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
   

   View Slide

2. OUTLINE
   PENDAHULUAN METODOLOGI HASIL KAJIAN KESIMPULAN
   

   View Slide

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)
   

   View Slide

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)
   

   View Slide

5. Gambar 3. Lokasi Daerah Penelitian
   (Sumber : Google Earth)
   LO K A S I P E N E L I T I A N
   

   View Slide

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)
   

   View Slide

7. 7
   KO N D I S I W I L AYA H
   N
   Skala
   1:100.000
   Legend
   Geology Gorontalo
   
   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)
   

   View Slide

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
   

   View Slide

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
   

   View Slide

10. 10
    H A S I L K A J I A N
    GEOLOGI
    Gambar 8. Penampang Geologi As Bendungan (Data Lapangan.2022)
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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.
    

    View Slide

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.
    

    View Slide

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)
    

    View Slide

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
    

    View Slide

19. 19
    P E M O D E L A N R E M B E S A N
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide