PEMBANGUNAN SUKOHARJO: #5. [INDONESIA] DASAR PERENCANAAN BENDUNGAN DARI FAKTOR KEAMANAN

Tujuan utama dari tulisan ini adalah untuk persiapan penataan Bendungan (Waduk) Mulur dan Antisipasi Bencana Banjir yang diakibatkan oleh kegagalan struktur Bendungan.

Bendungan disamping memiliki manfaat yang besar bagi masyarakat, juga menyimpan potensi bahaya yang besar pula. Membangun bendungan disamping akan memperoleh manfaat juga berarti dengan sengaja akan mengundang datangnya potensi bahaya yang dapat mengancam kehidupan masyarakat luas. Bendungan yang runtuh akan menimbulkan banjir besar yang akan mengakibatkan bencana dahsyat di daerah hilir bendungan.

Berdasarkan Peraturan Menteri PUPR No. 27/PRT/M/2015, tentang Bendungan. Menurut pasal 2 peraturan menteri tersebut, disebutkan bahwa Pembangunan bendungan dan pengelolaan bendungan harus dilaksanakan berdasarkan pada konsepsi keamanan bendungan dan kaidah-kaidah keamanan bendungan yang tertuang dalam

berbagai norma, standar, pedoman dan manual.

Gambar Contoh Bangunan Bendungan Mulur di Sukoharjo

Berapa Jumlah Bendungan Besar dan Kecil di Indonesia:

> 300 buah bendungan

Apa fungsi/manfaat bendungan dibangun:

Untuk menampung air guna:

1. Kebutuhan air irigasi

2. Air rumah tangga

3. Air industri

4. Pembangkit listrik tenaga air

Untuk menampung:

1. Sedimen

2. Limbah tambang

Pembangunan Bendungan dilakukan oleh:

1. Pemerintah Pusat

2. Pemerintah Daerah

3. Badan Usaha Milik Negara

4. Badan Usaha Swasta.

Apa sih bahayanya membangun Bendungan?

Keruntuhan bendungan akan menimbulkan banjir besar yang akan mengakibatkan bencana dahsyat di daerah Hilir Bendungan. Bencana yang ditimbulkan oleh keruntuhan bendungan tidak hanya terjadi di lokasi bendungan/bangunan seperti pada banguna gedung atau jembatan, tetapi akan menyebar sampai jauh ke hilir mencakup areal yang luas.

* Contoh: runtuhnya bendungan Situ Gintung, Tangerang, Banten. Tampungan air kurang dari 1 juta m3, mengakibatkan jatuh korban jiwa sebanyak hampir 100 orang, dan kerusakan lingkungan yang sangat parah.

Sangat pentingnya KEAMANAN BENDUNGAN, maka diatur beberapa peraturan sebagai berikut:

Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No. 72/PRT/1997 tentang Keamanan Bendungan;
PP No. 37 Tahun 2010 tentang Bendungan;
UU No. 7 Tahun 2004 tentang Sumber Daya AIr yang dibatalkan oleh Mahkamah Konstitusi;
PP No. 37 Tahun 2010 yang merupakan turunan dari UU No. 7 Tahun 2004 juta ikut dibatalkan.
Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No. 27/PRT/M/2015 tentang bendungan menggantikan PP No. 37 Tahun 2010 yang dibatalkan (isinya hampir sama);
Undang-Undang RI No. 32 Tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup menggantikan UU No. 23 Tahun 1997 tentang Ketentuan-Ketentuan Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup;
Undang-Undang RI No. 18 Tahun 2013 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, tentang Pencegahan dan pemberantasan perusakan hutan;
Undang-Undang RI No. 2 Tahun 2017 tentang Jasa Konstruksi; salah satunya mengatur bahwa kegagalan bangunan dan masa pertanggungan paling lama 10 tahun untuk rencana umur konstruksi > 10 tahun;
Undang-Undang No. 24 Tahun 2007 tentang Penanggulangan Bencana; dimana pada Pasal 37: mengatur bahwa Pemerintah Pusat dan Pemerintah Daerah dapat mewajibkan pelaku penanggulangan bencana untuk melaksanakan perencanaan penanggulangan bencana. Pasal 40: Setiap kegiatan pembangunan yang mempunyai resiko tinggi yang menimbulkan bencana dilengkapi dengan analisis resiko bencana.
Peraturan Pemerintah RI No. 54 Tahun 2016 tentagn Perubahan Ketiga atas Peraturan Pemerintah RI No. 29 Tahun 2000 tentang Penyelenggaraan Jasa Konstruksi.

Pengaturan Bendungan (utamanya Keamanan Bendungan) untuk ukuran:

Bendungan dengan tinggi 15 (lima belas) meter atau lebih diukur dari dasar fondasi terdalam;
Bendungan dengan tinggi 10 (sepuluh) meter s.d. 15 (lima belas) meter diukur dari dasar fondasi terdalam dengan ketentuan: Panjang puncak bendungan paling sedikit 500m; Daya tampung waduk paling sedikit 500.000 (lima ratus ribu) m3; Debit banjir maksimal yang diperhitungkan paling sedikit 1.000 (seribu) meter kubik per detik;
Bendungan yang mempunyai kesulitan khusus pada fondasi atai dengan teknologi baru dan kelas bahaya tinggi,

Dalam proyek pembuatan bendungan, siapa yang bertanggungjawab terhadap keamanan bendungan?

Dalam melaksanakan pengaturan keamanan Bendungan, Meteri PUPR dibantu oleh Komisi Keamanan Bendungan (KKB) yang didukung pula oleh: Unit Pelaksana Teknis Bidang Bendungan atau Balai Bendungan.

Setiap tahap pembangunan dan pengelolaan bendungan harus diperiksa/dikaji serta memperoleh persetujuan dan izin dari Menteri PUPR. Kajian pembangunan dan pengelolaan bendungan dilakukan oleh Komisi Keamanan Bendungan dan balai Kemanan bendungan.

Adapun menurut Pasal 7 ayat 1 Permen PUPR No. 27/PRT/M/2015, kegiatan pembangunan bendungan tediri dari 4 tahapan:

a. Persiapan pembangunan;

b. Perencanaan pembangunan;

c. Pelaksanaan konstruksi;

d. Pengisian awal waduk.

KKB akan mengeluarkan rekomendasi kepada Menteri PUPR untuk menerbitkan persetujuan desain suatu bendungan apabila dianggap memenuhi persyaratan keamanan struktur yang meliputi: (6 faktor keamanan)

1. Aman terhadap deformasi

2. Aman terhadap longsoran

3. Aman terhadap rembesan

4. Aman terhadap konsolidasi

5. Aman terhadap kegagalan struktural

6. Aman terhadap hidraulis

Adapun 3 Pilar Konsepsi Keamanan Bendungan adalah sebagai berikut:

3 Kriteria Pokok Desain Bangunan Bendungan adalah:

A. Aman terhadap kegagalan struktural

Desain Bendungan harus memperhitungan semua kondisi:

1. Kondisi selesai pembangunan

2. Rembesan tetap

3. Surut cepat

4. Luar biasa (banjir, gempa, dsb.)

5. Kombinasi Beban tanpa Gempa

6. Kombinasi Beban dengan Gempa

7. Saat Operasi Normal (pemberian air ke hilir)

8. Operasi Darurat (Penurunan Muka air waduk cepat)

9. Operasi Banjir.

Semua bagian Bendungan ini harus stabil dalam berbagai kondisi termasuk kondisi banjir, gempa bumi, dan semua kondisi operasi:

1. Tubuh Bendungan

2. Pondasi Bendungan

3. Abutmen (bukit tumpuan)

4. Lereng sekeliling waduk.

Tabel Desain Faktor Keamanan Bendungan

Inti dari Tabel di atas adalah:

Desain paling aman bendungan adalah dengan faktor keamanan > 1,50.

B. Aman terhadap kegagalan Hidraulik

Sebagian besar bendungan yang runtuh, disebabkan oleh peluapan air lewat pucak tubuh bendungan (overtopping). kejadian ini biasanya terjadi karena:

Kapasitas pelimpah yang tidak mencukupi, sehingga aliran di pelimpah meluap, dan menimbulkan gerusan pada fondasi di dasar dan samping pelimpah;
Pintu pelimpah gagal dioperasikan karena faktor manusia atau faktor teknis, sehingga terjadi luapan pada puncak tubuh bendungan.
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
Karena tinggi jagaan (free board) yang tidak cukup yang mengakibatkan luapan puncak tubuh bendungan.
Gerusan pada tumpuan atau fondasi, saat bendungan beton meluap (overtopping).

Secara hidrolis, Bendungan harus didesain dengan mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut:

Setiap bendungan urugan harus dilengkapi dengan pelimpah yang mampu mengalirkan banjir desain dengan aman, kapasitasnya cukup, dan aliran yang keluar lewat pelimpah tidak boleh menimbulkan gerusan yang dapat mengancam kestabilan bendungan dan pelimpah sendiri;
Tinggi jagaan harus cukup untuk mencegah terjadinya luapan air waduk di atas puncak bendungan (pada kondisi banjir desain);
Tidak boleh terjadi erosi permukaan yang membahayakan keamanan bendungan, untuk itu puncak dan lereng tubuh bendungan serta lereng di sekitar tumpuan perlu dilindungi/proteksi terhadap erosi dan longsoran sehingga aman terhadap erosi permukaan;
Desain pilar, pintu, dan dinding pelimpah harus memperhitungkan gaya statis dan dinamis (vibrasi, pulsating force, gempa);
Untuk mengantisipasi kondisi darurat, sangat disarankan bendungan dilengkapi dengan sarana pengeluaran darurat (emergency release) yang mampu mengosongkan ata mampu menurunkan air waduk dengan cepat;
Dinding tebing di sekeliling waduk khususnya di dekat bendungan dan bangunan pelimpah harus aman terhadap longsoran yang dapat membahayakan bendungan.

C. Aman terhadap kegagalan Rembesan

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 yang kedap air yang berada di atasnya);
Lereng tubuh bendungan yang terlalu curam sehingga permukaan aliran rembesan mucul 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.

Pemantauan harus dilakukan untuk mempertahankan umur layan bendungan dengan sistem dan macam-macam kegiatan sebagai berikut:

Apa saja Jenis Operasi Waduk?

Operasi normal/operasi harian rutin, adalah: operasi sehari-hari sesuai dengan rencana operasi tahunan untuk melayani kebutuhan air di hilir;
Operasi darurat, adalah: operasi waduk yang dilakukan untuk merespon kejadian yang dapat mengancam keamanan dan keutuhan bendungan. dilakukan dengan cara penurunan muka air waduk secara cetap sampai elevasi yang aman, melalui pintu pengeluaran darurat dan atau pintu-pintu pengeluaran yang lain seperti pintu pelimpah dan pintu intake;
Operasi banjir di waduk: operasi banjir di waduk hanya dilakukan pada bendungan yang dilengkapi dengan bangunan pelimpah berpintu. Operasi ini dilakukan dengan pengoperasian pintu-pintu pelimpah saat musim banjir untuk menjaga/mempertahankan agar muka air waduk berada pada elevasi yang aman/sesuai dengan pola operasi waduk;
Operasi banjir dalam rangka pengendalian banjir di derah hilir, operasi dilakukan dengan pengoperasian pintu-pintu pelimpah dengan cara menahan atau menampung air banjir di waduk dan mengeluarkannya secara berangsur-angsur sesuai dengan kapasitas palung sungai dan debit sungai di hilir.

Tingkat keadaan darurat bendungan dibagi dalam 3 status:

1. Kondisi Waspada;

Indikasi kondisi waspada:

Didih pasir kecil dengan aliran agak keruh atau kotor di lereng hilir tubuh bendungan atau di hilir kaki tubuh bendungan, atau aliran limpur di hilir tubuh bendungan, munculnya aliran buluh (piping) atau daerah basah;
Adanya peningkatan debit rembesan atau debit bocoran yang cukup signifikani, rembesan yang keruh, munculnya didih pasir;
Rembesan di sekeliling konduit;
Lubang benam (sink hole) dengan aliran rembesan yang muncul di tubuh bendungan atau di hilir kaki bendungan;
Longsoran yang berakibat penurunan puncak bendungan, atau longsoran yang berkembang membesar;
Retakan dan pergeseran struktur beton;
Terjadinya limpasan air lewat pelimpah darurat (Pelimpah darurat berfungsi untuk peningkatan keamanan bendungan, misalnya : untuk antisipasi bila pintu pelimpah macet, datangnya banjir yang melampaui banjir desain)
Keluaran air waduk yang besar yang diperkirakan akan melampaui kapasitas palung sungai di hilir / menimbulkan banjir di permukiman
Dan indikasi lain sesuai dengan tipe dan kondisi bendungan yang bersangkutan.

2. Kondisi Siaga;

Indikasi Kondisi Siaga:

Didih pasir besar, bertambahnya ukuran dan laju alirannya, khususnya bila alirannya mengandung lumpur;
Perkembangan rembesan yang cukup besar, khususnya dengan aliran mengandung lumpur;
Longsoran dengan massa material besar yang merusak puncak bendungan dan terus berkembang;
Lubang benam disertai keluaran air yang mengandung lumpur;
Retakan besar, pergeseran atau kegagalan pada struktur beton utama yang merupakan bagian yang terpisahkan dengan tubuh bendungan;
Naiknya muka air waduk mendekati puncak bendungan;
Luapan pada bagian bendungan di luar pelimpah.

3. Kondisi Awas.

Indikasi kondisi awas:

Berkembangnya didih pasir secara cepat (ukuran / laju aliran), munculnya didih pasir baru di dekat didih pasir sebelumnya, khususnya bila ukurannya cukup besar, alirannya mengandung lumpur;
Berkembangnya rembesan secara cepat, khususnya dengan aliran mengandung lumpur;
Longsoran dengan massa material besar yang berakibat turunnya puncak bendungan hingga mendekati elevasi permukaan air waduk, atau rembesan yang cukup besar pada daerah longsoran;
Penurunan (settlement) yang diperkirakan telah mengakibatkan turunnya muka air waduk;
Retakan yang berkembang hingga mencapai elevasi muka air waduk;
Pergerakan yang cukup besar atau kegagalan/kerusakan struktur beton yang menyatu dengan tubuh bendungan;
Luapan air waduk lewat (overtopping) pada bendungan urugan;
Keluaran air dari waduk yang tak terkendali.