Kediri, Jawa Timur, Indonesia

Struktur Bendungan

Manfaat/Fungsi Bendungan

Di tinjau dari manfaat dan tujuan pembangunan sebuah bendungan ada dua, yaitu:

Single-Purpose Reservoir

Fungsi bendungan di sini pada awalnya hanya untuk menyediakan air (reservoir), terutama untuk industri, misalnya industri pertambangan dimana umur manfaat dari bendungan akan tergantung dari deposit sumber daya tambang yang ada. Bila deposit tambang sudah habis, maka kegiatan juga berhenti dan bendungan tersebut jadi tidak dimanfaatkan lagi. Selain itu juga untuk kebutuhan menyuplai air satu kota. Dan karena berbentuk sebagai danau maka biasanya dimanfaatkan juga untuk wisata dan rekreasi.

Banyak bendungan yang telah dibangun hanya semata-mata untuk suplai air. Walaupun akhirnya selama dioperasikan timbul modifikasi-modifikasi karena pengaruh dari luar setelah proyek selesai dibangun.

Multy-Purpose Reservoir

Manfaat bendungan ternyata berkembang dan memiliki banyak manfaat yang dapat diperoleh selama mengembangkan sumber daya air tersebut, melalui bendungan.

Setelah melalui studi yang mendalam akhirnya dapat dirinci berbagai manfaat dari bendungan, antara lain:

  1. Water supply, untuk industri dan penduduk
  2. Irrigation, untuk pertanian/perkebunan
  3. Silt Retention, untuk meningkatkan kualitas air
  4. Transportation, untuk transportasi air
  5. Flood mitigation, untuk melindungi kehidupan dan harta
  6. Electricity, untuk penyediaan energi listrik bagi industry dan penduduk
  7. Recreation, untuk meningkatkan standar kehidupan

Untuk (a), (b), (d) dan (f) tujuannya adalah menjaga agar reservoir tetap penuh untuk menjamin kontinuitas penyediaan air pada musim kering (kemarau), dan untuk (a) reservoir dapat menampung sebagian atau seluruh debit banjir sehingga dapat berperan sebagai pengendali banjir. Sedang untuk (g) public menghendaki elevasi reservoir relative tetap.

Umur Bendungan

Bila bendungan dilaksanakan dengan baik, maka ia akan berumur panjang sekali. Banyak bendungan yang masih beroperasi walaupun sudah mencapai ribuan tahun.

Gravity dan rockfill dams pada umumnya berumur lebih panjang disbanding jenis arch dan buttress dam. Dalam analisis keuangan, biasanya bendungan diperhitungkan pengembalian investasinya selama 50 atau 60 tahun.

Umur bendungan biasanya banyak ditentukan oleh jumlah endapan lumpur (slit) yang dibawa oleh sungai yang bersangkutan. Sebagai contoh Danau Mangala di Pakistan, akan kehilangan kapasitasnya sebesarnya 1.233 juta meter kubik setiap 20 tahun.

High Aswan Dam di Mesir direncanakan dengan kapasitas reservoir sebesar 164.000 juta m3 dimana 39.000 juta m3 untuk endapan selama 500 tahun.

Menurut penelitian, laju endapan sungai di Australia secara umum lebih rendah dibandingkan Negara lain, yaitu lebih kurang 25 m3 per km2 per tahun. Sedang rata-rata endapan di dunia sebesar 150,30 per km2 per tahun. Dan untuk di Asia kondisinya paling jelek, yaitu di atas 450 m3 per km2 per tahun.

Perkiraan umur bendungan-bendungan untuk Snowy Mountains Project, dapat dilihat dalam Tabel 4.1.

Table 4.1. Umur Bendungan

       Reservior     Estimated life due to siltation (years)
 

Eucumbene

Tantangara

Tumut Pond

Tooma

 

 

10.000

10.000

4.000

4.000

Dalam tahapan perencanaan, umur bendungan biasanya dipertimbangkan dalam analisis pengembalian biaya investasinya.

Tetapi biasanya bendungan tidak hanya dipertimbangkan dari manfaat ekonominya, tetapi juga manfaat sosialnya yang tinggi, dan bila dihitung secara ekonomi sering dapat memiliki nilai ekonomi yang tinggi pula.

