PERENCANAAN BENDUNG

DEFINISI BENDUNG :

Bendung adalah bangunan melintang sungai yang berfungsi untuk meninggikan muka air sungai agar bisa disadap. Bendung merupakan salah satu bagian dari bangunan utama.

Bangunan Utama adalah bangunan air (hydraulic structure) yang terdiri dari bagian-bagian: bendung (weir structure), bangunan pengelak (diversion structure), bangunan pengambilan (intake structure), bangunan pembilas (flushing structure) dan bangunan kantong lumpur (sediment trap structure).

Sebuah bendung memiliki fungsi, yaitu untuk meninggikan muka air sungai dan mengalirkan sebagian aliran air sungai yang ada ke arah tepi kanan dan tepi kiri sungai untuk mengalirkannya ke dalam saluran melalui sebuah bangunan pengambilan jaringan irigasi. Fungsi bendung ini berbeda dengan fungsi bendungan dimana sebuah bendungan berfungsi sebagai penangkap air dan menyimpannya di musim hujan waktu air sungai mengalir dalam jumlah besar dan yang melebihi kebutuhan. Air yang ditampung di dalam bendungan ini dipergunakan untuk keperluan irigasi, air minum, industri, dan kebutuhan-kebutuhan lainnya. Kelebihan dari sebuah bendungan, yaitu dengan memiliki daya tampung tersebut, sejumlah besar air sungai yang melebihi kebutuhan dapat disimpan dalam waduk dan baru dilepas mengalir ke dalam sungai lagi di hilirnya sesuai dengan kebutuhan saja pada waktu yang diperlukan.

Bendung juga dapat didefinisikan sebagai bangunan air yang dibangun secara melintang sungai, sedemikian rupa agar permukaan air sungai di sekitarnya naik sampai ketinggian tertentu, sehingga air sungai tadi dapat dialirkan melalui pintu sadap ke saluran-saluran pembagi kemudian hingga ke lahan-lahan pertanian (Kartasapoetra, 1991: 37).
Suatu konstruksi sebuah bendung dapat dibuat dari urugan tanah, pasangan batu kali, dan bronjong atau beton.

Sebuah bendung konstruksinya dibuat melintang sungai dan fungsi utamanya adalah untuk membendung aliran sungai dan menaikkan level atau tingkat muka air di bagian hulu. Sebelum membangun sebuah konstruksi bendung, terlebih dahulu ditentukan lokasi atau di bagian sungai mana bendung tersebut akan dibangun. Ini terkait dengan wilayah atau luas petak-petak sawah yang aliran air irigasinya akan dibantu oleh adanya konstruksi bendung tersebut.

Pemilihan lokasi bendung hendaknya memperhatikan beberapa hal-hal seperti, wilayah atau topografi daerah yang akan dialiri, topografi lokasi bendung, keadaan hidrolis aliran sungai, keadaan tanah pondasi, dan lain sebagainya. Selain hal-hal utama yang telah disebutkan tadi, terdapat pula hal-hal khusus yang harus tetap diperhatikan sebelum membangun sebuah konstruksi bendung, misalnya konstruksi bendung harus direncanakan sedemikian rupa agar seluruh daerah dapat dialiri secara proses gravitasi, tinggi bendung dari dasar sungai tidak lebih dari tujuh meter, saluran induk tidak melewati trase yang sulit, letak bangunan pengambilan (intake) harus di letakkan sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelancaran masuknya air, sebaiknya lokasi bendung itu berada pada alur sungai yang lurus, keadaan pondasi cukup baik, tidak menimbulkan genangan yang luas di udik bendung serta tanggul banjir sependek mungkin, dan pelaksanaan tidak sulit dan biaya pembangunan tidak mahal.

