103
Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi MODUL DASAR-DASAR PERENCANAAN PRASARANA BANJIR PELATIHAN PENGENDALIAN BANJIR 2017 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI MODUL 06

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir · Modul dasar-dasar perencanaan prasarana banjir ini terdiri dari 1 (satu) materi pokok yang membahas dasar-dasar perencanaan prasarana

  • Upload
    others

  • View
    39

  • Download
    10

Embed Size (px)

Citation preview

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi

MODUL DASAR-DASAR PERENCANAAN PRASARANA BANJIR

PELATIHAN PENGENDALIAN BANJIR

2017

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

MODUL 06

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya

pengembangan Modul Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir sebagai materi

inti/substansi dalam Pelatihan Pengendalian Banjir. Modul ini disusun untuk

memenuhi kebutuhan kompetensi dasar Aparatur Sipil Negara (ASN) di bidang

SDA.

Modul dasar-dasar perencanaan prasarana banjir disusun dalam 3 (tiga) bagian

yang terbagi atas Pendahuluan, Materi Pokok, dan Penutup. Penyusunan modul

yang sistematis diharapkan mampu mempermudah peserta pelatihan dalam

memahami dasar-dasar perencanaan prasarana banjir. Penekanan orientasi

pembelajaran pada modul ini lebih menonjolkan partisipasi aktif dari para peserta.

Akhirnya, ucapan terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada Tim

Penyusun dan Narasumber, sehingga modul ini dapat diselesaikan dengan baik.

Penyempurnaan maupun perubahan modul di masa mendatang senantiasa terbuka

dan dimungkinkan mengingat akan perkembangan situasi, kebijakan dan peraturan

yang terus menerus terjadi. Semoga Modul ini dapat memberikan manfaat bagi

peningkatan kompetensi ASN di bidang SDA.

Bandung, September 2017

Kepala Pusat Pendidikan dan Pelatihan

Sumber Daya Air dan Konstruksi

Ir. K. M. Arsyad, M.Sc.

NIP. 19670908 199103 1 006

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .............................................................................................. i

DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii

DAFTAR TABEL ................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vii

PETUNJUK PENGGUNAAN .............................................................................. viii

PENDAHULUAN ................................................................................................... 1

A. Latar Belakang ................................................................................................ 1

B. Deskripsi Singkat ............................................................................................. 1

C. Tujuan Pembelajaran ...................................................................................... 1

D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok ................................................................ 2

E. Estimasi Waktu ................................................................................................ 3

MATERI POKOK 1 DASAR-DASAR PERENCANAAN PRASARANA BANJIR ... 4

1.1 Pengaturan dan Perbaikan Alur Sungai ........................................................... 4

1.1.1 Jenis-Jenis Pengaturan dan Perbaikan Alur Sungai ............................ 4

1.1.2 Sempadan Sungai ............................................................................... 7

1.1.3 Debit Rencana Alur ............................................................................. 7

1.1.4 Teknik Sungai ..................................................................................... 7

1.1.5 Analisis Hidraulika ............................................................................... 9

1.1.6 Geoteknik .......................................................................................... 13

1.2 Tanggul dan Tembok Penahan Banjir ........................................................... 14

1.2.1 Definisi dan Bahan Penyusun ........................................................... 14

1.2.2 Sempadan Sungai dan Alinyemen .................................................... 14

1.2.3 Debit Banjir Rencana ........................................................................ 15

1.2.4 Teknik Sungai ................................................................................... 15

1.2.5 Analisis Hidraulik ............................................................................... 16

1.2.6 Geoteknik .......................................................................................... 21

1.2.7 Tinggi Jagaan (Freeboard) ................................................................ 24

1.3 Bendungan Pengendali Banjir ....................................................................... 26

1.3.1 Jenis Bendungan .............................................................................. 26

1.3.2 Faktor-Faktor Fisik yang Menentukan Pemilihan Lokasi dan Jenis

Bendungan ........................................................................................ 27

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi iii

1.4 Kolam Penampungan .................................................................................... 28

1.4.1 Umum ............................................................................................... 28

1.4.2 Pertimbangan-Pertimbangan Pembebasan Tanah ............................ 29

1.4.3 Debit Banjir Rencana ........................................................................ 30

1.4.4 Angkutan Sedimen ............................................................................ 31

1.4.5 Analisis Hidraulik ............................................................................... 33

1.5 Banjir Kanal dan By Pass .............................................................................. 34

1.5.1 Umum ............................................................................................... 34

1.5.2 Alinyemen ......................................................................................... 36

1.5.3 Debit Banjir Rencana ........................................................................ 38

1.5.4 Teknik Sungai ................................................................................... 39

1.5.5 Analisis Hidraulik ............................................................................... 50

1.5.6 Pertimbangan-Pertimbangan Geoteknik ............................................ 55

1.5.7 Tinggi Jagaan .................................................................................... 55

1.5.8 Bangunan Pelengkap ........................................................................ 56

1.6 Sistem Drainase ............................................................................................ 57

1.6.1 Umum ............................................................................................... 57

1.6.2 Debit Banjir Rencana ........................................................................ 57

1.7 Analisis Hidraulika ......................................................................................... 58

1.7.1 Umum ............................................................................................... 58

1.7.2 Kecepatan Maksimum yang Diizinkan ............................................... 60

1.7.3 Rencana Tampang Melintang ........................................................... 60

1.7.4 Saluran Dengan Rumput ................................................................... 62

1.7.5 Outlet ................................................................................................ 63

1.7.6 Stasiun Pompa .................................................................................. 64

1.8 Perlindungan Gelombang .............................................................................. 65

1.8.1 Tanggul Pasang Surut ....................................................................... 65

1.8.2 Tinggi Jagaan .................................................................................... 65

1.8.3 Pertimbangan Perencanaan Teknis .................................................. 66

1.8.4 Lebar Mercu dan Perlindungan Tebing.............................................. 66

1.9 Pintu dan Saringan Sampah .......................................................................... 66

1.10 Perbaikan Muara Sungai ................................................................... 67

1.11 Stabilitas dan Perencanaan Teknis Bangunan .................................. 68

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi iv

1.11.1 Beban Rencana ................................................................................ 68

1.11.2 Stabilitas Struktur .............................................................................. 81

1.12 Latihan .............................................................................................. 88

1.13 Rangkuman ....................................................................................... 88

PENUTUP ............................................................................................................ 89

A. Simpulan ....................................................................................................... 89

B. Tindak Lanjut ................................................................................................. 89

EVALUASI FORMATIF ....................................................................................... 90

A. Soal ............................................................................................................... 90

B. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ..................................................................... 91

DAFTAR PUSTAKA

GLOSARIUM

KUNCI JAWABAN

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi v

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 - Perhitungan pengurangan tinggi muka air .......................................... 12

Tabel 1.2 - Koefisien kekasaran manning yang digunakan untuk proyek di Indonesia

............................................................................................................ 18

Tabel 1.3 - Koefisien kekasaran manning dari USBR (1987)................................ 19

Tabel 1.4 - Metode perhitungan koefisien kekasaran manning menurut Chow (1959)

.................................................................................................... 20

Tabel 1.5 - Program Komputer untuk analisis stabilitas talud ............................... 23

Tabel 1.6 - Tipikal parameter tanggul untuk proyek pengendalian banjir di Indonesia

.................................................................................................... 25

Tabel 1.7 - Tinggi jagaan nominal dari Sosrodarsono (1987) ............................... 25

Tabel 1.8 - Kemiringan sisi tanggul yang diijinkan ................................................ 40

Tabel 1.9 - Kecepatan maksimum yang diijinkan diberikan oleh Fortier dan Scobey

dan Simons dan Senturk (1992) ........................................................ 41

Tabel 1.10 - Metode pokok perancangan banjir kana ........................................... 42

Tabel 1.11 - Pengaturan slope untuk transport sedimen yang bervariasi ............. 42

Tabel 1.12 - Perkiraan degradasi potensial dari Simons Sentruk (1992) .............. 43

Tabel 1.13 - Koefisien kekasaran manning untuk saluran pengelak ..................... 54

Tabel 1.14 - Tinggi jagaan nominal untuk saluran pengelak ................................. 55

Tabel 1.15 - Kala ulang banjir rencana untuk sistem drainase kota ...................... 58

Tabel 1.16 - Kala ulang banjir rencana untuk sistem drainase kota sepanjang jalan

.......................................................................................................... 58

Tabel 1.17 - Nilai n manning untuk saluran-saluran dari galian tanah .................. 59

Tabel 1.18 - Variasi n manning dengan V R1 ....................................................... 62

Tabel 1.19 - Kombinasi beban dan pembebanan tekanan desain yang dijinkan . 69

Tabel 1.20 - Berat satuan bahan .......................................................................... 69

Tabel 1.21 - Beban garis ...................................................................................... 70

Tabel 1.22 - Koefisien beban tumbukan ............................................................... 71

Tabel 1.23 - Faktor impact untuk struktur terpendam ........................................... 72

Tabel 1.24 - Koefisien bentuk pilar ....................................................................... 74

Tabel 1.25 - Displacement dinding untuk memperkuat tekanan tanah aktif dan pasif

.................................................................................................... 75

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi vi

Tabel 1.26 - Koefisien jenis tanah n dan m .......................................................... 81

Tabel 1.27 - Kala ulang dan percepatan dasar gempa ......................................... 81

Tabel 1.28 - Tekanan pondasi yang diijinkan ....................................................... 85

Tabel 1.29 - Nilai minimum rasio rayapan berat ................................................... 87

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar I.1 - Jenis pekerjaan pengaturan sungai ................................................ 5

Gambar I.2 - Penjelasan sudetan ......................................................................... 6

Gambar I.3 - Konsep kolam penampungan banjir .............................................. 30

Gambar I.4 - Distribusi vertikal dari ukuran sedimen .......................................... 33

Gambar I.5 - Lengkung maksimum saluran ....................................................... 35

Gambar I.6 - Kecepatan rerata pada bahan kohesif .......................................... 36

Gambar I.7 - Hubungan antara kecepatan rata-rata kedalaman dan ukuran butiran

...................................................................................................... 44

Gambar I.8 - Lebar rata-rata untuk debit dominan ............................................. 45

Gambar I.9a - Kemiringan untuk material kasar .................................................. 46

Gambar I.9b - Kemiringan untuk bahan dasar kasar ........................................... 47

Gambar I.10 - Kedalaman saluran untuk bahan granuler ................................... 48

Gambar I.11 - Sudut kemiringan untuk timbunan riprap .................................... 49

Gambar I.12 - Contoh umum saluran by pass .................................................... 49

Gambar I.13 - Tipe-tipe detail terowongan ........................................................ 52

Gambar I.14 - Curva hidraulika terowongan ....................................................... 53

Gambar I.15 - Nilai kecepatan dasar .................................................................. 53

Gambar I.16 - Faktor koreksi untuk kecepatan dasar ......................................... 61

Gambar I.17 - Tipe tampang melintang tanggul ................................................ 62

Gambar I.18 - Beban hidup ............................................................................... 65

Gambar I.19 - Koefisien tekanan hidro dinamik ................................................. 72

Gambar I.20 - Tekanan horisontal akibat tambahan beban titik dan beban garis77

Gambar I.21 - Tekanan angkat........................................................................... 78

Gambar I.22 - Peta daerah gempa ..................................................................... 80

Gambar I.23 - Diagram distribusi gaya dan tekanan .......................................... 82

Gambar I.24 - Metode rasio rayapan berat lane ................................................. 85

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi viii

PETUNJUK PENGGUNAAN

Deskripsi

Modul dasar-dasar perencanaan prasarana banjir ini terdiri dari 1 (satu) materi

pokok yang membahas dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.

Peserta pelatihan mempelajari keseluruhan modul ini dengan cara yang berurutan.

Pemahaman setiap materi pada modul ini diperlukan untuk memahami dasar-dasar

perencanaan prasarana banjir. Setiap materi pokok dilengkapi dengan latihan yang

menjadi alat ukur tingkat penguasaan peserta pelatihan setelah mempelajari materi

pada materi pokok.

Persyaratan

Dalam mempelajari modul ini, peserta pelatihan diharapkan dapat menyimak

dengan seksama penjelasan dari pengajar, sehingga dapat memahami dengan baik

materi yang merupakan materi inti/substansi dari Pelatihan Pengendalian banjir.

Untuk menambah wawasan, peserta diharapkan dapat membaca terlebih dahulu

materi yang berkaitan dengan dasar-dasar perencanaan prasarana banjir dari

sumber lainnya.

Metode

Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan adalah dengan

kegiatan pemaparan yang dilakukan oleh Pengajar/Widyaiswara/Fasilitator, adanya

kesempatan diskusi dan studi kasus.

Alat Bantu/Media

Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran ini, diperlukan Alat Bantu/Media

pembelajaran tertentu, yaitu: LCD/projector, Laptop, white board dengan spidol dan

penghapusnya, bahan tayang, serta modul dan/atau bahan ajar.

Kompetensi Dasar

Setelah mengikuti seluruh rangkaian pembelajaran, peserta diharapkan mampu

memahami dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 1

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pegawai Negeri Sipil mempunyai peranan yang sangat penting dalam rangka

pelaksanaan cita-cita bangsa dan mewujudkan tujuan negara sebagaimana

tercantum dalam pembukaan Undang-Undang Dasar Negara Republik Indonesia

Tahun 1945. Dengan semakin bertambahnya volume dan kompleksitas tugas-tugas

lembaga pemerintahan dan silih bergantinya regulasi yang begitu cepat perlu

upaya-upaya preventif untuk memperlancar tugas-tugas yang harus diemban oleh

Pegawai Negeri Sipil.

Untuk mewujudkan penyelenggaraan pemerintahan dan pembangunan, Pegawai

Negeri Sipil harus memiliki integritas, profesional, netral dan bebas dari intervensi

politik, bersih dari praktik korupsi, kolusi, dan nepotisme, serta mampu

menyelenggarakan pelayanan publik bagi masyarakat dan mampu menjalankan

peran sebagai unsur perekat persatuan dan kesatuan bangsa berdasarkan

Pancasila dan Undang-Undang Dasar Negara Republik Indonesia Tahun 1945, hal

tersebut dapat terwujud dengan melalui pembinaan yang dilaksanakan

berkelanjutan. Sesuai dengan Undang-Undang Nomor 43 tahun 1999 yang

dinyatakan bahwa manajemen PNS diarahkan untuk menjamin penyelenggaraan

tugas pemerintahan dan pembangunan secara berhasil guna dan berdaya guna

B. Deskripsi Singkat

Mata pelatihan ini membekali peserta pelatihan dengan pengetahuan/wawasan

mengenai dasar-dasar perencanaan prasarana banjir, melalui metode ceramah

interaktif, diskusi dan studi kasus. Keberhasilan peserta pelatihan dinilai dari

kemampuan memahami dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.

C. Tujuan Pembelajaran

1. Kompetensi Dasar

Setelah mengikuti seluruh rangkaian pembelajaran, peserta diharapkan mampu

memahami dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 2

2. Indikator Keberhasilan

Setelah mengikuti pembelajaran, peserta diharapkan mampu menjelaskan

dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.

D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok

Dalam modul dasar-dasar perencanaan prasarana banjir ini akan membahas

materi:

1. Pengaturan dan perbaikan alur sungai:

a. Jenis-jenis pengaturan dan perbaikan alur sungai,

b. Sempadan sungai,

c. Debit rencana alur,

d. Teknik sungai,

e. Analisis hidraulik,

f. Geoteknik.

2. Tanggul dan tembok penahan banjir:

a. Definisi dan bahan penyusun,

b. Sempadan sungai dan alinyemen,

c. Debit banjir rencana,

d. Teknik sungai,

e. Analisis hidraulik,

f. Geoteknik,

g. Tinggi jagaan (freeboard).

3. Bendungan pengendali banjir:

a. Jenis bendungan,

b. Faktor-faktor fisik yang menentukan pemilihan lokasi dan jenis bendungan.

4. Kolam penampungan:

a. Umum,

b. Pertimbangan-pertimbangan pembebasan tanah,

c. Debit banjir rencana,

d. Angkutan sedimen,

e. Analisis hidraulik.

5. Banjir kanal dan by pass:

a. Umum,

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 3

b. Alinyemen,

c. Debit banjir rencana,

d. Tenik sungai,

e. Analisis hidraulika,

f. Pertimbangan-pertimbangan geoteknik,

g. Tinggi jagaan,

h. Bangunan pelengkap.

6. Sistem drainase:

a. Umum,

b. Debit banjir rencana,

c. Analisis hidraulika,

d. Umum,

e. Kecepatan maksimum yang diizinkan,

f. Rencana tampang melintang,

g. Saluran dengan rumput,

h. Outlet,

i. Stasiun pompa.

7. Perlindungan gelombang:

a. Tanggul pasang surut,

b. Tinggi jagaan,

c. Pertimbangan perencaaan teknis,

d. Lebar mercu dan perlindungan tebing.

8. Pintu dan saringan sampah;

9. Perbaikan muara sungai;

10. Stabilitas dan perencanaan teknis bangunan:

a. Beban rencana,

b. Stabilitas struktur.

E. Estimasi Waktu

Alokasi waktu yang diberikan untuk pelaksanaan kegiatan belajar mengajar untuk

mata pelatihan “Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir” ini adalah 10

(sepuluh) jam pelajaran (JP) atau sekitar 450 menit.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 4

MATERI POKOK 1

DASAR-DASAR PERENCANAAN PRASARANA BANJIR

1.1 Pengaturan dan Perbaikan Alur Sungai

1.1.1 Jenis-Jenis Pengaturan dan Perbaikan Alur Sungai

Pada sistem pengendalian banjir pengaturan sungai dan perbaikan alur biasanya

bertujuan untuk menambah kapasitas alur sungai untuk rnenurunkan elevasi muka

air banjir. Pekerjaan pengaturan dan perbaikan alur sungai meliputi:

Pelurusan dan/atau pemendekan meander alur,

Menambah kedalaman dan pelebaran alur.

Mengurangi kekasaran alur,

Mengalihkan alur aliran,

Pengendalian erosi alur.

Gambar I.1 mengilustrasikan berbagai tipe pekerjaan pengaturan sungai. Pelurusan

dan pemendekan alur sungai menggunakan sudetan diilustrasikan pada Gambar

I.1. Pemutusan meander bertujuan untuk menambah kermiringan dasar sungai

setermpat sehingga muka air turun. Pemutusan meander mungkin juga digunakan

untuk menimbulkan proses degradasi dasar sungai yang merambat ke arah hulu.

Metode ini dapat digunakan pada meander berat.

Indikator keberhasilan : setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diharapkan

mampu menjelaskan dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 5

Gambar I.1 - Jenis pekerjaan pengaturan sungai

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 6

Gambar I.2 - Penjelasan sudetan

Pendalaman atau pelebaran alur dengan penggalian atau pengerukan dasar

sungai, menambah luas tampang alur dan mengurangi kekasaran relatif alur, yang

mengakibatkan elevasi muka air lebih rendah. Alur tersebut diperbaiki mungkin

efektif dalam keperluan navigasi dengan penyediaan draft yang meningkat pada

debit rendah. Perbaikan alur mungkin dapat dilakukan dengan pengerukan atau

penggalian dasar alur, tergantung pada alur sungai dan kondisi material dasar alur

sungai.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 7

Di beberapa sungai periawanan aliran secara keseluruhan bisa dikurangi dengan

menghilangkan bentuk kekasaran yang terjadi seperti delta oleh pulau atau

penghalang lainnya.

1.1.2 Sempadan Sungai

Pelaksanaan dari sudetan meander memerlukan tanah yang cukup diantara

tikungan meander yang berurutan. Akses/jalan masuk harus diberikan untuk mesin-

mesin konstruksi untuk menggali alur sudetan dan untuk membuang material yang

mengganggu. Sering kali material yang mengganggu ini dapat digunakan untuk

isian alur meander yang tidak terpakai lagi.

Tanah yang cukup stabil harus diperoleh untuk menampung pergeseran alur

sungai, karena pembangunan alur sudetan bisa menyebabkan ketidakstabilan

konstruksi yang ada di alur sungai.

Aliran sudetan harus dipilih untuk memberikan transisi yang halus untuk alur baru

dan alur alam (seperti yang dijelaskan dalam Gambar I.2). Karena alur yang dibuat

mungkin memberi pengaruh pada alinyemen transisi.

1.1.3 Debit Rencana Alur

Debit rencana untuk desain alur sudetan biasanya berupa debit dominan dari

sungai. Debit dominan adalah kapasitas bankfull dari alur alam yang relatif stabil,

biasanya berhubungan dengan kala ulang yang berkisar 2 sampai 3 tahun. Suatu

debit dominan ekuivalen dengan banjir 2 tahunan telah digunakan untuk

perencanaan alur sudetan pada Bengawan Solo.

Debit banjir rencana tidak biasa dipakai untuk dimensi alur sudetan (seperti lebar,

kedalaman, dan kemiringan) yang menggunakan hubungan rejim, karena akan

menghasilkan lebar alur yang berlebihan dan datar.

1.1.4 Teknik Sungai

Penyelidikan pra perencanaan teknis secara ekstensif diperlukan untuk

menentukan kelayakan dan respon alur sudetan pada meander yang direncanakan.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 8

Data lapangan dikumpulkan untuk menentukan sifat material tanah dimana sudetan

akan dibangun. Data ini penting dalam memperkirakan jarak segmen sudetan. Data

geoteknik diperlukan untuk memperkirakan ketahanan erosi tanah pada bagian

dasar dan tebing dari alur, dimana akan mempengaruhi besar dan tingkat degradasi

dasar maupun erosi lateral. Analisis butiran diperlukan jika material granular ada.

Jika menemui tanah kohesif uji laboratorium tanah diperlukan kecuali jika

karakteristik tanah diketahui dari pengalaman sebelumnya.

Kondisi geologi atau geomorfologi daerah dapat untuk mernperkirakan hal-hal

berikut ini :

Adanya pemeriksaan geologi seperti material tahan erosi yang dapat

mempengaruhi pengembangan sudetan atau memperlemah lapisan yang dapat

mempercepat degradasi dan atau erosi lateral.

Lokasi yang disarankan untuk pengambilan sampel tanah bawah permukaan.

Data hidraulika dan geomorfologi di atas diperlukan juga untuk pengerukan dasar

alur.

Informasi ini dapat digunakan untuk memperkirakan respon sungai secara alami

terhadap sudetan dan atau pengerukan yang diusulkan. Konstruksi sudetan di

meander dapat menimbulkan hal-hal berikut ini,

Degradasi dasar di hulu

Agradasi dasar di hilir

Menarnbah kelokan yang akhirnya dapat mengembalikan panjang alur semula.

Faktor berikut juga dapat dipertimbangkan

Kecukupan Callan Contoh (Pilot Cut Adeguaci)

Menentukan apakah pilot cut yang direncanakan cukup besar untuk

pengembangan sepenuhnya. Menghitung kecepatan dan tractive force pada

debit bankfull dari pilot cut dan membandingkan dengan kecepatan kritis dan

tractive force yang diperlukan untuk mengikis dasar dan tebing sungai.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 9

Profil muka air

Menghitung profil muka air semula dan yang telah berubah yang diakibatkan oleh

sudetan. Menentukan apakah tinggi muka air yang telah berubah akan

mengurangi kerusakan akibat banjir secara baik.

Penyesuaian Profil

Perkiraan penyesuaian jangka pendek berdasar pada profil muka air yang

diharapkan terjadi dalam alur yang relatif pendek di hulu dan di hilir dari sudetan.

Respon dalam jangka Panjang

Memperkirakan respon jangka panjang untuk satu rangkaian sudetan atau

pembuatan alur pada tanah yang mudah tererosi. Jika hubungan rejim dapat

dipakai untuk mengetahui sifat dan skala respon jangka panjang secara umum,

namun hal itu tidak dapat digunakan untuk memperkirakan waktu yang

diperlukan untuk mencapai keseimbangan yang baru. Alur pada akhirnya akan

kembali mencapai kemiringan rejim antara titik kontrol yang akan ditentukan

dengan debit dan suplai sedimen jangka panjang. Penyesuaian ini akan

disempurnakan melalui degradasi hulu, agradasi hilir, perbesaran meander arah

lateral, atau kombinasi dari hal-hal tersebut.

Jika respon sungai terhadap sudetan yang direncanakan sudah ditentukan, dampak

pada bangunan-bangunan terdekat dapat diperkirakan, Perkiraan tersebut

termasuk hal-hal berikut ini,

Kedalaman gerusan lokal pada pilar jembatan

Elevasi muka air pada tempat pengambilan air

Elevasi dasar gerusan pada lintasan pipa yang ditanam

Kedalaman gerusan di hilir bangunan sungai.

1.1.5 Analisis Hidraulika

Lebar Alur

Lebar rejirn alur dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Lacey Regine

yang diberikan oleh Richards (1982) seperti ditunjukan di bawah ini.

𝐁 = 𝟒, 𝟖𝟒𝑸𝟒𝟎𝟓 1.1

dimana :

B = lebar puncak rejim alur (m)

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 10

Q4 = debit dominan atau benkiidl (cm3/detik)

Kedalaman Alur dan Kemiringan Dasar

Respon jangka pendek dari kedalaman alur dan kemiringan dasar yang disebabkan

oleh pengaruh sudetan dapat dihitung dengan menggunakan metode yang

disajikan oleh Parker dalam NHC1 (1978). Prosedur perhitungan dijelaskan di

bawah ini.

Menghitung panjang pengaruh dari sudetan tunggal dengan menggunakan

persamaan berikut.

p = 3 Lo 1.1

dirnana :

p = panjang pengaruh

Lo = panjang sudetan

Panjang total daerah-daerah yang terpengaruh adalah 2 P ditambah panjang

sudetan.

Menghitung panjang pengaruh total dari suatu rangkaian sudetan dengan

menggunakan persamaan berikut ini.

P = P1 + Pn + M 1.2

dimana :

P = panjang penetrasi total

P1 = panjang penetrasi sudetan yang paling hulu

Pn = Panjang penetasi sudetan yang paling hilir

M = Jarak alur dari ujung hulu sudetan paling hulu sampai ujung hilir dari

sudetan paling hilir.

Panjang total dari alur yang terpengaruh sama dengan panjang penetasi total P.

Menghitung kemiringan dari alur yang terpengaruh dengan menggunakan

persamaan berikut ini.

𝐒𝐀 =∆𝐙𝐫

𝐋𝐀 1.3

Pertimbangan lain

Informasi geologi dari material bawah tanah sebaiknya dipakai untuk menentukan

apakah tegangan geser aliran pada sudetan dapat memindahkan material hingga

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 11

mencapai kedalaman dasar yang dihitung. Material pada kedalaman dasar yang

dihitung sebaiknya diperiksa untuk memastikan bahwa tidak ada lapisan lemah

yang dapat mengakibatkan percepatan degradasi atau erosi. Ukuran material dasar

dan bentuk dasar dapat dihitung untuk perkiraan kekasaran hidraulika yang dipakai

dalam perhitungan hidraulika.

Profil dasar alur yang tertentu, digambarkan dengan garis tebal pada Gambar I.2,

yang akan menjadi lebih halus pada saat terjadi penyesuaian alur oleh proses

agradasi dan degradasi dalam waktu yang panjang. Profil dasar alur yang

digambarkan dengan garis putus-putus pada Gambar I.2 merupakan hasil akhir.

Disana mungkin masih ada penurunan elevasi air banjir karena pemendekan

seluruh panjang alur dan basil semakin terjalnya kemiringan dasar alur. Pengaruh

ini di masa yang akan datang bisa diabaikan karena alur selalu membentuk

meander dan panjang alur akan rnenyesuaikan kembali.

Contoh 1.1 Menyajikan contoh perhitungan yang menggambarkan bagaimana

metode ini digunakan untuk memperkirakan pengurangan tinggi air karena sudetan.

Hasil contoh 1.1 mengindikasikan bahwa tiga sudetan adalah efektif sebab

pengurangan tinggi muka air dicapai pada semua lokasi di dalam alur itu.

Perencanaan teknis sudetan hilir harus dievaluasi jika tidak ada penurunan muka

air di titik tertentu,

Contoh 1.1

Soal :

Ttga sudetan akan dibangun secara seri seperti diperlihatkan pada Gambar I.2.

Parameter yang relevan diberikan di bawah ini

Lo1 = 1,2 km Lo2 = 1,5 km Lo3 = 0,9 km Lc1 = 025 km

Lc2 = 0,25 km Lc3 = 0,18 km M12 = 6,1 km M23 = 5 km

d = 3,5 m

B = 80 m

Dimana Lo menunjukkan panjang belokan Lc panjang sudetan, M jarak antara ujung

hulu dari sudetan hulu dan ujung hilir dari sudetan hilir, d kedalaman bankfull

sebelum sudetan, dan B lebar atas sebelum sudetan. Hitung kedalaman alur, lebar

atas dan kemiringan dasar alur yang dipengaruhi oleh sudetan dan pengurangan

tinggi air karena sudetan.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 12

Penyelesaian :

Menghitung Panjang Penetrasi Total

P1 = 3 Lo1 = 3,6; P2 = 3 Loz = 4,5 ; P3 = 3 Lo3 = 2,7 km

P = M12 + M23 + Lc1 + Lc3 + P1 + P3 = 18,08 km

Panjang total dari alur yang terpengaruh adalah 18,08 km dengan titik ujung dari

A dan H seperti diperlihatkan pada Gambar I.2. Penurunan elevasi dari A ke H

diukur 8,1 m.

Menghitung Kemiringan Dasar dari Alur yang Terpengaruh

du = d = 3,5 Bu = b =-80 m

Menghitung Kemiringan Dasar dari Alur yang tak Terpengaruh

Su = ZT (L1 + L2 + L3 + M12 + M23 + P1 + P3) = 0,000386

Perhitungan ini menganggap bahwa dasar alur dari alur yang tidak terpengaruh

sama dengan kemiringan dasar alur antara Adan H sebelum adanya sudetan.

Menghitung Kedalaman dan Lebar Puncak alur dari Alur yang Terpengaruh

Kedalaman dan lebar atas alur dari alur yang tidak terpengaruh diperkirakan:

du = d = 3,5 Bu = b =-80 m

Kedalaman dan lebar puncak alur dari alur yang terpengaruh dihitung sebagai

berikut:

dA = du (Su/SA)-l.54 = 2,78 m, BA= Bu (Su/SA)-2.527 = 112 m

Menghitung Pengurangan Tinggi Muka Air karena Sudetan.

Kemiringan dasar akhir ditentukan secara grafis seperti ditunjukan pada Gambar

I.2. Tabel 1.1 rnemberikan perhitungan pengurangan tinggi rnuka air karena

sudetan.

Tabel 1.1 - Perhitungan pengurangan tinggi muka air

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 13

1.1.6 Geoteknik

Aspek geoteknik pada perbaikan dan pengaturan alur dibicarakan di bawah ini.

Kemiringan Talud

Umumnya, galian talud sementara pada tanah kohesif (contoh lumpur dan

lempung), jika tidak diberi perkuatan atau diberi penguat, kemiringan tidak akan

lebih curam dari 1,5 V : 1 H. Untuk galian yang lebih dalarn dari S meter, kemiringan

galian yang aman harus ditetapkan dengan memperhatikan tanah yang ada dan

permukaan air dan tanah dalam bentuk grafik stabilitas yang diberikan oleh

Morgenstern dan Price (1965), Lowers (1979) atau analisis stabilitas dengan

menggunakan komputer (Contoh PC-Slope atau G-Slope). Kemiringan tetap tanah

kohesif sebaiknya tidak lebih curam dari 1 V : 2 H, kecuali jika analisis kestabilan

menunjukan bahwa kemiringan yang lebih curam tetap stabil dalam waktu yang

lama.

