BAB V
PERENCANAAN TAMPUNGAN
1. UMUM
SESUAI DENGAN PEMILIHAN LOKASI UNTUK STUDI KELAYAKAN PEMBANGUNAN
TAMPUNGAN AIR BAKU PADA PULAU KUNDUR YAITU DIPILIH KOLONG TEMPAN, DIMANA
KOLONG TEMPAN MERUPAKAN TAMPUNGAN YANG SUDAH BEROPERASI NAMUN ADANYA
BEBERAPA PERMASALAHAN ANTARA LAIN :
Kapasitas tampungan yang masih kurang untuk melayani terutama penduduk
kota yaitu sekitar 500 KK dengan debit operasi 10 lt/dt.
Saat ini sedang dikonstruksi untuk debit operasi 20 lt/dt, namun justru
ketersediaan air dalam tampungan tidak dapat mencukupi untuk debit
operasi 20 lt/dt.
Level muka air pada kolong semakin turun sehingga kapasitas
tampungannya semakin kecil apalagi pada bulan kemarau.
Dalam perencanaan Tampungan, ada 3 (tiga) faktor dalam menentukan kapasitas
tampungan rencana yaitu ;
Berdasarkan besarnya debit andalan atau besarnya curah hujan di lokasi
Sesuai kapasitas tampungan alam/topografi atau kapasitas kolong yang
ada.
Sesuai besarnya kebutuhan air penduduk kota Tanjung Batu (Kundur
Kota).
Dari ketiga faktor tersebut diambil yang terkecil, seperti misalnya
besarnya debit andalan lebih kecil dibandingkan dengan jumlah kebutuhan
penduduk yang harus dilayani maka besar tampungan direncanakan sesuai
dengan besarnya debit andalan. Sedangkan jika ternyata besarnya tampungan
alam (cekungan topografi dalam hal ini kolong Tempan) volumenya lebih kecil
maka perencanaan tampungan dibatasi sesuai dengan volume tampungan kolong
yang ada.
2. simulasi tampungan
ANALISA DAN PERHITUNGAN SIMULASI TAMPUNGAN DIMAKSUDKAN UNTUK MENCARI
BESAR KEBUTUHAN AIR DOMESTIK MAKSIMUM YANG DAPAT DILAYANI SESUAI DENGAN
KETERSEDIAAN AIR. DALAM PERHITUNGAN INI AKAN DICARI KESEIMBANGAN ANTARA
INFLOW DAN OUTFLOW, DIMANA DEBIT ANDALAN SEBAGAI INFLOW DAN OUTFLOW TERDIRI
DARI :
a. Kebutuhan air, dalam hal ini kebutuhan air diprioritaskan untuk
kebutuhan air domestik saja, dengan tingkat kebutuhan airnya untuk
daerah perdesaan sebesar 100 lt/jiwa/hari.
b. Rembesan (infiltrasi dan perkolasi) ditentukan dengan pendekatan
disesuaikan dengan kecepatan rembesan berdasarkan jenis tanah hasil
penyelidikan mekanika tanah nilai k= 3.74E-07 cm/dt, atau sebesar 0.0323
cm/hari.
Sedangkan kehilangan air akibat penguapan (evaporasi) telah dihitung
pada saat perhitungan debit andalan menggunakan metode Mock. Sehingga dalam
perhitungan simulasi tidak lagi diperhtiungkan lagi kehilangan air akibat
penguapan sebagai outflow.
Simulasi dicoba dengan 2 (dua) alternatif waktu operasi yaitu :
1. Alternati I : Pada saat kondisi tampungan sudah
penuh yaitu pada elevasi +26.00 maka tampungan
dioperasikan pada bulan Januari.
