Detail Desain Embung Danau Kering Kota Padang

## Syofyan.Z
Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Padang DOI: http://dx.doi.org/10.31869/rtj.v3i2.1933
Abstrak: Air  dibutuhkan  dalam  kehidupan  sedang  ketersediaan  air  dari  tahun  ke  tahun  semakin berkurang sebaliknya kebutuhan akan air semakin meningkat setiap tahunnya. Kebutuhan air sebagai sumber  air  baku  dan  berbagai  keperluan  terutama  untuk  keperluan  irigasi  tetap  perlu  kiranya diambil langkah - langkah dalam usaha penyediaannya.
Dalam upaya penyediaan air baku ini, Pengembangan dan Pengelolaan Sumber Air Sumatera Barat memilih  untuk  membangun  Embung  sebagai  penampung  air.  Untuk  tujuan  tersebut  perlu  dilakukan terlebih  dahulu  pembuatan  Perencanaan  Embung  dalam  hal  ini  membuat  Detail  Desain,  dalam perencanaan Embug diperlukan analisa hidrologi yang terdiri dari analisa curah hujan rancangan, analisa kebutuhan Air di Daerah Studi, analisa debit banjir rancangan, kebutuhan daya tampung dan tinggi Embung dalam Detail Desain, dan analisa hidrolis konstruksi dan analisa stabilitas konsruksi agar  bangunan  aman  terhadap  kondisi  yang  berbahaya.    Pengembangan  dan  Pengelolaan  Sumber Air Sumatera Barat merealisasikan pembuatan perencanaan Embung (Detail Desain) pada Embung Danau Kering  yang terletak di Desa Ulu Gadut kecamatan Pauh di Kot Padang.Dari hasil analisa diperoleh debit banjir rencana periode ulang 100 tahun  sebesar 251.737  m3/dt, volume  tampungan sebesar  894.770      m3  berada  pada  elevasi  +105,00  m  yang  digunakan  sebagai  elevasi  mercu pelimpah, elevasi muka air banjir  pada  ketinggian  +106,78  m,  elevasi  puncak  bendungan pada ketinggian  +108,00 m, elevasi dasar sungai pada ketinggian +90.00 m, tinggi  jagaan  diambil  2,00 m,  tinggi bendungan  18,00 m, lebar mercu bendungan 50,00 m,kemiringan lereng upstream 1:3,00, kemiringan    lereng    down    stream    1:2,00.  Tipe  konstruksi  bendungan  Beton  dengan  Penyangga (concrete buttress dams)
Konstruksi  stabil  terhadap    gaya-gaya    yang    terjadi    pada  kondisi    yang    berbahaya.    volume genangan dan luas areal genangan 894.770 m 3 dan 168.443,77 m 2 . Kata kunci : analisa debit, kapasitas tampungan, konstruksi embung,

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Kota  Padang,  ibukota  propinsi  Sumatra  Barat merupakan  Kota  terbesar  di  propinsi  ini, terletak  pada  00 o 44’  00”  dengan  01 o 08’  35” Lintang  Selatan  dan  100 o 05’  05”  sampai dengan 100 o 34’ 09” Bujur Timur dengan luas 694.96 km 2 . Sebagai ibukota propinsi dan kota terbesar di Sumatera Barat, kegiatan perekonomian berpusat pula di kota ini, sudah barang  tentu  segala  permasalahan  juga  tidak terlepas pada kota ini. Salah satu permasalahan serius  yang  dihadapi  oleh  kota  Padang diantaranya  adalah  masalah  banjir  dan kebutuhan  air  baku  yang  merupakan  masalah yang  harus  diantisipasi  karena  sangat  terkait dengan  perkembangan  penduduk.  Di  sebelah timur dan sebelah selatan kota Padang terdapat pegunungan yang seharusnya berfungsi sebagai  daerah  konservasi  dan  daerah  resapan hujan.  Namun  kondisi  yang  saat  ini  ada  yang disebabkan  oleh  tingginya  tingkat  pembukaan
lahan  mengakibatkan  daerah  tersebut  tidak dapat  berfungsi  menjadi  daerah  resapan  lagi. Hal  tersebut  merupakan  salah  satu  faktor utama  penyebab  banjir  kota  Padang.  Di  sisi lain,  kebutuhan  air  baku  dan  kebutuhan  air irigasi di kota Padang juga disuplai dari daerah aliran  ini.  Namun  berkaitan  dengan  tidak berfungsinya  daerah  konservasi  dan  daerah resapan  tersebut,  hal  ini  menyebabkan ketersediaan air pada daerah tersebut mengalami  penurunan  yang  cukup  signifikan, sementara  kebutuhan  air  untuk  air  baku khususnya  di  kota  Padang  terus  mengalami peningkatan. Seiring berkembangnya penduduk di masa datang kebutuhan air untuk penduduk  kota  Padang  dan  sekitarnya  akan meningkat  tajam  dari  kebutuhan  saat  ini disamping  kebutuhan  untuk  air  irigasi  dan keperluan  lainnya.  Bebagai  alternatif  terus dilakukan  oleh  instansi  terkait  setempat  untuk mengantisipasi hal ini antara lain merencanakan  untuk  memanfaatkan  Danau
Kering  yang  berada  disebelah  timur  kota Padang.  Para  praktisi  dan  ilmuan  telah merekomendasikan  agar  pada  lokasi  Danau Kering ini dibangun embung untuk membendung  sungai  Batang  Kuranji  bagian hulu  yang  terletak  di  Desa  Ulu  Gadut kecamatan Pauh. Pembendungan akan dilakukan pada lembah yang agak sempit pada daerah  aliran  dengan  luas  lebih  kurang  25  ha. Fungsi  utama  embung  itu  nantinya  adalah untuk  menstabilkan  aliran  baik  dengan  cara pengaturan  persediaan  air  pada  Danau  Kering dan  menyediakan  simpanan  (tampungan  air) untuk pemanfaatan dikemudian hari, sekaligus untuk  memperkecil  dampak  kerusakan  akibat banjir  dihilir  embung.  Untuk  keperluan  ini, instansi  terkait  telah  melakukan  segala persiapan  antara  lain  pelaksanaan  Studi Pendahuluan  untuk  melakukan  kajian  daerah aliran yang akan menjadi sasaran kegiatan ini, dilanjutkan  dengan  studi  studi  penunjang sehingga  memperoleh  rekomendasi  kelayakan pembangunan Embung ini.

