pengaturan operasi pintu bendung gerak...

PENGATURAN OPERASI PINTU BENDUNG GERAK SEMBAYAT DI

KABUPATEN GRESIK UNTUK MENGENDALIKAN TINGGI MUKA AIR HULU

Ahmad Zah Rafiuddin1, Dwi Priyantoro2, Dian Sisinggih2 1Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya

2Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Teknik Pengairan Universitas Brawijaya-Malang, Jawa Timur, Indonesia

email : [email protected]

ABSTRAK

Bendung Gerak Sembayat di bangun pada DAS Bengawan Solo Hilir tepatnya di Desa

Sidomukti Kecamatan Bungah Kabupaten Gresik. Pengaturan operasi pintu flap gate dan

pintu utama (sluice gate) Bendung Gerak Sembayat berdasarkan perhitungan analitik.

Studi ini bertujuan untuk mengetahui pola operasi pintu flap gate dan pintu utama (sluice

gate) Bendung Gerak Sembayat yang sesuai untuk menjaga muka air di hulu pada elevasi

+0,700 m dan mengetahui kondisi hilir Bendung Gerak Sembayat akibat dari pasang surut

air laut dan debit aliran yang melewati pintu Bendung Gerak Sembayat. Berdasarkan hasil

analisis, operasi pintu mampu menjaga elevasi muka air di hulu pada elevasi +0,700 m.

Untuk kondisi surut, pintu utama (sluice gate) mampu melewatkan debit (Q2th – Q100th).

Ketika kondisi pasang, pintu utama (sluice gate) tidak mampu melewatkan debit (Q2th –

Q100th), maka perlu dioperasikan dengan bantuan pintu flap gate agar dapat melewatkan

debit tersebut. Setelah memperhitungkan kondisi hilir bendung gerak, pada daerah hilir

Bendung Gerak Sembayat terjadi degradasi hingga mencapai kedalaman 3,680 m yang

terjadi pada debit Q100th. Sedangkan untuk panjang pondasi pancang endsill sepanjang

5,170 m, maka kondisi endsill masih tetap aman bila terjadi degradasi.

Kata kunci: Sungai Bengawan Solo, bendung gerak, operasi pintu (kombinasi flap gate dan

sluice gate), degradasi

ABSTRACT

Sembayat Barrage built in the Lower Solo River Basin precisely in the Village Sidomukti in

Bungah Gresik District. The flap gate operation and main gate (sluice gate) Sembayat

Barrage based on the calculation of analytic. The study aims to understand operational

pattern of the flap gate and main gate (sluice gate) Sembayat Barrage according to keep

the upstream water level on elevation + 0,700 m and know the state downstream Sembayat

Barrage a result of tides and discharge flow through the gate Sembayat Barrage. Based on

analysis, the operation of the able to maintain the upstream water level in elevation +

0,700 m. For the condition recede, main gate (sluice gate) able to miss discharge ( Q2th - Q100th ). When the pair, main gate (sluice gate) incapable of passing discharge ( Q2th - Q100th ), needs to be operated by flap gate to miss the discharge. After taking into account

the downstream barrage, at the downstream Sembayat Barrage happened degradation at a

depth of 3,680 m what happened to discharge Q100th. The foundation long stake endsill

along 5,170 m, hence the condition of endsill still secure that happened degradation.

Keywords: Bengawan Solo River, barrage, gate operation (combination flap gate and

sluice gate), degradation

mailto:[email protected]

A. PENDAHULUAN

Sungai Bengawan Solo merupakan

sungai terpanjang di pulau Jawa yang

memiliki luas Daerah Aliran Sungai

(DAS) sekitar 16.100 km2. DAS

Bengawan Solo secara geografis dibagi

dalam DAS hulu dan DAS hilir dengan

batas pada pertemuan Sungai Bengawan

Solo dan Sungai Madiun dekat kota

Ngawi. DAS hulu dibagi menjadi dua

sub-DAS, yaitu DAS hulu Sungai

Bengawan Solo (the Upper Solo River

basin) dengan luas 6.072 km2 di barat

dan DAS Sungai Madiun dengan luas

3.755 km2 di timur. DAS sebelah hilir

disebut DAS Bengawan Solo Hilir (the

Lower Solo River Basin) dengan luas

6.273 km2 dan panjang sungai 300 km

dari kota Ngawi menuju ke muaranya.

Bendung Gerak Sembayat dibangun

di Sungai Bengawan Solo pada Lower

Solo River Basin, di Desa Sidomukti

Kecamatan Bungah Kabupaten Gresik

dan merupakan dataran rendah dengan

ketinggian 2 sampai 12 meter diatas

permukaan air laut.

Upaya untuk mendukung Peraturan

Pemerintah No. 5 Tahun 2010 tentang

Rencana Pembangunan Jangka

Menengah Nasional (RPJMN) yang

menyebutkan bahwa Prioritas Nasional

kelima adalah ketahanan pangan (food

security), maka pembangunan Barrage

Karangnongko menjadi penting untuk

dilaksanakan dalam rangka mewujudkan

waduk sebagai infrastruktur untuk

pasokan air irigasi bagi masyarakat di

DAS Bengawan Solo sebelah hilir yang

cukup luas.

Bendung Gerak Sembayat terdiri dari

7 pintu flap gate dan 7 pintu utama untuk

pintu flap gate masing – masing memiliki

lebar 17 m dan tinggi 1,3 m. Sedangkan

untuk pintu utama masing – masing

memiliki lebar 20 m dan tinggi 5 m.

Pada musim kemarau debit sungai

Bengawan Solo tidak mencukupi untuk

irigasi sehingga perlunya penambahan

debit, sedangkan untuk musim hujan air

melimpah dan banyak yang terbuang dan

tidak jarang menyebabkan banjir di

beberapa lokasi sehingga perlu adanya

pengontrol debit untuk air agar dapat

digunakan untuk musim kemarau.

Sehingga operasi pintu Bendung Gerak

Sembayat ditentukan dengan tinggi muka

air hulu rencana pada elevasi + 0,700 m.

Oleh karena itu, perlu dilakukan

perhitungan analitik bukaan pintu yang

sesuai untuk menjaga muka air hulu

rencana pada elevasi + 0,700 m dan

menganalisa kondisi bagian hilir

Bendung Gerak Sembayat.

B. METODE PENELITIAN

Data yang diperlukan. Untuk keperluan

studi ini, data yang diperlukan adalah

sebagai berikut :

1. Data debit maksimum tahunan

Data debit tahunan sungai

Bengawan Solo dari tahun 1986 – tahun

2015. Data ini digunakan untuk

menentukan operasi pintu pada

Bendung Gerak Sembayat, yang

nantinya diolah menjadi data debit

banjir rancangan untuk beberapa kala

ulang Q2th, Q5th, Q10th, Q25th, Q50th dan

Q100th.

Gambar 1. Data Debit Maksimum

Tahunan

2. Data penampang sungai Bengawan

Solo.

3. Data teknis bendung gerak.

Bendung Gerak Sembayat

memiliki 2 pintu yaitu pintu utama

dan pintu flap gate yang masing –

masing berjumlah 7 pintu.

Gambar 2. Skema Bendung Gerak

Data teknis bendung gerak digunakan

untuk analisa hidrolika dan operasi

pintu Bendung Gerak Sembayat.

4. Data material dasar sungai hilir

Bendung Gerak Sembayat.

Rancangan Penyelesaian Studi

. Mulai

Analisa Tahapan Operasi

Pintu M.A. Hulu +0,70 m

Hasil Perhitungan

Selesai

Pola Operasi Pintu Bendung

Gerak

Analisa dan Perhitungan

Kondisi Di Hilir

Simulasi Operasi Pintu

Bendung Gerak

Debit Banjir

Maksimum

Tahunan

Data Muka

Air

Data Teknis

Bendung

Gerak

Morfologi

Sungai

Kesimpulan

Perhitungan Analitik

Debit Banjir Rancangan

Kala Ulang

Gambar 3. Diagram Alir Pengerjaan

C. HASIL DAN PEMBAHASAN.

Simulasi operasi pintu menggunakan

debit kala ulang dengan metode Gumbel

menghasilkan:

Q2th = 1901,24 m3/det

Q5th = 2090,10 m3/det

Q10th = 2215,16 m3/det

Q25th = 2373,14 m3/det

Q50th = 2490,35 m3/det

Q100th = 2606,70 m3/det

Untuk pola operasi flap gate

dilakukan perhitungan debit yang

melewati flap gate.

1. Data yang diketahui :

Lebar pelimpah (B) = 17 m

Kedalaman pelimpah (H) = 0,1 m

Tinggi bukaan pintu (a) = 0,4 m

Elevasi Flap gate = 0,6 m

2. Menentukan nilai Koefisien debit (C)

𝐶 = 1,839 (1 +0,0012

ℎ) (1 −

√ℎ/𝐵

10)

𝐶 = 1,839 (1 +0,0012

0,1) (1 −

√0,1/17

10)

𝐶 = 1,847

3. Menentukan nilai Outflow Discharge

Q = C . B . H3/2

Q = 1,847.17.0,13/2 = 0,993 m3/det.

Gambar 4. Kurva Debit Flap Gate

Tabel 2. Tahapan Operasi Flap Gate

Sumber: Hasil Perhitungan

Untuk kondisi surut dicapai pada EL.

-2,2 dengan ketinggian 3,1 m.

Mengakibatkan tinggi muka air hilir

mengalami kenaikan sehingga kondisi

yang sebelumnya aliran bebas menjadi

aliran tenggelam. Pola operasi pintu

utama dilakukan perhitungan debit yang

melewati pintu utama.

Gambar 5. Kondisi Surut

𝑄 = 𝐶𝑑 𝑎𝑏(2𝑔(𝐻1 − 𝐻2))0,5

= 0,607×0,3×20×(2x9,8.(6,0–3,14))0,5

= 26,967 m3/det.

Gambar 6. Kurva Debit Pintu Utama

Kondisi Surut

Untuk kondisi pasang dicapai pada

EL. + 0,3 dengan ketinggian 5,6 m.

Gambar 7. Kondisi Pasang

𝑄 = 𝐶𝑑 𝑎𝑏(2𝑔(𝐻1 − 𝐻2))0,5

= 0,607×0,3×20×(2x9,81.(6,0–5,6) )0,5

= 10,085 m3/det

Tahapan Jarak Debit Tinggi Bukaan Pintu (m)

Operasi Bukaan Pintu

Pintu Pintu (m3/s) No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7

1 0,4 0,993 0 0 0 0,4 0 0 0

2 0,4 1,986 0 0 0,4 0,4 0 0 0

3 0,4 2,978 0 0 0,4 0,4 0,4 0 0

4 0,4 3,971 0 0,4 0,4 0,4 0,4 0 0

5 0,4 4,964 0 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0

6 0,4 5,957 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0

7 0,4 6,950 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

8 0,1 8,739 0,4 0,4 0,4 0,5 0,4 0,4 0,4

9 0,1 10,529 0,4 0,4 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4

10 0,1 12,319 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4

11 0,1 14,108 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4

12 0,1 15,898 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4

13 0,1 17,688 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4

14 0,1 19,478 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

15 0,1 21,784 0,5 0,5 0,5 0,6 0,5 0,5 0,5

16 0,1 24,091 0,5 0,5 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5

17 0,1 26,397 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5

18 0,1 28,704 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5

19 0,1 31,010 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5

20 0,1 33,317 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5

21 0,1 35,623 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

22 0,1 38,345 0,6 0,6 0,6 0,7 0,6 0,6 0,6

23 0,1 41,067 0,6 0,6 0,7 0,7 0,6 0,6 0,6

24 0,1 43,789 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6

25 0,1 46,511 0,6 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6

26 0,1 49,233 0,6 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6

27 0,1 51,955 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6

28 0,1 54,677 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

29 0,1 57,756 0,7 0,7 0,7 0,8 0,7 0,7 0,7

30 0,1 60,834 0,7 0,7 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7

31 0,1 63,913 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7

32 0,1 66,992 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7

33 0,1 70,070 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7

34 0,1 73,149 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7

35 0,1 76,228 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

36 0,1 79,623 0,8 0,8 0,8 0,9 0,8 0,8 0,8

37 0,1 83,019 0,8 0,8 0,9 0,9 0,8 0,8 0,8

38 0,1 86,414 0,8 0,8 0,9 0,9 0,9 0,8 0,8

39 0,1 89,810 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8 0,8

40 0,1 93,206 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8

41 0,1 96,601 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8

42 0,1 99,997 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

43 0,1 103,680 0,9 0,9 0,9 1 0,9 0,9 0,9

44 0,1 107,364 0,9 0,9 1 1 0,9 0,9 0,9

45 0,1 111,047 0,9 0,9 1 1 1 0,9 0,9

46 0,1 114,731 0,9 1 1 1 1 0,9 0,9

47 0,1 118,414 0,9 1 1 1 1 1 0,9

48 0,1 122,098 1 1 1 1 1 1 0,9

49 0,1 125,781 1 1 1 1 1 1 1

50 0,1 129,730 1 1 1 1,1 1 1 1

51 0,1 133,679 1 1 1,1 1,1 1 1 1

52 0,1 137,628 1 1 1,1 1,1 1,1 1 1

53 0,1 141,576 1 1,1 1,1 1,1 1,1 1 1

54 0,1 145,525 1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1

55 0,1 149,474 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1

56 0,1 153,423 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1

57 0,1 157,619 1,1 1,1 1,1 1,2 1,1 1,1 1,1

58 0,1 161,815 1,1 1,1 1,2 1,2 1,1 1,1 1,1

59 0,1 166,010 1,1 1,1 1,2 1,2 1,2 1,1 1,1

60 0,1 170,206 1,1 1,2 1,2 1,2 1,2 1,1 1,1

61 0,1 174,402 1,1 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,1

62 0,1 178,598 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,1

63 0,1 182,794 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

64 0,1 187,222 1,2 1,2 1,2 1,3 1,2 1,2 1,2

65 0,1 191,650 1,2 1,2 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2

66 0,1 196,078 1,2 1,2 1,3 1,3 1,3 1,2 1,2

67 0,1 200,506 1,2 1,3 1,3 1,3 1,3 1,2 1,2

68 0,1 204,934 1,2 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,2

69 0,1 209,362 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,2

70 0,1 213,790 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3

Gambar 8. Kurva Debit Pintu Utama

Kondisi Pasang

Pada tahapan Pintu utama untuk

kondisi pasang dan surut dioperasikan

dengan bukaan awal pada pintu tengah

atau pintu nomer 4 dengan bukaan 0,3 m.

Selanjutnya disusul dengan bukaan dua

pintu secara merata yaitu pintu nomer 3

dan 5. Kemudian berlanjut hingga

ketujuh pintu utama dibuka hingga

bukaan maksimal yaitu 6 m sesuai

dengan tinggi pintu utama. Kemudian

akan didapat total debit yang mampu

melewati pintu utama.

Tabel 3. Tahapan Operasi Pintu Utama

Kondisi Surut


Tabel 4. Tahapan Operasi Pintu Utama

Kondisi Pasang


Tahapan Jarak Debit



1 0,3 26,967 0 0 0 0,3 0 0 0

2 0,3 80,901 0 0 0,3 0,3 0,3 0 0

3 0,3 134,836 0 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0

4 0,3 188,770 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

5 0,3 215,283 0,3 0,3 0,3 0,6 0,3 0,3 0,3

6 0,3 268,308 0,3 0,3 0,6 0,6 0,6 0,3 0,3

7 0,3 321,333 0,3 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,3

8 0,3 374,358 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

9 0,4 408,296 0,6 0,6 0,6 1 0,6 0,6 0,6

10 0,4 476,172 0,6 0,6 1 1 1 0,6 0,6

11 0,4 544,047 0,6 1 1 1 1 1 0,6

12 0,4 611,923 1 1 1 1 1 1 1

13 0,5 651,976 1 1 1 1,5 1 1 1

14 0,5 732,081 1 1 1,5 1,5 1,5 1 1

15 0,5 812,186 1 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1

16 0,5 892,292 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

17 0,5 929,535 1,5 1,5 1,5 2 1,5 1,5 1,5

18 0,5 1004,023 1,5 1,5 2 2 2 1,5 1,5

19 0,5 1078,511 1,5 2 2 2 2 2 1,5

20 0,5 1152,999 2 2 2 2 2 2 2

21 0,5 1187,802 2 2 2 2,5 2 2 2

22 0,5 1257,408 2 2 2,5 2,5 2,5 2 2

23 0,5 1327,014 2 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2

24 0,5 1396,619 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

25 0,5 1430,596 2,5 2,5 2,5 3 2,5 2,5 2,5

26 0,5 1498,548 2,5 2,5 3 3 3 2,5 2,5

27 0,5 1566,500 2,5 3 3 3 3 3 2,5

28 0,5 1634,453 3 3 3 3 3 3 3

29 0,5 1668,005 3 3 3 3,5 3 3 3

30 0,5 1735,109 3 3 3,5 3,5 3,5 3 3

31 0,5 1802,214 3 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3

32 0,5 1869,318 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5

33 0,5 1899,385 3,5 3,5 3,5 4 3,5 3,5 3,5

34 0,5 1959,520 3,5 3,5 4 4 4 3,5 3,5

35 0,5 2019,654 3,5 4 4 4 4 4 3,5

36 0,5 2079,788 4 4 4 4 4 4 4

Tinggi Bukaan Pintu (m)

Tahapan Jarak Debit



37 0,5 2103,913 4 4 4 4,5 4 4 4

38 0,5 2152,162 4 4 4,5 4,5 4,5 4 4

39 0,5 2200,411 4 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4

40 0,5 2248,661 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5

41 0,5 2266,417 4,5 4,5 4,5 5 4,5 4,5 4,5

42 0,5 2301,931 4,5 4,5 5 5 5 4,5 4,5

43 0,5 2337,444 4,5 5 5 5 5 5 4,5

44 0,5 2372,957 5 5 5 5 5 5 5

45 0,5 2384,075 5 5 5 5,5 5 5 5

46 0,5 2406,309 5 5 5,5 5,5 5,5 5 5

47 0,5 2428,543 5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5

48 0,5 2450,777 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5

49 0,5 2468,248 5,5 5,5 5,5 6 5,5 5,5 5,5

50 0,5 2503,189 5,5 5,5 6 6 6 5,5 5,5

51 0,5 2538,130 5,5 6 6 6 6 6 5,5

52 0,5 2573,071 6 6 6 6 6 6 6


Tahapan Jarak Debit



1 0,3 10,085 0 0 0 0,3 0 0 0

2 0,3 30,255 0 0 0,3 0,3 0,3 0 0

3 0,3 50,426 0 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0

4 0,3 70,596 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

5 0,3 80,681 0,3 0,3 0,3 0,6 0,3 0,3 0,3

6 0,3 100,851 0,3 0,3 0,6 0,6 0,6 0,3 0,3

7 0,3 121,022 0,3 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,3

8 0,3 141,192 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

9 0,4 154,826 0,6 0,6 0,6 1 0,6 0,6 0,6

10 0,4 182,093 0,6 0,6 1 1 1 0,6 0,6

11 0,4 209,360 0,6 1 1 1 1 1 0,6

12 0,4 236,627 1 1 1 1 1 1 1

13 0,5 253,669 1 1 1 1,5 1 1 1

14 0,5 287,753 1 1 1,5 1,5 1,5 1 1

15 0,5 321,837 1 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1

16 0,5 355,921 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

17 0,5 372,945 1,5 1,5 1,5 2 1,5 1,5 1,5

18 0,5 406,991 1,5 1,5 2 2 2 1,5 1,5

19 0,5 441,038 1,5 2 2 2 2 2 1,5

20 0,5 475,085 2 2 2 2 2 2 2

21 0,5 492,542 2 2 2 2,5 2 2 2

22 0,5 527,458 2 2 2,5 2,5 2,5 2 2

23 0,5 562,373 2 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2

24 0,5 597,288 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

25 0,5 616,174 2,5 2,5 2,5 3 2,5 2,5 2,5

26 0,5 653,947 2,5 2,5 3 3 3 2,5 2,5

27 0,5 691,719 2,5 3 3 3 3 3 2,5

28 0,5 729,492 3 3 3 3 3 3 3

29 0,5 750,129 3 3 3 3,5 3 3 3

30 0,5 791,403 3 3 3,5 3,5 3,5 3 3

31 0,5 832,678 3 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3

32 0,5 873,952 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5

33 0,5 895,523 3,5 3,5 3,5 4 3,5 3,5 3,5

34 0,5 938,665 3,5 3,5 4 4 4 3,5 3,5

35 0,5 981,807 3,5 4 4 4 4 4 3,5

36 0,5 1024,949 4 4 4 4 4 4 4

37 0,5 1046,614 4 4 4 4,5 4 4 4

38 0,5 1089,942 4 4 4,5 4,5 4,5 4 4

39 0,5 1133,271 4 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4

40 0,5 1176,600 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5

41 0,5 1198,389 4,5 4,5 4,5 5 4,5 4,5 4,5

42 0,5 1241,967 4,5 4,5 5 5 5 4,5 4,5

43 0,5 1285,544 4,5 5 5 5 5 5 4,5

44 0,5 1329,122 5 5 5 5 5 5 5

45 0,5 1351,533 5 5 5 5,5 5 5 5

46 0,5 1396,356 5 5 5,5 5,5 5,5 5 5

47 0,5 1441,179 5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5

48 0,5 1486,002 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5

49 0,5 1509,036 5,5 5,5 5,5 6 5,5 5,5 5,5

50 0,5 1555,104 5,5 5,5 6 6 6 5,5 5,5

51 0,5 1601,172 5,5 6 6 6 6 6 5,5

52 0,5 1647,240 6 6 6 6 6 6 6


Kondisi Hilir Bendung Gerak

Sembayat

Contoh perhitungan untuk Q2th

Data yang diketahui:

Q2th = 1901,24 m3/det

D50 = 0,25 mm

g = 9,81 m/dt2

H2 = 4,692 m

I = 0,00018

U*cr = 0,015 m/det

Mencari nilai U*

U* = (g.H2.I)0,5

= (9,81 . 4,692 . 0,00018)1/2

= 0,091 m/det

U* > U*cr, maka butiran bergerak

Jadi, untuk Q2th, Q5th, Q10th, Q25th, Q50th

dan Q100th. Kondisi butiran bergerak.

Dikarenakan adanya gerakan butiran

pada dasar sungai bagian hilir maka

daerah hilir terjadi degradasi atau

penurunan dasar sungai.

Contoh perhitungan untuk Q2th


Q2th = 1901,24 m3/det

L = 161 m

H2 = 4,692 m

D50 = 0,25 mm

Ss = 2,61

p = 0,6

Se = 0,00019

qs = 0,001095 m2/det

K = 24,214 m2/det

∆t = 245299077 s = 7,8 tahun

Kedalaman degradasi (∆h)

pada waktu ∆t = 245299077 s, tersebut

dihitung

∆h = 𝑞𝑠.∆𝑡

1,13.(1−p).√𝐾.∆𝑡

= (0,001095).(245299077)

1,13.(1−0,6).√(13,601).(245299077)

= 7,713 m

Z = 0,4. ∆h

= 0,4 . 7,713 = 3,085 m

Semakin besar debit kala ulang maka

semakin besar kedalaman degradasi yang

terjadi. Untuk Q100th 2606,700 m3/det

kedalaman degradasi yang terjadi

mencapai 3,680 m.

Kondisi hilir Bendung Gerak

Sembayat tidak akan kering ketika musim

kemarau, dikarenakan adanya pasang

surut air laut. Karena volume sedimen

yang terbawa air sungai lebih besar dari

pada volume sedimen yang terbawa air

laut maka kondisi hilir mengalami

degradasi. Dikarenakan adanya degradasi pada

daerah hilir bendung gerak, maka slope

dan tinggi muka air pada hilir akan

mengalami penurunan.

Contoh perhitungan slope untuk Q2th:

Diketahui:

∆Vs = 322441,978 m3/hari = 322441,978. 365

= 117691322,047 m3/tahun

P = 39 km = 39000 m

L = 161 m

Menghitung ketinggian degradasi (∆h):

∆Vs = P . L . ∆h

117691322,047= 39000 . 161 . ∆h

∆h = 18,744 m

Menghitung kemiringan:

S0 = ∆h / P

= 18,744 /39000

= 0,0005

Jadi, untuk slope Q2th, Q5th, Q10th, Q25th,

Q50th dan Q100th adalah 0,0005

Dikarenakan adanya perubahan

tinggi muka air di hilir akibat degradasi

maka perlu adanya simulasi operasi

pintu. Untuk pengujian debit yang

digunakan adalah debit Q2th, Q5th, Q10th,

Q25th, Q50th dan Q100th.

Contoh perhitungan untuk Q2th:

Kondisi Surut


Q2th = 1901,24 m3/dt

a = 3,6 m (berdasarkan tabel 4.26)

cd = 0,640 (berdasarkan tabel 4.25)

I = 0,0005

g = 9,81 (m/det²)

b = 140 m

H2 = 3,503 m3/det

q = 1901,24/140 = 13,580 m3/det/m

1. Menentukan kondisi aliran dengan

Persamaan (2-49):

ℎ𝑡𝑒𝑠𝑡 = ℎ𝑐

2 [(1 +

8𝑄2

𝑔 . 𝑏2 . ℎ𝑐3)

0,5

− 1]

ℎ𝑡𝑒𝑠𝑡 = 2,153

2 [(1 +

8. (1901,24)2

9,81 . 1402 . 2,153 3)

0,5

− 1] = 3,239 𝑚

Dari hasil percobaan perhitungan

didapat nilai Htest = 3,239 m lebih kecil

dari nilai H2 = 3,503 m maka kondisi

aliran termasuk aliran tenggelam.

2. Dengan diketahui nilai tinggi muka air

di hilir pintu (H2) langkah selanjutnya

adalah menghitung nilai H3

𝐹22 =

𝑞2

𝑔𝐻23 =

13,5802

9,81𝑥3,5033 = 0,437

𝐻3

𝐻2

= √1 + 2𝐹22 [1 −

𝐻2

𝑎]

𝐻3 = 3,503√1 + 2𝑥0,437 [1 −3,503

3,6] = 3,544 𝑚

3. Menghitung tinggi muka air di hulu

𝑄 = 𝑐𝑑 𝑎 𝑏(2𝑔(𝐻1 − 𝐻3))0,5

=𝑄

𝑐𝑑 𝑎 𝑏(2𝑔𝑥(𝐻1−𝐻3))0,5

(𝐻1 − 3,544) =(1901,24)2

(0,640𝑥140𝑥3,6)219,62

𝐻1 = 5,315 𝑚

4. Menghitung bukaan pintu baru untuk

menjaga elevasi hulu +0,700 m.

𝑄 = 𝑐𝑑 𝑎 𝑏(2𝑔(𝐻1 − 𝐻3))0,5

𝑎 =𝑄

𝑐 𝑑𝑏(2𝑔(𝐻1 − 𝐻3))0,5

𝑎 =1901,24

0,640𝑥140𝑥(2𝑥9,81𝑥(6 − 3,544))0,5

𝑎 = 3,1 𝑚

Tabel 5. Bukaan Pintu Untuk Menjaga

Elevasi Hulu +0,700 Kondisi Surut


Kondisi Pasang

Untuk kondisi pasang, pintu utama

tidak mampu melewatkan debit kala

ulang Q2th, Q5th, Q10th, Q25th, Q50th dan

Q100th, maka perlu dioperasikan dengan

bantuan pintu flap gate agar dapat

melewatkan debit tersebut.

Contoh untuk Q2th = 1901,24 m3/det

Berdasarkan Tabel 4. untuk bukaan

maksimal 6 m pada pintu utama, mampu

melewatkan debit sebesar 1647,240

m3/det, sehingga:

1901,24 – 1647,240 = 254,00 m3/det

Tinggi bukaan pintu flap gate

= 254,00/7= 36,286 m3/det.

Berdasarkan Tabel 4. Untuk melewatkan

debit 36,286 m3/det, pintu flap gate

dioperasikan dengan membuka setinggi a

= 0,6 m.

Tabel 6. Bukaan Pintu Untuk Menjaga

Elevasi Hulu +0,700 Kondisi Pasang


D. KESIMPULAN

Berdasarkan analisa perhitungan

analitik pada Bendung Gerak Sembayat

yang dilakukan sesuai dengan rumusan

masalah pada kajian ini,

1. Pengoperasian pintu harus memenuhi

peraturan operasi berikut:

a. Ketinggian air dari Bendung

Gerak Sembayat diatur pada

rancangan full – supply tinggi

air pada EL. +0,700 m untuk

efektif penggunaan air

penyimpanan waduk.

b. Semua pintu Bendung Gerak

Sembayat harus ditutup semua

untuk memulai penyimpanan

Pintu Utama

a

Pintu (m)

[1] [9]

7 pintu Q2th 1901,240 3,1

7 pintu Q5th 2090,100 3,5

7 pintu Q10th 2215,160 3,9

7 pintu Q25th 2373,140 4,4

7 pintu Q50th 2490,350 4,9

7 pintu Q100th 2606,700 5,4

Operasi Debit (Q)

(m3/dt)

[2]

Pintu Utama Flap Gatea a

Pintu (m) (m)

7 pintu Q2th 1901,240 6,0 0,6

7 pintu Q5th 2090,100 6,0 0,7

7 pintu Q10th 2215,160 6,0 0,8

7 pintu Q25th 2373,140 6,0 0,9

7 pintu Q50th 2490,350 6,0 1,0

7 pintu Q100th 2606,700 6,0 1,1

Operasi Debit (Q)

(m3/dt)

air untuk pasokan air pada

awal musim kering.

c. Dalam metode pengoperasian

pintu dibutuhkan peran

operator pintu dalam

melaksanakan dan memahami

tugas dan wewenangnya secara

baik. Operator pintu harus

memperoleh informasi

hidrologi, terutama informasi

banjir tentang cepatnya

peningkatan debit banjir dari

Bendung Gerak Babat.

d. Setelah tingkat air Bendung

Gerak Sembayat mencapai EL.

+0,700 m, permukaan air akan

dikontrol secara konstan.

Permukaan air dapat menjadi

stabil pada EL. +0,700 m

hanya ketika debit keluar

melalui pintu gerbang sama

dengan debit masuk ke dalam

waduk.

e. Pintu lipatan / Flap Gate akan

dioperasikan ketika debit aliran

Q < 214 m3/det, ditunjukkan

pada Tabel 3. Tinggi bukaan

awal pintu flap Gate minimum

0,1 m. Pengoperasian pintu

flap gate akan sesuai dengan

Tabel 4. tergantung pada debit

aliran sungai.

f. Pintu utama akan dioperasikan

ketika debit aliran diperkirakan

Q > 214 m3/det, tinggi bukaan

awal pintu utama ditentukan

pada 0,3 m. Tahapan operasi

pintu utama untuk kondisi

surut akan sesuai dengan Tabel

3. Ketika kondisi pasang akan

sesuai dengan Tabel 4.

Tergantung pada debit aliran

sungai.

g. Semua pintu akan dibuka atau

ditutup secara bersama - sama.

Sehingga debit yang keluar

akan sama pada setiap pintu.

h. Pada simulasi operasi pintu

untuk Q2th, Q5th, Q10th, Q25th,

Q50th, dan Q100th dioperasikan

dengan 7 pintu. Dapat dilihat

pada Tabel 5 dan Tabel 6.

2. Kondisi hilir bendung gerak

a. Kondisi hilir Bendung Gerak

Sembayat tidak akan kering ketika

musim kemarau, dikarenakan

adanya pasang surut air laut.

Pasang surut air laut pada bagian

hilir dapat mengakibatkan tinggi

muka air hilir mengalami

kenaikan sehingga kondisi yang

sebelumnya aliran bebas menjadi

aliran tenggelam, dengan muka

air tertinggi pasang = EL + 0,30 m

dan muka air terendah surut = EL

– 2,20 m.

b. Kondisi hilir Bendung Gerak

Sembayat mengalami degradasi

maksimum mencapai 3,680 m,

apabila Q100th terjadi continue

selama 7 tahun. Dengan desain

panjang pondasi pancang pada

endsill sepanjang 5,170 m, maka

kondisi endsill masih tetap aman

bila terjadi degradasi.

E. SARAN

Berdasarkan analisa perhitungan

analitik pada Bendung Gerak Sembayat,

yang dilakukan sesuai dengan rumusan

masalah pada kajian ini, maka disarankan

beberapa hal sebagai berikut:

1. Perlunya pemeliharaan berkala

untuk pintu agar debit yang

dikeluarkan tetap terjaga dan agar

diketahui kerusakan yang terjadi.

2. Pembersihan Sampah Terapung

(Discharging Floating Rubbish)

Bentuk pintu Bendung Gerak

Sembayat adalah tipe pintu

sorong (sluice gate) bagian

atasnya dilengkapi pintu flap gate.

Pintu flap gate ditempatkan di

semua pintu utama. Pintu flap

gate dapat dioperasikan secara

otomatis untuk mengeluarkan

sampah terapung pada elevasi

+0,700 m. Sehingga pembersihan

sampah terapung dengan sendiri

dapat dilakukan dengan

pembukaan pintu flap gate.

DAFTAR PUSTAKA

Anggrahini. 1997. Hidrolika Saluran

Terbuka. Surabaya: CV. Citra

Media.

Anonim. 2012. Lower Solo River

Improvement Project, Phase – 2

Gate Operation Manual. Jakarta:

Departemen Pekerjaan Umum.

Chow, Ven Te. 1997. Hidrolika Saluran

Terbuka, terjemahan E.V. Nensi

Rosalina. Jakarta : Erlangga.

Cunge, J.A., Holly, F. M., dan Verwey,

A. 1980. Practical Aspects

Computational River Hydraulics.

Boston: Pitman Advanced

Publishing Program.

Falah. 1994. Sedimentasi Akibat Pasang

Surut. Jurnal Pengembangan

Keairan. Semarang: Fakultas

Teknik Universitas Diponegoro.

G.E, Hecker .1987. Fundamentals of

vortex intake flow, Swirling flow

problems at intakes, IAHR.

Hydraulic Structures design

manual. Hydraulic Institute

Standards 1983 Centrifugal, Rotary

and Reciprocating Pumps:

Cleveland, Ohio.

Henderson, F.M. 1996. Open Channel

Flow. London: Mc. Milan Co.Inc

and Collier Mc. Milan Publisher.

Istiarto. 2007. Degradasi Dan Agradasi

Aliran Dasar Sungai, Yogyakarta:

http://staff.ugm.ac.id/index.php/200

7/12/degradasi-agradasi.html

(diakses 16 Juli 2016).

Limantara. 2010. Hidrologi Praktis,

Bandung: Lubuk Agung.

Morisawa, Marie. 1985. Rivers. United

States of America by Longman:

New York

Priyantoro, Dwi. 1987. Teknik

Pengangkutan Sedimen, Malang:

Fakultas Teknik Universitas

Brawijaya.

Priyantoro, Dwi. 1990. Simulasi Operasi

Pintu Tegak (Sluice Gate) Pada

Saluran Yang Berfungsi Sebagai

Penampung Air Dengan

Pendekatan Model Matematik.

Universitas Gadjah Mada.

Raju, K.G.R. 1986. Aliran Melalui

Saluran Terbuka, terjemahan Yan

Piter Pangaribuan B.E., M.Eng.

Jakarta: Erlangga.

Shen, H.W. (ed.). 1976. River Mechanics

I. Collins: Colorado

Soewarno. 1995. Hidrologi, Bandung:

Nova.

Sosrodarsono, S. & Tominaga, M. 1994.

Perbaikan dan Pengaturan Sungai,

Jakarta: PT Pradnya Paramita.

Subramanya, K. 1986. Flow In Open

Channels, New Delhi : Tata

McGraw-Hill Publishing Company

Limited.

Suroso, Agus. 2012. Irigasi dan

Bangunan Air. Pusat

Pengembangan Bahan Ajar – UMB:

Jakarta Triatmodjo, Bambang. 1996. Hidrolika

II. Yogyakarta: Beta Offset.

Yuwono, Nur. 1996. Perencanaan Model

Hidraulik (Hydraulic Modelling).

UGM: Yogyakarta

http://staff.ugm.ac.id/index.php/2007/12/degradasi-agradasi.html

http://staff.ugm.ac.id/index.php/2007/12/degradasi-agradasi.html

pengaturan operasi pintu bendung gerak...

Documents