contoh makalah Bendungan

PENGERTIAN UMUM BENDUNGAN

Bendungan adalah suatu bangunan air yang dibangun khusus untuk membendung (menahan) aliran air yang berfungsi untuk memindahkan aliran air atau menampung sementara  dalam  jumlah  tertentu  kapasitas/volume  air  dengan  menggunakan struktur timbunan tanah homogen (Earthfill Dam), timbunan batu dengan lapisan kedap air (Rockfill Dam), konstruksi beton (Concrete Dam) atau berbagai tipe konstruksi lainnya.

Dengan  pesatnya perkembangan teknologi dalam perencanaan dan pelaksanaan pembangunan bendungan telah mengaburkan batasan secara jelas pengelompokan tipe bendungan, karena sebagai akibat dari usaha para perancang concrete dams dan geotechnical engineers dalam mengatasi permasalahan bendungan timbunan (Embankment Dams) untuk menurunkan biaya konstruksi, pemeliharaan serta untuk mendapatkan nilai ekonomis yang lebih tinggi.

Usaha untuk mendapatkan nilai yang lebih kompetitif diantaranya adalah :

      Tingginya biaya membangun lapisan inti kedap air dan tanah liat diganti dengan timbunan batu dan melapisi kedap air pada dinding permukaan sisi hulu bendungan.

 Tingginya  biaya  tenaga  kerja,  peralatan  dan  lamanya  durasi  waktu pelaksanaan pada bendungan beton (Concrete Dam) diatasi dengan pembangunan   dengan   beton   tuang   yang   langsung   dipadatkan   (Roller Compacted Concrete Dams).

Tingginya biaya pembangunan dan pelimpah darurat (Emergency Spillway) diatasi dengan mengijinkan air melimpah melalui tubuh bendungan yang telah dirancang tersendiri baik pada bendungan timbunan (Embankment Dams) maupun struktur beton (Concrete Dam).

 Penyelidikan yang menerus terhadap perilaku bendungan    dan pengaruh terhadap   gempa   akan   memperbaiki   laboratorium   test   dinamis   (Dynamic Laboratory Method) dan perbaikan pada teknik pembangunan Concrete Dams dan Embankment Dams.

Berbagai  usaha  untuk  memperoleh  Bendungan  yang  layak  terhadap  kelayakan teknis, ekonomis dan lingkungan terus diusahakan hingga saat ini.Bendungan terdiri dari beberapa komponen, yaitu :

1.        Badan bendungan (body of dams)      

Adalah tubuh bendungan yang berfungsi sebagai penghalang air. Bendungan umumnya memiliki tujuan untuk menahan air, sedangkan struktur lain seperti pintu air atau tanggul digunakan untuk mengelola atau mencegah aliran air ke dalam daerah tanah yang spesifik. Kekuatan air memberikan listrik yang disimpan dalam pompa air dan ini dimanfaatkan untuk menyediakan listrik bagi jutaan konsumen.

2.        Pondasi(foundation)

Adalah bagian dari bendungan yang berfungsi untuk menjaga kokohnya bendungan.

3.        Pintu air (gates)

Digunakan untuk mengatur, membuka dan menutup aliran air di saluran baik yang terbuka maupun tertutup. Bagian yang penting dari pintu air adalah :

a.    Daun pintu (gate leaf)       

Adalah bagian dari pintu air yang menahan tekanan air dan dapat digerakkan untuk membuka , mengatur dan menutup aliran air.

b.    Rangka pengatur arah gerakan (guide frame)       

Adalah alur dari baja atau besi yang dipasang masuk ke dalam beton yang digunakan untuk menjaga agar gerakan dari daun pintu sesuai dengan yang direncanakan.

c.    Angker (anchorage)           

Adalah baja atau besi yang ditanam di dalam beton dan digunakan untuk menahan rangka pengatur arah gerakan agar dapat memindahkan muatan dari pintu air ke dalam konstruksi beton.

d.   Hoist

Adalah alat untuk menggerakkan daun pintu air agar dapat dibuka dan ditutup dengan mudah.

4.        Bangunan pelimpah (spill way)

Adalah bangunan beserta intalasinya untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam waduk agar tidak membahayakan keamanan bendungan. Bagian-bagian penting dari bangunan pelimpah :

a.         Saluran pengarah dan pengatur aliran (controle structures)

Digunakan untuk mengarahkan dan mengatur aliran air agar kecepatan alirannya kecil tetapi debit airnya besar.

b.        Saluran pengangkut debit air (saluran peluncur, chute, discharge carrier, flood way)

Makin tinggi bendungan, makin besar perbedaan antara permukaan air tertinggi di dalam waduk dengan permukaan air sungai di sebelah hilir bendungan. Apabila kemiringan saluran pengangkut debit air dibuat kecil, maka ukurannya akan sangat panjang dan berakibat bangunan menjadi mahal. Oleh karena itu, kemiringannya terpaksa dibuat besar, dengan sendirinya disesuaikan dengan keadaan topografi setempat.

c.         Bangunan peredam energy (energy dissipator)

Digunakan untuk menghilangkan atau setidak-tidaknya mengurangi energi air agar tidak merusak tebing, jembatan, jalan, bangunan dan instalasi lain di sebelah hilir bangunan pelimpah.

