April-November dan dari arah barat laut pada bulan Desember-Maret, kecepatan angin antara 30 –35 km/jam, lamanya tiupan rata-rata 5 – 7 jam.

Kondisi Tanah

Secara umum, jenis tanah di Kabupaten Karawang terdiri dari alluvial terutama pada lahan sawah dataran rendah, sedangkan untuk daerah pegunungan atau berbukit-bukit terdiri dari podsolik dan latosol.

Wilayah Kabupaten Karawang sebagian besar berupa dataran pantai yang luas, yang terhampar di bagian pantai utara dan terbentuk dari batuan sedimen yang terdiri dari bahan-bahan lepas terutama endapan laut dan aluvium vulkanik. Di bagian tengah ditempati oleh perbukitan terutama dibentuk oleh batuan sedimen, sedang di bagian selatan terletak Gunung Sanggabuana dengan ketinggian ± 1.291 m di atas permukaan laut.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sampel tanah lokasi penelitian, air destilat untuk uji permeabilitas, dan dimensi bendung rencana.

Alat

Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain seperangkat komputer/laptop yang sudah terdapat perangkat lunak (software) untuk membantu pengolahan data seperti Microsoft Excel 2010, Auto Cad 2007, dan Geo Studio Seep/w, kamera untuk pendokumentasian, kalkulator dan alat tulis. Selain itu, digunakan juga ring sampel, meteran, dan falling head permeameter.

Prosedur Analisis Data

Secara umum, tahapan pengolahan data terbagi menjadi dua tahap yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. 1. Analisis pendahuluan.

Pada tahap ini, dilakukan pengukuran lapang mengenai dimensi saluran, tinggi muka air saluran, dan pengambilan sampel tanah. Pengukuran dimensi saluran berfungsi untuk menentukan dimensi bendung yang akan dibuat, sedangkan pengambilan sampel tanah digunakan untuk menentukan sifat tanah seperti kekuatan geser tanah maupun koefisien permeabilitas.

Penentuan koefisien permeabilitas dilakukan di laboratorium mekanika tanah Fakultas Teknologi Pertanian dengan menggunakan alat falling head permeameter. Tahapan yang dilakukan untuk menentukan koefisien permeabilitas yaitu :

5

1) Pengambilan Sampel Tanah. Dalam mengambil sampel tanah digunakan 3 buah ring sampel

dengan masing-masing kedalaman yaitu: 0-20 cm sebanyak 1 buah dan 20-40 cm sebanyak 2 buah.

Gambar 4 Tanah Uji yang Berada di Dalam Ring Sampel

Gambar 5 Lapisan Tanah di lokasi Desa Sungai Buntu

2) Uji Laboratorium dengan Menggunakan Falling Head Permeameter Tujuan dari pengujian ini adalah memperoleh informasi mengenai

kemampuan tanah dalam menyimpan dan meloloskan air. Dalam pengujian ini, tanah disumbat dengan karet yang dilengkapi dengan pipa. Melalui pipa tersebut dialirkan air destilat hingga mencapai batas yang telah ditentukan dan tanah menjadi jenuh. Kemudian dicatat lamanya waktu yang dibutuhkan air untuk meresap.

6

Gambar 6 Contoh Uji Permeabilitas

Gambar 7 Prinsip Pengujian Falling Head Permeameter

Data hasil pengujian kemudian diolah untuk mendapatkan nilai permeabilitas tanah melalui persamaan berikut.

K = 2,303 (al/AT) log(h1/h2) ................................................ (1) Keterangan: a = luas pipa pengukur (cm2) l = panjang benda uji (cm) A= luas potongan melintang benda uji (cm2) T = waktu (detik) h= perbedaan tinggi pada sembarang waktu t (cm)

7

2. Penelitian utama. Adapun tahapan analisis data pada penelitian utama terbagi ke dalam dua

tahapan, antara lain:

1. Penentuan Debit Rembesan Analisis debit rembesan dilakukan dengan 2 cara, yaitu menggunakan

program Geo Studio Seep/w dan menggunakan rumus empiris. Dalam permodelan menggunakan program Geo Studio Seep/w ini hal yang pertama yang harus dilakukan yaitu dengan memilih student license kemudian pilih File=> New=>Seep/w. Seperti yang terlihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Pemilihan Analisis Seep/w pada Geo Studio 2004

Kemudian dibuat axis pada lembar kerja dengan cara Sketch=> Axes.

