Irigasi dan Bangunan Air

43

• n = perbandingan lebar-kedalaman

• b = lebar dasar

• h = kedalaman air rencana

• m = kemiringan talud

Tabel 1.16. Kemiringan minimum talud saluran pembuang (m)

KEDALAMAN GALIAN: D (m) KEMIRINGAN MIN. TALUD (m)
(HORIZONTAL/VERTIKAL)
D ≤ 1,0 1,0
1,0 < D ≤ 2,0 1,5

D > 2,0 2,0

Untuk perhitungan perencanaan saluran pembuang dibuat dalam bentuk tabel

seperti contoh berikut:

Nama I K hb v Elevasi
A Qd L (×10- nm Muka
Air
Saluran 3) (m1/2/dt) (m) (m) (m/dt)
(ha) (m3/dt) (m)

Pembuang

4. Pembuang ekstern

Debit rencana
Debit puncak untuk daerah yang akan dihitung airnya sampai seluas 100 km2

menggunakan rumus Der Weduwen:
= ( 3/ )

Di mana:

• Qp = debit puncak (m3/dt)
•α = koefisien limpasan air hujan

•β = koefisien pengurangan luasan hujan

•q = curah hujan (m3/dt.km2)

•A = luas daerah yang akan dibuang airnya (km2)

Debit puncak diperlukan untuk menentukan kapasitas bangunan di saluran

pembuang dan tinggi tanggul banjir di atas elevasi sawah.

Dari analisis statistik, diketahui bahwa dalam 5 tahun curah hujan harian adalah
160 mm. Sebagai contoh, untuk daerah seluas 35 km2 dengan kemiringan 0,0005

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

44

debit puncak dapat dilihat pada grafik terlampir. Debit puncak menjadi 70 m3/dt.

Debit rencana dihitung dengan rumus sebagai berikut:
= 0,116 . (1)5 0,92

Di mana:

• Qd = debit rencana (m3/dt)
•α = koefisien limpasan air hujan

• R(1)5 = curah hujan sehari dengan periode ulang 5 tahun (mm)

•A = luas daerah yang dibuang airnya (ha)

Tabel 1.17. Harga-harga koefisien limpasan air hujan (α) untuk perhitungan Qd

PENUTUP TANAH KEL. HIDROLOGI TANAH
CD

Hutan lebat 0,60 0,70

Hutan tidak lebat 0,65 0,75

Tanaman ladang (daerah 0,75 0,80
terjal)

Deskripsi kel. hidrologi tanah adalah sebagai berikut:
- Kelompok C:
• Tanah yang memiliki laju infiltrasi rendah bila dalam keadaan jenuh
sama sekali terutama terdiri dari:
➔ Tanah yang mampu menahan gerak turun air
➔ Tanah berstruktur sedang sampai halus
- Kelompok D:
• Tanah yang memiliki laju infiltrasi sangat rendah dalam keadaan
jenuh sama sekali, terutama terdiri dari:
➔ Tanah keras dengan potensi mengembang yang tinggi
➔ Lempung dekat permukaan
➔ Bahan-bahan tanah yang hampir kedap air
➔ Tanah dengan lapisan keras

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

45

BAB II
BANGUNAN UTAMA

Bangunan utama dapat didefinisikan sebagai semua bangunan yang direncanakan
di sungai atau aliran air untuk membelokkan air ke dalam jaringan irigasi, biasanya
dilengkapi dengan kantong lumpur agar bisa mengurangi kandungan sedimen yang
berlebihan serta memungkinkan untuk mengukur dan mengatur air yang masuk. Di
Indonesia sebagian besar sumber air untuk irigasi, diambil dari air sungai. Untuk
mengambil air sungai biasanya dibuat bangunan penangkap di mana sebelumnya air sungai
tersebut dinaikkan permukaannya dengan cara dibendung. Bendung adalah bangunan yang
dibuat melintang pada alur sungai, dengan maksud menaikkan taraf muka air sungai, agar
dapat dialirkan secara gravitasi ke seluruh daerah irigasi yang biasanya lebih tinggi dari air
sungai setempat.
2.1. Jenis-jenis Bangunan Utama

Pengaliran air dari sumber air berupa sungai atau danau ke jaringan irigasi untuk
keperluan irigasi pertanian, pasokan air baku dan keperluan lainnya yang memerlukan
suatu bangunan disebut dengan bangunan utama. Untuk kepentingan keseimbangan
lingkungan dan kebutuhan daerah di hilir bangunan utama, maka aliran air sungai tidak
diperbolehkan disadap seluruhnya. Akan tetapi, harus tetap dialirkan sejumlah 5% dari
debit yang ada. Salah satu bangunan utama yang mempunyai fungsi membelokkan air dan
menampung air disebut bendung ada enam bangunan utama yang sudah pernah atau sering
dibangun di Indonesia, antara lain:
1. Bendung Tetap

Bangunan air ini dengan kelengkapannya dibangun melintang sungai atau sudetan,
dan sengaja dibuat untuk meninggikan muka air dengan ambang tetap sehingga air sungai
dapat disadap dan dialirkan secara gravitasi ke jaringan irigasi. Kelebihan airnya
dilimpahkan ke hilir dengan terjunan yang dilengkapi dengan kolam olak dengan maksud
untuk meredam energi.

2. Bendung Gerak Vertikal
Bendung ini terdiri dari tubuh bendung dengan ambang tetap yang rendah

dilengkapi dengan pintu-pintu yang dapat digerakkan vertikal maupun radial. Tipe ini
mempunyai fungsi ganda, yaitu mengatur tinggi muka air di hulu bendung kaitannya
dengan muka air banjir dan meninggikan muka air sungai kaitannya dengan penyadapan

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

46

air untuk berbagai keperluan. Operasional di lapangan dilakukan dengan membuka pintu
seluruhnya pada saat banjir besar atau membuka pintu sebagian pada saat banjir sedang
dan kecil. Pintu ditutup sepenuhnya pada saat kondisi normal, yaitu untuk kepentingan
penyadapan air. Tipe bendung gerak ini hanya dibedakan dari bentuk pintu-pintunya antara
lain:

a. Pintu geser atau sorong, banyak digunakan untuk lebar dan tinggi bukaan yang
kecil dan sedang. Diupayakan pintu tidak terlalu berat karena akan memerlukan
peralatan angkat yang lebih besar dan mahal. Sebaiknya pintu cukup ringan tetapi
memiliki kekakuan yang tinggi sehingga bila diangkat tidak mudah bergetar karena
gaya dinamis aliran air.

b. Pintu radial, memiliki daun pintu berbentuk lengkung (busur) dengan lengan pintu
yang sendinya tertanam pada tembok sayap atau pilar. Konstruksi seperti ini
dimaksudkan agar daun pintu lebih ringan untuk diangkat dengan menggunakan
kabel atau rantai. Alat penggerak pintu dapat dapat pula dilakukan secara hidrolik
dengan peralatan pendorong dan penarik mekanik yang tertanam pada tembok
sayap atau pilar.

3. Bendung Karet (Bendung Gerak Horizontal)
Bendung karet memiliki dua bagian pokok, yaitu :

a. Tubuh bendung yang terbuat dari karet
b. Fondasi beton berbentuk plat beton sebagai dudukan tabung karet, serta dilengkapi

satu ruang kontrol dengan beberapa perlengkapan (mesin) untuk mengontrol
mengembang dan mengempisnya tabung karet. Bendung ini berfungsi meninggikan
muka air dengan cara mengembungkan tubuh bendung dan menurunkan muka air
dengan cara mengempiskannya. Tubuh bendung yang terbuat dari tabung karet
dapat diisi dengan udara atau air. Proses pengisian udara atau air dari pompa udara
atau air dilengkapi dengan instrumen pengontrol udara atau air (manometer).
4. Bendung Saringan Bawah
Bendung ini berupa bendung pelimpah yang dilengkapi dengan saluran penangkap
dan saringan. Bendung ini meloloskan air lewat saringan dengan membuat bak penampung
air berupa saluran penangkap melintang sungai dan mengalirkan airnya ke tepi sungai
untuk dibawa ke jaringan irigasi. Operasional di lapangan dilakukan dengan membiarkan
sedimen dan batuan meloncat melewati bendung, sedang air diharapkan masuk ke saluran
penangkap. Sedimen yang tinggi diendapkan pada saluran penangkap pasir yang secara
periodik dibilas masuk sungai kembali.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

47

5. Pompa
Pompa digunakan bila bangunan-bangunan pengelak yang lain tidak dapat

memecahkan permasalahan pengambilan air dengan gravitasi, atau kalau pengambilan air
relatif sedikit dibandingkan dengan lebar sungai. Dengan instalasi pompa pengambilan air
dapat dilakukan dengan mudah dan cepat. Namun dalam operasionalnya memerlukan
biaya operasi dan pemeliharaannya cukup mahal terutama dengan makin mahalnya bahan
bakar dan tenaga listrik. Dari cara instalasinya pompa dapat dibedakan atas pompa yang
mudah dipindah karena ringan dan mudah dirakit ulang setelah dilepas komponennya dan
pompa tetap (stationary) yang dibangun/dipasang dalam bangunan rumah pompa secara
permanen. Ada beberapa jenis pompa didasarkan pada tenaga penggeraknya, antara lain:
a. Pompa air yang digerakkan oleh tenaga manusia (pompa tangan),
b. Pompa air dengan penggerak tenaga air (air terjun dan aliran air),
c. Pompa air dengan penggerak berbahan bakar minyak
d. Pompa air dengan penggerak tenaga listrik.

