RPS FT12440 · Genap 2026/2027 · Topik proyek: bangunan air

Capstone Desain: Perancangan Bendung Irigasi

Varian topik bangunan air dari mata kuliah Capstone Desain. Tim merancang bangunan utama (bendung tetap) untuk satu daerah irigasi: mengolah data debit dan kebutuhan air, menetapkan elevasi dan lebar mercu, memilih tipe bendung, menghitung hidraulika mercu dan kolam olak, memeriksa rembesan, gaya angkat, dan stabilitas, merancang pengambilan dan kantong lumpur, lalu menyerahkan gambar, spesifikasi, RAB, dan evaluasi kelayakan ekonomi.

Bendung tetap mercu bulat dengan pembilas, pengambilan, kantong lumpur, kolam olak, dan tangga ikan (kasus berjalan). Seret untuk memutar, cubit atau gulir untuk memperbesar.

Cara kerja kelas ini

Tim proyek 4–5 orangPeran: koordinator, hidrologi dan kebutuhan air, hidraulika, struktur dan geoteknik, gambar dan biaya. Peran bergiliran saat asistensi.

Tahapan seperti konsultan perencana irigasiSurvei dan data → kriteria → alternatif tipe → hidraulika mercu → kolam olak → rembesan → stabilitas → pengambilan dan kantong lumpur → gambar, spesifikasi, RAB → evaluasi ekonomi dan lingkungan → laporan.

Kalkulator sebagai alat periksaGumbel, kebutuhan pengambilan, elevasi mercu, lebar bendung, tinggi energi dan pengempangan, loncat air, Lane dan gaya angkat, stabilitas, pintu, kantong lumpur, RAB, dan B/C.

Tolok ukur: produk rancanganLaporan, gambar, spesifikasi, RAB, presentasi, penilaian sejawat, dan ujian lisan.

Kasus berjalan: Bendung Krueng Alue Raya (fiktif), Aceh Barat

Data	Nilai	Minggu
Hidrologi	Debit puncak tahunan 20 tahun, rata-rata 250,65 m³/s → Q₁₀₀ = 419,8 m³/s	2
Daerah irigasi	1.500 ha, NFR puncak 1,2 L/s/ha, efisiensi 0,65 → debit pengambilan 3,32 m³/s	2
Sungai di lokasi	Lebar dasar ±40 m, talud 1:1, n = 0,035, kemiringan 0,001, dasar +20,00	2, 6–7
Bendung terpilih	Bendung tetap mercu bulat, mercu +24,20, lebar total 40 m (mercu 34 m + pembilas 2 × 2 m + 2 pilar)	3–6
Fondasi	Pasir sedang bercampur kerikil, C_L Lane 6, daya dukung izin 300 kPa; k_h gempa 0,15 (ilustrasi)	9–10

Capaian pembelajaran

Kode	Rumusan
CPL-3	Mampu mengambil keputusan yang tepat berdasarkan analisis informasi dan data, dengan mengkaji implikasi ekonomi, sosial, lingkungan, keselamatan, dan keberlanjutan dari suatu solusi rekayasa.
CPL-5	Mampu mengidentifikasi, merumuskan, menganalisis, dan menyelesaikan masalah rekayasa kompleks di bidang struktur, geoteknik, transportasi, sumber daya air, dan manajemen konstruksi.
CPL-6	Mampu merancang komponen, sistem, atau proses bangunan teknik sipil sesuai standar teknis yang berlaku dengan memanfaatkan metode dan perangkat lunak rekayasa modern, serta mempertimbangkan kinerja, biaya, dan kemudahan pelaksanaan.
CPL-9	Mampu berkomunikasi secara efektif secara lisan, tulisan, dan gambar teknik, serta bekerja sama dalam tim lintas disiplin dan lintas budaya.
CPMK-1	Mahasiswa mampu merumuskan permasalahan dan kriteria perancangan suatu bangunan sipil berdasarkan data lapangan, kebutuhan pengguna, dan peraturan yang berlaku.
CPMK-2	Mahasiswa mampu merancang struktur, fondasi, dan komponen bangunan sipil sesuai SNI dengan perangkat lunak rekayasa, serta menghasilkan gambar, spesifikasi teknis, dan rencana anggaran biaya.
CPMK-3	Mahasiswa mampu membandingkan alternatif rancangan berdasarkan kriteria teknis, biaya, keselamatan, dan lingkungan, lalu memilih alternatif yang paling layak.
CPMK-4	Mahasiswa mampu bekerja sama dalam tim serta mengomunikasikan hasil rancangan secara tertulis, grafis, dan lisan.

Rencana pembelajaran 16 minggu

Mg	Materi	CPMK	Penilaian	Bobot

Rencana evaluasi

Hasil proyek 49%

Partisipasi 16%

UTS 15%

UAS 20%

Unsur nilai	CPMK-1	CPMK-2	CPMK-3	CPMK-4	Total
UTS (presentasi kemajuan)	8	0	0	7	15
UAS (ujian lisan)	0	12	3	5	20
Partisipasi (asistensi)	2	8	6	0	16
Hasil proyek (team-based project)	10	20	6	13	49
Jumlah	20	40	15	25	100

Pustaka

Kementerian PU (2013). Standar Perencanaan Irigasi: Kriteria Perencanaan KP-01 Perencanaan Jaringan Irigasi dan KP-02 Bangunan Utama (Head Works); KP-06 Parameter Bangunan; KP-07 Standar Penggambaran.
BSN. SNI 2415:2016 Tata Cara Perhitungan Debit Banjir Rencana; SNI 8460:2017 Persyaratan Perancangan Geoteknik.
Mawardi, E. & Memed, M. (2010). Desain Hidraulik Bendung Tetap untuk Irigasi Teknis. Bandung: Alfabeta.
Peterka, A. J. (1958). Hydraulic Design of Stilling Basins and Energy Dissipators (Engineering Monograph 25). USBR; Chow, V. T. (1959). Open-Channel Hydraulics.
Pendukung: Dym, Little & Orwin (2014). Engineering Design: A Project-Based Introduction; Permen PUPR No. 1 Tahun 2022 (AHSP bidang sumber daya air).

