LAPORAN PRAKTIKUM

TEKNIK BANGUNAN HIDROLIKA

STUDI KASUS TENTANG BANGUNAN TERJUN DI

BENDUNG PADI POMAHAN DAN KOLAM OLAK DI

WADUK JATIBARANG SEMARANG

Oleh :

KELOMPOK 4

1. Siti Rahmatika F44120011

2. Nauratul Aslah F44120034

3. Alfandias Seysna Putra F44120054

4. Yessie Julinanda F44120063

Dosen Praktikum :

Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, M. T.

Sutoyo, STP., M.Si.

Dr. Rudyanto

Asisten Praktikum:

1. Raudhotul Jannah F44110012

2. Anugrah Susilowati F44110018

3. M. Rizky Ramadhan F44110036

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2015

I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertanian di Indonesia yang cukup luas sangat membutuhkan system irigasi

yang direncanakan dengan baik. Irigasi adalah penambahan kekurangan kadar air

tanah secara buatan dengan cara menyalurkan air yang perlu untuk pertumbuhan

tanaman ke tanah yang diolah dan mendistribusikannya secara sistematis. Dalam

jaringan irigasi teknis, banyaknya debit air yang mengalir ke dalam saluran harus

dapat diukur dengan seksama agar pembagian air dapat dilaksanakan dengan

sebaik-baiknya. Untuk itu diperlukan suatu bangunan yang fungsinya untuk

mengukur debit air pada saluran irigasi yang disebut banguan ukur

debit. Bangunan ukur biasanya difungsikan pula sebagai bangunan pengontrol.

Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan taraf muka air yang direncanakan dan

untuk mengalirkan debit tertentu. Bangunan ukur dan pengontrol debit yang biasa

digunakan pada umumnya merupakan suatu pelimpah dengan ambang lebar atau

ambang tajam. Pengaliran pada bangunan pengontrol dilakukan dengan cara

melalui atas bangunan (melimpah / overflow) atau melalui bawah pintu / celah.

Kondisi hidraulik ini dimanfaatkan dalam desain dan perancangan pintu-pintu air,

yang semuanya didasarkan pada sifat aliran sempurna. Jika ternyata aliran yang

terjadi bukan aliran sempurna, maka dalam aplikasinya pintu-pintu tersebut diberi

tabel-tabel koreksinya (Sukamto 1999).

Air merupakan salah satu faktor penentu dalam proses produksi pertanian.

Oleh karena itu investasi irigasi menjadi sangat penting dan strategis dalam

rangka penyediaan air untuk pertanian. Dalam memenuhi kebutuhan air untuk

berbagai keperluan usaha tani, maka air (irigasi) harus diberikan dalam jumlah,

waktu, dan mutu yang tepat, jika tidak maka tanaman akan terganggu

pertumbuhannya yang pada gilirannya akan mempengaruhi produksi pertanian

(Direktorat Pengelolaan Air, 2010). Kebutuhan akan air yang sesuai membuat

para ahli berfikir untuk membentuk suatu sistem pengairan yang dapat mengatur

kebutuhan tanaman terutama untuk areal pertanian yang cukup luas. Kebutuhan

air tidak dapat lepas dari kehidupan sehari-hari. Sebagai komponen mutlak

penopang kehidupan, maka manusia dengan berbagai macam upaya berusaha

untuk memperoleh manfaat yang optimal dari pendayagunaannya serta berupaya

mengendalikan untuk mencegah kerusakan dan kerugian yang mungkin

ditimbulkan oleh air. Pemanfatan suatu sungai merupakan salah satu usaha untuk

mencapai tujuan tersebut, dimana perlu dilakukan usaha-usaha pelestarian,

pengendalian dan pengembangan wilayahnya. Sistem irigasi dalam penyalurannya

membutuh bangunan hidrolika tambahan yang digunakan untuk menyalurkan

pada daerah-daerah yang tidak dapat dilalui oleh saluran. Bangunan tambahan

dapat berupa bangunan terjun dan kolam olak. Bangunan terjun adalah bangunan

yang dibuat di tempat tertentu memotong saluran, dimana aliran air setelah

melewati bangunan tersebut akan merupai terjunan sedangkan kolam olak adalah

suatu konstruksi yang berfungsi sebagai peredam energi yang terkandung dalam

aliran dengan memanfaatkan loncatan hidraulis dari suatu aliran yang

berkecepatan tinggi.