6. Pengambilan Bebas
Pengambilan air untuk irigasi ini langsung dilakukan dari sungai dengan

meletakkan bangunan pengambilan yang tepat di tepi sungai, yaitu pada tikungan luar dan
tebing sungai yang kuat atau masif. Bangunan pengambilan ini dilengkapi pintu, ambang
rendah dan saringan yang pada saat banjir pintu dapat ditutup supaya air banjir tidak
meluap ke saluran induk. Kemampuan menyadap air sangat dipengaruhi elevasi muka air
di sungai yang selalu bervariasi tergantung debit pengaliran sungai saat itu. Pengambilan
bebas biasanya digunakan untuk daerah irigasi dengan luasan yang kecil sekitar 150 ha dan
masih pada tingkat irigasi .(setengah) teknis atau irigasi sederhana.

2.2. Lokasi bendung
Untuk menentukan lokasi suatu bendung, haruslah diperhatikan beberapa

pertimbangan, sehingga bendung yang direncanakan tersebut dapat dipertanggung
jawabkan, baik secara teknis, ekonomis dan fungsionalnya. Kriteria-kriteria yang perlu
diperhatikan antara alin adalah:
1. Seluruh daerah irigasi harus dapat diairi secara gravitasi
2. Trase saluran induk tidak melewati daerah yang sulit
3. Dipilih bagian sungai yang lurus

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

48
4. Bangunan pengambilan harus dapat menjamin kelancaran masuknya air ke saluran

induk
5. Kondisi tanah fondasi cukup baik
6. Tidak menimbulkan genangan yang luas dan tanggul penutup tidak terlalu panjang
7. Biaya pembangunan tidak terlalu mahal

Kadang-kadang kita dihadapkan pada situasi sungai yang berbelok-belok
(meander), dan lokasi bendung ditetapkan pada daerah tersebut, karena dari beberapa
pertimbangan menunjukkan bahwa lokasi tersebut adalah yang paling menguntungkan.
Dalam kondisi demikian mungkin perlu dipertimbangkan untuk membuat bendung pada
pelurusan sungai (coupure) yang memberikan keuntungan antara lain tidak perlu membuat
saluran pengelak dan dapat dilaksanakan pada setiap musim.
2.3. Bagian-bagian bangunan utama

Bangunan utama terdiri dari berbagai bagian yang akan dijelaskan secara terinci
dalam pasal berikut ini. Pembagiannya dibuat sebagai berikut:

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

49

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.1. Tata letak tipe-tipe bangunan utama
2.3.1. Bangunan bendung

Bangunan bendung adalah bagian dari bangunan utama yang benar-benar dibangun
di dalam air. Bangunan ini diperlukan untuk memungkinkan dibelokkannya air sungai ke
jaringan irigasi, dengan jalan menaikkan muka air di sungai atau dengan memperlebar
pengambilan di dasar sungai seperti pada tipe bendung saringan bawah (bottom rack weir).

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

50

Bila bangunan tersebut juga akan dipakai untuk mengatur elevasi air di sungai, maka ada
dua tipe yang dapat digunakan, yakni:
(1) Bendung pelimpah
(2) Bendung gerak (barrage)

Gambar 2.2 memberikan beberapa tipe denah dan potongan melintang bendung
gerak dan potongan melintang bendung saringan bawah. Bendung adalah bangunan
pelimpah melintang sungai yang memberikan tinggi muka air minimum kepada bangunan
pengambilan untuk keperluan irigasi. Bendung merupakan penghalang selama terjadi
banjir dan dapat menyebabkan genangan luas di daerah-daerah hulu bendung tersebut.

Bendung gerak adalah bangunan berpintu yang dibuka selama aliran besar.
Bendung gerak dapat mengatur muka air di depan pengambilan agar air yang masuk tetap
sesuai dengan kebutuhan irigasi. Bendung gerak mempunyai kesulitan-kesulitan
eksploitasi karena pintunya harus tetap dijaga dan dioperasikan dengan baik dalam
keadaan apa pun.

Bendung saringan bawah adalah tipe bangunan yang dapat menyadap air dari
sungai tanpa terpengaruh oleh tinggi muka air. Tipe ini terdiri dari sebuah parit terbuka
yang terletak tegak lurus terhadap aliran sungai. Jeruji Baja (saringan) berfungsi untuk
mencegah masuknya batu bongkah ke dalam parit. Sebenarnya bongkah dan batu-batu
dihanyutkan ke bagian hilir sungai. Bangunan ini digunakan di bagian/ruas atas sungai di
mana sungai hanya mengangkut bahan-bahan yang berukuran sangat besar. Untuk
keperluan-keperluan irigasi, bukanlah selalu merupakan keharusan untuk meninggikan
muka air di sungai. Apabila muka air sungai cukup tinggi, dapat dipertimbangkan
pembuatan pengambilan bebas; bangunan yang dapat mengambil air dalam jumlah yang
cukup banyak selama waktu pemberian air irigasi, tanpa membutuhkan tinggi muka air
tetap di sungai. Terkait hal ini pompa dapat juga dipakai untuk menaikkan air sampai
elevasi yang diperlukan. Akan tetapi, karena biaya pengelolaannya tinggi, maka harga air
irigasi mungkin menjadi terlalu tinggi pula.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

51

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.2. Denah Dan Potongan Melintang Bendung Gerak dan Potongan Melintang
Bendung Saringan Bawah

Lokasi bangunan bendung dan pemilihan tipe yang paling cocok dipengaruhi oleh
banyak faktor, yaitu:
• Tipe, bentuk dan morfologi sungai
• Kondisi hidrolis anatara lain elevasi yang diperlukan untuk irigasi
• Topografi pada lokasi yang direncanakan
• Kondisi geologi teknik pada lokasi

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

52

• Metode pelaksanaan
• Aksesibilitas dan tingkat pelayanan

Aspek yang mempengaruhi dalam pemilihan lokasi bendung adalah :
1. Pertimbangan topografi
2. Kemantapan geoteknik fondasi bendung
3. Pengaruh hidraulik
4. Pengaruh regime sungai
5. Tingkat kesulitan saluran induk
6. Ruang untuk bangunan pelengkap bendung
7. Luas layanan irigasi
8. Luas daerah tangkapan air
9. Tingkat kemudahan pencapaian
10. Biaya pembangunan

2.3.2. Pengambilan
Pengambilan (lihat Gambar 2.3) adalah sebuah bangunan berupa pintu air. Air

irigasi dibelokkan dari sungai melalui bangunan ini. Pertimbangan utama dalam
merencanakan sebuah bangunan pengambilan adalah debit rencana pengelakan sedimen.

2.3.3. Pembilas
Pada tubuh bendung tepat di hilir pengambilan, dibuat bangunan pembilas (lihat

Gambar 2.3) guna mencegah masuknya bahan sedimen kasar ke dalam jaringan saluran
irigasi. Pembilas dapat direncanakan sebagai:
1. Pembilas pada tubuh bendung dekat pengambilan
2. Pembilas bawah (undersluice)
3. Shunt undersluice
4. Pembilas bawah tipe boks.
Tipe (2) sekarang umum dipakai; tipe (1) adalah tipe tradisional; tipe (3) dibuat di luar
lebar bersih bangunan bendung dan tipe (4) menggabung pengambilan dan pembilas dalam
satu bidang atas bawah.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

53

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.3 Pengambilan dan pembilasan
2.3.4. Kantong lumpur

Kantong lumpur mengendapkan fraksi-fraksi sedimen yang lebih besar dari fraksi
pasir halus tetapi masih termasuk pasir halus dengan diameter butir berukuran 0.088 mm
dan biasanya ditempatkan persis di sebelah hilir pengambilan. Bahan-bahan yang lebih
halus tidak dapat ditangkap dalam kantong lumpur biasa dan harus diangkut melalui

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

54

jaringan saluran ke sawah-sawah. Bahan yang telah mengendap di dalam kantong
kemudian dibersihkan secara berkala. Pembersihan ini biasanya dilakukan dengan
menggunakan aliran air yang deras untuk menghanyutkan bahan endapan tersebut kembali
ke sungai. Dalam hal tertentu, pembersihan ini perlu dilakukan dengan cara lain, yaitu
dengan jalan mengeruknya atau dilakukan dengan tangan.

2.3.5. Bangunan Perkuatan Sungai
Pembuatan bangunan perkuatan sungai khusus di sekitar bangunan utama untuk

menjaga agar bangunan tetap berfungsi dengan baik, terdiri dari:
1. Bangunan perkuatan sungai guna melindungi bangunan terhadap kerusakan akibat

penggerusan dan sedimentasi. Pekerjaan ini umumnya berupa krib, matras batu,
pasangan batu kosong dan/atau dinding pengarah
2. Tanggul banjir untuk melindungi lahan yang berdekatan terhadap genangan akibat
banjir
3. Saringan bongkah untuk melindungi pengambilan atau pembilas, agar bongkah tidak
menyumbah bangunan selama terjadi banjir
4. Tanggul penutup untuk menutup bagian sungai lama atau, bila bangunan bendung
dibuat di kopur, untuk mengelakkan sungai melalui bangunan tersebut

2.3.6. Bangunan pelengkap
Bangunan-bangunan atau perlengkapan yang akan ditambahkan ke bangunan utama

diperlukan keperluan :
1. Pengukuran debit dan muka air di sungai maupun di saluran
2. Rumah untuk operasi pintu

3. Peralatan komunikasi, tempat teduh serta perumahan untuk tenaga operasional, gudang
dan ruang kerja untuk kegiatan operasional dan pemeliharaan

4. Jembatan di atas bendung, agar seluruh bagian bangunan utama mudah di jangkau, atau
agar bagian-bagian itu terbuka untuk umum

5. Instalasi tenaga air mikro atau mini, tergantung pada hasil evaluasi ekonomi serta
kemungkinan hidrolik. Instalasi ini bisa dibangun di dalam bangunan bendung atau di
ujung kantong lumpur atau di awal saluran.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

55

Bangunan tangga ikan (fish ladder) diperlukan pada lokasi yang senyatanya perlu
dijaga keseimbangan lingkungannya sehingga kehidupan biota tidak terganggu. Pada
lokasi di luar pertimbangan tersebut tidak diperlukan tangga ikan.

2.4. Data
Data-data yang dibutuhkan untuk perencanaan bangunan utama dalam suatu

jaringan irigasi adalah:
a) Data kebutuhan air multi sektor: merupakan data kebutuhan air yang diperlukan dan

meliputi jumlah air yang diperlukan untuk irigasi pertanian, jumlah kebutuhan air
minum, jumlah kebutuhan air baku untuk rumah tangga penggelontoran limbah kota
dan air untuk stabilitas aliran sungai dan kehidupan biota alami.
b) Data topografi: peta yang meliputi seluruh daerah aliran sungai peta situasi untuk letak
bangunan utama; gambar-gambar potongan memanjang dan melintang sungai di
sebelah hulu maupun hilir dari kedudukan bangunan utama.
c) Data hidrologi: data aliran sungai yang meliputi data banjir yang andal. Data ini harus
mencakup beberapa periode ulang; daerah hujan; tipe tanah dan vegetasi yang terdapat
di daerah aliran. Elevasi tanah dan luas lahan yang akan didrain .
d) Data morfologi: kandungan sedimen, kandungan sedimen dasar (bedload) maupun
layang (suspended load) termasuk distribusi ukuran butir, perubahan-perubahan yang
terjadi pada dasar sungai, secara horizontal maupun vertikal, unsur kimiawi sedimen.
e) Data geologi: kondisi umum permukaan tanah daerah yang bersangkutan; keadaan
geologi lapangan, kedalaman lapisan keras, sesar, kelulusan (permeabilitas) tanah,
bahaya gempa bumi, parameter yang harus dipakai.
f) Data mekanika tanah: bahan fondasi, bahan konstruksi, sumber bahan timbunan, batu
untuk pasangan batu kosong, agregat untuk beton, batu belah untuk pasangan batu,
parameter tanah yang harus digunakan.
g) Standar untuk perencanaan: peraturan dan standar yang telah ditetapkan secara
nasional, seperti PBI beton, daftar baja, konstruksi kayu Indonesia, dan sebagainya.
h) Data lingkungan dan ekologi
i) Data elevasi bendung sebagai hasil perhitungan muka air saluran dan dari luas sawah
yang diairi.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

56

2.4.1. Data Kebutuhan Multi Sektor
Data-data jumlah kebutuhan air yang diperlukan adalah sebagai berikut:

a) Jumlah kebutuhan air irigasi pada saat kebutuhan puncak dari irigasi untuk luas
potensial irigasi dengan pembagian golongan atau tanpa golongan

b) Jumlah kebutuhan air minum dengan proyeksi kebutuhan 25 tahun ke depan dengan
mempertimbangkan kemungkinan perluasan kota, pemukiman dan pertumbuhan
penduduk yang didapat dari institusi yang menangani air minum

c) Jumlah kebutuhan air baku untuk industri terutama kawasan-kawasan industri dengan
perkiraan pertumbuhan industri 10%

d) Jumlah kebutuhan air untuk penggelontoran limbah perkotaan pada saluran pembuang
perkotaan

e) Jumlah kebutuhan air untuk stabilitas aliran sungai dan kehidupan biota air (dalam
rangka penyiapan OP bendung).

2.4.2. Data Topografi
Data-data topografi yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:

a) Peta rupa bumi sebagai peta dasar dengan skala 1 : 50.000 atau lebih besar yang
menunjukkan hulu sungai sampai muara. Garis ketinggian (kontur) setiap 25 m
sehingga dapat diukur profil memanjang sungai dan luas daerah aliran sungainya.
Dalam hal tidak tersedia peta rupa bumi 1:50.000 maka dapat dipergunakan peta satelit
sebagai informasi awal lokasi bangunan dan informasi lokasi daerah studi. Namun
demikian peta satelit ini tidak bias menggantikan peta rupa bumi skala 1:50.000

b) Peta situasi sungai di mana ada rencana bangunan utama akan dibuat. Peta ini
sebaiknya berskala 1:2.000. Peta itu harus meliputi jarak 1 Km ke hulu dan 1 Km ke
hilir dari bangunan utama, dan melebar 250 dari masing-masing tepi sungai termasuk
bantaran sungai. Garis ketinggian setiap 1.0 m, kecuali di dasar sungai garis ketinggian
setiap 0.50 m. Peta itu harus mencakup lokasi alternatif yang sudah diidentifikasi serta
panjang yang diliput harus memadai agar dapat diperoleh informasi mengenai bentuk
denah sungai dan memungkinkan dibuatnya sodetan/kopur dan juga untuk merencana
tata letak dan trase tanggul penutup. Peta itu harus mencantumkan batas-batas yang
penting, seperti batas-batas desa, sawah dan seluruh prasarananya. Harus ditunjukkan
pula titik-titik tetap (Benchmark) yang ditempatkan di sekitar daerah yang
bersangkutan, lengkap dengan koordinat dan elevasinya

c) Gambar potongan memanjang sungai dengan potongan melintang setiap 50 m.
Potongan memanjang skala horizontalnya 1:2000; skala vertikalnya 1:200. Skala untuk

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

57

potongan melintang 1:200 horizontal dan 1:200 vertikal. Panjang potongan
melintangnya adalah 50 m tepi sungai. Elevasi akan diukur pada jarak maksimum 25 m
atau untuk beda ketinggian 0.25 m tergantung mana yang dapat dicapai lebih dahulu.
Dalam potongan memanjang sungai, letak pencatat muka air otomatis (AWLR) dan
papan duga harus ditunjukkan dan titik nolnya harus diukur
d) Pengukuran situasi bendung dengan skala 1:200 atau 1:500 untuk areal seluas kurang
lebih 50 ha (1.000 x 500 m2). Peta tersebut harus memperlihatkan bagian-bagian lokasi
bangunan utama secara lengkap, termasuk lokasi kantong lumpur dan tanggul penutup
dengan garis ketinggian setiap 0.25 m. Foto udara jika ada akan sangat bermanfaat
untuk penyelidikan lapangan. Apabila foto udara atau citra satelit dari berbagai tahun
pengambilan juga tersedia, maka ini akan lebih menguntungkan untuk penyelidikan
perilaku dasar sungai. Bangunan yang ada di sungai di hulu dan hilir bangunan utama
yang direncanakan harus diukur dan dihubungkan dengan hasil-hasil pengukuran
bangunan utama.

2.4.3. Data Hidrologi
2.4.3.1. Debit banjir

Data-data yang diperlukan untuk perencanaan bangunan utama adalah:
1. Data untuk menghitung berbagai besaran banjir rencana
2. Data untuk menilai debit rendah andalan
3. Data untuk membuat neraca air sungai secara keseluruhan

Banjir rencana maksimum untuk bangunan bendung diambil sebagai debit banjir
dengan periode ulang 100 tahun. Banjir dengan periode ulang 1.000 tahun diperlukan
untuk mengetahui tinggi tanggul banjir dan mengontrol keamanan bangunan utama.