Tanah yang tidak kohesif seperti pasir dan kerikil, kemiringan talud galian

sementara di atas muka air tanah tidak boleh lebih curam dari 1,5 V : 1 H. Talud

vertikal masih memungkinkan untuk waktu yang terbatas jika endapan granular

tersemen dengan kalsit atau lernpung minor. Namun talud vertikal ini bisa gagal jika

terjadi hujan selama penyemenan dan dapat dipecahkan air. Penggalian tanah

granular di bawah elevasi muka air tanah akan menyebabkan pencairan sementara

dan mengakibatkan kemiringan sangat datar bervariasi dari 1 V : 2 H bergantung

pada gradasi ukuran butiran. Kerniringan permanen pada galian tanah tidak kohesif

di atas muka air tanah sebaiknya tidak boleh lebih curam dari 1 V: 1 H kecuali jika

diindikasikan lain dengan analisis stabilitas.

Tanggul Penutup

Untuk informasi yang lebih jauh mengenai perencanaan teknis tanggul, material

untuk pelaksanaan, persyaratan-persyaratan pemadatan, dan perkiraan stabilitas,

dapat di lihat pada sub bab Tanggul, atau pada USBR Design Standard No.13, Bab

10. Pelaksanaan Tanggul (1991).

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 14

Pelindung Tebing

Apabila diperlukan, pelindung tebing dipasang untuk beberapa hal yaitu, perbaikan

air sungai, melindungi kerusakan dari gelombang, arus sungai, hujan dan

angin/musim, material debris, aliran permukaan dan liang binatang. Perlindungan

talud dapat dibangun dari riprap, semen tanah, pembetonan, pengaspalan, lapisan

pelindung, kerikil, pasangan batu kali, pasangan batu bata, dan bronjong.

Perlindungan talud di hilir tanggul kadang kala diperlukan untuk melindungi dari

kerusakan akibat erosi permukaan.

Lapisan filter harus diberikan diantara riprap dan material talud bagian dasar, hal ini

untuk melindungi material tersebut dari erosi gelombang serta memberikan dasar

yang stabil untuk riprap. Lapisan filter dirancang antara riprap dan material talud

bagian dasar sesuai dengan prosedur yang garis besarnya terdapat dalam USBR

Design Standard No.13, Bagian 5 - Protective Filter (1987). Sebagai alternatif lain,

lapisan filter dapat diganti atau digunakan secara bersamaan dengan geotextile

filter. Perencanaan teknis yang diperlukan untuk geotextile filter diberikan dalam

USBR Design Standard No. 13 Bab 19 - Geotextile (1987).

1.2 Tanggul dan Tembok Penahan Banjir

1.2.1 Definisi dan Bahan Penyusun

Yang dimaksud dengan tanggul adalah bangunan pengendali sungai yang

dibangun dengan persyaratan teknis tertentu untuk melindungi daerah sekitar

sungai terhadap limpasan air sungai. Tanggul biasanya dibangun dari material

tanah yang dipadatkan, pasangan batu, pasangan bata, pasangan beton, turap

baja, atau material lain yang sesuai.

1.2.2 Sempadan Sungai dan Alinyemen

Pertimbangan Sosial

Alinyemen dari tanggul baru ditetapkan berdasarkan faktor-faktor sosial berikut ini.

Tanggul biasanya digunakan sebagai jalan untuk pejalan kaki, pemakai sepeda

dan sepeda motor. Oleh karena itu dalam merancang alinyemen harus

mempertimbangkan persyaratan minimal geometri jalan.

Produksi pertanian bisa tumbuh di dataran banjir karena tingginya kebutuhan

akan tanah pertanian.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 15

Memperhatikan resiko pemukirnan penduduk yang sudah ada.

jalan masuk ke desa dapat terganggu dengan adanya konstruksi tanggul,

Kontruksi tanggul bisa mengakibatkan pemindahan penduduk ke beberapa

daerah setempat dalarn satu desa atau ke desa lain yang terdekat. Oleh karena

itu dalam merencanakan alinyemen perlu dikonsultasikan dengan pemerintah

daerah setempat, terutama Lurah (kepala desa).

Faktor Teknis dan Biaya

Penentuan alinyemen tanggul sebaiknya mempertimbangkan faktor-faktor teknis

sebagai berikut :

Untuk meminimalkan biaya, tanggul dibuat selurus mungkin konsisten dengan

topografi, garis batas yang ada, fasilitas bangunan yang ada, dan kelokan

meander sungai,

Jarak antara tanggul dengan tebing sungai (bantaran sungai) harus mempunyai

lebar yang cukup untuk menampung debit banjir rencana. Jarak standar tanggul

terhadap tebing sungai bervariasi tergantung pada kondisi setempat. Jarak

tanggul terhadap tebing sungai yang disarankan adalah 10 - 25 m untuk daerah

perkotaan dan lebih dari 25 m untuk daerah pedesaan.

Kelayakan perbaikan hidraulik sungai dengan membuat alur sudetan di daerah

meander sungai yang ekstrim harus diperhitungkan, karena sudetan

memungkinkan pemendekan dan pelurusan tanggul.

Untuk melindungi dataran banjir dari genangan akibat pembendungan bisa

dibuat tanggul pada kedua sisi kanan dan kiri anak sungai sejauh daerah

pengaruh pembendungan tersebut.

1.2.3 Debit Banjir Rencana

Debit banjir rencana dari proyek pengendalian banjir digunakan untuk perancangan

teknis elevasi tanggul dan dinding penahan banjir. Penetapan debit banjir rencana

berdasarkan pada pertimbangan ekonomi dan status daerah yang dilindungi.

1.2.4 Teknik Sungai

Tahapan kegiatan-kegiatan berikut ini harus dilaksanakan untuk memperkirakan

dampak pembangunan tanggul dan dinding penahan banjir di sungai.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 16

Peninjauan kembali terhadap rencana tanggul atau tembok penahan banjir yang

diusulkan serta identifikasi terhadap daerah dimana laju erosi lateral dan

meander di hilir mempunyai potensi merusak tanggul.

Perkiraan pilihan alinyemen sedemikian sehingga meminimalkan biaya

pengendalian erosi tebing sungai. Pertimbangan pembatas-pembatas seperti

tataguna lahan, ketersediaan biaya pengendalian erosi, dan biaya penempatan

tanggul yang jaraknya lebih besar dari ketentuan di atas.

Pilihlah bentuk dasar dan kekasaran hidraulik yang tepat untuk penghitungan

hidraulik secara komputasi untuk kondisi bankfull dan banjir rencana.

Bandingkan kecepatan aliran di alur dengan dan tanpa tanggul atau tembok

penahan banjir untuk debit banjir rencana. Jika perubahan kecepatan lebih kecil

dari 30%, maka erosi tebing dan angkutan sedimen tidak begitu berpengaruh.

Jika perubahan ini antara 30 % dan 50 %, akan mernpengaruhi angkutan

sedimen, erosi tebing, dan stabilitas sungai yang ditinjau. Jika perubahan

kecepatan lebih besar dari 50%, maka akan terjadi perubahan geomorfologi yang

berarti. Dalam hal ini, lokasi tanggul atau tembok penahan banjir disesuaikan.

Langkah pengaturan sungai dan pengendalian erosi dibutuhkan jika lokasi

tanggul tidak dapat disesuaikan.

1.2.5 Analisis Hidraulik

Tujuan

Tujuan dari analisis hidraulik adalah untuk menggambarkan profil muka air banjir

rencana sepanjang sungai yang ditinjau. Profil Muka Air yang dihasilkan

memberikan suatu dasar untuk menentukan elevasi tanggul atau dinding penahan

banjir.

Analisis dengan Anggapan Kondisi Aliran Permanen

Kondisi aliran permanen dan tidak seragarn (stedy state non-uniform flow) dapat

sebagai asumsi, jika tampungan pada dataran banjir sangat kecil sehingga hidrogaf

inflow banjir tidak cukup lama menggenang dalam tampungan (terendam).

Model komputer HEC-2 yang dikembangkan oleh U.S Anny Corps of Engineer bisa

digunakan untuk menghitung profil muka air. Model HEC-2 dibicarakan secara rinci

dalam manual yang dipersiapkan Hoggen (1969).

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 17

Sebagai alternatif metode "slope ered' yang dibahas oleh USBR (1987), dapat

digunakan untuk menghitung tinggi muka air. Metode ini berdasarkan persamaan

Manning yang ditunjukkan di bawah ini.

𝐐 =𝐀.𝐑𝟐∕𝟑𝐒𝟏∕𝟐

𝐧 1.4

dimana

Q = debit (m3/detik)

A = luas tampang melintang (m2)

R = jari-jari hidraulik (m) didefisinikan sebagai A/P, dimana P adalah keliling

basah

s = gradien energi

n = koefisien kekasaran Manning

Analisis dengan Anggapan Kondisi Aliran Tidak Permanen

Analysis dynamic routing atau analisis aliran tidak permanen diperlukan untuk

menghitung tinggi muka air puncak pada dataran banjir dengan tampungan besar

sehingga mengakibatkan penurunan puncak banjir yang berarti. Beberapa model

komputer dipakai untuk dynamic routing meliputi 1-D, DWOPER. MIKE-11 dan

NETWORK.

Koefisien Kekasaran Manning

Faktor-faktor berikut harus diperhitungkan untuk menetapkan besarnya koefisien

kekasaran Manning.

Digunakan koefisien kekasaran yang berbeda untuk alur sungai dan daerah

dataran banjir.

Koefisien kekasaran yang berbeda pada sepanjang alur besarnya bervariasi,

Pengaruh potensial pada pengembangan daerah dataran banjir di masa datang

terhadap besarnya koefisien kekasaran harus diperhitungkan.

Koefisien kekasaran dapat dihitung secara pasti berdasarkan pengukuran debit

dan tinggi muka air.

Koefisien kekasaran dipengaruhi oleh perubahan bentuk dasar sungai atau

tingkat pertumbuhan tanaman.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 18

Koefisien kekasaran Manning yang telah digunakan dalarn perancangan teknis

beberapa proyek pengendalian banjir di Indonesia dituliskan dalam Tabel 1.2.

Tabel 1.2 - Koefisien kekasaran manning yang digunakan untuk proyek di

Indonesia

Tabel 1.2 menyajikan nilai n (Manning) untuk berbagai kondisi alur yang diberikan

oleh USBR (1987). Sedangkan Tabel 1.2 mernberikan prosedur yang dibuat Chow

(1959) untuk menghitung nilai n (Manning) untuk alur sungai dengan

mempertimbangkan berbagai faktor.

Petunjuk tambahan pernilihan koefisien kekasaran Manning untuk alur alami

diberikan Myers (1990), Chow (1959), dan US Geological Survey (1984).

Pertimbangan Lain

Beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam melakukan analisis hidraulika

adalah seperti berikut ini :

Potensi perubahan morfologi sungai seperti agradasi dan degradasi, baik secara

alami maupun buatan manusia.

Halangan pada alur sungai yang ada sekarang atau yang akan datang seperti

jembatan.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 19

Tabel 1.3 - Koefisien kekasaran manning dari USBR (1987)

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 20

Tabel 1.3 - Metode perhitungan koefisien kekasaran manning menurut Chow

(1959)

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 21

1.2.6 Geoteknik

Kriteria

Kriteria berikut dapat dipertimbangkan untuk menjamin kestabilan kinerja tanggul

dan tembok penahan banjir.

Tanggul, tembok penahan banjir, dan pondasi harus stabil, tidak berubah bentuk

secara berlebihan karena pengaruh berbagai beban yang mungkin terjadi selama

umur konstruksi atau umur pelayanan, termasuk beban gempa.

Rembesan melalui tanggul, dinding penahan banjir, dan pondasi harus

dikendalikan untuk mencegah terjadinya gaya angkat, piping, ketidakstabilan,

sloughing dan erosi yang berlebihan.

Tinggi jagaan harus cukup untuk mencegah terjadinya overtopping (limpasan)

selama terjadi banjir.

Tinggi tanggul sebaiknya dilebihi untuk kemungkinan terjadinya settlement.

Kemiringan talud tanggul direncanakan untuk menahan erosi selama aliran

sungai normal, hujan, dan saat terjadi banjir.

Pelaksanaan

Langkah-langkah berikut dipertimbangkan untuk menjamin pelaksanaan perbaikan

tanggul dan tembok penahan banjir.

Pelaksanaan perbaikan pondasi.

Penggunaan material timbunan

Pengendalian gradasi butiran.

Pengendalian Kadar air (moisture content)

Pengendalian kepadatan.

Pemasangan fasilitas pengendali rembesan dan piping.

Contoh tindakan pengendalian rembesan dan piping adalah seperti berikut ini,

Fondasi sudetan untuk meminimalkan rembesan ke bawah.

Inti tanggul dengan lebar yang mencukupi dari material yang kedap air dan tidak

mudah retak akibat terjadinya retak (cracking), piping, dan kembang-susut.

Lapisan kedap air impervious; di hulu.

Zona transisi dan filter.

Darinasi internal

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 22

Toe drains dan relief wells

Faktor-Fakror Perencanaan Teknis Geoteknik

Beberapa faktor dalam aspek geoteknik berikut ini harus dipertimbangkan alam

perencanaan teknis tanggul dan dinding penahan banjir.

Kondisi Geologi di Lapangan

Menetapkan material pondasi yang menjadi dasar bangunan termasuk tipe dan

tingkat perbaikan pondasi yang diperlukan, Tipe material pondasi bisa juga

berpengaruh pada perencanaan teknis tanggul seperti dibicarakan di bawah ini.

- Batuan harus yang baik, memenuhi syarat digali jika basah, dan digrouting jika

lolos air.

- Kerikil harus dipadatkan jika lepas, Tindakan penanggulangan rembesan

mungkin diperlukan.

- Lumpur (silt) atau pasir halus punya potensi mencair jika dapat lepas di

lapangan dan kemudian dijenuhkan atau mendapat getaran aktifitas seismik.

- Tindakan pengurangan mungkin diperlukan dalam perencanaan teknis

tanggul untuk menjamin bahwa penurunan (setlement) pada lapisan lempung

tidak membahayakan kestabilan tanggul,

- Endapan yang beriapis-lapis rawan terhadap perpindahan tekanan air pori dan

built up di bawah toe tanggul yang dapat menyebabkan ketidakstabilan

tanggul.

Daerah Seisrnik

Apakah lokasi terletak pada daerah yang berpotensi seismik aktif atau tidak,

sehingga bisa menentukan tipe atau bangunan penahan banjir yang digunakan,

Bahan Konstruksi Yang Tersedia

Perencanaan teknis tanggul dapat menggunakan bahan terbaik yang berasal

dari tempat terdekat.

Ekonomi

Perencanaan teknis bangunan harus mampu memberikan keseimbangan antara

ekonomi, penggunaan, keamanan, dan lingkungan.

Stabilitas

Kemiringan talud 1 V : 2 H sangat baik untuk tanggul homogen yang dipadatkan

dengan baik yang dibangun di atas pondasi batu yang memenuhi syarat dengan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 23

menggunakan grafik stabilitas seperti yang diberikan Taylor (1948), Morgenstem &

Price (1965), Sowers (1979). Analisis stabilitas sebaiknya dilakukan untuk

menentukan kemiringan talud untuk tanggul yang lebih tinggi dari 3 meter dengan

kondisi pondasi yang jelek, Ada beberapa program komputer yang dapat dipakai

untuk melakukan analisis stabilitas talud lihat Tabel 1.5.

Tabel 1.4 - Program Komputer untuk analisis stabilitas talud

USBR Design Standard, No.13, Bagian 4 - Analisis Stabilitas Statis (1987)

menyajikan secara detail kondisi pembebanan tanggul untuk analisis stabilitas

statis, dan pemilihan parameter kekuatan materil serta faktor keamanan minimum

untuk menghindari kerusakan talud, Bab 13 - Rancangan dan Analisis gempa

(1989) dari buku yang sama, memberikan cara untuk memperkirakan liquefaction

Potensial of Loose dari tanah pondasi yang kohesif dan untuk memperkirakan

stabilitas tanggul terhadap gempa.

