KAJIAN ASPEK HIDROLIK BENDUNG GERAK SEI WAMPU DI

KABUPATEN LANGKAT PROVINSI SUMATERA UTARA

(TINJAUAN HITUNGAN ANALITIK DAN HASIL UJI

MODEL FISIK SKALA DISTORSI, HORIZONTAL

1:100, VERTIKAL 1:40)

JURNAL

Diajukan untuk memenui persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

IKA JUWITA RAHAYU

NIM. 0910640048-64

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN PENGAIRAN

MALANG

2013

KAJIAN ASPEK HIDROLIK BENDUNG GERAK SEI WAMPU DI KABUPATEN

LANGKAT PROVINSI SUMATERA UTARA (TINJAUAN HITUNGAN

ANALITIK DAN HASIL UJI MODEL FISIK SKALA DISTORSI,

HORIZONTAL 1:100, VERTIKAL 1:40)

Ika Juwita Rahayu1, Dwi Priyantoro

2, Linda Prasetyorini

2

1. Mahasiswa Teknik Pengairan Universitas Brawijaya 2. Dosen Teknik Pengairan Universitas Brawijaya

email : Iey_Cca@yahoo.com

Abstrak : Skripsi ini bertujuan untuk mengetahui kondisi kapasitas Sungai Sei Wampu

sebelum dan sesudah dibangun sudetan, serta dampak signifikan dibuatnya sudetan dan

bendung gerak (barrage) pada Sungai Sei Wampu, mencari alternatif bukaan pintu untuk

pemeliharaan sungai (maintenance), pengendalian banjir, dan pemanfatan (untuk keperluan

irigasi) dari bendung secara optimal dan mengetahui gerusan di bagian hilir Bendung Sei

Wampu akibat pola operasi pintu serta rekomendasi bangunan pengaman yang tepat untuk

hilir Bendung Sei Wampu. Analisa kondisi kapasitas Sungai Sei Wampu sebelum dan

sesudah dibangun sudetan dilakukan dengan bantuan aplikasi HEC-RAS versi 4.1.0.

Sedangkan alternatif bukaan pintu dan gerusan ditinjau berdasarkan hasil uji model fisik

Bendung Gerak Sei Wampu dengan skala distorsi Horizontal 1:100, Vertikal 1:40. Dari

hasil analisis diketahui bahwa kapasitas Sungai Sei Wampu eksisting mengalami banjir di

sepanjang alurnya pada setiap debit banjir rancangan, sedangkan setelah adanya sudetan

dan bendung gerak Sungai Sei Wampu aman dari bahaya banjir. Berdasarkan hasil uji

model fisik dengan usulan operasi pintu yang diuji, dapat dilihat kapasitas pintu mampu

menjaga elevasi muka air di hulu sehingga aman terhadap bahaya overtopping, serta dapat

memenuhi kebutuhan air irigasi untuk DI Sei Wampu Kanan sebesar 11,72 m3/dt dan DI

Sei Wampu Kiri sebesar 6,32 m3/dt. Desain peredam energi dan perlindungan dasar sungai

di hilir pada original design sudah efektif dan aman terhadap ancaman gerusan local yang

terjadi.

Kata Kunci: Sungai Sei Wampu, pola operasi pintu bendung gerak

Abstract: This thesis aims to determine the capacity of the Sei Wampu river before and

after the diversion built, also the significant impact of the diversion and the barrage on Sei

Wampu River, look for alternative on operating sluice gate for river maintenance, flood

control, and irrigation and determine local scour at the weir downstream due to the gate

operating pattern as well as recommendations appropriate safeguards for the Sei Wampu

dam downstream. To analys the rivers capacity before and after the diversion was built its

used an application, HEC-RAS version 4.1.0. and to look for the gate operating pattern

also the local scoure were reviewed based on a physical model test results with distortion

scale 1:100 Horizontal, Vertical 1:40. From the analysis Sei Wampu River flooded along

each design flood discharge, and after the diversion and the barrage was built Sei Wampu

safe from floods. Based on the physical model test results, with the proposed gate

operating pattern that had tested, it can be seen that the gate capacity is able to keep the

upstream water level that is safe against the overtopping, and can fill the needs of irrigation

water for the Right DI Sei Wampu of 11.72 m3/sec and the left DI Sei Wampu of 6.32

m3/sec. Design of stilling basin and the riverbed protection at the downstream of the

original design was effective and safe against the threat of local scour occurs.

Keyword: Sei Wampu river, Sluice gate operating pattern

PENDAHULUAN

Daerah sekitar lokasi DI Sei

Wampu merupakan daerah persawahan

tadah hujan dan sebagian kecil

persawahan beririgasi semi teknis seperti

DI Secanggang dengan luas 1350 ha, D.I.

Hinai, Sukarame dan lain-lain. Selain itu

daerah sekitar yang telah dikembangkan

di lokasi DI Sei Wampu sebagian berupa

areal pertanian sawah dan perkebunan

yang dilengkapi dengan saluran-saluran

buatan masyarakat setempat (Semi

teknis). Areal persawahan tersebut

terletak di Kawasan Pengembangan

daerah irigasi Sei Wampu. Secara

administrasi terletak dalam wilayah

Kecamatan Stabat. Hinai, Secanggang

dan Wampu di Kabupaten Langkat,

Propinsi Sumatera Utara. Sebagian dari

daerah irigasi tersebut telah dimanfaatkan

oleh masyarakat lokal sebagai lahan

tanaman pangan, palawija, dan lahan

permukiman dan fasilitas umum

pedesaan. Mata pencaharian penduduk

lokal pada umumnya adalah bertani dengan mengusahakan padi dan palawija.

Pada musim hujan sebagian

daerah rawa di wilayah studi tergenang

air hujan (banjir), sedangkan pada musim

kemarau air pasang hanya mampu

mengairi sebagian kecil lahan

persawahan penduduk, karena air pasang

hanya mampu mencapai sejauh 0.50 1.00 km dari sungai. Untuk

menanggulangi masalah tersebut perlu

dibangun suatu sistem irigasi dengan

memanfaatkan potensi sumber air baku

Sungai Wampu. Oleh sebab itu, perlu

dibangun suatu bendung gerak guna

meninggikan dan mengatur muka air di

sungai sehingga air bisa disadap dan

dialirkan ke saluran melalui bangunan

pengambilan (intake).

Setiap proyek pengembangan

sumber daya air akan menghadapi

masalah yang unik dan harus diatasi

secara khusus. Oleh karena itu didalam

pemanfaatan air diperlukan pengaturan

dan pengoperasikan yang optimal agar

diperoleh hasil yang maksimum.

Kondisi aliran sebelum dan

sesudah bendung yang direncanakan

seringkali tidak teridentifikasi dengan

cara pendekatan perhitungan analitik.

Oleh karena itu, perlu mengadakan

pengujian terhadap dimensi-dimensi

bangunan yang telah direncanakan dalam

bentuk Uji Model Fisik Hidrolika untuk

peninjauan bangunan dari segi hidrolika.

Sehingga didapatkan tingkat keyakinan

yang tinggi terhadap keberhasilan, kekuatan, dan keamanan desain.

METODOLOGI STUDI

Model Fisik Bendung D.I Sei

Wampu dibangun pada Laboratorium

Sungai dan Rawa Jurusan Teknik

Pengairan Universitas Brawijaya dengan

skala distorsi, Horizontal 1:100 dan

Vertikal 1:40. Besaran-besaran yang

berhubungan dengan pemodelan dapat

diketahui sebagaimana tabel 1 berikut:

Tabel 1. Rasio Skala antara Model dan

Prototipe Bendung Gerak (Barrage) Sei

Wampu

Bagian sungai dibuat dengan

kondisi dasar tidak bergerak (fix bed)

pada bagian sudetan dan dasar bergerak

(moveable bed) pada bagian sungai.

Material dasar sungai Sei Wampu dan

material campuran model telah diuji di

Laboratorium Mekanika Tanah Perum

Besaran Notasi Rasio

Skala Horizontal Lr 100

SkalaVertikal Hr 40

Kecepatan vr 6,325

Waktu tr 15,811

Debit Qr 25298,22

Koefisien

Manning

nr 1,170

Jasa-Tirta I Malang. Dari hasil pengujian

laboratorium Perum Jasa Tirta, hasil

model yang sesuai dengan kondisi lapangan adalah campuran no. 4. Dengan

perbandingan 50% pasir kasar + 50%

batu bara.

Tabel 2. Hasil Pengujian model

Nomor

Material

Campuran

model pengujian

(ton/m3)

1 2,212

2 2,288

3 2,115

4 1,730 *)

5 1,538

*) Material campuran yang dipilih

Rancangan Hasil Pengujian.

Berdasarkan parameter dan rancangan

pengujian, maka diharapkan dapat

memberikan alternatif hasil efektif.

Adapun rancangan hasil penelitian

disajikan dalam tabel 3. berikut :

Tabel 3. Rancangan Hasil

Pengujian

HASIL DAN PEMBAHASAN

Untuk memperoleh desain yang

memenuhi kondisi hidraulik, dilakukan

pengujian terhadap original design

sebagai model seri 0 yaitu yang dibuat

sesuai desain dari konsultan perencana.

Dimana hasil pengujian sebagai berikut:

1. Model Seri 0

Pada Running Test Original

Design dicoba kondisi pengaliran Q2th-

Q1000th dengan kondisi dasar fix bed pada

posisi hulu dan hilir barrage (sudetan)

sedangkan pada pertemuan sungai

material dasar sungai diberlakukan

campuran 50% batu bara : 50% pasir

kasar (sesuai hasil pengujian laboratorium

Perum Jasa Tirta I).

Fokus pengujian pada original

design ini ada 2 macam, diantaranya

pengujian kapasitas pintu barrage supaya

tidak terjadi overtopping dan pemenuhan

kebutuhan air irigasi melalui intake kanan

dan kiri.

a) Pengujian terhadap kapasitas pintu utama (barrage) dan pintu penguras

(flushing)

Berdasarkan perhitungan debit

operasi pintu utama (barrage) dan pintu

penguras (flushing), dapat dicari

kombinasi bukaan pintu untuk masing masing debit banjir. Perhitungannya

adalah sebagai berikut:

Untuk Q5 = 850,70 m3/dt, dicoba bukaan

setinggi 1,5 m pada pintu utama dan 1,2

m pada pintu penguras, sehingga dapat

dihitung debit yang lewat adalah

Q = (Qbarrage x n) + (Qpenguras x n)

= (74,213 x 10) + (65,72 x 2)

= 742,13 + 131,44

= 873,57 m3/dt

Kesalahan relatif (Kr) debit =

{(873,57 - 850,70) / 873,57}*100% =

2,61 %

Karena debit yang lewat dengan

kombinasi bukaan setinggi 1,5 m pada

pintu utama dan 1,2 m pada pintu

penguras mendekati debit banjir

rancangan, dan setelah diuji pada model

fisik ketinggian muka air sudah

mendekati perencanaan yaitu pada elevasi

+11,00 pada hulu bendung dan +5,918

pada hilir bendung, maka kombinasi

bukaan pintu tersebut dapat digunakan

sebagai usulan pola operasi pintu utama

dan penguras pada Q5. Selanjutnya,

dilakukan langkah yang sama untuk

masing masing debit. Perhitungan

1. Kapasitas pintu barrage Pintu mampu mengalirkan debit banjir rencana

2. Kondisi Aliran di hulu 1. Aliran di hilir bendung sudah merata

dan hilir bedung 2. Tinggi jagaan di hulu maupun hilir Sungai yang

direncanakan aman terhadap semua debit

banjir rencana

3. Tidak terjadi gerusan lokal yang dalam.

Parameter Rancangan Hasil PengujianNo.

selanjutnya dapat dilihat pada tabel 4

berikut:

Tabel 4. Perhitungan Kr Debit Pada

Pengujian Original Design

Dari hasil pengujian original

design dapat dilihat bahwa aliran merata

sempurna dan tidak terdapat gejala vortex.

Peredam energi juga efektif untuk

meredam aliran dari pintu. Rekapitulasi

operasi bukaan pintu barrage dan

pembilas dapat dilihat pada tabel 5.

Tabel 5. Usulan Pola Operasi Bukaan

Pintu Utama (Barrage), Penguras

(Flushing) dan Pengambilan (intake)

Keterangan :

- : pintu ditutup Operasi pintu Q5th-Q100th Elevasi

Muka Air Banjir +11,00

b) Pengujian terhadap kapasitas pintu intake

Intake kiri

Untuk memenuhi kebutuhan debit

intake kiri sebesar 6,32 m3/dt, dua

buah pintu intake dibuka masing-

masing setinggi 1,55 m. Dari hasil

pengujian pada model dengan

bukaan pintu tersebut didapatkan

besaran debit yang terukur pada

Thompson sebesar 6,43 m3/dt.

Intake kanan

Untuk memenuhi kebutuhan debit

intake kanan sebesar 11,72 m3/dt

pintu intake dibuka penuh

setinggi 2,00 m. Dari hasil

pengujian pada model dengan

bukaan penuh tiga pintu intake

tersebut didapatkan besaran debit

yang terukur pada Thompson

hanya sebesar 9,38 m3/dt,

sehingga untuk memenuhi

kekurangan debit pada intake

kanan dilakukan penurunan tinggi

ambang drempel dari 0,90 m

menjadi 0,70 m. Dengan adanya

penurunan pada ambang drempel

tersebut kebutuhan debit pada

intake kanan terpenuhi sebesar

11,76 m3/dt.

2. Model Seri 1 Melihat desain dasar pintu intake

kanan pada elevasi + 8,15 dan intake kiri

+ 8,35 dengan elevasi dasar pintu barrage

+5,00, h = 3,15 lebih besar dari 0,333xh = 2,664 m, maka kriteria sedimen dasar

(bed load) tidak masuk intake terpenuhi,

sehingga fungsi dari pintu penguras

(flushing) dapat diabaikan. Pada model

seri 1 ini elevasi pintu penguras (flushing)

dinaikkan dari +4,00 menjadi +5,00 (sama

dengan ambang pintu barrage).

Perubahan elevasi ambang ini

dimaksudkan untuk mengurangi bahaya

vortex pada pintu.

Sama dengan pengujian pada

original design fokus pengujian pada Seri

I ini ada 2 macam, yaitu pengujian

kapasitas pintu barrage supaya tidak

terjadi overtopping dan pemenuhan

kebutuhan air irigasi melalui intake kanan

dan kiri. Langkah dalam mencari pola

operasi pintu sama dengan langkah yang

telah diuraikan pada sub bab sebelumnya.

Perhitungan Kr debit pada pengujian Seri

I dapat dilihat pada tabel 6 berikut:

Tabel 6. Perhitungan Kr Debit Pada

Pengujian Seri I

Qbarrage Qflushing Qintake Q total Kr Debit

m3/dt m

3/dt m

3/dt m

3/dt %

2 3 4 5 6

Q2th : 640.900 543.560 31.248 17.104 591.912 7.644

Q5th : 850.700 742.130 131.440 - 873.570 2.688

Q10th : 1006.200 857.140 172.132 - 1029.272 2.293

Q20th : 1168.200 1016.200 192.008 - 1208.208 3.425

Q25th : 1222.500 1082.280 172.132 - 1254.412 2.610

Q50th : 1398.900 1236.500 211.884 - 1448.384 3.537

Q100th : 1589.100 1412.650 236.728 - 1649.378 3.793

Q1000th : 2346.600 2293.670 327.480 - 2621.150 11.700

Sumber : Perhitungan

Keterangan:

1. Data 4. (Q intake kanan x n)+ (Q intake kiri x n)

2. Qbarrage x n 5. (2)+(3)+(4)

3. Qflushing x n 6. |[{(1)-(5)}/(1)]*100%|

Debit Rancangan

1

m3/dt

Kanan Kiri 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kanan Kiri

Qandalan 35,94 - - - - - - - - - - - 2,00 1,55

Q2th 640,90 0,30 0,30 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 2,00 1,55

Q5th 850,70 1,20 1,20 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 - -

Q10th 1006,20 1,60 1,60 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 - -

Q20th 1168,20 1,80 1,80 2,10 2,10 2,10 2,10 2,10 2,10 2,10 2,10 2,10 2,10 - -

Q25th 1222,50 1,60 1,60 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 - -

Q50th 1398,90 2,00 2,00 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 - -

Q100th 1589,10 2,25 2,25 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 - -

Q1000th 2346,60 3,20 3,20 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 - -

Pintu Intake

( m )

Debit Pintu Flushing

( m )(m

3/dt)

Pintu Utama (Barrage )

( m )

Dari hasil pengujian model seri 1

dapat dilihat bahwa kecepatan aliran

lebih merata pada hilir pintu. Kapasitas

pintu mampu menjaga elevasi muka air di

hulu +12,00 sehingga aman terhadap

bahaya overtopping. Hasil pengujian

model seri 1 dapat direkomendasikan

sebagai Final Design. Rekapitulasi

operasi bukaan pintu barrage dapat dilihat

pada tabel 7. Untuk operasi pintu intake

sama dengan operasi pintu intake pada

original design.

Tabel 7. Usulan Pola Operasi Bukaan

Pintu Utama (Barrage)

Keterangan :

- : pintu ditutup

Perbandingan Kapasitas Sungai Sei

Wampu. Berdasarkan hasil analisa HEC-

RAS serta pengujian Model Fisik

Bendung Gerak Sei Wampu, pada titik

yang sama, tinggi muka air pada Sungai

Sei Wampu sebelum dan sesudah

dibangun sudetan serta sesudah adanya

bendung gerak mengalami perbedaan

yang signifikan. Kondisi sungai Sei

Wampu sebelum dibangun sudetan pada

Q2th - Q1000 adalah banjir. Setelah

dibangun sudetan, sungai tidak

mengalami banjir karena tinggi muka air

maksimum yakni pada saat Q1000 adalah

berkisar pada elevasi +11,57 sampai

dengan +11,67, dengan elevasi tanggul

sudetan +14,00. Sedangkan setelah ada

bendung gerak, berdasarkan hasil uji

model fisik, elevasi muka air pada bagian

hulu bendung berkisar pada elevasi

+10,24 sampai dengan +11,40 dan pada

hilir bendung elevasi muka air berkisar

+4,92 sampai dengan +11,00. Perbedaan

tinggi muka air di sepanjang alur Sungai

Sei Wampu sebelum dan sesudah

dibangun sudetan serta setelah ada

bendung gerak dapat dilihat pada Tabel 8

dan Gambar 2 dan 3.