2. Alternatif II : Pada saat kondisi tampungan sudah
penuh yaitu pada elevasi +26.00 maka tampungan
dioperasikan pada bulan Juli
ALTERNATIF I ( Mulai Operasi Bulan Januari
Dari hasil simulasi maka dapat diketahui bahwa berdasarkan debit
andalan maka jumlah penduduk yang dapat dilayani sebanyak 7.200 jiwa yaitu
53.16% Penduduk Tanjun Batu Kota Tahun 2010 atau 20.02% Jumlah Penduduk
Kec. Kundur Tahun 2010 atau 14.69% Jumlah Penduduk Kec. Kundur Tahun 2020,
dengan tingkat layanan 100 lt/Org/Hari, dengan elevasi rata-rata muka air
pada El. +25.93 dan luas permukaan tampungan 13,48 Ha (lihat Tabel
Simulasi Alternatif I)
1. Simulasi Tampungan Tempan Alternatif I
1. Grafik Inflow dan Outflow pada Kolong Tempan ALT-I
2. Grafik Kurva Massa pada Kolong Tempan ALT-I
Dalam simulasi tersebut di atas yang perlu diperhitungkan adalah bahwa
tampungan pada awal operasional harus sama dengan tampungan akhir, dengan
demikian tidak akan terjadi devisit terus menerus yang menyebabkan
tampungan semakin berkurang dan tidak bisa kembali pada tampungan awal.
Dari hasil simulasi maka supaya tidak terjadi devisit terus menerus
maka dibatasi pengambilan airnya sehingga hanya dapat melayani sekitar 7200
jiwa.
Pada Alternatif I ini yang harus dicermati bahwa ketika tampungan dalam
kondisi penuh dan dioperasikan mulai bulan Januari maka banyak air yang
melimpas sehingga fungsi tampungan kurang dapat dimanfaatkan.
ALTERNATIF II ( Mulai Operasi Bulan Juli
Dari hasil simulasi tampungan sebelumnya maka diupayakan supaya tidak
banyak volume air hujan (debit andalan) yang melimpas terbuang tidak
tertampung, dengan cara ketika tampungan sudah penuh maka kita operasikan
pada saat mulai bulan kemarau dimana sesuai dengan fluktuasi debit andalan
maka bulan kemarau ini mulai pada bulan Juli, sehingga saat bulan inilah
tampungan Tempan mulai dioperasikan.
Dari hasil simulasi maka dapat diketahui bahwa berdasarkan debit
andalan maka jumlah penduduk yang dapat dilayani sebanyak 12.016 jiwa
yaitu 88.72% Penduduk Tanjun Batu Kota Tahun 2010 atau 33.40% Jumlah
Penduduk Kec. Kundur Tahun 2010 atau 24.52% Jumlah Penduduk Kec. Kundur
Tahun 2020, dengan tingkat layanan 100 lt/Org/Hari, dengan elevasi rata-
rata muka air pada El. +25.61 dan luas permukaan tampungan 12,64 Ha (lihat
Tabel Simulasi Alternatif II)
Pada Alternatif II ini yaitu bila saat tampungan dalam kondisi penuh
dan dioperasikan mulai bulan Juli maka hampir tidak ada volume air yang
melimpas, sehingga fungsi tampungan sangat efektif.
2. Simulasi Tampungan Tempan Alternatif II
3. Grafik Inflow dan Outflow pada Kolong Tempan ALT-II
4. Grafik Kurva Massa pada Kolong Tempan ALT-II
3. RENCANA PENGEMBANGAN TAMPUNGAN Tempan
DALAM PERENCANAAN TAMPUNGAN PADA KOLONG TEMPAN INI BERSIFAT PENINGKATAN
ATAU PENGEMBANGAN DARI TAMPUNGAN YANG SUDAH ADA, DIMANA KONDISI TAMPUNGAN
YANG ADA TIDAK BISA DIFUNGSIKAN SECARA OPTIMAL.
Dari hasil identifikasi bahwa kondisi muka air sekarang ini pada kolong
tempan sangat minim diperkirakan maksimum hanya 1(satu) meter dari dasar
kolong, yaitu pada elevasi +24.00.
Ada beberapa kemungkinan yang menjadi masalah pada kolong tempan ini
diantaranya adalah :
Terjadinya pendangkalan pada dasar kolong sehingga menurunkan
kapasitas tampungan, dalam hal ini berarti bahwa asumsinya sumber
air kolong tempan mengandalkan selain dari hujan juga dari
resapan air tanah.
Terjadinya penurunan muka air tanah sehingga muka air Kolong
Tempan sangat tergantung pada elevasi muka air tanah disekitar
kolong, sehingga bisa juga terjadi banyak volume air kolong
Tempan justru keluar mengalir menuju daerah yang lebih rendah.
Dari hasil penyelidikan mekanika tanah (bor tangan) tangan
dapat diketahui adanya lapisan pasir yang poros sehingga bisa
menyebabkan keluarnya atau berkurangnya volume air kolong tempan
pada saat muka air tanah disekitar kolong lebih rendah dari muka
air kolong. Kedalaman lapisan pasir pada titik bor 2 yaitu pada
berm kolong tempan (bawah tanggul) adalah mulai ±3.50 m dimana
pada titik penyelidikan ini rata-rata elevasi muka tanah adalah
+26.65 sehingga lapisan pasir diperkirakan pada elevasi +23.15
Rencana Penanganan dan Pengembangan Tampungan Tempan
Dari permasalahan yang diidetifikasi diatas maka rencana pengembangan
dapat dilakukan dengan melakukan perbaikan lapisan lolos air, melancarkan
aliran eksternal dan menampung curah hujan sebagai sumber utama tampungan
dengan memanfaatkan luasan tampungan yang cukup besar yaitu Kolong Tempan
yang terdiri dari 3 (tiga) bagian dengan luasan total 16.68 Ha terdiri
dari Tempan I = 2.45 Ha, Tempan II = 3.97 Ha dan Tempan III = 10.26 Ha.
Komponen Bangunan yang akan dikonstruksi untuk tujuan pengembangan
tampungan Tempan terdiri dari :
- Tanggul Inspeksi & Banjir
- Saluran Pengumpul & Pintu Klep
- Lapisan Geotextile-Komposit/Geomembran
- Saluran Pengarah & Pintu Pengatur
- Saluran dan Pintu Penguras
- Pelimpah dan Pintu Penguras
Penempatan dan Tata Leta Bangunan dapat dilihat pada gambar Peta Lay-Out
Rencana Pengembangan Tampungan Kolong.
Tanggul Inspeksi & Banjir ( Berfungsi sebagai Jalan inspeksi sekaligus
sebagai tanggul banjir untuk menahan air kolong tidak meluap pada puncak
tanggul.
Saluran Pengumpul & Pintu Klep ( Berfungsi sebagai mengarahkan,
memperlancar dan pengumpul aliran dari eksternal yang muka tanahnya lebih
tinggi di atas kolong/tampungan tempan.
Geotextile-Komposit / Geomembran ( Berfungsi untuk menahan air supaya
tidak terpengaruh oleh fluktuasi muka air tanah di luar kolong dan mencegah
rembesan air keluar dari kolong menuju ke tempat yang lebih rendah, dimana
lokasi kolong terletak lebih tinggi dibandingkan daerah pemukiman sebelah
hilir
Saluran Pengarah & Pintu Pengatur ( Berfungsi sebagai mengarahkan dan
penghubung antara kolong satu dengan yang lainnya atau mengalirkan pada
kolong yang terpasang instalasi pompa.
Saluran dan Pintu Penguras ( Berfungsi untuk kegiatan perbaikan sehingga
membutuhkan penurunan muka air atau mengosongkan kolong baik satu kolong
ataupun lebih.
Pelimpah dan Pintu Penguras ( Bangunan pelimpah dibangun berdampingan
dengan pintu penguras yang merupakan pintu outlet terakhir keluar dari
tampungan.
Sedangkan Pelimpah sendiri berfungsi sebagai pelimpah banjir ketika hujan
dan volume tampungan melebihi dari elevasi muka air yang direncanakan.
5. Lay-Out Rencana Pengembangan Pembangunan Tampungan Tempan
6. Visualisasi Lay-Out Rencana Pengembangan Pembangunan Tampungan Tempan
4. Perencanaan Bangunan
PERENCANAAN TANGGUL INSPEKSI/BANJIR
Perencanaan tanggul ini diperhitungkan untuk fungsi sebagai tanggul
inspeksi dan sekaligus sebagai tanggul banjir.