## Lokasi Pekerjaan
Salah  satu  sungai  besar  yang  berhulu  di pegunungan di sebelah timur Kota Padang dan
melintasi  kota  sebelum  akhirnya  bermuara  ke samudera  Indonesia  adalah  sungai  Batang Kuranji.  Sebagai salah  satu  sungai  besar  yang melintasi Kota Padang, sungai Batang Kuranji selain  merupakan  salah  satu  sumber  air  baku yang  sangat  dibutuhkan  oleh  penduduk,  juga merupakan  salah  satu  sungai  yang  seringkali menyebabkan  banjir  di  Kota  Padang  dan sekitarnya.
Di  bagian  hulu  sungai  Batang  Kuranji  ini khususnya  di  Desa  Ulu  Gadut  Kecamatan Pauh, terdapat Danau Kering yang seharusnya merupakan  kawasan  konservasi  dan  daerah resapan  di  bagian  hulu  sungai.  Pembangunan embung  dilakukan  dengan  membendung bagian hulu sungai Batang Kuranji.
Sarana  dan  Prasarana  perhubungan  menuju lokasi pekerjaan cukup sulit. Dari Kota Padang ke lokasi dapat dicapai dengan kendaraan roda empat  sampai  wilayah  kelurahan  Jawa  Gadut Kecamatan  Pauh,  dan  selanjutnya  dilanjutkan dengan  berjalan  kaki  melalui  jalan  setapak menyusuri  sungai  Limau  Manis  ke  arah  hulu sejauh  kurang  lebih  10  km.  Ilustrasi  lokasi pekerjaan  berdasarkan  citra  satelit  tahun  2006 dapat dilihat pada Gambar 1 .
Gambar 1. Areal Pekerjaan Perencanaan Detail Desain Embung

## METODOLOGI Tinjauan Umum
Perencanaan  embung  diawali  dengan melakukan  survey  dan  investigasi  di lokasi yang bersangkutan untuk
memperoleh  data  perencanaan  yang lengkap  dan  teliti.  Metodologi  yang  baik dan  benar  merupakan  acuan  untuk menentukan  langkah-langkah  kegiatan yang  perlu  diambil  dalam  perencanaan
(Soedibyo, 1993). Metodologi penyusunan perencanaan Embung sebagai berikut :  Survey dan investigasi pendahuluan
 Identifikasi masalah
 Studi pustaka
 Pengumpulan data
 Analisis hidrologi
 Perencanaan konstruksi embung
 Stabilitas konstruksi embung
 Gambar Konstruksi
Lokasi
Sungai Batang Kuranji

## Metodologi Perencanaan Embung
Metode  perencanaan  digunakan  untuk menentukan  langkah-langkah  yang  akan dilakukan  dalam  perencanaan  Embung. Adapun  metodologi  perencanaan  yang digunakan adalah :
 Survey  dan  investigasi  pendahuluan dilakukan  untuk  mengetahui  keadaan sosial,  ekonomi,  budaya  masyarakat dan  pengamatan  lokasi  di  lapangan serta  tanggapan  masyarakat  terhadap rencana pembangunan embung.
 Identifikasi  Masalah  Untuk  dapat mengatasi  permasalahan  secara  tepat maka  pokok  permasalahan  harus diketahui  terlebih  dahulu.  Solusi masalah  yang  akan  dibuat  harus mengacu  pada  permasalahan  yang terjadi.
 Studi  pustaka  ini  dilakukan  untuk mendapatkan  metode  dalam  analisis data,  perhitungan  dan  perencanaan
embung yang telah terbukti kebenarannya
 Pengumpulan  data  digunakan  untuk mengetahui  penyebab  masalah  dan untuk  merencanakan  embung  yang akan  dibuat.  Data  yang  diperoleh berupa data primer dan sekunder.
 Analisis data yang telah didapat diolah dan dianalisis sesuai dengan kebutuhannya.  Masing-masing  data berbeda dalam pengolahan dan analisisnya.  Pengolahan  dan  analisis yang  sesuai  akan  diperoleh  variabel- variabel  yang  akan  digunakan  dalam perencanaan embung.
 Perencanaan  Konstruksi,    Embung Hasil  dari  analisis  data  digunakan untuk menentukan
perencanaan konstruksi  embung  yang  sesuai,  dan tepat  disesuaikan  dengan  kondisi- kondisi  lapangan  yang  mendukung konstruksi embung tersebut.
 Stabilitas  Konstruksi  Embung,  Dalam perencanaan  konstruksi  embung  perlu adanya  pengecekan  apakah  konstruksi tersebut  sudah  aman  dari  pengaruh gaya-gaya  luar  maupun  beban  yang diakibatkan  dari  konstruksi  itu  sendiri (Sosrodarsono,  1989).  Pengecekan stabilitas konstruksi pada tubuh
bendungan  merupakan  usaha  untuk dapat mengetahui keamanan konstruksi.  Gaya-gaya  yang  bekerja dikontrol  terhadap  tiga  penyebab runtuhnya  bangunan  gravitasi.  Tiga penyebab runtuhnya bangunan gravitasi  adalah  gelincir,  guling  dan erosi bawah tanah (Soedibyo, 1993).
 Gambar
Konstruksi, Hasil perencanaan  dan  stabilitas  konstuksi embung  diwujudkan  dalam  bentuk gambar  yang  detail  dengan  ukuran,
bentuk dan skala yang ditentukan
 Bagan Alir, Keandalan hasil perencanaan  erat  kaitannya  dengan alur  kerja  yang  jelas,  metoda  analisis yang  tepat  dan  kelengkapan  data pendukung  di  dalam  merencanakan embung. Adapun tahap- tahap analisis Perencanaan  Embung  adalah  sebagai berikut :

