PENGARUH FLUKTUASI MUKA AIR RESERVOIR TERHADAP DEFORMASI DAN STABILITAS BENDUNGAN TANAH (UJI MODEL DI LABORATORIUM)

Nadia Meisyara, Teuku Faisal Fathani, S.T., M.T., Ph.D

2012 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Suatu bendungan selain memiliki manfaat yang besar, juga menyimpan potensi bahaya yang dapat menimbulkan bencana di daerah lingkungannya, apabila tidak dilakukan pengoperasian dan pemeliharaan dengan baik. Runtuhnya suatu bendungan tanah, biasanya dimulai dengan terjadinya suatu gejala longsoran baik pada lereng hulu (upstream) maupun lereng hilir (downstream). Keruntuhan juga bisa diawali dengan retaknya lereng tanggul di bagian hilir (downstream), terjadinya deformasi pada badan bendungan, dan disusul dengan runtuhnya badan tanggul. Mekanisme keruntuhan bendungan tanah sangat terkait dengan fluktuasi elevasi muka air serta interaksinya dengan material tanah tubuh bendungan. Penelitian ini menganalisis pengaruh fluktuasi muka air reservoir terhadap deformasi dan stabilitas bendungan tanah. Pada eksperimen di laboratorium, model fisik sebuah bendungan tanah dibangun di dalam sebuah “drainage and seepage tank” dengan mengontrol kecepatan kenaikan dan penurunan muka air dan elevasi muka air. Komposisi material penyusun tubuh model bendungan terdiri dari 3 macam variasi tanah, yaitu: pasir, campuran pasir 90%-lanau 10%, dan campuran pasir 80%-lanau 20%. Untuk variasi kemiringan lereng hulu dibuat dalam 3 variasi, yaitu 1:1; 1:1,5; dan 1:2, sedangkan kemiringan lereng hilir dibuat konstan yaitu: 1:1 (45o). Pada penelitian ini juga dilakukan simulasi numeris menggunakan program PLAXIS versi 8.6 untuk membandingkan deformasi yang terjadi pada eksperimen, sedangkan SLOPE/W digunakan untuk mendapatkan nilai faktor keamanan model bendungan tanah. Hasil eksperimen di laboratorium menunjukkan deformasi yang terjadi pada model bendungan tanah lebih dominan dipengaruhi oleh ketinggian muka air. Semakin tinggi elevasi muka air, deformasi yang terjadi semakin besar. Deformasi terbesar terjadi pada material PS80 dengan kemiringan lereng hulu 1:1 sebesar 0,03573 mm, untuk kemiringan lereng hulu 1:1,5 dan 1:2 deformasi terbesar pada material PS90 yaitu sebesar 0,11169 mm dan 0,07788 mm. Pada elevasi muka air tinggi dan kemiringan lereng hulu terjal/curam kelongsoran lereng hilir model bendungan lebih cepat terjadi dibandingkan dengan kondisi elevasi muka air lebih rendah dan kemiringan lereng landai. Pada kondisi penurunan muka air hulu secara cepat, kemiringan lereng hulu 1:1 dengan material pasir mempunyai faktor keamanan terkecil yaitu sebesar 1,35. Hal ini juga terjadi pada kondisi kenaikan muka air hulu secara cepat, faktor keamanannya sebesar 0,87.

Beside its great benefits, an earth dam also contains potential hazard that may cause disaster to its surrounding environment when proper operation and maintenance is not taken. The failure of an earth dam usually begins with landslide symptom on the upstream and downstream slope. Such failure is also started with cracks in the embankment slope at the downstream, deformation in the dam body, and followed with collapsed of the embankment body. Such collapsed mechanism is significantly related to the fluctuation of water level and its interaction to the soil material of the dam body. This research analyzes the influence of the reservoir water level fluctuation to the earth dam deformation and stability.Experiment in the laboratory used a physical model of an earth dam built in a “drainage and seepage tank” and by controlling the velocity of rising and lowering water level. The composing material of the model body consisted of three types of soil variation: sand, mixture of 90% sand-10% silt, and mixture of 80% sand-20% silt. Three variation of upstream slope inclination were made: 1:1; 1:1.5; and 1:2. For the downstream slope inclination was made constant: 1:1 (45O). Numerical simulation was also carried out by using the PLAXIS version 8.6 program to compare the deformation occurred in the experiment. SLOPE/W was used to obtain the safety factor value of the earth dam model. Results of laboratory experiment indicated that deformation occurred in the earth dam model was more dominantly influenced by the water level height. The higher water level elevation, the larger the deformation would be. The largest deformation occurred in material PS80 at the 1:1 upstream slope inclination was 0.03573 mm. at 1:1.5 and 1:2 upstream slopes inclination, the largest deformations for PS90 material were 0.11169 mm and 0.07788 mm, repectively. At high water level elevation and steep upstream slope, the landslide in the downstream slope of the model was quicker to occur than at condition with lower water level elevation and slope. On the upstream, at the conditions of rapid drawdown, 1:1 slope and with sand material, the safety factor was the smallest 1.35. This was also occurred at rapid rising of reservoir water level, that the safety factor was 0.87.

Kata Kunci : bendungan tanah, fluktuasi muka air, deformasi, faktor keamanan