Lebar Puncak Tanggul
Sesuai kriteria perencanaan embung maka untuk tinggi bangunan < 5 m maka
lebar minimum 2.0 m, sehingga karena berfungsi sebagai jalan inspeksi maka
ditambah bahu jalan 1 m sebelah kiri dan kanan. Dengan demikian
direncanakan lebar tanggul yaitu 4.0 m.
Tinggi Tanggul
Tinggi tanggul direncanakan sesuai tinggi muka air banjir rencana ditambah
jagaan, dimana berdasarkan simulasi tampungan, elevasi mercu pelimpah
direncanakan pada elevasi +26.00. Tinggi elevasi pada puncak tanggul
direncanakan pada Elevasi +27.00.
Tinggi elevasi tanggul sudah berdasarkan tinggi muka air ditambah dengan
tinggi jagaan, dimana untuk menghitung tinggi banjir terlebih dahulu
dilakukan penelusuran banjir di atas pelimpah.
Perencanaan pelimpah
Penelusuran Banjir di atas Pelimpah
Pelimpah didesain untuk mampu mengalirkan debit banjir Q100th, dengan
menggunakan cara penelusuran banjir, besarnya hidrograf disetiap titik
dapat dihitung berdasarkan dari titik (disebelah hulunya) yang diketahui.
Pada bagian hulu, debit hidgrograf disebut dengan Inflow (I) sedang di
hilir atau dititik yang ditinjau debit hidrograf disebut dengan Outflow
(0).
Dalam membahas masalah routing ini, rumus dasar yang perlu diperhatikan
adalah sebagai berikut :
dimana :
I = inf low
O = outlow
ΔS = perubahan volume tampungan
Δt = interval waktu
Rumus tersebut dapat dimodifikasi menjadi :
Dimana Dt = t2 - t 1 (yang disebut interval waktu routing)
kapasitas Spillway diperhitungkan dengan persamaan C.E.U.S.Army sebagai
berikut :
Q = C * Lef * Hd3/2
Dimana :
Q = Debit banjir rencana ( m3/det )
Lef = Lebar efektif Pelimpah ( m )
Hd = Tinggi tekanan air diatas mercu ( m )
C = Koefisien Limpasan (= 2.00 – 2.20)
Lebar Efektif Pelimpah
Lebar efektif mercu pelimpah dihitung dengan menggunakan rumus sebagai
berikut :
Lef = L - 2 (n Kp + Ka) Hd
Dimana :
n = jumlah pilar
Kp = Koefisien kontraksi pilar
Kp = Koefisien kontraksi pangkal pelimpah
Hd = Tinggi energi, m
Penentuan Nilai Koefisien Limpasan C
Dari rumus " Iwasaki " :
Cd = 2,200 - 0,0416 * ( Hd / w )0,990
Dimana :
Cd = Koefisien Limpasan pada saat h = Hd
w = Tinggi Spillway ( m )
Hd = Tinggi tekanan air diatas mercu ( m )
C = Koefisien Limpasan
h = Tinggi air diatas spillway ( m )
a = Konstanta yang diperoleh pada saat h = Hd
Nilai Koefisien limpasan C, diperoleh dengan coba-coba sehingga C = Cd.
Pada saat terjadi debit banjir maka jika terjadi debit outflow lebih kecil
dari debit inflow pada waktu tertentu maka akan menjadi genangan dimana
fungsi genangan diatas pelimpah dapat ditabelkan seperti berikut dibawah
dan sesuai dengan fungsi Tampungan.
3. Fungsi Tampungan Tempan
Debit Banjir rencana yang melewati pelimpah direncanakan debit banjir kala
ulang Q50, dimana perhitungan debit banjir dihitung dengan metode Nakayasu
dengan hasil perhitungan debit banjir seperti pada tabel berikut;
4. Hasil Perhitungan Debit Banjir Rencana Metode Nakayasu
Dari hasil perhitungan debit banjir rencana kemudian dimasukkan debit Q50
sebagai inflow pada perhitungan routing banjir di atas pelimpah, dan
hasil penelusuran banjir seperti pada tabel berikut.