5.        Kanal(canal)

Digunakan untuk menampung limpahan air ketika curah hujan tinggi.

6.        Reservoir

Digunakan untuk menampung/menerima limpahan air dari bendungan.

7.        Stilling basin

Memiliki fungsi yang sama dengan energy dissipater.

8.        Katup(kelep,valves)

Fungsinya sama dengan pintu air biasa, hanya dapat menahan tekanan yang lebih tinggi (pipa air, pipa pesat dan terowongan tekan). Merupakan alat untuk membuka, mengatur dan menutup aliran air dengan cara memutar, menggerakkan kea rah melintang atau memenjang di dalam saluran airnya.

9.        Drainagegallery

Digunakan sebagai alat pembangkit listrik pada bendungan

TIPE DAN FUNGSI BENDUNGAN

1.        Tipe Bendungan

Dalam penentuan tipe bendungan dapat ditinjau dari berbagai pandangan, misal :

-          Pembagian tipe didasarkan pada ukurannya.

a.         Bendungan besar (Large Dams)

b.        Bendungan kecil (Small Dams)

-          Pembagian tipe didasarkan pada tujuan pembangunannya.

a.         Bendungan   dengan   tujuan   tunggal (Single Purpose Dams)

b.        Bendungan     serba     guna     (Multi Purpose Dams)

-          Pembagian tipe didasarkan pada jalannya air pelimpah.

a.         Bendungan  untuk  dapat  dilewati  air (Overflow Dams)

b.        Bendungan untuk dapat menahan air  (Non Overflow Dams)

-          Pembagian tipe didasarkan pada material konstruksinya.

a.         Bendungan beton (Concrete Dams)

b.        Bendungan  timbunan  (Embankment Dams).

Pada umumnya yang sering digunakan adalah pembagian tipe bendungan berdasarkan material yang digunakan untuk konstruksi yaitu Bendungan tipe beton dan Bendungan tipe timbunan.

2.        Bendungan Beton (Concrete Dams)

a.    Umum

Prinsip  dalam  dasar  yang  harus  diperhatikan  didalam  bendungan  beton diantaranya adalah :

-       Pondasi Bendungan terletak pada lapisan batuan keras (Rock foundation)

Beton merupakan bentuk struktur yang kaku (rigid) sehingga sangat kuat  menahan tekanan (Compressive strength) tetapi lemah terhadap gaya tarik (Tensile strength). Oleh karena itu, bentuk dari konstruksi Bendungan beton diusahakan sekecil mungkin mengakibatkan terjadinya tarikan (tensile strength).

b.    Beberapa tipe bendungan beton diantaranya adalah :

-       Bendungan tipe Gravity (Gravity Dams)

Pada  dasarnya   bendungan  ini  mampu  menahan  beban  dari  waduk/ Reservoir melalui daya tahan gesekan akibat dari berat bendungan pada pondasi.

Pada bentang melebar bendungan dapat diasumsikan bias-bias kantilever dengan mengusahakan sekecil mungkin gaya tarik akibat momen untuk menahan gaya guling (Overturning).

Lapisan batuan yang menahan pondasi harus mampu terhadap beban gesek dan daya dukungnya dengan faktor keamanan sesuai yang berlaku.

-       Bendungan  tipe  Lengkung  (Curved  gravity  Dams),  apabila  panjang  as bendungan sempit, maka sebagian dari gaya yang bekerja pada bendungan dialihkan ke tebing (abutment).

Untuk menghindari terjadinya gaya tarik pada tubuh Bendungan beton, maka bentuk bendungan disesuaikan dengan penyebaran arah gaya yang terjadi, dan  yang  paling  mendekati  kea  rah  tegak  lurus  ke  abutment  adalah membuat bentuk lengkung (Curved) atau busur (Arch).