## Bagan alir kegiatan

## Gambar 2. Bagan alir kegiatan

## HASIL DAN PEMBAHASAN ANALISA HIDROLOGI Kondisi Umum Lokasi Embung
Lokasi  perencanaan  pembangunan Embung  Danau  Kering  Kota  Padang  terletak disebelah  timur  laut  Kota  Padang.  Data hidrologi  dan  meteorologi  yang  ada  di  kota Padang  menunjukkan  bahwa  nilai  evaporasi tahunan  terhitung  tinggi,  kira-kira  1600  mm angka-angka tersebut lebih tinggi dibandingkan dengan evapotranspirasi tahunan di  daerah  pantai  umumnya  di  Indonesia sebesar  1400  mm.  Musim  hujan  di  lokasi perencanaan  embung  umumnya  berlangsung selama  lebih  dari  6  bulan,  mengingat  secara umum distribusi bulan-bulan basah dan bulan- bulan kering tidak begitu jelas dan kemungkinan kejadian hujan terjadi hampir di sepanjang  tahun  perkecualian  bulan-bulan kering  tertentu,  dimana  nilai  curah  hujan tahunan  rata-rata  hampir  mencapai  4.000  mm yaitu  sebesar  3.921,8  mm  per-tahun.  Kondisi ini  tentunya  sangat  berbeda  bila  dibandingkan dengan  kondisi  di  daerah lain seperti di Jawa, Bali, Nusa Tenggara dan sebagainya .

## Analisa Banjir Rencana
Kejadian  banjir  dapat  diramalkan besar  dan  kecepatan  datang  puncaknya  setiap periode  ulang,  dan  perlu dilakukan  agar  dapat
diperkirakan  dampaknya  terhadap  dearah disekitarnya.  Idealnya  perencanaan  banjir rencana  dilakukan  kombinasi  antara  metode analisis  frekuensi  berdasarkan  data  hasil pencatatan  debit  banjir  untuk  periode  panjang tertentu dengan analisis hidrologis berdasarkan data pencatatan curah hujan baik menggunakan rumus empiris maupun
beberapa  metode  penurunan  curah  hujan  – debit  banjir  berupa  hidrograf  dan  hidrograf satuan.
Untuk di lokasi yang berada di daerah hulu  maupun  di  sekitar  lokasi  rencana penempatan  Embung  Danau  Kering  sama sekali  tidak  terdapat  stasiun  pencacatan  hujan maupun  pengukuran  debit.  Hal  tersebut dikarenakan  lokasi  masih  merupakan  daerah hutan  asli  dan  secara  topografi  berada  pada daerah pegunungan yang masih belum terbuka ataupun tereksploitasi, sehingga tidak memungkinkan adanya stasiun hidroklimatologi  maupun  hidrometri  sungai. Berdasarkan kondisi tersebut maka perencanaan  analisa  hidrologi  baik  yang meliputi  analisa  debit  andalan  maupun perencanaan  banjir  rencana  hanya  bisa dilakukan  dengan  melakukan  pengolahan berdasarkan data hasil pencacatan curah hujan dari  stasiun  hujan  terdekat  yang  dianggap paling  mewakili  /  kondisinya  paling  mirip dengan  lokasi  perencanaan  embung.  Stasiun hujan  yang  memungkinkan  untuk  dipakai datanya  adalah  stasiun  hujan  Ladang  Padi  di Lubuk  Kilangan.  Stasiun  Hujan  Ladang  Padi di  Lubuk  Kilangan  berada  pada  lokasi  yang terdekat  dengan  lokasi  cathment  area  rencana lokasi  Embung  Danau  Kering.  Selain  itu  baik secara  topografis  maupun  ketinggian  diatas permukaan  laut  juga  mendekati  ketinggian yang sama, meskipun tidak berada pada satuan wilayah  sungai  yang  sama  dengan  lokasi embung  yang  berada  di  sebelah  hulu  dari daerah  aliran  sungai  (DAS)  Batang  Kuranji dan  Sungai  Limau  Manis  sementara  stasiun Lubuk  Kilangan  berada  pada  daerah  aliran sungai (DAS) Batang Arau.
Daerah  tangkapan  hujan  pada  lokasi  rencana Embung  Danau  Kering  mempunyai  data-data sebagai berikut : Catchment area =  18.987 km 2 .
Panjang sungai utama   =  5.247 km.
Perkiraan debit banjir untuk kala ulang tertentu  di  daerah  tangkapan  hujan  di  hulu
lokasi  Embung  Danau  Kering  dengan  luas
DAS  yang  relatif  kecil  dihitung  dengan menggunakan pendekatan Metoda Unit Hidrograf Nakayasu dan Metode Unit Hidrograf Sintetik Gama I. Dalam perhitungan kemungkinan banjir dilakukan  berdasarkan  pada  distribusi  hujan efektif  tiap  jam  dan  hulu  lokasi  pelimpah Embung Danau Kering diambil durasi 24 jam.
3 2 ) 24 .( T R
R t  dimana 24 24 R
R 
dimana :
Rt  = rata-rata  hujan  dari  awal
sampai jam ke-T
T  = waktu  hujan  awal  sampai  jam
ke –T
Besarnya  curah  hujan  ke-T  dihitung  dengan menggunakan rumus : Rt = t.Rt – (t-1).R(t-1)
Dimana ; Rt  = curah hujan ke-T RT =
rata-rata  hujan  dari
awal sampai jam ke-T t      = waktu hujan awak sampai jam
ke-T
Selanjutnya  membuat  flood  pattern  metoda DR.Nakayasu seperti langkah berikut : Perhitungan besar Q maks. Dengan persamaan :
3 . 0 0 . . 6 . 3 1 T T R A Q p maks  
dengan  bentuk  kurva  (hydrograph)  sebagai berikut :
keadaan naik dengan 0 < t < Tp
maks Q T t Q . ) ( 4 . 2 
keadaan kurva menurun dengan Tp < t , (Tp + T0.3)
maks T T Q Q p . 3 . 0 ) 1 ( 3 . 0  
keadaan ( Tp + T0.3 ) < t < ( Tp + T0.3 + 1.5 Tp)
maks T T T Q Q p . 3 . 0 ) . 5 . 1 5 . 0 1 ( 3 . 0 3 . 0    keadaan t > (Tp + T0.3 + 1.5 Tp ) maks T T T Q Q p . 3 . 0 ) . 2 5 . 0 1 ( 3 . 0 3 . 0    Dimana :
Q maks = Q puncak pada kurva (grafik) dalam m3/det R  =    Curah hujan efektif (mm)
A  =    Luas daerah pengaliran (km2) T p =   Waktu naik (jam) T 0.3 =   Waktu  menurun  dari  puncak (peak) ke 0.3 Qmaks (jam) Dengan ketentuan : T p = T g + 0.8 T r T 0.3 =  . Tg (  = koefisien antara 1,5 – 3,5 ) Untuk L < 15 Km            Tg = 0.4 + 0.058 .L
L > 15 Km Tg = 0.21 . L0.7 Dimana :
T g =    Log  time  pada  daerah  aliran (jam) T r =    Unit Time of Rain Fall ( jam ) L  =   panjang sungai (km)
Luas DAS dan panjang sungai dari hulu sungai terjauh  ke  titik  pengukuran  akan  menentukan besarnya debit puncak yang terjadi dan waktu tunda  banjir  maksimum  setiap  DAS,  dengan demikian  masing-masing  sungai  mempunyai Hidrograf  satuan  berbeda  seperti  Daerah Tangkapan Hujan Danau Kering.
Hidrograf Satuan yang terbentuk mempresentasikan jumlah debit  dari  waktu  ke waktu  di  titik  pengukuran  yang  timbul  akibat hujan  yang  dianggap  jatuh  secara  merata seluruh  DAS  setinggi  1  mm.  Dengan  pola grafik  yang  sama  debit  banjir  rencana  setiap periode  ulang  dapat  dibuat  atas  dasar  curah hujan rencana setiap jam.
Hasil  perhitungan  debit  rencana  diberikan dalam bentuk grafis pada Grafik 1 berikut.