Settlement (Penurunan) dan Rembesan

USBR Design Standard No.13, Bab 9 - Analisis Defonnasi Statis (1992) menyajikan

langkah-langkah perhitungan penurunan tanggul dan pondasi, serta merancang

langkah-Iangkah pengurangan yang tepat jika terjadi penurunan yang berlebihan.

Penurunan yang telah dihitung sepanjang puncak tanggul tidak boleh melebihi 0,05

H, dengan H adalah tinggi tanggul diatas elevasi pondasi.

USBR Design Standard No.13, Bab 8 - Analisis dan Pengendalian Rembesan

(1987) memberikan metoda untuk memperkirakan aliran rembesan dan

mengendalikan aliran rembesan yang berlebihan melalui tubuh dan bawah tanggul.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 24

1.2.7 Tinggi Jagaan (Freeboard)

Tinggi jagaan disediakan untuk mencegah terjadinya overtopping (limpasan)

tanggul atau dinding penahan banjir, karena faktor-faktor berikut ini,

Run up dan setup gelombang.

Kenaikan elevasi air (super elevation) di belokan luar alur.

Kemungkinan penurunan tanggul dan rusaknya puncak tanggul.

Variasi tinggi muka air setempat disebabkan gangguan setempat (contohnya

kebun pisang di daerah dataran banjir).

Faktor-faktor yang mempengaruhi elevasi air di sungai induk.

Tabel 1.6 menyajikan nilai tinggi jagaan minimum, lebar puncak tanggul dan

kemiringan talud, diberikan untuk beberapa proyek yang ada di Indonesia.

Tinggi jagaan 0,5 m untuk banjir lebih kecil 200 m3/detik. Tinggi jagaan untuk banjir

> 200 m3/detik pergunakan Tabel 1.7.

Disarankan untuk menambahkan tinggi jagaan sebesar 0,3 meter sepanjang

daerah kritis dimana resiko terhadap jiwa atau harta benda apabila terjadi

kegagalan tanggul adalah besar. Penambahan tinggi jagaan sebesar 0,3 meter juga

dilakukan jika tanggul lebih tinggi dari 3,5 meter.

Resiko terhadap jiwa atau harta benda ini besar manakala:

Kecepatan aliran melebihi 2 m/detik.

Jika tanggul bobol atau terjadi overtopping akan menyebabkan air banjir

menggenangi daerah pemukiman atau.

Kedalaman air disekitar tempat tinggal penduduk melebihi kriteria berikut ini:

D = 1, 1 - 0,35 v

dimana

D = kedalaman (m)

v = kecepatan (m/detik)

Konsep alternatif dari bangunan pelimpah (structure spill) atau bangunan pelimpas

(overflow sections) untuk melindungi daerah beresiko tinggi kurang diperlukan,

tetapi mungkin tepat untuk beberapa lokasi tertentu.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 25

Tabel 1.5 - Tipikal parameter tanggul untuk proyek pengendalian banjir di

Indonesia

Tabel 1.6 - Tinggi jagaan nominal dari Sosrodarsono (1987)

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 26

1.3 Bendungan Pengendali Banjir

1.3.1 Jenis Bendungan

Waduk pengendalian banjir dapat diklasifikasikan menurut pemakaian,

perencanaan teknis hidraulik dan bahan bangunan seperti ditunjukkan di bawah ini:

Waduk (Storage), Pengelak (diversion), waduk sementara atau kombinasi dari

padanya.

Dengan atau tanpa pelimpah

Timbunan Tanah (earthfill), urugan batu (rockfill), tailling, hydraulic fill, beton,

pasangan batu dan pasangan batu bata

Bendungan pengendalian banjir umumnya dibangun sebagai waduk tanpa

pelimpah atau detention dam, karena dam harus menahan air selama waktu air

surplus tanpa terjadi bocoran. Bahan bangunan dipilih berdasarkan kesesuaian,

ketersediaan di tempat dan tinjauan ekonomis.

Bendungan urugan tanah (Earthiill dam) paling banyak dipakai karena bahan

bangunannya biasanya tersedia di dekat lokasi, dan lebih mudah dikerjakan.

Kerugian utama dam urugan tanah adalah bisa rusak atau bobol jika terjadi

limpasan (overtopping).

Bendungan urugan tanah umumnya memerlukan bangunan pelengkap yang

berfungsi sebagai spillway dan outlet.

Bendungan urugan batu (Rockfill dam) juga biasa dipakai. Bendungan urugan batu

ini akan sesuai jika banyak tersedia batuan dengan kualitas yang cukup baik, batu

yang kuat dan tahan lama, pondasi batu berada pada atau di dekat permukaan

tanah. Selain itu bendungan urugan batu dapat menahan cuaca buruk untuk periode

yang lama. Narnun bendungan urugan batu juga dapat rusak oleh overtopping, oleh

karena itu harus diberi spillway atau outlet. Untuk mencegah rusaknya membran

kedap air, bendungan urugan batu harus direncankan dan dibuat untuk dengan

penurunan (setlement) seminimal mungkin dan pondasinya harus terdiri dari batu

yang relatif tidak dapat terkompresi atau pasir dan kerikil yang padat.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 27

1.3.2 Faktor-Faktor Fisik yang Menentukan Pemilihan Lokasi dan Jenis

Bendungan

Faktor-faktor fisik berikut harus diperhitungkan dalam perencanaan teknis

bendungan,

Topografi

Topografi umumnya menentukan tipe bendungan contoh bendungan urugan

batu untuk lembah sempit berbentuk V, dan bendungan urugan tanah untuk

lembah lebar berbentuk U.

Kondisi geologi

Kondisi geologi menentukan jenis material pondasi yang terletak di bawah

bangunan dan dengan demikian menentukan jenis dan luasnya perbaikan

pondasi yang diperlukan. Jenis material pondasi juga berpengaruh pada

perencanaan teknis tanggul seperti dibicarakan di bawah ini.

- Batu harus yang baik jika sesuai, digali jika lapuk, dan digrounting jika lulus

air.

- Kerikil harus dipadatkan jika lepas. Tindakan pengendalian rembesan

mungkin diperlukan,

- Lumpur atau pasir halus punya potensi untuk menjadi cair jika lepas di tempat

kemudian jenuh air atau terkena getaran atau aktivitas seisrnik,

- Tindakan pengurangan mungkin diperlukan dalam perencanaan teknis

tanggul untuk menjamin agar penurunan dalam lapisan lempung tidak

membahayakan stabilitas tanggul.

- Pada endapan yang beriapis-lapis cenderung terjadi perubahan tekanan pori

dan terkumpul di luar embekment toe yang bisa menyebabkan tanggul tidak

stabil

Daerah seismik (gempa bumi)

Apakah lokasi terietak di daerah potensi seismik atau tidak, dapat menentukan

tipe bendungan yang digunakan.

Material bangunan yang tersedia

Tanggul bendungan harus direncanakan untuk dapat menggunakan bahan

terbaik dari lokasi yang terdekat.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 28

Bangunan pelengkap

Bangunan outlet (terowongan, pipa, dan alur) dan bangunan spillway

mempengaruhi perencanaan teknis tanggul dan pelaksanaan konstruksinya

seperti berikut ini.

- Bangunan outlet dapat digunakan untuk mengendalikan tinggi waduk selama

pelaksanaan konstruksi dan untuk drawdown waduk untuk mencegah banjir.

- Bangunan spillway berperanan penting pada bendungan untuk mencegah

pelimpasan (overtopping) selama banjir.

- Bangunan spillway dan bendungan harus ditempatkan dengan tepat untuk

mencegah erosi kaki lereng bendungan dari debit spillway.

- Tanah basil penggalian spillway dapat digunakan untuk material bahan

bangunan yang cocok untuk bendungan.

- Pemadatan material bendungan secara manual pada tempat-tempat di sekitar

bangunan biasanya diperlukan, karena permukaan antara timbunan dan

bangunan membentuk suatu zone yang berpotensi terhadap rembesan dan

piping.

1.4 Kolam Penampungan

1.4.1 Umum

Kolam penampungan dirancang untuk menangkap seluruh atau sebagian air banjir

pada bagian hulu areal banjir. Tampungan secara temporer berpengaruh mereduksi

laju aliran dan elevasi banjir pada bagian hilir kolam penampungan. Bendung urug

rendah kadang-kala dibangun melintang sungai untuk menahan air atau bendung

pengelak digunakan untuk memindah air ke daerah penampungan alami dari alur

utama. Dalam beberapa kasus, air dialihkan ke dalam tanggul yang diletakkan

sepanjang sungai.

Struktur mungkin dapat dibangun untuk mengendalikan laju aliran yang mungkin

masuk ke dalam kolam penampungan dan untuk memecah energi yang berlebihan

jika terjunan muka air terjadi.

Dalam kasus bendungan urugan, pelimpah dan bangunan outlet dibutuhkan untuk

melindungi urugan dan overtopping dan mengendalikan laju debit dari kolarn.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 29

Outflow dapat dikendalikan dengan struktur pintu yang dihubungkan dengan

bendung atau tanggul, Tergantung pada karakter hidrograf banjir dan

penampungan daerah tangkapan, hal ini mungkin diperlukan untuk menjaga posisi

lebar bukaan pintu pada awal banjir, dan hanya digunakan untuk mengurangi

puncak banjir, Konsep kolam penampung digambarkan pada Gambar I.3.

1.4.2 Pertimbangan-Pertimbangan Pembebasan Tanah

Daerah tampungan secara umum merupakan suatu daerah cekungan, misalnya

daerah rawa sepanjang sungai, atau kadang-kadang berupa dataran banjir yang

dikembangkan untuk tujuan pertanian. Di daerah berkembang, kolam retensi dapat

menimbulkan dampak besar misalnya diperlukan pemindahan penduduk dan

fasilitas-fasilitasnya termasuk sering perlu bangunan-bangunan permanen.

Biaya konstruksi daerah tampungan (retensi) umumnya lebih rendah jika

dibandingkan lengan struktur pengendali banjir, walaupun biaya pembebasan tanah

dan penurunan tanah yang dibutuhkan untuk kolam penampungan terkadang

membutuhkan biaya yang lebih besar dari biaya konstruksi.

Dengan adanya pengaturan kembali tentang tataguna lahan, dimungkinkan

aktivitas pertanian masih dapat diteruskan dengan beberapa syarat sebagai berikut:

Harus ada peraturan yang tepat untuk mencegah kerugian-kerugian akibat banjir

(misalnya: aktivitas pertanian diizinkan tanpa adanya pembangunan

perumahan).

Sistem peringatan dan perkiraan banjir yang mudah diterima harus diberikan

untuk dapat dilakukan pengosongan/pemindahan penduduk atau untuk

rnelakukan pencegahan banjir sementara.

Bangunan drainase harus diberikan untuk pengetusan di daerah banjir tertentu

setelah banjir terjadi.

Lapangan/site untuk daerah retensi yang dibangun dari pemindahan penduduk

sebaiknya terbatas untuk tempat rekreasi, seperti taman, lapangan bermain, dan

daerah parkir. Sehubungan dengan konsep perancangan kolam retensi dalam

tahap perencanaan pengembangan kota yang hanya melindungi dari banjir akibat

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 30

limpasan lokal dan sedikit sekali dapat melindungi banjir akibat sungai utamanya.

Konsep daerah tampungan di dalam daerah kota yang dikembangkan secara umum

tidak cocok untuk kondisi di Indonesia.

1.4.3 Debit Banjir Rencana

Tingkat kemampuan penurunan elevasi banjir karena adanya daerah retensi

bergantung pada karakteristik hidrograf inflownya, volume tampungan kolam yang

tersedia, dan hubungan antara debit dan bangunan outletnya.

Gambar I.3 - Konsep kolam penampungan banjir

Jika tanggul tanah, bendung atau struktur yang lain dibutuhkan, maka banjir

rancangan standar harus digunakan untuk bangunan-bangunan tersebut. Dengan

mempertimbangkan adanya kegagalan, perancangan banjir dapat menggunakan

kejadian banjir ekstrim untuk bangunan-bangunan tersebut yang diperoleh dari

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 31

banjir rancangan untuk hilir. Sebagai contoh, tingkat perlindungan banjir di hilir

digunakan kejadian banjir 25 tahunan, maka dapat digunakan debit banjir rencana

100 tahunan untuk bangunan-bangunan tersebut.

Tampungan yang ada pada daerah tampungan hanya mampu menurunkan puncak

banjir untuk banjir-banjir yang rendah, namun tidak mampu menurunkan banjir-

banjir yang melebihi debit banjir rencana, yang dalam hal ini akan mempengaruhi

pada tingkat keamanan.

Untuk memperbesar debit banjir rencana harus dievaluasi secara menyeluruh

potensi-potensi yang menyebabkan terjadinya banjir yang lebih besar, dan harus

dibuat satu prosedur untuk pengamanan/pengosongan penduduk juga tatacara

untuk pengaturan banjirnya.

1.4.4 Angkutan Sedimen

Ketika aliran dari sungai masuk ke daerah tampungan sebagian dari sedimen akan

diendapkan, karena kecepatan air yang relatif rendah pada daerah tampungan.

Ketika daerah tersebut sudah terisi dan terjadi overflow maka hanya sedikit saja

sedimen yang dapat dikembalikan ke sungai.

Karakteristik angkutan sedimen dan pengendapannya pada kolam harus

diperhitungkan sehubungan dengan faktor-faktor berikut :

Pengendapan sedimen akan mengurangi kapasitas tampungan pada kolam.

Namun pada saat air surut tanah subur yang mengendap dapat diolah.

Berkurangnya sedimen menuju alur sungai dapat mempengaruhi regim angkutan

sedimen dan stabilitas sungai.

Pada dasarnya air sungai yang masuk ke daerah berasal tarnpungan dari aliran

yang melintasi tanggul, atau struktur sejenis. Partikel halus yang terbawa aliran

seperti lempung, lumpur dan pasir halus terdistribusi merata antara permukaan

sampai dasar sungai, sementara partikel yang lebih kasar seperti pasir kasar dan

kerikil terkonsentrasi pada dasar sungai. Gambar I.4 menggambarkan distribusi

sedimen yang terbawa yang merupakan fungsi ukuran partikel dan lebar sungainya.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 32

Dengan demikian aliran yang masuk daerah penampungan rata-rata membawa

partikel halus, namun kemungkinan terbawanya partikel kasar dapat juga terjadi

walaupun dalam konsentrasi yang kecil jika dibandingkan dengan keseluruhan

sedimen yang terbawa.

Sebagian sedimen pada daerah dataran banjir terbawa oleh aliran yang menuju

daerah tampungan, dan menyebabkan bertambahnya jumlah sedimen yang

meninggalkan sungai. Jumlah tambahan sedimen yang masuk daerah tampungan

tergantung pada layout alur yang masuk daerah tersebut, dan kemampuan tanah

menahan kikisan. Ukuran sedimen ini harus karena berasal dari tanah aluvial

dataran banjir.

Jumlah sedimen yang mengendap pada daerah tampungan dapat dihitung dengan

cara yang sama. dengan sedimentasi reservoir (waduk). Kornponen-komponen

utama yang diperlukan untuk analisis daerah tampungan diberikan berikut ini :

Tentukan ukuran gradasi sedimen yang representatif yang terangkut ke kolam

oleh limpasan sungai. Kisaran ukuran sedimen pada bagian atas air sungai

selama banjir diperlukan untuk menentukan sedimen yang terendapkan

sepanjang kolam tampungan.

Hitung efisiensi tiap kolam tampungan berdasar pada volume tampungan dan

volume air yang masuk dengan kurva yang ditunjukkan pada Gambar I.4.

Gunakan persamaan berat jenis untuk menghitung volume endapan sedimen.

Tetapkan pola pengendapan pada daerah tampungan dengan menggunakan

metode Borfanddan Miller (1958) atau Miraki (1983).

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 33

Gambar I.4 - Distribusi vertikal dari ukuran sedimen

1.4.5 Analisis Hidraulik

Jika daerah tampungan merupakan penahan dengan ripe 'on-stream', maka

prosedur untuk memperkirakan redaman banjir adalah sama dengan ditentukan

dengan simulasi penyelusuran banjir.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 34

Jika daerah tampungan merupakan penahan dengan ripe 'of stream' (diluar sungai),

maka prosedur routing banjir harus mempertimbangkan prosedur perancangan

struktur inlet dan outlet. Sangatlah penting untuk merancang elevasi dan kapasitas

bangunan inlet untuk memastikan bahwa debit sungai yang harus direndam telah

tertampung.