Axis ini berfungsi untuk menentukan jarak yang diinginkan pada permodelan di sumbu X dan sumbu Y. Selain itu, dilakukan juga pemberian nama pada masing-masing sumbu pada kotak dialog ini.

Gambar 9 Kotak Dialog axis X dan Y

8

Untuk membuat sketsa bendung dan pondasinya digunakan lines dengan cara Sketch=>Lines, kemudian disesuaikan dengan dimensi yang direncanakan.

Gambar 10 Sketsa Bendung dan Pondasinya

Setelah itu, dilakukan indentifikasi masalah dengan memasukkan

variabel-variabel yang akan dijadikan acuan dalam perhitungan pada toolbar KeyIn. Variabel-variabel tersebut berupa hydraulic conductivity, boundary layer, dan material properties.

Gambar 11 Conductivity Function

Pada permodelan ini asumsi-asumsi yang digunakan yaitu tanah

dianggap homogen, tidak ada fungsi dari kadar air, rasio dari konduktivitas hidraulik adalah 1, dan aliran merupakan aliran tetap.

9

Gambar 12 KeyIn Material Properties

Kemudian membuat region , mesh, boundary condition, dan flux section

pada permodelan. Region berfungsi untuk membagi daerah sesuai dengan kondisi yang digunakan, sedangkan mesh merupakan pembagian aksi-aksi dari perhitungan dalam permodelan yang saling berhubungan secara keseluruhan. Boundary condition merupakan tinggi aliran di hulu dan hilir bendung. Sedangkan flux section merupakan perhitungan total dari debit rembesan yang terjadi di bawah bendung. Gambar dibawah ini menunjukkan permodelan bendung pada proses define.

Gambar 13 Permodelan Bendung

Proses define pada program ini telah selesai. Lalu, untuk mengetahui

dalam permodelan terdapat kesalahan atau tidak dilakukan verify/optimize data dengan cara Tools =>Verify/optimize.

10

Gambar 14 Proses Verify/optimize Data

Setelah mengetahui tidak ada error dalam permodelan, dilakukan proses

Solve dengan cara Tools => Solve=> Start Solve.

Gambar 15 Proses Solve

Tahap terakhir dari permodelan ini yaitu membuat contour. Kontur ini

berfungsi untuk menampilkan hasil dari permodelan yang telah dilakukan.

Gambar 16 Penambahan Garis Kontur dan Garis Aliran Pada Permodelan

11

Selain menggunakan software Geo Studio Seep/w, terdapat rumus empiris untuk menghitung debit rembesan, yaitu :

q= k. ΔH. .................................................................................... (2)

Keterangan: q = debit rembesan (m3/detik) k = koefisien permeabilitas (m/detik) ΔH = beda tinggi muka air hulu dan hilir (m) Nf = jumlah total flow channel dalam jejaring aliran Nd = jumlah penurunan dari garis ekuipotensial

2. Penentuan Gaya Angkat Pada Bendung

Dalam penentuan gaya angkat pada bendung, rumus yang digunakan yaitu :

Hx = (h1+ d) - n(h1/Nd) ..................................................................... (3) Keterangan : Hx = tinggi tekan di titik x (m) h1 = tinggi muka air di hulu bendung (m) d = kedalaman pondasi bendung (m) n = titik ke-n Nd = jumlah penurunan dari garis ekuipotensial

U

= w

.A. ........................................................................................ (4)

Keterangan: U

= gaya angkat pada bendung (kg/m)

w = berat jenis air (1000 kg/m3) A

= luas diagram tinggi tekan (m2)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kondisi Saluran dan Bendung Eksisting Desa Sungai Buntu

Desa Sungai Buntu merupakan bagian dari Kabupaten Karawang dengan mata pencaharian masyarakatnya berasal dari hasil pertanian maupun laut. Dalam pemanfaatan irigasi pertanian, warga desa Sungai Buntu menggunakan aliran air dari sungai Cisoga untuk dibendung. Hanya saja, bendung tersebut masih berupa bendung sederhana yang terbuat dari karung berisi tanah dan sekat-sekat bambu. Oleh karena itu, bendung yang ada belum bisa memenuhi kebutuhan masyarakat Desa Sungai Buntu. Masyarakat sekitar menginginkan konstruksi bendung yang mampu mengatur aliran air yang masuk. Ketika terjadi pasang, air laut yang masuk dapat ditahan, sedangkan saat kondisi surut air dari sungai dapat ditampung untuk dijadikan suplai air irigasi.

Kondisi air sungai sendiri telah keruh dan berwarna kecokelatan, sedangkan kondisi air di sekitar bendung telah berlumpur dan banyak ditumbuhi tanaman liar. Berdasarkan hasil pengukuran terhadap bendung eksisting, didapatkan hasil sebagai berikut:

12

Tabel 1 Hasil Pengukuran Bendung Eksisting Parameter Nilai Lebar saluran 19,2 m Tinggi Muka Air Hulu 0,9 m Tinggi Muka Air Hilir 0,5 m h 0,4 m

Gambar 17 Bendung Eksisting

Kondisi bendung eksisting yang kurang baik menyebabkan perlu dibuatnya bendung baru yang dilengkapi dengan pintu air. Dengan adanya pintu air, aliran air yang keluar-masuk dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Berdasarkan pengukuran di lapangan, didapatkan data mengenai profil saluran sebagai berikut :

Tabel 2 Pengukuran Profil Saluran Bendung Rencana

Data Nilai Lebar saluran 11,3 m Tinggi muka air ke tepian 0,8 m Kedalaman saluran 0,95 m Kecepatan aliran 0,125 m/dtk Debit 2,47 m3/dtk

Gambar 18 Pengkuran Dimensi Saluran

13

Koefisien Permeabilitas Sampel Tanah Uji

Dalam perencanaan desain bendung diperlukan pengambilan sampel tanah untuk dianalisis gaya-gaya yang bekerja pada bendung. Pada analisis rembesan, perhitungan koefisien permeabilitas merupakan hal yang penting dalam perhitungan debit rembesan. Koefisien permeabilitas (coefficient of permeability) mempunyai satuan yang sama seperti kecepatan. Istilah koefisien permeabilitas sebagian besar digunakan oleh ahli teknik tanah, sedangkan para ahli geologi menyebutnya sebagai konduktifitas hidrolik (hydraulic conductivity). Koefisien permeabilitas tanah tergantung dari beberapa faktor, yaitu: kekentalan cairan, distribusi ukuran pori, distribusi ukuran butir, angka pori, kekasaran permukaan butiran tanah, dan derajat kejenuhan tanah (Das, Braja M 1993).

Berdasarkan hasil uji laboratorium didapatkan nilai dari koefisien permeabilitas pada masing-masing sampel tanah uji, yaitu :

Tabel 3 Nilai dari Koefisien Permeabilitas

No. Ring h1 (cm) h2 (cm) T (detik) k (cm/dtk) k(m/dtk) A17 18 9,65 83220 2,201E-06 2,201E-08 A20 18 7,026 17352 3,32139E-06 3,321E-08 A38 18 3,42 83285 5,86331E-06 5,863E-08

Ring sampel A38 merupakan sampel tanah pada kedalaman 0-20 cm,

sedangkan ring sampel A20 dan A17 merupakan sampel tanah pada kedalaman 20-40 cm. Dalam definisi hukum Darcy, suatu material dikatakan permeabel jika material tersebut mengandung rongga yang menerus. Setiap tanah dan setiap batuan memenuhi syarat tersebut. Namun, diantara berbagai material tanah tersebut terdapat perbedaan yang besar dalam tingkat permeabilitasnya. Koefisien permeabilitas bertambah seiring dengan bertambah besarnya ukuran rongga yang makin besar dengan bertambah bersarnya ukuran butiran (Peck, Ralph B 1996).

Berdasarkan hasil uji laboratorium yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa ring sampel dengan nomor A38 memiliki nilai koefisien permeabilitas (k) terbesar yaitu 5,86 x10-8 m/dtk Hal ini menunjukkan bahwa rongga tanah pada kedalaman 0-20 cm mampu meloloskan air lebih cepat dibandingkan dengan tanah pada kedalaman 20-40 cm. Sehingga, nilai k tersebut digunakan dalam analisis debit rembesan agar hasil perhitungan mempunyai nilai yang lebih aman.

Analisis Debit Rembesan

Rembesan pada bendungan dan pondasi merupakan faktor penting dalam

stabilitas bendungan. Rembesan merupakan aliran yang secara terus menerus mengalir dari hulu menuju hilir. Aliran air ini merupakan aliran dari air sungai melalui material yang lolos air (permeable), baik melalui tubuh bendung maupun pondasi. Untuk itu, pola aliran dan debit rembesan yang keluar melalui tubuh bendung dan pondasi sangat penting dan perlu untuk diperhatikan (Yong.et. al , 2009)

Analisa rembesan pada bendung umumnya dimodelkan baik secara fisik maupun secara empiris untuk mengetahui fenomena pola aliran dari rembesan. Dengan memberikan kondisi batas tertentu dan sifak fisik material tanah maupun

14

pondasi, pemodelan ini dapat digunakan untuk menentukan tekanan hidraulik, pola aliran, serta jumlah debit rembesan.

Dalam analisis ini terdapat beberapa kondisi yang digunakan yaitu tanah dianggap homogen dan isotropis. Tanah homogen dan isotropis merupakan tanah yang memiliki nilai koefisien permeabilitas yang sama pada semua arah, seperti pada Gambar 19.

Gambar 19 Tanah Homogen dan Isotropis

Selain itu, kondisi aliran yang digunakan dalam permodelan ini yaitu aliran

tetap. Aliran tetap (steady flow) terjadi di titik manapun jika kondisi seperti kecepatan, tekanan, dan kedalaman aliran tidak terjadi perubahan terhadap waktu. Sehingga, rata- rata kecepatan dan tekanan aliran tersebut konstan.

Untuk melakukan perhitungan, digunakan dimensi bendung rencana sebagai berikut :

Tabel 4 Dimensi Bendung Rencana No. Parameter Nilai (m) 1 Lebar Bendung 1 2 Tinggi Bendung 1 3 Lebar Pondasi 1 4 Kedalaman Pondasi 2 5 Beda Tinggi Hulu dan Hilir 0,4 6 Panjang jalur rembesan 15 7 Kedalaman Lapisan Kedap 3

Dalam analisis debit rembesan ini digunakan 2 cara yaitu dengan

menggunakan program Geo Studio Seep/w dan rumus empiris. Komponen pada Geo Studio Seep/w terdiri dari 3 macam, yaitu: define, solve, dan contour. Dalam pemecahan masalah ini komponen awal yang digunakan yaitu define. Define berfungsi untuk melakukan permodelan dan memasukkan parameter-parameter yang digunakan dalam perhitungan.

Parameter yang berhubungan dengan air seperti, koefisien permeabilitas tanah (k) dan beda tinggi antara hulu dan hilir bendung dimasukkan ke dalam permodelan. Sehingga, didapatkan hasil seperti yang ditunjukkan pada Gambar 20.

15

Gambar 20 Hasil Perhitungan Debit Rembesan

Dari hasil permodelan menggunakan program Geo Studio Seep/w ini nilai dari debit rembesan yang didapatkan yaitu sebesar 1,01 x10-8 m3/dtk. Selain menggunakan program, telah dicoba juga perhitungan debit rembesan dengan menggunakan rumus empiris.

Gambar 21 Sketsa Jejaring Aliran

Dari Gambar 21 didapatkan informasi sebagai berikut: Tabel 5 Parameter Debit Rembesan

Parameter Nilai ΔH 0,4 m Nf 5 Nd 10 k 5,86 x10-8 m3/dtk

Dengan memasukkan ke persamaan 2, maka nilai dari debit rembesan yang

didapatkan yaitu sebesar 1,72x10-8 m3/dtk.

16

Analisis Gaya Angkat

Air pada keadaan statis di dalam tanah akan mengakibatkan tekanan hidrostatis yang arahnya ke atas (uplift). Akan tetapi, jika air mengalir lewat lapisan tanah, aliran air akan mendesak partikel tanah sebesar tekanan hidrodinamis yang bekerja menurut arah alirannya.