## Banjir Rencana Metode HSS Nakayasu
0 50 100 150 200 250 300 1 2 4 6 8 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Waktu ( Jam ) D e bi t ( M 3 ) Q (2 th) Q (5 th) Q (10 th) Q (20 th) Q (50 th) Q (100 th) Q (200 th)
Grafik 1. Hasil Perhitungan Banjir Rencana Mengggunakan Metode HSS Nakayasu
Dimana  sebagaimana  ditunjukkan  pada  tabel dan  grafik  di  atas,  debit  puncak  terjadi  pada saat  jam  ke  1,52  dengan  debit  banjir  rencana 100 tahunan sebesar 220,597 m 3 /detik.
Selanjutnya  perhitungan  banjir  rencana  juga dilakukan  dengan  metode  Hidrograf  Satuan Sintetik  HSS  Gama  I.  Hasil  perhitungan  debit rencana  diberikan  dalam  bentuk  grafis  pada Grafik 2 berikut.

## Banjir Rencana Metode HSS GAMA I
0 50 100 150 200 250 300 0 2 3 5 7 9 11 13
15 17
19
21 23 25 Waktu ( Jam ) D ebi t ( M 3 ) Q (2 th) Q (5 th) Q (10 th) Q (20 th) Q (50 th) Q (100 th) Q (200 th)
Grafik 2. Hasil Perhitungan Banjir Rencana Mengggunakan Metode HSS Gama I.
Dimana  sebagaimana  ditunjukkan  pada  tabel diatas,  debit  puncak  terjadi  pada  saat  jam  ke 2,2  dengan  debit  banjir  rencana  100  tahunan sebesar 251,737 m 3 /detik.
Selanjutnya  berikut  diberikan  rekapitulasi perbandingan  hasil  perhitungan  debit  banjir rencana  dengan  menggunakan  kedua  metode
perhitungan  di  atas  yaitu  Metode  HSS Nakayasu dan HSS Gama I.
Tabel  1.  Rekapitulasi  Perhitungan  Banjir Rencana  Metode  HSS  Nakayasu  dan  Metode HSS Gama I

## Volume Embung
Penetapan  lokasi  embung  didasarkan  pada beberapa pertimbangan diantaranya :
a. kondisi topografi
b. kondisi  geologi  dan  mekanika tanah
c. kondisi hidrologis dari  petimbangan  di  dalam  penetapan lokasi  bangunan  Embung  Danau  Kering. Sedangkan  tinggi  mercu  atau  kedalaman maksimum genangan direncanakan setinggi 15 m  yang  akan  memberikan  volume  genangan dan luas areal genangan berturut-turut 894.770 m 3 dan  168.443,77  m 2 .    Rekapitulasi  volume tampungan, luas genangan dan elevasi rencana mercu  adalah  sebagaimana  diberikan  pada Tabel 2. berikut.
Tabel  2.  Rekapitulasi  Hubungan  Antara Elevasi,  Luas  Genangan  dan      Volume Genangan Rencana Embung Danau Kering.
Elevasi (m) Luas Genangan (m 2 ) Volume Genangan (m 3 ) 0.00 0.00 0.00 5.00 20,368.01 18,164.00 10.00 77,768.98 267,067.25 11.00 91,720.03 367,477.00 12.00 124,339.15 478,250.50 13.00 137,550.79 603,221.25 14.00 157,798.18 760,974.75 15.00 168,443.77 894,770.00 Perhitungan Hidrolis Mercu Perencanaan Hidraulis Mercu Embung dilakukan berdasarkan
buku Standar
Perencanaan  Irigasi  Departemen  PU  (Th
1986),  Standar  Nasional  Indonesia SNI  03– 3432–1994 tentang Tata  Cara  Penetapan Banjir  Disain  Dan  Kapasitas  Pelimpahan Untuk Bendungan . Mercu Embung direncanakan  sebagai  mercu  beton  dengan bentuk  mercu  bulat.  Kemiringan  hilir  1  :  1 dengan jari-jari mercu pertama-tama diperkirakan 1.50 meter.