1.2 Tujuan

Perancangan ini bertujuan untuk melakukan studi kasus menggunakan salah

satu bendungan atau waduk di Indonesia untuk mengetahui jenis dari bangunan

terjun dan kolam olak tersebut dan analisis bangunan terjun serta kolam olak

dikawasan bendungan atau waduk yang dijadikan studi kasus.

II METODOLOGI

Praktikum teknik bangunan hidrolika dilaksanakan di ruang kelas Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian

Bogor. Waktu praktikum dilaksanakan pada tanggal 12 Mei 2015 pukul 13.00 16.00 WIB. Alat dan bahan yang digunakan adalah seperangkat komputer dengan

software Microsoft Excel dan jurnal penelitian mengenai desain bendung yang

terdapat kolam olak dan bangunan terjun sebagai bahan data untuk di

analisis.Metodologi praktikum untuk analisis studi kasus kolam olak ditunjukkan

oleh diagram alir berikut ini :

Gambar 1 Diagram alir analisis dan studi kasus bangunan terjun dan kolam olak

III HASIL DAN PEMBAHASAN

Bangunan terjun atau got miring diperlukan jika kemiringan permukaan tanah

lebih curam daripada kemiringan maksimum saluran yang diizinkan. Bangunan

semacam ini mempunyai empat bagian fungsional, masing-masing memiliki sifat-

sifat perencanaan yang khas, yaitu bagian hulu pengontrol, bagian dimana air

dialirkan ke elevasi yang lebih rendah, bagian dimana energi diredam dan bagian

peralihan saluran yang memerlukan lindungan untuk mencegah erosi. Bangunan

terjun terdiri dari beberapa jenis yaitu Bangunan Terjun Miring, berupa

Permukaan miring, yang menghantar air ke dasar kolam olak, adalah praktek

perencanaan yang umum, khususnya jika tinggi energi jatuh melebihi 1,5 m. Pada

bangunan terjun, kemiringan permukaan belakang dibuat securam mungkin dan

relatif pendek. Jika peralihan ujung runcing dipakai di antara permukaan

Mencari studi kasus

mengenai kolam olak

dan bangunan terjun Mengumpulkan data dimensi,jenis bangunan terjun dan kolam

olak tersebut

Data tersebut dianalisis

sesuai dengan jenis dan

klasifikasinya

Untuk bangunan terjun

dicari nilai jatuh efektif

dengan rumus

H effective = H bruto

H losses

Menentukan jenis

kolam olak

berdasarkan hasil

bilangan Froude

Sketsa gambar bangunan

terjun dan kolam olak di

gambar menggunakan autocad

Selesai

pengontrol dan permukaan belakang (hilir), disarankan untuk memakai

kemiringan yang tidak lebih curam dari 1: 2. Jenis selanjutnya adalah Bangunan

Terjun Tegak, Bangunan ini menjadi lebih besar apabila ketinggiannya ditambah.

Juga kemampuan hidrolisnya dapat berkurang akibat variasi di tempat jatuhnya

pancaran di lantai kolam jika terjadi perubahan debit. Bangunan terjun sebaiknya

tidak dipakai apabila perubahan tinggi energi,diatas bangunan melebihi 1,50 m

(KP 04).

Penelitian kali ini dilakukan studi kasus tentang bangunan terjun di Bendung

Padi Pomahan. Bendung Padi Pomahan terletak di Desa Padi, Kecamatan

Gondang, Kabupaten Mojokerto. Bendung Padi Pomahan terletak di aliran sungai

Pikatan dan memiliki fungsi utama untuk memenuhi kebutuhan irigasi daerah

sekitar sungai. Pada bendung Padi Pomahan terdapat satu intake pengambilan

debit sungai untuk mengaliri kebutuhan irigasi pada daerah irigasi (DI) Padi

Pomahan. DI Padi Pomahan terdiri dari saluran primer Padi dengan saluran

sekunder Gondang dan sekunder Jemanik. Pada saluran sekunder Gondang

terdapat 6 bangunan terjun yang terletak berdekatan dengan beda elevasi sekitar

15 meter untuk saluran sepanjang 180 meter. Dengan beda elevasi saluran dan

debit saluran primer sebesar itu, maka saluran sekunder Gondang berpotensi

untuk digunakan sebagai pambangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH).

Selain itu pada saluran primer Padi Pomahan memiliki beberapa bangunan

terjun, namun yang dijadikan studi adalah 3 bangunan terjun (BT2-BT4) yang bila

dijumlahkan memiliki beda ketinggian 6,31 meter dan debit yang mengalir terus

sepanjang tahun, sehingga menyebabkan kehilangan energi yang cukup besar.

Kehilangan energi akibat bangunan terjun yang terdapat pada saluran primer Padi

Pomahan dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik tenaga mikrohidro,

sehingga dapat memberikan nilai tambah pada bangunan terjun tersebut.

Pemilihan daerah ini dilatarbelakangi oleh keberadaan bangunan terjun di Desa

Padi baik di saluran primernya maupun di saluran sekundernya.

Analisis bangunan terjun yang dilakukan hanyalah yang terdapat pada saluran

primer saja. Bangunan terjun desa Padi didasarkan pada bangunan terjun miring

dengan ketinggian lebih dari 1,5 meter. Hal ini didasarkan pada selisih antara dua

bangunan terjun yaitu BT2 dengan BT 4. Sketsa gambarnya dapat dilihat pada

lampiran 1 dan lampiran 2. Serta berdasarkan sketsa gambar maka dapat dihitung

tinggi jatuh efektifnya. Hal ini dapat dihitung berdasarkan selisih antara nilai

elevasi upstream BT2 dengan elevasi upstream BT4 sehingga didapatkan H bruto.

Nilai jatuh efektif yang didapat berdasarkan perhitungan yaitu sebesar 5,679 m.

Perhitungan untuk mendapatkan tinggi jatuh efektif dapat dilihat pada lampiran 3.

Jenis bangunan terjun yang terdapat di Bendung Padi Pomahan terletak di Desa

Padi, Kecamatan Gondang, Kabupaten Mojokerto adalah jenis got miring, hal ini

dikarenakan kemiringan lapangan yang panjang dan curam pada daerah tersebut ,

maka sebaiknya dibuat got miring. Aliran dalam got miring adalah superkritis dan

bagian peralihannya harus licin dan berangsur agar tidak terjadi gelombang.

Gelombang ini bisa menimbulkan masalah di dalam potongan got miring dan

kolam olak karena gelombang sulit diredam (KP 04).

Aliran air yang melewati mercu bendung mempunyai kecepatan yang tinggi

yang bisa menyebabkan terganggunya kestabilan bendung sehingga diperlukan

bangunan peredam energi untuk mengurangi kecepatan aliran tersebut. Kolam

olakan merupakan salah satu tipe bangunan dalam meredam energi aliran. Tipe

kolam olak yang akan direncanakan di sebelah hilir bangunan bergantung pada

energi air yang masuk, tergantung pada bilangan Froud, dan juga bahan

konstruksi kolam olak. Fungsi dari pelimpah dan peredam energi di atas diantaranya adalah untuk penuntun dan pengarah saluran, pengaturkapasitas aliran

(debit), untuk kelancaran dari saluran pengatur, untuk mereduksi energi yang

terdapat dalam aliran (Subarkan 1979).

Berdasarkan bilangan Froude, dapat dibuat pengelompokan-pengelompokan

berikut dalam perencanaan kolam, yaitu untuk Froude 1,7 tidak diperlukan kolam olak; pada saluran tanah, bagian hilir harus dilindungi dari bahaya erosi;

saluran pasangan batu atau beton tidak memerlukan lindungan khusus. Jika 1,7 <

Froude 2,5 maka kolam olak diperlukan untuk meredam energi secara efektif. Pada umumnya kolam olak dengan ambang ujung mampu bekerja dengan baik.

Untuk penurunan muka air Z < 1,5 m dapat dipakai bangunan terjun tegak. Jika 2,5 < Froude 4,5 maka akan timbul situasi yang paling sulit dalam memilih kolam olak yang tepat. Loncatan air tidak terbentuk dengan baik dan

menimbulkan gelombang sampai jarak yang jauh di saluran. Cara mengatasinya

adalah mengusahakan agar kolam olak untuk bilangan Froude ini mampu

menimbulkan olakan (turbulensi) yang tinggi dengan blok halangnya atau

menambah intensitas pusaran dengan pemasangan blok depan kolam. Blok ini

harus berukuran besar (USBR tipe IV). Tetapi pada prakteknya akan lebih baik

untuk tidak merencanakan kolam olak jika 2,5 < Froude < 4,5. Sebaiknya

geometrinya diubah untuk memperbesar atau memperkecil bilangan Froude dan

memakai kolam dari kategori lain. Jenis terakhir, jika bilangan Froude 4,5 ini akan merupakan kolam yang paling ekonomis. karena kolam ini pendek. Tipe ini,

termasuk kolam olak USBR tipe III yang dilengkapi dengan blok depan dan blok

halang. Kolam loncat air yang sarna dengan tangga di bagian ujungnya akan jauh

lebih panjang dan mungkin harus digunakan dengan pasangan batu.

