RE-DESIGN MERCU BENDUNG GLENDONGAN, DAS TAMBAKBAYAN,

KECAMATAN DEPOK, KABUPATEN SLEMAN, D.I.Y

ABSTRAK

Sumber daya air yang besar tentulah harus dimanfaatkan seoptimal mungkin agar output yang

dihasilkan pun semakin maksimal pula. Sumber daya air yang dekat dengan bidang pertanian ini tentu

adalah sasaran utama pemerintah mengembangkan optimalisasi sumber daya airnya. Bagaimana sebuah

negara mampu menggerakkan seluruh sektor pertaniannya adalah kunci kesuksesan negara itu. Banyak cara

yang dapat dilakukan, contohnya adalah irigasi yaitu dengan membuat struktur-struktur baru yang nantinya

setelah beroperasi dapat meningkatkan kinerja petani dan hasil yang didapat pun semakin meningkat pula.

Bendung adalah salah satu struktur yang dewasa ini banyak dikembangkan.

Disini saya akan membahas mengenai perencanaan ulang (mercu) sebuah bendung di daerah

Sleman, Yogyakarta yang berada di aliran Sungai Tambakbayan yaitu Bendung Glendongan. Bendung

Glendongan terletak di daerah Babarsari, Kelurahan Catur Tunggal, Kecamatan Depok, Sleman,

Yogyakarta dengan koordinat 7˚46’38.10” S dan 110˚25’10.90” T. Pada bendung tersebut, terdapat satu

pintu pengambilan yang terletak di kanan bendung. Dari hasil investigasi pada bendung, di bagian pintu

pengambilan dan pintu pembilas terdapat banyak sampah yang menghambat jumlah debit output yang

diharapkan, sedimentasi pada bagian hulu bendung juga cukup tebal. Dapat juga disimpulkan bahwa

ekosistem pada bagian hulu yang ditinjau masih cukup baik, karena masih ada masyarakat yang

memanfaatkan sungai tersebut untuk memancing ikan.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Sumber daya air yang besar tentulah harus dimanfaatkan seoptimal mungkin agar output yang

dihasilkan pun semakin maksimal pula. Sumber daya air yang dekat dengan bidang pertanian ini tentu adalah sasaran utama pemerintah mengembangkan optimalisasi sumber daya airnya. Bagaimana sebuah negara mampu menggerakkan seluruh sektor pertaniannya adalah kunci kesuksesan negara itu. Banyak cara yang dapat dilakukan, contohnya adalah irigasi yaitu dengan membuat struktur-struktur baru yang nantinya setelah beroperasi dapat meningkatkan kinerja petani dan hasil yang didapat pun semakin meningkat pula. Bendung adalah salah satu struktur yang dewasa ini banyak dikembangkan.

1.2. Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui tingkat kelayakan bendung terhadap kondisi sekarang dan seberapa besar kapabilitas bendung menahan gaya-gaya yang bekerja pada struktur pada kondisi ekstrim.

1.3. Manfaat

Dengan adanya penelitian ini diharapkan diperoleh suatu analisis yang dapat dijadikan acuan dalam perancangan mercu bendung sehingga desain mercu bendung ke depannya dapat lebih baik sehingga kinerja bendung maksimal.

BAB II

LANDASAN TEORI 2.1. Lebar Efektif Bendung Lebar efektif bendung atau lebar efektif mercu adalah jarak antara abutment ke abutment dimana terdapat pengaruh ada tidaknya pilar jembatan di sepanjang bendung. Dimana lebar ini biasanya sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil. Lebar efektif bendung (Be) dapat dihitung menggunakan rumus:

𝐵𝐵𝑒𝑒 = 𝐵𝐵 − (𝑛𝑛 × 𝐾𝐾𝑝𝑝 + 𝐾𝐾𝑎𝑎)𝐻𝐻1 ………………………………………..(2.1) Dimana B adalah lebar sungai rerata pada bagian yang stabil dan n adalah jumlah pilar di sepanjang bendung yang akan dibangun. Kp dan Ka adalah koefisien yang tergantung pada geomteri pilar dan abutment bendung. Dimana untuk menentukan nilai Kp dan Ka dapat digunakan acuan dengan melihat tabel berikut. Tabel 2.1 Harga koefisien pilar dan abutment untuk menentukan lebar efektif bendung

Bentuk Pilar Kp

Untuk pilar berujung segi empat dengan sudut-sudut yang dibulatkan pada jari-jari yang hampir sama dengan 0,1 dari tebal pilar 0,02 Untuk pilar berujung bulat 0,01 Untuk pilar berujung runcing 0

Bentuk Dasar Tembok Ka

Untuk pangkal tembok segi empat dengan tembok hulu pada 90˚ ke arah aliran 0,20 Untuk pangkal tembok bulat dengan tembok hulu pada 90˚ ke arah aliran dengan 0,5 H1 > r . 0,15 H1 0,10 Untuk pangkal tembok bulat dimana r . 0,5 H1 dan tembok hulu tidak lebih dari 450 ke arah aliran 0

2.2. Tipe Mercu Bendung Di Indonesia pada umumnya hanya terdapat dua jenis mercu. Berdasarkan Kriteria Perencanaan-02 Bendung Standar Perencanaan Irigasi dapat digunakan tipe mercu ogee atau bulat.