## Tinggi Mercu (Elevasi Spillway) Embung
Perencanaan  Spill  way  ini  direncanakan berdasarkan  volume  tampungan  perlu  dan elevasi genangan yang direncanakan dengan :
Tinggi Mercu (P)= 0 15 meter

## Lebar Efektif Spillway
 Lebar  pelimpah  ( spillway )  diusahakan sama atau mendekati lebar sungai utama di sebelah  hilir  mercu  yang  ada  atau  sesuai ketersediaan  lebar  area  pelimpahan,  misal dalam  contoh  ini  diberikan  salah  satu alternatif  yang  digunakan  yaitu  L  =  50.00 meter.
Le = L – T – 2(n.Kp+Ka)*He L = 50 m n = 3 bh Kp = 0.01 Ka = 0.1 Dimana : Le = Lebar Efektif Spillway L = Lebar total spiilway n = Jumlah pilar Kp = Koefesien Kontraksi pilar Ka =  Koefesien  Kontraksi  Pangkal Spillway

## Tinggi Air Di Atas Mercu Bendung
Tinggi  muka  air  di  atas  mercu  dihitung berdasarkan rumus mercu bulat (Kp. 02 hal 4.2)
Dengan : Q  =  debit  rencana  (Q 100 = 251.737 m 3 /dt) C d =  koefisien  debit    =    C 0 x C 1 x  C 2 b eff =  lebar  efektif  pelimpah  (b e =  45.50 m)
H 1 =  tinggi energi hulu Harga-harga  koefisien  C 0 ,  C 1 dan  C 2 dapat ditentukan dari Grafik KP – 02
Beff = L – ( ∑ T ) Periode Ulang HSS NAKAYASU HSS GAMA I Q 2 78.205 64.375 Q 5 116.327 114.536 Q 10 141.567 147.747 Q 20 165.777 179.603 Q 50 197.114 220.838 Q 100 220.597 251.737 Q 200 245.445
282.525
2 3 1 3 2 3 2 H g b C Q e d    
Tabel 3. Perhitungan Koefisien Debit He (m) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 He / R 0.33 0.67 1.00 1.33 1.67 2.00 P / He 30.00 15.00 10.00 7.50 6.00 5.00 Co 0.92 1.10 1.18 1.23 1.26 1.32 C1 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 C2 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cd 0.92 1.10 1.18 1.23 1.26 1.32 H 1 =  2.0 meter H1 / r = 2 / 1.5 = 1.33
P / H1 = 15 / 2 = 7.5
33 . 1 1  r H , maka C o =  1.23
5 . 7 1 
H P , maka C 1 =  1
5 . 7 1 
H P , maka C 2 =  1
Jadi C d =  1.23  x  1  x  1
=  1.23
Setelah  Cd  di  dapat,  kita  dapat  menghitung Debit dengan rumus persamaan (1) diatas Q = 1.23 x 2/3 40.5 x √ 2. 9.8 x 2 3/2
= 269.735 M 3 / sec
Kemudian  kita  akan  mendapatkan  nilai  Hd yang  kita  inginkan  dengan  cara  coba  –  coba, dimana  nilai  He  kita  variasikan.  Sehingga untuk  debit  sebesar  banjir  rencana  Q 100th = 251.737 m 3 / sec , kita mendapatkan Hd = 1.78 m.  Secara  grafis  muka  air  banjir  rencana tersebut  adalah  sebagaimana  diberikan  pada Grafik 3.3. berikut.
Grafik  3.  Tinggi  Muka  Air  Banjir  Rencana  di atas Mercu Untuk Panjang Mercu Rencana  L = 50 m.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 Debit (m3) H e ( m ) H (Desain L = 50 M ) Untuk mengetahui
efektifitas
dan perbandingan  alternatif  dimensi  mercu  dan elevasi  muka  air  banjir  rencana  diatas  mercu, berdasarkan SNI  03  –  3432  –  1994 maka setidaknya mercu dapat direncanakan berdasarkan  dua  kondisi  ektrim  sebagai berikut.
Alternatif kondisi perencanaan 1 :
Spillway bisa direncanakan dengan
berdasarkan  debit  rencana  sebesar  Q R =  0,5  x 125  %  Q 100th ,  apabila  bendungan  mempunyai resiko kecil.
Alternatif kondisi perencanaan 2 : Spillway harus direncanakan dengan berdasarkan debit rencana sebesar Q R = 125 %
Q 100th ,  apabila  bendungan  mempunyai  resiko besar.
2 3 1 3 2 3 2 H g b C Q e d    
Dalam laporan  ini dilakukan beberapa alternatif perhitungan disain spillway berdasarkan  beberapa  alternatif  dimensi, elevasi  muka  air  banjir  dan  besaran  debit banjir  rencana  menggunakan  prosedur  yang
sudah  dijelaskan  sebelumnya.  Selanjutnya hasil  perhitungan  masing-masing  alternatif tersebut diberikan pada Tabel 4. berikut. Tabel 4. Rekapitulasi Alternatif Dimensi Spillway Berdasarkan Debit Banjir Rencana, Tingkat
Keamanan dan Elevasi Muka Air Banjir di Atas Mercu.
Lebar Spillway 125% X Q 100 125% X 0,5Q 100 Q 100 Q R (m 3 / Det ) Tinggi Air di Atas Mercu (m) Q R (m 3 / Det ) Tinggi Air di Atas Mercu (m) Q R (m 3 / Det ) Tinggi Air di Atas Mercu (m) 25 314.671 3.55 157.336 2.25 251.737 3.2 30 314.671 3.08 157.336 2 251.737 2.8 35 314.671 2.8 157.336 1.78 251.737 2.4 40 314.671 2.2 157.336 1.6 251.737 2.3 50 314.671 2.2 157.336 1.5 251.737 1.78
Analisa  Keamanan  Terhadap  Rembesan dan Erosi Bawah Tanah (Bahaya Piping)

## Kontrol Keamanan Terhadap Rembesan
Kontrol  keamanan  terhadap  rembesan  di bawah  tubuh  bendung  digunakan  methode Lane , yaitu :
 H  = 15 m L w =  L v + 3 1 L h >   C w .  H Harga  C w untuk  tanah  pasir  kasar  adalah 2.5 Pada  tabel  4.3,  panjang  L w pada  titik  N adalah 42.4 L w =  42.4  >  2.5  x  15 =  42.4  >  37.5
Kontrol  Keamanan  Terhadap  Erosi  Bawah Tanah (Piping)
Keamanan  terhadap  erosi  bawah  tanah (piping) adalah :
Dengan : S f =  faktor keamanan =  2.00 S  =  kedalaman tanah =  3.10 a =  tebal  lapisan  lindung (diandaikan 1.00 m)
h s =  tekanan air pada titik M  =  ( 4.97  -  3.10)  =  1.87 Jadi :
Tabel 5 Harga Angka Rembesan Land (C w )

## Perhitungan Stabilitas Tubuh Bendung
Dalam  peninjauan  stabilitas  bendung  dihitung dalam  keadaan  kritis,  yaitu  waktu  banjir  yang bersamaan  dengan  gempa  dan  juga  waktu kondisi  air  normal  yang  bersamaan  dengan gempa.
Gaya-gaya  yang  bekerja  pada  tubuh  bendung adalah :
 Berat Sendiri Dendung ( G )  Gaya Gempa ( K )  Gaya Hidrostatis ( W )  Tekanan Lumpur ( P )  dalam  hal  ini pasir/kerikil
 Gaya Uplift Pressure ( U )
Syarat  yang  harus  dipenuhi  untuk  stabilitas bendung  agar  konstruksi  aman  dan  stabil adalah : 1. Terhadap guling Pasir sangat halus atau lanau 8.5 Pasir halus 7.0 Pasir sedang 6.0 Pasir kasar 5.0 Kerikil halus 4.0 Kerikil sedang 3.5 Kerikil kasar termasuk berangkal 3.0 Bongkah dengan sedikit berangkal dan kerikil 2.5 Lempung lunak 3.0 Lempung sedang 2.0 Lempung keras 1.8 Lempung sangat keras 1.6
  s s a f H S S   1   ! 00 . 2
19 . 2 87 . 1 1 10 . 3 10 . 3 00 . 1
OK S f     
2. Terhadap geser
3. Terhadap eksentrisitas
Data-data tanah di sekitar lokasi sesuai dengan data yang ada :
 Berat Isi Tanah  t =  1.3
t/m 3  Kohesi Tanah C  =  0.078  Sudut Geser Tanah  = 31.785 o  Daya Dukung Tanah q t =  200 t/m 2
Secara  lebih  jelas  perhitungannya  dilakukan dengan cara tabelaris.
1. Gaya-gaya  Akibat  Berat  Sendiri
(Konstruksi)
Gaya-gaya berat sendiri adalah gaya yang ditimbulkan oleh berat jenis dari konstruksi tersebut. Dalam konstruksi bangunan bendung dari pasangan batu kali diambil  pas = 2.30 t/m 3 .
Tabel 5. Perhitungan Berat Sendiri Tubuh Mercu Embung
Gaya H B Luas Bagian F Jarak titik berat Statis momen m2 (m) (m3) ( m ) ( m ) y x Sx Sy A1 13,9 4,5 ½ x 4.5 x 13.9 31,275 10,1 46,5 315,8775  1454,288 A2 2,12 19,8 43,6 41,976 92,432 A3 13,9 2,6 2.6x 13.9 36,14 12,5 43,8 451,75 1582,932 A4 14,5 14,5 ½ x 14.5 x 14.5  105,125  10,3 37,6 1082,788  3952,7 A5 1,5 0,5 1.5 x 0.5 0,75 4,8 49,3 3,6 36,975 A6 0,5 0,5 0.5 x 0.5 x 0.5 0,125 4,3 48,9 0,5375 6,1125 A7 1 2,5 1 x 2.5 2,5 5 48 12,5 120 A8 3 2 2 x 3 6 4 45,6 24 273,6 A9 5,5 1 5.5 x 1 5,5 2,8 44,1 15,4 242,55 A10 4,5 15,6 15.6 x 4.5 70,2 3,3 34,8 231,66 2442,96 A11 2,5 2,5 0.5 x 2.5 x 2.5 3,125 3,8 27,2 11,875 85 A12 2 2 2 x 2 4 2 27 8 108 A13 2,5 0,5 0.5 x 0.5 x 2.5 0,625 1,8 25,8 1,125 16,125 A14 0,5 25 0.5 x 25 12,5 2,7 13,2 33,75 165 A15 0,5 1 0.5 x 1 x 0.5 0,25 2,2 0,7 0,55 0,175 A16 2 0,5 0.5 x 2 1 2,5 0,25 2,5 0,25 JUMLAH 281,235 2237,889  10579,1 Berat Sendiri Tubuh Bendung (G) =  F x  pas = 281
.235 m 2 x  2.3 t/m 3 = 646 .84 t/m
Jarak titik berat dari garis X :
Jarak titik berat dari garis Y :