Satuan SI. Desimal memakai koma. Data debit, tanah, gempa, dan harga pada kasus berjalan adalah ilustrasi; nilai tabel dan kriteria diringkas untuk pembelajaran dan harus dicek dengan dokumen KP dan SNI asli pada proyek nyata. Media: AutoCAD, HEC-RAS, Microsoft Excel.

Minggu 1 · CPMK-1

Bendung adalah proyek lintas disiplin

Bendung menaikkan muka air sungai agar air dapat dialirkan ke saluran irigasi. Satu rancangan menyatukan hidrologi (debit banjir dan kebutuhan air), hidraulika (mercu, kolam olak, pengambilan), geoteknik (rembesan dan stabilitas), struktur, pelaksanaan di sungai, dan dampaknya terhadap lingkungan. Tim menetapkan lingkup, luaran, peran, dan rencana kerja 16 minggu.

Sub-CPMK 1.1: Mahasiswa mampu menjelaskan lingkup proyek perancangan, peran anggota tim, dan rencana kerja tim.
Penilaian: Diskusi kelas: kejelasan rencana kerja dan pembagian peran
Metode: Ceramah interaktif dan pembentukan tim proyek
Pustaka: Dym dkk. Bab 1–3; KP-02 Bab 1
Bobot: 2%

Komponen bangunan utama dan penanggung jawab

Komponen	Isi rancangan	Peran
Tubuh bendung dan mercu	Elevasi, lebar, bentuk dan jari-jari mercu, muka air banjir hulu, tanggul	Hidraulika
Peredam energi	Kolam olak, ambang ujung, lantai, perlindungan dasar hilir	Hidraulika
Fondasi dan rembesan	Lantai muka, koperan, gaya angkat, stabilitas, daya dukung	Struktur dan geoteknik
Pengambilan dan pembilas	Pintu pengambilan, pembilas, kantong lumpur, saluran pembilas	Hidrologi dan kebutuhan air
Gambar, spesifikasi, biaya	Gambar rencana, spesifikasi, volume, RAB, metode pelaksanaan dan pengalihan sungai	Gambar dan biaya

Cek pemahaman

Soal 1Elevasi mercu bendung irigasi terutama ditentukan oleh…

Minggu 2 · CPMK-1

Dua debit yang menentukan bendung

Bendung dirancang dengan dua debit: debit banjir rencana (untuk mercu, kolam olak, dan tanggul) dan debit pengambilan (untuk pintu, kantong lumpur, dan saluran induk). Data yang dikumpulkan: debit puncak tahunan atau hujan harian maksimum, topografi dan penampang sungai, peta daerah irigasi, data bor dan sampel dasar sungai, serta peraturan.

Sub-CPMK 1.2: Mahasiswa mampu mengumpulkan dan mengolah data lokasi, tanah, fungsi bangunan, dan peraturan yang berlaku.
Penilaian: Tugas proyek 1: kelengkapan dan ketepatan laporan data perancangan
Metode: Team-based project: survei dan pengumpulan data
Pustaka: SNI 2415:2016; KP-01 (kebutuhan air)
Bobot: 4%

Penampang sungai alami di lokasi bendung dengan muka air banjir Q₁₀₀ tanpa bendung, papan duga, dan petak sawah.

Konsep inti Gumbel dan debit pengambilan

X_T = X̄ + K·s ; K = (Y_T − Y_n)/S_n ; Y_T = −ln[−ln(1 − 1/T)]

Q_pengambilan = A·NFR/(e·1000) × faktor ; faktor ±1,2 untuk cadangan pembilasan kantong lumpur

Banjir rencana bangunan utama umumnya Q₁₀₀, dengan pemeriksaan keamanan terhadap Q₁₀₀₀ · Y_n, S_n bergantung pada jumlah data (n = 20: 0,5236 dan 1,0628) · uji kecocokan distribusi (Chi-kuadrat, Smirnov-Kolmogorov) dan perbandingan dengan Log-Pearson III dilakukan di laporan · NFR dari analisis kebutuhan air pola tanam (KP-01)

Bedah soal: debit rencana Krueng Alue Raya kasus berjalan

Kasus berjalan · data hidrologi

Debit puncak tahunan 20 tahun (m³/s): 182, 245, 198, 310, 226, 275, 204, 338, 261, 219, 289, 240, 197, 322, 253, 231, 268, 212, 296, 247. Daerah irigasi 1.500 ha, NFR puncak 1,2 L/s/ha, efisiensi total 0,65.

X̄ = 250,65 m³/s ; s = 44,11 m³/s ; Y_n = 0,5236 ; S_n = 1,0628
Y₁₀₀ = 4,6001 ; K = (4,6001 − 0,5236)/1,0628 = 3,8357 ; Q₁₀₀ = 250,65 + 3,8357 × 44,11 = 419,83 m³/s
Pemeriksaan Q₁₀₀₀ = 515,6 m³/s (untuk tinggi jagaan dan keamanan bangunan)
Pengambilan 1.500 × 1,2/0,65/1000 × 1,2 = 3,323 m³/s

Q₁₀₀ = 419,8 m³/s dipakai untuk mercu dan kolam olak; 3,32 m³/s untuk pintu pengambilan dan kantong lumpur.

Bank soal soal per NIM

Tugas proyek 1

Laporan data perancangan bendung. Kumpulkan data debit atau hujan (minimal 10–20 tahun), uji distribusi, hitung Q₂–Q₁₀₀₀; peta topografi dan penampang sungai 500 m hulu-hilir; peta daerah irigasi dan analisis kebutuhan air; bor log, gradasi dasar sungai, dan peraturan.

Minggu 3 · CPMK-1

Elevasi mercu dari sawah, bukan dari sungai

Elevasi mercu dihitung mundur dari sawah tertinggi yang harus diairi: muka air di sawah ditambah semua kehilangan tinggi di saluran dan bangunan sampai pintu pengambilan. Dokumen kriteria juga memuat banjir rencana, faktor keamanan stabilitas, tinggi jagaan, umur bangunan, serta batasan biaya, jadwal (pelaksanaan di musim kemarau), lahan tergenang, dan lingkungan sungai.

Sub-CPMK 1.3: Mahasiswa mampu merumuskan permasalahan, kriteria, dan batasan perancangan.
Penilaian: Tugas proyek 2: ketepatan dokumen kriteria perancangan
Metode: Team-based project: penyusunan kriteria perancangan
Pustaka: KP-02 (elevasi mercu dan stabilitas); KP-01
Bobot: 6%

Konsep inti kehilangan tinggi dan kriteria utama

Elevasi mercu = elevasi sawah tertinggi + Σ kehilangan tinggi (sawah, saluran tersier dan sekunder, kemiringan saluran, bangunan bagi, kantong lumpur, alat ukur, pengambilan, eksploitasi)

Stabilitas: SF guling dan geser ≥ 1,5 (normal), ≥ 1,25 (gempa) ; |e| ≤ b/6 ; σ ≤ σ_izin ; rembesan L_w ≥ C_L·ΔH

Nilai faktor keamanan di atas dipakai di kelas ini sebagai ringkasan; periksa KP-02 dan pedoman yang berlaku · tinggi bendung tetap yang ekonomis umumnya terbatas (±4–5 m untuk irigasi teknis); bila lebih tinggi, tinjau tata letak atau bendung gerak · banjir rencana Q₁₀₀, jagaan tanggul ±1,0 m

Bedah soal: elevasi mercu dan kriteria kasus kasus berjalan

Kasus berjalan · kriteria perancangan

Sawah tertinggi +22,50. Saluran induk dan sekunder ke petak tertinggi ±3 km dengan kemiringan 0,0002. Dasar sungai di as bendung +20,00. Anggaran bangunan utama ±Rp 25 miliar.

Σh = 0,10 + 0,10 + 0,10 + 0,15 + 0,60 + 0,10 + 0,25 + 0,20 + 0,10 = 1,70 m
mercu = 22,50 + 1,70 = +24,20 ; P = 24,20 − 20,00 = 4,20 m
Kriteria Q₁₀₀ = 419,8 m³/s ; SF 1,5 (normal) dan 1,25 (gempa, k_h = 0,15) ; jagaan 1,0 m
Batasan: pengecoran tubuh dan kolam di musim kemarau dengan pengalihan sungai, tangga ikan untuk ruaya ikan, lahan tergenang akibat pengempangan diinventarisasi

Tinggi bendung 4,20 m masih wajar untuk bendung tetap. Kriteria ini dipakai untuk memeriksa rancangan akhir di minggu 13.

Bank soal soal per NIM

Tugas proyek 2

Dokumen kriteria perancangan bendung. Rumusan masalah, elevasi mercu dari kehilangan tinggi, banjir rencana dan pemeriksaan, kriteria stabilitas dan rembesan, tinggi jagaan, mutu bahan, batasan biaya, jadwal, K3, lahan, dan lingkungan.

Minggu 4 · CPMK-3

Mercu bulat, ogee, bendung gerak, atau bendung karet?

Alternatif bangunan utama dibandingkan pada lebar yang sama. Bendung tetap (mercu bulat atau ogee) sederhana dan murah dirawat, tetapi menaikkan muka air banjir di hulu. Bendung gerak dan bendung karet hampir tidak menaikkan muka air banjir dan mampu menggelontor sedimen, tetapi mahal dan butuh operasi. Prarancangan menetapkan lebar bendung, lebar pembilas, dan perkiraan biaya.

Sub-CPMK 3.1: Mahasiswa mampu menyusun sedikitnya dua alternatif konsep rancangan.
Penilaian: Asistensi: kelayakan teknis alternatif konsep
Metode: Team-based project: asistensi kelompok
Pustaka: KP-02 (tipe bangunan utama); Dym dkk. Bab 5
Bobot: 3%

Empat alternatif: mercu bulat, mercu ogee, bendung gerak berpintu radial, dan bendung karet.

Konsep inti lebar bendung dan pembilas

B_total ≤ ±1,2 × lebar rata-rata sungai ; B_m = B_total − ΣB_pembilas − ΣB_pilar

Lebar pembilas di depan pengambilan ±1/6–1/10 lebar bendung (ringkasan) · pembilas mencegah sedimen dasar masuk ke pengambilan · bendung yang terlalu sempit menaikkan tinggi energi dan pengempangan; terlalu lebar menimbulkan pengendapan di sebagian alur

Bedah soal: lebar bendung kasus kasus berjalan

Kasus berjalan · prarancangan

Lebar rata-rata alur sungai 36 m. Pengambilan di tepi kiri dengan 2 bukaan pembilas 2 m dan 2 pilar 1 m.

B_maks = 1,2 × 36 = 43,2 m → dipakai B = 40 m
B_m = 40 − 2 × 2 − 2 × 1 = 34 m
Perkiraan biaya bangunan utama mercu bulat Rp 24,0 miliar ; ogee 27,2 ; bendung gerak 52,0 ; bendung karet 38,0

Bendung karet tidak dibawa ke matriks karena sungai membawa batu gelundung dan kayu hanyutan yang dapat merobek karet. Tiga alternatif lain dinilai di minggu 5.

Minggu 5 · CPMK-3

Memilih tipe bendung dengan alasan

Kriteria dan bobot disepakati sebelum memberi skor: biaya, keandalan saat banjir, pengendalian sedimen, kebutuhan operasi dan pemeliharaan, kemudahan pelaksanaan, dan dampak lingkungan. Untuk daerah irigasi yang dikelola petani dan dinas setempat, kemudahan operasi sering lebih menentukan daripada keunggulan hidraulik.

Sub-CPMK 3.2: Mahasiswa mampu membandingkan alternatif rancangan dengan kriteria teknis, biaya, keselamatan, dan lingkungan, lalu memilih yang paling layak.
Penilaian: Tugas proyek 3: ketepatan matriks keputusan dan alasan pemilihan
Metode: Team-based project: presentasi konsep rancangan
Pustaka: Dym dkk. Bab 6
Bobot: 6%

Konsep inti skor terbobot

Skor_i = Σw_js_ij/Σw_j ; uji kepekaan dengan mengubah bobot kriteria yang paling diperdebatkan

Skor diberi dengan alasan tertulis (misalnya: "tidak ada jaringan listrik di lokasi, pintu radial harus dioperasikan dengan genset") · biaya siklus hidup dan B/C dibahas lagi di minggu 13

Bedah soal: memilih tipe bendung kasus berjalan

Kasus berjalan · matriks keputusan

Bobot: biaya 25, keandalan banjir 20, sedimen 15, O&P 15, pelaksanaan 15, lingkungan 10. Skor mercu bulat 4-4-3-5-4-3; ogee 3-4-3-5-3-3; bendung gerak 2-5-5-2-2-4.

mercu bulat = (100 + 80 + 45 + 75 + 60 + 30)/100 = 3,90
ogee = 3,50 ; bendung gerak = 3,25
Kepekaan: bobot sedimen +10 mercu bulat 3,82 ; bendung gerak 3,41 → pilihan tetap

Bendung tetap mercu bulat dipilih karena murah, tahan batu gelundung, dan mudah dioperasikan. Kelemahannya (kenaikan muka air banjir dan sedimen di hulu) menjadi syarat rancangan: tanggul banjir di daerah pengempangan, pembilas di depan pengambilan, dan kantong lumpur.

Bank soal soal per NIM

Tugas proyek 3

Konsep rancangan bangunan utama. Sajikan minimal dua tipe bendung lengkap dengan tata letak (as bendung, pengambilan, pembilas), lebar, perkiraan biaya, metode pelaksanaan dan pengalihan sungai, matriks keputusan, dan uji kepekaan.

Minggu 6 · CPMK-2

Berapa tinggi air banjir di atas mercu?

Beban utama bendung adalah air. Pada banjir rencana, tinggi energi di atas mercu H₁ dihitung dari rumus debit pelimpah dengan lebar efektif yang dikurangi kontraksi pilar dan pangkal. Muka air banjir di hulu menentukan tinggi tembok pangkal dan tanggul, serta panjang sungai yang terpengaruh pengempangan. Hasil hitungan tangan diverifikasi dengan model HEC-RAS.

Sub-CPMK 2.1: Mahasiswa mampu menetapkan pembebanan dan memodelkan struktur dengan perangkat lunak.
Penilaian: Asistensi: ketepatan beban hidraulik dan model aliran
Metode: Team-based project: asistensi kelompok
Pustaka: KP-02 (mercu bulat); Mawardi & Memed (2010)
Bobot: 4%

Muka air banjir Q₁₀₀: air melimpas mercu, loncat air di kolam olak, dan muka air hilir.

Konsep inti debit pelimpah mercu bulat

Q = C_d·(2/3)·√(2g/3)·B_e·H₁^1,5 ; B_e = B_m + 0,8B_p − 2(n·K_p + K_a)H₁

h₁ = H₁ − v₀²/2g ; v₀ = q/(P + h₁) ; pengempangan L ≈ 2Δh/S

C_d mercu bulat bergantung pada H₁/r dan P/H₁ (grafik KP-02, umumnya ±1,2–1,4); kelas ini memakai C_d = 1,25 · K_p pilar berujung bulat ±0,01; K_a pangkal bersudut bulat ±0,1 · jari-jari mercu r ±0,3–0,7H₁ · rumus pengempangan adalah pendekatan kasar; pakai HEC-RAS untuk profil muka air sebenarnya

Bedah soal: tinggi energi dan tanggul kasus berjalan

Kasus berjalan · hidraulika mercu

Q₁₀₀ = 419,83 m³/s, B_m = 34 m, pembilas 4 m, 2 pilar, K_p = 0,01, K_a = 0,1, C_d = 1,25, mercu +24,20, P = 4,20 m. Sungai di hulu: b = 40 m, z = 1, n = 0,035, S = 0,001.

B_e = 34 + 3,2 − 2(0,02 + 0,1)H₁ ; iterasi → H₁ = 3,079 m ; B_e = 36,46 m ; q = 11,51 m²/s
v₀ = 1,61 m/s ; v₀²/2g = 0,13 m ; h₁ = 2,95 m → muka air banjir +27,15 ; garis energi +27,28
Tanpa bendung y_n = 4,37 m → +24,37 ; Δh = 2,77 m ; L ≈ 2 × 2,77/0,001 ≈ 5,5 km
Tanggul dan tembok pangkal +27,15 + 1,0 = +28,15; jari-jari mercu dipakai r = 1,0 m (0,3–0,7H₁ = 0,92–2,16 m)

Bendung menaikkan muka air banjir 2,77 m di as bendung dan pengaruhnya terasa sampai ±5,5 km ke hulu. Tanggul banjir dirancang di ruas yang rawan; lahan dan permukiman yang terdampak dicantumkan di laporan lingkungan.

Bank soal soal per NIM

Minggu 7 · CPMK-2

Energi air harus dihabiskan di kolam, bukan di dasar sungai

Air yang jatuh dari mercu mencapai kaki pelimpah dengan kecepatan tinggi (aliran superkritis). Kolam olak memaksa loncat air terjadi di atas lantai beton. Syaratnya: muka air hilir harus cukup tinggi untuk menahan kedalaman konjugasi y₂. Bila tidak, loncat air bergeser ke hilir dan menggerus dasar sungai.

Sub-CPMK 2.2: Mahasiswa mampu menganalisis struktur dan memeriksa kewajaran keluaran perangkat lunak.
Penilaian: Asistensi: ketepatan analisis hidraulik dan verifikasi model
Metode: Team-based project: asistensi kelompok
Pustaka: Peterka (1958); KP-02 (peredam energi); Chow (1959) Bab 15
Bobot: 4%

Konsep inti loncat air dan tipe kolam

EG − z_f = y₁ + q²/(2g·y₁²) ; Fr₁ = V₁/√(g·y₁) ; y₂ = ½y₁(√(1 + 8Fr₁²) − 1)

Syarat: muka air hilir ≥ z_f + y₂

Ringkasan USBR (Peterka): Fr₁ 2,5–4,5 → tipe IV, L ≈ 6y₂ ; Fr₁ > 4,5 dan V₁ ≤ 18 m/s → tipe III, L ≈ 2,7y₂ ; V₁ > 18 m/s → tipe II, L ≈ 4,3y₂ · untuk sungai yang membawa batu, KP-02 juga memakai kolam Vlugter atau peredam tipe bak tenggelam · kehilangan energi di pelimpah diabaikan (konservatif untuk V₁)

Bedah soal: kolam olak kasus kasus berjalan

Kasus berjalan · peredam energi

q = 11,51 m²/s, garis energi hulu +27,28, lantai kolam +19,00 (1 m di bawah dasar sungai). Sungai hilir sama dengan hulu: y_n pada Q₁₀₀ = 4,37 m, dasar +20,00.

H = 27,28 − 19,00 = 8,28 m → y₁ = 0,960 m ; V₁ = 11,98 m/s ; Fr₁ = 3,90
y₂ = ½ × 0,960 × (√(1 + 8 × 3,90²) − 1) = 4,84 m → perlu +23,84
muka air hilir +24,37 ≥ +23,84 ✓ (cadangan 0,53 m)
Fr₁ 2,5–4,5 → USBR IV, L ≈ 6 × 4,84 = 29,1 m → 29,5 m, dengan blok halang dan ambang ujung

Loncat air tertahan di kolam pada banjir rencana. Pemeriksaan yang sama diulang untuk debit kecil (Q₂–Q₂₅): di HEC-RAS, posisi loncat air harus tetap berada di dalam kolam untuk seluruh rentang debit.

Cek pemahaman

Soal 2Muka air hilir lebih rendah dari z_f + y₂. Tindakan yang tepat adalah…

Bank soal soal per NIM

Minggu 8 · CPMK-1 dan CPMK-4

Ujian Tengah Semester

Presentasi kemajuan proyek bendung dan laporan antara (pertemuan 1–7). Bobot 15%: kriteria perancangan (CPMK-1, 8%) serta laporan dan presentasi (CPMK-4, 7%).

Isi laporan antara

Bab	Isi	Porsi
1. Data dan kriteria	Analisis frekuensi banjir, kebutuhan air, topografi, tanah, elevasi mercu, kriteria	30%
2. Konsep	Tipe bendung, tata letak, lebar, matriks keputusan	20%
3. Hidraulika	Tinggi energi, muka air banjir, pengempangan, tanggul; model HEC-RAS	25%
4. Peredam energi dan verifikasi	Loncat air, kolam olak, pemeriksaan pada beberapa debit	15%
5. Rencana sisa pekerjaan	Jadwal minggu 9–16 dan pembagian tugas	10%

Rubrik presentasi kemajuan

Aspek	Sangat baik	Perlu perbaikan
Kriteria perancangan	Elevasi mercu dari kehilangan tinggi, banjir rencana dari analisis frekuensi, kriteria stabilitas tertulis	Elevasi mercu ditetapkan tanpa hitungan jaringan
Struktur penyampaian	Masalah → keputusan → bukti	Membaca tabel
Kerja tim	Semua anggota menjelaskan bagiannya	Satu orang mendominasi

Minggu 9 · CPMK-2

Air juga mengalir di bawah bendung

Beda muka air hulu dan hilir mendorong air merembes di bawah bangunan. Bila jalur rembesan terlalu pendek, butir pasir terbawa keluar di hilir (erosi bawah tanah atau piping) dan bendung runtuh dari bawah. Metode Lane memeriksa panjang jalur dan memberi tekanan angkat di setiap titik, yang dipakai untuk merancang tebal lantai dan stabilitas tubuh bendung.

Sub-CPMK 2.3: Mahasiswa mampu merancang balok, kolom, pelat, dan sambungan sesuai SNI.
Penilaian: Tugas proyek 4: ketepatan perhitungan rembesan, gaya angkat, dan elemen lantai
Metode: Team-based project: perancangan elemen bangunan
Pustaka: KP-02 (rembesan dan gaya angkat); Mawardi & Memed (2010)
Bobot: 5%

Irisan memanjang: lantai muka 15 m, koperan, tubuh bendung, kolam olak, dan jalur rembesan Lane (merah).

Konsep inti metode Lane

L_w = ΣL_V + ⅓ΣL_H ≥ C_L·ΔH

P_x = H_x − (L_x/L_w)·ΔH ; tebal lantai d_x ≥ S(P_x − W_x)·γ_w/γ_b

Bidang dengan kemiringan > 45° dihitung vertikal · C_L (ringkasan): pasir sangat halus/lanau 8,5; pasir halus 7; pasir sedang 6; pasir kasar 5; kerikil halus 4; kerikil sedang 3,5; kerikil kasar 3; bongkah 2,5; lempung lunak 3; sedang 2; keras 1,8 · ΔH diambil antara muka air setinggi mercu dan muka air hilir saat debit kecil (kondisi rembesan terberat) · S ±1,5 · H_x kedalaman titik di bawah muka air hulu

Bedah soal: jalur rembesan dan lantai kolam kasus berjalan

Kasus berjalan · rembesan dan gaya angkat

Muka air hulu +24,20 (setinggi mercu), muka air hilir +20,00 → ΔH = 4,20 m. Tanah pasir sedang, C_L = 6. Lantai muka 15 m tebal 0,5 m dengan koperan 1,5 m; koperan hulu tubuh 1,5 m di bawah dasar tubuh (+18,00); koperan hilir 2 m; kolam olak 29,5 m tebal 1,2 m (lantai +19,00); koperan ambang ujung 1,5 m.

Tanpa lantai muka L_w = 24,17 m < 6 × 4,20 = 25,20 m ✗
Dengan lantai muka 15 m ΣL_V = 14,5 ; ΣL_H = 53,0 ; L_w = 14,5 + 53,0/3 = 32,17 m ≥ 25,20 ✓
Tekanan angkat di dasar tubuh tumit (titik 7) P = 6,20 − 12,83/32,17 × 4,20 = 4,52 m ; ujung hilir (titik 8) P = 4,26 m → dipakai di minggu 10
Awal lantai kolam (titik 11) P_x = 3,70 m ; W_x = 1,0 m ; d ≥ 1,5 × (3,70 − 1,0) × 10/23 = 1,76 m > 1,2 m ✗
Dengan lubang pengering berfilter, tekanan di bawah lantai mendekati tekanan air hilir d ≥ 1,5 × 1,2 × 10/23 = 0,78 m ≤ 1,2 m ✓

Lantai muka 15 m diperlukan agar jalur rembesan cukup dan sekaligus menurunkan gaya angkat di bawah tubuh bendung. Lantai kolam 1,2 m dipakai dengan lubang pengering Ø 100 mm berfilter kerikil di separuh hilir kolam; tanpa pengering lantai harus lebih tebal dari 1,76 m (dan bertambah lagi karena dasar lantai yang lebih tebal ikut turun).

Cek pemahaman

Soal 3Mengapa koperan (vertikal) lebih efektif daripada lantai horizontal dengan panjang yang sama dalam metode Lane?

Bank soal soal per NIM

Tugas proyek 4

Rembesan dan elemen lantai. Gambar jalur rembesan, hitung L_w dan tekanan angkat di setiap titik, rancang tebal dan penulangan lantai muka dan lantai kolam, lubang pengering dan filter, serta sambungan dilatasi dengan water stop.

Minggu 10 · CPMK-2

Tidak terguling, tidak tergeser, tidak menekan tanah berlebihan

Tubuh bendung ditinjau per meter lebar pada dua kondisi: normal (muka air setinggi mercu, lumpur di hulu, gaya angkat) dan gempa. Gaya yang menahan adalah berat sendiri dan gesekan dengan tanah fondasi, ditambah tahanan pasif tanah di depan koperan hilir. Hasilnya diperiksa terhadap faktor keamanan guling, geser, letak resultan, dan daya dukung tanah dari data penyelidikan tanah.

Sub-CPMK 2.4: Mahasiswa mampu merancang fondasi berdasarkan data penyelidikan tanah.
Penilaian: Tugas proyek 5: daya dukung, penurunan, dan desain fondasi
Metode: Team-based project: perancangan fondasi
Pustaka: KP-02 (stabilitas); SNI 8460:2017
Bobot: 5%

Gaya pada irisan tubuh bendung: berat sendiri, tekanan air dan lumpur, gaya angkat, dan gempa.

Konsep inti stabilitas gravitasi

SF_guling = ΣM_tahan/ΣM_guling ; SF_geser = (f·ΣV + P_p)/ΣH ; ΣV = W − U

e = b/2 − (ΣM_tahan − ΣM_guling)/ΣV ≤ b/6 ; σ = (ΣV/b)(1 ± 6e/b) ≤ σ_izin

Tekanan lumpur P_s = ½γ_s′K_ah_s² (γ_s′ ±10 kN/m³ terendam, K_a = 1/3 untuk φ = 30°) · gaya angkat dari Lane (minggu 9) · gempa k_h·W di ±0,4h (penyederhanaan) · f beton atau pasangan pada pasir-kerikil ±0,6–0,75 (ilustrasi) · tahanan pasif hanya dipakai bila koperan dicor langsung pada tanah asli; di kelas ini dikurangi 50%

Bedah soal: stabilitas tubuh bendung kasus berjalan

Kasus berjalan · stabilitas

Tinggi 6,2 m dari dasar fondasi +18,00, lebar puncak 2 m, lebar dasar 8 m, γ_b = 23 kN/m³. Air hulu 6,2 m, air hilir 2,0 m di atas dasar, lumpur 4,2 m. Gaya angkat 4,52 dan 4,26 m. k_h = 0,15, f = 0,75, koperan hilir 4 m di bawah dasar sungai (K_p = 3).

W = (2 × 6,2 + ½ × 6 × 6,2) × 23 = 713,0 kN ; U = 10 × (4,52 + 4,26)/2 × 8 = 351,2 kN ; ΣV = 361,8 kN
H_air = 192,2 − 20,0 = 172,2 kN ; H_lumpur = 29,4 kN ; E = 0,15 × 713,0 = 107,0 kN
P_p = 0,5 × ½ × 10 × 3 × 4² = 120 kN
Normal SF_guling = 2,00 ; SF_geser = (0,75 × 361,8 + 120)/201,6 = 1,94 ; e = −1,15 m ; σ = 6,2 dan 84,3 kPa ✓
Gempa SF_guling = 1,75 ; SF_geser = 1,27 ≥ 1,25 ; e = −0,42 m ; σ = 31,0 dan 59,4 kPa ✓

Tubuh bendung stabil, tetapi tanpa tahanan pasif SF geser hanya 1,35 (normal) dan 0,88 (gempa). Maka koperan hilir harus dicor langsung pada tanah asli tanpa galian berlebih, dan spesifikasi melarang penimbunan kembali dengan bahan lepas di depannya. Tegangan tanah maksimum 84,3 kPa jauh di bawah daya dukung izin 300 kPa. Eksentrisitas negatif berarti resultan bergeser ke arah hulu karena muka hulu tegak memusatkan berat di tumit.

Bank soal soal per NIM

Tugas proyek 5

Stabilitas dan fondasi bendung. Tinjau kondisi normal, banjir, dan gempa untuk tubuh bendung, pilar, dan tembok pangkal; periksa daya dukung dan penurunan dari data bor; rancang koperan, perlindungan dasar hilir (riprap), dan tembok sayap.

Minggu 11 · CPMK-2

Air masuk ke saluran, sedimen tertinggal di sungai

Gambar bangunan utama memuat tata letak (denah bendung, pengambilan, pembilas, kantong lumpur, tanggul), potongan memanjang tubuh bendung dan kolam olak, potongan pengambilan, detail mercu, koperan, lubang pengering, pintu, dan tangga ikan. Pintu pengambilan dirancang untuk debit rencana dengan kehilangan tinggi kecil; ambangnya dinaikkan di atas dasar sungai agar sedimen dasar tidak masuk, dan kantong lumpur mengendapkan sedimen melayang sebelum air memasuki saluran induk.

Sub-CPMK 2.5: Mahasiswa mampu menghasilkan gambar rencana dan gambar detail.
Penilaian: Tugas proyek 6: kelengkapan dan ketepatan gambar
Metode: Team-based project: penggambaran dengan CAD atau BIM
Pustaka: KP-02 (pengambilan dan kantong lumpur); KP-07 Standar Penggambaran
Bobot: 5%

Konsep inti pintu dan kantong lumpur

Q = μ·b·a·√(2gz) ; μ ±0,8 untuk bukaan tenggelam ; z ±0,15–0,30 m

Kantong lumpur: L·B ≥ Q_n/w ; L/B ≥ 8 ; Q_n = 1,2Q

Ambang pengambilan ±1,0–1,5 m di atas dasar sungai di depan pembilas (ringkasan) · w partikel 0,07 mm pada 20 °C ±0,004 m/s · kecepatan di kantong cukup rendah agar partikel mengendap, dan dibilas secara berkala ke sungai melalui saluran pembilas

Bedah soal: pengambilan kasus kasus berjalan

Kasus berjalan · pengambilan dan kantong lumpur

Q = 3,323 m³/s, μ = 0,8, bukaan 1,0 m, z = 0,2 m. Ambang 1,2 m di atas dasar sungai. Partikel rencana 0,07 mm (w = 0,004 m/s).

b = 3,323/(0,8 × 1,0 × √(2 × 9,81 × 0,2)) = 2,10 m → 2 pintu × 1,10 m
Ambang +21,20; muka air di hilir pintu +24,00
Q_n = 3,99 m³/s ; L·B = 3,99/0,004 = 997 m² → B = 11 m, L = 91 m (L/B = 8,3)

Dua pintu memungkinkan satu pintu tetap mengalirkan air saat pintu lain diperbaiki. Kantong lumpur 11 × 91 m dengan pintu pembilas di ujung hilirnya.

Bank soal soal per NIM

Tugas proyek 6

Gambar rencana dan detail bangunan utama. Set gambar A3: situasi dan tata letak, denah bendung, potongan memanjang (dengan muka air normal dan banjir), potongan pengambilan dan pembilas, kantong lumpur, detail mercu, koperan, lubang pengering, pintu, tangga ikan, tanggul, dan rencana pengalihan sungai.

Minggu 12 · CPMK-2

Berapa biaya bendung ini?

Volume dihitung dari gambar: galian, beton siklop tubuh, beton bertulang lantai dan kolam, koperan, pilar dan tembok, tulangan, timbunan tanggul, riprap, pintu, kantong lumpur, tangga ikan, serta pekerjaan sementara (kisdam, pengeringan, pengalihan sungai) yang sering menjadi komponen besar. Spesifikasi teknis menetapkan mutu beton dan lapis tahan aus mercu, water stop, filter, pintu dan alat angkat, pemadatan tanggul, dan pengujian.

Sub-CPMK 2.6: Mahasiswa mampu menyusun spesifikasi teknis dan rencana anggaran biaya.
Penilaian: Tugas proyek 7: ketepatan volume, harga satuan, dan RAB
Metode: Team-based project: penyusunan spesifikasi dan RAB
Pustaka: Permen PUPR 1/2022 (AHSP bidang sumber daya air)
Bobot: 5%

Konsep inti komponen biaya bendung

RAB = Σ volume × harga satuan (AHSP) + PPN ; volume tubuh = ½(a + b)·h·B_m

Harga satuan di kalkulator adalah ilustrasi; pakai harga satuan dasar dan AHSP setempat · pekerjaan sementara bergantung pada metode pelaksanaan (bendung dibangun separuh lebar bergantian atau sungai dialihkan) · tulangan didekati 80 kg/m³ beton bertulang

Bedah soal: RAB bangunan utama kasus berjalan

Kasus berjalan · RAB

Tubuh ½(2 + 8) × 6,2 × 34 = 1.054 m³ beton siklop; lantai muka 15 × 0,5 × 40 = 300 m³; kolam 29,5 × 1,2 × 40 = 1.416 m³; koperan 200 m³; pilar dan tembok 900 m³; galian 6.500 m³; tanggul 25.000 m³; riprap 600 m³; harga ilustrasi di kalkulator.

Kalkulator menyusun RAB per jenis pekerjaan dan PPN: subtotal Rp 22,15 miliar ; total Rp 24,58 miliar
Rp 24,58 miliar/40 m = Rp 0,61 miliar per meter lebar

Total sedikit di bawah anggaran ±Rp 25 miliar dan sesuai perkiraan minggu 4 (Rp 24,0 miliar). Beton bertulang lantai dan kolam beserta tulangannya adalah komponen terbesar, diikuti tanggul banjir dan pekerjaan sementara; ketiganya menjadi sasaran pertama bila biaya harus ditekan.

Tugas proyek 7

Spesifikasi teknis dan RAB bendung. Spesifikasi beton dan lapis aus, tulangan, water stop, filter, pintu dan alat angkat, timbunan tanggul, riprap, dan pekerjaan sementara; back-up volume dari gambar, AHSP, RAB, dan jadwal pelaksanaan yang mengikuti musim kemarau.

Minggu 13 · CPMK-3

Apakah bendung ini layak dibangun?

Evaluasi akhir membandingkan manfaat irigasi (tambahan produksi padi) dengan biaya investasi bangunan utama dan jaringan serta biaya operasi dan pemeliharaan selama umur ekonomi. Rancangan juga dinilai dari risiko K3 pelaksanaan di sungai dan dampak lingkungan: ruaya ikan, sedimen, genangan akibat pengempangan, dan debit pemeliharaan sungai di hilir bendung.

Sub-CPMK 3.3: Mahasiswa mampu mengevaluasi rancangan akhir terhadap biaya, kemudahan pelaksanaan, keselamatan, dan lingkungan.
Penilaian: Asistensi: ketepatan evaluasi dan perbaikan rancangan
Metode: Team-based project: asistensi kelompok
Pustaka: Dym dkk. Bab 8–9
Bobot: 3%

Konsep inti B/C, NPV, EIRR

B/C = PV_manfaat/PV_biaya ; PV anuitas = A·[1 − (1 + i)^−N]/i ; EIRR: i saat NPV = 0

Proyek dianggap layak bila B/C ≥ 1 dan EIRR ≥ tingkat diskonto sosial · uji kepekaan: biaya naik dan manfaat turun (misalnya 20%) · risiko K3: banjir saat pelaksanaan dan kisdam jebol, galian dalam dengan pengeringan, pengecoran massa, pemasangan pintu · lingkungan: tangga ikan, pengendalian sedimen, debit pemeliharaan di hilir, lahan tergenang

Bedah soal: kelayakan bendung kasus berjalan

Kasus berjalan · evaluasi ekonomi

Investasi bangunan utama dan jaringan 1.500 ha Rp 85 miliar, O&P Rp 0,85 miliar/tahun, manfaat bersih Rp 13,5 miliar/tahun, umur 50 tahun, diskonto 8%.

(P/A, 8%, 50) = 12,233 ; PV_manfaat = Rp 165,2 miliar ; PV_biaya = 85 + 0,85 × 12,233 = Rp 95,4 miliar
B/C = 1,73 ; NPV = Rp 69,8 miliar ; EIRR = 14,9%
Kepekaan biaya +20%: 1,44 ; manfaat −20%: 1,38 ; keduanya: 1,15

Proyek tetap layak pada skenario terburuk. Risiko K3 tertinggi adalah banjir saat pelaksanaan: jadwal pengecoran dibatasi di musim kemarau, kisdam dirancang untuk Q₅–Q₁₀, dan prosedur evakuasi alat disusun. Tangga ikan dan debit pemeliharaan menjadi bagian dari pola operasi bendung.

Bank soal soal per NIM

Minggu 14 · CPMK-4

Laporan perancangan bendung

Laporan harus dapat diperiksa ulang: data hidrologi dan uji distribusi terlampir, asumsi hidraulika dan geoteknik tertulis, kriteria dikutip dari KP dan SNI, hitungan contoh lengkap, keluaran HEC-RAS diringkas dan diverifikasi, gambar, spesifikasi, RAB, dan evaluasi ekonomi terlampir.

Sub-CPMK 4.1: Mahasiswa mampu menyusun laporan akhir perancangan secara tim sesuai kaidah penulisan teknis.
Penilaian: Tugas proyek 8: kelengkapan, sistematika, dan kerapian laporan
Metode: Team-based project: penyusunan laporan akhir
Pustaka: Dym dkk. Bab 10
Bobot: 6%

Sistematika laporan

Bab	Isi
Ringkasan eksekutif	Lokasi, luas daerah irigasi, tipe bendung, elevasi mercu, biaya, B/C, risiko utama
1. Pendahuluan	Latar belakang, rumusan masalah, lingkup, batasan
2. Data dan kriteria	Hidrologi, kebutuhan air, topografi, tanah, elevasi mercu, kriteria
3. Pemilihan tipe	Alternatif, tata letak, lebar, matriks keputusan
4. Hidraulika	Mercu, muka air banjir, pengempangan, tanggul, kolam olak
5. Rembesan dan stabilitas	Lane, gaya angkat, lantai, stabilitas, daya dukung
6. Pengambilan dan pembilas	Pintu, kantong lumpur, pembilas, tangga ikan
7. Biaya dan pelaksanaan	Spesifikasi, RAB, metode pelaksanaan dan pengalihan sungai, K3
8. Evaluasi dan kesimpulan	Pemenuhan kriteria, B/C, lingkungan, pola operasi, rekomendasi
Lampiran	Gambar, hitungan, keluaran HEC-RAS, data, AHSP, notulen asistensi

Tugas proyek 8

Laporan akhir perancangan bendung. Satukan seluruh tugas proyek; setiap bab mencantumkan penanggung jawab dan pemeriksa dari anggota tim yang berbeda.

Minggu 15 · CPMK-4

Satu nilai tim, kontribusi yang berbeda

Tim mempresentasikan rancangan bendung kepada penguji dan kelompok lain. Penilaian sejawat metode WebPA menyesuaikan nilai tim dengan kontribusi setiap anggota.

Sub-CPMK 4.2: Mahasiswa mampu mempresentasikan hasil rancangan dan berkontribusi dalam kerja tim.
Penilaian: Presentasi akhir dan penilaian sejawat
Metode: Team-based project: presentasi akhir kelompok
Pustaka: Dym dkk. Bab 10–11
Bobot: 7%

Ringkasan kasus berjalan

Tahap	Hasil	Minggu
Data	Q₁₀₀ 419,8 m³/s; pengambilan 3,32 m³/s	2
Kriteria	Mercu +24,20 (P = 4,20 m); SF 1,5/1,25; jagaan 1,0 m	3
Tipe	Mercu bulat 3,90 > ogee 3,50 > bendung gerak 3,25; lebar 40 m, B_m 34 m	4–5
Hidraulika	H₁ 3,08 m; banjir hulu +27,15; tanggul +28,15; USBR IV 29,5 m	6–7
Rembesan dan stabilitas	L_w 32,2 ≥ 25,2 m; lantai kolam 1,2 m berpengering; SF geser 1,94/1,27	9–10
Pengambilan, biaya, kelayakan	2 pintu 1,1 m; kantong 11 × 91 m; RAB Rp 24,58 miliar; B/C 1,73	11–13

Bank soal campuran

Minggu 16 · CPMK-2 sampai CPMK-4

Ujian Akhir Semester

Ujian lisan individual atas produk rancangan bendung: laporan, gambar, spesifikasi, dan RAB. Bobot 20% (CPMK-2 12%, CPMK-3 3%, CPMK-4 5%).

Contoh pertanyaan penguji

Topik	Pertanyaan
Kriteria	Dari mana elevasi mercu +24,20? Apa akibatnya bila sawah tertinggi ternyata 0,5 m lebih tinggi?
Tipe	Mengapa tidak memakai bendung gerak padahal muka air banjir hampir tidak naik?
Hidraulika	Apa yang terjadi pada kolam olak bila dasar sungai hilir turun 1 m akibat penambangan pasir?
Rembesan	Mengapa lantai muka diperlukan, dan apa fungsi lubang pengering di lantai kolam?
Stabilitas	Mengapa tahanan pasif koperan hilir menentukan, dan bagaimana menjaminnya di lapangan?
Biaya dan lingkungan	Komponen apa yang paling memengaruhi biaya? Bagaimana ikan melewati bendung?