Gambar 2.1 Tipe mercu ogee dan bulat 2.3. Tinggi Energi Di Atas Mercu Bendung Tinggi energi di atas mercu bendung (H1) yang dimaksud adalah ketinggian air maksimal yang berada di atas mercu bendung yang ditinjau saat kondisi debit banjir dan termasuk di dalamnya adalah akibat pengaruh kecepatan. Tinggi energi H1 biasa dirumuskan dengan

mercu tipe ogee mercu tipe bulat

R1 R

R2

𝐻𝐻1 = ℎ𝑎𝑎 + ℎ𝑑𝑑……………………………………….(2.2) H1 = Tinggi energi di atas mercu saat debit banjir dan termasuk pengaruh kecepatan (m) hd = Tinggi energi di atas mercu saat debit banjir tidak termasuk pengaruh kecepatan (m) ha = Tinggi energi di atas mercu akibat pengaruh kecepatan (m) Untuk menghitung tinggi air di atas mercu akibat pengaruh kecepatan, digunakan rumusan sederhana yaitu:

ℎ𝑎𝑎 = 𝑣𝑣2

2.𝑔𝑔…………………………..(2.3)

ha = Tinggi energi di atas mercu akibat pengaruh kecepatan (m) v = Kecepatan saat debit banjir dan air setinggi hd (m/s) g = Percepatan gravitasi = 9,81 (m/s2) Sedangkan kecepatan v dapat dihitung dengan formula yang membandingkan antara besarnya debit banjir dan luasan air sepanjang bendung yang merupakan fungsi ketinggian air dari lantai hulu hingga setinggi hd.

𝑣𝑣 = 𝑄𝑄𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝐴𝐴𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏

…………………………………(2.4)

Sedangkan rumus debit yang dipakai untuk perencanaan ini adalah mengacu pada Standar Perencanaan Irigasi, yaitu

𝑄𝑄 = 𝐶𝐶0 × 𝐶𝐶1 × 𝐶𝐶2 × 23� �2

3� 𝑔𝑔 × 𝐵𝐵𝐵𝐵 ×𝐻𝐻132� .. …………………………………(2.5)

Dimana C0,C1,dan C2 adalah koefisien debit yang dapat ditentukan dengan melihat ketentuan maupun grafik-grafik berikut. Pada mercu ogee, faktor koreksi C0 diambil = 1,30

Gambar 2.2 Grafik menentukan faktor koreksi C0 untuk mercu bulat

00.6

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

xxxxxxxxx

xx

xx

x

+ +

koef

isie

n C

o

catatan sahih jika P/H1 > 1.5

x r = 0.025 m. - G.D.MATTHEW 1963 perbandingan H1/ro r = ............. - A.L. VERWOERD 1941+ r = 0.030 m. - A.W.v.d.OORD 1941 r = 0.0375 m. L.ESCANDE & r = 0.075 m. F.SANANES 1959

Gambar 2.3 Grafik menentukan faktor koreksi C1 untuk mercu ogee

Gambar 2.4 Grafik menentukan faktor koreksi C1 untuk mercu bulat

0.700

0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3pe

rban

ding

anH1

/ hd

muka hulun vertikal

faktor koreksi C1

P/hd

=0.2

0

0.33

0.67

1.00

>1.3

3

0

0.7

0.8

0.9

1.0

1.0 2.0 3.0

Fakt

or p

engu

rang

an k

oefis

ien

debi

t C1

perbandingan P/H1

+ w.j.v.d. OORD 1941

P/H1 ~ 1.5

0.99

++

+

Gambar 2.5 Grafik menentukan faktor koreksi C2 untuk mercu ogee dan bulat

2.4 Bentuk Lengkung Mercu Untuk tipe mercu bulat pada dasarnya adalah dengan menghitung jari-jari lengkun hilir bendung dan jari- jari mercu bendung. Selanjutnya dilakukan adjustment dengan perbandingan sudut 1:1

Gambar 2.6 Bentuk lengkung mercu bulat dengan jari jari hulu r dan sudut α Sedangkan untuk tipe mercu ogee dapat bentuk lengkung mercu ditentukan berdasarkan polynomial yang terbentuk yang merupakan fungsi nilai hd, yaitu:

n

dd hx

Khy

=

1

…………………………………(2.6) Tabel 2.2 Harga-harga K dan n untuk setiap kemiringan permukaan hulu

H1

V1 /2g2

kemiringan sudut terhadap garis vertikal1:0.33 18°26'1:0.67 33°41'1:1 45°00'

koef

isie

n ko

reks

i C2

perbandingan P/H1

1:11:0.67

1:0.33

00.98

1.00

1.02

1.04

0.5 1.0 1.5

p

2-3H, maks

p

H1h1

V1 /2g2

V1H2h2

v2 /2g2

y

V2r

.