Berdasarkan hasil analisis pada kolam olak Waduk Jatibarang Semarang,

diperoleh nilai Froude sebesar 6.620. Sehingga kolam olak pada studi kasus ini

termasuk ke dalam jenis kolam olak keempat yaitu dengan bilangan Froude 4,5. Pada jenis kolam olak ini, ujung-ujung permukaan hilir akan bergulung dan titik

di mana kecepatan semburannya tinggi cenderung memisahkan diri dari aliran.

Kolam olak untuk bilangan Froude 4.5 memiliki loncatan air bisa mantap dan peredaman energi dapat dicapai dengan baik. Kolam olak dengan nilai Froud ini

merupakan kolam yang paling ekonomis. karena kolam ini pendek. Tipe ini,

termasuk kolam olak USBR tipe III yang dilengkapi dengan blok depan dan blok

halang. Kolam loncat air yang sarna dengan tangga di bagian ujungnya akan jauh

lebih panjang dan mungkin harus digunakan dengan pasangan batu (KP 04).

IV KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan studi kasus Bendung Padi Pomahan, Desa Padi, Kecamatan

Gondang, Kabupaten Mojokerto, maka dapat dismpulkan bahwa jenis bangunan

terjun yang digunakan di bendung tersebut adalah jenis got miring. Hal ini

dikarenakan kemiringan lapangan yang panjang dan curam pada daerah tersebut,

serta nilai jatuh efektif yang didapat berdasarkan perhitungan yaitu sebesar 5,679

m. Analisis pada studi kasus kolam olak di Waduk Jatibarang Semarang

menunjukkan bahwa waduk tersebut memiliki nilai Froud sebesar 6.620, sehingga

termasuk ke dalam kategori kolam olak keempat dengan tipe kolam olak USBR

tipe III yang dilengkapi dengan blok depan dan blok halang. Kolam loncat air

yang sarna dengan tangga di bagian ujungnya akan jauh lebih panjang dan

mungkin harus digunakan dengan pasangan batu.

4.2 Saran

Dalam perencanaan bangunan terjun dan kolam olak agar memperhatikan

beberapa parameter yang sangat penting. Seperti kemiringan lapangan serta debit

yang direncanakan pada saat terjadi hujan agar bangunan terjun dan kolam olak

tersebut dapat berfungsi sperti yang diharapkan.

V DAFTAR PUSTAKA

E Sukamto. 1999. Bangunan Irigasi dan Drainase. Teknik sipil UGM

KP 04. Bangunan Pengatur Debit

Putra G E. 2011. Pemanfaatan kehilangan energi pada bangunan terjun sebagai

pembangkit listrik tenaga mikrohidro (studi kasus bangunan terjun (BT2 BT4) pada saluran primer padi pomaan, D.I padi Pomahan, desa padi,

kecamatan gondang, kabupaten mojokerto). [Terhubung berkala]

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-17506-paper.pdf 19 Mei

2015.

Subarkah, Iman. 1979. Bangunan Air. Bandung: Idea Dharma.

Lampiran 1. Contoh Perhitungan Debit Saluran Sekunder H bruto = elevasi upstream BT2 - elevasi upstream BT4

= (+297,52 m) - (+291,21 m)

= 6,31 m

H losses = 10% x H bruto

= 10% x 6,31 m

= 0,631 m

H effective = H bruto H losses

= 6,31 m 0,631 m

= 5,679 m

Lampiran 2. Gambar Letak Tinggi Air Di Atas Pelimpah

Lampiran 3. Contoh Perhitungan Kolam Olakan

Tinggi Air Di Atas Pelimpah

Sehingga di dapat

Tinggi air di titik 1 adalah 0.312 meter

Tinggi air di titik 2 adalah 0.180 meter

Tinggi air di titik 3 adalah 0.154 meter

Tinggi air di titik 4 adalah 0.140 meter

Kolam Olakan

Dari perhitungan sebelumnya didapat harga:

V1 = 7.750 m/det

D1 = 0.140 meter

Tinggi air di atas kolam olakan

Untuk menentukan panjang kolam olakan dipakai grafik hubungan antara

bilangan Froud dan

. Dalam grafik, untuk bilangan Froud sebesar 6.620

dengan jenis kolam olakan tipe didapat nilai

sebesar 6.190 sehingga nilai

panjang kolam olakan (L) adalah :