## 2. Gaya-gaya Akibat Gaya Gempa
Gaya gempa (K) =  E  x  G
m m m F Sy y 61 . 37 235 . 281 1 . 10579
2 3      m m m F Sx x
957 . 7 235 . 281 889 . 2237
2 3     
Dengan : E  =  Koefisien gempa G  =  Berat sendiri tubuh bendung Untuk mengetahui koefisien gempa, digunakan persamaan : Dengan : a d =  percepatan gempa rencana (cm/dt 2 ) n,m =  koefisien jenis tanah a c =  percepatan gempa dasar (cm/dt 2 ) E =  koefisien gempa z =  faktor yang tergantung letak geografis g =  percepatan grafitasi (cm/dt 2 )
Pada pembangunan bendung ini digunakan :
n  = 2.76 untuk jenis tanah berbatu m  = 0.71 untuk jenis tanah berbatu a c = 85 m/dt 2 untuk  periode ulang 20 tahun
z = 1.56 untuk zone Sumbar Maka : Jadi gaya gempa (K) =  E  x  G =  0.090  x  646.84
t/m
=  58.215 t/m Gaya-gaya Akibat Tekanan Lumpur
(Pasir/Kerikil)
Gaya-gaya  akibat  tekanan  lumpur  dihitung dengan  menganggap  lumpur  tertahan  setinggi mercu  dengan  sudut  geser  dalam  (  )  31.785 o dan  t = 1.3 t/m 3 .
 s =  t -  w =  1.30  -  1.00 =  0.30 t/m 3
Jarak garis kerja gaya terhadap X adalah :
  g a E z x a n a d m c d       2 71 . 0 / 698 . 88 56 . 1 85 76 . 2 dt m z a n a m c d      090 . 0 981 698 . 88    g a E d    sin 1 sin 1 2 2 1       h P s m P M Y y 724 . 4
058 . 0 274 . 0     

## 3. Gaya-gaya Hidrostatis
Gaya hidrostatis dihitung pada keadaan air normal dan air banjir dengan berat jenis air  w = 1 t/m 3 .
Tabel 6. Perhitungan Gaya-Gaya Pada Tubuh Mercu Embung
Gaya H B Luas Bagian F Jarak titik berat Statis momen m2 (m) (m3) ( m ) ( m ) y x Sx Sy W1 13.9 4.5 ½ x 4.5 x 13.9  31.275 48.1 1504.328 W2 2.1 4.5 2.1 x 4.5 2.12 47.3 100.276 W3 2.1 2.6 2.6x 2.1 5.46 21 114.66 W4 14.5 14.5 ½  x  14.5  x 14.5 105.125 20.3 2134.038 W5 1.5 0.5 1.5 x 0.5 0.75 20.3 15.225 W6 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 20.5 23.0625 W7 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 19.5 21.9375 W8 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 18.9 21.2625 W9 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 18 20.25 W10 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 17.4 19.575 W11 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 16.4 18.45 W12 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 15.9 17.8875 W13 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 13.4 15.075 W14 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 14.3 16.0875 W15 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 13.3 14.9625 W16 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 12.8 14.4 W17 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 11.8 13.275 W18 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 11.3 12.7125 W19 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 10.3 11.5875 W20 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 9.7 10.9125 W21 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 8.7 9.7875 W22 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 8.2 9.225 W23 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 7.2 8.1 W24 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 6.7 7.5375 W25 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 5.7 6.4125 W26 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 5.1 5.7375 W27 1.5 1.5 0.5 x 1.5 x 1.5 1.125 4.2 4.725 W28 0.6 0.6 0.5 x 0.6 x 0.6 0.18 4.2 0.756 W29 0.91 0.09 0.5 x 0.6 x 0.6 0.04095 3.5 0.143325 W30 1 25 0.5 x 0.1 x 1.9 25 3.5 87.5 W31 0.5 0.5 1 x 25 0.25 3.7 0.925 W32 0.09 0.09 1 x 25 0.00405 3.1 0.012555 Jumlah ∑Wv 161.56 ∑Mv 2656.222
∑Wh 33.395 ∑Mh 1604.604 Jarak  garis  kerja  gaya  vertikal  terhadap  Y adalah :
Jarak  garis  kerja  gaya  horizontal  terhadap  X adalah :

## 4. Gaya Uplift Pressure
Uplift  pressure  yaitu  tekanan  ke  atas  yang diakibatkan  oleh  tekanan  air  terhadap  bidang bawah  bendung.  Besarnya  uplift  pressure dihitung dengan menentukan besarnya tekanan pada  tiap-tiap  titik  sudut  dan  setelah itu  dapat ditentukan  besarnya  gaya  yang  bekerja  pada tiap-tiap  bidang.  Besarnya  uplift  pressure dianggap  bekerja  antara  67%  -  100%,  dalam hal ini uplift pressure dihitung bekerja 70%. Rumus yang digunakan :
Dengan : U x =  uplift pressure pada titik X  (kg/m 2 ) H x =  selisih  tinggi  muka  air di hulu bendung dengan titik X  (m)
L x =  panjang
creepline sampai titik X  (m)
L t =  panjang  creepline  total (m)
 H  =  selesih  tinggi  tekanan (m)
Panjang  creepline  ditentukan  menurut  teori Bligh.  Panjang  creepline  sebanding  dengan besarnya perbedaan tekanan dijalur pengaliran yang dinyatakan dengan  rumus :
Dengan :  H  =  perbedaan tinggi tekanan  (m) L =  panjang creepline minimum yang dibutuhkan  (m) C =  creep ratio
Untuk  konstruksi  aman  terhadap  tekanan  air, maka :
Pada  bendung  ini  jenis  tanah  pada  dasar bendung adalah berupa kerikil, batu-batu kecil dan  besar,  maka  diperkirakan  creep  ratio  (C) untuk Bligh adalah 6 (enam).
 H pada saat air normal =  15 m Titik Elevasi (Elx) Hx = 20.5 - (Elx) Lx Ux A 16 4.5 10 2.307 B 16 4.5 10.5 2.197 C 16.5 4 11.2 1.544 D 16.5 4 13.2 1.105 E 14.5 6 15.2 2.667 F 14.5 6 17.2 2.228 G 12.5 8 19.7 3.680 H 12.5 8 20.7 3.461 I 13.5 7 21.7 2.241 J 13.5 7 39.3 (1.618) K 14 6.5 39.8 (2.228) L 14 6.5 40.3 (2.338) M 16 4.5 42.3 (4.776) N 16 4.5 66.8 (10.149) O 15.5 5 67.9 (9.890) P 15.5 5 68.4 (10.000)
m W M X V V 44 . 16 56 .
161 222 . 2656      m W M Y H H 04 . 48 395 . 33 604 . 1604      w t x x x H L L H U             C L H   C H L   
Jarak  garis  kerja  vertikal  terhadap  bidang    Y adalah : Jarak garis kerja horizontal terhadap bidang  X adalah : Gaya Besar Gaya (t/m) Jarak garis kerja gaya Momen (t/m/m) V H Y X X Y G 646.8405 7.957361 5147.144 K 58.215 37.6165804 2189.849 W 161.56 33.395 16.44109 48.049214 2656.222 1604.604 P 0.020909 4.76 0.099525 U 232.4446 22.35166 4639.258 34.76171 1040.845 113.9826 12442.62 3829.314
Garis kerja vertikal terhadap Y adalah :
Garis kerja horizontal terhadap X adalah :
a. Kontrol terhadap guling
Momen guling (Mg) =  Y  x  H =  33.595    x
113.982
=  750.917 tm Momem tahanan (Mt) =  X  x  V =  11.954    x
1040.845
=  2778.723
tm
 Struktur aman terhadap guling
b. Kontrol terhadap geser
 Struktur aman terhadap geser

## c. Kontrol terhadap eksentrisitas
Dalam disain ini : B =  45.5 m  M v =  12442.62 tm/m
 M h =  3829.314 tm/m
 V =  1040.845 t/m
 Struktur    tidak  aman  terhadap eksentrisitas
d. Kontrol terhadap tegangan tanah
Daya  dukung  tanah  dalam  disain  ini adalah  200  t/m 2 .  Tegangan  tanah  yang terjadi di bawah pondasi adalah :
 1 =  66.539  t/m 2  2 =  -20.778  t/m 2
 Struktur  aman  terhadap  tegangan tanah.
m V M X X V 958 . 19 445 . 232 258 . 639 , 4    m V M Y Y H 555 . 1 352 . 22 762 . 34    m X 954 . 11 845 .
1040 62 . 12442   m Y 595 . 33 982 .
113 314 . 3829     2   g t f M M S guling terhadap keamanan Faktor 2 7 . 3 7 . 3 917 . 750 723 . 2778     f S   5 . 1      H f V S geser terhadap keamanan Faktor g 5 . 1 239 .
6 239 . 6 982 . 113 31 tan 845 . 1040      g S   B V M M B e h V 6 1 2          m m e 58 . 7 47 . 14 5 . 45 845 . 1040 314 . 3829 62 . 12442 2 5 . 45 6 1                      5 . 45 58 . 7 6 1 00 . 1 5 . 45 845 . 1040
6 1 12 B e A V 
 1 dan  2 kecil dari daya dukung tanah yang diizinkan

## PENUTUP
Berdasarkan    analisis    dan    pembahasan  pada tulisan    ini    dapat    diambil    Simpulan  dan saran:

## Simpulan
1. Dalam  pekerjaan  Detail  Desain  Embung Danau  Kering  Kota  Padang,  antara  lain dengan  melaksanakan  survey  topografi, survey hidrologi dan penyelidikan geologi dan  mekanika  tanah  dilanjutkan  dengan kegiatan  desain  bangunan  embung  dan kelengkapannya.
2. Dari  hasil  analisa  desain  data  primer  dan data  sekunder  dan  perhitungan  struktur dan  pemilihan  tipe,  maka  kesimpulan  dari pekerjaan  perencanaan  embung  ini  antara lain :
Tipe konstruksi bendungan
:Bendungan
Beton  dengan  Penyangga  ( concrete  buttress dams )
Tinggi mercu bendungan:15 meter Tinggi bendungan:18 meter Lebar mercu:50 meter Panjang bendungan:154 meter Luas genangan:16.848 meter persegi Volume genangan air: 894.770 meter kubik

## Saran
1. Penulis  yakin  masih  ada  kekurangan- kekurangan  untuk  itu  kami  menerima segala kritikan dan usulan serta saran yang membangun  demi  terciptanya  suatu  hasil yang  terbaik  dan  yang  nantinya  akan bermanfaat  bagi  Penulis  sendiri  dan  serta pembaca laporan ini pada umumnya.
2. Sebagai  penutup  Penulis  mengucapkan terimakasih  kepada  Instansi  terkait  dan semua  pihak  yang  tidak  dapat  kami sebutkan satu persatu yang telah membantu  dalam  penyelesaian  Penulisan “Detail  Desain  Embung  Danau  Kering Kota Padang” ini.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Chow,    Ven    Te.    1992.        Hidrolika Saluran    Terbuka    (Open    Channel Hydraulics).  Jakarta : Erlangga.
2. Departemen    Pekerjaan    Umum.    2010. Standar    Perencanaan    Irigasi    KP-01.
Direktorat  Jenderal  Pengairan.  Jakarta  :
Departemen Pekerjaan Umum.
3. Departemen    Pekerjaan    Umum.    2010. Standar    Perencanaan    Irigasi    KP-02.
Direktorat  Jenderal  Pengairan.  Jakarta  : Departemen Pekerjaan Umum.
4. Harto,  Sri  Br.  1993.  Analisis  Hidrologi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.
5. Soedibyo,  Ir.  1993.  Teknik  Bendungan. Jakarta : Pradnya Paramida.
6. Sosrodarsono,  Suyono.  1994.  Perbaikan dan  Pengaturan  Sungai.  Jakarta  :  Pradnya Paramita.  Sudjarwadi.  1979.  Pengantar Teknik  Irigasi.  Yokyakarta  :  Universitas Gajah Mada.
7. Suripin.  2003.  Sistem  Drainase  Perkotaan yang Berkelanjutan. Yogyakarta : Andi.
8. Triatmodjo,  Bambang.  2008.  Hidrologi Terapan. Yogyakarta : Beta Offset.