11

BAB III

ANALISIS DAN PEMBAHASAN 3.1. Lebar Efektif Mercu dan Tipe Bendung Berdasarkan data-data yang diperoleh dari lapangan dan hasil hitungan teoriti diperoleh lebar efektif Bendung Glendongan = 20 m dengan tipe mercu ogee. 3.2. Tinggi Energi Di Atas Mercu Bendung

Dengan menggunakan mercu tipe ogee dan tidak ada kemiringan permukaan hulu dapat dilakukan analisis untuk mengetahui nilai tinggi energi di atas mercu bendung. Dimana dilakukan trial terhadap nilai hd, hingga diperoleh nilai Q yang hampir sama dengan Q banjir teoritis. Dimana Q banjir teoritis ini merupakan hasil analisis hidrograf banjir limpasan langsung sebelumnya. Dimana Q banjir yang diperoleh adalah 91,36 m3/s.

Tabel 3.1 Tabel hasil trial hd untuk mendapatkan tinggi energi di atas mercu bendung

hd Be P + hd A v ha H1 C0 P/hd H1/hd C1 C2 Qbanjir

(m) (m) (m) (m2) (m/s) (m) (m) (m3/s) 0 20 3 60 1.523 0.118 0.118 1.3

0.025 20 3.025 60.5 1.510 0.116 0.141 1.3 120.00 5.6490 -

10.0992 0.05 20 3.05 61 1.498 0.114 0.164 1.3 60.00 3.2866 0.0099 1 0.00

0.075 20 3.075 61.5 1.486 0.112 0.187 1.3 40.00 2.4997 0.7485 1 0.68

1.525 20 4.525 90.5 1.010 0.052 1.577 1.3 1.97 1.0341 1.0006 1 83.53 1.55 20 4.55 91 1.004 0.051 1.601 1.3 1.94 1.0331 1.0005 1 85.58

1.575 20 4.575 91.5 0.998 0.051 1.626 1.3 1.90 1.0323 1.0004 1 87.66 1.6 20 4.6 92 0.993 0.050 1.650 1.3 1.88 1.0314 1.0003 1 89.74

1.62 20 4.62 92.38 0.989 0.050 1.669 1.3 1.85 1.0308 1.0003 1 91.36 1.625 20 4.625 92.5 0.988 0.050 1.675 1.3 1.85 1.0306 1.0003 1 91.85 1.65 20 4.65 93 0.982 0.049 1.699 1.3 1.82 1.0298 1.0002 1 93.97

1.675 20 4.675 93.5 0.977 0.049 1.724 1.3 1.79 1.0291 1.0001 1 96.10 1.7 20 4.7 94 0.972 0.048 1.748 1.3 1.76 1.0283 1.0000 1 98.25

2.45 20 5.45 109 0.838 0.036 2.486 1.3 1.22 1.0146 0.9894 1 168.18

2.475 20 5.475 109.5 0.834 0.035 2.510 1.3 1.21 1.0143 0.9893 1 170.75 2.5 20 5.5 110 0.831 0.035 2.535 1.3 1.20 1.0141 0.9893 1 173.34

Sehingga dari tabel di atas besarnya tinggi energi di atas mercu H1 adalah 1,67 m

3.3 Bentuk Lengkung Mercu

Dengan melihat data lapangan bahwa tidak ada kemiringan permukaan hulu maka nilai K dan n dapat ditentukan sehingga persamaan polinomialn untuk menentukan bentuk lengkung mercu adalah

Gambar 3.1 Gambar hitungan penentuan lengkung mercu ogee Bendung Glendongan Sehingga dengan data yang ada diperoleh bentuk lengkung mercu Bendung Glendongan dengan tipe mercu ogee adalah sebagai berikut.

Gambar 3.2 Bentuk lengkung mercu Bendung Glendongan

hdH1

diundurkan

0.175 hd0.282 hd

asalkoordinat

sumbu mercu

R=0.2 hdR=0.5 hd

X = 2.0hd y1.85 0.85

x

Y

B

C A 0,0

Lengkung Mercu

BAB IV

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Dari hasil analisis yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan yaitu

1. Bendung Glendongan, Sleman DIY di desain dengan menggunakan tipe mercu ogee dimana tidak ada pilar jembatan di sepanjang bentang bendung 20 m.

2. Tidak terjadi adanya kontraksi akibat penyempitan alur di sekitar abutment bendung. Sehingga nilai koefisien abutment Ka = 0.

3. Dengan debit banjir 20 tahunan 91,36 m/s diperoleh tinggi energi di atas mercu bendung adalah sekitar 1,67 m dengan tinggi bendung dari dasar ke mercu adalah 3 m.

Gambar 4.1.Gambar perencanaan mercu Bendung Glendongan

4.2. Saran

1. Perlu adanya data sekunder tentang kondisi topografi dan data-data terkait mengenai kondisi bendung

2. Sebaiknya perencanaan mercu bendung disertai dengan analisis rencana anggaran dan biaya