Bendungan
dianggap aman apabila pembangunan dan pengelolaannya telah dilaksanakan
sesuai dengan konsepsi keamanan bendungan dan kaidah-kaidah keamanan
bendungan yang tertuang dalam norma / peraturan perundang-undangan,
standar SNI, pedoman dan manual (NPSM) yang berlaku.
Konsepsi keamanan
bendungan memiliki 3 pilar yaitu :
- Keamanan struktur,
- Pemantauan, pemeliharaan, dan operasi,
- Kesiapsiagaan tindak darurat.
PILAR I : KEAMANAN STRUKTUR
Bendungan harus didesain dan
dikonstruksi sesuai dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi,
aman terhadap kegagalan struktur (structural failure), aman terhadap kegagalan hidraulis (hydraulic failure), dan aman terhadap kegagalan rembesan (seepage failure).
- Aman terhadap kegagalan struktur (structural failure)
Desain bendungan harus memperhitungkan
semua kondisi yang meliputi kondisi selesainya pembangunan, rembesan
tetap, surut cepat, dan luar biasa dengan kombinasi beban tanpa gempa
dan dengan gempa dan juga aman pada berbagai kondisi operasi, yang
meliputi operasi normal (operasi pemberian air ke hilir), operasi
darurat (penurunan muka air waduk secara cepat) dan operasi banjir.
Bendungan secara keseluruhan, termasuk tubuh bendungan, pondasi, abutmen
(bukit tumpuan) dan lereng sekeliling waduk, harus selalu stabil dalam
berbagai kondisi termasuk kondisi banjir, gempa bumi dan semua kondisi
operasi. Kriteria keamanan bendungan harus memenuhi persyaratan SNI.
Untuk bendungan urugan hasil analisis stabilitas lereng dengan metode
pseudo statis, dipersyaratkan harus memiliki angka / faktor keamanan
minimal.
Analisis stabilitas paling tidak harus
dilakukan pada kondisi :
- Selesainya pembangunan
- Rembesan tetap
- Pengoperasian waduk : surut cepat dari elevasi muka air normal ke minimum ; dari elevasi muka air maksimum ke minimum
- Luar biasa : adanya kebuntuan pada system drainase ; surut cepat
karena penggunaan air melebihi kebutuhan ; surut cepat karena gawat
darurat.
Macam-macam beban yang harus diperhitungkan meliputi beban normal, beban luar biasa dan beban ekstrim. Beban normal, minimal
adalah berat sendiri, tekanan air waduk, tekanan angkat dan atau
tekanan pori, rembesan dan suhu (bagi bendungan beton dan konstruksi
beton massa); beban luar biasa adalah beban yang
terjadi karena kondisi luar biasa, seperti beban yang timbul akibat
terjadinya surut cepat, terjadinya pembuntuan drainase, banjir, gempa
(OBE), dll; beban ekstrim meliputi : banjir maksimum boleh jadi dan gempa desain maksimum (MDE atau MCE).
Pada beban gempa MDE, apabila faktor
keamanan kurang dari 1,20 lereng tubuh bendungan perlu diperkuat
(dilandaikan) atau stabilitas lereng tubuh bendungan diperiksa ulang
dengan menggunakan metode analisis dinamis. Kreteria yang berlaku untuk
analisis dinamis, untuk beban gempa OBE tidak boleh terjadi kerusakan (no damage) dan pada beban gempa MDE hanya dibolehkan terjadi kerusakan kecil (small damage) yang
tidak membahayakan keamanan bendungan. Penurunan puncak tubuh bendungan
(alihan tetap) yang terjadi akibat gempa MDE tidak boleh melebihi ½
tinggi jagaan pada muka air banjir maksimum.
Contoh kegagalan struktur bendungan
Hal lain yang perlu diperhatikan untuk mencegah kegagalan bendungan karena kegagalan operasi, antara lain:
- Desain pilar, pintu, dan mungkin perlu dinding pelimpah
- Memperhitungkan vibrasi yang mungkin terjadi akibat aliran air
- Harus tersedia sarana : jalan, jembatan atau tangga menuju lokasi
- Pengoperasian, yang dapat digunakan dengan aman pada kondisi normal maupun kondisi luar biasa / darurat
- Pada tempat-tempat pengoperasian yang tertutup, harus dilengkapi
dengan ventilasi atau pengaturan udara dan penerangan yang memadai
- Aman terhadap kegagalan hidraulis (hydraulic failure)
Sebagian besar bendungan yang runtuh, disebabkan oleh peluapan air lewat puncak tubuh bendungan (overtopping). Kejadian ini biasanya terjadi karena :
a) Kapasitas pelimpah yang tidak
mencukupi, sehingga aliran di pelimpah meluap menimbulkan gerusan pada
fondasi di dasar dan samping pelimpah.
b) Pintu pelimpah gagal dioperasikan
karena faktor manusia atau faktor teknis, sehingga terjadi luapan pada
puncak tubuh bendungan.
c) Longsoran besar yang tiba-tiba masuk
ke waduk yang menimbulkan gelombang besar yang mengakibatkan peluapan
pada puncak bendungan, atau mengakibatkan terganggunya stabilitas tubuh
bendungan atau menyumbat bangunan pelimpah dan
d) Karena tinggi jagaan (freeboard) yang tidak cukup yang mengakibatkan luapan pada puncak tubuh bendungan.
e) Gerusan pada tumpuan atau fondasi, saat bendungan beton meluap (overtopping).