Perencanaan bendungan merupakan multi disciplinary approach, yaitu melibatkan tiga puluhan disiplin ilmu, antara lain:

  • Civil Engineering
  • Sanitary Engineering
  • Hydraulic Engineering
  • Construction Method Analysis
  • Electrical Engineering
  • Landscape Architecture
  • Geography
  • Geology
  • Geomorphology
  • Dan lainnya

Para engineer yang berpengamalan dalam bendungan sependapat bahwa keberhasilan dalam perencanaan sebuah earth dam merupakan hasil seni daripada hasil ilmiah.

Ini berarti dalam perencanaan desain bendungan, masih diperlukan banyak asumsi.

Tipe Bendungan

Secara mendasar tipe bendungan dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

  • Embankment dam (bendungan urugan)
  • Concrete/Masonry dam (bendungan beton/pasangan batu)

Embankment Dam

Yang dimaksud dengan embankment dam adalah bendungan yang dibangun dengan galian material alam yang ditimbun tanpa bahan perekat, sehingga membentuk tanggul besar yang mampu berfungsi sebagai bendungan, dan stabil (tidak mengguling dan menggeser).

Ditinjau dari hydraulic gradients, embangkment dam (bendungan urugan dibagi menjadi tiga, lihat Gambar 4.1 , 4.2 , dan 4.3.

Untuk bendungan-bendungan tipe ini, tidak boleh terjadi overtopping (air melimpah ke atas badan bendung), dan tidak boleh terjadi leakage (kebocoran besar). Kedua hal tersebut dapat menyebabkan jebolnya bendungan.

Untuk menghindari overtopping, earth dam selalu dilengkapi dengan bangunan spill way yang memadai. Sedang untuk kebocoran bisa diatasi dengan cara memperlebar kaki bendung, menggunakan impervious material atau menggunakan decked yaitu lapisan beton slab pada lereng up stream dan juga grouting.

Concrete / Masonry Dam

Yang dimaksud dengan concrete/mansonry dam adalah bendungan yang dibangun dengan menggunakan struktur beton, pasangan batu kali atau keduanya, sehingga mampu berfungsi sebagai bendungan dan stabil (tidak mengguling, tidak bergeser dan tidak pecah).

Bendungan jenis ini sangat perlu dicek stabilitas dari strukturnya. Ada tiga kondisi yang harus dijaga, yaitu geser, guling, dan patah.

Berdasarkan atas stabilitas bendungan, maka tipe ini dibagi menjadi tiga, lihat Gambar 4.4, 4.5, dan 4.6.

 

 

 

Fondasi Bendungan

Fondasi bendungan harus dipertimbangkan sebagai bagian yang integral dari bendungan, dimana bendungan itu sendiri berfungsi sebagai fondasi, yaitu meneruskan beban dari luar (air, angin, ombak, gempa) kepada tanah tempat bendungan tersebut terletak, dimana syaratnya adalah seperti layaknya fondasi, yaitu: tidak mengguling, tidak bergeser, tidak pecah, dan tidak menyebabkan kerusakan (deformasi) pada tanah diluar batas toleransinya.

 

Soft Soil Foundation

Bendungan jarang didesain di atas soft soil (tanah lunak), namun demikian bila perencana terpaksa harus mendesain bendungan di atas tanah lunak, maka harus diperhatikan masalah-masalah utama sebagai berikut:

  • Meramalkan settlement
  • Menjamin stanilitas bendungan selama umur operasinya.

Masalah-masalah tersebut di atas harus adapat dijawab pada penentuan fondasi dan bendungan itu sendiri.

Pertama, dilakukan penyelidikan tanah, mencakup hal-hal sebagai berikut:

  • Ketebalan tiap jenis tanah
  • Permeability
  • Shear strength
  • Compressibility

Kedua, melakukan settlement analysis, dibagi menjadi dua bagian;

  • Immediate settlement tanpa konsolidasi
  • Settlement karena konsolidasi
  • Settlement karena compression

Settlement dari bendungan adalah tergantung dari jenis soil yang digunakan sebagai badan bendungan.