-       Bendungan tipe Busur (Arch Dams)

Apabila bendung tipe lengkung (Curved Dams) terjadi dengan pengalihan beban ke abutment lebih besar, akibat bentuk topografi yang lebih curam      

Dan lebih sempit, maka untuk memperoleh bentuk Bendungan yang lebih sesuai dengan penyebaran gaya yang terjadi dengan arah tekan ke dinding abutment, maka bentuk struktur menjadi lengkung busur atau Bendungan tipe Busur (Arch Dams). Bentuk diperlukan dinding sandaran abutment yang kokoh. (Lihat Gambar 8.4, Bendungan Tipe Busur (Arch Dams)

-       Bendungan dengan Penyangga (Buttress Dams)

Tipe bendungan ini merupakan alternative penyelesaian untuk bendungan tipe gravity bentang yang cukup panjang dengan lebih mengintensifkan tenaga pelaksana dan memperkecil volume beton yang diperlukan.Bentuk Bendungan dapat merupakan kombinasi antara Gravity, Curved atau Arch Dams diantara kolom penyangganya.

Namun pemilihan dari bentuk Bendungan ini masih tergantung dari kondisi geologi dan problem yang ditemui di lapangan.

c.       Yang perlu diperhatikan untuk Bendungan Beton

[1]     Pondasi(Foundation)

Pondasi merupakan permasalahan kritis untuk Perencanaan Bendungan Beton (Concrete Dams),  untuk  harus memperhatikan  hal-hal  diantaranya sebagai berikut :

-          Modulus Deformasi (Deformation Modulus)

Deformasi   yang   tinggi  yang   disebabkan   oleh   adanya   konsentrasi tegangan di dalam struktur batuan harus dapat diketahui, namun variable deformasi pada pondasi harus mengetahui material properties yang ada di lapangan. Untuk itu diperlukan penyelidikan/test batuan fondasi lebih rinci.

-          Stabilitas Blok (Block Stability)

Diperlukan pemetaan batuan pondasi rinci untuk mengindikasi adanya potensi bentuk kehancuran didalam pondasi akibat pengaruh beban. Indikasi terhadap faults (patahan), shlaris (geseran), weathering profiles (profil perlemahan) dan Jariting patterns (pola sambungan) yang terdapat pada massa batuan pondasi.Tes kekuatan geser (shear strength) terkait dengan perubahan relative sesuai pada bentuk pondasi.

-          Perbaikan Pondasi (Foundation Treatment)

Permasalah pondasi dapat diketahui selama masa tahap penyelidikan batuan dasar pondasi. Perbaikan pondasi mungkin diantaranya adalah membuang blok batuan yang tidak stabil, menambah system perkuatan, memasang system drainage untuk mengurangi Up lift (tekanan keatas akibat tekanan air) dan memberikan material  ke dalam pondasi dengan injeksi (grouting) untuk memperbaiki daya dukung (strength) pada zona yang lemah dan menaikkan tingkat permeabilitas pada dasar pondasi.

2]          Pengaruh Temperatur (Temperature Effects)

Pengaruh temperature terkait dengan desain tipe beton untuk Bendungan terhadap panas hidrasi dari beton pada kondisi batas. Apabila batas temperatur (ambient temperature) tidak dijaga dengan baik, kemungkinan akan   terjadi   retakan   pada   beton.   Untuk   mengatasi   kondisi   tersebut, diperlukan langkah-langkah untuk mengatasi diantaranya adalah dengan memasang sambungan-sambungan di dalam massa beton atau melakukan pendinginan awal (Pre Cooling) pada material beton dan mengawasi secara teliti pada proses pembuatan beton, atau melakukan pendinginan setelah pengecoran   beton   dengan   memasang   jaringan   pipa   pendingin   (Post Cooling).

[3]          Bentuk Struktur (Structure Shaping)

Perubahan bentuk yang tajam (patah) diusahakan untuk dihindari, karena dapat menimbulkan penempatan konsentrasi tegangan.    Konsentrasi tegangan ini merupakan bagian yang kritis terutama apabila terjadi gempa.

3.        Bendungan Timbunan (Embankment Dams)

a.     Umum

Tipe Bendungan Timbunan/Urugan (Embankment Dams) pada umumnya didasarkan pada material yang digunakan untuk pembangunan bendungan tersebut, dapat dari tanah atau batuan (Earth fill atau Rock fill). Pengelompokkan selanjutnya diklasifikasikan oleh penempatan lapisan inti kedap air, ada yang ditempatkan didalam tubuh bendungan (ditengah/miring, homogen), ada juga yang ditempatkan di permukaan sisi hulu tubuh bendungan.

Stabilitas bendungan timbunan adalah didasarkan pada berat sendiri dari massa materian Bendungan memenuhi syarat untuk menahan tekanan/beban yang terjadi,  dengan  susunan  gradasi  material  timbunan  untuk  menurunkan  garis tekan hidrolis antara timbunan dengan pondasi, sehingga rembesan (leakage) diharapkan sekecil mungkin dan tanpa ada material yang ikut terhanyut (ter erosi).