Oleh karena itu bendungan harus didesain dengan mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut :
a) Setiap bendungan urugan harus
dilengkapi dengan pelimpah yang mampu mengalirkan banjir desain dengan
aman, yaitu : kapasitasnya cukup, dan aliran yang keluar lewat pelimpah
tidak boleh menimbulkan gerusan yang dapat mengancam kesetabilan
bendungan dan pelimpah sendiri. Penetapan banjir desain dan kapasitas
pelimpah harus mengacu pada SNI 03-3432-1994 mengenai Patokan Banjir
Desain dan Kapasitas Pelimpah untuk Bendungan.
b) Tinggi jagaan harus cukup untuk
mencegah terjadinya luapan air waduk diatas puncak bendungan (pada
kondisi banjir desain). Penetapan besar tinggi jagaan mengacu pada
standar / pedoman yang berlaku.
c) Tidak boleh terjadi erosi permukaan
yang membahayakan keamanan bendungan, untuk itu puncak dan lereng tubuh
bendungan serta lereng disekitar tumpuan perlu dilindungi / proteksi
terhadap erosi dan longsoran sehingga aman terhadap erosi permukaan.
d) Desain pilar, pintu dan dinding pelimpah harus memperhitungkan gaya statis dan gaya dinamis (vibrasi, pulsating force dan gempa)
e) Untuk mengantisipasi terjadinya kondisi darurat sangat disarankan bendungan dilengkapi dengan sarana pengeluaran darurat (emergency release) yang mampu mengosongkan atau mampu menurunkan air waduk dengan cepat.
f) Dinding tebing di sekeliling waduk
khususnya di dekat bendungan dan bangunan pelimpah harus aman terhadap
longsoran yang dapat membahayakan bendungan.
Gambar A : Bangunan Pelimpah dan
Lereng Hilirnya yang Dilindungi dengan Lapis Lindung Urugan Batu
Gambar B : Contoh Erosi Permukaan Pada Lereng Hilir Tubuh
Bendungan
- Aman terhadap kegagalan rembesan (seepage failure)
Pada bendungan urugan, timbulnya
rembesan merupakan kondisi yang tidak dapat dihindari, akan tetapi
rembesan yang berlebihan berpotensi membahayakan bendungan. Rembesan
dapat terjadi pada tubuh bendungan, fondasi, tumpuan bendungan maupun
bukit-bukit tipis di sekeliling waduk.
Rembesan yang berlebihan dapat memicu
terjadinya erosi buluh yang semakin lama semakin berkembang dan semakin
luas, yang kemudian disusul dengan terjadinya longsoran dan keruntuhan
bendungan. Secara alami rembesan juga cenderung membawa unsur-unsur yang
penting bagi keutuhan bendungan. Secara garis besar kegagalan bendungan
akibat rembesan dapat terjadi karena :
- Gradien keluaran (exit gradient) yang terlalu tinggi (dapat mengakibatkan didih pasir / sandboil, likuifaksi statis, erosi buluh),
- Gradien internal pada zona inti yang terlalu tinggi (dapat
mengakibatkan perpindahan butiran halus dari zona inti ke zona di
hilirnya, atau dari zona inti / urugan tanah ke fondasi pasir kerikil), - Tekanan air pori yang terlalu Tinggi (dapat mengakibatkan
ketidakstabilan lereng, deformasi, dan tekanan angkat yang berlebihan), - Debit rembesan yang berlebihan yang disertai dengan membawa material
tubuh bendungan dan atau fondasi dapat menimbulkan aliran buluh yang
berbahaya bagi stabilitas bendungan. - Tekanan angkat (uplift) yang terlalu tinggi (dapat mengganggu stabilitas bangunan dan lapisan tanah fondasi kedap air yang berada di atasnya).
- Lereng tubuh bendungan yang terlalu curam sehingga permukaan aliran
rembesan muncul pada permukaan lereng, menimbulkan daerah basah pada
lereng, meningkatkan berat jenis material lereng, menurunkan kuat
gesernya dan pada akhirnya lereng akan mudah longsor - Retak desikasi, terjadi akibat berkurangnya kadar air di dalam zona
inti jauh di bawah kadar air pelaksanaan, atau jika kadar air turun di
bawah batas plastis. Akibatnya saat waduk diisi dapat terjadi bocoran
yang serius lewat retakan dan terjadinya erosi, yang akhirnya
mengakibatkan keruntuhan bendungan, terutama pada bendungan yang tinggi.
Contoh longsoran lereng hilir bendungan yang diawali
dengan aliran buluh di sepanjang dinding beton, selain itu lereng
bendungan juga terlalu curam
Contoh bekas bendungan yang runtuh, lapisan
pemadatan terlalu tebal (>30 cm), kepadatan rendah hingga terjadi
erosi buluh
Untuk menghindari terjadinya kegagalan
rembesan, bendungan harus didesain aman terhadap kondisi diatas dengan
faktor keamanan yang cukup sesuai pedoman yang berlaku. Material inti
dipilih yang yang tidak bersifat erosif, zona inti harus memiliki
ketebalan yang cukup dengan pelaksanaan pemadatan yang baik, inti
dilindungi dengan filter dan drainase yang memadai, hindari lereng hilir
bendungan yang terlalu curam, dll. Walaupun dari hasil perhitungan
desain tidak diperlukan adanya filter namun karena didalam pelaksanaan
akan sangat sulit menghasilkan urugan yang betul-betul homogeen,
hendaknya pada bendungan urugan selalu dilengkapi filter dan drainase
dengan kapasitas yang cukup.
Sumber : Modul Pengaturan dan Konsepsi Keamanan Bendungan Kementerian PUPR
Penutup
Sekian Penjelasan Singkat Mengenai KONSEPSI KEAMANAN BENDUNGAN. Semoga Bisa Menambah Pengetahuan Kita Semua.
