PERENCANAAN TANGGUL SUNGAI Teknik Sungai
PENGERTIAN Tanggul adalah semacam tembok miring/tegak lurus baik buatan maupun alami dan dipergunakan untuk mengatur muka air
JENIS-JENIS TANGGUL Berdasarkan fungsi (tujuan penggunaan), jenis tanggul dapat dibedakan sebagai berikut:
a. Tanggul primer. Tanggul primer adalah bangunan tanggul yang dibangun sepanjang kanan-kiri sungai guna menangkis debit banjir rencana. b. Tanggul sekunder. Tanggul sekunder adalah bangunan tanggul yang dibangun di atas bantaran sungai atau yang dibangun dibelakang tanggul primer yang berfungsi sebagai pangamanan atau pertahanan kedua apabila tanggul primer jebol atau rusak. Tergantung terhadap daerah yang harus dilindungi (obyek vital) mungkin diperlukan pembangunan tanggul tersier.
KRITERIA DESAIN B ANGUNAN T ANGGUL 1. Persyaratan 1.1. Data dan informasi Untuk membuat perencanaan teknis tanggul pada sungai lahar diperlukan : 1) parameter desain, meliputi parameter desain topografi, hidrologi, dan geoteknik yang merupakan hasil analisis data; 2) data lain yang diperlukan adalah data atau informasi bahan bangunan dan bahan timbunan tanggul yang tersedia, sarana dan prasarana, serta tenaga kerja yang tersedia. 1.2. Fungsi Tanggul yang direncanakan harus dapat berfungsi untuk: 1) membatasi penyebaran aliran; 2) mengarahkan aliran di hilir; 3) keperluan lain asal tidak mengganggu fungsi utamanya.
1.3. Keamanan dan stabilitas Tanggul harus memenuhi persyaratan sebagai berikut. 1) stabil terhadap gaya-gaya yang bekerja. 2) aman terhadap gerusan, rembesan dan erosi buluh, abrasi, benturan, limpasan, dan longsoran; 3) Stabil terhadap penurunan/settlement.
1.4. Tanggung jawab Tanggul yang direncanakan harus dapat dipertanggungjawabkan secara teknis terhadap: 1) fungsi; 2) keamanan dan stabilitas; 3) mutu bangunan; 4) ekonomis.
2. Ketentuan-ketentuan 2.1. Ketentuan umum Ketentuan umum yang harus dipenuhi dalam membuat perencanaan teknis tanggul pada sungai adalah tersedianya parameter desain dan data lain yang diperlukan.
2.2. Ketentuan teknis 2.2.1. Tata letak Tata letak tanggul harus memenuhi ketentuan-ketentuan sebagai berikut. 1) tanggul harus terletak di daerah yang dimungkinkan terjadinya pelimpasan aliran lahar; 2) tanggul harus terletak pada lokasi dengan biaya pembuatan yang murah;
2.2.2. Bentuk dan dimensi Bentuk dan dimensi tanggul beserta kelengkapannya harus memenuhi ketentuanketentuan sebagai berikut. 1) tanggul dapat dibuat tunggal atau ganda; 2) talud tanggul bagian dalam harus diberi perkuatan pasangan batu/beton kedap air; 3) talud tanggul bagian luar dilapis tanah liat dan ditanami rumput atau dipasang gebalan rumput dan apabila diperlukan diberi pasangan batu kosong dengan ijuk setebal 10 cm; 4) bila tinggi tanggul lebih dari 3 m, setiap ketinggian tanggul 3 m harus dibuat bahu dengan lebar minimal 1m, baik pad bagian dalam maupun bagian luar tanggul; 5) kemiringan arah memanjang tanggul sama dengan kemiringan dasar sungai rencana (Ip); 6) tinggi tanggul ditentukan berdasarkan elevasi muka aliran desain ditambah dengan tinggi jagaan; 7) tinggi jagaan tanggul ditentukan sesuai dengan syarat tinggi jagaan yang tercantum padaTabel B1; 8) lebar puncak diambil minimal 4 m; 9) pada talud luar dan dalam dibuat tangga pasangan batu dengan jarak maksimum 40 m; 10) talud tanggul bagian dalam harus tahan terhadap abrasi dan benturan akibat aliran lahar, dengan ketentuan minimum perkuatan tanggul jika diuji di laboratorium seperti pada Tabel B2.
2.3. Bahan bangunan Bahan bangunan yang dipergunakan untuk membuat tanggul sungai adalah: 1) tanah nonkohesif; 2) pasangan batu kali atau beton; 3) pasangan batu kosong; 4) ijuk dan suling-suling; 5) gebalan rumput.
2.4. Gaya-gaya yang bekerja Gaya-gaya yang bekerja pada tanggul sungai lahar adalah sebagai berikut. 1) berat sendiri;
2) tekanan air; 3) tekanan sedimen; 4) benturan akibat aliran.
PROSEDUR PERENCANAAN 3.1. Desain hidraulik Untuk perencanaan teknis tanggul pada sungai, persamaan yang dipakai didasarkankan tinjauan terhadap gaya-gaya yang bekerja, sifat-sifat bahan yang dipergunakan, dan stabilitas tanggul. 3.1.1. Tinggi tanggul Tinggi tanggul dihitung dengan persamaan sebagai berikut. h = hd + hs + hu + hf
1) Tinggi endapan (hd). Tinggi endapan pada kantong sedimen (sediment pocket) ditentukan sesuai dengan perencanaan pengendalian sedimen. Jika tanggul terletak di luar kantong sedimen, tinggi endapan dapat diabaikan (hd = 0). 2) Tinggi aliran lahar (hs) Tinggi aliran lahar dapat dihitung dengan tahap-tahap sebagai berikut. Menghitung besar debit rencana (Qp) Qp = (1 + C*)Q0 dengan: Qp adalah debit sediment rencana (m3/dt); C* adalah konsentrasi butiran dalam volume material debris pada dasar sungai sebelum bergerak (unconsolidated material deposit); Q0 adalah debit banjir rencana (m3/dt). Menghitung lebar rata-rata sungai (Br) Br = kw.Qp^1/2 dengan: Br adalah lebar rata-rata aliran (m); kw adalah koefisien lebar sungai (Tabel B.4); Qp adalah debit sediment rencana (m3/dt).
Menghitung tinggi aliran dengan (hs)
- Menentukan jenis aliran Adapun tipe aliran sedimen berdasarkan kemiringan dasar sungai dapat dikelompokkan menjadi : Aliran debris Aliran hiperkonsentrasi
Aliran individu/traktif dimana:
tan θ ≥ tan θd
tan
θd > tan θ ≥ tan θh
tan θ < tan θh
Menentukan kecepatan aliran lahar (U)
Untuk aliran debris digunakan rumus kecepatan berikut.
- Menghitung debit aliran
dengan: Q adalah debit aliran (m3/dt); U adalah kecepatan aliran lahar (m/dt); Br adalah lebar rata-rata aliran (m); hs adalah tinggi aliran lahar (m). Dalam perhitungan tinggi aliran terlebih dahulu diambil suatu nilai ha sebagai asumsi awal dan dengan metode trial and error dilakukan perhitungan di atas hingga diperoleh nilai debit aliran (Q) yang sama dengan nilai debit rencana (Qp).
3) Tinggi loncat aliran (hu)
Tinggi loncatan aliran lahar dihitung dengan rumus :
3.1.2. Sudut datang (β) Sudut datang adalah besarnya sudut yang dihitung dari as tanggul terhadap as aliran lahar menurut arah jarum jam. 3.1.3. Tinggi jagaan (hf) Tinggi jagaan ditentukan seperti pada Tabel B.1. 3.2. Abrasi dan bentur 3.2.1. Koefisien abrasi ( CA) Koefisien abrasi dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut.
dengan: CA adalah koefisien abrasi (mm3/cm2); V adalah volume beton yang mengalami abrasi (mm3); Ab adalah luas bidang permukaan yang mengalami abrasi (cm2). Besarnya koefisien abrasi disyaratkan sebagai berikut : a) Untuk kuat bentur beton, E = 27,54 kg.m2/dt2 : CA = 0,43 b) Untuk kuat bentur beton, E = 32,44 kg.m2/dt2 : CA = 0,33 c) Untuk kuat bentur beton, E = 29,99 kg.m2/dt2 : CA = 0,18
3.2.2. Kuat bentur (E) Kekuatan beton terhadap benturan dihitung sebagai berikut.
dengan: E adalah kuat bentur (kg.m2/dt2 atau N.m); m adalah massa hammer (kg); g adalah percepatan gravitasi (m/dt2); hj adalah tinggi jatuh (m).
3.3. Stabilitas 3.3.1. Stabilitas fondasi Tegangan yang terjadi akibat berat sendiri, tekanan air, tekanan sedimen, pukulan akibat aliran, dan gaya seret yang bekerja pada tanggul tidak boleh melebihi daya dukung tanah pondasi yang diizinkan, yaitu 2 kPa. 3.3.2. Rembesan tanggul Rembesan yang terjadi harus lebih kecil dari rembesan yang diizinkan yaitu 0.0003 cm/dt seperti pada tabel B.6. 3.3.3. Stabilitas terhadap geser
Stabilitas tanggul dihitung dengan persamaan :
3.3.4. Longsoran permukaan Longsoran permukaan lereng tanggul dapat dihitung dengan persamaan :