Untuk keperluan perencanaan dan pembangunan suatu konstruksi bendung, diperlukan pula data-data yang nanti akan dipergunakan untuk menentukan dimensi, luasan, dan bagian-bagian bendung yang perlu dibangun. Data-data tersebut, misalnya data topografi, data hidrologi, data morfologi, data geologi, data mekanika tanah, standar perencanaan (PBI, PKKI, PMI, dll), data lingkungan, dan data ekologi. Selain itu, diperlukan juga data-data terkait tentang curah hujan di derah tersebut, data debit banjir, dan data-data lain yang terkait dengan keadaan hidrologis daerah tersebut. Semua data-data ini dipergunakan untuk perencanaan dan pembangunan sebuah konstruksi bendung.

BAGIAN-BAGIAN BENDUNG
Konstruksi sebuah bendung memiliki bagian-bagian tertentu. Bagian-bagian ini menopang seluruh konstruksi bendung. Setiap bagian memiliki detail dan fungsi yang khusus. Bagian-bagian inilah yang akan bekerja agar operasional suatu bendung dapat berjalan dengan baik. Bagian-bagian dari konstruksi bendung secara umum, yaitu

1.  Tubuh bendung
Tubuh bendung merupakan struktur utama yang berfungsi untuk membendung laju aliran sungai dan menaikkan tinggi muka air sungai dari elevasi awal. Bagian ini biasanya terbuat dari urugan tanah, pasangan batu kali, dan bronjong atau beton. Tubuh bendung umumnya dibuat melintang pada aliran sungai.

2.  Pintu air (gates)
Pintu air merupakan struktur dari bendung yang berfungsi 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.

3.  Pintu pengambilan (intake)
Pintu pengambilan berfungsi mengatur banyaknya air yang masuk saluran dan mencegah masuknya benda-benda padat dan kasar ke dalam saluran. Pada bendung, tempat pengambilan bisa terdiri dari dua buah, yaitu kanan dan kiri, dan bisa juga hanya sebuah, tergantung dari letak daerah yang akan diairi. Bila tempat pengambilan dua buah, menuntut adanya bangunan penguras dua buah pula. Kadang-kadang bila salah satu pintu pengambilam debitnya kecil, maka pengambilannya lewat gorong-gorong yang di buat pada tubuh bendung. Hal ini akan menyebabkan tidak perlu membuat dua bangunan penguras dan cukup satu saja.

4.  Kolam peredam energi
Bila sebuah konstruksi bendung dibangun pada aliran sungai baik pada palung maupun pada sodetan, maka pada sebelah hilir bendung akan terjadi loncatan air. Kecepatan pada daerah itu masih tinggi, hal ini akan menimbulkan gerusan setempat (local scauring). Untuk meredam kecepatan yang tinggi itu, dibuat suatu konstruksi peredam energi. Bentuk hidrolisnya adalah merupakan suatu bentuk pertemuan antara penampang miring, penampang lengkung, dan penampang lurus. Secara garis besar konstruksi peredam energi dibagi menjadi 4 (empat) tipe, yaitu