Analisa perhitungan bentuk mercu dan permukaan tubuh bendung bagian hilir
didasarkan atas debit yang paling dominan terhadap daya gerus dan daya hisap, yang
ditetapkan debit dengan periode ulang 5 – 25 tahun. Akan tetapi, analisa perhitungan
kolam olak didasarkan atas debit dominan yang mengakibatkan efek degradasi dasar
sungai di hilir kolam olak. Debit dominan ini sangat dipengaruhi oleh daya tahan formasi
material dasar sungai terhadap gerusan, yang ditetapkan debit dengan periode ulang 25 –
100 tahun. Untuk bangunan yang akan dibuat di hilir waduk, banjir rencana maksimum
akan diambil sebagai debit dengan periode ulang 100 tahun dari daerah antara dam dan
bangunan bendung, ditambah dengan aliran dari outflow waduk setelah routing yang

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

58

disebabkan oleh banjir dengan periode ulang 100 tahun. Elevasi tanggul hilir sungai dari
bangunan utama didasarkan pada tinggi banjir dengan periode ulang 5 sampai 24 tahun.
Periode ulang tersebut (5-25 tahun) akan ditetapkan berdasarkan jumlah penduduk yang
terkena akibat banjir yang mungkin terjadi, serta pada nilai ekonomis tanah dan semua
prasarananya. Biasanya di sebelah hulu bangunan utama tidak akan dibuat tanggul sungai
untuk melindungi lahan dari genangan banjir. Saluran pengelak, jika diperlukan selama
pelaksanaan, biasanya direncana berdasarkan banjir dengan periode ulang 25 tahun,
kecuali

Rangkaian data debit banjir untuk berbagai periode ulang harus andal. Hal ini
berarti bahwa harga-harga tersebut harus didasarkan pada catatan-catatan banjir yang
sebenarnya yang mencakup jangka waktu lama (sekitar 20 tahun). Apabila data semacam
ini tidak tersedia (dan begitulah yang sering terjadi), kita harus menggunakan cara lain,
misalnya berdasarkan data curah hujan di daerah aliran sungai. Jika ini tidak berhasil, kita
usahakan cara lain berdasarkan data yang diperoleh dari daerah terdekat (untuk penjelasan
lebih lanjut, lihat KP-01, Perencanaan Jaringan Irigasi). Debit banjir dengan periode-
periode ulang berikut harus diperhitungkan 1, 5, 25, 50, 100, dan 1000 tahun.

2.4.3.2. Debit andalan
Debit andalan dihitung berdasarkan data debit aliran rendah, dengan panjang data

minimal 20 tahun, debit andalan dibutuhkan untuk menilai luas daerah potensial yang
dapat diairi dari sungai yang bersangkutan. Perhitungan debit rendah andalan dengan
periode ulang yang diperlukan (biasanya 5 tahun), dibutuhkan untuk menilai luas daerah
potensial yang dapat diairi dari sungai yang bersangkutan. Penting untuk memperkirakan
debit ini seakurat mungkin. Cara terbaik untuk memenuhi persyaratan ini adalah dengan
melakukan pengukuran debit atau membaca papan duga tiap hari. Jika tidak tersedia data
mengenai muka air dan debit, maka debit rendah harus dihitung berdasarkan curah hujan
dan data limpasan air hujan dari daerah aliran sungai.

2.4.3.3. Neraca air
Neraca air (water balance) seluruh sungai harus dibuat guna mempertimbangkan

perubahan alokasi/penjatahan air akibat dibuatnya bangunan utama. Hak atas air,
penyadapan air di hulu dan hilir sungai pada bangunan bendung serta kebutuhan air di
masa datang, harus ditinjau kembali.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

59

2.4.4. Data morfologi
Konstruksi bangunan bendung di sungai akan mempunyai dua konsekuensi

terhadap morfologi sungai yaitu:
(1) Konstruksi itu akan mengubah kebebasan gerak sungai ke arah horizontal
(2) Konsentrasi sedimen akan berubah karena air dan sedimen dibelokkan, dari sungai dan

hanya sedimennya saja yang akan digelontorkan kembali ke sungai.

Data-data fisik yang diperlukan dari sungai untuk perencanaan bendung adalah:
- Kandungan dan ukuran sedimen disungai tersebut
- Tipe dan ukuran sedimen dasar yang ada
- Pembagian (distribusi) ukuran butir dari sedimen yang ada
- Banyaknya sedimen dalam waktu tertentu
- Pembagian sedimen secara vertikal dalam sungai.
- Floting debris
- Data historis profil melintang sungai dan gejala terjadinya degradasi dan agradasi

sungai di mana lokasi bendung direncanakan dibangun.

2.4.4.1.Geometrik Sungai
Data geometri sungai yang dibutuhkan berupa bentuk dan ukuran dasar sungai
terdalam, alur palung dan lembah sungai secara vertikal dan horizontal mencakup
parameter lebar, kemiringan, dan ketinggian. Profil sungai, mencakup profil dasar, tebing
alur dan palung sungai. Data tersebut merupakan data topografi.

2.4.5. Data Geologi
2.4.5.1.Data Geologi Teknik

Geologi permukaan suatu daerah harus diliput pada peta geologi permukaan. Skala
peta yang harus dipakai adalah:
a. Peta daerah dengan skala 1:100.000 atau 1:50.000
b. Peta semi detail dengan skala 1:25.000 atau 1:5.000
c. Peta detail dengan skala 1:2.000 atau 1:100.
Peta-peta tersebut harus menunjukkan geologi daerah yang bersangkutan, daerah
pengambilan bahan bangunan, detail-detail geologis yang perlu diketahui oleh perekayasa,
seperti: tipe batuan, daerah geser, sesar, daerah pecahan, jurus dan kemiringan lapisan.

Berdasarkan pengamatan dari sumuran dan paritan uji, perubahan yang terjadi
dalam formasi tanah maupun tebal dan derajat pelapukan tanah penutup (overburden)

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

60

harus diperkirakan. Dalam banyak hal, pemboran mungkin diperlukan untuk secara tepat
mengetahui lapisan dan tipe batuan. Hal ini sangat penting untuk fondasi bendung. Perlu
diketahui kondisi kekuatan fondasi maupun tersedianya batu di daerah sekitar untuk
menentukan lokasi bendung itu sendiri, dan juga untuk keperluan bahan bangunan yang
diperlukan, seperti misalnya agregat untuk beton, batu untuk pasangan atau untuk batu
candi, pasir dan kerikil. Untuk memperhitungkan stabilitas bendung, kekuatan gempa perlu
diketahui.

2.4.5.2.Data mekanika tanah
Cara terbaik untuk memperoleh data tanah pada lokasi bangunan bendung ialah
dengan menggali sumur dan parit uji, karena sumuran dan paritan ini akan memungkinkan
diadakannya pemeriksaan visual dan diperolehnya contoh tanah yang tidak terganggu.
Apabila pemboran memang harus dilakukan karena adanya lapisan air tanah atau karena
dicatat dalam borlog. Kelulusan tanah harus diketahui agar gaya angkat dan perembesan
dapat diperhitungkan.

2.5. Perencanaan Hidrolis Bendung
Hidrolik Bendung, adalah komponen-komponen dari tubuh bendung yang berhubungan
langsung dengan sifat-sifat hidrolik atau pengaliran air oleh dan pada tubuh bendung
tersebut. Dalam hal ini meliputi kebutuhan tekanan air, bentuk pelimpah debit dan
peredam energi, serta dimensi-dimensi pintu bilas dan pintu pengambilan.

2.5.1. Elevasi mercu dan tinggi bendung
Tujuan utama dari membendung sungai adalah untuk menaikkan taraf muka air

sungai hingga ke ketinggian tertentu, agar diperoleh tekanan yang cukup untuk mengalirkan
air sungai secara gravitasi ke seluruh daerah irigasi yang akan diairi. Sedangkan tinggi
tekanan ini ditentukan oleh elevasi mercu dari bendung. Oleh karena itu, tinggi mercu
bendung haruslah diperhitungkan sedemikian rupa, sehingga pada saat air sungai terendah
(minimum), air masih dapat mengalir ke seluruh daerah irigasi. Dengan demikian, maka
elevasi mercu ini ditentukan oleh elevasi sawah tertinggi, ditambah dengan tinggi genangan
air di sawah, tekanan yang diperlukan untuk pengaliran dan kehilangan tekanan di
sepanjang pengaliran. Berdasarkan kriteria di atas, maka elevasi mercu bendung yang

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

61

dibutuhkan dapat ditentukan dengan menjumlahkan semua kehilangan energi sepanjang

pengaliran terhadap tinggi muka air di sawah, sebagai berikut :

a. Elevasi sawah tertinggi =+......m

b. Tinggi genangan di sawah =....... m

c. Kehilangan tekanan di saluran tersier dan boks tersier =....... m

d. Kehilangan tekanan di bangunan sadap =....... m

e. Kehilangan tekanan di saluran sekunder =....... m

f. Kehilangan tekanan di bangunan bagi =....... m

g. Kehilangan tekanan di saluran primer =....... m

h. Kehilangan tekanan di seluruh bangunan pembawa =....... m

(intake dan bangunan ukur)

i. Kehilangan tekanan pada bangunan utama =....... m

j. Persediaan tekanan untuk eksploitasi =....... m

k. Persediaan tekanan untuk lain-lain =....... m +

i. Elevasi mercu = +......m

Tinggi bendung adalah selisih tinggi antara elevasi mercu dengan elevasi dasar
sungai setempat. Jadi tinggi bendung , lihat Gambar 2.4 ; p = el. mercu - el. dasar sungai.
Dalam hal ini belum ada ketentuan yang tegas tentang batas harga p. Tetapi secara empiris,
ditinjau dari segi stabilitas tubuh bendung, maka dianjurkan agar p ini maksimum diambil
4.00 m.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

62

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.4 Posisi Intake dan Tinggi Bendung
2.5.2. Lebar bendung

Lebar bendung adalah jarak antara kedua pangkal bendung (abutment). Lebar
bendung sebaiknya diambil sama dengan lebar rata-rata sungai. Di bagian hilir ruas sungai,
lebar rata-rata ini dapat diambil pada debit penuh (bankfull discharge), sedangkan pada
bagian hulu sungai atau daerah pegunungan/dataran tinggi, sering kesulitan untuk

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

63

menentukan debit penuh ini. Untuk hal ini dapat diambil muka air banjir tahunan sebagai
patokan lebar rata-rata. Dari segi pembuatan peredam energi, agar tidak terlalu mahal, maka
lebar bendung sebaiknya diambil dengan membatasi besar debit persatuan lebar yang
besarnya antara 12 - 14 m3/dt/m, atau yang memberikan beda energi tidak lebih dari 4.5
meter.

2.5.3. Tinggi air banjir
Menentukan tinggi air banjir sangat diperlukan untuk memperhitungkan pengaruh

banjir tersebut baik terhadap konstruksi bendungnya sendiri, maupun pengaruh

genangannya terhadap bantaran sungai di hulu bendung.

2.5.3.1. Banjir di Hilir Bendung

Tinggi banjir di hilir bendung ini sama dengan tinggi banjir di dalam sungai

sebelum adanya bendung. Tinggi banjir ini dapat dihitung dengan mempergunakan

rumus-rumus hidrolika pengaliran, yaitu ;

Q=AxV

Keterangan
Q = debit (m3/dt)

A = luas penampang aliran (m2)

V = kecepatan aliran (m/dt).

Sedangkan kecepatan aliran dapat dihitung dengan rumus Chezy dan Bazin, sebagai

berikut:

V=C√RI

C= 87
γ
1+ √R

Keterangan:

C = Koefisien kecepatan

R = Jari-jari hidrolis

I = Kemiringan dasar sungai
γ = Koefisien kekasaran dinding

P = Keliling basah
Untuk sungai, harga γ dapat diambil 1.5 – 1.75.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

64

Untuk ini diperlukan data-data geometri sungai asli, terutama bila bendung dibangun di
palung sungai dan bagian sungai di hilir bendung direncanakan tidak akan dimodifikasi.
Akan tetapi bila bendung dibangun pada pelurusan sungai (coupure), maka geometrinya
diambil berdasarkan dimensi rencana pelurusan tersebut dengan kemiringan dasar yang
relatif sama atau disesuaikan dengan kemiringan dasar sungai asli di sekitar rencana
bendung. Data yang diperlukan adalah profil melintang sungai di sekitar rencana bendung
dan profil memanjang sungai sejauh lebih kurang dua kilometer ke arah hulu dan hilir dari
lokasi rencana bendung. Dari beberapa profil melintang diambil/ditetapkan profil
melintang yang mewakili (misalnya profil melintang rata-rata), lihat Gambar 2.5.
Sedangkan profil memanjang digunakan untuk menentukan kemiringan rata-rata sungai,
lihat Gambar 2.6.
Dari rumus pengaliran di atas, terlihat hubungan antara debit (Q) dengan parameter
sungai, ketika debit merupakan fungsi dari tinggi muka air (h). Dengan demikian dapat
dibuat hubungan antara Q dan h, yang lazim disebut Lengkung Debit.

Selanjutnya dibuat grafik hubungan antara h dan Q, seperti terlihat pada Gambar
2.7. Dari grafik, pada debit rencana (Qd), diperoleh tinggi air banjir rencana (hd) yang
ditetapkan sebagai tinggi MA B rencana. Sedangkan elevasi M AB = el. dasar sungai rata-
rata di tambah dengan hd. Perhitungan dilakukan dengan tabelaris sebagai berikut:
Tabel 2.1. Perhitungan lengkung debit

h (m) A (m2) P (m) R (m) √R (m1/2) V (m3/dt) Q (m2/dt)
1
2
3
4
5

x

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

65

Gambar 2.5. Profil melintang rata-rata sungai
Gambar 2.6. Profil memanjang rata-rata sungai

Gambar 2.7 Tinggi MAB rencana
Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

66

2.5.3.2. Banjir di Hulu Bendung
Untuk memperhitungkan tinggi banjir di hulu bendung, terlebih dahulu harus ditentukan
beberapa parameter pengaliran yang mempengaruhi, antara lain, lebar efektif, bentuk
mercu, jenis pengaliran dan sebagainya.

2.5.4. Lebar Efektif
Tidak semua lebar bendung dapat berfungsi secara efektif untuk melewatkan banjir.

Hal ini disebabkan adanya pilar-pilar untuk bangunan penguras, pengaruh kontraksi pada
dinding, baik pilar maupun tembok pangkal. Selain dari itu, bagian pintu bilas maupun
bentuk mercu yang berbeda dari mercu bendungnya, karena biasanya dibuat dari pintu
sorong (ambang tajam), sehingga koefisien pengaliran debitnya lebih kecil dari pada
bagian mercu bendungnya, lihat Gambar 2.8. Untuk ini secara praktis dianggap
kemampuannya sama dengan 80% dari kemampuan h (m). Mercu bendung untuk
melewatkan debit. Dengan memasukkan faktor-faktor pengaruh tersebut maka lebar efektif
bendung dapat dihitung sebagai berikut:

Be = B-2(n. Kp+Ka) H1

Keterangan
Be = Lebar efektif bendung.
B = Lebar mercu yang sebenarnya, yakni jarak antara pangkal-pangkal

bendung
n = Jumlah pilar.
Kp = Koefisien kontraksi pilar
Ka = Koefisien kontraksi pangkal bendung.
H1 = Tinggi energi di hulu bending (m)
Harga-harga koefisien Ka dan Kp diberikan pada Tabel 1.2.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

67

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

\Gambar 2.8. Lebar efektif bendung

Gambar 2.2. Lebar efektif bendung

Bentuk pilar/tembok Kp Ka

• Pilar berujung segi empat dan sudut-sudut yang

dibulatkan dengan jari-jari yang hampir sama

dengan 0.1 kali tebal pilar 0.02

• Pilar berujung bulat 0.01

• Pilat berujung runcing 0.00

• Pangkal tembok segi empat dengan tembok hulu pada 900

ke arah aliran 0.20

• Pangkal tembok bulat dengan tembok hulu pada 900 ke

arah aliran di mana 0.5 H1 >r>0.15 H1 0.10

• Pangkal tembok bulat di mana r > 0.5 H1 dan tembok

lebih dari 450 ke arah aliran 0.00

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

68

2.5.5. Bentuk Mercu.
Bentuk mercu suatu pelimpah sangat menentukan kemampuannya untuk

melewatkan debit banjir dan ketahanannya, terutama terhadap bahaya kapitasi. Di
Indonesia pada umumnya perencanaan bendung menggunakan mercu tipe Ogee dan Tipe
Bulat, lihat Gambar 2.9. Kedua bentuk mercu tersebut dapat digunakan baik untuk
konstruksi beton, maupun pasangan batu kali. Kemiringan maksimum bidang hilir adalah 1
: 1, sedangkan bidang hulu dapat dibuat vertikal atau miring sampai 3 : 1.

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.9. Bentuk - bentuk mercu

Mercu Bulat.

Bendung dengan mercu bulat mempunyai harga koefisien debit yang jauh lebih

besar (44 % lebih besar ) dibandingkan dengan bendung ambang lebar. Hal ini akan sangat

menguntungkan, karena dapat mengurangi tinggi air banjir di hulu bendung. Rumus

Pengaliran adalah sebagai berikut:

= √ . Be. H11.5


Keterangan :

Q = Debit (m3/dt)

Cd = Koefisien debit ( = C0 . C1 . C2 )

H1 = Tinggi energi di atas mercu, m.
g = percepatan gravitasi (m/dt2)

b = lebar mercu (m)

C0, C1, dan C2 berturut-turut diambil dari Gambar 2.10, 2.11 dan 2.12. Untuk aliran

tenggelam, maka rumus debit di atas harus dikaitkan dengan faktor koreksi, f, yang

merupakan fungsi perbandingan tenggelam, lihat Gambar 1.14.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

69

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.10. Koefisien C0 untuk bendung ambang bulat sebagai fungsi perbandingan H1/r

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.11. Koefisien C1 sebagai fungsi perbandingan p/H1

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.12. Koefisien C2 untuk Mercu Ogee dengan muka hulu melengkung (USBR,
1960)

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

70

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.13. Faktor pengurangan aliran tenggelam sebagai fungsi H2 / H1

Mercu Ogee

Tipe mercu ini pertama kali diperkenalkan oleh US Army Corps of Engineers.

Pembentukan mercunya didasarkan pada persamaan berikut, lihat Gambar 2.14.

Xn = K . hdn-1 . Y

Keterangan

X dan Y = Koordinat permukaan hilir.

Hd = Tinggi muka air diatas mercu

K dan n = Parameter yang tergantung dari kemiringan bidang hulu, lihat Tabel 1.3

Koefisien debit, diambil sebagai berikut:

C0 = Konstanta = 1,30

C1 = Fungsi dari p / hd dan H1 / hd

C2 = Faktor koreksi bidang hulu

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

71

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.14. Bentuk - bentuk bendung Mercu Ogee

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.15 Faktor koreksi untuk selain tinggi energi rencana pada bendung Mercu Ogee
(Ven Te Chow, 1959, Berdasarkan Data USBR dan WES)

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

72

Table 2.3. Parameter yang tergantung dari kemiringan bidang hulu

Kemiringan permukaan hilir K n

vertikal 2.000 1.850

3:01 1.936 1.836

3:2 1.939 1.810

1:1 1.873 1.776

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

2.5.6. Kolam peredam energi
Akibat dibuatnya bendung pada aliran sungai, baik pada palung maupun pada

sodetannya, maka di sebelah hilir bendung tersebut akan terjadi aliran turbulen
(bergelombang) dengan kecepatan yang tinggi akibat terdapat energi aliran yang sangat
besar, setelah melewati mercu bendung yang ditunjukkan oleh adanya loncatan air (water
jump) pada titik tersebut. Hal ini akan menyebabkan terjadinya gerusan setempat (local
scouring) dihilir bendung yang akhirnya akan mengganggu stabilitas tubuh bendung. Oleh
karena itu, hal ini tidak boleh dibiarkan terjadi. Untuk menenangkan kecepatan yang tinggi
ini, maka di bagian hilir itu dibuatkan suatu bangunan peredam energi (kolam olakan).

Aliran air di kaki hilir bendung, akibat perubahan aliran yang mendadak dan
pertemuan dengan air di sebelah hilir, dapat menunjukkan berbagai perilaku terhadap
kedalaman air yang ada di sebelah hilir. Pada Gambar 2.17 diperlihatkan empat macam
kemungkinan yang akan terjadi dari pola aliran di kaki hilir bendung.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

73

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.16. Faktor pengurangan aliran tenggelam sebagai fungsi p2 / H1 dan H2/H1
(Disadur dari US Army Corps of Engineers Waterways Experimental
Station)

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.17. Loncatan air di kaki hilir bendung
Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

74

Kasus A, menunjukkan aliran tenggelam, kondisi ini hanya menimbulkan sedikit saja
gangguan di permukaan, berupa timbulnya gelombang kecil. Kasus B, menunjukkan
loncatan tenggelam, tinggi loncatan air lebih kecil dari tinggi muka air hilir. Kasus C,
adalah keadaan ketika tinggi loncatan air sama dengan tinggi muka air hilir. Kasus D,
adalah keadaan ketika tinggi loncatan air lebih besar dari tinggi muka air hilir. Dari
keempat macam kondisi ini, kasus C tidak dianjurkan karena berada pada kondisi kritis
dan kasus D tidak boleh terjadi, karena keadaan ini menunjukkan energi air yang belum
teredam sehingga dapat membahayakan stabilitas bendung. Jadi dalam perencanaan suatu
bendung, harus diusahakan agar keadaan loncatan air di hilir bendung selalu berada seperti
pada kondisi B atau A, untuk semua besar debit, minimal sampai dengan debit rencana.

a. Kolam olakan loncatan air.
Untuk menentukan keadaan terbaik bagi kolam olakan, maka semua debit dicek terhadap
muka air hilirnya, sehingga semua kondisi debit yang akan terjadi, loncatan air selalu
berada di bawah muka air hilir. Tinggi loncatan air hilir dapat dihitung dengan rumus
sebagai berikut:

y2⁄y1 = 1⁄2 (√1+ F2r-1)
Keterangan:
y1 = Kedalaman air di awal loncatan (m)
y2 = Tinggi loncatan air di atas dasar kolam (m)
Fr = Bilangan froude.

Besar bilangan froude pada kaki kolam adalah;

Fr = V1
√g y1

V1= √2g∆Z

Keterangan:

V1 = kecepatan awal loncatan, m/dt.
g = percepatan gravitasi, m/dt2

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

75

Gambar 2.18. Perhitungan loncatan air
Besar kecepatan awal loncatan, mula-mula dapat diperkirakan dengan rumus berikut ini:

V1= √ ( + )



Keterangan:

H1 = Tinggi energi di atas ambang (mercu) bendung, m.

z = Tinggi terjunan, m.

Untuk selanjutnya kecepatan tersebut dicek dengan rumus;
V1 =

q = debit persatuan lebar, m3/dt.

Untuk itu pertama-tama ditentukan elevasi dasar kolam, mulai dari kondisi yang paling
tinggi (dasar sungai). Setelah itu dihitung ketinggian loncatan air pada setiap debit.
Selanjutnya diplot pada grafik lengkung debit yang menyatakan hubungan antara besar
debit dan tinggi loncatan air, dan dibandingkan dengan lengkung debit di hilir bendung
seperti terlihat pada Gambar 2.19. Untuk mempermudah perhitungan, maka digunakan
data perhitungan lengkung debit di hulu bendung, dan perhitungan dilakukan dengan
tabelaris seperti pada contoh berikut.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

76

Gambar 2.19. Perencanaan elevasi dasar kolam olakan; a) Loncatan air lebih tinggi dari
muka air Hilir; b) Elevasi dasar kolam olak diturunkan menyesuaikan M.A. Hilir

Apabila diperoleh ketinggian loncatan air lebih tinggi dari muka air hilir, seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.19 a, maka dasar saluran diturunkan sedemikian rupa hingga
diperoleh hubungan yang menyatakan bahwa ketinggian loncatan air selalu lebih rendah
dari pada muka air hilir untuk berbagai keadaan debit, seperti ditunjukkan pada Gambar
2.19 b.

b. Dimensi kolam olakan
Menurut USBR, dimensi dan bentuk kolam olakan ditentukan oleh besarnya bilangan
froude di kaki bendung, yang mempengaruhi besarnya loncatan air. Kolam olakan USBR
Tipe I, adalah yang dibuat berdasarkan panjang loncatan yang terjadi pada lantai datar
tanpa alat tambahan. Kolam tipe ini biasanya kurang praktis, karena terlalu panjang dan
sukar dikendalikan. Untuk memantapkan aliran biasanya di bagian ujung hilir dari dasar
kolam dipasang ambang ujung (end sill), lihat Gambar 2.20. Dalam hal ini panjang lantai
ditentukan sebagai berikut.

Lj = 5 ( n + y2 )
Keterangan:
Lj = panjang lantai kolam (m)
n = tinggi ambang ujung (m)
y2 = tinggi loncatan air (m)

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

77

Tipe kolam olak yang akan direncana di sebelah hilir bangunan bergantung pada energi air
yang masuk, yang dinyatakan dengan bilangan Froude, dan pada bahan konstruksi kolam
olak.
Berdasarkan bilangan Froude, dapat dibuat pengelompokan-pengelompokan berikut dalam
perencanaan kolam :

1. Untuk Fru ≤ 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.

2. Bila 1,7 < Fru ≤ 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.

3. Jika 2,5 < Fru ≤ 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 < Fru < 4,5. Sebaiknya geometrinya diubah untuk
memperbesar atau memperkecil bilangan Froude dan memakai kolam dari kategori
lain.

4. Fru ≥ 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.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

78

Gambar 2.20. Dimensi kolam olakan USBR Type I

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.21. Hubungan percobaan antara Fr, y2/y1 dan n/y1 untuk ambang ujung pendek
(Forstei dan Skrinde, 1950)

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

79

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.22. Kolam olakan tipe USBR III

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.23. Kolam Olakan Tipe USBR IV
c. Kolam olakan tipe bak tenggelam (bucket).
Jika kedalaman konjugasi hilir dari loncatan air terlalu tinggi dibanding kedalaman air
normal hilir, atau bila sungai mengangkut batu-batu besar yang diperkirakan akan merusak
lantai kolam yang panjang, maka dianjurkan untuk mempergunakan peredam energi yang

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

80

relatif pendek tapi dalam, yang disebut kolam olakan tipe bak tenggelam (bucket). Dimensi
umum kolam ini diperlihatkan pada Gambar 2.24.

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.24. Kolam Olakan Tipe Bucket.

Parameter-parameter dasar untuk perencanaan kolam olakan tipe bucket, adalah sebagai

berikut:

hc=√3 q2/g

Keterangan:

hc = Kedalaman air kritis di atas mercu, m.
q = Debit per satuan lebar, m3/dt.
g = Percepatan gravitasi, m/dt2

Sedangkan jari-jari minimum perencanaan (Rmin), diambil dari grafik Gambar 2.25.

Elevasi dasar kolam ditentukan berdasarkan tinggi minimum air hilir atau T min, yaitu:

untuk ∆H / hc ≤ 2,4 → T min / hc = 1,88 (∆H / hc ) 0,125

untuk ∆H / hc > 2,4 → T min / hc = 1,70 (∆H / hc ) 0,3

Pengalaman telah menunjukkan, bahwa banyak bendung yang rusak akibat gerusan lokal
yang terjadi tepat di sebelah hilir kolam olakan dan kadang-kadang kerusakan ini
diperparah lagi oleh degradasi dasar sungai. Oleh karena itu dianjurkan untuk menentukan
kedalaman air hilir berdasarkan perkiraan degradasi dasar sungai yang mungkin akan
terjadi dimasa datang.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

81

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.25. Jari-jari minimum kolam olakan tipe bucket
d. Kolam olakan tipe vlughter
Salah satu tipe kolam olakan yang sudah umum dipakai di Indonesia adalah kolam olakan
Vlughter, Gambar 2.26. Akan tetapi belakangan telah diketahui, bahwa kolam olakan ini
tidak handal lagi pada tinggi air hilir di atas dan di bawah tinggi muka air yang sudah diuji
di laboratorium. Atau kurang cocok pada keadaan debit yang mempunyai fluktuasi yang
besar.

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.26. Kolam olakan tipe vlughter
2.6. Bangunan Pengambilan dan Pembilas

Pengambilan sebaiknya ditempatkan sedekat mungkin dengan as bendung.
Pengambilan dapat dibuat di sebelah kiri bendung apabila sawah yang akan diairi terletak
di sebelah kiri, atau sebaliknya di sebelah kanan bendung, atau kedua-duanya, tergantung
dengan kebutuhan. Apabila pengambilan pada salah satu sisi (kiri atau kanan) relatif kecil,

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

82

maka dapat disatukan pada salah satu sisi saja yang pengambilannya lebih besar.
Pengambilan yang lebih kecil ditempatkan pada pilar bangunan pembilas dan dialirkan
melalui pipa yang ditempatkan di dalam tubuh bendung sampai ke seberang sisi lainnya.

2.6.1. Bangunan pengambilan
Bangunan pengambilan (intake) berfungsi untuk menyadap air sungai yang telah
dibendung, sesuai dengan kebutuhan air untuk irigasi. Oleh karena itu, ukurannya
tergantung dari kapasitas debit rencana saluran induk. Kecepatan aliran pada pintu
pengambilan dibuat sedemikian rupa, sehingga disatu pihak material berbutir kasar tidak
ikut tersadap dan dilain pihak tidak boleh terjadi endapan. Untuk menentukan perkiraan
kecepatan tersebut, dapat digunakan rumus berikut ;

v2 ≥32 ( h/d )1/3. d

Keterangan:
v = kecepatan rata-rata (m/dt)
h = kedalaman air (m)
d = diameter butir (m)

Dalam kondisi umum, rumus tersebut dapat disederhanakan menjadi ;
v = 10 d1/2

Dalam perencanaan normal dapat diambil kecepatan rata-rata antara 1.00 s.d. 2.00 m/dt
untuk dapat membatasi butiran-butiran berdiameter 0.01 – 0.04 m tidak ikut tersadap.

Kapasitas pengambilan.
Dimensi bangunan pengambilan harus direncanakan dengan kapasitas sekurang-kurangnya
120 % dari debit kebutuhan saluran induk, untuk membuat fleksibilitas dan agar dapat
memenuhi kemungkinan meningkatnya kebutuhan pengambilan selama umur proyek.
Besar debit pengambilan dapat dihitung sebagai berikut, lihat Gambar 2.27:

Q = µba √2gz
Keterangan:
Q = debit (m3/dt)
µ = koefisien debit (0,8)
b = lebar bukaan, (m)

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

83
a = tinggi bukaan (m)
g = percepatan gravitasi (m/dt2)
z = kehilangan energi (m)

Rumus di atas masih dapat dipergunakan bila ujung bawah pintu tenggelam sampai
dengan 20 cm di bawah muka air hulu. Untuk mengkompensasi kehilangan tekanan pada
bendung akibat gelombang dsb. maka tekanan (muka air) pengambilan diperhitungkan
0.10 m di bawah elevasi mercu bendung. Elevasi ambang pengambilan ditentukan dari
dasar sungai (bendung), dengan ketentuan sebagai berikut:
❑ 0.50 m bila sungai mengangkut lanau.
❑ 1.00 m bila sungai mengangkut pasir.
❑ 1.50 m bila sungai mengangkut batu-batu bongkah.

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.27. Dimensi Pintu Pengambilan.

Bila bendung menggunakan pembilas bawah, maka elevasi ambang diambil antara 0 - 20
cm di atas pelat penutup saluran pembilas bawah. Lebar bukaan pintu dibatasi maksimum
2.50 m. Bila dibutuhkan lebar yang lebih dari 2.50 m, untuk debit yang besar, maka dibuat
beberapa bukaan dengan menggunakan pilar-pilar pemisah. Ujung pilar-pilar tersebut
sebaiknya dibuat agak ke dalam, untuk menciptakan kondisi aliran masuk yang lebih
mulus, lihat Gambar 2.28.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

84

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.28. Geometri Bangunan Pengambilan.

2.6.2. Bangunan pembilas
Bangunan pembilas berfungsi untuk mencegah tertumpuknya material (lumpur,

kerikil dan lain sebagainya) di depan pintu pengambilan. Secara periodik pintu bilas
dibuka untuk membersihkan tumpukan material tersebut, sehingga ruang aliran di depan
pengambilan selalu terjaga kebersihannya. Berdasarkan empiris, lebar bangunan pembilas
dapat ditentukan sebagai berikut:
❑ Lebar bangunan pembilas, termasuk tebal pilar, sebaiknya diambil antara 1/6 s.d 1/10

dari lebar bendung, untuk sungai yang lebarnya kurang dari 100 m.
❑ Lebar pembilas sebaiknya diambil 60 % dari lebar total pengambilan, termasuk pilar-

pilarnya.

Pembilas bawah
Untuk mencegah masuknya angkutan sedimen dasar dan fraksi pasir yang lebih kasar ke
dalam pengambilan, dipasang pelat pemisah di bawah atau sama dengan elevasi ambang
pengambilan, yang disebut pembilas bawah (under spuier). Oleh karena itu, sedimen
angkutan akan terperangkap di bagian pembilas bawah. Selain itu pelat ini juga berfungsi
untuk mencegah pusaran air yang sering terjadi di depan pintu pengambilan. Mulut
pembilas bawah ditempatkan di hulu pengambilan pada ujung penutup pembilas membagi
air menjadi dua lapisan, lihat Gambar 1.29.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

85

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.29. Geometri Bangunan Pembilas.

Dimensi-dimensi dasar pembilas bawah, adalah:
❑ Tinggi saluran pembilas bawah sebaiknya lebih besar dari 1.5 kali diameter terbesar

sedimen dasar di sungai
❑ Tinggi saluran pembilas bawah sekurang-kurangnya 1.0
❑ Tinggi saluran pembilas bawah sebaiknya diambil 1/3 sampai 1/4 dari kedalaman air di

depan pengambilan selama debit normal.

Pada umumnya dimensi pembilas bawah dibuat lebih kurang ;
❑ Panjang saluran pembilas 5 sampai 20 m
❑ Tinggi saluran bawah 1 sampai 2 m
❑ Tebal pelat beton 0.20 – 0.35 m.
Luas saluran pembilas bawah (lebar kali tinggi) harus sedemikian rupa sehingga kecepatan
minimum dapat tercipta (V min = 1.00 – 1.50 m/dt ).

2.6.3 Daun pintu
Baik bangunan pengambilan maupun pembilas dilengkapi dengan daun pintu sorong
(umumnya), yang dapat dibuat dari bahan kayu atau baja. Untuk pengoperasiannya
(menutup dan membuka) daun pintu tersebut dilengkapi dengan sistem roda gigi yang
dihubungkan dengan stang pengangkat, lihat Gambar 2.30. Bahan daun pintu dapat
dibuat dari kayu kelas satu atau pelat baja yang dilengkapi dengan rusuk-rusuk pengaku.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

86
Daun pintu kayu terdiri dari susunan balok-balok kayu yang dirangkai dengan besi pelat
atau siku. Tekanan air diteruskan ke sponing, sehingga daun pintu harus direncanakan
sedemikian rupa sehingga masing-masing balok kayu mampu menahan beban dan
meneruskannya ke sponing. Akan tetapi, pada pintu baja, beban tersebut dipikul oleh balok
rusuk yang biasnya dibuat dari baja profil. Balok yang menerima gaya terbesar adalah
balok paling bawah dan karena itu maka balok inilah yang dipakai sebagai dasar
perhitungan di dalam menentukan dimensi daun pintu. Daun pintu direncanakan agar
mampu menahan gaya hidrostatis setinggi air banjir, lihat Gambar 2.31.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

87

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.30 - Pembilas Bawah.
Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

88

(Sumber: Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02)

Gambar 2.31. Daun pintu pengambilan / pembilas

2.7. Stabilitas Bendung
Akibat adanya bendung , maka terjadi perbedaan tinggi muka air antara bagian

hulu dan hilir bendung tersebut, yang menyebabkan terjadinya beda teakanan (energi)
antara kedua bagian tersebut. Salah satu akibatnya adalah timbulnya aliran rembesan
dibawah tubuh bendung (pondasi), lebih-lebih bila tanah dasarnya bersifat porus.
Rembesan ini akan menimbulkan tekanan baik terhadap butir-butir tanah, maupun
terhadap konstruksi bendung itu sendiri, yang disebut daya angkat (uplift pressure).
2.7.1. Tekanan rembesan

Apabila tekanan rembesan seperti tersebut di atas cukup besar, maka akan dapat
mendesak dan membongkar butir-butir tanah, khususnya pada bagian hilir dari kolam
olakan yang disebut dengan bahaya sufosi (piping), lihat Gambar 2.32, yaitu
terbongkarnya butir-butir tanah pada titik tersebut.

Dalam pengalirannya, rembesan air ini mendapat hambatan-hambatan terutama
karena gesekan. Oleh karena itu, air cenderung mencari jalan dengan hambatan yang
paling kecil yaitu pada bidang kontak antara bangunan (fondasi) dan tanah dasar, yang
disebut jalur rembesan (creep line). Semakin pendek jalur yang ditempuh air semakin
kecil hambatannya dan akibatnya semakin besar tekanan yang ditimbulkan pada ujung hilir
kolam olakan, dan sebaliknya. Ada beberapa teori atau metode untuk menentukan
besarnya tekanan rembesan, antara lain Metode Flownet, Khosla, Bligh dan Metoda Lane.

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

89

Di sini akan dikemukakan dua metoda yang terakhir, yaitu Metoda Bligh dan Lane, karena
dua metoda ini lebih praktis dan sudah umum dipakai.

Gambar 2.32 Jalur rembesan dan bahaya sufosi
a. Metoda Bligh.
Menurut Bligh, besarnya beda tekanan di jalur rembesan adalah sebanding dengan panjang
jalur rembesan dan dinyatakan sebagai berikut, lihat Gambar 2.33:

∆H = I/C

Keterangan:
∆H = beda tekanan
l = panjang jalur rembesan.
C = creep ratio

Harga C tergantung dari jenis tanah dasar di bawah bendung, dan disajikan pada Tabel 2.5

. Dari Gambar 2.33 diperoleh hubungan sebagai berikut:

∆hAB= lAB
C

∆hAB= lBC
C

∆hAB= lCD dan seterusnya
C

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

90

Gambar 2.33. Teori Bligh

Bila panjang jalur rembesan total = L (dari titik A-H) dan beda tekanan total = ∆H, maka
rumus diatas menjadi:

∆H = L/C
Supaya konstruksi aman terhadap bahaya sufosi ini, maka haruslah dipenuhi:

∆H ≤ L/C atau →L≥ ∆H x C

Dengan demikian apabila jalur rembesan yang ada kurang dari panjang jalur ( L ) yang
dibutuhkan, maka panjang jalur tersebut harus ditambah (diperpanjang). Ada dua cara
untuk memperpanjang jalur rembesan tersebut, pertama dengan memasang lantai hulu dan
kedua dengan dinding halang (sheet pile) di bawah tubuh bendung, atau gabungan dari
keduanya.

b. Metoda Lane

Prof. Lane telah memberikan koreksi terhadap teori Bligh, dengan menyatakan bahwa

energi yang dibutuhkan oleh air untuk melewati jalur yang vertikal (lv) lebih besar dari

pada jalur horizontal (lh), dengan perbandingan 3 : 1. Oleh karena itu, dianggap bahwa

lv= 3xlh, untuk suatu panjang yang sama, sehingga Rumus Bligh tersebut berubah

menjadi:

∆H = lv+1⁄3lh
C

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

91

sehingga syarat panjang jalur rembesan menjadi :
L = Lv + 1/3 Lh ≥ C x ∆H

Keterangan:
Lv = jumlah panjang jalur rembesan vertikal.
Lh = jumlah panjang jalur rembesan horizontal.
Bidang-bidang miring yang mempunyai sudut lebih besar dari 45o terhadap horizontal,
dianggap vertikal dan untuk bidang dengan sudut lebih kecil dari 45o dianggap horizontal.
Selain dari itu Lane juga memberikan koreksi terhadap harga C, yang berbeda dengan C
Bligh, untuk berbagai jenis material, lihat Tabel 1.9

Tabel 2.5. Weighted creep ratio ( C ) dari Bilgh dan Lane.

Jenis material C- Bligh C-Lane
8.50
Pasir amat halus 18 7.00
6.00
Pasir halus 15 5.00
4.00
Pasir sedang - 3.50
-
Pasir kasar 12 3.00
2.50
Kerikil halus - -
1.80
Kerikil sedang - 1.80
1.60
Kerikil campur pasir 9

Boulder dengan batu-batu kecil dan kerikil kasar 4-6

Boulder, batu-batu kecil dan kerikil -

Lempung lunak -

Lempung sedang -

Lempung keras -

Lempung sangat keras atau padas -

c. Tebal lantai
Seperti telah dijelaskan di atas, bahwa akibat adanya rembesan di bawah tubuh bendung,
maka setiap titik pada konstruksi akan menerima tekanan, baik ke atas maupun ke samping
yang disebut dengan daya angkat (uplift pressure). Pada lantai hulu, karena di atasnya
selalu ada air, minimal setinggi mercu yang akan mengimbangi tekanan ke atas, di

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS

92

samping tekanan pada daerah ini masih relatif kecil, maka secara praktis tekanan pada
daerah ini tidak berbahaya dan dapat diabaikan. Oleh karena itu, lantai hulu ini tidak perlu
terlalu tebal. Hal paling penting lantai ini haruslah kedap air dan tidak mudah pecah,
sehingga fungsinya untuk memperpanjang jalur rembesan tetap terpenuhi.
Pada lantai hilir (kolam olakan), kondisinya lebih berbahaya, terutama karena tekanan
rembesan pada daerah ini relatif lebih besar dan di atas lantainya sering kosong (tidak ada
air), atau lapisan airnya relatif tipis. Oleh karena itu, maka tebal lantai kolam ini harus
diperhitungkan agar jangan sampai terdorong ke atas, yang harus diimbangi oleh berat
lantai itu sendiri. Pengembangan dari teori Bligh dan Lane, akan menentukan besarnya
tekanan daya angkat pada setiap titik di bawah fondasi sebagai berikut, lihat Gambar 2.34.

Gambar 2.34. Ilustrasi daya angkat akibat tekanan rembesan di bawah fondasi bendung

Besar tekanan pada titik X, sebagai berikut:
Px = Hx – lx/L. ∆H

Keterangan
Px = Daya angkat pada titik X (t/m2)
Hx = Tinggi energi di hulu bendung sampai titik X (m)
lx = Panjang jalur rembesan sampai dengan titik X (m)
L = Panjang jalur rembesan total (m)
∆H = Beda tinggi energi total (m)

Untuk mengetahui apakah tebal lantai kolam olakan aman atau tidak, maka ditinjau
pada dua titik/potongan, masing-masing pada titik H dan I, pada Gambar 2.34. Pada saat
air normal, di atas lantai dianggap tidak ada air. Maka tekanan ke atas adalah pH,
sedangkan tekanan ke bawah adalah berat lantai pada titik yang bersangkutan, atau

Gb = tH . γp

Irigasi dan Bangunan Air (RC18-4603)
Laboratorium Keairan dan Teknik Pantai
Departemen Teknik Sipil FTSLK-ITS