PIT PAAI 2022 - KARAKTERISTIK REMBESAN ALIRAN AIR TANAH PADA AREA TUBUH UTAMA (MAIN DAM) BENDUNGAN BULANGO ULU GORONTALO

Bendungan Bulango Ulu didesain guna menjadi salah satu media pengendali banjir pada Provinsi Gorontalo. Adapun beberapa manfaat lain dalam pembangunan bendungan ini adalah pengembangan irigasi seperti daerah irigasi Lomaya (2583 ha) dan Alale (565 ha) serta daerah irigasi Pilohayanga (1045 ha) yang memerlukan kebutuhan air 1164 l/det guna mencapai indeks pertanian sebesar 200% (Dinas Pertanian Gorontalo, 2018). Air tanah merupakan salah satu parameter fisik yang sangat penting untuk diperhatikan dalam perencanaan kegiatan konstruksi. Hal tersebut perlu diidentifikasi dan dikorelasikan terkait dengan kondisi litologi secara physical dan mechanical properties dalam menjelaskan potensi rembesan. Area Bendungan Bulango Ulu memiliki karakteristik litologi batuan diorite – granodiorite dengan intensitas rekahan yang sangat tinggi. Nilai konduktivitas hidrolik diperlukan dalam memodelkan potensi rembesan yang dapat menyebabkan kegagalan suatu bendungan. Identifikasi aliran air tanah sekitar tubuh utama didasari oleh kegiatan pemetaan hidrogeologi dari 5 data sumur warga, 2 data mata air, serta 4 data borehole. 65 data packer test juga dimodelkan untuk mengidentifikasi nilai konduktivitas hidrolik serta tipe aliran pada area main dam. Karakteristik aliran air tanah disimpulkan mempunyai pengaruh yang sangat tinggi terhadap kestabilan pondasi tubuh bendungan. Aliran air tanah memusat terhadap tubuh bendungan mengakibatkan adanya tekanan air pada area tersebut. Nilai konduktivitas hidrolik pada area main dam mempunyai nilai 3.23E-04 hingga 5.03E-07 dengan tipe aliran masing-masing adalah 52% tipe laminer, 34% tipe turbulen, 7% tipe dilasi, dan 2% tipe blockage. Oleh karena itu, beberapa area yang memiliki intensitas rekahan yang tinggi berdasarkan identifikasi karakter litologi serta aliran air tanah sangat memerlukan adanya penanganan untuk memperkuat kestabilan tubuh bendungan.

Transcript

1. KARAKTERISTIK REMBESAN ALIRAN AIR TANAH PADA AREA TUBUH UTAMA (MAIN DAM) BENDUNGAN BULANGO ULU GORONTALO Dede Nurohim1* Yazid Abdurrazzaq Setyowiyoto1 Dr.rer.nat. Ir. Lilik Eko Widodo, MS 2 Dr. Dasapta Erwin Irawan, S.T.,M.T3 1Teknik Air Tanah Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institit Teknologi Bandung 2Kelompok Keahlian Eksplorasi Sumber Daya Bumi Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan Institut Teknologi Bandung 3Kelompok Keahlian Geologi Terapan Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung
2. OUTLINE PENDAHULUAN METODOLOGI HASIL KAJIAN KESIMPULAN
3. P E N DA H U LUA N Permasalahan bendungan yang diakibatkan oleh rembesan menempati urutan pertama dalam penilaian kategori resiko penyebab kegagalan bendungan (Azdan dan Samekto, 2008). Aliran rembesan dalam hal tertentu dapat diizinkan terjadi pada bendungan, namun pada kondisi tertentu dapat menimbulkan terjadinya erosi internal yang menginisiasi terbentuknya piping. Rembesan pada umumnya sulit untuk diprediksi secara akurat, sehingga diperlukan pendekatan perhitungan bahkan pemodelan fisik untuk memprediksi secara lebih teliti (Suprapto dkk, 2018). Kegagalan bendungan akiat rembesan mempunyai frekuensi resiko sebesar 25% dibandingkan akibat dari lima factor (limpasan, kebocoran pipa saluran, kerusakan timbunan bagian hulu, stabilitas lereng serta pengaruh gempa). 3 Gambar 1. Desain Bendungan (Sumber : Litbang PU)
4. R E M B E S A N ( S E E PAG E ) 4 Blowout Piping Erosi Internal Solutioning Penjenuhan Gambar 2. Skema Rembesan (Sumber : Hao. 2021)
5. Gambar 3. Lokasi Daerah Penelitian (Sumber : Google Earth) LO K A S I P E N E L I T I A N
6. 6 KO N D I S I W I L AYA H Gambar 4 (a) DAS Mongiloo Pada Area Bendungan (b) Morfografi DAS Mongiloo (a) (b)
7. 7 KO N D I S I W I L AYA H N Skala 1:100.000 Legend Geology Gorontalo <all other values> FORMATION Batuan Gunungapi Batugamping Ratatotok Diorit Bone Litologi daerah penelitian secara regional terbagi menjadi 3 formasi batuan, yaitu : 1. Formasi batuan gunungapi. 2. Formasi batugamping Ratatotok. 3. Diorit Bone. Gambar 5. Peta Geologi Lembar Kotamubagu skala 1: 250.000 ( P3G, 1997)
8. 8 D I M E N S I B E N D U N G A N Gambar 6. Dimensi Bendungan (Feasibility Study Data PU.2019) Tabel 1. Data Teknis Bendungan
9. 9 M E TO D E 1. 8 Borehole digunakan untuk rekontruksi geologi bawah permukaan. 2. Jumlah data packer test yang digunakan adalah 65 data (dari 8 data borehole). 3. Aliran air tanah di deliniasi dari 5 data sumur warga, 2 data mata air, serta 8 data borehole. 4. Pemodelan air tanah untuk mendapatkan nilai k dilakukan dengan 4 kali iterasi. 5. Boundary ditentukan berdasarkan posisi dari tubuh utama bendungan (main dam) Gambar 7. Diagram Alur Penelitian
10. 10 H A S I L K A J I A N GEOLOGI Gambar 8. Penampang Geologi As Bendungan (Data Lapangan.2022)
11. 11 H A S I L K A J I A N GEOLOGI Gambar 9. Indikasi Sesar di Area Tubuh Utama (Main Dam) (Data Lapangan.2022) Gambar 10 . Peta Fault Fracture Density
12. No Stasiun MAT (m) 1 SW 1 47.4 2 SW 2 36.2 3 SW 3 43.9 4 SW 4 58.1 5 SW 5 71.2 6 MA 1 95 7 MA 2 106 8 BB 1 53.2 9 BB 2 56.4 10 BB 3 61.4 11 BB 4 68.3 12 BB 13 72.3 13 BP 5 64.8 14 BP 1 73.4 15 BP 3 71.3 12 KO N D I S I A I R TA N A H N Skala 1: 5.000 Gambar 11. Rekontruksi Aliran Air Tanah Area Tubuh Utama (Main Dam) Tabel 2. Data Pengamatan Muka Air tanah
13. 13 KO N D U K T I V I TA S H I D RO L I K Rekontruksi melintang area tubuh bendungan (main dam) berdasarkan 65 data Packer Test (SNI 2411:2008 Cara Uji Kelulusan Air Bertekanan di lapangan) 22 34 2 7 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Turbulen Laminer Blockage Dilasi FREKUENSI N TIPE ALIRAN Gambar 12. Profil Melintang Nilai K Pada Tubuh Utama Bendungan Grafik 1. Tipe Aliran Hasil Uji Packer Test
14. 14 P E M O D E L A N A I R TA N A H x y z Coord max 511050 73450 110 Coord min 510300 72700 10 Cell size 10 10 10 Number Cell 75 75 10 Total Data 56250 Tabel 3. Boundary Data Gambar 14. Sebaran data konduktivitas hidrolik 4x iterasi Gambar 13. Sebaran data k hasil uji packer test pada 8 data borehole SGEMS DATA
15. 15 P E M O D E L A N A I R TA N A H SGEMS DATA y = 0.7195x - 1.2733 R² = 0.8913 -6,5 -6 -5,5 -5 -4,5 -4 -3,5 -3 -6,5 -6 -5,5 -5 -4,5 -4 -3,5 -3 Cross Validation Nilai K Estimasi nilai K dilakukan hingga 4x iterasi dengan parameter diatas serta nilai variogram yang sudah ditentukan. Nilai koefisien deterministic yang diperoleh adalah sebesar 0.89 Gambar 15. Cross validation nilai K estimasi.