Tipe bendungan timbunan batu (Rock fill Dams) pada awalnya untuk Konstruksi yang  kecil  dengan  lapisan  kedap  air  pada  bagian  permukaan  hulu,  namun dengan kemajuan technologi pada saat ini Rock fill Dams cukup kompetitif untuk bendungan   besar   dengan   lapisan   ini   kedap   air   dibagian   dalam   tubuh bendungan.

Untuk menghindari settlement di kemudian hari batuan harus juga dipadatkan dengan pengaturan lapisan gradasi secara teliti.

Embankment Sheel (pelapis timbunan) biasanya terdiri dari material  random (campuran) atau abu batu berfungsi sebagai pengisi antara struktur dan lapisan kedap air.

Timbunan dibagian permukaan hulu tubuh bendung biasanya dilindungi oleh timbunan batu keras dengan susunan gradasi dan bentuk yang sesuai, bila tidak tersedia dapat dilapisi dengan tanah bercampur semen (Soil cement facing).

Sedangkan untuk lapisan pelindung dibagian permukaan hilir tubuh bendungan dari erosi terhadap hujan dapat dilapisi dengan gebalan rumput atau tanaman keras. Perlu diperhatikan bahwa lapisan pelindung pada bagian hilir permukaan tubuh bendung jangan sampai menjadi lapisan kedap air.

Dimensi besaran lapisan inti kedap air sangat tergantung dari ketersediaan material didaerah pembangunan bendungan . Untuk lapisan kedap air dibagian permukaan hulu dapat terbuat dari lapisan Asphalt atau beton, dengan menggunakan metode cetakan berjalan (Slipforming methods) dan ikatan (key) kedalam lapisan kedap air, pondasi batuan keras atau cut off.

Lapisan material kedap air tidak mungkin dapat menghilangkan 100% rembesan dan  hanya  dapat  memperkecil  rembesan.  Oleh  karena  itu  harus  disiapkan lapisan  drainase  untuk  mengalirkan  rembesan  secara  aman  didalam  tubuh

bendungan tanpa membawa serta material timbunan bendungan melalui lapisan halus sampai kasar (finer zones to courser zones).

Drainase  galeri  dan  sumuran (Drainage  galleries  dan  relief  well)  juga  perlu dipersiapkan.

 Yang perlu diperhatikan untuk Bendungan Timbunan

[A]  Pondasi (Foundation)

Pondasi  bendungan  timbunan  dapat  dibangun  diatas  batuan  keras  atau tidak. Bila dibangun diatas massa batuan keras maka penurunan/Settlement yang terjadi lebih kecil bila dibandingkan bendungan yang dibangun diatas massa batuan lunak karena terdapat tambahan penurunan pada pondasi (Consulidate) dan penurunan lebih kecil pada awal masa operasinya.

[B]          Pemutus aliran (Cut offs)

Cut off sangat diperlukan oleh pondasi pada massa batuan lunak dan batuan pecah (Non Rock atau Fractured rock) untuk mengurangi tekanan rembesan (seepage), cut off dipasang dibagian hulu dari as puncak bendungan.

[C]          Sifat Pelunakan (Liquefaction)

Kejenuhan akan mengakibatkan penurunan kepadatan material halus dan akan menjadi tidak stabil bila ditambah dengan beban gempa. Selama terjadi gempa, konfigurasi butiran akan menjadi lebih padat yang mengakibatkan menaikkan tekanan air pori dan lepas.

Sistem drainase tidak berfungsi dengan baik dan air akan membuat perilaku pondasi menjadi meleleh/mencair.

[D]  Retakan dan stabilitas timbunan (Embankment Stability andCracking)   

Bendungan  timbunan  harus  direncanakan  aman  terhadap  kemungkinan terjadinya retakan, khususnya retakan melintang/vertikal (transverse cracks), mungkin disebabkan akibat kerusakan oleh bocoran (piping). Retakan melintang   ini   kemungkinan   juga   disebabkan   oleh   :   akibat   terjadinya perbedaan settlement pada lereng abutment, kurang sempurnanya prosedur penempatan material, permasalahan pondasi atau sebab lainnya.

[E] Tinggi jagaan (Free board)

Tinggi jagaan disiapkan untuk melindungi terhadap kemungkinan melimpahnya volume air atau overtopping akibat gelombang, gempa bumu, dan sebab lainnya.

Struktur Tampungan Waduk

Terkait dengan fungsinya maka tampungan waduk dapat dibagimenjadi tiga bagian utama, yaitu ;

1.      tampungan mati (dead storage)

tampungan efektif (effective storage,) dan    tampungan tambahan yang biasanya dimanfaatkan untuk pengendalian banjir (flood storage)

Baca juga PENGERTIAN UMUM BENDUNGAN