Operasi pintu yang dilakukan dan perkiraan waktu banjir yang tepat sangatlah

penting untuk memberikan peredaman banjir optimum. Prosedur penyelusuran

banjir untuk tampungan diluar sungai sama dengan simulasi penyelusuran banjir

untuk reservoir tetapi terdapat beberapa penyesuaian, sebagai berikut ini.

Langkah 1 : Inflow pada waktu t dari "rating curve" bangunan inlet (yaitu : elevasi

vs kapasitas pengangkutan) berdasar pada hidrograf inflow dan pembagian aliran

yang dimaksudkan yang akan dielakkan ke daerah tampungan dan yang akan

dialirkan ke sungai utama.

Langkah 2 : Tambahkan langkah 12 untuk menentukan out flow yang masuk ke alur

bagian hilir dimana sama dengan pengaliran ke sungai di seluruh alur utama

(langkah 2) ditarnbah laju aliran out flow dari daerah penampungan (langkah 5).

Perancangan struktur yang dibutuhkan untuk daerah penampungan di bahas pada

bagian lain dalam modul ini.

1.5 Banjir Kanal dan By Pass

1.5.1 Umum

Alur pengelak kadang-kadang disebut juga banjir kanal (flood Ways) dan by pass.

Dibangun untuk menangkap dan memindahan arah sebagian aliran banjir dari alur

alami (sungai).

Alur pengelak terdiri dari pengalihan ke laut, pengalihan di sekitar areal terkena

banjir, pemindahan air antar daerah tampungan, dan terowongan pengelak melalui

gunung-gunung yang terpisah.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 35

Contoh dari sistem tersebut yang digunakan di Indonesia seperti misalnya saluran

pengelak yang melindungi kota-kota Jakarta, Surabaya, Indramayu, Cirebon,

Banjar, Padang, Aceh, Semarang dan Tulung Agung, dimana saluran dibangun

merupakan bagian dari pengelak antar daerah penampungan dari Sungai Brantas

dan saluran pengelak pengendali reruntuhan untuk mengatur sedimen dari Gunung

Kelud di sekitar Waduk Wlingi.

Gambar I.5 - Lengkung maksimum saluran

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 36

Gambar I.6 - Kecepatan rerata pada bahan kohesif

1.5.2 Alinyemen

Banjir kanal terkadang merupakan pilihan yang lebih baik untuk mengendalikan

banjir pada daerah delta, dimana penduduk dan pembangunan industri menolak jika

diadakan pelurusan sungai, pembuatan tanggul, atau struktur lain yang dibangun

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 37

berbatasan dengan sungai. Dalam beberapa kasus tertentu, sungai tua yang sudah

terputus dari sistem sungai yang ada baik alami maupun akibat perilaku manusia,

dapat difungsikan kembali sebagai banjir kanal.

Secara umum banjir kanal sangat efektif jika air dapat dipindahkan secara

permanen dari sungai, keadaan ini sangat mungkin dilaksanakan pada daerah delta

dimana banjir kanal dapat dirancang berhubungan langsung dengan laut

Pemilihan dan perancangan alinyemen banjir kanal harus mempertimbangkan hal-

hal berikut:

Topografi suatu alinyemen banjir kanal harus relatif landai dan hampir sama

dengan elevasi sungai daerah banjir atau delta. Hal ini hanya mungkin terjadi

pada bagian rendah dari daerah sungai dimana daerah banjirnya sangat luas

atau pada daerah delta. Terowongan dapat digunakan untuk topografi yang lebih

tinggi namun biayanya akan sangat mahal terutama jika kapasitas angkutannya

sangat besar,

Pada sebagian lapisan di bawah permukaan dimungkinkan terdapat batas-batas

geologis. Sebagai contoh dijumpainya lapisan batuan dasar yang dangkal dan

muka air yang relatif tinggi yang menjadikan pembuatan banjir kanal menjadi

tidak layak.

Sifat-sifat tanah dapat mempengaruhi perancangan, pelaksanaan dan juga biaya

yang dibutuhkan. Material yang dipilih haruslah material yang mudah didapat dan

cocok untuk konstruksi timbunan dan relatif tahan terhadap kecepatan aliran.

(yaitu: tahan terhadap gerusan).

Perkembangan dan pembangunan yang ada dan hal-hal penting yang

mempengaruhi perkembangan pembangunan (penduduk, bangunan, jalan, jalan

rel) merupakan kepentingan utama yang harus diperhatikan. Banjir kanal sangat

dibutuhkan untuk daerah berpenduduk padat (delta), sehingga pembangunan

yang nampak akan sangat mempengaruhi pemilihan jalurnya.

Alinyemen-alinyemen harus bebas dari belokan tajam maupun lengkung.

Kelengkungan yang diperbolehkan bergantung pada beberapa faktor terdiri atas

kapasitas jalur, kecepatan, kondisi tanah dan parameter-parameter tampang.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 38

Pedoman-pedoman yang harus diperhatikan adalah radius kelengkungan (r) paling

tidak tujuh kali lebar permukaan air (b) pada alur utama, dan sudut defleksinya

kurang dari 60° seperti digambarkan pada Gambar I.5. Secara umum untuk

kapasitas yang lebih besar dibutuhkan jari-jari kelengkungan yang lebih besar,

Analisis yang lengkap dianjurkan untuk mendapatkan solusi akhir sehubungan

dengan kapasitas alur, sifat-sifat tanah dan kecepatan air. Perlindungan lereng

terkadang dibutuhkan untuk menekan kebutuhan jari-jari kelengkungan, Elevasi

bagian atas muka air pada belokan dapat diperkirakan dengan persamaan berikut:

𝐙 =𝐕𝟐𝐖

𝐠 𝐫𝐞 1.5

dimana

Z = Elevasi atas muka air (m)

V = Kecepatan aliran (m/5)

W = Lehar permukaan air (m)

g = Percepatan Gravitasi

re = Jari-jari Kelengkungan (m)

1.5.3 Debit Banjir Rencana

Debit banjir rencana untuk banjir kanal adalah perbedaan antara debit total banjir

debit yang dapat dialirkan kesungai yang dihitung dengan persamaan berikut :

Qb = Qr - Qn 1.6

dimana :

Qb = Debit rancangan banjir kanal

Qr = Debit total banjir

Qn = Debit yang dapat dialirkan ke sungai bagian hilir

Debit banjir rencana kanal Qb, yang dihitung dengan persamaan berikut merupakan

jumlah debit yang dapat ditampung didalam alur primernya dan yang dapat

ditampung oleh daerah di sekitarnya yang dibatasi oleh tanggul sesuai yang terlihat

pada Gambar I.6.

Qb = Qd – Qo 1.7

dimana :

Qb = Debit rancangan banjir kanal (m3/dt)

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 39

Qd = Debit dominan yang dapat ditampung alur utama (m3/dt)

Qo = Debit yang melingas tanggul yang dapat ditampung berbatasan dengan

pengelak dan didalam tanggul (m3/dt)

1.5.4 Teknik Sungai

Tujuan bagian teknik sungai dalam perencanaan banjir kanal adalah untuk

merancang alur utama yang stabil, tidak terjadi penggerusan, dan tanpa adanya

pelumpuran (silting). Perancangan tersebut berdasar pada hal-hal berikut ini.

Beban sedimen yang masuk ke banjir kanal dari sungai utama atau anak sungai.

Material tanah yang akan membatasi banjir kanal,

Debit rancangan Alur Utama, berdasar pada debit dominan.

Informasi survei topografi sepanjang alinyemen banjir kanal, mencakup titik awal

hingga titik akhir alur.

Langkah-langkah dasar perancangan teknik sungai pada alur primer diberikan

berikut ini.

Tentukan parameter rancangan yang aman untuk material tanahnya pada alur

yang hendak digali. Parameter tersebut mencakup landai maximum yang

diijinkan sesuai yang dianjurkan pada Tabel 1.8 dan Tabel 1.9.

Hitung kemiringan alur dari sungai sumbernya sampai titik outletnya. Gambarkan

gradien kemiringan awal tersebut di atas profil kontur tanah yang ada mengikuti

alinyemen yang diharapkan. Atur profil untuk memindah beberapa bagian yang

membutuhkan banyak timbunan sehingga alur utama dapat dibuat terutama

dengan penggalian. Beberapa komponen tersendiri dari banjir kanal dapat

diberikan.

Hitung dimensi Alur Utama yang dibutuhkan untuk mengangkut debit rancangan

Q, yang diberikan oleh persamaan 1.5 dan 1.6 pada kemiringan yang

diperkirakan dari langkah sebelumnya. Tabel 1.10 merangkum perkiraan metode

dan cara untuk perhitungannya. Periksa kembali dimensi alur sementara

terhadap tinjauan ekonomi dan praktisnya.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 40

Tabel 1.7 - Kemiringan sisi tanggul yang diijinkan

Untuk menjamin stabilitas dasar, dasar alur dapat dilebarkan atau slope dapat

diturunkan. Jika tampang lintang terlalu lebar, alur benneander dapat digunakan

didalam perancangan tampang melintangnya. Bagian yang terlalu lebar dapat

menjadi tidak ekonomis dan tidak praktis, apabila kecepatan aliran cukup

kemiringan harus direduksi dengan membangun struktur drop.

Apabila banjir kanal membawa bed load yang tinggi maupun sedang kemiringan

harus dinaikkan sebagaimana ditentukan dalam Tabel 1.11 untuk memberikan

kontinuitas debit sedimen dasar yang dibutuhkan.

Tentukan apakah gaya hidraulik untuk rancangan alur sementara dapat

menyebabkan degradasi dasar, apakah material dasar bergradasi baik dan

mempunyai ukuran yang cukup baik, dan apakah diperlukan perlindungan dasar

atau tidak, Gunakan prosedur Tabel 1.12 untuk menentukan stabilitas dasarnya.

Jika degradasi diharapkan, sesuaikan gradien atau tampang melintang untuk

mengurangi kedalaman. Jika armouring terjadi, hitung kembali batas kekasaran

kemudian dihubungkan antara kedalaman dan kecepatan alirannya.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 41

Tabel 1.8 - Kecepatan maksimum yang diijinkan diberikan oleh Fortier dan

Scobey dan Simons dan Senturk (1992)

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 42

Tabel 1.9 - Metode pokok perancangan banjir kana

Tabel 1.10 - Pengaturan slope untuk transport sedimen yang bervariasi

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 43

Tabel I.11 - Perkiraan degradasi potensial dari Simons Sentruk (1992)

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 44

Gambar I.7 - Hubungan antara kecepatan rata-rata kedalaman dan ukuran

butiran

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 45

Gambar I.8 - Lebar rata-rata untuk debit dominan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 46

Gambar I.9.a - Kemiringan untuk material kasar

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 47

Gambar I.9 b - Kemiringan untuk bahan dasar kasar

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 48

Gambar I.10 - Kedalaman saluran untuk bahan granuler

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 49

Gambar I.11 - Sudut kemiringan untuk timbunan riprap

Gambar I.12 - Contoh umum saluran by pass

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 50

Lebar alur diperoleh dari perhitungan 'rejim' terkadang tidak ekonomis. Harus

dipertimbangkan lebar yang lebih kecil dengan kecepatan lebih tinggi dari timbunan.

Ketika menggunakan Gambar I.8 dengan material dasar besar (gravel dan cobble

atau, boulder), pastikan bahwa froud number, F = (Q2T/g ) 31/2 tidak lebih dari 0.85.

Bilangan froud tidak berpengaruh pada variasi dimensi tampang lintang.

Pengurangan kemiringan akan efektif dalam hubungan antara bilangan froud dan

ketepatan aliran.

Hitung karakteristik hidraulik dari alur utama pada debit rancangan, Qd, seperti

kedalaman, kecepatan, tegangan geser dasar, kekasaran hidraulik atau nilai

manning (n).

Untuk alur dengan dasar pasir, ditentukan bentuk dasar dan kekasarannya.

Bandingkan dengan kekasaran yang diperkirakan pada awal perancangan, dengan

rnenggunakan kecepatan yang diijinkan atau rejim ripe charts. Gunakan kekasaran

yang lebih besar untuk menentukan perancangan kedalaman aliran rancangan.

Bandingkan kemiringan dasar alur dan kemiringan garis gradasi hidraulik

rancangan dengan permukaan tanah yang ada.

1.5.5 Analisis Hidraulik

1. Saluran Pengelak

Analisa hidraulika untuk saluran pengelak bypass dilakukan untuk menentukan

parameter saluran dan tanggul yang dibutuhkan untuk dapat menampung yang

berpengaruh debit rancangan Qb. Tujuannya adalah untuk menetapkan

kestabilan yaitu : saluran pengelak tanpa penggerusan & pengendapan dengan

menggunakan parameter gabungan yang tepat dari kecepatan air, lebar

saluran, dan kedalaman air.

Saluran pengelak biasanya dibangun dengan bentuk trapesium ganda seperti

digambarkan pada Gambar I.13. Material basil galian saluran dapat dipakai

untuk tanggul. Saluran primer sering direncanakan untuk debit dominan Qd,

yang mempunyai waktu pengulangan 2 tahun. Volume penggalian saluran dan

tanggul sebaiknya seimbang. Kapasitas keseluruhan tampang ditentukan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 51

berdasarkan rumus Manning. Nilai-nilai manning untuk bypass dengan

bermacam kondisi ditentukan dalam Tabel 1.13.

2. Terowongan

Terowongan direncanakan untuk aliran bertekanan atau aliran bebas dan

biasanya dibuat dari beton. Untuk keadaan aliran bebas kedalaman air

maksimum dibatasi sekitar 0,82 kali tinggi terowongan dengan tinggi jagaan

minimum kira-kira 0,5 meter. Tampang tapal kuda biasanya memberikan

kapasitas hidraulik lebih baik untuk terowongan aliran bebas sedangkan

tampang melingkar secara hidraulika lebih efisien untuk terowongan yang

dioperasikan dalam kondisi aliran bertekanan. Gambar I.14. Kurva Hidraulika

Terowongan Gambar I.14 menunjukkan desain terowongan tipikal secara rinci.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 52

Gambar I.13 - Tipe-tipe detail terowongan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 53

Gambar I.14 - Curva hidraulika terowongan

Gambar I.15 - Nilai kecepatan dasar

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 54

Tabel 1.12 - Koefisien kekasaran manning untuk saluran pengelak

Terowongan bisa mempunyai bermacam ukuran dan bentuk, tetapi biasanya

tinggi minimumnya sekitar 2 meter yang digunakan untuk jalan masuk petugas

dan peralatan. Tampang lebih besar digunakan digunakan apabila syarat-syarat

kapasitas bersangkutan ditetapkan. Kehilangan tenaga melewati terowongan

disebabkan gaya gesek, kehilangan di inlet, outlet, tingkungan, penghalang

sampah, pintu dan kehilangan lainnya.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 55

Jika pasir atau material hasil erosi terbawa oleh air, kecepatan dibatasi sekitar 3

meter per detik. Untuk air bersih, pembatasan kecepatan dalam terowongan

aliran bebas adalah batas aman dari kecepatan kritis. Diameter pipa minimum

dan kecepatan air untuk terowongan aliran bebas ditentukan dengan

menggunakan Gambar I.15.

1.5.6 Pertimbangan-Pertimbangan Geoteknik

Pertimbangan geoteknik untuk saluran pengelak dan belokan hampir sama dengan

pertimbangan untuk pengaturan dan perbaikan sungai, terutama meliputi galian,

tanggul dan bangunan pelindung lereng.

1.5.7 Tinggi Jagaan

Tinggi jagaan nominal untuk saluran pengelak diberikan dalam Tabel 1.14.

Disarankan tinggi jagaan ditambah 0,3 m sepanjang penggal kritis saluran pengelak

dimana bagian atas tampang alur pengangkut ditambah dengan tanggul, dan resiko

terhadap jiwa manusia dan harta kekayaan pada waktu terjadi kegagalan tanggul

adalah tinggi.