a. Ruang olak tipe Vlughter
Ruang olak ini dipakai pada tanah aluvial dengan aliran sungai tidak membawa batuan besar. Bentuk hidrolis kolam ini akan dipengaruhi oleh tinggi energi di hulu di atas mercu dan perbedaan energi di hulu dengan muka air banjir hilir.
b. Ruang olak tipe Schoklitsch
Peredam tipe ini mempunyai bentuk hidrolis yang sama sifatnya dengan peredam energi tipe Vlughter. Berdasarkan percobaan, bentuk hidrolis kolam peredam energi ini dipengaruhi oleh faktor-faktor, yaitu tinggi energi di atas mercu dan perbedaan tinggi energi di hulu dengan muka air banjir di hilir.
c. Ruang olak tipe Bucket
Kolam peredam energi ini terdiri dari tiga tipe, yaitu solid bucket, slotted rooler bucket atau dentated roller bucket, dan sky jump. Ketiga tipe ini mempunyai bentuk hampir sama dengan tipe Vlughter, namun perbedaanya sedikit pada ujung ruang olakan. Umumnya peredam ini digunakan bilamana sungai membawa batuan sebesar kelapa (boulder). Untuk menghindarkan kerusakan lantai belakang maka dibuat lantai yang melengkung sehingga bilamana ada batuan yang terbawa akan melanting ke arah hilirnya
d. Ruang olak tipe USBR
Tipe ini biasanya dipakai untuk head drop yang lebih tinggi dari 10 meter. Ruang olakan ini memiliki berbagai variasi dan yang terpenting ada empat tipe yang dibedakan oleh rezim hidraulik aliran dan konstruksinya. Tipe-tipe tersebut, yaitu ruang olakan tipe USBR I merupakan ruang olakan datar dimana peredaman terjadi akibat benturan langsung dari aliran dengan permukaan dasar kolam, ruang olakan tipe USBR II merupakan ruang olakan yang memiliki blok-blok saluran tajam (gigi pemencar) di ujung hulu dan di dekat ujung hilir (end sill) dan tipe ini cocok untuk aliran dengan tekanan hidrostatis lebih besar dari 60 m, ruang olakan tipe USBR III merupakan ruang olakan yang memiliki gigi pemencar di ujung hulu, pada dasar ruang olak dibuat gigi penghadang aliran, di ujung hilir dibuat perata aliran, dan tipe ini cocok untuk mengalirkan air dengan tekanan hidrostatis rendah, dan ruang olakan tipe USBR VI merupakan ruang olakan yang dipasang gigi pemencar di ujung hulu, di ujung hilir dibuat perata aliran, cocok untuk mengalirkan air dengan tekanan hidrostatis rendah, dan Bilangan Froud antara 2,5 - 4,5.
e. Ruang olak tipe The SAF Stilling Basin (SAF = Saint Anthony Falls)
Ruang olakan tipe ini memiliki bentuk trapesium yang berbeda dengan bentuk ruang olakan lain dimana ruang olakan lain berbentuk melebar. Bentuk hidrolis tipe ini mensyaratkan Fr (Bilangan Froude) berkisar antara 1,7 sampai dengan 17. Pada pembuatan kolam ini dapat diperhatikan bahwa panjang kolam dan tinggi loncatan dapat di reduksi sekitar 80% dari seluruh perlengkapan. Kolam ini akan lebih pendek dan lebih ekonomis akan tetapi mempunyai beberapa kelemahan, yaitu faktor keselamatan rendah (Open Channel Hidraulics, V.T.Chow : 417-420) Pemilihan tipe kolam peredam energi tergantung pada beberapa faktor atau beberapa kondisi, misalnya keadaan tanah dasar atau kondisi tanah dasar, tinggi perbedaan muka air hulu dan hilir, dan sedimen yang diangkut aliran sungai.

5. Pintu penguras
Penguras ini bisanya berada pada sebelah kiri atau sebelah kanan bendung dan kadang-kadang ada pada kiri dan kanan bendung. Hal ini disebabkan letak daripada pintu pengambilan. Bila pintu pengambilan terletak pada sebelah kiri bendung, maka penguras pun terletak pada sebelah kiri pula. Bila pintu pengambilan terletak pada sebelah kanan bendung, maka penguras pun terletak pada sebelah kanan pula. Sekalipun kadang-kadang pintu pengambilan ada dua buah, mungkin saja bangunan penguras cukup satu hal ini terjadi bila salah satu pintu pengambilan lewat tubuh bendung. Pintu penguras ini terletak antara dinding tegak sebelah kiri atau kanan bendung dengan pilar, atau antara pilar dengan pilar. Lebar pilar antara 1,00 sampai 2,50 meter tergantung konstruksi apa yang dipakai.

Pintu penguras ini berfungsi untuk menguras bahan-bahan endapan yang ada pada sebelah udik pintu tersebut. Untuk membilas kandungan sedimen dan agar pintu tidak tersumbat, pintu tersebut akan dibuka setiap harinya selama kurang lebih 60 menit. Bila ada benda-benda hanyut mengganggu eksploitasi pintu penguras, sebaiknya dipertimbangkan untuk membuat pintu menjadi dua bagian, sehingga bagian atas dapat diturunkan dan benda-benda hanyut dapat lewat diatasnya

JENIS BENDUNG :

• Bendung tetap (fixed weir, uncontrolled weir)

Bendung tetap adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya tidak dapat diubah, sehingga muka air di hulu bendung tidak dapat diatur sesuai yang dikehendaki.

Pada bendung tetap, elevasi muka air di hulu bendung berubah sesuai dengan debit sungai yang sedang melimpas (muka air tidak bisa diatur naik ataupun turun). Bendung tetap biasanya dibangun pada daerah hulu sungai. Pada daerah hulu sungai kebanyakan tebing-tebing sungai relative lebih curam dari pada di daerah hilir. Pada saat kondisi banjir, maka elevasi muka air di bendung tetap (fixed weir) yang dibangun di daerah hulu tidak meluber kemana-mana (tidak membanjiri daerah yang luas) karena terkurung oleh tebing-tebingya yang curam.

• Bendung gerak/bendung berpintu  (gated weir, barrage)

Bendung gerak adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya dapat diubah sesuai dengan yang dikehendaki.

Pada bendung gerak, elevasi muka air di hulu bendung dapat dikendalikan naik atau turun sesuai yang dikehendaki dengan membuka atau menutup pintu air (gate). Bendung gerak biasanya dibangun pada daerah hilir sungai atau muara. Pada daerah hilir sungai atau muara sungai kebanyakan tebing-tebing sungai relative lebih landai atau datar dari pada di daerah hilir. Pada saat kondisi banjir, maka elevasi muka air sisi hulu bendung gerak yang dibangun di daerah hilir bisa diturunkan dengan membuka pintu-pintu air (gate) sehingga air tidak meluber kemana-mana (tidak membanjiri daerah yang luas) karena air akan mengalir lewat pintu yang telah terbuka kea rah hilir (downstream).

PENENTUAN LOKASI BENDUNG:

Lokasi bendung harus dipilih di tempat yang optimum dengan memperhatikan :

• Bagian sungai yang lurus dengan bentang terpendek ( jarak antara tebing kiri-tebing kanan).
• Terdapat alur yang stabil di dekat lokasi bangunan pengambilan (intake structure).
• Air sungai yang akan disadap mencukupi meskipun pada saat musim kemarau.
• Sedikit sedimen yang masuk pada saat penyadapan.
• Dampak pembangunan bendung adalah kecil baik ke arah hulu dan hilir.
• Stabilitas bendung bisa tercapai seiring dengan biaya yang ekonomis.
• Mudah dalam saat pelaksanaan Operasi dan pemeliharaan.

Data-data yang dibutuhkan untuk perencanaan:

• Peta topografi (skala 1 :  25000, 1 : 1 : 2000 dan skala 1 : 100), untuk menentukan tata letak bendung.
• Data geologi teknik lokasi tapak bendung, untuk menentukan karakteristik pondasi bendung.
• Data hidrologi, untuk menentukan besaran debit banjir rencana.
• Data morfologi sungai, untuk menentukan besaran angkutan sedimen.
• Data karakteristik sungai, untuk menentukan hubungan antara besaran debit sungai dengan elevasi muka air banjir.
• Keadaan batas pada jaringan irigasi, untuk menentukan dimensi bendung dan bangunan intake.
• Bangunan-bangunan yang sudah ada (exsisting structure) atau bangunan yang sedang direncanakan pada sungai tersebut, baik di hulu maupun hilir calon bendung.