Gambar 1. Sungai Sei Wampu Setelah

Dibangun Sudetan dan Bendung Gerak

Tabel 8. Perbandingan Muka Air Sungai

Sei Wampu

Qbarrage Qintake Q total Kr Debit

m3/dt m

3/dt m

3/dt %

2 4 5 6

Q2th : 640.900 551.484 17.104 568.588 11.283

Q5th : 850.700 798.204 - 798.204 6.171

Q10th : 1006.200 945.768 - 945.768 6.006

Q20th : 1168.200 1129.780 - 1129.780 3.289

Q25th : 1222.500 1166.580 - 1166.580 4.574

Q50th : 1398.900 1563.032 - 1563.032 11.733

Q100th : 1589.100 1580.650 - 1580.650 0.532

Q1000th : 2346.600 2329.512 - 2329.512 0.728

Sumber : Perhitungan

Keterangan:

1. Data 5. (2)+(3)+(4)

2. Qbarrage x n 6. |[{(1)-(5)}/(1)]*100%|

4. (Q intake kanan x n)+ (Q intake kiri x n)

Debit Rancangan

m3/dt

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Qandalan 35,94 - - - - - 0,2 0,2 - - - - -

Q2th 640,90 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Q5th 850,70 1,2 1,2 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,2 1,2

Q10th 1006,20 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6

Q20th 1168,20 1,9 1,9 1,9 1,9 2,0 2,0 2,0 2,0 1,9 1,9 1,9 1,9

Q25th 1222,50 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

Q50th 1398,90 2,3 2,3 2,3 2,3 2,4 2,4 2,4 2,4 2,3 2,3 2,3 2,3

Q100th 1589,10 2,7 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,7

Q1000th 2346,60 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2

(m3/dt)

Pintu Utama (Barrage )

( m )

Debit

Eksisting Sudetan Setelah ada Barrage Eksisting Sudetan Setelah ada Barrage

(HEC RAS) (HEC RAS) ( Hasil Pengujian) (HEC RAS) (HEC RAS) ( Hasil Pengujian)

(m) (m) (m) (m) (m) (m)

Q2 640.9 7.84 5.26 10.24 7.85 5.07 5.05

Q5 850.7 8.54 6.13 10.96 8.54 5.97 5.93

Q10 1006.2 9.03 6.81 10.86 9.02 6.67 6.25

Q20 1168.2 9.55 7.53 11.08 9.55 7.42 6.99

Q25 1222.5 9.74 7.75 11.02 9.73 7.65 7.21

Q50 1398.9 10.36 8.45 11.36 10.36 8.35 7.97

Q100 1589.1 11.08 9.16 10.96 11.08 9.07 8.43

Q1000 2346.6 13.24 11.65 11.32 13.26 11.58 9.48

Debit

Hulu (A) Hilir (B)

Elevasi Muka Air

Sumber: Hasil Analisa

HECRAS,perhitungan dan pengujian

model

Gambar 2. Grafik Tinggi Muka Air di

sepanjang Sungai Sei

Wampu Eksisting pada Q2th

- Q1000th Sumber: Hasil Analisa HEC-RAS

Gambar 3. Grafik Tinggi Muka Air di

sepanjang Sudetan Sungai

Sei Wampu pada Q2th -

Q1000th Sumber: Hasil Analisa HEC-RAS

Analisa Gerusan Lokal (Local

Scouring) Pada Hilir Bendung Gerak

Sei Wampu.

Analisa ini diperlukan untuk

mengetahui gerusan setempat (local

scouring) yang terjadi di bagian hilir

bangunan peredam energi bendung gerak

Sei Wampu. Perhitungan empirik gerusan

setempat dapat mengunakan pendekatan

beberapa rumus, dalam studi ini

digunakan Rumus Schoklitsch,

Zimmerman and Maniak dan Veronese.

Berikut adalah contoh perhitungan

kedalaman gerusan untuk Q5th (850,700

m3/det)

Data yang diketahui:

Q5th = 850,700 m3/det

B = 118 m

q = Q/B = 850,700 /118 = 7,209 m

2/det

D85 = 0,55 mm dan D90 = 0,80 mm (ukuran diameter dasar sungai Sei

Wampu hasil pengujian gradasi di

Perum Jasa Tirta I)

H = 0,430 m

He = - =

5,909 m

dm = 5,990 m

a) Rumus Schoklitsch

ms dD

qHKd

57,0

32,0

90

2,0 ..

990,580,0

7,209).()430,0.(47,057,0

32,0

2,0

sd

ds = 7,156 m

b) Rumus Zimmerman and Maniak

m

m

s dq

d

D

qKd

93.0

3223.0

85.0

82.0

..

990,5209,7

990,5.

55,0

209,7.89,2

93.0

3223.0

82.0

sd

ds = 20,024 m

c) Rumus Veronese

dmxqKxHed s )(54,0255,0

990,5)209,7909,59,1( 54,0255,0 xxd s

ds = 2,694 m

Perhitungan selanjutnya dapat dilihat

pada tabel 9 12 berikut:

Tabel 9. Perhitungan Kedalaman Gerusan

Lokal Metode Schoklitsch

Tabel 10. Perhitungan Kedalaman

Gerusan Lokal Metode Zimmerman and

Maniak

Tabel 11. Perhitungan Kedalaman

Gerusan Lokal Metode Veronese

Tabel 12. Perbandingan Hasil Hitungan

Analitik dan Hasil Uji Model fisik

KESIMPULAN

Berdasarkan analisa perhitungan

dan pengujian pada model tes Bendung

Sei Wampu dengan skala distorsi

(horizontal 1:100 dan vertikal 1:40) yang

dilakukan sesuai dengan rumusan

masalah pada kajian ini, maka dapat

disimpulkan beberapa hal sebagai

berikut:

1. Kondisi muka air Sungai Sei Wampu setelah dibangun sudetan

Berdasarkan hasil analisa HEC-RAS

serta pengujian Model Fisik Bendung

Gerak Sei Wampu, pada titik yang sama,

tinggi muka air pada Sungai Sei Wampu

sebelum dan sesudah dibangun sudetan

serta sesudah adanya bendung gerak

mengalami perbedaan yang signifikan.

Kondisi sungai Sei Wampu sebelum

dibangun sudetan pada Q2th - Q1000 adalah

banjir. Setelah dibangun sudetan, sungai

tidak mengalami banjir karena tinggi

muka air maksimum yakni pada saat

Q1000 adalah berkisar pada elevasi +11,57

sampai dengan +11,67, dengan elevasi

tanggul sudetan +14,00. Sedangkan

setelah ada bendung gerak, berdasarkan

hasil uji model fisik, elevasi muka air

pada bagian hulu bendung berkisar pada

elevasi +10,24 sampai dengan +11,40

dan pada hilir bendung elevasi muka air

berkisar +4,92 sampai dengan +11,00.

Dapat disimpulkan bahwa, sebelum ada

sudetan dan bendung gerak, Sungai Sei

Wampu mengalami banjir sedangkan

setelah adanya sudetan dan bendung

gerak Sungai Sei Wampu aman terhadap

bahaya banjir.

2. Pola Operasi Pintu

Debit per

satuan lebar (q)

(m2/dt) (mm) (m) (m) (m)

2 3 4 5 6 7

Q2th: 640.900 5.431 4.70 0.80 0.220 5.020 4.763

Q5th: 850.700 7.209 4.70 0.80 0.430 5.990 7.156

Q10th: 1006.200 8.527 4.70 0.80 0.380 6.420 7.693

Q20th: 1168.200 9.900 4.70 0.80 0.430 6.990 8.761

Q50th: 1398.900 11.855 4.70 0.80 0.630 8.130 10.711

Q100th: 1589.100 13.467 4.70 0.80 0.570 8.330 11.529

Q1000th: 2346.600 19.886 4.70 0.80 0.640 9.800 15.582

Sumber: Perhitungan

Keterangan:

1. Data 5. Diketahui

2. (1) / B ; B = 118 m 6. Diketahui

3. K = 4,7 7. {(3)*((5)^0,2)*((2)^0,57))/(4)^0,32} - (6)

4. Data

dm dsD90K HDebit (Q)

(m3/dt)

1

Debit per

satuan lebar (q)

(m2/dt) (mm) (m) (m)

2 3 4 5 6

Q2th: 640.900 5.431 2.89 0.55 5.020 15.837

Q5th: 850.700 7.209 2.89 0.55 5.990 20.024

Q10th: 1006.200 8.527 2.89 0.55 6.420 22.273

Q20th: 1168.200 9.900 2.89 0.55 6.990 25.007

Q50th: 1398.900 11.855 2.89 0.55 8.130 30.045

Q100th: 1589.100 13.467 2.89 0.55 8.330 31.726

Q1000th: 2346.600 19.886 2.89 0.55 9.800 40.569

Sumber: Perhitungan

Keterangan:

1. Data 4. Data

2. (1) / B ; B = 118 m 5. Diketahui

3. K = 2,89 6. {(3)*((2)^0,82/(4)^0,23)*((5)/(2)^2/3)^0,93} - (5)

K D85 dmDebit (Q)

(m3/dt)

1

ds

Debit per

satuan lebar (q)

(m2/dt) (m) (m) (m)

2 3 4 5 6

Q2th: 640.900 5.431 1.90 5.022 5.020 2.130

Q5th: 850.700 7.209 1.90 5.909 5.990 2.694

Q10th: 1006.200 8.527 1.90 5.673 6.420 2.991

Q20th: 1168.200 9.900 1.90 5.237 6.990 3.005

Q50th: 1398.900 11.855 1.90 5.541 8.130 3.046

Q100th: 1589.100 13.467 1.90 4.601 8.330 3.088

Q1000th: 2346.600 19.886 1.90 3.291 9.800 3.139

Sumber: Perhitungan

Keterangan:

1. Data 4. Diketahui

2. (1) / B ; B = 118 m 5. Diketahui

3. K = 4,7 6. {(3)*((4)^0,255)*((2)^0,54))} - (5)

K He dm ds

1

Debit (Q)

(m3/dt)

Debit per Metode Metode Metode Hasil

satuan lebar (q) Schoklitsch Zimmerman Veronese Model

and Maniak

(m2/dt) (m) (m) (m) (m)

Q2th: 640.900 5.431 4.763 15.837 2.130 1.320

Q5th: 850.700 7.209 7.156 20.024 2.694 1.960

Q10th: 1006.200 8.527 7.693 22.273 2.991 2.100

Q20th: 1168.200 9.900 8.761 25.007 3.005 2.180

Q50th: 1398.900 11.855 10.711 30.045 3.046 2.420

Q100th: 1589.100 13.467 11.529 31.726 3.088 2.520

Q1000th: 2346.600 19.886 15.582 40.569 3.139 2.600

Sumber: Perhitungan dan Hasil Pengujian

Debit (Q)

(m3/dt)

Pembangunan barrage ini dimaksudkan

untuk memenuhi kebutuhan air irigasi

seluas 11.478 ha dan pada saat terjadi

banjir elevasi muka air di hulu tanggul

bantaran banjir tidak melebihi elevasi +

14.00. Dari hasil uji model ini diperoleh

kombinasi operasi bukaan pintu dan

posisi elevasi muka air di hulu.

A. Operasi Pintu Barrage Pola operasi pintu Barrage

mengacu pada tinggi muka air di hulu

barrage pada kondisi :

a. Muka Air Normal pada elevasi +10,00 pada saat kondisi aliran

Qandalan dan Q2th.

b. Muka Air Banjir pada elevasi +11,00 pada saat aliran Q5th Q100th.

c. Pada kondisi aliran dengan Q1000, muka air di hulu tanggul bantaran

banjir tidak boleh melebihi elevasi +

14.00.

Berdasarkan hasil uji model fisik

dengan usulan operasi pintu yang telah

dibahas pada bab sebelumnya, dapat

dilihat bahwa aliran merata sempurna dan

tidak terdapat gejala vortex. Peredam

energi juga efektif untuk meredam aliran

dari pintu. Kapasitas pintu mampu

menjaga elevasi muka air di hulu

sehingga aman terhadap bahaya

overtopping.

B. Operasi Pintu Intake Untuk memenuhi kebutuhan debit

intake kiri sebesar 6,32 m3/dt, dua buah

pintu intake dibuka masing-masing

setinggi 1,55 m. Dari hasil pengujian

pada model dengan bukaan pintu tersebut

didapatkan besaran debit yang terukur

pada Thompson sebesar 6,43 m3/dt.

Sedangkan Untuk memenuhi kebutuhan

debit intake kanan sebesar 11,72 m3/dt

pintu intake dibuka penuh setinggi 2,00

m. Dari hasil pengujian pada model

dengan bukaan penuh tiga pintu intake

tersebut didapatkan besaran debit yang

terukur pada Thompson hanya sebesar

9,38 m3/dt, sehingga untuk memenuhi

kekurangan debit pada intake kanan

dilakukan penurunan tinggi ambang

drempel dari 0,90 m menjadi 0,70 m.

Dengan adanya penurunan pada ambang

drempel tersebut kebutuhan debit pada

intake kanan terpenuhi sebesar 11,76

m3/dt.

3. Gerusan Lokal Dari perhitungan kedalaman

gerusan dengan mengunakan pendekatan

beberapa rumus,yakni Schoklitsch,

Zimmerman and Maniak, dan Veronese

bisa dibandingkan kesesuaiannya dengan

gerusan pada pengujian model sehingga

dapat dipakai sebagai acuan untuk

perencanaan kedalaman pondasi. Dari

hasil perhitungan secara analitik, yang

paling sesuai dengan hasil pengujian

model adalah hitungan dengan rumus

Veronese.

Desain peredam energi dan

perlindungan dasar sungai di hilir pada

original design sudah efektif dan aman

terhadap ancaman gerusan local yang

terjadi. Hal ini dapat dilihat dari

pengujian pola gerusan dengan

menganggap bahwa dasar sungai di hilir

peredam energi sama dengan dasar

sungai asli, gerusan terdalam yang terjadi

pada saat debit rencana (Q20 s/d Q100)

mencapai kisaran antara 2,18 m s/d 2,52

m dengan posisi terdalam berjarak 10 m

dari ujung akhir peredam energi.

SARAN

Untuk mendukung pedoman rencana

operasi bendung gerak Sei Wampu dalam

memenuhi kebutuhan air irigasi, kontrol

banjir dan keamanan bangunan pintu air,

pola operasinya disarankan sebagai

berikut :

1. Pada saat kondisi banjir disarankan semua pintu dalam kondisi terbuka

penuh walaupun pada pengujian

model untuk bukaan setinggi 4,20 m

sudah aman. Hal ini dimaksudkan

untuk mengantisipasi floating debris

yang terbawa aliran sungai. Dalam

kondisi ini pintu intake kiri dan

kanan ditutup.

2. Pada saat musim penghujan bukaan pintu disarankan setinggi

2 m secara merata dengan urutan

pembukaan pintu sebagai berikut :

a. Pintu nomor 5, 6, dan 7 dibuka lebih awal

b. Tahap kedua pintu nomor 2, 3, 4, dan 8, 9, 10 dibuka secara

bersamaan

c. Tahap selanjutnya pintu nomor 1 dan 12

3. Sesaat menjelang musim penghujan berakhir pintu

disarankan dibuka setinggi 1 m

secara merata dengan pola operasi

yang sama seperti butir 1.

4. Pada saat musim kemarau (aliran debit andalan) agar menjamin

kebutuhan air di intake pintu

nomor 6 dan 7 dibuka setinggi

0,20 m.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Album Gambar Bendung

Sungai Wampu. PT. Suwanda

Karya Mandiri

Anonim. 1986. Kriteria Perencanaan

Bagian Bangunan, Standar

Perencanaan Irigasi KP 02. CV. GALANG PERSADA: Bandung

Anonim. 1986. Kriteria Perencanaan

Bagian Bangunan, Standar

Perencanaan Irigasi KP 04. CV. GALANG PERSADA: Bandung

Anonim. 2013. Laporan Akhir

Penyelidikan Model Hidrolis

Bendung D.I Sei Wampu Kabupaten

Langkat. Jurusan Pengairan FT

Unibraw: Malang

Anonim. 2012. Morfologi Sungai.

http://bumipenjelajah.blogspot.com/

2012/04/sand-dune-ketika-angin-

membuat-ukiran.html

Chow, V.T. 1997. Hidrolika Saluran

Terbuka, Penerbit Erlangga : Jakarta

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

Istiarto. 2011. Modul Pelatihan HEC-

RAS. Teknik Sipil dan

Lingkungan Universitas Gajah

Mada: Yogyakarta

Morisawa, Marie. 1985. Rivers. United

States of America by Longman:

New York

Pemberton, Ernest L. 1984. Computing

Degradation And Local Scour.

Sedimentation And River

Hydraulics Section Hydrology

Branch Division of Planning

Technical Services Engineering

And Research Center:

Denver,Colorado

Priyantoro, D. 1987. Teknik

Pengangkutan Sedimen. Jurusan

Teknik Pengairan FT-UB : Malang

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

Saluran Terbuka, terjemahan Yan

Piter Pangaribuan B.E., M.Eng.

Erlangga: Jakarta

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

I. Collins: Colorado

Sosrodarsono, S., dan Tominaga, M.

1994. Perbaikan dan Pengaturan

Sungai, PT Pradnya Paramita:

Jakarta

Sosrodarsono, S., dan Kensaku, M. 1987.

Hidrologi Untuk Pengairan, PT

Pradnya Paramita: Jakarta

Suroso, Agus. 2012. Irigasi dan

Bangunan Air. Pusat

Pengembangan Bahan Ajar UMB: Jakarta

Yuwono, Nur. 1996. Perencanaan Model

Hidraulik (Hydraulic Modelling).

UGM: Yogyakarta.