Tabel 1.13 - Tinggi jagaan nominal untuk saluran pengelak

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 56

1.5.8 Bangunan Pelengkap

Bangunan pengontrol biasanya dipakai untuk membelokkan aliran dari sungai ke

saluran pengelak by pass. Bangunan diberi pintu khusus dan ditempatkan pada

pintu masuk ke saluran pengelak atau pada sungai yang akan dibicarakan di bawah.

Jika belokan saluran lebih rendah atau sama dengan elevasi yang sungai alam,

bangunan ditempatkan pada pintu masuk ke saluran pengelak, dan direncanakan

untuk membelokkan bagian aliran banjir menjauhi dari sistem sungai.

Jika dasar sungai alami lebih rendah atau sama dengan elevasi pembelokan aliran

pengelak, seperti bangunan pengendali yang berpintu ditempatkan pada sungai

tepat di hulu pintu masuk saluran pengelak. Air bisa dibelokkan ke saluran selama

banjir, Bangunan pengendali dapat dipasang pintu atau tanpa pintu tergantung pada

kondisi spesifik lapangan, bangunan ini Iebih sederhana dibanding dengan

bangunan dengan pintu tetapi tidak dapat menyediakan pengendali aliran yang

disyaratkan atau mungkin elevasi air di bagian hulu lebih tinggi. Pengkajian secara

detail ditinjau dari segi teknik maupun ekonomi diperlukan untuk memberikan hasil

rancangan struktur yang cocok Untuk kondisi lapangan tertentu.

Secara praktis disarankan untuk merencanakan bentuk atau profil muka air tekanan

ada puncak lereng bangunan tanpa bendung tanpa pintu yang lebih besar. Hal ini

dapat terpenuhi dengan bentuk puncak berbentuk Ogee. Pemecah energi pada

outlet diperlukan jika bangunan melimpahkan aliran yang mengandung material

yang terkikis.

Tipe bangunan dengan pintu sering didesain dengan jumlah pintu banyak untuk

memenuhi kapasitas hidraulik dan batas lebar pintu. Pilar digunakan untuk

memisahkan dan menyangga alat pengangkat pintu. Tipe-tipe pintu yang digunakan

dalam bangunan saluran pengelak cukup besar meliputi roller atau whell gate.

Bangunan bendung karet relatif tipe struktur baru, dan dapat diterapkan untuk

saluran pengelak. Bangunan ini dapat dikembang kempiskan untuk mengatur

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 57

jumlah jumlah air yang dielakkan. Dan juga, struktur ini dapat dikembangkan untuk

mendapatkan gaya sebagai penghalang terhadap salinitas air laut di bagian hulu.

1.6 Sistem Drainase

1.6.1 Umum

Sistem drainase sering diperlukan untuk membuang air dari daerah dataran banjir

akibat drainase alam yang buruk atau gangguan oleh manusia misalnya pada

daerah yang terkurung oleh tanggul. Sistem drainase dapat secara gravitasi dan

atau dipompa tergantung dari beda tinggi energi pengaliran.

Perencanan teknis sistem drainase harus berdasarkan hal-hal berikut ini:

Ukuran topografi dan karakteristik infiltrasi daerah yang di drain

Laju dan waktu hujan dan limpasan

Volume air yang ditahan dan waktu penggenangan diizinkan

Ketinggian relatif daerah yang tergenang dan alur drainase bagian hilir termasuk

juga ketinggian muka air

Sifat hidrologi

Sifat hidraulik

Biaya konstruksi

Biaya operasi

1.6.2 Debit Banjir Rencana

Pedoman yang dianjurkan oleh Ditjen Cipta Karya (1989) untuk memilih kala ulang

banjir rencana untuk sistem drainase kota, termasuk sepanjang jalan diberikan

dalam Tabel 1.15 dan Tabel 1.16.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 58

Tabel 1.14 - Kala ulang banjir rencana untuk sistem drainase kota

Catatan 1. Kala ulang yang diambil mempunyai fungsi dari ukuran DPS (catchment

area), tataguna lahan, topografi dan resiko kegagalan. Daerah industri dan daerah

komersial direncanakan dengan kala ulang yang lebih tinggi dan wilayah

pemukiman dengan kala ulang yang lebih rendah dalam wilayah/jangkauan yang

ditentukan. Untuk pemilihan kala ulang atau banjir rencana, evaluasi ekonomi dari

biaya dan manfaat (cost and benefit); sebaiknya dipertimbangkan.

Tabel 1.15 - Kala ulang banjir rencana untuk sistem drainase kota sepanjang

jalan

1.7 Analisis Hidraulika

1.7.1 Umum

Alur tanah yang digali adalah bangunan yang paling biasa untuk menampung dan

mengangkut air banjir. Agar erosi minimum maka, kecepatan aliran dalam alur

drainase tidak boleh melebihi nilai rancangan yang diizinkan. Jika dasar yang ada

lebih curam dari kemiringan dasar rencana alur drainase, maka bangunan terjunan

ditetapkan untuk menyesuaikan perbedaan elevasi, Dipilih alur drainase yang relatif

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 59

dalam dan sempit karena sedimen cenderung mengendap dalam alur lebar yang

menyebabkan meandering jika lebar dasar terlalu besar.

Persamaan Manning (1.7) dipakai untuk menentukan kapasitas/debit saluran

drainase main Manning untuk saluran drainase diberikan dalam Tabel 1.17 Saluran

drainase tidak menampung air pada dasar secara menerus (a continued basis),

akibatnya tanaman bisa tumbuh dan menyebabkan kekasaran saluran bertambah

besar, Oleh arena itu perencanaan teknis harus memasukkan koefisien n Manning

yang tepat yang mempertimbangkan tingkat kontrol tumbuhan yang diharapkan

yang bisa dicapai.

Tabel 1.16 - Nilai n manning untuk saluran-saluran dari galian tanah

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 60

1.7.2 Kecepatan Maksimum yang Diizinkan

Kecepatan maksimum yang diijinkan adalah kecepatan yang tidak menyebabkan

erosi atau rusaknya tebing saluran. Kecepatan saluran yang diizinkan bisa

ditentukan berdasar data yang diberikan oleh U.S. Departement of Agriculture

(1977) dengan menggunakan langkah-langkah berikut ini.

Menentukan kecepatan dasar Vb untuk saluran lurus dengan kedalaman air 1

meter dengan menggunakan Gambar I.16.

Menentukan faktor-faktor koreksi A,B,C dan D menggunakan Gambar I.17 untuk

menghitung variasi angka pori dalam struktur alur, kedalaman aliran, belokan dan

kala ulang banjir rencana.

Menentukan kecepatan maksimum yang diijinkan dalam saluran drainase

material kohesif menggunakan persamaan berikut :

Vmak = Vb A B C D 1.8

dimana :

V mak = Kecepatan maksimum yang diizinkan (m/dt)

Vb = Kecepatan dasar (basic velocity) (m/dt)

A = Faktor koreksi void ratio permukaan saluran

B = Faktor koreksi kedalaman aliran

c = Faktor koreksi lekukan saluran

D = Faktor koreksi untuk kala ulang debit banjir rencana

1.7.3 Rencana Tampang Melintang

Tampang melintang untuk saluran drainase harus lebih dalam dari saluran air yang

lain (misalnya : saluran irigasi) alasan sebagai berikut ini.

Saluran yang lebih dalam dan sempit memerlukan lebar tanah yang lebih sempit,

secara hidraulika lebih efisien dan biaya konstruksi Iebih rendah dari saluran

yang lebar dan dangkal.

Sistem drainase permukaan mengangkut debit dalam variasi yang lebih besar

Saluran yang dalam lebih stabil pada debit rendah, mengingat saluran lebar lebih

cenderung membentuk meander.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 61

Perbandingan lebar bawah saluran terhadap kedalaman aliran sebaiknya antara 1

dan 3 untuk saluran drainase sekunder yang kecil, dan sekurang-kurangnya 3 untuk

saluran drainase yang lebih besar.

Gambar I.16 - Faktor koreksi untuk kecepatan dasar

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 62

Gambar I.17 - Tipe tampang melintang tanggul

1.7.4 Saluran Dengan Rumput

Kecepatan aliran yang lebih tinggi dan kemiringan yang lebih curam

dipertimbangkan dalam saluran yang ditutupi rumput yang dalam waktu yang lama.

Kecepatan maksimum yang diizinkan untuk rumput tipe menggerombol sekitar

1m/dt menurut Smith (1985). Kecepatan lebih tinggi bisa digunakan untuk rumput

yang baik, distribusi seragam, dan rumput-rumput yang berdiri tegak. Untuk rumput

ini, kecepatan sampai 1,8 m/dt untuk kemiringan sampai 5 %, 1,5 m/dt untuk

kemiringan sampai 0%, dan 1,2 m/dt untuk kemiringan yang lebih curam dari 10 %.

Departernent of Agriculture (1977) menetapkan bahwa nilai n Manning

berhubungan dengan hasil kecepatan aliran dan radius hidrolik seperti dijelaskan

dalam Tabel 1.18 untuk rumput-rumput yang secara tipikal bertangkai panjang.

Tabel 1.17 - Variasi n manning dengan V R1

Saluran yang ditutupi rumput direncanakan berdasar Tabel 1.17 dan menggunakan

cara trial & error. Contoh 1. 2 rnenjelaskan cara ini :

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 63

Contoh. 1.2.

Soal : Rencanakan saluran dengan rumput untuk mengalir 1,4 m3/dt dengan

kemiringan 4 %

Penyelesaian :

Coba n = 0,040

Didapat VR = 0,.256 dari Tabel 1.17

Jika selimut rumput adalah bagus, kecepatan yang diijinkan ,8 m/dt

Menghitung :

R = 0,256/V = 0,142 m

VR = R5∕3S1∕2

𝑛= 0,472 m3 ∕ dt

Nilai R yang dihitung = 0,193 berbeda dari nilai Vk yang dicoba = 0,256 karena

itu coba n = 0,035, dan didapat VR = 0,351 dari Tabel 1.17.

Menghitung :

R = 0,351/V = 0,195 m

VR = R5∕3S1∕2

n= 0,375 m3 ∕ dt

Nilai VR yang dihitung mendekati nilai yang dicoba, R = 0, 195

Hitung Iuas tampang melintang =

A =Q

V=

1,4

1,8= 0,778 m2

sehingga lebar saluran dan kedalaman bisa ditentukan dengan tepat.

1.7.5 Outlet

Sebuah sistem drainase melepaskan air kedalam sistem penerima yang berupa:

Saluran drainase alam /sungai

Saluran

Cekungan

Cekungan lokal

Sistem drainase utama

Rawa-rawa atau daerah dataran rendah yang lain.

Laut

Danau

Waduk

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 64

Outlet sistem drainase mungkin mempunyai bangunan-bangunan seperti pintu air,

gorong-gorong saluran curam. Bangunan outlet dengan sistem gravitas dipilih

daripada sistem pompa, karena biaya investasi, operasi dan pemeliharaan lebih

murah. Elevasi air di sistem penerima sebaiknya tidak menimbulkan

pembendungan yang merugikan pada sistem drainase. Peredam energi atau kolam

penenang digunakan untuk mencegah erosi yang disebabkan oleh kecepatan aliran

keluar yang tinggi dan turbulensi.

1.7.6 Stasiun Pompa

Stasiun pompa digunakan jika elevasi air dalam sistem penerima berada di atas

atau berfluktuasi di atas ketinggian daerah yang dilayani. Pada kondisi tertentu,

genangan periodik dapat dibiarkan dan bangunan outlet cukup dilengkapi pintu air.

Di Indonesia kondisi ini banyak terdapat di daerah kota yang sedang dikembangkan.

Sebagai contoh, stasiun pompa digunakan sebagai bagian sistem drainase kota

Jakarta.

Stasiun pompa biasanya terdiri dari bagian berikut :

Peralatan pemompaan dan sistem pengendalian

Struktur atas dan bawah rumah pompa

Kolam pengumpul

Saringan sampah

Pipa outlet dan surge chamber (peredam kejutan air)

Rumah tempat tinggal operator

Kolam pengumpul adalah salah satu komponen utama dan dibuat sebesar mungkin

untuk mengurangi beban pemompaan. Kapasitas pompa berdasarkan debit yang

diperlukan untuk kapasitas banjir rencana, Pemilihan debit banjir rencana yang

tepat rergantung pada beberapa faktor, terutama tergantung pada daerah yang

dilayani.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 65

1.8 Perlindungan Gelombang

1.8.1 Tanggul Pasang Surut

Tampang melintang tipikal tanggul pasang surut adalah seperti yang ditunjukkan

pada Tabel 1.18. Pada puncak tanggul pasang surut atau sisi dalam tanggul,

sebaiknya diberi jalan inspeksi/jalan pelayanan. Parit dipakai untuk mengumpulkan

air permukaan yang ditampung selama air pasang, dan akan keluar melewati pintu

di saat surut. Pintu diperlukan untuk menjaga air laut tidak akan masuk selama

gelombang pasang tinggi.

1.8.2 Tinggi Jagaan

Tinggi jagaan yang memadai diberikan pada tanggul pasang surut untuk mencegah

pelimpasan (overtopping) oleh gelombang termasuk diantaranya up dan run up dari

gelombang rencana. Tinggi jagaan minimum 1 meter di atas tinggi air pasang

rencana. Langkah-langkah untuk menentukan tinggi jagaan yang diijinkan diberikan

oleh U.S. Anny (1984).

Gambar I.18 - Beban hidup

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 66

1.8.3 Pertimbangan Perencanaan Teknis

Faktor-faktor khusus untuk merencanakan tanggul gelombang pasang adalah

sebagai berikut ini:

Spectrum gelombang lepas pantai (tinggi dan panjang gelombang untuk kala

ulang 50 tahun)

Tingkat gelornbang pasang tinggi (kala ulang 50 tahun)

Gelombang tsunami (gelombang pasang)

Erosi dan akresi garis pantai

Faktor-faktor tersebut harus diperhatikan sebagai tambahan materi pada tanggul

sungai jika tanggul harus mampu menahan pengaruh sungai dan gelornbang

pasang atau jika tanggul harus mampu memberikan perlindungan secara langsung

dari ancaman banjir air laut.

1.8.4 Lebar Mercu dan Perlindungan Tebing

Lebar puncak minimum 3,5 meter untuk memudahkan pengawasan dan

pemeliharaan. Riprap diberikan pada tebing tanggul sisi laut tanggul.

1.9 Pintu dan Saringan Sampah

Pintu air dapat dibagi ke dalam 3 kelompok seperti berikut ini.

Pintu angkat atau pintu geser dimana bagian yang dioperasikan bergerak pada

permukaan sliding memakai elemen penguat,

Pintu rol dimana bagian yang dioperasikan bergerak pada roda baja atau roller

dengan memakai elemen penguat.

Pintu rotasi atau pintu engsel dimana bagian yang dioperasikan berputar pada

titik tetap atau dapat bergerak dengan memakai elemen penguat, Pintu rotasi ini

sering dioperasikan secara otomatis berdasarkan atas perbedaan elevasi muka

air di sebelah hulu dan di sebelah hilir pintu atau klep.

Saringan sampah sering digunakan untuk melindungi pintu, turbin, pompa, katub

dan saluran dari aliran sampah yang besar, Dalam praktek biasanya diberikan

lubang yang cukup besar antar batang rash yang secara konsisten dapat

memberikan perlindungan secara terus-menerus. Saringan sampah kadang-

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 67

kadang dapat dibersihkan secara mekanis dan untuk instalasi yang penting

pembersihan sampah dioperasikan secara otomatis, contohnya adalah saringan

sampah pada pompa waduk Pluit Jakarta.

1.10 Perbaikan Muara Sungai

Perbaikan kondisi hidraulik pada muara sungai dapat mengurangi elevasi muka air

banjir di daerah genangan bagian hulu. Pada bab ini dibahas pengaruh pasang

surut air laut di sungai.

Jenis perbaikan muara sungai secara prinsip bawah ini terdiri dari Jetty sebagai

pengendali transport litoral dan pengerukan.