Gambar 22 Tampak Melintang Bendung Rencana

Dari Gambar 22 didapatkan perhitungan seperti pada Tabel 6

Tabel 6 Tinggi Tekan Pada Pondasi n Titik h1+ d

(m) n (h1/Nd)

(m) Tinggi Tekan

(m) 3 B 2,9 0,27 2,63 7 C 2,9 0,63 2,27

Total 4,9

Gambar 23 Diagram Gaya Angkat Pada Pondasi

Sehingga, didapakan nilai dari gaya angkat (uplift pressure) pada bendung

yaitu : U = 1000 kg/m3 x0,5x (2,63m+2,27m) = 2450 kg/m

17

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Dari hasil permodelan menggunakan program Geo Studio Seep/w ini nilai dari debit rembesan yang didapatkan yaitu sebesar 1,01 x10-8 m3/dtk. Sedangkan dengan menggunakan rumus empiris didapatkan hasil 1,72x10-8 m3/dtk. Nilai dari gaya angkat yang didapatkan dari hasil perhitungan yaitu sebesar 2450 kg/m. Hasil dari perhitungan tersebut akan dijadikan sebagai acuan dalam perencanaan bendung.

Saran

Dalam penyelidikan detail tentang analisis rembesan maupun gaya angkat diperlukan perhitungan faktor keamanan (s) terhadap gaya-gaya yang bekerja pada bendung. Sehingga, diperlukan analisis dengan gaya-gaya lain yang bekerja pada bendung. Pencegahan terhadap bahaya rembesan seperti piping (erosi tanah) dapat dilakukan dengan cara membuat lantai muka, filter, maupun cover pada bendung.

DAFTAR PUSTAKA

Das, Braja M.1993.Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis). Jakarta:Erlangga.

Departemen Pekerjaan Umum (DPU). 1986. Standar Perencanaan Irigasi KP-02 bagian Bangunan Utama. CV. Galang Persada. Bandung.

Departemen Pekerjaan Umum (DPU). 1986. Standar Perencanaan Irigasi KP-06 Bagian Parameter Bangunan. CV. Galang Persada. Bandung.

Han Yong, KE Chuanfang.2009. Study on Anti-seepage Effect of Xiongjiagang Earth-Rock Dam Based on Cut-off Wall Scheme. Publishing China Three Gorges University, Yichang, Hubei P. R.China, 443002

Hardiyatmo, Hary Christady.1992 Mekanika Tanah 1.Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Peck Ralph B, Hanson Walter E, Thornburn Thomas H.1996.Teknik Fondasi.Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

18

Lampiran 1 Grafik Iterasi Dalam Perhitungan Analisis Debit Rembesan

19

Lampiran 2 Contoh Node Information Pada Pondasi Bendung

20

Lampiran 3 Contoh Flow Path Information

21

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 29 Agustus 1991 dari ayah dr. Muhamad Salman Sp,KJ dan ibu Ir.Nunung Nurohmah, M.Si.Penulis adalah putra kedua dari empat bersaudara.Penulis memulai pendidikan di SD Rimba Putera Kota Bogor (1997-2003), dan dilanjutkan di SMP Negeri 1 Bogor (2003-2006). Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 5 Bogor dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam bebagai kegiatan organisasi seperti menjadi pengurus Himpunan MahasiswaTeknik Sipil dan Lingkungan IPB sebagai staf Departemen Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (2010/2011). Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Gambar Teknik selama 1 semester. Pada tahun 2012-2013 penulis mendapatkan beasiswa dari Yayasan Kasih dan AA Rachmat.

Bulan Juni-Agustus 2012 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di Proyek 6 Ci’s Institutional Strengthening For Water Resources Management (IWRM) Package B dengan Judul Aspek Konservasi Sumber Daya Air pada Kajian Lingkungan Hidup Strategis (KLHS) wilayah sungai Ciliwung. Selain itu, pada bulan Juni 2013-saat ini penulis bekerja sebagai asisten hydrology engineering pada proyek Jembatan Batam dan Papua di MFA.