5. Hasil Perhitungan Penelusuran Banjir di atas Pelimpah
Dari hasil perhitungan di atas maka diketahui bahwa elevasi banjir
tertinggi adalah pada elevasi +26.348, sesuai dengan kriteria desain
embung kecil maka jagaan embung urugan minimum 0.50 m. Pada perencanaan
tanggul banjir Tampungan Tempan direncanakan elevasi puncak pada +27.00.
7. Tipikal Tanggul Inspeksi/Banjir Tempan
8. Potongan Bangunan Pelimpah dan Pintu Penguras
9. Tipikal Pintu Sorong Kayu (Pintu Pengatur dan Penguras)
10. Tipikal Pintu Klep (Otomatis)
11. PERENCANAAN SALURAN
Saluran Pengumpul
Saluran ini direncanakan sepanjang 300 m sebanyak 2 (dua) saluran dengan
outlet pada daerah rendah (low point).
Dimensi saluran direncanakan seperti pada gambar sebagai berikut;
12. Tipikal Penampang saluran Pengumpul
Kemiringan saluran pengumpul disesuaikan dengan kemiringan lapangan dan
akan lebih jelas setelah dilakukan pengukuran yang lebih detil. Karena
dalam pengukuran tahap studi kelayakan belum ter-cover.
Saluran Pengarah dan Penguras
Saluran Pengarah dan penguras merupakan saluran yang berada dalam
tampungan sehingga perencanan dimensi direncanakan seefisien mungkin,
dimana kedua saluran direncanakan dengan dimensi yang sama seperti dalam
gambar;
13. Tipikal Penampang Saluran Pengarah/Penguras
Tinggi saluran dalam perencanaan akan bervariasi sesuai dengan elevasi
permukaan tanah asli, sehingga hanya direncanakan dengan kemiringan
dinding saluran 1 : 1. Sehingga dari elevasi dasar saluran rencana digali
sampai memotong elevasi permukaan tanah asli dengan kemiringan 1:1.
Berikut adalah salah satu profil melintang saluran penguras dengan
plotting saluran rencana.
14. Contoh Potongan Melintang saluran Penguras
JEMBATAN PINTU SORONG DAN PINTU KLEP
Disetiap bangunan pintu, baik itu pintu sorong di outlet-inlet saluran
pengarah/penghubung dan saluran penguras, maupun pintu klep pada inlet
saluran pengumpul maka akan diperlukan plat jembatan karena saluran
tersebut memotong tanggul yang menyatu dengan bangunan pintu termasuk
plat pelayanan pintu. Berikut adalah tipikal bangunan jembatan pintu
sorong dan pintu klep seperti pada gambar berikut;
15. Potongan Bangunan Pintu Sorong, Jembatan dan Plat Pelayanan
16. Potongan Bangunan Pintu Klep, Jembatan dan Plat Pelayanan
PERENCANAAN GEOTEXTILE-KOMPOSIT / GEOMEMBRAN
PADA DASAR TAMPUNGAN
Untuk memperbaiki lapisan dasar tampungan diperlukan lapisan yang dapat
secara semi impermeabel (semi-kedap)ataupun yang impermeable (Kedap).
Terdapat bahan yang merupakan kombinasi antara geotextile dan geomembran
yang bisa bersifat semi kedap air yaitu Geotextile-komposit, sedangkan
untuk lapisan yang kedap air maka bisa digunakan geomembran.
Lapisan Geotextile-komposit/geomembran ditanam pada kedalaman ± 20 cm
dibawah elevasi tanah dasar tampungan yang terendah yaitu antara elevasi
+23.00 sampai dengan +23.50.
Lapisan Geotextile-komposit/geomembran yang akan dipasang adalah seluas
76,839.74 m2 yang menutupi seluruh permukaan lapisan tanah pasir yang
terletak didasar tampungan.
Pemasangan lapisan Geotextile-komposit/geomembran ini dapat dilihat
seperti pada gambar berikut;
17. Potongan Melintang Tampungan dan pemasangan lapisan Geotextile-Komposit
/ Geomembran
-----------------------
Sorong