Jetty Sebagai Pengendali Transport Litoral

Transport litoral pasir sepanjang garis pantai karena gerakan gelombang pasang

dan harus dapat menghasilkan barrierf/penghalang pada muara sungai jika aliran

sungai tidak mampu mengalirkan material. Jika terjadi banjir di sungai, gangguan

ini dapat menimbulkan pembendungan (back water) yang akhirnya elevasi banjir di

hulu dapat lebih tinggi dari elevasi air tanpa gangguan.

Untuk menjaga agar muara sungai tetap terbuka, penghalang sedimen kadang-

kadang dibangun tegak lurus garis pantai untuk menghalangi gerakan pasir

sepanjang garis pantai. Penghalang ini biasanya sebagai jetty, yang harus mampu

menampung ran pasir dari hulu disamping itu juga harus mampu mencegah

gerakan pasir sepanjang garis pantai dari i sekitar ujung jetty. Kadang-kadang, jetty

tersebut dibangun sepasang, masing-masing diletakkan pada sisi muara sungai,

untuk membatasi aliran dan menjaga muara dari sedirnen pasir.

Pada keadaan tertentu fungsi jetty masih perlu dibantu dengan pengerukan. Untuk

beberapa muara sungai yang pernah dipasang jetty antara lain Lokgung,

Kabuyutan, Ciasem, Pariaman, Krueng Aceh dan Telomoyo.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 68

1.11 Stabilitas dan Perencanaan Teknis Bangunan

1.11.1 Beban Rencana

1. Umum

Bagian berikut membicarakan beban dan kombinasi pembebanan yang

sebaiknya dipertimbangkan dalam merencanakan bangunan hidraulik.

2. Tipe Pembebanan

Beban-beban berikut ini dipertimbangkan dalam desain bangunan

Beban mati (D)

Beban hidup terpusat (L)

Impact beban hidup (K)

Gaya hidrostatis (I-In)

Gaya hidrodinamik (Hb)

Gaya pengendapan (P5)

Tekanan tanah (earth force) (P)

Gaya Angkat (U)

Behan angin P1w)

Gaya gempa (G)

Pemancangan atau jocking sebagai beban sementara (J)

3. Keadaan Beban Gabungan

Semua beban yang bisa bekerja secara terpisah atau dalam gabungan pada

bangunan dipertimbangkan. Bagaimanapun, kemungkinan semua beban

bekerja secara adalah jarang. Jadi biasanya yang diizinkan dalam komponen

tekanan pada perencanaan teknis bangunan bisa ditambahkan jika

mempertimbangkan kombinasi pembebanan. Kombinasi pembebanan dan

penambahan yang diizinkan dalam tekanan rencana bahan ditunjukkan dalam

Tabel 1.19.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 69

Tabel 1.18 - Kombinasi beban dan pembebanan tekanan desain yang

dijinkan

Kombinasi beban mati, beban hidup, impact load, tekanan hidrostatik atau

kombinasi No. 1 dari Tabel 1.19 adalah keadaan perencanaan standar.

4. Beban Mati

Berat satuan bahan bangunan yang sering digunakan diberikan dalam Tabel

1.20. Nilai-nilai ini diambil dari sumber-sumber termasuk Dirjen Pengairan KP-

061986, MPW Nl-1725-1989-F, dan SNl-1726-1989-F.

Tabel 1.19 - Berat satuan bahan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 70

Catatan : Berat satuan massa (kg/m3) dikalikan dengan percepatan gravitas

(9,8 mf dr) sama dengan berat (Newton).

Beban mati ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

D = V.y 1.9

Dimana

D = beban mati (kg)

V = volume bangunan (m3)

= berat satuan massa (kg/m3)

Beban mati akibat peralatan seperti pintu, lift (hoist), dan krane umumnya

ditetapkan oleh penyalur peralatan.

5. Beban Hidup

Beban Lalulintas dan Pejalan Kaki

Beban hidup meliputi beban terpusat, beban garis dan beban-beban untuk

pejalan kaki, Petunjuk pemakaian beban-beban ini diberikan dalam MIW-SNI-

1T25-1989F. Petunjuk ini diringkas sebagai berikut :

Beban Terpusat (LT)

Beban terpusat (LT) digunakan dalam perancangan papan jembatan jalan

raya seperti dijelaskan Gambar I.18.

Beban Garis (LL)

Beban garis digunakan dalam merencanakan rangka jembatan, Beban ini

terdiri dari beban garis parsial (LLP) dan beban garis seragam (LLD) seperti

ditetapkan dalam Tabel 1.21.

Tabel 1.20 - Beban garis

Kondisi pembebanan di atas dipakai untuk jembatan-jembatan dimana lebar

jalur lalu lintas kurang dari 5,5 meter.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 71

Untuk jembatan yang jalur lintasnya lebih lebar, 50% beban LLP dan LLD

dibebankan pada bagian yang melebihi 5,5 meter. Kondisi pembebanan

dijelaskan pada Gambar I.19.

Beban Hidup Akibat Keperluan Pejalan Kaki

Beban hidup akibat keperluan pejalan kaki digunakan untuk mendesain

jembatan untuk pejalan kaki adalah 500 kg/m2. Untuk rencana balok utama

(girder), beban akibat pejalan kaki adalah 60% dari beban yang disebutkan

di atas. Gaya lateral terhadap rencana pagar dan pinggiran jalan dijelaskan

pada Gambar I.19.

Beban Peralatan

Beban hidup akibat peralatan seperti pintu, lift dan krane sebaiknya

dipertimbangkan, biasanya ditentukan oleh penyalur peralatan.

6. Impact Beban Hidup

Beban impact untuk bangunan terbuka dan terpendam dapat diperkirakan

menggunakan pedoman MPW SNI-1725-1989F seperti dijelaskan di bawah ini.

Beban Impact (Bangunan Terbuka)

Beban impact bisa diperkirakan dengan mengalikan beban-beban hidup

dengan koefisein impact yang didapat dengan menggunakan rumus sebagai

berikut :

K = LK 1.10

dimana

K = beban tumbukan (kg)

L = beban hidup LT + LTP + LD (kg) dari keperluan pembebanan gandar

K = Koefisein impact, tergantung pada jenis beban hidup dan panjang bentang

struktur (s) seperti diterangkan dalam pada Tabel 1.22.

Tabel 1.21 - Koefisien beban tumbukan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 72

Beban Tumbukan (Bangunan Terpendam)

Faktor impact untuk bangunan terpendam diperkirakan dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut.

K = Lfi 1.11

dimana

K = beban impact (kg)

L = beban hidup (kg)

Fi = faktor impact untuk kedalaman timbunan seperti tertera pada Tabel 1.23.

Gambar I.19 - Koefisien tekanan hidro dinamik

Tabel 1.22 - Faktor impact untuk struktur terpendam

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 73

7. Gaya Hidrostastis

Tekanan hidrostatis yang bekerja pada permukaan bidang di titik H di bawah

perrnukaan air dihitung dengan persamaan berikut ini.

hn = wH 1.12

dimana :

hn = tekanan hidrostatis (kg/m2)

w = berat satuan massa air (kg/m3)

H = kedalaman di bawah permukaan air (m)

Untuk permukaan vertikal, gaya hidrostatis yang bekerja pada satuan lebar

struktur dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut;

𝐇𝐧 = 𝟏/𝟐. 𝛄𝐰𝐇𝟐 1.13

dimana :

hn = tekanan hidrostatis (kg/m2)

n = berat satuan massa air (kg/m3)

H = kedalaman air (m)

Gaya hidrostatis Hn bekerja pada jarak H/3 dari dasar

8. Gaya Hidrodinamik

Bangunan sungai harus dirancang untuk gaya hidrodinamik yang dapat

ditentukan dengan persamaan berikut ini.

Hb = (q/d) wV2A/2 1.14

dimana :

Hqn = gaya hidrodinamik (kg)

q = angkutan [er satuan lebar sungai (m3/dt/m)

d = kedalaman rata-rata saluran sungai (m)

w = berat satuan massa air (kg/m3)

V = kecepatan aliran rata-rata (m/dt)

A = luas bangunan (yaiut : pintu, dinding atas/headwall) (m2)

Dalam masalah banjir, krib lulus air hams, ditentukan sperti pada krib rapat air

jika diterapkan gaya hidrodinamik dan aliran debris. Tekanan yang bekerja pada

struktur dermaga dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

P = CV2 1.15

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 74

dimana :

P = tekanan

V = kecepatan aliran rata rata (m/dt)

C = koefisien bentuk seperti tertera di Tabel 1.24 yang didapat dari

MPW/SNI – 1725-1989F

n = berat satuan massa air (kg/m3)

Tabel 1.23 - Koefisien bentuk pilar

Gaya dihitung dengan mengalikan tekanan ini dengan luas pilar dermaga yang

mempengaruhi.

Gaya hidrodinamik akibat gempa bumi ditentukan dengan menggunakan rumus

sebagai berikut

Pe = CwhPe = C w h 1.16

dimana :

C = koefisien yang didapat dari Gambar 6 20

A = intensitas gempa yang didefinisikan sebagai percepatan gempa dibagi

dengan percepatan gravitasi

n = berat satuan massa air (kg/m3)

h = keadaan air (m)

Pembicaraan lebih lanjut mengenai gaya hidrodinarnik akibat gempa bumi

diberikan alam Desain Bendungan Kecil, USBR (1977)

9. Tekanan Tanah Lateral

Timbunan kembali yang berbatasan dengan dinding penahan memberikan

gaya lateral pada dinding, yang bisa dihitung dengan persamaan berikut ini.

P = K e H1 1.17

dimana:

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 75

P = tekanan tanah lateral (kg/m2)

e = berat satuan massa tanah (kg/m3)

K = koefisien tekanan tanah lateral

H1= tinggi timbunan di atas dasar dinding (m)

Persamaan di atas dipakai jika tinggi tekanan phreatic di bawah dasar dinding.

Jika tinggi phrestic di atas dasar dinding, persamaan berikut ini digunakan untuk

menghitung tekanan tanah lateral dan tekanan hidrostatis.

P = K (e H1 - n H2) + n H2 1.18

dimana:

P, K, e dan H1 = seperti ditulis pada persamaa 1.18

w = berat satuan massa air (kg/m3)

H2 = tinggi air di atas dasar dinding (m)

Koefisien tekanan tanah lateral bisa digunakan pada tekanan tanah aktif atau

pasif tentang nilainya tergantung pada jumlah perubahan yang bisa ditoleransi.

Pemindahan nding diperlukan untuk memperkuat tekanan tanah aktif clan pas

if yang ditunjukkan dalam Tabel 1.25, dari Winterkom dan Fang (1975) jika

pemindahan tidak terjadi (yaitu rtahan) atau ditahan maka koefisien tahan

sebaiknya dipakai.

Tabel 1.24 - Displacement dinding untuk memperkuat tekanan tanah

aktif dan pasif

Catatan1 H adalah tinggi dinding & Backfill

Tekanan horizontal akibat tambahan beban titik & garis ditentukan dengan

menggunakan Gambar I.21.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 76

10. Tekanan Pengendapan

Untuk bahan endapan terendam, tekanan yang bekerja pada struktur bisa

dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.

Ps = K(s - w) H3 1.19

dimana:

PS = tekanan pengendapan (kg/m)

w = berat satuan massa air (kg/m1)

s = berat satuan massa berat endapan (kg/m3)

K = koefisien tekanan lateral untuk bahan endapan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 77

Gambar I.20 - Tekanan horisontal akibat tambahan beban titik dan beban

garis

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 78

Gambar I.21 - Tekanan angkat

11. Tekanan Ke Atas (Uplift Pressure)

Stabilitas bangunan melawan pengapungan (flotation), dan pengurangan

perlawanan tekanan longsoran yang disebabkan oleh tekanan ke atas

sebaiknya diperhitungkan. Distribusi tekanan ke atas tergantung pada

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 79

perbedaan energi (head) yang bekerja pada struktur, konfigurasi dasar struktur,

kedalaman lapisan kedap air, perbandingan permeabilitas horizontal terhadap

vertikal, kerapatan hubungan antara bangunan dan pondasi, lokasi &

keefekrifan filter, lubang rembesan atau pembuangan (drain). Metoda untuk

memperkirakan tekanan ke atas meliputi flownet (jaring aliran), teori rayapan

berat Lane, metode Kholsa, dan metode Roa. Pembicaraan lebih lanjut

dijelaskan dalam Desain Bendungan Kecil, USBR (1997). Untuk bangunan

beton yang headnya rendah, tekanan ke atas pada titik x sepanjang dasamya

bisa diperkirakan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut.

𝐏𝐱 = 𝛄𝐧(𝐇𝐱 −𝐋𝐱

𝐋∆𝐇) 1.20

dimana :

Px = tekanan ke atas pada x (kg/m2)

γn = berat satuan air (kg/m)

L = panjang total sepanjang bidang kontak bangunan dan lapisan tanah

bawah (m)

Lx = jarak sepanjang bidang kontak dari hulu ke x (m)

H = perbedaan tinggi energi (m)

Hx = tinggi energi dari muka air hulu (m)

Jarak antara L dan L, adalah jarak relatif yang dihitung sesuai dengan teori Lane

yang tergantung pada orientasi bidang. Teori lane menganggap bahwa bidang

horizontal nempunyai 3 kali lebih kecil menghambat aliran rembesan daripada

bidang vertikal, sebuah bidang dengan sudut 45° atau lebih terhadap horizontal

dianggap vertikal. Sebuah contoh diagram tekanan ke atas untuk bendung

ditunjukkan pada Gambar I.22.

12. Tekanan Angin

Tekanan angin ditentukan dari persamaan berikut ini seperti yang ditetapkan

oleh MPW SNI-1727-1989-F.

𝐏𝐚 =𝐕𝟐

𝟏𝟔 1.21

dimana :

Pa= tekanan angin kg/m2)

V = kecepatan angin (km/jam)

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 80

Desain kecepatan angin diambil sama atau lebih besar dari 40 Km/jam.Faktor

aman antara 1,2 dan 1,5 dianjurkan dalam menentukan rencana tekanan angin.

13. Beban Gempa

Beban gempa horizontal (G) ditentukan dengan menggunakan formula berikut

ini.

G = E M 1.22

dimana :

E = faktor gempa

M = massa struktur

G = beban gempa

Gambar I.22 - Peta daerah gempa

Komponen vertikal dari beban gempa bisa sangat lebar tergantung pada kondisi

lapangan. Nilai rata-rata dari 2/3 sampai 3/4 beban horizontal dianjurkan dalam

NBC suplement NRCC (1990).

Faktor Gempa dihitung dengan menggunakan persamaan berikut Ini:

E = ad/g 1.23

dimana :

ad = percepatan kejut desain (cm.dt2)

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 81

n,m = koefisien untuk jenis-jenis tanah seperti dijelaskan dalam Tabel 1.26

ac = percepatan kejut dasar (cm/dt2) seperti dijelaskan pada Tabel 1.27

g = percedpatan gravitasi (cm/dt2)

Z = faktor yang tergantung pada letak geografi seperti dijelaskan pada

Gambar I.23

Tabel 1.25 - Koefisien jenis tanah n dan m

Tabel 1.26 - Kala ulang dan percepatan dasar gempa

1.11.2 Stabilitas Struktur

1. Umum

Bagian ini membicarakan masalah stabilitas meliputi gaya ke atas, longsoran,

guling (overturning), tekanan fondasi dan erosi buluh (piping). Stabilitas lereng

termasuk dalam permasalahan stabilitas deep seated yang tidak dibicarakan

dalam bagian ini.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 82

2. Perlawanan Terhadap Gaya Ke Atas

Perlawanan yang memadai untuk melawan gaya ke atas harus diberikan untuk

mencegah mengapungnya bangunan. Faktor aman melawan gaya ke atas

ditetapkan sebagai berikut :

𝐒 =𝚺𝐕

𝚺𝐔 1.24

dimana :

S = faktor aman

V = perlawanan gaya vertikal terhadap gaya angkat

U = gaya ke atas

Gambar I.23 - Diagram distribusi gaya dan tekanan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 83

3. Perlawanan Terhadap Longsoran

Gaya horisontal cenderung menyebabkan perpindahan horizontal pada

struktur, kecenderungan ini harus dilawan dengan tahanan geser bangunan

atau pondasi.