16. Litologi Struktur Geologi Air Tanah Water Content (%) Dry Density (gr/cc) Tipe FFD K 7.8 - 8.1 1.256 - 1.547 Diorit Tinggi 1.93 E-04 s.d 1.6 E-04 1.6 E-04 s.d 1.2 E-04 1.2 E-04 s.d 1.0 E-04 1.0 E-04 s.d 8.21 E-05 8.21 E-05 s.d 2.67 E-05 16 P E M O D E L A N R E M B E S A N SEEP/W 1. Data Litologi diperoleh dari hasil rekontruksi geologi serta lampiran laboratorium. 2. Data Struktur Geologi diperoleh berdasarkan nilai Fault Fracture Density. 3. Data nilai konduktivitas hidrolik (k) diperoleh hasil estimasi dari pemodelan air tanah dan dibagi berdasarkan cluster analysis menjadi 5 kelas. 4. Data dimensi bendungan sesuai dengan detailed design engineering. 5. Boundary Condition untuk reservoir area berada pada elevasi 96 m dan elevasi fondasi pada 31 m Tabel 4. Tabulasi Data pada area tubuh utama bendungan.
17. 17 P E M O D E L A N R E M B E S A N SEEP/W Gambar 16. Dimensi Bendungan pada input SEEP/W Gambar 17. Sayatan memanjang nilai k estimasi pada area tubuh utama (main dam)
18. 18 P E M O D E L A N R E M B E S A N SEEP/W Gambar 18. Pembagian Layer berdasarkan input properties litologi dan air tanah Gambar 19. Jaring Aliran berdasarkan parameter nilai K per layer
19. 19 P E M O D E L A N R E M B E S A N
20. 1. Kondisi litologi pada area tubuh utama (main dam) adalah batuan diorite high density. 2. Rekontruksi aliran air tanah menggambarkan pola aliran yang memusat kepada tubuh utama (main dam) serta memiliki nilai konduktivitas hidrolik estimasi berkisar antara 1.93E-04 hingga 2.67E-05. 3. Aliran rembesan air tanah memiliki orientasi dominan memusat kepada bagian As Bendungan. 4. Nilai pore water pressure pada area tubuh utama berkisar antara 200 – 1200 kPa serta memiliki total head 25 – 95 m. 5. Sangat diperlukan adanya metode perkuatan atau penanganan seperti grouting pada area fondasi tubuh utama (main dam). 20 K E S I M P U L A N
21. 1. Ditentukan besar factor keamanan pada bahaya piping akibat rembesan tersebut. 2. Untuk menentukan perbaikan pondasi bendungan, maka perlu diperhatikan lapisan struktur bendungan secara vertical dan horizontal. 21 S A R A N
22. • Azdan, M. D. dan Samekt o, C. 2008. Kritisnya Kondisi Bendungan di Indonesia. Seminar Nasional Bendungan Besar, Surabaya. • Bharat Singh & HD Sharma, Earth and Rockfill dams, Sarita Prakashan, Meerut, India, 1982. • Cedergren, H., 1967. Seepage, Drainage and Flownets. John Wiley and Sons, Inc., New York, 1967. • Construction Control for Earth and Rock-Fill Dams, EM 1110-2-1911. U.S. Army Corps of Engineers, 1977. • Design Standard No. 13—Embankment Dams. Chapter 8—Seepage Analysis and Control. Chapter 16—Cutoff Walls. U.S. Bureau of Reclamation, 1989. • Earth and Earth-Rock Dams. Sherard, Woodward, Gizienski, and Clevenger. John Wiley, 1963. • Suyono Sosrodarsono and Kansaku Takeda, Editor, 1977. Bendungan Type Urugan. PT Pradnya Paramita Jakarta, 1977. • Seepage Analysis and Control for Dams, EM 1110-2-1901. U.S. Army Corps of Engineers, 1986. • Soil Mechanics in Engineering Practice. Terzaghi, K., Peck, R.B., John Wiley, 1967 22 DA F TA R P U S TA K A