Pemilihan tipe bendung

Pemilihan tipe bendung ( bendung tetap ataupun bendung gerak) didasarkan pada pengaruh air balik akibat pembendungan (back water). Jika pengaruh air balik akibat pembendungan tersebut berdampak pada daerah yang luas maka bendung gerak (bendung berpintu) merupakan pilihan yang tepat.

Jika pengaruh air balik akibat pembendungan tersebut berdampak pada daerah yang tidak terlalu luas (misal di daerah hulu ) maka bendung tetap merupakan pilihan yang tepat.

Jika sungai mengangkut batu-batuan bongkahan pada saat banjir, maka peredam energi yang sesuai adalah tipe bak tenggelam. Bagian hulu muka pelimpah direncanakan mempunyai kemiringan untuk mengantisipasi agar batu-batu bongkah dapat terangkut lewat di atas pelimpah. Jika sungai tidak mengangkut batu-batuan bongkahan pada saat banjir, maka peredam energi yang sesuai adalah tipe kolam olakan (stilling basin).

Penentuan elevasi puncak bendung/elevasi puncak pelimpah

Elevasi puncak pelimpah direncanakan dengan mempertimbangkan : elevasi muka air rencana di bangunan bagi paling hulu, kehilangan tinggi energi pada alat ukur, kehilangan tinggi energi pada pengambilan saluran primer, kehilangan tinggi energi pada pengambilan, faktor keamanan dan kemiringan saluran antara bangunan intake dengan bangunan bagi paling hulu.

Contoh untuk ilustrasi penentuan elevasi puncak pelimpah :

-   Elevasi muka air rencana pada bangunan bagi yang paling hulu       = +15.87

-   Kehilangan tinggi energi pada alat ukur                                          =    0.40 m

-   Kehilangan tinggi energi pada pengambilan saluran primer              =    0.10 m

-   Kehilangan tinggi energi pada intake                                              =    0.18 m

-   Beda tinggi akibat kemiringan saluran antara intake – bang. Bagi    =    0.05 m

(panjang saluran 375 m; kemiringan saluran 0.00013; 375x0.00013)   

-   Fak           faktor keamanan                                                                              =    0.10 m

                                                            Elevasi puncak pelimpah          =    +16.70

Penentuan lebar Bendung

Untuk menentukan lebar bendung yaitu jarak dari dinding sebelah kiri ke dinding sebelah kanan maka dilakukan langkah-langkah seperti berikut :

1)      Melakukan pengukuran beberapa potongan melintang (cross section) sungai pada rentang jarak antara 100 m. Misalkan : ada 6 potongan yaitu P1, P2, P3, P4, P5 dan P6.

2)      Memplot potongan melintang tersebut (P1 sampai P6) pada gambar.

3)      Menentukan kemiringan rata-rata dasar sungai (Ib).

Misal :

Potongan	Elev. Dasar sungai rata-rata	Jarak antar (m)	Kemiringan dasar (slope) rata-rata
P1	15.40	-
P2	15.30	20	(15.40-15.30)/20=0.005
P3	15.25	20	(15.30-15.25)/20=0.0025
P4	15.20	20	(15.25-15.20)/20=0.0025
P5	15.10	20	(15.20-15.10)/20=0.005
P6	15.05	20	(15.10-15.05)/20=0.0025
	Total	100
Rata-rata slope Ib adalah = 0.0035

4)      Menentukan banjir tahunan (Q1), misalkan : 275 m3/dt (didapat dari analisis hidrologi)

5)      Menentukan elevasi muka air banjir tahunan di setiap potongan. 

6)      Menentukan lebar permukaan air di sungai untuk Q1 pada setiap potongan.

7)      Menghitung lebar rata-rata dari potongan P1 sampai P6. Misalkan didapat

                           P1 = 81.0 m

                           P2 = 81.5 m

                           P3 = 66.0 m

                           P4 = 69.0 m

                           P5 = 62.0 m

                           P6 = 69.0 m

Lebar rata-rata P1 sampai P6 = 71.40 mà ini jarak antara abutment kiri dan kanan.