Tugas Estimasi Bendung

BAB II REHABILITASI DESAIN BENDUNG TUKUMAN KALI DENGKENG CAWAS KABUPATEN KLATEN- JAWA TENGAH 1.

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Hampir di setiap wilayah Indonesia terdapat banyak sungai besar maupun kecil yang menguasai hampir 80% hajat hidup masyarakat Indonesia, terutama petani sebagai basis dasar negara Agraris. Kebutuhan akan ketersediaan air pada suatu daerah sangatlah perlu diperhatikan dikarenakan air merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia yang tidak bisa dipisahkan dari kehidupannya. Indonesia merupakan daerah yang memiliki dua musim yakni musim kemarau dan musim penghujan. Sehingga perlu dikembangkan potensi - potensi sungai tersebut guna meningkatkan hasil produksi pertanian, salah satunya dengan membangun bendung. Bendung adalah suatu bangunan yang dibuat dari pasangan batu kali, bronjong atau beton, yang terletak melintang pada sebuah sungai yang tentu saja bangunan ini dapat digunakan pula untuk kepentingan lain selain irigasi, seperti untuk keperluan air minum, pembangkit listrik atau untuk penggelontoran suatu kota. Menurut macamnya bendung dibagi dua, yaitu bendung tetap dan bendung sementara, bendung tetap adalah bangunan yang sebagian besar konstruksi terdiri dari pintu yang dapat digerakkan untuk mengatur ketinggian muka air sungai sedangkan bendung tidak tetap adalah bangunan yang dipergunakan untuk meninggikan muka air di sungai, sampai pada ketinggian yang diperlukan agar air dapat dialirkan ke saluran irigasi dan petak tersier. Bendung adalah pembatas yang dibangun melintasi sungai yang dibangun untuk mengubah karakteristik aliran sungai. Dalam banyak kasus, bendung merupakan sebuah kontruksi yang jauh lebih kecil dari bendungan yang menyebabkan air menggenang membentuk kolam tetapi mampu melewati bagian atas bendung. Bendung mengizinkan air meluap melewati bagian atasnya sehingga aliran air tetap ada dan dalam debit yang sama bahkan sebelum sungai dibendung. Bendung bermanfaat untuk mencegah banjir, mengukur debit sungai, dan memperlambat aliran sungai sehingga menjadikan sungai lebih mudah dilalui (Wikipedia).

Bendung sebagai salah satu contoh bangunan air mencakup hampir keseluruhan aspek bidang ketekniksipilan, yaitu struktur, air, tanah, geoteknik, dan manajemen konstruksi didalam perencanaan teknis strukturnya. Untuk mendapatkan struktur bendung yang tepat perlu dilakukan analisis dan perhitungan yang detail dan menyeluruh, hal ini dikarenakan adanya hubungan saling ketergantungan dari banyak aspek dalam pelaksanaannya. Di Indonesia terdapat banyak sekali bendung, salah satunya adalah bendung Tukuman. Bendung Tukuman adalah bendung yang terletak pada kali Dengkeng Cawas Klaten Jawa Tengah. Bendung Tersebut mengalami kerusakan akibat adanya debit yang berlebihan pada bulan Desember Tahun 1989. Akibat dari kerusakan bendung tersebut masyarakat di sekitar bendung Tukuman mengairi sawahnya dengan pengambilan bebas (free intake). Dari permasalahan tersebut, maka diperlukan adanya penanganan berupa operasional pemeliharaan dengan melakukan perbaikan pada bagian bendung agar dapat berfungsi kembali secara optimal 1.2. Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dari rehab bendung Tukuman adalah: 1) Upaya perbaikan pada bagian mercu 2) Perbaikan kerusakan pada bagian kolam olak

Sedangkan tujuan dari rehab bendung Tukuman adalah: 1) Untuk memaksimalkan aliran air ke jaringan irigasi supaya kebutuhan air irigasi dapat

terpenuhi dengan baik sehingga dapat meningkatkan pendapatan petani setiap tahunnya.

1.3. Pembatasan Masalah 1) Analisis data Hidrologi 2) Konsep penanganan kerusakan bendung 3) Analisis perhitungan bendung

2. DESKRIPSI BANGUNAN Bendung adalah bangunan melintang sungai yang berfungsi untuk meninggikan muka air sungai agar bisa disadap. Bendung merupakan salah satu bagian dari bangunan utama. Bangunan Utama adalah bangunan air (hydraulic structure) yang terdiri dari bagian-bagian: bendung (weir structure), bangunan pengelak (diversion structure), bangunan pengambilan (intake structure), bangunan pembilas (flushing structure) dan bangunan kantong lumpur (sediment trap structure). Fungsi utama dari bangunan utama/bendung adalah untuk meninggikan elevasi muka air dari sungai yang dibendung sehingga air bisa disadap dan dialirkan ke saluran lewat bangunan pengambilan (intake structure). 2.1. Jenis-Jenis Bendung 1) Bendung tetap (fixed weir, uncontrolled weir) Bendung tetap adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya tidak dapat diubah, sehingga muka air di hulu bendung tidak dapat diatur sesuai yang dikehendaki.Pada bendung tetap, elevasi muka air di hulu bendung berubah sesuai dengan debit sungai yang sedang melimpas (muka air tidak bisa diatur naik ataupun turun). Bendung tetap biasanya dibangun pada daerah hulu sungai. Pada daerah hulu sungai kebanyakan tebing-tebing sungai relative lebih curam dari pada di daerah hilir. Pada saat kondisi banjir, maka elevasi muka air di bendung tetap (fixed weir) yang dibangun di daerah hulu tidak meluber kemana-mana (tidak membanjiri daerah yang luas) karena terkurung oleh tebing-tebingya yang curam. 2) Bendung gerak/bendung berpintu (gated weir, barrage) Bendung gerak adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya dapat diubah sesuai dengan yang dikehendaki. Pada bendung gerak, elevasi muka air di hulu bendung dapat dikendalikan naik atau turun sesuai yang dikehendaki dengan membuka atau menutup pintu air (gate). Bendung gerak biasanya dibangun pada daerah hilir sungai atau muara. Pada daerah hilir sungai atau muara sungai kebanyakan tebing-tebing sungai relative lebih landai atau datar dari pada di daerah hilir. Pada saat kondisi banjir, maka elevasi muka air sisi hulu bendung gerak yang dibangun di daerah hilir bisa diturunkan

dengan membuka pintu-pintu air (gate) sehingga air tidak meluber kemana-mana (tidak membanjiri daerah yang luas) karena air akan mengalir lewat pintu yang telah terbuka kea rah hilir (downstream). 2.2. Bagian-Bagian Bendung

Gambar 1 Bagian-bagian bendung 1) Tubuh Bendung (Weir) Tubuh bendung merupakan struktur utama yang berfungsi untuk membendung laju aliran sungai dan menaikkan tinggi muka air sungai dari elevasi awal. Bagian ini biasanya terbuat dari urugan tanah, pasangan batu kali, dan bronjong atau beton. Tubuh bendung umumnya dibuat melintang pada aliran sungai. Tubuh bendung merupakan bagian yang selalu atau boleh dilewati air baik dalam keadaan normal maupun air banjir. Tubuh bendung harus aman terhadap tekanan air, tekanan akibat perubahan debit yang mendadak, tekanan gempa,dan akibat berat sendiri.

Gambar 2 Tubuh Bendung (Weir) 2) Pintu Air (Gates) Pintu air merupakan struktur dari bendung yang berfungsi untuk mengatur, membuka, dan menutup aliran air di saluran baik yang terbuka maupun tertutup. Bagian yang penting dari pintu air, yaitu:  Daun Pintu (Gate Leaf) Adalah bagian dari pintu air yang menahan tekanan air dan dapat digerakkan untuk membuka, mengatur, dan menutup aliran air.  Rangka pengatur arah gerakan (guide frame) Adalah alur dari baja atau besi yang dipasang masuk ke dalam beton yang digunakan untuk menjaga agar gerakan dari daun pintu sesuai dengan yang direncanakan.  Angker (anchorage) Adalah baja atau besi yang ditanam di dalam beton dan digunakan untuk menahan rangka pengatur arah gerakan agar dapat memindahkan muatan dari pintu air ke dalam konstruksi beton.  Hoist Adalah alat untuk menggerakkan daun pintu air agar dapat dibuka dan ditutup dengan mudah.

Gambar 3 Pintu Air (Gates) 3) Pintu Pengambilan (Intake) Pintu pengambilan berfungsi mengatur banyaknya air yang masuk saluran dan mencegah masuknya benda-benda padat dan kasar ke dalam saluran. Pada bendung, tempat pengambilan bisa terdiri dari dua buah, yaitu kanan dan kiri, dan bisa juga hanya sebuah, tergantung dari letak daerah yang akan diairi. Bila tempat pengambilan dua buah, menuntut adanya bangunan penguras dua buah pula. Kadang-kadang bila salah satu pintu pengambilam debitnya kecil, maka pengambilannya lewat gorong-gorong yang di buat pada tubuh bendung. Hal ini akan menyebabkan tidak perlu membuat dua bangunan penguras dan cukup satu saja

. Gambar 4 Pintu Pengambilan (Intake)

4) Pintu Penguras Penguras ini bisanya berada pada sebelah kiri atau sebelah kanan bendung dan kadang-kadang ada pada kiri dan kanan bendung. Hal ini disebabkan letak daripada pintu pengambilan. Bila pintu pengambilan terletak pada sebelah kiri bendung, maka penguras pun terletak pada sebelah kiri pula. Bila pintu pengambilan terletak pada sebelah kanan bendung, maka penguras pun terletak pada sebelah kanan pula. Sekalipun kadang-kadang pintu pengambilan ada dua buah, mungkin saja bangunan penguras cukup satu hal ini terjadi bila salah satu pintu pengambilan lewat tubuh bendung. Pintu penguras ini terletak antara dinding tegak sebelah kiri atau kanan bendung dengan pilar, atau antara pilar dengan pilar. Lebar pilar antara 1,00 sampai 2,50 meter tergantung konstruksi apa yang dipakai. Pintu penguras ini berfungsi untuk menguras bahan-bahan endapan yang ada pada sebelah udik pintu tersebut. Untuk membilas kandungan sedimen dan agar pintu tidak tersumbat, pintu tersebut akan dibuka setiap harinya selama kurang lebih 60 menit. Bila ada benda-benda hanyut mengganggu eksploitasi pintu penguras, sebaiknya dipertimbangkan untuk membuat pintu menjadi dua bagian, sehingga bagian atas dapat diturunkan dan benda-benda hanyut dapat lewat diatasnya.

Gambar 5 Pintu Penguras

5) Kolam Peredam Energi Bila sebuah konstruksi bendung dibangun pada aliran sungai baik pada palung maupun pada sodetan, maka pada sebelah hilir bendung akan terjadi loncatan air. Kecepatan pada daerah itu masih tinggi, hal ini akan menimbulkan gerusan setempat (local scauring). Untuk meredam kecepatan yang tinggi itu, dibuat suatu konstruksi peredam energi. Bentuk hidrolisnya adalah merupakan suatu bentuk pertemuan antara penampang miring, penampang lengkung, dan penampang lurus. Secara garis besar konstruksi peredam energi dibagi menjadi 4 (empat) tipe, yaitu :  Ruang Olak Tipe Vlughter Ruang olak ini dipakai pada tanah aluvial dengan aliran sungai tidak membawa batuan besar. Bentuk hidrolis kolam ini akan dipengaruhi oleh tinggi energi di hulu di atas mercu dan perbedaan energi di hulu dengan muka air banjir hilir.  Ruang Olak Tipe Schoklitsch Peredam tipe ini mempunyai bentuk hidrolis yang sama sifatnya dengan peredam energi tipe Vlughter. Berdasarkan percobaan, bentuk hidrolis kolam peredam energi ini dipengaruhi oleh faktor-faktor, yaitu tinggi energi di atas mercu dan perbedaan tinggi energi di hulu dengan muka air banjir di hilir.  Ruang Olak Tipe Bucket Kolam peredam energi ini terdiri dari tiga tipe, yaitu solid bucket, slotted rooler bucket atau dentated roller bucket, dan sky jump. Ketiga tipe ini mempunyai bentuk hampir sama dengan tipe Vlughter, namun perbedaanya sedikit pada ujung ruang olakan. Umumnya peredam ini digunakan bilamana sungai membawa batuan sebesar kelapa (boulder). Untuk menghindarkan kerusakan lantai belakang maka dibuat lantai yang melengkung sehingga bilamana ada batuan yang terbawa akan melanting ke arah hilirnya.  Ruang Olak Tipe USBR Tipe ini biasanya dipakai untuk head drop yang lebih tinggi dari 10 meter. Ruang olakan ini memiliki berbagai variasi dan yang terpenting ada empat tipe yang dibedakan oleh rezim hidraulik aliran dan konstruksinya. Tipe-tipe tersebut, yaitu ruang olakan

tipe USBR I merupakan ruang olakan datar dimana peredaman terjadi akibat benturan langsung dari aliran dengan permukaan dasar kolam, ruang olakan tipe USBR II merupakan ruang olakan yang memiliki blok-blok saluran tajam (gigi pemencar) di ujung hulu dan di dekat ujung hilir (end sill) dan tipe ini cocok untuk aliran dengan tekanan hidrostatis lebih besar dari 60 m, ruang olakan tipe USBR III merupakan ruang olakan yang memiliki gigi pemencar di ujung hulu, pada dasar ruang olak dibuat gigi penghadang aliran, di ujung hilir dibuat perata aliran, dan tipe ini cocok untuk mengalirkan air dengan tekanan hidrostatis rendah, dan ruang olakan tipe USBR VI merupakan ruang olakan yang dipasang gigi pemencar di ujung hulu, di ujung hilir dibuat perata aliran, cocok untuk mengalirkan air dengan tekanan hidrostatis rendah, dan Bilangan Froud antara 2,5 - 4,5.  Ruang Olak Tipe The SAF Stilling Basin (SAF = Saint Anthony Falls) Ruang olakan tipe ini memiliki bentuk trapesium yang berbeda dengan bentuk ruang olakan lain dimana ruang olakan lain berbentuk melebar. Bentuk hidrolis tipe ini mensyaratkan Fr (Bilangan Froude) berkisar antara 1,7 sampai dengan 17. Pada pembuatan kolam ini dapat diperhatikan bahwa panjang kolam dan tinggi loncatan dapat di reduksi sekitar 80% dari seluruh perlengkapan. Kolam ini akan lebih pendek dan lebih ekonomis akan tetapi mempunyai beberapa kelemahan, yaitu faktor keselamatan rendah (Open Channel Hidraulics, V.T.Chow : 417-420)

Gambar 6 Kolam Peredam Energi

6) Kantong Lumpur Kantong lumpur berfungsi untuk mengendapkan fraksi-fraksi sedimen yang lebih besar dari fraksi pasir halus ( 0,06 s/d 0,07mm ) dan biasanya ditempatkan persis disebelah hilir bangunan pengambilan. Bahan-bahan yang telah mengendap dalam kantung lumpur kemudian dibersihkan secara berkala melalui saluran pembilas kantong lumpur dengan aliran yang deras untuk menghanyutkan endapan-endapan itu ke sungai sebelah hilir.

Gambar 7 Kantong Lumpur 7) Bangunan Pelengkap Terdiri dari bangunan-bangunan atau pelengkap yang akan ditambahkan ke bangunan utama untuk keperluan :  Pengukuran debit dan muka air di sungai maupun di saluran sungai.  Pengoperasian pintu.  Peralatan komunikasi, tempat berteduh serta perumahan untuk tenaga eksploitasi dan pemeliharaan.  Jembatan diatas bendung agar seluruh bagian bangunan utama mudah dijangkau atau agar bagian-bagian itu terbuka untuk umum.

Gambar 8 Bangunan Pelengkap (Jembtan) 3.

IDENTIFIKASI KASUS

Gambar 9 Bendung Tukuman Pada sungai Dengkeng yang terletak di desa Plosowangi, kecamatan Cawas, Kabupaten Klaten terdapat suatu bangunan air yaitu bending Tukuman. Bendung ini berfungsi untuk kebutuhan irigasi di desa Plosowangi tersebut. Bendung Tukuman mengairi lahan pertanian seluas150 ha, dengan kebutuhan air 0,22 m3/dt. Bendung Tukuman dibangun sejak tahun 1975, mengalami kerusakan akibat arus sungai Dengkeng yang deras diwaktu banjir dan gempa pada tahun 2006. Bangunan ini mengalami renovasi ditahun 2008 dan proyek pembangunan Bendung Tunkuman diselesaikan ditahun 2009. Saat terjadi kerusakan pada bending, distribusi air sawah mengalami hambatan. Beberapa lahan pertanian masih belum mendapatkan air yang cukup.

Permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini adalah 1) kerusakan pada bagian mercu bendung, 2) kerusakan pada bagian kolam olak. 3) Rencana anggaran biaya perbaikan bendung. Penelitian ini bertujuan untuk memaksimalkan aliran air ke jaringan irigasi supaya kebutuhan air irigasi dapat terpenuhi dengan baik sehingga dapat meningkatkan pendapatan petani setiap tahunnya. Penelitian ini menggunakan data terbaru kemudian diolah dengan analisis hidrologi sebagai dasar perencanaan selanjutnya. Analisis data hidrologi dimaksudkan untuk memperoleh besarnya debit banjir rencana. Debit banjir rencana merupakan debit maksimum rencana di sungai atau saluran alamiah dengan periode ulang tertentu yang dapat dialirkan tanpa membahayakan lingkungan sekitar dan stabilitas sungai. Dalam mendapatkan debit banjir rencana yaitu dengan menganalisis data curah hujan maksimum pada daerah aliran sungai yang diperoleh dari beberapa stasiun hujan terdekat.

Gambar 9 Identifikasi Masalah