Faktor aman melawan longsoran ditentukan dengan menggunakan rumus

𝐒 = 𝐂𝐀 +𝚺(𝐕−𝐔)𝐭𝐚𝐧 𝚽

𝚺𝐇 1.25

dimana :

H = gaya horizontal yang menyebabkan longsornya bangunan

V = gaya vertikal

U = gaya angkat ke atas

= koefisien gesekan dalam

S = faktor aman

C = nilai kohesi

A = luas bangunan

Nilai kohesi dan gesekan dalam dari pondasi atau bangunan/pondasi

penghubung ditentukan dengan menggunakan uji laboratorium geoteknik yang

tepat dan pemeriksaan/evaluasi.

Kohesi bisa sangat dipengaruhi oleh aktivitas struktur yang perlu

dipertimbangkan secara hati-hati dalam menentukan nilai desain secara tepat.

4. Stabilitas Melawan Guling

Untuk menahan guling diperlukan resultan semua gaya yang bekerja pada

bagian struktur di atas bidang horizontal, sebaiknya memotong bidang itu di

dalam sepertiga dari pertengahan. Jika tidak pada bagian tersebut, di bawah

keadaan sebenarnya disana akan terjadi tegangan pada beberapa titik.

Mempertimbangkan kondisi yang ada sepanjang bidang horizontal m-n untuk

bendungan beton yang dijelaskan pada Gambar I.24. Bidang ini berada pada

dasar bendungan, atau pada beberapa tampang horizontal yang melewati

bendungan dimana check stabilitas diperlukan. Gaya-gaya yang bekerja pada

bagian di atas m-n digabung dalam satu resultan gaya R. Karena R mungkin

dipakai pada beberapa titik sepanjang garis aksinya, ini bisa dipakai pada titik

O di mana garis aksi memotong m-n. Komponen-komponen gaya resultan

adalah RH dan Rv RH hanya akan menghasilkan longsoran atau tegangan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 84

geser pada bidang m-n, sedangkan Rv akan menghasilkan pemampatan atau

tekanan geser pada bidang m-n.

Overturning akan terjadi jika resultan R jatuh di luar hilir dari n. Bagaimanapun,

kegagalan terjadi jauh sebelum resultan gaya pada posisi ini. Jika R bergerak

mendekati ujung, tekanan akan berkurang pada m dan bertarnbah pada n.

Akhimya retakan tegangan (tension crack) akan terjadi pada muka hulu

bendungan, yang selanjutnya menghasilkan tekanan ke ata. Tekanan pondasi

yang berlebihan akan terjadi di ujung. Perkembangan ini akan disertai gerakan,

tipping, patahan (rupture) dan kemungkinan kehilangan tampungan di hulu.

Bisa diperkirakan bahwa distribusi tekanan vertikal antara m dan n adalah

linear, seperti ditunjukkan Gambar I.24. Dalam hal ini, tekanan aktual pada titik

ekstrern bisa diselesaikan dengan menggunakan rumus tekanan gabungan,

seperti dalam masalah batang yang terbebani secara eksentris. Karena itu,

untuk satu satuan lebar :

f = Rvb Rve (b/2)/1 1.26

dimana :

f = tekanan vertikal

Rv= resultan gaya vertikal

b = lebar dasar

I = momen inersia tampang = b3/12

e = eksentrisitas gaya Rv

Persamaan tekanan bisa digunakan untuk kondisi dimana eksentrisitas resultan

gaya masih diizinkan. Karena tidak ada tegangan diizinkan, nilai minimum f

yang diizinkan nol, dan batas-batas untuk e adalah :

e = b/6 1.27

Panjang b/6 merupakan sepertiga pertengahan (middle third) dari dasar, Ada

dasar untuk aturan Middle Third, yang menyatakan bahwa resultan gaya harus

jatuh dalam middle third dari dasar untuk keadaan pembebanan normal.

Beberapa keringanan bisa dipertimbangkan untuk keadaan pembebanan

extrem (yaitu kemungkinan terjadinya kejadian sangat rendah), bagaimanapun

tidak ada kasus dimana e lebih besar dari b/4.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 85

Gambar I.24 - Metode rasio rayapan berat lane

5. Tekanan Pondasi

Tekanan maksimum utama dalam pondasi harus dijaga dalam nilai-nilai

perancangan yang diijinkan dan ditentukan dari penyelidikan geoteknik dan

analisa bahan pondasi. Beberapa nilai tipikal ditunjukkan dalam Tabel 1.28.

Tabel 1.27 - Tekanan pondasi yang diijinkan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 86

6. Erosi Buluh (Piping)

Bangunan hidrolik direncanakan untuk menahan piping (yaitu dorongan heave

atau blowout) pada ujung hilir bangunan.

Potensi kegagalan akibat erosi buluh (piping) bisa diperkirakan dengan metode

empirik berikut ini :

Metode Bligh

Metode Lane

Metode Koshla

Metode Lane, juga disebut metode rasio rayapan berat (weighted creep ratio

method), bisa digunakan untuk bangunan hidrolik yang rendah. Metode Lane

membandingkan panjang garis rembesan struktur sepanjang permukaan antar

struktur pondasi dengan turunnya tinggi air yang melintasi struktur. Garis

vertikal dipertimbangkan mempunyai tahanan kira-kira 3 kali untuk melawan

aliran daripada garis horizontal. Lereng yang lebih curam dari 45° dianggap

sebagai lereng vertikal dan yang kurang dari 45° dianggap lebagai lereng

horizontal.

Rasio rayapan berat yang dihitung ditetapkan dengan persarnaan berikut ini

dimana:

𝑪𝒕

𝚺𝑳𝒗+𝚺𝑳𝒃

𝟑

𝑯 1.28

Ct = rasio rayapan berat aktual

Lv = panjang vertikal (m)

Lh = panjang horizontal (m)

H = perbedaan tinggi energi (m)

Nilai hitungan rasio rayapan berat sebaiknya tidak melebihi nilai minimum yang

diijinkan seperti tertera dalam Tabel 1.29.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 87

Tabel 1.28 - Nilai minimum rasio rayapan berat

Rasio yang diberikan Tabel 1.29 bisa direduksi berdasar kriteria berikut :

Rasio rayapan 100%, jika tidak dipakai drainase, jaring-jaring aliran tidak

dibangun, dan uji model rembesan tidak diadakan

Rasio rayapan 80%, jika ada drainase tetapi tidak ada pengujian atau tidak

ada jaring-jaring aliran

Rasio rayapan 70%, jika semua hal di atas telah dimasukkan

7. Faktor Keamanan

Faktor keamanan yang dapat diterima tergantung dari besarnya yang diberikan

sebagai berikut ini.

Kondisi Pondasi

Kondisi pembebanan dan kemungkinan kejadiannya

Tingkat kepentingan dan besarnya struktur serta konsekuensinya dari

kegagalan.

Untuk Sliding, USBR (1977) menunjukkan faktor keamanan minimum (SF) yang

diperlukan untuk bendungan beton sistem gravitasi adalah sebagai berikut ini.

Bendungan kecil di atas pondasi rendah, dimana kegagalan berakibat

hilangnya kehidupan atau kejadian bencana yang lain. Untuk kondisi

pembebanan normal, SF > 4,0 Untuk kondisi pembebanan ekstrem, SF > 1,5

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 88

Bendungan kecil di atas pondasi rendah atau pondasi non kohesif dimana

hilangnya kehidupan atau bencana lain tidak akan terjadi. Untuk kondisi

pembebanan normal, SF > 2,0 Untuk kondisi pembebanan ekstrern, SF >

1,25

Faktor keamanan minimum yang disarankan untuk semua struktur bidang

keairan adalah 1.25.

1.12 Latihan

1. Sebutkan kegiatan yang termasuk pekerjaan pengaturan dan perbaikan alur

sungai!

2. Apa tujuan dari analisis hidraulik dalam perencanaan tanggul?

3. Sebutkan dan jelaskan faktor-faktor fisik yang menentukan pemilihan lokasi dan

jenis bendungan!

1.13 Rangkuman

Dalam pelaksanaan perencanaan prasarana banjir, ada beberapa hal yang harus

dipertimbangkan diantaranya:

1. Pengaturan dan perbaikan alur sungai,

2. Tanggul dan tembok penahan banjir,

3. Bendungan pengendali banjir,

4. Kolam penampungan,

5. Banjir kanal dan by pass,

6. Sistem drainase,

7. Perlindungan gelombang,

8. Pintu dan saringan sampah,

9. Perbaikan muara sungai,

10. Stabilitas dan perencanaan teknis bangunan.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 89

PENUTUP

A. Simpulan

Modul ini menjelaskan mengenai dasar-dasar perencanaan prasarana banjir.

Adapun materi yang dibahas dalam modul ini meliputi kegiatan perencanaan

prasarana banjir, diantaranya :

1. Pengaturan dan perbaikan alur sungai,

2. Tanggul dan tembok penahan banjir,

3. Bendungan pengendali banjir,

4. Kolam penampungan,

5. Banjir kanal dan by pass,

6. Sistem drainase,

7. Perlindungan gelombang,

8. Pintu dan saringan sampah,

9. Perbaikan muara sungai,

10. Stabilitas dan perencanaan teknis bangunan.

B. Tindak Lanjut

Sebagai tindak lanjut dari pelatihan ini, peserta diharapkan mengikuti kelas lanjutan

untuk dapat memahami detail pengendalian banjir dan ketentuan pendukung terkait

lainnya, sehingga memiliki pemahaman yang komprehensif mengenai

pengendalian banjir.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 90

EVALUASI FORMATIF

Evaluasi formatif adalah evaluasi yang dilakukan di akhir pembahasan modul dasar-

dasar perencanaan prasarana banjir pada pelatihan pengendalian banjir. Evaluasi

ini dimaksudkan untuk mengetahui sejauh mana pemahaman peserta pelatihan

terhadap materi yang disampaikan dalam modul.

A. Soal

1. Berikut ini merupakan prasarana banjir, kecuali...

a. Tanggul

b. Banjir kanal

c. Pelindung kaki tanggul

d. Bendungan

e. Kolam penampungan

2. Berikut ini yang merupakan jenis konstruksi tanggul, adalah...

a. Pasangan batu

b. Pasangan beton

c. Turap baja

d. Tanah yang dipadatkan

e. Semua benar

3. Pemilihan dan perancangan alinyemen banjir kanal harus mempertimbangkan

hal-hal berikut...

a. Topografi suatu alinyemen banjir kanal harus relatif landai

b. Pada sebagian lapisan di bawah permukaan dimungkinkan terdapat batas-

batas geologis

c. Aliran air tanah

d. Sifat-sifat tanah

e. Perkembangan dan pembangunan yang ada

4. Kegiatan yang termasuk pekerjaan pengaturan dan perbaikan alur sungai,

kecuali...

a. Menambah kedalaman dan pelebaran alur

b. Mengurangi kekasaran alur

c. Mengalihkan alur aliran

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi 91

d. Menghilangkan tanaman di sepanjang alur

e. Pengendalian erosi alur

5. Tujuan dari analisis hidraulik dalam perencanaan tanggul adalah...

a. Menggambarkan profil muka air banjir rencana

b. Menentukan elevasi tanggul

c. Menentukan elevasi pintu air

d. A dan B benar

e. A, B, dan C benar

B. Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Untuk mengetahui tingkat penguasaan peserta pelatihan terhadap materi yang di

paparkan dalam materi pokok, gunakan rumus berikut :

𝑇𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑠𝑎𝑎𝑛 =Jumlah Jawaban Yang Benar

Jumlah Soal × 100 %

Arti tingkat penguasaan :

90 - 100 % : baik sekali

80 - 89 % : baik

70 - 79 % : cukup

< 70 % : kurang

Diharapkan dengan materi yang diberikan dalam modul ini, peserta dapat

memahami dasar-dasar perencanaan prasarana banjir. Proses berbagi dan diskusi

dalam kelas dapat menjadi pengayaan akan materi dasar-dasar perencanaan

prasarana banjir. Untuk memperdalam pemahaman terkait materi dasar-dasar

perencanaan prasarana banjir, diperlukan pengamatan pada beberapa modul-

modul mata pelatihan terkait atau pada modul-modul yang pernah Anda dapatkan

serta melihat variasi-variasi modul-modul yang ada pada media internet. Sehingga

terbentuklah pemahaman yang utuh akan pengendalian banjir.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi

DAFTAR PUSTAKA

Kodoatie R. J. dan Sugiyanto. 2001. Banjir. Pustaka Pelajar, Semarang. Kodoatie R. J. dan Syarief R. 2006. Pengelolaan Bencana Terpadu. Andy,

Yogyakarta. Kodoatie R. J. dan Syarief R. 2010. Tata Ruang Air.Andy, Yogyakarta. Kodoatie, Robert J., 2012. Tata Ruang Air Tanah. xxvi + 514 = 540 Halaman.

Penerbit Andi, Yogyakarta. Kodoatie, Robert J., 2013. Rekayasa Manajemen Banjir Kota. Penerbit Andi,

Yogyakarta. Kodoatie R. J. dan Syarief R. 2013. Pengelolaan Sumber daya Air Terpadu. Andy,

Yogyakarta. Peraturan Presiden No. 8 tahun 2008 tentang Badan Nasional

Penanggulangan Bencana. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No. 4 Tahun 2015

tentang Penetapan Wilayah Sungai. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No. 26 Tahun 2015

tentang Pengalihan Alur Sungai dan/atau Pemanfaatan Ruas Bekas Sungai. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No. 27 Tahun 2015

tentang Bendungan. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No. 28 Tahun 2015

tentang Penetapan Garis Sempadan Sungai, dan Garis Sempadan Danau. Suripin, 2001. Pelestarian Sumberdaya Tanah dan Air. Andi Offset, Yogyakarta. Undang-Undang Republik Indonesia No. 24 Tahun 2007 Tentang Penanggulangan

Bencana.

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi

GLOSARIUM

Ekuivalen : Mempunyai nilai (ukuran, arti, atau efek) yang

sama; Seharga; Sebanding; Sepadan.

Elevasi : Ketinggian suatu tempat terhadap daerah

sekitarnya (di atas permukaan laut).

Kohesif : Melekat satu dengan yang lain; Padu; Berlekatan

Modul 6 Dasar-Dasar Perencanaan Prasarana Banjir

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi

KUNCI JAWABAN

Berikut ini merupakan kumpulan jawaban atau kata kunci dari setiap butir

pertanyaan yang terdapat di dalam modul. Kunci jawaban ini diberikan dengan

maksud agar peserta pelatihan dapat mengukur kemampuan diri sendiri.

Adapun kunci jawaban dari soal latihan pada setiap materi pokok, sebagai berikut :

Latihan Materi Pokok 1

1. Kegiatan yang termasuk pekerjaan pengaturan dan perbaikan alur sungai

adalah sebagai berikut:

Pelurusan dan/atau pemendekan meander alur .

Menambah kedalaman dan pelebaran alur.

Mengurangi kekasaran alur,

Mengalihkan alur aliran,

Pengendalian erosi alur.

2. Analisis hidraulik dalam perencanaan tanggul bertujuan untuk

menggambarkan profil muka air banjir rencana sepanjang sungai yang ditinjau.

Profil Muka Air yang dihasilkan memberikan suatu dasar untuk menentukan

elevasi tanggul atau dinding penahan banjir.

3. Faktor-faktor fisik yang menentukan pemilihan lokasi dan jenis

bendungan adalah sebagai berikut:

Topografi

Kondisi geologi

Daerah seismik

Material bangunan yang tersedia

Bangunan pelengkap

Adapun kunci jawaban dari soal evaluasi formatif, sebagai berikut :

1. c (Pelindung kaki tanggul)

2. e (Semua benar)

3. c (Aliran air tanah)

4. d (Menghilangkan tanaman di sepanjang alur)

5. e (A, B, dan C benar)