Ketiga, meninjau stabilitas bendunga dalam empat periode dari umur bangunan yaitu:

  • Selama proses pelaksanaan bendungan
  • Selama pengoperasian bendungan
  • Bila ada penurunan bendungan
  • Bila ada gaya gempa yang diterima oleh bendungan

Tahap-tahap kritis dari stabilitas bendungan selain umur bangunan dapat ditunjukkan dalam Gambar 4.7, 4.8 , 4.9, dan 4.10.

Rock Foundation

Pada umumnya bendungan didesain di atas tanah keras (rock). Namun demikian untuk keperluan bendungan, tanah keras berupa rock juga sering mempunyai kelemahan-kelemahan yaitu terutama adanya celah-celah (fissured rock).

Pada dam jenis gravity dan buttress, maka seluruh gaya tekan dari beban air, akan dipikul oleh tanah dasar tempat dam terletak. Sedangkan untuk jenis arch dam, maka beban air terbesar akan dipikul oleh tebing-tebing tempat dam tersebut. Sehingga untuk jenis dam ini kondisi tebing harus diperhatikan, dan tidak boleh terganggu. Bila kondisi tebing mengalami perubahan, misalnya karena cuaca, maka penggunaan jenis arch dam tidak disarankan.

Aliran air dalam rock dimungkinkan melalui celah-celah retakan dari rock tersebut. Seepage melalui celah-celah retakan rock ini dapat diatasi dengan grouting, drainage dan dikontrol dengan alat pengukur piezometer. Perbaikan rock foundation dapat dibedakan atas beberapa hal, yaitu:

  • Untuk mengatasi apa
  • Apa konsekuensinya pada rock foundation
  • Apa corrective action-nya (tindakan)

Pembagian ini secara ringkas dapat ditunjukan dengan Tabel 4.2.

Table 4.2. Perbaikan Rock Foundation

Masalah Konsekuensi pada Rock Foundation Tindakan
1.     Galian fondasi –         Stabilitas

 

–         Kehilangan kekuatan

–         Permeabilitas tambah

–         Kerusakan karena hujan, angin

–         Metode galian yang aman   (reinforcement)

–         Consolidation grouting

–         Consolidation grouting

–         Surface lining (ditutup lapisan)

2.     Leakage

(Bocoran)

–         Erosi pada permukaan rock

–         Erosi pada massa rock

–         Diberi filter dan drainase

–         Dilapis beton

–         Disumbat

3.     Kekuatan (stresses) pada permukaan fondasi –         Bearing capacity turun

–         Kelebihan deformasi

–         Consolidation grouting

–         Surface treatment

–         Consolidation grouting

–         Surface treatment

4.     Kekuatan (gaya) Eksternal –         Kelebihan deformasi

–         Stabilitas keseluruhan

Menambah kekuatan dari kelemahan yang ada dengan surface trestment steel reinforcement dll.
5.     Seepage (Rembesan) –         Stabilitas keseluruhan –         Control seepage dengan grouting

–         Menambah kekuatan dari kelemahan yang ada dengan surface treatment, steel reinforcement, dll.

 

Grouting

Dalam pelaksanaan bendungan besar baik tipe embankment dam (Bendungan Urugan) maupun concrete dam (bendungan beton) hampir selalu menggunaakan grouting.

Tujuan grouting di sini adalah untuk memperbaiki keadaan tanah. Grouting dapat dibedakan atas tipe, penggunaan materialnya dan aplikasi di lapangan, dapat ditunjukkan dalam Tabel 4.3.

Table 4.3. Grouting Foundation

Janis Material Grout Type Grout Aplikasi di Lapangan
Bentonite/Cement Cement

Bentonite

Sand

Silicate

Cement

Bentonite

Silicate

Lobang besar

–         Celah rock yang terbuka

–         Sand & gravel

–         K > 5 x 10-5 cm/detik

Chemical Sodium

Sili cate + Commong reagent

K > 10 1 cm/detik

K < 5 x 10-5 cm/detik

Altrated Semen organik –         Rongga

–         Air yang mengalir

 

Asiyanto.2013. “Metode Konstruksi Bendungan”.Jakarta: Universitas Indonesia (UI-Press).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *